JPWO2015034052A1 - ヒトインテグリンa6b4と特異的に反応する抗体 - Google Patents

ヒトインテグリンa6b4と特異的に反応する抗体 Download PDF

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Abstract

本発明の目的は、細胞膜上に発現するITGA6B4複合体を特異的に認識し、ITGA6B4複合体とラミニンとの接着を阻害することによってがん細胞の骨髄ニッチへの生着を阻害し、更に抗がん剤耐性株に対する抗がん剤の効果を著しく増強することができる抗ITGA6/B4ヒト抗体を提供することである。本発明によれば、インテグリンA6B4に対する抗体であって、ヒトインテグリンA6B4複合体を特異的に認識し、細胞間接着を阻害する抗体が提供される。

Description

本発明は、ヒトインテグリンA6B4と特異的に反応する抗体に関する。
成人急性骨髄性白血病(AML)の半数以上は抗がん剤による化学療法に耐性を示し、難治性である。この難治性白血病は骨髄移植を行っても予後不良であり、新規治療法の開発は急務である。本発明者らは、これまで難治性白血病の発症機構解明のためゲノム解析及び発症因子の機能解析を行っており、数多くの発症関連因子群を単離してきた。特に転写因子EVI1高発現の難治性白血病の病態解析を行っており、網羅的遺伝子発現解析からα6-integrin(ITGA6)並びにβ4(ITGB4)の高発現を同定した。このITGA6/B4はEVI1高発現白血病のみならず、治療後の白血病再発患者群においても高発現があることがわかり、難治性白血病全般に見られる現象である。さらにこの高発現は、骨芽細胞並びに細胞外マトリックスであるラミニンへの接着性の亢進、さらには各種抗がん剤耐性の獲得に寄与することを同定した(非特許文献1)。
この白血病細胞の細胞接着能の亢進は、細胞接着依存性化学療法耐性(CAM-DR)としてよく知られた現象であり、白血病幹細胞(以後LSCと表記)が造血幹細胞(以後HSCと表記)の骨髄ニッチ(以後、骨芽細胞と表記)をのっとり(骨髄ニッチ環境を利用した生着)、抗がん剤耐性を獲得する機構が近年明らかになって来た。HSCの骨髄ニッチの接着に関わるインテグリンファミリーはVLA-4(ITGA4/B1)が主体であるが(非特許文献2)、LSCではITGA6/B4に依存していることがわかった。従って難治性に繋がるCAM-DRに関わる特異的な接着分子ITGA6/B4を標的とした治療法の開発は、これまで治療法がなかった難治性白血病の効果的治療法の開発に繋がると考えられる(特許文献1)。
抗ITGA6B4に反応できる抗体としては、バイオジェンアイデック MA INCによって作製され2007年に報告されている。この抗体は、細胞の増殖を阻害し、ラミニンとの接着を阻害する能力を有するとされている(特許文献2)。
本発明者らは、PhageDisplay法を基盤に多くのがん細胞を標的としたヒト抗体の網羅的な単離方法により(特許文献3)、がん細胞に特異的抗原(抗体)の探索をしている。その結果、得られた29種類の標的にはITGA6/B4(抗体)が含まれており、抗体医薬標的としての妥当性が別の観点からも証明されている(非特許文献3)。
医薬品の副作用と言う観点から、化学療法剤はがん細胞特異的ではなく、正常細胞も含め、細胞分裂が活性化している細胞に対して効果を示すために従来より投薬のコントロールが非常に重要であった。一方、分子標的薬剤は特定の標的分子に対して選択的に設計された薬剤であるため、化学療法剤に比べて副作用が軽減されることが特徴である。抗体も分子標的薬剤であり、酵素阻害剤(キナーゼ阻害剤)等に比べるとさらに標的への特異性は向上している。その分、副作用も軽減されることが期待されているが、個別の抗体医薬においてはそれぞれ特徴的な副作用が観察されている。それは抗体分子の特性に由来するADCC(抗体依存性細胞傷害)やCDC(補体依存性細胞傷害)などの免疫反応を誘導するために起こるものや、標的分子に作用して誘起されるアゴニスト、アンタゴニスト活性に由来するものが考えられる。また近年では免疫反応を増強したり、薬剤修飾などで強力な効果を示すことが出来る一方でより副作用に関しては繊細な注意が必要である。
WO2010/098166号 WO2008/127655号 特許4870348号
The Increased Expression of Integrin α6 (ITGA6) Enhances Drug Resistance in EVI1high Leukemia, Yamakawa, N., et al. ProsOne Vol.7 Issue1 e30706 (2012) Interaction between leukemic-cell VLA-4 and stromal fibronectin is a decisive factor for minimal residual disease of acute myelogenous leukemia. Matsunaga, T., et al. Nat Med; 9: 1158-65. (2003) Comprehensive screening for antigens overexpressed on carcinomas via isolation of human mAbs that may be therapeutic, Kurosawa G et al., Proc Nat Acad Sci USA 105, 7287-7292<2008>
本発明は、細胞膜上に発現するインテグリンA6B4(ITGA6B4)複合体を特異的に認識し、ITGA6B4複合体とラミニンとの接着を阻害することによってがん細胞の骨髄ニッチへの生着を阻害し、更に抗がん剤耐性株に対する抗がん剤の効果を著しく増強することができる抗ITGA6/B4ヒト抗体を提供することを解決すべき課題とした。更に本発明は、その利用にあたり副作用の少ない上記抗ITGA6/B4ヒト抗体を用いたがん細胞の細胞接着阻害剤並びに医薬組成物を提供することを解決すべき課題とした。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、難治性白血病幹細胞は骨髄ニッチに生着することにより抗がん剤耐性を取得していることに着目し、骨髄ニッチへの安定的生着を阻害し、結果的に遊離させたり接着阻害させたりすることにより(この現象を、「追い出し」と呼ぶ)、抗がん剤の効果を改善できることを予想し、そしてニッチからの追い出しには抗体分子が有用であるという考えに基づいて、ヒトインテグリンA6B4複合体を認識し、がん細胞のニッチへの接着を阻害することによってがん細胞の抗がん剤に対する感受性を上昇させる活性を有する抗体を探索することにした。
本発明者らは、 phage display 法を基盤にした細胞表面上のintactな蛋白に対する完全ヒト抗体を単離する方法を樹立している。この方法は、巨大なレパートリーを保持するファージライブラリーを用いるため抗体の多様性が高く、また、がん細胞を直接スクリーニングすることから、細胞表面上にある複合蛋白質に対する抗体も容易に取得できる方法である。本発明では、この方法を用いて、がん細胞膜上に発現しているITGA6/B4複合体に対する抗体を複数取得した。そして、白血病幹細胞を含め、腎臓がん、肺がん等、数多くのがん細胞に反応するがん特異性を示す抗体が選別された。さらに、得られた抗体から、組み換えDNA技術を用いて完全ヒトIgG抗体を作製した。
次に、本発明者らは、難治性白血病幹細胞は、骨髄ニッチに生着することにより抗がん剤耐性を獲得しているから、骨髄ニッチから「追い出し」することにより、抗がん剤の効果を改善でき、ニッチからの「追い出し」には抗体が有用であるという考えから、抗体による「追い出し治療」を考案した。この治療の場合、主に必要な薬効は骨髄への生着阻害であり、それ以外の副効果はITGA6B4を発現するすべての細胞に対して考えると、予期せぬ作用を示す懸念がある。そのため、本発明においては細胞の増殖に影響を及ぼさない抗ITGA6B4抗体を選択した。前述の考えの上に立ちヒト抗体を用いて、「追い出し治療」に関する基礎的な検討を行った。その結果、本発明の抗ITGA6/B4抗体が、白血病幹細胞の骨髄ニッチへの生着を阻害できること、そして生着阻害作用を有する抗体は抗がん剤耐性を低下させることをモデル系で確認することに成功し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
(1) インテグリンA6B4に対する抗体であって、ヒトインテグリンA6B4複合体を特異的に認識し、細胞間接着を阻害する抗体。
(2) インテグリンA6B4に対する抗体であって、ヒトインテグリンA6B4複合体を特異的に認識し、標的抗原を発現するがん細胞の抗がん剤への感受性を上昇させる抗体。
(3) 実質的に細胞の増殖に影響を及ぼさない(1)又は(2)に記載の抗体
(4) インテグリンA6B4に対する抗体であって、前記抗体はヒトインテグリンA6B4複合体を特異的に認識し、かつ前記抗体は、
(a) インテグリンA6B4を介した細胞間接着を阻害する能力;
(b) がん細胞の抗がん剤への感受性を上昇させる能力;
(c) 実質的に細胞の増殖に影響を及ぼさない特性;
のうち少なくとも2つ以上を有する抗体。
(5) 抗がん剤が下記(i)から(v)から選択される(2)又は(4)に記載の抗体
(i)イホスファミド、塩酸ニムスチン、塩酸プロカルバジン、シクロホスファミド、ダカルバジンおよびチオテバから選択されるアルキル化剤;
(ii)シタラビン、エノシタビン、塩酸ゲムシタビン、カルモフール、テガフールおよびフルオロウラシルから選択される代謝拮抗剤;
(iii)エトポシド、イリノテカン、ドセタキシル、パクリタキセル、ビンクリスチン、ビンデシンおよびビンブラスチンから選択される植物アルカロイド;
(iv)アクチノマイシンD、イダルビシン、ドキソルビシン、ヒドラルビシン、ミトキサントロンおよびマイトマイシンCから選択される抗がん性抗生物質;
(v)カルボプラチン、シスプラチン、ネダプラチンおよびオキサリプラチンから選択される白金系製剤:
(6) ヒト抗体あるいはヒト化抗体である(1)から(5)の何れかに記載の抗体。
(7) 重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)としてそれぞれ配列番号1〜3、7〜9、13〜15、19〜21、25〜27の何れかのアミノ酸配列又はそれと実質的に同一のアミノ酸配列を含む、(1)から(6)の何れかに記載の抗体。
(8) 重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)としてそれぞれ配列番号1〜3、7〜9、13〜15、19〜21、25〜27の何れかのアミノ酸配列又はそれと実質的に同一のアミノ酸配列を含み、軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)としてそれぞれ配列番号4〜6、10〜12、16〜18、22〜24、28〜30の何れかのアミノ酸配列又はそれと実質的に同一のアミノ酸配列を含む、(1)から(7)の何れかに記載の抗体。
(9) 下記(i)から(v)から選択される(1)から(8)の何れかに記載の抗体
(i)配列番号1のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号2のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号3のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号4のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号5のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号6のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
(ii)配列番号7のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号8のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号9のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号10のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号11のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号12のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
(iii)配列番号13のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号14のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号15のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号16のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号17のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号18のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
(iv)配列番号19のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号20のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号21のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号22のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号23のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号24のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
(v)配列番号25のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号26のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号27のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号28のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号29のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号30のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
(10) 配列番号1〜3、7〜9、13〜15、19〜21、25〜27、4〜6、10〜12、16〜18、22〜24、28〜30の何れかのアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が欠失、付加、置換及び/または挿入されていて、ヒトITGA6B4と特異的に反応する活性を有する、(7)又は(8)に記載の抗体。
(11) 抗体が、Fab、Fab'、F(ab')2、一本鎖抗体(scFv)、二量体化V領域(Diabody)、ジスルフィド安定化V領域(dsFv)およびCDRを含むペプチドからなる群から選ばれる抗体断片である、(1)から(10)のいずれかに記載の抗体。
(12) (7)から(10)のいずれかに記載の抗体をコードするDNA。
(13) (12)に記載のDNAを含有する組換えベクター。
(14) (12)に記載の組換えベクターを宿主細胞に導入して得られる形質転換株。
(15) (14)に記載の形質転換株を培地に培養し、培養物中に(1)から(11)の何れかに記載の抗体を生成蓄積させ、培養物から抗体を採取することを含む、(1)から(11)の何れかに記載の抗体の製造方法。
(16) (1)から(11)の何れかに記載の抗体を含有する、がん細胞の細胞接着阻害剤。
(17) 他の抗がん剤と併用された際、がん細胞の前記抗がん剤に対する感受性を向上させるのに用いられる、(1)から(11)のいずれかに記載の抗体を含有するがん細胞の細胞接着阻害剤。
(18) (1)から(11)の何れかに記載の抗体と医薬上許容される担体とを含む医薬組成物。
(19) (1)から(11)の何れかに記載の抗体を含有する医薬組成物であって、
がん細胞の薬剤感受性を上昇させ、がん細胞の増殖阻害および/またはがん細胞を死滅させるために、それを必要とする患者に、
(a)(1)から(11)のいずれかに記載の抗体、および
(b)イホスファミド、塩酸ニムスチン、塩酸プロカルバジン、シクロホスファミド、ダカルバジンおよびチオテバから選択されるアルキル化剤;シタラビン、エノシタビン、塩酸ゲムシタビン、カルモフール、テガフールおよびフルオロウラシルから選択される代謝拮抗剤;エトポシド、イリノテカン、ドセタキシル、パクリタキセル、ビンクリスチン、ビンデシンおよびビンブラスチンから選択される植物アルカロイド;アクチノマイシンD、イダルビシン、ドキソルビシン、ヒドラルビシン、ミトキサントロンおよびマイトマイシンCから選択される抗がん性抗生物質;カルボプラチン、シスプラチン、ネダプラチンおよびオキサリプラチンから選択される白金系製剤から選択される抗がん剤を、前記抗体が、がん細胞に結合するための条件下および十分な量で提供し、それによりがん細胞の増殖阻害および/またはがん細胞の死滅を引き起こす、前記医薬組成物。
(20) がん細胞が、骨髄ニッチに生着したがん細胞である、(19)に記載の医薬組成物
(21) がんが、固形がんまた血液がんである、(19)又は(20)に記載の医薬組成物。
(22) 固形がんが肺がん、大腸がん、胃がん、膀胱がん、膵臓がん、前立腺がん、肝がん、子宮頸がん、子宮がん、卵巣がん、乳がん、頭頸部がん、又は皮膚がんである、(21)に記載の医薬組成物。
(23) 血液がんが白血病、リンパ腫、又は骨髄腫である、(21)に記載の医薬組成物。
本発明によればさらに、上記した本発明の抗体を対象者に投与することを含む、がんを抑制又は治療する方法が提供される。
本発明によればさらに、上記した本発明の抗体を対象者に投与することを含む、抗がん剤の効果を高める方法が提供される。
本発明によればさらに、上記した本発明の抗体を対象者に投与することを含む、がん細胞の細胞接着を阻害する方法が提供される。
本発明によればさらに、がん細胞の細胞接着阻害剤又は医薬組成物の製造のための、上記した本発明の抗体の使用が提供される。
本発明の抗体は、ヒトITGA6B4複合体を特異的に認識し、ITGA6B4複合体を細胞膜上に発現している難治性がん細胞を特異的に認識することができる。本発明の抗体はまた、がん細胞の骨髄ニッチへの生着を阻害し、抗がん剤耐性株に対する抗がん剤の効果を増強することができる。さらに本発明の抗体は、抗体単独では細胞増殖に影響を及ぼさない性質から、予期しない効果、つまり副作用を軽減することができる。
図1は、実施例5で行った免疫沈降における2本のバンドを示す。 図2は。実施例6で行った質量分析計による抗原同定の結果、ITGA6が得られたことを示す。本データは質量分析計(Thermo社LCQ)にて得られたマスデータを解析ソフトMascot search(MATRIX SCIENCE 社)で解析させた時のアウトプット図である。 図3は、実施例6で行った質量分析計による抗原同定の結果、ITGB4が得られたことを示す。本データは質量分析計(Thermo社LCQ)にて得られたマスデータを解析ソフトMascot search(MATRIX SCIENCE 社)で解析させた時のアウトプット図である。 図4は、実施例3で作製したIgG抗体について、精製可溶性ヒトITGA6B4抗原(Recombinant Human Integrin alpha 6 (X1) beta 4 R&D社)を用いてELISAによる抗原抗体の反応性を検討した結果を示す。 図5は、難治性白血病の網羅的遺伝子発現解析からα6-integrin(ITGA6)並びにβ4(ITGB4)の高発現を同定したことを示す図である。 図6は、白血病細胞の抗がん剤耐性の獲得には、ITGA6/B4を介した接着が必要であるということを示した図である。本発明の抗ITGA6/B4抗体は接着能の減弱に寄与することを示す。 図7は、AML細胞株UCSD/AML1、 Kasumi3、MOLM1そしてHNT34の4株に対して細胞接着阻害実験を行った結果を示す。抗ITGA6/B4抗体の投与により、接着性が低下することが示される。 図8は、抗がん剤 [AraC(シタラビン)、DXR(ドキソルビシン)、VP16(エトポシド)]との併用による影響を示す。抗ITGA6/B4抗体が抗がん剤の効果を増強していることが分かる。 図9は、白血病幹細胞におけるITGA6B4の発現量を調べた結果を示す。 図10は、ITGA6及びITGB4遺伝子のshRNA導入した細胞による、遺伝子発現抑制試験における抗体の反応性変化の評価を行った結果を示す。 図11は、静脈移植モデルを用いて抗体併用による浸潤抑制効果を検証した結果を示す。抗ITGA6B4抗体の投与により単剤、併用において骨髄への浸潤が有意に抑制されていることが示された。 図12−1はITGA6B4抗体のin vitro増殖抑制効果を検証した結果を示す。また図12−2は結果をPBSを100とした増殖度合の割合を示し、抗ITGA6B4抗体は単剤で細胞増殖抑制効果はないことが示された。 図13は、静脈移植モデルを用いたin vivo抗腫瘍効果を示す。抗体、抗がん剤併用において生存率の延長が認められた。
以下、本発明について更に詳細に説明する。なお、本明細書においては、本発明の抗体が特異的に認識する抗原であるインテグリンα6β4複合体を、ITGA6/B4、ITGA6B4、ITGA6B4複合体、A6B4複合体などと記す場合がある。
本発明者らは難治性白血病の病態解析を行っており、網羅的遺伝子発現解析からα6-integrin(ITGA6)並びにβ4(ITGB4)の高発現を同定した。更にこのITGA6/B4はEVI1高発現白血病のみならず、治療後の白血病再発患者群においても高発現があることがわかり(図5)、難治性白血病全般に見られる現象であることから、特に白血病治療において有効な効果が期待できる。本発明の抗体によれば、ITGA6B4を介した骨髄ニッチへの接着を阻害することにより既存の抗がん剤に対して抵抗性を示していたがんの薬剤感受性を増大させることができ、その結果、抗がん剤の効果を復活若しくは増大させ、効果的な治療を行うことが可能になる。本発明の抗体は、特に患者のがん細胞に対する特異性及び親和性が高いもので上記抗がん剤の感受性を高める効果を保持する抗体を選抜しているため、がん細胞について良好な治療結果が得られる。本発明の抗体は、ITGA6B4複合体に対する抗体であり、特に上記した「追い出し治療」を行うことが可能であり、がん細胞の既存の抗がん剤の感受性を飛躍的に高めることができるという特徴を有する。特許文献1においてはインテグリンA6又はインテグリンB4の単独についての効果が記載されているが、本発明の抗体はインテグリンA6B4複合体に対する抗体である。本発明の抗体はインテグリンA6B4を認識し、本発明において提唱する「追い出し治療」に適正化された抗体であることから、白血病再発患者に対しても顕著な治療効果が期待できる。
本明細書において別段定義しない限り、本発明に関して使用した科学技術用語は、当業者に通常理解されている意味を含むものとする。一般に、本明細書に記載の細胞および組織培養、分子生物学、免疫学、微生物学、遺伝学、タンパク質および核酸化学ならびにハイブリダイゼーションに関して使用した命名法およびその技術は、当技術分野で周知のものであり、通常使用されている。
本発明の方法および技術は一般に、別段示さない限り、当技術分野で周知である従来の方法に従って、本明細書全体にわたって引用し論じた種々の一般的参照文献およびより具体的な参照文献に記載されているように実施する。
イテングリンA6B4(ITGA6B4)
イテングリンα6とインテグリンβ4からなる複合体で細胞外マトリックスとの相互作用、細胞間接着、細胞の組織への生着、シグナリング等多くの現象に関与している事が知られている。イテングリンα6はβ4以外にもβ1と複合体を形成し、VLA6という複合体を取ることも知られている。なお本抗原はCD49fとして知られ、血小板や巨核球に存在し、 T細胞のサブポピュレーションに弱く発現すると考えられている。一方で本研究対象の複合体は主に正常細胞では気管支上皮とがん細胞では大腸がんを始め多くのがんで発現すると考えられている。
ITGA6B4は、構造上特別に限定せず、単量体、多量体、細胞膜に発現しているintact form、細胞外領域に構成された可溶化form、truncted form、また、遺伝子の変異や、欠損などによりmutation form、リン酸化などにより翻訳後修飾を受けたformなども含め、すべてヒトITGA6B4を意味する。
反応する及び反応性
本明細書において、「反応する」と「反応性」は特別に示さない限り、同じのことを意味する。すなわち、抗体が抗原を認識することを意味する。この抗原は、細胞膜に発現するintact ITGA6B4でもよいし、truncted formや、可溶化formでも良い。また、立体構造を保ったITGA6B4でもよいし、変性したITGA6B4でもよい。反応性を検討する手段として、フローサイトメーター(FACS)、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)、western−blot、蛍光微量測定技術(FMAT)表面プラズモン共鳴(BIAcore)、免疫染色、免疫沈降などが挙げられる。
フローサイトメーターに用いる抗体としては、FITCなどの蛍光物質、ビオチンなどにより標識された抗体であっても、標識をされていない抗体であってもよい。用いた抗体の標識の有無、その種類により、蛍光標識アビジン、蛍光標識抗ヒト免疫グロブリン抗体などを使用する。反応性は、十分量の抗ITGA6B4抗体(通常最終濃度が0.01〜10μg/mL)を検体に加えて行い、陰性対照抗体、陽性対照抗体の反応性との比較を行うことにより評価することができる。
抗体
本明細書では必要に応じて、慣習に従い以下の略号(括弧内)を使用する。
重鎖(H鎖)、軽鎖(L鎖)、重鎖可変領域(VH)、軽鎖可変領域(VL)、相補性決定領域(CDR)
本明細書において、「抗体」という用語は、イムノグロブリンと同義であり、当技術分野で通常知られている通りに理解されるべきである。具体的には、抗体という用語は、抗体を作製する任意の特定の方法により限定されるものではない。例えば、抗体という用語には、それだけに限らないが、組換え抗体、モノクローナル抗体、およびポリクローナル抗体がある。
本明細書において、「ヒト抗体」という用語は、可変領域および定常領域の配列がヒト配列である任意の抗体を意味する。その用語は、ヒト遺伝子に由来する配列を有するが、例えば、考えられる免疫原性の低下、親和性の増大、望ましくない折りたたみを引き起こす可能性があるシステインの除去などを行うように変化させている抗体を包含する。その用語はまた、ヒト細胞に特有でないグリコシル化を施すことができる、非ヒト細胞中で組換えにより作製されたそのような抗体をも包含する。これらの抗体は、様々な形で調製することができる。
本明細書において、「ヒト化抗体」という用語は、非ヒト由来の抗体を指し、非ヒト種の抗体配列に特徴的なアミノ酸残基が、ヒト抗体の対応する位置で認められる残基と置換されている。この「ヒト化」の工程が、その結果得られる抗体のヒトでの免疫原性を低下させると考えられる。当技術分野で周知の技術を使用して、非ヒト由来の抗体をヒト化できることが理解されるであろう。例えば、Winterら、Immunol.Today14:43〜46(1993)を参照されたい。対象とする抗体は、CH1、CH2、CH3、ヒンジドメイン、および/またはフレームワークドメインを対応するヒト配列と置換する組換えDNA技術によって工学的に作製することができる。例えば、WO92/02190、ならびに米国特許第5,530,101号、第5,585,089号、第5,693,761号、第5,693,792号、第5,714,350号、および第5,777,085号を参照できる。本明細書において、「ヒト化抗体」という用語は、その意味の範囲内で、キメラヒト抗体およびCDR移植抗体を含む。
本発明の抗体の可変領域においてフレームワーク領域(FR)の配列は、対応する抗原に対する特異的結合性に実質的な影響のない限り、特に限定されない。ヒト抗体のFR領域を用いることが好ましいが、ヒト以外の動物種(例えばマウスやラット)のFR領域を用いることもできる。
本明細書において、「ファージ抗体」という用語は、ファージにより産生されたscFv抗体を意味する。つまり、VH及びVLアミノ酸配列を含む抗体断片である。この断片は、Linkerとしてのアミノ酸以外、タグとしてのアミノ酸配列を含むことでもよい。
本発明の抗体の一態様においては、可変領域に加えて定常領域を含む(例えばIgG型抗体)。定常領域の配列は特に限定されない。例えば、公知のヒト抗体の定常領域を用いることができる。ヒト抗体の重鎖定常領域(CH)としては、ヒトイムノグロブリン(以下、hIgと表記する)に属すればいかなるものでもよいが、hIgGクラスのものが好適であり、更にhIgGクラスに属するhIgG1、hIgG2、hIgG3、hIgG4といったサブクラスのいずれも用いることができる。また、軽鎖定常領域(CL)としては、hIgに属すればいかなるものでもよく、κクラスあるいはλクラスのものを用いることができる。また、ヒト以外の動物種(例えばマウスやラット)の定常領域を用いることもできる。
本発明の抗体における可変領域(CDR配列および/またはFR配列)または定常領域のアミノ酸配列は、由来となる元のFRまたは定常領域のアミノ酸配列をそのまま用いてもよいし、ヒトITGA6B4を特異的に認識できる限り、1または数個(例えば、1から8個、好ましくは1から5個、より好ましくは1から3個、特に好ましくは1または2個)のアミノ酸を欠失、付加、置換及び/または挿入して異なるアミノ酸配列にして用いてもよい。
本発明の抗体は好ましくは、重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)としてそれぞれ配列番号1〜3、7〜9、13〜15、19〜21、25〜27の何れかのアミノ酸配列を含み、さらに軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)としてそれぞれ配列番号4〜6、10〜12、16〜18、22〜24、28〜30の何れかのアミノ酸配列含むものである。
さらに本発明の抗体は、重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)としてそれぞれ配列番号1〜3、7〜9、13〜15、19〜21、25〜27の何れかのアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含むものでもよいし、さらに軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)としてそれぞれ配列番号4〜6、10〜12、16〜18、22〜24、28〜30の何れかのアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含むものでもよい。
「ヒトITGA6B4を特異的に認識できる」とは、改変前の抗体と同様にヒトインテグリンA6B4と特異的に反応する活性を有するということである。この抗原は、細胞膜に発現するintact ITGA6B4でもよいし、truncted formや、可溶化formでも良い。また、立体構造を保ったITGA6B4でもよいし、変性したITGA6B4でもよい。たとえば、結合活性を検討する手段として、フローサイトメーター(FACS)、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)、western−blot、蛍光微量測定技術(FMAT)表面プラズモン共鳴(BIAcore)などが挙げられる。
本発明において、「改変前の抗体と同様に」とは、必ずしも同程度の活性である必要はなく、活性が増強されていてもよいし、又、活性を有する限り活性が減少していてもよい。活性が減少している抗体としては、例えば、元の抗体と比較して30%以上の活性、好ましくは50%以上の活性、より好ましくは80%以上の活性、さらに好ましくは90%以上の活性、特に好ましくは95%以上の活性を有する抗体を挙げることができる。
本発明の抗体は、ヒトインテグリンA6B4と特異的に反応する活性を有する限り、可変領域(CDR配列および/またはFR配列)のアミノ酸配列に1または複数のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されていてもよい。アミノ酸配列において、1または数個(例えば、1から8個、好ましくは1から5個、より好ましくは1から3個、特に好ましくは1または2個)のアミノ酸が欠失、付加、置換及び/または挿入されており、ヒトインテグリンA6B4と特異的に反応する抗体のアミノ酸配列を調製するための、当業者によく知られた方法としては、タンパク質に変異を導入する方法が知られている。例えば、当業者であれば、部位特異的変異誘発法(Hashimoto-Gotoh, T, Mizuno, T, Ogasahara, Y, anDNAkagawa, M. (1995) An oligodeoxyribonucleotide-directed dual amber method for site-directed mutagenesis. Gene 152, 271-275、Zoller, MJ, and Smith, M.(1983) Oligonucleotide-directed mutagenesis of DNA fragments cloned into M13 vectors.Methods Enzymol. 100, 468-500、Kramer,W, Drutsa,V,Jansen,HW, Kramer,B, Pflugfelder,M, and Fritz,HJ(1984) The gapped duplex DNA approach to oligonucleotide-directed mutation construction. Nucleic Acids Res. 12,9441-9456、Kramer W, and Fritz HJ(1987) Oligonucleotide-directed construction of mutations via gapped duplex DNA Methods. Enzymol. 154, 350-367、Kunkel,TA(1985) Rapid and efficient site-specific mutagenesis without phenotypic selection.Proc NAML Acad Sci U S A. 82, 488-492)などを用いて、ヒトインテグリンA6B4と特異的に反応する抗体のアミノ酸配列に適宜変異を導入することにより、上記抗体と機能的に同等な変異体を調製することができる。
このように、可変領域において、1または数個のアミノ酸が変異しており、ヒトインテグリンA6B4と特異的に反応する抗体もまた本発明の抗体に含まれる。
本発明の抗体は、その由来で限定されず、ヒト抗体、マウス抗体、ラット抗体など、如何なる動物由来の抗体でもよい。又、キメラ化抗体、ヒト化抗体などでもよい。
本発明の抗体は、後述する抗体を産生する細胞や宿主あるいは精製方法により、アミノ酸配列、分子量、等電点又は糖鎖の有無や形態などが異なり得る。得られた抗体が、本発明の抗体と同等の活性を有している限り、本発明に含まれる。例えば、本発明で記載されているアミノ酸配列に翻訳後に修飾を受ける場合も本発明に含まれる。更に、既知の翻訳後修飾以外の部位に対する翻訳後修飾も、本発明の抗体と同等の活性を有している限り、本発明に含まれる。また、本発明の抗体を原核細胞、例えば大腸菌で発現させた場合、本来の抗体のアミノ酸配列のN末端にメチオニン残基が付加される。本発明の抗体はこのような抗体も包含する。既知の翻訳後修飾以外の部位に対する翻訳後修飾も、本発明の抗体と同等の活性を有している限り、本発明に含まれる。
抗体の作製
(1)ファージディスプレイライブラリーにより抗原と反応するscFv
本発明の抗体の取得は、当技術分野で知られているいくつかの方法に従って調製することができる。例えば、ファージディスプレイ技術を使用して、ITGA6B4に対する親和性が様々である抗体のレパートリーを含むライブラリーを提供することができる。次いで、これらのライブラリーをスクリーニングして、ITGA6B4に対する抗体を同定し単離することができる。好ましくは、ファージライブラリーは、ヒトB細胞から単離されたmRNAから調製されたヒトVLおよびVHcDNAを使用して生成されるscFvファージディスプレイライブラリーである。そのようなライブラリーを調製しスクリーニングする方法は当技術分野で知られている。ヒトITGA6B4を抗原としてスクリーニングした反応性を示すファージクローンから遺伝物質を回収する。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VH及びVLのDNA配列を決定することができる。このscFvの配列を用いて、scFvをIgG化すれば、ヒト抗体を取得することができる。
(2)scFvのIgG化(ヒト抗体の作製)
H鎖またL鎖の発現ベクターを作製し、宿主細胞に発現させ、分泌した上清の回収・精製によりヒト抗体を取得する。また、VH及びVLを同一ベクターに発現すること(タンデム型)によりヒト抗体の取得もできる。これらの方法は周知であり、WO92/01047、WO92/20791、WO93/06213、WO93/11236、W093/19172、WO95/01438、WO95/15388、WO97/10354などを参考にすることができる。
具体的には、VHをコードするDNAを、重鎖定常領域(CH1、CH2およびCH3)をコードする他のDNA分子と連結することによって、完全長重鎖遺伝子を取得することができる。ヒト重鎖定常領域遺伝子の配列は当技術分野で知られており(例えば、Kabat,E.A.ら、(1991)Sequencesof Proteins of Immunological Interest、第5版、U.S.Department of Health and Human Services、NIH Publication No.91−3242)、これらの領域を包含するDNA断片は標準的なPCR増幅によって得ることができる。重鎖定常領域は、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgE、IgMまたはIgDの定常領域でよいが、最も好ましくはIgG1またはIgG2の定常領域である。IgG1定常領域配列は、Gm(1)、Gm(2)、Gm(3)やGm(17)など、異なる個人間で生じることが知られている任意の様々な対立遺伝子またはアロタイプでよい。これらのアロタイプは、IgG1定常領域中の天然に存在するアミノ酸置換に相当する。
VLをコードするDNAを、軽鎖定常領域CLをコードする他のDNA分子と連結することによって、完全長L鎖遺伝子(ならびにFab軽鎖遺伝子)を取得することができる。ヒト軽鎖定常領域遺伝子の配列は当技術分野で知られており(例えば、Kabat,E.A.ら、(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest、第5版、U.S.Department of Health and Human Services、NIH Publication No.91−3242)、これらの領域を包含するDNA断片は標準的なPCR増幅によって得ることができる。軽鎖定常領域は、κまたはλの定常領域でよい。κ定常領域は、Inv(1)、Inv(2)やInv(3)など、異なる個人間で生じることが知られている任意の様々な対立遺伝子でよい。λ定常領域は、3つのλ遺伝子のいずれかに由来するものでよい。
上記のように得られたH鎖またL鎖コードするDNAを発現ベクター中に挿入することにより、発現ベクターを作製し、宿主細胞に発現させ、分泌した上清の回収・精製によりヒト抗体を取得する。発現ベクターには、プラスミド、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、カリフラワーモザイクウイルスやタバコモザイクウイルスなどの植物ウイルス、コスミド、YAC、EBV由来エピソームなどが挙げられる。発現ベクターおよび発現調節配列は、使用する発現用宿主細胞と適合するように選択する。抗体軽鎖遺伝子および抗体重鎖遺伝子は、別々のベクター中に挿入することができるし、また両方の遺伝子を同じ発現ベクター中に挿入することもできる。抗体遺伝子を、標準的な方法(例えば、抗体遺伝子断片上の相補的な制限部位とベクターの連結、または制限部位が存在しない場合には平滑末端連結)によって発現ベクター中に挿入する。
好適なベクターは、上記に記載のように任意のVHまたはVL配列を容易に挿入し発現させることができるように工学的に作製された適当な制限部位を有する機能的に完全なヒトCHまたはCLイムノグロブリン配列をコードするものである。そのようなベクターでは、通常、挿入されたJ領域中のスプライス供与部位とヒトCドメインに先行するスプライス受容部位の間で、またヒトCHエキソン内に存在するスプライス領域でもスプライシングが起こる。ポリアデニル化および転写終結は、コード領域の下流にある天然の染色体部位で起こる。組換え発現ベクターはまた、宿主細胞由来の抗体鎖の分泌を促進するシグナルペプチドをコードすることもできる。抗体鎖遺伝子は、シグナルペプチドがインフレームでイムノグロブリン鎖のアミノ末端と連結するようにベクター中にクローン化することができる。シグナルペプチドは、イムノグロブリンシグナルペプチドでもよく、あるいは異種性シグナルペプチド(すなわち非イムノグロブリンタンパク質由来のシグナルペプチド)でもよい。
本発明の抗体の発現ベクターは、抗体遺伝子および制御配列に加えて、宿主細胞中でのベクターの複製を制御する配列(例えば複製起点)や選択マーカー遺伝子などのさらなる配列を有してよい。選択マーカー遺伝子は、ベクターが導入されている宿主細胞の選択を促進する。例えば、通常、選択マーカー遺伝子は、ベクターが導入されている宿主細胞上に、G418、ハイグロマイシンやメトトレキセートなどの薬物に対する耐性を付与する。好ましい選択マーカー遺伝子には、デヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)遺伝子(dhfr−宿主細胞でメトトレキセート選択/増幅とともに使用する)、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(G418選択用)、およびグルタミン酸合成酵素遺伝子がある。
以上の方法で作製された抗体遺伝子発現ベクターにより宿主細胞を形質転換する。宿主細胞としては細菌、酵母、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞など、本発明の抗体を産生させる可能であればいかなる細胞でもよいが、動物細胞が好ましい。動物細胞として、チャイニーズハムスター卵巣細胞CHO/dhfr (−)細胞CHO/DG44細胞、サル由来細胞COS細胞(A.Wright& S.L.Morrison, J.Immunol.160, 3393-3402 (1998))、SP2/O細胞(マウスミエローマ)(K.Motmans et al., Eur.J.Cancer Prev.5,512-5199(1996),R.P.Junghans et al.,Cancer Res.50,1495-1502 (1990)) など挙げられる。また、形質転換にはリポフェクチン法(R.W.Malone et al., Proc.NAML.Acad.Sci.USA 86,6007 (1989), P.L.Felgner et al., Proc.NAML.Acad.Sci.USA 84,7413 (1987)、エレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法(F.L.Graham & A.J.van der Eb,Virology 52,456-467(1973))、DEAE-Dextran法等が好適に用いられる。
形質転換体を培養した後、形質転換体の細胞内又は培養液よりヒト抗体を分離する。抗体の分離・精製には、遠心分離、硫安分画、塩析、限外濾過、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、ゲル濾過クロマトグラフィーなどの方法を適宜組み合わせて利用することができる。
抗原結合フラグメント
本発明の抗体を基にして又は本発明の抗体をコードする遺伝子の配列情報を基にして、抗体結合フラグメントを作製することができる。抗体結合フラグメントとしては、Fab、Fab'、F(ab')2、一本鎖抗体(scFv)、二量体化V領域(Diabody)、ジスルフィド安定化V領域(dsFv)、又は抗体由来の相補性決定領域(CDR)を含むペプチドを挙げることができる。
Fabは、IgGをシステイン存在下パパイン消化することにより得られる、L鎖とH鎖可変領域、並びにCH1ドメイン及びヒンジ部の一部からなるH鎖フラグメントとから構成される分子量約5万の断片である。本発明では、上記抗体をパパイン消化することにより得ることができる。また、上記抗体のH鎖の一部及びL鎖をコードするDNAを適当なベクターに組み込み、当該ベクターを用いて形質転換した形質転換体よりFabを調製することもできる。
Fab'は、後述のF(ab')2のH鎖間のジスルフィド結合を切断することにより得られる分子量が約5万の断片である。本発明では、上記抗体をペプシン消化し、還元剤を用いてジスルフィド結合を切断することにより得られる。また、Fab同様に、Fab'をコードするDNAを用いて遺伝子工学的に調製することもできる。
F(ab')2は、IgGをペプシン消化することにより得られる、L鎖とH鎖可変領域、並びにCH1ドメイン及びヒンジ部の一部からなるH鎖フラグメントとから構成される断片(Fab')がジスルフィド結合で結合した分子量約10万の断片である。本発明では、上記抗体をペプシン消化することにより得られる。また、Fab同様に、F(ab')2をコードするDNAを用いて遺伝子工学的に調製することもできる。
scFvは、H鎖可変領域とL鎖可変領域とからなるFvを、片方の鎖のC末端と他方のN末端とを適当なペプチドリンカーで連結し一本鎖化した抗体断片である。ペプチドリンカーとしては例えば柔軟性の高い(GGGGS)3などを用いることができる。例えば、上記抗体のH鎖可変領域及びL鎖可変領域をコードするDNAとペプチドリンカーをコードするDNAを用いてscFv抗体をコードするDNAを構築し、これを適当なベクターに組み込み、当該ベクターを用いて形質転換した形質転換体よりscFvを調製することができる。
二量体化V領域(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)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。Diabodyを構成するフラグメント間の結合は非共有結合でも、共有結合でもよいが、好ましくは非共有結合である。
dsFvは、H鎖可変領域及びL鎖可変領域の適切な位置にCys残基を導入し、H鎖可変領域とL鎖可変領域とをジスルフィド結合により安定化させたFv断片である。各鎖におけるCys残基の導入位置は分子モデリングにより予測される立体構造に基づき決定することができる。本発明では例えば上記抗体のH鎖可変領域及びL鎖可変領域のアミノ酸配列から立体構造を予測し、かかる予測に基づき変異を導入したH鎖可変領域及びL鎖可変領域をそれぞれコードするDNAを構築し、これを適当なベクターに組み込み、そして当該ベクターを用いて形質転換した形質転換体よりdsFvを調製することができる。
尚、適当なリンカーを用いてscFv抗体、dcFv抗体などを連結させたり、ストレプトアビジンを融合させたりして抗体断片を多量体化することもできる。
医薬
本発明によれば、本発明の抗体を含有するがん細胞の細胞接着阻害剤、並びに本発明の抗体を含有する医薬組成物が提供される。本発明一つの実施形態としては難治性白血病であるが、これに限らない。ITGA6B4複合体の高発現による難治性白血病以外の疾患についても、本発明の抗体を用いて治療することができる。好ましくは難治性白血病であるが、固形がん(例えば、肺がん、大腸がん、胃がん、膀胱がん、膵臓がん、前立腺がん、肝がん、子宮頸がん、子宮がん、卵巣がん、乳がん、頭頸部がん、皮膚がんなど)、または血液がん(例えば、白血病、リンパ腫、骨髄腫など)なども治療対象に含まれる。
本発明の抗体を含有するがん細胞の細胞接着阻害剤及び医薬組成物には、薬学的に許容される担体、賦形剤、希釈剤などを適宜含有させることができる。本発明のがん細胞の細胞接着阻害剤及び医薬組成物は、例えば注射剤として製剤することができる。本発明のがん細胞の細胞接着阻害剤及び医薬組成物の投与量は、患者の症状の程度、年令及び体重、投与方法などに依存し、有効成分である抗体の重量としては通常1日当たり約10ng〜約100mg/kg体重の範囲である。
細胞の検出
細胞に結合した本発明の抗体の検出は、フローサイトメトリー法や、ELISA法等 およびその組み合わせによって行うことが可能である。本発明の抗体が結合した細胞を検出又は定量する装置としては、フローサイトメーター(FACS:Fluorescence Activagted Cell Sorter)が好ましい。血中循環がん細胞(CTC:CirculatingTumorCells)の測定の可能な他の測定器を用いる方法も考えられる。最も好ましくは、本発明の抗体が結合した細胞をフローサイトメーターにより測定することができる。この場合、本発明の抗体は、蛍光色素により標識されていることが好ましい。血液検体より得られた、血球細胞に本発明の抗体の蛍光標識物を接触させた後、フローサイトメーターにより解析することができる。
以下の実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
実施例1:がん細胞株を使用したファージ抗体スクリーニング
(1)がん細胞に結合するファージ抗体のスクリーニング(AML株USCD-AML1)
USCD-AML1細胞(Oval et al., Blood 76: 1369-1374 (1990);Taetle et al.,Cancer Res. 53: 3386-3393 (1993);Hu et al., Leukemia 10: 1025-1040 (1996))を任意の方法で培養した。細胞を回収し、冷却したPBSで洗浄した後、1×1013cfuのヒト抗体ファージライブラリー(特開2005−185281号公報、WO2008/007648号公報、WO2006/090750号公報を参照)を混ぜ、最終容積1.6mLになるように反応液(1%BSA、0.1%NaN3、MEM)を添加し、4℃にて4時間ゆっくり回転させて反応させた。反応終了後、反応液を二つに分け、それぞれ事前に用意した0.6mLの有機溶液(dibutyl phtalate cycloheximide9:1)に重層し、マイクロ遠心機により2分間遠心(3000rpm)した。上清を捨て、チューブの底に沈降した細胞を0.7mLの1%BSA/MEMで懸濁し、更に0.7mLの有機溶媒に重層した。同じように遠心により上清を捨て、細胞を0.3mLのPBSで懸濁し、液体窒素で凍結した。
凍結した細胞を37℃で解凍し、20mLの大腸菌DH12S(OD0.5)に1時間で感染させた。ファージに感染した大腸菌を600mLの2×YTGA培地(2×YT、200μg/mL ampicisulfate、1% Glucose)に入れ、30℃で一晩培養した。その後10mLを取り、200mL 2×YTA培地(2×YT、200μg/mL ampicisulfate)に入れ、37℃で1.5時間培養した。1×1011ヘルパーファージKO7を入れ、更に37℃で1時間培養した。800mLの2×YTGAK培地(2×YT、200μg/mL ampicisulfate、0.05% Glucose、50μg/mLkanamycin)を添加し、30℃で一晩培養した。10分間の遠心(8000rpm)により上清を回収した。回収した上清に200mLのPEG液(20% polyetyleneglycol6000、2.5M NaCl)を入れよく攪拌した後、10分間の遠心(8000rpm)によりファージを沈殿させた。これを10mLのPBSに懸濁し、これが1stスクリーニングのファージとした。
次は、2ndスクリーニングを行った。2×107培養細胞と1×10101stスクリーニングのファージを混合し、最終容積0.8mLになるように反応液を(1%BSA、0.1%NaN3、MEM)入れた。その後は上記1stスクリーニングと同様の手法を行い、2ndスクリーニングのファージを取得した。
3rdスクリーニングは1×109の2ndスクリーニングのファージを使用し、上記と同じように行った。
(2)ファージ抗体の解析
3rdスクリーニングしたファージを回収し、既存法によりDNA配列を解析し、欠損領域を保持する不完全な抗体や配列が重複する抗体を排除し、独立した抗体配列を持つファージ抗体を取得した(特許第4870348を参照)。
実施例2:ELISAによる陽性ファージのスクリーニング
精製可溶性ヒトITGA6B4抗原(Recombinant Human Integrin alpha 6 (X1) beta 4 R&D社)を用いてELISAによる抗原抗体の反応性を検討した。すなわち、可溶性ITGA6B4抗原をPBSで10μg/mLになるように調整し、Immuno Module/Strip Plates(NUNK)に50μL/wellに添加し、37℃で2時間静置した。その後、可溶性ITGA6B4抗原を捨て、Blocking液(5% スキムミルク / 0.05% NaN3/ PBS)200μL/wellで添加し、37℃で2時間ブロッキングを行った。ブロッキング溶液を除き、PBSにより洗浄し、上記2ndスクリーニングのファージの培養上清を100μL/well添加し、37℃で1時間反応させた。PBSで5回洗浄後、PBS/0.05%Tween20で希釈した1μg/mLRabbit anti−cp3を100μL/well添加し、37℃で1時間反応させた。PBSで5回洗浄後、更にPBS/0.05%Tween20で2000倍希釈したanti−Rabbit IgG(H+L)−HRPを100μL/well添加し、37℃で1時間反応させた。PBSで5回洗浄後、OPD in 0.1Mクエン酸リン酸バーファー(pH5.1)+0.01%H22 を100μL/well添加し室温で5分間反応させた。2NH2SO2を100μL/well加え、発色反応を停止した。その後、SPECTRAmax340PC(Molecular Devices)にて492nmの吸光度を測定した。その結果、可溶性ITGA6B4抗原と顕著な陽性反応を示すファージクローンのDNA配列を解析し、それぞれのCDR配列を確認し、独立配列を有するものを分類した。その結果、特に反応性の強い5抗体を選別し、PPMXITG−001〜005とした。
PPMXITG−001〜005の重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、及び軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を以下に示す。
実施例3:ファージ抗体(scFv)のIgG化抗体作製
(1)ITGA6B4IgG抗体を発現するplasmidの作製
ファージ抗体のIgG化はITGA6B4のIgG化を例として下記のように説明する。
ITGA6B4のファージ抗体(scFv)の遺伝子はVH-VLの順で並んでおり、VHとVLはリンカー以下の配列で接続したscFvの構造をしている。
<リンカー配列>
Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser(配列番号31)
ITGA6B4のVH,VLで使用していると推定されるヒト生殖系列の遺伝子をIMGT (*)で検索し(* IMGT : http://www.imgt.org)、 IMGTの検索結果を参考にして、ファージ抗体のIgG化をおこなった。ITGA6B4のVHをヒトIgG1の定常領域と連結した。ITGA6B4のVLは5'側にNheI、3'側にEcoRIを付加したH鎖、L鎖遺伝子をGenScript社で全合成した。。合成した重鎖、軽鎖の遺伝子はそれぞれ別々の発現ベクターに組み込んだ。すなわちH鎖、L鎖それぞれの人工合成遺伝子をNheIとEcoRIで切断し、発現ベクターpCAGGSのNheIとEcoRI部位に組み込み、抗ITGA6B4抗体H鎖発現ベクター、およびL鎖発現ベクターを得た。
同様な方法で、他の抗体の発現ベクターを作製した。
(2)IgG抗体の一過性発現
IgG抗体の一過性発現にはFreeStyle (ライフテクノロジーズ)を用いた。遺伝子導入用浮遊細胞である293-F (ライフテクノロジーズ) は前日に継代した。トランスフェクション当日、一種類の抗体発現には、1x106細胞/mLの細胞濃度に調整した400mLの細胞懸濁液を準備した。これに抗体重鎖発現ベクターを100 μg、軽鎖発現ベクターを100μg合計200μgのプラスミドをOptiPro SFMに懸濁した溶液(I)を調整した。次に200μLのMAX reagentを8mLのOptiPRO SFMに加えた(溶液II)。 溶液(I)と(II)を混合して室温で10分から20分静置した。この合計16mLの反応液を293-F細胞を懸濁した400mLの293発現培地に加え、6日から7日間37°C、8%CO2で細胞培養震盪機のTAITEC BioShaker BR-43FLで培養した。6日から7日間後、それぞれの組換え抗体を含む培養上清を回収し、これを材料に精製をおこなった。
(3)IgG抗体の精製
上記で発現した培養上清に含まれるIgG抗体タンパク質は、AKTAprimeを用いたAb-Capcher ExTra(プロテノバ)アフィニティーカラムで精製した。得られたピークフラクションは、溶媒としてダルベッコのPBSで平衡化したセファクリルS-300カラムによるゲルろ過をして、さらに精製した。精製したIgG抗体タンパク質の定量は、吸光係数を用いて算出した。IgG抗体の吸光係数はEXPASYのProtParam(http://web.expasy.org/protparam/)に各抗体の全アミノ酸配列を用いて計算して求めた。
(4)酵素免疫測定法(ELISA)による抗ITGA6B4IgG抗体の定量
上記で発現させ、精製済みの抗ITGA6B4IgG抗体生産細胞の培地上清に含まれる抗体や、精製した抗体の濃度は、吸光度による定量とともに、酵素免疫測定法(ELISA)による定量も行った。固相抗体としてプレートにヤギ抗ヒトIgG(H+L)(マウス、ウサギ、ウシ、マウスIgGに対して吸収済み)(コスモバイオ:American Qualex International,Inc.;AQI,Cat.No.A-110UD)を100μl/well(5μg/mLの濃度)で加えて4℃で一昼夜静置した。次にブロックエースを200μL/wellで加えて室温で1時間ブロックした後、試料の抗体を段階希釈し、各wellに加えて1時間インキュベーションして反応させた。PBST(0.05%Tween20、PBS)で5回洗浄後、ヤギ抗ヒトIgG(H+L)(マウス、ウサギ、ウシ、マウスIgGに対して吸収済み)-HRP(コスモバイオ:AQI,Cat.A-110PD)をPBSTで10000倍希釈した検出抗体溶液を100μL/wellの割合で加えた。1時間インキュベーション後、PBSTで5回洗浄してから基質緩衝液TMBを100μL/wellの割合で加えた。室温暗所で15分間インキュベーションした後、反応停止液を100μL/wellの割合で加えて反応を停止してから、450nmにおける吸光度を測定した。標準品として精製ヒトIgGを用いて検量線を作成し、これを用いてヒト抗体の濃度を算出した。
実施例4:IgG化したITGA6B4抗体の細胞株への反応性
ITGA6B4発現細胞株、AML株USCD-AML1を用いて、IgG化した抗ITGA6B4抗体の反応性を検討した。USCD-AML1細胞を遠心により回収した。回収した細胞をPBSで1回洗浄し、その後、FACS Buffer(1%BSA,2mM EDTA,0.1%NaN3 入りPBS)で細胞を1×106/mLなるように懸濁し、この細胞懸濁液100μLを96- well V底プレート(Costar 3897)に分注した。それぞれの抗ITGA6B4IgG抗体をFACS Bufferで0.02〜2μg/mLに調製し、調製した抗体溶液100μLを細胞に添加し、4℃で1時間インキュベートした。細胞をFACS Bufferにより回洗浄した後、FACS Buffer で750倍に希釈したAlexa−anti−human IgG (invitrogen )溶液100μLを添加し、更に4℃で1時間インキュベートした。FACS Buffer で遠心により2回洗浄した後、FACS Calibur(BD)のHTSにセットして各wellのFL1蛍光強度を測定した。その結果各抗体(a:10ng/mL;b:100ng/mL;c:1μg/mL)がUSCD-AML1と強い反応性を示した。また、精製ITGA6B4抗原への反応性の消失が無いかも検討する為、実施例2と同様の手順でELISAを行い、その反応性を確認した。その一例を図4に示す。図4に示される様に、明らかな陽性反応が得られた。なお、ネガティブコントロール抗体として、同様の手順で作製された抗ハブ毒ヒトIgG抗体と、検出用抗体のみ(PBSと表記)を用いた。なお抗ITGA6B4抗体で示される抗体は代表例としてPPMXITG−001である。
実施例5:抗ITGA6B4抗体と高発現細胞株を使用した免疫沈降
(1)免疫沈降用固相化抗体の調製
まず、上記作製された抗ITGA6B4体溶液をカップリング緩衝溶液(0.1M NaHCO3-NaOH pH9)にて透析した。すなわち、抗体溶液を透析膜(Snake Skin Pleated Dialysis Tubing 10,000 MWCO)に封入し、これをカップリング緩衝溶液(0.1M NaHCO3-NaOH pH9)1.5Lに沈め、4℃でスターラーにて2〜3時間撹拌したのち、緩衝溶液を交換して更に2〜3時間透析した。その後もう一度緩衝溶液を交換して一昼夜透析した。
次に固相化に使用する活性化CNBr-activated Sepharose 4Bを調製した。即ち、Amersham Biosciences社製CNBr-activated Sepharose 4Bを1mM HClにて膨潤させた後、アスピレーターで吸引した。これにカップリング緩衝溶液50mlを添加し撹拌してからアスピレーターで吸引し、吸引したまま更にカップリング緩衝溶液を加えた。
抗体の固相化は以下のようにして行った。即ち、5mgの抗体溶液10mlに対して活性化ゲル1mlを加え、室温にて2時間反応させた。反応終了後、ゲルをカラムに移し、カップリング緩衝溶液1mlにて10回洗浄し、未反応抗体の有無をO.D.測定により確認した。固相化ゲルは、0.2M Glycine-NaOH pH8溶液5mlにて2回置換し、さらに同液5mlを添加して室温にて2時間静置したのち、液を自然滴下し、これに0.2M Glycine-HCl pH3 5mlを添加して置換、さらに同液5ml添加し5分間静置したのち自然滴下した。最後にカラムをPBS 20mlにて置換したのち自然滴下し、1%NP40、プロテアーゼインヒビター、0.05%NaN3/PBSを添加してゲルを回収した。
(2)細胞膜上蛋白のビオチン標識およびcell lysateの作製
培養肝がん細胞株のビオチン標識は以下のようにして行った。即ち、107〜108程度の細胞数まで培養した培養細胞PC14をPBSにて2回洗浄したのち、cell dissociation buffer(GIBCO社製)にて5mg/ml濃度に調整したcollagenaseI(GIBCO社製)を加えて、CO2インキュベーターにて37℃で反応させ、細胞を遊離させたのち、培地にて回収し、これをPBS(-)にて2回洗浄したのち、血球計算盤にて細胞数を算出し、約5x107/mlになるようPBS(-)にて懸濁した。これにPBSにて1mg/mlになるように調整したEZ-Link Sulfo-NHS-LC-Biotinylation Kit(PIERCE社)を等量加え、室温にて30分静置したのち、PBSにて2回洗浄した。
ビオチン標識細胞についてのcell lysateは以下のように調製した。即ち、上記のビオチン標識細胞に4mlのlysis buffer(1% NP40/detergent base solution, detergent base solutionの組成は20mM HEPES pH8.0, 140mM NaCl, プロテアーゼインヒビター)を加え、細胞を懸濁し、これを冷却しておいたダウンスホモジナイザーに入れてホモジナイズしたのち、溶液に1/2量(2ml)のdetergent mix solution(1%NP40, tritonX-100,b-D-Maltoside,n-Octyl b-D-Glucoside, ,n-Octyl b-D-Maltoside, ,n-Decyl b-D-Maltoside,デオキシコール酸各0.5%/detergent base solution)を加え4℃にて4時間回転混和した。この溶液を100,000rpmにて30分間遠心したのちMILLEX-GP 0.22μmフィルターにて濾過した。
(3)免疫沈降反応
まず、固相化された抗体(以降、抗体ビーズと表記)約60μl分(溶液として約150μl)を2mlチューブに入れ、そこに4mM biotinを1/10 volume(15μl程)添加した。これに、培養皿0.5枚分のlysate (600μl)と60μlのbiotin液を混合したものを加え、4℃にて撹拌させながら数時間反応させた後、チューブを遠心(5500g,1分, 4℃)し、上清を除いた。これに洗浄用biotin/lysis-T buffer(0.5mM biotin, 0.1%Tween20/PBS)を800μl加え、転倒混和を2、3回行ったのち、チューブを遠心(5500g, 1分, 4℃)し、上清を除いた。この洗浄操作を再度行った後、抗体ビーズに溶出用クエン酸液(50mMクエン酸pH2.5)を30μl加え、撹拌したのち、チューブを遠心(5500g, 1min, 4℃)し、上清を回収した。残った抗体ビーズに再度溶出用クエン酸溶液を30μl加え、撹拌し、チューブを遠心(5500g, 1min, 4℃)し、上清を回収した。この溶出操作をさらに3回繰り返してサンプル溶液を回収し、それに3M Trisを加えて中和した。このサンプルをSDS-PAGEにて泳動し、銀染色にてバンドの確認を行った。このサンプルについては、同時にストレプトアビジン−HRP(Anti-Streptavidin, IgG Fraction, Conjugated to Peroxidase CORTEX biochem 社)を使用したウエスタンブロットを行いビオチン化された膜蛋白のバンドを検出した。その結果、図1に示される様に2本のバンドが検出された。図1に示される抗ITGA6B4抗体1,2,3抗体はそれぞれPPMXITG−001、004、005である。
実施例6 免疫沈降されたバンドについてのマススペクトル解析
(1)ゲル内トリプシン消化
上記実施例5にて検出された膜蛋白に対応する部分をゲル内でトリプシン消化し、ペプチドを回収した。SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動を常法に従い行い、クマシーブリリアントブルーで染色することで得られたバンドを切り出した。これを200mM重炭酸アンモニウム-50%アセトニトリル溶液に浸し、37℃で45分間振盪後、溶液を廃棄して、同じ操作を2回繰り返すことでクマシーブリリアントブルーを除いた。このゲルを減圧乾燥し、それに40mM重炭酸アンモニウム(pH8.1)-10%アセトニトリルに溶かしたトリプシン(20μg/ml)をゲルスライスの単位面積(mm2)あたり4μl加えて、室温で1時間置いて充分に浸潤させた。これに先に加えた量の2.5倍量のトリプシン溶液を加えて、37℃で18時間静置した。これをポアサイズが0.22μmのフィルター付きチューブで濾過して、トリプシンにより抗原が切断されて生じたペプチドを回収した。
(2)質量分析による抗原の同定
ゲル内トリプシン消化により得られた試料を、エレクトロスプレーイオン化方式イオントラップ四重極型質量分析装置につないだHPLCにかけた。HPLCの逆相クロマトグラフィーカラムから、0.1%TFAを含む0%から80%のアセトニトリルの直線濃度勾配変化により、疎水性の違いで順次溶出される各ペプチドをエレクトロスプレー法でイオン化し、各ペプチドの質量を分析した。
同時に、それらのイオンの飛行経路の途中に置いたヘリウム原子との衝突により生じる各ペプチドの限定分解産物の質量を分析した。限定分解によりひとつのアミノ酸がはずれると、はずれたアミノ酸の質量分だけ小さいイオンが観測されるので、その質量差によりはずれたアミノ酸の種類を同定できる。さらにもうひとつアミノ酸がはずれると、はずれたアミノ酸の質量分だけ小さいイオンが観測されるので、その質量差によりはずれたアミノ酸の種類を同様に同定できる。同様の実験データ解析を進めることで、内部アミノ酸配列を決定することができる。得られたアミノ酸内部配列のセットを、公開されているアミノ酸配列データベースを用いて検索することにより、抗原の同定を行った。その結果、実施例5で得られた2本のバンドはそれぞれITGA6(図2)及びITGB4(図3)であることが示された。
実施例7:抗ITGA6/B4抗体を用いた接着阻害能の解析
本発明の抗ITGA6/B4抗体による難治性白血病細胞株に対する接着性の阻害能を解析した。解析対象の細胞株として難治性白血病のマーカー分子の一つであるEVI1を高発現している細胞株を3株選定した。(UCSD/AML1、Kasumi-3、MOLM1、HNT34)。
基底膜マトリクスであるマトリゲル(BD Bioscience)をプレートにコートし、骨髄ニッチ類似の易接着性の環境下を作成した。この条件で抗体処理による接着性を比較し、その結果、抗ITGA6/B4抗体(PPMXITG−001,004,005)の添加により、各抗体とも接着性が低下することが明らかとなった(図6)。
実施例8:本発明の抗体の抗がん剤併用効果の検討実験
本発明の抗ITGA6/B4抗体は抗がん剤の効果を増強することが期待された。そこで難治性白血病細胞株であるUCSD/AML1、Kasumi3、MOLM1、HNT34を用い、白血病の治療に一般的に使われている抗がん剤であるAraC(シタラビン)、DXR(ドキソルビシン)、VP16(エトポシド)との併用による影響を検討した。
白血病細胞株に対し、抗がん剤単剤及び抗体との併用条件において、生存率を比較した。その結果、抗体(PPMXITG−001、004、005)添加によるIC50の明らかな低減が確認された(図8−1及び8−2)。なお、図8−1はDXR(ドキソルビシン)とAML1細胞で行った併用効果測定試験の1例である。
このことより、抗ITGA6/B4抗体には、抗がん剤の効果を増強する働きがあると考えられ、より少量の抗がん剤で高い効果を上げられる事が示唆された。さらには抗がん剤の有効投与量を抑えることで副作用を低減させることも期待できた。
(参考)
(1)アルキル化剤
イホスファミド、塩酸ニムスチン、塩酸プロカルバジン、シクロホスファミド、ダカルバジン、チオテバなど
(2)代謝拮抗剤
シタラビン、エノシタビン、塩酸ゲムシタビン、カルモフール、テガフール、フルオロウラシルなど
(3)植物アルカロイド
エトポシド、イリノテカン、ドセタキシル、パクリタキセル、ビンクリスチン、ビンデシン、ビンブラスチンなど
(4)抗がん性抗生物質
アクチノマイシンD、イダルビシン、ドキソルビシン、ヒドラルビシン、ミトキサントロン、マイトマイシンCなど
(5)白金系製剤
カルボプラチン、シスプラチン、ネダプラチン、オキサリプラチンなど
明細書内記載の製品名と略号の対応
AraC(シタラビン):血液がんを中心に使われる。急性骨髄性白血病では第一選択。
DXR(ドキソルビシン):リンパ腫に対して主に使われる。
VP16(エトポシド):悪性リンパ腫、急性白血病に対して使われる。
UCSD/AML1:Taetel UCSDにおいて樹立されたt(3;3)の核型を持つ細胞株。欧米人由来。
Kasumi3:広島大学において樹立されたt(3;7)の核型を持つ細胞株。日本人由来。
MOLM1: 林原研究所において樹立されたt(9;22), inv(3)の核型を持つ細胞株。日本人由来。
HNT34: 武蔵野病院において樹立されたt(3;3)の核型を持つ細胞株。日本人由来。
実施例9:抗ITGA6B4抗体によるAML1細胞株の細胞接着阻害能の解析
AML細胞株UCSD/AML1、 Kasumi3、MOLM1そしてHNT34の4株に対して細胞接着阻害実験を行った。基底膜マトリクスであるマトリゲル(BD Bioscience)をプレートにコートし、骨髄ニッチ類似の易接着性の環境下を作成し、抗体処理による接着性を比較した。
具体的には、細胞10000個/100μLに対して、実施例2で選抜され実施例3、及び4で作製され、評価された抗ITGA6B4IgG抗体を使用し最終濃度が0〜10μg/mLとなるように加え、4℃にて30分間インキュベートした後、RPMI1640/10%FCSで洗浄した。次いで、100μLのRPMI1640/10%FCSで懸濁し、マトリゲル(登録商標)がコートされてなる96穴プレートのウェルに加え、37℃にて2時間インキュベートした後、PBSにて3回洗浄を行なった。RPMI1640/10%FCSを90μL、Cell counting kit 8(同仁科学研究所製)を10μLずつ加え、37℃にて30分間インキュベートした後、分光光度計を用いて波長450nmにて測定した。なお、コントロールとしては、未処理の細胞株を用いた。
図7は、上述した細胞接着アッセイの結果を示すグラフである。図7に示すように、AML1細胞の細胞接着能(総細胞数に対する接着細胞数の比)は、PPMXITG−001、PPMXITG−004、PPMXITG−005で優位に低下している事が示された。
実施例10:白血病幹細胞におけるITGA6B4の発現量の調査
ヒトの健常者並びに白血病患者におけるITGA6/B4のmRNAの発現パターンを、特許文献1に記載の方法に準じて解析した。難治性発決病の患者並びにボランティアより提供された血液において、造血幹細胞及び白血病幹細胞分画におけるITGA4/B1(VLA4)ならびにITGA6/B4の発現確認を実施した。その結果、図9に示されるデータが得られた。健常人由来 HSCは正常検体からのCD34+分画(Hematopoietic Stem Cell: HSC)、白血病患者由来 HSCは白血病患者検体からのCD34+分画、そして白血病患者由来 LSCは白血病患者検体からのCD34+CD38-分画(白血病幹細胞分画Leukemia Stem Cell: LSC)である。これにより、白血病患者においては、白血病幹細胞におけるITGA6とB4の発現が特に高く、治療標的として有用なことが改めて確認された。
実施例11:ITGA6及びITGB4遺伝子のshRNA導入による、抗体の反応性評価
本発明の抗体が、intactにがん細胞膜上に発現するITGA6B4複合体に反応していることを確認するため、ITGA6及びITGB4遺伝子のshRNA導入した細胞による、抗体の反応性評価を行った。具体的にはUCSD/AML1細胞株に対して、ITGA6及びITGB4遺伝子のmRNAを切断する活性を有するショートヘアピンRNA(shRNA)であるshITGA6及びshITGB4をトランスフェクションして各々の遺伝子の発現抑制を行った細胞株を用いて、FACSによる抗体の反応性の変化を評価した。shRNAを用いた遺伝子発現抑制細胞株作製の具体的手順並びにFACSによる抗体の反応性試験は、特許文献1及び非特許文献1に記載の方法に準じて行った。
また、ITGA6、ITGB4の市販品ポジティブコントロール抗体も非特許文献1に記載されている、抗ヒトITGA6ラット抗体(サンタクルーズ社)、抗ヒトITGB4マウス抗体(Millipore社)を使用した。
その結果、図10に示される以下のデータが取得された。図に示される、未処理と示されるグラフはshRNA処理が行われていないもの、コントロールと示されているグラフはディテクション抗体<anti-human IgG-Alexa647(Invitrogen)>のみで処理したグラフそしてshITGA6並びにshITGB4と示されるグラフはそれぞれの遺伝子に対しshRNAで発現抑制をしかけたサンプルのグラフを示す。
(1)shITGA6による遺伝子発現抑制の結果(UCSD/AML1;shITGA6)
ITGA6を発現抑制した結果、抗ITGB4ポジティブコントロールの反応性は変化せず(D.BL-ITGB4)、本発明の抗ITGA6B4抗体の反応性はほぼ消失した(A.PPMXIYG-001, B.PPMXITG-004, C.PPMXITG-005)。
(2)shITGB4による遺伝子発現抑制の結果(UCSD/AML1:shITGB4)
ITGB4を発現抑制した結果、抗ITGA6ポジティブコントロールの反応性は変化せず(D.BLITGA6)、本発明の抗ITGA6B4抗体の反応性はほぼ消失した(A.PPMXITG-001, B.PPMXITG-004, C.PPMXITG-005)。
(3)発現抑制試験における結論と複合体特異的認識に対する結論及び解説
本実施例において、解析対象細胞であるAML1のITGA6及びB4の発現抑制は50〜60%程度の効率で行われた。発現抑制導入が成功した細胞はGFPによってgatingする事によって発現抑制された細胞のみを対象に解析可能である。これらを踏まえ、上記(1)、(2)に示される様に、本発明抗体はITGA6、ITGB4いずれの発現抑制試験においても反応性を消失しており、実施例2、4そして5の結果と合わせて、ITGA6B4の複合体のみを認識し、ITGA6、ITGB4の単独認識は行っていないことが示された。
実施例12:静脈移植モデルにおける抗体治療効果(浸潤抑制能)の検証
免疫不全マウス(NOGマウス)を用い、難治性白血病細胞UCSD/AML1,およびHNT34細胞株の静脈移植モデルを作製し、薬剤投与(AraC)、抗体投与、またその併用による骨髄浸潤抑制効果を検証した。マウス静脈に白血病細胞株を注入した後にPPMXITG-005を投与、その後実験体より臓器を取り出してヒト細胞の浸潤度を解析した。具体的には取り出した臓器をセルストレーナー(BD 352340)ですりつぶし、分離した細胞を取得した後に溶血試薬(BD 555899)により赤血球を溶血させる。1x106細胞を100μLのMACS Buffer (2mM EDTA, 5% BSAを含むPBS (-))に懸濁し、ヒト細胞を同定する為にhuman CD45抗体(PEラベル BioLegend 304008)で反応させた。その後MACS Bufferで洗浄3回を行い、 フローサイトメーター (BD FACS Calibur)にて評価した。
その結果、白血病細胞の骨髄への浸潤を指標として、開発抗体の併用または単剤による薬効を評価したところ、抗体の併用または単剤により、有意に骨髄への白血病細胞の浸潤が抑えられた。このことは、本抗体による骨髄ニッチへの生着阻害は細胞接着依存性の化学療法耐性獲得を阻害する上で有用であると考えられる(図11)。
実施例13:IgG化したITGA6B4抗体のin vitro増殖抑制効果
ITGA6B4発現細胞AML1およびSW480、を1000cell/well密度になるよう培養液で調製し、96well平底プレート(NUNC 167008)に100μL/wellずつ分注した。37℃、5%CO2、95%空気で24時間培養した後、10μg/mLのITGA6B4抗体を作製し、その100μLを、培養中のプレートに添加し、さらに37℃、5%CO2、 95%空気で96時間培養した。培養終了後、Cell counting kit-8(DOJIN CK04)を10μL添加しさらに呈色を観察しながら数時間37℃、5%CO2、 95%空気反応させる。その後プレートリーダーを用い、450 nmの吸光度を測定する
増殖率=抗体添加したウェルの吸光度 / 抗体添加なしウェルの吸光度 X100%
これらの解析結果から、各ITGA6B4抗体の細胞への増殖抑制効果は観察されなかった(図12)。このことは抗体単独の作用では細胞に対して増殖を抑制するような薬効がないことを意味し、本発明の副作用の軽減に関して有効に働く事が示唆される。
実施例14:静脈移植モデルによる抗体・抗がん剤併用試験
in vivoにおける抗体・薬剤併用の効果を確認する為に静脈移植モデル実験を実施した。重度免疫不全マウス(NOGマウス: IL2RγKOマウス)に、白血病細胞株2種類(UCSD/AML1, HNT34)をそれぞれ静脈移植し、実験条件として無処理のコントロール、抗がん剤、抗体のそれぞれ単剤投与、抗体と抗がん剤併用、の4条件を検討した。投与条件は抗体を週1回3mg/kg、抗がん剤を週1回150mg/kgとし、各条件に付きn=5の生存率から薬効の検証を行った。その結果コントロールと抗体単剤投与群が同様の生存率に対し、薬剤単剤では生存率が上昇し、さらに抗体と併用した群においては抗がん剤単独に比べ有意に生存の延長が認められた(図13)。
同様のマウス静脈投与における骨髄浸潤性を解析した実施例12(図11)の結果から総合すると、(1)抗体と抗がん剤の併用は、静脈に投与された白血病細胞の骨髄への浸潤を抑制する。(2)その結果としてマウスモデルにおいて生存率の回復が認められる。 という薬効薬理効果が考察され、本発明における抗体の有用性が根拠をもって示された。

Claims (23)

  1. インテグリンA6B4に対する抗体であって、ヒトインテグリンA6B4複合体を特異的に認識し、細胞間接着を阻害する抗体。
  2. インテグリンA6B4に対する抗体であって、ヒトインテグリンA6B4複合体を特異的に認識し、標的抗原を発現するがん細胞の抗がん剤への感受性を上昇させる抗体。
  3. 実質的に細胞の増殖に影響を及ぼさない請求項1又は2に記載の抗体
  4. インテグリンA6B4に対する抗体であって、前記抗体はヒトインテグリンA6B4複合体を特異的に認識し、かつ前記抗体は、
    (a) インテグリンA6B4を介した細胞間接着を阻害する能力;
    (b) がん細胞の抗がん剤への感受性を上昇させる能力;
    (c) 実質的に細胞の増殖に影響を及ぼさない特性;
    のうち少なくとも2つ以上を有する抗体。
  5. 抗がん剤が下記(i)から(v)から選択される請求項2又は4に記載の抗体
    (i)イホスファミド、塩酸ニムスチン、塩酸プロカルバジン、シクロホスファミド、ダカルバジンおよびチオテバから選択されるアルキル化剤;
    (ii)シタラビン、エノシタビン、塩酸ゲムシタビン、カルモフール、テガフールおよびフルオロウラシルから選択される代謝拮抗剤;
    (iii)エトポシド、イリノテカン、ドセタキシル、パクリタキセル、ビンクリスチン、ビンデシンおよびビンブラスチンから選択される植物アルカロイド;
    (iv)アクチノマイシンD、イダルビシン、ドキソルビシン、ヒドラルビシン、ミトキサントロンおよびマイトマイシンCから選択される抗がん性抗生物質;
    (v)カルボプラチン、シスプラチン、ネダプラチンおよびオキサリプラチンから選択される白金系製剤:
  6. ヒト抗体あるいはヒト化抗体である請求項1から5の何れか一項に記載の抗体。
  7. 重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)としてそれぞれ配列番号1〜3、7〜9、13〜15、19〜21、25〜27の何れかのアミノ酸配列又はそれと実質的に同一のアミノ酸配列を含む、請求項1から6の何れか一項に記載の抗体。
  8. 重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)としてそれぞれ配列番号1〜3、7〜9、13〜15、19〜21、25〜27の何れかのアミノ酸配列又はそれと実質的に同一のアミノ酸配列を含み、軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)としてそれぞれ配列番号4〜6、10〜12、16〜18、22〜24、28〜30の何れかのアミノ酸配列又はそれと実質的に同一のアミノ酸配列を含む、請求項1から7の何れか一項に記載の抗体。
  9. 下記(i)から(v)から選択される請求項1から8の何れか一項に記載の抗体
    (i)配列番号1のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号2のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号3のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号4のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号5のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号6のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
    (ii)配列番号7のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号8のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号9のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号10のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号11のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号12のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
    (iii)配列番号13のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号14のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号15のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号16のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号17のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号18のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
    (iv)配列番号19のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号20のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号21のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号22のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号23のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号24のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
    (v)配列番号25のアミノ酸配列からなる重鎖第1相補性決定領域(VH CDR1)、配列番号26のアミノ酸配列からなる重鎖第2相補性決定領域(VH CDR2)、配列番号27のアミノ酸配列からなる重鎖第3相補性決定領域(VH CDR3)、配列番号28のアミノ酸配列からなる軽鎖第1相補性決定領域(VL CDR1)、配列番号29のアミノ酸配列からなる軽鎖第2相補性決定領域(VL CDR2)、配列番号30のアミノ酸配列からなる軽鎖第3相補性決定領域(VL CDR3)を含む抗体;
  10. 配列番号1〜3、7〜9、13〜15、19〜21、25〜27、4〜6、10〜12、16〜18、22〜24、28〜30の何れかのアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が欠失、付加、置換及び/または挿入されていて、ヒトITGA6B4と特異的に反応する活性を有する、請求項7又は8に記載の抗体。
  11. 抗体が、Fab、Fab'、F(ab')2、一本鎖抗体(scFv)、二量体化V領域(Diabody)、ジスルフィド安定化V領域(dsFv)およびCDRを含むペプチドからなる群から選ばれる抗体断片である、請求項1から10のいずれか一項に記載の抗体。
  12. 請求項7から10のいずれか一項に記載の抗体をコードするDNA。
  13. 請求項12に記載のDNAを含有する組換えベクター。
  14. 請求項12に記載の組換えベクターを宿主細胞に導入して得られる形質転換株。
  15. 請求項14に記載の形質転換株を培地に培養し、培養物中に請求項1から11の何れか一項に記載の抗体を生成蓄積させ、培養物から抗体を採取することを含む、請求項1から11の何れか1項に記載の抗体の製造方法。
  16. 請求項1から11の何れか1項に記載の抗体を含有する、がん細胞の細胞接着阻害剤。
  17. 他の抗がん剤と併用された際、がん細胞の前記抗がん剤に対する感受性を向上させるのに用いられる、請求項1から11のいずれか1項に記載の抗体を含有するがん細胞の細胞接着阻害剤。
  18. 請求項1から11の何れか1項に記載の抗体と医薬上許容される担体とを含む医薬組成物。
  19. 請求項1から11の何れか1項に記載の抗体を含有する医薬組成物であって、
    がん細胞の薬剤感受性を上昇させ、がん細胞の増殖阻害および/またはがん細胞を死滅させるために、それを必要とする患者に、
    (a)請求項1から11のいずれか1項に記載の抗体、および
    (b)イホスファミド、塩酸ニムスチン、塩酸プロカルバジン、シクロホスファミド、ダカルバジンおよびチオテバから選択されるアルキル化剤;シタラビン、エノシタビン、塩酸ゲムシタビン、カルモフール、テガフールおよびフルオロウラシルから選択される代謝拮抗剤;エトポシド、イリノテカン、ドセタキシル、パクリタキセル、ビンクリスチン、ビンデシンおよびビンブラスチンから選択される植物アルカロイド;アクチノマイシンD、イダルビシン、ドキソルビシン、ヒドラルビシン、ミトキサントロンおよびマイトマイシンCから選択される抗がん性抗生物質;カルボプラチン、シスプラチン、ネダプラチンおよびオキサリプラチンから選択される白金系製剤から選択される抗がん剤を、前記抗体が、がん細胞に結合するための条件下および十分な量で提供し、それによりがん細胞の増殖阻害および/またはがん細胞の死滅を引き起こす、前記医薬組成物。
  20. がん細胞が、骨髄ニッチに生着したがん細胞である、請求項19に記載の医薬組成物
  21. がんが、固形がんまた血液がんである、請求項19又は20に記載の医薬組成物。
  22. 固形がんが肺がん、大腸がん、胃がん、膀胱がん、膵臓がん、前立腺がん、肝がん、子宮頸がん、子宮がん、卵巣がん、乳がん、頭頸部がん、又は皮膚がんである、請求項21に記載の医薬組成物。
  23. 血液がんが白血病、リンパ腫、又は骨髄腫である、請求項21に記載の医薬組成物。
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