WO2010087131A1 - Hiv複製抑制剤、及びその利用 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a human immunodeficiency virus (HIV) replication inhibitor comprising as an active ingredient an antibody that recognizes human CD4 or a nucleic acid containing a base sequence encoding the antibody. Furthermore, the present invention relates to a medicament for preventing and / or treating acquired immune deficiency syndrome (AIDS) comprising the HIV replication inhibitor as an active ingredient.
- HIV human immunodeficiency virus
- Human CD4 is a T cell marker and is known to function as a receptor for HIV-1. Self-human CD4 reactive antibodies are detected in HIV-1 infected individuals (approximately 13%) and seronegative HIV-1 exposed individuals (34%), and some healthy individuals (approximately 0.6%) are also human It has been reported so far to show anti-CD4 antibody positivity (see Non-Patent Documents 3 to 5). Several mouse anti-CD4 monoclonal antibodies are known to inhibit HIV-1 replication in vitro and in vivo (see Non-Patent Documents 6 to 9).
- Trkola A., Purtscher, M., Muster, T., Ballaun, C., Buchacher, A., Sullivan, N., Srinivasan, K., Sodroski, J., Moore, JP, and Katinger, H., (1996), J Virol 70: 1100-1108.
- the mouse anti-CD4 monoclonal antibodies described in Non-Patent Documents 6 to 9 may show wide cross-reactivity with multiple clades of HIV-1. It is conceivable that human anti-CD4 antibodies can play some role in protecting humans from HIV-1 infection and AIDS progression. However, human anti-CD4 monoclonal antibodies capable of protecting humans from HIV infection such as HIV-1 and the progression of AIDS caused by the infection have not been cloned yet, and HIV replication containing such antibodies as active ingredients There is also no known drug that can suppress the disease or a drug for preventing and / or treating AIDS.
- an object of the present invention is to provide an HIV replication inhibitor containing an antibody that recognizes human CD4. Furthermore, the objective of this invention is providing the pharmaceutical for preventing and / or treating AIDS which contains this HIV replication inhibitor as an active ingredient.
- the present inventors tried to clone a human anti-CD4 monoclonal antibody from peripheral blood mononuclear cells of healthy adult donors. As a result, an independent clone of IgMIFab that recognizes human CD4 was isolated. Successfully released. The inventors then revealed by analysis of the variable region sequence of the isolated antibody that the variable region gene is selectively used to produce a human CD4-reactive antibody. That is, the antibody isolated by the present inventors was a self-human CD4 reactive monoclonal antibody derived from a healthy person.
- the present inventors examined the influence of the antibody on HIV-1 replication, and found that the antibody can inhibit HIV-1 replication without impairing the original function of human CD4. .
- the present invention has been completed based on these findings.
- a human immunodeficiency virus replication inhibitor comprising the following antibody (1) as an active ingredient.
- (1) As the amino acid sequence of the variable region of the heavy chain, deletion, substitution, or reverse of one to a plurality of amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing An amino acid sequence having at least one mutation selected from the group consisting of position, addition and insertion; and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing or SEQ ID NO: 4 as the amino acid sequence of the variable region of the light chain An antibody that recognizes human CD4, comprising an amino acid sequence having at least one mutation selected from the group consisting of deletion, substitution, inversion, addition, and insertion of one to a plurality of amino acids in the amino acid sequence described in 1.
- a human immunodeficiency virus replication inhibitor comprising as an active ingredient a nucleic acid comprising a base sequence encoding the antibody of (1) below.
- a nucleic acid comprising a base sequence encoding the antibody of (1) below.
- the antibody recognizes an epitope that is within the binding site to gp120 in human CD4 and is different from the epitope recognized by Leu3a and / or RPA-T4. To do.
- the antibody is a Fab antibody.
- a human immunodeficiency virus replication inhibitor comprising the following nucleic acid (2) as an active ingredient.
- Nucleic acid comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and the base sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing
- a nucleic acid contained as an active ingredient is inserted into a vector.
- the vector is a plasmid vector or a viral vector.
- the human immunodeficiency virus is human immunodeficiency virus type 1.
- a medicament for preventing and / or treating acquired immunodeficiency syndrome comprising the human immunodeficiency virus replication inhibitor of the present invention as an active ingredient.
- the following (1) antibody and base sequence encoding the following (1) antibody for producing the human immunodeficiency virus replication inhibitor of the present invention or the medicament of the present invention are provided:
- the use of the nucleic acid containing or the nucleic acid of the following (2) is provided.
- amino acid sequence of the variable region of the heavy chain deletion, substitution, or reverse of one to a plurality of amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing
- a nucleic acid comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and the base sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing
- the following (1) antibody, a nucleic acid comprising a base sequence encoding the following (1) antibody, the following (2) nucleic acid, or the human immunodeficiency virus replication inhibitor of the present invention A method for inhibiting human immunodeficiency virus replication comprising administering to a mammal is provided.
- amino acid sequence of the variable region of the heavy chain deletion, substitution, or reverse of one to a plurality of amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing
- a nucleic acid comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and the base sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing
- a method for preventing and / or treating acquired immune deficiency syndrome which comprises administering the medicament of the present invention to a mammal.
- the HIV replication inhibitor of the present invention is such that an antibody contained as an active ingredient or an antibody encoded by a nucleic acid contained as an active ingredient recognizes and binds to human CD4 and prevents the binding of human CD4 to HIV such as HIV-1. Thus, HIV replication can be suppressed. Furthermore, since the above antibody has a high possibility of recognizing and binding to a portion of human CD4 that does not interfere with the original function of human CD4, it suppresses HIV replication while preventing the occurrence of immune disorders due to inhibition of human CD4 function. Can be expected. Therefore, the medicament of the present invention can clinically prevent and / or treat AIDS by including the HIV replication inhibitor as an active ingredient.
- CDR represents a complementarity determining region
- FR represents a framework region
- ⁇ represents a deletion.
- the assay result which investigated the influence with respect to HIV-1 JR-FL replication of human CD4 reactive Fab is shown. This is the result of testing Fab clones HO538-213 ( ⁇ ), HO702-001 ( ⁇ ), and HO702-016 ( ⁇ ) at concentrations of 0.1 (A), 1.0 (B), and 2.5 (C) ⁇ g / ml.
- Human CD4 non-reactive Fab clone 13-3 ( ⁇ ) was used as a negative control.
- the human immunodeficiency virus (HIV) replication inhibitor of the present invention suppresses HIV replication by containing, as an active ingredient, an antibody that recognizes human CD4 or a nucleic acid containing a base sequence encoding the antibody.
- HIV belongs to the genus Retroviridae, a single-stranded RNA virus with an envelope, and HIV-1 (Human Immunodeficiency Virus type 1) and HIV-2 (Human Immunodeficiency Virus type 2) have been known so far. ing.
- the basic gene structures of HIV-1 and HIV-2 are almost the same, but the homology of the nucleotide sequences is low and the homology is about 60%.
- HIV-1 is a virus that is prevalent all over the world because it is more infectious than HIV-2 and has a shorter incubation period until it develops Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS) It is.
- the HIV replication inhibitor of the present invention is suitable for this HIV-1.
- the present invention will be described in order.
- Human CD4 Human CD4 is a single-chain transmembrane glycoprotein having a molecular weight of about 59 kDa, binds to a non-polymorphic region of MHC class II molecules, and can serve as a co-receptor in antigen stimulation activation restricted by MHC class II. Human CD4 is known to be expressed on specific subsets of peripheral blood lymphocytes, such as helper T cells and monocytes. The human CD4-positive T cell subset exhibits an activity of inducing and promoting immunoglobulin synthesis by B cells. Human CD4 functions as a receptor for gp120, an envelope glycoprotein of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). Therefore, whether or not a specific protein is human CD4 can be confirmed by ELISA using gp120.
- HIV-1 human immunodeficiency virus type 1
- Human CD4 that can be used for obtaining an antibody that recognizes human CD4 and confirming that the antibody recognizes human CD4 is not particularly limited, and the acquisition is not particularly limited.
- recombinant human CD4 (rhCD4) derived from the baculovirus system is available from American Research Products, Inc. (catalog number: 18-13001).
- the antibody that recognizes human CD4 is an antibody that specifically recognizes human CD4, specifically, the antibody of the following (1).
- (1) As the amino acid sequence of the variable region of the heavy chain, deletion, substitution, or reverse of one to a plurality of amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing An amino acid sequence having at least one mutation selected from the group consisting of position, addition and insertion; and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing or SEQ ID NO: 4 as the amino acid sequence of the variable region of the light chain
- An antibody that recognizes human CD4, comprising an amino acid sequence having at least one mutation selected from the group consisting of deletion, substitution, inversion, addition, and insertion of one to a plurality of amino acids in the amino acid sequence described in 1.
- SEQ ID Nos. 2 and 4 in the sequence listing show the amino acid sequences of the variable region of the heavy chain and the variable region of the light chain of an antibody that recognizes human CD4, as shown below.
- SEQ ID NO: 2 Amino acid sequence of variable region of heavy chain of antibody recognizing human CD4
- SEQ ID NO: 4 Amino acid sequence of variable region of light chain of antibody recognizing human CD4
- Normal antibodies consist of two types of polypeptides, large and small.
- the larger subunit is called “H chain” (heavy chain), and the smaller subunit is called “L chain” (light chain).
- Each peptide is composed of a “variable region” that exists on the N-terminal side to form an antigen-binding site and a certain “constant region” for each antibody class.
- the variable region is further divided into a complementarity determining region “CDR” that is intimately involved in the formation of an antigen binding site and a “framework” existing between them. It is known that CDR has three regions called “CDR1”, “CDR2”, and “CDR3” from the N-terminal side for each of the H chain and the L chain.
- Antibodies that recognize human CD4 include, in addition to antibodies that are usually present in vivo, Fab consisting of a pair of H chain fragments and L chain fragments, and F (ab consisting of two pairs of H chain fragments and L chain fragments. ') 2 Also includes single chain antibodies in which H and L chain fragments are linked in series to the same peptide.
- the antibody recognizing human CD4 may be a full-length antibody in a form normally present in vivo, which is composed of two pairs of full-length H chain and full-length L chain.
- the range of “one to plural” in “at least one mutation selected from the group consisting of deletion, substitution, inversion, addition and insertion of one to a plurality of amino acids” Although it is not particularly limited as long as the antibody of (1) can specifically recognize human CD4, for example, 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, Preferably it means 1 to 5, particularly preferably about 1 to 3.
- amino acid deletion means deletion or disappearance of an amino acid residue in the sequence
- amino acid substitution means that an amino acid residue in the sequence is replaced with another amino acid residue
- Inverted amino acid means that the positions of two or more adjacent amino acid residues are reversed
- Additional of amino acid means that an amino acid residue is added
- Insert of amino acid means sequence. It means that another amino acid residue is inserted between the amino acid residues inside.
- the method for obtaining the antibody of (1) is not particularly limited.
- the antibody may be synthesized physicochemically with reference to the description of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 2 and 4 in the sequence listing, It may be obtained by taking a method such as inducing a mutation from a cell expressing the antibody of (1), or by genetic engineering based on the information of SEQ ID NOS: 1 and 3 in the sequence listing. It may be prepared from a nucleic acid containing a base sequence encoding an antibody, or may be obtained by various screenings using other commonly known means.
- the antibody of (1) above is more preferably an antibody that recognizes an epitope that is in the binding site to gp120 in human CD4 and that is different from the epitope recognized by Leu3a and / or RPA-T4.
- Human CD4 neutralizing antibodies such as Leu3a and RPA-T4 are antibodies that block human CD4 from binding to other ligands necessary for physiological functions. Therefore, human CD4 neutralizing antibody may inhibit the physiological function of human CD4. Conversely, if it does not antagonize with human CD4 neutralizing antibody, it means that there is no human CD4 neutralizing antibody ability, and even if it binds to human CD4, it does not inhibit the physiological function of human CD4.
- a preferred embodiment of the antibody of (1) above is a Fab antibody.
- the Fab antibody of (1) above is a cell derived from a peripheral blood mononuclear cell derived from a healthy adult producing a human anti-CD4 antibody, for example, an RNA obtained from a B lymphoblastoid cell line (also referred to as B-LCL). It can be obtained by screening using a bacterial Fab expression library prepared based on the information. Furthermore, the fact that the human CD4-reactive Fab expression clone obtained by screening can suppress the replication of HIV, as shown in the examples described later, is suitable for 293T cells transformed with HIV proviral DNA.
- peripheral blood mononuclear cells were collected from healthy adults, and B-LCL was infected with EBV (Epstein-Barr Virus) in the B lymphoblastoid cell line (B-LCL). Incubate in state.
- a cell line producing an antibody that recognizes human CD4 is selected using the supernatant obtained by this culture. This selection can be accomplished using methods well known to those skilled in the art using human CD4 as an antigen, such as immunostaining, enzyme-linked immunoassay (ELISA), double monoclonal antibody sandwich immunoassay (US Pat. No. 4,376,764).
- ELISA includes direct adsorption method, sandwich method, competitive method and the like.
- a specific example of the direct adsorption method will be described.
- a solution containing rhCD4 as an antigen is added to the well of an ELISA plate. After removing rhCD4, the wells are washed or blocked as appropriate.
- a test sample that may contain an anti-rhCD4 antibody against rhCD4 is then added into the well. After removing the test sample, a labeled secondary antibody that recognizes the anti-rhCD4 antibody is added to the well. After removing the labeled secondary antibody, the complex of rhCD4-anti-rhCD4 antibody-secondary antibody is detected using the label.
- RNA of these cells is isolated.
- the method for isolating the total RNA of the cell is not particularly limited, and for example, Qiagen RNeasy Mini Mini Kit can be used.
- the isolated RNA was subjected to reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) using gene-specific primers (SEQ ID NOs: 5 to 14 in the sequence listing) for human immunoglobulin chains, for example, Ig ⁇ , ⁇ , ⁇ , and ⁇ chains. ) To synthesize and amplify cDNA.
- Touchdown PCR uses gene specific primers (GSP) with a melting temperature (Tm) slightly higher than the melting temperature (Tm) of the universal primer, and during the first few cycles of PCR, the annealing temperature is set to the TSP of GSP. Set. As a result, only gene-specific synthesis primed by GSP occurs, and only the target gene is concentrated from the template cDNA in the initial stage of PCR. In subsequent cycles, the annealing temperature is lowered to the Tm of the universal primer, and specific amplification of the target gene is performed.
- a rare transcription product for example, a transcription product from about 50 ng of total RNA
- the obtained amplification product is cloned into an appropriate vector to prepare a Fab expression library.
- a vector corresponding to the host to be normally expressed is used.
- a pFab1-His2 vector or the like can be used.
- Fab expression clones are screened from the obtained transformants.
- ELISA can be used as described above.
- Methods for purifying Fab fragments from clones include dialysis, ultrafiltration, resin column, gel filtration, gel filtration chromatography and methods utilizing molecular weight differences such as SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, salt precipitation, ammonium sulfate. Precipitation, alcohol precipitation and other methods using solubility differences such as solvent precipitation, methods using charge difference such as ion exchange chromatography using DEAE-Toyopearl resin, etc.
- affinity chromatography A method that uses the physical affinity, a method that uses the difference in hydrophobicity such as hydrophobic chromatography using butyltoyopearl resin and reverse phase chromatography, and a difference in physicochemical adsorption such as adsorption chromatography.
- Methods used, isoelectric focusing and isoelectric focusing chromatography What Usual methods known, such as methods utilizing difference in isoelectric point may be an subjecting alone or in combination.
- an antibody that recognizes human CD4 can suppress HIV replication can be confirmed, for example, according to the method described in the Examples.
- this method firstly, primary cultured mononuclear cells are incubated at 37 ° C. for 30 minutes with the culture supernatant of 293T cells that produce infectious virions of the JR-FL molecular clone by introduction of HIV-1 proviral DNA. .
- HIV-1 is contained in an amount of about 0.9 to 2 ⁇ g using p24 as a marker.
- p24 antigen is measured from the culture supernatant by a commonly known method such as ELISA. When measuring by ELISA, it can be performed according to the manufacturer's protocol using RETRO-TEK HIV-1 p24 Antigen ELISA Kit (ZeptoMetrix).
- a nucleic acid containing a base sequence encoding an antibody recognizing human CD4 is a nucleic acid containing a base sequence encoding the antibody of (1), More specifically, it is a nucleic acid comprising the base sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and the base sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing.
- SEQ ID NOs: 1 and 3 in the sequence listing show base sequences corresponding to the amino acid sequences of the variable region of the heavy chain and the variable region of the light chain of an antibody that recognizes human CD4.
- SEQ ID NO: 1 Base sequence corresponding to the amino acid sequence of the variable region of the heavy chain of the antibody recognizing human CD4
- SEQ ID NO: 3 Base sequence corresponding to the amino acid sequence of the variable region of the light chain of the antibody recognizing human CD4
- a method for obtaining a nucleic acid containing a base sequence encoding an antibody that recognizes human CD4 is not particularly limited.
- physicochemically referring to the description of the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 2 and 4 in the sequence listing may be obtained by taking a method such as inducing a mutation from a cell expressing the antibody of (1) above, or based on the information of SEQ ID NOs: 1 and 3 in the sequence listing It may be engineered or may be obtained by various screenings using other commonly known means.
- nucleic acid containing a base sequence encoding an antibody recognizing human CD4 examples include, for example, conditions stringent to the nucleic acid containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing Mention may be made of nucleic acids which hybridize below. “Hybridize under stringent conditions” means a nucleic acid obtained by using DNA as a probe and using a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern blot hybridization method, etc. After hybridization at 65 ° C.
- a preferred embodiment of the nucleic acid containing a base sequence encoding an antibody that recognizes human CD4 is a recombinant DNA inserted into a vector capable of autonomous propagation.
- the vector is not particularly limited as long as it can be propagated autonomously in human cells, and examples thereof include an expression vector such as pGL4.12, a virus vector, and the like, and preferably a virus vector.
- virus vectors include adenovirus vectors, lentivirus vectors, herpes simplex virus vectors, and retrovirus vectors.
- a method for inserting a nucleic acid containing a base sequence encoding an antibody recognizing human CD4 into a vector is as described above in Molecular Cloning: A laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., 1989, Current Protocols ⁇ ⁇ ⁇ in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997) and the like can be used without limitation.
- HIV replication inhibitor of the present invention contains the above-described antibody that recognizes human CD4 and a nucleic acid containing a base sequence encoding an antibody that recognizes human CD4 as an active ingredient, thereby replicating HIV. Can be suppressed.
- the mass ratio (antibody or nucleic acid / replication inhibitor) of a nucleic acid containing a base sequence encoding an antibody that recognizes human CD4 or an antibody that recognizes human CD4 contained in the expression inhibitor of the present invention is the HIV replication inhibitor of the present invention.
- the agent is brought into contact with a body fluid or cell site (hereinafter also referred to as an HIV site) of a mammal in which HIV is present
- the antibody as an active ingredient or the antibody encoded by the nucleic acid is HIV in the HIV site.
- it is preferably 0.5 to 0.99, more preferably 0.8 to 0.99, and still more preferably 0.9 to 0.99.
- the HIV replication inhibitor of the present invention may substantially contain 100% of the antibody or nucleic acid.
- the HIV replication inhibitor of the present invention can be used in either solid or liquid form as long as it contains an effective amount of an antibody that recognizes human CD4 or a nucleic acid sequence that encodes an antibody that recognizes human CD4. However, it can also be prepared as a solid or liquid medicament by blending it with a pharmaceutically acceptable carrier or additive.
- the HIV replication inhibitor of the present invention can be produced by mixing the antibody or nucleic acid and other components by a generally known method.
- the method of bringing the HIV replication inhibitor of the present invention into contact with the HIV existing site includes an antibody that recognizes human CD4 as an active ingredient or a base that encodes an antibody that recognizes human CD4.
- the nucleic acid containing the sequence is not particularly limited as long as it can come into contact with HIV at the HIV site.
- the HIV replication inhibitor of the present invention is directly applied to the HIV site by a known method such as electroporation.
- the introduction method, the method of adding the HIV replication inhibitor of the present invention in a form that is easily taken up by cells such as liposomes, and the like can be used.
- the present invention includes a medicament for preventing and / or treating AIDS comprising the HIV replication inhibitor of the present invention as an active ingredient.
- the disease to which the medicament of the present invention is applied is AIDS.
- AIDS is to be interpreted as AIDS in the generally known sense, for example, immunity caused by HIV infecting human CD4-positive T cells and then destroying human CD4-positive T cells by HIV. Can refer to insufficiency.
- the medicament of the present invention can prevent infection of human CD4 positive T cells with HIV by preventing the binding of human CD4 and HIV, and can prevent and / or treat AIDS.
- HIV causing AIDS is a mother-to-child infectious virus
- the onset of AIDS can be prevented by administering the medicament of the present invention to a child whose parent is an HIV-infected person.
- the HIV replication inhibitor of the present invention may be used as it is, but a medicament comprising the HIV replication inhibitor of the present invention, which is usually an active ingredient, and one or more pharmaceutical additives. It is desirable to prepare and use in the form of a composition.
- cytokines for enhancing immunity, or transplantation of undifferentiated lymphocytes.
- Examples of the pharmaceutical composition suitable for oral administration can include, for example, tablets, capsules, powders, fine granules, granules, liquids, syrups and the like, and pharmaceutical composition suitable for parenteral administration Examples thereof include injections, drops, suppositories, inhalants, eye drops, nasal drops, ointments, creams, patches, transdermal absorption agents, transmucosal absorption agents, and the like.
- additives for preparation used in the production of the above pharmaceutical composition include excipients such as lactose and oligosaccharides, disintegrants or disintegrants, binders, lubricants, coating agents, dyes, antioxidants Agent, flavoring agent, diluent, base, solubilizer or solubilizer, isotonic agent, preservative, pH adjuster, stabilizer, tonicity agent, propellant, emulsifier, suspending agent, solvent , Fillers, bulking agents, buffering agents, delivery vehicles, carriers, pharmaceutical adjuvants and adhesives, etc., which can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the form of the pharmaceutical composition. A combination of the above may also be used.
- excipients such as lactose and oligosaccharides, disintegrants or disintegrants, binders, lubricants, coating agents, dyes, antioxidants Agent, flavoring agent, diluent, base, solubilizer or solubilizer, isotonic agent,
- Injectables are usually substantially free of non-aqueous solvents (or water-soluble organic solvents) and can be dissolved or diluted with a solvent whose medium is substantially water.
- Injections can be prepared by methods well known in the art. For example, injections should be prepared by dissolving in a buffer solution such as physiological saline or PBS, or a solvent such as sterilized water, sterilizing by filtration with a filter, and then filling in a sterile container (for example, an ampoule). Can do.
- This injection may contain a conventional pharmaceutical carrier, if necessary.
- an administration method using a non-invasive catheter may be used.
- the carrier that can be used in the present invention include neutral buffered physiological saline, physiological saline containing serum albumin, and the like.
- a lyophilized preparation (lyophilized injection) can be mentioned as a preferred form of the medicament of the present invention.
- lyophilized preparations can be dissolved in at least one liquid or solvent selected from water for injection (distilled water for injection), an infusion solution containing an electrolyte solution (such as physiological saline), and a nutritional infusion solution.
- An injection solution can be easily prepared, and a glass container and a plastic container can be used as the container.
- the expression inhibitor of the present invention can be contained in an amount of 0.01 parts by weight or more, preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the contents of the injection.
- the dosage and number of administrations of the medicament of the present invention are not particularly limited, and can be appropriately selected according to conditions such as the age, weight, and sex of the patient, the type and severity of the disease, the purpose of prevention or treatment, etc. It is.
- the amount of active ingredient is preferably 0.5 ⁇ g / ml to 10 mg / ml per day, more preferably 1 ⁇ g / ml to 1 mg / ml, more preferably 10 ⁇ g / ml to 0.5 mg / ml. Is more preferable, but such dose may be divided into several times a day.
- the frequency of administration of the medicament of the present invention may be, for example, once a day to once every several months, and preferably once a month.
- the HIV replication inhibitor or medicament of the present invention can be used not only as a pharmaceutical form as described above but also as a quasi-drug, cosmetic, functional food, nutritional supplement, food and drink, and the like.
- a quasi-drug or cosmetic it can be used together with various adjuvants commonly used in the technical field such as quasi-drug or cosmetic, if necessary.
- a functional food, nutritional supplement, or food and drink it is usually used in foods such as sweeteners, spices, seasonings, preservatives, preservatives, bactericides, and antioxidants as necessary. You may use with the additive used.
- a desired shape such as solution, suspension, syrup, granule, cream, paste, jelly, etc., or as necessary.
- the ratio contained in these is not specifically limited, It can select suitably according to a use purpose, a usage form, and a usage-amount.
- Peripheral blood mononuclear cells were infected with EBV (Epstein-Barr Virus) strain B95-8 and grown in multiwell plates. The supernatant was analyzed by ELISA using rhCD4 (50 ng / well, INTRACEL) from the baculovirus system as an antigen.
- EBV Epstein-Barr Virus
- rhCD4 50 ng / well, INTRACEL
- ELISA was performed as follows. In an ELISA plate, rhCD4 was dissolved in a solution of 50 mM carbonate buffer pH 9.6 to a concentration of 2 ⁇ g / mL, and 50 ⁇ L was dispensed into each well and left at 4 ° C. overnight. The wells were washed once with PBS-T (PBS-0.05% Tween). 300 ⁇ L of PBS-T-SM (PBS-T-1% skim milk) was added and blocked at room temperature for 1 hour. PBS-T-SM was removed, and 50 ⁇ L of an antibody sample diluted with PBS-T-SM was added and left at room temperature for 1 hour. The sample was removed and washed 3 times with PBS-T-SM.
- PBS-T PBS-0.05% Tween
- PO-conjugated anti-human IgG-Fab antibody was diluted 1: 2000 with PBS-T-SM, 50 ⁇ L was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 1 hour. The secondary antibody was removed and washed 3 times with PBS-T-SM. Color was developed by adding 50 ⁇ L of TMB reagent. Color development was measured at OD 650 nm.
- CDNA was synthesized and amplified by polymerase chain reaction (PCR) using specific primers (SEQ ID NOs: 5 to 26 in the sequence listing) for human Ig ⁇ , ⁇ , ⁇ , and ⁇ chains. All of the specific primers had a final concentration of 10 pmol / ⁇ L, and when plural primers were included, they were mixed in equal amounts to prepare a final concentration.
- a “touchdown” PCR protocol was used as described in the above literature (Invitrogen, One-step RT-PCR with Platinum Taq, catalog number; 10928-042). PCR was performed using the program shown in Table 1 below.
- the eluted Fab was dialyzed against PBS and concentrated by centrifugation (VIVASPIN centrifugal concentration tube, Vivascience AG). The purity of the Fab fragment analyzed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was greater than 95%.
- B-LCL B lymphoblastoid cell line
- EBV Epstein-Barr virus
- rhCD4 recombinant human CD4
- the gene encoding the Fab fragment of the antibody was amplified by RT-PCR and cloned into the bacterial expression vector pFab1-His2 that produces Fab fragments of the set of inserted VH and VL genes. Some clones were expected to reconstitute human CD4-reactive Fab that was present in the original B-LCL cell population. After screening by ELISA, one clone (HO538-213) from the HO538 cell population and two clones (HO702-001, HO702-016) independent from the HO702 cell population were isolated as human CD4-reactive IgM Fab clones.
- HO538-213 is described as an example
- the description regarding HO702-001 and HO702-016 is described as a comparative example.
- ⁇ 538 V ⁇ 3 of HO538-213 is 97% of germ cell gene L6 (Huber, C., Schable, KF, Huber, E., Klein, R., Meindl, A., Thiebe, R., Lamm, R., and Zachau, HG, (1993), Eur J Immunol 23: 2868-2875 .; Pech, M., and Zachau, HG, (1984), Nucleic Acids Res 12: 9229-9236.), HO702 -001 and HO702-016 ⁇ chain V ⁇ 1 are both 97% germ cell genes (Pech, M., and Zachau, HG, (1984), Nucleic Acids Res 12: 9229-9236 .; Bentley, DL, and Rabbits, TH, (1980), Nature 288: 730-733.).
- V H and V L The deduced amino acid sequences of V H and V L are shown in FIG.
- the light chains of clones HO702-001 and HO702-016 were identical.
- HO538-213 and HO702-001 are both derived from the germ cell gene V H 3-33, but the amino acid sequence of V H is different, suggesting that affinity maturation by sHM occurred.
- HO538-213 did not inhibit the binding of human CD4 to Leu-3a or RPA-T4. This suggests that the epitope recognized by HO538-213 is different from the epitope recognized by the two monoclonal antibodies that neutralize HIV-1.
- Leu-3a has been shown to inhibit the immunomodulatory function of human CD4 + T cells, but HO538-213 can be expected to be a powerful HIV-1 blocker that does not inhibit the original function of human CD4.
- infants have IgM-mediated humoral innate immunity generated by IgM + IgD + CD27 + B cells, and have accumulated sHM against unidentified pathogens.
- the above results indicate that adult peripheral blood mature B cell populations also produce congenital IgM with sHM.
- these IgM-producing B cells have undergone positive / negative selection, their original target may not be human CD4. It is possible that sHM accumulated in the IgM Fab gene and cross-reactivity with human CD4 occurred after peripheral B cell maturation. It is possible that human CD4 cross-reactive IgM is produced in small amounts in vivo and that a subset of these clones can function as an innate defense against HIV-1 infection.
- B-1 cells often produce such IgM and are cross-reactive with self-antigens.
- IgMs cause dysregulation of human CD4 + T cells, CD5 expression is induced in antibody-producing B cells, and autoreactive antibody production is self-regulated by an unknown mechanism.
- HIV United Nations AIDS program
- the number of people living with HIV worldwide (including children) at the end of 2007 was estimated to be 33 million (adult infection rate 0.8%).
- HIV is a highly infectious virus that is contained in a large amount in the blood, semen, and vaginal secretions of infected persons and can easily infect non-infected persons by sexual infection, blood infection, mother-to-child transmission, and the like.
- the HIV replication inhibitor of the present invention and the medicament of the present invention are industrially highly effective inventions due to the large number of subjects to be applied (HIV-infected persons and AIDS-affected persons), and further prevent the worldwide spread of HIV. It is a socially valuable invention.
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Abstract
本発明の目的は、ヒトCD4を認識する抗体を含むHIV複製抑制剤を提供することにある。該目的は、下記(1)の抗体を有効成分として含む、ヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤により解決される。 (1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;かつ、軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
Description
本発明は、ヒトCD4を認識する抗体又は該抗体をコードする塩基配列を含む核酸を有効成分として含むヒト免疫不全ウイルス(Human Immunodeficiency Virus;HIV)複製抑制剤に関する。さらに本発明は、該HIV複製抑制剤を有効成分として含む後天性免疫不全症候群(Acquired Immune Deficiency Syndrome ;AIDS)の予防及び/又は治療するための医薬に関する。
in vivoで自己認識抗体および自己寛容が生じる機序を理解することは、自己免疫疾患の分野のみならず、AIDSワクチン開発の分野でも大きな関心事である。その理由の1つとして、ヒト免疫不全ウイルス1型(Human Immunodeficiency Virus type1;HIV-1)に対するいくつかの強力な中和抗体(2F5、4E10、b12、2G12など)は自己反応性を示すという点が挙げられる(非特許文献1及び2を参照)。
広い中和活性を示すこれらの抗体がHIV-1感染者で検出されることはまれであり、免疫を行ってこれらの抗体の力価を高めることは成功していない。これは、強力なHIV-1中和抗体の自己抗原に対する交差反応性を一因とする。一方、自己反応性抗体は健康人においても検出される。健康人における自己認識抗体の産生および病態生理学的役割については、依然として不明な部分が多い。
ヒトCD4はT細胞のマーカーであり、HIV-1の受容体として機能することが知られている。HIV-1感染者(約13%)および血清反応陰性のHIV-1曝露者(34%)では自己ヒトCD4反応性抗体が検出されること、及び一部の健康人(約0.6%)もヒト抗CD4抗体陽性を示すことがこれまでに報告されている(非特許文献3~5を参照)。また、数種のマウス抗CD4モノクローナル抗体は、in vitroおよびin vivoでHIV-1の複製を阻害することが知られている(非特許文献6~9を参照)。
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非特許文献6~9に記載のマウス抗CD4モノクローナル抗体は、複数のクレードのHIV-1に対して広い交差反応性を示す可能性がある。ヒト抗CD4抗体がHIV-1感染やAIDSの進行からヒトを保護する何らかの役割を担い得ることが考えられる。しかし、HIV-1などのHIVの感染や該感染によって引き起こされるAIDSの進行からヒトを保護し得るヒト抗CD4モノクローナル抗体は未だクローニングされておらず、このような抗体を有効成分として含むHIVの複製を抑制し得る薬剤やAIDSを予防及び/又は治療するための医薬についても知られていない。
そこで、本発明の目的は、ヒトCD4を認識する抗体を含むHIV複製抑制剤を提供することにある。さらに本発明の目的は、該HIV複製抑制剤を有効成分として含む、AIDSを予防及び/又は治療するための医薬を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために、健康成人ドナーの末梢血単核球からヒト抗CD4モノクローナル抗体をクローニングすることを試みたところ、ヒトCD4を認識するIgM Fabの独立クローンを単離することに成功した。次いで本発明者らは、単離した抗体の可変領域の配列の解析により、可変領域遺伝子が選択的に使用されてヒトCD4反応性抗体が生じることを明らかにした。すなわち、本発明者らによって単離された抗体は、健康人由来の自己ヒトCD4反応性モノクローナル抗体であった。
さらに本発明者らは、上記抗体のHIV-1の複製への影響について検討したところ、上記抗体がヒトCD4の本来の機能を損なうことなくHIV-1の複製を抑制し得ることを明らかにした。本発明はこれらの知見に基づいて完成された発明である。
したがって、本発明によれば、下記(1)の抗体を有効成分として含む、ヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤が提供される。
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;かつ、軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;かつ、軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
本発明の別の側面によれば、下記(1)の抗体をコードする塩基配列を含む核酸を有効成分として含む、ヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤が提供される。
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
本発明のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤の好ましい態様は、抗体が、ヒトCD4におけるgp120への結合部位内にあるエピトープであって、Leu3a及び/又はRPA-T4が認識するエピトープと異なるエピトープを認識する。
本発明のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤の好ましい態様は、抗体が、Fab抗体である。
本発明の別の側面によれば、下記(2)の核酸を有効成分として含む、ヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤が提供される。
(2)配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸
(2)配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸
本発明のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤の好ましい態様は、有効成分として含まれる核酸が、ベクターに挿入されている。
本発明のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤の好ましい態様は、ベクターが、プラスミドベクター又はウイルスベクターである。
本発明のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤の好ましい態様は、ヒト免疫不全ウイルスが、ヒト免疫不全ウイルス1型である。
本発明の別の側面によれば、本発明のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤を有効成分として含む、後天性免疫不全症候群の予防及び/又は治療するための医薬が提供される。
本発明の別の側面によれば、本発明のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤又は本発明の医薬を製造するための、下記(1)の抗体、下記(1)の抗体をコードする塩基配列を含む核酸、又は下記(2)の核酸の使用が提供される。
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
(2)配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
(2)配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸
本発明の別の側面によれば、下記(1)の抗体、下記(1)の抗体をコードする塩基配列を含む核酸、下記(2)の核酸、又は本発明のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤を哺乳動物に投与することを含む、ヒト免疫不全ウイルスの複製を抑制する方法が提供される。
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
(2)配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
(2)配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸
本発明の別の側面によれば、本発明の医薬を哺乳動物に投与することを含む、後天性免疫不全症候群の予防及び/又は治療する方法が提供される。
本発明のHIV複製抑制剤は、有効成分として含まれる抗体又は有効成分として含まれる核酸がコードする抗体がヒトCD4を認識して結合しヒトCD4とHIV-1などのHIVとの結合を妨げることにより、HIVの複製を抑制することができる。さらに上記抗体は、ヒトCD4におけるヒトCD4本来の機能を妨げない部位を認識して結合する可能性が高いことから、ヒトCD4機能阻害による免疫障害の発生を防ぎつつ、HIVの複製を抑制することが期待できる。したがって、本発明の医薬は、上記HIV複製抑制剤を有効成分として含むことにより、臨床的にAIDSを予防及び/又は治療することが可能である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のヒト免疫不全ウイルス(Human Immunodeficiency Virus;HIV)複製抑制剤は、ヒトCD4を認識する抗体又は該抗体をコードする塩基配列を含む核酸を有効成分として含むことにより、HIVの複製を抑制することができる。HIVは、エンベロープを持つプラス鎖の一本鎖RNAウイルスであるレトロウイルス科レンチウイルス属に属し、HIV-1(Human Immunodeficiency Virus type1)とHIV-2(Human Immunodeficiency Virus type2)がこれまでに知られている。HIV-1とHIV-2の基本的な遺伝子の構造はほぼ同じであるが、塩基配列の相同性は低く約60%程度の相同性である。HIV-1は、HIV-2と比べて、感染力が強く、後天性免疫不全症候群(Acquired Immune Deficiency Syndrome ;AIDS)を発症するまでの潜伏期間が短いために、世界中で蔓延しているウイルスである。本発明のHIV複製抑制剤は、このHIV-1を好適な対象とする。以下に、本発明について順を追って説明する。
本発明のヒト免疫不全ウイルス(Human Immunodeficiency Virus;HIV)複製抑制剤は、ヒトCD4を認識する抗体又は該抗体をコードする塩基配列を含む核酸を有効成分として含むことにより、HIVの複製を抑制することができる。HIVは、エンベロープを持つプラス鎖の一本鎖RNAウイルスであるレトロウイルス科レンチウイルス属に属し、HIV-1(Human Immunodeficiency Virus type1)とHIV-2(Human Immunodeficiency Virus type2)がこれまでに知られている。HIV-1とHIV-2の基本的な遺伝子の構造はほぼ同じであるが、塩基配列の相同性は低く約60%程度の相同性である。HIV-1は、HIV-2と比べて、感染力が強く、後天性免疫不全症候群(Acquired Immune Deficiency Syndrome ;AIDS)を発症するまでの潜伏期間が短いために、世界中で蔓延しているウイルスである。本発明のHIV複製抑制剤は、このHIV-1を好適な対象とする。以下に、本発明について順を追って説明する。
[1]ヒトCD4
ヒトCD4は、分子量が約59kDaの単鎖膜貫通型糖タンパクであり、MHCクラスII分子の非多型性領域に結合し、MHCクラスII拘束性の抗原刺激活性化におけるコ・レセプターとなり得る。ヒトCD4は、末梢血リンパ球の特定のサブセット、例えば、ヘルパーT細胞や単球において発現することが知られている。ヒトCD4陽性T細胞サブセットは、B細胞による免疫グロブリン合成を誘導・促進する活性を示す。ヒトCD4は、ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)のエンベロープ糖タンパク質であるgp120のレセプター(受容体)として機能する。したがって、特定のタンパク質がヒトCD4であるか否かは、gp120を用いたELISAにより確認することができる。
ヒトCD4は、分子量が約59kDaの単鎖膜貫通型糖タンパクであり、MHCクラスII分子の非多型性領域に結合し、MHCクラスII拘束性の抗原刺激活性化におけるコ・レセプターとなり得る。ヒトCD4は、末梢血リンパ球の特定のサブセット、例えば、ヘルパーT細胞や単球において発現することが知られている。ヒトCD4陽性T細胞サブセットは、B細胞による免疫グロブリン合成を誘導・促進する活性を示す。ヒトCD4は、ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)のエンベロープ糖タンパク質であるgp120のレセプター(受容体)として機能する。したがって、特定のタンパク質がヒトCD4であるか否かは、gp120を用いたELISAにより確認することができる。
ヒトCD4を認識する抗体の取得や該抗体がヒトCD4を認識することを確認するために利用できるヒトCD4は、特に制限されるものではなく、その取得についても特に制限されないが、例えば、ヒトCD4陽性T細胞の遺伝子情報やタンパク質情報を基に、通常知られる遺伝子工学的又は物理化学的な方法により作製されたヒトCD4を利用することができる。具体的には、バキュロウイルス系由来の組換えヒトCD4(rhCD4)がAmerican Research Products, Inc.社(カタログ番号:18-13001)から入手可能である。
[2]ヒトCD4を認識する抗体
ヒトCD4を認識する抗体は、ヒトCD4に特異的に認識する抗体であり、具体的には、下記(1)の抗体である。
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;かつ、軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
ヒトCD4を認識する抗体は、ヒトCD4に特異的に認識する抗体であり、具体的には、下記(1)の抗体である。
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;かつ、軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体
配列表の配列番号2及び4は、以下に示す通り、ヒトCD4を認識する抗体の重鎖の可変領域と軽鎖の可変領域のアミノ酸配列を示す。
配列番号2:ヒトCD4を認識する抗体の重鎖の可変領域のアミノ酸配列
配列番号4:ヒトCD4を認識する抗体の軽鎖の可変領域のアミノ酸配列
配列番号2:ヒトCD4を認識する抗体の重鎖の可変領域のアミノ酸配列
配列番号4:ヒトCD4を認識する抗体の軽鎖の可変領域のアミノ酸配列
通常の抗体は大小二種類のポリペプチドからなり、大きい方のサブユニットを「H鎖」(重鎖)、小さい方のサブユニットを「L鎖」(軽鎖)という。また、それぞれのペプチドはN末端側に存在して抗原結合部位を形成する「可変領域」と抗体のクラス別に一定の「定常領域」から構成される。可変領域はさらに特に抗原結合部位の形成に密接に関与している相補性決定領域「CDR」とその間に存在する「フレームワーク」に分けられる。CDRにはH鎖とL鎖のそれぞれについてN末端側から「CDR1」、「CDR2」、「CDR3」と呼ばれる3つの領域があることが知られている。
ヒトCD4を認識する抗体は、通常生体内に存在する形の抗体の他に、1組のH鎖断片とL鎖断片からなるFab、2組のH鎖断片とL鎖断片からなるF(ab')2、H鎖断片とL鎖断片が同一ペプチドに直列に結合した一本鎖抗体なども含む。ヒトCD4を認識する抗体は、全長H鎖と全長L鎖の2対の組み合わせから構成される、通常生体内に存在する形の全長抗体でもよい。
上記(1)の抗体において、「1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異」における「1から複数個」の範囲は、上記(1)の抗体がヒトCD4を特異的に認識し得る程度の範囲であれば特に限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1から5個、特に好ましくは1から3個程度を意味する。また、「アミノ酸の欠失」とは配列中のアミノ酸残基の欠落もしくは消失を意味し、「アミノ酸の置換」は配列中のアミノ酸残基が別のアミノ酸残基に置き換えられていること、「アミノ酸の逆位」とは隣り合う2以上のアミノ酸残基の位置が逆になっていること、「アミノ酸の付加」とはアミノ酸残基が付け加えられていること、「アミノ酸の挿入」とは配列中のアミノ酸残基の間に別のアミノ酸残基が挿し入れられていることをそれぞれ意味する。
上記(1)の抗体を取得する方法は特に制限されるものではなく、例えば、配列表の配列番号2や4のアミノ酸配列の記載を参照して物理化学的に合成してもよいし、上記(1)の抗体を発現する細胞から突然変異を誘発させるなどの方法を講じて取得してもよいし、配列表の配列番号1及び3の情報を基に遺伝子工学的に上記(1)の抗体をコードする塩基配列を含む核酸から作成してもよいし、その他の通常知られる手段を用いた各種スクリーニングにより取得してもよい。
上記(1)の抗体は、ヒトCD4におけるgp120への結合部位内にあるエピトープであって、Leu3a及び/又はRPA-T4が認識するエピトープと異なるエピトープを認識する抗体であることがより好ましい。この抗体は、ヒトCD4に結合する場合、ヒトCD4の本来の機能を損なうことなく、ヒトCD4とHIVとの結合を阻害することが期待できる。Leu3a及びRPA-T4などのヒトCD4中和抗体はヒトCD4が生理機能に必要な他のリガンドと結合するのを阻止する抗体である。従ってヒトCD4中和抗体はヒトCD4の生理機能を阻害する可能性がある。逆にヒトCD4中和抗体と拮抗しなければヒトCD4中和抗体能が無いことを意味し、ヒトCD4に結合してもヒトCD4の生理機能を阻害しないと考えられる。
上記(1)の抗体の好ましい態様は、Fab抗体である。上記(1)のFab抗体は、ヒト抗CD4抗体を産生する健康成人由来の末梢血単核球由来の細胞、例えば、Bリンパ芽球様細胞株(B-LCLともいう)から得たRNAの情報を基に作製した細菌Fab発現ライブラリーを利用したスクリーニングにより得ることができる。さらにスクリーニングして得られたヒトCD4反応性Fab発現クローンがHIVの複製を抑制することができることについては、後述する実施例に示すように、HIVプロウイルスDNAで形質転換した293T細胞などの適当な細胞の培養上清にヒトCD4反応性Fab発現クローンを加えてインキュベートし、次いでインキュベート後の培養上清におけるp24などのHIVのマーカータンパク質を検出することにより確認することができる。以下に、具体的なスクリーニング方法及び確認方法について、実施例の記載に沿って説明する。
まず、健康成人から末梢血単核球を採取し、この中のBリンパ芽球様細胞株(B-LCL)にEBV(Epstein-Barr Virus)を感染させて、B-LCLを癌化させた状態で培養する。この培養により得た上清を用いてヒトCD4を認識する抗体を産生する細胞株を選抜する。この選抜は、ヒトCD4を抗原として用いて、当業者によく知られる方法、例えば、免疫染色法、酵素結合免疫測定法(ELISA)、二重モノクローナル抗体サンドイッチイムノアッセイ法(米国特許第4,376,110号)、モノクローナルポリクローナル抗体サンドイッチアッセイ法(Wideら、Kirkham及びHunter編集、「ラジオイムノアッセイ法(Radioimmunoassay)」、E. and S. Livingstone、エジンバラ、(1970))、免疫沈降法などにより実施することができるが、感度が高くかつ汎用されていることから、ELISAにより実施することが好ましい。
ELISAには、直接吸着法、サンドイッチ法、競合法などがある。直接吸着法の一具体例について説明する。まず、ELISAプレートのウェル中に抗原としてrhCD4を含む溶液を添加する。rhCD4を除去した後、ウェルの洗浄やブロッキングなどを適宜実施する。次いでrhCD4に対する抗rhCD4抗体を含む可能性のある被験試料をウェル中に添加する。該被験試料を除いた後、該抗rhCD4抗体を認識する標識化2次抗体をウェル中に加える。該標識化2次抗体を除去した後に、該標識を利用してrhCD4-抗rhCD4抗体-2次抗体の複合体を検出する。
次いで、ヒト抗CD4抗体産生が陽性のオリゴクローナルな細胞を選抜した後、これらの細胞の全RNAを単離する。細胞の全RNAの単離方法は特に制限されないが、例えば、キアジェン社のRNeasy Mini Kitを使用することができる。単離したRNAをヒトイムノグロブリンの各鎖、例えば、Igμ、γ、λ、κ鎖に対する遺伝子特異的プライマー(配列表の配列番号5~14)を用いて、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)によりcDNAを合成及び増幅する。
配列表の配列番号5;VH1a ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号6;VH1b ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号7;VH2a ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号8;VH3 ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号9;VH4c ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号10;FDG1;γ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号11;FDG2;γ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号12;FDG3;γ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号13;FDG4;γ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号14;FDM;μ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号15;VK1;κ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号16;VK2a;κ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号17;VK3a;κ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号18;VK4;κ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号19;VKC;κ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号20;VL1a;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号21;VL1b;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号22;VL2a;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号23;VL2b;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号24;VL3a;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号25;VL3b;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号26;VLC;λ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号6;VH1b ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号7;VH2a ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号8;VH3 ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号9;VH4c ;H鎖用5’プライマー(γ鎖μ鎖共通)
配列表の配列番号10;FDG1;γ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号11;FDG2;γ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号12;FDG3;γ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号13;FDG4;γ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号14;FDM;μ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号15;VK1;κ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号16;VK2a;κ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号17;VK3a;κ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号18;VK4;κ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号19;VKC;κ鎖用3’プライマー
配列表の配列番号20;VL1a;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号21;VL1b;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号22;VL2a;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号23;VL2b;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号24;VL3a;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号25;VL3b;λ鎖用5’プライマー
配列表の配列番号26;VLC;λ鎖用3’プライマー
このPCRには、タッチダウンPCRを用いることが好ましい。タッチダウンPCRは、ユニバーサルプライマーの融解温度(Tm)よりも若干高い融解温度(Tm)を持つ遺伝子特異的プライマー(GSP)を使用し、PCRの初めの数サイクル中、アニール温度をGSPのTmに設定する。その結果、GSPによりプライミングされる遺伝子特異的合成のみが生じることになり、PCRの初期段階では目的遺伝子のみが鋳型cDNA中から濃縮される。以降のサイクルでは、アニーリング温度をユニバーサルプライマーのTmに下げて、目的遺伝子の特異的増幅を行なう。タッチダウンPCRによれば、ポリA+ RNA、トータルRNAのいずれからでも稀少転写産物(例えば、約50ngのトータルRNAからの転写産物)を増幅可能である。
次いで、得られた増幅産物を適当なベクターにクローニングしてFab発現ライブラリーを作製する。ベクターは、通常発現させるべき宿主に対応するものを用い、例えば、大腸菌に発現させる場合には、pFab1-His2ベクターなどを用いることができる。
次いで、作製したFab発現ライブラリーを用いて宿主を形質転換し、得られた形質転換体の中からヒトCD4反応性Fab発現クローンをスクリーニングする。このスクリーニングには、例えば、上記と同様に、ELISAなどを用いることができる。クローンからFabフラグメントを精製する方法としては、透析、限外ろ過、レジンカラム、ゲルろ過、ゲルろ過クロマトグラフィー及びSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動のような分子量の差を利用する方法、塩沈澱、硫安沈殿、アルコール沈殿及びその他の溶媒沈澱のような溶解性の差を利用する方法、DEAE-トヨパール樹脂などを用いるイオン交換クロマトグラフィーのような電荷の差を利用する方法、アフィニティークロマトグラフィーのような特異的親和性を利用する方法、ブチルトヨパール樹脂などを用いる疎水クロマトグラフィー及び逆相クロマトグラフィーのような疎水性の差を利用する方法、吸着クロマトグラフィーのような物理化学的な吸着性の差を利用する方法、等電点電気泳動及び等電点クロマトグラフィーなどのような等電点の差を利用する方法などの通常知られる方法を単独または組み合わせて供することができる。
ヒトCD4を認識する抗体がHIVの複製を抑制することができるか否かについては、例えば、実施例に記載の方法に準じて確認することができる。該方法において、まず初代培養単核球を、HIV-1プロウイルスDNAを導入されたことによりJR-FL分子クローンの感染性ビリオンを産生する293T細胞の培養上清と共に37℃で30分間インキュベートする。30分後の培養上清において、HIV-1は、p24をマーカーとして約0.9~2 ng含まれていることが好ましい。次いで培養上清からp24抗原をELISAなどの通常知られる方法により測定する。ELISAにより測定する場合は、RETRO-TEK HIV-1 p24 Antigen ELISA Kit(ZeptoMetrix)を用いて、メーカーのプロトコールに従って行うことができる。
[3]ヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸
ヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸は、上記(1)の抗体をコードする塩基配列を含む核酸であり、より具体的には、配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸である。
ヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸は、上記(1)の抗体をコードする塩基配列を含む核酸であり、より具体的には、配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸である。
配列表の配列番号1及び3は、以下に示す通り、ヒトCD4を認識する抗体の重鎖の可変領域と軽鎖の可変領域のアミノ酸配列に対応する塩基配列を示す。
配列番号1:ヒトCD4を認識する抗体の重鎖の可変領域のアミノ酸配列に対応する塩基配列
配列番号3:ヒトCD4を認識する抗体の軽鎖の可変領域のアミノ酸配列に対応する塩基配列
配列番号1:ヒトCD4を認識する抗体の重鎖の可変領域のアミノ酸配列に対応する塩基配列
配列番号3:ヒトCD4を認識する抗体の軽鎖の可変領域のアミノ酸配列に対応する塩基配列
ヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸を取得する方法は特に制限されるものではなく、例えば、配列表の配列番号2や4のアミノ酸配列の記載を参照して物理化学的に合成してもよいし、上記(1)の抗体を発現する細胞から突然変異を誘発させるなどの方法を講じて取得してもよいし、配列表の配列番号1及び3の情報を基に遺伝子工学的に作成してもよいし、その他の通常知られる手段を用いた各種スクリーニングにより取得してもよい。
ヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸としては、例えば、配列表の配列番号1に記載の塩基配列及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸を挙げることができる。「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、DNAをプローブとして使用し、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、サザンブロットハイブリダイゼーション法などを用いることにより得られる核酸を意味し、例えば、コロニーあるいはプラーク由来のDNA又は該DNAの断片を固定化したフィルターを用いて、0.7~1.0MのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1~2×SSC溶液(1×SSC溶液は、150mM塩化ナトリウム、15mMクエン酸ナトリウム)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNA等を挙げることができる。ハイブリダイゼーションに限らず本明細書における遺伝子工学的及び分子生物学的な手法は、Molecular Cloning: A laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1~38, John Wiley & Sons (1987-1997)などに記載されている通常知られている方法に準じて行うことができる。
ヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸の好ましい態様は、自律増殖可能なベクターに挿入されてなる組換えDNAである。ベクターとしては、ヒト細胞内で自立的に増殖可能なベクターであれば特に制限されないが、例えば、pGL4.12などの発現ベクターやウイルスベクターなどを挙げることができ、好ましくはウイルスベクターである。ウイルスベクターとしては、アデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、レトロウイルスベクターなどを挙げることができる。ヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸をベクターに挿入する方法は、上記のMolecular Cloning: A laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1~38, John Wiley & Sons (1987-1997)などに記載されている通常知られている方法を制限なく利用することができる。
[4]HIV複製抑制剤
本発明のHIV複製抑制剤は、上記したヒトCD4を認識する抗体やヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸を有効成分として含むことにより、HIVの複製を抑制することができる。
本発明のHIV複製抑制剤は、上記したヒトCD4を認識する抗体やヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸を有効成分として含むことにより、HIVの複製を抑制することができる。
本発明の発現抑制剤に含まれるヒトCD4を認識する抗体やヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸の質量比(抗体又は核酸/複製抑制剤)は、本発明のHIV複製抑制剤をHIVが存在する哺乳動物の体液や細胞などの部位(以下、HIV存在部位ともいう)に接触させた場合に、有効成分である上記抗体又は上記核酸がコードする抗体がHIV存在部位におけるHIVの複製を抑制できる程度の割合であれば特に制限されないが、例えば、0.5~0.99が好ましく、0.8~0.99がより好ましく、0.9~0.99がさらに好ましい。本発明のHIV複製抑制剤は、実質的に上記抗体又は核酸を100%含んだものであってもよい。
本発明のHIV複製抑制剤は、ヒトCD4を認識する抗体又はヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸の有効量を含めば、固体又は液体のいずれの形態でも利用することができるが、これに薬学上許容される担体または添加剤を配合して、固体又は液体状の医薬として調製することもできる。本発明のHIV複製抑制剤は、上記抗体又は核酸とその他の成分を通常知られる方法で混合することにより製造することができる。
本発明のHIV複製抑制剤の使用において、本発明のHIV複製抑制剤をHIV存在部位に接触させる方法としては、有効成分であるヒトCD4を認識する抗体又はヒトCD4を認識する抗体をコードする塩基配列を含む核酸がHIV存在部位におけるHIVと接触できれば特に制限されるものではなく、例えば、エレクトロポレーションなどのこれまでに知られている方法によりHIV存在部位に本発明のHIV複製抑制剤を直接導入する方法や、HIV存在部位に本発明のHIV複製抑制剤をリポソームなどの細胞に取り込まれやすい形態で添加する方法などを用いることができる。
[5]AIDSの予防及び/又は治療するための医薬
本発明には、本発明のHIV複製抑制剤を有効成分として含む、AIDSを予防及び/又は治療するための医薬が包含される。
本発明には、本発明のHIV複製抑制剤を有効成分として含む、AIDSを予防及び/又は治療するための医薬が包含される。
本発明の医薬の適用対象となる疾患は、AIDSである。AIDSは、通常知られている意味でのAIDSとして解釈されるものであり、例えば、HIVがヒトCD4陽性T細胞に感染し、次いでHIVによってヒトCD4陽性T細胞が破壊されることにより引き起こされる免疫不全症のことをいうことができる。本発明の医薬は、ヒトCD4とHIVとの結合を妨げることにより、HIVのヒトCD4陽性T細胞への感染を防ぎ、AIDSを予防及び/又は治療することができる。
例えば、AIDSを発症した患者のうち、症状が軽度な患者は本発明の医薬を投与することにより症状の進行や悪化を防ぐことが可能であり、症状が重篤な患者に対しても治療効果を期待できる場合がある。また、AIDSを引き起こすHIVは母子感染性のウイルスであることから、HIV感染者を親に持つ子供に本発明の医薬を投与することにより、AIDSの発症を予防することができる。
本発明の医薬としては、本発明のHIV複製抑制剤をそのまま用いてもよいが、通常は有効成分である本発明のHIV複製抑制剤と1又は2種以上の製剤用添加物とを含む医薬組成物の形態に調製して用いることが望ましい。
AIDSの予防及び/又は治療の際には、本発明の医薬だけでなく、免疫力を高めるためのサイトカインなどを併用することや、未分化リンパ球などを移植することも望ましい。
経口投与に適する医薬組成物の態様としては、例えば、錠剤、カプセル剤、散剤、細粒剤、顆粒剤、液剤、及びシロップ剤等を挙げることができ、非経口投与に適する医薬組成物の態様としては、例えば、注射剤、点滴剤、座剤、吸入剤、点眼剤、点鼻剤、軟膏剤、クリーム剤、貼付剤、経皮吸収剤、又は経粘膜吸収剤等を挙げることができる。上記の医薬組成物の製造に用いられる製剤用添加物としては、例えば、乳糖やオリゴ糖などの賦形剤、崩壊剤ないし崩壊補助剤、結合剤、滑沢剤、コーティング剤、色素、抗酸化剤、矯味剤、希釈剤、基剤、溶解剤ないし溶解補助剤、等張化剤、保存剤、pH調節剤、安定化剤、等張化剤、噴射剤、乳化剤、懸濁化剤、溶媒、フィラー、増量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、キャリアー、薬学的アジュバント及び粘着剤等を挙げることができるが、これらは医薬組成物の形態に応じて当業者が適宜選択することができ、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の医薬の好ましい形態として、注射剤を挙げることができる。注射剤としては、通常、非水溶媒(または水溶性有機溶媒)を実質的に含まず、媒体が実質的に水である溶媒で溶解または希釈可能である。注射剤は当該分野において周知の方法により調製することができる。例えば、注射剤は、生理食塩水、PBSなどの緩衝液、滅菌水等の溶剤に溶解した後、フィルター等で濾過滅菌し、次いで無菌容器(例えば、アンプル等)に充填することにより調製することができる。この注射剤には、必要に応じて、慣用の薬学的キャリアーを含めてもよい。また、非侵襲的なカテーテルを用いる投与方法を用いてもよい。本発明で用いることができるキャリアーとしては、中性緩衝化生理食塩水、又は血清アルブミンを含む生理食塩水等が挙げられる。
さらに、本発明の医薬の好ましい形態として、凍結乾燥製剤(凍結乾燥した注射剤)を挙げることができる。このような凍結乾燥製剤であっても、注射用水(注射用蒸留水)、電解質液(生理食塩水など)などを含む輸液、栄養輸液などから選択された少なくとも1つの液体または溶媒により溶解可能であり容易に注射液を調製でき、その容器もガラス容器およびプラスチック容器が使用できる。注射剤内容物の100重量部に対して本発明の発現抑制剤を0.01重量部以上、好ましくは0.1~10重量部含有することができる。
本発明の医薬の投与量及び投与回数などは特に限定されず、患者の年齢、体重、及び性別などの条件、並びに疾患の種類や重篤度、予防又は治療の目的などに応じて適宜選択可能である。通常は、非経口投与による場合には有効成分量として成人一日あたり0.5μg/ml~10mg/mlが好ましく、1μg/ml~1mg/mlがより好ましく、10μg/ml~0.5mg/mlがさらに好ましいが、このような投与量を一日数回に分けて投与してもよい。本発明の医薬の投与頻度は、例えば、一日一回~数ヶ月に1回であればよく、一ヶ月に1回の投与が好ましい。
本発明のHIV複製抑制剤又は医薬は、上記のような医薬品の形態としてだけでなく、医薬部外品、化粧品、機能性食品、栄養補助剤、飲食物などとして使用することができる。医薬部外品または化粧品として使用する場合、必要に応じて、医薬部外品または化粧品などの技術分野で通常用いられている種々の補助剤とともに使用され得る。あるいは、機能性食品、栄養補助剤、または飲食物として使用する場合、必要に応じて、例えば、甘味料、香辛料、調味料、防腐剤、保存料、殺菌剤、酸化防止剤などの食品に通常用いられる添加剤とともに使用してもよい。また、溶液状、懸濁液状、シロップ状、顆粒状、クリーム状、ペースト状、ゼリー状などの所望の形状で、あるいは必要に応じて成形して使用してもよい。これらに含まれる割合は、特に限定されず、使用目的、使用形態、および使用量に応じて適宜選択することができる。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
1.材料と方法
(1)抗体重鎖・軽鎖遺伝子の機能的クローニング
抗体産生細胞の樹立、可変領域をコードする免疫グロブリン遺伝子のクローニング、ELISA、大腸菌からのFabフラグメントの精製は既報に従って行った(Takekoshi, M., Maeda, F., Tachibana, H., Inoko, H., Kato, S., Takakura, I., Kenjyo, T., Hiraga, S., Ogawa, Y., Horiki, T., et al., (1998), J Virol Methods 74:89-98.;Takekoshi, M., Maeda, F., Nagatsuka, Y., Aotsuka, S., Ono, Y., and Ihara, S., (2001), J Biochem 130:299-303.)。以下に概要を示す。末梢血単核球にEBV(Epstein-Barr Virus)のB95-8株を感染させ、マルチウェルプレート中で増殖させた。上清を、バキュロウイルス系由来のrhCD4(50 ng/ウェル、INTRACEL)を抗原として用い、ELISAで分析した。
(1)抗体重鎖・軽鎖遺伝子の機能的クローニング
抗体産生細胞の樹立、可変領域をコードする免疫グロブリン遺伝子のクローニング、ELISA、大腸菌からのFabフラグメントの精製は既報に従って行った(Takekoshi, M., Maeda, F., Tachibana, H., Inoko, H., Kato, S., Takakura, I., Kenjyo, T., Hiraga, S., Ogawa, Y., Horiki, T., et al., (1998), J Virol Methods 74:89-98.;Takekoshi, M., Maeda, F., Nagatsuka, Y., Aotsuka, S., Ono, Y., and Ihara, S., (2001), J Biochem 130:299-303.)。以下に概要を示す。末梢血単核球にEBV(Epstein-Barr Virus)のB95-8株を感染させ、マルチウェルプレート中で増殖させた。上清を、バキュロウイルス系由来のrhCD4(50 ng/ウェル、INTRACEL)を抗原として用い、ELISAで分析した。
ELISAは下記の通りに実施した。
ELISAプレートにrhCD4を50mM炭酸バッファーpH9.6の溶液に2μg/mLの濃度になるように溶解し50μLずつウエルに分注し4度で1晩放置した。PBS-T(PBS-0.05% Tween )で1回ウエルを洗浄した。PBS-T-SM (PBS-T-1% skim milk)を300μL加えて1時間室温でブロックした。PBS-T-SMを除去して、PBS-T-SMで希釈した抗体試料50μLを加えて1時間室温で放置した。試料を除去し、PBS-T-SMで3回洗浄した。PO結合抗ヒトIgG-Fab抗体をPBS-T-SMで1:2000に希釈して50μLを加えて1時間室温で放置した。2次抗体を除去し、PBS-T-SMで3回洗浄した。TMB試薬50μLを加えて発色させた。発色をOD650nmで測定した。
ELISAプレートにrhCD4を50mM炭酸バッファーpH9.6の溶液に2μg/mLの濃度になるように溶解し50μLずつウエルに分注し4度で1晩放置した。PBS-T(PBS-0.05% Tween )で1回ウエルを洗浄した。PBS-T-SM (PBS-T-1% skim milk)を300μL加えて1時間室温でブロックした。PBS-T-SMを除去して、PBS-T-SMで希釈した抗体試料50μLを加えて1時間室温で放置した。試料を除去し、PBS-T-SMで3回洗浄した。PO結合抗ヒトIgG-Fab抗体をPBS-T-SMで1:2000に希釈して50μLを加えて1時間室温で放置した。2次抗体を除去し、PBS-T-SMで3回洗浄した。TMB試薬50μLを加えて発色させた。発色をOD650nmで測定した。
ヒト抗CD4抗体産生が陽性のオリゴクローナルな細胞集団から、細胞の全RNAを単離した(RNeasy Mini Kit、Qiagen)。ヒトIg μ、γ、λ、κ鎖に対する特異的プライマー(配列表の配列番号5~26)を用いて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によりcDNAを合成し増幅した。特異的プライマーは、いずれも最終濃度は10pmol/μLとし、複数を含む場合は等量まぜて最終濃度に調製した。上記文献に記載に従い「タッチダウン」PCRのプロトコールを用いた(Invitrogen 社、One-step RT-PCR with Platinum Taq、カタログ番号;10928-042)。PCRは、下記表1のプログラムで実施した。
増幅したμ、γ、λ、κ鎖をpFab1-His2ベクターのNhe I/Asc IおよびSfi I/Not I部位に組み込み、細菌Fab発現ライブラリーを作製した(Maeda, F., Nagatsuka, Y., Ihara, S., Aotsuka, S., Ono, Y., Inoko, H., and Takekoshi, M., (1999), J Med Virol 58:338-345.)。pFabライブラリーを用いて大腸菌JM109株の形質転換を行い、ヒトCD4反応性Fab発現クローンをELISAでスクリーニングした。Fabフラグメントは抗Fab抗体アフィニティーカラムを用いて精製した。溶出したFabをPBSに対して透析し、遠心濃縮した(VIVASPIN遠心濃縮チューブ、Vivascience AG)。ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)により分析したFabフラグメントの純度は95%を上回っていた。
(2)細胞
B-LCLおよび293T細胞は、10% FBS(ジャパン・バイオシーラム)、ペニシリン、ストレプトマイシン(Invitrogen)を添加したRPMI 1640(Sigma)中で維持した。初代培養単核球は、10% FBS、ペニシリン、ストレプトマイシン、5 μg/ml Plasmocin(InvivoGen)、5 μg/ml抗CD3モノクローナル抗体(OKT3、ヤンセンファーマ)、70 U/ml組み換えヒトインターロイキン2(rhIL-2、塩野義製薬)、GlutaMax-I(Invitrogen)、インシュリン-トランスフェリン-セレニウム-A(Invitrogen)、10mM HEPES(Invitrogen)を添加したRPMI 1640中で維持した。細胞は37℃、5% CO2の加湿条件下で培養した。
B-LCLおよび293T細胞は、10% FBS(ジャパン・バイオシーラム)、ペニシリン、ストレプトマイシン(Invitrogen)を添加したRPMI 1640(Sigma)中で維持した。初代培養単核球は、10% FBS、ペニシリン、ストレプトマイシン、5 μg/ml Plasmocin(InvivoGen)、5 μg/ml抗CD3モノクローナル抗体(OKT3、ヤンセンファーマ)、70 U/ml組み換えヒトインターロイキン2(rhIL-2、塩野義製薬)、GlutaMax-I(Invitrogen)、インシュリン-トランスフェリン-セレニウム-A(Invitrogen)、10mM HEPES(Invitrogen)を添加したRPMI 1640中で維持した。細胞は37℃、5% CO2の加湿条件下で培養した。
(3)HIV-1複製のモニタリング
アッセイは既報の手順で行った(Shimizu, S., Urano, E., Futahashi, Y., Miyauchi, K., Isogai, M., Matsuda, Z., Nohtomi, K., Onogi, T., Takebe, Y., Yamamoto, N., et al., (2007), AIDS 21:575-582.)。以下に概要を示す。初代培養単核球(1×105細胞)を、HIV-1プロウイルスDNAを導入されたことによりJR-FL分子クローンの感染性ビリオンを産生する293T細胞の培養上清(HIV-1[約0.9~2 ng p24]が含まれる)と共に37℃で30分インキュベートした。培養上清をELISAで測定し、p24抗原を検出した。ELISAには、RETRO-TEK HIV-1 p24 Antigen ELISA Kit(ZeptoMetrix)をメーカーのプロトコールに従って用いた。
アッセイは既報の手順で行った(Shimizu, S., Urano, E., Futahashi, Y., Miyauchi, K., Isogai, M., Matsuda, Z., Nohtomi, K., Onogi, T., Takebe, Y., Yamamoto, N., et al., (2007), AIDS 21:575-582.)。以下に概要を示す。初代培養単核球(1×105細胞)を、HIV-1プロウイルスDNAを導入されたことによりJR-FL分子クローンの感染性ビリオンを産生する293T細胞の培養上清(HIV-1[約0.9~2 ng p24]が含まれる)と共に37℃で30分インキュベートした。培養上清をELISAで測定し、p24抗原を検出した。ELISAには、RETRO-TEK HIV-1 p24 Antigen ELISA Kit(ZeptoMetrix)をメーカーのプロトコールに従って用いた。
2.結果
末梢血単核球は健康成人志願者1名から採取した。Bリンパ芽球様細胞株(B-LCL)は細胞にEpstein-Barrウイルス(EBV)を感染させることにより樹立した(図1)。EBVで形質転換したB-LCLはオリゴクローナルに増殖させた。培養上清の組み換えヒトCD4(rhCD4)に対する反応性はELISAにより検討した。rhCD4反応性が陽性の細胞集団2個(HO538、HO702)を同定した。これらの細胞集団はスクリーニングした他の抗原とは反応しなかったため、rhCD4に対する反応性は特異的であった。陽性ウェルの細胞を増殖させ、細胞のRNAを抽出した。抗体のFabフラグメントをコードする遺伝子をRT-PCRにより増幅させ、挿入されたVHおよびVL遺伝子のセットのFabフラグメントを産生する細菌発現ベクターpFab1-His2にクローニングした。一部のクローンでは当初のB-LCL細胞集団中に存在したヒトCD4反応性Fabが再構成されると予想された。ELISAによるスクリーニングの後、HO538細胞集団から1クローン(HO538-213)、HO702細胞集団から独立した2クローン(HO702-001、HO702-016)のヒトCD4反応性IgM Fabクローンを単離した。以下、HO538-213に関する記載を実施例として、HO702-001及びHO702-016に関する記載を比較例として記す。
末梢血単核球は健康成人志願者1名から採取した。Bリンパ芽球様細胞株(B-LCL)は細胞にEpstein-Barrウイルス(EBV)を感染させることにより樹立した(図1)。EBVで形質転換したB-LCLはオリゴクローナルに増殖させた。培養上清の組み換えヒトCD4(rhCD4)に対する反応性はELISAにより検討した。rhCD4反応性が陽性の細胞集団2個(HO538、HO702)を同定した。これらの細胞集団はスクリーニングした他の抗原とは反応しなかったため、rhCD4に対する反応性は特異的であった。陽性ウェルの細胞を増殖させ、細胞のRNAを抽出した。抗体のFabフラグメントをコードする遺伝子をRT-PCRにより増幅させ、挿入されたVHおよびVL遺伝子のセットのFabフラグメントを産生する細菌発現ベクターpFab1-His2にクローニングした。一部のクローンでは当初のB-LCL細胞集団中に存在したヒトCD4反応性Fabが再構成されると予想された。ELISAによるスクリーニングの後、HO538細胞集団から1クローン(HO538-213)、HO702細胞集団から独立した2クローン(HO702-001、HO702-016)のヒトCD4反応性IgM Fabクローンを単離した。以下、HO538-213に関する記載を実施例として、HO702-001及びHO702-016に関する記載を比較例として記す。
これらのクローンは、塩基配列解析の結果、IgM Fabであった。ヒトCD4反応性抗体を産生する末梢B細胞の割合は、末梢B細胞の約0.0013%と推定された。精製した3クローンのIgM FabのrhCD4に対する結合をELISAにより検証した(図2)。OD 650 nmの吸光度が約0.7~0.8(最大結合の50%が観察される値)となる希釈倍率から、抗体量はHO702-001およびHO702-016が約1 μg/ml、HO538-213が約8 μg/mlと推定された。HO538-213のrhCD4に対する親和性は、他のクローンの1/8であった。
Fab配列の解析は、上記1(1)に記載した通りに、GenBankのKabatデータベース(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/igblast/)を用いて行った。各遺伝子の免疫グロブリン(Ig)遺伝子ファミリーおよび最も相同性の高い胚細胞遺伝子を表2に示す。
配列解析の結果、3クローンはいずれもVLがκ鎖のIgMであった。重鎖を胚細胞遺伝子と比較したところ、HO538-213およびHO702-001のμ鎖は胚細胞遺伝子VH 3-33とそれぞれ95%および97%、HO702-016のμ鎖は胚細胞遺伝子VH 4-4と96%の相同性を示していた(Matsuda, F., Ishii, K., Bourvagnet, P., Kuma, K., Hayashida, H., Miyata, T., and Honjo, T., (1998), J Exp Med 188:2151-2162.)。軽鎖については、HO538-213のκ鎖Vκ3は胚細胞遺伝子L6と97%(Huber, C., Schable, K.F., Huber, E., Klein, R., Meindl, A., Thiebe, R., Lamm, R., and Zachau, H.G., (1993), Eur J Immunol 23:2868-2875.;Pech, M., and Zachau, H.G., (1984), Nucleic Acids Res 12:9229-9236.)、HO702-001およびHO702-016のκ鎖Vκ1はいずれも胚細胞遺伝子L12と97%(Pech, M., and Zachau, H.G., (1984), Nucleic Acids Res 12:9229-9236.;Bentley, D.L., and Rabbits, T.H., (1980), Nature 288:730-733.)の相同性を示していた。以上のデータから、これらのIgM可変領域遺伝子に体細胞高頻度変異(sHM)が生じたことが示唆される。また、ゲノムにコードされているVHおよびVL遺伝子の数を考慮すると、VHおよびVL遺伝子が見かけ上選択的に使用されてヒトCD4反応性抗体が生じることも示唆される。
VHおよびVLの推定アミノ酸配列を図3に示す。クローンHO702-001とHO702-016の軽鎖は同一であった。HO538-213とHO702-001はいずれも胚細胞遺伝子VH 3-33由来であるがVHのアミノ酸配列が異なり、sHMによる親和性成熟が生じたことが示唆される。
これらのヒトCD4反応性Fab抗体がHIV-1の複製に影響を及ぼすかについて検討した。ウイルス複製は、初代培養単核球が培養上清中に放出するp24CAウイルス抗原を測定することによりモニタリングした。3クローンのIgM Fabのうち、HO538-213は1μg/mlおよび2.5 μg/mlの濃度でHIV-1JR-FLの複製を抑制したが、0.2 μg/mlでは影響は認められなかった(図4)。ヒトCD4のエピトープを調べるため、HIV-1を中和する抗CD4マウスモノクローナル抗体Leu-3aおよびRPA-T4(非特許文献7及び8、並びにSattentau, Q.J., Dalgleish, A.G., Weiss, R.A., and Beverley, P.C., (1986), Science 234:1120-1123.23を参照)とHO538-213の競合アッセイを行った。HO538-213はヒトCD4とLeu-3aまたはRPA-T4の結合をいずれも阻害しなかった。このことから、HO538-213により認識されるエピトープは、HIV-1を中和する2種類のモノクローナル抗体により認識されるエピトープとは異なることが示唆された。Leu-3aはヒトCD4+ T細胞の免疫調整機能を阻害することが示されているが、HO538-213はヒトCD4の本来の機能を阻害しない強力なHIV-1ブロッカーであることが期待できる。
3.考察
上記結果は、健康成人末梢血のB細胞が、sHMを有しヒトCD4との交差反応性を示すIgMをコードすることを示した。IgMは病原体に対して多反応性を示し、感染性病原体に対する自然抵抗力をもたらす。上記結果は、ヒトCD4反応性IgMが健康人に存在し、ヒトCD4+ T細胞の機能調節の異常をもたらさずに、HIV-1感染やAIDSの進行に対する自然抵抗力に寄与し得ることを示す。これは、「未遭遇の」病原体(ここではHIV-1)に対するIgMの先天的機能をクローンレベルで明確に示すものである。
上記結果は、健康成人末梢血のB細胞が、sHMを有しヒトCD4との交差反応性を示すIgMをコードすることを示した。IgMは病原体に対して多反応性を示し、感染性病原体に対する自然抵抗力をもたらす。上記結果は、ヒトCD4反応性IgMが健康人に存在し、ヒトCD4+ T細胞の機能調節の異常をもたらさずに、HIV-1感染やAIDSの進行に対する自然抵抗力に寄与し得ることを示す。これは、「未遭遇の」病原体(ここではHIV-1)に対するIgMの先天的機能をクローンレベルで明確に示すものである。
乳児にはIgM+IgD+CD27+ B細胞により生じるIgMを介した液性自然免疫が認められ、未遭遇の病原体に対するsHMが蓄積している。上記結果は、成人末梢血の成熟B細胞集団もsHMを伴う先天性のIgMを産生することを示すものである。これらのIgM産生B細胞は正・負の選択を受けていることを考慮すると、その本来の標的はヒトCD4ではないかもしれない。IgM Fab遺伝子にsHMが蓄積し、末梢でのB細胞成熟後にヒトCD4に対する交差反応性が生じた可能性がある。ヒトCD4交差反応性IgMがin vivoで少量産生され、これらのクローンのサブセットがHIV-1感染に対する先天的防御として機能できることが考えられる。B-1細胞はこのようなIgMを産生し、自己抗原に対して交差反応性を示すことが多い。これらのIgMがヒトCD4+ T細胞の機能調節異常を引き起こした場合は、抗体産生B細胞においてCD5の発現が誘導され、未知の機序により自己反応性抗体の産生が自己制御される。
上記結果は、VHおよびVL遺伝子が選択的に使用されてヒトCD4反応性IgM Fabが生じることを明らかにするものである。これは他の自己認識抗体にも当てはまると考えられ、自己抗原に対する交差反応性を有し、広い中和活性を示す強力な抗HIV-1抗体もそれに含まれる可能性がある。抗体型AIDSワクチンの開発に関する知見を得るためには、HIV-1を中和するヒトモノクローナル抗体をさらに単離し、その可変領域の配列や自己抗原に対する交差反応性を分析しなければならない。上記実験手法は、これらの問題に取り組むのに役立つ可能性がある。
自己認識抗体を治療薬として用いる際には、安全性が常に問題となる。HO538-213として単離したヒトCD4反応性IgM Fabを単離したドナーは、単離後20年以上健康を維持していることから、in vivoではヒトCD4+ T細胞の機能に深刻な阻害は生じていないことが示唆される。健康人由来のヒトCD4反応性抗体は、HIV-1感染の治療に役立つ可能性が高い。クローン化ヒトCD4反応性抗体が免疫調整機能を有するのであれば、臓器移植患者や他の免疫疾患患者の治療にも利用できることが期待できる。
国連合同AIDS計画(UNAIDS)の報告によれば、2007年末における世界のHIV感染者数(子どもを含む)は3,300万人(成人感染率0.8%)と推計されている。HIVは、感染者の血液・精液・膣分泌液に大量に含まれており、性的感染、血液感染、母子感染などにより容易に非感染者に感染し得る感染力の強いウイルスである。さらにHIVに感染すると、AIDSを発症し死に至る可能性が高いことが知られている。これらの事情から、HIV感染は日本だけでなく世界的な社会問題として取り上げられている。本発明のHIV複製抑制剤や本発明の医薬は、適用すべき対象(HIV感染者やAIDS罹患者)が多いことにより産業的に有効性の高い発明であり、さらにHIVの世界的蔓延を防ぐことができる社会的に価値の高い発明である。
Claims (9)
- 下記(1)の抗体を有効成分として含む、ヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤。
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;かつ、軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体 - 下記(1)の抗体をコードする塩基配列を含む核酸を有効成分として含む、ヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤。
(1)重鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列又は配列表の配列番号2に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含み;軽鎖の可変領域のアミノ酸配列として、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列又は配列番号4に記載のアミノ酸配列において1から複数個のアミノ酸の欠失、置換、逆位、付加及び挿入からなる群から選ばれる少なくとも1種の変異を有するアミノ酸配列を含む、ヒトCD4を認識する抗体 - 抗体が、ヒトCD4におけるgp120への結合部位内にあるエピトープであって、Leu3a及び/又はRPA-T4が認識するエピトープと異なるエピトープを認識する、請求項1又は2に記載のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤。
- 抗体が、Fab抗体である、請求項1~3のいずれか1項に記載のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤。
- 下記(2)の核酸を有効成分として含む、ヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤。
(2)配列表の配列番号1に記載の塩基配列、及び配列表の配列番号3に記載の塩基配列を含む核酸 - 有効成分として含まれる核酸が、ベクターに挿入されている、請求項2~5のいずれか1項に記載のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤。
- ベクターが、プラスミドベクター又はウイルスベクターである、請求項6に記載のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤。
- ヒト免疫不全ウイルスが、ヒト免疫不全ウイルス1型である、請求項1~7のいずれか1項に記載のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載のヒト免疫不全ウイルス複製抑制剤を有効成分として含む、後天性免疫不全症候群の予防及び/又は治療するための医薬。
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