JPWO2004087763A1 - Cd22に対する改変抗体およびその利用 - Google Patents
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Abstract
既に公開されている二種類の抗CD22抗体の配列情報をもとに、重鎖と軽鎖の可変領域を5merのリンカーで連結させたCD22diabodyをそれぞれ作製した。作製した2種のdiabodyについて、リンパ腫細胞に対する結合及び細胞死(アポトーシス)誘導活性の検討を行った結果、これらdiabodyがいずれもBリンパ腫細胞株であるRaji細胞に結合し、さらに、いずれもRaji細胞および同じくBリンパ腫細胞株であるDaudi細胞にアポトーシスを誘導する活性があることが判明した。以上の結果は、CD22を認識する抗体の低分子化抗体がリンパ腫細胞などの腫瘍細胞に対するアポトーシス誘導剤として利用できることを示している。
Description
本発明は、CD22を認識する抗体の低分子化抗体に関する。
CD22は、Igスーパーファミリーに属する分子であり、その発現はB細胞に特異的で、B細胞レセプターからのシグナルを抑制する機能を担っていると考えられている。また、CD22は、造血器疾患において、様々なB細胞性白血病、悪性リンパ腫細胞に発現していることが知られている。血清中に可溶性のCD22は検出されていないことから、CD22は抗体療法が可能であると考えられている(非特許文献1から5)。
造血器腫瘍におけるCD22抗体の利用に関しては、ヒト化された抗CD22抗体などを利用してB細胞悪性疾患の治療が可能である旨の報告がある(特許文献1および2)。しかしながら、これら文献においては、抗CD22抗体とアポトーシス誘起活性との関係については、何ら開示されていない。
一方、通常の抗CD22抗体では認められなかったリンパ腫細胞株であるDaudiに対する増殖抑制効果が、抗CD22抗体を架橋剤で化学的にcross−linkすることで、認められたとの報告がある(非特許文献6)。ただし、アポトーシス誘導に関する記述はなされていない。
実際の治療において種々の利点を有する低分子化された抗体の利用に関しては、CD22を含む数種の抗原に対する抗体(IgG、Fc部分を含まないFab’2)をクロスリンクし、これを用いて腫瘍細胞のアポトーシスを誘起する方法が開示されている(特許文献3)。しかしながら、この文献においては、CD22に対する抗体は、実際に作成されておらず、従って、そのアポトーシス誘起活性の検出も行われていない。
このように低分子化された抗CD22抗体を利用して腫瘍細胞のアポトーシスを誘導したとの報告はいまだなされていない。
なお、本出願の発明に関連する先行技術文献情報を以下に示す。
西井一浩 CURRENT RHERAPY Vol.20 No.1 47−50 Tedder et al.,Ann Rev Immunol 15:481−504(1997) Clark EA J Immunol 150:4715−4718(1993 Sato et al.,Immunity 5:551−562(1996) Li et al.,Cell Immunol 118:85−99(1993) Ghetie et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94:7509−7514(1997) 特表2001−518930 特表平10−505231 WO99/02567
造血器腫瘍におけるCD22抗体の利用に関しては、ヒト化された抗CD22抗体などを利用してB細胞悪性疾患の治療が可能である旨の報告がある(特許文献1および2)。しかしながら、これら文献においては、抗CD22抗体とアポトーシス誘起活性との関係については、何ら開示されていない。
一方、通常の抗CD22抗体では認められなかったリンパ腫細胞株であるDaudiに対する増殖抑制効果が、抗CD22抗体を架橋剤で化学的にcross−linkすることで、認められたとの報告がある(非特許文献6)。ただし、アポトーシス誘導に関する記述はなされていない。
実際の治療において種々の利点を有する低分子化された抗体の利用に関しては、CD22を含む数種の抗原に対する抗体(IgG、Fc部分を含まないFab’2)をクロスリンクし、これを用いて腫瘍細胞のアポトーシスを誘起する方法が開示されている(特許文献3)。しかしながら、この文献においては、CD22に対する抗体は、実際に作成されておらず、従って、そのアポトーシス誘起活性の検出も行われていない。
このように低分子化された抗CD22抗体を利用して腫瘍細胞のアポトーシスを誘導したとの報告はいまだなされていない。
なお、本出願の発明に関連する先行技術文献情報を以下に示す。
西井一浩 CURRENT RHERAPY Vol.20 No.1 47−50 Tedder et al.,Ann Rev Immunol 15:481−504(1997) Clark EA J Immunol 150:4715−4718(1993 Sato et al.,Immunity 5:551−562(1996) Li et al.,Cell Immunol 118:85−99(1993) Ghetie et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94:7509−7514(1997)
そこで、本発明の第一の目的は、CD22を認識する抗体の低分子化抗体を提供することにある。本発明のさらなる目的は、この低分子化抗体を利用した新たな造血器腫瘍の治療法を提供することにある。
本発明者らは、CD22に対する低分子化抗体であるdiabodyを作製することを目的として、まず、既に公開されている二種類の抗CD22抗体の配列情報をもとに、重鎖と軽鎖の可変領域を5merのリンカーで連結させたCD22diabodyの塩基配列をそれぞれ設計し、その合成を行った(精製の容易化のためdiabodyにはFlag−tagを挿入した)。合成したcDNAを動物細胞発現ベクターに挿入し、これをDG44細胞あるいはCOS7細胞に導入し、その培養上清から、生産されたdiabodyを抗Flag M2アガロースを利用してアフィニティー精製した。
本発明者らは、次いで、こうして得られた2種のdiabodyについて、リンパ腫細胞に対する結合及び細胞死(アポトーシス)誘導活性の検討を行った。その結果、これらdiabodyがいずれもBリンパ腫細胞株であるRaji細胞に結合し、さらに、いずれもRaji細胞および同じくBリンパ腫細胞株であるDaudi細胞にアポトーシスを誘導する活性があることが判明した。以上の結果は、CD22を認識する抗体の低分子化抗体がリンパ腫細胞などの腫瘍細胞に対するアポトーシス誘導剤として利用できることを示している。
即ち、本発明は、以下の(1)〜(12)を提供するものである。
(1) CD22を認識する低分子化抗体。
(2) Diabodyである(1)に記載の低分子化抗体。
(3) 以下の(a)〜(f)のいずれかに記載の低分子化抗体。
(a) 配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(b) 配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(a)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。
(c) 配列番号:5のCDRおよび配列番号:7のCDRのアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(d) 配列番号:5のCDRおよび配列番号:7のCDRのアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(c)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。
(e) 配列番号:9のCDRおよび配列番号:11のCDRのアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(f) 配列番号:9のCDRおよび配列番号:11のCDRのアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(c)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。
(4) CD22を認識する抗体を低分子化することによって、活性が上昇した抗体を製造する方法。
(5) 低分子化がDiabody化である、(4)に記載の方法。
(6) 活性がアポトーシス誘導活性である、(4)または(5)に記載の方法。
(7) (1)〜(3)のいずれかに記載の低分子化抗体、(4)〜(6)のいずれかに記載の方法によって製造される低分子化抗体を有効成分として含有する、アポトーシス誘導剤。
(8) 腫瘍細胞に対するアポトーシスを誘導する、(7)に記載のアポトーシス誘導剤。
(9) 腫瘍細胞がリンパ腫細胞または白血病細胞である、(8)に記載のアポトーシス誘導剤。
(10) (1)〜(3)のいずれかに記載の低分子化抗体、(4)〜(6)のいずれかに記載の方法によって製造される低分子化抗体を有効成分として含有する、抗腫瘍剤。
(11) 腫瘍が血液腫瘍である、(10)に記載の抗腫瘍剤。
(12) 抗体がDiabodyである、(7)から(9)のいずれかに記載のアポトーシス誘導剤。
(13) 抗体がDiabodyである、(10)または(11)に記載の抗腫瘍剤。
本発明は、CD22を認識する低分子化抗体を提供する。本発明における低分子化抗体は、活性が上昇している点で有用である。ここで、活性とは、抗体が抗原に結合することにより生じる生物学的作用をいう。具体的な例としては、アポトーシス誘導作用、抗腫瘍作用である。
アポトーシス誘導作用、抗腫瘍作用などの対象となる細胞は特に限定されないが、腫瘍細胞が好ましい。腫瘍細胞の具体的な例としては、リンパ腫細胞や白血病細胞が最も好ましい。
本発明においては、上記CD22を認識する低分子化抗体を投与することにより、例えば、血液腫瘍などの腫瘍(具体的な例として、白血病、骨髄異形成症候群、悪性リンパ腫、慢性骨髄性白血病、形質細胞異常症(多発性骨髄腫、マクログロブリン血症)、骨髄増殖性疾患(真性赤血球増加症、本態性血小板血症、特発性骨髄繊維症)など)や自己免疫疾患(具体的な例として、リウマチ、自己免疫性肝炎、自己免疫性甲状腺炎、自己免疫性水疱症、自己免疫性副腎皮質炎、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少性紫斑病、自己免疫性萎縮性胃炎、自己免疫性好中球減少症、自己免疫性精巣炎、自己免疫性脳脊髄炎、自己免疫性レセプター病、自己免疫不妊、クローン病、全身性エリテマトーデス、多発性硬化症、バセドウ病、若年性糖尿病、アジソン病、重症筋無力症、水晶体性ブドウ膜炎、乾癬、ベーチェット病、など)のような疾患の治療、予防などをおこなうことが可能である。
本発明において、CD22とは、Igスーパーファミリーに属し、7個のIg様ドメインからなり、遺伝子上19q13.1に存在する分子(Tedder et al.,Ann Rev Immunol 15:481−504(1997))を意味する。
本発明において低分子化抗体とは、全長抗体(whole andibody、例えばwhole IgG等)の一部分が欠損している抗体断片を含み、抗原への結合能を有していれば特に限定されない。本発明の抗体断片は、全長抗体の一部分であれば特に限定されないが、重鎖可変領域(VH)又は軽鎖可変領域(VL)を含んでいることが好ましく、特に好ましいのはVHとVLの両方を含む断片である。抗体断片の具体例としては、例えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、scFv(シングルチェインFv)、などを挙げることができるが、好ましくはscFv(Huston,J.S.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(1988)85,5879−5883、Plickthun「The Pharmacology of Monoclonal Antibodies」Vol.113,Resenburg及びMoore編,Springer Verlag,New York,pp.269−315,(1994))である。このような抗体断片を得るには、抗体を酵素、例えば、パパイン、ペプシンなどで処理し抗体断片を生成させるか、又は、これら抗体断片をコードする遺伝子を構築し、これを発現ベクターに導入した後、適当な宿主細胞で発現させればよい(例えば、Co,M.S.et al.,J.Immunol.(1994)152,2968−2976;Better,M.and Horwitz,A.H.,Methods Enzymol.(1989)178,476−496;Pluckthun,A.and Skerra,A.,Methods Enzymol.(1989)178,497−515;Lamoyi,E.,Methods Enzymol.(1986)121,652−663;Rousseaux,J.et al.,Methods Enzymol.(1986)121,663−669;Bird,R.E.and Walker,B.W.,Trends Biotechnol.(1991)9,132−137参照)。
本発明における低分子化抗体は、全長抗体よりも分子量が小さくなることが好ましいが、例えば、ダイマー、トリマー、テトラマーなどの多量体を形成すること等もあり、全長抗体よりも分子量が大きくなることもある。
本発明において好ましい低分子化抗体は、抗体のVHを2つ以上及びVLを2つ以上含み、これら各可変領域を直接あるいはリンカー等を介して間接的に結合した抗体である。結合は、共有結合でも非共有結合でもよく、また、共有結合と非共有結合の両方でよい。さらに好ましい低分子化抗体は、VHとVLが非共有結合により結合して形成されるVH−VL対を2つ以上含んでいる抗体である。この場合、低分子化抗体中の一方のVH−VL対と他方のVH−VL対との間の距離が、全長抗体における距離よりも短くなる抗体が好ましい。
本発明において特に好ましい低分子化抗体はDiabodyである。Diabodyは、可変領域と可変領域をリンカー等で結合したフラグメント(例えば、scFv等)(以下、Diabodyを構成するフラグメント)を2つ結合させて二量体化させたものであり、通常、2つのVLと2つのVHを含む(P.Holliger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90,6444−6448(1993)、EP404097号、WO93/11161号、Johnson et al.,Method in Enzymology,203,88−98,(1991)、Holliger et al.,Protein Engineering,9,299−305,(1996)、Perisic et al.,Structure,2,1217−1226,(1994)、John et al.,Protein Engineering,12(7),597−604,(1999)、Holliger et al,.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.,90,6444−6448,(1993)、Atwell et al.,Mol.Immunol.33,1301−1312,(1996))。Diabodyを構成するフラグメント間の結合は非共有結合でも、共有結合でよいが、好ましくは非共有結合である。
また、Diabodyを構成するフラグメント同士をリンカーなどで結合して、一本鎖Diabody(scDiabody)とすることも可能である。その際、Diabodyを構成するフラグメント同士を20アミノ酸程度の長いリンカーを用いて結合すると、同一鎖上に存在するDiabodyを構成するフラグメント同士で非共有結合が可能となり、二量体を形成する。
Diabodyを構成するフラグメントは、VLとVHを結合したもの、VLとVLを結合したもの、VHとVHを結合したもの等を挙げることができるが、好ましくはVHとVLを結合したものである。Diabodyを構成するフラグメント中において、可変領域と可変領域を結合するリンカーは特に制限されないが、同一フラグメント中の可変領域の間で非共有結合がおこらない程度に短いリンカーを用いることが好ましい。そのようなリンカーの長さは当業者が適宜決定することができるが、通常2〜14アミノ酸、好ましくは3〜9アミノ酸、特に好ましくは4〜6アミノ酸である。この場合、同一フラグメント上にコードされるVLとVHとは、その間のリンカーが短いため、同一鎖上のVLとVHの間で非共有結合がおこらず、単鎖V領域フラグメントが形成されない為、他のフラグメントとの非共有結合による二量体を形成する。さらに、Diabody作製と同じ原理で、Diabodyを構成するフラグメントを3つ以上結合させて、トリマー、テトラマーなどの多量体化させた抗体を作製することも可能である。
本発明におけるDiabodyとしては、下記のものを例示できるが、これらに限定されるものではない。
1.配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列を有するDiabody
2.配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が変異(置換、欠失、挿入、および/または付加)したアミノ酸配列を有するDiabodyであって、配列番号:1または3に記載の配列を有するDiabodyと機能的に同等なDiabody
3.配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)のアミノ酸配列を有するDiabody
4.配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が変異(置換、欠失、挿入、および/または付加)したアミノ酸配列を有するDiabodyであって、配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabodyと機能的に同等なDiabody
5.配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)のアミノ酸配列を有するDiabody
6.配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が変異(置換、欠失、挿入、および/または付加)したアミノ酸配列を有するDiabodyであって、配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabodyと機能的に同等なDiabody
ここで「機能的に同等」とは、対象となるDiabodyが、配列番号:1または3に記載の配列を有するDiabody、配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabody、または、配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabodyと同等の活性(例えば、CD22への結合活性、アポトーシス誘導活性など)を有することを意味する。
変異するアミノ酸数は特に制限されないが、通常、30アミノ酸以内であり、好ましくは15アミノ酸以内であり、さらに好ましくは5アミノ酸以内(例えば、3アミノ酸以内)であると考えられる。変異するアミノ酸残基においては、アミノ酸側鎖の性質が保存されている別のアミノ酸に変異されることが望ましい。例えばアミノ酸側鎖の性質としては、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、脂肪族側鎖を有するアミノ酸(G、A、V、L、I、P)、水酸基含有側鎖を有するアミノ酸(S、T、Y)、硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(C、M)、カルボン酸及びアミド含有側鎖を有するアミノ酸(D、N、E、Q)、塩基含有側鎖を有するアミノ離(R、K、H)、芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(H、F、Y、W)を挙げることができる(括弧内はいずれもアミノ酸の一文字標記を表す)。あるアミノ酸配列に対する1又は複数個のアミノ酸残基の欠失、付加及び/又は他のアミノ酸による置換により修飾されたアミノ酸配列を有するポリペプチドがその生物学的活性を維持することはすでに知られている(Mark,D.F.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1984)81,5662−5666、Zoller,M.J.& Smith,M.Nucleic Acids Research(1982)10,6487−6500、Wang,A.et al.,Science 224,1431−1433、Dalbadie−McFarland,G.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1982)79,6409−6413)。
また、配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列を有するDiabody、配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabody、または配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabodyを、ヒトに対する異種抗原性を低下させること等を目的としてヒト型化、キメラ化してもよい。
配列番号:5に記載されている可変領域に相当するアミノ酸配列で、31〜35がCDR1、50〜66がCDR2、99〜105がCDR3に相当する。配列番号:7に記載されている可変領域に相当するアミノ酸配列で、24〜40がCDR1、56〜62がCDR2、95〜103がCDR3に相当する。配列番号:9に記載されている可変領域に相当するアミノ酸配列で、31〜35がCDR1、50〜66がCDR2、99〜112がCDR3に相当する。配列番号:11に記載されている可変領域に相当するアミノ酸配列で、24〜34がCDR1、50〜56がCDR2、89〜97がCDR3に相当する。
本発明においてCD22を認識する低分子化抗体は、CD22に特異的に結合し、生物学的作用を有していれば特に制限されない。本発明の低分子化抗体は、当業者に公知の方法により作製することが可能である。例えば、実施例に記載されているように、CD22を認識する抗体の配列(特に可変領域の配列や相補鎖決定領域(CDR)の配列)を基に、当業者に公知の遺伝子組換え技術を用いて作製することが可能である。
CD22を認識する抗体の配列は、既に公知の抗体の配列を用いることが可能であり、又、CD22を抗原として、当業者に公知の方法により抗CD22抗体を作製し、その抗体の配列を取得して用いることも可能である。具体的には、例えば、以下のようにして行うことができる。CD22タンパク質若しくはその断片を感作抗原として使用して、これを通常の免疫方法にしたがって免疫し、得られる免疫細胞を通常の細胞融合法によって公知の親細胞と融合させ、通常のスクリーニング法により、モノクローナルな抗体産生細胞(ハイブリドーマ)をスクリーニングする。抗原の調製は公知の方法、例えばバキュロウイルスを用いた方法(WO98/46777など)等に準じて行うことができる。ハイブリドーマの作製は、たとえば、ミルステインらの方法(Kohler.G.and Milstein,C.,Methods Enzymol.(1981)73:3−46)等に準じて行うことができる。抗原の免疫原性が低い場合には、アルブミン等の免疫原性を有する巨大分子と結合させ、免疫を行えばよい。その後、ハイブリドーマのmRNAから逆転写酵素を用いて抗体の可変領域(V領域)のcDNAを合成し、得られたcDNAの配列を公知の方法により解読すればよい。
CD22を認識する抗体は、CD22と結合する限り特に制限はなく、マウス抗体、ラット抗体、ウサギ抗体、ヒツジ抗体、ヒト抗体等を適宜用いることができる。又、ヒトに対する異種抗原性を低下させること等を目的として人為的に改変した遺伝子組換え型抗体、例えば、キメラ(Chimeric)抗体、ヒト型化(Humanized)抗体なども使用できる。これらの改変抗体は、既知の方法を用いて製造することができる。キメラ抗体は、ヒト以外の哺乳動物、例えば、マウス抗体の重鎖、軽鎖の可変領域とヒト抗体の重鎖、軽鎖の定常領域からなる抗体等であり、マウス抗体の可変領域をコードするDNAをヒト抗体の定常領域をコードするDNAと連結し、これを発現ベクターに組み込んで宿主に導入し産生させることにより得ることができる。
ヒト型化抗体は、再構成(reshaped)ヒト抗体とも称され、ヒト以外の哺乳動物、たとえばマウス抗体の相補性決定領域(CDR;complementarity determining region)をヒト抗体の相補性決定領域へ移植したものであり、その一般的な遺伝子組換え手法も知られている。具体的には、マウス抗体のCDRとヒト抗体のフレームワーク領域(framework region;FR)を連結するように設計したDNA配列を、末端部にオーバーラップする部分を有するように作製した数個のオリゴヌクレオチドからPCR法により合成する。得られたDNAをヒト抗体定常領域をコードするDNAと連結し、次いで発現ベクターに組み込んで、これを宿主に導入し産生させることにより得られる(欧州特許出願公開番号EP 239400、国際特許出願公開番号WO 96/02576参照)。CDRを介して連結されるヒト抗体のFRは、相補性決定領域が良好な抗原結合部位を形成するものが選択される。必要に応じ、再構成ヒト抗体の相補性決定領域が適切な抗原結合部位を形成するように抗体の可変領域のフレームワーク領域のアミノ酸を置換してもよい(Sato,K.et al,,Cancer Res.(1993)53,851−856)。
これらキメラ抗体やヒト型化抗体などについては、低分子化した後にキメラ化やヒト型化等を行ってもよいし、キメラ化やヒト型化等を行った後に低分子化を行ってもよい。
また、ヒト抗体の取得方法も知られている。例えば、ヒトリンパ球をin vitroで所望の抗原または所望の抗原を発現する細胞で感作し、感作リンパ球をヒトミエローマ細胞、例えばU266と融合させ、抗原への結合活性を有する所望のヒト抗体を得ることもできる(特公平1−59878参照)。また、ヒト抗体遺伝子の全てのレパートリーを有するトランスジェニック動物を所望の抗原で免疫することで所望のヒト抗体を取得することができる(国際特許出願公開番号WO 93/12227,WO 92/03918,WO 94/02602,WO 94/25585,WO 96/34096,WO 96/33735参照)。さらに、ヒト抗体ライブラリーを用いて、パンニングによりヒト抗体を取得する技術も知られている。例えば、ヒト抗体の可変領域を一本鎖抗体(scFv)としてファージディスプレイ法によりファージの表面に発現させ、抗原に結合するファージを選択することができる。選択されたファージの遺伝子を解析すれば、抗原に結合するヒト抗体の可変領域をコードするDNA配列を決定することができる。抗原に結合するscFvのDNA配列が明らかになれば、当該配列を挿入した適当な発現ベクターを作製し、ヒト抗体を取得することができる。これらの方法は既に周知であり、WO 92/01047,WO 92/20791,WO 93/06213,WO 93/11236,WO 93/19172,WO 95/01438,WO 95/15388を参考にすることができる。
本発明の抗体は、ポリエチレングリコール(PEG)、放射性物質、トキシン等の各種分子と結合したコンジュゲート抗体でもよい。このようなコンジュゲート抗体は、得られた抗体に化学的な修飾を施すことによって得ることができる。なお、抗体の修飾方法はこの分野においてすでに確立されている。本発明における「抗体」にはこれらのコンジュゲート抗体も包含される。
本発明は、本発明の抗体をコードするDNAを包含する。又、該DNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、抗原への結合能及び活性を有する抗体をコードするDNAを包含する。ハイブリダイゼーション技術(Sambrook,J et al.,Molecular Cloning 2nd ed.,9.47−9.58,Cold Spring Harbor Lab.press,1989)は当業者に公知であり、ハイブリダイゼーションの条件は、当業者であれば適宜選択することができる。ハイブリダイゼーションの条件としては、例えば、低ストリンジェントな条件が挙げられる。低ストリンジェントな条件とは、ハイブリダイゼーション後の洗浄において、例えば42℃、0.1×SSC、0.1%SDSの条件であり、好ましくは50℃、0.1×SSC、0.1%SDSの条件である。より好ましいハイブリダイゼーションの条件としては、高ストリンジェントな条件が挙げられる。高ストリンジェントな条件とは、例えば65℃、5×SSC及び0.1%SDSの条件である。これらの条件において、温度を上げる程に高い相同性を有するDNAが効率的に得られることが期待できる。但し、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度や塩濃度など複数の要素が考えられ、当業者であればこれら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。
本発明のDNAは、本発明の抗体のin vivoやin vitroにおける生産に利用される他、例えば、遺伝子治療などへの応用も考えられる。本発明のDNAは、本発明の抗体をコードしうるものであればいかなる形態でもよい。即ち、mRNAから合成されたcDNAであるか、ゲノムDNAであるか、化学合成DNAであるかなどを問わない。また、本発明の抗体をコードしうる限り、遺伝暗号の縮重に基づく任意の塩基配列を有するDNAが含まれる。
本発明の抗体は当業者に公知の方法により製造することができる。具体的には、目的とする抗体のDNAを発現ベクターへ組み込む。その際、発現制御領域、例えば、エンハンサー、プロモーターの制御のもとで発現するよう発現ベクターに組み込む。次に、この発現ベクターにより宿主細胞を形質転換し、抗体を発現させることができる。その際には、適当な宿主と発現ベクターの組み合わせを使用することができる。
ベクターの例としては、M13系ベクター、pUC系ベクター、pBR322、pBluescript、pCR−Scriptなどが挙げられる。また、cDNAのサブクローニング、切り出しを目的とした場合、上記ベクターの他に、例えば、pGEM−T、pDIRECT、pT7などが挙げられる。
本発明の抗体を生産する目的においてベクターを使用する場合には、特に、発現ベクターが有用である。発現ベクターとしては、例えば、大腸菌での発現を目的とした場合は、ベクターが大腸菌で増幅されるような上記特徴を持つほかに、宿主をJM109、DH5α、HB101、XL1−Blueなどの大腸菌とした場合においては、大腸菌で効率よく発現できるようなプロモーター、例えば、lacZプロモーター(Wardら,Nature(1989)341,544−546;FASEB J.(1992)6,2422−2427)、araBプロモーター(Betterら,Science(1988)240,1041−1043)、またはT7プロモーターなどを持っていることが不可欠である。このようなベクターとしては、上記ベクターの他にpGEX−5X−1(ファルマシア社製)、「QIAexpress system」(キアゲン社製)、pEGFP、またはpET(この場合、宿主はT7 RNAポリメラーゼを発現しているBL21が好ましい)などが挙げられる。
また、ベクターには、ポリペプチド分泌のためのシグナル配列が含まれていてもよい。ポリペプチド分泌のためのシグナル配列としては、大腸菌のペリプラズムに産生させる場合、pelBシグナル配列(Lei,S.P.et al J.Bacteriol.(1987)169,4379)を使用すればよい。宿主細胞へのベクターの導入は、例えば塩化カルシウム法、エレクトロポレーション法を用いて行うことができる。
大腸菌以外にも、例えば、本発明のポリペプチドを製造するためのベクターとしては、哺乳動物由来の発現ベクター(例えば、pcDNA3(インビトロゲン社製)や、pEGF−BOS(Nucleic Acids.Res.1990,18(17),p5322)、pEF、pCDM8)、昆虫細胞由来の発現ベクター(例えば「Bac−to−BAC baculovairus expression system」(ギブコBRL社製)、pBacPAK8)、植物由来の発現ベクター(例えばpMH1、pMH2)、動物ウィルス由来の発現ベクター(例えば、pHSV、pMV、pAdexLcw)、レトロウィルス由来の発現ベクター(例えば、pZIPneo)、酵母由来の発現ベクター(例えば、「Pichia Expression Kit」(インビトロゲン社製)、pNV11、SP−Q01)、枯草菌由来の発現ベクター(例えば、pPL608、pKTH50)が挙げられる。
CHO細胞、COS細胞、NIH3T3細胞等の動物細胞での発現を目的とした場合には、細胞内で発現させるために必要なプロモーター、例えばSV40プロモーター(Mulliganら,Nature(1979)277,108)、MMLV−LTRプロモーター、EF1αプロモーター(Mizushimaら,Nucleic Acids Res.(1990)18,5322)、CMVプロモーターなどを持っていることが不可欠であり、細胞への形質転換を選抜するための遺伝子(例えば、薬剤(ネオマイシン、G418など)により判別できるような薬剤耐性遺伝子)を有すればさらに好ましい。このような特性を有するベクターとしては、例えば、pMAM、pDR2、pBK−RSV、pBK−CMV、pOPRSV、pOP13などが挙げられる。
さらに、遺伝子を安定的に発現させ、かつ、細胞内での遺伝子のコピー数の増幅を目的とする場合には、核酸合成経路を欠損したCHO細胞にそれを相補するDHFR遺伝子を有するベクター(例えば、pCHOIなど)を導入し、メトトレキセート(MTX)により増幅させる方法が挙げられ、また、遺伝子の一過性の発現を目的とする場合には、SV40 T抗原を発現する遺伝子を染色体上に持つCOS細胞を用いてSV40の複製起点を持つベクター(pcDなど)で形質転換する方法が挙げられる。複製開始点としては、また、ポリオーマウィルス、アデノウィルス、ウシパピローマウィルス(BPV)等の由来のものを用いることもできる。さらに、宿主細胞系で遺伝子コピー数増幅のため、発現ベクターは選択マーカーとして、アミノグリコシドトランスフェラーゼ(APH)遺伝子、チミジンキナーゼ(TK)遺伝子、大腸菌キサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Ecogpt)遺伝子、ジヒドロ葉酸還元酵素(dhfr)遺伝子等を含むことができる。
一方、動物の生体内で本発明のDNAを発現させる方法としては、本発明のDNAを適当なベクターに組み込み、例えば、レトロウイルス法、リポソーム法、カチオニックリポソーム法、アデノウイルス法などにより生体内に導入する方法などが挙げられる。用いられるベクターとしては、例えば、アデノウイルスベクター(例えばpAdexlcw)やレトロウイルスベクター(例えばpZIPneo)などが挙げられるが、これらに制限されない。ベクターへの本発明のDNAの挿入などの一般的な遺伝子操作は、常法に従って行うことが可能である(Molecular Cloning,5.61−5.63)。生体内への投与は、ex vivo法であっても、in vivo法であってもよい。
また、本発明は、本発明のベクターが導入された宿主細胞を提供する。本発明のベクターが導入される宿主細胞としては特に制限はなく、例えば、大腸菌や種々の動物細胞などを用いることが可能である。本発明の宿主細胞は、例えば、本発明の抗体の製造や発現のための産生系として使用することができる。ポリペプチド製造のための産生系は、in vitroおよびin vivoの産生系がある。in vitroの産生系としては、真核細胞を使用する産生系や原核細胞を使用する産生系が挙げられる。
真核細胞を使用する場合、例えば、動物細胞、植物細胞、真菌細胞を宿主に用いることができる。動物細胞としては、哺乳類細胞、例えば、CHO(J.Exp.Med.(1995)108,945)、COS、3T3、ミエローマ、BHK(baby hamster kidney)、HeLa、Vero、両生類細胞、例えばアフリカツメガエル卵母細胞(Valle,et al.,Nature(1981)291,358−340)、あるいは昆虫細胞、例えば、Sf9、Sf21、Tn5が知られている。CHO細胞としては、特に、DHFR遺伝子を欠損したCHO細胞であるdhfr−CHO(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1980)77,4216−4220)やCHO K−1(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1968)60,1275)を好適に使用することができる。動物細胞において、大量発現を目的とする場合には特にCHO細胞が好ましい。宿主細胞へのベクターの導入は、例えば、リン酸カルシウム法、DEAEデキストラン法、カチオニックリボソームDOTAP(ベーリンガーマンハイム社製)を用いた方法、エレクトロポーレーション法、リポフェクションなどの方法で行うことが可能である。
植物細胞としては、例えば、ニコチアナ・タバカム(Nicotiana tabacum)由来の細胞がポリペプチド生産系として知られており、これをカルス培養すればよい。真菌細胞としては、酵母、例えば、サッカロミセス(Saccharomyces)属、例えば、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、糸状菌、例えば、アスペルギルス(Aspergillus)属、例えば、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)が知られている。
原核細胞を使用する場合、細菌細胞を用いる産生系がある。細菌細胞としては、大腸菌(E.coli)、例えば、JM109、DH5α、HB101等が挙げられ、その他、枯草菌が知られている。
これらの細胞を目的とするDNAにより形質転換し、形質転換された細胞をin vitroで培養することにより抗体が得られる。培養は、公知の方法に従い行うことができる。例えば、動物細胞の培養液として、例えば、DMEM、MEM、RPMI1640、IMDMを使用することができる。その際、牛胎児血清(FCS)等の血清補液を併用することもできるし、無血清培養してもよい。培養時のpHは、約6〜8であるのが好ましい。培養は、通常、約30〜40℃で約15〜200時間行い、必要に応じて培地の交換、通気、攪拌を加える。
一方、in vivoでポリペプチドを産生させる系としては、例えば、動物を使用する産生系や植物を使用する産生系が挙げられる。これらの動物又は植物に目的とするDNAを導入し、動物又は植物の体内でポリペプチドを産生させ、回収する。本発明における「宿主」とは、これらの動物、植物を包含する。
動物を使用する場合、哺乳類動物、昆虫を用いる産生系がある。哺乳類動物としては、ヤギ、ブタ、ヒツジ、マウス、ウシを用いることができる(Vicki Glaser,SPECTRUM Biotechnology Applications,1993)。また、哺乳類動物を用いる場合、トランスジェニック動物を用いることができる。
例えば、目的とするDNAを、ヤギβカゼインのような乳汁中に固有に産生されるポリペプチドをコードする遺伝子との融合遺伝子として調製する。次いで、この融合遺伝子を含むDNA断片をヤギの胚へ注入し、この胚を雌のヤギへ移植する。胚を受容したヤギから生まれるトランスジェニックヤギ又はその子孫が産生する乳汁から、目的の抗体を得ることができる。トランスジェニックヤギから産生されるポリペプチドを含む乳汁量を増加させるために、適宜ホルモンをトランスジェニックヤギに使用してもよい(Ebert,K.M.et al.,Bio/Technology(1994)12,699−702)。
また、昆虫としては、例えばカイコを用いることができる。カイコを用いる場合、目的のDNAを挿入したバキュロウィルスをカイコに感染させることにより、このカイコの体液から目的のポリペプチドを得ることができる(Susumu,M.et al.,Nature(1985)315,592−594)。
さらに、植物を使用する場合、例えばタバコを用いることができる。タバコを用いる場合、目的のDNAを植物発現用ベクター、例えばpMON 530に挿入し、このベクターをアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)のようなバクテリアに導入する。このバクテリアをタバコ、例えば、ニコチアナ・タバカム(Nicotiana tabacum)に感染させ、本タバコの葉より所望のポリペプチドを得ることができる(Julian K.−C.Ma et al.,Eur.J.Immunol.(1994)24,131−138)。
これにより得られた本発明の抗体は、宿主細胞内または細胞外(培地など)から単離し、実質的に純粋で均一な抗体として精製することができる。抗体の分離、精製は、通常の抗体の精製で使用されている分離、精製方法を使用すればよく、何ら限定されるものではない。例えば、クロマトグラフィーカラム、フィルター、限外濾過、塩析、溶媒沈殿、溶媒抽出、蒸留、免疫沈降、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動法、透析、再結晶等を適宜選択、組み合わせれば抗体を分離、精製することができる。
クロマトグラフィーとしては、例えばアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー等が挙げられる(Strategies for Protein Purification and Characterization:A Laboratory Course Manual.Ed Daniel R.Marshak et al.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1996)。これらのクロマトグラフィーは、液相クロマトグラフィー、例えばHPLC、FPLC等の液相クロマトグラフィーを用いて行うことができる。本発明は、これらの精製方法を用い、高度に精製された抗体も包含する。
本発明において、抗体の抗原結合活性(Antibodies A Laboratory Manual.Ed Harlow,David Lane,Cold Spring Harbor Laboratory,1988)の測定には公知の手段を使用することができる。例えば、ELISA(酵素結合免疫吸着検定法)、EIA(酵素免疫測定法)、RIA(放射免疫測定法)あるいは蛍光免疫法などを用いることができる。
本発明において、本発明の抗体が腫瘍細胞に対してアポトーシスを誘導するか否かは、実施例と同様にしてDaudi細胞又はRaji細胞に対して細胞死を誘導するか否かにより判定することができる。
また、本発明は、本発明の低分子化抗体を有効成分として含有する、アポトーシス誘導剤または抗腫瘍剤を提供する。本発明の低分子化抗体のこれら活性は、リンパ腫細胞または白血病細胞で特に効果が大きいと考えられるので、癌などの腫瘍(特に血液腫瘍)の治療や予防に特に有効であると考えられる。低分子化されていない抗CD22抗体を有効成分として用いる場合には、抗IgG抗体などでクロスリンクすることが好ましい。
上記抗体には各種試薬を結合してコンジュゲート抗体として使用することもできる。このような試薬としては、化学療法剤、放射性物質、トキシンなどを挙げることができる。このようなコンジュゲート抗体は公知の方法により作製することができる(US5057313、US5156840)。
上記薬剤は、直接患者に投与する以外に、公知の製剤学的方法により製剤化した医薬組成物として投与を行うことも可能である。例えば、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤として経口的に、あるいは水もしくはそれ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液、又は懸濁液剤の注射剤の形で非経口的に使用できる。例えば、薬理学上許容される担体もしくは媒体、具体的には、滅菌水や生理食塩水、植物油、乳化剤、懸濁剤、界面活性剤、安定剤、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、結合剤などと適宜組み合わせて、一般に認められた製薬実施に要求される単位用量形態で混和することによって製剤化することが考えられる。これら製剤における有効成分量は指示された範囲の適当な容量が得られるようにするものである。
錠剤、カプセル剤に混和することができる添加剤としては、例えばゼラチン、コーンスターチ、トラガントガム、アラビアゴムのような結合剤、結晶性セルロースのような賦形剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸のような膨化剤、ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤、ショ糖、乳糖又はサッカリンのような甘味剤、ペパーミント、アカモノ油又はチェリーのような香味剤が用いられる。調剤単位形態がカプセルである場合には、上記の材料にさらに油脂のような液状担体を含有することができる。注射のための無菌組成物は注射用蒸留水のようなベヒクルを用いて通常の製剤実施に従って処方することができる。
注射用の水溶液としては、例えば生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液、例えばD−ソルビトール、D−マンノース、D−マンニトール、塩化ナトリウムが挙げられ、適当な溶解補助剤、例えばアルコール、具体的にはエタノール、ポリアルコール、例えばプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、非イオン性界面活性剤、例えばポリソルベート80(TM)、HCO−50と併用してもよい。
油性液としてはゴマ油、大豆油があげられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコールと併用してもよい。また、緩衝剤、例えばリン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液、無痛化剤、例えば、塩酸プロカイン、安定剤、例えばベンジルアルコール、フェノール、酸化防止剤と配合してもよい。調製された注射液は通常、適当なアンプルに充填させる。
患者への投与は、例えば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射などのほか、鼻腔内的、経気管支的、筋内的、経皮的、または経口的に当業者に公知の方法により行いうる。投与量は、患者の体重や年齢、投与方法などにより変動するが、当業者であれば適当な投与量を適宜選択することが可能である。また、該化合物がDNAによりコードされうるものであれば、該DNAを遺伝子治療用ベクターに組込み、遺伝子治療を行うことも考えられる。投与量、投与方法は、患者の体重や年齢、症状などにより変動するが、当業者であれば適宜選択することが可能である。
本発明の薬剤の投与量は、その1回投与量は投与対象、対象臓器、症状、投与方法によっても異なるが、例えば注射剤の形では通常成人(体重60kgとして)においては、1日あたり約0.1から1000mg、好ましくは約1.0から50mg、より好ましくは約1.0から20mgであると考えられる。
非経口的に投与する場合は、その1回投与量は投与対象、対象臓器、症状、投与方法によっても異なるが、例えば注射剤の形では通常成人(体重60kgとして)においては、通常、1日当り約0.01から30mg、好ましくは約0.1から20mg、より好ましくは約0.1から10mg程度を静脈注射により投与するのが好都合であると考えられる。他の動物の場合も、体重60kg当たりに換算した量、あるいは体表面積あたりに換算した量を投与することができる。
本発明者らは、CD22に対する低分子化抗体であるdiabodyを作製することを目的として、まず、既に公開されている二種類の抗CD22抗体の配列情報をもとに、重鎖と軽鎖の可変領域を5merのリンカーで連結させたCD22diabodyの塩基配列をそれぞれ設計し、その合成を行った(精製の容易化のためdiabodyにはFlag−tagを挿入した)。合成したcDNAを動物細胞発現ベクターに挿入し、これをDG44細胞あるいはCOS7細胞に導入し、その培養上清から、生産されたdiabodyを抗Flag M2アガロースを利用してアフィニティー精製した。
本発明者らは、次いで、こうして得られた2種のdiabodyについて、リンパ腫細胞に対する結合及び細胞死(アポトーシス)誘導活性の検討を行った。その結果、これらdiabodyがいずれもBリンパ腫細胞株であるRaji細胞に結合し、さらに、いずれもRaji細胞および同じくBリンパ腫細胞株であるDaudi細胞にアポトーシスを誘導する活性があることが判明した。以上の結果は、CD22を認識する抗体の低分子化抗体がリンパ腫細胞などの腫瘍細胞に対するアポトーシス誘導剤として利用できることを示している。
即ち、本発明は、以下の(1)〜(12)を提供するものである。
(1) CD22を認識する低分子化抗体。
(2) Diabodyである(1)に記載の低分子化抗体。
(3) 以下の(a)〜(f)のいずれかに記載の低分子化抗体。
(a) 配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(b) 配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(a)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。
(c) 配列番号:5のCDRおよび配列番号:7のCDRのアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(d) 配列番号:5のCDRおよび配列番号:7のCDRのアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(c)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。
(e) 配列番号:9のCDRおよび配列番号:11のCDRのアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(f) 配列番号:9のCDRおよび配列番号:11のCDRのアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(c)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。
(4) CD22を認識する抗体を低分子化することによって、活性が上昇した抗体を製造する方法。
(5) 低分子化がDiabody化である、(4)に記載の方法。
(6) 活性がアポトーシス誘導活性である、(4)または(5)に記載の方法。
(7) (1)〜(3)のいずれかに記載の低分子化抗体、(4)〜(6)のいずれかに記載の方法によって製造される低分子化抗体を有効成分として含有する、アポトーシス誘導剤。
(8) 腫瘍細胞に対するアポトーシスを誘導する、(7)に記載のアポトーシス誘導剤。
(9) 腫瘍細胞がリンパ腫細胞または白血病細胞である、(8)に記載のアポトーシス誘導剤。
(10) (1)〜(3)のいずれかに記載の低分子化抗体、(4)〜(6)のいずれかに記載の方法によって製造される低分子化抗体を有効成分として含有する、抗腫瘍剤。
(11) 腫瘍が血液腫瘍である、(10)に記載の抗腫瘍剤。
(12) 抗体がDiabodyである、(7)から(9)のいずれかに記載のアポトーシス誘導剤。
(13) 抗体がDiabodyである、(10)または(11)に記載の抗腫瘍剤。
本発明は、CD22を認識する低分子化抗体を提供する。本発明における低分子化抗体は、活性が上昇している点で有用である。ここで、活性とは、抗体が抗原に結合することにより生じる生物学的作用をいう。具体的な例としては、アポトーシス誘導作用、抗腫瘍作用である。
アポトーシス誘導作用、抗腫瘍作用などの対象となる細胞は特に限定されないが、腫瘍細胞が好ましい。腫瘍細胞の具体的な例としては、リンパ腫細胞や白血病細胞が最も好ましい。
本発明においては、上記CD22を認識する低分子化抗体を投与することにより、例えば、血液腫瘍などの腫瘍(具体的な例として、白血病、骨髄異形成症候群、悪性リンパ腫、慢性骨髄性白血病、形質細胞異常症(多発性骨髄腫、マクログロブリン血症)、骨髄増殖性疾患(真性赤血球増加症、本態性血小板血症、特発性骨髄繊維症)など)や自己免疫疾患(具体的な例として、リウマチ、自己免疫性肝炎、自己免疫性甲状腺炎、自己免疫性水疱症、自己免疫性副腎皮質炎、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少性紫斑病、自己免疫性萎縮性胃炎、自己免疫性好中球減少症、自己免疫性精巣炎、自己免疫性脳脊髄炎、自己免疫性レセプター病、自己免疫不妊、クローン病、全身性エリテマトーデス、多発性硬化症、バセドウ病、若年性糖尿病、アジソン病、重症筋無力症、水晶体性ブドウ膜炎、乾癬、ベーチェット病、など)のような疾患の治療、予防などをおこなうことが可能である。
本発明において、CD22とは、Igスーパーファミリーに属し、7個のIg様ドメインからなり、遺伝子上19q13.1に存在する分子(Tedder et al.,Ann Rev Immunol 15:481−504(1997))を意味する。
本発明において低分子化抗体とは、全長抗体(whole andibody、例えばwhole IgG等)の一部分が欠損している抗体断片を含み、抗原への結合能を有していれば特に限定されない。本発明の抗体断片は、全長抗体の一部分であれば特に限定されないが、重鎖可変領域(VH)又は軽鎖可変領域(VL)を含んでいることが好ましく、特に好ましいのはVHとVLの両方を含む断片である。抗体断片の具体例としては、例えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、scFv(シングルチェインFv)、などを挙げることができるが、好ましくはscFv(Huston,J.S.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(1988)85,5879−5883、Plickthun「The Pharmacology of Monoclonal Antibodies」Vol.113,Resenburg及びMoore編,Springer Verlag,New York,pp.269−315,(1994))である。このような抗体断片を得るには、抗体を酵素、例えば、パパイン、ペプシンなどで処理し抗体断片を生成させるか、又は、これら抗体断片をコードする遺伝子を構築し、これを発現ベクターに導入した後、適当な宿主細胞で発現させればよい(例えば、Co,M.S.et al.,J.Immunol.(1994)152,2968−2976;Better,M.and Horwitz,A.H.,Methods Enzymol.(1989)178,476−496;Pluckthun,A.and Skerra,A.,Methods Enzymol.(1989)178,497−515;Lamoyi,E.,Methods Enzymol.(1986)121,652−663;Rousseaux,J.et al.,Methods Enzymol.(1986)121,663−669;Bird,R.E.and Walker,B.W.,Trends Biotechnol.(1991)9,132−137参照)。
本発明における低分子化抗体は、全長抗体よりも分子量が小さくなることが好ましいが、例えば、ダイマー、トリマー、テトラマーなどの多量体を形成すること等もあり、全長抗体よりも分子量が大きくなることもある。
本発明において好ましい低分子化抗体は、抗体のVHを2つ以上及びVLを2つ以上含み、これら各可変領域を直接あるいはリンカー等を介して間接的に結合した抗体である。結合は、共有結合でも非共有結合でもよく、また、共有結合と非共有結合の両方でよい。さらに好ましい低分子化抗体は、VHとVLが非共有結合により結合して形成されるVH−VL対を2つ以上含んでいる抗体である。この場合、低分子化抗体中の一方のVH−VL対と他方のVH−VL対との間の距離が、全長抗体における距離よりも短くなる抗体が好ましい。
本発明において特に好ましい低分子化抗体はDiabodyである。Diabodyは、可変領域と可変領域をリンカー等で結合したフラグメント(例えば、scFv等)(以下、Diabodyを構成するフラグメント)を2つ結合させて二量体化させたものであり、通常、2つのVLと2つのVHを含む(P.Holliger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90,6444−6448(1993)、EP404097号、WO93/11161号、Johnson et al.,Method in Enzymology,203,88−98,(1991)、Holliger et al.,Protein Engineering,9,299−305,(1996)、Perisic et al.,Structure,2,1217−1226,(1994)、John et al.,Protein Engineering,12(7),597−604,(1999)、Holliger et al,.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.,90,6444−6448,(1993)、Atwell et al.,Mol.Immunol.33,1301−1312,(1996))。Diabodyを構成するフラグメント間の結合は非共有結合でも、共有結合でよいが、好ましくは非共有結合である。
また、Diabodyを構成するフラグメント同士をリンカーなどで結合して、一本鎖Diabody(scDiabody)とすることも可能である。その際、Diabodyを構成するフラグメント同士を20アミノ酸程度の長いリンカーを用いて結合すると、同一鎖上に存在するDiabodyを構成するフラグメント同士で非共有結合が可能となり、二量体を形成する。
Diabodyを構成するフラグメントは、VLとVHを結合したもの、VLとVLを結合したもの、VHとVHを結合したもの等を挙げることができるが、好ましくはVHとVLを結合したものである。Diabodyを構成するフラグメント中において、可変領域と可変領域を結合するリンカーは特に制限されないが、同一フラグメント中の可変領域の間で非共有結合がおこらない程度に短いリンカーを用いることが好ましい。そのようなリンカーの長さは当業者が適宜決定することができるが、通常2〜14アミノ酸、好ましくは3〜9アミノ酸、特に好ましくは4〜6アミノ酸である。この場合、同一フラグメント上にコードされるVLとVHとは、その間のリンカーが短いため、同一鎖上のVLとVHの間で非共有結合がおこらず、単鎖V領域フラグメントが形成されない為、他のフラグメントとの非共有結合による二量体を形成する。さらに、Diabody作製と同じ原理で、Diabodyを構成するフラグメントを3つ以上結合させて、トリマー、テトラマーなどの多量体化させた抗体を作製することも可能である。
本発明におけるDiabodyとしては、下記のものを例示できるが、これらに限定されるものではない。
1.配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列を有するDiabody
2.配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が変異(置換、欠失、挿入、および/または付加)したアミノ酸配列を有するDiabodyであって、配列番号:1または3に記載の配列を有するDiabodyと機能的に同等なDiabody
3.配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)のアミノ酸配列を有するDiabody
4.配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が変異(置換、欠失、挿入、および/または付加)したアミノ酸配列を有するDiabodyであって、配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabodyと機能的に同等なDiabody
5.配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)のアミノ酸配列を有するDiabody
6.配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が変異(置換、欠失、挿入、および/または付加)したアミノ酸配列を有するDiabodyであって、配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabodyと機能的に同等なDiabody
ここで「機能的に同等」とは、対象となるDiabodyが、配列番号:1または3に記載の配列を有するDiabody、配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabody、または、配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabodyと同等の活性(例えば、CD22への結合活性、アポトーシス誘導活性など)を有することを意味する。
変異するアミノ酸数は特に制限されないが、通常、30アミノ酸以内であり、好ましくは15アミノ酸以内であり、さらに好ましくは5アミノ酸以内(例えば、3アミノ酸以内)であると考えられる。変異するアミノ酸残基においては、アミノ酸側鎖の性質が保存されている別のアミノ酸に変異されることが望ましい。例えばアミノ酸側鎖の性質としては、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、脂肪族側鎖を有するアミノ酸(G、A、V、L、I、P)、水酸基含有側鎖を有するアミノ酸(S、T、Y)、硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(C、M)、カルボン酸及びアミド含有側鎖を有するアミノ酸(D、N、E、Q)、塩基含有側鎖を有するアミノ離(R、K、H)、芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(H、F、Y、W)を挙げることができる(括弧内はいずれもアミノ酸の一文字標記を表す)。あるアミノ酸配列に対する1又は複数個のアミノ酸残基の欠失、付加及び/又は他のアミノ酸による置換により修飾されたアミノ酸配列を有するポリペプチドがその生物学的活性を維持することはすでに知られている(Mark,D.F.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1984)81,5662−5666、Zoller,M.J.& Smith,M.Nucleic Acids Research(1982)10,6487−6500、Wang,A.et al.,Science 224,1431−1433、Dalbadie−McFarland,G.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1982)79,6409−6413)。
また、配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列を有するDiabody、配列番号:5のCDR(又は可変領域)および配列番号:7のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabody、または配列番号:9のCDR(又は可変領域)および配列番号:11のCDR(又は可変領域)の配列を有するDiabodyを、ヒトに対する異種抗原性を低下させること等を目的としてヒト型化、キメラ化してもよい。
配列番号:5に記載されている可変領域に相当するアミノ酸配列で、31〜35がCDR1、50〜66がCDR2、99〜105がCDR3に相当する。配列番号:7に記載されている可変領域に相当するアミノ酸配列で、24〜40がCDR1、56〜62がCDR2、95〜103がCDR3に相当する。配列番号:9に記載されている可変領域に相当するアミノ酸配列で、31〜35がCDR1、50〜66がCDR2、99〜112がCDR3に相当する。配列番号:11に記載されている可変領域に相当するアミノ酸配列で、24〜34がCDR1、50〜56がCDR2、89〜97がCDR3に相当する。
本発明においてCD22を認識する低分子化抗体は、CD22に特異的に結合し、生物学的作用を有していれば特に制限されない。本発明の低分子化抗体は、当業者に公知の方法により作製することが可能である。例えば、実施例に記載されているように、CD22を認識する抗体の配列(特に可変領域の配列や相補鎖決定領域(CDR)の配列)を基に、当業者に公知の遺伝子組換え技術を用いて作製することが可能である。
CD22を認識する抗体の配列は、既に公知の抗体の配列を用いることが可能であり、又、CD22を抗原として、当業者に公知の方法により抗CD22抗体を作製し、その抗体の配列を取得して用いることも可能である。具体的には、例えば、以下のようにして行うことができる。CD22タンパク質若しくはその断片を感作抗原として使用して、これを通常の免疫方法にしたがって免疫し、得られる免疫細胞を通常の細胞融合法によって公知の親細胞と融合させ、通常のスクリーニング法により、モノクローナルな抗体産生細胞(ハイブリドーマ)をスクリーニングする。抗原の調製は公知の方法、例えばバキュロウイルスを用いた方法(WO98/46777など)等に準じて行うことができる。ハイブリドーマの作製は、たとえば、ミルステインらの方法(Kohler.G.and Milstein,C.,Methods Enzymol.(1981)73:3−46)等に準じて行うことができる。抗原の免疫原性が低い場合には、アルブミン等の免疫原性を有する巨大分子と結合させ、免疫を行えばよい。その後、ハイブリドーマのmRNAから逆転写酵素を用いて抗体の可変領域(V領域)のcDNAを合成し、得られたcDNAの配列を公知の方法により解読すればよい。
CD22を認識する抗体は、CD22と結合する限り特に制限はなく、マウス抗体、ラット抗体、ウサギ抗体、ヒツジ抗体、ヒト抗体等を適宜用いることができる。又、ヒトに対する異種抗原性を低下させること等を目的として人為的に改変した遺伝子組換え型抗体、例えば、キメラ(Chimeric)抗体、ヒト型化(Humanized)抗体なども使用できる。これらの改変抗体は、既知の方法を用いて製造することができる。キメラ抗体は、ヒト以外の哺乳動物、例えば、マウス抗体の重鎖、軽鎖の可変領域とヒト抗体の重鎖、軽鎖の定常領域からなる抗体等であり、マウス抗体の可変領域をコードするDNAをヒト抗体の定常領域をコードするDNAと連結し、これを発現ベクターに組み込んで宿主に導入し産生させることにより得ることができる。
ヒト型化抗体は、再構成(reshaped)ヒト抗体とも称され、ヒト以外の哺乳動物、たとえばマウス抗体の相補性決定領域(CDR;complementarity determining region)をヒト抗体の相補性決定領域へ移植したものであり、その一般的な遺伝子組換え手法も知られている。具体的には、マウス抗体のCDRとヒト抗体のフレームワーク領域(framework region;FR)を連結するように設計したDNA配列を、末端部にオーバーラップする部分を有するように作製した数個のオリゴヌクレオチドからPCR法により合成する。得られたDNAをヒト抗体定常領域をコードするDNAと連結し、次いで発現ベクターに組み込んで、これを宿主に導入し産生させることにより得られる(欧州特許出願公開番号EP 239400、国際特許出願公開番号WO 96/02576参照)。CDRを介して連結されるヒト抗体のFRは、相補性決定領域が良好な抗原結合部位を形成するものが選択される。必要に応じ、再構成ヒト抗体の相補性決定領域が適切な抗原結合部位を形成するように抗体の可変領域のフレームワーク領域のアミノ酸を置換してもよい(Sato,K.et al,,Cancer Res.(1993)53,851−856)。
これらキメラ抗体やヒト型化抗体などについては、低分子化した後にキメラ化やヒト型化等を行ってもよいし、キメラ化やヒト型化等を行った後に低分子化を行ってもよい。
また、ヒト抗体の取得方法も知られている。例えば、ヒトリンパ球をin vitroで所望の抗原または所望の抗原を発現する細胞で感作し、感作リンパ球をヒトミエローマ細胞、例えばU266と融合させ、抗原への結合活性を有する所望のヒト抗体を得ることもできる(特公平1−59878参照)。また、ヒト抗体遺伝子の全てのレパートリーを有するトランスジェニック動物を所望の抗原で免疫することで所望のヒト抗体を取得することができる(国際特許出願公開番号WO 93/12227,WO 92/03918,WO 94/02602,WO 94/25585,WO 96/34096,WO 96/33735参照)。さらに、ヒト抗体ライブラリーを用いて、パンニングによりヒト抗体を取得する技術も知られている。例えば、ヒト抗体の可変領域を一本鎖抗体(scFv)としてファージディスプレイ法によりファージの表面に発現させ、抗原に結合するファージを選択することができる。選択されたファージの遺伝子を解析すれば、抗原に結合するヒト抗体の可変領域をコードするDNA配列を決定することができる。抗原に結合するscFvのDNA配列が明らかになれば、当該配列を挿入した適当な発現ベクターを作製し、ヒト抗体を取得することができる。これらの方法は既に周知であり、WO 92/01047,WO 92/20791,WO 93/06213,WO 93/11236,WO 93/19172,WO 95/01438,WO 95/15388を参考にすることができる。
本発明の抗体は、ポリエチレングリコール(PEG)、放射性物質、トキシン等の各種分子と結合したコンジュゲート抗体でもよい。このようなコンジュゲート抗体は、得られた抗体に化学的な修飾を施すことによって得ることができる。なお、抗体の修飾方法はこの分野においてすでに確立されている。本発明における「抗体」にはこれらのコンジュゲート抗体も包含される。
本発明は、本発明の抗体をコードするDNAを包含する。又、該DNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、抗原への結合能及び活性を有する抗体をコードするDNAを包含する。ハイブリダイゼーション技術(Sambrook,J et al.,Molecular Cloning 2nd ed.,9.47−9.58,Cold Spring Harbor Lab.press,1989)は当業者に公知であり、ハイブリダイゼーションの条件は、当業者であれば適宜選択することができる。ハイブリダイゼーションの条件としては、例えば、低ストリンジェントな条件が挙げられる。低ストリンジェントな条件とは、ハイブリダイゼーション後の洗浄において、例えば42℃、0.1×SSC、0.1%SDSの条件であり、好ましくは50℃、0.1×SSC、0.1%SDSの条件である。より好ましいハイブリダイゼーションの条件としては、高ストリンジェントな条件が挙げられる。高ストリンジェントな条件とは、例えば65℃、5×SSC及び0.1%SDSの条件である。これらの条件において、温度を上げる程に高い相同性を有するDNAが効率的に得られることが期待できる。但し、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度や塩濃度など複数の要素が考えられ、当業者であればこれら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。
本発明のDNAは、本発明の抗体のin vivoやin vitroにおける生産に利用される他、例えば、遺伝子治療などへの応用も考えられる。本発明のDNAは、本発明の抗体をコードしうるものであればいかなる形態でもよい。即ち、mRNAから合成されたcDNAであるか、ゲノムDNAであるか、化学合成DNAであるかなどを問わない。また、本発明の抗体をコードしうる限り、遺伝暗号の縮重に基づく任意の塩基配列を有するDNAが含まれる。
本発明の抗体は当業者に公知の方法により製造することができる。具体的には、目的とする抗体のDNAを発現ベクターへ組み込む。その際、発現制御領域、例えば、エンハンサー、プロモーターの制御のもとで発現するよう発現ベクターに組み込む。次に、この発現ベクターにより宿主細胞を形質転換し、抗体を発現させることができる。その際には、適当な宿主と発現ベクターの組み合わせを使用することができる。
ベクターの例としては、M13系ベクター、pUC系ベクター、pBR322、pBluescript、pCR−Scriptなどが挙げられる。また、cDNAのサブクローニング、切り出しを目的とした場合、上記ベクターの他に、例えば、pGEM−T、pDIRECT、pT7などが挙げられる。
本発明の抗体を生産する目的においてベクターを使用する場合には、特に、発現ベクターが有用である。発現ベクターとしては、例えば、大腸菌での発現を目的とした場合は、ベクターが大腸菌で増幅されるような上記特徴を持つほかに、宿主をJM109、DH5α、HB101、XL1−Blueなどの大腸菌とした場合においては、大腸菌で効率よく発現できるようなプロモーター、例えば、lacZプロモーター(Wardら,Nature(1989)341,544−546;FASEB J.(1992)6,2422−2427)、araBプロモーター(Betterら,Science(1988)240,1041−1043)、またはT7プロモーターなどを持っていることが不可欠である。このようなベクターとしては、上記ベクターの他にpGEX−5X−1(ファルマシア社製)、「QIAexpress system」(キアゲン社製)、pEGFP、またはpET(この場合、宿主はT7 RNAポリメラーゼを発現しているBL21が好ましい)などが挙げられる。
また、ベクターには、ポリペプチド分泌のためのシグナル配列が含まれていてもよい。ポリペプチド分泌のためのシグナル配列としては、大腸菌のペリプラズムに産生させる場合、pelBシグナル配列(Lei,S.P.et al J.Bacteriol.(1987)169,4379)を使用すればよい。宿主細胞へのベクターの導入は、例えば塩化カルシウム法、エレクトロポレーション法を用いて行うことができる。
大腸菌以外にも、例えば、本発明のポリペプチドを製造するためのベクターとしては、哺乳動物由来の発現ベクター(例えば、pcDNA3(インビトロゲン社製)や、pEGF−BOS(Nucleic Acids.Res.1990,18(17),p5322)、pEF、pCDM8)、昆虫細胞由来の発現ベクター(例えば「Bac−to−BAC baculovairus expression system」(ギブコBRL社製)、pBacPAK8)、植物由来の発現ベクター(例えばpMH1、pMH2)、動物ウィルス由来の発現ベクター(例えば、pHSV、pMV、pAdexLcw)、レトロウィルス由来の発現ベクター(例えば、pZIPneo)、酵母由来の発現ベクター(例えば、「Pichia Expression Kit」(インビトロゲン社製)、pNV11、SP−Q01)、枯草菌由来の発現ベクター(例えば、pPL608、pKTH50)が挙げられる。
CHO細胞、COS細胞、NIH3T3細胞等の動物細胞での発現を目的とした場合には、細胞内で発現させるために必要なプロモーター、例えばSV40プロモーター(Mulliganら,Nature(1979)277,108)、MMLV−LTRプロモーター、EF1αプロモーター(Mizushimaら,Nucleic Acids Res.(1990)18,5322)、CMVプロモーターなどを持っていることが不可欠であり、細胞への形質転換を選抜するための遺伝子(例えば、薬剤(ネオマイシン、G418など)により判別できるような薬剤耐性遺伝子)を有すればさらに好ましい。このような特性を有するベクターとしては、例えば、pMAM、pDR2、pBK−RSV、pBK−CMV、pOPRSV、pOP13などが挙げられる。
さらに、遺伝子を安定的に発現させ、かつ、細胞内での遺伝子のコピー数の増幅を目的とする場合には、核酸合成経路を欠損したCHO細胞にそれを相補するDHFR遺伝子を有するベクター(例えば、pCHOIなど)を導入し、メトトレキセート(MTX)により増幅させる方法が挙げられ、また、遺伝子の一過性の発現を目的とする場合には、SV40 T抗原を発現する遺伝子を染色体上に持つCOS細胞を用いてSV40の複製起点を持つベクター(pcDなど)で形質転換する方法が挙げられる。複製開始点としては、また、ポリオーマウィルス、アデノウィルス、ウシパピローマウィルス(BPV)等の由来のものを用いることもできる。さらに、宿主細胞系で遺伝子コピー数増幅のため、発現ベクターは選択マーカーとして、アミノグリコシドトランスフェラーゼ(APH)遺伝子、チミジンキナーゼ(TK)遺伝子、大腸菌キサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Ecogpt)遺伝子、ジヒドロ葉酸還元酵素(dhfr)遺伝子等を含むことができる。
一方、動物の生体内で本発明のDNAを発現させる方法としては、本発明のDNAを適当なベクターに組み込み、例えば、レトロウイルス法、リポソーム法、カチオニックリポソーム法、アデノウイルス法などにより生体内に導入する方法などが挙げられる。用いられるベクターとしては、例えば、アデノウイルスベクター(例えばpAdexlcw)やレトロウイルスベクター(例えばpZIPneo)などが挙げられるが、これらに制限されない。ベクターへの本発明のDNAの挿入などの一般的な遺伝子操作は、常法に従って行うことが可能である(Molecular Cloning,5.61−5.63)。生体内への投与は、ex vivo法であっても、in vivo法であってもよい。
また、本発明は、本発明のベクターが導入された宿主細胞を提供する。本発明のベクターが導入される宿主細胞としては特に制限はなく、例えば、大腸菌や種々の動物細胞などを用いることが可能である。本発明の宿主細胞は、例えば、本発明の抗体の製造や発現のための産生系として使用することができる。ポリペプチド製造のための産生系は、in vitroおよびin vivoの産生系がある。in vitroの産生系としては、真核細胞を使用する産生系や原核細胞を使用する産生系が挙げられる。
真核細胞を使用する場合、例えば、動物細胞、植物細胞、真菌細胞を宿主に用いることができる。動物細胞としては、哺乳類細胞、例えば、CHO(J.Exp.Med.(1995)108,945)、COS、3T3、ミエローマ、BHK(baby hamster kidney)、HeLa、Vero、両生類細胞、例えばアフリカツメガエル卵母細胞(Valle,et al.,Nature(1981)291,358−340)、あるいは昆虫細胞、例えば、Sf9、Sf21、Tn5が知られている。CHO細胞としては、特に、DHFR遺伝子を欠損したCHO細胞であるdhfr−CHO(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1980)77,4216−4220)やCHO K−1(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1968)60,1275)を好適に使用することができる。動物細胞において、大量発現を目的とする場合には特にCHO細胞が好ましい。宿主細胞へのベクターの導入は、例えば、リン酸カルシウム法、DEAEデキストラン法、カチオニックリボソームDOTAP(ベーリンガーマンハイム社製)を用いた方法、エレクトロポーレーション法、リポフェクションなどの方法で行うことが可能である。
植物細胞としては、例えば、ニコチアナ・タバカム(Nicotiana tabacum)由来の細胞がポリペプチド生産系として知られており、これをカルス培養すればよい。真菌細胞としては、酵母、例えば、サッカロミセス(Saccharomyces)属、例えば、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、糸状菌、例えば、アスペルギルス(Aspergillus)属、例えば、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)が知られている。
原核細胞を使用する場合、細菌細胞を用いる産生系がある。細菌細胞としては、大腸菌(E.coli)、例えば、JM109、DH5α、HB101等が挙げられ、その他、枯草菌が知られている。
これらの細胞を目的とするDNAにより形質転換し、形質転換された細胞をin vitroで培養することにより抗体が得られる。培養は、公知の方法に従い行うことができる。例えば、動物細胞の培養液として、例えば、DMEM、MEM、RPMI1640、IMDMを使用することができる。その際、牛胎児血清(FCS)等の血清補液を併用することもできるし、無血清培養してもよい。培養時のpHは、約6〜8であるのが好ましい。培養は、通常、約30〜40℃で約15〜200時間行い、必要に応じて培地の交換、通気、攪拌を加える。
一方、in vivoでポリペプチドを産生させる系としては、例えば、動物を使用する産生系や植物を使用する産生系が挙げられる。これらの動物又は植物に目的とするDNAを導入し、動物又は植物の体内でポリペプチドを産生させ、回収する。本発明における「宿主」とは、これらの動物、植物を包含する。
動物を使用する場合、哺乳類動物、昆虫を用いる産生系がある。哺乳類動物としては、ヤギ、ブタ、ヒツジ、マウス、ウシを用いることができる(Vicki Glaser,SPECTRUM Biotechnology Applications,1993)。また、哺乳類動物を用いる場合、トランスジェニック動物を用いることができる。
例えば、目的とするDNAを、ヤギβカゼインのような乳汁中に固有に産生されるポリペプチドをコードする遺伝子との融合遺伝子として調製する。次いで、この融合遺伝子を含むDNA断片をヤギの胚へ注入し、この胚を雌のヤギへ移植する。胚を受容したヤギから生まれるトランスジェニックヤギ又はその子孫が産生する乳汁から、目的の抗体を得ることができる。トランスジェニックヤギから産生されるポリペプチドを含む乳汁量を増加させるために、適宜ホルモンをトランスジェニックヤギに使用してもよい(Ebert,K.M.et al.,Bio/Technology(1994)12,699−702)。
また、昆虫としては、例えばカイコを用いることができる。カイコを用いる場合、目的のDNAを挿入したバキュロウィルスをカイコに感染させることにより、このカイコの体液から目的のポリペプチドを得ることができる(Susumu,M.et al.,Nature(1985)315,592−594)。
さらに、植物を使用する場合、例えばタバコを用いることができる。タバコを用いる場合、目的のDNAを植物発現用ベクター、例えばpMON 530に挿入し、このベクターをアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)のようなバクテリアに導入する。このバクテリアをタバコ、例えば、ニコチアナ・タバカム(Nicotiana tabacum)に感染させ、本タバコの葉より所望のポリペプチドを得ることができる(Julian K.−C.Ma et al.,Eur.J.Immunol.(1994)24,131−138)。
これにより得られた本発明の抗体は、宿主細胞内または細胞外(培地など)から単離し、実質的に純粋で均一な抗体として精製することができる。抗体の分離、精製は、通常の抗体の精製で使用されている分離、精製方法を使用すればよく、何ら限定されるものではない。例えば、クロマトグラフィーカラム、フィルター、限外濾過、塩析、溶媒沈殿、溶媒抽出、蒸留、免疫沈降、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動法、透析、再結晶等を適宜選択、組み合わせれば抗体を分離、精製することができる。
クロマトグラフィーとしては、例えばアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー等が挙げられる(Strategies for Protein Purification and Characterization:A Laboratory Course Manual.Ed Daniel R.Marshak et al.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1996)。これらのクロマトグラフィーは、液相クロマトグラフィー、例えばHPLC、FPLC等の液相クロマトグラフィーを用いて行うことができる。本発明は、これらの精製方法を用い、高度に精製された抗体も包含する。
本発明において、抗体の抗原結合活性(Antibodies A Laboratory Manual.Ed Harlow,David Lane,Cold Spring Harbor Laboratory,1988)の測定には公知の手段を使用することができる。例えば、ELISA(酵素結合免疫吸着検定法)、EIA(酵素免疫測定法)、RIA(放射免疫測定法)あるいは蛍光免疫法などを用いることができる。
本発明において、本発明の抗体が腫瘍細胞に対してアポトーシスを誘導するか否かは、実施例と同様にしてDaudi細胞又はRaji細胞に対して細胞死を誘導するか否かにより判定することができる。
また、本発明は、本発明の低分子化抗体を有効成分として含有する、アポトーシス誘導剤または抗腫瘍剤を提供する。本発明の低分子化抗体のこれら活性は、リンパ腫細胞または白血病細胞で特に効果が大きいと考えられるので、癌などの腫瘍(特に血液腫瘍)の治療や予防に特に有効であると考えられる。低分子化されていない抗CD22抗体を有効成分として用いる場合には、抗IgG抗体などでクロスリンクすることが好ましい。
上記抗体には各種試薬を結合してコンジュゲート抗体として使用することもできる。このような試薬としては、化学療法剤、放射性物質、トキシンなどを挙げることができる。このようなコンジュゲート抗体は公知の方法により作製することができる(US5057313、US5156840)。
上記薬剤は、直接患者に投与する以外に、公知の製剤学的方法により製剤化した医薬組成物として投与を行うことも可能である。例えば、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤として経口的に、あるいは水もしくはそれ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液、又は懸濁液剤の注射剤の形で非経口的に使用できる。例えば、薬理学上許容される担体もしくは媒体、具体的には、滅菌水や生理食塩水、植物油、乳化剤、懸濁剤、界面活性剤、安定剤、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、結合剤などと適宜組み合わせて、一般に認められた製薬実施に要求される単位用量形態で混和することによって製剤化することが考えられる。これら製剤における有効成分量は指示された範囲の適当な容量が得られるようにするものである。
錠剤、カプセル剤に混和することができる添加剤としては、例えばゼラチン、コーンスターチ、トラガントガム、アラビアゴムのような結合剤、結晶性セルロースのような賦形剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸のような膨化剤、ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤、ショ糖、乳糖又はサッカリンのような甘味剤、ペパーミント、アカモノ油又はチェリーのような香味剤が用いられる。調剤単位形態がカプセルである場合には、上記の材料にさらに油脂のような液状担体を含有することができる。注射のための無菌組成物は注射用蒸留水のようなベヒクルを用いて通常の製剤実施に従って処方することができる。
注射用の水溶液としては、例えば生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液、例えばD−ソルビトール、D−マンノース、D−マンニトール、塩化ナトリウムが挙げられ、適当な溶解補助剤、例えばアルコール、具体的にはエタノール、ポリアルコール、例えばプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、非イオン性界面活性剤、例えばポリソルベート80(TM)、HCO−50と併用してもよい。
油性液としてはゴマ油、大豆油があげられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコールと併用してもよい。また、緩衝剤、例えばリン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液、無痛化剤、例えば、塩酸プロカイン、安定剤、例えばベンジルアルコール、フェノール、酸化防止剤と配合してもよい。調製された注射液は通常、適当なアンプルに充填させる。
患者への投与は、例えば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射などのほか、鼻腔内的、経気管支的、筋内的、経皮的、または経口的に当業者に公知の方法により行いうる。投与量は、患者の体重や年齢、投与方法などにより変動するが、当業者であれば適当な投与量を適宜選択することが可能である。また、該化合物がDNAによりコードされうるものであれば、該DNAを遺伝子治療用ベクターに組込み、遺伝子治療を行うことも考えられる。投与量、投与方法は、患者の体重や年齢、症状などにより変動するが、当業者であれば適宜選択することが可能である。
本発明の薬剤の投与量は、その1回投与量は投与対象、対象臓器、症状、投与方法によっても異なるが、例えば注射剤の形では通常成人(体重60kgとして)においては、1日あたり約0.1から1000mg、好ましくは約1.0から50mg、より好ましくは約1.0から20mgであると考えられる。
非経口的に投与する場合は、その1回投与量は投与対象、対象臓器、症状、投与方法によっても異なるが、例えば注射剤の形では通常成人(体重60kgとして)においては、通常、1日当り約0.01から30mg、好ましくは約0.1から20mg、より好ましくは約0.1から10mg程度を静脈注射により投与するのが好都合であると考えられる。他の動物の場合も、体重60kg当たりに換算した量、あるいは体表面積あたりに換算した量を投与することができる。
図1は、LL2diabodyの塩基配列およびアミノ酸配列を示す図である。
図2は、RFB4diabodyの塩基配列およびアミノ酸配列を示す図である。
図3は、diabodyの精製を示す写真である。精製した各diabodyをSDS−PAGEし、CBB染色、または、抗Flag抗体でウエスタンブロットを行った。その結果、いずれのdiabodyも完全ではないがほぼ精製されていることが確認された。
図4は、各diabodyのRaji細胞への結合能の確認を示す図である。精製した各diabodyの、Raji細胞への結合能について解析を行った。その結果、いずれのdiabodyもRaji細胞へ結合することが確認された。結合活性はLL2diabodyよりもRFB4diabodyの方が強かった。ただしLL2抗体は細胞内へのinternalize活性が高いことが報告されているため、多くのLL2diabodyは細胞に結合後、細胞内に取り込まれてしまっている可能性が予想される。
図5は、各diabodyによる細胞傷害活性の解析を示す図である。CD22を高度に発現することが知られている2種類のBリンパ腫細胞株、Daudi、Rajiに対するCD22diabodyの細胞傷害活性を測定した。それぞれのdiabodyを各濃度(図中に示す)で細胞に添加し、20時間後に細胞をPIで染色することで、死細胞の割合を測定した。その結果、いずれのCD22diabodyもBリンパ腫細胞株に対して、細胞死を誘導していることが確認された。この結果より、diabody化した抗CD22抗体が、単独でBリンパ腫細胞株に対して細胞死を誘導できることが証明された。
図2は、RFB4diabodyの塩基配列およびアミノ酸配列を示す図である。
図3は、diabodyの精製を示す写真である。精製した各diabodyをSDS−PAGEし、CBB染色、または、抗Flag抗体でウエスタンブロットを行った。その結果、いずれのdiabodyも完全ではないがほぼ精製されていることが確認された。
図4は、各diabodyのRaji細胞への結合能の確認を示す図である。精製した各diabodyの、Raji細胞への結合能について解析を行った。その結果、いずれのdiabodyもRaji細胞へ結合することが確認された。結合活性はLL2diabodyよりもRFB4diabodyの方が強かった。ただしLL2抗体は細胞内へのinternalize活性が高いことが報告されているため、多くのLL2diabodyは細胞に結合後、細胞内に取り込まれてしまっている可能性が予想される。
図5は、各diabodyによる細胞傷害活性の解析を示す図である。CD22を高度に発現することが知られている2種類のBリンパ腫細胞株、Daudi、Rajiに対するCD22diabodyの細胞傷害活性を測定した。それぞれのdiabodyを各濃度(図中に示す)で細胞に添加し、20時間後に細胞をPIで染色することで、死細胞の割合を測定した。その結果、いずれのCD22diabodyもBリンパ腫細胞株に対して、細胞死を誘導していることが確認された。この結果より、diabody化した抗CD22抗体が、単独でBリンパ腫細胞株に対して細胞死を誘導できることが証明された。
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
[実施例1]CD22diabody発現ベクターの作製
既に公開されている二種類の抗CD22抗体、すなわちLL2(特許第3053873号)、RFB4(JP 2002501488−A)の配列情報をもとに、重鎖と軽鎖の可変領域を5merのリンカーで連結させたCD22diabodyの塩基配列をそれぞれ設計した。(LL2diabody、RFB4diabody)。図1(配列番号:1、2)および図2(配列番号:3、4)に、それぞれのdiabodyの配列を示す(リンカーをアンダーライン、Flag−tagを波線で示す)。
設計したLL2diabody、及び、RFB4diabodyをコードするcDNAを合成するため、各diabodyにつきそれぞれ12種類ずつオリゴDNAを作製した(エスペックオリゴサービス株式会社)。配列番号:13から36に使用した合成DNAの配列を示す。DiabodyをコードするcDNAは以下のとおりに合成した。まず、各オリゴDNA2本ずつを適切な組み合わせで混合しそれぞれをチューブ内でアニール、および伸長反応させることで、150bp程度のDNA断片を作製した。続いて得られたDNA断片同士によるrecombination反応を数回繰り返すことで、最終的に約800bpからなるcDNAの合成を行った。
合成して得られた各cDNAをEcoRI−NotI切断し、、動物細胞発現ベクターpCXND3のEcoRI−NotI間に挿入した。塩基配列を確認し、LL2diabody発現ベクター(pCXND3−LL2DB)および、RFB4diabody発現ベクター(pCXND3−RFB4DB)の構築を終了した。
[実施例2]CD22diabodyの精製
(1)LL2diabody発現細胞株の樹立と培養上清の回収
PvuIで切断し、直鎖化したpCXND3−LL2DB 20μgをDG44細胞に以下のようにelectroporation法により導入した。DG44細胞をice−cold PBSで2回洗浄した後1X107/mlになるようにPBSに懸濁した。これに20μgの上記プラスミドを混合し、電気パルス(1.5KV,25μFD)を与えた。適当な割合で細胞を希釈し96well plateに撒きこみ、終濃度500μg/ml G418(GIBCO)存在下で培養を行った。生育したコロニーを含むwellより〜30クローンほどピックアップし、それら培養上清中のdiabodyの発現をウエスタンブロットにより調べた。発現の認められたクローンを拡大後、これをLL2diabody高産生細胞株とした。T−175フラスコ中でコンフルエントになったLL2diabody高産生細胞株を2本のローラーボトル(CHO−S−SFMII培地(GIBCO)250ml)に移し、5日後に培養上清を回収した。遠心によって死細胞を除去した後、0.45μmのフィルターを通してこれをLL2diabodyの精製に用いた。
(2)RFB4diabodyのcos7での一過性発現と培養上清の回収
pCXND3−RFB4DB 20μgをCOS7細胞に以下のようにelectroporation法により導入した。COS7細胞をice−cold PBSで2回洗浄した後1X107/mlになるようにPBSに懸濁した。これに20μgの上記プラスミドを混合し、電気パルス(220V,950μFD)を与えた。その後全細胞をT−225フラスコ3本に巻き込み(DMEM+10%FCS)、3日後に培養上清を回収した。遠心によって死細胞を除去した後、0.45μmのフィルターを通してこれをRFB42diabodyの精製に用いた。
(3)diabodyの精製
diabodyの精製は以下のとおり行った。回収した各培養上清にAnti−Flag M2 Agarose(SIGMA)を加え、一晩4℃で混合することによりdiabodyを吸着させた。Anti−Flag M2 Agaroseを遠心により回収しPBSで数回洗浄した後、溶出Buffer(100mM Glycine H3.5,0.01% Tween 20)でdiabodyを溶出した。回収したサンプルは直ちに終濃度25mMになるようにTris−HCl pH8.0で中和した。これを濃縮し、0.01% Tween 20を含むPBSにバッファー置換した。回収したサンプルの一部をSDS電気泳動し、抗FLAG抗体によるウエスタンブロット、および、クマシー染色を行い、目的の蛋白が精製されていることを確認した。
[実施例3]CD22diabodyのリンパ腫細胞への結合の確認
精製したLL2diabody、または、RFB4diabodyを2%FCS,0.02%NaN3を含むPBS中でそれぞれ終濃度が20μg/ml、8μg/mlになるようにBリンパ腫細胞株Raji細胞に加え、氷上で1時間反応させた。続いて、抗Flag M2抗体を加え、さらに氷上で1時間反応させた。細胞を洗浄後、FITC−抗マウスIgGと氷上で30分反応させた後、細胞表面への結合をflow cytometoryを用いて測定した(EPICS ELITE,COULTER)。
[実施例4]CD22diabodyによるリンパ腫細胞の細胞死誘導活性の解析
Bリンパ腫細胞株、Raji、及び、Daudiを、2〜5 X 105 cells/wellになるように24 well plateに細胞を撒いた。これに、精製したLL2diabody、またはRFB4diabodyを添加し37℃で培養を続けた。20時間後細胞を回収し、PIを加え室温で15分反応させることで死細胞をラベルした。その後、flow cytometoryを用いて染色された死細胞の割合を測定した(EPICS ELITE,COULTER)。
[実施例1]CD22diabody発現ベクターの作製
既に公開されている二種類の抗CD22抗体、すなわちLL2(特許第3053873号)、RFB4(JP 2002501488−A)の配列情報をもとに、重鎖と軽鎖の可変領域を5merのリンカーで連結させたCD22diabodyの塩基配列をそれぞれ設計した。(LL2diabody、RFB4diabody)。図1(配列番号:1、2)および図2(配列番号:3、4)に、それぞれのdiabodyの配列を示す(リンカーをアンダーライン、Flag−tagを波線で示す)。
設計したLL2diabody、及び、RFB4diabodyをコードするcDNAを合成するため、各diabodyにつきそれぞれ12種類ずつオリゴDNAを作製した(エスペックオリゴサービス株式会社)。配列番号:13から36に使用した合成DNAの配列を示す。DiabodyをコードするcDNAは以下のとおりに合成した。まず、各オリゴDNA2本ずつを適切な組み合わせで混合しそれぞれをチューブ内でアニール、および伸長反応させることで、150bp程度のDNA断片を作製した。続いて得られたDNA断片同士によるrecombination反応を数回繰り返すことで、最終的に約800bpからなるcDNAの合成を行った。
合成して得られた各cDNAをEcoRI−NotI切断し、、動物細胞発現ベクターpCXND3のEcoRI−NotI間に挿入した。塩基配列を確認し、LL2diabody発現ベクター(pCXND3−LL2DB)および、RFB4diabody発現ベクター(pCXND3−RFB4DB)の構築を終了した。
[実施例2]CD22diabodyの精製
(1)LL2diabody発現細胞株の樹立と培養上清の回収
PvuIで切断し、直鎖化したpCXND3−LL2DB 20μgをDG44細胞に以下のようにelectroporation法により導入した。DG44細胞をice−cold PBSで2回洗浄した後1X107/mlになるようにPBSに懸濁した。これに20μgの上記プラスミドを混合し、電気パルス(1.5KV,25μFD)を与えた。適当な割合で細胞を希釈し96well plateに撒きこみ、終濃度500μg/ml G418(GIBCO)存在下で培養を行った。生育したコロニーを含むwellより〜30クローンほどピックアップし、それら培養上清中のdiabodyの発現をウエスタンブロットにより調べた。発現の認められたクローンを拡大後、これをLL2diabody高産生細胞株とした。T−175フラスコ中でコンフルエントになったLL2diabody高産生細胞株を2本のローラーボトル(CHO−S−SFMII培地(GIBCO)250ml)に移し、5日後に培養上清を回収した。遠心によって死細胞を除去した後、0.45μmのフィルターを通してこれをLL2diabodyの精製に用いた。
(2)RFB4diabodyのcos7での一過性発現と培養上清の回収
pCXND3−RFB4DB 20μgをCOS7細胞に以下のようにelectroporation法により導入した。COS7細胞をice−cold PBSで2回洗浄した後1X107/mlになるようにPBSに懸濁した。これに20μgの上記プラスミドを混合し、電気パルス(220V,950μFD)を与えた。その後全細胞をT−225フラスコ3本に巻き込み(DMEM+10%FCS)、3日後に培養上清を回収した。遠心によって死細胞を除去した後、0.45μmのフィルターを通してこれをRFB42diabodyの精製に用いた。
(3)diabodyの精製
diabodyの精製は以下のとおり行った。回収した各培養上清にAnti−Flag M2 Agarose(SIGMA)を加え、一晩4℃で混合することによりdiabodyを吸着させた。Anti−Flag M2 Agaroseを遠心により回収しPBSで数回洗浄した後、溶出Buffer(100mM Glycine H3.5,0.01% Tween 20)でdiabodyを溶出した。回収したサンプルは直ちに終濃度25mMになるようにTris−HCl pH8.0で中和した。これを濃縮し、0.01% Tween 20を含むPBSにバッファー置換した。回収したサンプルの一部をSDS電気泳動し、抗FLAG抗体によるウエスタンブロット、および、クマシー染色を行い、目的の蛋白が精製されていることを確認した。
[実施例3]CD22diabodyのリンパ腫細胞への結合の確認
精製したLL2diabody、または、RFB4diabodyを2%FCS,0.02%NaN3を含むPBS中でそれぞれ終濃度が20μg/ml、8μg/mlになるようにBリンパ腫細胞株Raji細胞に加え、氷上で1時間反応させた。続いて、抗Flag M2抗体を加え、さらに氷上で1時間反応させた。細胞を洗浄後、FITC−抗マウスIgGと氷上で30分反応させた後、細胞表面への結合をflow cytometoryを用いて測定した(EPICS ELITE,COULTER)。
[実施例4]CD22diabodyによるリンパ腫細胞の細胞死誘導活性の解析
Bリンパ腫細胞株、Raji、及び、Daudiを、2〜5 X 105 cells/wellになるように24 well plateに細胞を撒いた。これに、精製したLL2diabody、またはRFB4diabodyを添加し37℃で培養を続けた。20時間後細胞を回収し、PIを加え室温で15分反応させることで死細胞をラベルした。その後、flow cytometoryを用いて染色された死細胞の割合を測定した(EPICS ELITE,COULTER)。
本発明によって、高比活性の低分子化抗体を提供できるものと期待される。該低分子化抗体を使用することで、短い半減期でも十分な薬効が期待でき、さらに、薬効と毒性の乖離が可能になるものと期待できる。また、臨床投与量の低減化および生産コストの低減化など、コスト全体の低減化が図れるので抗体医薬品の開発上問題になる経済面問題の改善もまた期待される。
Claims (13)
- CD22を認識する低分子化抗体。
- Diabodyである請求項1に記載の低分子化抗体。
- 以下の(a)〜(f)のいずれかに記載の低分子化抗体。
(a) 配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(b) 配列番号:1または3に記載のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(a)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。
(c) 配列番号:5のCDRおよび配列番号:7のCDRのアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(d) 配列番号:5のCDRおよび配列番号:7のCDRのアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(c)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。
(e) 配列番号:9のCDRおよび配列番号:11のCDRのアミノ酸配列を有する低分子化抗体。
(f) 配列番号:9のCDRおよび配列番号:11のCDRのアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸配列が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列を有する低分子化抗体であって、(c)に記載の低分子化抗体と機能的に同等な低分子化抗体。 - CD22を認識する抗体を低分子化することによって、活性が上昇した抗体を製造する方法。
- 低分子化がDiabody化である、請求項4に記載の方法。
- 活性がアポトーシス誘導活性である、請求項4または5に記載の方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の低分子化抗体、請求項4〜6のいずれかに記載の方法によって製造される低分子化抗体を有効成分として含有する、アポトーシス誘導剤。
- 腫瘍細胞に対するアポトーシスを誘導する、請求項7に記載のアポトーシス誘導剤。
- 腫瘍細胞がリンパ腫細胞または白血病細胞である、請求項8に記載のアポトーシス誘導剤。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の低分子化抗体、請求項4〜6のいずれかに記載の方法によって製造される低分子化抗体を有効成分として含有する、抗腫瘍剤。
- 腫瘍が血液腫瘍である、請求項10に記載の抗腫瘍剤。
- 抗体がDiabodyである、請求項7から9のいずれかに記載のアポトーシス誘導剤。
- 抗体がDiabodyである、請求項10または11に記載の抗腫瘍剤。
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