JPWO2019177054A1 - 腫瘍予防又は治療剤、pd−l1抑制剤、腫瘍予防又は治療剤のスクリーニング方法及びpd−l1抑制剤のスクリーニング方法 - Google Patents

腫瘍予防又は治療剤、pd−l1抑制剤、腫瘍予防又は治療剤のスクリーニング方法及びpd−l1抑制剤のスクリーニング方法 Download PDF

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Abstract

腫瘍予防又は治療剤は、HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との相互作用阻害剤を有効成分とする。

Description

本発明は、腫瘍予防又は治療剤、PD−L1抑制剤、腫瘍予防又は治療剤のスクリーニング方法及びPD−L1抑制剤のスクリーニング方法に関する。
近年、Programmed Cell Death 1(PD−1)/Programmed Death Ligand−1(PD−L1)シグナルをはじめとした免疫チェックポイントシグナルを標的とした抗がん剤の開発が盛んに行われている。がんによって生体内の免疫機構は抑制されている状態にあるが、その免疫機構の本来の活性を復活させるような抗体医薬が、がん治療において重要な位置を占めるようになってきた。
また、PD−1/PD−L1をはじめとしたCD28/B7ファミリーメンバーを中心に、新たな標的分子の探索及び新薬の開発が活発に行なわれている。PD−L1は本来、抗原提示細胞上に発現し、T細胞の活性化調節に関与する細胞表面分子である。しかしながら、PD−L1は、特に予後の悪いがんの腫瘍細胞上に発現すると、がん細胞に対するT細胞活性化を抑制するため、腫瘍免疫抑制を誘導する(非特許文献1)。
ニボルマブ(商品名:オプジーボ)及びペムブロリズマブ(商品名:キイトルーダ)は、抗PD−1抗体薬として上市されており、特定の腫瘍で良好な効果を示すことが報告されている(非特許文献2)。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Feb 27;104(9):3360−5.Epub 2007 Feb 21.Programmed cell death 1 ligand 1 and tumor−infiltrating CD8+ T lymphocytes are prognostic factors of human ovarian cancer.Hamanishi J1,Mandai M,Iwasaki M,Okazaki T,Tanaka Y,Yamaguchi K, Higuchi T,Yagi H,Takakura K,Minato N,Honjo T,Fujii S. Ann Hematol.2018 Feb;97(2):229−237.doi:10.1007/s00277−017−3176−6.Epub 2017 Nov 11.PD−1−PD−L1 immune−checkpoint blockade in malignant lymphomas.Wang Y1, Wu L1,Tian C2,Zhang Y3.
しかしながら、PD−L1を直接抑える抗PD−1抗体薬は、自己免疫系の副作用や抗抗体産生による効果減弱の点で課題を残していた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、Human Leukocyte Antigen(HLA)−G2(HLA−G2)と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との間の相互作用の阻害に着目した新規な腫瘍予防又は治療剤、PD−L1抑制剤及びそれらのスクリーニング方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る腫瘍予防又は治療剤は、
HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との相互作用阻害剤を有効成分とする。
例えば、前記相互作用阻害剤は、抗LILRB2抗体である。
本発明の第2の観点に係るプログラム細胞死リガンド1(PD−L1)抑制剤は、
HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との相互作用阻害剤を有効成分とする。
例えば、前記相互作用阻害剤は、抗LILRB2抗体である。
本発明の第3の観点に係る腫瘍予防又は治療剤のスクリーニング方法は、
被検物質の存在下及び前記被検物質の非存在下で、HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との結合の度合いを測定する工程と、
前記被検物質の存在下における前記度合いと、前記被検物質の非存在下における前記度合いと、を比較する工程と、
前記被検物質の存在下における前記度合いが、前記被検物質の非存在下における前記度合いより低い場合に、前記被検物質を腫瘍予防又は治療剤と評価する工程と、
を含む。
本発明の第4の観点に係るプログラム細胞死リガンド1(PD−L1)抑制剤のスクリーニング方法は、
被検物質の存在下及び前記被検物質の非存在下で、HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との結合の度合いを測定する工程と、
前記被検物質の存在下における前記度合いと、前記被検物質の非存在下における前記度合いと、を比較する工程と、
前記被検物質の存在下における前記度合いが、前記被検物質の非存在下における前記度合いより低い場合に、前記被検物質を腫瘍予防又は治療剤と評価する工程と、
を含む。
本発明によれば、HLA−G2とLILRB2との間の相互作用の阻害に着目した新規な腫瘍予防又は治療剤、PD−L1抑制剤及びそれらのスクリーニング方法を提供することができる。
(a)はHLA−G2をゲルろ過クロマトグラフィーに供した結果を示す図であり、(b)は(a)のピーク(矢印部分)から分取した画分をSDS−PAGEに供した結果を示す図である。 (a)は調製したPIR−Bをゲルろ過クロマトグラフィーに供した結果を示す図であり、(b)は(a)のピーク(矢印部分)から分取した画分をSDS−PAGEに供し、抗FLAG抗体にて検出したウエスタンブロッティングの結果を示す図である。 SPRによりHLA−G2のPIR−Bへの結合を解析した図である。 ヒトPBMCから単球を調製する過程を示す図であり、(a)は単球の調製について説明した図であり、(b)はフローサイトメトリーにより生存する単球集団を選択する図であり、(c)は選択した単球上のLILRB2発現確認を示す図である。 HLA−G2との2日間のインキュベーション後のヒトLILRB2発現単球における細胞表面分子について、フローサイトメトリーにより解析した結果を示す図である。 HLA−G2との2日間のインキュベーション後のヒトLILRB2発現単球におけるサイトカインについて、ELISAにより解析した結果を示す図であり、(a)はIL−6産生、(b)はIL−10産生の結果を示す図である。 HLA−G2との2日間のインキュベーション後のヒトLILRB2発現単球におけるシグナル活性化について、ウェスタンブロッティングにより解析した結果を示す図である。 LILRB2とHLA−G2との相互作用をブロックする抗体についての評価結果を示す図であり、(a)は27D6抗体を3回添加した際のレスポンスを経時的に示す図であり、(b)はHLA−G2注入時のLILRB2単独とLILRB2に27D6抗体が十分結合した状態(LILRB2+27D6)に対するレスポンスを比較した図である。 HLA−G2との2日間のインキュベーション後のヒトLILRB2発現単球における機能変化に対する27D6抗体によるブロッキング効果を示した図であり、(a)はシグナル活性化についてウェスタンブロッティングにより解析した結果を示す図であり、(b)はIL−6産生についてELISAにより解析した図であり、(c)はIL−10産生についてELISAにより解析した図である。 HLA−G2との6日間のインキュベーション後のIL−4−DCにおける細胞表面分子について、フローサイトメトリーにより解析した結果を示す図である。 HLA−G2との3日間のインキュベーション後のIL−4−DCにおけるサイトカインについて、ELISAにより解析した結果を示す図であり、(a)はIL−6産生、(b)はIL−10産生の結果を示す図である。 HLA−G2との2日間のインキュベーション後のIFN−DCにおける細胞表面分子について、フローサイトメトリーにより解析した結果を示す図である。 HLA−G2との2日間のインキュベーション後のIFN−DCにおけるサイトカインについて、ELISAにより解析した結果を示す図であり、(a)はIL−6産生、(b)はIL−10産生の結果を示す図である。 (a)はCD8T細胞を用いた、IFN−DCにおけるオートの混合リンパ球反応実験の概要を表す図であり、(b)はその結果を示す図である。 PD−L1発現増強に対するLILRB2−HLA−G2結合阻害実験の概略を説明した図である。 (a)はPD−L1発現増強に対するLILRB2−HLA−G2結合阻害実験の結果を示す図であり、(b)はMFI比較のグラフ図であり、(c)はPD−L1陽性細胞減少比較のグラフ図である。 HLA−G2とLILRB2との相互作用をブロックすることにより誘導される腫瘍免疫メカニズムを示す図である。
まず、本実施形態による腫瘍予防又は治療剤について詳細に説明する。
本実施形態による腫瘍予防又は治療剤は、HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との相互作用阻害剤を有効成分とする。
本明細書において、HLA−G2とLILRB2との相互作用阻害剤を、「HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤」と称する場合がある。
本発明者らは、HLA−G2とLILRB2との間のシグナリングの機能を調べたところ、ヒト末梢血由来単球細胞において、HLA−G2刺激によるCD86、HLA−DR発現量の低下に加え、PD−L1の明らかな発現増強を確認した。これまでに、HLA−G1アイソフォーム刺激によるCD86、HLA−DR発現低下の報告はあるものの、HLA−G2による研究は初めてのものである。また、PD−L1発現増強については、HLA−G1アイソフォームについても、これまでに報告はない。つまり、本発明者らは、HLA−G2の免疫抑制誘導機能には、免疫活性化分子発現抑制と同時に、PD−L1の発現増強が重要であることを新たに見出した。さらに、本発明者らは、HLA−G2刺激による、T細胞活性化抑制に関与している細胞内タンパク質Indoleamine−2,3−dioxygenase−1(IDO)の発現増強、その上流シグナルであると考えられるInterleukin−10(IL−10)発現増強、単球や抗原提示細胞における免疫抑制誘起に関与すると報告のあるInterleukin−6(IL−6)の発現増強、Signal Transducer and Activator of Transcription 3(STAT3)リン酸化増進を確認した。また、これらの結果の一部についてLILRB2−HLA−G2相互作用のブロッキング実験を行ったところ、それらの機能回復を確認した。以上より、本発明者らは、HLA−G2−LILRB2相互作用をブロックすることによって、PD−L1を介した腫瘍免疫誘起が可能であると考え、本発明に至った。これは、直接PD−1/PD−L1相互作用を阻害するのではなく、腫瘍細胞や抗原提示細胞上の受容体LILRB2を介したPD−L1発現増強を阻害する低分子薬及び抗体薬の開発を目指すものである。
HLA−G2は、非古典的MHCクラスI分子Human Leukocyte Antigen(HLA)−Gのスプライシングアイソフォームのひとつである。HLA−G2について、NCBIには、NM_002127.5にヒト由来のHLA−G全長(=HLA−G1)の遺伝子配列が記載されており、このうち配列番号1において「1〜90番目のアミノ酸領域」がα1ドメインのアミノ酸配列に相当し、「91〜180番目のアミノ酸領域」がα3ドメインのアミノ酸配列に相当する。
LILRB2は、本来、抗原提示細胞に発現し、リガンドである自己細胞上のヒト白血球抗原(HLA)クラスIを認識して、自己寛容獲得に関与している受容体分子である。LILRB2はリガンドとして、古典的及び非古典的HLAクラスI分子を広範に認識するが、その中でもHLA−G2と解離定数nMオーダーの強い結合をすることが明らかとなっている( Cutting Edge:Class II−like Structural Features and Strong Receptor Binding of the Nonclassical HLA−G2 Isoform Homodimer.Kuroki K,Mio K,Takahashi A,Matsubara H,Kasai Y,Manaka S,Kikkawa M,Hamada D,Sato C,Maenaka K.J Immunol.2017 May 1;198(9):3399−3403.doi:10.4049/jimmunol.1601296.Epub 2017 Mar 27.)。また、非小細胞肺がん(NSCLC)でLILRB2が発現しており、LILRB2非発現患者よりLILRB2発現患者の方が予後不良であること(P.Zhang et al.,Oncotarget.2015)、NSCLCでLILRB2とHLA−Gとが発現しており、特にダブルポジティブで予後不良であること(Y.Zhang et al.,Tumor Biol.2016.)が報告されている。
HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤は、HLA−G2とLILRB2との間の相互作用をブロックする機能を有する物質である。例えば、HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤の非存在下での該相互作用の度合いに対して、HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤の存在下での該相互作用の度合いが、例えば1.1倍以上、例えば1.5倍以上、例えば1.8倍以上、例えば2.0倍以上低下した場合、該HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤は、該相互作用をブロックする機能を有する物質であると判断され得る。HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤の非存在下及び存在下での該相互作用の度合いを測定する方法としては、例えば、BIACORE3000を用いたSurface Plasmon Resonance(SPR)による相互作用解析方法を用いることができる。
HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤は、例えば、HLA−G2とLILRB2との間の相互作用をブロックする機能を有する低分子化合物、抗体、ペプチド等であってもよく、また、例えば、組換えLILRB2受容体タンパク質、未同定のHLA−G2特異的受容体結合タンパク質を含むタンパク質等であってもよい。HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤は、例えば、HLA−G2とLILRB2との間の相互作用をブロックする機能を有する抗LILRB2抗体であってもよい。
本実施形態による腫瘍予防又は治療剤は、HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤を有効成分とし、HLA−G2とLILRB2との間の相互作用をブロックすることによる、T細胞活性化抑制に関与するIDOの発現低下、その上流シグナルであると考えられるIL−10発現低下、単球や抗原提示細胞における免疫抑制誘起に関与するIL−6の発現低下、そしてPD−L1の発現抑制を介して、腫瘍免疫を誘起するものである。このように、本実施形態による腫瘍予防又は治療剤は、PD−L1の発現抑制の他、IL−10、IL−6発現抑制等が総合的に作用して、腫瘍を予防又は治療するものである。
本実施形態による腫瘍予防又は治療剤は、例えば、乳癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、副腎皮質癌、肛門癌、胆管癌、膀胱癌、子宮頚癌、大腸癌、子宮内膜癌、食道癌、ユーイング腫瘍、胆嚢癌、ホジキン病、下咽頭癌、喉頭癌、口唇口腔癌、非ホジキンリンパ腫、黒色腫、中皮腫、多発性骨髄腫、卵巣癌、膵臓癌、前立腺癌、胃癌、睾丸癌、甲状腺癌、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ球性白血病(CLL)等の腫瘍に対して予防又は治療効果を奏する。
本実施形態による腫瘍予防又は治療剤は、医薬上許容可能な担体(例えば、賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、安定剤、防腐剤、pH調整剤、矯味矯臭剤、希釈剤、注射剤用溶剤等)をさらに含んでいてもよい。また、特異的に標的組織へ送達させることを可能にする標識やナノカプセル等を含有してもよい。また、腫瘍の治療に有効な公知の抗癌剤(例えば、フルオロウラシル、タモキシフェン、アナストロゾール、アクラルビシン、ドキソルビシン、テガフール、シクロホスファミド、イリノテカン、シタラビン、パクリタキセル、ドセタキセル、エピルビシン、カルボプラチン、シスプラチン、チオテパ、又はこれらの医薬上許容される塩等)等の他の薬効成分をさらに含んでもよく、また、投薬時にこれらの抗癌剤と併用されてもよい。
本実施形態による腫瘍予防又は治療剤の投与経路としては、例えば、経口投与、非経口投与(静脈内投与、動脈内投与、皮下投与、筋肉内投与、腹腔内投与、局所投与等)が挙げられ、投与剤形としては、注射剤、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、シロップ剤、乳剤、座剤、懸濁剤噴霧剤等が例示される。具体的には、局所投与の場合、外科手術にて患部を露出し、癌組織に注射器等の手段で本発明の癌治療剤を直接投与することができ、また、非局所投与の場合、腫瘍栄養血管内投与により行うことができる。
本実施形態による腫瘍予防又は治療剤の投与量及び投与回数は、目的とする作用効果、投与方法、治療期間、対象の年齢、体重、性別等により異なり、適宜選択され得る。
本実施形態による腫瘍予防又は治療剤の腫瘍に対する予防又は治療効果は、例えば、投与された哺乳動物の腫瘍形成能、平均寿命、臓器浸潤能等を測定することで、評価可能である。
次に、本実施形態によるPD−L1抑制剤について詳細に説明する。
本実施形態によるPD−L1抑制剤は、HLA−G2とLILRB2との相互作用阻害剤を有効成分とする。前記相互作用阻害剤は、例えば、抗LILRB2抗体である。
PD−L1は本来、抗原提示細胞上に発現し、T細胞の活性化調節に関与する細胞表面分子である。しかしながら、PD−L1は、特に予後の悪いがんの腫瘍細胞上に発現すると、がん細胞に対するT細胞活性化を抑制するため、腫瘍免疫抑制を誘導する。本実施形態によるPD−L1抑制剤は、HLA−G2とLILRB2との相互作用阻害剤を有効成分とし、HLA−G2とLILRB2との間の相互作用をブロックすることで、腫瘍細胞におけるPD−L1の発現を抑制し、腫瘍免疫を誘導するものである。
本実施形態によるPD−L1抑制剤において、HLA−G2、LILRB2、HLA−G2−LILRB2相互作用阻害剤、標的疾患、添加剤、投与形態等については、前述同様である。
次に、本実施形態による腫瘍予防又は治療剤のスクリーニング方法について詳細に説明する。
本実施形態による腫瘍予防又は治療剤のスクリーニング方法は、
(a)被検物質の存在下及び前記被検物質の非存在下で、HLA−G2とLILRB2との結合の度合いを測定する工程と、
(b)前記被検物質の存在下における前記度合いと、前記被検物質の非存在下における前記度合いと、を比較する工程と、
(c)前記被検物質の存在下における前記度合いが、前記被検物質の非存在下における前記度合いより低い場合に、前記被検物質を腫瘍予防又は治療剤と評価する工程と、
を含む。
上記工程(a)、(b)おけるHLA−G2とLILRB2との結合の度合いを測定する方法としては、例えば、BIACORE3000を用いたSurface Plasmon Resonance(SPR)による相互作用解析方法を用いることができる。
上記工程(a)−(c)における被検物質としては、特に制限されることなく、低分子化合物、抗体、ペプチド、組換えタンパク質等が含まれる。
上記(c)工程において、被検物質の存在下におけるHLA−G2とLILRB2との結合の度合いが、被検物質の非存在下における該結合の度合いに対して、例えば1.1倍以上、例えば1.5倍以上、例えば1.8倍以上、例えば2.0倍以上低下した場合に、該被検物質を腫瘍予防又は治療剤と評価することができる。
次に、本実施形態によるPD−L1抑制剤のスクリーニング方法について詳細に説明する。
本実施形態によるPD−L1抑制剤のスクリーニング方法は、
(a)被検物質の存在下及び前記被検物質の非存在下で、HLA−G2とLILRB2との結合の度合いを測定する工程と、
(b)前記被検物質の存在下における前記度合いと、前記被検物質の非存在下における前記度合いと、を比較する工程と、
(c)前記被検物質の存在下における前記度合いが、前記被検物質の非存在下における前記度合いより低い場合に、前記被検物質を腫瘍予防又は治療剤と評価する工程と、
を含む。
上記工程(a)−(c)の詳細については、前述同様である。
以上説明したように、HLA−G2とLILRB2との間の相互作用の阻害に着目した新規な腫瘍予防又は治療剤、PD−L1抑制剤及びそれらのスクリーニング方法が提供される。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
ヒトにおけるHLA−G2−LILRB2シグナリングの機能を調べるために、以下の実験を行った。
(HLA−G2タンパク質の調製)
(1)α1−3連結体を大腸菌で封入体として発現
pGMT7ベクターを制限酵素NdeIおよびHindIIIで切断した後、HLA−G分子のα1ドメインとα3ドメインとの連結体(α1−3連結体)をコードする遺伝子の改変体(配列番号2)を、T4DNAリガーゼを用いて挿入し、改変型HLA−G[α1−3]−pGMT7を構築した。
なお、改変型HLA−G[α1−3]−pGMT7は、下記の方法で行った。まずHLA−G[α1−3]−pGMT7プラスミドを鋳型にして、PCR用緩衝液(Promega社製)、deoxyNTP混合液(TOYOBO社製)、5’側プライマー(atgggtagtcatagtatgcgttattttagcgcggccgtgag:配列番号3)、3’側プライマー(ctcacggccgcgctaaaataacgcatactatgactacccat:配列番号4)(それぞれ最終濃度0.2μM)及びPfuTurboDNA Polymerase(Promega社製)を加え、PCRを行った。その際、反応は変性30秒(95℃)、アニール1分(60℃)、エクステンション8分(68℃)にて25サイクル行った。次に、PCR産物にDpnI(NEB社製)を加え、37℃で1時間反応させ、鋳型を除去し、アガロースゲル電気泳動を行い、PCR産物の存在を確認した。そして、DNAシークエンサーで塩基配列を確かめ、改変型HLA−G[α1−3]−pGMT7プラスミドを得た。
次に、この改変型HLA−G[α1−3]−pGMT7プラスミドで、大腸菌ClearColi(登録商標)BL21(DE3)competent cell(ClearColi(登録商標)BL21(DE3)competent cell(Lucigen)を本願の発明者らによりchemical competent cellに作り替えたもの)を形質転換することにより、100mg/Lのアンピシリンを含む2×YT培地(0.5%塩化ナトリウム、1.6%トリプトン、1%乾燥酵母エキス(以上、ナカライテスク社製))中で、37℃で培養した。次に、培養懸濁液がOD600=0.4〜0.6に達した時点で、1mMとなるようにIPTGを添加し、さらに37℃で4〜6時間発現誘導した。
(2)大腸菌封入体の巻き戻し
IPTGを添加して発現誘導した菌体懸濁液を遠心分離機にかけ菌体を集め、Resuspension buffer(50mM トリスpH8.0,100mM 塩化ナトリウム)を加え、懸濁し、超音波破砕で菌体を破砕した後、遠心分離して封入体を得た。この封入体をTriton wash buffer(0.5% TritonX−100、50mM トリスpH8.0,100mM 塩化ナトリウム)及びResuspension buffer(50mM トリスpH8.0、100mM 塩化ナトリウム)で十分洗浄した後に、6.0M Guanidine solution(6.0M グアニジン、50mM メスpH6.5,10mM MEDTA)で可溶化した。この時点で、HLA−G[α1−3]溶液を紫外吸光法により測定したところ、A280値が約70であり、HLA−G[α1−3]の発現量はおよそ100mg/Lであると考えられる。Refolding buffer(0.1M トリスpH8.0,0.4M L−アルギニン、5mM EDTA、3.7mM シスタミン、6.4mM システアミン)を用いて一般的な希釈法で4℃、72時間撹件しながら巻き戻した。そして、これを濃縮した後、下記条件のゲルろ過クロマトグラフィーに供して精製した。
<ゲルろ過クロマトグラフィー条件>
カラム:HiLoad 26/60、Superdex 75(60cm、id 26mm)
移動相:20mM Tris−HCl、100mM NaCl buffer(pH8)
流速:2.5ml/min
ゲルろ過クロマトグラフィーで得られたクロマトグラムを図1(a)に示す。図1(a)に示す161−181mLの部分を分取し、非還元条件でSDS−PAGE(15%アクリルアミドゲル)に供した。その結果を図1(b)に示す。HLA−G2の分子量から、矢印で示すピークがHLA−G2の溶出画分であることを確認し、当該画分を回収濃縮してHLA−G2とした。
(マウス免疫抑制性レセプターPIR−Bに対する結合性確認)
ヒト免疫抑制性レセプター(Leukocyte Immunoglobulin−Like Receptor B)であるLILRBのマウスホモログであるPIR−B(Pried−Immunoglobulin−like Receptor B)に対するHLA−G2の結合性を、表面プラズモン共鳴(Surface plasmon resonance)を用いて評価した。
(1)PIR−Bの調製
PIR−Bの細胞外ドメインをHEK293T細胞にトランスフェクションし、これを1%FBS−DMEMで72時間培養した。PIR−Bの細胞外ドメインのアミノ酸配列及びそれをコードする遺伝子の塩基配列を、それぞれ配列番号5及び6に示す。なお、PIR−Bの全長のアミノ酸配列はNCBIのNM_011095において公表されており、PIR−B細胞外ドメインはこのうちドメイン1〜6にあたる部分である。
次いで、培養物から上清を回収し、NiアフィニティクロマトグラフィーによりPIR−B細胞外ドメインを精製し、これを濃縮した後、下記条件のゲルろ過クロマトグラフィーに供して精製した。
<ゲルろ過クロマトグラフィー条件>
カラム:HiLoad 26/60、Superdex 75(60cm、id 26mm)
移動相:20mM Tris−HCl、100mM NaCl buffer(pH8)
流速:2.5ml/min
ゲルろ過クロマトグラフィーで得られたクロマトグラムを図2(a)に示す。図2(a)に示すように、2つのピークが検出された。各ピーク画分を分取し、各画分を非還元条件でSDS−PAGE(12.5% アクリルアミドゲル)に供した。その結果を図2(b)に示す。PIR−Bの分子量から、矢印で示すピークがPIR−Bの溶出画分であることを確認し、当該画分を回収濃縮してPIR−B細胞外ドメインとした。
精製したPIR−B細胞外ドメインを、Reaction buffer(50mM D−biotin、l00mM ATP、15μM BirA)に15μMとなるように溶解し、ビオチン化した。ゲルろ過クロマトグラフィー(Superdex 200)によりReaction bufferからビオチン化PIR−B細胞外ドメインを分離し精製した。
(2)HLA−G2のPIR−B(細胞外ドメイン)への結合性評価
BIAcore(登録商標)3000(GE healthcare社のBIAcore)を使用し、HLA−G2と上記で調製したPIR−B細胞外ドメインとの結合性を表面プラズモン共鳴実験により評価した。まず、研究用センサーチップ上に、ストレプトアビジンを共有結合で固定化し、そのストレプトアビジンを介して、ビオチン化PIR−B細胞外ドメインとネガティブコントロールであるBSAを固定化した。次に、ランニングバッファーであるHBS−EP(10mM へペスpH7.5,150mM 塩化ナトリウム、3.4mM EDTA、0.005% Surfactant P20)に溶解したHLA−G[α1−3]ダイマーを5μL/分で流した。各濃度での結合応答は、サンプルフローセルにおける応答から対照フローセルにおいて測定された応答を減算することによってカイネティクス測定を行った。解析にはBIAevaluation version:4.1.1(GE Healthcare)を用いた。
図3は、各濃度HLA−G2(0.10μM、0.20μM、0.39μM、0.78μM、1.56μM)に対するPIR−Bの反応を示す図である。図3の結果から、1:1結合モデルを用いた解析によるみかけの解離定数(Kd値)は142nMであった。この結果から、HLA−G2は、ヒトLILRB2に相当するマウスのPIR−Bの細胞外ドメインに結合することが確認された。
(実施例2)
HLA−G2タンパク質のヒト末梢血由来細胞に対する機能を明らかにするために、受容体LILRB2を発現する単球をCD14ポジティブセレクションによってヒトPBMCから調製した。
図4に、LILRB2を発現する単球の調製について示す。PBMC(Peripheral Blood Mononuclear Cells:末梢血単核細胞)を密度勾配遠心分離法(Density Gradient Centrifugation:DGC)により単離した。CD14ポジティブセレクションを行った。
LILRB2発現ヒト単球の調製方法について説明する。採血した末梢血をPBSで希釈後、Lymphoprep(Axis−Shield、ジアトリゾ酸ナトリウム、ポリサッカライドからなる溶液)に重層し、遠心した。血漿、Lymphoprep層の間にPBMC層が形成され、これを回収した。回収したPBMCを、ヒトCD14マイクロビーズ(Miltenyi Biotec)を用いたMACS(Miltenyi Biotec、磁気細胞分離法)により、CD14ポジティブなPBMCを単球として回収した。図4(c)は、回収した単球がLILRB2を発現していることを示す。回収した細胞は、フィコエリスリン(PE)標識の抗LILRB2抗体(42D1)で染色され、更に測定10分前に7−AADで処理された。解析には、7−AADで染色されなかった細胞(R1ゲート)であり、かつFSC−SSCドットブロットで単球が現れる部分に存在する細胞(R2ゲート)を使用した(図4(b))。抗LILRB2抗体と同じアイソタイプの抗体(Isotype Control Antibody)で染めた場合のヒストグラム(灰色)が含まれないM1範囲内に、抗LILRB2抗体で染めた場合には平均82.2%の細胞が含まれ、CD14ポジティブ単球はLILR2を発現していることが示された。
上記の通り調製したLILRB2発現単球を、HLA−G2とともに2日間インキュベーションした後、フローサイトメトリーによって細胞表面分子であるCD86、HLA−DR及びPD−L1の発現レベルを測定した。
LILRB2発現単球に、HLA−G2(2.3μM)又はコントロールとしてPBSを加えて、37℃、5%COで、10% FBS RPMI−1640において培養した。2日後に上清を収集し、細胞溶解物を調製し、フローサイトメトリー、ELISA及びウェスタンブロッティングを行った。
細胞培養実験手順及び細胞溶解物調製方法について説明する。LILRB2発現単球に、PBS中に溶解したHLA−G2(2.3μM)又は同じ量のPBS(コントロール)を添加し、37℃、5%COで、ペニシリン−ストレプトマイシン−アムホテリシンB懸濁液(Wako)を添加した10% FBS RPMI−1640において培養した。2日後に、細胞を回収してフローサイトメトリーを行った。培養上清は、ELISAに使用された。また、同様に処理された細胞(約2×10cells)を回収し、RIPA緩衝液(50mM Tris−HCl pH 8.0、150mM NaCl、2mM EDTA、1% NP−40、0.5% デオキシコール酸ナトリウム、0.1% ドデシル硫酸ナトリウム、プロテアーゼインヒビターカクテルcOmplete(Roche)、フォスファターゼインヒビター(Wako))中で溶解し、細胞溶解液を調製した。
フローサイトメトリー(FCM)の手順について説明する。細胞をFCM緩衝液(0.5% BSA、0.05% アジ化ナトリウム PBS溶液)に懸濁し、それぞれにPE又はFITC標識抗体を加え、15分室温、遮光でインキュベーションした後、2回FCM緩衝液で洗浄して測定に供した。細胞を測定10分前に、7−AADで処理した。前述同様にゲートを設定し、得られたヒストグラムの平均蛍光強度(MFI)を比較した。
ELISA手順について説明する。R&D Systems社のELISAキットDuoSetを用いて、添付文書通り測定した。Capture抗体を一晩、室温で96ウェルプレートに固定し、0.1% Tween−20 PBS溶液(PBST)で3回洗浄した。1% BSA PBS溶液で1時間ブロッキング後、PBSTで3回洗浄し、細胞上清をウェルに添加した。2時間後PBSTで3回洗浄し、Detection抗体を加えて2時間インキュベートした。PBSTで3回洗浄し、HRP結合ストレプトアビジン溶液を加えて20分インキュベートし、PBSTで3回洗浄した。TMB溶液(Thermo Fisher Scientific)を加え15〜25分インキュベートした後に、2N 硫酸を加え反応を停止し、プレートリーダーで450nmの吸光度を測定した(540nmの吸収をリファレンス波長として差し引いた)。各サイトカインの標準試薬を用いて検量線を作成し、細胞培養上清中のサイトカイン量を定量した。細胞培養上清は、適宜1% BSA PBS溶液で希釈して使用した。
ウエスタンブロッティングの手順について説明する。12.5%又は10%アクリルアミドゲルを用いて、SDS−PAGEにより細胞溶解液を電気泳動した。細胞溶解液には、5%メルカプトエタノール含有サンプル緩衝液(最終濃度:63mM Tris−HCl pH6.8、2% ドデシル硫酸ナトリウム、10% グリセロール、0.005% ブロモフェノールブルー)を加えた。ゲル中に展開されたタンパク質は、PVDF膜に転写され、5% スキムミルク TBS溶液でブロッキングされた。その後、ウエスタンブロッティングに用いられた抗体の添付文書に従い、膜を抗体で処理した。検出バンドは、ECL prime(GE Healthcare)、LAS 4000 miniで化学発光検出された。
フローサイトメトリー、ELISA及びウェスタンブロッティングの条件を以下に示す。
・フローサイトメトリー
抗体:抗HLA−DR抗体(Immu−357)、抗CD86抗体(2331(FUN−1)) 及び抗PD−L1抗体(29E.2A3)
・ELISA
キット:DuoSet ELISA human IL−6 and IL−10(R&D Systems)
・ウェスタンブロッティング
抗体:抗STAT3抗体(79D7)、抗Tyr705リン酸化STAT3抗体(ポリクローナル)、抗IDO抗体(D5J4E)及び抗βアクチン抗体(8H10D10)
フローサイトメトリーの結果を図5に示す。ヒトLILRB2発現単球において、HLA−G2との2日間のインキュベーション後、CD86、HLA−DRの発現低下と、PD−L1の顕著な発現増強と、が認められた。このように、ヒトLILRB2発現単球において、HLA−G2との2日間のインキュベーション後、免疫抑制的なフェノタイプが観察された。
ELISAの結果を図6に示す。ヒトLILRB2発現単球において、HLA−G2との2日間のインキュベーション後、サイトカインIL−10、IL−6の産生誘導が確認された。
ウェスタンブロッティングの結果を図7に示す。ヒトLILRB2発現単球において、HLA−G2との2日間のインキュベーション後、細胞内タンパク質STAT3リン酸化増強及びIDO発現増強が確認された。
(実施例3)
次に、LILRB2とHLA−G2との相互作用をブロックすることでどのような現象が起こるか検証した。LILRB2とHLA−G1との相互作用をブロックする抗LILRB2抗体として、27D6( CD85d(ILT4)モノクローナル抗体(27D6)、functional grade、eBioscience(Thermo Fisher Scientific))の使用を検討した。27D6は、LILRB2へのHLA−G1の結合をブロックする抗LILRB2抗体である(J Exp Med.1999 Apr 5;189(7):1149−56.Tetrameric complexes of human histocompatibility leukocyte antigen(HLA)−G bind to peripheral blood myelomonocytic cells.Allan DS et al)。まず、27D6がLILRB2とHLA−G2との相互作用をブロックするか検証した。
SPR解析手順について説明する。CAPチップ、BIACORE2000(GE Healthcare)を使用し、25℃で測定した。HBS−EP緩衝液をランニング緩衝液として使用した。まず、ビオチン化したLILRB2を2つのフローセルのチップ上に約700RUずつ固定化した。1つのフローセルにのみ、27D6抗体(10nM)を、結合が飽和に達するまで、3回添加した。2つのLILRB2固定フローセルにHLA−G2(3.6μM)を流し、レスポンスを比較した(コントロールには、BSAを固定したフローセルのレスポンスを用いた)。
抗LILRB2抗体(27D6):10nM
HLA−G2:3.6μM
HBS−EP緩衝液:10mM HEPES、150mM NaCl、3mM EDTA、0.005% Tween−20
測定機器:BIACORE3000(GE)
結果を図8に示す。HLA−G2を注入すると、LILRB2+27D6では、LILRB2単独に比してレスポンスの値が低下することが確認された(図8(b))。以上より、27D6は、LILRB2とHLA−G2との相互作用をブロックすることが確認された。
次に、HLA−G2処理単球のブロッキング分析を行った。27D6(4μg)と30分間インキュベーションした後、HLA−G2とともに2日間インキュベーションした。より具体的には、27D6抗体(4μg)(コントロールとしてアイソタイプが一致する抗体を同量用いた)と30分インキュベーションした後、PBS中に溶解したHLA−G2(2.3μM)または同じ量のPBS(コントロール)を添加し、37℃、5%COで、ペニシリン−ストレプトマイシン−アムホテリシンB懸濁液(Wako)を添加した10%FBS RPMI−1640において2日間培養した。細胞を回収し、RIPA緩衝液に溶解した。ウエスタンブロッティングなど、これ以降の操作については前述同様に行った。
結果を図9に示す。27D6とともにインキュベーションすることで、IDOの発現が抑制された(図9(a))。また、27D6とともにインキュベーションすることで、IL−10、IL−6の産生が抑制された(図9(b)、(c))。以上より、27D6は、LILRB2とHLA−G2との相互作用をブロックすることにより、IDOの発現及びIL−10、IL−6の産生を抑制することが示唆された。
(実施例4)
次に、ヒト単球由来の樹状細胞であるIL−4−DCを用いて、LILRB2へのHLA−G2結合によって引き起こされる現象について検討した。
IL−4−DCを、1000U/mL GM−CSF、500U/mL IL−4添加培地で6日間インキュベーションすることで得た。得られたIL−4−DCをHLA−G2(2.3μL)又はコントロールとしてのPBSとともに、37℃、5%COで、培地(10% FBS RPMI−1640(抗生物質添加)+1000U/mL GM−CSF及び500U/mL IL−4)中で培養した。培養開始3日後に、培地を交換し、上清を収集し、ELISAに供した。培養開始6日後に、上清を収集し、フローサイトメトリーを行った。
フローサイトメトリー、ELISA及びウェスタンブロッティングの条件を以下に示す。
・フローサイトメトリー
抗体:抗HLA−DR抗体(Immu−357)、抗CD86抗体(2331(FUN−1)) 及び抗PD−L1抗体(29E.2A3)
・ELISA
キット:DuoSet ELISA human IL−6 and IL−10(R&D Systems)
フローサイトメトリーの結果を図10に示す。IL−4−DCにおいて、HLA−G2との2日間のインキュベーション後、CD86の発現低下と、PD−L1の顕著な発現増強と、が認められた。このように、IL−4−DCにおいても、HLA−G2との6日間のインキュベーション後、免疫抑制的なフェノタイプが観察された。
ELISAの結果を図11に示す。IL−4−DCにおいても、HLA−G2との3日間のインキュベーション後、サイトカインIL−10、IL−6の産生誘導が確認された。
(実施例5)
次に、ヒト単球由来の樹状細胞であるIFN−DCを用いて、LILRB2へのHLA−G2結合によって引き起こされる現象について検討した。
Exp Dermatol.2015 Jan;24(1):35−41.doi:10.1111/exd.12581.Epub 2014 Dec 8.Nieda M et alに基づきIFN−DCを培養し、培養開始2日後に、HLA−G2(2.3μL)又はコントロールとしてのPBSとともに、37℃、5%COで、培地(10% FBS RPMI−1640(抗生物質添加)+1000U/mL GM−CSF及びIFN−α)中で培養した。培養開始4日後に、培地を交換し、上清を収集し、フローサイトメトリー及びELISAを行った。
フローサイトメトリー、ELISA及びウェスタンブロッティングの条件を以下に示す。
・フローサイトメトリー
抗体:抗HLA−DR抗体(Immu−357)、抗CD86抗体(2331(FUN−1))及び抗PD−L1抗体(29E.2A3)
・ELISA
キット:OptEIA ELISA human IL−6 and IL−10(BD)
フローサイトメトリーの結果を図12に示す。IFN−DCにおいて、HLA−G2との2日間のインキュベーション後、HLA−DRの発現低下と、PD−L1の顕著な発現増強と、が認められた。このように、IFN−DCにおいても、HLA−G2との2日間のインキュベーション後、免疫抑制的なフェノタイプが観察された。
ELISAの結果を図13に示す。IFN−DCにおいても、HLA−G2との2日間のインキュベーション後、サイトカインIL−10、IL−6の産生誘導が確認された。
(実施例6)
次に、CD8T細胞を用いて、IFN−DCについてオートの混合リンパ球反応実験を行った(図14(a))。
2日間HLA−G2又はPBS(コントロール)とインキュベーションされたIFN−DCを、一晩、Mart1(A27L)ペプチドで処理した。Mart1(A27L)ペプチド(ELAGIGILTV:配列番号7)は、Melan−A/MART1という黒色腫関連抗原由来のペプチドであり、HLA−A*0201に提示される。27番目のアミノ酸であるアラニンをロイシンに置換することで、よりCD8陽性T細胞によって認識されるよう改変されたペプチドである。IFN−DCと非接着性PBMC(リンパ球として使用)とを、1:10となるように混合し、3日毎に継代を繰り返しながら、100U/mL IL−2存在下、10% FBS RPMI−1640培地中で14日間培養した。その後、細胞をFITC標識抗CD8抗体とPE標識Mart1(A27L)ペプチド4量体とで染色し、フローサイトメトリーで解析した。フローサイトメトリーは、HLA−A2/Mart1(A27L)テトラマー(PE−conjugated SA使用)とanti−CD8(B9.11)−FITC(Beckman Coulter)との2重染色により行われた(使用機器:Epics XL MCL(Beckman Coulter,Brea,CA,USA)。
結果を図14(b)に示す。HLA−G2非存在下では、CD8T細胞は活性化されていたが、HLA−G2処理によって、CD8T細胞の活性化の抑制が観察された。以上より、HLA−G2によって腫瘍免疫が抑制され、HLA−G2とLILRB2との相互作用をブロックすることにより腫瘍免疫が活性化されることが示唆された。
(実施例7)
次に、PD−L1発現増強に対するLILRB2−HLA−G2結合阻害実験を行った。実験の概要を図15に示す。Healthy Control 1,2(Donor 1,2)由来のLILRB2発現ヒト単球と、27D6(又はコントロールの抗体)と、を30分間インキュベートした。27D6を、Healthy Control 1では10μg、Healthy Control 2では7μg使用した。コントロールとしてアイソタイプが一致する抗体を同量用いた。なお、Healthy Control 1,2からのLILRB2発現ヒト単球の調製方法については、実施例2と同様である。その後、PBS中に溶解したHLA−G2(2.3μM)または同じ量のPBS(コントロール)を添加し、37℃、5%COで、ペニシリン−ストレプトマイシン−アムホテリシンB懸濁液(Wako)を添加した10% FBS RPMI−1640において2日間培養した。その後、PE標識抗PD−L1抗体で細胞を染色し、フローサイトメトリーで解析した。フローサイトメトリーは、抗PD−L1抗体(29E.2A3)を用いて行われた。PE標識抗PD−L1抗体で染色された細胞のヒストグラムの平均蛍光強度とPD−L1細胞の割合(%)を比較し、27D6抗体存在、非存在時のPD−L1発現の増加率を評価した。
結果を図16(a)−(c)に示す。図16(b)は、Donor 1(Healthy Control 1)及びDonor 2(Healthy Control 2)におけるMFI(Mean Fluorescence Intensity:平均蛍光強度のアイソタイプコントロールとの差)を示し、図16(c)は、Donor 1(Healthy Control 1)及びDonor 2(Healthy Control 2)におけるPLD1陽性細胞の減少率を示す。図16(b)、(c)において、「G2」は「HLA−G2」、「IC」は「isotype control」を示す。Donor 1(Healthy Control 1)及びDonor 2(Healthy Control 2)の両方において、27D6によって、HLA−G2とLILRB2との相互作用がブロックされ、PD−L1発現が抑制されていることが示された。
図17に、HLA−G2とLILRB2との相互作用をブロックすることにより誘導される腫瘍免疫メカニズムについて説明する。HLA−G2−LILRB2相互作用をブロックすることで、T細胞活性化抑制に関与するIDOの発現低下、その上流シグナルであると考えられるIL−10発現低下、単球や抗原提示細胞における免疫抑制誘起に関与するIL−6の発現低下、そしてPD−L1の発現抑制を介して、腫瘍免疫が誘起される。このように、HLA−G2とLILRB2との相互作用をブロックすることにより、PD−L1の発現抑制の他、IL−10、IL−6発現抑制等が総合的に作用して、腫瘍免疫の効果を奏する。
今後、HLA−G2−LILRB2シグナルにより誘導される腫瘍免疫抑制を解除する、低分子化合物、抗体等のスクリーニング法の開発、最終的にはHLA−G2−LILRB2シグナルを標的とした新規抗がん剤開発が期待される。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
本出願は、2018年3月13日に出願された、日本国特許出願2018−046024号に基づく。本明細書中に日本国特許出願2018−046024号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものと
する。

Claims (6)

  1. HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との相互作用阻害剤を有効成分とする腫瘍予防又は治療剤。
  2. 前記相互作用阻害剤は、抗LILRB2抗体である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の腫瘍予防又は治療剤。
  3. HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との相互作用阻害剤を有効成分とするプログラム細胞死リガンド1(PD−L1)抑制剤。
  4. 前記相互作用阻害剤は、抗LILRB2抗体である、
    ことを特徴とする請求項3に記載のPD−L1抑制剤。
  5. 被検物質の存在下及び前記被検物質の非存在下で、HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との結合の度合いを測定する工程と、
    前記被検物質の存在下における前記度合いと、前記被検物質の非存在下における前記度合いと、を比較する工程と、
    前記被検物質の存在下における前記度合いが、前記被検物質の非存在下における前記度合いより低い場合に、前記被検物質を腫瘍予防又は治療剤と評価する工程と、
    を含む腫瘍予防又は治療剤のスクリーニング方法。
  6. 被検物質の存在下及び前記被検物質の非存在下で、HLA−G2と白血球Ig様受容体B2(LILRB2)との結合の度合いを測定する工程と、
    前記被検物質の存在下における前記度合いと、前記被検物質の非存在下における前記度合いと、を比較する工程と、
    前記被検物質の存在下における前記度合いが、前記被検物質の非存在下における前記度合いより低い場合に、前記被検物質を腫瘍予防又は治療剤と評価する工程と、
    を含むプログラム細胞死リガンド1(PD−L1)抑制剤のスクリーニング方法。
JP2020506622A 2018-03-13 2019-03-13 Pd-l1抑制剤、及びpd-l1抑制剤のスクリーニング方法 Active JP7245541B2 (ja)

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