KR20130027043A - 재조합 인간 인터페론-유사 단백질들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재조합 인간 인터페론-유사 단백질들에 관한 것이다. 하나의 구체예에서, 유전자 셔플링 테크놀로지에 의해 만들어진 재조합 단백질은 자연 발생 인간 인터페론 알파 2b (HuIFN-α2b)와 비교하여 강화된 항-바이러스 및 항-증식 활성들을 갖는 것으로 기술되어 있다. 본 발명은 상기 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드, 및 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하여 구성되는 재조합 벡터들 및 호스트 세포들을 포함한다. 상기 폴리뉴클레오티드는 SEQ ID No: 1과 적어도 93% 동일한 서열을 각기 갖는 폴리뉴클레오티드들의 군으로부터 선택되고, 상기 단백질은 SEQ ID No: 2와 적어도 85% 동일한 아미노산 서열을 각기 갖는 단백질들의 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 단백질들 및 이 단백질들을 포함하여 구성되는 조성물들은 바이러스성 질환들 및 암과 같은, 인터페론 요법에 민감하게 반응하는 상태들(conditions)의 치료를 위해 사용될 수 있다.

Description

재조합 인간 인터페론-유사 단백질들{RECOMBINANT HUMAN INTERFERON-LIKE PROTEINS}

본 발명은, 인간 인터페론-유사(human interferon-like) 생물학적 활성들을 갖는 재조합 단백질들에 관한 것이다.

본 출원에는 Nature (참고문헌 1)에 실린 인터페론 (IFN) 명명법(nomenclature)이 채택되어 있다.

1957년에 Isaacs 및 Lindenmann에 의해 발견된 인간 인터페론들 (HuIFNs) (참고문헌 2)은, 바이러스 감염 또는 미토겐 노출과 같은, 다양한 자극들에 노출 시 아주 다양한 진핵 세포들에 의해 분비되는 시토킨들의 잘 알려져 있는 패밀리(family)이다. 인터페론들은, 세포 성장 및 면역 시스템의 특수화 및 조절에 미치는 영향들을 포함하여, 세포 거동(cellular behavior)에 많은 변화들을 이끌어낼 수 있다(참고문헌 3-7). 인간 인터페론들은 6의 서브그룹들, 즉, IFN-α, IFN-β, IFN-γ. IFN-ω, IFN-ε 및 IFN-κ으로 분류되어 왔다. HuIFN-α (백혈구-유래 인터페론)은, 인간 백혈구 세포들에서 그리고, 림포블라스토이드(lymphoblastoid) 세포들에서, 소량의 HuIFN-β (섬유아세포-유래 인터페론)과 함께, 만들어진다. 인간 인터페론들은, 그들의 화학적 및 생물학적 특성들에 의해 두개의 일반적인 카테고리들로, 즉 타입 I 및 타입 II로, 더 분류되어 왔다. 타입 I은, 최근에 발견된 IFN-ω, IFN-ε 및 IFN-κ 서브그룹들과 함께 IFN-α 및 INF-β 서브그룹들로 구성된다. 타입 II는 하나의 멤버: IFN-γ (면역 인터페론) 만을 가진다.

여러 인터페론 서브그룹들은 여러 구조적 및 생물학적 특성들을 가진다. HuIFN-β는 균질 상태로 정제되어 특성이 밝혀진(characterized) N-결합(N-linked) 당단백질 (참고문헌 8, 9)이다. 그것은, 아마도 그 탄수화물 모이어티(moiety)로 인해, 크기가 서로 다르다. 그러나, 166 아미노산들의 단백질을 암호화하는, 단 하나의 인간 IFN-β 유전자가 있다. IFN-β는, 약 30-40% 동일성(identity)을 공유하는(sharing), IFN-α에 대한 낮은 호몰로지(homology)를 가진다.

IFN-β 유전자의 단일성(singleness)과 대조적으로, HuIFN-α는 본질적으로 14 유전자들의 다중유전자 패밀리(multigene family)로 구성되는, 하나의 서브그룹이다. 하나 또는 둘의 아미노산 차이들로 만들어진 작은 변이체들(variants)은 복대립 유전인자들(multiple alleles)의 원인이 된다(참고문헌 10). 위유전자(pseudogene) IFNAP22를 제외하고는, 13 단백질들을 암호화하는 13 유전자들이 있다. 각 단백질은 165-166 아미노산들을 포함하여 구성된다. 유전자 IFNA13에 의해 암호화된 단백질은 단백질 IFNA1과 동일하다. 따라서, 12의 개별적인 인터페론 알파 단백질들: IFNA1, IFNA2, IFNA4, IFNA5, IFNA6, IFNA7, IFNA8, IFNA10, IFNA14, IFNA16, IFNA17, 및 IFNA21이 있다. IFN-α 서브타입들 사이의 아미노산 서열 동일성은 일반적으로 80-85% 호몰로지를 가진다(참고문헌 11).

성숙한 IFN-ω는 IFN-α 종들(species)의 패밀리에 대해 60% 뉴클레오티드 서열 호몰로지를 나타내나, 그 C-말단에 있는 6 아미노산들 만큼 더 길다. IFN-ω는 인터페론-β과 더 먼 관계이다(약 30% 서열 호몰로지를 공유함). 인간 IFN-ω는 IFN-α와 항원적으로 다르며, 타입 I IFN-α 리셉터(receptor)와 그 상호작용에서 다르기 때문에 IFN-α 그룹으로 분류되지 않는다(참고문헌 12). IFN-ω은 인간 백혈구 인터페론들의 주요 성분으로서 바이러스-감염 백혈구들에 의해 분비된다.

인간 IFN-ε의 성숙한 단백질은, IFN-α2 및 IFN-β에 대해 각각 약 33% 및 37%의 서열 호몰로지를 공유하는, 185-아미노산들을 포함한다(참고문헌 13, 14). IFN-ε의 기능 및 생물물리학적 특성들은, 아주 상세히 특성화되지 않았으나, 타입 I 인터페론들과 같은 기능을 한다. IFN-ε는 또한 재생산 기능(reproductive function)에서 역할을 할 수 있다(참고문헌 15).

IFN-κ, 180 아미노산 인간 시토킨은, 최근에 동정된(identified) 타입 I IFN 이다. IFN-κ의 코딩 서열(coding sequence)은 인간들에게서 발견된 다른 타입 I 인터페론들과 ~30% 동일하다. IFN-κ의 독특한 특성은 비유도(uninduced) 세포들, 특히 케라틴형성세포들(keratinocytes)에서 그 전사(transcript)의 검출가능한 본질적 발현(constitutive expression)이다. IFN-κ는 선천적 면역 시스템의 세포들에 대한 그 영향에 의해 시스템적 또는 국소적 면역 기능들을 조절하는 역할을 할 수 있다(참고문헌 16). 그러나, IFN-κ는 낮은 항-바이러스 활성을 나타낸다(참고문헌 17).

인간 타입 I 인터페론은, 다양한 세포 유형들의 세포 표면에 광범위하게 분포되어 있는, 2-리셉터 서브유닛들, IFNAR-1 및 -2에 결합되어 있는 것으로 보인다. 리간드(ligand) 포함은, IFNAR-1 및 -2에 각각 결합되어 있는, 티로신 키나제(tyrosine kinases) TYK2 및 JAK-1의 인산화의 유도를 가져온다. STAT 단백질들은, 일단 인산화되면, 리셉터로부터 해방되어, 이종이량체들(heterodimers) 뿐만 아니라 동종이량체들(homodimers)을 형성한다(참고문헌 18, 19). STATA의 이량체들은, 일단 해방되면, 세포핵으로 이동하는, ISGF-3 (IFN-stimulated gene factor-3)으로 불리우는 복합체를 형성하는, 하나의 DNA 결합(binding) 단백질, IRF-9 (interferon Responsive Factor 9)와 결합한다. 그 다음에는, ISGF-3 복합체(complex)가 모든 IFN 유도성(inducible) 유전자들의 업스트림(upstream)에 존재하는 DNA 요소(element)에 결합한다. 이것은 이른바 "전형적인(classical)" 신호 전달 경로(signal transduction pathway)이다.

타입 I IFNs에 의해 제어되는 생화학적 경로들과 작용(action)의 새로운 모드들(modes)이 지속적으로 발견되고 있다. 예를 들어, 신호 변환 경로(signal transduction pathway)의 PI3K의 다운스트림(downstream)에서, NF-kB(nuclear factor kappa-B) 및 PKC-d는, IFN-β로 배양된 호중구(neutrophils)에서 관찰되는 세포사멸억제 효과들(anti-apoptotic effects)과 관련되어 있다(참고문헌 20).

인터페론 유도 유전자들(interferon induced genes)로 불리우는, 300 보다 많은 유전자들은 IFN 처리(treatment)에 대해 민감하게 반응한다. 가장 많이 연구된 IFN 단백질들은 항-바이러스 특성들을 갖는 것들이다. 예를 들어, 2,5올리고신테타제 패밀리(OAS-1 및 -2)의 효소는, 바이러스 및 세포 RNA들을 분해하는 효소인 RNAseL에 결합하여 이를 활성화시키는, 짧은 올리고아데닐레이트들의 합성을 촉매작용하고, 그에 따라 단백질 합성을 억제한다. DsRNA-활성(activated) 단백질 키나제 (PKR)는 또한 해독 개시 인자(translation initiation factor) eIF2a를 인산화하여 바이러스 및 세포 단백질 합성들의 억제를 가져온다. 더욱 최근에, PKR은 또한 염증성 시토킨 유도, 면역제어, 및 세포사멸(apoptosis)에 중추적인 행위를 하는 전사 인자 NF-κB의 활성화를 위해 필요한 것으로 밝혀졌다. Mx (myxovirus-resistance) 단백질들은, 세포내 바이러스 입자들(viral particles)의 이송, 또는 바이러스 RNA의 전사의 어느 하나를 방해함으로써 RNA 바이러스들의 복제를 억제한다. RNA-특이성 아데노신 데아미나제(RNA-specific adenosine deaminase: ADAR)는 아덴신(adensine)을 이노신(inosine)으로 변환시키고, 그에 따라 바이러스 RNA 게놈들의 초돌연변이(hypermutation)를 일으킨다(참고문헌 21).

인간 인터페론들은 항-바이러스, 항-종양, 및 면역제어 기능들을 포함하는 생물학적 활성들의 폭넓은 스펙트럼을 갖는다. 인간 인터페론들의 임상적 잠재력들(clinical potentials)이 널리 탐구되어 왔으며, 아래에 요약되어 있다.

항-종양 적용들(applications)과 관련하여, 인간 인터페론들은 면역조절 및 신생혈관형성억제 반응들(anti-angiogenic responses)을 조절함으로써 간접적으로 또는 종양 세포들의 증식 또는 세포 분화(cellular differentiation)에 직접적으로 영향을 줌으로써 항-종양 효과들을 달성할 수 있다(참고문헌 22). 인터페론 요법(therapy)은, 여러 가지 백혈병들 (참고문헌 23), 예컨대, 모발상 세포 백혈병 (참고문헌 24), 급성 및 만성 골수성 백혈병 (참고문헌 25-27), 골육종 (참고문헌 28), 기저 세포 육종 (참고문헌 29), 신경 교종 (참고문헌 30), 신세포 육종(참고문헌 31), 다발성 골수종 (참고문헌 32), 흑색종 (참고문헌 33), 카포시 육종(Kaposi's sarcoma) (참고문헌 23) 및 호지킨 병(Hodgkin's disease) (참고문헌 34)의 치료에 사용되어 왔다. IFN-α의 시타라빈(cytarabine) (ara-C), 5-FU, 수산화요소 및 IL-2와의 결합 요법이 잘 연구되어 있으며, 대부분 HuIFN-α 단독보다 크게 우수한 결과들을 나타낸다(참고문헌 3). 인간 인터페론들 및 테모졸로마이드의 조합(combination)을 사용한 진행 암(advanced cancer)의 상승적 치료가 또한 보고되어 왔다(참고문헌 35).

항-바이러스 적용들(applications)과 관련하여, 인간 인터페론들은 항-바이러스 요법을 위해, 예컨대, AIDS (참고문헌 36); 만성 헤파타이티스 B, 헤파타이티스 C를 포함하는 바이러스성 헤파타이티스 (참고문헌 37, 38); 유두종 바이러스 감염 (참고문헌 39); 헤르페스 바이러스 감염 (참고문헌 40); 바이러스성 뇌염 (참고문헌 41)의 치료에 그리고 비염 및 호흡기 감염들 (참고문헌 40)의 예방에 임상적으로 사용되어 왔다.

인간 인터페론들은 또한 항균성 요법 (참고문헌 42)을 위해 임상적으로 사용되어 왔으며, 예를 들어, 에어로졸화 HuIFN-γ (참고문헌 43) 및 HuIFN-α는 다제제내성 폐결핵(multidrug-resistant pulmonary tuberculosis)이 있는 환자에 사용되어 왔다(참고문헌 44). HuIFN-γ는, 뇌의 다제제내성 결핵의 치료에 사용되어 왔다(참고문헌 45).

인간 인터페론들은 또한 면역제어 요법을 위해, 예컨대, 이식편 대 숙주 거부(graft vs. host rejection)를 예방하기 위하여 또는 다발성 경화증 (참고문헌 46, 47) 및 쇼그랜 증후군(Sjogren's syndrome) (참고문헌 48)와 같은 자가면역(autoimmune) 질환들의 진행을 축소하기 위하여, 임상적으로 사용되어 왔다. IFN-β는 다발성 경화증의 치료를 위해 미국의 FDA에 의해 승인되었다. 최근에 다발성 경화증이 있는 환자들이 타입 I 인터페론들 및 인터루킨-2(interleukin-2)의 생성을 감소시킨 것으로 보고되었다(참고문헌 49). 더욱이, HuIFN-α를 사용한 면역제어 요법은, 골수 이식 후에 재발한 만성 골수성 백혈병 (CML) 환자들에게 효과적인 요법인 것 같다(참고문헌 50).

백신 보강(vaccine adjuvantation)과 관련하여, 인간 인터페론들은 흑색종의 치료에 보조제로서 임상적으로 사용되어 왔으며 (참고문헌 51), 많은 다른 질환들을 위한 예방적 또는 치료적 백신접종의 경우들에서 면역 반응을 강화하거나 가장하기(simulate) 위한 보조제 또는 협동보조제(coadjuvant)로서 또한 사용될 수 있다(참고문헌 52).

HuIFN-α2a는, 임상 시험들에 사용될 첫번째 신생혈관형성 억제제였으며, 생명을 위협하는 혈관종의 치료에 있어 어린이들에게 효과적이었다(참고문헌 53, 54). 또 다른 임상적 증상(clinical indication)은 골의 거대-세포(giant-cell) 종양이다. Kaban 등은 하악골의 크고, 빠르게 성장하며, 재발하는 거대-세포 종양의 극적인 퇴화(regression)를 보고하였다(참고문헌 55).

인간 인터페론들이 많은 중요한 임상적 효용들(applications)을 가지기는 하나, 그들은 중대한 부작용들과 다른 한계들을 나타낸다. 인간 인터페론들을 포함하는, 대부분의 시토킨들은, 국부적으로 그리고 일시적으로 활동하기 위해 생체내에서 만들어지기 때문에 비교적 짧은 순환 반감기들(circulation half-lives)을 가진다. 인간 인터페론들은 시스템적 치료법으로서 투여되는 것이 일반적이기 때문에, 빈번히 그리고 비교적 많은 투여량들(doses)로 투여되어야 한다. 빈번한 비경구 약품 투여들은 불편하고 고통스럽다. 더욱이, 인간 인터페론들 투여와 관련된 유독성 부작용들은, 종종 몇몇 사람들이 치료를 견디어내지 못할 정도로 너무 혹독하다. 이러한 부작용들은 아마도 높은 투여량들의 시스템적 투여와 관련되어 있다. 또한, 임상 연구들에서, 몇몇 환자들이, 그 생물학적 활성을 중화시키는, rHuIFN에 대한 항체들을 만들어내는 것으로 밝혀졌다(참고문헌 56).

많은 응용들(applications), 예컨대, 항암 치료와 함께, 항-바이러스, 면역치료, 항기생충, 항균을 위해, 또는 증가된 인터페론 활성 및/또는 감소된 부작용들이 필요한 의학적 상태 또는 상황을 위해, 강화된 효력을 갖는 신규한 인터페론 단백질들의 개발이 긴급히 필요한 것이 명백하다. 전반적으로, 인간 인터페론들이 차세대 신규한 항-종양 및 항-바이러스 요법들에서 중요한 역할을 할 가능성이 높다(참고문헌 10).

시토킨 약품들의 약학적 특성들을 향상시키기 위한 가장 효율적인 수단이 시토킨 단백질 그 자체를 돌연변이시키는 것임이 이 분야에 잘 알려져 있다. 인터페론 펩티드들을 돌연변이시키기 위한 다양한 전략들과 기술들이 시간이 지나면서 발전되어 왔다. 일반적으로, HuIFN-α 돌연변이체들을 만들기 위해 세가지 전략들(strategies)이 현재 사용된다.

첫 번째 전략은 IFN 하이브리드들(hybrids)을 만드는 것이다. 몇몇 연구자들은 동종(homologous) 코딩 프레그먼트들을 함께 이어 맞추기 위해 IFN-엔코딩 서열들 내에 자연적으로 발생하는 제한 효소(restriction endonuclease: RE) 절단 사이트들(cleavage sites)의 존재의 이점을 취하였다(참고문헌 57, 58). 많은 수의 하이브리드 인터페론들의 제조가 Horisberger 및 Di Marco에 의해 검토되었으며(참고문헌 11): 이 논문은 그러한 분자들의 구성 방법의 개요를 제공한다. 하이브리드 인터페론들의 구성을 위한 방법들의 구체적인 예들이 기술되어 있다. 몇몇 연구자들은 돌연변이체 IFN-αs를 구성하고, 그것에 의해 특히 바람직한 핵산 프레그먼트들을 만든 다음 여러 인터페론들의 새로운 단편들(pieces)을 함께 이어 붙일 가능성을 획득하기 위해 PCR 증폭의 이점을 취하였다(참고문헌 59). 미국 특허 제6,685,933호(참고문헌 60)에는 또한 인간 IFN 하이브리드들을 만들기 위한 PCR 증폭 기술들이 기술되어 있다. 인터페론 하이브리드들은, 미국 특허 제5,137,720호 (참고문헌 61) 및 미국 특허 제6,685,933호 (참고문헌 60)에 기술되어 있는 것과 같이, 인터페론 서브그룹 내에 또는 미국 특허 제6174996호 (참고문헌 62) 및 미국 특허 제6,685,933호 (참고문헌 60)에 기술되어 있는 것과 같이, 적어도 둘의 상이한 인터페론 분류 그룹들 사이에 만들어질 수 있다. 또한, 하이브리드의 부모 유전자들은, 하나의 종(species) (대부분 인간), 예컨대, HuIFN-α와 HuIFN-ω 사이의 하이브리드들로부터 유래할 수 있거나, 하나보다 많은 동물 종들, 예컨대, 인간과 쥐 인터페론-αs 사이의 하이브리드들로부터 유래할 수 있다(참고문헌 63).

인터페론 돌연변이체들을 구성하기 위한 두 번째 전략은, 하나 또는 그보다 많은 뉴클레오티드들의 변화들을 IFN DNA 분자들에 도입함으로써 사이트-특이성 점 돌연변이생성(site-directed point mutagenesis)을 사용하는 것이다(참고문헌 64). 최근에는, 시스템 돌연변이 및 컴퓨터계산 방법들이 단백질 돌연변이생성을 위한 가이드로서 사용된다(참고문헌 65).

타입 I 인간 인터페론들의 구성을 위한 세 번째 전략은, RE 소화(digestion), PCR 증폭, 화학적 합성 또는 DNase 소화에 의해 만들어진 IFN 유전자 프레그먼트들을 셔플링하고(shuffle), 뒤이어 프레그먼트들을 임의로 함께 이어 붙인 다음 그들을 증폭시키기 위해 PCR 하는 것이다. 결과로서 얻은 PCR 생성물들은, 사실상, 바람직한 표현형들(phenotypes)을 갖는 DNA 클론들이 분리될 수 있는, DNA 라이브러리(library)를 구성하기 위해 사용될 수 있는, 재배열된 인터페론 알파 유전자 프레그먼트들의 풀(a pool of rearranged interferon alpha gene fragments)이다(참고문헌 66). 예를 들어, Chang 등은, 쥐 세포들에서 증가된 항-바이러스 및 항-증식(antiproliferation) 활성들을 갖는 HuIFN 변형들(derivates)을 동정하기 위해 HuIFN 셔플링 라이브러리(shuffling library)를 구성하고 스크리닝(screening)하기 위한 방법을 기술하였다(참고문헌 67).

인간 인터페론 alfacon-1 [컨센서스(consensus) 인터페론]은, 166 아미노산들을 갖는 비자연적 발생 재조합(recombinant non-naturally occurring) HuIFN-α이다. 그것은 공지되어 있는 복제된(cloned) HuIFN-α 서열들을 기초로 하여 각각의 상응하는 구역(region)에 가장 잘 보존된 아미노산들을 부여함(assessing)으로써 발생된다. 그것은 HuIFN-α2b 에 대한 아미노산 레벨에서 89%의 서열 호몰로지와 약 10⁹ IU/mg의 특유한 항-바이러스 활성을 가진다. 인간 인터페론 alfacon-1은, 보상성(compensated) 간 질환이 있는 18세 또는 그보다 나이많은 환자들에서 만성 HCV 감염의 치료를 위해 승인되었다(참고문헌 68).

몇몇 재조합 인터페론 단백질들이 종래 기술에 공지되어 있기는 하나, 강화된 생물학적 활성들을 갖는 새로운 인터페론-유사 단백질들 및 단백질 조성물들이 필요하다.

도 1A는 본 명세서에서 Novaferon™으로 불리우는 본 발명의 신규한 단백질을 암호화하는 완전한 DNA 서열(SEQ ID No: l)을 나타낸 도면이다. 도 1B는 또한 Novaferon의 예상되는 아미노산 서열(SEQ ID No: 2)을 나타내며, 도 1C는 Novaferon 아미노산 서열의 Novaferon DNA 서열과의 정렬을 나타낸다. 성숙한 Novaferon 단백질에서, 첫 번째 아미노산, 시스테인은 잔기(residue) 1로 표시된다.
도 2A는, Novaferon 유전자의 HuIFN-α14 유전자 (Genebank number: NM_002172)와의 뉴클레오티드 서열 정렬을 나타내고, 도 2B는, Novaferon 단백질의 HuIFN-α14 단백질 (해독됨, Genebank number: NM_002172)과의 아미노산 서열 정렬을 나타낸 도면이다. 성숙한 Novaferon 단백질에서, 첫 번째 아미노산, 시스테인은 잔기 1로 표시된다. Novaferon은 뉴클레오티드 레벨에서 HuIFN-α14와 약 93% 서열 동일성 (462/498) 그리고 아미노산 레벨에서 약 87% 서열 동일성 (144/166)을 공유한다. 일치하지 않는 뉴클레오티드들은 중간 라인에 공백으로 나타나 있다.
도 3A는 Novaferon 유전자의 HuIFN-α2b 유전자 (Genebank number: NM_000605)와의 뉴클레오티드 서열 정렬을 나타내고, 도 3B는 Novaferon 단백질의 HuIFN-α2b 단백질 (Genebank number: NM_000605를 갖는 HuIFN-α2b 유전자로부터 해독됨)과의 아미노산 서열 정렬을 나타내는 도면이다. 성숙한 Novaferon 단백질에서, 첫 번째 아미노산, 시스테인은 잔기 1로 표시된다. Novaferon은 뉴클레오티드 레벨에서 HuIFN-α2b와 약 89% 서열 동일성 (445/498) 그리고 아미노산 레벨에서 약 81% 서열 동일성 (135/166)을 공유한다. 일치하지 않는 뉴클레오티드들은 중간 라인에 공백으로 나타나 있다.
도 4는, Novaferon에 의한 Daudi 세포들의 시험관내(in vitro) 항-증식 억제를 HuIFN-α2b와 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5는, 인간 전립선 암 PC-3 이종이식들(xenografts)을 갖는 누드 쥐(nude mice)에서 Novaferon 및 HuIFN-α2b의 생체내 항-종양 효과들을 나타낸 그래프이다.
도 6은, 인간 간암 Hep G2 이종이식들을 갖는 누드 쥐에서 Novaferon 및 HuIFN-α2b의 생체내 항-종양 효과들을 나타낸 그래프이다.
도 7은, 인간 흑색종 A-375 이종이식들을 갖는 누드 쥐에서 Novaferon 및 HuIFN-α2b의 생체내 항-종양 효과들을 나타낸 그래프이다.
도 8은, 대장암 LS 180 이종이식들을 갖는 누드 쥐에서 Novaferon 및 HuIFN-α2b의 생체내 항-종양 효과들을 나타낸 그래프이다.
도 9는, 인간 백혈병 HL 60(S) 이종이식들을 갖는 누드 쥐에서 Novaferon 및 HuIFN-α2b의 생체내 항-종양 효과들을 나타낸 그래프이다.

발명의 요약

본 발명에 의하면, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화하는 유리된(isolated) 폴리뉴클레오티드가 개시되어 있다. 하나의 구체예에서, 폴리뉴클레오티드는 SEQ ID No: 1과 적어도 93% 동일한 뉴클레오티드 서열을 포함하여 구성된다. 다른 구체예에서 뉴클레오티드 서열은 SEQ ID No: 1과 적어도 95% 동일하거나 적어도 98% 동일하다.

하나의 구체예에서, 본 발명은 각기 SEQ ID No: 2와 적어도 85% 동일한 아미노산 서열을 갖는 단백질들로 구성되는 군으로부터 선택되는 단백질을 포함하여 구성된다. 단백질은, 비자연적으로 발생하며, 인간 인터페론 알파 2b (HuIFN-α2b)에 비해 강화된 항-바이러스 및 항-증식 활성을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 단백질은 HuIFN-α2b 보다 적어도 2 배 큰 항-바이러스 활성과 HuIFN-α2b 보다 적어도 10 배 큰 항-증식 활성을 가질 수 있다. 특정한 구체예에서, 단백질 아미노산 서열은 SEQ ID No: 2와 적어도 90% 동일하거나 적어도 95% 동일하다.

본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드의 서열을 포함하여 구성되는 재조합 벡터들(vectors)과 이 벡터들을 포함하는 호스트 세포들을 포함한다. 본 발명은 또한 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 폴리펩티드 프레그먼트들을 포함한다. 본 발명은 단백질 구성물들(constructs) 그리고 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 다른 조성물들, 예컨대, 단백질, 및 무기 폴리머와 같은 다른 모이어티(moiety)를 포함하여 구성되는 컨쥬게이트들(conjugates)을 더 포함한다. 본 발명은, 예를 들어, 항-바이러스제 또는 항암제로서, 치료 목적들을 위한 단백질과 조성물들의 용도들 그리고 방법들을 더 포함한다. 본 발명은 또한 인터페론 요법(interferon therapy)에 민감하게 반응하는 다른 상태들의 치료를 위해서도 사용될 수 있다.

발명의 상세한 설명

다음의 설명 전체에 걸쳐, 본 발명에 대한 더 철저한 이해를 제공하기 위해 구체적인 세부 내용들이 기술되어 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 세부 사항들 없이도 실시될 수 있다. 다른 경우들에서, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 잘 알려진 구성요소들은 나타내지 않거나 상세히 기술하지 않았다. 따라서, 명세서 및 도면들은 한정적이라기보다는 설명적인 의미로 고려되어야 한다.

용어들의 정의

본 발명을 상세히 설명하기 전에, 본 발명은, 기술된 특정한 단백질 분자들, 방법론(methodology), 프로토콜들(protocols), 세포 라인들, 벡터들, 및 시약들로 한정되지 않는 것으로 이해하여야 하며, 이는 그러한 것들이 다양할 수 있기 때문이다. 본 명세서에 사용된 전문용어들은 단지 특정한 구체예들을 설명하는 목적만을 위한 것이며, 첨부된 청구항들에 의해서만 제한될 본 발명의 범위를 제한하려고 의도된 것이 아님을 또한 알아야 한다.

본 명세서에 설명되어 있는 본 발명을 더 완전히 이해하기 위해 다음의 용어들이 사용되며 아래에 기술된 바와 같이 정의되는 것으로 의도된다. 본 명세서에 사용된 전문용어들은 특정한 구체예들을 설명하는 목적만을 위한 것이며, 첨부된 청구항들에 의해서만 제한될 본 발명의 범위를 제한하려고 의도된 것이 아님을 알아야 한다.

달리 설명하지 않는 경우에는, 본 명세서에 사용된 모든 기술적 그리고 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자들이 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미들을 가진다. 본 명세서에 언급된 모든 출판물들은, 상기 출판물들에 보고되어 있고 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는, 세포 라인들, 벡터들, 및 방법론들을 설명하고 개시하는 목적을 위한 참고문헌으로서 본 명세서에 합체되어 있다. 본 명세서의 어느 것도 본 발명이 선행 발명에 의한 공개물들(disclosures)을 예상할 수 없다고 수긍하는 것으로 해석되어서는 안된다.

"인터페론"이라는 용어는, 바이러스 감염 또는 미토겐에의 노출을 포함하는, 다양한 환경 자극들에 노출될 때 여러가지 진핵 세포들에 의해 만들어진 분비 단백질들의 패밀리를 의미한다. 인터페론들은, 항-바이러스 특성들을 가지는 것에 더하여, 아주 다양한 세포 기능들에 영향을 주는 것으로 보인다. 모든 인터페론 유닛들(units)은, 본 명세서에 WHO 국제 표준들, 94/786 (rHuIFN-α 컨센서스) 및 95/650 (rHuIFN-α2a)을 참고로 하여 표시되어 있다.

"인터페론-유사"라는 용어는, 공지된 인터페론들 또는 인터페론 유사물들(analogues)이 나타내는 또는 그와 유사한 기능적 그리고/또는 구조적 특성들을 의미한다. 예를 들어, "인터페론-유사 생물학적 활성들"은 항-바이러스 및 항-증식 활성들을 포함한다. 인터페론-유사 생물학적 활성들의 다른 예들이 본 명세서에 기술되어 있으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 이를 이해할 것이다. "활성들(activities)"이라는 용어는, 단수형 용어인 "활성"을 포함하며; 그것은, 본 발명이 적어도 하나의 인터페론-유사 활성을 나타내는 재조합 단백질들 또는 다른 단백질 구성물들(constructs) 또는 조성물들을 포함한다는 것이다.

"컨센서스(consensus) 인터페론"이라는 용어는, 모든 공지된 인간 알파 인터페론 서브-타입들의 서열들의 대략적인 평균인 아미노산 서열을 갖는 합성 인터페론 타입을 의미한다. 컨센서스 인터페론은 어떤 천연의 인간 IFN-α 서브타입보다 더 높은 (약 5-배) 항-바이러스, 항-증식 및 NK 세포 활성화 활성(activation activity)을 갖는 것으로 보고되어 있다.

본 명세서에 사용된 "유리된(isolated)"이라는 용어는, 그들의 선천적인 환경으로부터 제거된, DNA 또는 RNA와 같은 분자들을 의미한다. 예를 들어, 벡터에 포함되어 있는 재조합 DNA 분자들은 본 발명의 목적을 위해 유리되어 있는 것으로 여겨진다. 유리된 DNA 분자들의 다른 예들은 비상동성 호스트(heterologous host) 세포들에 보존되어 있는 재조합 DNA 분자들 또는 용액에 있는 (부분적으로 또는 대체로) 정제된 DNA 분자들을 포함한다. "유리된" DNA는, 또한 화학적으로 합성된 핵산들 뿐만 아니라, 관심있는 천연 또는 인공 DNA 프레그먼트들을 포함할 수 있는 라이브러리로부터 회수된 DNA 분자들을 포함한다. 그러므로 유리된 핵산들은 재조합적으로 제조될 수 있다.

"뉴클레오티드 서열"이라는 용어는, 올리고뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산 분자, 및 그 프레그먼트들(fragments) 또는 부분들(portions)을 포함하여 구성되는 뉴클레오티드들의 서열을 의미한다. DNA 분자의 경우에, 서열은 일련의 데옥시리보뉴클레오티드들을 포함하여 구성될 수 있으며, RNA 분자의 경우에, 서열은 상응하는 일련의 리보뉴클레오티드들을 포함하여 구성될 수 있다. 올리고뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 또는 핵산 분자는, 단일 가닥(single-stranded) 또는 이중 가닥(double-stranded)일 수 있으며, 뉴클레오티드 서열은 의미 가닥(sense strand) 또는 반의미 가닥(antisense strand)을 나타낼 수 있다.

"올리고뉴클레오티드 프레그먼트" 또는 "폴리뉴클레오티드 프레그먼트", "부분(portion)," 또는 "세그먼트(segment)" 또는 "프로브(probe)" 또는 "프라이머(primer)"라는 용어들은 서로 바뀌어 사용되며, 길이가 적어도 약 5 뉴클레오티드들인 뉴클레오티드 잔기들의 서열을 의미한다. 프레그먼트들이 타겟 뉴클레오티드 서열로 혼성화하기(hybridize) 위해 사용될 수 있는 것이 바람직하다. 프라이머는, DNA 폴리머라제, RNA 폴리머라제 또는 역전사효소(reverse transcriptase)의 어느 하나에 의해 촉매작용되는 뉴클레오티드 중합을 위한 개시점(initiation point)의 역할을 한다. 프레그먼트 또는 세그먼트는, 본 발명의 각 폴리뉴클레오티드 서열을 독특하게 동정할 수 있다. 프레그먼트는 SEQ ID No: 1과 실제적으로 유사한 서열을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

"단백질" 또는 "펩티드" 또는 "올리고펩티드" 또는 "폴리펩티드"라는 용어들은, 아미노산들의 서열을 포함하여 구성되는 자연적으로 발생하거나 합성된 분자들을 의미한다.

"개방 해독 틀(open reading frame)" 또는 ORF라는 용어는, 어떤 종결 코돈(termination codon) 없이 아미노산들을 위한 일련의 뉴클레오티드 트리플렛(triplets) 코딩을 의미하며, 일반적으로 단백질로 해독가능한 서열을 나타낸다.

"성숙한 단백질 코딩 서열"이라는 용어는, 신호 또는 선도(leader) 서열 없이 단백질 또는 펩티드를 암호화하는 서열을 의미한다. 단백질은 선도/신호 서열을 제거한 세포에서 프로세싱함으로써 만들어질 수 있다. 단백질은 합성으로 또는 성숙한 단백질 코딩 서열만을 암호화하는 폴리뉴클레오티드만을 사용함으로써 만들 수 있다.

본 명세서에 사용된 "정제된" 또는 "실제적으로 정제된"이라는 용어는, 지시된(indicated) 단백질이 다른 생물학적 거대분자들(macromolecules), 예컨대, 다른 단백질들, 폴리펩티드들 등이 실제적으로 없는 상태로 존재하는 것을 의미한다. 단백질은, 지시된(indicated) 생물학적 거대분자들의 존재량의 적어도 95 중량%를 구성하도록, 정제된다[그러나 물, 완충제들, 및 다른 작은 분자들, 특히 1000 달톤(daltons) 보다 작은 분자량을 갖는 분자들이 존재할 수 있음].

"재조합 발현 비히클 (recombinant expression vehicle) 또는 벡터"라는 용어는, DNA (RNA) 서열로부터 단백질을 발현시키기 위한, 플라스미드 또는 파지(phage) 또는 바이러스 또는 벡터를 의미한다. 발현 비히클은, (1) 유전자 발현에서 조절 역할을 갖는 유전 인자(genetic element) 또는 인자들, 예컨대, 프로모터들 또는 증진자들(enhancers); (2) mRNA로 전사되고 단백질로 해독되는 구조적 또는 코딩 서열; 및 (3) 적당한 전사 개시 및 종결 서열들;의 하나의 어셈블리를 포함하는 하나의 전사 유닛(transcriptional unit)을 포함하여 구성될 수 있다. 이스트 또는 진핵 발현 시스템들에 사용하기 위한 구조적 유닛들은, 호스트 세포에 의해 해독된 단백질의 세포밖 분비를 가능하게 하는 선도 서열을 포함하는 것이 바람직하다. 그 대신에, 재조합 단백질이 선도 또는 이송(transport) 서열없이 발현되는 경우에, 그것은 아미노 말단 메티오닌 잔기를 포함할 수 있다. 이 잔기는 그 후에 최종 생성물을 제공하기 위해, 발현된 재조합 단백질로부터 절단될 수 있다.

"실제적 유사"라는 용어는, 다른 핵산 또는 그 상보적 가닥(complementary strand)과 최적으로 정렬될 때 또 다른 핵산과 고도의 서열 동일성을 갖는, 핵산 또는 그 프레그먼트를 의미한다. 서열 동일성 또는 호몰로지는 서열 분석 소프트웨어, 예컨대, BLASTN을 사용하여 측정될 수 있다. 만약 제1 핵산과 제2 핵산이 최적으로 정렬될 때 적어도 약 85 - 95% 또는 그보다 큰 서열 동일성을 나타내면, 제1 핵산은 제2 핵산과 실제적으로 유사한 것으로 여겨진다. 예를 들어, 두 개의 상이한 핵산들 사이의 서열 동일성 또는 호몰로지를 측정하기 위해, BLASTN 프로그램 "BLAST 2 sequences"가 사용된다. 이 프로그램은 미국 국립생명공학정보센터(National Center for Biotechnology Information: NCBI)로부터 공공의 이용을 위해 입수가능하다 (참고문헌 69). 비-제한적인 예로서, 그러한 비교들은 디폴트 셋팅들(default settings)(expect=10, filter=default, open gap=5, extension gap=2 penalties, gap×dropoff=50)로 설정된 소프트웨어를 사용하여 이루어질 수 있다. 또한, 만약 제1 단백질 또는 폴리펩티드와 제2 단백질 또는 폴리펩티드가, 최적으로 정렬되어 디폴트 셋팅들을 사용하는 BLAST 소프트웨어 (blastp)를 사용하여 비교될 때 적어도 약 85%-95% 또는 그보다 큰 서열 동일성을 나타내면, 제1 단백질 또는 폴리펩티드는 제2 단백질 또는 폴리펩티드와 실제적으로 유사한 것으로 여겨진다.

더 상세한 설명으로서, 단백질을 암호화하는 레퍼런스(reference) 뉴클레오티드 서열과 적어도, 예를 들어, 95% "동일한" 뉴클레오티드 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드라는 것은, 폴리뉴클레오티드의 뉴클레오티드 서열이, 단백질을 암호화하는 레퍼런스 뉴클레오티드 서열의 각 100 뉴클레오티드들 당(per) 5까지의 점 돌연변이들을 포함할 수 있는 것을 제외하고는, 레퍼런스 서열과 동일함을 의미한다. 바꾸어 말하면, 레퍼런스 뉴클레오티드 서열과 적어도 95% 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드를 얻기 위해, 레퍼런스 서열의 5%까지의 뉴클레오티드들이 삭제될 수 있거나 다른 뉴클레오티드로 치환될 수 있으며, 또는 레퍼런스 서열에 있는 전체 뉴클레오티드들의 5%까지의 얼마간의 뉴클레오티드들이 레퍼런스 서열에 삽입될 수 있다.

본 명세서에 사용된 "상보적(complementary)" 또는 "상보성(complementarity)"이라는 용어는, 자유로운 염 및 온도 조건들하에(under permissive salt and temperature conditions) 염기-쌍(base-pairing)에 의한 폴리뉴클레오티드들의 자연 바인딩(natural binding)을 의미한다. 예를 들어, 서열 "A-G-T"은 상보적 서열 "T-C-A"에 결합한다. 두 단일-가닥 분자들 사이의 상보성은, 단지 핵산들의 일부만이 결합하는 "부분적"일 수 있거나, 전체적인 상보성이 단일 가닥 분자들 사이에 존재할 때 완전할 수 있다. 핵산 가닥들 사이의 상보성 정도는, 핵산 가닥들 사이의 혼성화(hybridization)의 효율 및 강도에 큰 영향을 가진다. 이것은 핵산 가닥들 사이의 바인딩에 좌우되는, 증폭 반응들에서 특히 중요하다.

"형질전환(transformation)"이라는 용어는, DNA가 비염색체 요소로서, 또는 염색체 통합(chromosomal integration)에 의해, 복제가능하도록, DNA를 유기체에 도입하는 것을 의미한다. "트랜스펙션(transfection)"이라는 용어는, 어떤 코딩 서열들이 사실상 발현되든 안되든, 하나의 적합한 호스트 세포가 하나의 발현 벡터를 취하는(taking up) 것을 의미한다.

"치료(treatment, treating)"라는 용어들 및 그 문법적인 동의어들은, 가장 폭넓은 의미로 사용되며, 어떤 바람직하지 않은 징후들 또는 상태들의 요법 치료(therapeutic treatment), 방지, 예방 및 개선을 포함한다.

본 명세서에 사용된 "생물학적으로 활성" 및 "생물학적 활성들"이라는 용어들은, 예를 들어 자연적으로 또는 비자연적으로 발생하는 분자들과 유사하거나 동일한, 리빙 시스템들(living systems)에서 구조적, 조절적, 생화학적 또는 다른 생물학적 기능들을 의미한다.

본 명세서에 사용된 "항-증식(anti-proliferation)" 및 "항-증식하는(anti-proliferative)"이라는 용어는, 세포들의 성장 및 분열을 지연시키고 그리고/또는 방지하여, 어떤 하나의 또는 모든 세포 주기 단계들(cell cycle phases)에서 전체 세포 수의 감소 및/또는 타겟 세포들의 퍼센티지 감소를 가져오는 것을 의미한다. 세포들은 특별한 세포 주기 단계(stage) [G1 (Gap 1), S phase (DNA 합성), G2 (Gap 2) 또는 M phase (유사분열)] 에서 저지된(arrested) 것으로 더 구체화될 수 있다. 본 명세서에 사용된 "항-증식 활성"이라는 용어는, 시험관내 또는 생체내 어느 하나에서, 예를 들어, 암 세포들의, 세포 증식, 특히 종양 세포 증식을 억제하는, 단백질, 단백질 구성물(construct), 또는 조성물의 활성을 의미한다.

본 명세서에 사용된 "항-종양" 또는 "항암"이라는 용어는, 악성 종양들의 생성을 방해하거나 예방하는 것을 의미한다. "항-종양 활성" 또는 "항암 활성"은, 본 명세서에 사용될 때, 시험관내 또는 생체내의 어느 하나에서, 예를 들어, 암 세포들의, 세포 증식, 특히 종양 세포 증식을 억제하는 단백질, 단백질 구성물, 또는 조성물의 활성을 의미한다.

"IC₅₀", 또는 "반치 억제 농도(half maximal inhibitory concentration)"라는 용어는, 시험관내 세포 성장의 50% 억제를 위해 필요한, 단백질과 같은, 억제제(inhibitor)의 농도를 나타낸다.

본 명세서에 사용된 "항-바이러스성" 및 "항-바이러스"라는 용어는, 시험관내 그리고/또는 생체내 세포들에서 세포들의 바이러스 감염을 늦추고 그리고/또는 방지하고 또는 바이러스 복제를 방해하여, 바이러스 증식의 둔화 또는 멈춤, 또는 바이러스 입자들의 전체 수의 감소를 가져오는 것을 의미한다. 본 명세서에 사용된 "항-바이러스 활성"은, 시험관내 그리고/또는 생체내의 어느 하나에서 바이러스 감염들을 억제하거나 바이러스 복제를 방해하는, 단백질, 단백질 구성물, 또는 조성물의 활성을 의미한다.

Novaferon 단백질

본 발명은, 본 명세서에서 "Novaferon"^™으로 불리우는, 신규한 인간 인터페론-유사 단백질의 제조 및 특성화(characterization)에 관한 것이다. 아래에 상세히 설명되어 있는 바와 같이, Novaferon 단백질은 표준 시험관내 시험들에서 측정된 바와 같이 자연적으로 발생하는 HuIFN-α2b에 비해 강화된 항-바이러스 및 항-증식 생물학적 활성들을 나타낸다. 특히, Novaferon 단백질은, 동일한 시험 시스템들에서의 HuIFN-α2b에 비해, Wish-VSV 시스템에서 시험될 때 항-바이러스 활성에 있어서 12.5-배의 증가와, Daudi 세포 성장의 항-증식성 억제에 있어서 약 400-배의 개선을 나타낸다.

하나의 구체예에서, Novaferon 단백질은 SEQ ID No: 1 및 도 1(A)에 나타나 있는 바와 같이, 498 뉴클레오티드들로 구성되는 폴리뉴클레오티드에 의해 암호화된다. 성숙한 Novaferon 단백질은 SEQ ID No: 2 및 도 1(B)에 나타나 있는 바와 같이 166 아미노산들로 구성된다. 본 발명에 포함되는 폴리뉴클레오티드 및 아미노산 서열들 및 그 변이체들(variants)이 아래에 더 상세히 기술되어 있다.

비교 목적들을 위해, Novaferon의 자연 발생 인간 인터페론들과의 호몰로지가 본 발명자들에 의해 탐구되었다. BLAST 연구들은 Novaferon이 뉴클레오티드 및 아미노산 레벨들 양쪽에서 HuIFN-α14에 대해 최고의 호몰로지를 가짐을 나타내었다. 도 2에 나타나 있는 바와 같이, Novaferon을 암호화하는 폴리뉴클레오티드 서열 (SEQ ID No: 1)은 HuIFN-α14에 대해 약 93% (462/498)의 호몰로지를 가지며, 아미노산 서열은 HuIFN-α14에 대해 약 87% (144/166)의 호몰로지를 가진다. 가장 폭넓게 사용되는 인간 인터페론 생성물인, HuIFN-α2b와 비교해 볼 때, 호몰로지는, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 뉴클레오티드 레벨에서 약 89% (445/498)이고, 아미노산 레벨에서 약 81% (135/166)이다.

합성 IFN alfacon-1 (컨센서스 인터페론)과 관련하여, Novaferon은 뉴클레오티드 레벨에서 약 91% 서열 동일성(453/498) 그리고 아미노산 레벨에서 약 84% 서열 동일성(140/166)을 가진다.

하기 실험 섹션에 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 폴리뉴클레오티드 서열 (SEQ ID No: 1)은 타입 I 인간 인터페론의 DNA 셔플링 라이브러리로부터 선택되었다. 간단히 말해, Novaferon 단백질은 호스트 세포들의 SEQ ID No: 1의 완전한 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 재조합 벡터에 의한 트랜스펙션으로 만들어졌다. 호스트 세포-라인의 상청액에 포함된 Novaferon 단백질은 정제되었으며, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들, 예컨대, 항-바이러스 및 항-증식 기능들을 나타내는 것으로 보였다.

폴리뉴클레오티드 및 변이체들

본 발명의 신규한 폴리뉴클레오티드 서열/핵산 분자는, 도 1 (SEQ ID No: 1)에 나타나 있는 498 뉴클레오티드들로 구성된다. 뉴클레오티드 서열과 같은, 본 명세서에 제공되어 있는 정보를 사용하여, Novaferon 단백질 (SEQ ID No: 2)을 암호화하는 본 발명의 핵산 분자를, 재조합 발현, 화학적 합성에 의해 또는 DNA 돌연변이생성을 위한 것들과 같은 다른 표준 분자 생물학 절차들을 사용하여 얻을 수 있다.

본 발명은 또한 유리된 핵산 분자 (SEQ ID No: 1)에 더하여, SEQ ID No: 1에 개시되어 있는 DNA 서열과 상이하나, 유전자 코드의 축퇴성(degeneracy)으로 인해, Novaferon 단백질 (SEQ ID No: 2)의 동일하거나 실제적으로 동일한 아미노산 서열을 여전히 암호화하는, 서열들을 갖는 DNA 분자들을 포함한다. 유전자 코드들 및 종-특이성 코돈 선호(species-specific codon preferences)가 이 분야에 잘 알려져 있다. 따라서, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는, 예를 들어, 하나의 특별한 호스트를 위한 코돈 발현을 최적화하기 위해 (예컨대, 인간 mRNA의 코돈들을 E. coli와 같은 박테리아 호스트에 의해 선호되는 것들로 바꾸기 위해) SEQ ID No: 1의 DNA 서열과 다른 DNA 서열들의 축퇴성 변이체들(degenerate variants)을 발생시키는 것이 관례적일 것이다.

본 발명은 도 1 (SEQ ID No: 1)에 나타나 있는 뉴클레오티드 서열을 갖는 유리된 핵산 분자 또는 SEQ ID No: 1의 핵산 서열에 대해 상보적인 서열을 갖는 핵산 분자를 더 제공한다. 본 발명은 또한 본 발명의 유리된 핵산 분자들을 포함하는, 재조합 벡터들, 그리고 상기 재조합 벡터들을 포함하는 호스트 세포들, 그러한 벡터들의 제조 방법, Novaferon 단백질을 발현하는 호스트 세포들을 만드는 방법, 그리고 재조합 기술에 의해 Novaferon의 제조를 위한 호스트 세포들을 사용하는 방법에 관한 것이며, 이들에 대한 정보를 제공한다.

본 발명의 핵산 서열(SEQ ID No: l, 도 l(A))을 기초로 하여, 본 발명은 최적으로 정렬될 때 SEQ ID No: 1에 대해 적어도 약 85 - 95% 또는 그보다 큰 서열 동일성을 갖는 핵산들과 같은, 그와 실제적으로 유사한 핵산 분자들을 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 하나의 측면에 있어서, SEQ ID No: 1에 나타나 있는 뉴클레오티드 서열에 대해 약 93%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 서열 동일성을 갖는 핵산들은, Novaferon과 유사한 생물학적 활성들(그러한 활성들은 인간 인터페론들과 비교하여 강화된 항-바이러스, 항-증식 및 항-종양 기능들을 포함하되 이에 한정되지 않음)을 갖는 단백질들 또는 폴리펩티드들을 암호화하든 안하든 상관없이, 본 발명의 범위내에 있다. 그러한 핵산 분자들은, 예를 들어, Novaferon의 제조를 위해 본 발명의 뉴클레오티드 서열을 포함하는 벡터로 이미 트랜스펙션된(transfected) 세포들에서 mRNA를 검출하기 위한 프로브들로서 사용될 수 있다. 바꾸어 말하면, SEQ ID No: 1에 나타나 있는 서열과 적어도 약 93%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 동일한 이러한 핵산 서열들은 호스트 세포에서 비상동성 유전자들의 발현을 측정하기 위한 표지들(markers)로서 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 SEQ ID No: 1의, 적어도 약 30의 인접한 뉴클레오티드들, 바람직하게는 적어도 약 50의 인접한 뉴클레오티드들의 어떤 부분을 포함하여 구성되는 폴리뉴클레오티드를 포함한다.

더욱 일반적으로, 본 발명은 도 1 (SEQ ID No: 1)에 나타나 있는 뉴클레오티드 서열의 부분 서열(들)과 동일한 어떠한 그리고 모든 유리된 핵산 분자들의 프레그먼트들을 포함하고 이를 커버한다(cover). 하나의 구체예에서, 그러한 프레그먼트들은, 길이가 적어도 약 15 뉴클레오티드들일 수 있으며, 본 명세서에서 논의된 진단 프로브들 및 프라이머들로서 유용하다. 또한, 본 발명은 약 50 뉴클레오티드들 또는 그보다 길이가 긴 더 큰 프레그먼트들을 포함하고 이를 커버한다.

Novaferon 단백질을 암호화하는 SEQ ID No: 1에 개시되어 있는 핵산 서열에 더하여, 본 발명은 또한 여분의 아미노산들/ 펩티드(들)/폴리펩티드(들), 예컨대, 추가된 하나의 분비 선도 서열(an added secretory leader sequence)과 함께 완전한 Novaferon 단백질의 아미노산 서열을 암호화하는 핵산 서열들을 포함하되 이에 한정되지 않는다.

본 발명에 또한 포함되는 것은, 전사, mRNA 프로세싱(processing) [즉, 스플라이싱(splicing) 및 폴리아데닐레이션(polyadenylation) 신호들, 리보솜 바인딩 및 mRNA의 안정성]에서 하나의 역할을 하는 전사되고, 해독되지 않은 서열들 그리고 작용기들(functionalities)이 있거나 없는 부가적인 아미노산들을 암호화하는 부가적인 코딩 서열들과 같은, 비-코딩 5' 및 3' 서열들 및 인트론들(introns)을 예를 들어 포함하되 이에 한정되지 않는, 부가적인 비-코딩(non-coding) 서열들 뿐 아니라 SEQ ID No: 1에 개시되어 있는 핵산 서열을 갖는 핵산들의 서열들이다.

본 발명은 또한 Novaferon 단백질의 부분들(portions), 유사물들 또는 유도체들을 암호화하는, 본 발명의 핵산 분자들(SEQ ID No: 1)의 변이체들에 관한 것이다. 변이체들은 인터페론 셔플링 라이브러리를 스크리닝함으로써 또는 돌연변이생성 기술들 및/또는 이 분야에 기술되어 있는 다른 공지된 기술들을 사용함으로써 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 그러한 변이체들은 뉴클레오티드 삽입들, 삭제들 또는 치환들에 의해 만들어진 것들을 포함할 수 있다. 이러한 삽입들, 삭제들 또는 치환들은 하나 또는 그보다 많은 뉴클레오티드들을 포함할 수 있다. 이러한 돌연변이들은, 레퍼런스 뉴클레오티드 서열의 5' 또는 3' 말단 위치들에서 일어날 수 있거나, 레퍼런스 서열에 있는 또는 레퍼런스 서열내의 하나 또는 그보다 많은 인접 그룹들에 있는 뉴클레오티드들 사이에 개별적으로 산재된(interspersed), 그러한 말단 위치들 사이의 어떤 곳에서 일어날 수 있다. 변형들(alterations)은, 보존성(conservative) 또는 비-보존성 아미노산 치환들, 삭제들 또는 첨가들을 만들 수 있다. 이들 중에 특히 바람직한 것은, Novaferon 단백질 또는 그 부분들의 특성들 및 활성들을 변형시키지 않는, 침묵(silent) 치환들, 첨가들 및/또는 삭제들이다. 또한 이점에 있어서 특히 바람직한 것은 보존성 치환들이다.

본 발명의 일 측면은, (a) SEQ ID No: 2의 완전한 아미노산 서열을 갖는 Novaferon 단백질을 암호화하는 뉴클레오티드 서열 (즉, SEQ ID No: 2의 1-166 위치들); 및 (b) 상기 (a)의 단백질의 생물학적 활성 프레그먼트를 암호화하는 뉴클레오티드 서열; 및 (c) 상기 (a) 또는 (b)의 뉴클레오티드 서열들의 어떤 것에 상보적인 뉴클레오티드 서열;로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드와 적어도 93% 동일하고, 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 약 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 동일한, 뉴클레오티드 서열을 갖는 폴리뉴클레오티드를 포함하여 구성되는 유리된 핵산 분자를 제공한다.

유전자 코드의 축퇴성(degeneracy)으로 인해, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자는 도 1 (SEQ ID No: 1)에 나타나 있는 핵산 서열의 핵산 서열과 적어도 약 93%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 동일한 서열을 갖는 다수의 핵산 분자들이 Novaferon 단백질과 유사하거나 동일한 활성을 갖는 단백질을 암호화할 것임을 바로 알 것이다. 사실상, 축퇴성 변이체들이 모두 동일한 단백질을 암호화하기 때문에, 이것은 숙련된 기술자들(the skilled artisan)에게 있어 심지어 비교 분석시험(assay)을 수행하지 않고서도 명백할 것이다. 축퇴성 변이체들이 아닌 핵산 분자들에 있어서, 합리적인 수(a reasonable number)가 또한 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화할 것이라는 것이 이 분야에서 더 인정될 것이다. 이는 아래에 더 상세히 설명되어 있는, 단백질 기능에 크게 영향을 줄 가능성이 적거나 가능성이 없는 아미노산 치환들(예를 들어, 하나의 지방족 아미노산을 제2의 지방족 아미노산으로 대체함)을 숙련된 기술자들이 완전히 알기 때문이다. 예를 들어, 표현형적 침묵(phenotypically silent) 아미노산 치환들을 이루기 위한 방법에 관한 안내가 Bowie 등에 의해 제공되어 있으며(참고문헌 70), 여기서 저자들은 많은 단백질들이 아미노산 치환들에 관대함을 보여주었다.

단백질 및 폴리펩티드 변이체들 및 구성물들

본 발명은, SEQ ID: 2의 Novaferon 단백질 및 그와 실제적으로 유사한 단백질들 또는 폴리펩티드 변이체들, 예컨대, SEQ ID No: 2에 대한 적어도 약 85 - 95% 또는 그보다 큰 아미노산 서열 동일성을 갖는 비자연적 발생 단백질들을 포함한다. 예를 들어, SEQ ID No: 2에 나타나 있는 아미노산 서열에 대해 적어도 약 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99% 서열 동일성을 갖는 비자연적 발생 단백질들이 본 발명의 범위내에 있다. 또한, 본 발명의 Novaferon 단백질은, 그 기능들 및 특성들을 강화시키는 목적을 위해 그것을 다른 단백질들 또는 단백질 프레그먼트들 또는 다른 분자들에 융합시킴(fusing)으로써 구조적으로 변형될 수 있다. 그 예들은, 그 발현을 증가시키기 위해 또는 Novaferon 단백질을 더 안정화시키기 위해 그것을 다른 단백질들/단백질 프레그먼트들에 융합시키는 것을 포함하되 이에 한정되지 않는다.

하나의 구체예에서, 본 발명의 Novaferon-암호화 핵산 서열 및/또는 Novaferon 단백질들은, 스캐폴드(scaffold)가 아닌 라벨로 표지될(labeled) 수 있다. 본 명세서에서 "표지된(labeled)"이라는 것은, Novaferon 단백질 (SEQ ID No: 2) 또는 핵산 서열 (SEQ ID No: 1)의 화합물이, 화합물의 검출을 가능하게 하기 위해 적어도 하나의 성분(element), 동위원소 또는 다른 화학물질들(라벨들)과 부착됨을 의미한다. 일반적으로, 라벨들은 a) 방사성 또는 무거운 동위원소들일 수 있는, 동위원소 라벨들; b) 항체들 또는 항원들일 수 있는, 면역 라벨들; 및 c) 착색 염료 또는 형광 염료의 세 종류들로 분류된다. 라벨들은 어떠한 위치에서도 화합물에 결합될 수 있다.

Novaferon 단백질은 또한, 일단 만들어지면, 공유결합적으로 변형될 수 있다. 공유결합 변형의 하나의 유형은 Novaferon 단백질의 선택된 곁사슬들 또는 N- 또는 C-말단 잔기들과 반응할 수 있는 유기 유도체화 작용제(organic derivatizing agent)로 Novaferon 단백질을 처리하는 것을 포함한다. 이중기능성 작용제들을 사용한 유도체화(derivatization)는, 예를 들어, 항-Novaferon 항체들의 정제 또는 스크리닝 분석시험들(screening assays)에 사용하기 위해 Novaferon 단백질을 물에 녹지않는 지지체 매트릭스(support matrix) 또는 표면에 가교시키는데(crosslinking) 유용하다. 일반적으로 사용되는 가교제들은 1,1-비스(다이아조아세틸)-2-페닐에탄, 글루타알데하이드, N-하이드록시숙신이미드 에스테르들 [예컨대, 4-아지도살리실 산(4-azidosalicylic acid)을 갖는 에스테르들], 3,3'-다이티오비스(숙신이미딜프로피오네이트)와 같은 다이숙신이미딜 에스테르들을 포함하는 호모이중기능성(homobifunctional) 이미도에스테르들, 비스-N-말레이미도-1,8-옥탄과 같은 이중기능성 말레이미드들(maleimides) 및 메틸-3-[(p-아지도페닐)다이티오]프로피오이미데이트와 같은 작용제들을 포함한다.

Novaferon 단백질의 다른 변형들은: 글루타미닐 및 아스파라지닐 잔기들의 상응하는 글루타밀 및 아스파틸 잔기들 각각으로의 탈아미드화(deamidation); 프롤린과 리신의 하이드록시화; 세릴 또는 트레오닐(threonyl) 잔기들의 하이드록실기들의 인산화; 리신, 아르기닌, 및 히스티딘 곁사슬들의 아미노기들의 메틸화(참고문헌 71); N-말단 아민의 아세틸화; 그리고 C-말단 카복실 기의 아미드화(amidation)를 포함한다.

본 발명의 Novaferon 단백질의 또 다른 유형의 공유결합 변형은, 단백질의 자연그대로의 글리코실화 패턴(native glycosylation pattern)을 변화시키는 것을 포함하여 구성된다. 이것은 예를 들어, (1) Novaferon 단백질의 자연그대로의 서열에서 찾은 하나 또는 그보다 많은 탄수화물 모이어티들의 삭제 및/또는 추가, 또는 (2) Novaferon 단백질의 자연그대로의 서열에 존재하지 않는 하나 또는 그보다 많은 글리코실화 사이트들의 추가 및/또는 삭제에 의해 달성될 수 있다.

Novaferon 단백질에 글리코실화 사이트들의 추가는, Novaferon 단백질의 아미노산 서열을 변경함으로써 달성될 수 있다. 이러한 변경은, 예를 들어, (O-결합 글리코실화 사이트들을 위한) Novaferon 단백질의 자연그대로의 서열에 하나 또는 그보다 많은 세린 또는 트레오닌 잔기들을 추가하거나 이들로 치환함으로써 이루어질 수 있다. Novaferon 단백질의 아미노산 서열의 변경(alternation)은, DNA 레벨에서의 변화들에 의해, 특히, 변경된 코돈들이 바람직한 아미노산들로 해독되도록 미리-선택된 뉴클레오티드 염기들에서 Novaferon 단백질을 암호화하는 DNA 서열을 돌연변이시킴으로써 달성될 수 있다.

Novaferon 단백질에서 탄수화물 모이어티들의 수를 증가시키는 다른 수단은 글리코사이드들의 단백질에의 화학적 또는 효소적 결합(coupling)에 의한 것이다. 그러한 방법들은, 이 분야에 기술되어 있으며, 예를 들어, 일찍이 1981년도에 Aplin JD 및 Wriston JC Jr.가 단백질들과 지방질들의 탄수화물 복합체들(conjugates)의 제조, 특성들 및 유용성들을 기술하였다(참고문헌 72).

Novaferon 단백질에 존재하는 탄수화물 모이어티들의 제거는 화학적으로 또는 효소적으로, 또는 글리코실화를 위한 타겟들의 역할을 하는 아미노산 잔기들을 암호화하는 코돈들의 돌연변이 치환에 의해, 이루어질 수 있다. 화학적 탈당화(deglycosylation) 기술들이 이 분야에 공지되어 있으며, 예를 들어, Edge AS 등에 의해 기술되어 있다(참고문헌 73). 폴리펩티드들에서 탄수화물 모이어티들의 효소 절단(enzymatic cleavage)은 Thotakura 등에 의해 기술되어 있는 바와 같이 다양한 엔도- 및 엑소-글리코시다제들의 사용에 의해 달성될 수 있다(참고문헌 74).

그러한 유도체화 구성물들(derivatized constructs)은, 용해성, 흡수성, 혈액 뇌 장벽(blood brain barrier)을 가로지르는 투과성, 생물학적 반감기 등을 개선시키는 모이어티들을 포함할 수 있다. 그러한 모이어티들 또는 Novaferon 단백질의 변형들은 단백질 및 그 동등물의 어떤 일어날 수 있는 바람직하지 않은 부작용들을 선택적으로(alternatively) 제거하거나 약화시킬 수 있다. 그러한 효과들을 가져올 수 있는 모이어티들이, 예를 들어, Remington: The Science and Practice of Pharmacy(참고문헌 75)에 개시되어 있다.

Novaferon의 또 다른 타입의 공유결합 변형은, 예컨대, 미국 특허 제4,640,835호 (참고문헌 76); 제4,496,689호 (참고문헌 77); 제4,791,192호 (참고문헌 78) 또는 제4,179,337호 (참고문헌 79)에 설명되어 있는 방식으로, 여러가지 비-단백질성(non-proteinaceous) 폴리머들, 예컨대, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 또는 폴리옥시알킬렌들의 하나에 Novaferon 단백질을 결합시키는(linking) 것을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 Novaferon 단백질은, 다른 비상동성 폴리펩티드 또는 아미노산 서열에 융합된 Novaferon 단백질을 포함하여 구성되는 키메릭(chimeric) 분자들을 만드는 방식으로 변형될 수도 있다. 하나의 구체예에서, 그러한 키메릭(chimeric) 분자는, Novaferon 단백질의, 항-태그(anti-tag) 항체가 선택적으로 결합할 수 있는 에피토프(epitope)를 제공하는 태그 폴리펩티드와의, 융합 화합물(fusion compound)을 포함하여 구성된다. 에피토프 태그는 일반적으로 Novaferon 단백질의 아미노- 또는 카복실-말단에 위치된다. Novaferon 단백질의 그러한 에피토프-태그(tagged) 형태들의 존재는 태그 폴리펩티드에 대한 항체를 사용하여 검출될 수 있다. 또한, 에피토프 태그의 제공(provision)은, Novaferon 단백질로 하여금 항-태그 항체 또는 에피토프 태그에 결합하는 또 다른 타입의 친화성 매트릭스(affinity matrix)를 사용하는 친화성 정제(affinity purification)에 의해 쉽게 정제되게 한다. 다른 구체예에서, 키메릭(chimeric) 분자는 Novaferon 단백질의, 면역글로블린 또는 면역글로블린의 특별한 구역/프레그먼트와의, 융합 화합물을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 키메릭(chimeric) 분자의 2가 형태를 만들기 위해, Novaferon 단백질이 IgG 분자의 Fc 구역에 융합될 수 있다.

다양한 태그 폴리펩티드들과 그들 각각의 항체들이 이 분야에 잘 알려져 있다. 그 예들은, 폴리-히스티딘 (poly-his) 또는 폴리-히스티딘-글리신 (poly-his-gly) 태그들; flu HA 태그 폴리펩티드 및 그 항체 12CA5 (참고문헌 80); c-myc 태그 및 그에 대한 8F9, 3C7, 6E10, G4, B7 및 9E10 항체들 (참고문헌 81); 및 헤르페스 단순(Herpes Simplex) 바이러스 당단백질 D (gD) 태그 및 그 항체 (참고문헌 82)을 포함한다. 다른 태그 폴리펩티드들은, 플래그(Flag)-펩티드 (참고문헌 83); 튜뷸린(tubulin) 에피토프 펩티드 (참고문헌 84) 및 T7 유전자 10 단백질 펩티드 태그 (참고문헌 85)를 포함한다.

더욱이, 본 발명의 Novaferon 단백질은, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 공지되어 있는 화학적 합성 절차들(procedures)에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 약 80-90까지의 아미노산 잔기들을 갖는 길이의 폴리펩티드들은, 상업적으로 구입가능한 펩티드 합성장치 모델 433A (Applied Biosystems, Inc., Foster City, CA US)에서 만들어질 수 있다. 또한, 120까지의 잔기들의, 길이가 긴 화학적으로 합성된 펩티드들은, 예를 들어, Bio-synthesis, Inc. (Lewisville, TX USA)로부터 상업적으로 구입가능하다. 따라서, 완전한 길이의(full-length) 성숙한 Novaferon 단백질은, [예를 들어, 그 다음에 함께 연결될 수 있는 프레그먼트들에서] 합성적으로 제조될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.

그러므로, 본 발명의 Novaferon 단백질(SEQ ID No: 2)은, SEQ ID No: 2에 개시되어 있는 것과 동일한 아미노산 서열을 갖는 모든 단백질 및 폴리펩티드 제제들(preparations) 및 구성물들을 포함하는데, 이는 이러한 Novaferon 단백질들과 단백질 유도체들이 박테리아들, 이스트들, 식물들, 곤충들 및 포유동물 세포들을 포함하되 이에 한정되지 않는 원핵 또는 진핵 호스트 세포들 또는 다른 세포들 및 호스트들로부터 재조합 기술들 및/또는 화학적-합성 절차들에 의해 제조되는지의 여부와 상관없다. 재조합 제조 방법에 사용된 호스트들에 따라, 본 발명의 단백질들은 글리코실화되거나 비-글리코실화되고, 페길화되거나(pegylated) 비-페길화될(non-pegylated) 수 있다. 더욱이, 본 발명의 단백질들은 또한, 몇몇 경우에 호스트-매개(mediated) 프로세스들의 결과로서, 초기 변형(initial modified) 메티오닌 잔기를 포함할 수 있다. 그러므로, 해독 개시 코돈에 의해 암호화된 N-말단 메티오닌이 모든 진핵 세포들에서의 해독후에 어떠한 단백질들이든지 그로부터 고효율로 제거되는 것이 일반적이라는 것이 이 분야에 잘 알려져 있다. 대부분의 단백질들의 N-말단 메티오닌이 또한 대부분의 원핵생물들에서 효율적으로 제거되기는 하나, 몇몇 단백질들에 있어서는, N-말단 메티오닌이 공유 결합된 아미노산의 특성에 따라, 이러한 원핵 제거 프로세스가 비효율적이다.

제조

본 발명은 또한 본 발명의 유리된 DNA 분자들로 구성되는 재조합 벡터들, 상기 재조합 벡터들로 유전자 조작된/트랜스펙션된 호스트 세포들, 그리고 재조합 기술들에 의한 Novaferon 단백질 또는 그 프레그먼트들의 제조에 관한 것이다. 벡터는, 예를 들어, 플라스미드, 파지(phage), 바이러스 또는 레트로바이러스 벡터일 수 있다. 레트로바이러스 벡터들은 복제 가능(replication competent) 또는 복제 불완전(replication defective)일 수 있다. 후자의 경우에, 바이러스 증식은 일반적으로 상보(complementing) 호스트 세포들에서만 일어날 것이다. Novaferon의 제조를 더 상세히 설명하는 예들이 아래에 설명되어 있다.

본 발명의 Novaferon 단백질의 발현에 바람직한 벡터들은, 발현될 폴리뉴클레오티드에 효과적으로 결합된(operatively linked) 호스트에서 발현에 효과적인 시스-작용 제어 구역들(cis-acting control regions)을 포함하여 구성되는 벡터들을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 적절한 트랜스-작용 요소들(trans-acting factors)은, 호스트로 도입될 때 호스트, 상보(complementing) 벡터 또는 벡터 그 자신의 어느 하나에 의해 공급된다.

본 발명에 개시되어 있는 핵산 서열(SEQ ID No: 1)은, 적절한 프로모터(promoter)에 효과적으로 결합될 수 있다. 본 명세서에서 "프로모터"는, RNA 폴리머라제에 결합할 수 있고, Novaferon 단백질을 위한 코딩 서열의 mRNA로의 (일반적으로 다운스트림(3')에서의) 익스트론(extron) 전사를 개시할 수 있는, 핵산 서열들을 의미한다. 박테리아 프로모터는, 일반적으로 코딩 서열의 5' 말단과 근접하게 위치된 전사 개시 구역을 가진다. 이 전사 개시 구역은 일반적으로 하나의 RNA 폴리머라제 결합 사이트와 하나의 전사 개시 사이트를 포함한다. 서열 암호화 대사 경로 효소들(sequences encoding metabolic pathway enzymes)은 특히 유용한 프로모터 서열들을 제공한다. 그 예들은, 갈락토오스, 락토오스 및 말토오스와 같은 당 대사 효소들로부터 유래된 프로모터 서열들 및 트립토판과 같은 생합성 효소들로부터 유래된 서열들을 포함한다. 박테리오파지로부터의 프로모터들이 또한 사용될 수 있으며, 이들은 이 분야에 공지되어 있다. 또한, 합성 프로모터들과 하이브리드 프로모터들이 또한 유용하며; 예를 들어, tac 프로모터는 trp 및 lac 프로모터 서열들의 하이브리드이다. 더욱이, 박테리아 프로모터는, 박테리아 RNA 폴리머라제에 결합하고 전사를 개시하는 능력을 갖는 비-박테리아 유래(non-bacterial origin)의 자연 발생 프로모터들을 포함할 수 있다. 바람직한 박테리아 프로모터들은, E. coli laci , trp , phoA 및 lacZ 프로모터들, T3 및 T7 프로모터들, gpt 프로모터, lambda PR, PL 프로모터들 및 trp 프로모터를 포함하되 이에 한정되지 않는다.

진핵 프로모터들은, 일반적으로 코딩 서열의 5' 말단과 근접하게 위치된 하나의 전사 개시 구역과, 일반적으로 전사 개시 사이트의 25-30 염기쌍(bp) 업스트림에 위치된, 하나의 TATA 박스(box)를 가진다. TATA 박스는 RNA 폴리머라제 II에게 정확한 사이트에서 RNA 합성을 시작하도록 지시하는 것으로 생각된다. 포유동물 프로모터는 또한, 일반적으로 TATA 박스의 100 내지 200 염기쌍 업스트림 내에 위치된, 업스트림 프로모터 요소[증진자 요소(enhancer element)]를 포함한다. 업스트림 프로모터 요소는 전사가 개시되는 속도(rate)를 결정하고, 어느 한쪽의 오리엔테이션(orientation)으로 움직일(act) 수 있다. 바이러스 유전자들이 종종 고도로 발현되고 폭넓은 호스트 범위를 가지기 때문에, 포유동물 바이러스 유전자들로부터의 프로모터들이 특히 포유동물 프로모터들로서 사용된다. 그 예들은, SV40 초기(early) 프로모터, 쥐 유방 종양 바이러스 LTR 프로모터를 포함한다. 바람직한 동물 세포 프로모터들은, 아데노바이러스 메이저 후기(major late) 프로모터, 헤르페스 단순(herpes simplex) 바이러스 프로모터, 및 CMV 프로모터를 포함하되 이에 한정되지 않는다. 이점에 있어서 적합한 공지되어 있는 진핵 프로모터들 중에는, CMV 극초기(immediate early) 프로모터, EF1A (elongation factor 1 alpha) 프로모터, HSV 티미딘 키나제 프로모터, 초기(early) 및 후기(late) SV40 프로모터들, 및 레트로바이러스 LTRs의 프로모터들, 예컨대, 라우스 육종 바이러스(Rous sarcoma virus: "RSV")의 프로모터들이 있다. 이스트에서의 발현을 위해 바람직한 프로모터 서열들은, 유도성 GALl/10 프로모터; 알코올 디하이드로지나제, 에놀라제(enolase), 글루코키나제, 글루코오스-6-포스페이트 이성질화 효소, 글리세르알데하이드-3-포스페이트-디하이드로지나제, 헥소키나제, 포스포프룩토키나제(phosphofructokinase), 3-포스포글리세레이트 무타제(3-phosphoglycerate mutase), 파이루베이트(pyruvate) 키나제, 및 산 포스파타제(acid phosphatase) 유전자로부터의 프로모터들을 포함한다.

증식 및 발현을 위한 벡터들은 또한 일반적으로 하나 또는 그보다 많은 선택 표지들(selectable marker)을 포함한다. 그러한 표지들은 증폭에 적합할 수 있으며, 벡터들은 이 목적을 위해 부가적인 표지들을 포함할 수 있다. 이 점에 있어서, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 특정한 시스템-선택 표지들이 개별적인 벡터들에 제공될 수 있음을 알 것이기는 하나, 발현 벡터들은, 트랜스펙션된 호스트 세포들의 선택을 위한 표현형(phenotypic trait)을 제공하기 위해 하나 또는 그보다 많은 선택 표지 유전자들을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 표지들은, E. coli 및 다른 박테리아들에서의 배양을 위해, 예를 들어, 암피실린 (Amp), 테트라사이클린 (Tet) 또는 하이그로마이신 (HYG) 저항성 유전자들을 포함한다. 이스트-선택 표지들은, 투니카마이신(tunicamycin)에 대한 저항성을 부여하는, ADE2, HIS4, LEU2, TRP1, 및 ALG7; G418에 대한 저항성을 부여하는, 네오마이신 포스포트랜스퍼라제 유전자; 및 이스트를 구리 이온들의 존재하에 성장하게 하는 CUPl 유전자를 포함한다. 동물 세포-선택 표지들은, 다이하이드로폴레이트 환원효소(dihydrofolate reductase: DHFR) 유전자, 네오마이신 (Neo) 또는 하이그로마이신 (HYG) 저항성 유전자들을 포함한다.

또한, 증식 및 발현을 위한 벡터들은, 일반적으로 전사 개시, 종결을 위한 하나 또는 그보다 많은 사이트들 그리고, 전사된 구역들에, 해독을 위한 리보솜 결합 사이트를 포함한다. 구성물들에 의해 발현된 전사들의 코딩 부분은, 처음에 있는 해독 개시 코돈과, 해독될 DNA 서열의 말단에 적절히 위치된 하나의 종결 코돈 (UAA, UGA 또는 UAG)을 포함하는 것이 바람직하다. 프로모터들, 터미네이터들(terminators), 선택 표지들, 벡터들 및 다른 요소들의 선택은, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들의 수준내에 있는 관례적인 설계의 문제이다. 그러한 많은 요소들은 문헌에 기술되어 있으며, 상업적 공급업자들을 통해 구입가능하다.

다음의 벡터들은 상업적으로 구입가능하며, 박테리아들에 사용하기에 좋다: Shanghai Sangon의 pBV220 (참고문헌 86) 및 그 유도체들; Qiagen의 pQE 시리즈; Qiagen의 pET 벡터들; Stratagene의 pBS 벡터들, Phagescript 벡터들, Bluescript 벡터들, pNH8A, pNH16a, pNH18A, pNH46A; 및 Pharmacia의 ptrc99a, pKK223-3, pKK233-3, pDR540, pRIT5. 바람직한 진핵 벡터들 중에는, Promega의 pCI 벡터들, Invitrogen의 pcDNA 벡터들, Stratagene의 pSV2CAT, pOG44, pXTl 및 pSG; 및 Pharmacia의 pSVK3, pBPV, pMSG 및 pSVL이 있다. 이러한 벡터들은 단지, 많은 상업적으로 구입가능하고 잘 알려져 있는 벡터들이 유전학/재조합 방법들에 의해 본 발명에 개시되어 있는 Novaferon 단백질의 제조에 사용하기 위해 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 입수가능하다는 것을 증명하기 위한 예들로서 열거되어 있다.

이 점에 있어서, 어떤 바람직한 구체예에서, 벡터들은 특수한 발현을 위한 수단을 제공한다. 그러한 특수한 발현은, 유도성 발현이거나 특수한 타입들의 세포들에서만의 발현일 수 있으며, 또는 유도성 및 세포-특이성 양쪽 다일 수 있다. 유도성 벡터들 중에서 특히 바람직한 것은, 온도 및 영양 첨가제들과 같은, 조작이 용이한 환경 인자들에 의해 발현하도록 유도될 수 있는 벡터들이다. 원핵 및 진핵 호스트들에 사용하기 위한 본질적(constitutive) 및 유도성 발현 벡터들을 포함하여, 이러한 응용(application)에 적합한 여러가지 벡터들이 잘 알려져 있으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에 의해 관례대로 사용된다.

예를 들어, 적절한 프로모터, 및 다른 적절한 컨트롤(control) 서열들 뿐 아니라 SEQ ID No: 1에 개시되어 있는 DNA 서열을 포함하는 벡터가, 여러가지 이 분야에 공지되어 있는 기술들을 사용하여, 원하는 단백질의 발현에 적합한 적절한 호스트 세포로 도입될 수 있다. 그러한 적합한 호스트들의 전형들은, E. coli , Bacillus subtilis , Streptomyces 세포들과 같은 박테리아 세포들; Pichia pastoris 세포들과 같은 이스트 세포들; Drosophila S2 및 Spodoptera Sf9 세포들과 같은 곤충 세포들; CHO 및 COS와 같은 포유동물 세포들; 및 식물 세포들을 포함한다. 아주 다양한 발현 구성물들을 위한 호스트들이 잘 알려져 있으며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들은, 본 발명에 개시되어 있는 정보로, SEQ ID No: 2에 개시되어 있는 Novaferon 단백질을 발현하기 위한 호스트를 쉽게 선택할 수 있을 것이다.

호스트 세포들은, 본 발명의 Novaferon-암호화 폴리뉴클레오티드들을 통합하기 위해 그리고 Novaferon 단백질들을 발현하기 위해 유전자 조작될 수 있다. 예를 들어, Novaferon-암호화 폴리뉴클레오티드들은, 이 분야에서 공지된 트랜스펙션 기술들을 사용하여 호스트 세포들로 도입될 수 있다. 그러한 방법들은 Kingston에 의해 논의된 것들 (참고문헌 87)과 같은, 많은 표준 실험실 매뉴얼들에 기술되어 있다. Novaferon-암호화 폴리뉴클레오티드들은 단독으로 또는 다른 폴리뉴클레오티드들과 함께 도입/트랜스펙션 될 수 있다. 그러한 다른 폴리뉴클레오티드들은, 독립적으로 도입될 수 있고, SEQ ID No: 1에 개시되어 있는 Novaferon-암호화 폴리뉴클레오티드들과 함께 또는 공동으로 도입될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 Novaferon-암호화 폴리뉴클레오티드들은, 포유동물 세포들에서 표지의 선택과 공동 트랜스펙션(co-transfection)을 위해 하나의 선택 표지를 암호화하는 개별적인 폴리뉴클레오티드와 함께 호스트 세포들로 트랜스펙션될 수 있다. 이와 달리, Novaferon-암호화 폴리뉴클레오티드들은, 호스트 세포들에 증식을 유도하기 위해 하나의 선택 표지-암호화 DNA 서열을 포함하는 벡터에 합체될 수 있다.

Novaferon-암호화 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터로 트랜스펙션된 조작 호스트 세포들은, 프로모터들의 활성화, 형질전환체들(transformants)의 선택 또는 타겟 유전자들의 증폭을 위해 특별히 변형될 수 있는 종래의 영양 배지(nutrient media)에서 배양될 수 있다. 온도, pH, 등과 같은 배양 조건들은 조절되며, 본 발명의 Novaferon 단백질을 발현하기 위해 선택된 호스트 세포들에 적합하다.

적합한 분비 신호들은, 소포체의 내강(lumen)으로, 세포내 간극(periplasmic space)으로 또는 세포밖 환경으로, 해독된 단백질 폴리펩티드의 분비를 촉진하기 위해 Novaferon 단백질과 합체될 수 있고 함께 발현될(co-expressed) 수 있다.

정제

적합한 호스트 세포 타입은, 타겟 단백질의 특성에 따라 그리고 생산 비용, 산업적 생산 규모 확대의 용이성 여부 등과 같은 다른 조건들에 대한 고려에 따라, 타겟 재조합 단백질의 발현을 위해 선택되는 것이 일반적이다. 높은 수율로 타겟 단백질을 발현하는 트랜스펙션된 세포들의 클론들이 그 다음에 선택되고, 최적으로 발현된 최종 클론이 타겟 단백질-발현 세포 라인으로 명명되며, 타겟 단백질의 제조를 위해 사용된다. 타겟 단백질을 발현하는 세포 라인은 다양한 영양분들을 포함하는 배지에서 성장된다. 세포들의 최적 성장 및/또는 타겟 단백질의 최적 발현을 위해, 다양한 작용제들 또는 조건들이 트랜스펙션된 벡터에 타겟 단백질의 cDNA 서열과 합체된 선택 프로모터를 유도하기 위해 사용된다. 만약 호스트 세포 타입/발현 시스템이 박테리아이면, 배양된 세포들은, 일반적으로 원심분리에 의해, 배지로부터 수확된다. 수확된 세포들의 본체들(bodies)은 물리적 또는 화학적 수단에 의해 분해되며(broken), 합성된 타겟 단백질을 포함하는 수확된 미정제 추출물들은 단백질의 추가 정제를 위해 보존된다. 미생물 세포들의 파괴에 적용되는 방법들은, 냉동-해동 사이클(freeze-thaw cycling), 고주파분해(sonication), 기계적 파괴, 또는 세포 용해제들(lysing agents)의 사용을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 그러한 방법들은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려져 있다.

본 발명자들은 재조합 Novaferon 단백질의 발현을 위한 호스트 세포로서 박테리아, E. coli .를 사용하였다. 아래에 설명되어 있는 바와 같이, E. coli .는 Novaferon-암호화 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 벡터로 트랜스펙션되었으며, Novaferon 단백질의 최적 발현을 갖는 E. coli.의 하나의 스트레인(strain)이 Novaferon 단백질의 제조를 위해 선택되었다. 일단 합성되면, 단백질은 불용성 과립들로서 세포질에 보존될 수 있거나 가용성 형태로 세포질로 분비될 수 있다. 전자의 경우에, 과립들은 세포 본체들의 용해(lysis) 후에 회수되고, 예를 들어, 구아니딘 이소티오시아네이트 또는 우레아를 사용하여 변성된다. 그 다음에 변성체(denaturant)를 과량의 희석 용액으로 희석시키는 것에 의해 또는 우레아 용액 그리고 환원 및 산화 글루타티온의 조합(combination)을 거스르는 투석, 그리고 뒤이어 완충제처리 식염수(buffered saline solution)를 거스르는 투석에 의해, 변성(denatured) 폴리펩티드/Novaferon 단백질의 리폴딩(re-folding)이 얻어진다. 후자의 경우에, 단백질은 수확된 세포들이 파괴된 후에 가용성 및 기능성 형태로 세포내 간극으로부터, 변성 없이, 바로 회수될 수 있다. 변성 및 리폴딩 절차들을 피함으로써, 용해성 Novaferon 단백질은 손상되지 않으며, 변성되거나 잘못 폴딩된(mis-folded) 단백질 분자를 포함하지 않는다.

본 발명자들은 E. coli 세포 라인에서 제조된 합성 Novaferon 단백질의 상당 부분(significant portion)이 세포질로 분비되었다는 것을 밝혀내었다. 이 부분은 그 다음에 아래에 설명되어 있는 바와 같이 정제되었다.

활성 분석시험들 및 의학적 용도들

상술한 바와 같이, Novaferon 단백질은, 인터페론 패밀리의 많은 멤버들, 특히, HuIFN-α14의 mRNA에 의해 해독된 인터페론 단백질에 대한, 서열 호몰로지를 나타낸다(도 2). HuIFN-α은 항-바이러스, 항-증식, 및 면역제어 활성들을 포함하는 광범위한 생물학적 활성들을 가지는 것으로 나타났다(참고문헌 10).

HuIFN-α에 대한 그러한 호몰로지로, Novaferon은, 종양 증식의 억제, 항-바이러스 활성들, NK 세포 활성화, 및 면역 시스템 조절(modulation)을 포함하되 이에 한정되지 않는, HuIFN-α로서의 유사한 생물학적 기능들을 나타내는 것으로 예상될 것이다. 특히 중요한 것은, HuIFN-α-유사 기능적 특성들을 보존하는 것 뿐 아니라 HuIFN-α에 비해 강화된 Novaferon 단백질의 이러한 생물학적 기능들의 효력(potency)이다. 그 기능적 특성들의 효력을 증명하고 측정하기(determine) 위해, 항-바이러스 및 항-증식 특성들을 검출하도록 설계된 전형적이고 관례적인 시험관내 분석시험들을 사용하여 Novaferon 단백질의 생물학적 활성들을 측정하였다. 실험 섹션 아래에 설명되어 있는 바와 같이, Novaferon 단백질의 항-증식 특성들의 생체내 효력을 다양한 인간 암 유형들의 동물 모델들에서 더 관찰하였고, 몇몇 실험들에서 화학적 항암제뿐 아니라 HuIFN-α와 비교하였다.

HuIFN의 활성들을 측정하기 위한 많은 적합한 분석시험들이 이 분야에 잘 알려져 있다. 본 발명자들은 항-바이러스 및 항-증식 활성들을 측정하기 위해 시험관내 세포-베이스 분석시험 시스템들을 사용하였다. 인간 타입 I 인터페론 유전자 셔플링 라이브러리의 스크리닝, 인간 타입 I 인터페론 유전자 셔플링 라이브러리의 발현 단백질들로부터 Novaferon의 선택, 및 순수한 재조합 Novaferon 단백질의 생물학적 활성들의 측정을 포함하되 이에 한정되지 않는, 본 발명과 관련된 모든 절차들과 실험들을 위해 동일한 시험관내 분석시험들을 사용하였다.

세포들의 바이러스들에 대한 저항성의 정도를 관찰함으로써 시험 샘플들/작용제들의 항-바이러스 활성들을 측정하는 많은 분석시험들이 있다(참고문헌 88). 세가지 주요한 생물학적 분석시험들이 HuIFN과 그들의 하이브리드들의 항-바이러스 활성들을 측정하기 위해 사용되었다. 그들은 배양된 세포들에서 바이러스의 다양한 측면들을 측정하는 방법들에 의해 분류된다.

바이러스-유도 세포변성 효과들의 억제를 측정하기 위한 분석시험은, IFN의 사전처리(pre-treatment)에 의해, 배양된 세포들에 대한 바이러스-유도 세포용해 세포변성 효과들(virus-induced lytic cytopathic effects)의 감소 정도를 측정한다. 이 분석시험은, 96-웰 플레이트들(well plates)에서 수행될 수 있으며(참고문헌 89), 많은 샘플들을 스크리닝하기 위한 간단한 방법을 제공하기 때문에 재조합 HuIFN-α를 위해 널리 사용되어 왔다.

바이러스 플라크(plaque) 형성의 억제는, 조직 배양물들에서 HuIFN의 항-바이러스 활성들을 정량화하는 또 다른 방법이다. 플라크-감소(reduction) 분석시험의 결과들은 감염 다중도(multiplicity of infection)와는 관계없다. 더욱이, 플라크 형성의 50% 감소는 고 정밀도로 측정가능하다. 예를 들어, 플라크 형성을 유도하기 위해 보편적인(ubiquitous) VSV (vesicular stomatitis virus)를 사용하면, 그것은 상이한 동물 종들로부터 다수의 세포 라인들을 스크리닝함으로써 특정한 재조합 IFN의 종을 뛰어넘는 활성의 프로파일(profile of cross-species activity)을 결정할 수 있다(참고문헌 90).

세 번째 분석시험은 바이러스 수율 감소의 측정을 기초로 한다. 바이러스 생산율은, 일반적으로 단일 세포 성장 사이클 동안에, 배출된 바이러스의 양에 의해, 측정된다. 이 분석시험은, 세포변성 효과들을 일으키지 않거나 타겟-세포 배양물들에 플라크들을 만들지 않는 바이러스들에 대한 IFN의 항-바이러스 활성들을 시험하는데 특히 유용하다. 그러나, 이 시험에서, 감염 다중도(multiplicity of infection)는, 일정한 농도(fixed concentration)의 IFN에 의해 유도된 외견적 보호에 영향을 준다(참고문헌 91).

WISH 세포들과 VSV (vesicular stomatitis virus)를 사용하는 표준 세포변성 효과-억제 분석시험에 의해 Novaferon의 항-바이러스 활성들을 측정하였다. WHO 국제 표준들: 95/650 (rHuIFN-α2a) 및 94/786 (rHuIFN-α 컨센서스)의 표준 레퍼런스 샘플들을 사용하여 항-바이러스 활성들을 결정하고 측정하였다. 항-바이러스 활성의 하나의 유닛은, 배양된 세포들에서 VSV의 세포변성 효과들의 50% 억제를 달성하기 위해 필요한 단백질의 양으로 정의된다. 아래에 더 설명되어 있는 바와 같이, Novaferon 단백질의 활성은 HuIFN-α2b의 것보다 약 12.5-배 큰, 2.5×10⁹ IU/mg 이었다. 이러한 시험들은, Novaferon의 항-바이러스 특성들이 HuIFN-α2b에 비해 크게 강화된 것임을 증명한다. Novaferon 단백질이 나타내는, 바이러스에 대한 이러한 증가된 효력은, 인간들의 생체내에서 강화된 항-바이러스 효과들을 예측하는 근거를 제공한다. HuIFNs의 특성을 기초로 하여, Novaferon에 대한 아주 폭넓은 항-바이러스 프로파일을 예측하는 것이 타당하다. 바꾸어 말하면, Novaferon은 천연 인간 인터페론들 보다 광범위한 바이러스들에 대해 더 강력하여야 한다. Novaferon의 증가된 항-바이러스 효력은, 다양한 바이러스성 질환들이 있는 환자들을 위한 임상 셋팅(clinical setting)에서 더 우수한 항-바이러스 효과들 또는 더 우수한 치료 효과들로 해석될 수 있다.

상술한 바와 같이, 인터페론들은 또한 여러 메커니즘들에 의해 세포 증식을 억제하고 강력한 항-종양 효과들을 나타낸다. 세포 배양 시스템들을 사용하여 여러 가지 시험관내 항-증식 시험들을 실시하였으며, 이 시험들은 이 분야에 잘 기술되어 있다. 이러한 분석시험들에서 세포 증식은, 세포 수들의 계산; 크리스탈 바이올렛(crystal violet) 생물학적 분석시험 (참고문헌 92, 93); 중성 레드 염료(neutral red dye)에 대한 항암제 감수성(chemosensitivity) (참고문헌 94-96); 방사성 표지된(radiolabeled) 뉴클레오티드들의 도입(incorporation) (참고문헌 97); 증식 세포들의 DNA에 5-브로모-2'-데옥시우리딘 (BrdU)의 도입 (참고문헌 98); 테트라졸리움 염들의 사용 (참고문헌 99, 100)에 의해 측정될 수 있다.

인간 림포블라스토이드 Daudi 세포 라인은 HuIFN-α의 항-증식 효과에 대해 매우 민감하며, 현탁 배양물들(suspension cultures)에서의 그 성장은 그 세포 수들의 정량화를 용이하게 한다(참고문헌 101). 이 세포 라인은 수년동안 HuIFN-α 및 하이브리드들의 항-증식 활성을 측정하기 위해 사용되어 왔다 (참고문헌 102). 다른 세포 라인들이 또한 시험제(testing agent)의 항-증식 활성을 시험하기 위해 사용된다.

Novaferon 단백질의 항-증식 활성들은, 다양한 인간 종양 이종이식들을 갖는 동물 모델들에 Novaferon 투여로 의한 종양 덩어리 성장 억제를 관찰함으로써 생체내에서 관찰되었다. Novaferon의 생체내 항-종양 효과들은, HuIFN -α2b과, 그리고 몇몇 이종이식 모델들에서 화학적 항-종양 작용제들과도, 비교되었다.

아래에 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 본 발명자들은, 표준 Daudi 세포 방법을 사용하여 측정된, Novaferon의 시험관내 항-증식 활성이, 모든 천연 인간 인터페론들 중에서 아마도 가장 강력한 항-증식 활성들을 나타내는 천연 HuIFN-α2b 보다 400 배 더 강력함을 발견하였다. Novaferon의 증가된 항-증식 효력은, 그것이 본 발명자들이 시험관내 시험한 모든 인간 암 세포 라인들의, 천연 HuIFN-α2b 보다, 더 강력하거나 강화된 억제를 나타내기 때문에, 적용범위가 넓고 만능이다(universal). 이것은 Novaferon에 의한 인간 암의 강력한 억제가 선택적이지 않음을 나타낸다. 인간 암 세포 라인들의 모든 시험 유형들에 대해 강화된 그 항-증식 활성들의 범위가 변화하기는 하나, Novaferon은 임상 셋팅에서 적용 범위가 넓은 항암제가 될 가능성을 가진다. 이것은 화학적 항암제들, 모노클론(monoclonal) 항체들 및 다른 타겟-특이성 항암제들을 뛰어넘는 중요한 이점이다.

아래에 설명되어 있는 이종이식 동물 모델 실험들은 다음을 더 입증한다:

(1). Novaferon의 생체내 항-증식 효과들은 천연 HuIFN-α2b에 비해 크게 강화되거나 더 강력하였다.

(2). Novaferon의 생체내 항-증식 효과들은, 훨씬 낮은 투여량에서, 동일한 이종이식 모델에서 시험된 화학적 작용제, 5-플루오로우라실 (5-FU) 보다 더 우수하였다.

(3). Novaferon은 이종이식 모델들에서 암 성장의 90%를 넘는 억제를 달성할 수 있었으나, 시험 동물들에서 중량 감소(loss), 활성 변화들 그리고 다른 부정적인(negative) 부작용들을 유도하지 않았으며, 이것은 5-FU-처리(treated) 동물들에서의 상당한 중량 감소 및 활성 감소와 뚜렷한 대조를 이루었다.

이러한 결과들은 Novaferon의 시험관내 그리고 생체내 항-증식 특성들이 천연 HuIFN-α2b에 비해 크게 강화된 것임을 나타낸다. Novaferon의 증가된 항-증식 효력은, 쥐 동물 모델에서 인간 종양 성장의 효과적인 억제(> 90%)로 해석되며, 이러한 억제는 시험된 인간 암들의 모든 유형들에 대해 매우 폭넓게 그리고 전통적인 화학적 항암제, 5FU 보다 우수하게 작용하는(work) 것 같다. 이러한 결과들은 또한 Novaferon-처리 동물들에서 일반적인 섭식 및 활성 양태(normal eating and activity behavior) 및 중량 감소 없음의 관찰에 의해 뒷받침되는 바와 같이 Novaferon에 의한 암 세포 성장의 강력한 억제가 암 세포에 대해서는 매우 특이적이나 일반 세포들에 대해서는 특이적이지 않음을 나타낸다. 따라서 Novaferon은 모든 또는 대부분의 인간 암들에 작용할 가능성을 가진다.

하나의 바람직한 구체예에서, SEQ ID No. 1의 폴리뉴클레오티드 서열을 사용하는 재조합 테크놀로지들에 의해 만들어지거나 또는 화학적으로 합성된, Novaferon 단백질 (SEQ ID No: 2)의 완전한 또는 부분 분자(들)는, 인간 및/또는 비-인간 종들에서, 인간-유래(origin) 또는 비-인간-유래의 어떤 그리고/또는 모든 종양들 및 암들의 치료 및/또는 예방에 적용될 수 있다. 이러한 종양들은, 예를 들어, 골육종; 다발성 골수종; 호지킨 병(Hodgkin's disease); 결절성, 불량분화 림프종(nodular, poorly differentiated lymphoma); 급성 림프구 백혈병; 급성 골수성 백혈병; 유방암; 흑색종; 유두종; 및 비강인두 암(nasopharyngeal carcinoma), 대장암, 간암 및 흑색종을 포함하되 이에 한정되지 않는다.

또 다른 구체예에서, SEQ ID No: 1의 폴리뉴클레오티드 서열을 사용하는 재조합 테크놀로지들에 의해 만들어지거나 또는 화학적으로 합성된, Novaferon 단백질 (SEQ ID No: 2)의 완전한 또는 부분 분자(들)는, 인간 및/또는 비-인간 종들에서, 어떤 그리고/또는 모든 바이러스 질환들의 치료 및/또는 예방에 적용될 수 있다. 감염되기 쉬운 바이러스 감염들의 예들은, 단순포진성 각막염(herpes simplex keratitis), 급성 출혈성 결막염, 바리셀라 조스터(varicella zoster), 및 헤파타이티스 B 및 C, SARS 및 조류 독감(bird flu), 인간 면역 결핍 증후군 (AIDS, HIV) 뿐 아니라 바이러스성 뇌척수 심근염, 인플루엔자 및 다른 호흡기(respiratory tract) 바이러스 감염들, 광견병 및 다른 바이러스성 인수공통 감염병(zoonoses), 및 아르보바이러스(arbovirus) 감염들을 포함하되 이에 한정되지 않는다.

또 다른 구체예에서, SEQ ID No: 1의 폴리뉴클레오티드 서열을 사용하여 재조합 테크놀로지들에 의해 만들어지거나 또는 화학적으로 합성된, Novaferon 단백질 (SEQ ID No: 2)의 완전한 또는 부분 분자(들)는, 인간들에서 어떤 그리고/또는 모든 면역 시스템-관련 질환들의 치료 및/또는 예방에 적용될 수 있다. 면역 질환들의 예들은, 류마티스 관절염, 다발성 경화증, 및 쇼그랜 증후군 당뇨병을 포함하되 이에 한정되지 않는다. Novaferon 단백질은, 또한 이식편 대 숙주 거부를 예방하기 위해 적용될 수 있다.

또 다른 구체예에서, SEQ ID No: 1의 폴리뉴클레오티드 서열을 사용하여 재조합 테크놀로지들에 의해 만들어지거나 또는 화학적으로 합성된, Novaferon 단백질 (SEQ ID No: 2)의 완전한 또는 부분 분자(들)는, 어떤 그리고/또는 모든 신생혈관형성 질환들을 위한, 면역보조제로서 치료 및/또는 예방에 적용될 수 있다. 신생혈관형성 질환들의 예들은, 혈관종, 종양-유래 신생 혈관(neovasculature), 노인성 황반 변성(age-related macular degeneration) 및 당뇨병성 망막증을 포함하되 이에 한정되지 않는다.

Novaferon 단백질은, 단독으로 또는 어떤 다른 단백질들/캐리어 물질들(carrier materials) 또는 다른 구성물들과 함께, 경구 섭취, 흡입(inhalation), 비강내 스프레이(intranasal spray), 복강내, 정맥내, 근육내, 병변내(intralesional), 또는 피하 주입(subcutaneous injection)을 포함하되 이에 한정되지 않는, 어떤 투여/운반 경로들/방법들로 여하한 약학적으로 허용가능한 제제들(preparations)/포뮬레이션들(formulations)로 인간 및/또는 비-인간 종들에 투여될 수 있다.

활성 성분으로서 Novaferon 단백질을 포함하는 약학적 제제들/포뮬레이션들은, 액체, 고체, 반-고체 형태의, 그리고/또는 다른 임상적으로 허용가능한 형태들, 예컨대, 정제들, 환약들, 분말들, 액체 용액들 또는 현탁액들, 리포좀들, 좌약들, 주입가능물질(injectable), 및 불용해성 용액들의, 적절한 고체 또는 액체 캐리어를 통합시킴(incorporating)으로써 만들어질 수 있다. Novaferon-포함 제제들/포뮬레이션들은, 이 분야에 기술되어 있거나 약학 산업의 관행에 의해 일반적으로 허용가능한 통상적인 캐리어들, 물질들, 방법들을 사용하여 만들어질 수 있다. Novaferon-포함 제제들/포뮬레이션들은 또한 이 분야에 기술되어 있지도 않고 약학 산업에 의해 사용되지도 않는 통상적이지 않은 방법들, 물질들을 사용하여 만들어질 수도 있다.

예를 들어, 비경구적 포뮬레이션들은 일반적으로 물, 생리 식염수, 다른 평형 염액들(balanced salt solutions), 수성 덱스트로즈, 글리세롤 등과 같은 약학적으로 그리고 생리학적으로 허용가능한 물질들로 구성되는 주입가능 유체들(injectable fluids)이다. 또한, 주입가능 유체들은, Novaferon 단백질에 더하여, 캐리어들로서, 인간 세럼 알부민 또는 혈장 제제들(plasma preparations)과 같은 다른 단백질들을 포함할 수 있다. 약학적 제제들/포뮬레이션들은 또한 소량의 무독성 보조 물질들, 예컨대, 습윤제들 또는 유화제들, 방부제들, 및 pH 완충제들 (예컨대, 아세트산나트륨 또는 소르비탄 모노라우레이트)을 포함할 수 있다. 포뮬레이션 방법들은 이 분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어, "Remington: The science and Practice of Pharmacy. Phamaceutical Sciences" (참고문헌 75)에 개시되어 있다.

특별한 Novaferon 단백질 제제들/포뮬레이션들은 의도된 임상적 적용들(applications) 및/또는 투여 방법들에 의해 결정될 것이며, 공지된 기술들을 사용하여 이 분야에 통상의 지식을 가진 자들에 의해 만들어질 수 있다. 예를 들어, 주입가능 유체들에 더하여, 외용(topical) 및 경구(oral) 포뮬레이션들이 사용될 수 있다. 외용 제제들은 점안액들, 연고들, 및 스프레이들을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 경구 포뮬레이션들은, 액체 (예를 들어, 시럽들, 용액들 또는 현탁액들), 또는 고체 (예를 들어, 분말들, 환약들, 정제들, 또는 캡슐들)의 형태들을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 고체 제제/포뮬레이션들에 있어서, 통상적인 무독성 고체 캐리어들은, 약학적 등급들(grades)의 마니톨, 락토오스, 전분, 또는 스테아린산 마그네슘을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 이러한 제제들/포뮬레이션들의 실제적인 제조 절차들 및/또는 방법들이 공지되어 있거나 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 명백할 것이다(참고문헌 75).

Novaferon 단백질의 약학적으로 허용가능한 제제들/포뮬레이션들은, 경구, 피하, 정맥내, 비강내, 경피(transdermal), 복강내, 근육내, 폐내(intrapulmonary), 질(vaginal), 직장, 또는 안구내 전달(delivery)을 포함하되 이에 한정되지 않는 여러가지 방식으로 인간 및/또는 비-인간 종들에게 투여될 수 있으며, 그리고 상처들의 치료에서 국부적으로 직접 도포될 수 있다.

제제들/포뮬레이션들에서 Novaferon 단백질의 농도들/양들은 임상 실습(clinical practice)에 따라 > 0 에서부터 1.0 몰(molar)로 그리고/또는 > 0 내지 100% (중량/중량)로 변화할 수 있다. 각각의 그리고/또는 모든 Novaferon 제제들/포뮬레이션들의 정확한 투여량들(doses), 투여 간격들, 및 치료 기간은, 임상 시험들, 질환 상태들, 환자 상태 및 건강관리제공자들(health care providers)에 의해 결정될 것이다. 하나의 바람직한 구체예에서, 나이, 체중, 일반적인 건강, 성별, 식이요법, 투여시간, 약품 상호작용 및 상태의 심각도(the severity of the condition) 등 뿐만 아니라 단백질 분해(degradation), 시스템적 대 국부적 전달(systemic versus localized delivery), 및 새로운 프로테제 합성의 속도(rate)로 인해, 개별적인 그리고/또는 전체적인 투여량들, 투여 간격들, 치료 기간, 및 치료의 필수 코스들(courses)를 포함하되 이에 한정되지 않는 Novaferon 투여에 대한 조절들이 필요할 수 있으며, 이는 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에 의해 관례적인 실험으로 확인할 수 있을 것이다.

하나의 바람직한 구체예에서, 인간 및/또는 비-인간 종들의 신체들에 투여한 후 Novaferon 단백질의 순환 반감기(in circulation half-life)가 변경될 수 있다. 이러한 변경들은 생체내에서 Novaferon의 반감기의 연장 또는 단축을 포함하되 이에 한정되지 않는다. Novaferon 단백질의 생체내 반감기의 연장은 다양한 방식들로 달성될 수 있으며, 이 방식들은 다음을 포함하되 이에 한정되지 않는다:

(1). Novaferon 분자와 모노클론 항체(monoclonal antibody)간에 복합체(complex) 형성. 그러한 항체는 그 치료 기능들을 물질적으로 손상시키지 않는 사이트들에서 Novaferon 단백질과 결합되는 것이 바람직할 것이다(참고문헌 103).

(2). Novaferon의 다른 단백질들/폴리펩티드들과의 융합 복합체. Novaferon 분자는 면역글로불린 (Fc)의 불변 구역(constant region)의 프레그먼트와 같은 다른 단백질들/폴리펩티드들에 재조합적으로 융합될 수 있다(참고문헌 104).

(3) Novaferon 단백질의 접합(conjugation). 예를 들어, Novaferon 단백질은 폴리에틸렌 글리콜 또는 관련된 폴리알킬렌 글리콜 모이어티들과 같은 비-항원성 폴리머들과 접합될(conjugated) 수 있다(참고문헌 105-108).

또 다른 바람직한 구체예에서, 치료물(therapeutic compound)이 항체, 바람직하게는 항-Novaferon 단백질 항체에 접합될 수 있다. 치료물은 세포독성 치료제(cytotoxic agent)일 수 있다. 이 방법에서, 세포독성 치료제들은, Novaferon 분자들에 대한 접합 항체를 종양 조직 또는 세포들에 결합시킴으로써 고통받는 세포들을 파괴하고 그 수를 감소시킴으로써 암 증상들을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 세포독성 치료제들은, 세포독성 약품들, 독소들 또는 그러한 독소들의 활성 프레그먼트들, 및 방사화학약품들(radiochemicals)을 포함하되 이에 한정되지 않는다. 적합한 독소들과 그들의 상응하는 프레그먼트들은, 디프테리아 A 사슬, 외독소 A 사슬, 리신 A 사슬, 아브린(abrin) A 사슬, 커신(curcin), 크로틴(crotin), 페노마이신(phenomycin), 에노마이신(enomycin) 등을 포함한다.

하나의 바람직한 구체예에서, Novaferon 단백질-암호화 폴리뉴클레오티드 서열(SEQ ID No: 1)의 완전한 길이의(full length) 서열, 부분 서열들, 및/또는 조절(regulatory) 서열은, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에 의해 유전자 테라피(therapy)-관련 투여에 사용될 수 있다. Novaferon 단백질-암호화 폴리뉴클레오티드 서열 (SEQ ID No: 1)을 기초로 하여, 안티센스 적용(antisense application)이 또한 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들이 알 수 있을, [즉, 게놈에의 합체(incorporation)을 위한] 유전자 테라피로서 또는 안티센스 조성물들로서 사용될 수 있다.

유전자 테라피 적용들에 있어서, 유전자들은 이러한 유전자들에 의해 암호화된 타겟 단백질들의 생체내 합성을 달성하기 위해 세포들로 도입된다. 통상적인 유전자 테라피는 치료상 효과적인 DNA 또는 mRNA의 1회 치료 또는 반복된 투여에 의해 지속적인 치료 효과들을 달성한다. 반면에, 안티센스 RNAs 및 DNAs는 또한 생체내에서 특정한 유전자들의 발현을 방해하기 위한 치료제들로서 사용될 수 있다. 짧은 안티센스 올리고뉴클레오티드들은 그들이 억제제들의 역할을 하는 세포들로 전달될 수 있음이 이미 밝혀져 있다(참고문헌 109).

하나의 바람직한 구체예에서, 완전한 길이의 또는 부분 길이의, Novaferon 단백질-암호화 폴리뉴클레오티드 서열 (SEQ ID No: 1)이 DNA 백신들로서 사용될 수 있다. 순수한(naked) DNA 백신들이 일반적으로 이 분야에 공지되어 있다(참고문헌 110). 완전한 길이의 또는 부분 길이의, Novaferon 단백질-암호화 유전자 (SEQ ID No: 1)의, DNA 백신들로서 응용하기 위한 방법들이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있으며, 이는 Novaferon 유전자 또는 Novaferon 유전자의 일부분(portion)을, 인간 및/또는 비-인간 종들에서 완전한 길이의 또는 부분 길이의 Novaferon 단백질의 발현을 위한 프로모터의 제어하에 두는 것을 포함하되 이에 한정되지 않는다.

실시예들

다음의 실시예들은, 본 발명의 다양한 측면들을 수행하기 위해 숙고된 최적 모드들을 설명할 뿐 아니라, 상술된 발명을 사용하는 방식을 더 완전히 설명하는 역할을 한다. 이러한 실시예들은 결코 본 발명의 진정한 범위를 제한하는 역할을 하는 것이 아니며, 단지 설명 목적만을 위해 제공된 것으로 이해된다. 본 명세서의 모든 참고문헌들은 그 전체가 본 명세서에 참고로 명백히 합체되어 있다.

실시예 1. 인간 백혈구 cDNAs 로부터 인간 IFN -α 유전자들의 PCR 증폭

전체 mRNA를 인간 말초 혈액 백혈구들로부터 추출하였다. 제조업자들의 추천에 따라 Advantage^™ RT-for-PCR Kit (Clontech, Mountain View, CA, US)와 cDNA 합성 프라이머 (oligo dT18)를 사용하여 cDNA의 제조를 수행하였다.

다음 조건들을 사용하여, MJ PTC 서멀 사이클러(thermal cycler)에서 PCR 테크놀로지에 의해 인간 IFN-α cDNAs의 증폭을 행하였다:

2.5 μl 10×pfx 증폭 완충제 (Invitrogen, Carlsbad, CA, US), 0.75 μl 10 mM dNTPs, 0.5 μl 25 mM MgSO₄, 0.25 μl Platinum pfx DNA 폴리머라제 (2.5 U/μl; Invitrogen, Carlsbad, CA, US), 0.75 μl cDNA, 0.75 μl 5' 프라이머 (10 μM; IFNaO5: 5'-TGGTGCTCAGCT(A/G)CAAGTC-3'), (SEQ ID No: 3) 0.75 μl 3' 프라이머 혼합물 (각기 1.7 μM;

IFNaO3-1: 5'-AATCATTTCCATGTTG(A/G)ACCAG-3' (SEQ ID No: 4);

IFNaO3-2: 5'-AATCATTTCCCGGTTGTACCAG-3' (SEQ ID No: 5);

IFNaO3-3: 5'-AATCATTTCCATGTTGAAACAG-3' (SEQ ID No: 6);

IFNaO3-4: 5'-AATCATTTCAAGATGAGCCCAG-3' (SEQ ID No: 7);

IFNaO3-5: 5'-AATGATTTTCATGTTGAACCAG-3' (SEQ ID No: 8);

IFNaO3-6: 5'-AATCATTT(C/G)(C/G)ATGTTGAACCAG-3' (SEQ ID No: 9);

IFNaO3-7: 5'-GATCATTTCCATGTTGAATGAG-3' (SEQ ID No: 10);

IFNaO3-8: 5'-GAGTCGTTTCTGTGTTGGATCAG-3' (SEQ ID No: 11).

증폭 PCR 생성물은 1.0% 아가로즈 겔(agarose gel)에서 전기영동되고, 절단되고(excised), 겔-정제된 다음, 제조업자의 추천에 따라 pCRII-TOPO 또는 pCR-4-TOPO 벡터 (Invitrogen, Carlsbad, CA, US)에 복제되었다. ABI 자동 서열 분석기(PE Applied Biosystems, CA, US)의 "Prism Ready Reaction Dye Termination mix"에서 자동 시퀀싱(automated sequencing)을 수행하였다.

IFNa6, IFNa7 및 IFNa16 코딩 서열들을 위한 바람직한 인서트들(inserts)을 상기 클론들에서 찾지 못했기 때문에, 타입 특이성 프라이머들(type specific primers)을 제외하고는 상기 조건들하에 PCRs을 다시 수행하였다. IFNa6의 특별한 증폭을 위한, 5' 및 3' 프라이머들은, 각각 IFNaO5: 5'-TGGTGCTCAGCT(A/G)CAAGTC-3' (SEQ ID NO: 3), 및 IFNaO3-8: 5'-GAGTCGTTTCTGTGTTGGATCAG-3' (SEQ ID No: 11) 이었다. IFNa7의 특별한 증폭을 위한, 5' 및 3' 프라이머들은, 각각 IFNa7UO: 5'-ATGCCCCTGTCCTTTTCTTTAC-3' (SEQ ID No: 12) 그리고 IFNaO3-5와 IFNaO3-6의 동등 몰 혼합물(equal molar mix)이었다. IFNa16의 특별한 증폭을 위해, 사용된 5' 및 3' 프라이머들은 각각 IFNa7UO 및 IFNaO3-7: 5'-GATCATTTCCATGTTGAATGAG-3' (SEQ ID No: 10) 이었다. 증폭된 프레그먼트들은 pCRII-TOPO 또는 pCR-4-TOPO 벡터에 복제되었고, 위와 같이 서열이 결정되었다(sequenced).

모든 복제된 타입 I 인간 IFN-alpha 유전자들은 개별적으로 Genebank의 그러한 DNA 서열들로 정렬되었다. 본 발명에 참고된 이러한 유전자들에 대한 Genebank nucleotide accession number들은 NM_024013(IFN-α1), NM_000605 (IFN-α2b), NM_010504 (IFN-α4), NM_010505 (IFN-α5), NM_008335 (IFN-α6), NM_008334 (IFN-α7), NM_008336 (IFN-α8), NM_002171 (IFN-α10), NM_002172 (IFN-α14), NM_002173 (IFN-α16), NM_021268 (IFN-α17), NM_002175 (IFN-α21)이다.

실시예 2. 타입 I HuIFN -포함( bearing ) 플라스미드들의 셔플링 라이브러리들의 구성

하나의 타입 I 인간 IFN-αs의 코딩 서열을 가지고 있는(bearing) 플라스미드들을 구성하기 위해, BamHI 및 EcoRI 제한 사이트들(restriction sites)을 갖는, 15 쌍의 올리고뉴클레오티드들을, 성숙한 인간 타입 I IFN 단백질들을 위한 개별적인 cDNA 코딩 구역을 기초로 하여, 합성하였다(Genentech, South San Francisco, CA, US). 본 발명에 참고된 이러한 단백질들에 대한 Genebank nucleotide accession number들은: NM_024013 (IFN-α1), NM_000605 (IFN-α2), NM_010504 (IFN-α4), NM_010505 (IFN-α5), NM_008335 (IFN-α6), NM_008334 (IFN-α7), NM_008336 (IFN-α8), NM_002171 (IFN-α10), NM_002172 (IFN-α14), NM_002173 (IFN-α16), NM_021268 (IFN-α17), NM_002175 (IFN α21) 이다. 실시예 1에서 템플릿들(templates)로서 구성된 프라이머들과 플라스미드들을 표준 PCR에 사용하였다(참고문헌 111). 결과로 얻은 생성물들을 제한 효소들(restriction endonucleases: REs) BamHI 및 EcoRI로 절단하고, E. coli 발현 벡터 pBVB로 복제하였는데, 이것은 그 다중 클로닝 구역(multiple cloning region)에 하나의 BamHI 사이트와 하나의 EcoRI 사이트를 포함하는 pBV220 (참고문헌 86)의 유도 발현 플라스미드(derivate expression plasmid)이다. 이러한 최종 구성물들을 모두 DNA 서열 분석(PE Applied Biosystems, US)으로 확인하였다.

인간 IFN ORF를 포함하는 DNA 프레그먼트들은, 한 쌍의 올리고뉴클레오티드들, BVF4: 5'-AGGGCAGCATTCAAAGCAG-3' (SEQ ID No: 13) 및 BVR3: 5'-TCAGACCGCTTCTGCGTTCTG-3' (SEQ ID No: 14)을 사용하는 PCR에 의해 그리고 미리 구성된 타입 I HuIFN을 가지고 있는(Type I HuIFN-bearing) 플라스미드들을 사용하여 증폭되었다. Stemmer에 의해 기술된 절차에 따라(참고문헌 112), 결과로 얻은 생성물들을 동일한 양들로 혼합하고, DNase I 소화 및 PCR 어셈블리(assembly) 하였다.

모아진(assembled) PCR 생성물들은, 한쌍의 안쪽(inner) 프라이머들: BVF: 5'-GAAGGCTTTGGGGTGTGTG-3' (SEQ ID No: 15) 및 BVR: 5'-AATCTTCTCTCATCCGC-3' (SEQ ID No: 16)에 의해, 이어서 BamHI 및 EcoRI 소화에 의해 더 증폭되었고, REs BamHI 및 EcoRI 로 절단된 E. coli 발현 벡터 pBVB로 되돌아가 복제되었다. 이러한 최종 구성물들을 모두 DNA 서열 분석으로 확인하였다. 플라스미드를 포함하는 셔플링된(plasmid-bearing shuffled) HuIFN-α 유전자들을 E. coli DH5α 숙주 세포들(competent cells)로 형질전환시켰다(transformed).

상기 모든 PCR 과정들, PCR 증폭 또는 PCR 어셈블리에서, 높은 충실도(high fidelity) DNA 폴리머라제 대신에, 일반적인(regular) DNA 폴리머라제 (New England Biolab, MA, US)를 사용하였다.

실시예 3. 셔플링 라이브러리들의 스크리닝

새로 형질전환된 E. coli DH5α 세포들을 37℃, LB 플레이트에서 밤새 성장시켰다. 단일 콜로니들(single colonies)을 개별적으로 선별하여 96-웰 플레이트들에 50 μg/ml의 암피실린을 포함하는 100 μl의 LB 배지에 접종하였다. 콜로니들을 30℃에서 250 rpm으로 흔들었다. 밤새 배양시킨 후에, 10 μl의 박테리아 배양물들을 96-웰 플레이트들에 50 μg/ml의 암피실린을 포함하는 100 μl의 LB 배지에 두차례 접종하였다. 오리지널 플레이트들[소위, 스톡(stock) 플레이트들]을 4℃에서 일시적으로 저장하였다. 이중으로 된(duplicated) 플레이트들에서 세포들을 OD600이 0.4가 될 때까지 30℃에서 성장시킨 다음 42℃ 근처로 유도하였다. 4-시간의 열 유도 후에, 냉동-해동 사이클을 시작하기 위해 박테리아 배양물들을 바로 -80℃ 냉동기로 옮겼다. 냉동-해동의 2 사이클 후에, 박테리아 현탁액/용해물(lysate)을 바람직한 농도로 희석시키고. 항-증식 시험 (참고문헌 101)을 위해 Daudi 세포 배양물 또는 항-바이러스 시험 (참고문헌 113)을 위해 Wish 세포 배양물에 노출시켰다.

스크리닝 단계들의 각 라운드(round)에서, 20,000 콜로니들을 초기에 스크리닝하고, 최고의 항-증식(anti-proliferative) 또는 항-바이러스 활성들을 갖는 약 100 콜로니들을 추가 확인 시험(confirmative testing)을 위해 선택하였다. 스톡 플레이트들에 있는 선택된 박테리아 배양물들을 50μg/ml 암피실린을 포함하는 LB 플레이트들상에 줄무늬 모양으로 그었다(streaked). 단일 콜로니들을 37℃에서 밤새 성장시키고 정선하여, 시험관들에 50 μg/ml의 암피실린을 포함하는 1ml의 LB 배지에 접종하였다. 시험관들에 있는 박테리아를 250 rpm으로 흔들어 주면서 30℃에서 밤새 성장시켰다. 그 다음에 40 μl의 성장된 박테리아를 암피실린 (50 μg/ml)을 갖는 1 ml의 LB를 포함하는 또 다른 세트의 시험관들 중의 하나에 접종하였다. 그 다음에 샘플들을, 초기 스크리닝 단계들에 대해 상술한 바와 같이, 유도 발현, 세포 배양물 수확, 냉동-해동 사이클 처리 및 항-증식 또는 항-바이러스 시험의 단계들을 거치게 하였다.

스크리닝 단계들의 각 라운드에서, 플라스미드들을 만들기 위해 최고의 항-증식 또는 항-바이러스 활성을 갖는 약 20 콜로니들을 확인 테스팅 후에 선택하고, 그들의 인서트들(inserts)을 자동으로 배열하였다. 독특한 DNA 서열을 갖는 인서트들을, 각기 pBVB 벡터의 복수 클로닝 사이트들의 업스트림 및 다운스트림에서의 측면(flanking) 서열들인, 한 쌍의 PCR 프라이머들 BVBF: 5'-ACCATGAAGGTGACGCTC-3' (SEQ ID No: 17); 및 BVR: 5'-AATCTTCTCTCATCCGC-3' (SEQ ID No: 16)을 사용하여 더 증폭시켰다. 증폭된 PCR 생성물들을 셔플링 라이브러리 구성의 다음 라운드를 위해 사용하였다.

항-증식성 또는 항-바이러스 활성의 어느 하나의 증가를 기초로 하여 스크리닝 단계들의 다섯 사이클들을 수행하였다.

실시예 4: E. coli 에서 재조합 Novaferon 단백질의 발현 및 정제

Novaferon 단백질 (SEQ ID No: 2)을 E. coli에서 발현시켰다. 개시 코돈 ATG가 인공적으로 첨가된 SEQ ID No: 1의 리딩 프레임(reading frame)이 λPRPL 프로모터의 제어하에 온도-유도성 pBVB vecter에 복제되었다(참고문헌 114). Novaferon의 발현 플라스미드, pBVBNF를 DH5α 세포들에서 형질전환시켰다. 단일 콜로니들을 개별적으로 정선하여, 50μg/ml의 암피실린을 포함하는 2 ml의 LB 배지에 접종하고 30℃에서 8시간 동안 배양하였다. 그 다음에 2 ml의 배양된 박테리아를 50μg/ml의 암피실린을 포함하는 50 ml의 배지로 30℃에서 밤새 교반하면서 더 배양하였다. 다음 날 아침, 밤새 배양된 박테리아를 50μg/ml의 암피실린을 포함하는 큰 부피의 LB 배지에 1:10~l:20의 비율로 뿌리고 30℃에서 교반하면서 배양하였다. 배양물들이 성장의 미드-로그 단계(mid-log phase)[A550 = 0.5-0.6]에 도달했을 때, 배양 온도를 42℃까지 급속히 상승시키고 Novaferon의 발현을 유도하기 위해 4시간동안 이를 유지하였다. 4-시간의 열 유도 후에, 박테리아 세포들을 원심분리하고, PBS (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10mM Na₂HPO₄, 2mM KH₂PO₄)로 3 차례 세척한 다음, 정제 단계로 진행할 때까지 -80℃에서 저장하였다.

대부분의 Novaferon 단백질 분자들은, 세포질에서 과도하게 발현되기는(over-expressed) 하나, 본 명세서에 설명되어 있는 E. coli 제조 시스템에서 가용성이었다. 따라서, 세포들을 세포 용해 완충제 I (Cell Lysis buffer I)[50 mM Tris-Cl (pH 8.0), 1mM EDTA (pH 8.0), 100 mM NaCl]에서 리소자임 소화에 의해 분해하였다(참고문헌 115). 남아있는 미손상 세포들을 분해시키고 DNA 분자들을 스플라이싱하기 위해 용해물을 추가로 고주파분해하였다(sonicated). 그 다음에 용해물을 원심분리하였다.

상청액들에 있는 가용성 Novaferon 단백질 분자들을 소수성, 이온 교환 크로마토그래피 및 겔 여과에 의해 연속적으로 정제하였다. 먼저, 상청액들을 Phenyl Sepharose 6 Fast Flow Column (GE Healthcare, US)에 넣고 이를 통과시켰다. 두 번째로, Novaferon 단백질을 포함하는 부분들을 POROS 50 D Column (Applied Biosystems, US)에 가하였다(applied). 세 번째로, Novaferon 분자들을 포함하는 부분들을 POROS 50 HSColumn (Applied Biosystems, US)에 의해 정제시키고, 마지막으로, 수집된 Novaferon 분자들을 HiLoad 26/100 Superdex 75pg (Amersham, US)에 의해 더 정제하였다.

순수한 Novaferon 단백질의 순도를 15% SDS-PAGE 분석에 의해 확인하였다. 순수한 재조합 Novaferon 단백질은 19-20 KDa의 분자량 (MW)을 갖는 하나의 단일 밴드(single band)로 나타났다. 질량 스펙트로메트리(mass spectrometry) 분석은, 정제된 Novaferon 분자의 순도가 > 98%이고, 분자량이 19313 달톤(dalton)인 것으로 나타났으며, 그것은 그 아미노산 서열로부터 예상되는 분자량 19315 달톤과 동일하였다.

실시예 5: E. coli 에서 재조합 HuIFN -α2b의 발현 및 정제

HuIFN-α2b의 발현 플라스미드, pBV2b는, 열-유도성 λ PRPL 프로모터의 제어하에 있는, HuIFN-α2b (GeneBank nucleotide accession number: NM_000605)의 성숙한 단백질을 위한 cDNA 코딩 구역을 포함한다. HuIFN-α2b의 발현은 Joseph S 및 David WR (참고문헌 116)에 의해 기술되어 있는 프로토콜들(protocols)을 따름으로써 수행되었다.

발현 플라스미드, pBV2bF를 DH5-α 세포들에서 형질전환시켰다. 단일 콜로니들을 개별적으로 정선하여 50 μg/ml의 암피실린을 포함하는 2 ml의 LB 배지에 접종시키고 30℃에서 8시간 동안 배양하였다. 그 다음에 2 ml의 배양된 박테리아를 50μg/ml의 암피실린을 포함하는 50 ml의 배지로 30℃에서 밤새 교반하면서 더 배양하였다. 다음 날 아침, 박테리아 배양물을 50μg/ml의 암피실린을 포함하는 큰 부피의 LB 배지에 1:10 - 1:20의 비율로 뿌리고 30℃에서 교반하면서 배양하였다. 배양물들이 성장의 미드-로그 단계(mid-log phase)[A550 = 0.5-0.6]에 도달했을 때, 배양 온도를 42℃까지 급속히 상승시키고 HuIFN-α2b의 발현을 유도하기 위해 이를 4시간동안 유지하였다. 4-시간의 열 유도 후에, 세포들을 원심분리하고, PBS (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10mM Na₂HPO₄, 2mM KH₂PO₄)로 3 차례 세척한 다음, 정제 단계로 진행할 때까지 -80℃에서 저장하였다.

HuIFN-α2b 단백질은 본 명세서에 설명되어 있는 E. coli 발현 시스템에서 불용성으로 발현되었으며, 따라서 봉입체(inclusion body) 회수 및 세척 과정들을 Molecular Cloning (참고문헌 115)에 기술되어 있는 프로토콜들에 따라 수행하였다. 간단히 말해, 수확된 박테리아의 세포들을 세포 용해 완충제 I (50 mM Tris-Cl (pH 8.0), 1mM EDTA (pH 8.0), 100 mM NaCl)에 재현탁시키고(resuspended) 리소자임 및 고주파 분해에 의해 용해시켰다. 봉입체들을 얼음처럼 차가운 세포 용해 완충제 II [0.5% (v/v) Triton X-100이 추가된 세포 용해 완충제 I]로 3차례 세척하였다.

회수된 봉입체들을 실온에서 4시간 동안 교반하면서 7N 구아니딘에 현탁시킴으로써 파괴시켰다. 4℃에서 15분 원심분리 후에, 변성된 단백질은 4℃에서 48시간 동안 0.15M pH 9.5 Borex 완충액에서 리폴딩되었다(refolded). 리폴딩(refolding)의 마지막 단계에서 HCl을 사용하여 pH를 7.4로 조절하였다.

그 다음에 리폴딩된 HuIFN-α2b를 포함하는 용액을 소수성, 이온 교환 크로마토그래피 및 겔 여과에 의해 정제하였다. 먼저, 용액을 Phenyl Sepharose 6 Fast Flow Column (GE Healthcare, US)에 넣고 이를 통과시켰다. 두 번째로, HuIFN-α2b을 포함하는 부분들을 POROS 50 D Column (Applied Biosystems, US)에 가하였다(applied). 세 번째로, HuIFN-α2b를 포함하는 부분들을 POROS 50 HSColumn (Applied Biosystems, US)에 의해 정제시켰다. 마지막으로, 수집된 HuIFN-α2b 분자들을 HiLoad 26/100 Superdex 75pg (Amersham, US)으로 더 정제하였다. 순수한 HuIFN-α2b 단백질은 15% SDS-PAGE 분석에 의해 하나의 단일 밴드로 나타났으며, 그 순도는 질량 스펙트로메트리에 의해 > 98% 로 확인되었다.

실시예 6. Novaferon 의 항-바이러스 활성의 측정

Armstrong JA (참고문헌 113)에 의해 기술되어 있는 전통적인 프로토콜들에 설명되어 있는 WISH-VSV 시스템을 사용하여 항-바이러스 활성을 측정하였다. 첫날, WISH 세포들 (ATCC, catalog No. CCL 25)을 14,000 세포들/웰(cells/well)의 밀도로 96-웰 플레이트들에 뿌리고 37℃에서 배양하였다. 24시간 후에, 2배 연속 희석된(2-fold serial diluted) Novaferon, HuIFN-α2b, WHO 인간 IFN 국제 표준들 또는 블랭크(blank) 배양 배지를 각 웰에 첨가하고, 또 다시 24시간 동안 37℃에서 배양하였다. 셋째 날, 배지를 제거하고, 1,000 PFU의 Vesicular Stomatitis 바이러스 (VSV, ATCC, catalog No. VR-1421)를 포함하는 배지로 대체하였다. 세포들을 37℃에서 24시간 동안 다시 배양한 다음 죽은 세포들을 제거하기 위해 0.85% NaCl로 세척하였다. 그 다음에 배양 플레이트들을 1시간 동안 염료-매염제(dye-fixer) 용액[0.5% 크리스탈 바이올렛(crystal violet), 5% 포르말린 (V/V), 50% 에탄올 (V/V), 및 0.85% NaCL]에 담갔다. 그 다음에 염료-매염제 용액을 가만히 따라내고, 마이크로플레이트들을 수돗물로 충분히 헹구어내고 건조시켰다. 착색된 세포들을 0.2 ml의 2-메톡시에탄올에 용해시켰다. 플레이트들을 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험을 위해 Model Opsys MR (Thermo Labsystems, US)의 550nm에서 판독하였다(read).

모든 실험들은 세차례 수행되었으며, Novaferon 및 HuIFN-α2b 샘플들을 동일한 플레이트에서 시험하였다. 여기서 준비된 Novaferon 및 HuIFN-α2b의 항-바이러스 활성들을 동시에(in parallel) 분석시험하였으며, NIBSC (National Institute for Biological Standards and Control, USA)로부터 구입한, WHO 국제 표준들, 94/786 (rHuIFN-α 컨센서스) 및 95/650 (rHuIFN-α2a)을 참고로 하여 항-바이러스 유닛들 (international unit, 또는 IU)을 결정하였다.

"VSV on WISH"에 대해 측정된, 정제 Novaferon 단백질의 항-바이러스 활성은, 2.5×10⁹ IU/mg인 반면, HuIFN-α2b의 항-바이러스 활성은 2.0×10⁸ IU/mg 이다. 이 데이터는 Novaferon 단백질의 항-바이러스 활성이 HuIFN-α2b의 것보다 약 12.5 배 강력함을 나타낸다.

실시예 7. Novaferon 의 항-증식 활성

기본적으로 Evinger 및 Pestka (참고문헌 101)에 의해 기술되어 있는 바와 같이 항-증식 활성 분석시험을 수행하였다.

A. 인간 종양 세포 라인들의 세포 배양

인간 종양 세포 라인들을 상이한 기관들(하기 표 1 참조), 즉, ATCC (American Type Culture Collection, P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, 미국), DSMZ (German National Resource Centre for Biological Material, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Mascheroder Weg 1b, 38124 Braunschweig, 독일), JCRB (Japanese Collection of Research Bioresources-Cell Bank, National Institute of Biomedial Innovation, 7-6-8 Saito-Asagi, Ibaraki-shi, Osaka 567-0085, 일본)로부터 구입하였다.

인간 종양 세포 라인들

세포 라인들	종양들	코드들	기관들*
A-375 IGR-1 IGR-37 IPC-298 HCT-8 SW1116 LS 180 DLD-1 LS174T Hep G2 Hep3B HuH-7 PLC/PRF/5 HL60(S) Daudi L-428 DU 145 PC-3 MKN 1 KYSE 30 A549 HeLa C-33A	흑색종 흑색종 흑색종 흑색종 결장직장 선암종 결장직장 선암종 결장직장 선암종 결장직장 선암종 결장직장 선암종 간세포 암 간세포 암 간암 간암 림프구(lymphocytic) 버키트(Burkitt's) 림프종 호지킨 림프종 전립선 암 전립선 암 위 선암 식도암 폐암 자궁경부 선암 자궁경부 암	CRL1619 Acc 236 Acc 237 Acc 251 CCL-244 CCL-233 CL-187 CCL-221 CL-188 HB-8065 HB-8064 0403 CRL-8024 0163 CCL-213 Acc 197 HTB-81 Acc 465 0252 0188 CCL-185 CCL-2 HTB-31	ATCC DSMZ DSMZ DSMZ ATCC ATCC ATCC ATCC ATCC ATCC ATCC JCRB ATCC JCRB ATCC DSMZ ATCC DSMZ JCRB JCRB ATCC ATCC ATCC
* DSMZ: German National Resource Centre for Biological Material (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen) 독일 ATCC: American Type Culture Collection, 미국 JCRB: Japanese Collection of Research Bioresources-Cell Bank, 일본

항-증식 활성 시험에 사용된 모든 세포들을 5% CO₂를 포함하는 37℃ 가습 대기(humidified atmosphere)에서 배양하였다. Gibco BRL (US)로부터 입수한, 5-20% 열-불활성화 FBS(fetal bovine serum)이 추가된, DMEM, MEM, F12K 및 1640 또는 1640 plus F12 [모두 Gibco BRL (US)로부터 입수]와 같은, 기본 증식용 배지(basal growth media)에서, 각 세포의 성장 매뉴얼에 따라 세포들을 성장시켰다. 각각의 개별적인 세포 라인을 위한 기본 증식용 배지가 하기 표 2에 열거되어 있다. 모든 세포 라인들을 배양 플레이트들에서 도립형 현미경(inverted microscope)으로 매일 검사하였다. 세포들을 수확하여, 트리판 블루 색소 배제법(trypan blue dye exclusion)에 의해 측정된 90%를 넘는 생존율들(viabilities)을 갖는 그들의 대수증식기(logarithmic growth phase)에서 실험들을 위해 사용하였다. 표준 혈구계산기(hematocytometer)로 세포 총수(counts)와 생존율들을 검사하였다.

인간 종양 세포 라인들의 배양 및 측정 방법들

세포 라인	배양 배지	세포들/웰	측정 방법들
IGR-1 IGR-37 IPC-298 HCT-8 LS 180 DLD-1 Hep G2 Hep 3B HuH-7 PLC/PRF/5 KYSE 30 DU 145 PC-3 MKN 1 A549 SW 1116 LS174T HeLa C-33A A-375 HL 60(S) Daudi L-428	DMEM DMEM 1640 1640 MEM 1640 MEM MEM DMEM MEM 1640+F12 MEM 1640 1640 F12K 1640 MEM MEM MEM DMEM 1640 1640 1640	5000 2000 2000 500 3000 1500 1000 800 4000 6000 1000 1000 2000 2000 400 1000 4000 500 1000 200 800 400 800	크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험 직접 세포 계수법 직접 세포 계수법 직접 세포 계수법

B. 항-증식 분석시험을 위한 절차

대수증식기인 세포 라인들을 따뜻한 (36℃) 배지에 2×10³ - 6×10⁴ 세포들/ml (세포 라인에 따라 변화, 표 2 참조)의 밀도로 서서히 현탁시켰다. 100μl의 세포 현탁액을 96-웰 플레이트의 각 웰에 뿌리고, 이어서 37℃에서 6-8시간 동안 배양하였다. 그 다음에 배양 배지에서 희석된 동일한 부피(100μl)의 Novaferon 또는 HuIFN-α2b을 세차례 웰들에 첨가하였다. 내용물들을 혼합하기 위해 플레이트들을 4-5초 동안 서서히 교반하고, 6일 동안 37℃에서 배양하였다. Novaferon 및 HuIFN-α2b 샘플들을 비교가능성을 보증하기 위해 동일한 플레이트에서 시험하였다.

하나의 세포 웰에 있는 세포 수들을 측정하기 위해 그리고 세포 수에 따라 Novaferon 및 HuIFN-α2b의 항-증식 활성들을 계산하기 위해 두 방법들을 사용하였다.

현탁 세포의 세포 수를 측정하기 위해 직접 세포 계수법(direct cell counting method)을 사용하였다. 배양 6일 후에, 현탁 세포 배양물들을 트리판 블루 (최종 농도: 0.02%)로 희석시키고, 세포 수들을 혈구 계산기를 사용하여 바로 계산하였다.

점착(adhesive) 세포들의 세포 수들을 측정하기 위해 크리스탈 바이올렛 생물학적 분석시험법을 사용하였다(참고문헌 93). 배양 6일 후에, PBS를 피펫으로 계량하여 배양 웰들에 떨어뜨려서 죽은 세포들을 제거하였다. 그런 다음 1시간 동안 살아있는 세포들을 착색시키기 위해 웰들을 염료-매염제 용액(dye-fixer solution)으로 채웠다. 염료-매염제 용액은, 증류수에 0.5% 크리스탈 바이올렛, 5% 포르말린 (V/V), 50% 에탄올 (V/V), 및 0.85% NaCl을 포함하였다. 그 다음에 마이크로플레이트들을 수돗물로 충분히 씻어 내고 건조시켰다. 착색된 세포들을 0.2 ml의 2-메톡시에탄올에 용해시켰다. 550 nm (OD550) (Model Opsys plate reader, Thermo Labsystems, US)에서 광학 밀도를 측정하고, 이를 세포 수들의 상대 지표(relative indicator)로서 사용하였다.

성장-억제율(growth-inhibition rate)을 다음의 식을 사용하여 계산하였다:

억제율 % = (1-(E-B)/(C-B))×100

[상기 식에서, E는 6일째 날 Novaferon 또는 HuIFN-α2b-처리 웰들에서의 세포들의 수 또는 OD₅₅₀ 값이며; B는 0일째 날 세포 배양물에서의 세포들의 수 또는 OD₅₅₀ 값이고; C는 6일째 날 미처리(untreated) 웰들에서의 세포들의 수 또는 OD₅₅₀ 값임.]

억제율을 화합물 농도들과 함께 나타내었다. Novaferon 또는 HuIFN-α2b의 IC₅₀을 일정 범위의 샘플 농도들을 사용하여 계산하였다. 데이터는 힐 슬로프 곡선부를 갖는(with Hill slope one) S자형 곡선(Sigmoidal curve) (참고문헌 117)에 맞추었다:

Y=min + (Max-min)/(1+10^Λ(IC₅₀-X))

[상기 식에서, X는 약품의 로그 농도들(log concentrations)이고; Y는 억제율이며; Min 또는 Max는 최소 또는 최대 억제율 플래토(plateau)임.]

특별한 타겟에 대한 다양한 화합물들의 IC₅₀ 이 비교될 수 있으며, 여기서 더 낮은 IC₅₀ 이 더욱 강력한 화합물을 나타낸다.

Novaferon 및 HuIFN-α2b의 농도들과, Daudi 세포 라인에 대한 상응하는 세포 성장 억제율들이 도 4에 나타나 있다. 이 데이터를 기초로 하여, Daudi 세포 성장을 억제하기 위한 Novaferon 및 HuIFN-α2b의 IC₅₀을 0.0174 pmol 및 6.9550 pmol로 계산하였다. 따라서 Novaferon의 IC₅₀ 은, HuIFN-α2b의 것의 약 1/400 이며, 이는 HuIFN-α2b와 비교하여 Novaferon의 항-증식 효력의 약 400 배 증가를 나타낸다.

Novaferon의 항-증식 활성들을 평가하고, 흑색종 (A-375, IGR-1, IGR-37, IPC-298)로부터 유래된 4 세포 라인들, 5 결장직장 선암(colorectal adenocarcinoma) 세포 라인들 (HCT-8, SW1116, LS 180, DLD-1 , LS174T), 4 간암 세포 라인들 (Hep G2, Hep 3B, HuH-7, PLC/PRF/5), 3 림프종 세포 라인들 (HL-60(S), Daudi, L-428), 2 전립선 암 세포 라인들 (DU 145, PC-3), 2 자궁경부암 세포 라인들 (HeLa, C-33A), 하나의 위 선암(Gastric adenocarcinoma) 세포 라인 (MKN 1), 하나의 폐암 세포 라인 (A 549) 및 하나의 식도 암 세포 라인 (KYSE 30)을 포함하는, 23 종양 세포 라인들에서 HuIFN-α2b의 것들과 비교하였다. Novaferon은, 모든 시험된 암 세포 라인들에 대해 HuIFN-α2b의 것들보다 더 강력한 항-증식 활성들을 나타내었다. 효력의 증가 정도(extent)는 여러 암 세포 라인들에서 달라졌으며, 16 내지 1134 배(fold)의 범위에 있었다(하기 표 3 참조).

Novaferon 및 HuIFN-α2b의 IC₅₀ 값들 그리고 HuIFN-α2b를 뛰어넘는 Novaferon에 의한 종양 세포 억제의 증가 배수(increased folds)

세포 라인들	IC50 (pmol)		증가 배수 (Novaferon/HuIFN-α2b)
	HuIFN-α2b	Novaferon
PLC/PRF/5 A549 DU 145 HepG2 HuH-7 Hep3B IPC-298 LS174T IGR-37 PC-3 HeLa C-33A MKN 1 HCT-8 SW 1116 DLD-1 HL-60(S) LS 180 Daudi KYSE 30 A-375 IGR-1 L-428	0.0407 4.27 0.1319 0.1718 0.1474 4.3934 0.0516 0.0165 0.6017 1.8777 0.2364 2.5242 0.233 2.9479 0.2278 0.3977 0.5855 0.7579 6.955 18.0134 1.4134 6.6718 17.2789	0.0025 0.2202 0.0036 0.004 0.0026 0.0758 0.0007 0.0002 0.0055 0.0146 0.0017 0.0176 0.0011 0.0139 0.001 0.0014 0.0019 0.0022 0.0174 0.0264 0.0019 0.0076 0.0152	16 19 36 43 58 58 70 74 109 128 141 143 207 212 222 282 306 350 400 683 733 876 1134

실시예 8. 생체내 종양 모델 실험들

A. 세포 배양 및 생체내 인간 종양 이종이식 모델들

대장암 세포 라인 (LS 180), 흑색종 세포 라인 (A-375) 및 간암 세포 라인 (Hep G2)을 American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD)으로부터 구입하였다. 전립선 암 세포 라인 (PC-3)을 German National Resource Centre for Biological Material (DSMZ, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen and Zellkulturen, Germany)로부터 구입하였다. 림프구 세포 라인 (HL 60(s))을 Japanese Collection of Research Bioresources Cell Bank (JCRB, Japan)로부터 구입하였다. 모든 세포들을 그들의 지시들(instructions) [표 1 참조]에 따라 배양하였다. 간단히 말해, LS 180 및 Hep G2를 MEM 배지에서 배양하였다. A-375는 DMEM에서 배양하였다. 양쪽 배지에 10% FBS (fetal bovine serum), 2 mM 글루타민, 100 U/ml의 페니실린, 100 mg/ml의 스트렙토마이신, 0.1 mM 비필수 아미노산들, 및 1.0 mM 피루빈산나트륨을 추가하였다. PC-3 및 HL 60(S) 세포들을 10% FBS, 100 U/ml의 페니실린, 및 100 mg/ml의 스트렙토마이신이 보충된, RPMI 1640에서 배양하였다. 모든 세포들을 37℃에서 5% CO₂ 분위기(atmosphere)로 유지하였다.

인간 암 이종이식 모델들을 Beverly 등에 의해 기술된 방법들을 사용하여 확립하였다(참고문헌 118). 대수기(Log phase) 성장 암 세포들을 조직 배양 플레이트들로부터 수확하여, 세척하고, 인산염 생리식염 완충액 (PBS, pH=7.5, 20 mM)에 재현탁시켰다(resuspended). 6주령 무흉선 누드(6-week-old athymic nude) Balb/c 쥐들에 6×10⁶ 세포들/0.3ml (PC-3, HepG2), 4×10⁶ 세포들/0.3ml (LS 180), 2×10⁷ 세포들/0.3ml (HL 60(s)) 또는 8×10⁶ 세포들/0.3ml (A-375)를 옆구리 부위의 양측에 피하 주입함으로써 피하 종양 이종이식들을 발생시켰다. 각 생체내 종양 모델에 있어서, 종양 세포 주입 후 6일째 날, 종양을 가지고 있는(bearing) 쥐들(종양 부피는 약 100 mm³)를 각 그룹의 동물 수를 동일하게 하여 임의로 7 또는 8 그룹들로 나누고 치료를 시작 하였다.

Novaferon 및 HuIFN-α2b를 PBS 용액으로 조제하였다(formulated). PBS 단독, Novaferon 또는 HuIFN-α2b의 다양한 투여량들의 매일의 피하 주입이, 쥐들을 그룹화한 날로부터 통틀어 30일 (PC-3, HepG2, A-375), 28일 (LS 180) 또는 21일 (HL 60(s)) 동안 계속되었다. 5-FU 치료를 위해, 30 mg/kg의 5-FU가 이틀마다 한번씩 전체 5차례 정맥내(i.v.) 투여되었다. 치료 그룹들과 치료 투여량들이 아래에 요약되어 있다:

그룹 1 (대조구): 매일 PBS

그룹 2 (낮은 투여량의 Novaferon): 매일 1.25μg/kg

그룹 3 (중간 투여량의 Novaferon): 매일 12.5μg/kg

그룹 4 (높은 투여량의 Novaferon): 매일 125μg/kg

그룹 5 (낮은 투여량의 HuIFN-α2b): 매일 1.25μg/kg

그룹 6 (중간 투여량의 HuIFN-α2b): 매일 12.5μg/kg

그룹 7 (높은 투여량의 HuIFN-α2b): 매일 125μg/kg

그룹 8 (5-FU): 30 mg/kg, 이틀마다 한번씩 5차례 정맥내(i.v.) 투여

일단 치료가 시작되면, 종양들을 일주일에 한번씩 캘리퍼(caliper)로 측정하였다. 종양 부피들을 다음 식을 사용하여 계산하였다:

부피 = 0.5×(너비)²×(길이).

쥐들을 치료 중단일(치료 시작 후 30일)에 죽였다. 고형 종양들을 분리하여, 사진을 찍고, 측정하였다.

성장 억제율을 다음의 식을 사용하여 계산하였다:

억제율 = [1-T/C]×100%,

[상기 식에서, T는 치료 후 Novaferon-, HuIFN-α2b-, 또는 5-FU-치료 그룹들에서의 평균 종양 중량이고; C는 치료 후 대조구 그룹에서의 평균 종양 중량임.]

B. 인간 전립선 암 이종이식 모델

전립선 암 PC-3 이종이식들을 30일 동안 1.25, 12.5 또는 125μg/kg의 Novaferon의 피하(s.c.) 주입으로 처리하였다. Novaferon은 PC-3 종양 성장에 대해 강한, 투여량-의존 억제(dose-dependent inhibition)를 나타내었다(P<0.05). 도 5 및 하기 표 4에 나타나 있는 바와 같이, Novaferon 치료 그룹들에서의 PC-3 종양 성장은 PBS 치료의 대조구 그룹에 비해 크게 억제되었다. 예를 들어, Novaferon-치료 그룹 (125μg/kg)의 PC-3 이종이식 종양 덩어리의 평균 중량, 0.091±0.081g은, 대조구 동물들, 1.948±0.567g 에 비해 매우 크게 감소되었다(p<0.001)(표 4). 바꾸어 말하면, 125μg/kg의 30-일 치료는 PC-3 종양 성장의 95.3% 억제를 달성하였다(표 4).

Novaferon 및 HuIFN-α2b로 치료된 인간 전립선 암 PC-3 이종이식들의 종양 중량 및 성장 억제율들 (n=10)

그룹	투여량 (μg/kg)	종양 중량 (g) (평균±SD)	억제율 (%)
대조구(Control) Novaferon 낮은 투여량 Novaferon 중간 투여량 Novaferon 높은 투여량 HuIFN-α2b 낮은 투여량 HuIFN-α2b 중간 투여량 HuIFN-α2b 높은 투여량	- 1.25 12.5 125 1.25 12.5 125	1.948±0.567 1.266±0.457* 0.759±0.574*** 0.091±0.081***@@@ 1.284±0.862 0.790±0.391*** 0.476±0.271***	- 35.0 61.0 95.3 34.1 59.4 75.6
비고: * p<0.05, *** p<0.001: 대조구 그룹과 비교; @@@ p<0.001: HuIFN-α2b 높은 투여량 그룹과 비교

Balb/c 누드 쥐들에 6×10⁶ 의 살아있는 PC-3 세포들을 피하로 도입시킨 후, 이 쥐들을 30일 동안 매일 Novaferon (1.25μg/kg, 12.5μg/kg 또는 125μg/kg) 피하 주입 처리하였다. 그 결과들을 평균 종양 부피(mm³)로 나타내었다. 도 5는, Novaferon의 3가지 모든 투여량들이 PC-3 종양 성장의 투여량-의존 억제를 나타냄을 PBS 대조구 그룹과 비교하여 보여주었다(P<0.05). 125 μg/kg의 Novaferon은, 동일한 투여량에서 HuIFN-μ2b의 것보다 더 강력하거나, 또는 거의 완전한, PC-3 종양 성장의 억제를 가져왔다[95.3% 대(vs) 75.6%, P<0.01](표 4).

Novaferon 또는 HuIFN-α2b의 장기(longer) 치료가, 높은 투여량(125μg/kg)-치료 그룹들에서의 종양 성장 억제와 큰 차이를 가져옴에 주목하는 것이 흥미롭다. Novaferon-치료 그룹에서 PC-3 종양 덩어리의 평균 부피는, 28일 째에 HuIFN-α2b-치료 그룹에서의 620.7±296.6 mm³와 비교하여, 107.9±68.7mm³ (P<0.001)였으며, 30일 째에는 122.1±100.7 mm³ 대 691.9±428.3 mm³ (P<0.001)였다. 이것은 관찰이 끝난 후 평균 종양 중량을 고려한 경우에도 마찬가지였다[Novaferon 높은 투여량 그룹에서 0.091±0.081g 대(versus) HuIFN-α2b 높은 투여량 그룹에서 0.476±0.271g, P<0.001]. 이것은 이러한 투여량의 Novaferon의 장기 치료가 이러한 이종이식 모델에서 PC-3 종양 성장의 우수한 또는 완전한 억제를 나타낼 수 있음을 시사하였다.

C. 인간 간암 이종이식 모델

Novaferon의 생체내 항-종양 활성을 또한 간암 Hep G2 이종이식 모델에서 평가하였다. Novaferon은, 대조구 그룹에 비해 Hep G2 종양 성장의 효과적인, 투여량-의존 억제를 나타내었다(P<0.001). Novaferon-치료 그룹들(30일 동안 매일 1.25, 12.5 또는 125μg/kg을 피하 주입)에서의 평균 종양 부피들은, PBS 대조구 그룹에서의 2125.8±743.1mm³ 에 비해, 각각 783.2±270.0, 459.3±414.3, 및 104.6±56.5 mm³ 였다. 125μg/kg Novaferon의 30-일 치료는, Hep G2의 가장 높은 억제(96.6%)를 달성하였으며, 이는 125 μg/kg HuIFN-α2b에 의한 것(89.2%, P<0.01) 보다 크게 우수하였다. 이러한 투여량의 Novaferon의 장기 치료는, 훨씬 우수하거나 완전한 억제의 경향을 나타내었다. 관찰 기간 끝무렵의 평균 종양 중량은, 125μg/kg의 HuIFN-α2b-치료 그룹에서의 것(0.235±0.199 그램, p<0.001)보다 크게 작은, 125μg/kg의 Novaferon-치료 그룹에서 0.074±0.083g 이었다(하기 표 5).

Balb/c 누드 쥐들에 6×10⁶ 의 살아있는 Hep G2 세포들을 피하로 도입시킨 후, 이 쥐들을 30일 동안 매일 Novaferon (1.25μg/kg, 12.5μg/kg 또는 125μg/kg) 피하 주입 처리하였다. 그 결과들을 평균 종양 부피(mm³)로 나타내었다. 도 6은, Novaferon의 3가지 모든 투여량들이 Hep G2 종양 성장의 투여량-의존 억제를 나타냄을 PBS 대조구 그룹과 비교하여 보여주었다(P<0.001). 125 μg/kg의 Novaferon은, 동일한 투여량에서 HuIFN-α2b의 것보다 더 강력하거나, 또는 거의 완전한, Hep G2 종양 성장의 억제를 가져왔다(96.6% 대 89.2%, P<0.05)(표 5).

Novaferon 및 HuIFN-α2b로 치료된 인간 간암 세포 Hep G2 이종이식들의 종양 중량 및 성장 억제율들 (n=10)

그룹	투여량 (μg/kg)	종양 중량 (g) (평균±SD)	억제율 (%)
대조구 Novaferon 낮은 투여량 Novaferon 중간 투여량 Novaferon 높은 투여량 HuIFN-α2b 낮은 투여량 HuIFN-α2b 중간 투여량 HuIFN-α2b 높은 투여량	- 1.25 12.5 125 1.25 12.5 125	2.179±0.578 0.797±0.397*** 0.321±0.300*** 0.074±0.083***@ 1.070±0.587** 0.531±0.287*** 0.235±0.199***	- 63.4 85.3 96.6 50.9 75.6 89.2
비고: ** p<0.01, *** p<0.001, 대조구 그룹과 비교. @ p<0.01, HuIFN-α2b 높은 투여량 그룹과 비교

D. 인간 흑색종 이종이식 모델

Novaferon의 생체내 항-종양 활성을 악성 흑색종 A-375 이종이식 모델에서 더 평가하였다. A-375 세포 라인 (ATCC number: CRL-1619)은 인간 악성 고형 종양으로부터 유래되었다. Novaferon은, 대조구 그룹에 비해 A-375 종양 성장의 효과적인, 투여량-의존 억제를 나타내었다(P<0.001). Novaferon-치료 그룹들 (28일 동안 매일 1.25, 12.5 또는 125μg/kg 피하 주입)에서의 억제율들은, PBS 대조구 그룹과 비교하여 각각 40.1%, 75.0% 및 82.8%이었다(P<0.001)(하기 표 6). 125μg/kg Novaferon의 30-일 치료는 A-375의 가장 높은 억제(82.8%)를 달성하였으며, 이는 125μg/kg의 HuIFN-α2b에 의한 것 (69.9%, P<0.001) 보다 크게 우수하였다.

흥미롭게도, Novaferon은 화학요법제(chemotherapeutic agent), 5-FU 보다 흑색종 세포 A-375의 성장에 대해 더욱 효과적인 억제를 나타내었다(표 6). 30일 째에, 예를 들어, 12.5μg/kg 또는 125μg/kg의 Novaferon으로 치료된 그룹들에서 중간(mean) 종양 중량들은 0.763±0.187 (P<0.01) 및 0.527±0.149 (P<0.001) 그램인 반면, 5-FU, 30mg/kg으로 치료된 그룹에서의 중간 종양 중량은 1.004±0.105 그램이었다(표 6). 이것은 Novaferon이 5-FU 보다 인간 흑색종 A-375의 치료에 더 효과적일 수 있음을 나타낸다.

Balb/c 누드 쥐들에 8×10⁶ 의 A-375 세포들을 피하로 도입시킨 후, 이 쥐들을 28일 동안 매일 Novaferon (1.25μg/kg, 12.5μg/kg 또는 125μg/kg) 피하 주입 처리하였다. 그 결과들을 평균 종양 부피(mm³)로 나타내었다. 도 7은, Novaferon의 3가지 모든 투여량들이 A-375 종양 성장의 투여량-의존 억제를 나타냄을 PBS 대조구 그룹과 비교하여 보여주었다(P<0.001). 125 μg/kg의 Novaferon은, 동일한 투여량에서 HuIFN-α2b에 의한 것보다 A-375 종양 성장의 더 강력한 억제를 가져왔다(82.8% 대 69.9%, P<0.001)(도 7). 12.5μg/kg 및 125μg/kg의 Novaferon 둘다, 5-FU에 의한 것(67.2%, P<0.01 및 P<0.001) 보다 우수한, 종양 성장의 억제(각각, 75.0% 및 82.8%)를 나타내었다(도 7).

Novaferon 및 HuIFN-α2b로 치료된 인간 흑색종 세포 A-375 이종이식들의 종양 중량 및 성장 억제율들 (n=10)

그룹	투여량 (μg/kg)	종양 중량 (g) (평균±SD)	억제율 (%)
대조구 Novaferon 낮은 투여량 Novaferon 중간 투여량 Novaferon 높은 투여량 HuIFN-α2b 낮은 투여량 HuIFN-α2b 중간 투여량 HuIFN-α2b 높은 투여량 5-FU	- 1.25 12.5 125 1.25 12.5 125 30,000	3.057±0.384 1.830±0.289*** 0.763±0.187***&&$$$ 0.527±0.149***&&&@@@ 1.890±0.148*** 1.681±0.132*** 0.920±0.139*** 1.004±0.105***	- 40.1 75.0 82.8 38.2 45.0 69.9 67.2
비고: *** p<0.001, 대조구 그룹과 비교; $$$ p<0.001, HuIFN-α2b 중간 투여량(12.5) 그룹과 비교; @@@ p<0.001, HuIFN-α2b 높은 투여량 (125) 그룹과 비교; &&: p<0.01, &&&: p<0.001, 5-FU 그룹과 비교

E. 인간 대장암 이종이식 모델

Novaferon의 생체내 항-종양 활성을 대장암 LS 180 이종이식 모델에서 평가하였다. LS 180 세포 라인 (ATCC number: CL-187)은 인간 대장 선암으로부터 유래되었다. Novaferon은, 대조구 그룹과 비교하여 대장암 LS 180 종양 성장의 효과적인, 투여량-의존 억제를 나타내었다(P<0.001). Novaferon-치료 그룹들(28일 동안 매일 1.25, 12.5 또는 125μg/kg 피하 주입)에서의 억제율들은, PBS 대조구 그룹과 비교하여 각각 75.0%, 80.5% 및 92.5% 이었다(P<0.001, 하기 표 7). 125 μg/kg의 Novaferon의 28-일의 치료는, LS 180 종양 성장의 가장 높은 억제(92.5%)를 달성하였으며, 이는 125μg/kg의 HuIFN-α2b에 의한 것(82.3%, P<0.001) 보다 크게 우수하였다.

28-일 치료 후에, 12.5μg/kg의 Novaferon은, 평균 종양 중량들로 환산해서 5-FU (30mg/kg)와 유사하게 LS 180 암 이종이식들의 성장을 억제하였다(0.815±0.221 그램 대 0.758±0.227 그램). 125μg/kg의 Novaferon은, 30mg/kg의 5-FU 보다 아주 우수하게 LS 180의 종양 성장을 억제하였다(92.5% 대 81.8%, P<0.001) (표 7 및 도 8). 이러한 관찰은, 대장암이 있는 환자들에 대한 표준 화학요법(chemotherapy)에서 5-FU의 관례적인 임상 응용(clinical application)을 고려하면, 몹시 흥미로왔다. 동물 모델에서 LS 180 종양 성장의 Novaferon에 의한 우수한 억제는, Novaferon이 임상 셋팅(clinical setting)에서 매우 효과적인 항-대장암 작용제(anti-colon cancer agent)로 작용할 가능성을 가짐을 나타낸다.

Balb/c 누드 쥐들에 4×10⁶ 의 1 LS 180 세포들을 피하로 도입시킨 후, 이 쥐들을 28일 동안 매일 Novaferon (1.25μg/kg, 12.5μg/kg 또는 125μg/kg) 주입 처리하였다. 그 결과들을 평균 종양 부피(mm³)로 나타내었다. 도 8은, Novaferon의 3가지 모든 투여량들이 LS180 종양 성장의 투여량-의존 억제를 나타냄을 PBS 대조구 그룹과 비교하여 보여주었다(P<0.001). 125 μg/kg의 Novaferon은, 동일한 투여량에서 HuIFN-α2b에 의한 것보다 더 강력한, LS 180 종양 성장의 억제를 가져왔다(92.5% 대 82.3%, P<0.001)(표 7). 1.25μg/kg 및 12.5μg/kg의 Novaferon 둘다 5-FU (81.8%)와 비교하여 종양 성장의 유사한 억제(각각, 75.0% 및 80.5%)를 달성하였다(표 7, 도 8). 그러나, 125g μg/kg의 Novaferon은, 5-FU 에 의한 것보다 LS 180 종양 성장의 더 우수한 억제를 나타내었다(92.5% 대 81.8%, P<0.001).

Novaferon 및 HuIFN-α2b로 치료된 인간 대장암 세포 LS 180 이종이식들의 종양 중량 및 성장 억제율들 (n=10)

그룹	투여량 (μg/kg)	종양 중량 (g) (X±SD)	억제율 (%)
대조구 Novaferon 낮은 투여량 Novaferon 중간 투여량 Novaferon 높은 투여량 HuIFN-α2b 낮은 투여량 HuIFN-α2b 중간 투여량 HuIFN-α2b 높은 투여량 5-FU	- 1.25 12.5 125 1.25 12.5 125 30,000	4.170±3.409 1.043±0.433*** 0.815±0.221*** 0.314±0.086***&&&@@@ 1.225±0.565*** 1.076±0.442*** 0.740±0.310*** 0.758±0.227***	- 75.0 80.5 92.5 70.6 74.2 82.3 81.8
비고: *** p<0.001, 대조구 그룹과 비교; @@@, p<0.001, HuIFN-α2b 높은 투여량과 비교; &&&, p<0.001, 5-FU 그룹과 비교

F. 인간 백혈병 이종이식 모델

Novaferon의 생체내 항-종양 활성을 또한 HL 60(s) 림프구 백혈병 이종이식 모델에서 평가하였다. Novaferon은 대조구 그룹과 비교하여 HL 60(s) 종양 성장의 효과적인, 투여량-의존 억제를 나타내었다(P<0.001). Novaferon-치료 그룹들 (28일 동안 매일 1.25, 12.5 또는 125μg/kg 피하 주입)에서의 억제율들은, PBS 대조구 그룹과 비교하여, 각각 43.8%, 55.2% 및 80.4% 였다(P<0.001, 하기 표 8). 125μg/kg의 Novaferon의 21-일 치료는, HL 60(s) 종양 성장의 가장 높은 억제(80.4%)를 달성하였으며, 이는 125μg/kg의 HuIFN-μ2b에 의한 것(69.8%, p<0.05) 보다 크게 우수하였다.

Balb/c 쥐들에 2×10⁷ 의 살아있는 HL 60(s) 세포들을 피하로 도입시킨 후, 이 쥐들을 21일 동안 매일 Novaferon (1.25μg/kg, 12.5μg/kg 또는 125μg/kg) 피하 주입 처리하였다. 그 결과들을 평균 종양 부피(mm³)로 나타내었다. 도 9는, Novaferon의 3가지 모든 3 투여량들이 LS180 종양 성장의 투여량-의존 억제를 나타냄을 PBS 대조구 그룹과 비교하여 보여주었다(P<0.001). 125μg/kg의 Novaferon은, 동일한 투여량에서 HuIFN-α2b에 의한 것보다 더 강력한, LS 180 종양 성장의 억제를 가져왔다(80.4% 대 69.8%, P<0.05)(도 9, 표 8).

Novaferon 및 HuIFN-α2b로 치료된 인간 백혈병 세포 LS 60(S) 이종이식들의 종양 중량 및 성장 억제율들 (n=10)

그룹	투여량 (μg/kg)	종양 중량 (g) (X±SD)	억제율 (%)
대조구 Novaferon 낮은 투여량 Novaferon 중간 투여량 Novaferon 높은 투여량 HuIFN-α2b 낮은 투여량 HuIFN-α2b 중간 투여량 HuIFN-α2b 높은 투여량 5-FU	- 1.25 12.5 125 1.25 12.5 125 30,000	3.723±0.750 2.091±0.653*** 1.668±0.665*** 0.729±0.332***@ 2.401±0.698*** 1.870±0.660*** 1.124±0.397*** 0.893±0.289***	- 43.8 55.2 80.4 35.5 49.8 69.8 76.0
비고: *** p<0.001, 대조구 그룹과 비교; @ p<0.05, HuIFN-α2b 높은 투여량(125) 그룹과 비교

G. Novaferon 치료 동안 쥐들의 일반적 상태

인간 암들의 다양한 이종이식들을 갖는 쥐들을 Novaferon, HuIFN-α2b 또는 5-FU 치료 기간 동안에 가까이서 관찰하였다. 5-Fu-치료 그룹들에서와 달리, 모든 Novaferon- 또는 HuIFN-α2b-치료 그룹들의 쥐들은 일반적으로 음식을 먹고, 통상적으로 행동하며, 중량 감소가 없었다. 5-FU-처리 쥐들은 섭식 및 행동의 전형적인 변화들과 및 중량 감소를 나타내었다. 이러한 관찰들은, Novaferon이 이종이식 동물 모델들에서 5-FU와 유사하거나 5-FU 보다 우수한 항암 효력을 보임과 동시에, 암 세포의 억제에 대해 더 특이적일 수 있으며, 정상(normal) 세포들에 아주 작은 영향들을 주고 그리고/또는 생리학적 기능들을 가질 수 있음을 나타낸다. 이들은 인간 적용(human applications)에서 우수한 내성(tolerance)과 뛰어난 치료 효과들로 해석될 수 있다.

전술한 설명에 비추어 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 명백할, 많은 변경들과 변형들이 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고서 본 발명의 실시에 있어 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 내용에 의하여 해석되어야 한다.

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Claims (55)

1. SEQ ID No: 1과 93% 이상 동일하나 100% 동일하지는 않은 뉴클레오티드 서열을 각기 포함하여 구성되는 폴리뉴클레오티드들로 구성되는 군으로부터 선택되는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화하는 유리된(isolated) 폴리뉴클레오티드.
2. 제1항에 있어서, 상기 뉴클레오티드 서열이 SEQ ID No: 1과 95% 이상 동일하나 100% 동일하지는 않은, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화하는 유리된 폴리뉴클레오티드.
3. 제2항에 있어서, 상기 뉴클레오티드 서열이 SEQ ID No: 1과 98% 이상 동일하나 100% 동일하지는 않은, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화하는 유리된 폴리뉴클레오티드.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질이 비자연적으로 발생하는(non-naturally occurring), 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화하는 유리된 폴리뉴클레오티드.
5. 제4항에 있어서, 상기 단백질이 인간 인터페론 알파 2b (HuIFN-α2b)과 비교하여 강화된 항-바이러스 및 항-증식 활성들을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화하는 유리된 폴리뉴클레오티드.
6. 제5항에 있어서, 상기 단백질이 HuIFN-α2b 보다 2 배 이상 큰 항-바이러스 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화하는 유리된 폴리뉴클레오티드.
7. 제5항에 있어서, 상기 단백질이 HuIFN-α2b 보다 10 배 이상 큰 항-증식 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 갖는 단백질을 암호화하는 유리된 폴리뉴클레오티드.
8. 제1항의 폴리뉴클레오티드를 포함하여 구성되는, 재조합 벡터.
9. 제8항의 재조합 벡터를 포함하여 구성되는, 호스트 세포.
10. SEQ ID No: 2와 85% 이상 동일하나 100% 동일하지는 않은 아미노산 서열을 각기 포함하여 구성되는 단백질들로 구성되는 군으로부터 선택되는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생(non-naturally occurring) 단백질.
11. 제10항에 있어서, 상기 아미노산 서열이 SEQ ID No: 2와 90% 이상 동일하나 100% 동일하지는 않은, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
12. 제10항에 있어서, 상기 아미노산 서열이 SEQ ID No: 2와 95% 이상 동일하나 100% 동일하지는 않은, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
13. 제10항 내지 제12항의 어느 한 항에 있어서, HuIFN-α2b과 비교하여 강화된 항-바이러스 및 항-증식 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
14. 제13항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 2배 이상 큰 항-바이러스 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
15. 제14항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 5배 이상 큰 항-바이러스 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
16. 제15항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 10배 이상 큰 항-바이러스 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
17. 제13항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 10배 이상 큰 항-증식 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
18. 제17항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 50배 이상 큰 항-증식 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
19. 제18항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 100배 이상 큰 항-증식 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
20. 제19항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 200배 이상 큰 항-증식 활성을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
21. 제10항에 있어서, 재조합형인, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
22. 제10항에 있어서, 약 19315 달톤의 분자량을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
23. 제10항에 있어서, N 말단에 하나의 메티오닌 잔기를 선택적으로 포함하여 구성되는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
24. 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내며, SEQ ID No: 2에서 1 내지 25개의 아미노산들이 변형된 것을 특징으로 하는, 어느 하나의 서열을 포함하여 구성된 비자연적 발생 단백질.
25. 제24항에 있어서, HuIFN-α2b와 비교하여 강화된 항-바이러스 및 항-증식 활성을 갖는, 비자연적 발생 단백질.
26. 제25항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 2배 이상 큰 항-바이러스 활성을 갖는, 비자연적 발생 단백질.
27. 제25항에 있어서, HuIFN-α2b 보다 10배 이상 큰 항-증식 활성을 갖는, 비자연적 발생 단백질.
28. 제24항에 있어서, 인터페론 유사물(analogue)인, 비자연적 발생 단백질.
29. 제24항에 있어서, 재조합형인, 비자연적 발생 단백질.
30. 제10항에 정의된 단백질의 프레그먼트를 포함하여 구성되며,
    상기 프레그먼트가 상기 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는, 폴리펩티드.
31. 하나의 모이어티에 결합된(coupled) 제10항의 단백질을 포함하여 구성되며,
    상기 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는, 단백질 구성물(construct).
32. 제31항에 있어서, 상기 단백질이 글리코실화된(glycosylated), 단백질 구성물.
33. 제31항에 있어서, 상기 모이어티가 폴리펩티드인, 단백질 구성물.
34. 제31항에 있어서, 상기 모이어티가 비-폴리펩티드인, 단백질 구성물.
35. 제34항에 있어서, 상기 모이어티가 폴리머 분자인, 단백질 구성물.
36. 제35항에 있어서, 상기 폴리머 분자가 선형 또는 가지형 폴리에틸렌 글리콜인, 단백질 구성물.
37. 제31항에 있어서, 상기 모이어티가 라벨링 분자(labeling molecule)인, 단백질 구성물.
38. 제10항에 정의된 단백질 및, 약학적으로 허용가능한 캐리어, 희석제(diluent) 또는 부형제(excipient)를 포함하여 구성되는, 조성물.
39. 제10항에 정의된 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드.
40. 제10항에 정의된 단백질의 항-바이러스 작용제로서의 용도.
41. 제10항에 정의된 단백질의 항-증식 작용제로서의 용도.
42. 제10항에 정의된 단백질의 항암제로서의 용도.
43. 제10항에 정의된 단백질의 면역제어 작용제(immunomodulation agent)로서의 용도.
44. 치료를 필요로 하는 피험자(subject)에게 제10항에 정의된 단백질의 치료적 유효량(therapeutically effective amount)을 투여하는 단계를 포함하여 구성되는, 암 치료 방법.
45. 치료를 필요로 하는 피험자에게 제10항에 정의된 단백질의 치료적 유효량을 투여하는 단계를 포함하여 구성되는, 바이러스성 질환의 치료 방법.
46. 제44항 또는 제45항에 있어서, 상기 피험자가 인간인, 방법.
47. 제44항 또는 제45항에 있어서, 상기 단백질이 약학적으로 허용가능한 캐리어, 희석제 또는 부형제와 함께 투여되는, 방법.
48. 치료를 필요로 하는 피험자에게 제10항에 정의된 단백질의 치료적 유효량을 투여하는 단계를 포함하여 구성되는, 인터페론 요법에 민감하게 반응하는 상태(condition)의 치료 방법.
49. 제44항에 있어서, 상기 단백질이 폭넓은 범위의 상이한 유형들의 암에 대해 치료상 효과적이며, 상기 암이 흑색종, 결장직장 선암, 간세포 암, 간암, 림프종, 전립선 암, 위 선암, 식도 암, 폐암, 자궁경부 선암 및 자궁경부 암으로 구성되는 군으로부터 선택되는, 방법.
50. SEQ ID No: 2와 95% 이상 동일하나 100% 동일하지는 않은 아미노산 서열을 가지며, HuIFN-α2b와 비교하여 강화된 항-바이러스 및 항-증식 활성들을 갖는, 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내는 비자연적 발생 단백질.
51. 제50항의 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드.
52. 제50항의 단백질을 포함하여 구성되는 조성물.
53. 인간 인터페론-유사 생물학적 활성들을 나타내며, SEQ ID No: 2의 아미노산 서열을 갖는 단백질의 프레그먼트.
54. 제53항의 단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드.
55. SEQ. ID No: 3 내지 SEQ. ID No: 17의 폴리뉴클레오티드들로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리뉴클레오티드.

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