WO2009104736A1 - 組織アミロイドプラーク親和性抗体及びそれを用いた医薬組成物 - Google Patents

組織アミロイドプラーク親和性抗体及びそれを用いた医薬組成物 Download PDF

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WO2009104736A1
WO2009104736A1 PCT/JP2009/053029 JP2009053029W WO2009104736A1 WO 2009104736 A1 WO2009104736 A1 WO 2009104736A1 JP 2009053029 W JP2009053029 W JP 2009053029W WO 2009104736 A1 WO2009104736 A1 WO 2009104736A1
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monoclonal antibody
antibody
seq
protein
amyloid
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PCT/JP2009/053029
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武 田平
軍 王
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財団法人ヒューマンサイエンス振興財団
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/18Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/505Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising antibodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2317/00Immunoglobulins specific features
    • C07K2317/50Immunoglobulins specific features characterized by immunoglobulin fragments
    • C07K2317/56Immunoglobulins specific features characterized by immunoglobulin fragments variable (Fv) region, i.e. VH and/or VL

Definitions

  • the present invention is an antibody against amyloid ⁇ 1-42 protein, which is known as a cause of Alzheimer and the like, and more specifically has high affinity for amyloid peptide (aggregate) bound to plaque such as senile plaque. , Monoclonal antibodies, and pharmaceutical compositions using the same.
  • Alzheimer is a type of memory impairment found in people over the age of 60.
  • amyloid ⁇ (hereinafter referred to as A ⁇ ) protein is deposited in brain tissue as the function of the anti-deposition enzyme decreases. It has become clear.
  • Immunotherapy includes so-called active immunization in which an antigen is immunized from the outside and the immunized subject itself makes an antibody, and passive immunity in which a prepared antibody is administered to the human body.
  • Alzheimer's treatment active immunization was first attempted to immunize patients with A ⁇ protein (A ⁇ 1-42 ) together with an immunosensitizer (adjuvant), but the side effect of meningoencephalitis has emerged. There is a history that clinical trials were discontinued.
  • this meningoencephalitis is not a direct cause of antibodies to A ⁇ protein, but an autoimmune disease caused by so-called cellular immunity involving T cells and killer cells caused by antigen administration. (Non-Patent Document 1).
  • This TAPIR is an indicator of the strength of antibody affinity for “A ⁇ protein deposited in brain tissue to form plaques”.
  • TAPIR antibody having a high TAPIR has not been obtained.
  • the A ⁇ protein is a peptide composed of 40 to 42 amino acids formed by cutting a membrane binding site from an A ⁇ protein precursor (A ⁇ PP) by ⁇ secretase and ⁇ secretase.
  • a ⁇ PP A ⁇ protein precursor
  • a ⁇ 1-40 consisting of amino acids up to position 1
  • a ⁇ 1-42 consisting of amino acids from position 1 to position 42.
  • a ⁇ 1-40 is abundant in the center of plaques such as senile plaques in Alzheimer et al.
  • a ⁇ 1-42 is abundant in the peripheral region of the plaque.
  • a ⁇ that deposits around the blood vessels is coming found that A ⁇ 1-40 is often.
  • an antibody having a high affinity for A ⁇ 1-42 but a low affinity for A ⁇ 1-40 can function as a TAPIR antibody, while causing no side effects such as cerebral hemorrhage. It is expected to be an effective preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of amyloid protein on brain tissue and the like.
  • the present inventors accidentally changed A ⁇ 1-40 from hybridomas using spleen cells derived from animals immunized with A ⁇ 1-42 peptide.
  • a ⁇ 1-42 has been successfully obtained, and surprisingly, this monoclonal antibody has a stronger affinity for multimers and aggregates than A ⁇ 1-42 alone.
  • TPIR antibody monoclonal antibody
  • Heavy chain hypervariable region 1 SEQ ID NO: 1
  • Heavy chain hypervariable region 2 SEQ ID NO: 2
  • Heavy chain hypervariable region 3 SEQ ID NO: 3
  • Light chain hypervariable region 1 SEQ ID NO: 4
  • Light chain hypervariable region 2 SEQ ID NO: 5
  • Light chain hypervariable region 3 SEQ ID NO: 6
  • ⁇ Third invention> Among the amino acid sequences of the monoclonal antibodies described in the first invention or the second invention, one or several amino acid sequences are deleted, substituted, added and / or inserted, and the following (A) or A monoclonal antibody characterized by having affinity for at least one of (B).
  • ⁇ Fifth invention> The monoclonal antibody according to any one of the first to fourth inventions, wherein the constant region is derived from a human monoclonal antibody or a mouse monoclonal antibody.
  • ⁇ Sixth invention> The monoclonal antibody according to any one of the first to fifth inventions, wherein the affinity for amyloid ⁇ 1-42 protein is a dissociation constant of 0.01 ⁇ 10 ⁇ 11 to 9 ⁇ 10 ⁇ 11 .
  • a pharmaceutical composition comprising the monoclonal antibody of any one of the first to sixth inventions as an active ingredient.
  • a preventive or therapeutic agent for diseases caused by amyloid protein deposition comprising the monoclonal antibody according to any one of the first to sixth inventions as an active ingredient.
  • ⁇ Ninth Invention> 9 The disease preventive or therapeutic agent according to claim 8, wherein the disease caused by amyloid protein deposition is Alzheimer's disease.
  • the monoclonal antibody of the present invention has a strong affinity for A ⁇ known as the cause of Alzheimer and the like, in particular, A ⁇ 1-42 deposited in brain tissue and forming senile plaque (plaque). It has the characteristic that it does not bind so much. Therefore, it can be used as a prophylactic or therapeutic agent for diseases caused by deposition of amyloid protein in brain tissue or the like such as Alzheimer without side effects such as cerebral hemorrhage and encephalomyelitis.
  • the monoclonal antibody of the present invention as the aggregation property of A ⁇ 1-42 increases, recognizes and dissolves better or prevents the formation of the aggregation, while free A ⁇ 1-42 is released before deposition.
  • FIG. It is a figure which shows the mode of the staining of the senile plaque resulting from the antibody of Example 1 and Comparative Example 2. It is a figure which shows the dyeing
  • FIG. It is a figure which shows the result of the affinity test with respect to various A (beta) peptides of the antibody of Example 1 and the comparative example 2 by a dot blot and a Western blot. It is a figure which shows the result of the affinity test with the various A (beta) precursor of the antibody of Example 1 and Comparative Example 4 by Western blot.
  • FIG. It is a figure which shows the dyeing
  • FIG. It is a figure which shows the result (fluorescence photograph) of the aggregation inhibition (prevention) test of A (beta) 1-42 by the antibody of Example 1, and control (PBS).
  • FIG. 4 is a diagram showing the result of quantitative analysis of the area ratio occupied by amyloid deposits in FIG. 4-A for each hippocampus and cerebral cortex. It is a figure which shows the result of the Western blot analysis of the A (beta) oligomer of the TBS fraction of a brain. The results of immunofluorescence staining of brain sections of mice treated with the antibody of Example 1 (upper row) or control mice (lower row) were conducted to examine whether the antibody of Example 1 3.4A10 entered the brain.
  • FIG. 4 is a diagram showing the result of quantitative analysis of the area ratio occupied by amyloid deposits in FIG. 4-A for each hippocampus and cerebral cortex. It is a figure which shows the result of the Western blot analysis of the A (beta) oligomer of the TBS fraction of a brain. The results of immunofluorescence staining of brain sections of mice treated with the antibody of Example 1 (upper row) or control mice (lower row) were conducted to examine whether the antibody of Example 1 3.4
  • FIG. 6 Shows the results of immunofluorescence staining of brain sections performed to examine the number of microglia surrounding senile plaques in the treatment group (3.4A10-positive senile plaques) and non-treatment group (3.4A10-negative senile plaques), respectively.
  • FIG. 6 It is a figure which shows the result of having measured the number of microglia of FIG.
  • a in FIG. 6 is a view showing the results of examining the brain lymphocyte infiltration by staining the brain of a mouse treated with the antibody of Example 1 with hematoxylin and eosin.
  • B in FIG. 6 is a diagram showing the results of examining the lymphocyte infiltration of brains of untreated mice by staining with hematoxylin and eosin.
  • FIG. 6 shows the results of examining the brain lymphocyte infiltration by immunostaining the brain of a mouse treated with the antibody of Example 1 with the CD3e antibody of Reference Example 1 which is a T cell marker. It is. D in FIG. 6 shows the results of examining the brain lymphocyte infiltration by immunostaining the brain of an untreated mouse with the CD3e antibody of Reference Example 1 which is a T cell marker. E in FIG. 6 is a graph showing the results of examining the brain lymphocyte infiltration by immunostaining the brain of a mouse treated with the antibody of Example 1 with the CD19 antibody of Reference Example 2 as a B cell marker. It is. F in FIG.
  • FIG. 6 shows the results of examining the brain lymphocyte infiltration by immunostaining the brain of an untreated mouse with the CD19 antibody of Reference Example 2 which is a B cell marker.
  • G in FIG. 6 is a diagram showing the result of Berlin blue staining of the brain of a mouse treated with the antibody of Example 1.
  • FIG. H in FIG. 6 is a diagram showing the result of staining the brain of an untreated mouse with Berlin Blue.
  • FIG. 7 is a diagram showing the sequence of an example of the amino acid sequence of the CDRs of SEQ ID NOs: 1 to 6 and the gene encoding the CDRs of SEQ ID NOs: 7 to 12. It is a figure showing the amino acid sequence of VH chain of sequence number 13, and VL chain of sequence number 14.
  • the monoclonal antibody of the present invention has heavy chain and light chain variable regions (hereinafter referred to as “VH (region or chain)” or “VL (region or chain)”) having the following hypervariable regions (hereinafter referred to as “CDR”). It is described as “.”).
  • VH region or chain
  • VL region or chain
  • CDR hypervariable regions
  • Heavy chain hypervariable region 1 SEQ ID NO: 1 Heavy chain hypervariable region 2 (VH CDR2): SEQ ID NO: 2 Heavy chain hypervariable region 3 (VH CDR3): SEQ ID NO: 3 Light chain hypervariable region 1 (VL CDR1): SEQ ID NO: 4 Light chain hypervariable region 2 (VL CDR2): SEQ ID NO: 5 Light chain hypervariable region 3 (VL CDR3): SEQ ID NO: 6
  • Examples of the polynucleotide encoding the CDR include, but are not limited to, those shown in SEQ ID NOs: 7 to 12, for example.
  • VH CDR1 SEQ ID NO: 7
  • VH CDR2 SEQ ID NO: 8
  • VH CDR3 SEQ ID NO: 9
  • VL CDR1 SEQ ID NO: 10
  • VL CDR2 SEQ ID NO: 11
  • VL CDR3 SEQ ID NO: 12
  • variable region having the CDR include those in which VH is represented by SEQ ID NO: 13 and VL is represented by SEQ ID NO: 14.
  • Examples of the polynucleotide encoding such a VH chain and VL chain include SEQ ID NOs: 15, 16 and the like.
  • the polynucleotide refers to a purine base such as adenine (A) or guanine (G), a pyrimidine base such as thymine (T), uracil (U) or cytosine (C) or a modified base thereof.
  • a purine base such as adenine (A) or guanine (G)
  • a pyrimidine base such as thymine (T)
  • U uracil
  • C cytosine
  • Polynucleotides encoding these CDRs, VH chains, VL chains, etc. can be synthesized artificially or semi-artificially based on natural genes based on conventional methods using genetic engineering. It can also be obtained as cDNA or the like from antibody-producing cells obtained by immunizing these animals with human A ⁇ 1-42 or hybridomas using the same.
  • the monoclonal antibody referred to in the present invention includes so-called phage antibodies containing only VH chains and VL chains.
  • the amino acid sequence of the CDR in the monoclonal antibody is important, and the sequence other than the CDR is particularly limited. It is not a thing.
  • sequences other than CDR are the framework region (hereinafter referred to as FR) other than CDR in the variable region in each of the heavy chain and light chain, and the constant region (hereinafter referred to as CH region) of each heavy chain and light chain. Or CL region).
  • FR framework region
  • CH region constant region
  • amino acid sequences other than these CDRs are preferably those that do not cause an antibody reaction when administered to the human body, for example, those derived from human monoclonal antibodies, those derived from mouse monoclonal antibodies, and chimeric forms thereof. Among them, those derived from human monoclonal antibodies are preferred, and when made using such antibodies, they are called humanized monoclonal antibodies.
  • humanized monoclonal antibodies in particular, all sequences other than CDR are derived from human monoclonal antibodies, so-called fully humanized monoclonal antibodies are considered to have fewer side effects on the human body, Most preferred.
  • Examples of the constant region derived from a mouse monoclonal antibody include those represented by SEQ ID NO: 17 (CH chain) and SEQ ID NO: 18 (CL chain).
  • This constant region is obtained by modifying the hinge region sequence based on the known literature based on the known IgG2b mouse constant region sequence (GenBank accession number: J00461).
  • the constant region derived from a human monoclonal antibody may be any known region of a human monoclonal antibody.
  • Herceptin registered trademark, Chugai Pharmaceutical, Tokyo, Japan
  • other humanized antibodies already on the market are available.
  • the same constant region can be used.
  • a plasmid vector in which a constant region of a human monoclonal antibody has been incorporated in advance such as pMH-gpt (owned by Professor Takeshi Watanabe, Kyushu University)
  • the novel VH chain and VL used in the present invention are used.
  • a humanized monoclonal antibody can be obtained by binding the constant region of a human monoclonal antibody to a chain.
  • the monoclonal antibody of the present invention can be efficiently synthesized artificially or semi-artificially using a sequence extracted from the natural world according to a conventional method of synthesis using genetic engineering. As will be described later, it is also possible to screen an animal such as a mouse from an antibody immunized with human A ⁇ 1-42 . Hereinafter, these methods will be described in more detail.
  • (1) -a When producing a polynucleotide encoding CDR as a basic material
  • a polynucleotide encoding a CDR of SEQ ID NO: 1-6 required in the present invention such as SEQ ID NO: 7-12
  • a polynucleotide encoding “FR” and “C region” other than CDR is previously incorporated into an appropriate expression vector for animal cells. Since a plurality of such vectors are commercially available, they may be used.
  • the CDR-encoding polynucleotides are appropriately displayed on the vector so that when the vector is expressed, each corresponds to the position where the VH chain CDR1,2,3 and VL chain CDR1,2,3 should be. Incorporate using normal genetic engineering techniques.
  • genes encoding the H chain and the L chain may be expressed by being incorporated into the same vector, or may be expressed by being incorporated into separate vectors.
  • (1) -b When a polynucleotide encoding a VH chain and a VL chain is produced as a basic material, for example, the VH chain of SEQ ID NO: 13 and SEQ ID NO: 14 required in the present invention, such as SEQ ID NOS: 15 and 16, When a polynucleotide encoding a VL chain is used, first, a polynucleotide encoding a “C region” (CH chain and CL chain) is previously incorporated into an appropriate expression vector for animal cells.
  • a polynucleotide encoding a “C region” CH chain and CL chain
  • the polynucleotide encoding the VH chain and the VL chain is placed in a normal position at an appropriate position on the vector so that when the vector is expressed, it corresponds to the position where the VH chain and the VL chain should be. Incorporate using genetic engineering techniques.
  • the gene previously incorporated into the vector may be a VH chain and a VL chain instead of a CH chain and a CL chain, but in general, a VH chain and a VL chain are used rather than a CH chain and a CL chain. Since there is a high demand for change, many vectors in which a CH chain or a CL chain have been incorporated in advance are commercially available, and it is easy to use such a vector.
  • genes encoding the H chain and the L chain may be expressed in the same vector, or may be expressed separately by two vectors.
  • an expression vector for animal cells used in (1) known vectors can be used, and examples thereof include the following, but are not limited thereto.
  • the monoclonal antibodies of the manufacturing method of the present invention a monoclonal antibody of the present invention, as described above, by a conventional method by genetic engineering, can be efficiently produced, of course, the A [beta] 1-42 It can also be produced by a combination of conventional immunization techniques and screening.
  • the affinity of the indicator (binding target of test antibody) is a direct and reliable to use a multimeric or A [beta] 1-42 protein aggregates of A [beta] 1-42 protein
  • the selection of the A ⁇ 1-42 protein is carried out after selection (first stage screening) once with affinity for A ⁇ 1-42 (monomer).
  • affinity for the multimer or A ⁇ 1-42 protein aggregate is also a method for confirming the affinity for the multimer or A ⁇ 1-42 protein aggregate (second stage screening).
  • Another example of the monoclonal antibody of the present invention is one in which one or several amino acid sequences are deleted, substituted, added, and / or inserted among the amino acid sequences of the monoclonal antibodies described above, and It is a monoclonal antibody having an affinity for at least one of A) and (B).
  • one or several of the amino acid sequences of the monoclonal antibody described above may be used. Of amino acids may be deleted, substituted, added, and / or inserted.
  • substitutions that are not likely to alter the affinity for multimers or aggregates of A ⁇ 1-42 protein include substitution of one or several amino acid residues with amino acids that are chemically or structurally similar to the amino acid. Substitution etc. are mentioned.
  • amino acid substitutions that are chemically or structurally similar include the following, but are not necessarily limited thereto.
  • the A ⁇ 1-42 protein multimer refers to a water-soluble oligomer composed of two or more A ⁇ 1-42 proteins, and is particularly found in brain tissue of Alzheimer's disease.
  • the 10-12 dimer is exemplified as a preferable one.
  • An aggregate is a water-insoluble complex formed by aggregating two or more A ⁇ 1-42 proteins.
  • the monoclonal antibody of the present invention including free aggregates before being deposited in a tissue, is a coagulation.
  • the aggregates those having an affinity (TAPIR) for aggregates deposited in brain tissue are preferable.
  • “having affinity for at least one of the multimers or aggregates of the A ⁇ 1-42 protein” means that other amyloid proteins, fragments thereof, multimers and aggregates thereof, or A ⁇ It does not ask for the affinity for 1-42 monomers, and it may of course have an affinity for them.
  • the strength of affinity has the following differences.
  • a ⁇ PP (little binding) ⁇ A ⁇ 1-40 ⁇ A ⁇ 1-42 ⁇ A ⁇ 1-40 aggregates ⁇ A ⁇ 1-42 aggregates
  • the introduction position of amino acid deletion, substitution, addition, and / or insertion in the above-mentioned variant is specifically SEQ ID NO: 1 to 6 (CDR), SEQ ID NO: 13 (VH chain), or sequence It is performed in the sequence of number 14 (VL chain). This is because in the other positions, all the mutated ones correspond to the monoclonal antibodies of the first invention and the second invention.
  • mutants can be produced by a conventional method using genetic engineering.
  • Monoclonal antibodies of the present invention not only have an affinity for multimeric or A [beta] 1-42 protein aggregates of A [beta] 1-42 protein, affinity for A [beta] 1-42 protein (monomer), It has a property of being higher than the affinity for A ⁇ 1-40 protein (monomer).
  • the affinity (dissociation constant) for the A ⁇ 1-42 protein is preferably 0.01 ⁇ 10 ⁇ 11 to 9 ⁇ 10 ⁇ 11
  • the A ⁇ 1-40 protein is preferably 0.01 ⁇ 10 ⁇ 8 to 9 ⁇ 10 ⁇ 8 .
  • the monoclonal antibody (modified) of the present invention also preferably has a dissociation constant with respect to the A ⁇ 1-42 protein in the range of about 0.01 ⁇ 10 ⁇ 11 to 9 ⁇ 10 ⁇ 11 , more preferably
  • the dissociation constant for the A ⁇ 1-40 protein is preferably larger (that is, the affinity is low), for example, the dissociation constant is equal to or larger than 0.01 ⁇ 10 ⁇ 8 to 9 ⁇ 10 ⁇ 8 Is preferred.
  • the affinity for the tissue amyloid plaque can be evaluated by the dissociation constant for A ⁇ 1-42 .
  • the affinity of the monoclonal antibody of the present invention for A ⁇ 1-40 is more than the affinity for A ⁇ 1-42 in terms of preventing side effects such as cerebral hemorrhage.
  • the dissociation constant is preferably 0.01 ⁇ 10 ⁇ 8 to 9 ⁇ 10 ⁇ 8 as described above.
  • compositions or amyloid protein The content of the monoclonal antibody as an active ingredient in the preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of the pharmaceutical composition or amyloid protein on brain tissue or the like of the present invention varies depending on the dosage form, and is generally limited. However, in the range where various dosage forms are possible, it may be appropriately selected in relation to the dose. For example, in the case of a liquid preparation, it is preferably 0.0001 to 10 (w / v%), more preferably 0.00.
  • an agent it can be preferably prepared as 0.01 to 50 (w / w%), more preferably 0.02 to 20 (w / w%), but it is not necessarily limited to this range.
  • the dosage of the preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of the pharmaceutical composition of the present invention or amyloid protein on brain tissue or the like varies depending on the administration route, symptoms, age, weight, form of the preventive or therapeutic agent, etc.
  • the amount of the monoclonal antibody that is an active ingredient is preferably 0.005 to 500 mg, more preferably 0.1 to 100 mg per kg body weight of the subject in need of treatment, but for adults
  • the lower limit is preferably 0.01 mg (more preferably 0.1 mg) per day
  • the upper limit is preferably 20 g (more preferably 2000 mg, still more preferably 1000 mg, particularly preferably 700 mg) once or It is desirable to divide it into several times according to the symptoms.
  • the pharmaceutical composition of the present invention and the preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of amyloid protein on brain tissue or the like can contain other components as long as the preventive or therapeutic effect is not inhibited.
  • pharmaceutically acceptable carriers such as complete or incomplete adjuvants
  • excipients such as organic excipients and inorganic excipients
  • lubricants binding Agent
  • disintegrant stabilizing agent
  • stabilizing agent such as human albumin
  • flavoring agent diluent
  • surfactant surfactant
  • emulsifier solubilizer
  • absorption promoter moisturizer, adsorbent, filler, extender, moisturizing
  • the administration route of the preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of the pharmaceutical composition of the present invention or amyloid protein on brain tissue or the like includes intravenous administration such as oral administration, intravenous injection, intramuscular administration, transdermal administration, trans Examples include nasal administration, intradermal administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, intrarectal administration, mucosal administration, and inhalation. Intravenous administration such as intravenous injection is preferable because it is safe and keeps the blood concentration constant.
  • Dosage form examples of the dosage form of the pharmaceutical composition of the present invention and the preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of amyloid protein on brain tissue and the like include tablets, capsules, granules, powders, pills, troches, or syrups, Examples include injections.
  • the pharmaceutical composition of the present invention or the preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of amyloid protein on brain tissue or the like is a conventionally known preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of amyloid protein on brain tissue or other. It is good also as a mixture with the active ingredient.
  • the active ingredient include the following.
  • Acetylcholine degrading enzyme inhibitors Donepezil hydrochloride (chemical name: 1-benzyl-4- (5,6-dimethoxyindanon-2-yl) methylpiperidine, trade name “Aricept” (registered trademark), Eisai Co., Ltd., Japan)
  • Cholinesterase inhibitors Rivastigmine (inhibits both acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase, Exelon®, Novartis, Japan)
  • Neurotrophic factor neurotrophin: NGF (Nerve Growth Factor), BDNF (Brain-derived neurotrophic factor), NT-3 (Neurotrophin-3), NT-4 (Neurotrophin-4), CNTF (ciliary neurotrophic factor), GDNF (glial cell line-derived neurotrophic factor) )
  • NGF Neve Growth Factor
  • BDNF Brain-derived neurotrophic factor
  • NT-3 Neurotrophin-3
  • NT-4 Neurotrophin-4
  • CNTF ciliary neurotrophic factor
  • GDNF glial cell line-derived neurotrophic factor
  • the pharmaceutical composition of the present invention in particular, a disease to be prevented or treated by a preventive or therapeutic agent for a disease caused by deposition of amyloid protein on brain tissue or the like includes Alzheimer, amyloidosis, Parkinson's disease, Levy Examples include body disease and retinal degeneration.
  • the monoclonal antibody of the present invention was produced by the following method.
  • mice Female Balb / c mice were purchased from Chubu Scientific Materials (Nagoya, Japan), and amyloid precursor protein (A ⁇ PP) transgenic mice Tg2576 mice were purchased from Taconic Farm (Germantown, New York). Mice were housed in plastic cages, food was CE2 (Japan Claire), water was freely drinkable, and the light and dark conditions were adjusted for a 12-hour cycle. All animal experiments were carried out in accordance with laboratory animal guidelines with the approval of the National Longevity Medical Center Animal Experiment Ethics Committee.
  • a ⁇ PP amyloid precursor protein
  • the spleen was aseptically removed, and the spleen cells and myeloma cell line P3-X63-Ag8.653 (RIKEN Biosource Center CELL BANK, cell number RCB0146, RIKEN, Japan) 5: Fused in the presence of 50% (w / v) polyethylene glycol (Hybri-Max®, molecular weight 1450, Sigma Aldrich, Saint Louis, Missouri, USA) in a ratio of 1 to 96-well plates (Becton Dickinson, 100 ⁇ l / well was added to each of Franklin Lakes and New Jew Jersey, and 100 ⁇ l of medium containing 2 ⁇ HAT (Hybri-Max®) was added after 2 days for selection.
  • Hybri-Max® polyethylene glycol
  • hybridomas were performed using the affinity for free A ⁇ 1-42 not deposited in the tissue as an index. After 5 lines of cell fusion using 5 mouse spleens, when the best-growing wells reached 10-25% density, 100 ⁇ l of the culture supernatant was taken and positive by ELISA Clones were screened.
  • a 96-well ELISA plate was coated overnight at 4 ° C. with 100 ⁇ l of 55 mM NaHCO 3 (pH 9.0) in which 4 ⁇ g / ml A ⁇ 1-42 was dissolved. After washing twice with 20 mM Tris-hydrochloric acid pH 7.4 containing 150 mM NaCl and 0.05% Tween20, TBS-T lysis (blocking buffer) with 1% bovine serum albumin and 2% normal goat serum was used for 1 hour at room temperature. Blocking was performed.
  • the plate was washed twice with TBS-T (Tris buffer supplemented with Tween 20: pH 7.4) and allowed to react with 100 ⁇ l of the hybridoma culture supernatant for 2 hours at room temperature. After washing 4 times with TBS-T (pH 7.4), 100 ⁇ l of 2,000-fold diluted blocking buffer plus goat anti-mouse IgG + IgM (H & L) (American Qualex, Sam Clemente, California) was incubated for 2 hours at room temperature .
  • TBS-T Tris buffer supplemented with Tween 20: pH 7.4
  • TBS-T (pH 7.4) plate was washed four times, 100 ⁇ l of SureBlue®Reserve® (registered trademark) TBM®Microwell®Peroxidase® (KPL, Baltimore, Maryland) was added, and color was allowed to develop in the dark at room temperature for 30 minutes.
  • SureBlue®Reserve® registered trademark
  • TBM®Microwell®Peroxidase® KPL, Baltimore, Maryland
  • TMB stop solution 100 ⁇ l of TMB stop solution (KPL) was added and the plate was loaded on a microplate reader (Bio-Rad, Hercules, California) at a wavelength of 450 nm.
  • the antibody isotype was examined using a mouse IgG ⁇ ⁇ isotyping ELISA kit (BD Bioscience, Pharmingen). Among the antibodies obtained from 8 positive hybridomas, one cell line secreting an IgG2b type antibody was found. Obtained. Others were IgM.
  • This antibody obtained from the cell line secreting IgG2b type antibody is hereinafter referred to as 3.4A10.
  • 0.5 ml pristane (Sigma-Aldrich, Missouri, USA) was injected into the peritoneal cavity of 6-8 week old Balb / c mice, and one week later the hybridoma was injected.
  • Hybridoma cells were washed twice with PBS to remove fetal bovine serum, and then adjusted to 5 ⁇ 10 6 cells / ml PBS.
  • the 2 ml was injected into the abdominal cavity of the mouse and waited for 2 weeks for ascites to accumulate. If ascites did not accumulate, another hybridoma cell was injected. Ascites was collected every 3 days using a 16-gauge needle until ascites ceased or the mouse died. Ascites was spun down at 1500 xg for 10 minutes at room temperature. The supernatant was taken and stored at 4 ° C.
  • Monoclonal antibodies were purified using the Affi-Gel Protein AMAPS® II kit (Bio-Rad) using the AKTA® FPLC system (Amercham Bioscience, Uppsala).
  • the purified monoclonal antibody was dialyzed against PBS. After 4 times of dialysis, it was passed through a 0.22 ⁇ m filter (MILLEX®-GV-PVDF Syringe driven filter unit, Millipore, Cork). The protein concentration was measured using BCA (registered trademark) protein-assay-kit (Pierce Biotechnology, Rockford, IL, USA) and bovine gamma globulin (Pierce Biotechnology, Rockford, IL, USA) as a standard. Endotoxin was removed with ProteoSpin (registered trademark) endotoxin removal kit (Norgen Biotek, Ontario, Canada) for bioadministration.
  • BCA registered trademark protein-assay-kit
  • bovine gamma globulin Pieris Biotechnology, Rockford, IL, USA
  • Example 1 After washing with TBS-T, the antibody of Example 1 (3.4A10) or adjusted to a concentration of 1 ⁇ g / ml with blocking buffer (containing 5% skim milk, TBS solution, 0.4% Triton X-100 and 10% normal horse serum) or The antibody (4G8) of Comparative Example 2 was incubated at room temperature for 1 hour.
  • blocking buffer containing 5% skim milk, TBS solution, 0.4% Triton X-100 and 10% normal horse serum
  • 3.4A10 obtained in the first stage screening was a TAPIR antibody.
  • SEQ ID NO: 19 V chain amino acid sequence of 3.4A10
  • Sequence number 20 V chain gene sequence of 3.4A10
  • SEQ ID NO: 21 L chain amino acid sequence of 3.4A10
  • Sequence number 22 The light chain gene sequence of 3.4A10
  • Reference Example 1 Hamster anti-mouse CD3e monoclonal antibody (monoclonal antibody recognizing CD3e, a mouse T cell antigen. BD Bioscience Pharmingen, Samdose, California)
  • Rat anti-mouse CD19 monoclonal antibody (a monoclonal antibody that recognizes CD19, a mouse B cell antigen. BD Bioscience Pharmingen, Samdose, California)
  • a ⁇ peptide and amyloid precursor protein (A ⁇ PP) by dot blot and Western blot: In order to investigate the recognition epitope of the antibody (3.4A10) of Example 1, first, the affinity with various A ⁇ peptide fragments was examined (dot blot and Western blot-1), and then the affinity with A ⁇ precursor was also examined. (Western blot-2 and A ⁇ PP gene-introduced SH-SY5Y living cell staining test).
  • a ⁇ 1-28 and A ⁇ 34-42 were purchased from Sigma-Aldrich (Missouri, USA), and A ⁇ 25-35 , A ⁇ 1-40 and A ⁇ 1-42 were purchased from Peptide Institute (Osaka, Japan). 4309-v, 4307-v, and 4349-v, Peptide Institute, Osaka, Japan).
  • a ⁇ peptide was dissolved in DMSO at a concentration of 1 mM and diluted with PBS to a concentration of 4 ⁇ g / ml.
  • a 100 ⁇ l solution of each peptide was transferred to a 0.2 ⁇ m nitrocellulose transfer membrane (Whatman GmbH, Dassel, Germany) using a dot blot apparatus (Bio-Rad), and 30% room temperature with 5% skim milk dissolved in TBS. It was made to act.
  • 3.4A10 monoclonal antibody of the present invention
  • 4G8 adjusted to a concentration of 1 ⁇ g / ml with StartingBlocking (registered trademark) T20 blocking buffer (TBS containing Tween 20, Pierce Biotechnology, Rockford, IL, USA) (A known antibody of Comparative Example 2) was applied and incubated at room temperature for 1 hour. Thereafter, it was washed 3 times with TBS-T, and goat anti-mouse IgG (H & L) -HRPO (American Qualex) diluted 1: 2000 with blocking buffer was allowed to act at room temperature for 1 hour. After washing, color was developed with a chemiluminescent test agent (PerkinElmer, Boston). HRPO is horseradish peroxidase.
  • Example 1 As a result, 3.4A10 in Example 1 was detected in the order of A ⁇ 1-42 , A ⁇ 1-40 and A ⁇ 1-28 ((1) in FIG. 2-A), but A ⁇ 25-35 and A ⁇ 34 were detected. -42 was not detected (data not shown). On the other hand, in 4G8 used as a positive control, A ⁇ 1-28 , A ⁇ 1-40 , and A ⁇ 1-42 were detected at the same concentration ((2) in FIG. 2-A).
  • Secreted A ⁇ PP ⁇ , immature A ⁇ PP, and mature A ⁇ PP cleaved with ⁇ -secretase are cells obtained by introducing human wild-type A ⁇ PP gene into human neuroblastoma SH-SY5Y cells (Takeda, National Longevity Medical Center Research Institute). (Adjusted by Dr. Kazuya)
  • 3.4A10 introduced a human wild-type A ⁇ PP gene into human neuroblastoma SH-SY5Y, and when the eluate was developed on SDS-PAGE, denatured secreted A ⁇ PP ⁇ (sA ⁇ PP ⁇ ), It did not react with immature A ⁇ PP and mature A ⁇ PP.
  • Wild-type human A ⁇ PP was introduced into human neuroblastoma SH-SY5Y cells in an expression plasmid.
  • TAPIR antibody does not react with natural A ⁇ PP or denatured A ⁇ PP. Therefore, the above results also confirmed that the monoclonal antibody 3.4A10 of the present invention of Example 1 is a kind of TAPIR antibody.
  • Example 1 (Examination of epitope by Biacore) Using Biacore, the affinity of the antibody of Example 1 (3.4A10) for A ⁇ 1-40 and A ⁇ 1-42 was examined. For comparison, the comparative antibody was also examined. A ⁇ 1-40 and A ⁇ 1-42 freshly adjusted with 10 mM sodium acetate, pH 4.0 were immobilized on a CM5 sensor chip (Biacore AB, Uppsala) and analyzed with a Biacore J system. In epitope competition analysis, CM5 chip immobilized with A ⁇ 1-42 was allowed to act on 3.4A10 diluted with PBS to 200 ⁇ g / ml for 5 minutes at a flow rate of 30 ⁇ l / min, then 3.4A10 (Example 1) and 6E10.
  • the Biacore coupling curve was considered as 1: 1 correspondence and analyzed using BIA evaluation software.
  • a control was added with PBS containing no antibody.
  • a control was added with PBS containing no antibody.
  • 3.4A10 decreased the amount of control (PBS) aggregation by about 22.3 ⁇ 3.48% (decreased amount) (FIG. 3-B).
  • mice in the treatment group died of unknown cause after 4 injections, so 3 mice in the treatment group and 4 mice in the control group were examined.
  • mice After 8 weeks of treatment, the mice were anesthetized with diethyl ether, blood was collected from the heart, and then euthanized by cervical dislocation. The unilateral cerebral hemisphere was fixed overnight at 4 ° C with 4% paraformaldehyde, washed with PBS, immersed in sucrose solution with gradually increasing concentration, dehydrated, and then placed in OCT (Sakura Finetechnical, Tokyo). Embedded.
  • Blocking TBS containing normal animal serum derived from the same animal species as 5% skim milk, 0.4% TritonX, 100, 10% secondary antibody after preparing a frozen section of 9 ⁇ m in thickness using Leica Cryostat CM1850, washed with PBS Blocking was performed by incubating with a buffer at room temperature for 30 minutes. Incubate with the following primary antibody for 2 hours at room temperature, wash with TBS-T, incubate with biotin-conjugated secondary antibody for 2 hours at room temperature, wash again with TBS-T, and avidin-biodin HRP / DAB method Stained by
  • Quantitative analysis of amyloid accumulation was performed using Winroof's software (version 5.7, Tsubame Mitani Corporation, Fukui, Japan), and the total cerebral cortex and hippocampus were expressed as a ratio of A ⁇ accumulation area to total brain area. Three sections were counted per mouse, and the average value of the group was calculated from the average value.
  • the area ratio occupied by amyloid deposits was 0.31 ⁇ 0.09% for the cerebral cortex and 0.59% ⁇ 0.08% for the hippocampus, significantly less than the controls 0.72 ⁇ 0.23% and 0.99 ⁇ 0.25%, respectively. p ⁇ 0.05) (FIG. 4-B).
  • a ⁇ 1-42 and A ⁇ 1-40 in brain tissue fluid were further quantified by ELISA.
  • TBS soluble fraction 1 ml TBS containing a complete proteolytic enzyme inhibitor and 20 ⁇ g / ml pepstatin A (Roche) was added to the mouse cerebral hemisphere of the treatment group and the control group, homogenized, and Optima TLX ultracentrifuge (Beckman-Coulter, Fullerton And centrifuged at 100,000 g for 1 hour at 4 ° C., and the supernatant was used as a TBS soluble fraction.
  • the amount of A ⁇ was measured for the SDS-soluble fraction and the formic acid-soluble fraction using a ⁇ -amyloid ELISA kit (Wako).
  • the supernatant was a standard diluent supplied with the ELISA kit, and diluted 1: 2000 for A ⁇ 1-40 and 1: 400 for A ⁇ 1-42 .
  • the value obtained was corrected by wet brain weight and expressed in nmol / g brain.
  • a ⁇ X-42 represents a set of A ⁇ -derived fragments containing at least the terminal (42th) amino acid of A ⁇ 1-42 .
  • a ⁇ X-40 represents a set of A ⁇ -derived fragments containing at least the terminal (40th) amino acid of A ⁇ 1-40 .
  • the monoclonal antibody of the present invention exerts a therapeutic effect on A ⁇ 1-42 more than A ⁇ 1-40 . This suggests that the treatment with the monoclonal antibody of the present invention is unlikely to cause the side effect of cerebral hemorrhage due to the binding of the antibody to vascular amyloid (A ⁇ 1-40 ).
  • the A ⁇ oligomer was detected by Western blotting of the TBS soluble fraction as follows.
  • Alexa594 (red) -labeled donkey anti-mouse IgG antibody (3.4A10 detection antibody) diluted 1: 500 with PBS solution (containing 1% BSA and 10% normal donkey serum) or 1 : 500 diluted Alexa488 (green) labeled donkey anti-rabbit IgG antibody (Molecular Probes) (antibody for detection of rabbit anti-total A ⁇ antibody) for 1 hour at room temperature, washed twice with PBST and once with PBS Olympus IX70 (Olympus , Tokyo, Japan) Observation with a microscope and recording with Nikon digital camera DXM1200F (Nikon, Tokyo, Japan).
  • microglia brain sections were stained with 1 ⁇ g / ml of Iba-1 (green) anti-microglia polyclonal rabbit antibody (National Institute of Neuroscience, Prof. Imai). As described above, each was detected with Alexa488-labeled donkey anti-rabbit IgG antibody and Alexa594-labeled donkey anti-mouse IgG antibody diluted 1: 500 in PBS solution (containing 1% BSA, 10% normal donkey serum). The number of microglia associated with 3.4A10-positive senile plaque and 3.4A10-negative senile plaque was counted, and the average values were compared.
  • the antibodies against CD3e and CD19 were used at a concentration of 1 ⁇ g / ml. Tissues were counterstained with hematoxylin.
  • Berlin blue staining Berlin blue staining was used to detect bleeding lesions in the mouse brain.
  • An injection powder containing the antibody of the present invention is prepared with the following composition. 150 mg of the antibody of Example 1 Trehalose 130mg L-histidine 3mg
  • An injection is prepared by adding 7.2 ml of JP injection water and 250 ml of JP physiological saline as a diluent to dissolve the powder of Example 2 in an ampoule.
  • the monoclonal antibody of the present invention can be used as a preventive or therapeutic agent for diseases caused by deposition of amyloid protein, such as Alzheimer, on brain tissues and the like without side effects such as cerebral hemorrhage and encephalomyelitis.

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Abstract

【課題】老人斑等のプラーク周辺に沈着したAβ1-42に対する親和性が強いTAPIR抗体を提供すること。 【解決手段】重鎖及び軽鎖の可変領域が、下記の超可変領域を有することを特徴とする、モノクローナル抗体である。 重鎖超可変領域1:配列番号1 重鎖超可変領域2:配列番号2 重鎖超可変領域3:配列番号3 軽鎖超可変領域1:配列番号4 軽鎖超可変領域2:配列番号5 軽鎖超可変領域3:配列番号6

Description

組織アミロイドプラーク親和性抗体及びそれを用いた医薬組成物
本発明は、アルツハイマー等の原因として知られている、アミロイドβ1-42蛋白質に対する抗体であって、更に詳しくは、老人斑等のプラークに結合したアミロイドペプチド(凝集体)等に対する親和性の高い、モノクローナル抗体,及びそれを利用した医薬組成物に関するものである。
アルツハイマーは、60歳以上の人に見られる、記憶障害の一種である。
このアルツハイマーについての研究の結果、アミロイドβ(以下、Aβと記載する。)蛋白質が、沈着防止酵素の機能低下に伴って、脳組織へ沈着する事が、この疾病の主な原因であることが、明らかとなって来た。
そこで、Aβ蛋白質に関連する免疫療法が、種々、研究・開発されている。
免疫療法には、抗原を外から人体に免疫し、免疫対象自身に抗体を作らせる、いわゆる能動免疫と、予め用意した抗体を人体に投与する、受動免疫がある。
アルツハイマーの治療に関しては、最初に、Aβ蛋白(Aβ1-42)を、免疫増感剤(アジュバント)とともに患者に免疫する能動免疫が試みられたが、髄膜脳炎という副作用が出現してしまったため、臨床試験が中止されたという経緯がある。
しかしながら、この臨床試験において、人体で実際に記憶障害の改善効果が見られる事も同時に判明し、副作用さえなければ、免疫療法は、アルツハイマー等の有用な治療方法であるということが確認された。
その後の調査で、この髄膜脳炎は、Aβ蛋白質に対する抗体が直接の原因という訳では無く、抗原投与によって引き起こされた、T細胞やキラー細胞が関与するいわゆる細胞性免疫による、自己免疫疾患であることが分かってきた(非特許文献1)。
そこで、細胞性免疫の活性化を伴わない、受動免疫に注目が集まり、アルツハイマー治療用の抗体が、各種、研究・開発されるようになってきている。
ところで、能動免疫に関する臨床試験の追跡調査の過程で、免疫療法を受けた患者の血清における、Aβ蛋白質に対する抗体価(抗Aβ抗体価)が、必ずしも、記憶障害の改善効果に相関しておらず、むしろ、組織アミロイドプラーク免疫反応性(TAPIR)と言う新たな指標が、この改善効果との相関が高いことが明らかとなってきた(非特許文献2)。
このTAPIRとは、「脳組織に沈着してプラークを形成しているAβ蛋白質」に対する、抗体の親和性の強さの指標である。
つまり、単に、Aβ蛋白質やその分解生成物であるAβペプチド等に対する親和性がある抗体があれば良いというものでは無く、「脳組織に出来たプラーク(老人斑)を形成するAβ蛋白質」に対する結合力が強い抗体が多く産生している場合ほど、認知機能の改善効果が高かったのである。
しかし、その後の、各種のAβ抗体開発においても、TAPIRの高いいわゆるTAPIR抗体は、得られていないのが現状であった。
ところで、Aβ蛋白質とは、Aβ蛋白質前駆体(AβPP)から、βセクレターゼとγセクレターゼによって膜結合部位が切り出されて出来る、40~42アミノ酸からなるペプチドであり、主にAβの第1位から40位までのアミノ酸からなるAβ1-40と、第1位から42位までのアミノ酸からなるAβ1-42の二種が知られている。
そして、アルツハイマー等における老人斑等のプラークの中心には、Aβ1-40が多く、プラークの周辺部位には、Aβ1-42が多い事も分かってきた。
一方、血管の周りに沈着するAβ(血管アミロイド)は、Aβ1-40が多いことが分かって来ている。
この事は、近年報告された、“AβPPトランスジェニックマウスに対する受動免疫(抗体投与)の副作用である、微小出血(Science, 298, 2002, 1379,J. Neurosci., 25, 2005, 629-636)”の原因が、Aβ1-40への抗体の結合によるものであった事を示唆している。
従って、Aβ1-42に対する親和性は高いが、Aβ1-40に対する親和性は低い抗体であれば、TAPIR抗体として機能し得る一方で、脳出血等の副作用も起こさないことになり、アルツハイマー等のアミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の、有効な予防又は治療剤になることが期待される。
Nat Med;9,448,2003 Neuron;38,547,2003
本発明者等は、上述の問題を解決すべく、鋭意検討を行った結果、偶然にも、Aβ1-42ペプチドを免疫した動物由来脾臓細胞を用いたハイブリドーマの中から、Aβ1-40に比べてAβ1-42に強い親和性を有するものを得ることに成功し、しかも驚くべきことに、このモノクローナル抗体が、Aβ1-42単体よりも、多量体や凝集体に対し、より強い親和性を有するという、理想的なモノクローナル抗体(TAPIR抗体)を産生するハイブリドーマ株であることを見出し、本発明を完成するに至ったものであり、その目的とするところは、脳組織に沈着し老人斑(プラーク)を形成したAβ1-42に対して、より強い親和性を有するTAPIR抗体,及びそれを用いた医薬組成物を提供するにある。
上述の目的は、下記第一の発明から第九の発明によって、達成される。
<第一の発明>
重鎖及び軽鎖の可変領域が、下記の超可変領域を有することを特徴とする、モノクローナル抗体。
重鎖超可変領域1:配列番号1
重鎖超可変領域2:配列番号2
重鎖超可変領域3:配列番号3
軽鎖超可変領域1:配列番号4
軽鎖超可変領域2:配列番号5
軽鎖超可変領域3:配列番号6
<第二の発明>
重鎖可変領域が配列番号13,軽鎖可変領域が配列番号14で表されるものであることを特徴とする、第一の発明記載のモノクローナル抗体。
<第三の発明>
第一の発明又は第二の発明記載のモノクローナル抗体のアミノ酸配列のうち、1又は数個のアミノ酸配列が、欠失,置換,付加,及び/又は挿入されており、かつ、下記(A)又は(B)の少なくともいずれかに対する親和性を有していることを特徴とする、モノクローナル抗体。
(A)アミロイドβ1-42蛋白質の多量体
(B)アミロイドβ1-42蛋白質凝集体
<第四の発明>
(B)アミロイドβ1-42蛋白質凝集体が、脳組織アミロイドプラークに沈着しているものであることを特徴とする、第三の発明に記載のモノクローナル抗体。
<第五の発明>
定常領域が、ヒトモノクローナル抗体又はマウスモノクローナル抗体由来のものであることを特徴とする、第一の発明乃至第四の発明のいずれかに記載の、モノクローナル抗体。
<第六の発明>
アミロイドβ1-42蛋白質に対する親和性が、解離定数0.01×10-11~9×10-11であることを特徴とする、第一の発明乃至第五の発明のいずれかに記載の、モノクローナル抗体。
<第七の発明>
第一の発明乃至第六の発明のいずれかのモノクローナル抗体を有効成分として含むことを特徴とする医薬組成物。
<第八の発明>
第一の発明乃至第六の発明のいずれかのモノクローナル抗体を有効成分として含むことを特徴とする、アミロイド蛋白質の沈着に起因する疾病の予防又は治療剤。
<第九の発明>
アミロイド蛋白質の沈着に起因する疾病が、アルツハイマー病であることを特徴とする、請求項八記載の、疾病の予防又は治療剤
本発明のモノクローナル抗体は、アルツハイマー等の原因として知られているAβ,特に、脳組織に沈着し老人斑(プラーク)を形成しているAβ1-42に対する親和性が強く、血管アミロイドには、あまり結合しないという特性を有している。そのため、脳出血や脳脊髄炎等の副作用無しで、アルツハイマー等の、アミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の、予防又は治療剤としての使用が可能である。
また、本発明のモノクローナル抗体は、Aβ1-42の凝集性が高まっている場合ほど、良く認識・溶解し、或いはその凝集の生成を防ぐ一方、沈着前に遊離しているAβ1-42単体や、Aβ1-42の前駆体であるAβPPに対する親和性は弱いため、生体にとって本来ある種の役割を有しているであろうAβやAβPPの機能を、完全に抑制するのでは無く、疾患に直接繋がる凝集段階で、選択的に抑制することができると言う利点を有している。
実施例1及び比較例2の抗体に起因する、老人斑の染色の様子を示す図である。 実施例1及び比較例2の抗体に起因する、芯を有する老人斑の染色割合を示す図である。 ドットブロット及びウェスタンブロットによる、実施例1及び比較例2の抗体の、各種Aβペプチドに対する親和性試験の結果を示す図である。 ウェスタンブロットによる、実施例1及び比較例4の抗体の、各種のAβ前駆体との親和性試験の結果を示す図である。 実施例1,比較例1,及び対照例1の抗体による、AβPP遺伝子導入SH-SY5Y生細胞の染色結果を示す図である。 実施例1の抗体及びコントロール(PBS)による、Aβ1-42の凝集阻害(予防)試験の結果(蛍光写真)を示す図である。 実施例1の抗体及びコントロール(PBS)による、凝集したAβ1-42の凝集融解(治療)試験の結果(蛍光強度)を示す図である。 実施例1の抗体と、対照(PBS)の、大脳皮質及び海馬のアミロイド蓄積の程度を、アビジン・ビオジンHRP/DAB法によって視覚化した結果を示す図である。 図4-Aのアミロイド沈着の占める面積比を、海馬と大脳皮質ごとに、定量的解析した結果を示す図である。 脳のTBS画分のAβオリゴマーのウェスタンブロット解析の結果を示す図である。 実施例1の抗体・3.4A10が脳に入ったかどうかを調べるために行った、実施例1の抗体で治療したマウス(上段)又は対照マウス(下段)の、脳切片の免疫蛍光染色の結果を示す図である。 治療群(3.4A10陽性老人斑)と非治療群(3.4A10陰性老人斑)のそれぞれの、老人斑を取り囲んでいるミクログリアの数を調べるために行った、脳切片の免疫蛍光染色の結果を示す図である。 図1のミクログリア数を計測した結果を示す図である。 図6中のAは、実施例1の抗体で治療したマウスの脳を、ヘマトキシリン・エオジン染色して、脳のリンパ球浸潤を調べた結果を示す図である。図6中のBは、非治療マウスの脳を、ヘマトキシリン・エオジン染色して、脳のリンパ球浸潤を調べた結果を示す図である。図6中のCは、実施例1の抗体で治療したマウスの脳を、T細胞のマーカーである参考例1のCD3e抗体で免疫染色して、脳のリンパ球浸潤を調べた結果を示す図である。図6中のDは、非治療マウスの脳を、T細胞のマーカーである参考例1のCD3e抗体で免疫染色して、脳のリンパ球浸潤を調べた結果を示す図である。図6中のEは、実施例1の抗体で治療したマウスの脳を、B細胞のマーカーである参考例2のCD19抗体で免疫染色して、脳のリンパ球浸潤を調べた結果を示す図である。図6中のFは、非治療マウスの脳を、B細胞のマーカーである参考例2のCD19抗体で免疫染色して、脳のリンパ球浸潤を調べた結果を示す図である。図6中のGは、実施例1の抗体で治療したマウスの脳を、ベルリン・ブルー染色した結果を示す図である。図6中のHは、非治療マウスの脳を、ベルリン・ブルー染色した結果を示す図である。 配列番号1~6のCDRのアミノ酸配列及び、配列番号7~12のCDRをコードする遺伝子の一例の配列を表す図である。 配列番号13のVH鎖及び配列番号14のVL鎖の、アミノ酸配列を表す図である。 配列番号15の、VH鎖をコードするポリヌクレオチド,及び配列番号16の、VL鎖をコードするポリヌクレオチドの配列を表す図である。 配列番号17のマウスモノクローナル抗体由来CH鎖及び配列番号18のマウスモノクローナル抗体由来CL鎖のアミノ酸配列を表す図である。 配列番号19の実施例1の抗体(3.4A10)H鎖のアミノ酸配列,及び配列番号20の実施例1の抗体(3.4A10)H鎖のポリヌクレオチド配列を表す図である。 列番号21の実施例1の抗体(3.4A10)L鎖のアミノ酸配列,及び配列番号22の実施例1の抗体(3.4A10)L鎖のポリヌクレオチド配列を表す図である。
[本発明のモノクローナル抗体]
(本発明のモノクローナル抗体の超可変領域)
本発明のモノクローナル抗体は、重鎖及び軽鎖の可変領域(以下「VH(領域又は鎖)や「VL(領域又は鎖)」と記載する。)が、下記の超可変領域(以下、「CDR」と記載する。)を有することを特徴とするものである。
重鎖超可変領域1(VH CDR1):配列番号1
重鎖超可変領域2(VH CDR2):配列番号2
重鎖超可変領域3(VH CDR3):配列番号3
軽鎖超可変領域1(VL CDR1):配列番号4
軽鎖超可変領域2(VL CDR2):配列番号5
軽鎖超可変領域3(VL CDR3):配列番号6
上記のCDRをコードするポリヌクレオチドとしては、例えば、配列番号7~12のようなものが挙げられるが、当然、これらに限られるものでは無い。
「VH CDR1」に対応する遺伝子:配列番号7
「VH CDR2」に対応する遺伝子:配列番号8
「VH CDR3」に対応する遺伝子:配列番号9
「VL CDR1」に対応する遺伝子:配列番号10
「VL CDR2」に対応する遺伝子:配列番号11
「VL CDR3」に対応する遺伝子:配列番号12
上記のCDRを有する可変領域として、例えば、VHが配列番号13,VLが配列番号14で表されるものが、好ましいものとして挙げられる。
このようなVH鎖及びVL鎖をコードするポリヌクレオチドとしては、例えば、配列番号15,16等が挙げられる。
本発明において、ポリヌクレオチドとは、アデニン(A),グアニン(G)等のプリン塩基や、チミン(T),ウラシル(U),シトシン(C)等のピリミジン塩基やそれらの修飾塩基を構成要素として含むものであり、一本鎖又は二本鎖のDNA,一本鎖又は二本鎖のRNA,一本鎖DNAと一本鎖RNAからなるハイブリッド体,RNAとDNAが結合して一本鎖となったキメラ体をも含むものである。
また、DNAには、cDNAも含まれる。
これらのCDR,VH鎖,及びVL鎖等をコードするポリヌクレオチドは、遺伝子工学による常法に基づき人工的にあるいは天然由来の遺伝子をもとに半人工的に合成することもできるが、マウス等の動物にヒトAβ1-42を免疫して得られた抗体産生細胞あるいはそれを用いたハイブリドーマから、cDNA等として取得することもできる。
尚、本発明で言う、モノクローナル抗体には、VH鎖及びVL鎖のみを含む、いわゆるファージ抗体も含まれる。
(本発明のモノクローナル抗体のCDR以外の配列)
本発明のモノクローナル抗体の、Aβ1-42蛋白質の多量体及び/又は凝集体との親和性に関しては、モノクローナル抗体中のCDRのアミノ酸配列が重要であり、CDR以外の配列は、特に限定されるものでは無い。
CDR以外の配列とは、重鎖及び軽鎖それぞれおける、可変領域中のCDR以外のフレームワーク領域(以下、FRと記載する。)及び、重鎖及び軽鎖それぞれの定常領域(以下、CH領域やCL領域等と記載する。)を意味する。
但し、これらのCDR以外のアミノ酸配列は、人体に投与した際に、抗体反応を引き起こさないようなものが好ましく、例えば、ヒトモノクローナル抗体由来のものや、マウスモノクローナル抗体由来のもの、そのキメラ型のもの等が挙げられ、中でも少なくとも一部がヒトモノクローナル抗体由来のものが好ましく、このようなものを使用して作られた場合、ヒト化モノクローナル抗体等と呼ばれる。
そして、このヒト化モノクローナル抗体の中でも、特に、CDR以外の全ての配列が、ヒトモノクローナル抗体由来のものを使用した、いわゆる完全ヒト化モノクローナル抗体が、人体に対する副作用が、より少ないと考えられるため、最も好ましい。
これらの、CDR以外の領域をコードする遺伝子としては、各種の具体的な配列やその改良方法等が文献に記載されており、また、実際の遺伝子が遺伝子バンク等にも預けられている。
また、公知の、CDR以外の領域を含む完全ヒト化プラスミドベクター等を用いることもできる。
マウスモノクローナル抗体由来の定常領域としては、例えば、配列番号17(CH鎖),配列番号18(CL鎖)で表されるようなもの等が挙げられる。
この定常領域は、公知のIgG2bマウス定常領域配列(GenBank accession number: J00461)を元に、公知の文献等に基づき、ヒンジ領域配列を改変したものである。
具体的には、(L鎖全長のN末端から)869~1033位の塩基は、下記の文献を参考に、改良した。
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 76 (9), 4240-4244 (1979)
173~464,781~846,954~1283,1396~1822位の塩基は、下記の文献を参考に、改良した。
Science 206 (4424), 1299-1303 (1979)
113~1931位の塩基は、下記の文献を参考に、改良した。
Science 206 (4424), 1303-1306 (1979)
41~1874位の塩基は、下記の文献を参考に、改良した。
Nature 283 (5749), 786-789 (1980)
275~322,1097~1283,1396~1436,1608~1822位の塩基は、下記の文献を参考に、改良した。
Nucleic Acids Res. 8 (3), 453-466 (1980)
1~1921位の塩基は、下記の文献を参考に、改良した。
Nature 296 (5859), 761-763 (1982)
また、ヒトモノクローナル抗体由来の定常領域としては、公知のヒトモノクローナル抗体の定常領域であれば良く、例えばハーセプチン(登録商標,中外製薬,東京,日本)その他の、既に市販されている、ヒト化抗体と同じ定常領域を用いることができる。
また、pMH-gpt(九州大学生体防御研究所 渡邉武教授所有)等のように、予めヒトモノクローナル抗体の定常領域が組み込まれたプラスミドベクターを用いれば、本発明で用いる、新規なVH鎖及びVL鎖に、ヒトモノクローナル抗体の定常領域を結合させて、ヒト化モノクローナル抗体を得ることができる。
(本発明のモノクローナル抗体の製造方法)
本発明のモノクローナル抗体は、遺伝子工学を用いた合成手法の常法に準じて、人工的に、あるいは天然界から抽出した配列も利用して、半人工的に合成するのが効率的ではあるが、後述するように、マウス等の動物に、ヒトAβ1-42を免疫した抗体から、スクリーニングすることも可能である。
以下、これらの方法について、更に詳細に説明する。
(I)人工的又は半人工的な、本発明のモノクローナル抗体の作製方法
本発明のモノクローナル抗体を人工的又は半人工的に製造するには、次のような方法が挙げられる。
(1)本発明のモノクローナル抗体の配列を組み込んだベクターの製造
(1)-a:CDRをコードするポリヌクレオチドを基本材料として製造する場合
例えば、配列番号7~12のような、本発明で必要な配列番号1~6のCDRをコードするポリヌクレオチドを用いる場合には、まず、CDR以外の、「FR」と「C領域」をコードするポリヌクレオチドを、予め適当な動物細胞用発現ベクターに組み込む。
このようなベクターは、複数市販されているので、それを用いても良い。
次に、CDRをコードするポリヌクレオチドを、それぞれが、ベクターが発現した際に、VH鎖CDR1,2,3及びVL鎖CDR1,2,3のあるべき位置に該当するように、ベクター上の適当な位置に、通常の遺伝子工学の手法を用いて組み込む。
尚、H鎖及びL鎖をコードする遺伝子は、同じベクター中に組み込んで発現させても良いし、別々のベクターに組み込んで発現させても良い。
(1)-b:VH鎖及びVL鎖をコードするポリヌクレオチドを基本材料として製造する場合
例えば、配列番号15,16のような、本発明で必要な配列番号13のVH鎖及び配列番号14のVL鎖をコードするポリヌクレオチドを用いる場合には、まず、「C領域」(CH鎖及びCL鎖)をコードするポリヌクレオチドを、予め適当な動物細胞用発現ベクターに組み込む。
次に、VH鎖及びVL鎖をコードするポリヌクレオチドを、それぞれが、ベクターが発現した際に、VH鎖及びVL鎖のあるべき位置に該当するように、ベクター上の適当な位置に、通常の遺伝子工学の手法を用いて組み込む。
上記で、先にベクターに組み込んでおく遺伝子は、CH鎖及びCL鎖では無く、VH鎖及びVL鎖であっても良いが、一般には、CH鎖及びCL鎖よりも、VH鎖及びVL鎖を変化させる要望が高いため、予めCH鎖やCL鎖を組み込んだベクターが数多く市販等されており、このようなベクターを利用するのが簡便である。
この場合も、H鎖及びL鎖をコードする遺伝子は、同じベクター中で発現させても良いし、別々に2つのベクターによって発現させても良い。
尚、上記(1)-a,(1)-bいずれの場合でも、モノクローナル抗体がファージ抗体の場合には、C領域は不要なので、VH領域とVL領域のみを含むベクターを準備すれば良い。
(2)ベクターの発現による、ヒト化モノクローナル抗体の産生
そして、当該1又は2つのベクターを、適当な発現用の動物細胞へ導入することによって、ヒト化モノクローナル抗体を発現させることができる。
尚、(1)で用いられる動物細胞用発現ベクターとしては、公知のものを利用することができ、例えば、以下のようなものが挙げられ、これらに限定されるものでは無い。
pAGE107[Cytotechnology, 3, 133 (1990)]
pAGE103[J. Biochem., 101, 1307 (1987)]
pHSG274[Gene, 27, 223 (1984)]
pKCR[Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78, 1527 (1981)]
pSG1βd2-4[Cytotechnology, 4, 173 (1990)]
(II)免疫による、本発明のモノクローナル抗体の製造方法
本発明のモノクローナル抗体は、上述のように、遺伝子工学による常法によって、効率的に製造することもできるが、もちろん、Aβ1-42を用い、通常の免疫手法とスクリーニングとの組み合わせによって、製造することも可能である。
(1)適当な動物に免疫する。
(2)得られた免疫動物の、例えば脾臓細胞等から、Aβ1-42蛋白質の多量体又は凝集体に対する親和性が高い抗体を産生する細胞株を選択する。
(3)選択した細胞株を、骨髄細胞等と細胞融合してハイブリドーマを作る。
(4)当該ハイブリドーマを、限界希釈及びELISA分析等によって、単クローン化する。
尚、単クローン化する際の、親和性の指標(被験抗体の結合対象)としては、Aβ1-42蛋白質の多量体やAβ1-42蛋白質凝集体を用いるのが直接的かつ確実であるが、多数の抗体の中から、効率良くクローニングするための方法としては、一旦、Aβ1-42(単量体)への親和性によって選択(第一段階スクリーニング)した後に、Aβ1-42蛋白質の多量体又はAβ1-42蛋白質凝集体に対する親和性を確認(第二段階スクリーニング)する方法もある。
[本発明のモノクローナル抗体(改変体)]
本発明のモノクローナル抗体の、他の例は、上述したモノクローナル抗体のアミノ酸配列のうち、1又は数個のアミノ酸配列が、欠失,置換,付加,及び/又は挿入されており、かつ、下記(A)又は(B)の少なくともいずれかに対する親和性を有しているモノクローナル抗体である。
(A)Aβ1-42蛋白質の多量体
(B)Aβ1-42蛋白質凝集体
このモノクローナル抗体は、Aβ1-42蛋白質の多量体又は凝集体の、少なくともいずれかに対する親和性を保持している限り、上記のモノクローナル抗体のアミノ酸配列のうち、いずれの箇所において、1又は数個のアミノ酸が、欠失,置換,付加,及び/又は挿入されていても良い。
Aβ1-42蛋白質の多量体又は凝集体に対する親和性を変更しない可能性が高い置換としては、1又は数個のアミノ酸残基の、当該アミノ酸と化学的性状または構造的に類似のアミノ酸への置換等が挙げられる。
このような、化学的性状または構造的に類似したアミノ酸の置換の例としては、例えば、以下のようなものが挙げられるが、必ずしもこれに限定されない。
グリシン(Gly)→プロリン(Pro),アラニン(Ala),又はバリン(Val)
ロイシン(Leu)→イソロイシン(Ile)
グルタミン酸(Glu)→グルタミン(Gln)
アスパラギン酸(Asp)→アスパラギン(Asn)
システイン(Cys)→スレオニン(Thr)
スレオニン(Thr)→セリン(Ser)又はアラニン(Ala)
リジン(Lys)→アルギニン(Arg)
ここで、Aβ1-42蛋白質の多量体とは、2つ以上のAβ1-42蛋白質からなる、水に可溶のオリゴマーを言い、特に、アルツハイマー病の脳組織において多く存在しているとされる10~12量体が好ましいものとして例示される。
凝集体とは、2つ以上のAβ1-42蛋白質が寄り集まってできた、水不溶性の複合体であり、組織に沈着する前の、遊離凝集体も含む、本発明のモノクローナル抗体は、凝集体の中でも、脳組織に沈着している凝集体に対する親和性(TAPIR)を有しているものであることが好ましい。
但し、「Aβ1-42蛋白質の多量体又は凝集体の、少なくともいずれかに対する親和性を保持している」とは、他のアミロイド蛋白質,そのフラグメント,それらの多量体や凝集体,或いは、Aβ1-42の単量体に対する親和性を問うものでは無く、これらに対して親和性を有していても勿論構わない。
但し、本発明のモノクローナル抗体(改変体で無い、第一の発明)の様に、親和性の強さに下記のような差があることが好ましい。
AβPP(殆ど結合せず)<Aβ1-40<<Aβ1-42<<Aβ1-40凝集体<<<Aβ1-42凝集体
この親和性の差を利用することによって、選択的な治療や、脳出血等の副作用の無い治療が可能となるからである。
尚、上記改変体における、アミノ酸の欠失,置換,付加,及び/又は挿入等の導入位置は、具体的には、配列番号1~6(CDR),配列番号13(VH鎖),あるいは配列番号14(VL鎖)の配列中に行われるものである。
なぜなら、それ以外の位置の場合、変異させたものも、全て、第一の発明や第二の発明のモノクローナル抗体に該当するからである。
そして、これらの改変体の中では、配列番号13や14の、FRへの変異の導入が、Aβ1-42蛋白質の多量体又は凝集体への親和性を変更しない可能性が極めて高く、上記の第一の発明や第二の発明のモノクローナル抗体同様に、アルツハイマー等の治療への使用が、十分可能と考えられるため好ましい。
これらの変異体は、遺伝子工学による常法によって、製造することができる。
[本発明のモノクローナル抗体の親和性(解離定数)]
本発明のモノクローナル抗体は、Aβ1-42蛋白質の多量体又はAβ1-42蛋白質凝集体に対する親和性を有しているだけでなく、Aβ1-42蛋白質(単量体)に対する親和性が、Aβ1-40蛋白質(単量体)に対する親和性よりも、高いという特性を有している。
具体的に、その親和性の差を、解離定数で表すと、Aβ1-42蛋白質に対する親和性(解離定数)は、0.01×10-11~9×10-11が好ましく、Aβ1-40蛋白質に対する親和性(解離定数)は、0.01×10-8~9×10-8であることが好ましい。
従って、本発明のモノクローナル抗体(改変体)も、このように、Aβ1-42蛋白質に対する解離定数は、およそ0.01×10-11~9×10-11の範囲であることが好ましく、更に好ましくは、Aβ1-40蛋白質に対する解離定数が、それより大きい(つまり親和性が低い)ことが好ましく、例えば、解離定数が、0.01×10-8~9×10-8と同等かそれ以上に大きいことが好ましい。
尚、組織アミロイドプラークの外側は、主にAβ1-42であるため、上記の組織アミロイドプラークに対する親和性(TAPIR)とは、Aβ1-42に対する解離定数で評価することができる。
また、血管アミロイドが、主にAβ1-40であることから、脳出血等の副作用を防ぐ意味でも、本発明のモノクローナル抗体の、Aβ1-40に対する親和性は、Aβ1-42に対する親和性より低いことが好ましく、上記の通り、解離定数が、0.01×10-8~9×10-8であることが好ましい。
[本発明の予防又は治療剤]
(含有量)
本発明の、医薬組成物やアミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の予防又は治療剤中の、有効成分であるモノクローナル抗体の含有量は、剤形によって様々であり、一概に限定できず、各種剤形化が可能な範囲で、投与量との関係で適宜選択すれば良いが、例えば液剤の場合、好ましくは0.0001~10(w/v%),より好ましくは0.001~5(w/v%),特に注射剤の場合、好ましくは0.0002~0.2(w/v%),より好ましくは0.001~0.1(w/v%),固形剤の場合、好ましくは0.01~50(w/w%),より好ましくは0.02~20(w/w%)等として調製できるが、必ずしもこの範囲に限定されるものでは無い。
(投与量)
本発明の医薬組成物やアミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の予防又は治療剤の投与量は、投与経路,症状,年齢,体重,予防又は治療剤の形態等によって異なり、一概には言えないが、有効成分であるモノクローナル抗体の量として、処置を必要としている対象体重1kg当たり、好ましくは0.005~500mg,より好ましくは、0.1~100mg,但し、成人に対して1日あたり、下限として好ましくは0.01mg(より好ましくは0.1mg),上限として、好ましくは20g(より好ましくは2000mg,更に好ましくは1000mg,特に好ましくは700mg)となるように、1回又は数回に分けて、症状に応じて投与することが望ましい。
(第三成分)
また、本発明の医薬組成物やアミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の予防又は治療剤には、その予防又は治療効果を阻害しない範囲で、他の成分を含有させることができ、例えば、免疫増感剤(完全又は不完全アジュバント等)の他、薬学的に許容される担体として、有機系賦形剤及び無機系賦形剤等等の賦形剤,滑沢剤,結合剤,崩壊剤,ヒトアルブミン等の安定(化)剤,矯味矯臭剤,希釈剤,界面活性剤,乳化剤,可溶化剤,吸収促進剤,保湿剤,吸着剤,充填剤,増量剤,付湿剤,防腐剤等の添加剤を用いて周知の方法で製剤化することができる。
(投与経路)
本発明の医薬組成物やアミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の予防又は治療剤の投与経路としては、経口投与,静注等の静脈投与,筋肉内投与,  経皮投与,経鼻投与,皮内投与,皮下投与,腹腔内投与,直腸内投与,粘膜投与、吸入等が挙げられるが、静注等の静脈投与が安全かつ血中濃度を一定に保つという点で好ましい。
(投与形態(剤形))
本発明の医薬組成物やアミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の予防又は治療剤の剤形は、例えば錠剤,カプセル剤,顆粒剤,散剤,丸剤,トローチ,もしくはシロップ剤,注射剤等の形態が挙げられる。
(合剤)
本発明の医薬組成物やアミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の予防又は治療剤は、従来知られているアミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の予防又は治療剤の有効成分との合剤としても良い。その有効成分としては、以下のもの等が例示される。
1.アセチルコリン分解酵素阻害薬:
塩酸ドネペジル(化学名:1-ベンジル-4-(5、6-ジメトキシインダノン-2-イル)メチルピペリジン,商品名「アリセプト」(登録商標),エーザイ(株),日本)
2.コリンエステラーゼ阻害薬:
リバスチグミン(アセチルコリンエステラーゼ及びブチリルコリンエステラーゼの双方を阻害,エクセロン(登録商標),ノバルティス,日本)
3.神経栄養因子(ニューロトロフィン):
NGF(Nerve Growth Factor),BDNF(Brain-derived neurotrophic factor),NT-3(Neurotrophin-3),NT-4(Neurotrophin-4),CNTF(ciliary neurotrophic factor),GDNF(glial cell line-derived neurotrophic factor)
[対象疾患]
本発明の医薬組成物,特に、アミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の予防又は治療剤の、予防又は治療対象となる疾患としては、アルツハイマーの他、アミロイドーシスや、パーキンソン病,レビー小体病,網膜変性症等が挙げられる。
以下、本発明を、実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限られるものでは無い。
下記の方法によって、本発明のモノクローナル抗体を製造した。
[免疫対象動物]
雌Balb/cマウスは中部科学資材(株)(名古屋,日本)から、アミロイド前駆体蛋白(AβPP)トランスジェニックマウスTg2576マウスはTaconic Farm (Germantown, New York)から購入した。マウスはプラスチックケージ内で飼育し、餌はCE2(日本クレア)を与え、水は自由に飲み、12時間サイクルの明暗光調節を行った。すべての動物実験は国立長寿医療センターの動物実験倫理委員会の承認を得て、実験動物ガイドラインに沿って行われた。
[免疫とハイブリドーマの樹立]
6-8週齢の雌Balb/cマウスを100μlの完全フロインドアジュバント(1mg/mlの結核死菌H37Ra(Difco, Detroit, USA)を含む)と100μlのリン酸緩衝液生理食塩水(PBS)に溶かした100μgのAβ1-42(商品コード「4349-v」,ペプチド研究所,大阪,日本)で、公知の方法(Nature 400 (1999), 173-177等)に従って免疫し、2週間後100μlの不完全フロインドアジュバントと100μlのPBSに溶かした100μgのAβ1-42で追加免疫した。
細胞融合をする1日前に、100μlのPBSに溶かした100μgのAβ1-42を腹腔内に注射し、3度目の免疫を行った。
最初の免疫から4週間後、無菌的に脾臓を取り出し、脾細胞と骨髄腫細胞株P3-X63-Ag8.653(理研バイオソースセンター CELL BANK,細胞番号RCB0146,理化学研究所,日本)を5:1の比で50%(w/v)ポリエチレングリコール(Hybri-Max(登録商標), 分子量1450, Sigma・Aldrich, Saint Louis, Missouri, USA)の存在下に融合させ、96穴プレート(Becton Dickinson, Franklin Lakes, New Jew Jersey)に100μl/ウェルずつ入れ、2×HAT(Hybri-Max(登録商標)) を含む培地100μlを2日後に加え選択した。
[ハイブリドーマの第一段階スクリーニングと抗体のアイソタイピング]
まず、組織に沈着していない遊離Aβ1-42との親和性を指標として、ハイブリドーマの、第一段階のスクリーニングを行った。
5匹のマウス由来の脾臓を用いた、5系統の細胞融合操作の後、最も増殖の良いウェルが10-25%の密度になった時、その培養上澄100μlをとって、ELISA法により陽性クローンのスクリーニングを行った。
96穴ELISAプレートを、4μg/mlのAβ1-42を溶かした55mMNaHCO3 (pH9.0)100μlで、4℃で一晩コーティングを行った。150mM NaCl, 0.05%Tween20を含む20mM Tris-塩酸pH7.4で2回洗浄後、1%ウシ血清アルブミンと2%正常ヤギ血清を加えたTBS-T溶滅(ブロッキングバッファー)で、1時間室温でブロッキングを行った。
プレートをTBS-T(Tween 20 添加トリス緩衝液:pH7.4)で2回洗浄し、100μlのハイブリドーマ培養上澄と2時間室温で作用させた。
TBS-T(pH7.4)で4回洗浄後、100μlの2,000倍希釈ブロッキングバッファーにヤギ抗マウスIgG + IgM (H&L)(American Qualex, Sam Clemente, California)を加えたもので室温2時間インキュベートした。
その後、TBS-T(pH7.4)プレートを4回洗浄し、100μlのSureBlue Reserve (登録商標)TBM Microwell Peroxidase (KPL, Baltimore, Maryland)を加え、室温で30分間、暗状態で発色させた。
100μlのTMBストップ溶液(KPL)を加え、プレートを450nmの波長でマイクロプレートリーダー(Bio-Rad, Hercules, California)にかけた。
その結果、8つの陽性ハイブリドーマが得られた。
これを、5細胞/mlの限界希釈を2回以上行い単クローンとした。
細胞が少数でも増殖するように10%の牛胎児血清(ICN Biomedicals, Aurora, Ohio, USA)と10%のハイブリドーマクローニングファクター(Bio Veris, Gaithersburg, Maryland, USA)を培養液RPMI 1640(Gibco(登録商標), Invitrogen, Grand Island, New York, USA)に加えた。細胞は5%CO2インキュベーターで、37℃で培養した。
尚、抗体のアイソタイプを、マウスIgG アイソタイピングELISA キット(BD Bioscience, Pharmingen)を用いて調べたところ、8つの陽性ハイブリドーマから得られた抗体のうち、IgG2b型の抗体を分泌する一つの細胞株が得られた。尚、他はIgM であった。
この、IgG2b型の抗体を分泌する細胞株から得られた抗体を、以下、3.4A10と記載する。
[腹水産生と抗体精製]
3.4A10は、下記の様に、マウスの腹水中に産生させ、精製することによって得られた。
0.5mlのプリスタン(Sigma-Aldrich, Missouri, USA)を6-8週齢のBalb/cマウス腹腔に注射し、1週後ハイブリドーマを注射した。
ハイブリドーマ細胞はウシ胎児血清を除く為にPBSで2回洗浄後5×106細胞/ml PBSに調整した。その2mlをマウス腹腔に注射し、腹水がたまるのを2週間待った。
腹水がたまらない場合、もう一度ハイブリドーマ細胞を注射した。
腹水は16ゲージ注射針を用いて腹水が出なくなるかマウスが死亡するまで3日毎に採取した。腹水は1500×gで10分間、室温で遠沈した。上澄をとり、4℃に保存した。
モノクローナル抗体はAKTA FPLCシステム(Amercham Bioscience, Uppsala)を用いてAffi-Gel Protein AMAPS(登録商標)IIキット(Bio-Rad)を用いて精製した。
精製したモノクローナル抗体はPBSに対して透析を行った。4回の透析後0.22μmのフィルター(MILLEX(登録商標)-GV PVDF Syringe driven filter unit, Millipore, Cork)に通した。蛋白濃度はBCA(登録商標)protein assay kit (Pierce Biotechnology, Rockford, IL, USA)を用い、ウシガンマグロブリン(Pierce Biotechnology, Rockford, IL, USA)を標準として測定した。生体投与する為にはエンドトキシンをProteoSpin(登録商標)endotoxin removal kit(Norgen Biotek, Ontario, Canada)で除去した。
[第二段階スクリーニング]
次に、第二段階として、脳組織中のプラークに沈着したAβへの親和性のあるものをスクリーニングした。
(老人斑の染色)
御家族よりAD研究に使用することが許可されたAD患者の剖検脳の連続凍結切片を作製し、100μmおきに3対の切片を用意し、この6つの切片を、各々70%ギ酸で室温20分間固定した。TBS-Tで洗浄後、0.3%H2O2のメタノール液で30分間インキュベートし、内因性のペルオキシダーゼを消去した。
TBS-Tで洗浄後、ブロッキングバッファー(5%スキムミルク,TBS液,0.4% TritonX-100及び10%正常ウマ血清含有)で1μg/mlの濃度に調整した、実施例1の抗体(3.4A10)又は比較例2の抗体(4G8)と、室温で1時間インキュベートした。
TBS-Tで洗浄後、ブロッキングバッファーで1:500希釈したビオチン化ウマ抗マウスIgG (Vector Laboratories, Burlingame, California, USA)と室温で1時間インキュベートした。洗浄後、HRP化アビジン/ジアミノベンジディンキット(Vector Lab)で発色させた様子を観察した。芯を有する老人斑と芯を有しない老人斑の数を数え、3.4A10と後述する比較例2の抗体(4G8)を比較した。
観察と計測の結果を、それぞれ図1-A及び図1-Bに示す。
図1-Aから分かる通り、第一段階でスクリーニングした抗体(3.4A10)は、比較例2の抗体(4G8)と同様、古典的老人斑とびまん性老人斑を似たように染色したが、図1-Bからは、3.4A10が芯のある老人斑を染色する頻度は、全老人斑の7.5±1.57%であり、比較例2(4G8)の14.93%±2.7%に比べて、有意に少ないことが分かった(p<0.05)。
この結果を確かめる為に、更に別の3対の切片を染色したが、結果は同じであった(データは示されていない) 。
つまり、第一段階のスクリーニングで得られた3.4A10は、TAPIR抗体であったことが確認できた。
上記で得られた実施例1のTAPIR抗体(3.4A10)のアミノ酸配列及び遺伝子配列を、配列番号19~22に示す。
配列番号19:3.4A10のV鎖アミノ酸配列
配列番号20:3.4A10のV鎖遺伝子配列
配列番号21:3.4A10のL鎖アミノ酸配列
配列番号22:3.4A10のL鎖遺伝子配列
[比較例]
尚、実施例との比較のために、下記の、公知のAβ蛋白質抗体を用いた。
また、各種の試験を実施するに際し、以下の参考例の抗体も利用した。
《比較例1》
マウス抗ヒトAβモノクローナル抗体6E10(AβのN末1-17位アミノ酸を認識するモノクローナル抗体。Chemicon International, Temecula, California)
《比較例2》
マウス抗ヒトAβモノクローナル抗体4G8(Aβの17-24位アミノ酸を認識するモノクローナル抗体。Signet, Dedham, Massachusetts)
《比較例3》
マウス抗ヒトAβモノクローナル抗体12F4(Aβ1-42のC末を認識するモノクローナル抗体。Signet)
《比較例4》
マウス抗AβPP A4モノクローナル抗体22C11(Aβ前駆体AβPPを認識するモノクローナル抗体。Chemicon Internat)
尚、AβPP A4とは、Aβ蛋白質前駆体AβPPの一部である。
《参考例1》
ハムスター抗マウスCD3eモノクローナル抗体(マウスT細胞抗原の一種CD3eを認識するモノクローナル抗体。BD Bioscience Pharmingen, Samdose, California)
《参考例2》
ラット抗マウスCD19モノクローナル抗体(マウスB細胞抗原の一種CD19を認識するモノクローナル抗体。BD Bioscience Pharmingen, Samdose, California)
《参考例3》
ウサギ抗全Aβポリクローナル抗体(全長Aβ(Aβ1-42)を認識するポリクローナル抗体。Biosource, Camarillo, California)
《対照例1》
正常マウスIgG
以下、実施例及び比較例,対照例のモノクローナル抗体等について、各種の確認試験を行った。
[モノクローナル抗体の試験管内分析]
ドットブロット及びウェスタンブロットによるAβペプチドとアミロイド前駆体蛋白(AβPP)の検出:
実施例1の抗体(3.4A10)の認識エピトープを調べる為に、先ず色々なAβペプチドフラグメントとの親和性を調べ(ドットブロット及びウェスタンブロット-1)、その後、Aβ前駆体との親和性についても調べた(ウェスタンブロット-2及びAβPP遺伝子導入SH-SY5Y生細胞の染色試験)。
(ドットブロット)
1-28とAβ34-42はSigma-Aldrich(Missouri, USA)から、Aβ25-35,Aβ1-40とAβ1-42はペプチド研究所(大阪,日本)から購入した(商品コード「4309-v」,「4307-v」,及び「4349-v」,ペプチド研究所,大阪,日本)で。
AβペプチドはDMSOに1mMの濃度で溶解し、4μg/mlの濃度にPBSで希釈した。
各ペプチドの100μlの溶液を、ドットブロット装置(Bio-Rad)を用いて0.2μmのニトロセルロース転写膜(Whatman GmbH, Dassel, Germany)に転写し、TBSに溶解した5%スキムミルクで、室温下30分作用させた。軽く純水で洗浄後、StartingBlocking(登録商標)T20ブロッキングバッファー(Tween 20 含有TBS,Pierce Biotechnology, Rockford, IL, USA)で1μg/mlの濃度に調整した3.4A10(本発明のモノクローナル抗体)あるいは4G8(比較例2の公知の抗体)をかけ、室温1時間インキュベートした。その後TBS-Tで3回洗浄し、ブロッキングバッファーで1:2000に希釈したヤギ抗マウスIgG (H&L)-HRPO(American Qualex)を室温下1時間作用させた。洗浄後、化学発光試験薬(PerkinElmer, Boston)で発色した。
尚、HRPOとは、西洋ワサビペルオキシダーゼである。
その結果、実施例1の3.4A10は、Aβ1-42,Aβ1-40,Aβ1-28の順に濃く検出されたが(図2-Aの(1))、Aβ25-35,Aβ34-42は検出されなかった(データは示されていない)。
一方、陽性コントロールとして用いた4G8では、Aβ1-28,Aβ1-40,Aβ1-42が、同等の濃さで検出された(図2- Aの(2))。
(ウェスタンブロット-1)
次に、ウェスタンブロットにより、各種のAβペプチドと3.4A10との親和性を測定した。
ウェスタンブロットには100ngのAβ1-28,Aβ1-40,Aβ1-42を16.5%ペプチドSDS-PAGEゲル(Bio-Rad)に載せ、0.2μmのニトロセルロース膜に200mAで1時間転写した。その後の操作はドットブロットと同じである。
ウェスタンブロットの結果、3.4A10は、Aβ1-40のモノマーよりはるかに強くAβ1-42に結合し、Aβ1-28モノマーには反応しなかった(図2- Aの(3))。
(ウェスタンブロット-2)
次に、各種のAβ前駆体との親和性を調べた。
αセクレターゼで切断されてできた分泌型AβPPα、未成熟AβPP、及び成熟AβPPは、ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞に、ヒト野生型AβPP遺伝子を導入した細胞(国立長寿医療センター研究所の武田和也先生提供)より調整した。
10μlの細胞溶解液を、7.5%SDS-PAGEゲル(Daiichi Pure Chemicals, Tokyo)に載せ、StartingBlocking(登録商標)T20ブロッキングバッファーで1μg/mlに希釈した3.4A10あるいは22C11で検出し、上記の様に視覚化した。
ウェスタンブロットの結果、3.4A10はヒト野生型AβPP遺伝子をヒト神経芽細胞腫SH-SY5Yに遺伝子導入し、その溶出液をSDS-PAGEで展開した時の、変性させた分泌型AβPPα(sAβPPα),未成熟AβPP,及び成熟AβPPとは反応しなかった。
これに対し、陽性コントロールとして用いた比較例4の22C11(マウス抗AβPP A4モノクローナル抗体)は、これらと反応した(図2-B)。
尚、3.4A10が自然のままのAβPPとも結合しないことを示す為に、以下の通り、生細胞の染色を行った。
(AβPP遺伝子導入SH-SY5Y生細胞の染色)
ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞に、野生型ヒトAβPPを発現プラスミドに入れて導入した。
AβPPの細胞外ドメインに対する染色は、以前に報告された方法(Nat.Med.8(2002),1270-1275参照)に従った。
つまり、細胞を、PBS溶液(1% BSA, 10% 正常ロバ血清含有)で5μg/mlに希釈した3.4A10(実施例1),6E10(比較例1),あるいは正常マウスIgG(対照例1)と、4℃で30分間インキュベートし、PBSで軽く洗浄後、細胞を4%パラフォルムアルデヒドで15分固定し、ブロッキングを施し、PBS溶液(1% BSA, 10% 正常ロバ血清含有)で1:500希釈したAlexa-595標識ロバ抗マウスIgG (Molecular Probes, Eugene, Oregon, USA)を作用させ、核をPBS溶液で1万倍希釈したHoechest33342(Molecular Probes)で染色した。
その結果、3.4A10と陰性コントロールとして用いた正常マウスIgGは共に、細胞を染色しないことから、細胞表面に表出したAβPPを認識しないことが判明した(図2-Cの(1):3.4A10/図2-Cの(3):正常マウスIgG)。
一方、陽性コントロールとして用いた比較例1の6E10は、細胞を染色した(図2-Cの(2))。
自然のままのAβPPや変性させたAβPPと反応しないことは、上述のTAPIR抗体の1つの特徴である。
従って、上述の結果からも、実施例1の本発明のモノクローナル抗体3.4A10が、TAPIR抗体の一種であることが裏付けられた。
尚、ウェスタンブロットの結果からは、抗原認識部位は決定できなかったので、さらにビアコアを用いて詳しい解析を行った。
(ビアコアによるエピトープの検討)
ビアコアを用いて実施例1の抗体(3.4A10)の、Aβ1-40とAβ1-42に対する親和性を調べた。
尚、比較のため、比較例の抗体についても調べた。
10mM酢酸ナトリウム、pH4.0で新しく調整した50μg/ml濃度のAβ1-40とAβ1-42をCM5センサーチップ(Biacore AB, Uppsala)に固定し、Biacore Jシステムで解析した。エピトープの競合解析では、Aβ1-42を固定したCM5チップを、PBSで200μg/mlに希釈した3.4A10を、30μl/minの流速で5分間作用させ、次いで3.4A10(実施例1)と6E10(比較例1),3.4A10(実施例1)と4G8(比較例2),あるいは3.4A10(実施例1)と12F4(比較例3)を、各々20:1の比で混合した液を、同じ流速で3分間作用させ、反応レベルを記録した。
その結果、Aβ1-42を結合させたCM5チップを3.4A10で飽和させた後、他の抗体を流すと6E10のみ反応の増強は見られず、4G8、12F4では2000IU以上の反応増強が見られた(表1)。
このデータは3.4A10の抗原認識部位が6E10と競合することを示している。6E10がAβのN末部分を認識することが分かっていることから、3.4A10の認識部位も、N末部分にあると考えられた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(ビアコアによる親和性の検討)
親和性の検討のため、PBSで100nM~500nM に希釈した3.4A10を、Aβ1-40又はAβ1-42を固定したCM5チップに、30μl/minの流速で5分間作用させた。その後PBSを流し、抗体の解離を3分間追跡し、BIA evaluationソフトウェア(Biacore AB)を用いて解析した。検査後50mMNaOHを30μl/mlの速度で2分間流し、チップを再生させた。
100nM から500nM の3.4A10を用いて、ビアコア結合カーブを1:1対応とみなし、BIA evaluationソフトウェアを用いて解析した。
3.4A10のAβ1-40とAβ1-42に対する解離定数はそれぞれ3.77×10-8、5.64×10-11であった(カイ2乗検定はそれぞれ10.4と11.7)(表2)。
つまり、3.4A10は、Aβ1-40よりAβ1-42に高親和性を示すことが判明した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
これらのデータはドットブロット,ウェスタンブロット,更に上述の老人斑の染色結果とも矛盾しなかった。
(チオフラビンT蛍光スペクトル計測)
3.4A10がAβ1-42の凝集を阻害するか否か、或いは、すでに凝集したAβ1-42を融解するか否かを調べる為に、既報(Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 93(1996),452-455 / Proc.Natl. Acad. Sci.USA, 94(1997), 4109-4112)の方法に従って、実験を行った。
(1)Aβ1-42の凝集阻害(予防)試験
阻害実験では、新しく調整した25mM Aβ1-42のPBS溶液と3.4A10(最終容量25μl,最終濃度2.5mM)を、10:1のモル比で混合し、37℃で1週間インキュベートし、1mlの5mM チオフラビンT(Sigma Aldrich)のPBS溶液を加え、蛍光強度を、445nmの励起波長,490nmの検出波長で、蛍光分光光度計 (モデルF-2500、日立) を使用して測定した。
尚、抗体を含まないPBSを加えたものをコントロールとした。
その結果、3.4A10は、コントロール(PBS)の凝集量の、36.7±0.67%(低下後の量)までに、Aβ1-42の凝集を抑制していることが分かった(図3-A)。
(2)Aβ1-42の凝集融解(治療)試験
凝集体の融解試験では、10μlの62.5mM Aβ1-42のPBS溶液を37℃で1週間インキュベートすることによって凝集させたものと、その後3.4A10を最終濃度が2.5mM/最終容量25μlとなるように調整し、Aβ1-42:3.4A10=10:1の比で混和した。これを1mlの5mMチオフラビンT と37℃で48時間インキュベートし、上記の方法で蛍光強度を計測した。
尚、抗体を含まないPBSを加えたものをコントロールとした。
これらの実験は、2つのチューブを用いた実験を3回繰り返し、結果は3回(6チューブ)の平均値を出し、コントロールに対する%で表した。
その結果、3.4A10は、コントロール(PBS)の凝集量を、22.3±3.48%程(低下した量)、低下させた(図3-B)。
[本発明のモノクローナル抗体による治療効果の確認]
本発明のモノクローナル抗体による治療効果を確認するため、下記の試験を行った。
(3.4A10による受動免疫)
PBS溶液に溶解させた3.4A10を、10mg/kg体重の割合で、18カ月齢の雌Tg2576マウス(n=4)の腹腔に毎週1回8週間投与した。対照(n=4)はPBSを注射した。
治療群マウスのうち1匹は、4回の注射後、原因不明で死亡したので、治療群は3匹、対照群は4匹のマウスについて検討した。
(免疫組織化学)
8週間の治療後、マウスをジエチルエーテルで麻酔し、心臓より血液を採取した後、頚椎脱臼により安楽殺を行った。一側大脳半球を、4%パラフォルムアルデヒドを用いて4℃で一晩固定し、PBSで洗浄後、徐々に濃度を上げた庶糖液に浸し、脱水した後、O.C.T (Sakura Finetechnical, Tokyo)に包埋した。9μmの厚さの凍結切片をLeicaクリオスタットCM1850で作製し、PBSで洗浄後、5%スキムミルク・0.4%TritonX・100,10%の二次抗体と同じ動物種由来の正常動物血清を含むブロッキングTBSバッファーで、室温下30分間インキュベートし、ブロッキングを行った。そして、下記一次抗体で室温2時間インキュベート後、TBS-Tで洗浄し、ビオチンが結合した二次抗体で、2時間室温でインキュベートし、TBS-Tで再び洗浄し、アビジン・ビオジンHRP/DAB法によって染色した。
アミロイド蓄積の定量的解析はWinroofのソフトウェア(バージョン5.7, 三谷商事(株),福井,日本)を用いて行い、全大脳皮質と海馬について行い、Aβ蓄積面積の全脳面積に対する比で表した。1匹のマウス当たり3つの切片を数え、その平均値からグループの平均値を算出した。
その結果、実施例1の抗体(3.4A10)を投与したマウスでは、対照(PBS)に比べて、大脳皮質及び海馬のアミロイド蓄積の程度が顕著に減少していることが判明した(図4-A)。
アミロイド沈着の占める面積比は、治療群の大脳皮質が0.31±0.09%、海馬が0.59%±0.08%であり、対照のそれぞれ0.72±0.23%、0.99±0.25%に比べて、有意に少なかった(p<0.05)(図4-B)。
尚、アミロイドの減少を確かめる為に、更に脳組織液中のAβ1-42とAβ1-40のELISAによる定量を行った。
(脳組織抽出液中Aβ濃度のELISA測定)
既報(J. Alzheimer’s Dis.6(2004), 483-488 / FASEB J.21(2007), 2135-48. 参照)の方法に従い、脳の可溶画分と不溶画分を調整した。
即ち、治療群と対照群のマウス大脳半球に、完全蛋白分解酵素阻害剤と20μg/mlのペプスタチンA(Roche)を含む1mlTBSを加え、ホモジナイズした後、オプティマTLX超遠心機(Beckman-Coulter, Fullerton, CA,USA)により4℃で1時間,100,000gで遠心し、上澄をTBS可溶画分とした。
沈澱物に1mlの2%SDS/TBSと、完全蛋白分解酵素阻害剤(Roche)を1錠/10ml加え、ホモナイズし、37℃で15分インキュベート後、25℃1時間にて100,000gで遠心し、その上澄を、SDS可溶画分とした。
その沈澱物(Aβの不溶画分に相当)に70%ギ酸を加えてホモジナイズし、100,000gで1時間遠心した。その上澄を1MTris・HCl pH8.0と1:20の容量比で中和し、その上澄を、不溶画分(ギ酸可溶画分)とした。
各々の画分は-80℃で保存した。
SDS可溶画分及びギ酸可溶画分について、β-amyloid ELISAキット(Wako)を用いてAβ量を測定した。上澄は、ELISA kitに付属のスタンダード希釈液で、Aβ1-40の場合は1:2000,Aβ1-42の場合は1:400希釈を行った。得られた値は脳の湿重量で補正し、nmol/g脳で表した。
3.4A10による治療を受けた群と対照群の、SDS可溶画分,及びギ酸可溶画分のAβX-42の量を測定し、下記の表3に示した。
尚、AβX-42とは、少なくともAβ1-42の末端(42番目)アミノ酸を含む、Aβ由来フラグメントの集合を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
表3から分かる通り、対照群と比較した際の、本発明のモノクローナル抗体による治療群のAβX-42の減少量には、有意差があった。
次に、同様にして、3.4A10治療群と対照群の、SDS可溶画分,及びギ酸可溶画分のAβX-40の量を測定し、下記の表4に示した。
尚、AβX-40とは、少なくともAβ1-40の末端(40番目)アミノ酸を含む、Aβ由来フラグメントの集合を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
表4から分かる通り、AβX-40の量については、対照群と本発明のモノクローナル抗体による治療群とで、有意差は無かった。
つまり、本発明のモノクローナル抗体は、Aβ1-40よりも、Aβ1-42に対して、より治療効果を発揮することが分かった。
このことは、本発明のモノクローナル抗体による治療は、抗体の血管アミロイド(Aβ1-40)への結合に起因する、脳出血という副作用を起こす可能性が低いことを示唆している。
尚、Aβオリゴマーを、下記の様にして、TBS可溶画分のウェスタンブロットで検出した。
(脳のTBS画分のAβオリゴマーのウェスタンブロット解析)
マウス脳のTBS可溶画分におけるAβオリゴマーを解析するにあたって、10μlのTBS画分を15/25のSDS/PAGEゲル(第一化学薬品(株))で電気泳動後、0.2μmニトロセルロース膜に転写した。
1:2000希釈の6E10と1:5000希釈HRP標識ヤギ抗マウスIgG (H&L)で上述の様に視覚化し、APPαと、Aβオリゴマー(12量体)を検出した。
分子量の標準マーカーとAlpha Ease FCソフトウェア(Alpha Innotech)を用いて、検出された各バンドの分子量を決定し、結果を図4-Cに示した。
各レーンが、各被験マウスの結果である。
図4-Cから分かる通り、3.4A10治療により、Aβ1-42の12量体(分子量56kD)は、対照群に比べて減少した(図4-C)。
(免疫蛍光染色)
末梢に投与した実施例1の3.4A10が脳に入ったかどうかを調べる為に、脳の切片を、ブロッキングバッファー(10%正常ロバ血清と2%ウシ血清アルブミンを含むPBS)で1μg/mlの濃度に調整した参考例3の、ウサギ抗全Aβポリクローナル抗体と室温で1時間インキュベートした後、ブロッキングバッファーで30分間インキュベートした。
TBS-Tで3回洗浄後、PBS溶液(1% BSA, 10% 正常ロバ血清含有)で1:500に希釈したAlexa594(赤色)標識ロバ抗マウスIgG抗体(3.4A10の検出用抗体)または1:500希釈Alexa488(緑色)標識ロバ抗ウサギIgG抗体(Molecular Probes)(ウサギ抗全Aβ抗体の検出用抗体)で室温1時間インキュベートし、PBSTで2回、PBSで1回洗浄後オリンパスIX70(オリンパス,東京,日本)顕微鏡で観察、ニコンデジタルカメラDXM1200F(ニコン,東京,日本)で記録した。
免疫蛍光染色の結果、赤色に光る実施例1の3.4A10が、ウサギ全Aβ抗体が検知する、緑色に光る老人斑の一部と、一致して見られるところから、3.4A10が脳内に入っていることが分かった(図5-A上段)。
これに対して、Alexa594で標識したロバ抗マウスIgGは、実施例1の3.4A10で治療を行わなかった対照マウスの老人斑を染色することはなかった(図5-A下段)。
尚、ミクログリアの活性化を見る為には、脳の切片を、Iba-1(緑色)抗ミクログリアポリクローナルウサギ抗体(国立・精神神経センター神経研究所,今井先生提供)1μg/mlで染色し、上記のようにそれぞれPBS溶液(1% BSA, 10% 正常ロバ血清含有)で1:500に希釈した、Alexa488標識ロバ抗ウサギIgG抗体とAlexa594標識ロバ抗マウスIgG抗体で検出した。
3.4A10陽性老人斑,及び3.4A10陰性老人斑と関連する、ミクログリアの数をそれぞれ数え、平均値を比較した。
3.4A10が付着した老人斑(3.4A10陽性老人斑)と、付着していない老人斑(3.4A10陰性老人斑)で、ミクログリアの数を比較したところ、3.4A10が付着した老人斑では、より多くのIbal陽性ミクログリアに取り囲まれていた(9.28±1.80対5.43±1.51、p<0.001)(図5-B、5-C)。
(細胞性免疫確認試験及び脳出血確認試験)
本発明のモノクローナル抗体を用いた治療が、能動免疫の副作用である、細胞性免疫や、Aβ1-40に対する抗体等が引き起こす脳出血等を伴わないことを確認するため、下記の(1),(2)の試験を行った。
(1)細胞性免疫確認試験
実施例1の抗体での治療によって、細胞性免疫が起こっているか否かを調べるため、3.4A10で治療したマウスの脳を、ヘマトキシリン・エオジン染色と、T細胞のマーカーである参考例1のCD3e抗体及びB細胞のマーカーである参考例2のCD19抗体で免疫染色して、脳のリンパ球浸潤を調べたが、対照との間に組織学的及び免疫組織化学的違いは見られなかった(図6中のA~F)。
つまり、能動免疫における副作用のようなリンパ球の脳への浸潤が起こっていないことが分かった。
尚、CD3e、CD19に対する抗体は、1μg/mlの濃度で用いた。
組織はヘマトキシリンにより対比染色を行った。
(2)ベルリンブルー染色
マウス脳の出血病変を検出する為に、ベルリンブルー染色を用いた。
脳切片を2%フェロシアン化カリウム:2%塩酸=1vol:1vol溶液に、室温下30分浸漬し、純水で洗浄後、ケルネヒトローロ(Kernechtrot)染色液(Muto Pure Chemicals)と2分間インキュベートした。
各マウスよりとった脳の3切片における染色陽性の血管を数え、個々の平均からグループの平均を計算した。
その結果、実施例1の抗体(3.4A10)治療マウスの脳には、ベルリン・ブルー染色陽性の血管は治療群で少し増加していたが、統計学的には有意では無く(1.67±1.17対0.42±0.21,p=0.27)、従来の受動免疫における副作用である、リンパ球の浸潤や、微小出血の明らかな増加は見られなかった。
尚、両群のベルリン・ブルー染色陽性の血管は図6中のG,Hに示してある。
尚、上記の試験例において、すべての結果は特別記載がない場合は平均±標準誤差で表し、2群間の有意差比較はStudent tテストで解析した。
[本発明の抗体を含む注射剤用製剤(粉末)]
下記のような組成で、本発明の抗体を含む、注射用粉末剤を作製する。
実施例1の抗体  150mg
トレハロース   130mg
L-ヒスチジン   3mg
[本発明の抗体を含む注射剤]
アンプルに入れた実施例2の粉末剤を、日局注射用水7.2ml及び希釈剤である日局生理食塩水250mlを添加して溶解させ、注射剤を作製する。
本発明のモノクローナル抗体は、脳出血や脳脊髄炎等の副作用無しで、アルツハイマー等の、アミロイド蛋白質の脳組織その他への沈着に起因する疾病の、予防又は治療剤としての使用が可能である。

Claims (9)

  1. 重鎖及び軽鎖の可変領域が、下記の超可変領域を有することを特徴とする、モノクローナル抗体。
    重鎖超可変領域1:配列番号1
    重鎖超可変領域2:配列番号2
    重鎖超可変領域3:配列番号3
    軽鎖超可変領域1:配列番号4
    軽鎖超可変領域2:配列番号5
    軽鎖超可変領域3:配列番号6
  2. 重鎖可変領域が配列番号13,軽鎖可変領域が配列番号14で表されるものであることを特徴とする、請求項1記載のモノクローナル抗体。
  3. 請求項1又は2記載のモノクローナル抗体のアミノ酸配列のうち、1又は数個のアミノ酸配列が、欠失,置換,付加,及び/又は挿入されており、かつ、下記(A)又は(B)の少なくともいずれかに対する親和性を有していることを特徴とする、モノクローナル抗体。
    (A)アミロイドβ1-42蛋白質の多量体
    (B)アミロイドβ1-42蛋白質凝集体
  4. (B)アミロイドβ1-42蛋白質凝集体が、脳組織アミロイドプラークに沈着しているものであることを特徴とする、請求項3記載のモノクローナル抗体。
  5. 定常領域が、ヒトモノクローナル抗体又はマウスモノクローナル抗体由来のものであることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の、モノクローナル抗体。
  6. アミロイドβ1-42蛋白質に対する親和性が、解離定数0.01×10-11~9×10-11であることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の、モノクローナル抗体。
  7. 請求項1乃至6記載のいずれかのモノクローナル抗体を有効成分として含むことを特徴とする医薬組成物。
  8. 請求項1乃至6記載のいずれかのモノクローナル抗体を有効成分として含むことを特徴とする、アミロイド蛋白質の沈着に起因する疾病の予防又は治療剤。
  9. アミロイド蛋白質の沈着に起因する疾病が、アルツハイマー病であることを特徴とする、請求項7記載の、疾病の予防又は治療剤。
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