WO2011002070A1 - Gdf7/bmp12蛋白質を含有する鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療用医薬組成物 - Google Patents

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Definitions

  • Bacteria such as Escherichia coli, Salmonella, Bovine abortion, Bacillus anthracis, Burkholderia cepacia, Diphtheria, and Vibrio secrete an iron chelate called siderophore and absorb iron by taking up the siderophore-iron complex. ing.
  • BMP6 which is one of the ligand molecules belonging to the TGF ⁇ superfamily, was found in vivo from the results of analysis experiments using BMP6 gene-deficient mice and experiments of administration of BMP6 recombinants to individual mice (Non-patent Documents 29 and 30). For the first time, it was reported to be a molecule that functions to increase hepcidin concentration and to reduce serum iron concentration.
  • GDF7 is one of the ligand molecules belonging to the TGF ⁇ superfamily, and is the only molecule in which insertion of a glycine-rich amino acid sequence is recognized in a subfamily composed of three types of GDF molecules, GDF5, GDF6 and GDF7 ( This is a difference observed in mice, and such a difference is not recognized in humans) (Non-patent Document 31).
  • composition according to item 1 above which is a nucleic acid that encodes a protein having a base sequence having a homology of 60% or more and a serum iron concentration-reducing activity.
  • a nucleic acid encoding a protein containing GDF7 is a base sequence represented by any one of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 13 and SEQ ID NO: 15. 2.
  • the composition according to item 1 above which is a nucleic acid encoding a protein consisting of a base sequence in which one or several bases are deleted, substituted, inserted or added, and having a serum iron concentration-reducing activity.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition for treatment of an iron excess disease or a disease for which reducing iron concentration is effective, comprising as an active ingredient a protein containing GDF7 or a vector containing a nucleic acid encoding the protein.
  • the following description and examples of the vector can be referred to.
  • nucleotide sequence of nucleic acid encoding human GDF7 (a gene encoding a mature body consisting of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6, 1540th to 1929th of the nucleic acid sequence described in NCBI Accession No.
  • Nucleotide sequence encoding mouse GDF7 (SEQ ID NO: 9, gene encoding pro body consisting of amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10, 58th to 1386th sequence among the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 7): cgcgacgggctagaagctgccgcggtgctccgagcggcgggggctggaccagcctggagcccccgggggcggcggcgggcggaccctcgcccgggctccaggcccttccaggcccgctgcggttcccgggtccccgagctgtgcgcgctgcgggttctggctggcttcaggaacggctcggtggtgccacaccacttcatgatgtcgctttacaggagcctggcggcggtggtgccacaccacttcatgat
  • SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 13, and SEQ ID NO: 15 have at least 60% or more homology with the base sequence represented by any one of A gene comprising a nucleic acid encoding a polypeptide comprising a base sequence, preferably a base sequence having a homology of 80% or higher, more preferably a base sequence having a homology of 95% or higher, and having a serum iron concentration lowering activity .
  • PCR is performed using a commercially available thermal cycler in a PCR buffer containing heat-resistant DNA polymerase [for example, AmpliTaq Gold (registered trademark) (Applied Biosystems), etc.], MgCl 2 , dNTP (dATP, dGTP, dCTP, dTTP), etc.
  • heat-resistant DNA polymerase for example, AmpliTaq Gold (registered trademark) (Applied Biosystems), etc.
  • MgCl 2 MgCl 2
  • dNTP dATP, dGTP, dCTP, dTTP
  • sense and antisense primers size: preferably about 17-30 bases, more preferably 20-25 bases
  • template DNA ethidium bromide staining
  • Hybridization is a technique for detecting a target nucleic acid by forming a double strand with a labeled probe preferably having a length of about 20 to 100 bases or more. In order to enhance selectivity, hybridization can generally be performed under stringent conditions.
  • promoters for example, trp promoter, lac promoter, P L promoter and P R promoter.
  • examples of the promoter include gal1 promoter, gal10 promoter, heat shock protein promoter, MF ⁇ 1 promoter, PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH promoter, and AOX1 promoter.
  • nitrogen source examples include ammonium salts of inorganic acids and organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate and ammonium phosphate, peptone, meat extract and corn steep liquor.
  • a method for expressing a nucleic acid encoding a protein containing GDF7 in addition to direct expression, for example, methods such as secretory production and fusion protein expression [Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory 9] (198) Can be used.
  • therapeutic agents for inflammatory bowel disease include predonin and TNF- ⁇ antibody.
  • therapeutic agent for diabetes include GLP-1 and the like.
  • the average value of urea nitrogen concentration (BUN) in day 13 with day 0 as the day on which the adenine diet was first taken was as follows: female ( ⁇ ) control chimera mice: 36.3 mg / dL, USmGDF7 KI Chimeric mouse: 28.0 mg / dL. In addition, male ( ⁇ ) control chimera mouse: 109.2 mg / dL, USmGDF7 KI chimera mouse: 73.9 mg / dL.

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Abstract

 GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分として含有する、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療用医薬組成物。

Description

GDF7/BMP12蛋白質を含有する鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療用医薬組成物
 本発明は、TGFβスーパーファミリーに属するリガンド蛋白質として知られるGDF(Growth and differentiation factor)7/BMP(Bone morphogenetic protein)12を含む蛋白質を含有する鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療剤としての新規用途に関する。
 本発明は、GDF7/BMP12発現ノックインマウス及びGDF7/BMP12を含む蛋白質を投与したマウスの特性解析から見出された知見に基づくものである。
 鉄はごく一部のバクテリアを除く全ての生物にとって必須元素の一つであり、多様な酸化還元反応に関与しているが、地球上で光合成が始まり酸素が作られるようになった後、鉄は酸化によって水に難溶性の三価鉄として存在するよう変化した。そのため生物は鉄を吸収するための様々な仕組みを発達させてきた。
 一方、鉄は細胞に対して酸化ストレスを引き起こし、そのため体内の鉄濃度は厳密に保たれる必要がある。尚体内の鉄ホメオスタシスの維持は十二指腸からの吸収により微調整され、主に消化管の粘膜細胞剥離によって鉄は排泄されるが、積極的に生体内の鉄を排泄する機構は知られていない。生体内で鉄が過剰になると酸化ストレスが引き起こされ、それに関連した様々な疾患が生じる。
 鉄過剰疾患として、生体内で鉄が過剰になる、原発性鉄過剰症(HFE、ヘプシジン、フェロポルチン、トランスフェリン受容体2およびヘモジュベリン等の分子異常による遺伝性ヘモクロマトーシス)および続発性鉄過剰症(骨髄異形成症候群MDS:myelodysplastic syndrome、再生不良性貧血AA:aplastic anemiaおよびサラセミアに伴う輸血性鉄過剰症)が知られている。
 鉄濃度を低下させることが有効な疾患として、鉄過剰が関与すると考えられている疾患である、遺伝性ヘモクロマトーシスによる肝臓癌、B型またはC型慢性肝炎、B型またはC型慢性肝炎による肝臓癌、アルコール性肝障害、非アルコール性脂肪性肝炎、腎不全、インスリン抵抗性と関連するメタボリックシンドローム(鉄過剰症では膵臓のβ細胞が鉄染色陽性となる)、不整脈(原発性または続発性鉄過剰症による主な死因)、神経性疾患(セルロプラスミン「フェロオキシダーゼ」欠損による、肝臓、大脳基底核、視床および小脳歯状核への鉄沈着が生じる無セルロプラスミン血症、フェリチン軽鎖に遺伝子異常があり脳の基底核に鉄沈着が認められる、舞踏病、ジストニア、パーキンソン病様症状を呈する優性遺伝性疾患のneuroferritionopathy、Alzheimer病およびParkinson病等)、アスベスト(特に鉄含量の多いクロシドライト・アモサイト)による中皮腫と肺癌、卵巣の子宮内膜症、卵巣癌並びに大腸癌などが報告されている(非特許文献1~5)。
 また、眼疾患(網膜弛緩、翼状片、ドライアイ、円錐角膜、白内障、ぶどう膜炎、加齢黄斑変性、糖尿病網膜症、未熟児網膜症、網膜色素変性症、緑内障および視神経疾患等)、呼吸器疾患(急性肺障害等)、心疾患(心肥大および心不全など)、動脈硬化症、胃食道逆流症、Helicobacter pyloriによる胃癌、炎症性腸疾患、糖尿病、血液透析合併症(骨・関節周囲にβ2-ミクログロブリンの沈着を認める透析アミロイドーシス等)、皮膚疾患(皮膚癌等)、歯科疾患(歯周病および顎関節症等)および放射線障害、自己免疫疾患(自己免疫性リウマチ性疾患、自己免疫性溶血性貧血および全身性エリテマトーデス等)などが、酸化ストレスが関与する疾患として報告されている(非特許文献1)。
 一方、ほぼ全ての微生物において上記のように鉄は生存に必須の金属であり、感染した宿主の組織から鉄を積極的に獲得し増殖することが知られているが、宿主側はそれに対し微生物の鉄を奪うことによって抵抗性を高めている(非特許文献6および7)。
 以上のような知見から、鉄が原因となる酸化ストレスによる疾患並びに細菌、真菌、原虫およびウイルス等の治療で抗生物質等に対して抵抗性を示す治療抵抗性感染症の治療においても生体内の鉄をコントロールすることが重要な治療戦略になると考えられる。
 近年、サラセミア、鎌状赤血球貧血、骨髄異形成症候群、再生不良性貧血およびその他の貧血症で定期的に輸血を受けている患者の鉄過剰症による致命的な症状の出現を防ぐための経口鉄キレート剤(商品名:エクジェイド/Exjade、成分名:デフェラシロックス/deferasirox)がNovartis社から、2005年に米国、2006年に欧州および2008年に日本で上市された。
 エクジェイドによって一日一回の服用で治療が可能となり、従来行われていた鉄キレート療法(商品名:デスフェラール/Desferal、一般名:デフェロキサミンメシル酸塩/deferoxamine mesilate)に比べ投与の負担が大幅に改善された。
 しかしながらエクジェイドの市販開始後、2007年にFDAより急性腎不全症例(一部は死亡、死亡例の大半は複数の併存疾患を伴う患者)並びに無顆粒球症、好中球減少症および血小板減少症等の血球減少症(一部は死亡)が報告され、白血球破砕性血管炎、蕁麻疹および過敏反応(アナフィラキシー及び血管浮腫を含む)の副作用情報が追加された。
 この他、重要な安全性情報として、臨床試験で非進行性の血清クレアチニン上昇が認められた頻度は、deferoxamine投与患者で14%、エクジェイド投与患者で38%であり、用量相関性が示唆された事が報告された(非特許文献8)。また、臨床試験において、間欠性の蛋白尿(尿中蛋白/クレアチニン比0.6mg/mg以上)が認められた頻度は、deferoxamine 投与患者では7.2%であったのに対し、エクジェイド投与患者では18.6%であった事が報告された(非特許文献8)。
 さらに、臨床試験において、来院時に2回連続して正常値上限の5倍を超える血清ALT(GPT)値の上昇が認められた患者が、deferoxamine投与患者では5例(1.7%)であったのに対し、エクジェイド投与患者では17例(5.7%)であった事、臨床試験において、エクジェイドの投与に伴い、聴覚障害(高周波難聴および聴力低下)及び視覚障害(水晶体混濁、白内障、眼圧上昇および網膜障害)が患者の1%未満で報告された事などが報告された(非特許文献8)。
 その後、2008年4月にHealth Canadaよりエクジェイドによる肝不全の症例(多くは肝硬変および多臓器不全等の重大な共存症のある患者で一部は死亡)が世界的に認められている事が報告され、エクジェイド治療期間中は肝機能検査を毎月行うよう推奨し、原因不明で持続的かつ進行的な血清トランスアミナーゼ上昇が認められる場合はエクジェイドによる治療を中断することが勧告された(非特許文献9)。
 更に2008年9月にはMedicines and Healthcare products Regulatory Agency(英国MHRA)より小児と青年を含むエクジェイド使用患者において胃腸の潰瘍と出血及び腎尿細管障害[後天性ファンコニー症候群:ブドウ糖、リン酸塩、尿酸及び種々のイオンが腎近位尿細管から尿中に漏出する病態に加えて腎尿細管性アシドーシス(RTA)を併発する場合もある]の症例が報告された(非特許文献10)。
 鉄キレート剤は低分子であるため腎臓糸球体でろ過され、近位尿細管の管腔側におけるグルタチオンサイクルで産生されるシステインにより三価鉄から二価鉄に還元され、かつ血液内と異なりアルブミンなどのラジカルスカベンジャーとして働く高分子蛋白質が除かれているためフリーの二価鉄が生じ易く、該二価鉄がFenton反応によりヒドロキシルラジカル産生の触媒として働くことが腎尿細管障害発症のメカニズムの一つとして考えられている(非特許文献1)。
 以上のような重篤な副作用報告が上市後続いていることからより安全で副作用の少ない鉄過剰症に対する治療剤が求められている。
 近年、C型慢性肝炎に対する瀉血療法が、インターフェロン(INF)不応性患者の肝機能改善に有効であることが明らかとなり注目を集めている。瀉血療法では肝臓内の鉄が減少し、肝細胞内での鉄によるラジカル産生を介した細胞障害が改善されることでALT値が改善されたと考えられている(非特許文献11および12)。
 また、ヒトWilson病と同じ遺伝子変異をもつLECラットに鉄欠乏食を与える事によって肝炎、肝癌の発症を予防されたことも報告されている(非特許文献13)。
 しかしながら過剰鉄を除去するための瀉血療法は貧血状態、血小板減少、低アルブミン血漿の患者に適応することは難しく、抗酸化剤として用いられるビタミンEなどの投与が臨床的に有効である証拠は乏しいのが現状である。このためより安全で副作用が少なく体内鉄濃度を低下させかつ有効性の高い肝機能改善薬が求められている。
 腎臓は体重の1%以下の重量でしかないが、体の10%程度の酸素を消費しており、酸化ストレスの発生で重要な位置を占めていると考えられている。また慢性腎不全の腎代替療法としての血液透析は体外循環に伴う血球系の非特異的な活性化が酸化ストレスの亢進をもたらしていると考えられている。糖尿病合併症の末期合併症としての糖尿病腎症は、慢性腎不全の原疾患として極めて重要であり、年々増加している。
 慢性腎不全の糖尿病性腎症の発症には酸化ストレスが関与していると想定されているが、糖尿病性腎症モデルとしてはストレプトゾトシン(streptozotocin;STZ)を投与したモデル動物が用いられ、酸化ストレスの亢進が認められる。
 活性酸素消去作用をもつThioredoxin-1(TRX1)を全身性に過剰発現させたマウス(TRX1-Tg)にストレプトゾトシンを用いて糖尿病を誘発したところ、コントロールの腎組織では、蛋白尿、腎重量の増加、糸球体の細胞外基質の増加並びに酸化ストレスの指標である8-OhdG及びacroleinの尿中排泄の増加が観察されたが、TRX1-Tgマウスではこれらの変化が認められなかった。以上から酸化ストレスが糖尿病性腎症の発症に強く関与していること、さらにはTRX1を誘導するような治療法の可能性が考えられるが、残念ながら実用化には至っていない(非特許文献14)。
 虚血・再潅流による急性腎障害は、活性酸素種産生による典型的な酸化的組織障害モデルであり、ラットにヘムオキシゲナーゼ-1(Heme Oxygenase-1;HO-1)発現を腎特異的に誘導する塩化スズ(SnCl)で前処置したところHO-1発現誘導による酸化促進剤である遊離ヘムの除去によって虚血・再潅流後の腎機能改善が報告され、前述と同様腎機能の低下に酸化ストレスが強く関わっていることが示唆された。しかしながらHO-1の発現誘導には種差があり、ヒトにおけるHO-1誘導の意義について未だ不明の点があることからHO-1発現をコントロールする薬剤の開発には更なる研究が必要とされている(非特許文献15および16)。
 以上のように、腎不全および腎障害の改善に酸化ストレス除去が有効である可能性が示されているが、臨床の現場では抗酸化食品の摂取等に留まっており酸化ストレスをコントロールする有効性の高い治療法は確立されていない。
 更に腎機能低下及び透析患者においては食事制限が一般的で食事による抗酸化物質の摂取も難しいため、安全で副作用が少なく体内鉄濃度を低下させ、かつ有効性の高い腎機能改善薬が求められている。
 細菌(大腸菌、サルモネラ菌、ウシ流産菌、炭疽菌、バークホルデリア・セパシア菌、ジフテリア菌およびビブリオ菌など)はシデロフォアと呼ばれる鉄キレート物質を分泌し、シデロフォア-鉄複合体の取り込みによって鉄吸収を行っている。
 近年、肝臓細胞からリポカリン2と呼ばれるシデロフォア-鉄複合体と特異的に結合する蛋白質の分泌が報告された。このシデロフォア-鉄複合とリポカリン2との結合は細菌の鉄吸収と生育を阻害する。
 またリポカリン2欠損マウスを用いた実験では大腸菌に感染したマウスはコントロールマウスと比べ極端な生存率の低下が報告され、これらの報告からも、鉄の供給を制限することが感染症の治療に有効であることが示唆されている(非特許文献17)。
 ムコール症はフィコミコーシスとも呼ばれ、ケカビ目の真菌が起こす感染症である。ムコール症は胞子を吸いこむことによって起こり、主に鼻と脳を侵す重度の感染症で、場合によっては死に至り、コントロール不良な糖尿病患者など、免疫機能が低下している人に起こりやすい疾患である。肺に感染することも多く、まれに皮膚および消化管にも感染する。
 鼻と脳を侵すムコール症の症状としては、痛み、発熱および眼窩の感染(眼窩蜂巣炎)による眼球突出などがあり、鼻から膿が出て、口蓋、眼窩および副鼻腔周辺の顔の骨並びに2つの鼻孔を仕切っている壁の破壊も生じる。脳に感染すると、けいれん発作、部分麻痺および昏睡が起こる。肺のムコール症は、発熱およびせき、並びに時に呼吸困難を起こすことが知られている。
 ムコール症の治療には、一般にアムホテリシンBを静脈内投与するか髄液の中に直接注射することが行われているがムコール症は死亡率の高い、非常に重い病気である。アムホテリシンBが無効な難治性真菌症に対する確実な治療法は確立されていないが、鉄キレート剤の投与によって治療効果が認められたとの報告がなされている(非特許文献18)。
 以上のように鉄の供給制限が感染症の治療においても有効である可能性が示されているが、現在臨床上安全で重篤な副作用の報告されていない鉄キレート剤は無く、安全で副作用が少なく、体内の鉄濃度を低下させ、かつ有効性の高い治療抵抗性感染症治療薬が求められている。
 Bone morphogenetic protein(BMP、骨形成タンパク質)群は、TGFβスーパーファミリーに属し、異所性の骨成長や軟骨形成に対する誘導能を持つ分子として同定されてきた(非特許文献19および20)。
 また最近では、BMPファミリー分子は、種々の細胞の増殖、分化およびアポトーシスに関わり、組織、臓器の形態生成に重要であることが報告されている(非特許文献21および22)。
 BMPファミリー分子は一般に以下に記載のようなプロセスを経て細胞外に分泌される。まず最初に一本鎖の前駆体タンパク質(pre-pro体)として合成された後、シグナルペプチド領域が切断され、細胞内でC末端側に存在するシステイン残基がジスルフィド結合を介し二量体(pro二量体)を形成する。
 その後、furin様プロテアーゼにより、活性本体であるC末側(mature二量体)とジスルフィド結合を持たないN末プロペプチド領域(pro-region)に切断される。切断されたN末側のプロペプチド領域2分子はC末側のmature二量体1分子と非共有結合を介し複合体(complex体)を形成し、その複合体の形で細胞から分泌されることが知られている(非特許文献23)。
 また、一部のBMPファミリー分子については、mature二量体同様、N末プロペプチド領域が結合した複合体(complex体)も、シグナル伝達能を有することが知られている(非特許文献23)。
 2002年、ヘプシジンは鉄代謝ホルモンとして血清鉄濃度の調節に働くことが報告されたが(非特許文献24および25)、生理的条件下でヘプシジンの発現制御を行っている分子はその後最近まで謎であった。
 Hep3B細胞株を用いたin vitro実験の結果からTGFβスーパーファミリーに属するリガンド分子[BMP(Bone morphogenetic protein)2、BMP3、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP9、BMP11、GDF(Growth and differentiation factor)5、GDF6、GDF7、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3およびactivin A等]の中でも、BMP2、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7およびBMP9がヘプシジン遺伝子の発現を誘導する分子であることが同定された(非特許文献26)。
 更にこれらの分子存在下Hemojuvelin(HJV)の可溶化受容体であるHJV-FcをHep3B細胞株に添加することによってヘプシジン発現の抑制が観察される分子として、BMP2、BMP4、BMP5およびBMP6が見出された(非特許文献26)。
 また同年TGFβスーパーファミリーに属するリガンド分子の一つであるGDF15の血中濃度が正常人に比べサラセミア患者では平均値で100倍程度増加すること、サラセミア患者由来の血清を正常ヒト肝臓由来初代培養株へ添加するとヘプシジン遺伝子の発現レベルが低下することが報告された(非特許文献27)。
 その後2008年、鉄欠乏食、通常食および鉄過剰食のいずれか1をマウスに与え、肝臓組織から抽出されたmRNAを用いた発現パターンの比較解析実験等より給餌に含まれる鉄含量が多いほどBMP6発現レベルが向上することが見出された(非特許文献28)が血中ヘプシジン濃度を増加させ血清鉄濃度を減少させる機能を持った分子の同定は未解決の課題として残されていた。
 2009年、BMP6遺伝子欠損マウスによる解析実験及びBMP6組換え体のマウス個体への投与実験の結果(非特許文献29および30)からTGFβスーパーファミリーに属するリガンド分子の一つであるBMP6が生体内においてヘプシジン濃度増加に作用し、血清鉄濃度を減少させる機能を持った分子であることが初めて報告された。
 本発明者らが注目したTGFβスーパーファミリーに属するリガンド分子の一つであるGDF(Growth and differentiation factor)7[BMP(Bone morphogenetic protein)12と同一分子であり、以降GDF7と表記する]に関して、ヘプシジン発現制御や鉄代謝調節との関連性はこれまでなんら報告されていない。却ってHep3B細胞株を用いたin vitro実験の報告ではヘプシジン発現制御との関連性が無い事を示すデーターが示されている(非特許文献26)。
 GDF7はTGFβスーパーファミリーに属するリガンド分子の一つであり、GDF5、GDF6およびGDF7の3種のGDF分子群で構成されるサブファミリーのなかでグリシンリッチなアミノ酸配列挿入が唯一認められる分子である(マウスで認められる違いであり、ヒトではこの様な違いは認められない)(非特許文献31)。
 GDF7を認識する特異的な受容体として、MC3T3細胞を用いたin vitro実験からタイプI受容体としてはALK3、タイプII受容体としてはBMPRIIである可能性が報告されている(非特許文献32)。
 GDF7はマウス発生期の蓋板細胞に発現が認められ、作製されたGDF7欠損マウスの表現型として水頭症が観察されること等からGDF7は脊椎におけるインターニューロンの運命決定に強く関わっていることが示唆された(非特許文献33)。
 骨芽細胞様骨肉腫細胞ROS17/2.8ALPを用いた実験においてGDF7は細胞増殖活性及びアルカリフォスファターゼ誘導活性を示すことが報告された(非特許文献34)。
 またGDF7は腱と靭帯組織に対する形成促進作用が動物実験によって示されているが、更にヒト腱組織由来線維芽細胞に対しても増殖促進活性を示し、procollagen typeIとtypeIIIの発現を誘導することが示され、腱と靭帯組織の再生や治療への応用が期待されている(非特許文献35、特許文献1)。
 以上の知見によりGDF7を生体内で高発現させた場合、腱及び靭帯組織の形成促進や骨形成に何らかの変化が認められる事が予測されたが、GDF7が血清中の鉄濃度を特異的に減少させる作用を示すことを予測することは極めて困難であった。
国際公開第95/16035号
酸化ストレスの医学:2008年6月10日 診断と治療社 監修:吉川敏一、編集:内藤裕二、豊國伸哉 Iron Over loadと鉄キレート療法:2007年11月 メディカルレビュー社 監修:堀田知光、押味和夫、編集:大屋敷一馬ら Kohgo,Y.,et al.,World J.Gastroenterol.,2007;13(35):4699-4706 Nadadur,S.S.,et al.,Indian J.Med.Res.,2008;128(4):533-544 Toyokuni,S.,Cancer Sci.,2009;100(1):9-16 Lundrigan,M.D.,&Kadner,R.J.,J.Biol.Chem.,1986;261(23):10797-10801 Hackam,D.J.,et al.,J.Exp.Med.,1998;188(2):351-364 医薬品安全性情報Vol.5 No.13(2007年06月28日)R02 医薬品安全性情報Vol.6 No.07(2008年04月03日)R06 医薬品安全性情報Vol.6 No.18(2008年09月04日)R03 Hayashi,H.,et al.,Am.J.Gastroenterol.,1994;89(7):986-988 Kimura,F.,et al.,Hepatogastroenterology.,2005;52(62):563-566 Kato,J.,et al.,J.Clin.Invest.,1996;98(4):923-929 Hamada,Y,,et al.,Nephrol.Dial.Transplant.,2007;22(6):1547-1557 Toda,N.,et al.,Crit.Care Med.,2002;30(7):1512-1522 Shibahara,S.,Tohoku J.Exp.Med.,2003;200(4):167-186 Flo,T.H.,Nature 2004;432(7019):917-921 Reed,C.,et al.,Antimicrob.Agents Chemother.,2006;50(11):3968-3969 Urist,M.R.,Science,1965;150:893-899 Wozney,J.M.,et al.,Science,1988;242:1528-1534 Hogan,B.L.,Curr.Opin.Genet.Dev.,1996;6:432-438 ten Dijke,P.,et al.,Mol.Cell Endocrinol.,2003;211:105-113 Brown, M.A.,et al.,J.Biol.Chem.,2005;280(26):25111-25118 Nicolas,G.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U S A.,2002;99(7):4596-4601 Weinstein, D.A.,et al.,Blood.,2002;100(10):3776-3781 Babitt,J.L.,et al.,J.Clin.Invest.,2007;117(7):1933-1939 Tanno,T.,et al.,Nat.Med.,2007;13(9):1096-1101 Kautz,L.,et al.,Blood.,2008;112(4):1503-1509 Meynard,D.,et al.,Nat.Genet.,2009;41(4):478-481 Andriopoulos,B.Jr.,Nat.Genet.,2009;41(4):482-487 Storm,E.E.,et al.,Nature.,1994;368(6472):639-643 Mazerbourg,S.,et al.,J.Biol.Chem.,2005;280(37):32122-32132 Lee,K.J.,et al.,Genes Dev.,1998;12(21):3394-3407 Furuya,K.,et al.,J.Cell Biochem.,1999;72(2):177-180 Fu,S.C.,et al.,Life Sci.,2003;72(26):2965-2974
 鉄と酸化還元反応との関連については古くから知られていたが、酸化ストレスと様々な疾患との関連についての研究は比較的近年より盛んになった研究分野である。この様な背景により鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療の開発が近年重要な課題となり、これら疾患に対する治療剤の研究開発が精力的に行われている。
 現在最も一般的に使用される鉄過剰症治療薬の一つはエクジェイドであり、従来の治療方法に比べ大幅に治療上の負担が軽減された優れた薬剤であるが、最近その副作用が問題となっている。
 そのため、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対してさらに有効に作用し、副作用の少ない薬剤が強く望まれている。
 本発明者らは、哺乳動物においてGDF7遺伝子産物の生理的作用について鋭意研究を行った結果、驚くべきことに、GDF7が血清中の鉄濃度を特異的に減少させる作用を有することを初めて見出した。
 また、本発明者らはGDF7蛋白質を過剰発現するマウスを作製し、GDF7の過剰発現により血清鉄濃度の低下が誘導されることを見出した。
 このような知見に基づいて、GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分とする医薬組成物を、鉄過剰疾患治療剤または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療剤として提供できることが示された。
 すなわち、本発明は、以下の特徴を含む。
1.GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分として含有する、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療用医薬組成物。
2.GDF7を含む蛋白質が化学修飾されている、前項1に記載の組成物。
3.化学修飾が、ポリエチレングリコールの結合である、前項2に記載の組成物。
4.化学修飾が、糖鎖の結合である、前項2に記載の組成物。
5.GDF7を含む蛋白質が、組換え蛋白質である、前項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
6.GDF7を含む蛋白質が、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列を含む、前項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
7.GDF7を含む蛋白質が、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質である、前項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
8.GDF7を含む蛋白質が、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列のうち、1または数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質である、前項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
9.GDF7を含む蛋白質をコードする核酸が、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列を含む、前項1に記載の組成物。
10.GDF7を含む蛋白質をコードする核酸が、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列と60%以上の相同性を有する塩基配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質をコードする核酸である、前項1に記載の組成物。
11.GDF7を含む蛋白質をコードする核酸が、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列のうち、1または数個の塩基が欠失、置換、挿入もしくは付加された塩基配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質をコードする核酸である、前項1に記載の組成物。
12.GDF7を含む蛋白質をコードする核酸が、前項9~11のいずれか1項に記載の核酸とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質をコードする核酸である、前項1に記載の組成物。
13.GDF7が哺乳動物由来である、前項1~12のいずれか1項に記載の組成物。
14.哺乳動物がヒトである、前項13に記載の組成物。
15.鉄過剰疾患が、遺伝性ヘモクロマトーシスまたは輸血によって引き起こされる鉄過剰症である、前項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
16.鉄過剰疾患が、貧血症に伴う輸血によって引き起こされる鉄過剰症である、前項15に記載の組成物。
17.貧血症が、サラセミア、鎌状赤血球貧血、骨髄異形成症候群および再生不良性貧血のいずれか1である、前項16に記載の組成物。
18.鉄濃度を低下させることが有効な疾患が、C型慢性肝炎である、前項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
19.C型慢性肝炎がインターフェロン不応性である、前項18に記載の組成物。
20.鉄濃度を低下させることが有効な疾患が、糖尿病性腎症、腎不全および腎障害のいずれか1である、前項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
21.鉄濃度を低下させることが有効な疾患が、感染症である、前項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
22.感染症が、大腸菌、サルモネラ菌、ウシ流産菌、炭疽菌、バークホルデリア・セパシア菌、ジフテリア菌、ビブリオ菌および真菌から選ばれるいずれか1による感染症である、前項21に記載の組成物。
23.感染症が、抗生物質に対して抵抗性を示す感染症である、前項21または22に記載の組成物。
24.抗生物質に対して抵抗性を示す感染症が、ムコール症である、前項23に記載の組成物。
 本発明により、血清鉄濃度または鉄飽和度を低下させることができる。従って、遺伝性ヘモクロマトーシスや輸血によって引き起こされる鉄過剰疾患や、C型慢性肝炎、糖尿病性腎症、腎不全および腎障害並びに抗生物質等に対して抵抗性を示す治療抵抗性感染症等の血清並びに器官および組織中の少なくともいずれか1の鉄濃度を低下させることが有効な疾患を、副作用を引き起こすことなく治療することが可能となる。
mGDF7投与による血清鉄濃度の変化を解析した結果を示すグラフである。(実施例3) USmGDF7 K1キメラマウスによる腎負荷試験の結果(尿素窒素濃度)を示すグラフである。(実施例4) USmGDF7 K1キメラマウスによる腎負荷試験の結果(クレアチニン濃度)を示すグラフである。(実施例4)
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本発明は、GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分として含有する、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療用組成物を提供する。
 本発明は、GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターが哺乳動物において血清鉄濃度低下作用を有するという知見に基づいている。
 本発明者らは、ノックイン法を利用してマウスES細胞からGDF7を過剰発現するマウスを作製、またはGDF7を含む蛋白質をマウスに投与したところ、血清鉄濃度がコントロール個体に比べて有意に低下し、しかも驚くべきことに、クレアチニン濃度及びGPT濃度がコントロール個体に比べて低下することなく、また、腎臓及び肝臓の病理組織標本解析においてコントロール個体に比べて明らかな変化が見られない、即ち副作用が観察されないことを初めて見出した。
 従って、GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分として含有する本発明の医薬組成物は、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療のために使用することができる。
 以下において、本発明の医薬組成物について、さらに具体的に説明する。
 本発明は、GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分として含有する、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療用医薬組成物に関する。
 本発明に関わるGDF7またはGDF7と同一の分子であるBMP(Bone morphogenetic protein)12(以下、両者をまとめてGDF7と称する)のアミノ酸及び塩基配列の情報は、米国NCBIにアクセスすることによって入手可能である。
 GDF7は、ヒト、マウス、ラット、アカゲザル、ゼブラフィッシュ、ニシツメガエル等から単離され、配列情報が公開されている。例えばヒトGDF7は、アクセッション番号NM_182828.1、NM_182828.2、NP_878248.1およびNP_878248.2等として米国NCBI(GenBankまたはSwiss-Prot)に登録されている。また、マウスGDF7は、アクセッション番号NM_013527.1、NP_038555.1、P43029等として、米国NCBI(GenBankまたはSwiss-Prot)に登録されている。
 本発明において、GDF7またはこれをコードする核酸の塩基配列は、その由来に限定されるものではないが、哺乳動物が好ましい。哺乳動物は、特に限定されないが、例えば霊長類、家畜動物、げっ歯類、有蹄類およびペット動物等が挙げられる。さらに好ましい哺乳動物は、ヒト及びマウスである。
 さらに、本発明におけるGDF7としては、例えば、GDF7の活性本体であるmature体の他、シグナルペプチド領域を含む前駆体蛋白質(pre-pro体)およびシグナルペプチド領域を含まずN末プロペプチド領域及び活性本体を含むpro体並びにmature体の二量体、該pro体の二量体および該pro体2分子が該mature二量体1分子と非共有結合した複合体も包含される。
 本発明におけるGDF7としては、例えば、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドが挙げられる。
ヒトGDF7のアミノ酸配列(配列番号2、pre-pro体、NCBIアクセッション番号NP_878248.2):
MDLSAAAALCLWLLSACRPRDGLEAAAVLRAAGAGPVRSPGGGGGGGGGGRTLAQAAGAAAVPAAAVPRARAARRAAGSGFRNGSVVPHHFMMSLYRSLAGRAPAGAAAVSASGHGRADTITGFTDQATQDESAAETGQSFLFDVSSLNDADEVVGAELRVLRRGSPESGPGSWTSPPLLLLSTCPGAARAPRLLYSRAAEPLVGQRWEAFDVADAMRRHRREPRPPRAFCLLLRAVAGPVPSPLALRRLGFGWPGGGGSAAEERAVLVVSSRTQRKESLFREIRAQARALGAALASEPLPDPGTGTASPRAVIGGRRRRRTALAGTRTAQGSGGGAGRGHGRRGRSRCSRKPLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGLCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
ヒトGDF7のアミノ酸配列(配列番号4、配列番号2で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のpro体、NCBIアクセッション番号NP_878248.2のアミノ酸配列のうち20番目~450番目のアミノ酸配列):
RDGLEAAAVLRAAGAGPVRSPGGGGGGGGGGRTLAQAAGAAAVPAAAVPRARAARRAAGSGFRNGSVVPHHFMMSLYRSLAGRAPAGAAAVSASGHGRADTITGFTDQATQDESAAETGQSFLFDVSSLNDADEVVGAELRVLRRGSPESGPGSWTSPPLLLLSTCPGAARAPRLLYSRAAEPLVGQRWEAFDVADAMRRHRREPRPPRAFCLLLRAVAGPVPSPLALRRLGFGWPGGGGSAAEERAVLVVSSRTQRKESLFREIRAQARALGAALASEPLPDPGTGTASPRAVIGGRRRRRTALAGTRTAQGSGGGAGRGHGRRGRSRCSRKPLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGLCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
ヒトGDF7のアミノ酸配列(配列番号6、配列番号2で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のmature体、NCBIアクセッション番号NP_878248.2のアミノ酸配列のうち322番目~450番目のアミノ酸配列):
TALAGTRTAQGSGGGAGRGHGRRGRSRCSRKPLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGLCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
マウスGDF7のアミノ酸配列(配列番号8、pre-pro体、NCBIアクセッション番号P43029):
MDLSAAAALCLWLLSACRPRDGLEAAAVLRAAGAGPAWSPGGGGGGRTLARAPGPSALQAAAVPGPRAVRRAAGSGFRNGSVVPHHFMMSLYRSLAGRAPVAAASGHGRVDTITGFTDQATQDETAAAEPGQSFLFDVSSLSEADEVVNAELRVLRRRSPEPDRDSATLLPRLLLSTCPDEAGTAHLLHSRAAEPLGGARWEAFDVTDAVQSHRRWPRASRKFCLVLRAVTASESSPLALRRLGFGWPGGGDGGGTAAEERALLVISSRTQRKESLFREIRAQARALRAAAEPPPDPGPGAGSRKANLGGRRRRRTALAGTRGAQGSGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGAGRGHGRRGRSRCSRKSLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGVCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
マウスGDF7のアミノ酸配列(配列番号10、配列番号8で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のpro体、NCBIアクセッション番号P43029のアミノ酸配列のうち20番目~461番目のアミノ酸配列):
RDGLEAAAVLRAAGAGPAWSPGGGGGGRTLARAPGPSALQAAAVPGPRAVRRAAGSGFRNGSVVPHHFMMSLYRSLAGRAPVAAASGHGRVDTITGFTDQATQDETAAAEPGQSFLFDVSSLSEADEVVNAELRVLRRRSPEPDRDSATLLPRLLLSTCPDEAGTAHLLHSRAAEPLGGARWEAFDVTDAVQSHRRWPRASRKFCLVLRAVTASESSPLALRRLGFGWPGGGDGGGTAAEERALLVISSRTQRKESLFREIRAQARALRAAAEPPPDPGPGAGSRKANLGGRRRRRTALAGTRGAQGSGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGAGRGHGRRGRSRCSRKSLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGVCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
マウスGDF7のアミノ酸配列(配列番号12、配列番号8で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のmature体、NCBIアクセッション番号P43029のアミノ酸配列のうち316番目~461番目のアミノ酸配列):
TALAGTRGAQGSGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGAGRGHGRRGRSRCSRKSLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGVCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
マウスGDF7のアミノ酸配列(配列番号14、pre-pro体、NCBIアクセッション番号NP_038555.1):
MDLSAAAALCLWLLSACRPRDGLEAAAVLRAAGAGPAWSPGGGGGGRTLARAPGPSALQAAAVPGPRAVRRAAGSGFRNGSVVPHHFMMSLYRSLAGRAPVAAASGHGRVDTITGFTDQATQGQSFLFDVSSLSEADEVVNAELRVLRRRSPEPDRDSATLLPRLLLSTCPDEAGTAHLLHSRAAEPLGGARWEAFDVTDAVQSHRRWPRASRKFCLVLRAVTASESSPLALRRLGFGWPGGGDGGGTAAEERALLVISSRTQRKESLFREIRAQARALRAAAEPPPDPGPGAGSRKANLGGRRRRRTALAGTRGAQGSGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGAGRGHGRRGRSRCSRKSLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGVCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
マウスGDF7のアミノ酸配列(配列番号16、配列番号14で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のpro体、NCBIアクセッション番号NP_038555.1のアミノ酸配列のうち20番目~453番目のアミノ酸配列):
RDGLEAAAVLRAAGAGPAWSPGGGGGGRTLARAPGPSALQAAAVPGPRAVRRAAGSGFRNGSVVPHHFMMSLYRSLAGRAPVAAASGHGRVDTITGFTDQATQGQSFLFDVSSLSEADEVVNAELRVLRRRSPEPDRDSATLLPRLLLSTCPDEAGTAHLLHSRAAEPLGGARWEAFDVTDAVQSHRRWPRASRKFCLVLRAVTASESSPLALRRLGFGWPGGGDGGGTAAEERALLVISSRTQRKESLFREIRAQARALRAAAEPPPDPGPGAGSRKANLGGRRRRRTALAGTRGAQGSGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGAGRGHGRRGRSRCSRKSLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGVCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
マウスGDF7のアミノ酸配列(配列番号12、配列番号14で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のmature体、NCBIアクセッション番号NP_038555.1のアミノ酸配列のうち308番目~453番目の配列、配列番号8で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のmature体のアミノ酸配列と同一):
TALAGTRGAQGSGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGAGRGHGRRGRSRCSRKSLHVDFKELGWDDWIIAPLDYEAYHCEGVCDFPLRSHLEPTNHAIIQTLLNSMAPDAAPASCCVPARLSPISILYIDAANNVVYKQYEDMVVEACGCR
 本発明のGDF7には、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列において、1つ以上のアミノ酸が欠失、置換あるいは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有するポリペプチドも包含される。
 また、本発明のGDF7には、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列と80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、例えば、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドからなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有するポリペプチドも包含される。
 配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列において1つ以上のアミノ酸が欠失、置換、または付加されたアミノ酸配列を有するポリペプチドは、例えば、次の方法により得ることができる。
 例えば、前記アミノ酸配列に基づいて合成した(相補的変異配列を含む)プライマーを使用するPCR法を利用した部位特異的突然変異誘発法(Kunkelら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1985,82:488-492;F.M.Ausubelら,Short Protocols in Molecular Biology,1995,John Wiley&Sons;J.Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2nd ed.,1989,Cold Spring Harbor Laboratory Pressなど)などを用いて、例えば、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする核酸に部位特異的変異を導入することにより得ることができる。
 また、変異導入用キット(例えば、宝酒造製)も市販されているので、指示書に従って変異を導入することもできる。
 Kunkelらの部位特異的突然変異誘発法には、GDF7を含む蛋白質をコードする核酸を含むプラスミドを鋳型にし、T4 DNAポリヌクレオチドキナーゼで予め5’末端をリン酸化したプライマー(相補的変異配列を含む)を該鋳型にアニーリングし、核酸合成を行ったのち、T4 DNAリガーゼで末端同士を連結して、目的の変異を含む核酸を精製することを含む。
 また、公知の全合成の手法により目的の変異を含む核酸を取得することも可能である。
 欠失、置換または付加されるアミノ酸の数は特に限定されないが、好ましくは1個~数十個、例えば、1~20個、より好ましくは1個~数個、例えば、1~5個のアミノ酸である。
 置換は、保存的置換および非保存的置換のいずれでもよいが、GDF7を含む蛋白質のコンホメーションを実質的に変化させないためには保存的置換が好ましい。
 保存的置換は、構造的(例えば、分岐状および芳香族性等)、電気的(例えば、酸性、塩基性等)、極性および疎水性等の化学的・物理的性質の類似したアミノ酸間での置換をいう。
 分岐状アミノ酸には、バリン、ロイシンおよびイソロイシンが含まれる。芳香族アミノ酸には、チロシン、トリプトファン、フェニルアラニンおよびヒスチジンが含まれる。
 酸性アミノ酸には、グルタミン酸およびアスパラギン酸が含まれる。塩基性アミノ酸には、リシン、アルギニンおよびヒスチジンが含まれる。
 極性アミノ酸には、セリン、トレオニン、グルタミンおよびアスパラギン、チロシン、システイン、グリシン、プロリンなどが含まれる。疎水性アミノ酸には、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびメチオニンなどが含まれる。
 欠失は、1もしくは複数のアミノ酸残基を失うことである。付加は、1もしくは複数のアミノ酸残基を蛋白質のN末端またはC末端に結合することである。挿入は、蛋白質の内部に1もしくは複数のアミノ酸残基を結合することである。
 このうち、欠失と挿入は、GDF7を含む蛋白質のコンホメーションを実質的に変化させないことを前提として行うことができる。そのために、1~5個程度のアミノ酸残基の欠失または挿入が好ましい。
 本発明における相同性は、2つのアミノ酸配列(または塩基配列)のアラインメントにおいて、同一のアミノ酸残基数(または塩基数)が最大となるように該2つの配列を整列させたときの配列間の一致度を意味する。
 相同性は、具体的には、総アミノ酸残基数(または総塩基数)に対する同一アミノ酸残基数(または同一塩基数)のパーセンテージ(%)で表わされる。FASTAのようにギャップを導入する場合、ギャップの数も総アミノ酸残基数(または総塩基数)に加算する。
 80%以上、好ましくは85%以上の相同性を有する蛋白質は、例えばNCBI(米国)、EMBL(欧州)などの配列データベースにアクセスし、例えばBLAST、FASTAなどの配列相同性検索プログラムを利用して検索することが可能である(Altschul,S.F.ら J.Mol.Biol.1990;15:403-410; Karlin,S.とAltschul S.F.Proc.Natl.Acad. Sci.USA 1990;87:2264-2268等)。
 BLASTは、配列を固定長のワードに区切り、ワード単位で類似する断片を検索し、これらを類似度が最大になるまで両方向に伸ばして局所的なアラインメントを行い、最後にこれらを結合して最終的なアラインメントを行う方法である。
 また、FASTAは、連続して一致する配列の断片を高速に検索し、それらの断片の中で類似度の高いものに着目して局所的なアラインメントを行い、最後にギャップを考慮した上でこれらを結合しアラインメントを行う方法である。
 さらに本発明におけるGDF7を含む蛋白質は、異種ペプチド、異種ポリペプチドおよび異種蛋白質のいずれか1を、上記GDF7のN末端またはC末端側に、必要であれば適当なペプチドリンカー(例えば、アミノ酸数1~20)を介して、結合または融合してもよいことを意味する。
 異種蛋白質としては、例えば、哺乳動物由来免疫グロブリンFc蛋白質およびその変異体等が好適に挙げられる。しかし、このような異種蛋白質が生体内に投与されると、拒絶反応を引き起こす可能性がある。該拒絶反応をできる限り回避するためにも、投与する哺乳動物が本来有する蛋白質を該異種蛋白質として使用することが好ましい。
 Fc蛋白質の中でも、ヒトへの使用を考慮すると、ヒト免疫グロブリンのFc蛋白質が好ましい。また、免疫グロブリンのクラス及びサブクラスは、特に限定されないが、例えばIgG、IgD、IgE、IgM、IgA、IgG1、IgG2、IgG2a、IgG2b、IgG2c、IgG3、IgG4、IgA1およびIgA2等が挙げられる。ヒトに使用するのであれば、ヒト免疫グロブリンのクラス及びサブクラスを使用することが望ましい。
 Fc蛋白質は、GDF7を含む蛋白質の生体内(in vivo)での安定性を向上させることができる。ただし、この場合、Fc蛋白質は、その生物活性による生体内に及ぼす影響を避けるために、例えば、抗体依存性細胞障害(ADCC)活性及び補体依存性細胞障害活性(CDC)活性の少なくともいずれか等の生物活性を予め低下させることが好ましい。そのために、前記生物活性を抑制、低下または喪失させるための変異を導入することが好ましい。
 前記生物活性を抑制、低下または喪失させるための変異は、哺乳動物由来のFc蛋白質のアミノ酸配列において、例えば1~10個、好ましくは1~5個、より好ましくは1~3個のアミノ酸残基のアミノ酸置換であって、ADCC及びCDC活性の少なくともいずれかを低下させるような任意のアミノ酸置換である。
 本発明において、血清鉄濃度の低下活性は、血清生化学解析における血清鉄濃度(Fe)、または鉄飽和率(%;Fe/TIBC×100)などの公知の鉄量の指標を用いて評価することができる。ここで、Feは血清鉄濃度(μg/dL)、TIBCは単位血清中でトランスフェリンが結合することのできる鉄の最大量(μg/dL)を示す。
 本発明において、血清鉄濃度の低下活性を有するとは、該鉄量の指標においてコントロール群または無処置群に対して低下することである。例えば、該鉄量の指標を血清鉄濃度または鉄飽和度とし、コントロール群の血清鉄濃度または鉄飽和度をそれぞれ100%とした場合に、血清鉄濃度または鉄飽和度が90%以下であることが好ましく、80%以下であることがより好ましい。
 本発明のGDF7を含む蛋白質は、当業者に公知の遺伝子組換え技術によって作製することができる。簡単に説明すると、該蛋白質の作製は、本発明の蛋白質をコードする核酸を用意し、この核酸を含む発現ベクターを構築し、該ベクターで原核または真核細胞を形質転換またはトランスフェクションし、得られた細胞の培養から目的の組換え蛋白質を回収することを含む。
 蛋白質の精製は、蛋白質の慣用の精製法、例えば、硫酸アンモニウム沈殿、有機溶媒沈殿、透析、電気泳動、クロマトフォーカシング、ゲルろ過クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーおよびHPLC等を適宜組み合わせることによって実施可能である。
 ベクターに関しては、例えば、後述のベクターに関する説明および実施例等を参照することができる。
 また、遺伝子組換え技術は、F.M.Ausubelら,Short Protocols in Molecular Biology,1995,John Wiley&Sons、J.Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2nd ed.,1989,Cold Spring Harbor Laboratory Pressなどに記載されており、本発明のために利用できる。
 さらに、GDF7を含む蛋白質は、フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)法およびt-ブチルオキシカルボニル(tBoc)法などの化学合成法によって製造することもできる。
 本発明におけるGDF7を含む蛋白質は、化学修飾されていてもよい。
 化学修飾は、特に限定されないが、例えば、グリコシル化、ペグ(PEG)化、アセチル化、アミド化およびリン酸化等が挙げられる。中でも、グリコシル化およびペグ化が特に好ましい。
 ペグ化は、例えば該蛋白質のN末端アミノ基、リジン(Lys)のεアミノ基などのアミノ酸残基に1または複数のポリエチレングリコール(PEG)分子を結合させることである。一般的には、アミノ酸の遊離アミノ基にPEG分子が結合する。
 PEGの平均分子量は、特に限定されないが、約3,000~約50,000の範囲が好ましい。PEGを蛋白質に結合させるには、PEGの末端部分に、例えば、カルボキシル基、ホルミル(アルデヒド)基、N-ヒドロキシスクシンイミドエステル基、アミノ基、チオール基およびマレイイミド基等の活性基を導入し、該蛋白質のアミノ基、カルボキシル基、チオール基およびヒドロキシル基等の基と反応させる方法等が挙げられる。
 グリコシル化は、蛋白質のアスパラギン、セリンおよびトレオニン残基のいずれか1に糖鎖が結合することである。一般に、Asn-X-Thr/Ser(ここで、XはPro以外の任意のアミノ酸残基である)の配列を認識して糖または糖鎖の結合が起こる。
 Asn-X-Thr/Serの配列を含むように蛋白質のアミノ酸配列を改変するときは、天然型と異なる位置に糖または糖鎖を導入することもできる。通常、遺伝子組換え技術によって、組換え蛋白質をコードする核酸を、真核細胞(酵母細胞、動物細胞および植物細胞など)中で発現することによって、組換え蛋白質のグリコシル化を起こすことができる。
 本発明において、糖鎖の構造は、特に制限されないものとし、発現のために選択された細胞の種類によって糖鎖構造が異なると考えられる。ヒトにおける使用の場合、ヒト由来細胞、ヒト糖鎖を合成可能な酵母細胞およびチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞等を利用しうる。また、周知の化学合成法を用いて該蛋白質に糖または糖鎖を導入することもできる。
 アセチル化およびアミド化の反応は、主に、蛋白質のN末端またはC末端で行うことが好ましい。これらの反応は、例えば、脂肪族アルコールおよび脂肪酸等のアルコール類並びにカルボン酸類を用いて行うことができる。アルキル部分の炭素数は、例えば、1~20程度が好ましく、水溶性を損なわないおよび無毒性である等の条件を満たすことがより好ましい。
 本発明の組成物の有効成分として、GDF7を含む蛋白質をコードする核酸を含むベクターも含まれる。
 本発明において、核酸には、DNA及びRNAの両方が含まれるものとする。また、DNAにはゲノムDNAおよびcDNAが含まれ、RNAにはmRNAが含まれるものとする。
 GDF7を含む蛋白質については、異種蛋白質との結合または融合された蛋白質を含めて、上記のGDF7を含む蛋白質に係る全ての記載をここでも引用する。したがって、本発明におけるGDF7を含む蛋白質をコードする核酸は、上記具体的に例示した、GDF7をコードする核酸を包含する。
 GDF7を含む蛋白質をコードする核酸としては、例えば、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列があげられる。
ヒトGDF7をコードする核酸の塩基配列(配列番号1、配列番号2で示されるアミノ酸配列からなるpre-pro体をコードする遺伝子、NCBIアクセッション番号NM_182828.2記載の核酸配列のうち577番目~1929番目の配列):
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ヒトGDF7をコードする核酸の塩基配列(配列番号3、配列番号4で示されるアミノ酸配列からなるpro体をコードする遺伝子、NCBIアクセッション番号NM_182828.2記載の核酸配列のうち634番目~1929番目の配列):
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ヒトGDF7をコードする核酸の塩基配列(配列番号5、配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるmature体をコードする遺伝子、NCBIアクセッション番号NM_182828.2記載の核酸配列のうち1540番目~1929番目の配列):
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マウスGDF7をコードする核酸の塩基配列(配列番号7、配列番号8で示されるアミノ酸配列からなるpre-pro体をコードする遺伝子):
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マウスGDF7をコードする核酸の塩基配列(配列番号9、配列番号10で示されるアミノ酸配列からなるpro体をコードする遺伝子、配列番号7の核酸配列のうち58番目~1386番目の配列):
cgcgacgggctagaagctgccgcggtgctccgagcggcgggggctggaccagcctggagccccgggggcggcggcggcgggcggaccctcgcccgggctccaggcccttcagctctccaggccgctgcggttccgggtccccgagctgtgcgccgcgctgcgggttctggcttcaggaacggctcggtggtgccacaccacttcatgatgtcgctttacaggagcctggcggggagggctccggtcgcggcagcttcagggcacgggcgtgtggacacaatcaccggcttcacagaccaagcaactcaagacgaaacggcggcggccgagccaggccagagcttcctgttcgacgtatccagcctctccgaagccgatgaggtggtgaatgcggagctgcgcgtgctgcgccggaggtctccggaaccagacagggacagtgcgaccctccttccgcggctgctgctgtccacgtgcccggacgaggctggcacagctcacctgctgcactcccgggccgccgagcccctgggcggcgcgcgctgggaagcgttcgacgtgacggacgcggtgcagagccaccgccgctggccgcgagcctcccgcaagttctgcctggtgctgcgcgcggtgacggcctcggagagcagcccgctggccctgagacgactgggcttcggctggccgggcggtggcgacggcggcggcactgcggccgaggagcgcgcgctgttggtgatctcctcccgtacgcaaaggaaagagagtctgttccgggagatccgagcccaggcccgtgctctccgggccgctgcagagccgccaccggatccaggaccaggcgctgggtcacgcaaagccaacctgggcggtcgcaggcggcggcggactgcgctggctgggactcggggagcgcagggaagcggtggtggcggcggtggcggtggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcgcaggcaggggccacgggcgcagaggccggagccgctgcagtcgcaagtcactgcacgtggactttaaggagctgggctgggacgactggatcatcgcgccattagactacgaggcataccactgcgagggcgtttgcgactttcctctgcgctcgcacctggagcctaccaaccacgccatcattcagacgctgctcaactccatggcgcccgacgctgcgccagcctcctgctgcgtgcccgcaaggctcagtcccatcagcattctctacatcgatgccgccaacaacgtggtctacaagcagtacgaagacatggtggtggaggcctgcggctgcaggtag
マウスGDF7をコードする核酸の塩基配列(配列番号11、配列番号12で示されるアミノ酸配列からなるmature体をコードする遺伝子、配列番号7の核酸配列のうち946番目~1386番目の配列):
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マウスGDF7をコードする核酸の塩基配列(配列番号13、配列番号14で示されるアミノ酸配列からなるpre-pro体をコードする遺伝子、NCBIアクセッション番号NM_013527.1の核酸配列のうち22番目~1383番目の配列):
atggacctgagcgctgccgccgcgctgtgtctctggctgctgagcgcttgccgtccccgcgacgggctagaagctgccgcggtgctccgagcggcgggggctggaccagcctggagccccgggggcggcggcggcgggcggaccctcgcccgggctccaggcccttcagctctccaggccgctgcggttccgggtccccgagctgtgcgccgcgctgcgggttctggcttcaggaacggctcggtggtgccacaccacttcatgatgtcgctttacaggagcctggcggggagggctccggtcgcggcagcttcagggcacgggcgtgtggacacaatcaccggcttcacagaccaagcaactcaaggccagagcttcctgttcgacgtatccagcctctccgaagccgatgaggtggtgaatgcggagctgcgcgtgctgcgccggaggtctccggaaccagacagggacagtgcgaccctccttccgcggctgctgctgtccacgtgcccggacgaggctggcacagctcacctgctgcactcccgggccgccgagcccctgggcggcgcgcgctgggaagcgttcgacgtgacggacgcggtgcagagccaccgccgctggccgcgagcctcccgcaagttctgcctggtgctgcgcgcggtgacggcctcggagagcagcccgctggccctgagacgactgggcttcggctggccgggcggtggcgacggcggcggcactgcggccgaggagcgcgcgctgttggtgatctcctcccgtacgcaaaggaaagagagtctgttccgggagatccgagcccaggcccgtgctctccgggccgctgcagagccgccaccggatccaggaccaggcgctgggtcacgcaaagccaacctgggcggtcgcaggcggcggcggactgcgctggctgggactcggggagcgcagggaagcggtggtggcggcggtggcggtggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcgcaggcaggggccacgggcgcagaggccggagccgctgcagtcgcaagtcactgcacgtggactttaaggagctgggcTgggacgactggatcatcgcgccattagactacgaggcataccactgcgagggcgtttgcgactttcctctgcgctcgcacctggagcctaccaaccacgccatcattcagacgctgctcaactccatggcgcccgacgctgcgccagcctcctgctgcgtgcccgcaaggctcagtcccatcagcattctctacatcgatgccgccaacaacgtggtctacaagcagtacgaagacatggtggtggaggcctgcggctgcaggtag
マウスGDF7をコードする核酸の塩基配列(配列番号15、配列番号16で示されるアミノ酸配列からなるpro体をコードする遺伝子、NCBIアクセッション番号NM_013527.1の核酸配列のうち79番目~1383番目の配列):
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マウスGDF7をコードする核酸の塩基配列[配列番号11、配列番号14で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のmature体(配列番号12で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質)をコードする遺伝子、NCBIアクセッション番号NM_013527.1の核酸配列のうち943番目~1383番目の配列、配列番号8で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質のmature体(配列番号12で示されるアミノ酸配列からなる蛋白質)をコードする遺伝子と同一]:
actgcgctggctgggactcggggagcgcagggaagcggtggtggcggcggtggcggtggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcggcgcaggcaggggccacgggcgcagaggccggagccgctgcagtcgcaagtcactgcacgtggactttaaggagctgggctgggacgactggatcatcgcgccattagactacgaggcataccactgcgagggcgtttgcgactttcctctgcgctcgcacctggagcctaccaaccacgccatcattcagacgctgctcaactccatggcgcccgacgctgcgccagcctcctgctgcgtgcccgcaaggctcagtcccatcagcattctctacatcgatgccgccaacaacgtggtctacaagcagtacgaagacatggtggtggaggcctgcggctgcaggtag
 本発明のGDF7をコードする核酸を含む遺伝子には、次の遺伝子も含まれる。
 配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列において1以上の塩基が欠失、置換または付加された塩基配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有するポリペプチドをコードする核酸を含む遺伝子。
 配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列と少なくとも60%以上の相同性を有する塩基配列、好ましくは80%以上の相同性を有する塩基配列、さらに好ましくは95%以上の相同性を有する塩基配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有するポリペプチドをコードする核酸を含む遺伝子。
 配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列を有する核酸とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有するポリペプチドをコードする核酸なども本発明のGDF7をコードする核酸を含む遺伝子。
 ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸としては、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列を有する核酸をプローブに用いた、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、またはDNAマイクロアレイ法などにより得られるハイブリダイズ可能な核酸を意味する。
 具体的には、例えば、ハイブリダイズしたコロニー若しくはプラーク由来の核酸、または該配列を有するPCR産物若しくはオリゴDNAを固定化したフィルターまたはスライドガラスを用いて、0.7~1.0mol/Lの塩化ナトリウム存在下、65℃でハイブリダイゼーション[Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989)、Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons(1987-1997)、DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University,(1995)]を行った後、0.1~2倍濃度のSSC溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mmol/L塩化ナトリウム、15mmol/Lクエン酸ナトリウムよりなる)を用い、65℃条件下でフィルターまたはスライドグラスを洗浄することにより同定できる核酸を挙げることができる。
 ハイブリダイズ可能な核酸としては、例えば、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15で示される塩基配列と少なくとも60%以上の相同性を有する核酸、好ましくは80%以上の相同性を有する核酸、さらに好ましくは95%以上の相同性を有する核酸を挙げることができる。
 真核生物の蛋白質をコードする核酸の塩基配列には、しばしば遺伝子の多型が認められる。本発明において用いられる核酸に、当該多型によって塩基配列に小規模な変異を生じた核酸も包含される。
 上記の核酸ホモログは、例えば、ヒトまたはマウス由来のGDF7をコードするmRNAから合成したcDNAに基づいて作製したプライマーやプローブを使用する周知の技術によって、ヒト及びマウス以外の他の哺乳動物由来の、該遺伝子を発現することが公知の細胞や組織から調製したcDNAライブラリーから取得することができる。そのような技術には、PCR法およびハイブリダイゼーション法(サザン法およびノーザン法など)などが含まれる。
 PCR法は、ポリメラーゼ連鎖反応であり、これは、二本鎖DNAを一本鎖に解離するための変性(denaturing)工程(約94~96℃、約30秒~1分)、プライマーを鋳型の一本鎖DNAに結合するためのアニーリング(annealing)工程(約55~68℃、約30秒~1分)、DNA鎖を伸長するための伸長(extension)工程(約72℃、約30秒~1分)からなるサイクルを1サイクルとして約25~40サイクルを実施する。また、変性工程の前に、約94~95℃で約5~12分の前加熱処理を行い、伸長工程の最終サイクル後に、さらに72℃で約7~15分の伸長反応を実施することができる。
 PCRは、市販のサーマルサイクラーにて、耐熱性DNAポリメラーゼ[例えば、AmpliTaq Gold(登録商標)(Applied Biosystems)など]、MgCl、dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)などを含有するPCRバッファー中で、センス及びアンチセンスプライマー(サイズ:好ましくは約17~30塩基、より好ましくは20~25塩基)と鋳型DNAの存在下で行う。増幅されたDNAは、アガロースゲル電気泳動で分離・精製(臭化エチジウム染色)することができる。
 ハイブリダイゼーションは、好ましくは約20~100塩基またはそれ以上の長さの標識プローブと二本鎖を形成して目的核酸を検出する技法である。選択性を高めるために、一般にストリンジェントな条件でハイブリダイゼーションを行うことができる。
 ストリンジェントな条件は、例えば、約1~5×SSC、室温~約40℃でのハイブリダイゼーション、及びその後の、約0.1~1×SSC、0.1% SDS、約45~65℃での洗浄からなる。ここで、1×SSCは、150mmol/L NaCl、15mmol/L Na-クエン酸、pH7.0の溶液を指す。このような条件により、相同性が約80%以上、好ましくは85%以上の核酸を検出することが可能となる。
 また、GDF7を含む蛋白質をコードする核酸の塩基配列には、シグナル配列をコードする塩基配列をさらに含むことができる。シグナル配列は、例えば、ヒト蛋白質由来のシグナル配列、ヒトGDF7由来のシグナル配列、ヒトBMP2由来のシグナル配列、ヒトCD33由来のシグナル配列、ヒト血清アルブミン由来のシグナル配列およびヒトプレプロトリプシン由来のシグナル配列等が挙げられる。
 GDF7を含む蛋白質をコードする核酸は、ベクターに挿入され、本発明の医薬組成物の有効成分である蛋白質の製造のために使用されるか、またはベクター自体を製剤化して医薬組成物として使用される。
 本発明において、ベクターは特に限定されないが、例えば、プラスミド、ファージおよびウイルスなどが挙げられる。プラスミドとしては、具体的には、例えば、大腸菌由来プラスミド(例えばpRSET、pTZ19R、pBR322、pBR325、pUC118およびpUC119等)、枯草菌由来プラスミド(例えばpUB110およびpTP5等)、酵母由来プラスミド(例えばYEp13、YEp24およびYCp50等)およびTiプラスミド等が挙げられる。
 ファージとしては、例えば、λファージ等が挙げられる。ウイルスベクターとしては、例えば、レトロウイルス、ワクシニアウイルス、レンチウイルス、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルスなどの動物ウイルスベクター、並びにバキュロウイルス等の昆虫ウイルスベクター等が挙げられる。
 さらに本発明におけるベクターには、目的の核酸を組み込むためのポリリンカーまたはマルチクローニングサイトを含んでもよく、また、該核酸を発現するためにいくつかの制御エレメントを含むことができる。
 制御エレメントとしては、例えば、プロモーター、エンハンサー、ポリA付加シグナル、複製開始点、選択マーカー、リボソーム結合配列およびターミネーターなどが挙げられる。
 選択マーカーとしては、例えば、薬剤耐性遺伝子(例えば、ネオマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子およびピューロマイシン耐性遺伝子など)、栄養要求性相補遺伝子[例えば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)遺伝子、HIS3遺伝子、LEU2遺伝子およびURA3遺伝子等]等が挙げられる。
 プロモーターは、使用する宿主細胞内で機能を発揮できるものであればいかなるものでも良いが、宿主細胞に応じて異なる場合がある。
 宿主細胞としては、特に限定されないが、例えば、大腸菌等のエシェリヒア属、バチルス・ズブチリス等のバチルス属およびシュードモナス・プチダ等のシュードモナス属等の細菌;サッカロミセス・セレビシエおよびシゾサッカロミセス・ポンベ等のサッカロミセス属、カンジダ属並びにピキア属等の酵母;CHO、COS、HEK293、NIH3T3およびNS0等の動物細胞;Sf9およびSf21等の昆虫細胞;植物細胞等が挙げられる。
 大腸菌等の細菌を宿主とする場合、プロモーターとしては、例えば、trpプロモーター、lacプロモーター、PプロモーターおよびPプロモーター等が挙げられる。
 酵母を宿主とする場合、プロモーターとしては、例えば、gal1プロモーター、gal10プロモーター、ヒートショックタンパク質プロモーター、MFα1プロモーター、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーター、およびAOX1プロモーター等が挙げられる。
 動物細胞を宿主とする場合、プロモーターとしては、例えば、SRαプロモーター、SV40プロモーター、LTRプロモーター、CMVプロモーター、ヒトCMV初期遺伝子プロモーター、アデノウイルス後期プロモーター、ワクシニアウイルス7.5Kプロモーター、メタロチオネインプロモーター、Igκプロモーターおよび多角体プロモーター等が挙げられる。
 植物細胞を宿主とする場合、プロモーターとしては、例えば、CaMVプロモーターおよびTMVプロモーター等が挙げられる。
 宿主細胞へのベクターの導入方法としては、使用する宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、エレクトロポレーション法(Cytotechnology,1990;3:133)、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法、リン酸カルシウム法(日本国特開平2-227075号公報)、アグロバクテリウム法、ウイルス感染法、リポソーム法、マイクロインジェクション法、遺伝子銃法およびリポフェクション法(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1987;84;7413)等が挙げられる。
 以上のようにして得られる、GDF7を含む蛋白質をコードする核酸を組み込んだ組換えベクターを保有する微生物、または動物細胞などの由来の形質転換体を培地に培養し、培養物中にGDF7を含む蛋白質を生成蓄積させ、該培養物から採取することにより、GDF7を含む蛋白質を製造することができる。該形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。
 真核生物由来の細胞で発現させた場合には、糖または糖鎖が付加されたGDF7を含む蛋白質を得ることができる。
 組換えベクターを保有する微生物を培養する培地としては、例えば、微生物が資化しうる、炭素源、窒素源および無機塩類等を含有する培地を挙げられる。
 炭素源としては、例えば、グルコース、フラクトース、スクロースおよびデンプン等の炭水化物、酢酸およびプロピオン酸等の有機酸、並びにエタノールおよびプロパノール等のアルコール類が挙げられる
 窒素源としては、例えば、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウムおよびリン酸アンモニウム等の無機酸および有機酸のアンモニウム塩、ペプトン、肉エキス並びにコーンスティープリカー等が挙げられる。
 無機物としては、例えば、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅および炭酸カルシウム等が用いられる。
 誘導性のプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、lacプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養する場合には、イソプロピル-β-D-チオガラクトピラノシド等を培地に添加してもよい。また、trpプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養する場合には、インドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。
 動物細胞を宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、例えば、一般に使用されているRPMI1640培地(The Journal of the American Medical Association,1967;199:519)、EagleのMEM培地(Science,1952;122:501)、ダルベッコ改変MEM培地(DMEM培地、Virology,1959;8:396)、199培地(Proc.Soc.Exp.Biol.Med.,1950;73:1)およびIscove’s Modified Dulbecco’s Medium(IMDM)培地、並びにこれら培地に牛胎児血清(例えば、FBSおよびFCS等)等を添加した培地等が挙げられる。
 培養は、通常pH6~8、30~40℃、5%CO存在下等の条件下で1~14日間行う。また、培養中必要に応じて、カナマイシン、またはペニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
 GDF7を含む蛋白質をコードする核酸の発現方法としては、直接発現以外に、例えば、分泌生産および融合蛋白質発現などの方法[Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Second Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989)]を用いることができる。
 GDF7を含む蛋白質の生産方法としては、例えば、宿主細胞内に生産させる方法および宿主細胞外に分泌させる方法があり、使用する宿主細胞、および生産させるGDF7を含む蛋白質の構造を変えることにより、適切な方法を選択することができる。
 GDF7を含む蛋白質が宿主細胞内に生産される場合、例えば、ポールソンらの方法(J.Biol.Chem.,1989;264:17619)、ロウらの方法(Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,1989;86:8227、Genes Develop.,1990;4:1288)、日本国特開平05-336963号公報、および国際公開第94/23021号等に記載の方法を用いることにより、GDF7を含む蛋白質を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
 また、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子などを用いた遺伝子増幅系(日本国特開平2-227075号)を利用してGDF7を含む蛋白質の生産量を上昇させることもできる。
 得られたGDF7を含む蛋白質は、例えば、以下のようにして単離、精製することができる。
 GDF7を含む蛋白質が細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後に細胞を遠心分離等により回収し、水系緩衝液に懸濁後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザーおよびダイノミル等を用いて細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。
 前記無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、通常の蛋白質の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)-セファロース、DIAION HPA-75(三菱化学社製)などのレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S-Sepharose FF(ファルマシア社製)などのレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロースなどのレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法および等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。
 GDF7を含む蛋白質が細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、上記と同様に細胞を回収後破砕し、遠心分離等を行うことにより、沈殿画分として該GDF7を含む蛋白質の不溶体を回収する。
 回収したGDF7を含む蛋白質の不溶体を蛋白質変性剤で可溶化する。該可溶化液を希釈または透析することにより、該GDF7を含む蛋白質を正常な立体構造に戻した後、上記と同様の単離精製法によりポリペプチドの精製標品を得ることができる。
 GDF7を含む蛋白質が細胞外に分泌された場合には、培養上清において該GDF7を含む蛋白質を回収することができる。該培養物を上記と同様に遠心分離等の手法により処理することにより可溶性画分を取得し、該可溶性画分から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
 また、本発明におけるGDF7を含む蛋白質は、Fmoc法およびtBoc法等の化学合成法によっても製造することができる。また、アドバンストケムテック社製、パーキン・エルマー社製、ファルマシア社製、プロテインテクノロジインストルメント社製、シンセセル-ベガ社製、パーセプチブ社製および島津製作所社製等のペプチド合成機を利用して化学合成することもできる。
 本発明における、GDF7を含む蛋白質をコードする核酸を含むベクターを治療用に使用する場合には、被験体のゲノムに組み込まれないベクターであって、細胞に感染するが複製が不能にされたウイルスベクターまたは非ウイルスベクターなどを用いることが好ましい。当該ベクターとしては、例えば、アデノ随伴ウイルスベクターおよびアデノウイルスベクターなどが挙げられる。
 ウイルスベクターとしては、例えば、J.Virol.1993;67:5911-5921、Human Gene Therapy 1994;5:717-729、Gene Therapy 1994;1:51-58、Human Gene Therapy 1994;5:793-801およびGene Therapy 1994;1:165-169等に記載されているベクター、およびそれらの改良ベクターが挙げられる。
 非ウイルスベクターとしては、例えば、ヒト人工染色体ベクターが挙げられ、ヒト染色体由来のセントロメア及びテロメアを含む染色体断片から構成されるベクターが好ましい。ヒト染色体断片は、特に限定されないが、例えばヒト14番染色体断片、ヒト21番染色体断片などが挙げられる(国際公開第2004/031385号、日本国特開2007-295860号公報)。
 これらのベクターには、上記と同様に、プロモーター、エンハンサー、ポリアデニル化部位、選択マーカーおよびレポーター遺伝子などを含んでいてもよい。
 GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターは、被験体の血中または組織に投与するか、または被験体から採取した組織または細胞にベクターを導入した後、該被験体の組織に戻す方法などにより、ベクターを被験体に投与することができる。
 本発明はGDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分として含有する、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療用医薬組成物を提供する。
 本発明における鉄過剰疾患としては、遺伝性ヘモクロマトーシスおよび輸血によって引き起こされる鉄過剰症が好ましく、貧血症に伴う輸血によって引き起こされる鉄過剰症がさらに好ましく、サラセミア、鎌状赤血球貧血、骨髄異形成症候群および再生不良性貧血に伴う輸血によって引き起こされる鉄過剰症がより好ましい。
 例えば、原発性鉄過剰症(例えば、HFE、ヘプシジン、フェロポルチン、トランスフェリン受容体2およびヘモジュベリンなどの分子異常による遺伝性ヘモクロマトーシスなど)および続発性鉄過剰症(例えば、骨髄異形成症候群、再生不良性貧血、鎌状赤血球貧血およびサラセミアに伴う輸血性鉄過剰症など)などが挙げられる。
 本発明における鉄濃度を低下させることが有効な疾患としては、C型慢性肝炎が好ましく、インターフェロン不応性のC型慢性肝炎がさらに好ましい。
 また、本発明における鉄濃度を低下させることが有効な疾患としては、糖尿病性腎症、腎不全および腎障害が好ましい。
 さらに、本発明における鉄濃度を低下させることが有効な疾患としては、感染症が好ましく、大腸菌、サルモネラ菌、ウシ流産菌、炭疽菌、バークホルデリア・セパシア菌、ジフテリア菌、ビブリオ菌および真菌による感染症がさらに好ましく、抗生物質に対して抵抗性を示す感染症が特に好ましい。
 抗生物質に対して抵抗性を示す感染症としては、例えば、ムコール症が挙げられる。
 本発明の鉄濃度を低下させることが有効な疾患には、この他、鉄過剰が関与すると考えられている疾患である、例えば、遺伝性ヘモクロマトーシスによる肝臓癌、B型慢性肝炎、B型・C型慢性肝炎による肝臓癌、アルコール性肝障害、非アルコール性脂肪性肝炎、インスリン抵抗性と関連するメタボリックシンドローム、不整脈、神経性疾患(セルロプラスミン「フェロオキシダーゼ」欠損による肝臓・大脳基底核・視床・小脳歯状核への鉄沈着が生じる無セルロプラスミン血症、フェリチン軽鎖に遺伝子異常があり脳の基底核に鉄沈着が認められる舞踏病・ジストニア・パーキンソン病様症状を呈する優性遺伝性疾患のneuroferritionopathy、Alzheimer病およびParkinson病など)、アスベスト(特に鉄含量の多いクロシドライト・アモサイト)による中皮腫と肺癌、卵巣の子宮内膜症、卵巣癌および大腸癌等も包含される。
 また、鉄が原因となる酸化ストレスが関与する疾患である、例えば、眼疾患(網膜弛緩、翼状片、ドライアイ、円錐角膜、白内障、ぶどう膜炎、加齢黄斑変性、糖尿病網膜症、未熟児網膜症、網膜色素変性症、緑内障および視神経疾患など)、呼吸器疾患(急性肺障害など)、心疾患(心肥大および心不全など)、動脈硬化症、胃食道逆流症、Helicobacter pyloriによる胃癌、炎症性腸疾患、糖尿病、血液透析合併症(骨・関節周囲にβ2-ミクログロブリンの沈着を認める透析アミロイドーシスなど)、皮膚疾患(皮膚癌など)、歯科疾患(歯周病および顎関節症など)、放射線障害および自己免疫疾患(自己免疫性リウマチ性疾患、自己免疫性溶血性貧血および全身性エリテマトーデスなど)等も、本発明の鉄濃度を低下させることが有効な疾患に包含される。
 本発明の組成物は、血清中の鉄濃度を特異的に減少させることによって、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患の治療を可能にする。さらに本発明の組成物は、副作用をほとんどまたはまったく引き起こさないという驚くべき利点を有している。
 本発明の組成物の形態(即ち、製剤)は、有効成分としてのGDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターのみを含むものであってもよいが、通常は薬理学的に許容される1以上の担体と一緒に混合し、製剤学の技術分野において公知の方法により製造した医薬製剤として提供される。
 投与経路は、特に限定されないが、例えば、経口投与、並びに口腔内、気道内、直腸内、皮下、局所、腹腔内、筋肉内および静脈内等の非経口投与が挙げられる。
 投与形態としては、例えば、乳剤、シロップ剤、カプセル剤、錠剤、散剤、顆粒剤、溶液剤、懸濁剤、遅延放出製剤、腸溶性製剤、注射剤、点滴剤、座剤、経皮吸収剤、リポソーム、ナノ粒子封入製剤および噴霧剤等があげられる。
 経口投与に適当な製剤は、乳剤、シロップ剤、カプセル剤、錠剤、散剤、顆粒剤、溶液剤、懸濁剤、遅延放出製剤および腸溶性製剤等である。
 乳剤およびシロップ剤のような液体調製物は、例えば、水、ショ糖、ソルビトールおよび果糖等の糖類、ポリエチレングリコールおよびプロピレングリコール等のグリコール類、ごま油、オリーブ油および大豆油などの油類、p-ヒドロキシ安息香酸エステル類等の防腐剤、並びにストロベリーフレーバーおよびペパーミントなどのフレーバー類等を添加剤として用いて製造する。
 カプセル剤、錠剤、散剤および顆粒剤は、例えば、乳糖、ブドウ糖、ショ糖およびマンニトール等の賦形剤、デンプンおよびアルギン酸ナトリウムなどの崩壊剤、ステアリン酸マグネシウムおよびタルク等の滑沢剤、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロースおよびゼラチン等の結合剤、脂肪酸エステル等の界面活性剤、並びにグリセリンなどの可塑剤等を添加剤等として用いて製造する。
 腸溶性製剤は、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、メタクリル酸-メタクリル酸メチルコポリマー、メタクリル酸-アクリル酸エチルコポリマーおよびヒドロキシプロピルアセテートサクシネート等のポリマー用いて製造する。
 非経口投与に適当な製剤としては、例えば、注射剤、点滴剤、座剤、経皮吸収剤、リポソーム、ナノ粒子封入製剤および噴霧剤などである。
 注射剤は、例えば、塩溶液およびブドウ糖溶液並びにその両者の混合物からなる担体等を用いて製造する。
 座剤は、例えば、カカオ脂、水素化脂肪およびカルボン酸などの担体を用いて製造する。
 噴霧剤は、例えば、受容者の口腔または気道粘膜を刺激せず、かつ本発明のモノクローナル抗体またはその抗体断片を微細な粒子として分散させ、吸収を容易にさせる担体等を用いて製造する。
 担体としては、例えば、乳糖およびグリセリン等を用いる。また、エアロゾルおよびドライパウダー等として製造することもできる。
 さらに、上記非経口剤においても、経口投与に適当な製剤で添加剤として例示した成分を添加することもできる。
 また、製剤には、本発明の有効成分の他に、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する他の治療剤を含有させてもよい。当該治療剤には、例えば、肝炎の治療剤として、グリチルリチン配合剤(強力ネオミノファーゲンシー:Stronger Neo Minophagen C、アスファーゲン:Asphagen 注10・20mL、カロスゲン:Kalosgen 注20mL、キョウミノチン:Kyominotin 注5・20mL、グリファーゲンC:Glyphagen C 注5・20mL、グリベルチン:Glyveltin 注20mL、グルコリンS:Gulucolin S 注20mL、ケベラ S:Kebera S 注5・20mL、デルマニンC20:DermaninC20 注20mL、ニチファーゲン:Nichiphagen 注5・20mL、ネオファーゲンC:Neophagen C 注5・20mL、ネオファーチル:Neofatil 注20mL、ノイファーゲン:Neuphagen 注5・20mL、ヒシファーゲンC:Hishiphagen C 注20mL、ホクファーゲン:Hokuphagen 注20mL、レミゲンM:LemigenM 注20mL)、肝臓加水分解物(クールレバ、ゴスペール・レバー、レナルチン、レバイデン、レバラミンおよびレバン)、プロトポルフィリン二ナトリウム(ドージンPM、パンパール、P.N,プロットS、ピンプロン、プロトポルト、プロトリウム、プロマール、プロルモン、ポルトス、ポルフラジン、ヨウレバー、レバスダンおよびレバホン-P)等が挙げられる。
 また、糖尿病性腎症、腎不全および腎障害の治療剤として、例えば、降圧薬(アンジオテンシン変換酵素阻害薬およびアンジオテンシン受容体拮抗薬)および利尿薬等が挙げられる。
 感染症の治療剤として、例えば、抗菌薬[ペニシリン系(ampicillinなど)、マクロライド系(erythromycinなど)、ニューキノロン系(tarividなど)、テトラサイクリン系(tetracyclineなど)]、抗真菌薬[イミダゾール系(ketoconazoleなど)、amphotericin B]等が挙げられる。
 心疾患(心肥大、心不全など)の治療剤として、例えば、強心配糖体(digitoxin、digoxin、G-strophanthin)、アドレナリンβ受容体作用薬(dobutamine、ibopamine、butopamine)、ACE阻害薬(captopril、Enalapril)、Angiotensin II受容体拮抗薬(losartan、valsartan、olmesartan)、Phosphodiesterase III阻害薬(amrinone、milrinone、olprinone)、血管拡張薬(nitroprusside、nitroglycerin)、利尿薬(furosemide)およびアドレナリンβ受容体遮断薬(carvedilol、metoprololおよびbisoprolol)等が挙げられる。
 動脈硬化症の治療剤として、例えば、スタチン系高脂血症治療薬、フィブラート系高脂血症治療薬、アンジオテンシン受容体拮抗薬やアンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬阻害、アルドステロン拮抗薬、アスピリン、塩酸ビオグリタゾンおよびメトホルミン等が挙げられる。
 Helicobacter pylori感染の治療剤として、例えば、プロトンポンプ阻害薬(PPI)、アモキシシリン(AMPC)およびクラリスロマイシン(CAM)等であり、
 炎症性腸疾患の治療剤として、例えば、プレドニンやTNF-α抗体等が挙げられる。また、糖尿病の治療剤として、例えば、GLP-1等が挙げられる。
 自己免疫疾患(自己免疫性リウマチ性疾患、自己免疫性溶血性貧血、全身性エリテマトーデスなど)の治療剤として、例えば、抗TNF-α抗体および抗IL-6抗体等が挙げられる。
 本発明のGDF7を含む蛋白質を有効成分とする場合、組成物は、製薬上許容される賦形剤、希釈剤等の担体、及び添加剤を含むことができる。
 担体としては、例えば、生理食塩水、グリセロール、エタノール、アーモンド油、植物油、スクロース、デンプンおよびラクトース等が挙げられる。
 添加剤としては、例えば、結合剤(例えば、α化トウモロコシデンプン、ヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびポリビニルピロリドン等)、滑沢剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルクおよびシリカ等)、分散剤(例えば、ポリビニルピロリドンおよびトウモロコシデンプン等)、懸濁剤(例えば、タルクおよびアラビアゴム等)、乳化剤(例えば、レシチンおよびアラビアゴム等)、崩壊剤(例えば、ジャガイモデンプン、グリコール酸ナトリウムデンプンおよびクロスポピドン等)、緩衝剤(例えば、リン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩およびトリス塩等)、抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸およびトコフェロール等)、保存剤(例えば、ソルビン酸、p-ヒドロキシ安息香酸メチルおよびp-ヒドロキシ安息香酸プロピル等)、等張化剤(例えば、塩化ナトリウム等)並びに安定化剤(例えば、グリセロール等)等を含むことができる。
 医薬製剤の投与量は、患者の年齢、性別、体重、症状及び投与経路等に応じて適宜決定されるべきであり、以下に限定されないが、例えば、成人一日あたり約0.1μg/kg~100mg/kgの範囲内が好ましく、約1μg/kg~10mg/kgの範囲内がより好ましい。
 医薬製剤の投与は、治療中毎日投与してもよいし、数日間隔、2週間間隔または1ヶ月間隔等、時間間隔をとって投与してもよい。
 本発明のGDF7を含む蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分とする場合、該ベクターの投与は、遺伝子治療で行われる技術または手法と同様に実施できる。該ベクターは、被験体に直接投与(in vivo法)してもよい。または、被験体から採取した細胞に導入し、目的のGDF7を含む蛋白質を発現する形質転換細胞を選択してからその細胞を被験体に投与してもよい(ex vivo法)。
 目的の組織または細胞に前記ベクターを投与するための遺伝子送達法としては、例えば、コロイド分散系、リポソーム誘導系および人工ウイルスエンベロープ等が挙げられる。
 遺伝子送達法において、送達系は、例えば、巨大分子複合体、ナノカプセル、ミクロスフェア、ビーズ、水中油型乳剤、ミセル、混合ミセルおよびリポソーム等を用いることができる。
 前記ベクターの直接投与には、例えば、静脈内注射(点滴を含む)、筋肉内注射、腹腔内注射および皮下注射等を用いることができる。また、該ベクターの細胞導入(形質転換)には、例えば、リン酸カルシウム法、DEAEデキストラン法、エレクトロポレーション法およびリポフェクション法等の公知の遺伝子導入法を用いて行うことができる。
 前記ベクターまたは前記形質転換体の使用量は、投与経路、投与回数および被験体の種類によって異なるが、当技術分野で慣例的な手法を用いて適宜決定することができる。
 本発明は、GDF7の生体内機能を解析するためのB細胞特異的発現ノックインキメラマウス及びその作製法を通して見出されたものである。
 本発明における、マウスまたはヒトGDF7ノックイン(KI)キメラマウスの作製は、例えば確立されている方法(国際公開第2006/78072号)に従って作製することができる。例えば、マウスB細胞におけるより効率的な分泌発現を可能にするため、GDF7の分泌シグナル配列をマウスIgκ遺伝子の分泌シグナル配列と置換する。
 ここでマウスGDF7をノックインする場合には、マウスGDF7蛋白質(配列番号8または配列番号14)のN末端から19番目のプロリンまでの領域を置換することが好ましく、ヒトGDF7をノックインする場合には、ヒトGDF7蛋白質(配列番号2)のN末端から19番目のプロリンまでの領域を、置換することが好ましい。
 また、ノックインES細胞由来の細胞において挿入した核酸が発現するかどうかは、例えば、当該細胞由来のRNAを用いたRT-PCR法およびノーザンブロット法など、更にはGDF7に対する抗体を用いた酵素免疫測定法(ELISA)およびウエスタンブロット法等を利用して検出することができる。
 マウスまたはヒトGDF7ノックインキメラマウス、及び外来cDNA発現ユニットが挿入されていないコントロールキメラマウスについて、各組織の病理解析、免疫組織化学解析、血清生化学検査、血球成分測定等を実施して、GDF7の発現に起因する変化を特定できる。
 後述の実施例2-1において、コントロールキメラマウスに比較しマウスGDF7ノックインキメラマウス特異的な表現型として、血清鉄濃度の有意な低下が観察された。さらに、実施例2-1、実施例2-2及び実施例2-3において、腎機能、肝機能障害並びに好中球および血小板減少などの副作用の指標となる、血清サンプルに含まれるクレアチン濃度およびGPT濃度、H&E染色した腎臓および肝臓の病理組織標本解析並びに末梢血サンプル中の好中球数および血小板数には、コントロールキメラマウスとの有意な変化は認められなかった。
 以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によって限定されるものでない。
 なお、本願は、日本国においては、平成20年(2008年)度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「化合物等を活用した生物システム制御基盤技術開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願である。
[実施例1]
USmGDF7 KIキメラマウスの作製及びコントロールキメラマウスの作製
 国際公開第2006/78072号記載の実施例に従い、マウスGDF7-cDNA(開始コドンから終止コドンを含む1386bp、配列番号7)よりpUSmGDF7 KIベクターを作製した。
 以下に、配列番号7及び8における、マウスGDF7シグナル配列、pro-regionおよびmature体部分をそれぞれNCBIアクセッション番号P43029の情報を元に、下線、囲み線およびイタリック体で示す。
 配列番号7:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 以下に、配列番号7がコードするアミノ酸配列(461アミノ酸、配列番号8)を示す。
 配列番号8:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 pUSmGDF7 KIベクターmGDF7発現ユニットの開始コドンから終止コドンまでのポリヌクレオチド配列[マウスGDF7シグナル配列を、イントロン領域を含んだマウスIgκシグナル配列(囲み線の部分)に置換し、その下流にマウスGDF7 pro体配列を含む1630bp、配列番号17]、及び該cDNAがコードするアミノ酸配列(462アミノ酸、囲み線の部分はマウスIgκシグナル配列を示す、配列番号18)を以下に示す。
 イントロン領域を含んだマウスIgκシグナル配列情報はGenBankより取得したMUSIGKVR1(アクセッション番号K02159)をもとに、その上流のゲノム配列をUCSCマウスゲノムデータベースより取得した。
 配列番号17:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 配列番号18:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 pUSmGDF7 KIベクターを用い、国際公開第2006/78072号の実施例に従いB細胞特異的にマウスGDF7を発現するUSmGDF7 KIキメラマウスを作製した。更に下記実施例2で用いられたマウスコントロール個体(コントロールキメラマウス)を、国際公開第2006/78072号の実施例11に記載の方法に従い作製した。
[実施例2]
USmGDF7 KIキメラマウスの表現型解析
(実施例2-1.血清生化学解析)
 上記実施例1で作製された16週齢USmGDF7 KIキメラマウス雌雄6匹ずつ、16週齢コントロールキメラマウス雌(♀)個体6匹、雄(♂)個体7匹を剖検し、腹大静脈より血液を採取した。
 7180 Automatic Analyzer(Hitachi High-Technologies Corp.,Tokyo,Japan)を用い、血清サンプルに含まれる血清鉄濃度、TIBC、クレアチニン濃度、GPT濃度を測定した。
 その結果、GDF7発現個体由来血清鉄濃度の平均値は、雌(♀)個体で131μg/dL、雄(♂)個体で161μg/dLであった。また、コントロール個体由来血清鉄濃度の平均値は、雌(♀)個体で236μg/dL、雄(♂)個体で210μg/dLであった。このように、雌雄個体共にGDF7発現による血清鉄濃度の有意な低下が観察された。
 更に、GDF7発現個体由来血清TIBCの平均値は、雌(♀)個体で450μg/dL、雄(♂)個体で420μg/dLであった。また、コントロール個体由来血清TIBCの平均値は、雌(♀)個体で460μg/dL、雄(♂)個体で429μg/dLであった。
 上記値からそれぞれ鉄飽和度を産出すると、GDF7発現雌(♀)個体で29%、GDF7発現雄(♂)個体で38%であった。また、コントロール雌(♀)個体で51%、コントロー雄(♂)個体で49%であった。このように、雌雄個体共にGDF7発現による鉄飽和度の有意な低下が観察された。
 クレアチニン濃度濃度およびGPTも同様に測定を実施したが、コントロールと比較して有意な変化は認められなかった。
 以上の結果から、GDF7を発現させることによって、腎機能や肝機能に副作用を及ぼすことなく血清鉄濃度及び鉄飽和度を低下させることが可能と考えられる。
(実施例2-2.病理解析)
 16週齢USmGDF7 KIキメラマウス及び16週齢コントロールキメラマウス剖検個体から得られた腎臓及び肝臓組織を用い、H&E染色した腎臓及び肝臓の病理組織標本を作製した。
 GDF7発現個体とコントロール個体由来の腎臓及び肝臓病理組織標本を比較したところ、明らかな変化は認められなかった。
(実施例2-3.末梢血血球解析)
 ADVIA 120 hematology system (Bayer Medical Ltd.)を用い、8週齢、15週齢USmGDF7 KIキメラマウス、及び8週齢、15週齢コントロールキメラマウス個体由来の末梢血液サンプル中の好中球数及び血小板数を測定した。
 その結果、GDF7発現個体とコントロール個体由来との血球数に有意な変化は認められなかった。
 以上の表現型解析結果から、生体内でGDF7を発現させることによって、経口鉄キレート剤エクジェイドで報告されている腎機能および肝機能障害、並びに好中球および血小板数減少などの副作用を引き起こすことなく、血清鉄濃度及び鉄飽和度の低下を誘導できる事が示された。
[実施例3]
mGDF7組換え体投与マウスの解析
 mGDF7組換え体による血清鉄量に対する効果を評価する目的で、マウスへの投与試験を行った。マウスはC57BL/6-j雌(日本クレア社から購入)を7週齢にて導入、馴化し、8週齢時点にて試験を実施した。
 mGDF7組換え体は市販製品(R&D systems社製、カタログNo.779-G7)を用い、最終濃度100μg/mlとなるようにPBSにて調製し、予め測定した各マウスの体重に従いそれぞれ1mg/kgの濃度となるよう腹腔内投与を行った。
 投与は6個体に実施、同時にコントロールとして同容量のPBS投与群(6個体)を設定した。投与後6時間の時点にて剖検を実施し、腹大静脈より全採血を行い、遠心分離後、鉄量測定用血清サンプルとした。
 血清鉄量測定には、Lタイプワコー Fe・N(和光純薬工業社製、カタログNo.467-21091、467-21191)を使用し、添付文書に従い測定を行った。結果を図1に示す。
 図1に示すように、血清鉄濃度平均値はcontrol群(sham):114.9μg/dL、mGDF7投与群:86.3μg/dLとなった。この結果から、mGDF7は有意に血清鉄量を抑制することが明らかとなった。
[実施例4]
USmGDF7 KIキメラマウスによる腎負荷試験
 mGDF7の腎臓への効果を検証する目的で、USmGDF7 KIキメラマウスに対し腎障害(アデニン食負荷による尿細管障害)を惹起させ血中生化学パラメータ[尿素窒素濃度(BUN)、クレアチニン濃度(CREA)]を測定する事によってその障害の程度を評価した。
 マウスは実施例1で得られたUSmGDF7 KIキメラマウス及びコントロールキメラマウスを使用した。餌としてCE-2べース0.25質量%アデニン含有食(以下、アデニン食と記す、日本クレア社製)を用意した。
 19週齢時点から試験を開始し、雌雄各5匹ずつに対しアデニン食を摂取させ、13日後に剖検を実施した。剖検では、腹大静脈より全採血を行い、遠心分離後、血清サンプルとした。
 BUN測定には尿素窒素B-テストワコー(和光純薬工業社製、カタログNo.279-36201)を使用し、添付文書に従い測定を行った。その結果を図2に示す。
 CREA測定にはCRE-ENカイノス(カイノス社製、カタログNo.DR-5200)を使用し、添付文書に従い測定を行った。その結果を図3に示す。
 図2に示すように、アデニン食を最初に摂取させた日をday0としたday13における尿素窒素濃度(BUN)の平均値は、雌(♀)のコントロールキメラマウス:36.3mg/dL、USmGDF7 KIキメラマウス:28.0mg/dLであった。また、雄(♂)のコントロールキメラマウス:109.2mg/dL、USmGDF7 KIキメラマウス:73.9 mg/dLであった。
 また、図3に示すように、アデニン食を最初に摂取させた日をday0としたday13におけるクレアチニン濃度(CREA)の平均値は、雌(♀)のコントロールキメラマウス:0.45mg/dL、USmGDF7 KIキメラマウス:0.34mg/dLであった。また、雄(♂)のコントロールキメラマウス:1.04mg/dL、USmGDF7 KIキメラマウス:0.70mg/dLであった。
 したがって、雌雄いずれにおいてもBUN・CREA値の上昇が抑制される傾向が見られ、mGDF7の腎障害に対する保護的効果が示唆された。
 本明細書中で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願は、その全文を参考として本明細書中にとり入れるものとする。
 本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお、本出願は、2009年7月2日付けで出願された米国仮出願(61/222665号)に基づいており、その全体が引用により援用される。
 本発明により、血清鉄濃度または鉄飽和度を低下させることができる。従って、遺伝性ヘモクロマトーシスや輸血によって引き起こされる鉄過剰疾患、C型慢性肝炎、糖尿病性腎症、腎不全、腎障害および抗生物質等に対して抵抗性を示す治療抵抗性感染症等の血清並びに器官および組織中の少なくともいずれかにおける鉄濃度を低下させることが有効な疾患を、副作用を引き起こすことなく治療することが可能となる。
配列番号17-人工配列の説明:マウスIgκシグナル-マウスGDF7 pro体ポリヌクレオチド配列
配列番号18-人工配列の説明:マウスIgκシグナル-マウスGDF7 pro体ペプチド配列

Claims (24)

  1.  GDF7を含む蛋白質または該蛋白質をコードする核酸を含むベクターを有効成分として含有する、鉄過剰疾患または鉄濃度を低下させることが有効な疾患に対する治療用医薬組成物。
  2.  GDF7を含む蛋白質が化学修飾されている、請求項1に記載の組成物。
  3.  化学修飾が、ポリエチレングリコールの結合である、請求項2に記載の組成物。
  4.  化学修飾が、糖鎖の結合である、請求項2に記載の組成物。
  5.  GDF7を含む蛋白質が、組換え蛋白質である、請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
  6.  GDF7を含む蛋白質が、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
  7.  GDF7を含む蛋白質が、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質である、請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
  8.  GDF7を含む蛋白質が、配列番号2、配列番号4、配列番号6、配列番号8、配列番号10、配列番号12、配列番号14および配列番号16のいずれか1で示されるアミノ酸配列のうち、1または数個のアミノ酸が欠失、置換、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質である、請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
  9.  GDF7を含む蛋白質をコードする核酸が、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列を含む、請求項1に記載の組成物。
  10.  GDF7を含む蛋白質をコードする核酸が、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列と60%以上の相同性を有する塩基配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質をコードする核酸である、請求項1に記載の組成物。
  11.  GDF7を含む蛋白質をコードする核酸が、配列番号1、配列番号3、配列番号5、配列番号7、配列番号9、配列番号11、配列番号13および配列番号15のいずれか1で示される塩基配列のうち、1または数個の塩基が欠失、置換、挿入もしくは付加された塩基配列からなり、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質をコードする核酸である、請求項1に記載の組成物。
  12.  GDF7を含む蛋白質をコードする核酸が、請求項9~11のいずれか1項に記載の核酸とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ血清鉄濃度の低下活性を有する蛋白質をコードする核酸である、請求項1に記載の組成物。
  13.  GDF7が哺乳動物由来である、請求項1~12のいずれか1項に記載の組成物。
  14.  哺乳動物がヒトである、請求項13に記載の組成物。
  15.  鉄過剰疾患が、遺伝性ヘモクロマトーシスまたは輸血によって引き起こされる鉄過剰症である、請求項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
  16.  鉄過剰疾患が、貧血症に伴う輸血によって引き起こされる鉄過剰症である、請求項15に記載の組成物。
  17.  貧血症が、サラセミア、鎌状赤血球貧血、骨髄異形成症候群および再生不良性貧血のいずれか1である、請求項16に記載の組成物。
  18.  鉄濃度を低下させることが有効な疾患が、C型慢性肝炎である、請求項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
  19.  C型慢性肝炎がインターフェロン不応性である、請求項18に記載の組成物。
  20.  鉄濃度を低下させることが有効な疾患が、糖尿病性腎症、腎不全および腎障害のいずれか1である、請求項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
  21.  鉄濃度を低下させることが有効な疾患が、感染症である、請求項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
  22.  感染症が、大腸菌、サルモネラ菌、ウシ流産菌、炭疽菌、バークホルデリア・セパシア菌、ジフテリア菌、ビブリオ菌および真菌から選ばれるいずれか1による感染症である、請求項21に記載の組成物。
  23.  感染症が、抗生物質に対して抵抗性を示す感染症である、請求項21または22に記載の組成物。
  24.  抗生物質に対して抵抗性を示す感染症が、ムコール症である、請求項23に記載の組成物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018172426A (ja) * 2012-10-03 2018-11-08 ツェー・エス・エル・ベーリング・アクチエンゲゼルシャフト タンパク質の精製方法
US10918696B2 (en) 2012-10-03 2021-02-16 Csl Behring Ag Methods of treatment using hemopexin compositions

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BABITT, J.L. ET AL.: "Modulation of bone morphogenetic protein signaling in vivo regulates systemic iron balance", J. CLIN. INVEST., vol. 117, no. 7, 2007, pages 1933 - 1939, XP002492455, DOI: doi:10.1172/JCI31342 *
FU, S.C. ET AL.: "The role of bone morphogenetic protein (BMP) 12 in stimulating the poliferation and matrix production of human patellar tendon fibroblasts", LIFE SCI., vol. 72, no. 26, 16 May 2003 (2003-05-16), pages 2965 - 2974 *
KOICHI FURUYA ET AL.: "Kotsuga Saiboyo Saibo ROS17/2.8 no Alkaline Phosphatase Kassei ni Taisuru BMP12 Oyobi BMP13 no Sayo", JOURNAL OF BONE AND MINERAL METABOLISM, vol. 15, no. 2, 1997, pages 137 *
LEE, K.J. ET AL.: "Neuronal patterning by BMPs: a requirement for GDF7 in the generation of discrete class of commissural interneurons in the mouse spinal cord", GENES DEV., vol. 12, no. 21, 1 November 1998 (1998-11-01), pages 3394 - 3407 *
NOBUHIRO GOTO ET AL.: "BMP12 no Idenshi Donyu ni yoru Ken.Jintai no Saisei", JOURNAL OF THE JAPANESE ASSOCIATION OF REGENERATIVE DENTISTRY, vol. 3, no. 1, 30 December 2005 (2005-12-30), pages 73 *
WANG, Q.W. ET AL.: "Mesenchymal stem cells differentiate into tenocytes by bone morphogenetic protein (BMP) 12 gene transfer", J. BIOSCI. BIOENG., vol. 100, no. 4, 2005, pages 418 - 422, XP005667216, DOI: doi:10.1263/jbb.100.418 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018172426A (ja) * 2012-10-03 2018-11-08 ツェー・エス・エル・ベーリング・アクチエンゲゼルシャフト タンパク質の精製方法
US10918696B2 (en) 2012-10-03 2021-02-16 Csl Behring Ag Methods of treatment using hemopexin compositions

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