WO2007011044A1 - Pharmaceutical composition comprising disulfide-linked hla-g dimer and process for production of disulfide-linked hla-g dimer - Google Patents

Pharmaceutical composition comprising disulfide-linked hla-g dimer and process for production of disulfide-linked hla-g dimer Download PDF

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WO2007011044A1
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hla
dimer
disulfide
binding
pharmaceutical composition
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PCT/JP2006/314537
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Inventor
Katsumi Maenaka
Mitsunori Shiroishi
Daisuke Kohda
Kimiko Kuroki
Linda Rasubala
Hisashi Arase
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Kyushu University, National University Corporation
Osaka University
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    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
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    • A61P37/06Immunosuppressants, e.g. drugs for graft rejection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/705Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants
    • C07K14/70503Immunoglobulin superfamily
    • C07K14/70539MHC-molecules, e.g. HLA-molecules

Definitions

  • the present invention relates to a pharmaceutical composition containing a disulfide-bonded HLA-G dimer, a method for producing the HLA-G dimer, and suppression of activation of immune system cells using the HLA-G dimer.
  • the present invention relates to pharmaceuticals and inflammatory disease prevention and treatment methods that are required to have an effect, particularly an inflammation-suppressing effect.
  • HLA-G one of the major non-classical major histocompatibility antigens (MHC) is expressed in a tissue-specific manner. HLA-G is expressed particularly in the fetal trophoblast on the placenta, which is important during pregnancy, and is involved in suppressing immunity so that the maternal immune system recognizes the fetus as a foreign body and does not attack it. It has been known. Based on this knowledge, HLA-G has been applied in various ways. For example, HLA-G molecules with improved genetic engineering can be used for infertility treatment, and rejection of organ transplantation can be suppressed. Attempts have been made to use HLA-G molecules.
  • HLA-G the suppressive effect of immune system cells such as natural killer (NK) cells and macrophages has been confirmed.
  • NK natural killer
  • Ig-like receptor eg, Ig-
  • Ig- leukocyte Ig-like receptor
  • HLA-G molecules can exist as dimers by natural oxidation for 2 to 3 months. This dimer formation is thought to be due to the free cysteine residues of the HLA-G molecules forming disulfide bonds between the molecules.
  • studies at the cellular and molecular levels have not been sufficiently conducted to determine whether HLA-G dimers have the same functions as HLA-G monomers, and useful knowledge has not been obtained. Absent.
  • the background art of the present invention will be described in more detail.
  • HLA-C and HLA-E are expressed in normal cells, but HLA-G expression is limited to a few tissues: extravillous trophoblast, thymic epithelial cells and some tumors (LeMaoult et al ., 2003 (supra)).
  • HLA-G exhibits a limited polymorphism, which indicates that HLA-G can accept genetic immunosuppression when protecting fetal cells from maternal immune cells. Suggesting that it plays a role as a common ligand to the body.
  • Recently, several immunologically related cell surface receptors have been found to mediate negative regulation of immune cells by binding to classical and nonclassical MHC I.
  • the receptors for HLA-G reported to date are CD8, leukocyte Ig-like receptor B1ZB2 (also known as LILRB1 / LILRB2, LIRlZLIR2 and ILT2 / ILT4) and KIR2DL4.
  • LILRB1 / LILRB2 also known as LILRB1 / LILRB2, LIRlZLIR2 and ILT2 / ILT4
  • KIR2DL4-HLA-G interaction is still a subject of debate (LeMaoult et al., 2003 (supra))
  • the recognition of LILRB1 / 2- and CD8- HLA-G has been studied. Is underway (
  • LILRB1 is expressed on a wide range of white blood cells, including natural killer (NK) cells and T cells, while LILRB2 is expressed on limited immune cells, including monocytes and dendritic cells (DC).
  • NK natural killer
  • DC dendritic cells
  • Both LILRBs have four Ig-like domains in the extracellular region, and two N-like domains play an important role in MHC I recognition.
  • MHC I molecules bind to the domain, LILRB mediates negative signals through three or four immunoreceptor tyrosine inhibitory motifs (ITIM) in the intracellular domain.
  • ITIM immunoreceptor tyrosine inhibitory motifs
  • HLA-G molecules at the maternal-fetal interface recognize LILRB and inhibit the immune response of a wide range of maternal immune cells, including bone marrow monocytic cells, T cells, and NK cells.
  • HLA-G has several soluble forms such as splice variants (Fujii, T., et al., (1994) J Immunol, 153, 5516-5524 .; Ishitani, A. et al. (1992) Proc Natl Acad Sci USA, 89, 3947-3951.; Le Bouteiller, P., et al., (2003) Placenta, 24 Suppl A, S10-15.).
  • HLA-G-LILRB and CD8 interactions can induce extensive immunological tolerance.
  • HLA-G can present a diverse set of peptides (Diehl, ⁇ , et al., (1996) Curr Biol, 6, 305-314 .; Lee, N., et al., (1995) Immunity, 3, 591-600.).
  • This peptide display is more classical MHC than non-classical MHC I, HLA-E, which can present heat shock and viral proteins as well as a very limited repertoire of peptides containing the MHC I signal sequence. Similar to I's.
  • HLA-G has a truncated cytoplasmic domain that lacks the endocytosis motif, so it is slow to transport to the cell surface and has a long lifetime (Park, B.
  • HLA'G will select a high-affinity raw peptide set limited for presentation, even if it has the classical MHC I peptide presentation mechanism.
  • HLA-G Cys42Ser mutant monomer (Clements, CS, et al., (2005) Proc Natl Acad Sci US A.) also shows that peptide recognition of HLA-G includes an extensive network. This supports a constrained peptide binding mode.
  • HLA-G unlike most other MHC I, has two free cysteine residues (Cys42 and Cysl47). Boyson et al. Reported that bacterial recombinant soluble HLA-G can form disulfide-linked dimers with intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bonds (Boyson, IE., Et al "( 2002) Proc Natl Acad Sci USA, 99, 16180-16185.) In addition, soluble HLA-Gl expressed by human fetal kidney 293 cells can reduce the CD8 expression level in CTL, a monomeric form (Morales et al., 2003 (supra)) However, it is not clear how much effect each form has on the other hand.
  • Bound HLA-G can also form disulfide-linked dimers on the cell surface of HLA-G transfectants (Boyson et al., 2002 (supra); Gonen-Gross, T., et al., (2003a) J Immunol, 171, 1343-1351 .; Gonen-Gross, T., et al., (2003b) Hum Immunol, 64: 1011-1016.).
  • HLA-G dimers play an important role in efficient LILRB1-mediated inhibition of NK cell killing activity (Gonen-Gross et al., 2003a (supra); Gonen-Gross et al ., 2003b (supra)).
  • a disulfide-linked homodimer also has a free cysteine (Cys67)] 3 2m free form of HLA-B27.
  • Cys67 free cysteine
  • LILRBl and LILRB2 bind preferentially to monomeric HLA-G compared to other classical MHC I, and the binding site overlaps with that of CD8. Proved. However, the three-dimensional structure and receptor binding properties of disulfide-linked wild-type HLA-G dimers are not explained at all.
  • HLA-G is one of the non-classical MHC I molecules and has several unique properties that differ from classical MHC I as follows.
  • the HLA-G receptor already reported is leukocyte Ig-like receptor B1 / B2 (
  • LILRB1 / LILRB2 also known as LILRB1 / LILRB2, LIR1 / LIR2 and ILT2 / ILT4), CD8 and KIR2DL4.
  • Reports on KIR2DL4-HLA-G recognition are still controversial (J. LeMaoult, et al., (2003) (supra)), 1 ⁇ 11 ⁇ 181 / 2- and 008-111 ⁇ -& Interactions are well studied (TL Chapman, et al., (1999) Immunity, 11, 603-13 .; M.
  • LILRB1 Expressed mainly in monocytes and dendritic cells (DC) (D.
  • LILRB1 is a natural killer (NK) cell and It is expressed in a wide range of leukocytes, including T cells
  • LILRB1 and LILRB2 preferentially become monomeric HLA-G compared to other classical MHC I. (M. Shiroishi, et al., (2 003) (supra)).
  • LILRB has an immunoreceptor tyrosine inhibitory motif (ITIM) in its intracellular domain and mediates a negative signal when MHC I binds.
  • ITIM immunoreceptor tyrosine inhibitory motif
  • HLA-G molecules bind to LILRB and inhibit the immune response of a wide range of immune cells, including bone marrow monocytic cells, T cells and NK cells.
  • HLA-G has some splice variants It has a soluble form (P. Le Bouteiller, et al., (2003) Placenta, 24 Suppl A, S10-5 .; T.
  • HLA-G'LILRB and CD8 interactions can induce a wide range of immunological tolerance.
  • HLA-G has two free cysteine residues (Cys42 and Cysl47).
  • the unwound HLA-G molecule formed a disulfide-linked dimer with an intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bond (JE Boyson, et al., (2002) Proc Natl Acad Sci USA, 99, 16180. -Five.) .
  • Soluble HLA-G molecules expressed by human 293 cells also showed disulfide-linked dimer and further oligomeric forms. These were able to reduce the level of CD8 expression in CTL (P.J. Morales, et al., (2003) (supra)) Force It remains unclear how much effect each form has.
  • membrane-bound HLA-G also showed disulfide-linked dimer in the case of HLA-G transfectant (JE Boyson, et al., (2002) (supra); T. Gonen- Gross, et al., (2003) Hum Immunol, 64, 1011-6 .; T. Gonen-Gross, et al., (2003) J Immunol, 171, 1343-51.). Furthermore, mutagenesis studies suggested that HLA-G dimers efficiently inhibit the killing activity of NK cells (T. Gonen-Gross, et al., (2003) (supra); Gonen-Gross, et al., (2003) (supra)).
  • LILRB 1 / HLA-A11 complex structure reveals that LILRB1 recognizes the ⁇ 3 domain of the heavy chain and the region spanning j8 2-microglobulin opposite the free cysteine residue (Cys42) .
  • Cys42Ser mutant proposed a dimer model with a Cys42-Cys42 disulfide bond, which indicates that the LILRB1 binding site is completely involved in LILRB binding. It suggests that it can be used.
  • the three-dimensional structure of disulfide-linked wild-type HLA-G dimer is still unknown. Disclosure of the invention The problem to be solved by the present invention is to provide a novel use of disulfide-linked HLA-G dimer. Another object of the present invention is to provide an efficient method for producing a disulfide-linked HLA-G dimer.
  • the present inventor has intensively studied to solve the above problems.
  • the present inventor first confirmed whether the HLA-G dimer has the ability to bind to LILR. As a result, it was confirmed by native gel shift assembly, equilibrium gel filtration method, surface plasmon resonance analysis, and the like that the HLA-G dimer has a considerably stronger binding ability than the HLA-G monomer. In particular, in surface plasmon resonance analysis, about 1000 times stronger binding was observed when HLA-G dimer was run against immobilized LILRB. As a result of X-ray crystallographic analysis of the HLA-G dimer, the structure of the HLA-G homodimer was stabilized by interactions such as the intermolecular disulfide bond and salt bridge of Cys42-Cys42.
  • the HLA-G dimer has a structure in which the binding sites of LILR and CD8 are directed toward the solvent side by dimerization, and two receptors can recognize one HLA-G dimer. Met. Furthermore, from modeling, the two HLA-G molecules in the HLA-G dimer are dimerized with their C-terminals oriented in the same direction and the binding sites for LILR and CD8 exposed. Therefore, it was also confirmed that the binding to these receptors was not hindered by steric hindrance.
  • the present inventor has shown that the HLA-G dimer enhances the effect of suppressing signal transduction at the cellular level, that is, the effect of suppressing activation of immune system cells, like the HLA-G monomer. I thought it was possible. Therefore, as a result of reporter assembly using H-cell hybridoma for HLA-G dimer, HLA-G dimer was mediated by LILRB1 with about 100 times higher efficiency than monomer. It was confirmed to transmit a signal. Thus, since the HLA-G dimer can effectively suppress the activation of immune system cells, it is used for pharmaceuticals and treatments for inflammatory diseases that require an anti-inflammatory effect. It was found that the above problems can be solved.
  • the present inventor also examined a method for producing a disulfide-bonded HLA-G dimer more efficiently. As a result, in the presence of the HLA-G monomer, As a result, it was confirmed that a sufficient amount of the HLA-G dimer can be obtained with good reproducibility, and that the above-mentioned problems could be solved.
  • the present invention is as follows.
  • a pharmaceutical composition comprising an HLA-G dimer.
  • the pharmaceutical composition of the present invention has an effect of suppressing activation of immune cells.
  • examples of the HLA-G dimer include those in which HLA-Gs are linked by an intermolecular disulfide bond.
  • examples of HLA-G include the following protein (a) or (b).
  • the intermolecular disulfide bond can be exemplified by the one formed between the 4th and 2nd cysteine residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
  • a prophylactic and / or therapeutic agent for allergic diseases comprising the pharmaceutical thread and composition according to (1) above.
  • a drug for the prevention and treatment of atopic dermatitis, asthma, allergic rhinitis, inflammatory disease or infertility which comprises the pharmaceutical composition described in (1) above.
  • An immunosuppressive therapeutic agent used for organ transplantation, bone marrow transplantation, or regenerative medicine comprising the pharmaceutical composition according to (1) above.
  • a method for producing a disulfide-linked HLA-G dimer comprising adding a reducing agent to a solution containing HLA-G.
  • the reducing agent examples include dithiothreitol (DTT).
  • DTT dithiothreitol
  • the concentration of the HLA-G monomer in the HLA-G solution is, for example, 0.1 to 10 mg / mL, and the concentration of the reducing agent added to the solution is, for example, 0 :!
  • the concentration of the HLA-G monomer in the HLA-G solution is, for example, 0.1 to 10 mg / mL, and the concentration of the reducing agent added to the solution is, for example, 0.1.
  • Preferably it is lOmM.
  • a method for controlling and / or suppressing inflammation comprising administering an effective amount of a disulfide-binding HLA-G dimer to a human or non-human mammal.
  • a method for treating and / or preventing an inflammatory disease which comprises administering an effective amount of a disulfide-bonded HLA-G dimer to a patient.
  • HLA-G H chain and i3 2m are represented by a ribbon model and covered with a translucent surface (blue and pink; H chain, light blue and light pink: i3 2m, yellow bar model: pen Petit RIPRHLQL).
  • the sugar binding site (position 86) is indicated by a green dotted circle.
  • LILRB1 red and light blue
  • Mono HLA-G dimer pink and blue
  • CD8 green and yellow
  • Mono HLA-G dimer pink and blue
  • C Mono HLA-G dimer
  • a side view (left) and a plan view (right) are shown.
  • These models show the crystal structure of the previous LILRB1-HLA-A2 complex (Willcox, BE, et al., (2003) Nat Immunol, 4, 913-919.) And the CD8 aa -HLA-A2 complex. It is constructed by superimposing the HLA-G dimer structure on the body crystal structure (Gao, GF, et al., (1997) Nature, 387, 630-634.).
  • the black dotted line represents the stalk region of each molecule
  • the two dotted circles red and cyan
  • the thick orange dotted line represents a schematic representation of the cell membrane.
  • LILRB 1 HLA-A2 and HLA-G bar models are colored magenta, blue and cyan, respectively.
  • Higher affinity of HLA_G for LILRB 1/2 based on our previous biochemical studies (Shiroishi, M., et al., (2003) Proc Natl Acad Sci USA, 100, 8856-8861.)
  • the key amino acids (Phel95 and Tyrl97) that we propose to be important are shown in a bar model.
  • Figure 1-3 Purification of soluble disulfide-bonded HLA-G dimer by Native-PAGE and equilibrium gel filtration and binding of 111 ⁇ -& dimer to 1 ⁇ 11 ⁇ 81/2
  • Lane 1 is dimer (15 ⁇ ) only
  • lanes 2 to 4 show binding between the dimer (15 ⁇ ) and each molar ratio of receptors
  • lane 5 is LILRB1 only (30 ⁇ ) It is.
  • HLA-G dimer Equilibrium gel filtration analysis of LILRB eye interactions. A mixture of HLA-G dimer and LILRB 1 at the indicated concentrations was injected onto a column previously equilibrated with 10 ⁇ L LILRB 1.
  • F Binding between HLA-G dimer and LILRB2. Lane 1 is dimer (15 ⁇ M) only, and lanes 2 and 3 show binding between HLA-G dimer (15 ⁇ M) and each molar ratio of receptors. Since LILRB2 migrated in the opposite direction, the band could not be shown using the same gel.
  • HLA-G dimer equilibrium gel filtration analysis of LILRB2 interaction. Similar to ( ⁇ ) above, a mixture of HLA-G dimer and LILRB1 was injected onto a column previously equilibrated with 15 ⁇ L LILRB2.
  • Figure 1-14 Surface plasmon resonance analysis of HLA-G dimer and monomer (Cys42Sr mutant) binding to immobilized LILRB1 and LILRB2
  • LILRB1-mediated signal induced by immobilized HLA-G dimer A
  • NFAT-GFP receptor cells expressing LILRBl-PILR chimeras were stimulated with the indicated concentration of fixed HLA-G monomer or dimer for 12 hours, and GFP in the receptor cells Expression was analyzed.
  • HLA-G is a non-classical MHC class I molecule (MHC I) that induces a wide range of immunological tolerance by binding to inhibitory receptors such as leukocyte Ig-like receptor (LILR) and CD8.
  • MHC I MHC class I
  • LLR leukocyte Ig-like receptor
  • CD8 CD8
  • HLA-G is expressed in disulfide-linked dimer form in solution and on the cell surface.
  • MHC I dimer organization is involved in pathogenesis and T cell activation.
  • the three-dimensional structure and receptor binding properties of MHC I dimers were not known at all.
  • HLA-G dimers for LILR signaling, we determined the crystal structure of a wild-type dimer of HLA-G with intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bonds. did. This dimer configuration allowed two receptors to bind by exposing two LILR / CD binding sites to the surface. As expected from this result, the binding test conducted by the present inventor shows that the HLA-G dimer shows a higher overall affinity for LILRB1 / 2 than the monomer due to the significant avidity effect. Prove that. Furthermore, the cell receptor assembly demonstrated that dimer organization significantly improved LILRB1-mediated signaling at the cellular level.
  • the HLA-G dimer has a structural orientation suitable for efficient LILR-mediated signaling that produces the most potent immunosuppressive effect.
  • the structural and functional roles of MHC I dimers including virulence genes, HL and B27 suggest that the receptor binding is also strong. Accordingly, the present invention relates to efficient receptor signal transmission of disulfide-bound HLA-G dimers, and use for the suppression of inflammation, including the use of the soluble proteins in inflammatory diseases of animals and humans. I will provide a.
  • the present inventors also crystallized HLA-G as a disulfide-linked dimer by adding dithiothreitol (DTT), and collected the 3.2A data set. Furthermore, the present inventor has confirmed that DTT promotes the exchange of unfolded HLA-G disulfide bonds in which free cysteine is protected, thereby promoting the dimer formation. This was a technique applicable when a protein having free cysteine was unwound to form a disulfide-linked dimer / multimer.
  • the present invention provides an efficient method for producing a disulfide-bound HLA-G dimer, which comprises mixing an HLA-G monomer and DTT. This procedure involves an improved method for producing dimeric HLA-G protein. 2. Disulfide-linked HLA-G dimer
  • HLA-G (monomer), which is a constitutional unit of disulfide-binding HLA-G dimer, is not limited to wild-type HLA-G, and 1 of amino acid sequences of wild-type HLA-G.
  • a protein having an amino acid sequence in which several amino acids have been deleted, substituted or added, and a protein having a binding activity to leukocyte Ig-like receptor (LILR) and / or CD8 (mutant type) Can also be used.
  • amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added is, for example, about 1 to 15, preferably about 1 to 10, more preferably about 1 It is preferred that the amino acid sequence has about ⁇ 5 amino acids deleted, substituted or added.
  • the above-mentioned “protein consisting of a deleted, substituted or added amino acid sequence” is a protein that can stably exhibit binding activity to LILR and CD8, for example, LILR and CD8
  • the amino acid residues considered to be important for the binding reactivity of are preferably those that have not been mutated (deleted, substituted or added) from the amino acid sequence of wild-type HLA-G.
  • Cys42 cysteine residue that contributes to the disulfide bond between HLA-G molecules is important for the formation of HLA-G dimers
  • the 42nd amino acid residue is the wild type. Those that have not been altered (deleted, substituted or added) from the amino acid sequence of HLA-G are preferred.
  • binding activity with LILR and Z or CD8 is an activity in which HLA-G directly binds to LILR and / or CD8, thereby transmitting a signal via LILR or CD8, and controlling the immune system. It means an activity that can exert an effect. As long as it has an activity capable of exerting an immunoregulatory effect, the present invention is not limited to the above-mentioned binding activity with LILR and / or CD8, but includes binding activity with KIR2DL4, CD160, etc. It is done.
  • protein consisting of a deleted, substituted or added amino acid sequence whether or not it has binding activity to LILR and CD8 should be confirmed by, for example, a reporter assay using a T cell hybridoma. Can do.
  • HLA-G can be prepared by expressing and recovering recombinant HLA-G using the transformant.
  • recombinant HLA-G first, using a known gene recombination technique, construct a recombinant vector that incorporates the gene encoding the amino acid sequence of HLA-G into an expression vector, etc. It is necessary to.
  • mutant HLA-G encoding gene can also be used.
  • Mutant HLA-G coding genes can be prepared by introducing mutations into the DNA sequence of the wild type gene.For example, Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), Current It can be prepared according to the site-specific displacement induction method described in Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons (1987-1997) and the like. Specifically, it can be prepared using a mutagenesis kit using site-directed mutagenesis by a known method such as Kunkel method or Gapped duplex method.
  • kits include QuickChange TM Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene), GeneTailor TM Site-Directed Mutagenesis System (Invitrogen), TaKaRa Site-Directed Mutagenesis System (Mutan-K, Mutan-Super Express Km Etc .: manufactured by Takara Bio Inc.).
  • the recombinant HLA-G can be expressed by introducing a recombinant vector into a host by various known transformation methods to obtain a transformant and culturing it.
  • the term “transformant” as used in the present invention means a foreign gene introduced into the host.
  • the foreign gene was introduced by introducing plasmid DNA or the like into the host (transformation).
  • those into which foreign genes have been introduced by infecting a host with various viruses and phages (transduction) are included.
  • it is capable of expressing HLA-G from the introduced thread recombination vector, it is not limited.
  • various animal cells such as human mice, various plant cells, bacteria, fermentation
  • Known hosts such as mother and plant cells can be used.
  • the recombinant HLA-G can be produced by a method comprising a step of culturing the above-mentioned transformant and a step of collecting the recombinant HLA-G from the obtained culture.
  • cultured product means any of culture supernatant, cultured cells, cultured cells, or cells or destructed cells of cells.
  • the transformant can be cultured according to a usual method used for host culture. The protein of interest is accumulated in the culture.
  • recombinant HLA-G When recombinant HLA-G is produced intracellularly, recombinant HLA-G can be collected by disrupting the cells. After disruption, remove cell debris (including cell extract insoluble fraction) as necessary by centrifugation or filtration. The supernatant after removal of the residue is a cell extract soluble fraction and can be a crude protein solution.
  • Recombinant HLA-G can be produced not only using a protein synthesis system using transformants, but also using a cell-free protein synthesis system that does not use live cells at all. Can be purified by appropriately selecting means such as chromatography.
  • the disulfide-linked HLA-G dimer has a cross-linked structure formed between the 42nd cysteine residues in the amino acid sequence constituting the HLA-G monomer.
  • the thiol group (SH group) is oxidized to form an intermolecular disulfide bond, resulting in dimerization (see Figure 1-11A).
  • the HLA-G dimer may be a homodimer consisting of wild-type HLA-G and Z or mutant HLA-G, or may be a heterodimer, and is not limited.
  • the cysteine residue that contributes to the intermolecular disulfide bond constitutes the wild-type HLA-G. It means the cysteine residue corresponding to the 42nd residue in the amino acid sequence.
  • the disulfide-binding HLA-G dimer has a structure in which the binding sites for LILR and CD8 are exposed to the outside when the disulfide binding moiety is on the inside, and the binding to these receptors is sterically hindered. (See Fig. 1-2 B and C). Therefore, the HLA-G dimer has a structure capable of retaining the same function as the HLA-G monomer.
  • the disulfide-bonded HLA-G dimer preferably has a binding efficiency with LILR and Z or CD8 that is, for example, twice or more that of the HLA-G monomer.
  • the binding efficiency can be measured, for example, by reporter assay using a T cell hybridoma, surface plasmon resonance analysis, native gel shift assay, and the like.
  • HLA-G dimers are extremely useful for suppressing activation of immune system cells because of their very high binding efficiency with LILR and Z or CD8.
  • the disulfide bond-type HLA-G dimer may be obtained by any method and is not limited.
  • the disulfide bond-type HLA-G dimer may be obtained by a known production method that naturally forms a disulfide bond. Further, it may be a dimer obtained by a production method described later that can promote the formation of a disulfide bond.
  • the disulfide-bonded HLA-G dimer can be produced more efficiently by adding a reducing agent in the presence of the HLA-G monomer.
  • the reducing agent examples include dithiothreitol (DTT), -mercaptoethanol, reduced dartathione, cysteamine, etc. Among them, DTT is particularly preferable.
  • the reducing agent can attack the intermediate thiol group of the cysteine residue that contributes to disulfide bond and promote intermolecular disulfide bond formation between thiol groups by oxidation reaction.
  • the reaction solvent in the dimerization reaction of HLA-G is not limited, but an aqueous solvent containing, for example, Tris-HCl (pH 8.0) and NaCl at appropriate concentrations is preferable.
  • HLA-G monomer is preferably present at a high concentration, for example, 0.1 to: 10 mg / mL, preferably 5 to 10 mg / mL, particularly preferably. Is about 10 mg / mL.
  • concentration of an HLA-G solution can be mentioned.
  • a reducing agent into a small quantity with respect to a HLA-G monomer
  • final concentration is 0.1-:! OmM, Preferably it is 1-5mM.
  • DTT is used as the reducing agent
  • about 2 mM is particularly preferable. It is particularly preferable to add a small amount of such a reducing agent in a state in which the HLA-G monomer is present at a high concentration as described above, and the HLA-G dimer production efficiency is most enhanced. Can do.
  • the present invention includes an HLA-G dimerization promoter containing a reducing agent (eg, DTT).
  • a reducing agent eg, DTT
  • the pharmaceutical composition of the present invention is characterized by containing a disulfide-linked HLA-G dimer.
  • the HLA-G dimer is excellent in suppressing the activation of immune system cells. Therefore, the pharmaceutical composition is used as a prophylactic and therapeutic agent for, for example, allergic diseases (such as asthma, atopic dermatitis, allergic rhinitis), inflammatory diseases, or infertility (infertility), and organs. It can be preferably used as an immunosuppressive therapeutic agent or immunosuppressive drug used for transplantation, bone marrow transplantation or regenerative medicine.
  • the HLA-G dimer which is an active ingredient in the pharmaceutical composition of the present invention, may be used in the form of various salts or hydrates as necessary, and also has storage stability (particularly activity maintenance). It may be used with appropriate chemical modifications in consideration, and is not limited.
  • the HLA-G dimer may be used in a crystallized state or in a dissolved state.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can contain other components in addition to the protein of the present invention. Examples of the other components include various pharmaceutical components (various pharmaceutically acceptable carriers and the like) required depending on the usage (form of use) of the pharmaceutical composition. Other components can be appropriately contained as long as the effects exhibited by the protein of the present invention are not impaired.
  • the blending ratio of the active ingredient HLA-G dimer is not limited, but for example, it is preferably 0.01% by weight or more based on the composition, more preferably 1% by weight or more, more preferably 10% by weight or more.
  • the content ratio of the active ingredient satisfies the above range, a sufficient immune system cell activation suppressing action, particularly an anti-inflammatory action can be exhibited.
  • the HLA-G dimer as an active ingredient is preferably purified to have a higher purity, for example, a purity of 50% or more is preferable, more preferably 80% or more, More preferably, it is 90% or more.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can be administered to human or non-human mammals in various administration routes, specifically, oral or parenteral (eg, intravenous injection, intramuscular injection, subcutaneous administration, rectal administration, transdermal administration).
  • oral or parenteral eg, intravenous injection, intramuscular injection, subcutaneous administration, rectal administration, transdermal administration.
  • the HLA-G dimer which is the active ingredient, can be used alone, but can be formulated into an appropriate dosage form using a pharmaceutically acceptable carrier by a method commonly used depending on the administration route.
  • Preferred oral dosage forms include, for example, tablets, powders, fine granules, granules, coated tablets, capsules, syrups, and lozenges for oral preparations.
  • inhalants Preferred examples include suppositories, injections (including drops), ointments, eye drops, eye ointments, nasal drops, ear drops, poultices, lotions, and ribosomes.
  • Carriers that can be used to formulate these preparations include, for example, commonly used excipients, binders, disintegrating agents, lubricants, coloring agents, and flavoring agents, and if necessary, stabilizing agents. , Emulsifiers, absorption enhancers, surfactants, pH adjusters, preservatives, antioxidants, extenders, wetting agents, surfactants, dispersants, buffers, preservatives, solubilizers, and soothing agents It is possible to formulate by a conventional method by blending known ingredients that can be used as raw materials for pharmaceutical preparations.
  • Non-toxic components that can be used in the pharmaceutical composition of the present invention include, for example, animal and vegetable oils such as soybean oil, cow moonlight, and synthetic glyceride; hydrocarbons such as liquid paraffin, squalene, and solid paraffin; myristic acid Ester oils such as octyldodecyl and isopropyl myristate; higher alcohols such as cetostearyl alcohol and behenyl alcohol; silicone resin; silicone oil; polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene Surfactants such as sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, and polyoxyethylene monopolyoxypropylene block copolymer; hydroxyxetyl cellulose, polyacrylic acid, force noboxybul polymer Water-soluble polymers such as polyethylene glycolenole, polyvinylidene / levidone lydone, and methylsenololose
  • Excipients include, for example, lactose, fructose, corn starch, sucrose, glucose, mannitol, sorbitol, crystalline cellulose, and silicon dioxide.
  • Binders include, for example, polyvinyl alcohol and polyvinyl alcohol. Methylcellulose. Ethenorescenellose, gum arabic, tragacanth, gelatin, shellac, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, polyvinylidene chloride, polypropylene dariconole polyoxyethylene block polymer.
  • Medamine and the like are disintegrating agents such as starch, agar, gelatin powder, crystalline cellulose, calcium carbonate, sodium bicarbonate, calcium citrate, dextrin, pectin, and carboxymethylcellulose.
  • lubricants that can be added to pharmaceuticals include, for example, magnesium stearate, tanolec, polyethylene glycol, silica, and hydrogenated vegetable oil.
  • Preferred examples of the flavoring agent include cocoa powder, heart beat brain, fragrance powder, heart force oil, dragon brain, and cinnamon powder. Or a hydrate thereof.
  • the active ingredient HLA-G dimer is mixed with an excipient, and if necessary, for example, a binder, a disintegrant, a lubricant, a coloring agent, and After adding a flavoring agent etc., it can be made into a powder, a fine granule, a granule, a tablet, a covered tablet, a capsule, etc. by a conventional method.
  • a binder for example, a disintegrant, a lubricant, a coloring agent, and After adding a flavoring agent etc., it can be made into a powder, a fine granule, a granule, a tablet, a covered tablet, a capsule, etc.
  • sugar coating can be used, and if necessary, other known methods can be used for appropriate coating.
  • syrups and injectable preparations for example, pH adjusters, solubilizers, tonicity agents, etc., and if necessary, solubilizing agents, stabilizers, etc.
  • the production method is not limited and can be produced by a conventional method.
  • the base material to be used various raw materials usually used for pharmaceuticals, quasi drugs, cosmetics, etc. can be used.
  • animal and vegetable oils, mineral oils, ester oils, waxes, higher alcohols Raw materials such as fatty acids, silicone oils, surfactants, phospholipids, alcohols, polyhydric alcohols, water-soluble polymers, clay minerals, and purified water, and pH adjusters as necessary
  • Antioxidants, chelating agents, antiseptic / antifungal agents, coloring agents, fragrances, and the like can be added.
  • components such as blood flow promoters, bactericides, anti-inflammatory agents, cell activators, vitamins, amino acids, humectants, and keratolytic agents can be added as necessary.
  • the ratio of the HLA-G dimer to the carrier is not limited and can be appropriately set between 1 and 90% by weight.
  • the effective dose is, for example, the degree of symptoms, age, gender, body weight, dosage form, salt type, and specific disease
  • the effective dose is, for example, the degree of symptoms, age, gender, body weight, dosage form, salt type, and specific disease
  • the pharmaceutical composition When the pharmaceutical composition is orally administered, its dosage form and effective dosage depend on the subject of administration, administration route, formulation properties, patient condition, doctor's judgment, etc., and are not limited. However, for example, in the case of an adult, a body weight of 60 kg may be administered at a dose of 10 pg to: lmg, preferably lOOpg to 10 mg per day, in a single dose or divided into multiple doses. Given that the efficiency of the route of administration is different, The dosage can be appropriately set in a wide range.
  • the method for confirming the immune system cell activation inhibitory effect (particularly the anti-inflammatory effect) of the pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited.
  • the present invention also includes the use of disulfide-bonded HLA-G dimers for the production of pharmaceutical compositions such as immune system cell activation inhibitors (particularly anti-inflammatory agents).
  • pharmaceutical compositions such as immune system cell activation inhibitors (particularly anti-inflammatory agents).
  • the present invention includes a method for treating and / or preventing an inflammatory disease, which comprises administering an effective amount of a disulfide-conjugated HLA-G dimer to a patient.
  • the present invention also includes the use of disulfide-conjugated HLA-G dimers for the manufacture of therapeutic and Z or prophylactic agents for inflammatory diseases in patients.
  • the present invention includes a method for controlling and / or suppressing inflammation, which comprises administering an effective amount of a disulfide-bound HLA-G dimer to a human or non-human mammal. Furthermore, the present invention includes the use of disulfide-linked HLA-G dimers for the control of inflammation and / or the production of inhibitors in human or non-human mammals.
  • disulfide-bound HLA-G dimers to be administered or used in the present invention can be used as they are, but are preferably used as the aforementioned pharmaceutical composition.
  • the preferred administration method and dosage of the pharmaceutical composition are as described above, and can be appropriately selected and set in consideration of the patient's medical condition, the presence or absence of side effects, the administration effect, and the like.
  • the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
  • Crystals were obtained at 20 ° C. under the conditions of Wizard 11-39 (lOOmM CHAPS ⁇ 5, 20% (w / v) PEG8000, 200 mM NaCl).
  • Diffraction data was processed and scaled using the HKL2000 program package.
  • Native polyacrylamide gel electrophoresis was performed with the Phast system (Amersham Biosciences) to analyze the properties of protein samples and their binding. Electrophoresis was performed at 15 ° C. using a commercially available Native-PAGE buffer strip (0.25M Tris, 0.88M L-alanine, pH 8.8, Amersham Biosciences). For complex formation experiments, the sample mixture was incubated for 1 hour at 20 ° C and then applied to a homogeneous 12.5% polyacrylamide gel (Amersham Bioscinces). A sample of less than 4 pL was applied to each lane,
  • Reaction rate constants were derived by bivalent analyte model with BIAevaluation v3.2 (BIAcore) or curve fitting to fit a simple 1: 1 binding model.
  • BiAcore bivalent analytevaluation v3.2
  • Affinity constants K d s
  • K d s were calculated by nonlinear curve fitting or by Scatchyard analysis with a simple 1: 1 Langmuir binding model using the program Origin ver.5.0 (MicroCal).
  • a chimeric molecule (Shiratori, I., et al., (2004) J Exp Med, 199, 525-533.) Consisting of an extracellular domain of LILRB1 and a transmembrane and cytoplasmic domain of activated PILR iS By using the vector, it was transformed into mouse T-cell hybridoma with NFAT-green fluorescent protein (GFP) reporter gene and DAP12 (Arase, H., et al., (2002) Science, 296, 1323- 1326 .; Ohtsuka, M., et al., (2004) Proc Natl Acad Sci USA, 101, 8126-8131.).
  • GFP NFAT-green fluorescent protein
  • HLA-G dimers and monomers were immobilized on 48-well culture plates (BD falcon) for 2 hours at 37 ° C.
  • Reporter cells (5 ⁇ 10 4 / well) expressing LILRB1-PILR chimera molecules were stimulated with immobilized HLA-G monomer or dimer for 12 hours, and GFP expression was measured using FACScalibur. analyzed.
  • HLA-G HLA-G * 0101, 1-274 residue
  • RIIPRHLQL SEQ ID NO: 3
  • the structure was determined by molecular replacement using the HLA-E structure (O'Callaghan, CA, et al., (1998) Mol Cell, 1, 531-541.) As a research model (see Table 1-11) .
  • HLA-G had fewer hydrophobic residues in the central region of its groove than HLA-E. This allows HLA-G to display a limited but still diverse liver tree peptide similar to classical MHC I (which showed very stringent peptide specificity) than HLA-E. Can be explained.
  • Wild-type HLA-G formed disulfide-linked dimers with intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bonds in crystals (hereinafter referred to as “HLA-G dimer” or “dimer”) .
  • HLA-G dimer two HLA-G dimers were found in the crystals, and their structural properties suggested both the structural flexibility and structural rigidity of the dimer.
  • this dimeric interface is responsible for any electrostatic and hydrogen bond interactions (Clu61 ( ⁇ )-Lys68 ( ⁇ ), 42 (CO ) -Arg44 ( ⁇ ), Glu58 ( ⁇ 1, ⁇ 2) -Cln72 ( ⁇ 2, ⁇ )) (Fig. 1- l B).
  • Binding area is relatively small compared to the average protein-protein interaction 1600A ⁇ 400A R 2 (LO Conte, L., et al., (1999) J Mol Biol, 285, 2177-2198.) 676 A 2 (chain A) and 568A 2 (chain B). This suggests that these dimers have some structural flexibility. However, the angle between the monomers of the two dimers is surprisingly conserved (Fig. 1-1E), and the intermolecular interaction at the dimer interface is almost without structural adjustment. It was maintained. With the maintenance of the Cys42-Cys42 disulfide bond, a limited angle and direction is assigned for structural failure and interface area loss.
  • the N-sugar addition site at position 86 (Rudd, PM, et al., (1999) J Mol Biol, 293, 351-366.) Is located outside the dimer interface and is attached at the close position. There was no structural interference due to ( Figure 1-2 A, green dotted circle). Furthermore, in membrane-bound HLA-G, the transmembrane domain Both c-terminal sites of the dimer connecting the ins must be close to the membrane. These support the idea that this dimer conformation is possible and predominant in both membrane-bound and soluble HLA-G dimers. The structural properties of the LILRB and CD8 binding sites were maintained in the dimeric form of HLA-G and were similar to other MHC I molecules ( Figure 1-2D).
  • this dimer and the Cys42Ser mutant monomer were prepared as described in the section “(1) Materials and Methods”. Intermolecular disulfide binding in the wild-type HLA-G dimer was confirmed by gel filtration, SDS-PAGE, and native polyatrylamide gel electrophoresis (Native PAGE) (Fig. 1_ 3 A to C). .
  • HLA-G due to Cys42Ser mutation is a monomeric form (Referred to as “mer” or “monomer”). This clearly shows that the HLA-G dimer was formed mainly by the Cys42-Cys42 disulfide bond.
  • HLA-G dimer-LILRB1 and LILRB2 complex The stoichiometric ratio of the HLA-G dimer-LILRB1 and LILRB2 complex is calculated as follows: 1 0, 1: 1, 1: 2, or 1: 3 on a column equilibrated with 10 ⁇ L LILRB1 or 15 ⁇ L LILRB2.
  • HLA-G dimer: LILRB1 Determination was made by applying a sample containing one of any molar ratio. Injections of 1: 0 and 1: 1 (HLA-G dimer: LILRB 1) showed a peak corresponding to the dimer-LILRB complex and a valley peak where free LILRB migrated. This indicates that LILRB in the running buffer was consumed for complex formation.
  • a 1: 3 molar ratio sample for both LILRBs produced two peaks corresponding to the HLA-G dimer-LILRB complex and free LILRB. This indicates the presence of excess free LILRB.
  • the sample with a molar ratio of 1: 2 represented a true equilibrium complex stoichiometry because it showed only one complex peak.
  • a 1: 2 binding stoichiometry for LILRB1 / 2 resulted in a modest binding activity. This effect has been observed in the Surface Plasmon Resonance (SPR) analysis section below, and can be explained by the LILRB 1 complex model structure of the HLA-G dimer ( Figure 1-2B).
  • SPR Surface Plasmon Resonance
  • HLA-G binding to LILRB were further investigated by surface plasmon resonance (SPR).
  • SPR surface plasmon resonance
  • a HLA-G dimer and a monomer were injected on the surface of the sensor on which the biotinylated LIRBS was immobilized.
  • Representative data on the binding of HLA-G monomer and dimer to LILRB is shown in Figure 14-14.
  • the affinity constants (K d s) of the monomers for LILRB1 and LILRB2 derived from the equilibrium analysis are 3.5 ⁇ and 15 ⁇ , respectively (Fig. 1-4E).
  • NFase NFAT-green fluorescent protein
  • LILRB1 chimeric gene consisting of extracellular domain of LILRB1 and transmembrane and intracellular domain of activated PILR ⁇ that can induce GFP expression when an appropriate reporter is bound (Shiratori et al., 2004 (supra)) And transformed those hybridoma cells. Therefore, LILRB1-mediated signal transmission could be easily detected by its GFP expression.
  • HLA-B27 McMichael, A. et al "(2002) Arthritis Res, 4 Suppl 3, S153-158.) Is expressed on activated T cells but expressed on resting cells
  • HLA-G dimer structure showed that the dimer's interfacial force was not so large and included some electrostatic and hydrogen bonding interactions, indicating that the relative orientation was The rotation of the Cys42-Cys42 bond shows a certain degree of mobility, but the two dimer conformations in the crystal were very similar, and also bound to Asn86.
  • the glycan moiety did not show structural impairment in this dimer conformation, but controlled the relative movement of this dimer.
  • the C-terminal sites of the two monomers in the membrane-bound dimer must be close enough to the membrane, so that the dimer conformation exists primarily on the cell surface.
  • the soluble form is probably more flexible, but a similar conformation is likely to predominate.
  • HLA-G dimer LILRB or CD8 receptor
  • Figure 1, 1-2B, C the two receptors can assemble in the proper orientation at the cell surface for efficient signaling.
  • the biochemical test in this example showed a much higher affinity for LILRB of HLA-G dimer than monomer by increasing binding activity.
  • Soluble HLA-G protein was found to have monomeric, dimeric and oligomeric forms. Based on the significant binding affinity demonstrated by the inventor's SPR binding test, soluble HLA-G dimers are believed to have the most potent effect on LILRB signaling. Furthermore, preliminary data obtained by the present inventors showed that CD8 also showed a similar binding affinity effect and could improve CD8-mediated signaling.
  • HLA-G dimers have the appropriate structural properties to play a major role in the broad immunosuppressive effect, particularly at the maternal-fetal interface. It has been shown to have extended functional properties.
  • HLA-G dimer is a powerful immunosuppressive reagent in a wide range of inflammatory diseases, autoimmune diseases, infertility problems and medical treatment of organ Z bone marrow transplantation, and is naturally formed in vivo. Less likely to have side effects.
  • HLA-G like classical MHC I, can theoretically present a diverse repertoire of peptides that can be recognized by T cell receptors.
  • HLA-G showed peptides derived from human megalovirus UL83 protein in HLA-G transgenic mice in vivo, and their specific T cells were induced but not efficient (Lieri, R, et al., (2003) J Gen Virol, 84, 307-317.).
  • the HLA_G monomer and dimer form may exist on the cell surface, but in the case of the HLA-G dimer, the peptide binding sites of each monomer of the HLA-G dimer are too close. Too much that the T cell receptor is not close enough.
  • HLA-G dimers do not function as antigen-providing molecules for T cell responses, but are molecules that regulate immune by binding to: LILR or CD8. These properties can explain in part the inefficient cytotoxic T cell induction. However, these properties are also important for receptor recognition of the 32m free MHC I dimer that regulates T cell function.
  • HLA-G monomer was refolded with refolding buffer (0.1M Tris-HCl (pH8.0), 0.4M L-arginine, 3.7mM cystamine, 6.4mM cysteamine, 5mM EDTA) (M. Shiroishi, et al., (2003) Proc Natl Acad Sci USA, 100, 8856-61.). Thereafter, it was purified by gel filtration (Superdex 75) and ion exchange chromatography (Resource Q). The purified HLA-G monomer was concentrated to 10 mg / mL, and after 3-4 hours, dithiothreol for crystallization setting (DTT) was added to 5 mM and incubated on ice.
  • refolding buffer 0.1M Tris-HCl (pH8.0), 0.4M L-arginine, 3.7mM cystamine, 6.4mM cysteamine, 5mM EDTA
  • the initial crystallization test was carried out using Crystal Scrren 1 & 2 (Hampton Research) and Wizard I & U (Art Robbins) using an inteplate using the crystallization robot Hydra plus one. Under the conditions of Wizard II No.39 (0.1M CAPS (pH10.5), 20% PEG8000, 0.2M NaCl), rod crystals suitable for data collection were obtained at 20 ° C for 6 days (Fig. 2 _ 1 A).
  • X-ray diffraction data was collected at the Springline (Harima, Japan) beamline BL38B1. Prior to data collection, the crystals were immersed in a cryoprotectant solution (0.1 M CAPS (pH 10.5), 20% PEG8000, 200 mM NaCl, 20% glycerol) and cooled by flash. Using an ADSC Qauntum 4R CCD system with an X-ray wavelength of 1.0000A, 3.2A diffraction data was obtained at 100K ( Figure 2—IB). Diffraction data was processed and scaled with the HKL2000 program package.
  • a cryoprotectant solution 0.1 M CAPS (pH 10.5), 20% PEG8000, 200 mM NaCl, 20% glycerol
  • the crystal structure was elucidated by molecular replacement. Intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bond Since the electron density map for was clearly observed, the disulfide-linked dimer of wild-type HLA-G was crystallized under these conditions.
  • HLA-G monomer concentrated to 10 mg / mL (buffer; 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), lOOmM NaCl) at 4 ° C for 3 days with 2 mM DTT or 10 days without DTT Incubated. These mixtures were analyzed by gel filtration and, as a result, it was found that the addition of DTT significantly promotes HLA-G dimer formation ( Figures 2-2 A and B).
  • a pharmaceutical composition (particularly, a pharmaceutical composition having an excellent immune cell activation-inhibiting action), which is a novel use of HLA-G dimer, and disulfide-binding HLA
  • An efficient method for producing a -G dimer can be provided.
  • various therapeutic agents and preventive agents containing the above pharmaceutical composition for example, allergic diseases (such as asthma, atopic dermatitis, allergic rhinitis), inflammatory diseases, or infertility (infertility) Prophylactic and Z or therapeutic agents, and immunosuppressive therapeutic agents for use in organ transplantation, bone marrow transplantation or regenerative medicine can be provided.
  • allergic diseases such as asthma, atopic dermatitis, allergic rhinitis
  • inflammatory diseases such as asthma, atopic dermatitis, allergic rhinitis
  • infertility infertility
  • Prophylactic and Z or therapeutic agents for use in organ transplantation, bone marrow transplantation or regenerative medicine
  • a method for treating and / or preventing an inflammatory disease characterized by administering an effective amount of a disulfide-bonded HLA-G dimer to a patient, and disulfide in a human or non-human mammal. It is possible to provide a method for controlling and / or suppressing inflammation, which comprises administering an effective amount of a conjugated HLA-G dimer.

Abstract

Disclosed is novel use of an HLA-G dimer. Also disclosed is a process for producing an HLA-G dimer with high efficiency. A pharmaceutical composition comprising an HLA-G dimer; and a process for producing an HLA-G dimer comprising the step of adding a reducing agent to a solution containing HLA-G.

Description

明 細 書  Specification
ジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体を含む医薬組成物 及びジスルフィド結合型 HLA-G二量体の製造方法 技術分野  TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pharmaceutical composition containing a disulfide-linked HLA-G dimer and a method for producing a disulfide-linked HLA-G dimer
本発明は、 ジスルフィド結合型 HLA-G二量体を含む医薬組成物、 当該 HLA-G 二量体の製造方法、 並びに、 当該 HLA-G二量体を用いた免疫系細胞の活性化抑 制効果、 特に炎症抑制効果が求められる医薬品や炎症性疾患の予防及び治療方法 に関する。 背景技術  The present invention relates to a pharmaceutical composition containing a disulfide-bonded HLA-G dimer, a method for producing the HLA-G dimer, and suppression of activation of immune system cells using the HLA-G dimer. The present invention relates to pharmaceuticals and inflammatory disease prevention and treatment methods that are required to have an effect, particularly an inflammation-suppressing effect. Background art
ヒ ト非古典的主要組織適合性抗原 (Major Histocompatibility Complex, MHC ) の一つである HLA-Gは、 古典的 MHCクラス I分子とは異なり、 組織特異的に 発現する。 HLA-Gは、 特に、 妊娠の際に重要となる胎盤上の胎児側の栄養膜に 発現し、 母体の免疫系が胎児を異物と認識して攻撃しないよう免疫を抑制するこ とに関わることが知られている。 このような知見に基づいて、 HLA-Gは様々な 応用がなされており、 例えば、 遺伝子工学的に改良を加えた HLA-G分子を不妊 治療に用いることや、 臓器移植時の拒絶反応の抑制に HLA-G分子を用いること が試みられている。  Unlike classical MHC class I molecules, HLA-G, one of the major non-classical major histocompatibility antigens (MHC), is expressed in a tissue-specific manner. HLA-G is expressed particularly in the fetal trophoblast on the placenta, which is important during pregnancy, and is involved in suppressing immunity so that the maternal immune system recognizes the fetus as a foreign body and does not attack it. It has been known. Based on this knowledge, HLA-G has been applied in various ways. For example, HLA-G molecules with improved genetic engineering can be used for infertility treatment, and rejection of organ transplantation can be suppressed. Attempts have been made to use HLA-G molecules.
従来、 細胞レベルでの HLA-Gの役割に関しては多くの解析例があり、 ナチュ ラルキラー (NK) 細胞及びマクロファージなどの免疫系細胞の抑制効果が確認 されている。 しかし、 HLA-Gに対するレセプターとして分子レベルで確認され ているものは、 主に、 T細胞に発現する CD8分子と、 幅広い免疫系細胞におい て発現する白血球 Ig様受容体 (LILR) (例えば Ig-like transcript (ILT) 、 CD85d、 LIR) レセプター群の中の 2〜 3のメンバーのみである。 そのため、 HLA-Gの抑制効果は、 おそらく CD8と LILRとを介して行われていると考えられ る。 このような、 HLA-Gとレセプターとの結合の詳細な解析例としては、 本発 明者により、 LILR群 (LILRB1及び B2) と HLA-Gとの相互作用に関する報告が されている (Shiroishi et al" Pro Natl. Acad. Sci. U S A" 2003, Vol.100, No.15, p.8856-8861) 。 し力 し、 同様の解析例は、 他にはあまり知られていない。 Conventionally, there are many analysis examples regarding the role of HLA-G at the cellular level, and the suppressive effect of immune system cells such as natural killer (NK) cells and macrophages has been confirmed. However, what has been confirmed at the molecular level as a receptor for HLA-G is mainly CD8 molecule expressed in T cells and leukocyte Ig-like receptor (LILR) (eg, Ig-) expressed in a wide range of immune system cells. like transcript (ILT), CD85d, LIR) There are only a few members in the receptor group. Therefore, the inhibitory effect of HLA-G is probably carried out through CD8 and LILR. As a detailed analysis example of the binding between HLA-G and the receptor, the present inventor has reported the interaction between LILR group (LILRB1 and B2) and HLA-G (Shiroishi et al. al "Pro Natl. Acad. Sci. USA" 2003, Vol.100, No.15, p.8856-8861). However, other similar analysis examples are not well known.
ところで、 HLA-G分子は、 2〜3ヶ月の自然酸化により二量体として存在し 得ることも知られている。 この二量体の形成は、 HLA-G分子が有するフリーの システィン残基が、 分子間でジスルフィ ド結合を形成することによるものと考え られる。 しかしながら、 HLA-G二量体が、 HLA-G単量体と同様の機能を有する かどうかについて、 細胞レベル及ぴ分子レベルでの研究は十分になされておらず、 有用な知見は得られていない。 以下に、 本発明の背景技術をより詳しく説明する。  By the way, it is also known that HLA-G molecules can exist as dimers by natural oxidation for 2 to 3 months. This dimer formation is thought to be due to the free cysteine residues of the HLA-G molecules forming disulfide bonds between the molecules. However, studies at the cellular and molecular levels have not been sufficiently conducted to determine whether HLA-G dimers have the same functions as HLA-G monomers, and useful knowledge has not been obtained. Absent. Hereinafter, the background art of the present invention will be described in more detail.
( 1 ) 母体一胎児免疫寛容の分子メカニズムの知識は、 依然として限られてい る。 正常な細胞とは異なり、 母体一胎児界面にある胎児絨毛外栄養膜細胞層は、 大多数の古典的 MHC I (主要組織適合性抗原クラス I分子) 、 HLA-A又は HLA-Bを発現するのではなく、 少数の古典的 MHC I、 HLA-Cならびに非古典 的 MHC I、 HLA-E及び HLA-Gを発現する (LeMaoult, I, et al., (2003) Tissue Antigens, 62, 273-284.) 。 HLA-A及び HLA-Bの発現の減損は、 母体 T細胞の応答 を有意に阻害する。 HLA-C及び HLA-Eは、 正常細胞において発現されるが、 HLA-Gの発現は、 少数の組織:絨毛外栄養膜、 胸腺上皮細胞及び一部の腫瘍、 に限定される (LeMaoult et al., 2003 (前掲) ) 。 多形の古典的 MHC Iとは対照 的に、 HLA-Gは限定的な多型性を示し、 これは、 HLA-Gが、 母体免疫細胞から 胎児細胞を保護する際に遺伝的免疫抑制受容体に対する共通のリガンドとしての 役割を果たすことを示唆している。 最近、 幾つかの免疫学的に関連した細胞表面 受容体が、 古典的及び非古典的 MHC Iに結合することにより免疫細胞の負の調 節を媒介することが判明した。 今日までに報告されている HLA-Gの受容体は、 CD8、 白血球 Ig様受容体 B1ZB2 (LILRB1/LILRB2, LIRlZLIR2及び ILT2/ ILT4としても知られている) 、 及ぴ KIR2DL4である。 KIR2DL4-HLA-G相互作 用の分子的論拠は、 未だ議論の対象であるが (LeMaoult et al., 2003 (前掲) ) 、 LILRB1/2-及び CD8- HLA-Gの認識については、 研究が進められている (  (1) Knowledge of the molecular mechanism of maternal-fetal tolerance is still limited. Unlike normal cells, the fetal extravillous trophoblast cell layer at the maternal-fetal interface expresses the majority of classical MHC I (major histocompatibility antigen class I molecules), HLA-A or HLA-B But not a few classical MHC I, HLA-C and non-classical MHC I, HLA-E and HLA-G (LeMaoult, I, et al., (2003) Tissue Antigens, 62, 273- 284.) Impaired expression of HLA-A and HLA-B significantly inhibits maternal T cell responses. HLA-C and HLA-E are expressed in normal cells, but HLA-G expression is limited to a few tissues: extravillous trophoblast, thymic epithelial cells and some tumors (LeMaoult et al ., 2003 (supra)). In contrast to the polymorphic classical MHC I, HLA-G exhibits a limited polymorphism, which indicates that HLA-G can accept genetic immunosuppression when protecting fetal cells from maternal immune cells. Suggesting that it plays a role as a common ligand to the body. Recently, several immunologically related cell surface receptors have been found to mediate negative regulation of immune cells by binding to classical and nonclassical MHC I. The receptors for HLA-G reported to date are CD8, leukocyte Ig-like receptor B1ZB2 (also known as LILRB1 / LILRB2, LIRlZLIR2 and ILT2 / ILT4) and KIR2DL4. Although the molecular rationale for KIR2DL4-HLA-G interaction is still a subject of debate (LeMaoult et al., 2003 (supra)), the recognition of LILRB1 / 2- and CD8- HLA-G has been studied. Is underway (
Chapman, T.L., et al., (1999) Immunity, 11, 603-613.; Gao, G.F., et al., (2000) J Biol Chem, 275, 15232-15238.; Shiroishi, M" et al., (2003) Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 8856-8861.) 。 Chapman, TL, et al., (1999) Immunity, 11, 603-613 .; Gao, GF, et al., (2000) J Biol Chem, 275, 15232-15238 .; Shiroishi, M "et al., (2003) Proc Natl Acad Sci USA, 100, 8856-8861.).
LILRB1は、 ナチュラルキラー (NK) 細胞及び T細胞をはじめとする広範な 白血球において発現され、 一方、 LILRB2は、 単球及ぴ樹状細胞 (DC) をはじ めとする限られた免疫細胞において発現される (Brown, D., et al., (2004) Tissue Antigens, 64, 215-225.) 。 両方の LILRBは、 細胞外領域に 4つの Ig様ドメインを 有し、 N末端の 2つの 様ドメインが MHC Iの認識に重要な役割を果たしてい る。 MHC I分子がドメィンに結合すると、 LILRBは細胞内ドメインの 3つ又は 4つの免疫受容体チロシン抑制モチーフ (ITIM) により負のシグナルを媒介す る。 母体一胎児界面にある HLA-G分子は、 LILRBを認識して、 骨髄単球細胞、 T細胞及び NK細胞をはじめとする広範な母体免疫細胞の免疫応答を阻害する。 一方、 HLA-Gは、 スプライス変異体のような幾つかの可溶性型を有する (Fujii, T., et al., (1994) J Immunol, 153, 5516-5524.; Ishitani, A. et al., (1992) Proc Natl Acad Sci U S A, 89, 3947-3951. ; Le Bouteiller, P., et al., (2003) Placenta, 24 Suppl A, S10-15. ) 。 可溶性型の HLA-Gは、 セミアロジェニックな妊娠を促進しうる、 CD8+T細 胞の機能異常を誘導した (Contini, P., et al., (2003) Eur J Immunol, 33, 125-134.; Fournel, S., et al., (2000) J Immunol, 164, 6100-6104.; Morales, P.J., et al., (2003) J Immunol, 171, 6215-6224.) 。 従って、 HLA-G-LILRB及ぴ CD8相互作用は、 広範 な免疫学的寛容を誘導し得る。  LILRB1 is expressed on a wide range of white blood cells, including natural killer (NK) cells and T cells, while LILRB2 is expressed on limited immune cells, including monocytes and dendritic cells (DC). (Brown, D., et al., (2004) Tissue Antigens, 64, 215-225.). Both LILRBs have four Ig-like domains in the extracellular region, and two N-like domains play an important role in MHC I recognition. When MHC I molecules bind to the domain, LILRB mediates negative signals through three or four immunoreceptor tyrosine inhibitory motifs (ITIM) in the intracellular domain. HLA-G molecules at the maternal-fetal interface recognize LILRB and inhibit the immune response of a wide range of maternal immune cells, including bone marrow monocytic cells, T cells, and NK cells. On the other hand, HLA-G has several soluble forms such as splice variants (Fujii, T., et al., (1994) J Immunol, 153, 5516-5524 .; Ishitani, A. et al. (1992) Proc Natl Acad Sci USA, 89, 3947-3951.; Le Bouteiller, P., et al., (2003) Placenta, 24 Suppl A, S10-15.). Soluble form of HLA-G induced CD8 + T cell dysfunction that could promote semi-allogenic pregnancy (Contini, P., et al., (2003) Eur J Immunol, 33, 125- Fournel, S., et al., (2000) J Immunol, 164, 6100-6104 .; Morales, PJ, et al., (2003) J Immunol, 171, 6215-6224.). Thus, HLA-G-LILRB and CD8 interactions can induce extensive immunological tolerance.
溶出ペプチド及び塩基配列決定実験により、 HLA-Gは、 多岐にわたるぺプチ ドセットを提示し得ることが判明した (Diehl, Μ·, et al., (1996) Curr Biol, 6, 305- 314.; Lee, N., et al., (1995) Immunity, 3, 591-600.) 。 このぺプチド提示は、 MHC I シグナル配列を含む非常に限られたレパートリ一のぺプチドならぴに熱ショック タンパク質及びウィルスタンパクを提示することができる非古典的 MHC I、 HLA-Eより古典的 MHC Iのものに類似している。 HLA-Gは、 エンドサイ ト一 シスモチーフを欠く トランケート型細胞質内ドメインを有するため、 細胞表面へ の輸送は遅く、 長い寿命を示す (Park, B. et al., (2003) J Biol Chem, 278, 14337- 14345.; Park, B., et al., (2001) Immunity, 15, 213-224.) 。 その結果、 HLA'Gは、 た とえそれが古典的 MHC Iのぺプチド提示メカニズムを有するとしても、 提示に は限られた高親和†生ペプチドセットを選択することになる。 最近報告された HLA-G Cys42Ser突然変異単量体の結晶構造 (Clements, C.S., et al., (2005) Proc Natl Acad Sci U S A.) も、 HLA-Gのぺプチド認識が、 広範なネットワークを含む ことを示しており、 これは、 拘束されたペプチド結合様式を支持している。 Elution peptides and sequencing experiments have shown that HLA-G can present a diverse set of peptides (Diehl, Μ, et al., (1996) Curr Biol, 6, 305-314 .; Lee, N., et al., (1995) Immunity, 3, 591-600.). This peptide display is more classical MHC than non-classical MHC I, HLA-E, which can present heat shock and viral proteins as well as a very limited repertoire of peptides containing the MHC I signal sequence. Similar to I's. HLA-G has a truncated cytoplasmic domain that lacks the endocytosis motif, so it is slow to transport to the cell surface and has a long lifetime (Park, B. et al., (2003) J Biol Chem, 278 , 14337-14345 .; Park, B., et al., (2001) Immunity, 15, 213-224.). As a result, HLA'G will select a high-affinity raw peptide set limited for presentation, even if it has the classical MHC I peptide presentation mechanism. Recently reported The crystal structure of the HLA-G Cys42Ser mutant monomer (Clements, CS, et al., (2005) Proc Natl Acad Sci US A.) also shows that peptide recognition of HLA-G includes an extensive network. This supports a constrained peptide binding mode.
HLA-Gは、 他のほとんどの MHC Iとは異なり 2つの遊離システィン残基 ( Cys42及び Cysl47) を有する。 Boysonらは、 細菌組換え可溶性型の HLA-Gが、 分子間 Cys42-Cys42ジスルフィ ド結合を有するジスルフィ ド結合型二量体を形成 し得ることを報告した (Boyson, IE., et al" (2002) Proc Natl Acad Sci U S A, 99, 16180-16185.) 。 さらに、 ヒ ト胎児腎 293細胞により発現された可溶性 HLA-Gl は、 CTLでの CD8発現レベルを低下させることができる、 単量体型とジスルフ イド結合型二量体型とオリゴマー形の混合物を示した (Morales et al., 2003 (前 掲) ) 。 し力 し、 各形態がどれほどの効果を有するかは明らかではない。 一方、 膜結合型の HLA-Gも、 HLA-Gトランスフエクタントの細胞表面でジスルフィド 結合型二量体を形成し得る (Boyson et al., 2002 (前掲) ; Gonen-Gross, T., et al., (2003a) J Immunol, 171, 1343-1351.; Gonen-Gross, T., et al., (2003b) Hum Immunol, 64: 1011-1016.) 。 突然変異誘発試験により、 HLA-G二量体が N K細胞の殺傷活性の 効率的な LILRB1媒介阻害に重要な役割を果たすことを示唆した (Gonen-Gross et al., 2003a (前掲) ; Gonen-Gross et al., 2003b (前掲) ) 。  HLA-G, unlike most other MHC I, has two free cysteine residues (Cys42 and Cysl47). Boyson et al. Reported that bacterial recombinant soluble HLA-G can form disulfide-linked dimers with intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bonds (Boyson, IE., Et al "( 2002) Proc Natl Acad Sci USA, 99, 16180-16185.) In addition, soluble HLA-Gl expressed by human fetal kidney 293 cells can reduce the CD8 expression level in CTL, a monomeric form (Morales et al., 2003 (supra)) However, it is not clear how much effect each form has on the other hand. Bound HLA-G can also form disulfide-linked dimers on the cell surface of HLA-G transfectants (Boyson et al., 2002 (supra); Gonen-Gross, T., et al., (2003a) J Immunol, 171, 1343-1351 .; Gonen-Gross, T., et al., (2003b) Hum Immunol, 64: 1011-1016.). Studies have suggested that HLA-G dimers play an important role in efficient LILRB1-mediated inhibition of NK cell killing activity (Gonen-Gross et al., 2003a (supra); Gonen-Gross et al ., 2003b (supra)).
ジスルフイド結合型ホモ二量体も、 遊離システィン (Cys67) を有する] 3 2m 遊離型の HLA-B27において観察された。 以前の報告 (Allen, R丄., et al., (2001) J Immunol, 167, 5543-5547.; Kollnberger, S., et al., (2002) Arthritis Rheum, 46, 2972- 2982.) は、 このホモ二量体が、 強直性脊椎炎の発現に直接関連することを指示 する。 これに対して他の報告では、 その二量体構成がシグナル変換に関して有意 な機能を示す多量体の一部であり得ると論じた (Colbert, R.A. (2004) Curr Mol Med, 4, 21-30.; Damjanovich, S., et al., (2002) Immunol Lett, 82, 93-99.) 。 さらに、 ;3 2m遊離型のジスルフイド結合型 MHC I二量体の有意な発現レベルが、 休止し ている正常 T細胞ではなく活性化された T細胞の細胞表面において観察された。 これは、 MHC I二量体が T細胞の活性化の調節に重要であることを示唆してい る (Santos, S.G., et al., (2004) J Biol Chem, 279, 53062-53070.) 。  A disulfide-linked homodimer also has a free cysteine (Cys67)] 3 2m free form of HLA-B27. Previous reports (Allen, R 丄., Et al., (2001) J Immunol, 167, 5543-5547 .; Kollnberger, S., et al., (2002) Arthritis Rheum, 46, 2972- 2982.) Indicate that this homodimer is directly related to the development of ankylosing spondylitis. In contrast, other reports have argued that the dimer organization may be part of a multimer that exhibits significant function in signal transduction (Colbert, RA (2004) Curr Mol Med, 4, 21-30). Damjanovich, S., et al., (2002) Immunol Lett, 82, 93-99.). Furthermore, significant levels of expression of the 32m free disulfide-bound MHC I dimer were observed on the cell surface of activated T cells rather than resting normal T cells. This suggests that MHC I dimers are important in the regulation of T cell activation (Santos, S.G., et al., (2004) J Biol Chem, 279, 53062-53070.).
本発明者の以前の報告では (Shiroishi, M., et al., (2003) Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 8856-8861.) 、 LILRBl及び LILRB2が、 他の古典的 MHC Iと比較して優先 的に単量体型の HLA-Gに結合すること、 ならびにその結合部位が、 CD8のもの と重なることを証明した。 しかし、 ジスルフィド結合型の野生型 HLA-G二量体 の三次元構造及び受容体結合特性は、 全く説明していない。 In our previous report (Shiroishi, M., et al., (2003) Proc Natl Acad Sci USA, 100, 8856-8861.), LILRBl and LILRB2 bind preferentially to monomeric HLA-G compared to other classical MHC I, and the binding site overlaps with that of CD8. Proved. However, the three-dimensional structure and receptor binding properties of disulfide-linked wild-type HLA-G dimers are not explained at all.
( 2 ) HLA-Gは、 非古典的 MHC I分子の 1つであり、 以下のように古典的 MHC Iとは異なる幾つかの独特な特性を有する。 (2) HLA-G is one of the non-classical MHC I molecules and has several unique properties that differ from classical MHC I as follows.
ω少数の組織:絨毛外栄養膜、 胸腺上皮細胞、 及び一部の腫瘍に非常に限定 された発現 (J. LeMaoult, et al., (2003) Tissue Antigens, 62, 273-84.)  ω Few tissues: very limited expression in extravillous trophoblasts, thymic epithelial cells, and some tumors (J. LeMaoult, et al., (2003) Tissue Antigens, 62, 273-84.)
(ii) 限定的な多型性  (ii) Limited polymorphism
Gii) 遅い輸送  Gii) Slow transportation
(iv) 比較的限定的なぺプチド提示  (iv) relatively limited peptide presentation
すでに報告されている HLA-G受容体は、 白血球 Ig様受容体 B1/B2 (  The HLA-G receptor already reported is leukocyte Ig-like receptor B1 / B2 (
LILRB 1/LILRB2、 LIR1/LIR2及び ILT2/ILT4としても知られてレ、る) 、 CD8及 ぴ KIR2DL4である。 KIR2DL4-HLA-G認識についての報告は、 未だ議論を呼ん でいる (J. LeMaoult, et al.,(2003) (前掲) ) 、 1^11^181/2-及び008-111^-&相 互作用は、 よく研究されている (T.L. Chapman, et al., (1999) Immunity, 11, 603-13. ; M. Shiroishi, et al" (2003) Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 8856-61.; G.F. Gao, et al., (2000) J Biol Chem, 275, 15232-8.) 。 LILRファミリーの中で、 LILRB1、 LILRB2 及び LIR6は、 MHC Iに結合することが報告された。 LILRB2は、 主に単球及び 樹状細胞 (DC) において発現され (D. Brown, et al., (2004) Tissue Antigens, 64, 215-25.) 、 一方、 LILRB1は、 ナチュラルキラー (NK) 細胞及び T細胞をはじ めとする広範な白血球において発現される。 本発明者の以前の研究により、 LILRB1及び LILRB2が、 他の古典的 MHC Iと比較して優先的に単量体型の HLA-Gに結合することが証明された (M. Shiroishi, et al., (2003) (前掲) ) 。 Also known as LILRB1 / LILRB2, LIR1 / LIR2 and ILT2 / ILT4), CD8 and KIR2DL4. Reports on KIR2DL4-HLA-G recognition are still controversial (J. LeMaoult, et al., (2003) (supra)), 1 ^ 11 ^ 181 / 2- and 008-111 ^-& Interactions are well studied (TL Chapman, et al., (1999) Immunity, 11, 603-13 .; M. Shiroishi, et al "(2003) Proc Natl Acad Sci USA, 100, 8856-61 GF Gao, et al., (2000) J Biol Chem, 275, 15232-8.) Within the LILR family, LILRB1, LILRB2 and LIR6 were reported to bind to MHC I. LILRB2 Expressed mainly in monocytes and dendritic cells (DC) (D. Brown, et al., (2004) Tissue Antigens, 64, 215-25.), Whereas LILRB1 is a natural killer (NK) cell and It is expressed in a wide range of leukocytes, including T cells According to our previous studies, LILRB1 and LILRB2 preferentially become monomeric HLA-G compared to other classical MHC I. (M. Shiroishi, et al., (2 003) (supra)).
LILRBは、 細胞内ドメインに免疫受容体チロシン系抑制モチーフ (ITIM) を 有して、 MHC Iが結合すると負のシグナルを媒介する。 HLA-G分子は、 LILRB に結合して、 骨髄単球細胞、 T細胞及ぴ N K細胞をはじめとする広範な免疫細胞 の免疫応答を阻害する。 一方、 HLA-Gは、 スプライス変異体のような幾つかの 可溶性型を有する (P. Le Bouteiller, et al., (2003) Placenta, 24 Suppl A, S10-5.; T. Fujii, et al., (1994) J Immunol, 153, 5516-24.; A. Ishitani et al., (1992) Proc Natl Acad Sci U S A, 89, 3947-51.) 。 可溶性 HLA-Gは、 セミアロジェニックな妊娠を促進し うる、 CD8+T細胞の機能異常を誘導した (P.J. Morales, et al., (2003) J Immunol, 171, 6215-24.; S. Fournel, et al., (2000) J Immunol, 164, 6100-4.; P. Contini, et al.,LILRB has an immunoreceptor tyrosine inhibitory motif (ITIM) in its intracellular domain and mediates a negative signal when MHC I binds. HLA-G molecules bind to LILRB and inhibit the immune response of a wide range of immune cells, including bone marrow monocytic cells, T cells and NK cells. On the other hand, HLA-G has some splice variants It has a soluble form (P. Le Bouteiller, et al., (2003) Placenta, 24 Suppl A, S10-5 .; T. Fujii, et al., (1994) J Immunol, 153, 5516-24 .; A Ishitani et al., (1992) Proc Natl Acad Sci USA, 89, 3947-51.). Soluble HLA-G induced CD8 + T cell dysfunction that could promote semi-allogenic pregnancy (PJ Morales, et al., (2003) J Immunol, 171, 6215-24 .; S. Fournel , et al., (2000) J Immunol, 164, 6100-4 .; P. Contini, et al.,
(2003) Eur J Immunol, 33, 125-34.) 。 従って、 HLA-G'LILRB及び CD8相互作用は、 広範な免疫学的寛容を誘導し得る。 (2003) Eur J Immunol, 33, 125-34.). Thus, HLA-G'LILRB and CD8 interactions can induce a wide range of immunological tolerance.
HLA-Gは、 2つの遊離システィン残基 (Cys42及び Cysl47) を有する。 巻き 戻した HLA-G分子は、 分子間 Cys42-Cys42ジスルフィド結合を有するジスルフ ィド結合型二量体を开成した (J.E. Boyson, et al., (2002) Proc Natl Acad Sci U S A, 99, 16180-5.) 。 ヒ ト 293細胞により発現された可溶性 HLA-G分子も、 ジスルフ イド結合型二量体型及びさらにオリゴマー型を示した。 これらは、 CTLでの CD8発現レベルを減少させることができた (P.J. Morales, et al., (2003) (前掲) ) 力 各形態がどれほどの効果を有するかは、 未だ不明のままである。 一方、 膜結 合型の HLA-Gも、 HLA-Gトランスフエクタントの場合、 ジスルフィ ド結合型二 量体を示した (J.E. Boyson, et al., (2002) (前掲) ; T. Gonen-Gross, et al., (2003) Hum Immunol, 64, 1011-6.; T. Gonen-Gross, et al., (2003) J Immunol, 171, 1343-51.) 。 さらに、 突然変異誘発試験により、 HLA-G二量体が N K細胞の殺傷活性を効率 的に阻害することを示唆した (T. Gonen-Gross, et al., (2003) (前掲) ; T. Gonen- Gross, et al., (2003) (前掲) ) 。  HLA-G has two free cysteine residues (Cys42 and Cysl47). The unwound HLA-G molecule formed a disulfide-linked dimer with an intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bond (JE Boyson, et al., (2002) Proc Natl Acad Sci USA, 99, 16180. -Five.) . Soluble HLA-G molecules expressed by human 293 cells also showed disulfide-linked dimer and further oligomeric forms. These were able to reduce the level of CD8 expression in CTL (P.J. Morales, et al., (2003) (supra)) Force It remains unclear how much effect each form has. On the other hand, membrane-bound HLA-G also showed disulfide-linked dimer in the case of HLA-G transfectant (JE Boyson, et al., (2002) (supra); T. Gonen- Gross, et al., (2003) Hum Immunol, 64, 1011-6 .; T. Gonen-Gross, et al., (2003) J Immunol, 171, 1343-51.). Furthermore, mutagenesis studies suggested that HLA-G dimers efficiently inhibit the killing activity of NK cells (T. Gonen-Gross, et al., (2003) (supra); Gonen-Gross, et al., (2003) (supra)).
LILRB 1/HLA-A11複合体構造により、 LILRB1が、 遊離システィン残基 ( Cys42) の反対側である、 H鎖の α 3ドメイン及び j8 2-ミクログロブリンにわた る領域を認識することが判明した。 さらに、 HLA-G Cys42Ser突然変異体の単 量体構造についての最近の報告は、 Cys42-Cys42ジスルフィド結合による二量体 モデルを提案しており、 これは、 LILRB1結合部位が、 LILRB結合に完全に利用 できることを示唆している。 しかし、 ジスルフイ ド結合型の野生型 HLA-G二量 体の三次元構造は、 未だ不明である。 発明の開示 本発明が解決しょうとする課題は、 ジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体の新規 用途を提供することにある。 また、 ジスルフイ ド結合型 HLA-G二量体の効率的 な製造方法を提供することにある。 LILRB 1 / HLA-A11 complex structure reveals that LILRB1 recognizes the α 3 domain of the heavy chain and the region spanning j8 2-microglobulin opposite the free cysteine residue (Cys42) . In addition, a recent report on the monomer structure of the HLA-G Cys42Ser mutant proposed a dimer model with a Cys42-Cys42 disulfide bond, which indicates that the LILRB1 binding site is completely involved in LILRB binding. It suggests that it can be used. However, the three-dimensional structure of disulfide-linked wild-type HLA-G dimer is still unknown. Disclosure of the invention The problem to be solved by the present invention is to provide a novel use of disulfide-linked HLA-G dimer. Another object of the present invention is to provide an efficient method for producing a disulfide-linked HLA-G dimer.
本発明者は、 上記課題を解決するべく鋭意検討を行った。  The present inventor has intensively studied to solve the above problems.
具体的には、 本発明者はまず、 HLA-G二量体が LILRに対する結合能を有する かどうか確認した。 その結果、 ネイティブゲルシフトアツセィ、 平衡ゲルろ過法 及び表面プラズモン共鳴分析等により、 HLA-G二量体は、 HLA-G単量体よりも かなり強い結合能を有することが確認された。 特に、 表面プラズモン共鳴分析で は、 固定化した LILRBに対して HLA-G二量体を流した場合、 約 1,000倍強い結合 が認められた。 また、 HLA-G二量体について X線結晶構造解析を行った結果、 HLA-Gホモ二量体の構造は、 Cys42-Cys42の分子間ジスルフィド結合と塩橋な どの相互作用により安定化されていることが確認された。 そして、 HLA-G二量 体は、 二量体化により LILR及ぴ CD8との結合部位が溶媒側に向き、 2つのレセ プターが 1つの HLA-G二量体を認識することが可能な構造であった。 さらに、 モデリングから、 HLA-G二量体における 2個の HLA-G分子は、 互いの C末端を 同方向に向け、 LILR及ぴ CD8との結合部位を表に出した形で二量体化している ため、 これらレセプターとの結合が立体障害により妨げられないことも確認され た。  Specifically, the present inventor first confirmed whether the HLA-G dimer has the ability to bind to LILR. As a result, it was confirmed by native gel shift assembly, equilibrium gel filtration method, surface plasmon resonance analysis, and the like that the HLA-G dimer has a considerably stronger binding ability than the HLA-G monomer. In particular, in surface plasmon resonance analysis, about 1000 times stronger binding was observed when HLA-G dimer was run against immobilized LILRB. As a result of X-ray crystallographic analysis of the HLA-G dimer, the structure of the HLA-G homodimer was stabilized by interactions such as the intermolecular disulfide bond and salt bridge of Cys42-Cys42. It was confirmed that The HLA-G dimer has a structure in which the binding sites of LILR and CD8 are directed toward the solvent side by dimerization, and two receptors can recognize one HLA-G dimer. Met. Furthermore, from modeling, the two HLA-G molecules in the HLA-G dimer are dimerized with their C-terminals oriented in the same direction and the binding sites for LILR and CD8 exposed. Therefore, it was also confirmed that the binding to these receptors was not hindered by steric hindrance.
上記知見に基づき、 本発明者は、 HLA-G二量体が、 HLA-G単量体と同じよう に、 細胞レベルでのシグナル伝達の抑制効果、 すなわち免疫系細胞の活性化抑制 効果を高めることができると考えた。 そこで、 HLA-G二量体について、 T細胞 ハイプリ ドーマを用いたレポーターアツセィを行った結果、 HLA-G二量体は単 量体に比べて約 100倍程度の高い効率で LILRB1を介したシグナルを伝達するこ とが確認された。 このように、 HLA-G二量体は、 免疫系細胞の活性化抑制を効 果的に行うことができるため、 特に炎症抑制効果が求められる医薬品や炎症性疾 患の治療等の用途に用いれば、 上記課題が解決できることを見出した。  Based on the above findings, the present inventor has shown that the HLA-G dimer enhances the effect of suppressing signal transduction at the cellular level, that is, the effect of suppressing activation of immune system cells, like the HLA-G monomer. I thought it was possible. Therefore, as a result of reporter assembly using H-cell hybridoma for HLA-G dimer, HLA-G dimer was mediated by LILRB1 with about 100 times higher efficiency than monomer. It was confirmed to transmit a signal. Thus, since the HLA-G dimer can effectively suppress the activation of immune system cells, it is used for pharmaceuticals and treatments for inflammatory diseases that require an anti-inflammatory effect. It was found that the above problems can be solved.
また本発明者は、 ジスルフィド結合型の HLA-G二量体をより効率よく製造す る方法について検討した。 その結果、 HLA-G単量体の存在下で、 還元剤を添カロ すれば、 十分量の HLA-G二量体が再現性よく得られることを確認し、 上記課題 が解決できることを見出した。 The present inventor also examined a method for producing a disulfide-bonded HLA-G dimer more efficiently. As a result, in the presence of the HLA-G monomer, As a result, it was confirmed that a sufficient amount of the HLA-G dimer can be obtained with good reproducibility, and that the above-mentioned problems could be solved.
すなわち、 本発明は以下の通りである。  That is, the present invention is as follows.
( 1 ) HLA-G二量体を含むことを特徴とする医薬組成物。 (1) A pharmaceutical composition comprising an HLA-G dimer.
本発明の医薬組成物は、 免疫細胞の活性化抑制作用を有するものである。 本発明の医薬組成物において、 HLA-G二量体としては、 HLA-G同士が分子 間ジスルフイ ド結合により連結されたものが挙げられる。 また、 HLA-Gとし ては、 例えば以下の (a)又は (b)のタンパク質が挙げられる。 この場合、 分子間 ジスルフィド結合は配列番号 2に示されるアミノ酸配列中の第 4 2番目のシ スティン残基間で形成されたものを例示することができる。  The pharmaceutical composition of the present invention has an effect of suppressing activation of immune cells. In the pharmaceutical composition of the present invention, examples of the HLA-G dimer include those in which HLA-Gs are linked by an intermolecular disulfide bond. Examples of HLA-G include the following protein (a) or (b). In this case, the intermolecular disulfide bond can be exemplified by the one formed between the 4th and 2nd cysteine residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
(a) 配列番号 2に示されるァミノ酸配列を含むタンパク質。  (a) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
(b) 配列番号 2に示されるアミノ酸配列において第 4 2番目のアミノ酸 を除く 1若しくは数個のアミノ酸が欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸 配列を含み、 かつ白血球 Ig様受容体 (LILR) 及び Z又は CD8との結合活性を 有するタンパク質  (b) comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids except the fourth amino acid in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 have been deleted, substituted or added, and leukocyte Ig-like receptor (LILR) and Protein with binding activity to Z or CD8
( 2 ) 上記 (1 ) 記載の医薬糸且成物を含有することを特徴とする、 アレルギー性 疾患の予防及び/又は治療薬。  (2) A prophylactic and / or therapeutic agent for allergic diseases, comprising the pharmaceutical thread and composition according to (1) above.
( 3 ) 上記 (1 ) 記載の医薬組成物を含有することを特徴とする、 アトピー性皮 膚炎、 喘息、 アレルギー性鼻炎、 炎症性疾患若しくは不妊の予防及びノ又は 治療薬。 ,  (3) A drug for the prevention and treatment of atopic dermatitis, asthma, allergic rhinitis, inflammatory disease or infertility, which comprises the pharmaceutical composition described in (1) above. ,
( 4 ) 上記 (1 ) 記載の医薬組成物を含有することを特徴とする、 臓器移植、 骨 髄移植又は再生医療に用いる免疫抑制治療薬。  (4) An immunosuppressive therapeutic agent used for organ transplantation, bone marrow transplantation, or regenerative medicine, comprising the pharmaceutical composition according to (1) above.
( 5 ) HLA-Gを含む溶液中に還元剤を添加することを特徴とする、 ジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体の製造方法。  (5) A method for producing a disulfide-linked HLA-G dimer, comprising adding a reducing agent to a solution containing HLA-G.
還元剤としては、 例えばジチオトレイ トール (DTT) を例示することがで きる。 本発明の方法においては、 HLA-G溶液中の HLA-G単量体の濃度は例 えば 0.1〜: lOmg/mLであり、 また、 当該溶液に対する還元剤の添加濃度は例 えば 0.:!〜 10mMであるが、 HLA-G溶液中の HLA-G単量体の濃度が例えば 0.1 〜10mg/mLであり、 かつ、 当該溶液に対する還元剤の添加濃度が例えば 0.1. 〜: lOmMであることが好ましい。 Examples of the reducing agent include dithiothreitol (DTT). In the method of the present invention, the concentration of the HLA-G monomer in the HLA-G solution is, for example, 0.1 to 10 mg / mL, and the concentration of the reducing agent added to the solution is, for example, 0 :! The concentration of the HLA-G monomer in the HLA-G solution is, for example, 0.1 to 10 mg / mL, and the concentration of the reducing agent added to the solution is, for example, 0.1. ~: Preferably it is lOmM.
( 6 ) ヒ ト又は非ヒ ト哺乳動物にジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体の有効量を 投与することを特徴とする、 炎症の制御及び Z又は抑制方法。  (6) A method for controlling and / or suppressing inflammation, comprising administering an effective amount of a disulfide-binding HLA-G dimer to a human or non-human mammal.
( 7 ) ジスルフィド結合型 HLA-G二量体の有効量を患者に投与することを特徴 とする、 炎症性疾患の治療及び/又は予防方法。 図面の簡単な説明  (7) A method for treating and / or preventing an inflammatory disease, which comprises administering an effective amount of a disulfide-bonded HLA-G dimer to a patient. Brief Description of Drawings
図 1— 1 :ジスルフィド結合型 HLA-G二量体の構造  Figure 1-1: Structure of disulfide-bonded HLA-G dimer
(A) HLA-G-ペプチド (RIPRHLQL) 複合体のジスルフィド結合型二量体 の結晶構造。 HLA-G H鎖及び i3 2mは、 リボンモデルで表し、 半透明の表面で覆 つている (紺青色及びピンク色; H鎖、 淡青色及ぴ淡いピンク色: i3 2m、 黄色 の棒モデル:ぺプチド RIPRHLQL) 。  (A) Crystal structure of disulfide bond dimer of HLA-G-peptide (RIPRHLQL) complex. HLA-G H chain and i3 2m are represented by a ribbon model and covered with a translucent surface (blue and pink; H chain, light blue and light pink: i3 2m, yellow bar model: pen Petit RIPRHLQL).
( B ) ペプチドを棒で表した。 リボンモデルで示す HLA-Gの結晶の充填 (一 方は青色で示し、 他方は緑色で示す) 。  (B) Peptides are represented by bars. The HLA-G crystal packing shown in the ribbon model (one is shown in blue and the other is shown in green).
( C) 二量体界面における分子間相互作用の立体図。 Cys42-Cys42結合周辺の 擬似アニーリング割愛マップ (青色網掛け、 Fo-Fc (3 σでの輪郭) ) を示す。  (C) Three-dimensional view of intermolecular interaction at the dimer interface. The pseudo-annealing omit map around the Cys42-Cys42 bond (blue shading, Fo-Fc (contour at 3σ)) is shown.
(D) 単量体の構造 (鎖 Α) (紺青色: HLA-Gの Η鎖、 淡青色: ]3 2m、 黄色 の棒モデル:ペプチド) 。 MHCクラス I特異的受容体 (TCR、 CD8及び LILRB ) の結合部位を矢印で示す。 2つのシスティン、 Cys42 (赤色) 及び Cysl47 ( マゼンタ) は、 棒モデルで示す。  (D) Monomer structure (chain Α) (blue: HLA-G strand, pale blue:] 3 2m, yellow stick model: peptide). The binding sites of MHC class I specific receptors (TCR, CD8 and LILRB) are indicated by arrows. Two cysteines, Cys42 (red) and Cysl47 (magenta) are shown in the bar model.
( E) 上記 (D) を上側から見た図。 HLA-B27におけるシスティン残基であ る 67位を緑色で示す。  (E) View of (D) from above. The position 67, the cysteine residue in HLA-B27, is shown in green.
( F) 結晶の 2つの二量体間の構造比較。 一方の二量体の色は、 上記 (A) の ものと同じであり、 重なっている二量体は緑色にしてある。 図 1—2 : ジスルフィド結合型 HLA-G二量体と LILRB1及び CD8との複合体 モデノレ  (F) Structural comparison between two dimers of the crystal. The color of one dimer is the same as that in (A) above, and the overlapping dimer is green. Figure 1-2: Complex of disulfide-bonded HLA-G dimer with LILRB1 and CD8
(A) 糖結合部位 (86位) を緑色の点線の丸で示す。  (A) The sugar binding site (position 86) is indicated by a green dotted circle.
( B、 C) LILRB1 (赤色及び淡青色) 一 HLA-G二量体 (ピンク色及び青色 ) 複合体 (B ) 及び CD8 (緑色及び黄色) 一 HLA-G二量体 (ピンク色及び青色 ) 複合体 (C ) 。 側面図 (左) 及び平面図 (右) を示す。 これらのモデルは、 以 前の LILRB1-HLA-A2複合体の結晶構造 (Willcox, B E., et al., (2003) Nat Immunol, 4, 913-919.) 及び CD8 a a -HLA-A2複合体の結晶構造 (Gao, G.F., et al., (1997) Nature, 387, 630-634.) に HLA-G二量体構造を重ね合わせることにより構築する。 黒色の点線は、 各分子の茎状領域を表し、 2つの点線の丸 (赤色及びシアン) は、 LILRB1の別の C末端の 2つの Ig様ドメインを示す。 橙色の太い点線は、 細胞膜 の略図を表す。 (B, C) LILRB1 (red and light blue) Mono HLA-G dimer (pink and blue) ) Complex (B) and CD8 (green and yellow) Mono HLA-G dimer (pink and blue) Complex (C). A side view (left) and a plan view (right) are shown. These models show the crystal structure of the previous LILRB1-HLA-A2 complex (Willcox, BE, et al., (2003) Nat Immunol, 4, 913-919.) And the CD8 aa -HLA-A2 complex. It is constructed by superimposing the HLA-G dimer structure on the body crystal structure (Gao, GF, et al., (1997) Nature, 387, 630-634.). The black dotted line represents the stalk region of each molecule, and the two dotted circles (red and cyan) represent the two C-terminal two Ig-like domains of LILRB1. The thick orange dotted line represents a schematic representation of the cell membrane.
(D) HLA-G分子上の推定 LIKB1/2結合部位の近接図。 最初に (B ) の  (D) Proximity map of putative LIKB1 / 2 binding sites on HLA-G molecules. First (B)
LILRB 1, HLA-A2及び HLA-Gの棒モデルをそれぞれマゼンタ、 青色及びシアン に着色している。 本発明者の以前の生化学試験 (Shiroishi, M., et al., (2003) Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 8856-8861.) を基に LILRB 1/2に対する HLA_Gのより高 い親和性に重要であることを提案する重要なァミノ酸 (Phel95及び Tyrl97) を 棒モデルで示す。 図 1— 3 : Native-PAGE及び平衡ゲル濾過による可溶性ジスルフィド結合型 HLA-G二量体の精製及び 1^11^81/2への111^-&ニ量体の結合 LILRB 1, HLA-A2 and HLA-G bar models are colored magenta, blue and cyan, respectively. Higher affinity of HLA_G for LILRB 1/2 based on our previous biochemical studies (Shiroishi, M., et al., (2003) Proc Natl Acad Sci USA, 100, 8856-8861.) The key amino acids (Phel95 and Tyrl97) that we propose to be important are shown in a bar model. Figure 1-3: Purification of soluble disulfide-bonded HLA-G dimer by Native-PAGE and equilibrium gel filtration and binding of 111 ^-& dimer to 1 ^ 11 ^ 81/2
(A) Superdex-200 10/300カラムを使用して 20日間インキュベートした後の HLA-G分子のゲル濾過ク口マトグラム。  (A) Gel filtration matrix of HLA-G molecules after incubation for 20 days using a Superdex-200 10/300 column.
( B ) 非還元条件下 (レーン 1 ) 及び還元条件下 (レーン 2 ) での HLA-Gの (B) HLA-G under non-reducing conditions (lane 1) and reducing conditions (lane 2)
SDS-PAGE0 SDS-PAGE 0
( C) 二量体 (レーン 1 ) 、 2mM ジチオトレイトール (DTT) を伴う二量体 (レーン 2 ) 、 及び単量体 (Cys42Ser突然変異体、 レーン 3 ) の Native_PAGE。  (C) Native_PAGE of dimer (lane 1), dimer with 2 mM dithiothreitol (DTT) (lane 2), and monomer (Cys42Ser mutant, lane 3).
(D) 二量体と LILRB1の間の結合。 レーン 1は、 二量体 (15μΜ) のみであ り、 レーン 2から 4は、 二量体 (15μΜ) と各モル比の受容体の間の結合を示し、 レーン 5は、 LILRB1のみ (30μΜ) である。  (D) Binding between dimer and LILRB1. Lane 1 is dimer (15 μΜ) only, lanes 2 to 4 show binding between the dimer (15 μΜ) and each molar ratio of receptors, and lane 5 is LILRB1 only (30 μΜ) It is.
( E ) HLA-G二量体: LILRB 目互作用の平衡ゲル濾過分析。 示されている 濃度での HLA-G二量体と LILRB 1の混合物を、 予め 10μΜ LILRB 1と平衡させて おいたカラムに注入した。 ( F ) HLA-G二量体と LILRB2の間の結合。 レーン 1は、 二量体 (15μΜ) の みであり、 レーン 2及び 3は、 HLA-G二量体 (15μΜ) と各モル比の受容体の間 の結合を示す。 LILRB2は反対方向に移動したため、 同ゲルを用いてそのバンド を示すことができなかった。 (E) HLA-G dimer: Equilibrium gel filtration analysis of LILRB eye interactions. A mixture of HLA-G dimer and LILRB 1 at the indicated concentrations was injected onto a column previously equilibrated with 10 μL LILRB 1. (F) Binding between HLA-G dimer and LILRB2. Lane 1 is dimer (15 μM) only, and lanes 2 and 3 show binding between HLA-G dimer (15 μM) and each molar ratio of receptors. Since LILRB2 migrated in the opposite direction, the band could not be shown using the same gel.
(G) HLA-G二量体: LILRB2相互作用の平衡ゲル濾過分析。 上記 (Ε ) と 類似に、 HLA-G二量体と LILRB1の混合物を、 予め 15μΜ LILRB2と平衡させて おいたカラムに注入した。 図 1一 4 :固定された LILRB1及び LILRB2に対するの HLA-G二量体及び単量 体 (Cys42Sr突然変異体) の結合の表面プラズモン共鳴分析  (G) HLA-G dimer: equilibrium gel filtration analysis of LILRB2 interaction. Similar to (と) above, a mixture of HLA-G dimer and LILRB1 was injected onto a column previously equilibrated with 15 μL LILRB2. Figure 1-14: Surface plasmon resonance analysis of HLA-G dimer and monomer (Cys42Sr mutant) binding to immobilized LILRB1 and LILRB2
(A) 固定された LILRB1に対する HLA-G二量体の反応速度分析。 示されて いる濃度の二量体を、 LILRB1を固定したフローセル (200RU) の中に注入した。 応答曲線は、 全体的に二価分析物モデル (左のパネル、 黒色の線) に当てはまり、 より低い濃度 (0.8〜3.9 nM) については、 曲線は、 1 : 1結合モデル (右のパ ネル、 黒色の線) によりよく当てはまった。  (A) Kinetic analysis of HLA-G dimer against immobilized LILRB1. The indicated concentration of dimer was injected into a flow cell (200RU) with LILRB1 immobilized. The response curve generally fits the bivalent analyte model (left panel, black line), and for lower concentrations (0.8-3.9 nM), the curve is a 1: 1 binding model (right panel, (Black line).
( B ) LILRB1を固定したフローセルの中に注入した HLA-Gの反応速度分析。 (B) Kinetic analysis of HLA-G injected into a flow cell fixed with LILRB1.
( C ) 固定された LILRB2 (270RU) に対する HLA-G二量体の反応速度分析。 応答曲線は、 すべての濃度について (左のパネル、 黒色の線) 及び低濃度につい て (63〜250nM、 右のパネル、 黒色の線) 、 全体的に 1 : 1モデルに当てはま つた。 (C) Kinetic analysis of HLA-G dimer against immobilized LILRB2 (270RU). Response curves generally applied to the 1: 1 model for all concentrations (left panel, black line) and for low concentrations (63-250 nM, right panel, black line).
( D ) LILRB2を固定したフローセルの中に注入した HLA- G単量体の反応速 度分析。  (D) Reaction rate analysis of HLA-G monomer injected into the flow cell with LILRB2 immobilized.
( E) 固定された LILRB1 (黒色の四角) 及び LILRB2 (赤色の丸) に対する HLA-G単量体の平衡結合分析。 実線は、 1 : 1 ラングミュア結合アイソフォー ムの非線形フィットを表す。 小さな囲み;同データのスキャッチヤードプロット。 実線は、 線形フィット。  (E) Equilibrium binding analysis of HLA-G monomers to immobilized LILRB1 (black squares) and LILRB2 (red circles). The solid line represents the non-linear fit of the 1: 1 Langmuir coupled isoform. Small box; Scatchyard plot of the same data. The solid line is a linear fit.
5 :固定された HLA-G二量体により誘導された LILRB1媒介シグナル (A) LILRBl-PILRキメラを発現している NFAT-GFP受容体細胞を、 示され ている濃度の固定された HLA-G単量体又は二量体で 12時間刺激し、 受容体細胞 における GFP発現を分析した。 5: LILRB1-mediated signal induced by immobilized HLA-G dimer (A) NFAT-GFP receptor cells expressing LILRBl-PILR chimeras were stimulated with the indicated concentration of fixed HLA-G monomer or dimer for 12 hours, and GFP in the receptor cells Expression was analyzed.
( B ) GFPの平均蛍光強度 (MFI) (左) 及び LILRB1-PILR受容体細胞の GFP陽性率 (右) を示した。 白丸及び黒丸は、 二量体及び単量体をそれぞれ示 した。 図 2— 1 :  (B) Average fluorescence intensity (MFI) of GFP (left) and GFP positive rate of LILRB1-PILR receptor cells (right) were shown. White and black circles indicate dimer and monomer, respectively. Figure 2-1:
(A) 0.2 Lのタンパク質及び 0.2pLのレザバー溶液を使用する倒立型蒸気拡 散での HLA-G二量体の結晶及び SDS-PAGE。  (A) HLA-G dimer crystals and SDS-PAGE with inverted vapor diffusion using 0.2 L protein and 0.2 pL reservoir solution.
( B ) ADSC Quantumn 4R CCD力メラを用いて検出した: ELA-G二量体結晶 の回折画像。 円形の線は、 8.0 A及び 3.0 A分解能限界を表す。 小さな四角の線は、 3.0 A分解能限界付近の画像である。 図 2— 2 :低濃度の DTTでの HLA-G二量体形成。 Superdex 200 10/300を使 用するゲル濾過ク口マトグラム  (B) Detected using ADSC Quantumn 4R CCD force mer: Diffraction image of ELA-G dimer crystal. Circular lines represent the 8.0 A and 3.0 A resolution limits. The small square line is an image near the 3.0 A resolution limit. Figure 2-2: HLA-G dimer formation at low concentrations of DTT. Gel filtration matrix using Superdex 200 10/300
(A) DTTを伴わずに 10日間インキュベーション。  (A) Incubate for 10 days without DTT.
( B ) 2mM DTTとともに 3日間インキュベーション。 各サンプルは、 4 °Cで インキュベートした。 D :二量体ピーク、 M:単量体ピーク。 発明を実施するための最良の形態  (B) 3 days incubation with 2 mM DTT. Each sample was incubated at 4 ° C. D: dimer peak, M: monomer peak. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 本発明について詳しく説明するが、 本発明の範囲はこれらの説明に拘束 されることはなく、 以下の例示以外についても、 本発明の趣旨を損なわない範囲 で適宜変更し実施し得る。  Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the scope of the present invention is not limited to these explanations, and the examples other than the following examples can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.
なお、 本明細書は、 本願優先権主張の基礎となる米国特許仮出願 60/699,783 号明細書の全体を包含する。 また、 本明細書において引用された全ての先行技術 文献、 並びに公開公報、 特許公報及びその他の特許文献は、 参照として本明細書 に組み入れられる。 1 . 本発明の概要 This specification includes the entire US Provisional Patent Application No. 60 / 699,783, which is the basis of the priority claim of the present application. In addition, all prior art documents cited in this specification, as well as publications, patent publications and other patent documents are incorporated herein by reference. 1. Summary of the present invention
( 1 ) HLA-Gは、 非古典的 MHCクラス I分子 (MHC I ) であり、 白血球 Ig 様受容体 (LILR) 及び CD8といった阻害性受容体への結合により、 広範な免疫 学的寛容を誘導する。 HLA-Gは、 溶液中でも、 細胞表面でも、 ジスルフィド結 合型二量体型で発現される。 興味深いことに、 MHC I二量体構成は、 病理発生 及び T細胞活性化に関与している。 しかし、 MHC I二量体の三次元構造及び受 容体結合特性は、 全く知られていなかった。  (1) HLA-G is a non-classical MHC class I molecule (MHC I) that induces a wide range of immunological tolerance by binding to inhibitory receptors such as leukocyte Ig-like receptor (LILR) and CD8. To do. HLA-G is expressed in disulfide-linked dimer form in solution and on the cell surface. Interestingly, MHC I dimer organization is involved in pathogenesis and T cell activation. However, the three-dimensional structure and receptor binding properties of MHC I dimers were not known at all.
LILRシグナル伝達に関する HLA-G二量体の潜在的な役割を理解するために、 本発明者は、 分子間 Cys42-Cys42ジスルフィ ド結合を有する HLA-Gの野生型二 量体の結晶構造を判定した。 この二量体構成により、 2つの LILR/CD結合部位 が表面に露出することにより、 2つの受容体が結合可能となっていた。 この結果 から予想される通り、 本発明者により行われた結合試験は、 HLA-G二量体が、 著しいアビディティー効果によって、 単量体より LILRB1/2に対して高い総合親 和性を示すことを証明した。 さらに、 細胞受容体アツセィにより、 二量体構成が、 細胞レベルで LILRB1媒介シグナル伝達を著しく向上させることを証明した。 これらの結果は、 HLA-G二量体が、 最も有力な免疫抑制効果が生じさせる効 率的な LILR媒介シグナル伝達に適する構造配向を有することを示唆している。 さらに病原性遺伝子、 HLん B27をはじめとする MHC I二量体の構造的、 機能的 役割について、 同様にその受容体結合が強力になることを示唆するも、のであった。 従って、 本発明は、 ジスルフイド結合型 HLA-G二量体の効率的な受容体シグ ナル伝達、 ならびに動物及び人間の炎症性疾患における前記の可溶性型タンパク 質の使用を含む、 炎症の抑制に対する使用を提供する。  To understand the potential role of HLA-G dimers for LILR signaling, we determined the crystal structure of a wild-type dimer of HLA-G with intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bonds. did. This dimer configuration allowed two receptors to bind by exposing two LILR / CD binding sites to the surface. As expected from this result, the binding test conducted by the present inventor shows that the HLA-G dimer shows a higher overall affinity for LILRB1 / 2 than the monomer due to the significant avidity effect. Prove that. Furthermore, the cell receptor assembly demonstrated that dimer organization significantly improved LILRB1-mediated signaling at the cellular level. These results suggest that the HLA-G dimer has a structural orientation suitable for efficient LILR-mediated signaling that produces the most potent immunosuppressive effect. Furthermore, the structural and functional roles of MHC I dimers including virulence genes, HL and B27, suggest that the receptor binding is also strong. Accordingly, the present invention relates to efficient receptor signal transmission of disulfide-bound HLA-G dimers, and use for the suppression of inflammation, including the use of the soluble proteins in inflammatory diseases of animals and humans. I will provide a.
( 2 ) また本発明者は、 ジチオトレイトール (DTT) を付加させることによ り HLA-Gをジスルフィド結合型二量体として結晶させ、 3.2Aデータセットを収 集した。 さらに本発明者は、 遊離システィンが保護されている巻き戻した HLA- Gのジスルフィド結合の交換を DTTが促進し、 その結果、 その二量体形成を助長 することを確認した。 これは、 遊離システィンを有するタンパク質を巻き戻しに よりジスルフィド結合型二量体/多量体として形成させる際に適用可能な技術で あった。 本発明は、 HLA-G単量体と DTTとを混合することを含む、 ジスルフィ ド結合 型 HLA-G二量体の効率的な作製方法を提供する。 この手順は、 二量体型 HLA-G タンパク質の改善された製造方法を含むものである。 2 . ジスルフイド結合型 HLA-G二量体 (2) The present inventors also crystallized HLA-G as a disulfide-linked dimer by adding dithiothreitol (DTT), and collected the 3.2A data set. Furthermore, the present inventor has confirmed that DTT promotes the exchange of unfolded HLA-G disulfide bonds in which free cysteine is protected, thereby promoting the dimer formation. This was a technique applicable when a protein having free cysteine was unwound to form a disulfide-linked dimer / multimer. The present invention provides an efficient method for producing a disulfide-bound HLA-G dimer, which comprises mixing an HLA-G monomer and DTT. This procedure involves an improved method for producing dimeric HLA-G protein. 2. Disulfide-linked HLA-G dimer
( 1 ) HLA-G (単量体)  (1) HLA-G (monomer)
本発明では、 ジスルフイド結合型 HLA-G二量体の構成単位となる HLA-G (単 量体) は、 野生型 HLA-Gに限定はされず、 野生型 HLA-Gのアミノ酸配列のうち 1若しくは数個のァミノ酸が欠失、 置換若しくは付加されたァミノ酸配列からな るタンパク質であって、 かつ白血球 Ig様受容体 (LILR) 及び/又は CD8との結 合活性を有するタンパク質 (変異型) を用いることもできる。 なお、 野生型 HLA-Gのァミノ酸配列 (配列番号 2 ) 及び野生型 HLA-Gのァミノ配列をコード する塩基配列 (配列番号 1 ) の情報は、 例えば NCBIに 「Accession number: M90684J として公表されている。  In the present invention, HLA-G (monomer), which is a constitutional unit of disulfide-binding HLA-G dimer, is not limited to wild-type HLA-G, and 1 of amino acid sequences of wild-type HLA-G. Alternatively, a protein having an amino acid sequence in which several amino acids have been deleted, substituted or added, and a protein having a binding activity to leukocyte Ig-like receptor (LILR) and / or CD8 (mutant type) ) Can also be used. Information on the wild-type HLA-G amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) and the nucleotide sequence encoding the wild-type HLA-G amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) was published, for example, as “Accession number: M90684J” by NCBI. ing.
ここで、 上記 「1若しくは数個のアミノ酸が欠失、 置換若しくは付加されたァ ミノ酸配列」 としては、 例えば、 1〜 1 5個程度、 好ましくは 1〜 1 0個程度、 より好ましくほ 1〜5個程度のアミノ酸が欠失、 置換又は付加されたアミノ酸配 列であることが好ましい。  Here, the “amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added” is, for example, about 1 to 15, preferably about 1 to 10, more preferably about 1 It is preferred that the amino acid sequence has about ˜5 amino acids deleted, substituted or added.
また、 上記 「欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質 」 は、 LILR及び CD8との結合活性を安定して発揮できるタンパク質であること が重要であるため、 例えば、 LILR及ぴ CD8との結合反応性に重要と考えられる アミノ酸残基は、 野生型 HLA-Gのアミノ酸配列から変異 (欠失、 置換又は付加 ) されていないものが好ましい。 さらに、 HLA-G二量体の形成のためには HLA- G分子間のジスルフイド結合に寄与するシスティン残基 (Cys42) の存在が重要 であるため、 第 42番目のアミノ酸残基は、 野生型 HLA-Gのアミノ酸配列から変 異 (欠失、 置換又は付加) されていないものが好ましい。  In addition, since it is important that the above-mentioned “protein consisting of a deleted, substituted or added amino acid sequence” is a protein that can stably exhibit binding activity to LILR and CD8, for example, LILR and CD8 The amino acid residues considered to be important for the binding reactivity of are preferably those that have not been mutated (deleted, substituted or added) from the amino acid sequence of wild-type HLA-G. Furthermore, since the presence of a cysteine residue (Cys42) that contributes to the disulfide bond between HLA-G molecules is important for the formation of HLA-G dimers, the 42nd amino acid residue is the wild type. Those that have not been altered (deleted, substituted or added) from the amino acid sequence of HLA-G are preferred.
ここで、 「LILR及び Z又は CD8との結合活性」 とは、 HLA-Gが LILR及び/ 又は CD8と直接結合する活性であって、 これにより LILRあるいは CD8を介した シグナルを伝達し、 免疫制御効果を発揮することができる活性を意味する。 伹し、 免疫制御効果を発揮することができる活性を有する限り、 本発明におい ては上記 LILR及び/又は CD8との結合活性に限定されるものではなく、 KIR2DL4, CD160などとの結合活性が挙げられる。 Here, “binding activity with LILR and Z or CD8” is an activity in which HLA-G directly binds to LILR and / or CD8, thereby transmitting a signal via LILR or CD8, and controlling the immune system. It means an activity that can exert an effect. As long as it has an activity capable of exerting an immunoregulatory effect, the present invention is not limited to the above-mentioned binding activity with LILR and / or CD8, but includes binding activity with KIR2DL4, CD160, etc. It is done.
なお、 上記 「欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質 」 、 LILR及び CD8との結合活性を有するかどうかの確認は、 例えば、 T細胞 ハイプリ ドーマを用いたレポーターアツセィなどにより行うことができる。  In addition, the above-mentioned “protein consisting of a deleted, substituted or added amino acid sequence”, whether or not it has binding activity to LILR and CD8 should be confirmed by, for example, a reporter assay using a T cell hybridoma. Can do.
HLA-Gの調製は、 形質転換体を用いて組換え HLA-Gを発現させ回収すること により行うことができる。 組換え HLA-Gを発現させるためには、 まず、 公知の 遺伝子組換え技術を用いて、 HLA-Gのアミノ酸配列をコードする遺伝子を発現 べクター等に組込んだ組換えべクタ一を構築することが必要である。  HLA-G can be prepared by expressing and recovering recombinant HLA-G using the transformant. In order to express recombinant HLA-G, first, using a known gene recombination technique, construct a recombinant vector that incorporates the gene encoding the amino acid sequence of HLA-G into an expression vector, etc. It is necessary to.
HLA-Gのアミノ酸配列をコードする遺伝子としては、 野生型 HLA-Gのコード 遺伝子のほか、 前述した変異型 HLA-Gのコード遺伝子を用いることもできる。 変異型 HLA-Gのコード遺伝子は、 野生型遺伝子の DNA配列に変異を導入して調 製すればよく、 例えば、 Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)、 Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons (1987-1997) 等に記載の部位特異的変位誘発法に準 じて調製することができる。 具体的には、 Kunkel法や Gapped duplex法等の公 知手法により、 部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キットを用いて 調製することができる。 当該キットとしては、 例えば、 QuickChange™ Site- Directed Mutagenesis Kit (ス トラタジーン社製) 、 GeneTailor™ Site- Directed Mutagenesis System (インビトロジェン社製) 、 TaKaRa Site- Directed Mutagenesis System (Mutan-K、 Mutan-Super Express Km等:タ カラバイオ社製) 等が好ましく挙げられる。  As a gene encoding the amino acid sequence of HLA-G, in addition to the wild type HLA-G encoding gene, the aforementioned mutant HLA-G encoding gene can also be used. Mutant HLA-G coding genes can be prepared by introducing mutations into the DNA sequence of the wild type gene.For example, Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), Current It can be prepared according to the site-specific displacement induction method described in Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons (1987-1997) and the like. Specifically, it can be prepared using a mutagenesis kit using site-directed mutagenesis by a known method such as Kunkel method or Gapped duplex method. Examples of such kits include QuickChange ™ Site-Directed Mutagenesis Kit (Stratagene), GeneTailor ™ Site-Directed Mutagenesis System (Invitrogen), TaKaRa Site-Directed Mutagenesis System (Mutan-K, Mutan-Super Express Km Etc .: manufactured by Takara Bio Inc.).
次いで、 公知の各種形質転換法により、 組換えベクターを宿主に導入して形質 転換体を得、 これを培養することにより、 組換え HLA-Gを発現させることがで きる。 なお、 本発明で言う 「形質転換体」 とは宿主に外来遺伝子が導入されたも のを意味し、 例えば、 宿主にプラスミ ド DNA等を導入すること (形質転換) で 外来遺伝子が導入されたもの、 並びに、 宿主に各種ウィルス及びファージを感染 させること (形質導入) で外来遺伝子が導入されたものがいずれも含まれる。 宿 主は、 導入された糸且換えベクター等からを HLA-Gを発現し得るものであれば、 限 定はされず、 例えば、 ヒ トゃマウス等の各種動物細胞、 各種植物細胞、 細菌、 酵 母、 植物細胞等の公知の宿主が使用できる。 Subsequently, the recombinant HLA-G can be expressed by introducing a recombinant vector into a host by various known transformation methods to obtain a transformant and culturing it. The term “transformant” as used in the present invention means a foreign gene introduced into the host. For example, the foreign gene was introduced by introducing plasmid DNA or the like into the host (transformation). And those into which foreign genes have been introduced by infecting a host with various viruses and phages (transduction) are included. Inn As long as it is capable of expressing HLA-G from the introduced thread recombination vector, it is not limited. For example, various animal cells such as human mice, various plant cells, bacteria, fermentation Known hosts such as mother and plant cells can be used.
組換え HLA-Gの製造は、 具体的には、 上述の形質転換体を培養する工程と、 得られる培養物から組換え HLA-Gを採取する工程とを含む方法により行うことが できる。 ここで、 「培養物」 とは、 培養上清、 培養細胞、 培養菌体、 又は細胞若 しくは菌体の破碎物のいずれをも意味するものである。 上記形質転換体の培養は、 宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。 目的のタンパク 質は、 上記培養物中に蓄積される。  Specifically, the recombinant HLA-G can be produced by a method comprising a step of culturing the above-mentioned transformant and a step of collecting the recombinant HLA-G from the obtained culture. Here, “cultured product” means any of culture supernatant, cultured cells, cultured cells, or cells or destructed cells of cells. The transformant can be cultured according to a usual method used for host culture. The protein of interest is accumulated in the culture.
組換え HLA-Gが細胞外に生産される場合は、 培養液をそのまま使用する力 遠心分離やろ過等により細胞を除去する。 その後、 必要に応じて硫安沈澱による 抽出等により、 培養物中から組換え HLA-Gを採取し、 さらに必要に応じて透析、 各種クロマトグラフィー (ゲルろ過、 イオン交換クロマトグラフィー、 ァフィ二 ティクロマトグラフィー等) を用いて単離精製することができる。  When recombinant HLA-G is produced extracellularly, remove the cells by force centrifugation using a culture solution or by filtration. Then, if necessary, extract recombinant HLA-G from the culture by extraction with ammonium sulfate precipitation, and if necessary, dialysis, various chromatography (gel filtration, ion exchange chromatography, affinity chromatography). Etc.) can be isolated and purified.
組換え HLA-Gが細胞内に生産される場合は、 細胞を破碎することにより組換 え HLA-Gを採取することができる。 破砕後、 遠心分離やろ過などにより、 必要 に応じて細胞の破碎残渣 (細胞抽出液不溶性画分を含む) を除く。 残渣除去後の 上清は、 細胞抽出液可溶性画分であり、 粗精製したタンパク質溶液とすることが できる。  When recombinant HLA-G is produced intracellularly, recombinant HLA-G can be collected by disrupting the cells. After disruption, remove cell debris (including cell extract insoluble fraction) as necessary by centrifugation or filtration. The supernatant after removal of the residue is a cell extract soluble fraction and can be a crude protein solution.
また、 組換え HLA-Gの産生は、 形質転換体を用いたタンパク質合成系のほか、 生細胞を全く使用しない無細胞タンパク質合成系を用いて行うこともでき、 産生 された組換え HLA-Gは、 クロマトグラフィー等の手段を適宜選択して精製するこ とができる。 ( 2 ) HLA-G二量体  Recombinant HLA-G can be produced not only using a protein synthesis system using transformants, but also using a cell-free protein synthesis system that does not use live cells at all. Can be purified by appropriately selecting means such as chromatography. (2) HLA-G dimer
ジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体は、 HLA-G単量体を構成するァミノ酸配列 中の第 42番目のシスティン残基間で架橋構造が形成されることにより、 詳しく は当該システィン残基中のチオール基 (SH基) が酸化されて分子間ジスルフィ ド結合を形成することにより、 二量体化したものである (図 1一 1 A参照) 。 HLA-G二量体は、 野生型 HLA-G及び Z又は変異型 HLA-Gからなるホモ二量体で あってもよいしヘテロ二量体であってもよく、 限定はされない。 なお、 HLA-G 二量体の構成単位である HLA-G単量体が変異型 HLA-Gである場合、 上記分子間 ジスルフィ ド結合に寄与するシスティン残基は、 野生型 HLA-Gを構成するアミ ノ酸配列中の第 42番目の残基に相当するシスティン残基を意味するものとする。 また、 ジスルフイ ド結合型 HLA-G二量体は、 ジスルフイ ド結合部分を内側と した場合、 LILR及び CD8との結合部位を外側に露出した構造を有し、 これらレ セプターとの結合が立体障害により妨げられないものである (図 1 _ 2 B, C参 照) 。 そのため、 HLA-G二量体は、 HLA-G単量体と同種の機能を保持しうる構 造を持つものである。 The disulfide-linked HLA-G dimer has a cross-linked structure formed between the 42nd cysteine residues in the amino acid sequence constituting the HLA-G monomer. The thiol group (SH group) is oxidized to form an intermolecular disulfide bond, resulting in dimerization (see Figure 1-11A). The HLA-G dimer may be a homodimer consisting of wild-type HLA-G and Z or mutant HLA-G, or may be a heterodimer, and is not limited. In addition, when the HLA-G monomer that is the structural unit of the HLA-G dimer is a mutant HLA-G, the cysteine residue that contributes to the intermolecular disulfide bond constitutes the wild-type HLA-G. It means the cysteine residue corresponding to the 42nd residue in the amino acid sequence. The disulfide-binding HLA-G dimer has a structure in which the binding sites for LILR and CD8 are exposed to the outside when the disulfide binding moiety is on the inside, and the binding to these receptors is sterically hindered. (See Fig. 1-2 B and C). Therefore, the HLA-G dimer has a structure capable of retaining the same function as the HLA-G monomer.
ジスルフィド結合型 HLA-G二量体は、 LILR及び Z又は CD8との結合効率が、 HLA-G単量体に比べて、 例えば 2倍以上であることが好ましい。 結合効率は、 例えば、 T細胞ハイブリ ドーマを用いたレポーターアツセィ、 表面プラズモン共 鳴解析、 ネイティブゲルシフトアツセィなどにより測定することができる。 この ように、 HLA-G二量体は、 LILR及び Z又は CD8との結合効率が非常に高いため、 免疫系細胞の活性化抑制に極めて有用なものである。  The disulfide-bonded HLA-G dimer preferably has a binding efficiency with LILR and Z or CD8 that is, for example, twice or more that of the HLA-G monomer. The binding efficiency can be measured, for example, by reporter assay using a T cell hybridoma, surface plasmon resonance analysis, native gel shift assay, and the like. Thus, HLA-G dimers are extremely useful for suppressing activation of immune system cells because of their very high binding efficiency with LILR and Z or CD8.
ジスルフィド結合型 HLA-G二量体は、 どのような方法で得られるものであつ てもよく、 限定はされず、 例えば、 ジスルフイド結合を自然に形成させる公知の 製法で得られる二量体でもよいし、 ジスルフィ ド結合の形成を促進させうる後述 の製法で得られる二量体でもよい。  The disulfide bond-type HLA-G dimer may be obtained by any method and is not limited. For example, the disulfide bond-type HLA-G dimer may be obtained by a known production method that naturally forms a disulfide bond. Further, it may be a dimer obtained by a production method described later that can promote the formation of a disulfide bond.
3 . ジスルフイド結合型 HLA-G二量体の製法 3. Preparation of disulfide-linked HLA-G dimer
ジスルフィド結合型 HLA-G二量体は、 HLA-G単量体の存在下に、 還元剤を添 加することで、 より一層効率的に製造することができる。  The disulfide-bonded HLA-G dimer can be produced more efficiently by adding a reducing agent in the presence of the HLA-G monomer.
還元剤としては、 例えば、 ジチオトレイ トール (DTT) 、 -メルカプトエタ ノール、 還元型ダルタチオン、 システアミンなどが挙げられ、 中でも DTTが特 に好ましい。 当該還元剤は、 HLA-Gの二量体化反応において、 ジスルフィ ド結 合に寄与するシスティン残基中めチオール基を攻撃し、 酸化反応によるチオール 基どうしの分子間ジスルフィド結合形成を促進させうる。 HLA-Gの二量体化反応における反応溶媒としては、 限定はされないが、 例え ば、 Tris-HCl (pH8.0) 及び NaCl等を適当な濃度で含む水性溶媒が好ましい。 また、 HLA-G二量体の製法においては、 HLA-G単量体は高濃度で存在させて おくことが好ましく、 例えば、 0.1〜: l0mg/mL、 好ましくは 5〜10mg/mL、 特に 好ましくは 10mg/mL程度である。 HLA-Gを高濃度にする方法としては、 例えば、 HLA-G溶解液の濃縮が挙げられる。 Examples of the reducing agent include dithiothreitol (DTT), -mercaptoethanol, reduced dartathione, cysteamine, etc. Among them, DTT is particularly preferable. In the dimerization reaction of HLA-G, the reducing agent can attack the intermediate thiol group of the cysteine residue that contributes to disulfide bond and promote intermolecular disulfide bond formation between thiol groups by oxidation reaction. . The reaction solvent in the dimerization reaction of HLA-G is not limited, but an aqueous solvent containing, for example, Tris-HCl (pH 8.0) and NaCl at appropriate concentrations is preferable. Further, in the production method of HLA-G dimer, HLA-G monomer is preferably present at a high concentration, for example, 0.1 to: 10 mg / mL, preferably 5 to 10 mg / mL, particularly preferably. Is about 10 mg / mL. As a method for increasing the concentration of HLA-G, for example, concentration of an HLA-G solution can be mentioned.
さらに、 当該製法においては.、 還元剤の添加量を HLA-G単量体に対して少量 とすることが好ましく、 例えば、 最終濃度が 0.1〜: !OmM、 好ましくは l〜5mM である。 還元剤として DTTを用いる場合は、 特に 2 mM程度が好ましい。 このよ うな還元剤の少量添加は、 前述のように HLA-G単量体を高濃度に存在させた状 態において行うことが特に好ましく、 HLA-G二量体の産生効率を最も高めるこ とができる。  Furthermore, in the said manufacturing method, it is preferable to make the addition amount of a reducing agent into a small quantity with respect to a HLA-G monomer, for example, final concentration is 0.1-:! OmM, Preferably it is 1-5mM. When DTT is used as the reducing agent, about 2 mM is particularly preferable. It is particularly preferable to add a small amount of such a reducing agent in a state in which the HLA-G monomer is present at a high concentration as described above, and the HLA-G dimer production efficiency is most enhanced. Can do.
なお本発明は、 還元剤 (例えば DTT等) を含む、 HLA-G二量体化促進剤を包 含する。  Note that the present invention includes an HLA-G dimerization promoter containing a reducing agent (eg, DTT).
4 . ジスルフイド結合型 HLA-G二量体の用途 4. Use of disulfide-linked HLA-G dimer
( 1 ) 医薬組成物  (1) Pharmaceutical composition
本発明の医薬組成物は、 ジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体を含むことを特徴 とするものである。 HLA-G二量体は、 前述のように、 免疫系細胞の活性化抑制 能に優れたものである。 そのため、 当該医薬組成物は、 例えば、 アレルギー性疾 患 (喘息、 アトピー性皮膚炎、 アレルギー性鼻炎など) 、 炎症性疾患、 若しくは 不妊 (不妊症) の予防及びノ又は治療薬として、 並びに、 臓器移植、 骨髄移植若 しくは再生医療に用いる免疫抑制治療薬又は免疫抑制薬として好ましく使用する ことができる。  The pharmaceutical composition of the present invention is characterized by containing a disulfide-linked HLA-G dimer. As described above, the HLA-G dimer is excellent in suppressing the activation of immune system cells. Therefore, the pharmaceutical composition is used as a prophylactic and therapeutic agent for, for example, allergic diseases (such as asthma, atopic dermatitis, allergic rhinitis), inflammatory diseases, or infertility (infertility), and organs. It can be preferably used as an immunosuppressive therapeutic agent or immunosuppressive drug used for transplantation, bone marrow transplantation or regenerative medicine.
本発明の医薬組成物において有効成分となる HLA-G二量体は、 必要に応じて 各種塩や水和物等の状態で用いられてもよいし、 また保存安定性 (特に活性維持 ) を考慮して適当な化学的修飾がなされた状態で用いられてもよく、 限定はされ ない。 また HLA-G二量体は、 結晶化状態で用いられてもよいし、 溶解状態で用 いられてもよい。 本発明の医薬組成物は、 本発明のタンパク質等以外にも他の成分を含むことが できる。 他の成分としては、 当該医薬組成物の用法 (使用形態) に応じて必要と される製薬上の各種成分 (薬学的に許容し得る各種担体等) が挙げられる。 他の 成分は、 本発明のタンパク質等により発揮される効果が損なわれない範囲で適宜 含有することができる。 The HLA-G dimer, which is an active ingredient in the pharmaceutical composition of the present invention, may be used in the form of various salts or hydrates as necessary, and also has storage stability (particularly activity maintenance). It may be used with appropriate chemical modifications in consideration, and is not limited. The HLA-G dimer may be used in a crystallized state or in a dissolved state. The pharmaceutical composition of the present invention can contain other components in addition to the protein of the present invention. Examples of the other components include various pharmaceutical components (various pharmaceutically acceptable carriers and the like) required depending on the usage (form of use) of the pharmaceutical composition. Other components can be appropriately contained as long as the effects exhibited by the protein of the present invention are not impaired.
本発明の医薬組成物において、 有効成分である HLA- G二量体の配合割合は、 限定はされないが、 例えば、 組成物に対して 0.01重量%以上であることが好まし く、 より好ましくは 1重量%以上、 さらに好ましくは 10重量%以上である。 有効 成分の含有割合が上記範囲を満たすことにより、 十分な免疫系細胞の活性化抑制 作用、 特に抗炎症作用等を発揮することができる。 また、 有効成分としての HLA-G二量体は、 より高純度となるように精製されたものであることが好まし く、 例えば、 50%以上の純度が好ましく、 より好ましくは 80%以上、 さらに好 ましくは 90%以上である。  In the pharmaceutical composition of the present invention, the blending ratio of the active ingredient HLA-G dimer is not limited, but for example, it is preferably 0.01% by weight or more based on the composition, more preferably 1% by weight or more, more preferably 10% by weight or more. When the content ratio of the active ingredient satisfies the above range, a sufficient immune system cell activation suppressing action, particularly an anti-inflammatory action can be exhibited. Further, the HLA-G dimer as an active ingredient is preferably purified to have a higher purity, for example, a purity of 50% or more is preferable, more preferably 80% or more, More preferably, it is 90% or more.
本発明の医薬組成物は、 ヒト又は非ヒト哺乳動物に対し、 種々の投与経路、 具 体的には、 経口又は非経口 (例えば静脈注射、 筋肉注射、 皮下投与、 直腸投与、 経皮投与) で投与することができる。 従って、 有効成分である HLA-G二量体は、 単独で用いることも可能であるが、 投与経路に応じて慣用される方法により薬学 的に許容し得る担体を用いて適当な剤形に製剤化することができる。  The pharmaceutical composition of the present invention can be administered to human or non-human mammals in various administration routes, specifically, oral or parenteral (eg, intravenous injection, intramuscular injection, subcutaneous administration, rectal administration, transdermal administration). Can be administered. Therefore, the HLA-G dimer, which is the active ingredient, can be used alone, but can be formulated into an appropriate dosage form using a pharmaceutically acceptable carrier by a method commonly used depending on the administration route. Can be
好ましい剤形としては、 経口剤では、 例えば、 錠剤、 散剤、 細粒剤、 顆粒剤、 被覆錠剤、 カプセル剤、 シロップ剤、 及びトローチ剤等が好ましく挙げられ、 非 経口剤では、 例えば、 吸入剤、 坐剤、 注射剤 (点滴剤を含む) 、 軟膏剤、 点眼剤、 眼軟膏剤、 点鼻剤、 点耳剤、 パップ剤、 ローション剤、 及びリボソーム剤等が好 ましく挙げられる。  Preferred oral dosage forms include, for example, tablets, powders, fine granules, granules, coated tablets, capsules, syrups, and lozenges for oral preparations. For parenteral preparations, for example, inhalants Preferred examples include suppositories, injections (including drops), ointments, eye drops, eye ointments, nasal drops, ear drops, poultices, lotions, and ribosomes.
これら製剤の製剤化に用い得る担体としては、 例えば、 通常用いられる賦形剤、 結合剤、 崩壌剤、 滑沢剤、 着色剤、 及び矯味矯臭剤のほか、 必要に応じ、 安定ィ匕 剤、 乳化剤、 吸収促進剤、 界面活性剤、 pH調整剤、 防腐剤、 抗酸化剤、 増量剤、 湿潤化剤、 表面活性化剤、 分散剤、 緩衝剤、 保存剤、 溶解補助剤、 及び無痛化剤 等が挙げられ、 医薬品製剤の原料として用いることができる公知の成分を配合し て常法により製剤化することが可能である。 本発明の医薬組成物に使用可能な無毒性の成分としては、 例えば、 大豆油、 牛 月旨、 及び合成グリセライド等の動植物油;流動パラフィン、 スクヮラン、 及び固 形パラフィン等の炭化水素; ミリスチン酸ォクチルドデシル、 及びミリスチン酸 ィソプロピル等のエステル油;セトステアリルアルコール、 及びべへニルアルコ ール等の高級アルコール; シリコン樹脂; シリコン油 ; ポリオキシエチレン脂肪 酸エステル、 ソルビタン脂肪酸エステル、 グリセリン脂肪酸エステル、 ポリオキ シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、 ポリオキシエチレン硬化ひまし油、 及び ポリオキシエチレン一ポリオキシプロピレンプロックコポリマー等の界面活性剤 ; ヒ ドロキシェチルセルロース、 ポリアクリル酸、 力ノレボキシビュルポリマー、 ポリエチレングリコーノレ、 ポリビ二/レビ口リ ドン、 及びメチルセノレロース等の水 溶性高分子;エタノール、 及びィソプロパノール等の低級アルコール; グリセリ ン、 プロピレングリコール、 ジプロピレングリコール、 ソルビトール、 及びポリ エチレングリコール等の多価アルコーノレ (ポリオール) ; グノレコース、 及びショ 糖等の糖;無水ケィ酸、 ケィ酸アルミニウムマグネシウム、 及びケィ酸アルミ二 ゥム等の無機粉体;塩化ナトリウム、 リン酸ナトリウム等の無機塩;精製水等が 挙げられ、 いずれもその塩またはその水和物であってもよい。 Carriers that can be used to formulate these preparations include, for example, commonly used excipients, binders, disintegrating agents, lubricants, coloring agents, and flavoring agents, and if necessary, stabilizing agents. , Emulsifiers, absorption enhancers, surfactants, pH adjusters, preservatives, antioxidants, extenders, wetting agents, surfactants, dispersants, buffers, preservatives, solubilizers, and soothing agents It is possible to formulate by a conventional method by blending known ingredients that can be used as raw materials for pharmaceutical preparations. Non-toxic components that can be used in the pharmaceutical composition of the present invention include, for example, animal and vegetable oils such as soybean oil, cow moonlight, and synthetic glyceride; hydrocarbons such as liquid paraffin, squalene, and solid paraffin; myristic acid Ester oils such as octyldodecyl and isopropyl myristate; higher alcohols such as cetostearyl alcohol and behenyl alcohol; silicone resin; silicone oil; polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene Surfactants such as sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, and polyoxyethylene monopolyoxypropylene block copolymer; hydroxyxetyl cellulose, polyacrylic acid, force noboxybul polymer Water-soluble polymers such as polyethylene glycolenole, polyvinylidene / levidone lydone, and methylsenololose; lower alcohols such as ethanol and isopropanol; glycerin, propylene glycol, dipropylene glycol, sorbitol, and polyethylene Polyhydric alcohols such as glycols (polyols); sugars such as gnolecose and sucrose; inorganic powders such as anhydrous caic acid, aluminum magnesium silicate and aluminum silicate; inorganic such as sodium chloride and sodium phosphate Salt; purified water and the like, and any of them may be a salt thereof or a hydrate thereof.
賦形剤としては、 例えば、 乳糖、 果糖、 コーンスターチ、 白糖、 ブドウ糖、 マ ンニトール、 ソルビッ ト、 結晶セルロース、 及び二酸化ケイ素等が、 結合剤とし ては、 例えば、 ポリ ビニノレアルコール、 ポリ ビニノレエーテル、 メチルセルロース. ェチノレセノレロース、 アラビアゴム、 トラガント、 ゼラチン、 シェラック、 ヒ ドロ キシプロピルメチルセルロース、 ヒ ドロキシプロピルセルロース、 ポリビエルピ 口リ ドン、 ポリプロピレンダリコーノレ · ポリォキシエチレン · ブロックポリマー. 及ぴメダルミン等が、 崩壊剤としては、 例えば、 澱粉、 寒天、 ゼラチン末、 結晶 セルロース、 炭酸カルシウム、 炭酸水素ナトリウム、 クェン酸カルシウム、 .デキ ストリン、 ぺクチン、 及ぴカルボキシメチルセルロース ·カルシウム等が、 滑沢 剤としては、 例えば、 ステアリン酸マグネシウム、 タノレク、 ポリエチレングリコ ール、 シリカ、 及び硬化植物油等が、 着色剤としては医薬品に添加することが許 可されているものが、 矯味矯臭剤としては、 例えば、 ココア末、 ハツ力脳、 芳香 散、 ハツ力油、 竜脳、 及び桂皮末等が、 それぞれ好ましく挙げられ、 いずれもそ の塩又はそれらの水和物であってもよい。 Excipients include, for example, lactose, fructose, corn starch, sucrose, glucose, mannitol, sorbitol, crystalline cellulose, and silicon dioxide.Binders include, for example, polyvinyl alcohol and polyvinyl alcohol. Methylcellulose. Ethenorescenellose, gum arabic, tragacanth, gelatin, shellac, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, polyvinylidene chloride, polypropylene dariconole polyoxyethylene block polymer. Medamine and the like are disintegrating agents such as starch, agar, gelatin powder, crystalline cellulose, calcium carbonate, sodium bicarbonate, calcium citrate, dextrin, pectin, and carboxymethylcellulose. Examples of lubricants that can be added to pharmaceuticals include, for example, magnesium stearate, tanolec, polyethylene glycol, silica, and hydrogenated vegetable oil. Preferred examples of the flavoring agent include cocoa powder, heart beat brain, fragrance powder, heart force oil, dragon brain, and cinnamon powder. Or a hydrate thereof.
本発明の医薬組成物が経口製剤の場合は、 有効成分である HLA-G二量体に、 賦形剤、 さらに必要に応じ、 例えば、 結合剤、 崩壊剤、 滑沢剤、 着色剤、 及び矯 味矯臭剤等を加えた後、 常法により、 例えば、 散剤、 細粒剤、 顆粒剤、 錠剤、 被 覆錠剤、 及びカプセル剤等とすることができる。 錠剤及び顆粒剤の場合には、 例 えば、 糖衣するほか、 必要に応じ、 その他の公知の手法で適宜コーティングする こともできる。 シロップ剤及び注射用製剤等の場合は、 例えば、 pH調整剤、 溶 解剤、 及び等張化剤等、 並びに必要に応じて溶解補助剤、 及び安定化剤等を加え て、 常法により製剤化することができる。 また、 外用剤の場合は、 製法は限定さ れず、 常法により製造することができる。 使用する基剤原料としては、 医薬品、 医薬部外品、 及び化粧品等に通常使用される各種原料を用いることが可能であり、 例えば、 動植物油、 鉱物油、 エステル油、 ワックス類、 高級アルコール類、 脂肪 酸類、 シリコン油、 界面活性剤、 リン脂質類、 アルコール類、 多価アルコール類、 水溶性高分子類、 粘土鉱物類、 及び精製水等の原料が挙げられ、 必要に応じ、 pH調整剤、 抗酸化剤、 キレート剤、 防腐防黴剤、 着色料、 及び香料等を添加す ることができる。 さらに必要に応じて、 血流促進剤、 殺菌剤、 消炎剤、 細胞賦活 剤、 ビタミン類、 アミノ酸、 保湿剤、 及び角質溶解剤等の成分を配合することも できる。 この場合、 担体に対する HLA-G二量体の割合は、 限定はされず、 1〜90 重量%の間で適宜設定することができる。  When the pharmaceutical composition of the present invention is an oral preparation, the active ingredient HLA-G dimer is mixed with an excipient, and if necessary, for example, a binder, a disintegrant, a lubricant, a coloring agent, and After adding a flavoring agent etc., it can be made into a powder, a fine granule, a granule, a tablet, a covered tablet, a capsule, etc. by a conventional method. In the case of tablets and granules, for example, sugar coating can be used, and if necessary, other known methods can be used for appropriate coating. In the case of syrups and injectable preparations, for example, pH adjusters, solubilizers, tonicity agents, etc., and if necessary, solubilizing agents, stabilizers, etc. Can be In the case of an external preparation, the production method is not limited and can be produced by a conventional method. As the base material to be used, various raw materials usually used for pharmaceuticals, quasi drugs, cosmetics, etc. can be used. For example, animal and vegetable oils, mineral oils, ester oils, waxes, higher alcohols Raw materials such as fatty acids, silicone oils, surfactants, phospholipids, alcohols, polyhydric alcohols, water-soluble polymers, clay minerals, and purified water, and pH adjusters as necessary Antioxidants, chelating agents, antiseptic / antifungal agents, coloring agents, fragrances, and the like can be added. Furthermore, components such as blood flow promoters, bactericides, anti-inflammatory agents, cell activators, vitamins, amino acids, humectants, and keratolytic agents can be added as necessary. In this case, the ratio of the HLA-G dimer to the carrier is not limited and can be appropriately set between 1 and 90% by weight.
本発明の医薬組成物を非経口投与 (例えば注射投与) する場合、 その有効な投 与量は、 例えば、 症状の程度、 年齢、 性別、 体重、 投与形態、 塩の種類、 及び疾 患の具体的な種類等に応じて異なり、 限定はされないが、 例えば、 成人の場合は 体重 60kgの人で 1日あたり、 10pg〜: lmg、 好ましくは 100 g〜10mgを、 それぞ れ 1回で又は複数回に分けて投与することができる。  When the pharmaceutical composition of the present invention is administered parenterally (for example, by injection), the effective dose is, for example, the degree of symptoms, age, gender, body weight, dosage form, salt type, and specific disease For example, in the case of an adult, a person with a weight of 60 kg, 10 pg ~: 1 mg per day, preferably 100 g ~ 10 mg, one or more at a time. Can be administered in divided doses.
当該医薬組成物を経口投与する場合、 その投与形態及び有効な投与量は、 投与 対象、 投与経路、 製剤の性質、 患者の状態、 及び医師の判断等に左右されるもの であり、 限定はされないが、 例えば、 成人の場合は体重 60kgの人で 1日あたり、 10pg〜: lmg、 好ましくは lOOpg〜; lOmgを、 それぞれ 1回で又は複数回に分けて 投与することができる。 投与経路の効率が異なることを考慮すれば、 必要とされ る投与量は適宜広範に設定することができる。 When the pharmaceutical composition is orally administered, its dosage form and effective dosage depend on the subject of administration, administration route, formulation properties, patient condition, doctor's judgment, etc., and are not limited. However, for example, in the case of an adult, a body weight of 60 kg may be administered at a dose of 10 pg to: lmg, preferably lOOpg to 10 mg per day, in a single dose or divided into multiple doses. Given that the efficiency of the route of administration is different, The dosage can be appropriately set in a wide range.
本発明の医薬組成物の免疫系細胞の活性化抑制効果 (特に抗炎症効果) の確認 方法は、 特に限定されるものではない。  The method for confirming the immune system cell activation inhibitory effect (particularly the anti-inflammatory effect) of the pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited.
また本発明は、 免疫系細胞の活性化抑制薬 (特に抗炎症薬) 等の医薬組成物の 製造のためのジスルフィド結合型 HLA-G二量体の使用を含むものである。 ( 2 ) 炎症性疾患の治療方法など  The present invention also includes the use of disulfide-bonded HLA-G dimers for the production of pharmaceutical compositions such as immune system cell activation inhibitors (particularly anti-inflammatory agents). (2) Treatment methods for inflammatory diseases
本発明は、 ジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体の有効量を患者に投与すること を特徴とする、 炎症性疾患の治療及び/又は予防方法を包含する。 また、 本発明 は、 患者における炎症性疾患の治療及び Z又は予防剤を製造するための、 ジスル フィ ド結合型 HLA-G二量体の使用を包含する。  The present invention includes a method for treating and / or preventing an inflammatory disease, which comprises administering an effective amount of a disulfide-conjugated HLA-G dimer to a patient. The present invention also includes the use of disulfide-conjugated HLA-G dimers for the manufacture of therapeutic and Z or prophylactic agents for inflammatory diseases in patients.
さらに本発明は、 ヒ ト又は非ヒト哺乳動物にジスルフィ ド結合型 HLA-G二量 体の有効量を投与することを特徴とする、 炎症の制御及び/又は抑制方法を包含 する。 さらに、 本発明は、 ヒト又は非ヒト哺乳動物における炎症を制御及び/又 は抑制剤を製造するための、 ジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体の使用を包含す る。  Furthermore, the present invention includes a method for controlling and / or suppressing inflammation, which comprises administering an effective amount of a disulfide-bound HLA-G dimer to a human or non-human mammal. Furthermore, the present invention includes the use of disulfide-linked HLA-G dimers for the control of inflammation and / or the production of inhibitors in human or non-human mammals.
これら本発明において投与又は使用するジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体は、 そのまま用いることもできるが、 前述した医薬組成物として用いることが好まし い。 なお、 医薬組成物の好ましい投与方法及び投与量等については、 前述した通 りであり、 患者の病状や副作用の有無、 あるいは投与効果などを考慮して、 適宜 選択及び設定することができる。 以下に、 実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、 本発明はこれらに 限定されるものではない。  These disulfide-bound HLA-G dimers to be administered or used in the present invention can be used as they are, but are preferably used as the aforementioned pharmaceutical composition. The preferred administration method and dosage of the pharmaceutical composition are as described above, and can be appropriately selected and set in consideration of the patient's medical condition, the presence or absence of side effects, the administration effect, and the like. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
〔実施例 1〕 ジスルフィド結合型 HLA-G二量体の結合形成及び効率的な受容体 シグナル伝達  [Example 1] Disulfide-bonded HLA-G dimer bond formation and efficient receptor signaling
( 1 ) 材料及び方法  (1) Materials and methods
( 組換えタンパク質の生成及び HLA-Gの結晶化  (Production of recombinant protein and HLA-G crystallization
本発明者の以前の報告 (Shiroishi, M., et al., (2003) Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 8856-8861.) に従って、 HLA'G単量体、 LILRB1及び LILRB2の組換え細胞外ド メインを作製した。 ピオチン化 HLA-G単量体、 LILRB1及び LILRB2の調製は、 タグがないこと以外は本質的に同じであった。 2段階 PCR法により、 Cys42Ser 突然変異体 HLA-G単量体の特定部位突然変異誘発を行った。 巻き戻された野生 型 HLA-G単量体が、 20日間、 4 °Cで、 ジスルフイ ド結合型二量体を自然に形成 した (全タンパク質の 10〜30%) 。 結合試験のために、 その HLA-G二量体をゲ ノレ濾過 (Superdex 200 10/300、 Amersham Biosciences) により精製した。 そ のジスルフィド結合型 HLA-G二量体の結晶化を以下に簡単に記載する。 Our previous report (Shiroishi, M., et al., (2003) Proc Natl Acad Sci USA, 100, 8856-8861.) Recombinant extracellular domains of HLA'G monomer, LILRB1 and LILRB2 were prepared. The preparation of the piotinylated HLA-G monomer, LILRB1 and LILRB2 was essentially the same except for the absence of the tag. Specific site mutagenesis of Cys42Ser mutant HLA-G monomer was performed by a two-step PCR method. Unwound wild type HLA-G monomer spontaneously formed disulfide-linked dimers (10-30% of total protein) at 4 ° C for 20 days. For binding studies, the HLA-G dimer was purified by genomic filtration (Superdex 200 10/300, Amersham Biosciences). The crystallization of the disulfide-bonded HLA-G dimer is briefly described below.
0.2pLのタンパク質溶液と結晶化レザバー溶液を比率 1 : 1で混合した。  0.2 pL of protein solution and crystallization reservoir solution were mixed at a ratio of 1: 1.
Wizard 11-39 ( lOOmM CHAPS ρΗΙΟ.5 , 20% (w/v) PEG8000 , 200mM NaCl) の条件下、 20°Cで結晶を得た。 Crystals were obtained at 20 ° C. under the conditions of Wizard 11-39 (lOOmM CHAPS ρΗΙΟ5, 20% (w / v) PEG8000, 200 mM NaCl).
(ϋ) データ収集、 構造決定及び精密化  (ii) Data collection, structure determination and refinement
スプリングエイ ト (播磨、 日本) (Spring 8 (Harima, Japan) ) のビームラ イン BL38B1で、 3.2-A回折データセットを 100Kで収集した (λ = 1·0000Α) 。  A 3.2-A diffraction data set was collected at 100K with a beamline BL38B1 from Spring 8 (Harima, Japan) (λ = 1 · 0000Α).
HKL2000プログラムパッケージを用いて回折データを処理し、 スケーリングし た。 Diffraction data was processed and scaled using the HKL2000 program package.
詳細な結晶学的統計を表 1一 1に示す。 探触子を備えた CCP4パッケージ ( Collaborative Computational Project Number 4. (1994) Acta Cryst., D, 50, 760-763.) の Molrep , HLA-E-ペプチド複合体 (PDBコード: 1MHE) を使用する分子置換 手順 (O'Callaghan, C.A., et al., (1998) Mol Cell, 1, 531-541.) により、 HLA-G構造 をフェージングした。 20〜3.5Aの範囲の Eを使用することにより、 2つの HLA-G単量体 (鎖 A及び鎖 B ) を見つけた。 剛体修正、 プログラム Refmac5 ( Collaborative Computational Project Number 4., 1994) での 1サイクノレの位置 及び全 B因子の精密化の後、 Fo-Fcマップは、 Cys42の間のジスルフィド結合に ついて結晶学的に 2倍の単量体の電子密度を明瞭に示した。 これは、 この結晶中 に存在する 2つのジスルフィド結合型二量体及び各二量体複合体中の各単量体が、 結晶 2回軸に沿って配列されていることを示す。 グループ分けした (1残基あた り 2グループ) B因子精密化を伴うさらなる精密化を Refmac5及ぴ CNS ( Brunger, A.T., et al., (1998) Acta Crystallogr D Biol Crystallogr, 54 (Pt 5), 905-921.) で行い、 対話式グラフィックスプログラム oの中のマニュアル ' リビルディングDetailed crystallographic statistics are shown in Table 1-11. Use the Molrep, HLA-E-peptide complex (PDB code: 1MHE) from the CCP4 package with a probe (Collaborative Computational Project Number 4. (1994) Acta Cryst., D, 50, 760-763.) The HLA-G structure was faded by the molecular replacement procedure (O'Callaghan, CA, et al., (1998) Mol Cell, 1, 531-541.). By using E in the range 20-3.5A, two HLA-G monomers (chain A and chain B) were found. After refinement of rigid body correction, position of one cyclore and total B-factor in the program Refmac5 (Collaborative Computational Project Number 4., 1994), Fo-Fc map is crystallographically 2 for the disulfide bond between Cys42. The electron density of double monomer was clearly shown. This indicates that the two disulfide-bonded dimers present in the crystal and the monomers in each dimer complex are arranged along the crystal double axis. Grouped (2 groups per residue) For further refinement with B factor refinement Refmac5 and CNS (Brunger, AT, et al., (1998) Acta Crystallogr D Biol Crystallogr, 54 (Pt 5) , 905-921.) Manual in interactive graphics program o done in 'Rebuilding
(Jones, T.A., et al" (1991) Acta Crystallogr A, 47 (Pt 2), 110-119.) と交替させた。 最終モデルは、 2つの HLA-G分子 (H鎖、 2m及ぴペプチド) を含み、 50Aと 3.2 の間の11 23.5% (Rfree=29.8%) を示す。 (Jones, TA, et al "(1991) Acta Crystallogr A, 47 (Pt 2), 110-119.) The final model consists of two HLA-G molecules (H chain, 2m and peptide) 11 23.5% between 50A and 3.2 (R fr ee = 29.8%).
詳細な結晶統計を表 1— 1に示す。 骨格の角度のラマチャンドランプロットは、 最も好ましい付加的に広く許容される領域では 85.3%、 13.4%及び 0.9%をそれ ぞれ示し、 許容されない領域では 0.3%を示す。 ラマチャンドランプロットは、 PROCHECK (Laskowski, R.A., et al" (1993) J. Appl. Crystallogr., 26, 283-291.) に よ り計算した。 PyMOL ( http://pymol.sourceforge.net ) 、 BOBSCRIPT ( Esnouf, R.M. (1997) J Mol Graph Model, 15, 132-134, 112-133.) 及ぴ Raster 3D ( Merritt, E.A. et al., (1997) Methods in Enzymology, 277, 505-524.) を使用して図を作 成した。 原子座標は、 タンパク質構造データバンク (Protein Data Bank) に、 ァクセッション番号 2D31 で寄託されている。 Detailed crystal statistics are shown in Table 1-1. The ramachandran plot of skeletal angle shows 85.3%, 13.4% and 0.9% in the most preferred additionally widely accepted regions, and 0.3% in the unacceptable regions, respectively. Ramachandran plot was calculated by PROCHECK (Laskowski, RA, et al "(1993) J. Appl. Crystallogr., 26, 283-291.) PyMOL (http://pymol.sourceforge.net) , BOBSCRIPT (Esnouf, RM (1997) J Mol Graph Model, 15, 132-134, 112-133.) And Raster 3D (Merritt, EA et al., (1997) Methods in Enzymology, 277, 505-524. The atomic coordinates are deposited in the Protein Data Bank under the accession number 2D31.
データ収集及び精密化統計 Data collection and refinement statistics
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(最高シェル値を括弧内に示す) (iii) ネイティブゲル電気泳動 (Native-PAGE) (The highest shell value is shown in parentheses) (iii) Native gel electrophoresis (Native-PAGE)
タンパク質サンプルの特性と、 その結合を分析するために、 Phastシステム ( Amersham Biosciences) によりネイティブポリアクリルアミ ドゲル電気泳動 ( Native-PAGE) を行った。 電気泳動は、 市販の Native-PAGEバッファス トリツ プ (0.25M Tris、 0.88M L-ァラニン、 pH8.8、 Amersham Biosciences) を使用 し、 15°Cで行った。 複合体形成実験では、 サンプル混合物を 20°Cで 1時間イン キュベートした後、 均質な 12.5 % ポリアク リルァミ ドゲル (Amersham Bioscinces) にアプライした。 4 pL未満のサンプルを各レーンにアプライした, Native polyacrylamide gel electrophoresis (Native-PAGE) was performed with the Phast system (Amersham Biosciences) to analyze the properties of protein samples and their binding. Electrophoresis was performed at 15 ° C. using a commercially available Native-PAGE buffer strip (0.25M Tris, 0.88M L-alanine, pH 8.8, Amersham Biosciences). For complex formation experiments, the sample mixture was incubated for 1 hour at 20 ° C and then applied to a homogeneous 12.5% polyacrylamide gel (Amersham Bioscinces). A sample of less than 4 pL was applied to each lane,
(iv) 平衡ゲル濾過試験 (iv) Equilibrium gel filtration test
Superdex-200 PC 3.2/30カラムを備えた SMARTシステム (Amersham Biosciences) を用い、 60 L/分の流量で、 平衡ゲル濾過を行った。 カラムを 10mM He es (pH7.4) 、 150mM NaCl、 3.4mM EDTA及び 0.005% 界面活性 剤 P20 (HIBS-EPバッファ) と、 10μΜ LILRB 1又は 15μΜ LILRB2とで平衡さ せた。 注入前に、 HLA-G二量体 (LILRB 1については 10μΜ、 及び LILRB2につ いては 15μΜ) と LILRB 1/2とを、 1 : 0 (二量体のみ) 、 1 : 1、 1 : 2及び 1 : 3のモル比で混合し、 混合物を室温で 1時間インキュベートした。  Equilibrium gel filtration was performed at a flow rate of 60 L / min using a SMART system (Amersham Biosciences) equipped with a Superdex-200 PC 3.2 / 30 column. The column was equilibrated with 10 mM Hees pH 7.4, 150 mM NaCl, 3.4 mM EDTA and 0.005% detergent P20 (HIBS-EP buffer) with 10 μΜ LILRB 1 or 15 μΜ LILRB2. Prior to injection, HLA-G dimer (10 μΜ for LILRB 1 and 15 μΜ for LILRB2) and LILRB 1/2, 1: 0 (dimer only), 1: 1, 1: 2. And 1: 3 molar ratio and the mixture was incubated at room temperature for 1 hour.
(V) 表面プラズモン共鳴試験  (V) Surface plasmon resonance test
BIAcore2000™ (英国、 セントオールバンズ (St.Albans, UK) の BIAcore AB) を使用し、 公知の標準的プロ トコル (Shiroishi et al.,2003 (前掲) ) に従つ て、 表面プラズモン共鳴実験を行った。 ストレプタビジンが共有結合で固定され ている研究用 Sensor Chip CM5 (BIAcore AB) 上に、 ピオチン化 LILRBを固定 した。 HLA-G二量体又は Cys42Ser突然変異単量体を 50pL /分で流した。  Using BIAcore 2000 ™ (BIAcore AB, St. Albans, UK), surface plasmon resonance experiments were performed according to a well-known standard protocol (Shiroishi et al., 2003 (supra)). went. Piotinylated LILRB was immobilized on a research Sensor Chip CM5 (BIAcore AB) where streptavidin is covalently immobilized. HLA-G dimer or Cys42Ser mutant monomer was run at 50 pL / min.
BIAevaluation v3.2 (BIAcore) による二価分析物モデル又は単純 1 : 1結合モ デルに合わせるカーブフイッテングにより、 反応速度定数を導出した。 平衡結合 分析のために、 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り、 分析物の各濃度での平衡結合応答を計算し た。 親和定数 (Kds) は、 非線形カーブフイッテングにより、 又はプログラム Origin ver.5.0 (MicroCal) を使用する単純 1 : 1ラングミュア結合モデルでの スキャッチヤード分析により計算した。 逆配向の実験では、 ビォチン化 HLA-G を固定した。 固定された HLA-G上に LILRBを流した。 Reaction rate constants were derived by bivalent analyte model with BIAevaluation v3.2 (BIAcore) or curve fitting to fit a simple 1: 1 binding model. For equilibrium binding analysis, the equilibrium binding response at each concentration of analyte was calculated by subtracting the response measured in the control flow cell from the response in the sample flow cell. Affinity constants (K d s) were calculated by nonlinear curve fitting or by Scatchyard analysis with a simple 1: 1 Langmuir binding model using the program Origin ver.5.0 (MicroCal). In the reverse orientation experiment, biotinylated HLA-G Fixed. LILRB was flowed on the fixed HLA-G.
(vi) LILRB 1 NFAT-GFPレポ一タ一細胞ァッセィ  (vi) LILRB 1 NFAT-GFP reporter cell assay
LILRB1の細胞外ドメィンならびに活性化 PILR iSの膜貫通及び細胞質ドメィ ンから成るキメラ分子 (Shiratori, I., et al., (2004) J Exp Med, 199, 525-533.) を、 レ トロウィルスベクターを使用することにより、 NFAT-緑色蛍光タンパク質 ( GFP) レポーター遺伝子及び DAP12を有するマウス T細胞ハイプリ ドーマに形 質転換した (Arase, H., et al., (2002) Science, 296, 1323-1326.; Ohtsuka, M., et al., (2004) Proc Natl Acad Sci U S A, 101, 8126-8131.) 。 様々な濃度 (0〜: l60ng/mL) の HLA-G二量体及び単量体を 37°Cで 2時間、 48ゥヱル培養プレート (BD falcon) 上に固定した。 LILRB1-PILRキメラ分子を発現しているレポーター細 胞 (5 X 104/well) を、 固定された HLA-G単量体又は二量体により 1 2時間刺激 し、 GFPの発現-を FACScaliburにより分析した。 A chimeric molecule (Shiratori, I., et al., (2004) J Exp Med, 199, 525-533.) Consisting of an extracellular domain of LILRB1 and a transmembrane and cytoplasmic domain of activated PILR iS By using the vector, it was transformed into mouse T-cell hybridoma with NFAT-green fluorescent protein (GFP) reporter gene and DAP12 (Arase, H., et al., (2002) Science, 296, 1323- 1326 .; Ohtsuka, M., et al., (2004) Proc Natl Acad Sci USA, 101, 8126-8131.). Various concentrations (0 to: 60 ng / mL) of HLA-G dimers and monomers were immobilized on 48-well culture plates (BD falcon) for 2 hours at 37 ° C. Reporter cells (5 × 10 4 / well) expressing LILRB1-PILR chimera molecules were stimulated with immobilized HLA-G monomer or dimer for 12 hours, and GFP expression was measured using FACScalibur. analyzed.
( 2 ) 結果 (2) Results
(i) HLA-G二量体の総合的な構造及びペプチド認識  (i) HLA-G dimer overall structure and peptide recognition
HLA-G (HLA-G*0101、 1〜274残基) -ペプチド (RIIPRHLQL (配列番号 3 ) ) 複合体をリフォールドし、 単量体型として精製し、 結晶させた。 これらの結 晶は、 3.2A分解能に回折した。 研究モデルとして HLA-E構造 (O'Callaghan, C.A., et al., (1998) Mol Cell, 1, 531-541.) を使用して分子置換により構造を決定し た (表 1一 1参照) 。  The HLA-G (HLA-G * 0101, 1-274 residue) -peptide (RIIPRHLQL (SEQ ID NO: 3)) complex was refolded, purified as a monomeric form, and crystallized. These crystals were diffracted to 3.2A resolution. The structure was determined by molecular replacement using the HLA-E structure (O'Callaghan, CA, et al., (1998) Mol Cell, 1, 531-541.) As a research model (see Table 1-11) .
2つの野生型 HLA-G分子が、 非対称ユニット内に存在する。 意外にも、 単量 体型を結晶化に使用したとしても、 各単量体は、 2回結晶軸に沿って Cys42- Cys42ジスルフィ ド結合によりその非対称パートナーと共有結合していた (図 1 - 1 A) 。 そして、 この分子間ジスルフイド結合に関する明白な電子密度が、 明 瞭に観察された (図 1一 1 B ) 。 非対称ュニットの 2つの HLA-G分子は、 ぺプ チドータンパク質相互作用の多少の違いがぺプチドの中央領域で観察されたが、 38lC a位に関する 0.29Aの 2乗平均平方根距離 (r.m.s.d) とほぼ同じであった。 この HLA-G-ぺプチド複合体の総合的な構造は、 以前に報告された他の HMCク ラス I構造と非常に類似していた (図 1— 1 C、 D) 。 Cys42-Cys42ジスルフィ ド結合形成に起因する有意な構造変化は、 観察されなかった。 Two wild-type HLA-G molecules exist within the asymmetric unit. Surprisingly, even though the monomeric form was used for crystallization, each monomer was covalently bound to its asymmetric partner by a Cys42-Cys42 disulfide bond along the crystal axis twice (Figure 1-1). A) A clear electron density related to this intermolecular disulfide bond was clearly observed (Fig. 11 B). The two HLA-G molecules of the asymmetric unit showed a slight difference in peptide protein interaction in the central region of the peptide, but with a root mean square distance (rmsd) of 0.29A for the 38lC a position. It was almost the same. The overall structure of this HLA-G-peptide complex was very similar to other previously reported HMC class I structures (Figure 1-1 C, D). Cys42-Cys42 disulfi No significant structural changes due to bond formation were observed.
主アンカー残基、 P2、 P3及び PC、 の構造の特徴は、 公知の他の古典的 MHC I (Clements, C.S., et al , (2005) Proc Natl Acad Sci U S A.) と類似していた (図 1 — 2及び 1 _ 3、 表 1— 1 ) 。 HLA-Gに結合した 9量体ペプチドの主鎖配座は、 完全に伸長し、 深く埋もれた HLA-E-9量体複合体のものに類似していた ( O'Callaghan et al., 1998 (前掲) ) 。 し力 し、 HLA-Gは、 HLA-Eより少ない疎水 性残基をその溝の中央領域に有していた。 これにより、 HLA-Gが、 HLA-Eより (非常に厳格なペプチド特異性を示した) 古典的 MHC Iに類似して、 限られて はいるが未だ多様なレバートリーのペプチドを示し得ることを、 説明することが できる。  The structural features of the main anchor residues, P2, P3 and PC, were similar to other known classical MHC I (Clements, CS, et al, (2005) Proc Natl Acad Sci US A.) Figures 1-2 and 1_3, Table 1-1). The backbone conformation of the 9-mer peptide bound to HLA-G was similar to that of the fully elongated, deeply buried HLA-E-9-mer complex (O'Callaghan et al., 1998 (Above)). However, HLA-G had fewer hydrophobic residues in the central region of its groove than HLA-E. This allows HLA-G to display a limited but still diverse liver tree peptide similar to classical MHC I (which showed very stringent peptide specificity) than HLA-E. Can be explained.
(ϋ) 二量体形成及び LILR/CD8複合体モデル  (ii) Dimer formation and LILR / CD8 complex model
野生型 HLA-Gは、 結晶において分子間 Cys42-Cys42ジスルフィ ド結合を有す るジスルフイド結合型二量体を形成した (以後、 「HLA-G二量体」 又は 「二量 体」 と呼ぶ) 。 先に述べたように、 2つの HLA-G二量体が結晶中に見られ、 そ れらの構造特性は、 二量体の構造的柔軟性と構造的剛性の両方を示唆していた。 Cys42-Cys42ジスルフイド結合を除けば、 この二量体の界面は、 MHC I類の間 でよく保存されている何らかの静電及び水素結合相互作用 (Clu61 (Οεΐ) - Lys68 (Νζ) 、 42 (CO)-Arg44 (Νηΐ) 、 Glu58 (Οε1, Οε2) -Cln72 (Νε2、 Οεΐ) ) からなるものであった (図 1— l B ) 。 結合面積は、 平均的なタンパク 質一タンパク質相互作用の 1600A±400A R 2 (LO Conte, L., et al., (1999) J Mol Biol, 285, 2177-2198.) と比較すると比較的小さい 676 A 2 (鎖 A) 及ぴ 568A 2 ( 鎖 B ) であった。 これは、 これらの二量体が、 多少の構造的柔軟性を有すること を示唆している。 しかし、 2つの二量体の単量体間の角度は、 意外にも保存され ており (図 1— 1 E ) 、 二量体界面での分子間相互作用は、 ほとんど構造調節を 伴わずに維持されていた。 Cys42-Cys42ジスルフィド結合の維持に伴い、 構造障 害及び界面面積減損のため、 限定された角度及び方向が割り当てられる。 さらに、 86位の N-糖付加部位 (Rudd, P.M., et al., (1999) J Mol Biol, 293, 351-366.) は二量 体界面の外側に位置し、 近接位置で結合した糖に起因する構造干渉はなかった ( 図 1 _ 2 A、 緑色の点線の丸) 。 さらに、 膜結合型の HLA-Gでは、 膜貫通ドメ インをつなぐ二量体の両方の c末端部位が、 膜に近くなければならない。 これら は、 この二量体配座が、 膜結合型と可溶性型、 両方の HLA-G二量体において可 能であり、 主であるという考えを支持している。 LILRB及び CD8結合部位の構 造特性は、 二量体型の HLA-Gにおいて維持され、 他の MHC I分子と類似してい た (図 1— 2 D ) 。 従って、 この配向が、 2つの官能性 LILR/CD8結合部位を受 容体に充分に接近できるようになり、 それにより、 1 : 2複合体 (HLA-G二量 体:受容体) が生じた (図 1一 2 B、 C ) 。 これらの複合体モデルは、 結合した 2つの受容体が、 正しく配向されており、 細胞表面に集合して適切にシグナル伝 達できるほど近いことを示唆していた。 これらのことを以下の生化学及ぴ細胞試 験により確認した。 Wild-type HLA-G formed disulfide-linked dimers with intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bonds in crystals (hereinafter referred to as “HLA-G dimer” or “dimer”) . As mentioned earlier, two HLA-G dimers were found in the crystals, and their structural properties suggested both the structural flexibility and structural rigidity of the dimer. With the exception of the Cys42-Cys42 disulfide bond, this dimeric interface is responsible for any electrostatic and hydrogen bond interactions (Clu61 (Οεΐ)-Lys68 (Νζ), 42 (CO ) -Arg44 (Νηΐ), Glu58 (Οε1, Οε2) -Cln72 (Νε2, Οεΐ)) (Fig. 1- l B). Binding area is relatively small compared to the average protein-protein interaction 1600A ± 400A R 2 (LO Conte, L., et al., (1999) J Mol Biol, 285, 2177-2198.) 676 A 2 (chain A) and 568A 2 (chain B). This suggests that these dimers have some structural flexibility. However, the angle between the monomers of the two dimers is surprisingly conserved (Fig. 1-1E), and the intermolecular interaction at the dimer interface is almost without structural adjustment. It was maintained. With the maintenance of the Cys42-Cys42 disulfide bond, a limited angle and direction is assigned for structural failure and interface area loss. In addition, the N-sugar addition site at position 86 (Rudd, PM, et al., (1999) J Mol Biol, 293, 351-366.) Is located outside the dimer interface and is attached at the close position. There was no structural interference due to (Figure 1-2 A, green dotted circle). Furthermore, in membrane-bound HLA-G, the transmembrane domain Both c-terminal sites of the dimer connecting the ins must be close to the membrane. These support the idea that this dimer conformation is possible and predominant in both membrane-bound and soluble HLA-G dimers. The structural properties of the LILRB and CD8 binding sites were maintained in the dimeric form of HLA-G and were similar to other MHC I molecules (Figure 1-2D). This orientation, therefore, allowed two functional LILR / CD8 binding sites to be sufficiently accessible to the receptor, resulting in a 1: 2 complex (HLA-G dimer: receptor) ( Figure 1 1-2 B, C). These complex models suggested that the two bound receptors are correctly oriented and close enough to assemble on the cell surface and properly signal. These were confirmed by the following biochemical and cell tests.
(iii) 1 : 2結合 (HLA-G二量体: LILRB) 化学量論  (iii) 1: 2 bond (HLA-G dimer: LILRB) Stoichiometry
HLA-G二量体の生化学的性質を特性付けるために、 この二量体及ぴ Cys42Ser 突然変異単量体を 「 (1 ) 材料及び方法」 の項で説明した通りに作製した。 野生 型 HLA-G二量体における分子間ジスルフィ ド結合は、 ゲル濾過、 ならびに SDS- PAGE及びネィティブポリアタリルァミ ドゲル電気泳動 (Native PAGE) によ り確認した (図 1 _ 3 A〜 C ) 。 従来知見の通り (Boyson, IE., et al., (2002) Proc Natl Acad Sci U S A, 99, 16180-16185.) 、 Cys42Ser突然変異による HLA-Gは単量 体型 (以後、 「HLA-G単量体」 又は 「単量体」 と呼ぶ) で保持された。 これは、 HLA-G二量体が主として Cys42-Cys42ジスルフィ ド結合により形成されたこと を明瞭に示している。  In order to characterize the biochemical properties of the HLA-G dimer, this dimer and the Cys42Ser mutant monomer were prepared as described in the section “(1) Materials and Methods”. Intermolecular disulfide binding in the wild-type HLA-G dimer was confirmed by gel filtration, SDS-PAGE, and native polyatrylamide gel electrophoresis (Native PAGE) (Fig. 1_ 3 A to C). . As previously known (Boyson, IE., Et al., (2002) Proc Natl Acad Sci USA, 99, 16180-16185.), HLA-G due to Cys42Ser mutation is a monomeric form (Referred to as “mer” or “monomer”). This clearly shows that the HLA-G dimer was formed mainly by the Cys42-Cys42 disulfide bond.
HLA-G単量体への LILRB1の結合が Native PAGEで観察されたが、 従来公知 のように (Shiroishi et al., 2003 (前掲) ) 、 親和性が低いため (Kd 2〜5μΜ) 、 前記単量体のすべてが LILRB1複合体を形成したわけではなかつた。 LILRB1と HLA-G二量体の間の複合体の化学量論比を判定するために、 一連の混合物 (1 : 1 , 1 : 2及ぴ 1 : 4 (HLA-G二量体: LILRB1) ) を Native PAGEで分析 した (図 1一 3 D ) 。 完全複合体は、 1つの HLA-G二量体と 2つの LILRB1 ( 1 : 2複合体) からなるものであった。 一方、 Native PAGEによる LIRB2結合 試験 (図 1— 3 F ) により、 LIRB2は二量体に結合するが、 親和性が非常に低 いためその結合化学量論比を判定することができないことが示された。 結合化学量論比を明確に判定するため、 平衡ゲル濾過を行った (図 1一 3 E、 G) 。 ランニングバッファ中のタンパク質濃度が、 解離定数より高い場合、 溶出 プロフィールは、 注入した混合物の化学量論比及び複合体の真の平衡化学量論比 に依存する。 HLA-G二量体一 LILRB1及び LILRB2複合体の化学量論比は、 1 0 μΜの LILRB1又は 15μΜの LILRB2と平衡させたカラムに、 1 : 0、 1 : 1、 1 : 2又は 1 : 3 (HLA-G二量体: LILRB1) いずれかのモル比のものを含むサ ンプルを適用することにより判定した。 1 : 0及び 1 : 1 (HLA-G二量体: LILRB 1) の注入は、 二量体- LILRB複合体に対応するピーク及び遊離 LILRBが 泳動した谷のピークを示した。 これは、 ランニングバッファ中の LILRBが複合 体形成のために消費されたことを示している。 一方、 両方の LILRBについての モル比 1 : 3のサンプルは、 HLA-G二量体- LILRB複合体及び遊離 LILRBに対 応する 2つのピークを発生させた。 これは、 過剰な遊離 LILRBの存在を示して いる。 モル比 1 : 2のサンプルは、 1つの複合体ピークしか示さなかったため、 真の平衡複合体化学量論比を表すものであった。 LILRB1/2についての 1 : 2の 結合化学量論比は、 適度に結合活性効果をもたらした。 この効果は、 後述の表面 プラズモン共鳴 (SPR) 分析セクションにおいて観察されており、 また HLA-G 二量体の LILRB 1複合体モデル構造 (図 1— 2 B ) により説明することができる。 Although binding of LILRB1 to HLA-G monomer was observed by Native PAGE, as previously known (Shiroishi et al., 2003 (supra)), due to its low affinity (Kd 2-5 μΜ), Not all of the monomers formed the LILRB1 complex. To determine the stoichiometric ratio of the complex between LILRB1 and HLA-G dimer, a series of mixtures (1: 1, 1: 2 and 1: 4 (HLA-G dimer: LILRB1) ) Was analyzed by Native PAGE (Fig. 1, 3D). The complete complex consisted of one HLA-G dimer and two LILRB1 (1: 2 complex). On the other hand, the LIRB2 binding test by Native PAGE (Figure 1-3F) shows that LIRB2 binds to the dimer, but its affinity for binding cannot be determined due to its very low affinity. It was. Equilibrium gel filtration was performed to clearly determine the binding stoichiometry (Figures 1-31E, G). If the protein concentration in the running buffer is higher than the dissociation constant, the elution profile depends on the stoichiometric ratio of the injected mixture and the true equilibrium stoichiometric ratio of the complex. The stoichiometric ratio of the HLA-G dimer-LILRB1 and LILRB2 complex is calculated as follows: 1 0, 1: 1, 1: 2, or 1: 3 on a column equilibrated with 10 μL LILRB1 or 15 μL LILRB2. (HLA-G dimer: LILRB1) Determination was made by applying a sample containing one of any molar ratio. Injections of 1: 0 and 1: 1 (HLA-G dimer: LILRB 1) showed a peak corresponding to the dimer-LILRB complex and a valley peak where free LILRB migrated. This indicates that LILRB in the running buffer was consumed for complex formation. On the other hand, a 1: 3 molar ratio sample for both LILRBs produced two peaks corresponding to the HLA-G dimer-LILRB complex and free LILRB. This indicates the presence of excess free LILRB. The sample with a molar ratio of 1: 2 represented a true equilibrium complex stoichiometry because it showed only one complex peak. A 1: 2 binding stoichiometry for LILRB1 / 2 resulted in a modest binding activity. This effect has been observed in the Surface Plasmon Resonance (SPR) analysis section below, and can be explained by the LILRB 1 complex model structure of the HLA-G dimer (Figure 1-2B).
Gv) HLA-G二量体の高親和性 LIRB結合  Gv) HLA-G dimer high affinity LIRB binding
表面プラズモン共鳴 (SPR) により、 LILRBに対する HLA-Gの結合の特徴を さらに調べた。 ピオチン化 LIRBSを固定させたセンサー表面の上に、 : HLA-G二 量体及び単量体を注入した。 LILRBに対する HLA-G単量体及ぴニ量体の結合に 関する代表データを図 1一 4に示した。 単量体は、 非常に速い解離速度 (3.5〜5. 秒一1 ) での 1 : 1結合を示した (図 1—4 B及び D ) 。 平衡分析から導出した LILRB1及び LILRB2に対する単量体の親和定数 (Kds) は、 それぞれ、 3.5μΜ 及び 15μΜであり (図 1—4 E ) 、 これらの定数は、 HLA'G単量体の逆配向試験 からのものに類似していた (表 1一 2 ) (Shiroishi et al., 2003 (前掲) ) 。 対 照的に、 固定された LILRBに対する二量体の結合の反応速度分析により、 二価 分析物モデルには Kdsがよく当てはまることが判明した (図 1一 4 A及び C、 左 ) 。 従って、 二量体は二価の結合を示した。 この結果は、 HLA-G二量体を基に 構築した 1 : 2 (二量体: LILRB) 複合体モデル (図 1一 2 B ) と一致する。 上記結合活性効果は、 図 1一 4において明確に認められる高親和性結合に有意に 寄与していた。 二量体が、 2つの固定された受容体に同時に結合することができ る低二量体濃度では、 それらの応答を単純 1 : 1結合モデルに当てはめることが でき、 高い親和定数が得られた。 すなわち、 Kd LILRBlについては約 6.7 nMで あり、 LILRB2については約 750 nMであった(図 1— 4 A及び C、 右) 。 一方、 HLA-G二量体に対する LILRBの結合の解離速度は、 単量体よりはるかに遅かつ た。 すなわち、 二価モデルでは、 K。ffl = 0.28 s-i ( LILRB 1 ) 又は 1.0 s"1 ( LILRB2) であり、 単純 1 : 1結合モデルでは、 K。ffl =0.11 s-1 (LILRB 1) 又は 0.96 s 1 (LILRB2) であった。 これらの結果は、 結合活性効果により、 遅い解 離速度ではるかに高い親和性が生じることを、 明瞭に示していた。 The characteristics of HLA-G binding to LILRB were further investigated by surface plasmon resonance (SPR). A HLA-G dimer and a monomer were injected on the surface of the sensor on which the biotinylated LIRBS was immobilized. Representative data on the binding of HLA-G monomer and dimer to LILRB is shown in Figure 14-14. Monomer, one at a very high dissociation rate (3.5 to 5 seconds one 1.): Showed 1 binding (Fig. 1-4 B and D). The affinity constants (K d s) of the monomers for LILRB1 and LILRB2 derived from the equilibrium analysis are 3.5μΜ and 15μΜ, respectively (Fig. 1-4E). It was similar to that from the reverse orientation test (Table 1 1-2) (Shiroishi et al., 2003 (supra)). In contrast, kinetic analysis of dimer binding to immobilized LILRB revealed that K d s fits well in the bivalent analyte model (Figures 14 A and C, left). Thus, the dimer showed divalent binding. This result is based on the HLA-G dimer Consistent with the constructed 1: 2 (dimer: LILRB) complex model (Fig. 1-1-2B). The above-mentioned binding activity effect contributed significantly to the high-affinity binding clearly seen in FIGS. At low dimer concentrations where dimers can bind to two immobilized receptors simultaneously, their responses can be fitted to a simple 1: 1 binding model, resulting in high affinity constants. . That is, it was about 6.7 nM for Kd LILRB1, and about 750 nM for LILRB2 (Figures 1-4 A and C, right). On the other hand, the dissociation rate of LILRB binding to the HLA-G dimer was much slower than that of the monomer. That is, K in the bivalent model. ffl = 0.28 si (LILRB 1) or 1.0 s " 1 (LILRB2), and in the simple 1: 1 bond model, ff l = 0.11 s- 1 (LILRB 1) or 0.96 s 1 (LILRB2) These results clearly showed that the binding activity effect produced a much higher affinity at slower release rates.
(V) HLA-G二量体の効率的な LILRB 1媒介シグナル伝達  (V) Efficient LILRB 1-mediated signaling of HLA-G dimers
受容体媒介シグナル伝達に対する本発明における二量体の上記結合活性効果を 細胞レベルで検査するために、 NFAT—緑色蛍光タンパク質 (GFP) レポーター 系を有するマウス T細胞ハイブリ ドーマ (Arase, H., et al., (2002) Science, 296, 1323-1326.; Ohtsuka, M., et al., (2004) Proc Natl Acad Sci U S A, 101, 8126-8131.) を 使用した。 適切なレポーターが結合すると GFP発現を誘発することができる、 LILRB1の細胞外ドメインと活性化 PILR βの膜貫通及ぴ細胞内ドメインとから なる LILRB1キメラ遺伝子 (Shiratori et al., 2004 (前掲) ) で、 それらのハイプリ ドーマ細胞を形質転換した。 従って、 その GFP発現により、 LILRB1媒介シグナ ル伝達を容易に検出する-ことができた。  In order to examine the above-mentioned binding activity of the dimer of the present invention on receptor-mediated signal transduction at the cellular level, a mouse T cell hybridoma (NFase, et al.) With an NFAT-green fluorescent protein (GFP) reporter system was used. al., (2002) Science, 296, 1323-1326 .; Ohtsuka, M., et al., (2004) Proc Natl Acad Sci USA, 101, 8126-8131.). LILRB1 chimeric gene consisting of extracellular domain of LILRB1 and transmembrane and intracellular domain of activated PILR β that can induce GFP expression when an appropriate reporter is bound (Shiratori et al., 2004 (supra)) And transformed those hybridoma cells. Therefore, LILRB1-mediated signal transmission could be easily detected by its GFP expression.
様々な量の HLA-G単量体又は二量体をゥエル上に固定し、 これらのゥヱル上 の LILRB1レポーター細胞をインキュベートした。 12時間後、 LILRB1レポータ 一細胞における GJ 発現をフローサイトメ トリにより分析した。 図 1一 5は、 単量体が、 160 ng/mLの最高濃度においてさえ、 それらのレポーター細胞のみを 刺激できることを明瞭に示した (平均蛍光強度 (MFI) = 35.9、 及び GFP陽性 細胞は、 全体の 13%のみである) 。 驚くべきことに、 前記二量体は、 1.6 ng/mL というはるかに低い濃度で細胞を有意に活性化した。 GFP陽性細胞は、 160 ng/mLの濃度で全体の 61% (MFI=266) である。 従って、 HLA-G二量体は、 細 胞レベルで LILRB1媒介シグナル伝達を著しく向上させた Various amounts of HLA-G monomer or dimer were immobilized on the wells and the LILRB1 reporter cells on these tools were incubated. After 12 hours, GJ expression in one LILRB1 reporter cell was analyzed by flow cytometry. Figure 1-15 clearly shows that the monomers can only stimulate their reporter cells even at the highest concentration of 160 ng / mL (mean fluorescence intensity (MFI) = 35.9, and GFP positive cells Only 13% of the total). Surprisingly, the dimer significantly activated cells at a much lower concentration of 1.6 ng / mL. GFP positive cells are 61% (MFI = 266) of the total at a concentration of 160 ng / mL. Therefore, HLA-G dimer Markedly improved LILRB1-mediated signaling at the cell level
( 3 ) 考察 (3) Discussion
本発明者の構造分析は、 ジスルフィド結合型二量体型の MHC Iの最初の例を 示すものであるが、 以前の多数の報告は、 ジスルフイ ド結合型二量体が一部の MHC I対立遺伝子、 例えば HLA-B27 (McMichael, A. et al" (2002) Arthritis Res, 4 Suppl 3, S153-158.) 中に存在し、 活性化 T細胞上で発現されるが、 休止 Τ細胞上 では発現されないことを示している。 HLA-G二量体構造は、 その二量体の界面 力 それほど大きくなく、 何らかの静電及び水素結合相互作用を含むことを示し た。 これは、 相対的な配向が、 Cys42-Cys42結合の回転により、 ある程度可動性 であることを示している。 し力 し、 結晶中の 2つの二量体配座は、 非常に似てい た。 さらに、 Asn86に結合している糖鎖部分は、 この二量体配座では構造障害を 示さなかったが、 この二量体の相対運動を制限するであろう。 膜結合型二量体中 の 2つの単量体の C末端部位は、 膜に十分近くなければならず、 そのため、 二量 体配座は、 主に細胞表面に存在すると思われる。 可溶性型は、 おそらくより柔軟 であるが、 同様の配座が優勢である可能性が高い。  Our structural analysis shows the first example of disulfide-linked dimeric MHC I, but many previous reports have shown that some disulfide-linked dimers are MHC I alleles. For example, HLA-B27 (McMichael, A. et al "(2002) Arthritis Res, 4 Suppl 3, S153-158.) Is expressed on activated T cells but expressed on resting cells The HLA-G dimer structure showed that the dimer's interfacial force was not so large and included some electrostatic and hydrogen bonding interactions, indicating that the relative orientation was The rotation of the Cys42-Cys42 bond shows a certain degree of mobility, but the two dimer conformations in the crystal were very similar, and also bound to Asn86. The glycan moiety did not show structural impairment in this dimer conformation, but controlled the relative movement of this dimer. The C-terminal sites of the two monomers in the membrane-bound dimer must be close enough to the membrane, so that the dimer conformation exists primarily on the cell surface. The soluble form is probably more flexible, but a similar conformation is likely to predominate.
二量体形成により、 1 : 2 (HLA-G二量体: LILRB又は CD8受容体) 複合体 が生じた (図 1一 2 B、 C) 。 これは、 2つの受容体が、 効率的なシグナル伝達 のために細胞表面において適切な配向で集合できることを示す。 これを指示する ように、 本実施例における生化学試験では、 結合活性を増大させる-ことによって、 単量体よりはるかに高い HLA-G二量体の LILRBに対する親和性を示した。 この 結果は、 FCa -FC aI相互作用 (Herr, A.B., et al., (2003a) Nature, 423, 614-620.; Herr, A.B., et al., (2003b) J Mol Biol, 327, 645-657.) 及び他の細胞表面受容体相互作用 ( Appel, H., et al., (2000) J Biol Chem, 275, 312-321.; De Crescenzo, G., et al., (2003) J Mol Biol, 328, 1173-1183. ) における事例とも合致するものである。 さらに、 LILRB1の活性キメラタンパク質での NFAT-GFPレポーターァッセィは、 HLA- G二量体が、 細胞レベルで LILRB1媒介シグナル伝達を有意に誘導することを明 示した。 これらの結果は、 細胞表面の HLA-G二量体が LILRB1結合によりナチ ュラルキラー細胞の阻害性シグナル伝達を助長することを示すこと (Gonen- Gross, T., et al., (2003 a) J Immunol, 171, 1343-1351.) とも良好に一致している。 一 方、 従来から、 可溶性型の HLA-Gが、 それぞれ CD8、 LILRB 1及ぴ LILRB2に結 合することにより、 CD8+T細胞、 NK細胞及び樹状細胞の機能を損なわせること が知られている (Contini, P., et al., (2003) Eur J Immunol, 33, 125-134.; Fournel, S., et al., (2000) J Immunol, 164, 6100-6104.; Liang, S. et al., (2003) Hum Immunol, 64, 1025-1032.; Morales, P.J., et al., (2003) J Immunol, 171, 6215-6224.) 。 可溶性 HLA- Gタンパク質は、 単量体型、 二量体型及びオリゴマー型を有することが判明した。 本発明者の SPR結合試験により証明された著しい結合親和性に基づき、 可溶性 型の HLA-G二量体は、 LILRBシグナル伝達に対して最も有力な効果を有すると 考えられる。 さらに、 本発明者らが得ている予備データでは、 CD8も同様の結 合親和性効果を示し、 CD8媒介シグナル伝達も向上させることができることを 示した。 Dimer formation resulted in a 1: 2 (HLA-G dimer: LILRB or CD8 receptor) complex (Figure 1, 1-2B, C). This indicates that the two receptors can assemble in the proper orientation at the cell surface for efficient signaling. To dictate this, the biochemical test in this example showed a much higher affinity for LILRB of HLA-G dimer than monomer by increasing binding activity. This result shows that the F Ca -F C a I interaction (Herr, AB, et al., (2003a) Nature, 423, 614-620 .; Herr, AB, et al., (2003b) J Mol Biol, 327 , 645-657.) And other cell surface receptor interactions (Appel, H., et al., (2000) J Biol Chem, 275, 312-321 .; De Crescenzo, G., et al., ( 2003) J Mol Biol, 328, 1173-1183.). Furthermore, the NFAT-GFP reporter assay with an active chimeric protein of LILRB1 revealed that the HLA-G dimer significantly induced LILRB1-mediated signaling at the cellular level. These results indicate that cell surface HLA-G dimers promote inhibitory signaling in natural killer cells through LILRB1 binding (Gonen- It is also in good agreement with Gross, T., et al., (2003 a) J Immunol, 171, 1343-1351.). On the other hand, it has been conventionally known that soluble HLA-G impairs the functions of CD8 + T cells, NK cells, and dendritic cells by binding to CD8, LILRB1 and LILRB2, respectively. (Contini, P., et al., (2003) Eur J Immunol, 33, 125-134 .; Fournel, S., et al., (2000) J Immunol, 164, 6100-6104 .; Liang, S et al., (2003) Hum Immunol, 64, 1025-1032 .; Morales, PJ, et al., (2003) J Immunol, 171, 6215-6224.). Soluble HLA-G protein was found to have monomeric, dimeric and oligomeric forms. Based on the significant binding affinity demonstrated by the inventor's SPR binding test, soluble HLA-G dimers are believed to have the most potent effect on LILRB signaling. Furthermore, preliminary data obtained by the present inventors showed that CD8 also showed a similar binding affinity effect and could improve CD8-mediated signaling.
以上の本発明者の実験から、 膜結合型及び可溶性型の両方の HLA-G二量体が、 特に母体一胎児界面における広範な免疫抑制効果に関して主要な役割を果たすた めの適正な構造特性及ぴ機能特性を有することが示された。 さらに、 HLA-G二 量体は、 極めて広範な炎症性疾患、 自己免疫疾患、 不妊問題ならびに臓器 Z骨髄 移植の医療処置において強力な免疫抑制試薬となり、 生体内で自然に形成される ことから、 副作用が少ないと考えられる。  From the above inventor's experiments, it is clear that both membrane-bound and soluble HLA-G dimers have the appropriate structural properties to play a major role in the broad immunosuppressive effect, particularly at the maternal-fetal interface. It has been shown to have extended functional properties. In addition, HLA-G dimer is a powerful immunosuppressive reagent in a wide range of inflammatory diseases, autoimmune diseases, infertility problems and medical treatment of organ Z bone marrow transplantation, and is naturally formed in vivo. Less likely to have side effects.
HLA-Gは、 古典的 MHC Iのように、 理論的には T細胞受容体により認識され 得る多様なレパートリーのペプチドを提示することができる。 既に、 HLA-Gが、 インビボで、 HLA-Gトランスジエニックマウスにおけるヒ トサイ トメガロウイ ルス UL83タンパク質由来のぺプチドを示したこと、 及びそれらの特異的 T細胞 が誘導されたが、 効率的でなかったことが知られている (Lenfant, R, et al., (2003) J Gen Virol, 84, 307-317.) 。 HLA_G単量体及ぴニ量体型は、 細胞表面に存 在し得るが、 HLA-G二量体の場合、 HLA-G二量体の各単量体のペプチド結合部 位があまりにも近接しすぎており、 T細胞受容体が充分に近づくことができない。 従って、 HLA-G二量体は、 T細胞応答に対する抗原提供分子として機能するの ではなく、 : LILRあるいは CD8と結合することにより免疫制御を行う分子である。 これらの特性により、 効率の劣る細胞障害性 T細胞誘導を一部説明することがで きるが、 これらの特性も、 T細胞の機能を調節する /3 2m遊離型 MHC I二量体の 受容体認識には重要である。 HLA-G, like classical MHC I, can theoretically present a diverse repertoire of peptides that can be recognized by T cell receptors. Already, HLA-G showed peptides derived from human megalovirus UL83 protein in HLA-G transgenic mice in vivo, and their specific T cells were induced but not efficient (Lenfant, R, et al., (2003) J Gen Virol, 84, 307-317.). The HLA_G monomer and dimer form may exist on the cell surface, but in the case of the HLA-G dimer, the peptide binding sites of each monomer of the HLA-G dimer are too close. Too much that the T cell receptor is not close enough. Thus, HLA-G dimers do not function as antigen-providing molecules for T cell responses, but are molecules that regulate immune by binding to: LILR or CD8. These properties can explain in part the inefficient cytotoxic T cell induction. However, these properties are also important for receptor recognition of the 32m free MHC I dimer that regulates T cell function.
〔実施例 2〕 ジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体の効率的な作製; DTTによる 分子間ジスルフィド結合形成の促進 [Example 2] Efficient production of disulfide-linked HLA-G dimer; Promotion of intermolecular disulfide bond formation by DTT
本実施例では、 ジスルフィド結合型 HLA-G二量体の効率的な作製方法を提供 する。 また、 結晶化ドロップ中の低いジチオトレイトール濃度が、 巻き戻された HLA-Gの二量体形成を促進することを明らかにする。  In this example, an efficient method for producing a disulfide-bonded HLA-G dimer is provided. We also show that low dithiothreitol concentrations in the crystallization drop promote dimer formation of unwound HLA-G.
HLA-G単量体を、 リフォールデイングバッファ (0.1M Tris-HCl (pH8.0) 、 0.4M L-アルギニン、 3.7mM シスタミン、 6.4mM システアミン、 5mM EDTA ) でリフォールドした (M. Shiroishi, et al., (2003) Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 8856-61.) 。 その後、 それをゲル濾過 (Superdex 75) 及びイオン交換クロマト グラフィー (Resource Q ) により精製した。 精製された HLA-G単量体を 10mg/mLまで濃縮し、 3〜 4時間後、 結晶化セッティング用ジチォトレイト一 ル (DTT) を 5 mMまで添加し、 氷上でインキュベートした。 初期結晶化試被は、 結晶化用ロボット Hydra plus oneを使用して、 Crystal Scrren 1&2 (Hampton Research) 及びィンテリプレートを用いる Wizard I&U (Art Robbins) で行つ た。 Wizard II No.39の条件 (0.1M CAPS (pH10.5) 、 20% PEG8000, 0.2M NaCl) 下、 6日間、 20°Cで、 データ収集に適する棒型結晶を得た (図 2 _ 1 A ) 。  HLA-G monomer was refolded with refolding buffer (0.1M Tris-HCl (pH8.0), 0.4M L-arginine, 3.7mM cystamine, 6.4mM cysteamine, 5mM EDTA) (M. Shiroishi, et al., (2003) Proc Natl Acad Sci USA, 100, 8856-61.). Thereafter, it was purified by gel filtration (Superdex 75) and ion exchange chromatography (Resource Q). The purified HLA-G monomer was concentrated to 10 mg / mL, and after 3-4 hours, dithiothreol for crystallization setting (DTT) was added to 5 mM and incubated on ice. The initial crystallization test was carried out using Crystal Scrren 1 & 2 (Hampton Research) and Wizard I & U (Art Robbins) using an inteplate using the crystallization robot Hydra plus one. Under the conditions of Wizard II No.39 (0.1M CAPS (pH10.5), 20% PEG8000, 0.2M NaCl), rod crystals suitable for data collection were obtained at 20 ° C for 6 days (Fig. 2 _ 1 A).
X線回折データは、 スプリングエイ ト (播磨、 日本) (Spring 8 (Harima, Japan) ) のビームライン BL38B1で収集した。 データ収集前、 結晶を凍結防止 剤溶液 (0.1M CAPS (pH10.5) 、 20% PEG8000, 200mM NaCl、 20% グリセ ロール) に浸漬し、 フラッシュ冷却した。 1.0000Aの X線波長を使用して、 ADSC Qauntum 4R CCDシステムで、 100Kで、 3.2A回折データを得た (図 2 — I B ) 。 回折データは、 HKL2000プログラムパッケージで処理し、 スケーリ ングした。 これらの結晶は、 単位格子寸法 a = 94.70A、 b = 127.85 A , c = 72.60Aで、 斜方晶系空間群 PS^^に属する。 データ収集統計を表 2 _ 1に示す。 その結晶構造を分子置換により解明した。 分子間 Cys42-Cys42ジスルフィド結合 についての電子密度マップが明瞭に観察されたため、 野生型 HLA-Gのジスルフ ィド結合型二量体をこの条件下で結晶させた。 X-ray diffraction data was collected at the Springline (Harima, Japan) beamline BL38B1. Prior to data collection, the crystals were immersed in a cryoprotectant solution (0.1 M CAPS (pH 10.5), 20% PEG8000, 200 mM NaCl, 20% glycerol) and cooled by flash. Using an ADSC Qauntum 4R CCD system with an X-ray wavelength of 1.0000A, 3.2A diffraction data was obtained at 100K (Figure 2—IB). Diffraction data was processed and scaled with the HKL2000 program package. These crystals have unit cell dimensions a = 94.70A, b = 127.85 A and c = 72.60A, and belong to the orthorhombic space group PS ^^. Data collection statistics are shown in Table 2 _1. The crystal structure was elucidated by molecular replacement. Intermolecular Cys42-Cys42 disulfide bond Since the electron density map for was clearly observed, the disulfide-linked dimer of wild-type HLA-G was crystallized under these conditions.
表 2 Table 2
HLA-G二量体のデータ収集統計 Data collection statistics for HLA-G dimers
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結晶化ドロップ中の HLA-Gのジスルフィ ド結合型二量体形成を助長する要因 を特定するために、 結晶化条件を検査した。 10 mg/mLまで濃縮した HLA-G単量 体 (バッファ ; 20mM Tris-HCl (pH8.0) 、 lOOmM NaCl) を 4 °Cで 3日間、 2mM DTTとともに、 又は 10日間、 DTTを伴わずにインキュベートした。 これら の混合物をゲル濾過により分析し、 その結果、 DTTの添加により HLA-G二量体 形成が有意に促進されることが判明した (図 2— 2 A及び B ) 。 Crystallization conditions were examined to identify the factors that promote the formation of HLA-G disulfide-linked dimers in the crystallization drop. HLA-G monomer concentrated to 10 mg / mL (buffer; 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), lOOmM NaCl) at 4 ° C for 3 days with 2 mM DTT or 10 days without DTT Incubated. These mixtures were analyzed by gel filtration and, as a result, it was found that the addition of DTT significantly promotes HLA-G dimer formation (Figures 2-2 A and B).
次に、 リフォールドされた HLA-G分子の遊離システィンが保護されているか 否かを明らかにするため、 5,5' -ジチオピス 2-ニトロべンゾエートを使用するこ とにより HLA-G単量体の遊離チオール基の量を測定した。 HLA-G Cys42Ser突 然変異体の最近の結晶構造は、 Cys42が溶媒に完全に曝露されていることを示し ているが (C.S. Clements, et al., (2005) Proc Natl Acad Sci U S A, 102, 3360-5.) 、 10 %未満の対になっていないチオール基しか検出されなかった。 これは、 巻き戻さ れた HLA-Gの大部分の遊離チオール基が、 リフォールディング溶液中に含まれ る還元剤、 例えばシステアミン、 により保護されていることを示していた。 高い pH (CAPS pH10.5) は、 二量体形成にはわずかにしか有効でなかった。 Next, is the free cysteine of the refolded HLA-G molecule protected? In order to clarify whether or not, the amount of free thiol group of HLA-G monomer was measured by using 5,5'-dithiopis 2-nitrobenzoate. The recent crystal structure of the HLA-G Cys42Ser mutant shows that Cys42 is completely exposed to the solvent (CS Clements, et al., (2005) Proc Natl Acad Sci USA, 102, 3360-5.), Only less than 10% unpaired thiol groups were detected. This indicated that the majority of the unrolled HLA-G free thiol groups were protected by a reducing agent, such as cysteamine, contained in the refolding solution. High pH (CAPS pH 10.5) was only marginally effective for dimer formation.
これらの結果により、 低濃度の DTTが、 還元剤により保護された遊離チォー ル基を攻撃することによってジスルフィド結合の形成を助長することが示された。 この技法は、 溶液中及び結晶化ドロップ中のタンパク質のジスルフィ ド結合型二 量体形成又は多量体形成に適用可能である。 産業上の利用可能性  These results indicated that low concentrations of DTT promote disulfide bond formation by attacking free thiol groups protected by reducing agents. This technique is applicable to disulfide-linked dimer formation or multimer formation of proteins in solution and in crystallization drops. Industrial applicability
本発明によれば、 HLA-G二量体の新規用途である医薬組成物 (特に、 優れた 免疫細胞の活性化抑制作用を有する医薬組成物) を提供すること、 及び、 ジスル フィド結合型 HLA-G二量体の効率的な製造方法を提供することができる。  According to the present invention, it is possible to provide a pharmaceutical composition (particularly, a pharmaceutical composition having an excellent immune cell activation-inhibiting action), which is a novel use of HLA-G dimer, and disulfide-binding HLA An efficient method for producing a -G dimer can be provided.
また本発明によれば、 上記医薬組成物を含む各種治療薬及び予防薬、 例えば、 アレルギー性疾患 (喘息、 アトピー性皮膚炎、 アレルギー性鼻炎など) 、 炎症性 疾患、 若しくは不妊 (不妊症) の予防及び Z又は治療薬、 並びに、 臓器移植、 骨 髄移植又は再生医療に用いる免疫抑制治療薬を提供することができる。  Further, according to the present invention, various therapeutic agents and preventive agents containing the above pharmaceutical composition, for example, allergic diseases (such as asthma, atopic dermatitis, allergic rhinitis), inflammatory diseases, or infertility (infertility) Prophylactic and Z or therapeutic agents, and immunosuppressive therapeutic agents for use in organ transplantation, bone marrow transplantation or regenerative medicine can be provided.
さらに本発明によれば、 ジスルフィド結合型 HLA-G二量体の有効量を患者に 投与することを特徴とする炎症性疾患の治療及び Z又は予防方法や、 ヒト又は非 ヒト哺乳動物にジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体の有効量を投与することを特 徴とする炎症の制御及び/又は抑制方法を提供することができる。 配列表フリーテキスト  Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for treating and / or preventing an inflammatory disease characterized by administering an effective amount of a disulfide-bonded HLA-G dimer to a patient, and disulfide in a human or non-human mammal. It is possible to provide a method for controlling and / or suppressing inflammation, which comprises administering an effective amount of a conjugated HLA-G dimer. Sequence listing free text
配列番号 3 :合成べプチド Sequence number 3: Synthetic peptide

Claims

請求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . HLA-G二量体を含むことを特徴とする医薬組成物。 1. A pharmaceutical composition comprising an HLA-G dimer.
2 . 免疫細胞の活性化抑制作用を有するものである、 請求項 1記載の組成物。  2. The composition according to claim 1, which has an activity of suppressing activation of immune cells.
3 . HLA-G二量体は HLA-G同士が分子間ジスルフイド結合により連結されたも のである、 請求項 1記載の組成物。 3. The composition according to claim 1, wherein the HLA-G dimer is one in which HLA-Gs are linked by an intermolecular disulfide bond.
4 . HLA-Gが以下の (a)又は (b)のタンパク質であり、 分子間ジスルフイ ド結合が 配列番号 2に示されるァミノ酸配列中の第 4 2番目のシスティン残基間で形 成されたものである、 請求項 3記載の組成物。 4. HLA-G is the following protein (a) or (b), and an intermolecular disulfide bond is formed between the 4th and 2nd cysteine residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. The composition according to claim 3, wherein
(a) 配列番号 2に示されるアミノ酸配列を含むタンパク質。  (a) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2;
(b) 配列番号 2に示されるアミノ酸配列において第 4 2番目のアミノ酸 を除く 1若しくは数個のアミノ酸が欠失、 置換若しくは付加されたアミノ酸 配列を含み、 かつ白血球 Ig様受容体 (LILR) 及び Z又は CD8との結合活性を 有するタンパク質  (b) comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids except the fourth amino acid in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 have been deleted, substituted or added, and leukocyte Ig-like receptor (LILR) and Protein with binding activity to Z or CD8
5 . 請求項 1記載の医薬組成物を含有することを特徴とする、 アレルギー性疾患 の予防及び Z又は治療薬。 5. A preventive and Z or therapeutic agent for allergic diseases, comprising the pharmaceutical composition according to claim 1.
6 . 請求項 1記載の医薬組成物を含有することを特徴とする、 アトピー性皮膚炎、 喘息、 アレルギー性鼻炎、 炎症性疾患若しくは不妊の予防及び/又は治療薬。 6. A preventive and / or therapeutic agent for atopic dermatitis, asthma, allergic rhinitis, inflammatory disease or infertility, comprising the pharmaceutical composition according to claim 1.
7 . 請求項 1記載の医薬組成物を含有することを特徴とする、 臓器移植、 骨髄移 植又は再生医療に用いる免疫抑制治療薬。 7. An immunosuppressive therapeutic agent for organ transplantation, bone marrow transplantation or regenerative medicine, comprising the pharmaceutical composition according to claim 1.
8 . HLA-Gを含む溶液中に還元剤を添加することを特徴とする、 ジスルフイ ド 結合型 HLA-G二量体の製造方法。  8. A method for producing a disulfide-linked HLA-G dimer, which comprises adding a reducing agent to a solution containing HLA-G.
9 . 還元剤がジチオトレイトール (DTT) である、 請求項 8記載の製法。  9. The process according to claim 8, wherein the reducing agent is dithiothreitol (DTT).
1 0 . HLA-G溶液中の: BLA-G単量体の濃度力 S0.1〜: lOmg/mLであり、 かつ当該 溶液に対する還元剤の添加濃度が 0.1〜: lOmMである、 請求項 8記載の方法。 10. In HLA-G solution: concentration power of BLA-G monomer S0.1 ~: lOmg / mL, and addition concentration of reducing agent to the solution is 0.1 ~: lOmM. The method described.
1 1 . ヒト又は非ヒ ト哺乳動物にジスルフィ ド結合型 HLA-G二量体の有効量を 投与することを特徴とする、 炎症の制御及び Z又は抑制方法。 1 1. A method for controlling and / or inhibiting inflammation, comprising administering an effective amount of a disulfide-binding HLA-G dimer to a human or non-human mammal.
1 2 . ジスルフィド結合型 HLA-G二量体の有効量を患者に投与することを特徴 とする、 炎症性疾患の治療及び Z又は予防方法。  1 2. A method for treating and / or preventing an inflammatory disease, which comprises administering an effective amount of a disulfide-bonded HLA-G dimer to a patient.
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