JPWO2016047715A1 - 腫瘍抗原ペプチド - Google Patents

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Abstract

がんおよびがん幹細胞特異的に提示される腫瘍抗原ペプチド、これを有効成分として含有するがんの予防および/または治療に有用な医薬組成物等を提供することを目的とする。アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS由来の部分ペプチド、前記ペプチドをコードするポリヌクレオチド、およびこれらを有効成分として含有する医薬組成物、CTLを誘導することを特徴とする、がんの予防および/または治療剤等を提供することにより、上記課題が解決された。

Description

本発明は、がんの予防および/または治療剤として有用な、BORIS由来の腫瘍抗原ペプチド等に関する。
これまでに開発された抗がん剤の治療効果は十分ではなく、抗がん剤による治療のみではがんを根治できる確率は極めて低い。その原因として、がん組織の根幹をなす細胞を、従来の治療剤が選択的にターゲッティングできていないことが挙げられる。近年になって、かかる「がん組織の根幹をなす細胞」として、がん幹細胞の存在が報告されている。がん幹細胞は、がん細胞の中にわずかな割合で存在する、高い腫瘍形成能、自己複製能および分化能を有する細胞であり、がんの発生、再発および転移に関わる原因細胞と考えられている。したがってがん幹細胞をターゲッティングすることができれば、がんの増殖、再発および転移を効果的に抑制できる可能性が高いと期待される。すなわち、がん幹細胞の検出技術とがん幹細胞を標的とする新規治療剤の開発は、がん医療にとって重要な課題となっている。
一方、生体による腫瘍細胞やウイルス感染細胞等の排除には細胞性免疫、とりわけ細胞傷害性T細胞(CTLと称する)が重要な働きをしている。腫瘍細胞の排除の場合、CTLは、腫瘍細胞上の抗原ペプチド(腫瘍抗原ペプチド)とMHC(Major Histocompatibility Complex)クラスI抗原(ヒトの場合はHLAクラスI抗原と称する)との複合体を認識し、腫瘍細胞を攻撃・破壊する。腫瘍抗原ペプチドは、腫瘍細胞に特異的に発現するタンパク質(腫瘍抗原タンパク質)が細胞内で合成された後、プロテアーゼにより細胞内で分解されることによって生成される。生成された腫瘍抗原ペプチドは、小胞体内でMHCクラスI抗原(HLAクラスI抗原)と結合して複合体を形成し、細胞表面に運ばれて抗原提示される。このようにして抗原提示された抗原ペプチドを含む複合体を腫瘍特異的なCTLが認識し、細胞傷害作用やリンフォカインの産生によって腫瘍細胞を攻撃することで抗腫瘍効果を示す。このような一連の作用の解明に伴い、腫瘍抗原タンパク質または腫瘍抗原ペプチドをいわゆるがん免疫療法剤(がんワクチン)として利用することにより、がん患者の体内のがん特異的CTLを増強させる治療法が開発されつつある。
BORIS(Brother of the Regulator of Imprinted Sites)遺伝子は、CTCF遺伝子のパラログであり、N末端ペプチド領域とC末端ペプチド領域の2つのペプチドをコードする領域の間に11個のジンクフィンガー領域を有している。BORISは、様々な遺伝子発現のリプレッサーおよびアクチベーターのような一般的な転写因子として機能することが知られているほか、種々の腫瘍細胞、特にがん幹細胞において発現していることも知られている。また、BORISのジンクフィンガー領域は、CTCF遺伝子と高い相同性を有していること、BORISには、6群のサブファミリーに分類される23個のアイソフォームが存在し、これらは全て転写後に生じるスプライシングバリアントであることが報告されている(非特許文献1)。またBORISは、精巣以外の正常組織で発現しないことから、がん診断および治療の標的候補として注目されており、BORISの各サブファミリーに対する特異抗体やBORIS遺伝子の発現を阻害するためのsiRNAなどが報告されている(特許文献1、2など)。さらにBORISタンパク質の配列を解析し、そこからHLA−A0201に拘束される配列を予測し、その中の1つが実際に抗原提示された細胞を特異的に認識するCTLを誘導することができたことも報告されている(非特許文献2)。
国際公開第2008/028066号パンフレット 米国特許出願公開第2009/0169613号
Pugacheva et al., PLoS ONE 5(11): e13872 Romagnoli et al., Rapporti ISTISAN. 2006;06(50), 36-40
本発明の目的は、BORIS由来の腫瘍抗原ペプチド、特にBORISのアイソフォームまたはサブファミリー特異的な腫瘍抗原ペプチド、およびこれを有効成分として含有するがんの予防および/または治療に有用な医薬組成物等、とくにがん幹細胞を特異的に処置する医薬組成物等を提供することにある。
本発明者らは、がんワクチン治療に用いる腫瘍抗原としてのBORISを研究する中で、BORISが子宮頚部癌や卵巣癌の中でも幹細胞様の性質を示す細胞において、特定のサブファミリーのBORISが特異的に発現することを見出した。かかる知見に基づきさらに研究を重ねたところ、特定のアイソフォームまたはサブファミリーのBORISを発現する細胞を認識する細胞傷害性T細胞(CTL)を誘導することにより、多くのがん細胞および/またはがん幹細胞を処置可能であることを見出し、さらに研究を進めた結果本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は下記に掲げるものに関する:
[1]アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS遺伝子を発現する細胞を特異的に認識するCTLを誘導する方法であって、以下の(a)または(b):
(a)前記BORISタンパク質の部分ペプチドであって、8〜20アミノ酸長であり、HLA結合能を有するポリペプチド、
(b)上記(a)記載のポリペプチドの少なくとも一つをコードするポリヌクレオチド、
のいずれかと、末梢血リンパ球とを接触させることを含む、前記方法。
[2]in vitroで行われる、[1]の方法。
[3][1]または[2]の方法に用いるポリペプチドであって、配列番号1または配列番号2で表されるポリペプチドの部分ペプチドであり、8〜20アミノ酸長であり、HLA結合能を有する、前記ポリペプチド。
[4]8〜11アミノ酸長である、[3]のポリペプチド。
[5]配列番号1で表されるポリペプチドの部分ペプチドである、[3]または[4]のポリペプチド。
[6]配列番号3、配列番号4、配列番号5または配列番号72で表される、[5]のポリペプチド。
[7]配列番号2で表されるポリペプチドの部分ペプチドである、[3]または[4]のポリペプチド。
[8]配列番号10で表される、[5]のポリペプチド。
[9][1]または[2]の方法に用いるポリペプチドであって、HLA−A11抗原結合能を有する、前記ポリペプチド。
[10]配列番号65、配列番号66、配列番号67または配列番号72で表される、[9]のポリペプチド。
[11][1]または[2]の方法に用いるポリペプチドであって、HLA−A2抗原結合能を有し、配列番号4、配列番号5、配列番号10、配列番号47または配列番号57で表される、前記ポリペプチド。
[12][1]または[2]の方法に用いるポリペプチドであって、HLA−A24抗原結合能を有する、前記ポリペプチド。
[13]配列番号3または10で表される、[12]のポリペプチド。
[14][3]〜[13]のポリペプチドにおいて1または複数のアミノ酸が付加、欠失、置換された、前記ポリペプチド。
[15][1]または[2]の方法に用いるポリヌクレオチドであって、[3]〜[14]のポリペプチドをコードする、前記ポリヌクレオチド。
[16][3]〜[14]のポリペプチドの少なくとも1つを有効成分として含む、細胞傷害性T細胞(CTL)誘導剤。
[17][16]のCTL誘導剤を有効成分として含む医薬組成物。
[18][16]のCTL誘導剤を有効成分として含む、がん幹細胞処置用組成物。
[19][16]のCTL誘導剤を有効成分として含む、がんの予防および/または治療用組成物。
[20][1]または[2]の方法で誘導した細胞傷害性T細胞(CTL)を有効成分として含む、がんの予防および/または治療用組成物。
[21]がんが、女性特有の臓器におけるがんまたは肺がんである、[19]または[20]のがんの予防および/または治療用組成物。
[22][15]のポリヌクレオチドを含有する発現ベクター。
[23][15]のポリヌクレオチド、または[22]の発現ベクターのいずれかを有効成分として含有する、がんの治療または予防のための医薬組成物。
[24][3]〜[14]のポリペプチドとHLAとを含有するHLA−テトラマー。
[25]以下の(a)または(b):
(a)[3]〜[14]のポリペプチド
(b)上記(a)記載のポリペプチドの少なくとも1つをコードするポリヌクレオチド、
と、抗原提示能を有する細胞とを、in vitroで接触させることを含む、抗原提示細胞の製造方法。
[26]配列番号1または配列番号2で表されるポリペプチドの少なくとも一部と特異的に結合する抗体。
[27][26]の抗体を含む、BORISタンパク質検出用キット。
本発明により、特定のアイソフォームまたはサブファミリーのBORISを認識するCTLを誘導する方法、該方法に用いるCTLの誘導剤として有用な腫瘍抗原ペプチド、およびこれを有効成分として含有するがんの予防および/または治療に有用な医薬組成物等が提供される。特にがんの中には、幹細胞様の性質を有する細胞(すなわちがん幹細胞)において特定のサブファミリーのBORISを発現するものが存在するため、本発明の治療剤によりがん幹細胞選択的に処置することも可能となる。
図1は、スフェロイド形成アッセイにより形成されたスフェロイドの写真である。 図2は、子宮頚部癌細胞株CaSkiおよびTCS細胞株における幹細胞性遺伝子SOX2、NANOG、Oct3/4の相対発現量を表すグラフである。 図3は、正常組織におけるBORISの発現を表す図である。(a)はRT−PCRの結果を表し、(b)は相対発現量を表すグラフである。 図4は、種々の子宮頚部癌細胞株のバルク群細胞およびスフェア群細胞におけるBORISの相対発現量を表すグラフである。 図5は、種々の癌細胞におけるBORISの相対発現量を表すグラフである。 図6は、子宮頚部癌細胞株CaSkiおよびMS751細胞株における、バルク群細胞とスフェア群細胞との各BORISサブファミリーの発現量の比較を表す図である。 図7は、卵巣癌細胞株TOV21Gおよびsmov2細胞株における、バルク群細胞とスフェア群細胞との各BORISサブファミリーの発現量の比較を表す図である。 図8−1は、子宮頚部癌細胞株であるTCS細胞株において各BORISサブファミリーを大量発現させた場合のスフェア形成アッセイの結果を表す写真である。 図8−2は、子宮頚部癌細胞株であるTCS細胞株において各BORISサブファミリーを大量発現させた場合のスフェア形成アッセイの結果を表すグラフである。 図9−1は、子宮頚部癌細胞株であるSKG−IIIb細胞株において各BORISサブファミリーを大量発現させた場合のスフェア形成アッセイの結果を表す写真である。 図9−2は、子宮頚部癌細胞株であるSKG−IIIb細胞株において各BORISサブファミリーを大量発現させた場合のスフェア形成アッセイの結果を表すグラフである。 図10は、BORIS sf6特異的配列から抽出したHLA結合性ペプチド候補の、HLA−A02結合アッセイの結果を表すグラフである。 図11は、HLA−A*24:02結合性BORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドのフォールディングテストの結果を表すグラフである。グラフはHLA−モノマーを表すピーク面積から推定したHLA−モノマー形成量を表している。 図12−1は、検体番号A24−38から採取したサンプルを、RMMペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図12−2は、検体番号A24−38から採取したサンプルを、RMMペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン2、4、8および9にCTLが検出されたため、第二段階解析においてはこれらのレーンについて解析している。 図13は、RMMペプチド特異的なCTLの機能をRMM−Tetを用いて機能解析した結果を表す図である。RMMペプチドで刺激した場合にRMMペプチド特異的にIFNγが産生されていることがわかる。 図14−1は、siRNAをトランスフェクトしたCaSki細胞株におけるmRNA発現(a)および細胞増殖(b)を夫々比較したグラフを示す。 図14−2は、siRNAをトランスフェクトしたCaSki細胞の顕微鏡画像である。 図15は、siRNAをトランスフェクトしたCaSki細胞株の幹細胞性遺伝子発現を比較したグラフである。 図16−1は、siRNAをトランスフェクトしたCaSki細胞株(a)、MS751細胞株(b)のスフェア形成能を比較したグラフである。 図16−2は、siRNAをトランスフェクトした各細胞株の顕微鏡画像である。 図17は、siRNAをトランスフェクトした細胞株の放射線耐性を比較したグラフを示す。 図18は、BORIS発現が高いと生存率が著しく低くなることを示したカプランマイヤー生存曲線である。 図19−1は、小細胞肺癌細胞株SBC1、SBC3,SBC5およびLc817細胞株における、バルク群細胞とスフェア群細胞との各BORISサブファミリーの発現量の比較を表す図である。 図19−2は、非小細胞肺癌細胞株Lu99Aおよび86−2細胞株における、バルク群細胞とスフェア群細胞との各BORISサブファミリーの発現量の比較を表す図である。 図19−3は、肺扁平上皮癌細胞株LK2、EBC1およびSq1細胞株における、バルク群細胞とスフェア群細胞との各BORISサブファミリーの発現量の比較を表す図である。 図19−4は、肺腺癌細胞株A549、LHK2、LHK2−SOX2およびPC3細胞株における、バルク群細胞とスフェア群細胞との各BORISサブファミリーの発現量の比較を表す図である。 図19−5は、肺腺癌初代培養細胞Primary3、Primary4、Primary5およびPrimary7細胞における、バルク群細胞とスフェア群細胞との各BORISサブファミリーの発現量の比較を表す図である。 図20は、検体番号A2−34から採取したサンプルを、KLLペプチドと共培養したのち、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図21は、検体番号A2−34から採取したサンプルを、KLLペプチドと共培養したのち、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン5および11にCTLが検出されたため、第二段階解析においてはこれらのレーンについて解析している。 図22は、検体番号A2−29から採取したサンプルを、LLFペプチドと共培養したのち、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図23−1および2は、検体番号A2−29から採取したサンプルを、LLFペプチドと共培養したのち、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン1、2、4、5、6、7、8、9、10、および11にCTLが検出されたため、第二段階解析においてはこれらのレーンについて解析している。 図24は、検体番号A2−S1から採取したサンプルを、LLFペプチド提示細胞と共培養したのち、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した結果を表す図である。 図25は、検体番号A2−S1、A2−S2、A2−S3から採取したサンプルから、LLFペプチド提示細胞と共培養して誘導したCTLのIFNγの産生能をELISPOTで解析した結果を表す図である。 図26は、検体番号A2−S1から採取したサンプルから、LLFペプチド提示細胞と共培養した際に誘導したCTLを単クローン化及び増幅したのちに、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した結果を表す図である。 図27は、検体番号A2−S1から採取したサンプルから、LLFペプチド提示細胞と共培養した際に誘導したCTLを単クローン化及び増幅したのちに、IFNγの産生能をELISPOTで解析した結果を表す図である。 図28は、検体番号A2−S1から採取したサンプルから、LLFペプチド提示細胞と共培養した際に誘導したCTLを単クローン化及び増幅したのちに、細胞傷害性活性をLDH killing アッセイで解析した結果を表す図である。 図29は、検体番号A24−S4または検体番号A2−S5から採取したサンプルを、RMMペプチド提示細胞と共培養したのち、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した結果を表す図である。 図30は、検体番号A24−S4または検体番号A2−S5から採取したサンプルから、RMMペプチド提示細胞と共培養した際に誘導したCTLのIFNγの産生能をELISPOTで解析した結果を表す図である。 図31は、検体番号A24−S4から採取したサンプルから、RMMペプチド提示細胞と共培養した際に誘導したCTLを単クローン化及び増幅したのちに、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した結果を表す図である。 図32は、検体番号A2−S5から採取したサンプルから、RMMペプチド提示細胞と共培養した際に誘導したCTLを単クローン化及び増幅したのちに、HLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した結果を表す図である。 図33は、HLA−A*02:01拘束性、BORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドのフォールディングテストの結果を表すグラフである。グラフはHLA−モノマーを表すピーク面積から推定したHLA−モノマー形成量を表している。 図34は、検体番号A2−29から採取したサンプルを、VLEペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図35は、検体番号A2−29から採取したサンプルを、VLEペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン10でCTLが検出されたため、第二段階解析においてはレーン10について解析している。 図36は、検体番号A2−27から採取したサンプルを、VLEペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図37は、検体番号A2−27から採取したサンプルを、VLEペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン3でCTLが検出されたため、第二段階解析においてはレーン3について解析している。 図38は、検体番号A2−34から採取したサンプルを、VLEペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図39は、検体番号A2−34から採取したサンプルを、VLEペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン4でCTLが検出されたため、第二段階解析においてはレーン4について解析している。 図40は、検体番号A2−29から採取したサンプルを、KLAペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図41は、検体番号A2−29から採取したサンプルを、KLAペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン2、5、11でCTLが検出されたため、第二段階解析においてはレーン2,5、11について解析している。 図42は、検体番号A2−29から採取したサンプルを、VLTペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図43は、検体番号A2−29から採取したサンプルを、VLTペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン7および9にCTLが検出されたため、第二段階解析においてはレーン7および9について解析している。 図44は、KLAペプチド特異的なCTLの機能をKLA−Tetを用いて機能解析した結果を表す図である。KLAペプチドで刺激した場合にKLAペプチド特異的にCD107aが検出されていることがわかる。 図45は、VLTペプチド特異的なCTLの機能をVLT−Tetを用いて機能解析した結果を表す図である。VLTペプチドで刺激した場合にVLTペプチド特異的にCD107aが誘導されていることがわかる。 図46は、HLA−A*11:01拘束性、BORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドのフォールディングテストの結果を表すグラフである。グラフはHLAモノマーを表すピーク面積を表している。 図47は、検体番号*11−13から採取したサンプルを、SVLペプチド、NTHペプチド、KQLペプチド、GLIペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図48は、検体番号*11−13から採取したサンプルを、SVLペプチド、NTHペプチド、KQLペプチド、GLIペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン1でCTLが検出されたため、第二段階解析においてはレーン1について解析している。 図49は、検体番号*11−13から採取したサンプルを、SVLペプチド、NTHペプチド、KQLペプチド、GLIペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第三段階解析の結果を表す図である。第二段階解析においてレーン1、ウェルBでCTLが検出されたため、第三段階解析においてはレーン1、ウェルBについて解析している。 図50は、検体番号*11−13から採取したサンプルを、SLAペプチド、CSYペプチド、TVYペプチド、TVLペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図51は、検体番号*11−13から採取したサンプルをSLAペプチド、CSYペプチド、TVYペプチド、TVLペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン12でCTLが検出されたため、第二段階解析においてはレーン12について解析している。 図52は、検体番号*11−13から採取したサンプルをSLAペプチド、CSYペプチド、TVYペプチド、TVLペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第三段階解析の結果を表す図である。第二段階解析においてレーン12、ウェルEでCTLが検出されたため、第三段階解析においてはレーン12、ウェルEについて解析している。 図53は、検体番号*11−16から採取したサンプルを、RMSペプチド、GTMペプチド、AAAペプチド、KLLFペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第一段階解析の結果を表す図である。 図54は、検体番号*11−16から採取したサンプルをRMSペプチド、GTMペプチド、AAAペプチド、KLLFペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第二段階解析の結果を表す図である。第一段階解析においてレーン7とレーン11でCTLが検出されたため、第二段階解析においては、レーン7と11について解析している。 図55は、検体番号*11−16から採取したサンプルをRMSペプチド、GTMペプチド、AAAペプチド、KLLFペプチドと共培養した際のHLA−テトラマー試薬との反応をフローサイトメーターで解析した第三段階解析の結果を表す図である。第二段階解析においてレーン7のウェルE、レーン11のウェルHでCTLが検出されたため、第三段階解析においてはレーン7のウェルE、レーン11のウェルHについて解析している。 図56は、Myc Tagを付けたBORIS sf5およびBORIS sf6をそれぞれ一過性に強制発現させた293T細胞抽出液を用いたウェスタンブロッティングの結果を表す。どちらの特異抗体を用いた場合も、Myc Tag抗体を用いた場合と同じ位置にバンドが確認できたことから、これらの抗体の特異性が示された。 図57は、BORIS sf5の特異抗体を用いて、肺癌組織切片を免疫染色した結果を表す。同じ肺癌組織であっても、BORIS sf5の発現が陽性であるものと陰性であるものが確認された。(a)は陰性の、(b)は陽性の染色像を表す。(b)では茶色に染色された細胞が散見されるのに対し、(a)ではほとんど見られない。
以下、本発明について詳細に説明する。
(1)本発明のポリペプチド
本発明において「エピトープペプチド」とは、MHC(ヒトにおいてはHLA)と結合して、細胞表面に抗原提示されるポリペプチドを意味する。エピトープペプチドには、MHCクラスIと結合して抗原提示され、CD8陽性T細胞に認識されるエピトープペプチドであるCTLエピトープペプチド、およびMHCクラスIIと結合して抗原提示され、CD4陽性T細胞に認識されるエピトープペプチドであるヘルパーエピトープペプチドが含まれる。
エピトープペプチドのうち、腫瘍細胞において特異的にあるいは過剰に発現しているタンパク質由来のポリペプチドを、特に腫瘍抗原ペプチドという。抗原提示とは、細胞内に存在するポリペプチドがMHCと結合し、このMHC/抗原ペプチド複合体が細胞表面に局在化する現象をいう。上述のとおり、細胞表面に提示された抗原はT細胞などにより認識された後、細胞性免疫や液性免疫を活性化することが知られており、MHCクラスIに提示された抗原は、細胞性免疫を活性化するとともに、ナイーブT細胞のT細胞受容体に認識され、ナイーブT細胞を、細胞傷害活性を有するCTLへと誘導するため、免疫療法に用いられる腫瘍抗原ペプチドとしては、MHCクラスIと結合し、抗原提示されるポリペプチドが好ましい。
一方、樹状細胞などの抗原提示細胞に取り込まれた抗原タンパク質は、MHCクラスIIと結合して抗原提示細胞の表面に抗原提示されることにより、CD4陽性T細胞に認識され、最終的に細胞性免疫や液性免疫を活性化するヘルパーT細胞を誘導することができる。ヘルパーT細胞はCTLのように細胞傷害活性を有するだけでなく、CTLの活性維持・生存維持でも重要な役割を担っているため、免疫療法に用いられる腫瘍抗原ペプチドとしては、MHCクラスIIと結合し、抗原提示されるポリペプチドもまた好ましい。MHCクラスIと結合するポリペプチドはおよそ8〜11アミノ酸長であり、MHCクラスIIと結合するポリペプチドはおよそ12〜20アミノ酸長であることが知られている。
本発明において、「腫瘍(tumor)」は、良性腫瘍および悪性腫瘍(がん、悪性新生物)を含む。がん(cancer)は、造血器の腫瘍、上皮性の悪性腫瘍(癌、carcinoma)と非上皮性の悪性腫瘍(肉腫、sarcoma)とを含む。
本発明において、単に「BORIS」といった場合、Brother of the Regulator of Imprinted Sites遺伝子またはその発現産物であるmRNAもしくはタンパク質のいずれかを意味する。BORIS遺伝子の発現制御には3種のプロモーター(上流のプロモーターから順にプロモーターA、プロモーターBおよびプロモーターCと称する)が関与していることが知られており、いずれのプロモーターにより転写が制御されているかによって3つのアイソフォーム(各プロモーターに対応して、それぞれアイソフォームA、アイソフォームBおよびアイソフォームCと称する)に大別される。さらにそれぞれのアイソフォームは転写時のスプライシングの受け方により複数のスプライシングバリアントにさらに分別される。これによりBORISは、アイソフォームAが6つ(A1〜A6)、アイソフォームBが8つ(B0〜B7)、アイソフォームCが9つ(C1〜C9)の計23個のアイソフォームを有することが知られている。例えばBORIS C1アイソフォームは、配列番号76で表される配列を有している。
上述のとおりBORISは、11−ジンクフィンガープロテインとも呼ばれるCTCFのパラログであり、BORISタンパク質は、11個のジンクフィンガー領域のN末端側およびC末端側にそれぞれにN末端ペプチド領域およびC末端ペプチド領域を有する構造をしている。N末端ペプチド領域は、アイソフォームによって24アミノ酸長、53アミノ酸長および258アミノ酸長のものが存在するが、同一の長さのものは、配列が高度に保存されている。C末端ペプチド領域は、様々な長さのものが存在し、その配列もそれぞれ異なっている。BORISは、かかるC末端ペプチド領域の配列により6つのサブファミリー(サブファミリー1〜6、本明細書において単にsf1〜6と略される場合もある)に分類される。したがって各サブファミリーのC末端配列は、それぞれのサブファミリーに固有の配列となっており、同一サブファミリーに属するアイソフォーム間では高度に保存されている。
本発明のポリペプチドは、特定のアイソフォームまたはサブファミリーのBORIS、具体的にはアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISを発現する細胞の細胞表面に抗原提示されるものである。したがって本発明のポリペプチドは、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISの部分ペプチドであって、8〜20アミノ酸長であり、HLA結合能を有するポリペプチドである。がん幹細胞を含むがん細胞には、これらのBORISを発現するものが多く存在し、そのため本発明のポリペプチドは、がんの免疫療法において有用である。
本発明のポリペプチドは、一態様において、BORIS sf6に固有の配列である配列番号1またはBORIS sf5に固有の配列である配列番号2で表されるポリペプチドの部分ペプチドであって、MHC、特にHLAと結合するペプチド、好ましくはMHC、特にHLAにより抗原提示されるペプチド、さらに好ましくはMHC、特にHLAにより抗原提示されてCTLを誘導可能なペプチドを含むポリペプチドである。HLAにはいくつかの型が存在するが、本発明のポリペプチドは、好ましくはHLAクラスIに結合可能であり、より好ましくはHLA−A24、HLA−A11またはHLA−A02に結合可能であり、さらに好ましくはHLA−A02、HLA−A11およびHLA−A24のうちの2つ以上のHLAに結合可能である。別の一態様において、HLAクラスIIに結合可能なポリペプチドもまた好ましい。
例えばMHCがHLAクラスIである場合、HLAクラスI分子を介して提示されるほとんどの抗原は、細胞質内のプロテアソームにより分解された後、TAP(transporter in antigen processing)へと移送され、粗面小胞体内においてTAPに会合しているHLAクラスI分子とβ2−ミクログロブリンの複合体と結合し、ゴルジ装置を経てエクソサイトーシスにより細胞表面へと運搬されることが知られている。したがって、本発明のポリペプチドは、MHCに結合する前にプロセシングなどの処理を経てもよく、それらの処理の結果エピトープペプチドを生成するようなペプチドも本発明のポリペプチドに含まれる。例えば、前記一連の抗原提示経路にて作用するシャペロンであるHSP70やHSP90、またはgp96と目的とするペプチドやタンパク質を融合させることで、効率的に抗原提示させる事が可能であるため、本発明のポリペプチドはその一態様において、抗原提示経路にて作用するシャペロンと融合している。
また本発明のエピトープペプチドは、生体内への導入を容易にし得る各種修飾を施されたものであってもよい。生体内への導入を容易にし得る各種修飾の例としては、HIVのPT(Protein Transduction)ドメインが挙げられる。HIVのPTドメインは、Tatタンパク質の49〜57番目のアミノ酸で構成されたペプチドである。このような修飾を目的とするタンパク質またはペプチドのN末端および/またはC末端に付加することで、目的のタンパク質またはペプチドを容易に細胞内に導入できる。
上述のとおり、本発明のポリペプチドはMHCに結合する前にプロセシングなどの処理を経てもよいため、エピトープペプチドのアミノ酸配列を含む配列であれば、アミノ酸長は特に限定されない。しかしながら、本発明のポリペプチドそのものがエピトープペプチドであることが好ましく、したがってアミノ酸長は約8〜約20アミノ酸程度が好ましく、約8〜約11アミノ酸程度がより好ましく、約8〜約10アミノ酸程度がさらに好ましい。
好ましい一態様において、本発明のポリペプチドは、配列番号1で表されるポリペプチドの部分ペプチドであって、8〜11アミノ酸長であり、HLA結合能を有するポリペプチドである。
別の好ましい一態様において、本発明のポリペプチドは、配列番号2で表されるポリペプチドの部分ペプチドであって、8〜11アミノ酸長であり、HLA結合能を有するポリペプチドである。
ポリペプチドが「HLA結合能を有する」か否かは、当該技術分野において知られた方法を用いて簡単に調べることができる。かかる方法としては、これに限定するものではないが、例えばWO2010/50190号公報に記載のように、HLAに対するモノクローナル抗体を用いて、細胞表面に発現したHLAの量(すなわちポリペプチドと結合したHLAの量)を蛍光強度として観察するHLA結合アッセイ、Kim et al., Methods Mol Biol. 2013;960:447-59などに記載のBIAcore surface plasmon resonance(SPR)を用いた結合アッセイ、Shin et al., PNAS, Nov 2007; 104: 19073-19078などに記載の、固相に固定したHLAとポリペプチドが結合した時にのみ特異的に結合するHLA抗体を用いて観察するiTopia(iTopia Epitope Discovery System Assay、Beckman coulter社)を利用する方法などが挙げられる。
上記配列番号1および配列番号2で表されるポリペプチドの部分ペプチドを検討した結果、エピトープペプチド候補として配列番号3、配列番号4、配列番号5および配列番号72で表されるポリペプチド、ならびに配列番号10で表されるポリペプチドが同定された。したがってより好ましい一態様において、本発明のポリペプチドは、配列番号3、配列番号4、配列番号5または配列番号72で表されるポリペプチドである。また、別のより好ましい一態様において、本発明のポリペプチドは、配列番号10で表されるポリペプチドである。
別の一態様において、本発明のポリペプチドは、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISの部分ペプチドであって、HLA−A11抗原に対する結合能を有するポリペプチドである。HLA−A11抗原はHLAタイプIに属するHLAであるため、本態様のポリペプチドは、好ましくは約8〜約11アミノ酸長を有する。
上記HLA−A11抗原に対する結合能を有するBORISの部分ペプチドを検討した結果、エピトープペプチド候補として配列番号60〜73で表されるポリペプチドが同定された。これらのポリペプチドについてさらに検討を重ねた結果、配列番号65、配列番号66、配列番号67および配列番号72において、高いCTL誘導能が確認された。したがってより好ましい一態様において、本発明のポリペプチドは、配列番号65、配列番号66、配列番号67または配列番号72で表されるポリペプチドである。このうち配列番号72で表されるポリペプチドは、上述のとおりBORIS sf6の固有配列(配列番号1)の部分ポリペプチドであるため、さらに好ましい。別のさらに好ましい一態様において、本発明のポリペプチドは、配列番号65、配列番号66または配列番号67で表されるポリペプチドであり、これらは配列番号76で表されるポリペプチドの部分ペプチド、とくにジンクフィンガー領域に存在するペプチドでもある。従来BORISのジンクフィンガー領域は、体細胞にユビキタスに発現することが知られているCTCFと高い相同性を有するため、BORIS特異的な腫瘍抗原ペプチドを得るのは困難であると考えられてきた。したがって今回本発明者らの研究により、ジンクフィンガー領域由来のBORIS特異的腫瘍抗原ペプチドが得られたことは驚くべきことである。
別の一態様において、本発明のポリペプチドは、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISの部分ペプチドであって、HLA−A2抗原および/またはHLA−A24抗原に対する結合能を有するポリペプチドである。HLA−A2抗原およびHLA−A24抗原はHLAタイプIに属するHLAであるため、本態様のポリペプチドは、好ましくは約8〜約11アミノ酸長を有する。
上記HLA−A2抗原および/またはHLA−A24抗原に対する結合能を有するBORISの部分ペプチドを検討した結果、エピトープペプチド候補として配列番号3〜16および47〜57で表されるポリペプチドが同定された。これらのポリペプチドについてさらに検討を重ねた結果、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号10、配列番号47、配列番号48および配列番号57において、好適なHLA結合能を示すことが確認された。したがってより好ましい一態様において、本発明のポリペプチドは、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号10、配列番号47、配列番号48および配列番号57で表されるポリペプチドである。このうち配列番号3、配列番号4および配列番号5で表されるポリペプチドは、上述のとおりBORIS sf6の固有配列(配列番号1)の部分ポリペプチドであるため、さらに好ましい。また配列番号10で表されるポリペプチドは、上述のとおりBORIS sf5の固有配列(配列番号2)の部分ポリペプチドであり、かつHLA−A2抗原およびHLA−A24抗原の両方と結合能を有するため、さらに好ましい。別のさらに好ましい一態様において、本発明のポリペプチドは、配列番号47、配列番号48および配列番号57で表されるポリペプチドであり、これらは配列番号76で表されるポリペプチドの部分ペプチドでもある。また、このうち配列番号47および配列番号57で表されるポリペプチドがより好ましい。
中でも特に好ましいのは、配列番号4、配列番号5、配列番号10、配列番号47、配列番号48および配列番号57で表されるポリペプチドである。これらのポリペプチドは、本発明者らの研究により、特異的な細胞傷害性T細胞(CTL)を誘導できることが確認されている。
本態様のポリペプチドのうち、HLA−A2抗原に対する結合能を有するポリペプチドとしては、これに限定するものではないが、配列番号4、配列番号5、配列番号10、配列番号47および配列番号57で表されるポリペプチドなどが挙げられる。
本態様のポリペプチドのうち、HLA−A24抗原に対する結合能を有するポリペプチドとしては、これに限定するものではないが、配列番号3または配列番号10で表されるポリペプチドなどが挙げられる。
別の一態様において、本発明のポリペプチドは、上記ポリペプチドにおいて1または複数のアミノ酸が付加、欠失、置換されたポリペプチドである。当然ながら、本態様のポリペプチドは、1または複数のアミノ酸が付加、欠失、置換されてなおHLA結合能を有するポリペプチドである。
HLA抗原、とくにHLAクラスI抗原に結合性を有するペプチドは、特定の位置に特定のアミノ酸を有していることが知られており、これはアンカーモチーフと呼ばれ、あるアンカーモチーフを別のアンカーモチーフに置き換えてもHLA結合能を失わないと考えられる。したがって本発明のペプチドにおける付加、欠失、置換としては、アンカーモチーフを別のアンカーモチーフに置き換える付加、欠失、置換が好ましい。例えばHLA−A11抗原結合性を有するポリペプチドにおいては、N末端より2番目の位置にIle、Met、Ser、ThrまたはValのいずれかが配置され、9番目あるいは10番目の位置にLysまたはArgのいずれかが配置されることが多いことが知られており、上記好ましい付加、欠失、置換としては例えばN末端より2番目の位置に存在するIleをMet、Ser、ThrまたはValに置換するものが挙げられる。
すなわち、本発明の好ましい付加、欠失、置換の例としては、
(a)HLA−A11抗原結合性ペプチドにおいて、N末端より2番目の位置のペプチドをIle、Met、Ser、ThrまたはValとするもの;
(b)HLA−A11抗原結合性ペプチドにおいて、N末端より9番目あるいは10番目のペプチドをLysまたはArgとするもの;
(c)HLA−A24抗原結合性ペプチドにおいて、N末端より2番目の位置のペプチドをTrp、Phe、MetまたはTyrとするもの;
(d)HLA−A24抗原結合性ペプチドにおいて、N末端より9番目あるいは10番目のペプチドをPhe、Leu、IleまたはTrpとするもの;
(e)HLA−A2抗原結合性ペプチドにおいて、N末端より2番目の位置のペプチドをIle、Val、AlaまたはThrとするもの;および/または
(f)HLA−A2抗原結合性ペプチドにおいて、N末端より9番目あるいは10番目のペプチドをVal、Leu、Ile、AlaまたはMetとするもの
などが挙げられる。
本発明のポリペプチドの合成については、通常のペプチド化学において用いられる既知の方法に準じて行うことができる。かかる既知の方法としては文献(Peptide Synthesis,Interscience,New York,1966; The Proteins,Vol 2,Academic Press Inc.,New York,1976;ペプチド合成,丸善(株),1975;ペプチド合成の基礎と実験、丸善(株),1985;医薬品の開発 続 第14巻・ペプチド合成,広川書店,1991、これらの文献は引用により本願の一部を構成する)などに記載されている方法が挙げられる。
本発明のポリペプチドは、後述するCTL誘導方法や、ヒトモデル動物を用いたアッセイ(WO02/47474号公報、Int J. Cancer:100,565-570 (2002))等に供することにより、in vivoでの活性を確認することができる。
がん幹細胞を含むがん細胞の多くは、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISを発現しているため、本発明のポリペプチドは、本明細書に記載のとおり、これらの細胞を特異的に認識する細胞傷害性T細胞(CTL)を誘導するために用いることができる。したがって本発明のポリペプチドは、がんの予防および/または治療などに有用であり、医薬組成物の有効成分とすることができる。特に、本発明者らにより、BORISサブファミリーのうちsf5および/またはsf6ががん幹細胞において特異的に発現していることが見出されたことから、かかるサブファミリー固有のアミノ酸配列由来の本発明のポリペプチドは、がん幹細胞を処置するための医薬組成物に特に好適に用いることができる。また、本発明のポリペプチドは、がんの予防および/または治療のためのものであってもよい。さらに、本発明は、がんの予防および/または治療のための医薬の製造への本発明のポリペプチドの使用にも関する。
(2)本発明のポリヌクレオチド
本発明のポリヌクレオチドは、前記本発明のポリペプチドを少なくとも1つコードするポリヌクレオチドを含む。本発明のポリヌクレオチドは、cDNAやmRNA、cRNA、または合成DNAのいずれであっても良い。また1本鎖、2本鎖のいずれの形態であっても良い。具体的には、例えば配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号10、配列番号47、配列番号48、配列番号57、配列番号65、配列番号66、配列番号67または配列番号72に記載のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドを、それぞれ発現可能なようにコードするヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドなどが挙げられる。本発明のポリヌクレオチドは、一態様において、遺伝子組換え技術を用いて本発明のポリペプチドを宿主内で産生させるために用いられる。この場合、宿主間でアミノ酸コドンの使用頻度が異なる為、産生させる宿主の使用頻度に適合するようアミノ酸のコドンを変更してもよい。
本発明のポリヌクレオチドは、1本鎖および2本鎖のいずれの形態もとることができる。本発明のポリヌクレオチドが2本鎖の場合、前記本発明のポリヌクレオチドを発現ベクターに挿入することにより、本発明のポリペプチドを発現するための組換え発現ベクターを作製することができる。すなわち本発明のポリヌクレオチドの範疇には、本発明の2本鎖型ポリヌクレオチドを発現ベクターに挿入して作製された組換え発現ベクターも含まれる。
本発明のポリヌクレオチドは、本明細書に記載のとおり、がんの予防および/または治療などに有用であり、医薬組成物の有効成分とすることができる。また、本発明のポリヌクレオチドは、がんの予防および/または治療のためのものであってもよい。さらに、本発明は、がんの予防および/または治療のための医薬の製造への本発明のポリヌクレオチドの使用にも関する。
本発明で用いる発現ベクターは、用いる宿主や目的等に応じて様々なものを用いることができ、当業者であれば適宜選択することができる。本発明で用い得る発現ベクターとしては、例えばプラスミド、ファージベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター(HAC、YAC、BAC、PAC)等が挙げられる。例えば、宿主が大腸菌の場合、ベクターとしては、pUC118、pUC119、pBR322、pCR3、pGATA等のプラスミドベクター、λZAPII、λgt11などのファージベクターが挙げられる。宿主が酵母の場合、ベクターとしては、pYES2、pYEUra3、pYAC4などが挙げられる。宿主が昆虫細胞の場合には、pAcSGHisNT−A、pIEx、pBACなどが挙げられる。宿主が動物細胞の場合には、pCEP4、pKCR、pCDM8、pGL2、pcDNA3.1、pRc/RSV、pRc/CMVなどのプラスミドベクターや、レトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ関連ウイルスベクター、ワクシニアベクター、センダイウイルスベクター、レンチウイルスベクターなどのウイルスベクターなどが挙げられる。
前記ベクターは、発現誘導可能なプロモーター、シグナル配列をコードする遺伝子、選択用マーカー遺伝子、ターミネーターなどの因子を適宜有していても良い。また、単離精製が容易になるように、チオレドキシン、Hisタグ、あるいはGST(グルタチオンS−トランスフェラーゼ)等との融合タンパク質として発現する配列が付加されていても良い。この場合、宿主細胞内で機能する適切なプロモーター(lac、tac、trc、trp、CMV、SV40初期プロモーターなど)を有するGST融合タンパク質ベクター(pGEX4Tなど)や、Myc、Hisなどのタグ配列を有するベクター(pcDNA3.1/Myc−Hisなど)、さらにはチオレドキシンおよびHisタグとの融合タンパク質を発現するベクター(pET32a)などを用いることができる。
前記で作製された発現ベクターで宿主を形質転換することにより、当該発現ベクターを含有する形質転換細胞を作製することができる。ここで用いられる宿主としては、本発明のポリペプチドが有する機能を損なわない限りいかなる細胞を用いてもよく、例えば大腸菌、弱毒化サルモネラ菌などの細菌、酵母、昆虫細胞、動物細胞などが挙げられる。大腸菌としては、E. coli K−12系統のHB101株、C600株、JM109株、DH5α株、AD494(DE3)株、BL21株などが挙げられる。また酵母としては、Saccharomyces cerevisiaeなどが挙げられる。動物細胞としては、L929細胞、BALB/c3T3細胞、C127細胞、CHO細胞、COS細胞、Vero細胞、HeLa細胞、293−EBNA細胞などが挙げられる。昆虫細胞としてはsf9、Hi5、S2などが挙げられる。
宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、前記宿主細胞に適合した通常の導入方法を用いれば良い。具体的にはリン酸カルシウム法、DEAE−デキストラン法、エレクトロポレーション法、遺伝子導入用リピッド(Lipofectamine、Lipofectin; Gibco-BRL社)を用いる方法(リポフェクション法)などが挙げられる。導入後、選択マーカーを含む通常の培地にて培養することにより、前記発現ベクターが宿主細胞中に導入された形質転換細胞を選択することができる。
以上のようにして得られた形質転換細胞を好適な条件下で培養し続けることにより、本発明のポリペプチドを製造することができる。得られたポリペプチドは、一般的な生化学的精製手段により、さらに単離・精製することができる。ここで精製手段としては、塩析、イオン交換クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー等が挙げられる。また本発明のポリペプチドを、前述のチオレドキシンやHisタグ、GST等との融合タンパク質として発現させた場合は、これら融合タンパク質やタグの性質を利用した精製法により単離・精製することができる。また、宿主細胞として弱毒化サルモネラ菌などの細菌を用いる場合、当該細菌を遺伝子送達担体として用いる、すなわち宿主細胞である細菌を直接対象の体内に送達するように用いてもよい。
本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、DNAの形態であってもRNAの形態であっても良い。これら本発明のポリヌクレオチドは、本発明のポリペプチドのアミノ酸配列情報およびそれによりコードされるDNAの配列情報に基づき、当該技術分野において知られた通常の方法を用いて容易に製造することができる。具体的には、通常のDNA合成やPCRによる増幅などによって、製造することができる。
本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、前記エピトープペプチドをコードするポリヌクレオチドを包含する。
(3)本発明のポリペプチドを有効成分とする、CTL誘導剤
本発明のポリペプチドは上述のとおり、がん細胞に対するCTLを誘導する方法において用いることができるものであるため、腫瘍抗原ペプチドとしてCTL誘導剤となり得る。
すなわち、ヒト血液試料から末梢血リンパ球を単離し、in vitroで本発明のポリペプチドを添加して刺激することにより、該ペプチドをパルスしたHLA抗原陽性細胞を特異的に認識するCTLを誘導することができる(J.Immunol.,154,p2257,1995)。ここでCTLの誘導の有無は、例えば、抗原ペプチド提示細胞に反応してCTLが産生する種々のサイトカイン(例えばIFNγ)の量を、例えばELISA法などによって測定することにより、確認することができる。また51Crで標識した抗原ペプチド提示細胞に対するCTLの傷害性を測定する方法(51Crリリースアッセイ、Int.J.Cancer,58:p317,1994)によっても確認することができる。
また、Int. J. Cancer, 39, 390-396, 1987, N. Eng. J. Med, 333, 1038-1044, 1995等に記載の方法により、CTLクローンを樹立することもできる。
本発明のポリペプチドによって誘導されたCTLは、本発明のポリペプチドを抗原として提示する細胞に対する傷害作用やリンフォカインの産生能を有する。本発明のポリペプチドは上述のとおり腫瘍抗原ペプチドであるため、それら機能を介して抗腫瘍作用、好ましくは抗がん作用を発揮することができる。従って本発明のポリペプチドおよびそれにより誘導されたCTLは、がんの予防および/または治療のための医薬や医薬組成物の有効成分とすることができる。
本発明のポリペプチドを有効成分として含有するCTL誘導剤をがん患者に投与すると、抗原提示細胞のHLA抗原に本発明のポリペプチドが提示され、HLA抗原と提示されたペプチドとの結合複合体特異的CTLが増殖してがん細胞を破壊することができ、その結果、がんを予防および/または治療することができる。したがって、本発明のポリペプチドを有効成分とするCTLの誘導剤は、好ましくは、HLA−A02抗原、HLA−A11抗原および/またはHLA−A24抗原陽性の対象に対して使用することができる。中でもより好ましくは、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISを発現するがんに罹患している対象、さらに好ましくはBORIS sf5および/またはsf6陽性のがんに罹患している対象に対して使用することができる。アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんとしては、例えば子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌、乳癌、大腸癌、肺癌、黒色腫等のがん(腫瘍)などが挙げられ、本発明のCTL誘導剤は、これらのがんの予防および/または治療のために使用することができる。特に、子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌などの女性特有の臓器におけるがん、および肺がんの予防および/または治療のために好ましく使用することができる。
ここでがんの「予防」には、患者のがんへの罹患の予防だけでなく、手術により原発巣の腫瘍を切除した患者における再発予防、手術、放射線療法もしくは薬物療法等のがん治療により完全に除去できなかった腫瘍の転移防止等が含まれる。また、がんの「治療」には、がんを縮小させるがんの治癒・症状改善のみでなく、がん細胞の増殖、腫瘍の拡大もしくは原発巣からのがん細胞の転移を抑制する進行防止等が含まれる。
本発明のポリペプチドを有効成分とするCTL誘導剤は、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性、好ましくはBORIS sf5および/またはsf6陽性のがんに罹患している、HLA−A02、HLA−A11またはHLA−A24陽性のがん患者に対して特に有効である。具体的には、例えば、子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌、乳癌、大腸癌、肺癌、黒色腫等のがん(腫瘍)の予防または治療のために使用することができる。特に、子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌などの女性特有の臓器におけるがんの予防および/または治療のために好ましく使用することができる。
本発明のポリペプチドを有効成分とするCTL誘導剤の剤形としては、特に限定はないが、油乳濁液(エマルション製剤)、高分子ナノ粒子、リポソーム製剤、直径数μmのビーズに結合させた粒子状の製剤、リピッドを結合させた製剤、マイクロスフェア製剤、マイクロカプセル製剤などが挙げられる。
本発明のポリペプチドを有効成分とするCTL誘導剤は、細胞性免疫が効果的に成立するように、医薬として許容されるキャリアー、例えば適当なアジュバントと混合して投与、または併用して投与することができる。
アジュバントとしては、当該技術分野において既知のアジュバントが適用可能であり、具体的には、例えば、ゲルタイプとして水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウムおよびリン酸カルシウムなど、菌体タイプとしてCpG、モノホスホリルリピドA(monophosphoryl lipid A;MPL)、コレラ毒素、大腸菌易熱性毒素、百日咳毒素およびムラミルジペプチド(Muramyl dipeptide;MDP)など、油乳濁液タイプ(エマルション製剤)としてフロイント不完全アジュバント、MF59およびSAFなど、高分子ナノ粒子タイプとして免疫刺激複合体(Immunostimulatory complex;ISCOMs)、リポソーム、生分解性マイクロスフェア(Biodegradable microsphere)およびサポニン由来のQS−21など、合成タイプとして非イオン性ブロックコポリマー、ムラミルペプチドアナログ(Muramyl peptide analogue)、ポリホスファゼンおよび合成ポリヌクレオチドなど、サイトカインタイプとして、IFN−α、IFN−β、IFNγ、IL−2およびIL−12などを挙げることができる。
投与方法としては、皮内投与、皮下投与、筋肉内投与、静脈内投与などの既知の任意の投与方法が挙げられる。製剤中の本発明のポリペプチドの投与量は、治療目的の疾患、患者の年齢、体重等により適宜調整することができるが、通常0.0001mg〜1000mg、好ましくは0.001mg〜1000mg、より好ましくは0.1mg〜10mgであり、これを数日ないし数月に1回投与するのが好ましい。
以上述べたとおり、本発明のポリペプチドを有効成分として含有するCTL誘導剤を用いることにより、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんを有効に処置することが可能である。したがって、本発明は一態様において、当該CTL誘導剤を有効成分として含む医薬組成物、好ましくはがん幹細胞処置用組成物、あるいはがんの予防および/または治療用組成物を含む。
(4)本発明のポリヌクレオチドを有効成分とするCTL誘導剤
本発明のポリヌクレオチドを発現させた細胞は、本発明のポリペプチドを抗原として提示する細胞となるため、T細胞受容体を介してT細胞に認識されるという特徴を有する。したがって、本発明のポリヌクレオチドもまたCTLの誘導剤となり得る。誘導されたCTLは、本発明のポリペプチドによって誘導されたCTLと同様に、細胞傷害作用やリンフォカインの産生を介して抗腫瘍作用、好ましくは抗がん作用を発揮することができる。従って本発明のポリヌクレオチドは、がんの治療または予防のための医薬や医薬組成物の有効成分とすることができる。本発明のポリヌクレオチドを有効成分として含有するCTLの誘導剤は、例えば、本発明のポリヌクレオチドをがん患者に投与し発現させることで、がんを治療および/または予防し得るものである。
例えば発現ベクターに組み込まれた本発明のポリヌクレオチドを以下の方法によりがん患者に投与すると、抗原提示細胞内で腫瘍抗原ペプチドが高発現する。その後、生じた腫瘍抗原ペプチドがHLA−A02抗原、HLA−A11抗原またはHLA−A24抗原などと結合して複合体を形成し、該複合体が抗原提示細胞表面に高密度に提示されることにより、がん特異的CTLが体内で効率的に増殖し、がん細胞を破壊する。以上のようにして、がんの治療または予防が達成される。
本発明のポリヌクレオチドを有効成分とするCTLの誘導剤は、好ましくは、HLA−A02抗原、HLA−A11抗原および/またはHLA−A24抗原陽性の対象に対して使用することができる。中でもより好ましくは、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISを発現するがんに罹患している対象、さらに好ましくはBORIS sf5および/またはsf6陽性のがんに罹患した対象に対して使用することができる。アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんとしては、例えば子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌、乳癌、大腸癌、肺癌、黒色腫等のがん(腫瘍)などが挙げられ、本発明のCTL誘導剤は、これらのがんの予防または治療のために使用することができる。特に、子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌などの女性特有の臓器におけるがん、および肺がんの予防および/または治療のために好ましく使用することができる。
ウイルスベクターによる方法としては、例えばレトロウイルス、アデノウイルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、センダイウイルス、レンチウイルス、ポックスウイルス、ポリオウイルス、シンビスウイルス等のDNAウイルスまたはRNAウイルスに本発明のDNAを組み込んで導入する方法が挙げられる。この中で、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ関連ウイルス、ワクシニアウイルス等を用いた方法が特に好ましい。
その他の方法としては、発現プラスミドを直接筋肉内に投与する方法(DNAワクチン法)、リポソーム法、リポフェクチン法、マイクロインジェクション法、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法等が挙げられ、特にDNAワクチン法、リポソーム法が好ましい。また、発現プラスミドを、弱毒化したサルモネラ菌などの細菌に導入し、該細菌を投与して本発明のポリペプチドを発現させる細菌ベクター法も用いることができる。
本発明のポリヌクレオチドを投与する場合は、治療目的の疾患、症状等に応じた適当な投与経路および投与形態を適宜選択して投与し得る。例えば、静脈、動脈、皮下、皮内、筋肉内等に注射可能な形態で投与することができる。投与する場合は、例えば、液剤等の製剤形態をとりうるが、一般的には有効成分である本発明のポリヌクレオチドを含有する注射剤等とされ、必要に応じて、医薬上許容されるキャリアー(担体)を加えてもよい。また、本発明のポリヌクレオチドを含有するリポソームまたは膜融合リポソーム(センダイウイルス(HVJ)−リポソーム等)においては、懸濁剤、凍結剤、遠心分離濃縮凍結剤等のリポソーム製剤の形態とすることができる。
製剤中の本発明のポリヌクレオチドの含量は、治療目的の疾患、患者の年齢、体重等により適宜調整することができるが、例えば、ポリヌクレオチドの含量として、0.0001mg〜100mg、好ましくは0.001mg〜10mgの本発明のポリヌクレオチドを、数日ないし数月に1回投与することができる。
当業者であれば、好適な細胞、ベクター、投与方法、投与形態および投与量を適宜選択することが可能である。
(5)本発明の抗原提示細胞
前記した本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドは、がん患者の治療において、例えば、以下のようにin vitroで利用することができる。すなわち本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドのいずれかと抗原提示能を有する細胞とを接触させることにより、抗原提示細胞を作製することができる。抗原提示細胞の作製は、in vitroで行われてもin vivoで行われてもよいが、好ましくはin vitroで行われる。具体的には本発明は、がん患者由来の単離された抗原提示能を有する細胞と、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドのいずれかを、好ましくはin vitroで接触させることにより、当該細胞の細胞表面に、例えばHLA−A02抗原やHLA−A11抗原、HLA−A24抗原などと本発明のポリペプチドとの複合体を提示させた抗原提示細胞、およびその製造方法を提供するものである。
本発明の抗原提示細胞には、例えば(1)適当な培養液中で、抗原提示細胞とCTLエピトープペプチドを30分から1時間混合したエピトープペプチドパルス抗原提示細胞、(2)CTLエピトープペプチドをコードする核酸を用い、遺伝子導入等で抗原提示細胞にCTLエピトープペプチドを提示させた細胞、(3)人工的に作製した抗原提示能を有する人工抗原提示細胞などが包含される。
ここで「抗原提示能を有する細胞」とは、本発明のポリペプチドを提示することの可能なMHC、好ましくはHLA−A02抗原、HLA−A11抗原および/またはHLA−A24抗原を細胞表面に発現する細胞であれば特に限定されないが、これらのうち、プロフェッショナル抗原提示細胞が好ましく、特に抗原提示能が高いとされる樹状細胞がより好ましい。人工的に作製した抗原提示能を有する人工抗原提示細胞は、例えば脂質2重膜やプラスティックあるいはラテックス等のビーズにHLAとCTLエピトープペプチドとβ2−ミクログロブリンとの3者複合体を固定し、CTLを刺激し得るCD80、CD83やCD86等の共刺激分子を固定するか、もしくは、共刺激分子と結合するT細胞側のリガンドであるCD28に対してアゴニスティックに作用する抗体等を固定することで作製可能である。
また、前記抗原提示能を有する細胞から本発明の抗原提示細胞を調製するために添加される物質としては、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドのいずれであっても良い。
本発明の抗原提示細胞は、例えば、がん患者から抗原提示能を有する細胞を単離し、該細胞に本発明のポリペプチドをin vitroでパルスして、HLA−A02抗原、HLA−A11抗原および/またはHLA−A24抗原と本発明のポリペプチドとの複合体を提示させることにより得られる。樹状細胞を用いる場合は、例えば、がん患者の末梢血からフィコール法によりリンパ球を分離し、その後非付着細胞を除き、付着細胞をGM−CSFおよびIL−4存在下で培養して樹状細胞を誘導し、当該樹状細胞を本発明のポリペプチドと共に培養してパルスすることなどにより、本発明の抗原提示細胞を調製することができる。
また、前記抗原提示能を有する細胞に本発明のポリヌクレオチドを導入することにより本発明の抗原提示細胞を調製する場合は、当該ポリヌクレオチドは、DNAの形態であっても、RNAの形態であっても良い。ポリヌクレオチドを導入して抗原提示細胞を作成する方法は当該技術分野において知られており、当業者は適宜選択することができる。
前記抗原提示細胞はCTLの誘導剤の有効成分とすることができる。当該抗原提示細胞を有効成分として含有するCTLの誘導剤は、抗原提示細胞を安定に維持するために、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、培地等を含むことが好ましい。投与方法としては、静脈内投与、皮下投与、皮内投与などが挙げられる。このような抗原提示細胞を有効成分として含有してなるCTLの誘導剤を患者の体内に戻すことにより、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんに罹患している患者の体内で、本発明のポリペプチドを抗原提示するがん細胞に特異的なCTLが効率良く誘導され、結果として本発明のポリペプチドを抗原提示するアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんを治療することができる。
(6)本発明の細胞傷害性T細胞(CTL)
本発明のポリペプチドおよびポリヌクレオチドは、がん患者の治療において、以下のように利用することができる。すなわち本発明のポリペプチドおよびポリヌクレオチドのいずれかと末梢血リンパ球とを接触させることにより、CTL、特にアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS遺伝子を発現する細胞を特異的に認識するCTLを誘導することができる。すなわち本発明は、がん患者由来の末梢血リンパ球と、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドのいずれかを接触させることにより誘導されたCTL、およびその誘導方法を提供するものである。かかる方法は、in vitroで行われてもin vivoで行われてもよいが、好ましくはin vitroで行われる。
本発明のCTLを誘導する方法としては、具体的には例えば次の方法が挙げられる。まずPBMCあるいはT細胞を本発明のポリペプチドで直接刺激するか、該ペプチドをパルスした抗原提示細胞、遺伝子導入した抗原提示細胞、または人工的に作製した抗原提示能を有する人工抗原提示細胞で刺激する。刺激によって誘導されたCTLを5%CO恒温槽にて37℃で7〜10日培養する。CTLエピトープペプチドとIL−2、または抗原提示細胞とIL−2による刺激を週に1度繰り返す事で必要な細胞数のCTLを確保する。
例えばメラノーマにおいては、患者本人の腫瘍内浸潤T細胞を体外で大量に培養して、これを患者に戻す養子免疫療法に治療効果が認められている。またマウスのメラノーマにおいては、脾細胞を、in vitroで腫瘍抗原ペプチドTRP−2により刺激し、腫瘍抗原ペプチドに特異的なCTLを増殖させ、該CTLをメラノーマ移植マウスに投与することにより、転移抑制が認められている。これは、抗原提示細胞のMHCと腫瘍抗原ペプチドとの複合体を特異的に認識するCTLをin vitroで増殖させた結果に基づくものである。従って、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドを用いて、in vitroで患者末梢血リンパ球を刺激して腫瘍特異的CTLを増やした後、このCTLを患者に戻す治療法は有用であると考えられる。
当該CTLはがんの治療剤または予防剤の有効成分とすることができる。該治療剤または予防剤は、CTLを安定に維持するために、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、培地等を含むことが好ましい。投与方法としては、静脈内投与、皮下投与、皮内投与などが挙げられる。このようなCTLを有効成分として含有してなるがんの治療または予防剤を患者の体内に戻すことにより、本発明のアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんに罹患した患者の体内でCTLによるがん細胞の傷害作用が促進され、がん細胞を破壊することにより、がんを治療することができる。
(7)本発明のHLA−マルチマー
HLA−テトラマーとは、HLAとβ2ミクログロブリンをペプチド(抗原ペプチド)と会合させた複合体(HLA−モノマー)をビオチン化し、アビジンに結合させることにより4量体化したものを指し(Science 279: 2103-2106(1998)、Science 274: 94-96 (1996))、例えば米国特許第5,635,363号、フランス特許出願公開第FR9911133号、米国特許第5,723,584号、米国特許第5,874,239号、米国特許第5,932,433号、米国特許第6,265,552号、特許登録第4976294号などに記載されている。現在では種々の抗原ペプチドを含有するHLA−テトラマーが作製されており、本発明のポリペプチドとHLA−A02、HLA−A11またはHLA−A24とを含有するHLA−テトラマーを容易に作製することができる。また、HLA−ダイマーおよびHLA−ペンタマーも同様な原理に基づいており、これらにおいては、それぞれ、前記HLAモノマーが2量体化および5量体化されている。したがって、本発明のポリペプチド、すなわちアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISのHLA結合能、とくにHLAクラスI結合能を有する部分ペプチドと、HLA−A02、HLA−A11またはHLA−A24とを含有するHLAモノマーおよびHLAマルチマー、特にHLA−テトラマーもまた、本発明の一態様である。
具体的には、例えば本発明のポリペプチドとHLA−A02、HLA−A11またはHLA−A24とを含有するHLA−テトラマーが挙げられる。当該HLA−テトラマーは、フローサイトメトリー、蛍光顕微鏡等の既知の検出手段により結合したCTLを容易に選別または検出することができるように蛍光標識されていることが好ましい。具体的には、例えばフィコエリスリン(PE)、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、ペリジニンクロロフィルプロテイン(PerCP)などにより標識されたHLA−テトラマーが挙げられる。
HLA−テトラマーの製法例としては、例えば、米国特許番号5,635,363号、フランス国特許出願番号FR9911133号、Science 279: 2103-2106(1998)、Science 274: 94-96 (1996)などの文献に記載のものが挙げられ、当業者であれば適切な方法を選択することができる。作製例としては、簡単に述べると以下のようになる。
まずタンパク質を発現可能な大腸菌や哺乳動物細胞に、HLA−A24、HLA−A11あるいはHLA−A02の発現ベクターおよびβ2ミクログロブリン発現ベクターを導入し発現させる。ここでは大腸菌(例えばBL21)を用いることが好ましい。得られた単量体HLA−A24、HLA−A11あるいはHLA−A02複合体と本発明のポリペプチドとを混合し、可溶性のHLA−ペプチド複合体を形成させる。次にHLA−ペプチド複合体におけるHLA−A02、HLA−A11あるいはHLA−A24のC末端部位の配列をBirA酵素によりビオチン化する。このビオチン化されたHLA−ペプチド複合体と蛍光標識されたアビジンとを4:1のモル比で混合することにより、HLA−テトラマーを調製することができる。なお、前記各ステップにおいて、ゲルろ過等によるタンパク精製を行うことが好ましい。
本発明のHLA−テトラマー(またはモノマー)を用いることにより、本発明の腫瘍特異的CTLを検出、精製することが可能となる。CTLを生成する方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
(i)PBMCと、適当な濃度の本発明のHLA−テトラマーを反応させる。本発明のHLA−テトラマーと結合したCTLは標識色素により染色されるので、セルソーター、顕微鏡などを用いて染色されたCTLのみを単離する。このようにして単離されたCTLは、抗CD3抗体、PHA、IL−2等のT細胞刺激薬剤や、X線照射あるいはマイトマイシン処理等で増殖能を損失させた抗原提示細胞で刺激増殖させ、必要な細胞数を確保する。
(ii)本発明のHLA−モノマーおよび/またはテトラマーを無菌プレートなどに固相化し、PBMCを固相化プレートで培養する。プレートに固相化された本発明のHLA−モノマーおよび/またはテトラマーに結合したCTLを単離するためには、結合せずに浮遊している他の細胞を洗い流した後に、プレート上に残った特異的CTLだけを新しい培地に懸濁する。このようにして単離されたCTLは、抗CD3抗体、PHA、IL−2等のT細胞刺激薬剤や、X照射あるいはマイトマイシン処理等で増殖能を損失させた抗原提示細胞で刺激増殖させ、必要な細胞数を確保する。
(iii)本発明のHLA−モノマーおよび/またはテトラマーと、CD80、CD83、CD86等の共刺激分子か、もしくは、共刺激分子と結合するT細胞側のリガンドであるCD28に対してアゴニスティックに作用する抗体等を無菌プレートなどに固相化し、PBMCを固相化プレートで培養する。2日後にIL−2を培地に添加し5%CO恒温槽にて37℃で7〜10日培養する。培養した細胞を回収し新たな固相化プレート上で培養を続ける。この操作を繰り返す事で必要な細胞数のCTLを確保する。
また細胞表面タンパク質に対する抗体(CD62L、CCR7やCD45RA等)と組み合わせて用いる事で、CTLの分化段階を調べる事ができる(Seder RA, Ahmed R., Nat Immunol., 2003;4:835-842)。あるいは細胞内サイトカイン染色法と組み合わせることで、CTLの機能性評価に用いる事も可能であるである。したがってCTLエピトープペプチドを同定し、HLA−テトラマーを作製すれば、当該エピトープペプチドに対して誘導されるCTLの定量と定性が可能になり、該エピトープペプチドが由来するタンパク質が関連する疾患に対する診断情報を得る上で多大な貢献が可能になる。
(8)腫瘍の検出方法(検査方法、診断方法)
本発明は、前述した本発明のHLA−テトラマーを利用した腫瘍の検出方法(検査方法、診断方法)もまた提供する。
本発明のHLA−テトラマーを用いる本発明の検出方法(診断方法)は、典型的には、被験者の血液を採取するか、若しくは腫瘍が疑われる被験組織の一部をバイオプシ等で採取し、そこに含まれるアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS由来の腫瘍抗原ペプチドとHLA抗原との複合体を認識するCTLの量を、本発明のHLA−テトラマーによって検出・測定することにより、子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌、乳癌、大腸癌、肺癌、黒色腫等のアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがん(腫瘍)の罹患の有無またはその程度を検出、検査または診断するものである。特に、子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌などの女性特有の臓器におけるがん、または肺癌の罹患の有無またはその程度を検出、検査または診断することができる。
本発明のHLA−テトラマーを用いて、対象から採取した生体試料中のBORIS、とくにアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISに特異的なCTLを定量することができる。定量は、例えば、以下のようにして実施することができる。対象から採取した末梢血あるいはPBMCを、適当な濃度のHLA−テトラマーと反応させる。HLA−テトラマーと結合したCTLは標識色素により染色されるので、フローサイトメーター、顕微鏡等を用いてカウントする。HLA−テトラマー試薬と反応させる時に、HLA−テトラマー試薬と異なる色素で標識された抗CD3抗体、抗CD4抗体、抗CD8抗体等を反応させる事で、BORIS特異的なCTLのT細胞サブセットも同時に判定できる。
本発明の検出(検査、診断)方法は、例えば腫瘍を有する患者において、該腫瘍の改善のために治療薬を投与した場合における、該腫瘍の改善の有無またはその程度を検出(検査、診断)することもできる。さらに本発明の検出(検査、診断)方法は、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドを有効成分とする医薬を有効に適用できるがん患者の選択や、当該医薬による治療効果の予測や判定などにも利用できる。
本発明のHLA−テトラマーを用いる本発明の検出(検査)方法の特定の態様は、次の(a)および(b)、および任意に(c)の工程を含むものである:
(a)被験者から得られた生体試料と本発明のHLA−テトラマーとを接触させる工程、
(b)該生体試料中のBORIS sf5またはsf6由来の腫瘍抗原ペプチドとHLA抗原との複合体を認識するCTLの量を、上記HLA−テトラマーが結合した細胞の量を指標として測定する工程、
(c)(b)の結果をもとに、がんの罹患を判断する工程。
本発明のHLA−テトラマーを用いる本発明の診断方法の特定の態様は、上記(a)、(b)および(c)の工程を含む。
本発明のHLA−テトラマーを用いる本発明の検出方法(検査方法、診断方法)の一態様は、生体試料中の本発明のポリペプチド特異的CTLを検出し、その量を測定することによって実施される。例えば本発明のHLA−テトラマーを作製し、これを用いてがんが疑われる患者の末梢血リンパ球中の抗原ペプチド特異的CTLをフローサイトメーターにより定量することにより行うことができる。
腫瘍の有無の予測、判定、判断または診断は、例えば、被験者の血液や腫瘍が疑われる被験組織における本発明のポリペプチド特異的CTLの量、または、本発明のポリペプチドを提示する細胞の量を測定することにより行うことができる。その際、場合によっては正常な対応組織におけるBORIS遺伝子あるいはアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISのmRNA発現レベル、本発明のポリペプチドレベルまたはCTLレベル等を基準値として、該基準値と被験者から得られた試料における前記レベルとを比較し、両者の違いを判定することによって行うことができる。
ここで被験者の被験組織と正常な対応組織との前記レベルの比較は、被験者の生体試料と正常者の生体試料を対象とした測定を並行して行うことで実施できる。並行して行わない場合は、複数(少なくとも2つ、好ましくは3以上、より好ましくは5以上)の正常な組織を用いて均一な測定条件で測定して得られた本発明のポリペプチド特異的CTLの量の平均値または統計的中間値を、正常者の値すなわち基準値として、比較に用いることができる。
また、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドを投与されている被験者において、本発明のポリペプチド特異的CTLの量を測定することにより、実際にCTLが誘導されているか否かを判定することも可能である。例えば、該被験者の組織における本発明のポリペプチド特異的CTLの量が、正常者のそれらのレベルと比較して例えば2倍以上、好ましくは3倍以上多いことを指標として、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドによる治療が有効であると判定することができる。
(9)がんの予防および/または治療方法
本発明はまた、対象におけるがんを予防および/または治療する方法であって、本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチド、CTL、抗原提示細胞からなる群から選択される有効成分の有効量を、それを必要とする対象に投与する工程を含む方法にも関する。
本発明における「対象」は、任意の生物個体を意味し、好ましくは動物、さらに好ましくは哺乳動物、さらに好ましくはヒトの個体である。本発明において、対象は健常であっても、何らかの疾患に罹患していてもよいものとするが、がんの予防および/または治療が企図される場合には、典型的にはがんに罹患しているか、罹患するリスクを有する対象を意味する。本発明の一態様において、対象はHLA−A02陽性、HLA−A11陽性および/またはHLA−A24陽性である。本発明の一態様において、対象はアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんに罹患しているか、罹患するリスクを有する。本発明の一態様において、対象はHLA−A02陽性、HLA−A11および/またはHLA−A24陽性であり、かつ、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんに罹患しているか、罹患するリスクを有する。
本発明の予防/治療方法に用いる本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチド、CTLおよび抗原提示細胞としては、本明細書に記載の任意のものが挙げられる。本発明における有効量とは、例えば、がんの症状を低減し、またはその進行を遅延もしくは停止する量であり、好ましくは、がんを抑制し、または治癒する量である。また、投与による利益を超える悪影響が生じない量が好ましい。かかる量は、培養細胞などを用いたin vitro試験や、マウス、ラットなどのモデル動物における試験により適宜決定することができ、このような試験法は当業者によく知られている。有効成分の具体的な用量は、それを必要とする対象に関する種々の条件、例えば、症状の重篤度、対象の一般健康状態、年齢、体重、対象の性別、食事、投与の時期および頻度、併用している医薬、治療への反応性、剤形、および治療に対するコンプライアンスなどを考慮して決定され得る。
具体的な用量としては、例えば、本発明のポリペプチドの場合、通常0.0001mg〜1000mg、好ましくは0.001mg〜1000mg、より好ましくは0.1mg〜10mgであり、これを数日ないし数月に1回投与するのが好ましい。また、本発明のポリヌクレオチドの場合、通常、0.0001mg〜100mg、好ましくは0.001mg〜10mgであり、これを数日ないし数月に1回投与するのが好ましい。また、投与方法としては、皮内投与、皮下投与、筋肉内投与、静脈内投与などの既知の任意の適切な投与方法を用いることができる。
本発明の予防/治療方法の一態様は、投与する工程の前に、HLA−A02陽性、HLA−A11陽性および/またはHLA−A24陽性の対象を予防/治療の対象として選択する工程をさらに含む。本発明のこの態様は、上記選択する工程の前に、対象のHLA型を決定する工程をさらに含んでもよい。対象のHLA型の決定は、既知の任意の手法により行うことができる。また、本発明の予防/治療方法の一態様は、投与する工程の前に、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんを有する対象を予防/治療の対象として選択する工程をさらに含む。本発明のこの態様は、上記選択する工程の前に、対象におけるアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんを検出する工程をさらに含んでもよい。対象におけるアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんの検出は、上記(8)に記載の腫瘍の検出方法を用いることができる。本発明の予防/治療方法の一態様は、投与する工程の前に、HLA−A02陽性、HLA−A11陽性および/またはHLA−A24陽性であり、かつ、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんを有する対象を予防/治療の対象として選択する工程をさらに含む。本発明のこの態様は、上記選択する工程の前に、対象のHLA型を決定する工程および対象におけるアイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS陽性のがんを検出する工程をさらに含んでもよい。
本明細書中で言及する全ての特許、出願および他の出版物は、その全体を参照により本明細書に援用する。
(10)本発明の抗体
本発明はまた、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISの少なくとも一部、好ましくは配列番号1、配列番号2または配列番号76で表されるポリペプチドの少なくとも一部、より好ましくは配列番号1または配列番号2で表されるポリペプチドの少なくとも一部と特異的に結合する抗体もまた提供する。したがって本発明の抗体は、好ましくはサブファミリー5または6に属するBORISを特異的に認識することができる。抗体は、ポリクローナル抗体であってもモノクローナル抗体であってもよいが、好ましくはモノクローナル抗体である。
また、本発明の抗体にはFab、Fab’、F(ab’)2、Fv、scFv、dsFv、Diabodyおよびsc(Fv)2などの、抗体の機能的断片も含まれる。また、これら機能的断片の多量体(例えば、ダイマー、トリマー、テトラマー、ポリマー)も、本発明の抗体に含まれる。
本発明の抗体の製造については、当該技術分野において既知の方法に準じて行うことができる。例えば、配列番号1または2で表されるポリペプチドの全部または一部を免疫原としてウサギなどを免疫し、その血清から精製することで抗体を得ることができる。
本発明の抗体は、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISに対して特異的に結合可能な抗体であり、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORISを発現する細胞を検出したり、アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS自体を検出したりすることが可能である。したがって本発明の一態様において、本発明の抗体を含むBORISタンパク質の検出用キットおよび/または精製用キットが提供される。
本発明のキットは、本発明の抗体を含んでいれば特に制限されず、当該技術分野において知られたあらゆるキットが含まれ、これに限定するものではないが、例えばELISA法、ウェスタンブロット法、クロマトグラフィー法、免疫染色法などに用いるキットが挙げられる。
本発明のキットは、本発明の抗体以外に、1または2以上のキットの用途に適した任意の構成部品をさらに含んでよく、かかる構成部品としては、これに限定するものではないが、例えば標識されていてもされていなくてもよい二次抗体、発色試薬、溶媒、緩衝液、陽性コントロール、陰性コントロール、反応容器、前処理試薬、ブロッキング試薬、スライドガラス、カバーガラス、各用途についての取扱説明書などが挙げられる。
(10)その他
本発明は、子宮頚部癌や卵巣癌中の幹細胞性の性質を有する細胞において、BORISタンパク質、特にBORIS sf5および/またはsf6が高発現しているという知見に基づくものである。したがって、かかる知見に基づく様々な技術が本発明に包含される。
本発明は、一態様において、BORIS sf5またはsf6を特異的に認識する抗体に関する。かかる抗体は、配列番号1または2に記載のアミノ酸配列を有するポリペプチドまたはその一部をエピトープとして認識するように、当該技術分野において知られた方法を用いて作製することができる。かかる抗体を用いることにより、例えば特定の組織および/または細胞におけるBORIS sf5および/またはsf6の発現量を検出することが可能であり、それによって組織や対象におけるがん幹細胞や腫瘍の存在の有無を判定することが可能である。また、かかる抗体を用いてがん幹細胞の幹細胞性に影響するBORIS sf5および/またはsf6の機能を抑制することにより、がん幹細胞を処置すること、がんの予防および/または治療を行うことが可能である。
また、本発明の別の一態様において、BORIS遺伝子と相補的な配列を有するポリヌクレオチドに関する。上述のとおりBORIS遺伝子、特にその特定のサブファミリーはがん幹細胞において特に強く発現しており、幹細胞性に影響していると考えられる。したがってBORIS遺伝子の発現を阻害することにより、がん幹細胞における幹細胞性を抑制できるものと考えられる。したがって好ましい一態様において、本発明のポリヌクレオチドは、阻害性核酸、とくにsiRNAとして用いることができる。また、本発明のポリヌクレオチドは、試料中のBORIS sf5および/またはsf6のDNAやmRNAを検出するためのプライマーやプローブとして用いることもできる。
本発明のさらに別の一態様において、対象から得られた試料におけるBORIS sf5および/またはsf6のmRNAおよび/またはポリペプチドのレベルを検出すること、および正常組織および/または細胞におけるBORIS sf5および/またはsf6のmRNAおよび/またはポリペプチドのレベルを基準値として、前記検出されたレベルと前記基準とを比較することを含む、がん幹細胞の検出方法に関する。mRNAおよび/またはポリペプチドのレベルを検出する方法としては、当該技術分野において知られた方法を用いてよい。mRNAのレベルを検出する方法としては、例えばRT−PCR、DNAマイクロアレイ、ノーザンブロッティングなどが挙げられる。かかるmRNAのレベルを検出する方法において、上記BORIS sf5および/またはsf6のプライマーおよび/またはプローブを用いてよい。ポリペプチドのレベルを検出する方法としては、例えば免疫組織染色、ウェスタンブロッティングなどが挙げられる。かかるポリペプチドのレベルを検出する方法において、上記BORIS sf5および/またはsf6の特異的抗体を用いてよい。
本発明は、別の一態様において、対象から得られた試料におけるBORIS sf5および/またはsf6のmRNAおよび/またはポリペプチドのレベルを検出すること、および正常組織および/または細胞におけるBORIS sf5および/またはsf6のmRNAおよび/またはポリペプチドのレベルを基準値として、前記検出されたレベルと前記基準とを比較することを含む、対象における腫瘍の検出方法に関する。mRNAおよび/またはポリペプチドのレベルを検出する方法としては、当該技術分野において知られた方法を用いてよい。mRNAのレベルを検出する方法としては、例えばRT−PCR、DNAマイクロアレイ、ノーザンブロッティングなどが挙げられる。かかるmRNAのレベルを検出する方法において、上記BORIS sf5および/またはsf6のプライマーおよび/またはプローブを用いてよい。ポリペプチドのレベルを検出する方法としては、例えば免疫組織染色、ウェスタンブロッティングなどが挙げられる。かかるポリペプチドのレベルを検出する方法において、上記BORIS sf5および/またはsf6の特異的抗体を用いてよい。本発明において、本態様の腫瘍の検出方法は、上記(8)の方法に代えて行うことができる。したがって、例えば上記(9)におけるがんの検出工程に用いてもよい。
本発明のさらに別の一態様において、BORISタンパク質またはそのアイソフォームの部分ペプチドを含み、女性特有の臓器におけるがんであってがん幹細胞に関連するがんを処置するための医薬組成物に関する。BORISはがん精巣抗原の中でも特に精巣以外の組織における発現が少ない一方、本発明者らにより、子宮頚部癌、卵巣癌、子宮癌などの女性特有の臓器におけるがん、中でも幹細胞性を有する細胞を含むがんにおいて強く発現しているとの知見が見出されたものである。したがって、女性特有の臓器におけるがんの処置において、低い副作用や高い特異性などの特に優れた効果を発揮することが期待されるものである。
実施例
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。特に断りがない限り、実験法は、例えば「免疫実験操作法」、編集:右田俊介、紺田進、本庶佑、濱岡利之、に記載の方法など、当該技術分野において通常用いられる方法を用いた。
また、以下の実施例において用いたBORISのアイソフォームおよびサブファミリーを以下の表に示す。特段の記載のない限り、アイソフォーム名が記載されている場合は特定のアイソフォームを意味し、サブファミリー名が記載されている場合はサブファミリーに属するアイソフォームのいずれかを意味し、単に「BORIS」と記載した場合はアイソフォームやサブファミリーを特定しない一般的なBORIS遺伝子の発現産物か、またはBORIS B0アイソフォームのことを意味するものとする。また以下の実施例において、「ペプチド名−Tet」は、ペプチド名で表されるペプチドと結合したHLAテトラマーを意味する。
例1.がん幹細胞の単離・同定
(1)スフェロイド形成細胞の単離
子宮頚部癌においては、がん幹細胞マーカーの指標の一つとしてスフェア形成が報告されている。そこで、低接着性培養皿を用いたスフェロイド形成アッセイを行った。超低接着性表面を有するマルチウェルプレート(Ultra Low Attachment 6-well plate、Corning社製)を用いて各子宮頚部癌細胞株(CaSki、TCS、MS751、SKG−IIIb、ME−180およびSiHa)を培養した。細胞は、接着培養したものを2mMのEDTAに0.25%のトリプシンを加えた溶液で剥離し、各ウェルに10個/ウェルとなるように播種した。培地として、無血清DMEM/F−12培地に20ng/mlのh−EGF(R&D systemsより入手)、10ng/mlのb−FGF(R&D systemsより入手)、1%のペニシリン/ストレプトマイシン(GIBCOより入手)、4μg/mlのヘパリン、および終濃度1%のN2サプリメント(WAKOより入手)を加えたものを用い、通常の培養条件で7日または14日間培養し、全ての細胞株において100μm以上のスフェロイドの形成が確認された(図1)。以下の試験において、「スフェア(sphere)」と表示されている細胞群は、本試験と同様の非接着培養により形成されるスフェロイドから単離された細胞群を意味する。また、「バルク(bulk)」と表示されている細胞群は、通常の接着培養により得られる細胞群を意味する。
(2)スフェロイド形成細胞の性質
スフェロイド形成細胞が幹細胞様の性質を示す細胞であることを確認するために、放射線耐性試験、抗癌剤耐性試験、フローサイトメトリー分析を行いスフェア群がバルク群と比較して、より幹細胞様の性質を示す群であることを確認した。
(3)幹細胞性遺伝子の発現解析
幹細胞性遺伝子としてSOX2、NANOGおよびOct3/4を用い、CaSkiおよびTCS細胞株のバルク群およびスフェア群における前記各遺伝子の発現量について、定量的RT−PCRでそれぞれ解析した。PCR機器はSTEPONE realtime PCR system(Applied Biosystems社製)を使用し、遺伝子の発現はthreshold cycle number(Ct)で検出し、ΔΔCt法でバルク群における幹細胞性遺伝子の発現を1とした場合の相対発現量を定量した。SOX2、NANOG、Oct3/4のプライマー・プローブミックスはTaqMan gene expression (Applied Biosystems)を使用した。
結果を図2に示す。どちらの細胞株においても、スフェア群の細胞において幹細胞性遺伝子が高発現していることがわかる。これは、スフェア群に幹細胞様の性質を示すがん細胞が濃縮されていることを示唆している。特に顕著に幹細胞性遺伝子を発現していたCaSki細胞株を用いて、下記cDNAマイクロアレイ解析を行った。
(4)cDNAマイクロアレイ
バルク群と比較してスフェア群において高度に発現している遺伝子について解析するために、cDNAマイクロアレイを行った。まず、市販のアミノアリルRNA増幅キットver2(高収率タイプ)(Sigma Aldrich)を用いて、キットに付属の説明書に従って、各細胞より全RNAを抽出した。得られた全RNA 3μgを市販のオリゴdT T7プロモータープライマーおよび逆転写酵素を用いて逆転写し、cDNAを合成した。次にT7RNAポリメラーゼを用いてcRNAを合成し、同時にCy3またはCy5標識シチジントリホスフェートを取り込んだ。このプロセスにより、スフェア群細胞のサンプルをCy5で標識し。バルク群細胞のサンプルをコントロール細胞としてCy3で標識した。再度cRNAの質を、NanoDrop(Thermo Scientific社)を用いて確認した。その後Cy3標識cRNAおよびCy5標識cRNAと組み合わせ、ハイブリダイゼーションカクテル(Sigma Aldrich)中で断片化した。標識化されたcRNAを60merプローブオリゴヌクレオチドマイクロアレイ(Panorama Human Micro Array、Sigma Aldrich)にハイブリダイズさせ、50℃で20時間インキュベートした。蛍光強度を、Genepix 4000B Microarray Scanner(Axon Instruments社)を用いて決定した。同様の方法で、スフェア群細胞のサンプルをCy3で標識し、バルク群細胞のサンプルをCy5で標識して再度実験を行った(Dye Swap法)。
(5)がん幹細胞特異的抗原候補タンパク質の選定
上記cDNAマイクロアレイの結果において、がん・精巣抗原(CT抗原)を対象として、スフェア群における発現を確認した。結果を下表に示す。
スフェア群に特異的に発現しているCT抗原として、BORISが同定された。したがってBORISはがん幹細胞に対する有効な治療標的となり得ることが示唆される。
例2.がん幹細胞に対する治療標的としてのBORISの評価
(1)正常組織におけるBORISの発現解析
正常組織のcDNAライブラリーとして、Human Multiple Tissue cDNA Panels I and II(Clontech社)を用いた。PCRは0.1〜0.5μlのcDNA、0.1μlのTaq DNA polymerase(Qiagen社)および12pmolのプライマーを含むcDNAミクスチャを、まず94℃で2分間温めた後、続いて94℃で15秒解離、60℃で30秒アニーリング、68℃で30秒伸長のサイクルを30〜40サイクル行った。プライマーは配列番号35および36を用いた。
結果を図3に示す。BORISは正常組織においては、精巣以外にはほとんど発現していないことがわかる。
(2)各子宮頚部癌細胞株におけるBORISの発現解析
子宮頚部癌細胞株としてMS751、TCS、CaSki、SKG−IIIb、ME−180およびSiHaを用い、各細胞株のバルク群およびスフェア群から上記例1(4)と同様の方法を用いてcDNAを採取し、各細胞株におけるBORISの発現量を、例1(3)と同様の方法で、TCS細胞株のバルク群における発現を1とした場合の相対発現量を定量した。BORISのプライマー・プローブミックスはTaqMan gene expression (Applied Biosystems)を使用した。
結果を図4に示す。半数以上の細胞株において、バルク群に比べてスフェア群でBORISの発現量が大幅に増大していた。
(3)他の癌細胞株におけるBORISの発現解析
子宮体癌細胞株としてRL95−2およびHEC−1−A、卵巣癌細胞株としてTOV−21G、ES−2、MCAS、Ovcar−3、SMOV−2およびSKOV−3のバルク群細胞におけるBORISの発現量を、(2)と同様にTCSのバルク群細胞における発現量を1とした相対発現量として定量した。
結果を図5に示す。BORISは子宮頚部癌だけでなく、子宮体癌や卵巣癌においても高い発現量を示した。
(4)子宮頚部癌細胞株における、BORISの各サブファミリーのアイソフォームの発現解析
子宮頚部癌細胞株におけるBORISの各サブファミリーのアイソフォームの発現量を、(1)と同様にRT−PCRにて解析した。各サブファミリーに特異的なプライマーとして下表のプライマーを用いた。
結果を図6に示す。CaSki細胞株のバルク群細胞においては、サブファミリー(sf)1〜4に顕著な発現が見られたのに対し、スフェア群細胞においては、バルク群細胞においてほとんど発現が見られなかったsf6が強く発現していた。また、MS751細胞株においても、バルク群細胞においては観察されなかったがスフェア群細胞において観察された発現としてsf1およびsf6が見出された。
(5)卵巣癌細胞株における、BORISの各サブファミリーのバリアントの発現解析
上記(4)と同様の実験を、子宮頚部癌細胞株CaSkiおよびMS751に代えて、卵巣癌細胞株TOV21GおよびSMOV−2を用いて行った。結果を図7に示す。
上記子宮頚部癌細胞株の結果と同様、卵巣癌細胞株においても、スフェア群細胞においてBORIS sf6の特異的発現が観察された。また、卵巣癌細胞株においては、どちらの細胞株でもsf6のみならずsf5の発現もバルク群細胞に比較して顕著に上昇していた。
(6)肺癌細胞株および肺がん患者手術切除片から樹立した初代培養細胞における、BORISの各サブファミリーのバリアントの発現解析
上記(5)と同様の実験を、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺扁平上皮癌、肺腺癌由来の細胞株、および肺がん患者手術切除片から樹立した初代培養細胞を用いて行った。スフェロイド形成細胞は、N2サプリメントおよびヘパリンを加えない培地を用いた以外は上記例1(1)と同様の手順を用いて調製した。結果を図19−1、図19−2、図19−3、図19−4および図19−5に示す。
肺癌由来の細胞株でもBORIS遺伝子の発現が認められた。具体的には、図19−1の小細胞肺癌株では、SBC1とSBC5でBORIS sf5がスフェア群で発現増強しており、Lc817ではsf6の発現増強が観察された。図19−2ではBORIS sf5やsf4aの発現が確認され、同様に肺扁平上皮癌や肺腺癌でのBORISの発現もしくはスフェア群での発現増強が観察された。さらに図19−5に示すように、肺がん患者手術切除片から樹立した初代培養細胞においてもBORISの発現が確認されており、特にPrimary7細胞ではスフェア群において幾つかのsfでの発現増強が確認されることから肺癌においてもBORISががん免疫療法の非常に有望な抗原になり得ることが示された。
例3.BORIS sf6についての検討
(1)BORISアイソフォームの過剰発現株の作製
pMXpuroベクターおよびPlat−A細胞を含む、Platinumレトロウイルス発現システムを用いて、BORISのsf1アイソフォームであるB0アイソフォーム、sf4アイソフォームであるB3アイソフォーム、sf6アイソフォームであるB6アイソフォームおよびC7アイソフォームをコードするレトロウイルスベクターを作製し、TCS細胞株に導入してそれぞれのBORISアイソフォームの過剰発現株を作製した。BORISアイソフォームの発現量を定量的PCRで確認したところ、それぞれmockベクターを導入したものと比較して約1万倍の発現を確認した。同様の方法により、SKG−IIIb細胞株に導入した過剰発現株も作製した。
(2)スフェア形成アッセイ
上記例1(1)と同様の方法で、1000個/ウェルの過剰発現TCS細胞株および過剰発現SKG−IIIb細胞株を播種して、2週間の培養によりスフェア形成アッセイを行った。
結果を図8および図9に示す。どちらの細胞株においても、BORIS sf6、特にBORIS B6アイソフォームの大量発現株において有意なスフェア形成が確認された。
(3)BORIS sf6特異的HLA結合性エピトープ候補の抽出
HLAクラスI分子と結合して抗原提示されるエピトープペプチドは、8〜10個のアミノ酸からなり、N末端側から2番目と、9あるいは10番目のアミノ酸はHLAクラスI分子との結合に対して最も重要なアミノ酸であり、アンカーモチーフと呼ばれている。このアンカーモチーフは、各々のHLAクラスI分子の種類によって異なることが報告されている。例えば、世界的に最も研究が進められているHLA−A2分子に結合するエピトープペプチドは、N末端より2番目の位置にロイシンを有し、9あるいは10番目の位置にロイシンまたはバリンを有する、9〜10個のアミノ酸からなるペプチドが最も良く知られている。また、HLA−A24分子に結合するペプチドとしては、N末端より2番目の位置にチロシン、フェニルアラニン、メチオニンまたはトリプトファンのいずれかを有し、9あるいは10番目の位置にロイシン、イソロイシン、トリプトファンまたはフェニルアラニンのいずれかを有する、9〜10個のアミノ酸からなるペプチドが最もよく知られている。
BORIS sf6特異的なC末端配列(配列番号1)から、上記HLA結合アンカーモチーフ構造を有するペプチドを抽出した。HLA−A2結合性ペプチド候補としてKLLFIGTIKV(KLLペプチド:配列番号4)およびLLFIGTIKV(LLFペプチド:配列番号5)、ならびにHLA−A24結合性ペプチド候補としてSFKKLLFIGTI(配列番号3)を抽出し、常法により合成した。
(4)HLA−A2結合アッセイ
T2細胞を、26℃で一晩培養した。その後細胞をPBSで洗浄し、HLA−A2結合性ペプチド候補として(3)で合成したKLLペプチドおよびLLFペプチド、ポジティブコントロールとしてサイトメガロウィルス由来のペプチドであるCMVペプチド(配列番号37)およびインフルエンザウィルス由来のペプチドであるInfluenza(配列番号38)、ならびにネガティブコントロールとしてHLA−A24結合性ペプチドであるGK−12ペプチド(配列番号39)を加えて、26℃で3時間共培養した。温度を37℃にしてさらに3時間共培養した後、遠心分離して上清を除き、細胞を単離した。単離した細胞にHLA−A2抗体を加え、4℃で1時間静置し、その後PBSで洗浄した。2次抗体として蛍光標識抗マウスIgG+IgM抗体を加え、4℃で30分静置した後、1%ホルマリンを加えて細胞を固定した。固定した細胞を、フローサイトメーター(BECTON DIKINSON社またはBeckman Coulter社)にて、FITC蛍光強度を計測した。
結果を図10に示す。KLLペプチドおよびLLFペプチドとともにインキュベートしたT2細胞は、どちらもCMVペプチドおよびInfluenzaペプチドと同程度の蛍光強度を示しており、同程度に細胞表面にHLA−A2分子を局在させていたことがわかる。このことはどちらのペプチドもHLA−A2と結合して細胞表面に抗原提示されていることを示唆する。
(5)ポリペプチド刺激によるBORIS sf6特異的CTLの誘導
HLA−A*02:01を保持していることがわかっている健康な成人2名から末梢血を採取し、3,000rpmで5〜10分間遠心処理して上清の血漿部分を回収した。血漿部分以外から、密度勾配遠心法にてPBMCを分離した。96ウェルU底細胞培養用マイクロテストプレート(BECTON DIKINSON社)の各ウェルに、Hepes改変RPMI1640培地(Sigma社)に2−メルカプトエタノール(最終濃度55μM)、L−グルタミン(最終濃度2mM)、抗生物質としてストレプトマイシン(最終濃度100μg/mL)とペニシリンG(最終濃度100U/mL)および5%の血漿成分を加えた培地を10mLおよび上記で分離したPBMCを約3×10個/プレート入れ、浮遊させて培養した。これに10μg/mLの濃度で配列番号4または、配列番号5のBORIS sf6特異的CTLエピトープ候補ペプチドを加えた。2日間培養後、50U/mLの最終濃度でIL−2を添加し、さらに2週間培養した。
上記培養細胞の適量に対して、10μLのPE標識HLA−テトラマー試薬と、20μLのCD8−FITC抗体を加え、穏やかに混合し、4℃にて30分静置した。1.5mLのPBSを加え攪拌後、3,000rpmで5分間遠心分離し、上清を吸引廃棄後、細胞を400μLのPBSに再懸濁し、24時間以内にフローサイトメーターにて分析した。
解析は2段階で行った。まず1段階目は、96ウェルU底細胞培養用マイクロテストプレートの縦列の8ウェル分の細胞を1サンプルとして回収し、このサンプル中のBORIS特異的CTLの誘導の有無を確認した。この段階でCTL誘導が確認されたサンプルについて、2段階目の解析を行った。2段階目は、1サンプルとした8ウェルから個別に細胞を回収し、BORIS特異的CTLの誘導の有無を確認した。
フローサイトメーターでの分析結果の図は、X軸にCD8、Y軸にHLA−テトラマー試薬に対する蛍光強度をlogスケールで示したドットプロット展開図で表されている。ドットプロット展開図中の数字は、展開図を四分割した領域を、UL(左上)、UR(右上)、LL(左下)、LR(右下)と表記した場合、(UR+LR)分のURの百分率、すなわちCD8陽性である細胞のうちHLA−テトラマー試薬陽性の細胞の割合を示す。
図20は、検体番号A2−34のPBMCをBORIS sf6特異的CTLエピトープ候補ペプチドの配列番号4で13日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。KLL−Tetで、配列番号4特異的CTLの誘導を確認したところ、検体番号A2−34で明らかなCD8陽性KLL−Tet陽性の細胞集団がレーン5、レーン11のURに検出された。このことは、配列番号4のペプチドがBORIS sf6特異的CTLエピトープペプチドであり、検体番号A2−34の生体内にBORIS特異的CTLが存在したことを示している。
図21は、上記第一段階の分析でCTLの誘導が確認されたレーン5、レーン11の2段階目の結果を表す。レーン5のウェルC、レーン11のウェルFにて、KLLペプチド(配列番号4)特異的CTLが検出された。このことは、KLLペプチドがHLA−A*02:01拘束性を示すBORIS sf6特異的CTLエピトープペプチドであることを証明している。96ウェル中2ウェルでKLLペプチド特異的CTLが検出されたことから、KLLペプチド特異的CTLの末梢血PBMC中での存在比率は以下の式で算出される。
KLLペプチド特異的CTLの頻度
=(HLA−テトラマー試薬陽性ウェル数)/(実験に用いたPBMCの数×誘導前のCD8陽性率)
=2/(3×10×0.16)
=4.17×10−7
図22は、検体番号A2−29のPBMCをBORIS sf6特異的CTLエピトープ候補ペプチドの配列番号5で13日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。LLF−Tetで、配列番号5の特異的CTLの誘導を確認したところ、検体番号A2−29で明らかなCD8陽性LLF−Tet陽性の細胞集団がレーン1、レーン2、レーン4、レーン5、レーン6、レーン7、レーン8、レーン9、レーン10およびレーン11のURに検出された。このことは、配列番号5のペプチドがBORIS sf6特異的CTLエピトープペプチドであり、検体番号A2−29の生体内にBOIRS sf6特異的CTLが存在したことを示している。
図23−1および2は、上記第一段階でCTLの誘導が確認されたレーン1、レーン2、レーン4、レーン5、レーン6、レーン7、レーン8、レーン9、レーン10、およびレーン11の第二段階の結果を表す。レーン1のウェルB、レーン2のウェルBとDとGとH、レーン4のウェルCとFとG、レーン5のウェルBとFとG、レーン6のウェルEとF、レーン7のウェルF、レーン8のウェルCとG、レーン9のウェルC、レーン10のウェルA、レーン11のウェルEで、LLFぺプチド(配列番号5)特異的CTLが検出された。このことは、LLFペプチドがHLA−A*02:01拘束性を示すBORIS sf6特異的CTLエピトープペプチドであることを証明している。96ウェル中19ウェルでLLFペプチド特異的CTLが検出されたことから、LLFペプチド特異的CTLの末梢血PBMC中での存在比率は以下の式で算出される。
LLFペプチド特異的CTLの頻度
=(HLA−テトラマー試薬陽性ウェル数)/(実験に用いたPBMCの数×誘導前のCD8陽性率)
=19/(3×10×0.17)
=3.73×10−6
(6)PHAブラスト刺激によるBORIS sf6特異的CTLの誘導
HLA−A*02:01を保持していることがわかっている健康な成人3名から末梢血を50mL採取し、遠心処理して上清の血漿部分を回収した。血漿を除いた後の血球部分から、リンフォプレップ(Axis-Shield Pros As社)を用いて、PBMCを分離した。分離したPBMCは、10mLのAIM−V培養培地に懸濁し、細胞培養用ディッシュに播種し、37℃のCOインキュベーターの中で、4時間培養した。AIM−V培養培地はライフテクノロジーズ社のAIM−Vに、終濃度10mMのHEPES(ライフテクノロジーズ社)、終濃度50μMの2−メルカプトエタノール(ライフテクノロジーズ社)を添加した培地を意味する。その後、浮遊細胞のみを回収し、MACSビーズ(ミルテニーバイオテク社)を使用し、磁気細胞分離法を用いてCD8陽性細胞と陰性細胞を分離した。
CD8陰性細胞は、AIM−V培養培地に懸濁した後、48ウェルプレート(コーニング社)に、約4×10個/ウェル分注し、培養した。
上記培養を開始した同日に、CD8陰性細胞の一部のウェルに終濃度1μg/mLのPHA(phytohemagglutinin、Wako社)、終濃度100U/mLのIL−2(ライフテクノロジーズ社)を添加した。培養開始から4日目、カルチャーチューブ(BD社)に細胞を回収し、10mLのAIM−V培養培地に懸濁し、75cm2培養フラスコ(ヌンク社)に入れた。さらに、終濃度100U/mLのIL−2(シオノギ社)を添加した。培養開始から8日目、細胞をカルチャーチューブ(BD社)に回収し、1mLのAIM−V(ライフテクノロジーズ社)に懸濁し、配列番号5のペプチド(最終濃度20μg/mL)を添加した。その後、室温にて1時間放置し、100Gyの放射線照射処置を行い、PHAブラスト細胞を調製した。
CD8陽性細胞の培養は、AIM−V培養培地に終濃度10%のヒトAB血清(ロンザジャパン社)を添加した培地に懸濁した後、48ウェルプレート(コーニング社)に、約2×10個/ウェル分注し行った。
培養開始から8日目、各ウェルにIL−7(R&Dシステムズ社)を10ng添加した。さらに、CD8陽性細胞とPHAブラスト細胞が5対1となるように混合し、共培養を開始した。培養開始から9日目、16日目にPHAブラスト細胞の調製を再度開始し、PHAブラスト細胞の調製が完了する16日目、23日目にCD8陽性細胞とPHAブラスト細胞が5対1となるように再度混合し、PHAブラスト細胞による刺激を合計3回行った。培養開始16日目にIL−2(シオノギ社)を10U/mL添加し、段階的に濃度を上げ、最終的に50U/mLまで濃度を上げ、28日目まで培養を継続した。
この28日間培養した細胞集団を、上記(5)と同様の方法を用いてPE標識HLA−テトラマー試薬およびCD8−FITC抗体で染色し、サンプル中のBORIS sf6特異的CTLの誘導の有無を確認した。
図24は、検体番号A2−S1のPBMCをBORIS sf6特異的CTLエピトープ候補ペプチドの配列番号5で28日間培養した細胞集団から分取したサンプルの分析結果を表す。LLF−Tetで、配列番号5特異的CTLの誘導を確認したところ、検体番号A2−S1で明らかなCD8陽性LLF−Tet陽性の細胞集団を検出した。このことは、LLFペプチド(配列番号5)のペプチドがHLA−A*02:01拘束性を示すBORIS sf6特異的CTLエピトープペプチドであり、検体番号A2−S1の生体内にBOIRS特異的CTLが存在したことを示している。
(7)LLFペプチド特異的CTLの機能解析
BOIRS特異的CTLの機能解析は、ELISPOT Set(BD社)キットを用いて行った。まず、BORIS sf6特異的CTLを誘導した細胞集団の一部を採取して、5×10個/mLに調製した。このサンプルを、抗IFNγ抗体が固相されたELISPOSTアッセイ用プレートに100μL/ウェルで撒き、37℃のCOインキュベーターの中で、30分静置した。そのプレートに、T2細胞に配列番号5のペプチドをパルスした細胞を5×10個/ウェルとなるように添加し、37℃のCOインキュベーターの中で、一晩静置した。洗浄後、ビオチン標識抗IFNγ抗体を加え、室温にて2時間反応した。反応液を洗い、HRP標識ストレプトアビジンを加え反応させた。洗浄後、発色剤を100μL/ウェル加え、15〜30分反応することにより、CTLが分泌したIFNγをスポット化して測定した。
結果を図25に示す。ネガティブコントロールのHIV由来ペプチド(SLYペプチド)を加えた場合、またはペプチドを加えない場合(PBS)と比較して、LLFペプチド(配列番号5)で刺激した場合は、IFNγのスポットが明らかに多く検出された。したがって、LLFペプチドを加えて培養したPBMC中には、再刺激によりIFNγを産生するLLFペプチド(配列番号5)特異的なCTLが誘導されていることが確認された。
(8)CTLクローンのソーティング及び培養
上記(7)でIFNγの産生能を確認したBORIS sf6特異的CTLを、HLA−テトラマー試薬と抗CD8−FITC(MBL社)抗体で二重染色し、HLA−テトラマー試薬および抗CD8−FITC抗体と反応した細胞をフローサイトメーターで96ウェルプレート(コーニング社)に1細胞ずつ播種した。この細胞を培養する培地は、AIM−V培養培地に終濃度10%のヒトAB血清(ロンザジャパン社)、終濃度1%のペニシリン/ストレプトマイシン(ライフテクノロジーズ社)、終濃度1%のGlutaMAX(ライフテクノロジーズ社)、終濃度100U/mLのIL−2(シオノギ社)、終濃度5μg/mLのPHA(Wako社)を添加したものを用いた。各ウェルには、健康な3人のドナーから採血し分取したPBMC50000個に、100Gyの放射線照射措置した細胞を添加した。
また、フローサイトメーターで単離した細胞は、培地の色を観察して随時、半分量の培地交換を行った。さらに、細胞が増えた段階で、48ウェルプレートに移し替えた。
培養したCTLを、上記(5)と同様の方法を用いてLLF−TetおよびCD8−FITC抗体で染色し、CTLの増幅を確認した結果を図26に示す。その結果、明らかなCD8陽性LLF−Tet陽性の細胞集団を検出した。このことは、BORIS由来LLFペプチド特異的なCTLの単クローン化および増幅に成功したことを示す。
培養したCTLを、上記(7)と同様の手順で処理し、CTLの機能解析を行った結果を図27に示す。結果は、ペプチドを加えない場合(−)と比較して、LLFペプチドで刺激した場合に、IFNγのスポットが多く検出された。よって、培養したCTLは、LLFペプチドの再刺激によりIFNγを産生するLLFペプチド(配列番号5)特異的なCTLであることが確認された。
(9)LLFペプチド特異的CTLの機能解析
(8)で培養を終えたLLFペプチド特異的CTLがLLFペプチドを提示する細胞を攻撃するかを、LDH killingアッセイ(TaKaRa Bio社)で解析した。まず、LLFペプチド特異的CTLの攻撃の対象となる標的細胞(Target)を調製した。T2細胞に配列番号5のLLFペプチドをパルスした細胞とそのネガティブコントロールとして、HIV由来ペプチド(SLYペプチド)をT2細胞にパルスした細胞、T2細胞のみの3種類の細胞を準備した。標的細胞は、96ウェルV底プレート(コーニング社)に、1×10個/ウェルずつ撒いた。LLF特異的CTL(Effector)は、9×10個/mL、3×10個/mL、1×10個/mLの濃度の細胞懸濁液を調製し、1ウェル100μLずつ撒き、96ウェルプレートに撒いた標的細胞と混合した。その後、96ウェルプレートを、1800rpm、10分遠心後、37℃のCOインキュベーターの中で4時間から12時間静置した。96ウェルプレートを遠心し、細胞を沈殿させた後、上清100μLを平底96ウェルプレートに移した。それぞれのウェルに、diaphoraseを含む反応液を100μL加えて室温で30分静置し、そののち490nmの吸光度を測定した。この操作により、通常は細胞膜内に存在するLDHが、細胞が傷害を受けている場合細胞膜の損傷により細胞外に放出されるため、培養液中のLDH量を測定することにより細胞傷害性を査定することが可能である。この方法を用いて、LLFペプチド特異的CTLが、LLFペプチドを提示する標的細胞を認識し攻撃するかを検討した。
その結果を図28に示す。X軸にEffectorとTarget細胞の比率をE/T率で示し、Y軸は細胞傷害性活性(%)で示した。細胞傷害活性は、次に示す式に従い算出することができる。[試料実測値(490nmにおける吸光度:A490)−低コントロール(A490)]/[高コントロール(A490)−低コントロール(A490)]×100で示される。高コントロール(A490)はTarget細胞浮遊液に2%のTriton X−100を加えたもの、低コントロール(A490)はTarget細胞だけの浮遊液の測定値を示す。細胞傷害性活性(%)値は3試料の平均値で示した。
LLFペプチド特異的CTLは、ネガティブコントロールのHIV由来ぺプチド(SLYペプチド)をパルスしたT2細胞を標的細胞とした場合、またはペプチドを加えていないT2細胞を標的細胞とした場合と比較して、LLFペプチドをパルスしたT2細胞を標的細胞とした場合に高い割合で細胞傷害性活性を示した。すなわちLLFペプチド(配列番号5)が提示されたがん細胞を特異的に認識し細胞傷害性活性を発揮することが明らかとなった。
例4.BORIS sf5についての検討
(1)BORIS特異的HLA結合性エピトープ候補の抽出
上記例3(3)と同様に、BORIS特異的なHLA結合性エピトープ候補を抽出した。分析対象のBORISとしては、最も長いアミノ酸配列を有し、かつがん幹細胞に特異的に発現しているBORISの候補でもあるBORIS B1アイソフォーム(サブファミリー5)を用い、日本人の約60%が保持するHLA−A*24:02に対して結合性を有するエピトープの候補を抽出し、合成した。合成したペプチドを以下に示す。
表5に合成したBORISのHLA−A*24:02結合性ペプチドの特徴を示す。合成したペプチドのN末端側から3つまたは4つのアミノ酸配列をペプチド名とした略号で示す。左から、ペプチド名、アミノ酸配列、BORISアイソフォームB1アミノ酸配列上の位置、アミノ酸数、解析に用いたBIMAS(BioInformatics & Molecular Analysis Section, http://thr.cit.nih.gov/index.shtml)のHLA Peptide Binding Predictions(http://thr.cit.nih.gov/molbio/hla_bind/)で算出されたスコアを示した。このスコアは、HLA−A*24:02とペプチドとの親和性を予測する数値で、スコアが高い程、HLAとペプチドが安定した複合体を形成する可能性があることを意味する。
(2)BORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドのフォールディングテスト
HLA−テトラマー試薬製造の最初のステップは、原料であるHLAとβ2−ミクログロブリンとペプチドを試験管内の適切な溶液中で混合するフォールディングから始まる。フォールディング溶液中では、この3種類の原料の会合反応により3者複合体(HLA−モノマー)を形成する。この際、HLAとペプチドの結合力が高ければ、この会合反応はスムーズに進行し、ゲル濾過カラムで分析する事で、3種類の原料の複合体(HLA−モノマー)の検出が可能になる。一方、HLAとペプチドの結合力が無い場合は、HLA−モノマーは殆ど検出されない。従って、フォールディング溶液を経時的に分析する事で、或いは熱処理等を行う事で、HLAとペプチドの結合性と安定性を検証する事が可能である。本明細書においては、この試験を「フォールディングテスト」という。
上記合成した11種類のペプチドを用いてフォールディングテストを実施した。簡潔には、大腸菌発現系を利用して発現精製したHLA−A*24:02(60mg/L)、β2−ミクログロブリン(20mg/L)、およびBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチド(30μM)をフォールディング溶液(1MのTris−HCl、0.5MのEDTA、2Mのアルギニン、5mMのGSH、0.5mMのGSSGおよびプロテアーゼ阻害剤)に添加(括弧内の濃度はいずれも終濃度)して混合後、経時的にフォールディング溶液を分取し、ゲル濾過カラムにて分析を行った。9個のアミノ酸からなる陽性コントロールペプチド(配列番号40)と、10個のアミノ酸からなる陽性コントロールペプチド(配列番号41)、およびそれぞれの陰性コントロール(配列番号42および43)を比較対象に用いた。
結果を図11に示す。ゲル濾過カラム分析の結果では、HLA分子とβ2−ミクログロブリンは、大腸菌発現系を利用して発現精製する際に、8M尿素で可溶化されているが、難溶性であるHLA分子は、HLA−モノマー形成に至らないものが凝集体として7〜8分に検出され、次にHLA−モノマーのピークが10分前後に検出され、β2−ミクログロブリンは14分付近に検出される。15分以降にはフォールディング溶液の成分やペプチドが検出される。したがって結果は、HLA−モノマーの形成を示す10分前後のピークのピーク面積を推定HLA−モノマー形成量(mg)に換算した値を棒グラフで示したものである。
(3)BORIS特異的HLA−テトラマー試薬の製造
上記(2)のフォールディングテストの結果に基づき、配列番号11以外の10種のBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドとHLA−A*24:02を用いてPE標識HLA−テトラマー試薬を製造した。本明細書において、製造したHLA−テトラマー試薬は例えばKYA−Tetなどの略号で示すが、これは、HLA−A*24:02とペプチドKYA(KYASVEASKL)とβ2−ミクログロブリンの3者複合体を用いて製造されたものを示す。簡潔には、上記(2)と同様に、HLA−A*24:02とβ2−ミクログロブリン、およびBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドをフォールディング溶液に添加して混合し、HLA−モノマーを形成させた。ここで、組換えHLA−A*24:02分子のC末端側にビオチン結合部位が付加されるように発現タンパク質を設計しておき、HLA−モノマー形成後、当該部位にビオチンを付加した。色素標識されたストレプトアビジンおよび上記ビオチン化HLA−モノマーをモル比1:4で混合し、HLA−テトラマー試薬を得た。
(4)BORIS特異的CTLの誘導
HLA−A*24:02を保持していることがわかっている健康な成人7名から末梢血を採取し、3,000rpmで5〜10分間遠心処理して上清の血漿部分を回収した。血漿部分以外から、密度勾配遠心法にてPBMCを分離した。96ウェルU底細胞培養用マイクロテストプレート(BECTON DIKINSON社)の各ウェルに、Hepes改変RPMI1640培地(Sigma社)に2−メルカプトエタノール(最終濃度55μM)、L−グルタミン(最終濃度2mM)、抗生物質としてストレプトマイシン(最終濃度100μg/mL)とペニシリンG(最終濃度100U/mL)および5%の血漿成分を加えた培地を10mLおよび上記で分離したPBMCを約3×10個/ウェル入れ、浮遊させて培養した。これに10μg/mLの濃度で配列番号11以外の上記BORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドを加えた。2日間培養後、50U/mLの最終濃度でIL−2を添加し、さらに2週間培養した。
上記培養細胞の適量に対して、10μLのPE標識HLA−テトラマー試薬と、20μLのCD8−FITC抗体を加え、穏やかに混合し、4℃にて30分静置した。1.5mLのPBSを加え攪拌後、3,000rpmで5分間遠心分離し、上清を吸引廃棄後、細胞を400μLのPBSに再懸濁し、24時間以内にフローサイトメーターにて解析した。
解析は2段階で行った。まず1段階目は、96ウェルU底細胞培養用マイクロテストプレートの縦列の8ウェル分の細胞を1サンプルとして回収し、このサンプル中のBORIS特異的CTLの誘導の有無を確認した。この段階でCTL誘導が確認されたサンプルについて、2段階目の解析を行った。2段階目は、1サンプルとした8ウェルから個別に細胞を回収し、BORIS特異的CTLの誘導の有無を確認した。
図12−1は、検体番号A24−38のPBMCをBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドの配列番号10で13日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。図はX軸にCD8、Y軸にHLA−テトラマー試薬に対する蛍光強度をlogスケールで示したドットプロット展開図で表されており、ドットプロット展開図中の数字は、展開図を四分割した領域を、UL(左上)、UR(右上)、LL(左下)、LR(右下)と表記した場合、(UR+LR)分のURの百分率、すなわちCD8陽性である細胞のうちHLA−テトラマー陽性の細胞の割合を示す。RMM−Tetで、配列番号10の特異的CTLの誘導を確認したところ、検体番号A24−38で明らかなCD8陽性RMM−Tet陽性の細胞集団がレーン2、レーン4、レーン8、レーン9のURに検出された。この事は、配列番号10のペプチドがBORIS特異的CTLエピトープペプチドであり、検体番号A24−38の生体内にBORIS特異的CTLが存在した事を示している。
図12−2は、第一段階でCTLの誘導が確認されたレーン2、レーン4、レーン8、レーン9についてのさらなる解析結果である第二段階の結果を表す。レーン2のH、レーン4のGとH、レーン8のF、レーン9のAウェルにて、RMMペプチド(配列番号10)特異的CTLが検出された。この事は、RMMペプチドがHLA−A*24:02拘束性を示すBORIS特異的CTLエピトープペプチドである事を証明している。96ウェル中5ウェルでRMMペプチド特異的CTLが検出されたことから、RMMペプチド特異的CTLの末梢血PBMC中での存在比率は以下の式で算出される。
RMMペプチド特異的CTLの頻度
=(HLA−テトラマー試薬陽性ウェル数)/(実験に用いたPBMCの数×誘導前のCD8陽性率)
=5/(3×10×0.18)
=9.26×10−7
(5)抗原提示細胞の調製
Kuzushima et al., Clin Exp Immunol. 1996;103:192-198に記載の方法にしたがって、EBV感染B細胞株(以下EBV感染LCLと称する)を樹立した。簡潔には、EBV産生細胞株であるB95−8細胞(JCRB Cell Bankより入手)の培養上清(生EBVウイルスを含む)とPBMCを混合培養してEBV感染LCLを得た。
(6)RMMペプチド特異的CTLの機能解析
(4)で誘導したPBMCの1/2量を96ウェルU底細胞培養用マイクロテストプレートに移し、RMMペプチドを最終濃度100ng/mLとなるように加えた。さらにブレフェルジンA(BFA)を最終濃度1μg/mLとなるように加え、5%CO恒温槽にて37℃で5〜16時間培養した。培養後、細胞を洗浄し、PE(フィコエリスリン)標識HLA−テトラマー試薬とPC5(フィコエリスリン−Cy5)標識CD8抗体(Beckman Coulter社)を加え、室温にて15〜30分放置した。洗浄後、4%ホルムアルデヒドにて、4℃、15分固定後、過剰量の洗浄液にて洗った。0.1%サポニンにて膜透過処理後、FITC標識抗IFNγ抗体(MBL社製)を加え、室温にて15〜30分反応させた。洗浄後、フローサイトメーターを用いて、T細胞中のIFNγ陽性細胞率あるいはHLA−テトラマー試薬陽性細胞中のIFNγ陽性細胞率を定量した。
結果を図13に示す。RMMペプチドで刺激された場合にのみ、URにIFNγ陽性HLA−テトラマー試薬陽性細胞が出現し、RMMペプチドを加えない場合は殆ど出現しなかった。このことからRMMペプチドで刺激した場合に、RMM−Tetが特異的に反応するCTLが誘導されていることがわかる。この結果より、RMMペプチドを加えて培養したPBMC中には、再刺激によりIFNγを産生する細胞傷害性活性を有するRMMペプチド特異的CTLが誘導され、この細胞はHLA−テトラマー試薬で染色されることからHLA−A*24:02拘束性BORIS由来ペプチドであるRMMペプチド(配列番号10)に特異的なCTLであることが明らかになった。
(7)BORIS sf5特異的CTLの誘導
PHAブラスト細胞の調製の際に配列番号10のペプチド(RMMペプチド)を用いた以外は例3(6)と同様の手順を用いて、HLA−A*24:02または、HLA−A*02:01を保持していることがわかっている健康な成人からBORIS sf5特異的なCTLの誘導をおこなった。
誘導したCTLを、例3(5)と同様の方法で染色し、サンプル中のBORIS sf5特異的CTLの誘導の有無を確認した。
図29は、HLA−A*24:02を保持している検体番号A24−S4または、HLA−A*02:01を保持している検体番号A2−S5のPBMCをRMMペプチド(配列番号10)提示細胞と28日間共培養した細胞集団の分析結果である。検体番号A24−S4とA2−S5におけるRMMペプチド特異的CTL誘導の有無の確認は、RMMペプチドを用いて、それぞれの検体が保有するHLAの型に対応して製造したHLAテトラマー試薬を用いて解析した。その結果、検体番号A24−S4とA2−S5ともに明らかなCD8陽性RMM−Tet陽性の細胞集団を検出した。このことは、配列番号10のペプチドがBORIS sf5特異的CTLエピトープペプチドであり、検体番号A24−S4とA2−S5の生体内にBOIRS特異的CTLが存在したことを示している。また配列番号10のペプチドがHLA−A*24:02とHLA−A*02:01の両方のHLA型との結合性を有することが判明した。
BOIRS特異的CTLの機能解析は、ELISPOT Set(BD社)キットを用いて、例3(7)と同様の手順で行い、RMMペプチド特異的CTLが分泌したIFNγをスポット化して測定した。
図30は、スポット数を棒グラフで表した結果を示す。ネガティブコントロールのHIV由来ペプチド(検体A24−S4にはRYLペプチド、検体A2−S5にはSLYペプチド)を加えた場合、またはペプチドを加えない場合(PBS)と比較して、RMMペプチドで刺激した場合は、スポット数が、明らかに多く検出された。
(8)RMMペプチドの解析
RMMペプチドは、BORIS B1アイソフォームの670〜678番目のアミノ酸である。ここで、BORIS B1はBORISのサブファミリー5に属する、700アミノ酸からなるアイソフォームであり、BORIS sf5はC末端側の132アミノ酸、とくにC末端側38アミノ酸(配列番号2)にサブファミリー特異的配列を有することが知られていることから、RMMペプチドはBORIS sf5に特異的な配列であり、本発明によりBORIS sf5を特異的に発現することが見いだされた卵巣癌由来のがん幹細胞も標的にすることができるCTLを誘導可能なエピトープペプチドである。
例5.BORIS C1アイソフォームについての検討
(1)BORIS特異的HLA結合性エピトープ候補の抽出
分析対象のBORISとしては、BORIS C1アイソフォーム(サブファミリー1、配列番号76)を用い、HLA型としてHLA−A*02:01を用いた以外は例3(3)と同様にして、BORIS特異的なHLA結合性エピトープ候補を抽出した。合成したペプチドを以下に示す。
表7は、合成したBORISのHLA−A*02:01結合性ペプチドの特徴を示す。合成したペプチドのN末端側から3から4つのアミノ酸配列をペプチド名とした略号で示す。左から、ペプチド名、アミノ酸配列、BORIS C1アイソフォームアミノ酸配列上の位置、アミノ酸数、解析に用いたSYFPEITHI(http://www.syfpeithi.de/0-Home.htm)のEPITOPE PREDICTION(http://www.syfpeithi.de/bin/MHCServer.dll/EpitopePrediction.htm)で算出されたスコアを示した。このスコアは、HLA−A*02:01分子とペプチドの構造モチーフでHLAとペプチドの親和性を予測する数値で、スコアが高い程、HLAとペプチドが安定した複合体を形成する可能性があることを意味する。
(2)BORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドのフォールディングテスト
表7のとおり合成した11種類のペプチドを用いてフォールディングテストを実施した。フォールディングテストは、HLAとしてHLA−A*02:01を用い、エピトープ候補ペプチドとして上記表7に記載のものを用い、陽性コントロールペプチドに配列番号58のペプチドおよび陰性コントロールに配列番号59のペプチドを比較対象として用いたこと以外は、例4(2)と同様の方法を用いて行った。
その結果を図33に示す。結果は、例4(2)と同様に、推定HLA−モノマー形成量(mg)に換算した値を示す。その結果、配列番号55を除く、配列番号47から配列番号57の10種類のBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドにおいて、陰性コントロールと比較して十分なHLA−モノマー形成が認められた。すなわち、MAAペプチド以外の表7に掲載したBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドが、HLA−A*02:01と結合することが示された。
(3)BORIS特異的HLA−テトラマー試薬の製造
(2)のフォールディングテストの結果に基づき、配列番号55を除く、配列番号47から配列番号57の10種類のBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドとHLA−A*02:01を用いた以外は例4(3)と同様の手順にてPE標識HLA−テトラマー試薬を製造した。
(4)BORIS特異的CTLの誘導
HLA−A*02:01を保持していることがわかっている健康な成人4名を対象とし、配列番号55を除く、配列番号47から配列番号57のBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドを用いた以外は例3(5)と同様の方法でCTLの誘導を行った。
CTLの誘導をした細胞集団は、例3(5)と同様の方法でCTLの誘導の有無を確認した。CTLの染色は、誘導の際に用いたBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドに対応するHLA−テトラマー試薬を用いて行った。以下に、CTLの誘導が確認された代表的な結果を示す。
図34は検体番号A2−29、図36は検体番号A2−27、図38は検体番号A2−34から採取したPBMCをBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドの配列番号47と13日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。VLE−Tetで、配列番号47の特異的CTLの誘導を確認したところ、明らかなCD8陽性VLE−Tet陽性の細胞集団が検体番号A2−29でレーン10に、検体番号A2−27でレーン3に、検体番号A2−34でレーン4のURに検出された。このことは、配列番号47のペプチドがBORIS特異的CTLエピトープペプチドであり、検体番号A2−29、検体番号A2−27、検体番号A2−34の生体内にBOIRS特異的CTLが存在したことを示している。
図35、図37,図39,は、第一段階でCTLの誘導が確認されたレーンの第二段階の結果を表す。図35では、レーン10のウェルHにて、図37では、レーン3のウェルEにて、図39では、レーン4のウェルCにてVLEペプチド(配列番号47)特異的CTLが検出された。このことは、VLEペプチドがHLA−A*02:01拘束性を示すBORIS特異的CTLエピトープペプチドであることを証明している。いずれの検体においても、96ウェル中1ウェルでVLEペプチド特異的CTLが検出されたことから、VLEペプチド特異的CTLの末梢血PBMC中での存在比率は以下の式で算出される。
VLEペプチド特異的CTLの頻度
=(HLA−テトラマー試薬陽性ウェル数)/(実験に用いたPBMCの数×誘導前のCD8陽性率)
=1/(3×10×0.18)
=1.85×10−7
図40は、検体番号A2−29から採取したPBMCをBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドの配列番号48と13日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。KLA−Tetで、配列番号48の特異的CTLの誘導を確認したところ、明らかなCD8陽性KLA−Tet陽性の細胞集団が検体番号A2−29でレーン2、レーン5、レーン11のURに検出された。このことは、配列番号48のペプチドがBORIS特異的CTLエピトープペプチドであり、検体番号A2−29の生体内にBOIRS特異的CTLが存在したことを示している。
図41は、第一段階でCTLの誘導が確認されたレーンの第二段階の結果を表す。図41では、レーン2のウェルH、レーン5のウェルD、レーン11のウェルFにてKLAペプチド(配列番号48)特異的CTLが検出された。このことは、KLAペプチドがHLA−A*02:01拘束性を示すBORIS特異的CTLエピトープペプチドであることを証明している。96ウェル中3ウェルでKLAペプチド特異的CTLが検出されたことから、KLAペプチド特異的CTLの末梢血PBMC中での存在比率は以下の式で算出される。
KLAペプチド特異的CTLの頻度
=(HLA−テトラマー試薬陽性ウェル数)/(実験に用いたPBMCの数×誘導前のCD8陽性率)
=3/(3×10×0.19)
=5.26×10−7
図42は、検体番号A2−29から採取したPBMCをBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドの配列番号57と13日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。VLT−Tetで、配列番号57の特異的CTLの誘導を確認したところ、明らかなCD8陽性VLT−Tet陽性の細胞集団が検体番号A2−29でレーン7、レーン9のURに検出された。このことは、配列番号57のペプチドがBORIS特異的CTLエピトープペプチドであり、検体番号A2−29の生体内にBOIRS特異的CTLが存在したことを示している。
図43は、第一段階でCTLの誘導が確認されたレーンの第二段階の結果を表す。図43では、レーン7のウェルA、レーン9のウェルGにてVLTペプチド(配列番号57)特異的CTLが検出された。このことは、VLTペプチドがHLA−A*02:01拘束性を示すBORIS特異的CTLエピトープペプチドであることを証明している。96ウェル中2ウェルでVLTペプチド特異的CTLが検出されたことから、VLTペプチド特異的CTLの末梢血PBMC中での存在比率は以下の式で算出される。
VLTペプチド特異的CTLの頻度
=(HLA−テトラマー試薬陽性ウェル数)/(実験に用いたPBMCの数×誘導前のCD8陽性率)
=2/(3×10×0.19)
=3.51×10−7
(5)ペプチド特異的CTLの機能解析
検体A2−29から誘導したKLAペプチド特異的CTL含むPBMCまたは、検体A2−29から誘導したVLTペプチド特異的CTLを含むPBMCを96ウェルU底細胞培養用マイクロテストプレートに、約3×10個となるように各2ウェル分移した。KLAペプチド特異的CTLを含むPBMCにはKLAペプチド、VLEペプチド特異的CTLを含むPBMCには、VLEペプチドを最終濃度100ng/mLとなるように2ウェルのうち、1ウェル分に加え、もう1ウェルは未処理のウェルとして準備をした。さらに、抗CD107a−FITC標識抗体とモネンシンをペプチド添加ウェル、未処理ウェルともに加え、37℃のCOインキュベーターの中で、4時間培養した。培養後、細胞を洗浄し、それぞれのペプチドに対応したPE標識HLA−テトラマー試薬とPC5(フィコエリスリン−Cy5)標識抗CD8抗体(Beckman Coulter社)を加え、室温にて15〜30分放置した。過剰量の洗浄液にて洗い、フローサイトメーターを用いて、CTLの脱顆粒マーカーであるCD107aを検出し陽性細胞率を算出した。CTLは、パーフォリン、グランザイムなどの細胞傷害性因子を放出する際に、細胞内顆粒内膜に存在するCD107aを細胞膜上に表出することが知られており、CD107a分子を検出することで、細胞傷害因子の放出を間接的に調べることができる。
結果を図44、図45に示す。図44では、KLAペプチドで刺激された場合にのみ、URにCD107a陽性HLA−テトラマー試薬陽性細胞が出現し、KLAペプチドを加えない場合は殆ど出現しなかった。このことからKLAペプチドで刺激した場合に、KLA−Tetが特異的に反応するCTLが誘導されていることがわかる。また、図45では、VLTペプチドで刺激された場合にのみ、URにCD107a陽性HLA−テトラマー試薬陽性細胞が出現し、VLTペプチドを加えない場合は殆ど出現しなかった。このことからVLTペプチドで刺激した場合に、VLT−Tetが特異的に反応するCTLが誘導されていることがわかる。この結果より、KLAペプチドを加えて培養したPBMC中また、VLTペプチドを加えて培養したPBMC中には、再刺激によりグランザイムやパーフォリンを産生する細胞傷害性活性を有するCTLが誘導されることがわかった。また、このCTLはHLA−テトラマー試薬で染色されることからHLA−A*02:01結合性BORIS C1由来ペプチドであるKLAペプチド(配列番号48)または、VLTペプチド(配列番号57)に特異的なCTLであることが証明された。
HLA−A*02:01拘束性BORIS特異的CTLの誘導の検討結果のまとめを表8に示す。
(6)BORIS特異的HLA−A*11:01結合性エピトープ候補の抽出
上記例3(3)と同様に、BORIS特異的なHLA結合性エピトープ候補を抽出した。ただし、日本人を含む東南アジアでは第3位の保有率を示すHLA−A*11:01に結合性を有するエピトープの候補を抽出した点のみ異なる。抽出したエピトープ候補のペプチド配列を合成し、その配列を表9−1に示し、コントロールペプチドを表9−2に示す。
表9−1は、合成したBORIS特異的HLA−A*11:01結合性エピトープ候補の特徴を示す。HLA−A11に結合するペプチドは、N末端より2番目の位置にIle、Met、Ser、ThrまたはValのいずれかが配置され、9番目あるいは10番目の位置にLysまたはArgのいずれかが配置さされることが多いことが知られている。またそのペプチドの長さは、9から10個のアミノ酸からなるものがよく知られている(Rapin N et al., Curr Protoc Immunol. 2010;Chapter 18:Unit 18.17参照)。合成したペプチドのN末端側から3から4つのアミノ酸配列をペプチド名とした略号で示す。左から、ペプチド名、アミノ酸配列、sf5に属するBORIS B1アイソフォームおよび/またはsf6に属するC7/C9アイソフォームのアミノ酸配列上の位置、アミノ酸数、解析に用いたNetMHC3.4(http://www.cbs.dtu.dk/services/NetMHC/)のHLA Peptide Binding Predictionsで算出されたスコアを示した(Nielsen et al., Protein Sci. 2003;12:1007-1017、Lundegaard et al., Nucleic Acids Res. 2008;36 (Web Server issue):W509-512、Lundegaard et al., Bioinformatics. 2008;24:1397-1398参照)。このスコアは、HLA−A*11:01とペプチドとの親和性を予測する数値で、スコアが高い程、HLAとペプチドが安定した複合体を形成する可能性があることを意味する。なお表9−1、9−2に示したNetMHC 3.4のスコアは、分析に用いた11種類の分析ソフトで得られた代表例として示す。
(7)BORIS特異的HLA−A*11:01拘束性CTLエピトープ候補ペプチドのフォールディングテスト
表9−1のとおり合成した13種類のペプチドを用いてフォールディングテストを実施した。フォールディングテストは、HLAとしてHLA−A*11:01を用い、エピトープペプチドとして表9−1に記載のものを用い、陽性コントロールペプチドに配列番号73のペプチドおよび陰性コントロールに配列番号40のペプチドを比較対象に用いたこと以外は、例4(2)と同様の方法を用いて行った。
15種類のペプチドに対して実施したフォールディングテストの1、3、7日後の分析結果を図46に示した。陽性コントロールペプチドとして、CMVのpp65タンパク質由来HLA−A*11:01拘束性ペプチド(ATVペプチド、配列番号73)、陰性コントロールとして、survivin−2B由来HLA−A*24:02拘束性ペプチド(AYAペプチド、配列番号40)を比較対象に用いた。HLA−モノマー形成を示すピークの面積を棒グラフで示した。その結果、BORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチド(配列番号60から配列番号72)は、陰性コントロールと比較して、十分なHLA−モノマー形成が認められた。すなわち、表9−1に掲載したBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドが、HLA−A*11:01と結合することが示された。
(8)BORIS特異的HLA−A*11:01拘束性HLA−テトラマー試薬の製造
(7)のフォールディングテストの結果に基づき、例4(3)と同様の手順にてPE標識HLA−テトラマー試薬を製造した。但し、エピトープペプチドとして配列番号60から配列番号72の13種類のBORIS特異的CTLエピトープ候補ペプチドを用い、HLAとしてHLA−A*11:01を用いた。その結果、配列番号68ではHLA−テトラマー試薬の製造ができなかった。したがって配列番号68を除く配列番号60から配列番号72のCTLエピトープ候補ペプチドとHLA−A*11:01をもつ12種類のHLA−テトラマー試薬を製造した。
(9)BORIS特異的CTLの誘導
HLA−A*11:01を保持していることがわかっている健康な成人2名を対象とし例3(5)と同様の手順で、CTLの誘導を行った。ただし、エピトープペプチドとして、HLA−A*11:01拘束性CTLエピトープ候補を4種類ずつ混合した4種類混合ペプチド1(配列番号60、配列番号63、配列番号66および配列番号70)または、4種類混合ペプチド2(配列番号61、配列番号64、配列番号67および配列番号71)または、4種類混合ペプチド3(配列番号62、配列番号65、配列番号69および配列番号72)を用いた。
CTLの誘導を試みた細胞集団の解析は3段階で行った。まず1段階目は、96ウェルU底細胞培養用マイクロテストプレートの縦列の8ウェル分の細胞を1サンプルとして回収した。このサンプルを誘導の際に用いた4種類混合ペプチドに対応したHLA−テトラマー混合試薬1(SVL−Tet、NTH−Tet、KQL−TetおよびGLI−Tet)または、HLA−テトラマー混合試薬2(SLA−Tet、CSY−Tet、TVY−TetおよびTVL−Tet)または、HLA−テトラマー混合試薬3(RMS−Tet、GTM−Tet、AAA−TetおよびKLLF−Tet)で、例3(5)と同様の手順にて染色し、BORIS特異的CTLの誘導の有無を確認した。この段階でCTLの誘導が確認されたサンプルについて、2段階目の解析を行った。2段階目は、1サンプルとした8ウェルから個別に細胞を回収し、このサンプルを、HLA−テトラマー混合試薬1、2、または3で染色し、BORIS特異的CTLの誘導の有無を確認した。3段階目は、2段階目でCTLの誘導が確認されたウェルの細胞がHLA−テトラマー混合試薬のいずれのHLA−テトラマー試薬と反応するか、HLA−テトラマー試薬を別々に用いてCTLの検出を実施した。この方法を用いて、96ウェルU底細胞培養用マイクロテストプレートの何処のウェルに、どのペプチドに特異性を有するCTLが誘導されているのかを確認した。
図47は、1段階目の解析結果である。検体番号*11−13のPBMCを4種類混合ペプチド1と14日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。HLA−テトラマー混合試薬1で例3(5)と同様の手順で染色したところ、明らかなCD8陽性HLA−テトラマー混合試薬1陽性の細胞集団がレーン1のURに検出された。この結果は、検討に用いたBORIS特異的CTLエピトープ候補の中に、少なくとも1種類のCTLエピトープが存在していること、また、検体番号A*11−13の生体内にBORIS特異的なCTLが存在していたことを示している。
図48は、第一段階の解析でCTLの誘導が確認されたレーン1の第二段階の解析結果を表す。レーン1のウェルB(1−B)にて、HLA−A*11:01結合性BORIS特異的CTLエピトープに特異的なCTLの誘導を確認した。
図49は、第二段階の解析でCTLの誘導が確認されたレーン1のウェルBの第三段階の解析結果を示す。結果は、KQL−Tetで染色した場合のみCTLを確認した。このことは、KQLペプチド(配列番号66)が、HLA−A*11:01拘束性BORIS特異的CTLエピトープペプチドであることを証明している。
図50は、1段階目の解析結果である。検体番号*11−13のPBMCを4種類混合ペプチド2と14日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。HLA−テトラマー混合試薬2で例3(5)と同様の手順で染色したところ、明らかなCD8陽性HLA−テトラマー混合試薬2陽性の細胞集団がレーン12のURに検出された。この結果は、検討に用いたBORIS特異的CTLエピトープ候補の中に、少なくとも1種類のCTLエピトープが存在していること、また、検体番号A*11−13の生体内にBORIS特異的なCTLが存在していたことを示している。
図51は、第一段階の解析でCTLの誘導が確認されたレーン12の第二段階の解析結果を表す。レーン12のウェルE(12−E)にて、HLA−A*11:01結合性BORIS特異的CTLエピトープに特異的なCTLの誘導を確認した。
図52は、第二段階の解析でCTLの誘導が確認されたレーン12のウェルEの第三段階の解析結果を示す。TVY−Tetで染色した場合のみCTLを確認した。このことは、TVYペプチド(配列番号67)が、HLA−A*11:01拘束性BORIS特異的CTLエピトープペプチドであることを証明している。
図53は、1段階目の解析結果である。検体番号*11−16のPBMCを4種類混合ペプチド3と14日間培養したものから採取したサンプルの、第一段階の分析結果を表す。HLA−テトラマー混合試薬3で例3(5)と同様の手順で染色したところ、明らかなCD8陽性HLA−テトラマー混合試薬3陽性の細胞集団がレーン7とレーン11のURに検出された。この結果は、検討に用いたBORIS特異的CTLエピトープ候補の中に、少なくとも1種類のCTLエピトープが存在していること、また、検体番号A*11−16の生体内にBORIS特異的なCTLが存在していたことを示している。
図54は、第一段階の解析でCTLの誘導が確認されたレーン7とレーン11の第二段階の解析結果を表す。レーン7のウェルE(7−E)、レーン11のウェルH(11−H)にて、HLA−A*11:01拘束性BORIS特異的CTLエピトープに特異的なCTLの誘導を確認した。
図55は、第二段階の解析でCTLの誘導が確認されたレーン7のウェルE、レーン11のウェルHの第三段階の解析結果を示す。レーン7のウェルEは、GTM−Tetで染色した場合のみ、レーン11のウェルHは、KLLF−Tetで染色した場合のみCTLを確認した。このことは、GTMペプチド(配列番号65)およびKLLFペプチド(配列番号72)が、HLA−A*11:01拘束性BORIS特異的CTLエピトープペプチドであることを証明している。
例6.BORIS sf5およびsf6の特異抗体の調製
BORIS sf5およびBORIS sf6特異抗体を取得する目的で、配列番号1および配列番号2からそれぞれ8〜20個のアミノ酸で構成されるペプチド配列を合成し、このペプチドのC末端またはN末端にシステイン残基を付加し、定法に従ってKHL(Keyhole limpet hemocyanin)を結合させて免疫原に用いた。ウサギおよびモルモットに、隔週で、または毎週、4〜6回免疫した。免疫終了後、各個体から採血し、これを免疫原に用いたペプチドで作製したアフィニティーカラムにより精製して特異抗体を得た。
特異性の検証は、BORIS sf5およびBORIS sf6をそれぞれ一過性に発現させた培養細胞293Tの細胞抽出液と未処理の293T細胞の細胞抽出液を用いて実施した。一過性に発現させたBORIS sf5およびBORIS sf6の遺伝子にはMyc Tag配列を付加しており、これに特異的なMyc Tag抗体を用いて陽性コントロールとした。
図56に示す通り、ウェスタンブロッティングでの検証の結果、得られたBORIS sf5およびBORIS sf6特異抗体は、それぞれのBORIS発現293T細胞の抽出液を用いた場合は、どちらも陽性コントロールで検出されたバンドと同じ分子サイズを示す位置にバンドが検出されたのに対し、未処理の293T細胞抽出物ではどちらもバンドが検出されなかった。このことから、BORIS sf5およびBORIS sf6にそれぞれ特異的に結合する抗体が取得できたと考えられた。なお、肺癌患者から切除された癌患部組織切片をBORIS sf5特異抗体で染色した場合、陰性と判定される場合と陽性と判定される場合があることが判明した(図57参照)。得られた特異抗体をもちいる事で、BORIS sf5およびBORIS sf6のそれぞれの発現有無の確認が可能であり、本発明で同定されたCTLエピトープペプチドを用いたペプチドワクチン療法等の適応可否を判断する有力なツールになり得ることが示された。
例7.BORIS sf6に対するsiRNAの調製
(1)siRNAの設計
下表に示すような配列を有するよう設計したBORISに対するsiRNAを、Lipofectamine RNAiMAXを用いるメーカーの使用説明書に記載のプロトコールに従って、MS751およびCaSkiの夫々にトランスフェクションした。細胞を、トランスフェクション後48時間で解析した。陰性対照としてTrilencer-27 Universal Scrambled Negative Control siRNA(SR30004、Origene)を用いた。
ノックダウンした結果を、図14および15に示す。図14−1(a)は、3種のsiRNAによって、BORIS(B0)の発現レベルが顕著に抑制されていることを示す(定量RT−PCR)。また、図14−1(b)および図14−2から、siRNA1およびsiRNA2で、若干の細胞増殖抑制が観察された。おそらく、抑制しているBORISサブファミリーの数が多いほど、増殖抑制効果が高いものと考えられる。ただし、siRNA1およびsiRNA2では、幹細胞性遺伝子の抑制が全く生じていなかった(図15)。
また、図16−1および16−2に示すように、CasKiおよびMS751の夫々におけるスフェア形成能については、siRNA2で顕著に抑制されていた(細胞増殖抑制の結果とは必ずしも一致しない)。
さらに、siRNA1〜3のノックダウンは放射線耐性に関係しなかった(図17)。
図18から、BORIS発現が高いと生存率が著しく低くなることがわかる。それゆえ、BORISは有意な予後不良因子と認められる。
本発明により、様々な癌に対して有効な治療剤を提供することができる。特に本発明のエピトープペプチドにより誘導されるCTLは、種々のがん細胞、とくに悪性腫瘍の原因とされているがん幹細胞を特異的に攻撃することができるCTLを誘導することが可能であり、副作用が少なく効果の高い抗がん剤として非常に有用である。

Claims (27)

  1. アイソフォームAまたはC、あるいはサブファミリー5または6に属するBORIS遺伝子を発現する細胞を特異的に認識するCTLを誘導する方法であって、以下の(a)または(b):
    (a)前記BORISタンパク質の部分ペプチドであって、8〜20アミノ酸長であり、HLA結合能を有するポリペプチド、
    (b)上記(a)記載のポリペプチドの少なくとも一つをコードするポリヌクレオチド、
    のいずれかと、末梢血リンパ球とを接触させることを含む、前記方法。
  2. in vitroで行われる、請求項1に記載の方法。
  3. 請求項1または2に記載の方法に用いるポリペプチドであって、配列番号1または配列番号2で表されるポリペプチドの部分ペプチドであり、8〜20アミノ酸長であり、HLA結合能を有する、前記ポリペプチド。
  4. 8〜11アミノ酸長である、請求項3に記載のポリペプチド。
  5. 配列番号1で表されるポリペプチドの部分ペプチドである、請求項3または4に記載のポリペプチド。
  6. 配列番号3、配列番号4、配列番号5または配列番号72で表される、請求項5に記載のポリペプチド。
  7. 配列番号2で表されるポリペプチドの部分ペプチドである、請求項3または4に記載のポリペプチド。
  8. 配列番号10で表される、請求項7に記載のポリペプチド。
  9. 請求項1または2に記載の方法に用いるポリペプチドであって、HLA−A11抗原結合能を有する、前記ポリペプチド。
  10. 配列番号65、配列番号66、配列番号67または配列番号72で表される、請求項9に記載のポリペプチド。
  11. 請求項1または2に記載の方法に用いるポリペプチドであって、HLA−A2抗原結合能を有し、配列番号4、配列番号5、配列番号10、配列番号47または配列番号57で表される、前記ポリペプチド。
  12. 請求項1または2に記載の方法に用いるポリペプチドであって、HLA−A24抗原結合能を有する、前記ポリペプチド。
  13. 配列番号3または10で表される、請求項12に記載のポリペプチド。
  14. 請求項3〜13のいずれか一項に記載のポリペプチドにおいて1または複数のアミノ酸が付加、欠失、置換された、前記ポリペプチド。
  15. 請求項1または2に記載の方法に用いるポリヌクレオチドであって、請求項3〜14のいずれか一項に記載のポリペプチドをコードする、前記ポリヌクレオチド。
  16. 請求項3〜14のいずれか一項に記載のポリペプチドの少なくとも1つを有効成分として含む、細胞傷害性T細胞(CTL)誘導剤。
  17. 請求項16に記載のCTL誘導剤を有効成分として含む医薬組成物。
  18. 請求項16に記載のCTL誘導剤を有効成分として含む、がん幹細胞処置用組成物。
  19. 請求項16に記載のCTL誘導剤を有効成分として含む、がんの予防および/または治療用組成物。
  20. 請求項1または2に記載の方法で誘導した細胞傷害性T細胞(CTL)を有効成分として含む、がんの予防および/または治療用組成物。
  21. がんが、女性特有の臓器におけるがんまたは肺がんである、請求項19または20に記載のがんの予防および/または治療用組成物。
  22. 請求項15に記載のポリヌクレオチドを含有する発現ベクター。
  23. 請求項15に記載のポリヌクレオチド、または請求項22に記載の発現ベクターのいずれかを有効成分として含有する、がんの治療または予防のための医薬組成物。
  24. 請求項3〜14のいずれか一項に記載のポリペプチドとHLAとを含有するHLA−テトラマー。
  25. 以下の(a)または(b):
    (a)請求項3〜14のいずれか一項に記載のポリペプチド
    (b)上記(a)記載のポリペプチドの少なくとも1つをコードするポリヌクレオチド、
    と、抗原提示能を有する細胞とを、in vitroで接触させることを含む、抗原提示細胞の製造方法。
  26. 配列番号1または配列番号2で表されるポリペプチドの少なくとも一部と特異的に結合する抗体。
  27. 請求項26に記載の抗体を含む、BORISタンパク質検出用キット。
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