WO2011007853A1 - 癌特異的アイソフォームに対するモノクローナル抗体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention belongs to the field of oncology.
- the present invention relates to antibodies that specifically bind to an epitope encoded by exon v9 of the CD44 gene and derivatives of said antibodies.
- the present invention also provides a nucleic acid molecule encoding the antibody protein.
- the present invention further relates to a method for producing the antibody protein.
- the present invention also provides a pharmaceutical composition comprising the antibody protein.
- the invention further relates to the use in the manufacture of a medicament for the treatment of cancer.
- CD44 is one of adhesion molecules for adhering cell-cell and cell-cell matrix (ECM; extra cellular matrix). CD44 plays an important role as a hyaluronic acid receptor in cellular activities such as adhesion, migration, and T lymphocyte activation. In recent years, it has become clear that CD44 is also involved in angiogenesis and cancer invasion and metastasis.
- CD44 is a type I membrane protein and consists of three domains, the N-terminal extracellular, transmembrane region, and cytoplasmic tail C-terminal. The extracellular region also has a linking module at the N-terminus and shows homology with other hyaluronic acid binding linking proteins.
- exons 6 to 15 are variant exons inserted by alternative splicing.
- the variant is inserted extracellularly at the carboxy terminus of exon 5 and is located extracellularly when expressed.
- Standard type CD44 without any variant exons inserted is expressed as CD44s and is most widely expressed in blood cells, gastrointestinal tract, muscle, skin, nervous system and the like.
- a large number of specific CD44 isoforms have recently been reported to be expressed specifically in tumor cells (Japanese translations of PCT publication No. 2008-508903, Gunthert et al., 1991).
- the first report is a 1991 paper showing that an isoform containing exon v6 (CD44v6) is involved in the metastatic potential of tumor cells (Gunertt et al., 1991). It was found that CD44v6 was expressed in a subclone that acquired high metastatic potential in rat pancreatic cancer cells, and further, when CD44v6 was expressed in a low metastatic strain, it was proved that high metastatic potential was acquired. CD44v6 has been continuously reported to be highly expressed in cancer tissues, and has been shown to be highly expressed in normal skin tissues, but its biological significance has become clear. Not. An antibody drug targeting CD44v6 has also been developed, but has been discontinued due to serious side effects on the skin in the middle of clinical trials.
- CD44 isoforms that are lowly expressed in normal tissues and highly expressed specifically in tumor tissues.
- the inventors have produced antibodies that specifically bind to CD44v9 and found that the binding of these antibodies to antigens is tumor tissue specific and that the binding induces tumor cytotoxic activity. . Since the antibodies of the present invention hardly bind to normal tissues, they can be suitable candidates for tumor therapy.
- the present inventors have co-localized the CD44R1 isoform including CD44v9 and the amino acid transporter xCT, which is a molecule responsible for reduction of reactive oxygen species (ROS) and drug excretion by promoting synthesis of glutathione (GSH).
- ROS reactive oxygen species
- GSH glutathione
- xCT was stably present on the cell membrane by localizing and interacting. This suggests that inhibition of this interaction and suppression of xCT function by using the antibody of the present invention can promote the rise of ROS and increase the sensitivity of tumor cells to cell death. Furthermore, it is suggested that the effect of conventional anticancer agents can be enhanced by using in combination with the antibody of the present invention.
- the inventors have cloned and sequenced the antibodies of the invention and determined the sequences of the antibody light and heavy chain variable regions and complementarity determining regions 1, 2 and 3. Furthermore, it was confirmed that the antibody alone exerts an antitumor effect. That is, the present invention provides the following.
- an antibody or antigen-binding fragment thereof that specifically binds to CD44v9 (I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12, or (ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion or addition of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of (i), An antibody or antigen-binding fragment thereof that specifically binds to.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof according to [4] which specifically binds to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof according to [4] which does not specifically bind to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof according to any one of [4] to [6], which specifically binds to CD44v9 of a cell expressing CD44v9 and has cytotoxic activity against the cell.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof is (1) a light chain complementarity determining region comprising (i) an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at a corresponding position of SEQ ID NO: 1.
- CDRL1 (2) a light chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 2 2 (CDRL2), (3) a light chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 3.
- CDRL3 A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 4. 1 (CDRH1), (5) A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 5.
- CDRH2 A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 6.
- CDRH3 A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 7.
- a heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 8. 2 '(CDRH2'), and (9) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 9,
- a heavy chain complementarity determining region 3 ′ comprising The antibody or antigen-binding fragment thereof according to any one of [1] to [8], comprising at least one of the above.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof is (1) a light chain complementarity determining region comprising (i) an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at a corresponding position of SEQ ID NO: 1.
- CDRL1 (2) a light chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 2 2 (CDRL2), and (3) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 3.
- Light chain complementarity determining region 3 (CDRL3), And (4) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 4
- a heavy chain complementarity determining region 1 (CDRH1) comprising (5)
- a heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 5.
- CDRH2 CDRH2
- CDRH3 Heavy chain complementarity determining region 3
- the antibody or antigen-binding fragment thereof according to any one of [1] to [8] above, comprising at least one heavy chain comprising [11]
- the antibody or antigen-binding fragment thereof is (1) A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 7.
- CDRH1 ′ a heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 8 2 '(CDRH2'), and (3) (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 9,
- a heavy chain complementarity determining region 3 ′ comprising The antibody or antigen-binding fragment thereof according to any one of [1] to [8] above, comprising at least one heavy chain comprising [12] The antibody or antigen-binding fragment thereof according to any one of [1] to [11] above, which is a monoclonal antibody.
- a hybridoma cell comprising the nucleic acid molecule according to [16] above. [19] A hybridoma cell that produces the antibody according to any one of [1] to [15] above. [20] A hybridoma cell identified by accession number FERM P-21821 or accession number FERM P-21822. [21] Specifically binding to CD44v9, comprising culturing the hybridoma cell according to any of [18] to [20] above, and collecting an antibody that specifically binds to CD44v9 from the obtained culture medium A method for producing a monoclonal antibody.
- a gene encoding an anti-CD44v9 monoclonal antibody is isolated from the hybridoma cell described in [19] or [20], an expression vector containing the gene is constructed, the expression vector is introduced into a host, and the monoclonal A method for producing a monoclonal antibody that specifically binds to CD44v9, which comprises expressing the antibody and collecting a monoclonal antibody that specifically binds to CD44v9 from the resulting host, host culture supernatant or host secretion.
- the production method according to [22] wherein the host is Escherichia coli, yeast cells, insect cells, mammalian cells, plant cells, or mammals.
- a composition comprising the antibody or antigen-binding fragment thereof according to any one of [1] to [15] above, which is applied to a cell expressing CD44v9 and induces apoptosis of the cell The composition to use.
- a medicament for preventing or treating a tumor comprising the antibody or antigen-binding fragment thereof according to any one of [1] to [15] above.
- the tumor is colon cancer, colorectal cancer, lung cancer, breast cancer, brain tumor, melanoma, renal cell carcinoma, bladder cancer, leukemia, lymphoma, T cell lymphoma, multiple myeloma, stomach cancer, pancreatic cancer, cervical cancer Cancer, endometrial cancer, ovarian cancer, esophageal cancer, liver cancer, squamous cell carcinoma of the head and neck, skin cancer, urinary tract cancer, prostate cancer, choriocarcinoma, pharyngeal cancer, laryngeal cancer, tongue cancer, oral cancer, gallbladder cancer, Thyroid cancer, mesothelioma, pleurioma, male embryo, endometrial hyperplasia, endometriosis, embryonal, fibrosarcoma, Kaposi's sarcoma, hemangioma, spongiform hemangioma, hemangioblastoma, retinoblastoma, At least selected
- the medicament according to [25], wherein the tumor is colon cancer, colorectal cancer, lung cancer, breast cancer, brain tumor, bladder cancer, lymphoma, gastric cancer, pancreatic cancer, liver cancer, or prostate cancer.
- the medicament according to [25], wherein the tumor is triple negative breast cancer (HER2 negative, ER negative, PR negative).
- the cytostatic is at least one selected from the group consisting of an alkylating agent, an antimetabolite, a molecular target drug, a plant alkaloid, an anticancer antibiotic, and a platinum preparation.
- the alkylating agent is selected from the group consisting of ifosfamide, cyclophosphamide, dacarbacin, temozolomide, nimustine, busulfan, procarbazine, melphalan, and ranimustine,
- the antimetabolite is enocitabine, capecitabine, carmofur, cladripine, gemcitabine, cytarabine, cytarabine ocphosate, tegafur, tegafur uracil, TS-1, doxyfluridine, nelarabine, hydroxycarbamide, fluorouracil, fludarabine, pemetrexed captostatin, pentostatin, pentostatin And selected from the group consisting of methotrexate,
- the molecular targeted drug is selected from the group consisting of Zevalin, Imatinib, Erlotinib, Gefitinib, Sunitinib,
- An isolated complementarity determining region selected from the group consisting of the following (1) to (9): (1) a light chain complementarity determining region 1 (CDRL1) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, (2) light chain complementarity determining region 2 (CDRL2) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (3) light chain complementarity determining region 3 (CDRL3) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3; (4) heavy chain complementarity determining region 1 (CDRH1) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4; (5) heavy chain complementarity determining region 2 (CDRH2) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5; (6) heavy chain complementarity determining region 3 (CDRH3) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6; (7) heavy chain complementarity determining region 1 ′ (CDRH1 ′) comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, (8) heavy chain complementarity determining region 2 ′ (CDRH
- the antibody or antigen-binding fragment thereof of the present invention has a remarkable effect in that it can be used to specifically kill tumor cells.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof of the present invention specifically binds to an antigen (ie, CD44v9) that is specifically expressed in a tumor and hardly expressed in normal cells, and has a cytotoxic effect on CD44v9-expressing cells. Therefore, it is particularly useful as an anticancer agent with few side effects or as a medicament for preventing or treating tumors.
- CD44v9 an antigen that is specifically expressed in a tumor and hardly expressed in normal cells, and has a cytotoxic effect on CD44v9-expressing cells. Therefore, it is particularly useful as an anticancer agent with few side effects or as a medicament for preventing or treating tumors.
- the present inventors have newly found that x44 is stably present on the cell membrane by co-localizing and interacting with CDCT.
- XCT which is one of amino acid transporters, releases glutamic acid from the inside of the cell, takes cystine from the outside of the cell, and reduces it to cysteine, thereby generating GSH, which is a kind of peptide.
- GSH which is a kind of peptide.
- CD44R1 was found to contribute to reducing intracellular ROS by promoting the synthesis of GSH, which is one of the main antioxidants in vivo, by stabilizing xCT. CD44R1 is thought to contribute to cancer cell growth by avoiding cell death by lowering the ROS concentration in cancer cells.
- the anti-tumor effect was enhanced by the combined use of the anti-CD44v9 antibody and the anticancer agent.
- the anti-CD44v9 antibody promotes cell death induction by an anticancer agent by inhibiting the xCT stabilizing function of CD44R1 and increasing the intracellular ROS concentration.
- GSH is also involved in drug excretion by glutathione conjugation, it was suggested that inhibition of CD44R1 facilitates the accumulation of anticancer drugs in cells and enhances the drug effect.
- FIG. 1 shows the specificity of (A) LGAdh01-01 monoclonal antibody and (B) LGAdh01-02 monoclonal antibody by FACS analysis of CD44 R1 forced expression cells.
- a CD44s forced expression system that does not contain CD44 variant9 was used as a control.
- Horizontal axis expression level of forcedly expressed gene by GFP, vertical axis: reactivity of monoclonal antibody.
- FIG. 2 is a diagram showing the binding site of CD4 of LGadh01-01 monoclonal antibody by ELISA analysis.
- CD44R1, CD44 variant8-10, CD44 variant8-9, CD44 variant8, CD44 variant9-10 and CD44 variant9 were used as antigens. Control indicates a value when no antibody is contained.
- FIG. 3 is a diagram showing binding sites on CD44 of (A) LGadh01-01 monoclonal antibody and (B) LGadh01-02 monoclonal antibody by FACS analysis.
- FACS samples in which CD44 variant8, CD44 variant9, CD44 variant10, CD44 variant8-10, and CD44 variant9-10 were forcibly expressed on the cell membrane surface of HEK293 cells were used.
- the abscissa represents the reactivity of the monoclonal antibody, and the value represents a value obtained by subtracting MFI when no antibody is contained as a control from MFI (mean fluorescence intensity) during antibody reaction.
- FIG. 3 is a diagram showing binding sites on CD44 of (A) LGadh01-01 monoclonal antibody and (B) LGadh01-02 monoclonal antibody by FACS analysis.
- FIG. 4 shows a typical immunohistochemically stained image with LGAdh01-01 monoclonal antibody against breast cancer tissue obtained from a human breast cancer tissue array.
- the blue color shows the nucleus stained with hematoxylin 3G, and the brown color shows the expression of CD44 variant bound with the LGAdh01-01 monoclonal antibody.
- FIG. 5 shows CD44 variant 9 in (A) 20 human breast cancer cell lines and 2 normal cells, and (B) 6 human cancer cell lines (colon cancer, lung cancer, pancreatic cancer, skin cancer, cervical cancer, tongue cancer). It is a figure which shows the expression level of. The value indicates a value obtained by subtracting MFI when no antibody is contained as Control from MFI at the time of antibody reaction.
- FIG. 1 shows a value obtained by subtracting MFI when no antibody is contained as Control from MFI at the time of antibody reaction.
- FIG. 6 shows that CD44 isoform containing CD44v9 and xCT are co-expressed on the cell membrane, and that CD44 isoform is involved in the stabilization of xCT on the membrane.
- green indicates xCT signal
- red indicates CD44 isoform signal
- blue indicates nucleus.
- FIG. 7 is a diagram showing the interaction between CD44R1 and xCT. Input in the upper part of the figure indicates a protein extract, and Control antibody and anti-xCT antibody indicate antibodies used for immunoprecipitation. The protein name of the detected band and the antibody used in Western Blot are shown on the right side.
- FIG. 8 is a graph showing the effect of CD44 isoform knockdown on intracellular reactive oxygen species (ROS) resistance.
- ROS reactive oxygen species
- FIG. 9 shows LGAdh01-01 monoclonal antibodies and (A) breast cancer cell lines, (B) lung cancer cell lines, (C) colon cancer cell lines, (D) pancreatic cancer cell lines, and (E) uterine cancer cell lines. It is a figure which shows the combined use effect of the conventional cell growth inhibitor.
- the value is the ratio of the antibody or drug-treated group to the untreated group (% of control (nontreat)).
- the treatment concentration of the control antibody and LGAdh01-01 monoclonal antibody is 10 ⁇ g / ml in all samples, and the treatment concentration of each cytostatic agent is shown below the drug name in the graph.
- FIG. 10 is a diagram showing ADCC activity against human breast cancer cell BT20 using LGAdh01-01 monoclonal antibody. The value indicates the cytotoxic rate (%).
- A Cytotoxic activity at different effector / target ratios
- B Cytotoxic activity at different antibody concentrations.
- FIG. 11 is a graph showing the antitumor effect of human tongue cancer cell HSC-3 on Xenograft by LGAdh01-01 monoclonal antibody.
- FIG. 12 is a graph showing the antitumor effect of human colon cancer cell HT29 against Xenograft by LGAdh01-01 monoclonal antibody.
- Vertical axis tumor volume (longer diameter ⁇ shorter diameter 2/2).
- Horizontal axis days from the start of administration.
- the present invention provides an antibody that specifically binds to CD44v9 (sometimes referred to herein as “anti-CD44v9 antibody”) and an antigen-binding fragment thereof.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof is (I) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12, or (Ii) an amino acid sequence having a deletion, substitution, insertion or addition of one or several amino acid residues in the amino acid sequence of (i), Specifically binds to. That is, the present invention provides an antibody having the amino acid sequence (i) or (ii) above as an epitope and an antigen-binding fragment thereof.
- amino acid sequence (ii) include, but are not limited to, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof of the present invention specifically binds to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12 and specifically binds to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
- the antibody of the invention or antigen-binding fragment thereof specifically binds to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12, but does not bind to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10.
- the antibodies and antigen-binding fragments thereof of the present invention are typically cells that express CD44v9 (sometimes referred to herein as “CD44v9-expressing cells”) (eg, tumor cells).
- CD44 binds to CD44v9 expressed in the cell and inhibits the activity of CD44v9 or induces a cytotoxic factor to lead to cell death (apoptosis).
- CD44 is a type I membrane glycoprotein that penetrates the cell membrane once, has an N-terminal extracellular, and a C-terminal is intracellular.
- exons 6 to 15 variant exons: v1 to v10
- CD44v9 or “CD44 variant9” is a variant isoform of CD44 in which a v9 exon consisting of 31 amino acid residues is inserted.
- Information such as amino acid sequence and mRNA sequence of v9 exon can be obtained from publicly accessible databases such as GenBank with accession numbers such as NM_001001390 and NP_001001390, respectively.
- CD44v9 for mice and other mammals eg, rats, cows, etc.
- CD44v9 or “CD44 variant9” simply refers to CD44v9, and in particular, refers to CD44v9 protein.
- CD44v9 the gene encoding the CD44v9 protein (or simply the CD44v9 gene) may be simply referred to as CD44v9, but in that case it will be clear to the skilled person that the term refers to the CD44v9 gene.
- CD44v9 is typically human CD44v9, but may be CD44v9 of mammals other than humans (eg, mouse, rat, bovine, etc.).
- the antibodies and antigen-binding fragments thereof of the present invention typically bind specifically to CD44v9 expressed in CD44v9-expressing cells and function to inhibit interaction with the amino acid transporter xCT ( Or active).
- Human xCT (cationic amino acid transporter, y + system)
- cystine / glutamate exchange transport system is a 12-transmembrane membrane protein consisting of 501 amino acid residues.
- Information such as amino acid sequence and mRNA sequence of human xCT can be obtained from publicly accessible databases such as GenBank with accession numbers such as AAG35592, AC110804, and AF200708, respectively.
- xCT of mice and other mammals eg, rats, cows, etc.
- xCT simply refers to xCT protein.
- xCT the gene encoding the xCT protein (or simply the xCT gene) may simply be referred to as xCT, in which case it will be clear to the skilled person to refer to the xCT gene from the context.
- xCT is typically human xCT, but may be xCT of mammals other than humans (for example, mouse, rat, cow, etc.).
- XCT which is one of amino acid transporters, releases glutamic acid from the inside of the cell, takes cystine from the outside of the cell, reduces it to cysteine, and generates GSH which is a kind of peptide.
- GSH is a kind of peptide.
- the other is to drain the drug out of the cell by glutathione conjugation.
- the present inventors have contributed to the reduction of intracellular ROS by promoting the synthesis of GSH, which is one of the main antioxidants in vivo, by stabilizing xCT by CD44R1 including CD44v9. I got new knowledge that Therefore, antibodies and antigen-binding fragments thereof that can inhibit the interaction between CD44v9 and xCT (i) suppress the reduction of intracellular reactive oxygen species, or (ii) inhibit the extracellular excretion of drugs. It is considered possible. Cells that have undergone such suppression or inhibition can lead to cell death.
- an antibody or antigen-binding fragment thereof “specifically binds” to CD44v9 means that the antibody or antigen-binding fragment has a specific amino acid sequence of this protein rather than its affinity for other amino acid sequences. Means binding with substantially high affinity.
- substantially high affinity means high affinity that allows the specific amino acid sequence to be detected separately from other amino acid sequences by a desired measuring device.
- K a coupling constant Is at least 10 7 M -1 , Preferably at least 10 8 M -1 , More preferably 10 9 M -1 , Even more preferably, 10 10 M -1 10 11 M -1 10 12 M -1 Or higher, for example, up to 10 13 M -1 Or means a binding affinity that is higher.
- antibody includes all classes and subclasses of intact immunoglobulins.
- the antibodies of the invention are of the IgG subclass, more preferably human IgG 1 It is a subclass.
- Antibodies include in particular monoclonal antibodies.
- an “antigen-binding fragment” refers to a fragment having the antigen-binding or variable region of an intact and / or humanized and / or chimeric antibody, such as Fab, Fab ′, F (ab ') 2 , Fv, ScFv fragments.
- fragments have been produced by proteolysis of intact antibodies, for example by papain degradation (see eg WO 94/29348), but can also be produced directly from transgenic host cells by genetic recombination. .
- the method described in Bird et al. (1988) Science, 242, 423-426 can be used.
- antibody fragments can be generated using the various genetic engineering techniques described below.
- the Fv fragment appears to have a lower interaction energy between its two chains than the Fab fragment.
- these domains are composed of peptides (Bird et al. (1988) Science 242, 423-426, Huston et al.
- ScFv fragments can be made by methods well known to those skilled in the art (Whitlow et al., (1991) Methods companion Methods Enzymol, 2, 97-105 and Huston et al. (1993) Int. Rev. Immunol 10, 195-217). ScFv can be produced in bacterial cells such as E. coli, but is preferably produced in eukaryotic cells.
- ScFv divalent
- ScFv can be multimerized by shortening the peptide linker to 3-12 residues to form a “diabody”. See Holliger et al., PNAS (1993), 90, 6444-6448. By further reducing the linker, ScFv trimers ("Triabody”, see Kortt et al. (1997) Protein Eng, 10, 423-433) and tetramers ("Tetrabodies", Le Gall et al., ( 1999) FEBS Lett, 453, 164-168). The construction of bivalent ScFv molecules is described in “miniantibody” (see Pack et al. (1992) Biochemistry 31, 1579-1584) and “minibody” (Hu et al. (1996), Cancer Res.
- ScFv-ScFv tandem (ScFv) 2 ) Can also be made by linking two ScFv units by a third peptide linker (see Kurucz et al. (1995) J. Immol. 154, 4576-4582). Bispecific diabodies can be made by non-covalent attachment of two single-chain fusion products consisting of a VH domain from another antibody linked to a VL domain of one antibody by a short linker (Kipriyanov). Et al. (1998), Int. J. Can 77, 763-772).
- bispecific diabody can be achieved by introducing a disulfide bridge, or by introducing the “knob in hole” mutation described above, or by linking two hybrid ScFv fragments via a peptide linker. It can be enhanced by forming a chain diabody (ScDb) (see Kontermann et al. (1999) J. Immunol. Methods 226 179-188).
- a tetravalent bispecific molecule can be obtained, for example, by fusing a ScFv fragment to the CH3 domain of an IgG molecule or to a Fab fragment via the hinge region (Coloma et al. (1997) Nature Biotechnol. 15). , 159-163).
- tetravalent bispecific molecules have been created by fusion of bispecific single stranded diabodies (see Alt et al. (1999) FEBS Lett 454, 90-94).
- dimerization of ScFv-ScFv tandems with a helix-loop-helix motif-containing linker see DiBi miniantibody, Muller et al. (1998) FEBS Lett 432, 45-49
- dimerization of single chain molecules containing four antibody variable regions (VH and VL) in an orientation that prevents intramolecular pairing (tandem diabodies, Kipriyanov et al. (1999) J. Mol. Biol. 293). , 41-56)).
- Bispecific F (ab ') 2 Fragments can be generated by chemical coupling of Fab ′ fragments or by heterodimerization with leucine zippers (Shalaby et al. (1992) J. Exp. Med. 175, 217-225, and Kostelny et al. (1992), J. Immunol. 148, 1547-1553). Isolated VH and VL domains (Domantis plc) can also be used.
- “monoclonal antibody” means an antibody (or antibody fragment) obtained from a substantially homogeneous population of antibodies, ie, a naturally occurring individual antibody that comprises the population may be present in small amounts. Identical except for possible mutations.
- Monoclonal antibodies are highly specific and are directed against a single antigenic site. In contrast to polyclonal antibody preparations that generally contain different antibodies directed against different determinants (epitopes), each monoclonal antibody is directed against a single determinant on the antigen. In addition to their specificity, monoclonal antibodies are advantageous in that they are synthesized by hybridoma culture and are free from contamination by other immunoglobulins.
- the modifier “monoclonal” indicates the character of the antibody as being obtained from a substantially homogeneous population of antibodies, and is not meant to imply that production of the antibody by any particular method is required. .
- monoclonal antibodies used in accordance with the present invention may be made by the hybridoma method first described in KKohler et al., Nature, 256: 495 [1975], or by recombinant DNA methods (eg, U.S. Pat. No. 4,816,567). “Monoclonal antibodies” are also described in, for example, Clackson et al., Nature, 352: 624-628 [1991] and Marks et al. Mol. Biol. 222: 581-597 (1991), including antigen recognition and binding site clones containing antibody fragments (Fv clones) isolated from phage antibody libraries.
- “Monoclonal antibody” includes “chimeric” antibodies (immunoglobulins), which correspond to antibodies whose heavy and / or light chain portions are derived from a particular species or belong to a particular antibody class or subclass. Antibodies that are identical or homologous to the sequence, but the rest of the chain are derived from other species or belong to other antibody classes or subclasses, as long as they exhibit the desired biological activity Is identical or homologous to the corresponding sequence of the fragment (Morrison et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81: 6851-6855 [1984]).
- “Humanized” forms of non-human (eg, murine) antibodies are chimeric immunoglobulins, immunoglobulin chains, or fragments thereof (eg, Fv, Fab, Fab ′, etc.) that contain minimal sequence derived from non-human immunoglobulin. F (ab ') 2 Or other antigen-binding sequence of the antibody).
- humanized antibodies are human immunoglobulins (recipient antibodies) whose residues from the recipient CDRs are of non-human species such as mice, rats, rabbits, primates (eg, monkeys). Substituted with residues with the desired specificity, affinity and capacity from the CDR (donor antibody).
- Fv framework region (FR) residues of the human immunoglobulin are replaced with corresponding non-human residues.
- humanized antibodies may comprise residues that are found neither in the recipient antibody nor in the grafted CDR or framework sequences. These modifications are made to further refine and optimize antibody performance.
- a humanized antibody has at least one, typically all, or substantially all of the CDR region corresponding to that of a non-human immunoglobulin and all or substantially all of the FR region is of a human immunoglobulin sequence, typically It can contain substantially all of the two variable domains.
- An optimal humanized antibody may also contain at least a portion of an immunoglobulin constant region (Fc), typically that of a human immunoglobulin.
- Fc immunoglobulin constant region
- cytotoxic activity means the ability to cause cytotoxicity to cells.
- the antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof specifically binds to a CD44v9-expressing cell.
- cytotoxic activity can be measured, for example, by the method described in Example 2 of the present invention and evaluated as a cytotoxic rate.
- cell death means “apoptosis”. Apoptosis is a function induced by various physiological and pathological factors such as ontogeny programs, death factor stimulation, severe chromosomal DNA damage due to radiation, severe prescription stress due to abnormal protein accumulation, etc.
- CDRL1 (2) a light chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 2 2 (CDRL2), (3) a light chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 3.
- CDRL3 A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 4. 1 (CDRH1), (5) A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 5.
- CDRH2 A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 6.
- CDRH3 A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 7.
- a heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 8. 2 ′ (CDRH2 ′), and (9) A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 9. 3 ′ (CDRH3 ′), Or an antigen-binding fragment thereof comprising at least one of the above.
- mutant of one or several amino acid residues means one or several (for example, 2, 3, 4, 5) amino acids in the original amino acid sequence. It means that the residue has been deleted, substituted, inserted or added.
- an antibody having an amino acid sequence having such a mutation at a corresponding position in the original amino acid sequence or an antigen-binding fragment thereof is equivalent to an antibody having the original amino acid sequence or an antigen-binding fragment thereof. Has biological activity.
- “equivalent biological activity” includes (i) the ability to bind with specificity to an antigen to which an antibody having an original amino acid sequence or an antigen-binding fragment thereof specifically binds, (ii) Cytotoxic activity when bound to CD44v9 on CD44v9 expressing cells, or (iii) both. Most preferably, “equivalent biological activity” means (iii) above. In addition, the upper limit of the number of mutated amino acid residues in the above “mutation of one or several amino acid residues” is a criterion for whether or not such equivalent specificity can be maintained (criteria). Limited by.
- a light chain complementarity determining region comprising (i) an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at a corresponding position of SEQ ID NO: 1.
- CDRL1 (2) a light chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 2 2 (CDRL2), and (3) a light chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 3.
- At least one light chain comprising (4) A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 4. 1 (CDRH1), (5) A heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 5.
- a heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 6. 3 (CDRH3), At least one heavy chain comprising Or an antigen-binding fragment thereof.
- a heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 7.
- CDRH1 ′ (2) a heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 8 2 ′ (CDRH2 ′), and (3) a heavy chain complementarity determining region comprising (i) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9 or (ii) an amino acid sequence having a mutation of one or several amino acid residues at the corresponding position of SEQ ID NO: 9 3 ′ (CDRH3 ′), At least one heavy chain comprising Or an antigen-binding fragment thereof.
- the most preferred examples of the antibody of the present invention or antigen-binding fragment thereof are as follows: 1st, 1st East, 1-chome, Tsukuba City, Ibaraki Pref., Central 6 (postal code 305-8666), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology And a monoclonal antibody produced by the hybridoma cell identified by accession number FERM P-21821 deposited on June 23, 2013.
- As another most preferable example of the antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof 1-1-1 Higashi 1-chome, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Chuo No.
- Nucleic acid encoding the antibody of the present invention provides an isolated nucleic acid molecule encoding an antibody that specifically binds to CD44v9 and an antigen-binding fragment thereof.
- the nucleic acid molecule is RNA or DNA.
- the nucleic acid molecule of the present invention can be used to produce the antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof.
- a gene encoding an anti-CD44v9 monoclonal antibody is isolated from the hybridoma cell of the present invention, an expression vector containing the gene is constructed, and the expression vector is introduced into a host A monoclonal antibody that specifically binds to CD44v9, wherein said monoclonal antibody is expressed and the monoclonal antibody that specifically binds to CD44v9 is collected from the obtained host, host culture supernatant or host secretion.
- a manufacturing method is provided.
- the DNA encoding the antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof can be obtained using a conventional method (for example, by using an oligonucleotide probe capable of specifically binding to a gene encoding the heavy and light chains of a mouse antibody. ) Easily separated and sequenced.
- Hybridoma cells producing monoclonal antibodies are a preferred source of such DNA. Once isolated, this DNA is inserted into an expression vector to synthesize monoclonal antibodies in recombinant host cells, which are then used to produce E. coli cells, human HEK293 fetal kidney-derived cells, monkeys that do not produce antibody proteins in other circumstances.
- telomeres can be transfected into host cells such as COS cells, Chinese hamster ovary (CHO) cells, or myeloma cells.
- host cells such as COS cells, Chinese hamster ovary (CHO) cells, or myeloma cells.
- homologous mouse sequences with sequences of human heavy and light chain constant domains (Morrison et al., Proc. Nat. Cad. Sci., USA, 81: 6851 [1984]
- immunoglobulin coding This DNA may be modified by covalently linking all or part of the coding sequence of the non-immunoglobulin polypeptide to the coding sequence.
- “Chimeric” or “hybrid” antibodies are prepared so as to have the binding specificity of the anti-CD44v9 monoclonal antibodies of the invention. 3.
- Hybridoma cells producing the antibody of the present invention provides an antibody that specifically binds to CD44v9 and a hybridoma cell that produces an antigen-binding fragment thereof.
- the invention also provides a hybridoma containing a nucleic acid molecule encoding an antibody that specifically binds to CD44v9 and an antigen-binding fragment thereof.
- the most preferred hybridoma cells of the present invention are as follows: 1st, 1st East, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Central 6 (postal code 305-8666), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center on June 23, 2009 Examples include the hybridoma cell specified by the deposited deposit number FERM P-21821.
- hybridoma cell of the present invention is Tsukuba City, Ibaraki 1-1-1 Higashi 1-chome, Chuo No. 6 (zip code 305-8666), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center, June 23, 2009
- Examples include the hybridoma cells identified by the deposit number FERM P-21822 deposited by date.
- the preparation (establishment) of the hybridoma cell of the present invention can be specifically performed as follows, but is not limited to this method.
- Antigens required to produce anti-CD44v9 monoclonal antibodies include cells producing CD44v9 or cell fractions thereof, or host cells transformed with DNA encoding CD44v9, ie prokaryotic host cells such as E.
- a full-length or partial fragment of cDNA encoding CD44v9 is incorporated into a eukaryotic host cell such as an insect cell or a mammalian cell by a known method, and is expressed or purified as it is or as a fusion protein, A partial peptide of CD44v9 synthesized using a peptide synthesizer can be used.
- Animal immunity and preparation of antibody-producing cells 3 to 20-week-old mice or rats are immunized with the antigen prepared by the method shown in (1), and antibody-producing cells are collected from the spleen, lymph nodes, and peripheral blood of the animals. Immunization is performed by administering an antigen subcutaneously, intravenously, or intraperitoneally in an animal.
- the antigen is administered 3 to 7 times every 2 to 3 weeks after the first administration.
- blood is collected from the fundus venous plexus, and the serum reacts with the antigen by using an enzyme immunoassay [enzyme immunoassay (ELISA): 1976, published by Medical School).
- ELISA enzyme immunoassay
- a mouse or rat whose serum showed a sufficient antibody titer against the antigen cells used for immunization is used as a source of antibody-producing cells.
- the spleen cells are used for fusion with myeloma cells, the spleen is removed from the immunized mouse or rat 3 to 4 days after the final administration of the antigen substance, and the spleen cells are collected.
- the spleen is shredded in a serum-free basal medium (hereinafter referred to as a washing medium), centrifuged to collect cells, and then treated with Tris-ammonium chloride buffer (pH 7.65) for 1 to 2 minutes. Erythrocytes are removed, washed with washing medium, and then provided as fusion splenocytes.
- a serum-free basal medium hereinafter referred to as a washing medium
- Tris-ammonium chloride buffer pH 7.65
- 8-Azaguanine resistant mouse BALB / c-derived myeloma cell line P3-X63Ag8-U1 (P3-U1) [Current Topics in Microbiology and Immunology-1 (Current Topics in Microbiology and Immunology) -1), European Journal of Immunology (European J. Immunology) 6, 511-519 (1976)], SP2 / O-Ag14 (SP-2) [Nature 276, 269-270 (1978) ], P3-X63-Ag8653 (653) [J.
- HAT medium hypoxanthine (10% -4 M), thymidine (1.5 ⁇ 10 -5 M) and aminopterin (4 ⁇ 10 -7 Medium supplemented with M)
- HAT medium Hypoxanthine (10% -4 M), thymidine (1.5 ⁇ 10 -5 M) and aminopterin (4 ⁇ 10 -7 Medium supplemented with M)
- an antibody that specifically reacts with the CD44v9 protein is selected using, for example, the enzyme immunoassay described in (5) or FACS (Fluorescence-Activated Cell Sorting). .
- cloning was repeated twice by the limiting dilution method (the first time was HT medium (a medium obtained by removing aminopterin from HAT medium), the second time was using a normal medium), and a stable and strong antibody titer was observed. Is selected as an anti-CD44v9 monoclonal antibody-producing hybridoma strain.
- a monoclonal antibody that specifically binds CD44v9 comprising culturing hybridoma cells and collecting an antibody that specifically binds CD44v9 from the resulting culture.
- a manufacturing method is provided. 4).
- Medicament for prevention or treatment of tumor of the present invention also provides a pharmaceutical composition for preventing or treating a tumor, which contains the above-described antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof.
- the pharmaceutical composition of the present invention further contains a pharmaceutically acceptable carrier.
- the antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof specifically binds to CD44v9 of cells expressing CD44v9 (eg, tumor cells) and inhibits the activity of CD44v9, Alternatively, cytotoxic factors can be induced to cause the cells to die. Alternatively, the antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof specifically binds to CD44v9 of cells expressing CD44v9 and inhibits the interaction between CD44v9 and the amino acid transporter xCT. Can lead to cell death. Accordingly, a pharmaceutical composition containing an antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof can be used to kill tumor cells that express CD44v9 on the cell surface or by tumors characterized by such cells and similar mechanisms.
- tumor cancer examples include colon cancer, colorectal cancer, lung cancer, breast cancer, brain tumor, melanoma, renal cell cancer, bladder cancer, leukemia, lymphoma, T cell lymphoma, multiple myeloma, gastric cancer, pancreatic cancer, Cervical cancer, endometrial cancer, ovarian cancer, esophageal cancer, liver cancer, squamous cell carcinoma of the head and neck, skin cancer, urinary tract cancer, prostate cancer, choriocarcinoma, pharyngeal cancer, laryngeal cancer, tongue cancer, oral cancer, gallbladder Cancer, thyroid cancer, mesothelioma, pleuromatous, male embryo, endometrial hyperplasia, endometriosis, embryonal, fibrosarcoma, Kaposi's sarcoma, hemangioma, cavernous hemangioma, hemangioblasto
- colon cancer colorectal cancer
- lung cancer breast cancer
- breast cancer brain tumor, bladder cancer, lymphoma, gastric cancer, pancreatic cancer, liver cancer, and prostate cancer
- breast cancer triple negative breast cancer (HER2 negative, ER negative, PR negative) is mentioned.
- the antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof is used as a medicine, it can be formulated according to conventional means.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof is converted into IgA and bound to the secretory component, and then orally as tablets, capsules, elixirs, microcapsules, etc.
- the unit dose required for the formulation practice generally accepted together with known physiologically recognized carriers, flavoring agents, excipients, vehicles, preservatives, stabilizers, binding agents, etc. It can be produced by mixing in the form. The amount of active ingredient in these preparations is such that an appropriate dose within the indicated range can be obtained.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof of the present invention can be used together with other cell growth inhibitors.
- the antibody or antigen-binding fragment thereof of the present invention requires treatment simultaneously, sequentially or separately with a pharmaceutically acceptable cytostatic agent in order to further enhance the therapeutic effect as an anticancer agent.
- cytostatic agents include, but are not limited to, alkylating agents, antimetabolites, molecular targeted drugs, plant alkaloids, anticancer antibiotics, platinum preparations and the like.
- alkylating agents include, but are not limited to, ifosfamide, cyclophosphamide, dacarbacin, temozolomide, nimustine, busulfan, procarbazine, melphalan, ranimustine, and the like.
- antimetabolites include eninotabine, capecitabine, carmofur, cladripine, gemcitabine, cytarabine, cytarabine ocphosate, tegafur, tegafur uracil, TS-1, doxyfluridine, nelarabine, hydroxycarbamide, fluorouracil, fludarabine, pemetrexed, pemetrexed
- molecular targeted drugs include, but are not limited to, Zevalin, Imatinib, Erlotinib, Gefitinib, Sunitinib, Cetuximab, Sorafenib, Dasatinib, Trastuzumab, Tretinoin, Panitumumab, Bevacizumab, Bortezomib, Rituximab, etc.
- plant alkaloids include, but are not limited to, irinotecan, etoposide, sobuzoxan, docetaxel, nogitecan, paclitaxel, vinorelbine, vincristine, vindesine, vinblastine and the like.
- anti-cancer antibiotics examples include actinomycin D, aclarubicin, amrubicin, idarubicin, epirubicin, smux, daunorubicin, doxorubicin, pirarubicin, bleomycin, pepromycin, mitomycin C, mitoxantrone, doxil, etc. It is not limited.
- platinum preparations include, but are not limited to, oxaliplatin, cisplatin, carboplatin, nedaplatin and the like.
- pharmaceutically acceptable has a reasonable benefit / risk ratio within the scope of normal medical judgment, and does not cause excessive toxicity, irritation, allergic responses, or other problems or complications.
- the route of administration of the pharmaceutical composition for the prevention or treatment of the tumor of the present invention can be determined by well-known methods such as intravenous, intraperitoneal, intracerebral, subcutaneous, intramuscular, intraocular, intraarterial, intracerebral spinal cord, or By intralesional injection or infusion, or by controlled release system.
- administration by a catheter or the like is also possible.
- the medicament for preventing or treating tumors of the present invention includes, for example, a buffer (for example, phosphate buffer, sodium acetate buffer), a soothing agent (for example, benzalkonium chloride, procaine hydrochloride, etc.). , Stabilizers (eg, human serum albumin, polyethylene glycol, etc.), preservatives (eg, benzyl alcohol, phenol, etc.), antioxidants, etc.
- a buffer for example, phosphate buffer, sodium acetate buffer
- a soothing agent for example, benzalkonium chloride, procaine hydrochloride, etc.
- Stabilizers eg, human serum albumin, polyethylene glycol, etc.
- preservatives eg, benzyl alcohol, phenol, etc.
- antioxidants e.g, antioxidants, etc.
- the prepared injection solution is usually filled in a suitable ampoule. Since the preparation thus obtained is safe and has low toxicity, it can be administered to mammals including humans.
- the dose of the antibody or antigen-binding fragment thereof or a salt thereof varies depending on the administration subject, symptoms, administration method, etc., but in the case of oral administration, generally, for example, endometriosis patients or uterine adenomyosis patients In (as 60 kg), it is about 0.1 to 100 mg, preferably about 1.0 to 50 mg, more preferably about 1.0 to 20 mg per day.
- the dose varies depending on the subject of administration, symptoms, administration method, etc.
- it is usually about 0.01 per day for a 60 kg patient, for example.
- About 30 mg, preferably about 0.1 to 20 mg, more preferably about 0.1 to 10 mg can be administered by intravenous injection.
- the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the scope of the present invention is not limited to these examples.
- Example 1 Preparation of immunogen A GFP-fused CD44R1-expressing rat hepatoma cell line RH7777 cell line was prepared (established) as an antigen necessary for preparing an anti-CD44v9 monoclonal antibody. The full length of cDNA encoding CD44R1 was expressed as an integrated fusion protein using a known method, and a strong expression was single-cloned by drug selectivity and limiting dilution to obtain a stable expression strain. (2) Immunization of animals and preparation of antibody-producing cells Three rats (F344 / N, female) were immunized with the antigen prepared by the method shown in (1), and antibody-producing cells were collected from the spleen. .
- Immunization was carried out by administering 3 ⁇ 10 6 GFP-CD44R1-expressing RH7777 cells as an antigen subcutaneously in rats. Antigen administration was performed twice 3 weeks and 6 weeks after the first administration. When the spleen cells were used for fusion with myeloma cells, 3 days after the final administration of the antigen, the spleen was removed from the immunized rat and the spleen cells were collected.
- the spleen is shredded in a serum-free basal medium (hereinafter referred to as a washing medium), centrifuged to collect the cells, treated with Tris-ammonium chloride buffer (pH 7.65) for 3 to 5 minutes, and treated with erythrocytes After washing with a washing medium, it was used as a splenocyte for fusion.
- a serum-free basal medium hereinafter referred to as a washing medium
- Tris-ammonium chloride buffer pH 7.65
- erythrocytes After washing with a washing medium, it was used as a splenocyte for fusion.
- a mixed solution of 2 g of polyethylene glycol-1500 (PEG-1500), 2 ml of DMEM medium and 0.7 ml of dimethyl sulfoxide was 0.2.
- ⁇ 1 ml / 10 8 mouse splenocytes were added at a rate of 1 to 2 ml of DMEM medium several times every 1 to 2 minutes, and then DMEM medium was added to make the total volume 50 ml. After centrifugation (900 rpm, 5 minutes), the supernatant was discarded and the cells were gently suspended in 100 ml of HAT medium.
- This suspension was dispensed at 100 ⁇ l / well into a 96-well culture plate and cultured at 37 ° C. for 10 to 14 days in a 5% CO 2 incubator.
- Example 1 40 ⁇ l of the hybridoma culture supernatant obtained in Example 1 (3) was added and incubated at 37 ° C. for 2 hours. After washing once with PBS, 5 times with 0.05% Tween20-PBS (T-PBS) and once with PBS, HRP-labeled antibody (Dako) was diluted 800 to 3000 times and added in 40 ⁇ l aliquots at 37 ° C. Reacted for 1 minute. After washing once with PBS, 5 times with 0.05% T-PBS, and once with PBS, 50 ⁇ l of substrate solution Sure Blue TM TMB Microwell Peroxidase Substrate (1-Component) (KPL) is added to each well to cause color development. It was.
- KPL Sure Blue TM TMB Microwell Peroxidase Substrate
- DAPI was added at a concentration of 1 mg / ml immediately before the measurement, and the fluorescence intensity was measured with BDLSR (Becton Dickinson).
- BDLSR Becton Dickinson
- clones positive for GFP-CD44R1 transfectants were selected to establish anti-CD44R1 antibody-producing hybridoma lines.
- an ELISA using purified proteins of GST fusion CD44v8-10, CD44v8-9, CD44v8 and His fusion CD44v9-10, CD44v9 expressed by E. coli as a solid phase antigen was used. went. As shown in FIG.
- Example 2 After passing through a prefilter and a membrane filter (0.22 ⁇ m), it was purified by a liquid chromatography system (A) KTA using Protein G (GE Healthcare Bioscience) to obtain an anti-CD44v9 monoclonal antibody.
- A liquid chromatography system
- KTA Protein G
- Protein G GE Healthcare Bioscience
- TPLEEDK (SEQ ID NO: 10) was obtained as the sequence to which the LGAdh01-01 monoclonal antibody was most frequently bound, and compared with the human CD44 variant 9 region, LEEDK (SEQ ID NO: 11) was common.
- the synthetic peptide EGLEEDKDH (SEQ ID NO: 12) in which two amino acids of human CD44 variant 9 were added to both ends of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10 as a result, LGAdh01-01 monoclonal antibody and LGAdh01-02 monoclonal antibody were bound.
- SEQ ID NO: 12 synthetic peptide EGLEEDKDH
- the slide was immersed in 10 mM citrate buffer (pH 6.0), then placed in a microwave oven (700 W) for 7 minutes and allowed to cool at room temperature for 30 minutes.
- the slide was washed with TBST (25 mM Tris-HCl pH 7.4, 130 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 0.1% Tween 20) three times for 5 minutes, and then immersed in hydrogen peroxide solution diluted to 3% with methanol for 15 minutes. After washing 3 times with TBST for 5 minutes, it was incubated with normal rabbit serum diluted to 10% with TBST.
- TBST 25 mM Tris-HCl pH 7.4, 130 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 0.1% Tween 20
- LGadh01-01 monoclonal antibody diluted to 0.2 ⁇ g / mL with normal rabbit serum diluted to 1.5% with TBST was dropped onto the slide and incubated at room temperature for 1 hour.
- a biotin-labeled anti-rat immunoglobulin rabbit polyclonal antibody (DAKO # E0468) diluted 200 times with normal rabbit serum diluted to 1.5% with TBST as a secondary antibody And incubated at room temperature for 1 hour.
- the slide was washed 3 times with TBST for 5 minutes and then incubated with a mixture of avidin DH and biotin-labeled peroxidase H prepared according to the attached protocol using VECTASTAIN Elite ABC Standard Kit (VECTOR LABORATORIES # PK-6100) for 30 minutes at room temperature. did.
- a chromogenic substrate solution was prepared using a Metal Enhanced DAB Substrate Kit (PIERCE # 34065) according to the attached protocol, and a color reaction was caused by dropping it onto the slide.
- the color reaction was stopped by immersing the slide in TBST, and then the nucleus was stained using hematoxylin 3G (Sakura Finetech # 8656) as a counterstain. Dehydrated with graded concentrations of ethanol (75% -100%) and clarified with xylene. A cover slip was placed on the slide using a mount quick (Dohdo Sangyo # DM-01) for encapsulation. The slide was examined using BX51-34-FL-1 (Olympus). As shown in FIG. 4, binding of LGAdh01-01 monoclonal antibody was observed on the cell membrane of cancer cells in breast cancer tissue.
- Table 1 summarizes LGadh01-01 antibody staining of breast cancer tissue array Human, Breast cancer-metastasis-normal (Super BioChip # CBA3). The signal intensity of each tissue was compared, and when there was no signal, the intensity was scored in three steps: 1+, 2+, 3+. Overall, about 54% of the primary lesions of 35 patients were positive for CD44 variant9 antigen.
- xCT which promotes the synthesis of GSH, which is one of the main antioxidants in vivo and is involved in the reduction of intracellular reactive oxygen species.
- the interaction of xCT was examined.
- HCT116 human colon cancer cells
- CD44 siRNA siRNA targeting CD44 isoforms including CD44v9
- siRNA having no homology to human sequences derived from luciferase
- RNAiMAX Invitrogen
- Anti-CD44 rat monoclonal antibody (antibody that binds to CD44 isoform containing CD44v9) or anti-xCT rat monoclonal antibody was reacted at room temperature for 60 minutes, and then washed three times with PBS.
- Alexa Fluor 488-conjugated secondary antibody (Invitrogen) or Texas red-conjugated secondary antibody (Invitrogen) was reacted at room temperature for 60 minutes, and then washed 3 times with PBS.
- nuclear staining was performed with Hoechst 33342 (Invitrogen), and observation was performed using a Biorevo BZ-9000 fluorescence microscope (Keyence). As shown in the upper part of FIG.
- CD44 isoform containing CD44v9 and xCT were co-expressed on the cell membrane. Furthermore, as shown in the lower row, in cells treated with CD44 siRNA, attenuation of xCT on the membrane was observed due to knockdown of CD44 isoform. From the above, it was suggested that CD44 isoform and xCT are coexpressed on the membrane, and that CD44 isoform is involved in the stabilization of xCT on the membrane. Furthermore, the interaction between CD44 isoform and xCT was examined by immunoprecipitation.
- a pRc-CMV vector expressing CD44R1, a pRc-CMV vector expressing CD44s, and an empty vector were transfected using FuGene (Roche Diagnostics). After culturing at 37 ° C. for 24 hours, the mixture was dissolved with a RIPA buffer containing a protease inhibitor to obtain a protein extract. Anti-xCT rat monoclonal antibody was added and allowed to act on ice for 1 hour. Thereafter, G-Sepharose beads (GE Healthcare) was added and allowed to react for 1 hour. After centrifugation, the supernatant was removed, and washing was performed 3 times with a RIPA buffer.
- CD44 and xCT were analyzed by Western blot method using anti-CD44 rabbit polyclonal antibody and anti-xCT rabbit polyclonal antibody. Detection was performed using Chemiluminescence Reagent Plus (Perkin-Elmer). As shown in FIG. 7, it was confirmed that the target protein was forcibly expressed in the cells transfected with the pRc-CMV vector expressing CD44R1 and the pRc-CMV vector expressing CD44s. As a result of immunoprecipitation of these cells using an anti-xCT antibody, a band was detected in cells in which CD44R1 was forcibly expressed. Thus, xCT was found to form a complex with CD44R1.
- CD44 siRNA siRNA targeting CD44 isoform including CD44v9
- human sequence as control SiRNA derived from luciferase
- the medium was removed, 10 ⁇ g / ml of LGAdh01-01 monoclonal antibody and each of the cell growth inhibitors preferred in the present invention (antagonists of antimetabolite 5FU and gemcitabine, taxotere microtubule depolymerization inhibitor, alkylation
- a medium prepared by adjusting the dosage of oxaliplatin (drug agent, doxorubicin, topoisomerase inhibitor) at a dose ranging from 0 to 300 ⁇ M was added at 150 ⁇ l / well. After culturing at 37 ° C. for 3 days, the medium was removed, and a medium diluted with Alamar Blue reagent (Invitrogen) 10-fold was added at 150 ⁇ l / well.
- oxaliplatin drug agent, doxorubicin, topoisomerase inhibitor
- BT20 cells as target cells were adjusted with a medium so as to be 2 ⁇ 10 5 cells / mL.
- a 50 ⁇ L portion of LGAdh01-01 human chimeric antibody was dispensed in advance into a round bottom 96-well plate, and 50 ⁇ L of the target cell solution was added. Incubate at 4 ° C. for 15 minutes, centrifuge at 1500 rpm for 3 minutes, and discard the supernatant. 100 ⁇ L of the effector cell solution was added, centrifuged at 1200 rpm for 1 minute, and incubated at 37 ° C. for 4 hours.
- tumor growth suppression was observed in the hybridoma LGAd01-01-administered group compared to the negative control group.
- 4 ⁇ 10 6 cells of human colon cancer cells HT29 were suspended in 100 ⁇ L of Matrigel and administered subcutaneously to Balb / c nude female mice.
- administration of the LGAdh01-01 rat monoclonal antibody was started, and the antibody was administered twice a week for 2 weeks at 1 mg / mouse, and the tumor volume was measured for each administration.
- tumor growth suppression was observed in the LGAdh01-01 administration group compared to the negative control PBS administration group.
- the antibody of the present invention or an antigen-binding fragment thereof specifically binds to an antigen (ie, CD44v9) that is specifically expressed in a tumor and hardly expressed in normal cells, and has a cytotoxic effect on CD44v9-expressing cells. Therefore, it is particularly useful as an anticancer agent with few side effects, or a medicine for preventing or treating tumors.
- an antigen ie, CD44v9
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Abstract
本発明は、ヒトCD44v9に結合でき、癌細胞に対して特異的に抗体依存性細胞障害を誘導する新規な抗体を有効成分として含有する、現在治療困難な固形腫瘍をはじめとした各種悪性腫瘍の予防又は治療剤を提供する。
Description
本発明は腫瘍学分野に属する。本発明は、CD44遺伝子のエキソンv9によってコードされるエピトープに特異的に結合する抗体および前記抗体の誘導体に関する。本発明はまた、前記抗体蛋白質をコードする核酸分子を提供する。本発明はさらに、前記抗体蛋白質を製造する方法に関する。本発明はまた、前記抗体蛋白質を含む医薬組成物を提供する。本発明はさらに、癌治療用医薬の製造における使用に関する。
CD44は細胞−細胞、細胞−細胞間基質(ECM; extra cellular matrix)を接着させる接着分子のひとつである。また、CD44はヒアルロン酸の受容体として、接着や遊走、Tリンパ球活性化などの細胞活動に重要な役割を果たしている。近年では、CD44は血管新生や癌の浸潤転移にも関与していることが明らかとなってきている。CD44はI型膜蛋白質であり、N末端細胞外、膜貫通領域、ならびに細胞質尾部C末端の3つのドメインからなる。細胞外領域はN末端に連結モジュールも有し、他のヒアルロン酸結合連結蛋白質と相同性を示す。20のエキソンから構成されるが、その中のエキソン6~15は選択的スプライシングによって挿入されるバリアントエキソンである。これらの挿入パターンの多様性によって様々なアイソフォームが存在し、現在その数は数十発見されている。バリアントは、エキソン5のカルボキシ末端に挿入され、発現された際に細胞外に位置する。バリアントエキソンが1つも挿入されていない標準型のCD44はCD44sと表記され、血液細胞、消化管、筋肉、皮膚、神経系など最も広範に発現している。
一方、特定のCD44アイソフォームが腫瘍細胞特異的に発現していることが近年多数報告されている(特表2008−508903号公報、Gunthert et al.,1991)。最初の報告は、エキソンv6を含んだアイソフォーム(CD44v6)が腫瘍細胞の転移能に関与していることを示した1991年の論文である(Gunthert et al.,1991)。ラット膵癌細胞で高転移能を獲得したサブクローンにおいて、CD44v6が発現していることが見出され、さらに低転移株にCD44v6を発現させると高転移能を獲得することが証明された。CD44v6に関してはその後も癌組織において高発現しているとの報告が相次ぎ、また正常皮膚組織にもおいても発現亢進していることが示されてきたが、その生物学的意義は明らかとなっていない。CD44v6をターゲットとした抗体医薬品の開発も行われたが、臨床試験の中途段階で皮膚への重篤な副作用のために中止となっている。これは、抗CD44v6抗体単独では腫瘍細胞に対する増殖抑制効果や細胞障害誘導効果が見られなかったために該抗体に細胞毒を結合させて用いた結果、正常皮膚組織にも細胞死を誘導してしまったためと考えられる。
これらの事実から、より正常組織で発現が低くかつ腫瘍組織特異的に高発現しているCD44のバリアントを同定し癌細胞の細胞障害性を媒介する抗体組成物が単離された場合、有益な診断的および治療的手順が実現するものと考えられる。
CD44v9を含むCD44のアイソフォームのモノクローナル抗体を用いた、ヒトにおけるCD44アイソフォームの発現およびその調節の評価に関する報告がある(Mackay et al.,The Journal of Cell Biology,Volume 124,Numbers 1 & 2,January 1994,pp.71−82)。
また、ヒト癌組織で最も高頻度に強発現しているアイソフォーム(variant isoforms)を明らかにする試みが報告されている(Sasaki et al.,1998)。CD44の全てのアイソフォームが増幅可能なプライマーを設定し、非小細胞肺癌およびその転移巣から抽出したmRNAを用いてRT−PCRを施行してアイソフォームの発現パターンを検討するという実験を行った。その結果、エキソンv8、v9、v10を含むCD44v8−10アイソフォーム(CD44R1とも呼ばれる)が最も高発現しているアイソフォームであり、免疫組織染色法によっても75~80%の癌組織特異的な発現が確認された。大腸癌、膀胱癌、乳癌、胃癌、甲状腺癌においても同様の結果が報告されており、大腸癌においては予後との正の相関があることが示唆されている。
一方、特定のCD44アイソフォームが腫瘍細胞特異的に発現していることが近年多数報告されている(特表2008−508903号公報、Gunthert et al.,1991)。最初の報告は、エキソンv6を含んだアイソフォーム(CD44v6)が腫瘍細胞の転移能に関与していることを示した1991年の論文である(Gunthert et al.,1991)。ラット膵癌細胞で高転移能を獲得したサブクローンにおいて、CD44v6が発現していることが見出され、さらに低転移株にCD44v6を発現させると高転移能を獲得することが証明された。CD44v6に関してはその後も癌組織において高発現しているとの報告が相次ぎ、また正常皮膚組織にもおいても発現亢進していることが示されてきたが、その生物学的意義は明らかとなっていない。CD44v6をターゲットとした抗体医薬品の開発も行われたが、臨床試験の中途段階で皮膚への重篤な副作用のために中止となっている。これは、抗CD44v6抗体単独では腫瘍細胞に対する増殖抑制効果や細胞障害誘導効果が見られなかったために該抗体に細胞毒を結合させて用いた結果、正常皮膚組織にも細胞死を誘導してしまったためと考えられる。
これらの事実から、より正常組織で発現が低くかつ腫瘍組織特異的に高発現しているCD44のバリアントを同定し癌細胞の細胞障害性を媒介する抗体組成物が単離された場合、有益な診断的および治療的手順が実現するものと考えられる。
CD44v9を含むCD44のアイソフォームのモノクローナル抗体を用いた、ヒトにおけるCD44アイソフォームの発現およびその調節の評価に関する報告がある(Mackay et al.,The Journal of Cell Biology,Volume 124,Numbers 1 & 2,January 1994,pp.71−82)。
また、ヒト癌組織で最も高頻度に強発現しているアイソフォーム(variant isoforms)を明らかにする試みが報告されている(Sasaki et al.,1998)。CD44の全てのアイソフォームが増幅可能なプライマーを設定し、非小細胞肺癌およびその転移巣から抽出したmRNAを用いてRT−PCRを施行してアイソフォームの発現パターンを検討するという実験を行った。その結果、エキソンv8、v9、v10を含むCD44v8−10アイソフォーム(CD44R1とも呼ばれる)が最も高発現しているアイソフォームであり、免疫組織染色法によっても75~80%の癌組織特異的な発現が確認された。大腸癌、膀胱癌、乳癌、胃癌、甲状腺癌においても同様の結果が報告されており、大腸癌においては予後との正の相関があることが示唆されている。
このような状況下、正常組織での発現が低くかつ腫瘍組織特異的に高発現しているCD44のアイソフォームの同定が求められている。
本発明者らは、CD44v9に特異的に結合する抗体を作製し、これらの抗体の抗原への結合が腫瘍組織特異的であること、およびその結合が腫瘍細胞障害活性を誘導することを見出した。本発明の抗体は正常組織にはほとんど結合しないことから、それらは腫瘍治療の好適な候補となりうる。
また、本発明者らは、CD44v9を含むCD44R1アイソフォームと、グルタチオン(GSH)の合成を促進することで活性酸素種(ROS)の低下や薬剤排出を担う分子である、アミノ酸トランスポーターxCTが共局在し、相互作用することでxCTを細胞膜上に安定的に存在させていることを見出した。このことは、本発明の抗体を用いてこの相互作用を阻害しxCTの機能を抑制することで、ROSの上昇を促し腫瘍細胞の細胞死への感受性を亢進しうることを示唆する。さらに、本発明の抗体と併用することにより、従来の抗癌剤の効果を増強しうることを示唆する。本発明者らは、本発明の抗体をクローニングし、配列決定し、抗体軽鎖および重鎖可変領域および相補性決定領域1、2および3の配列を決定した。さらに該抗体が単独で抗腫瘍効果を発揮することを確認した。
すなわち、本発明は、以下を提供する。
[1]CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、上記細胞に対する細胞障害活性を有する抗体またはその抗原結合断片。
[2]CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、CD44v9とアミノ酸トランスポーターxCTとの相互作用を阻害する活性を有する抗体またはその抗原結合断片。
[3](i)細胞内活性酸素種の低下を抑制するか、または
(ii)薬剤の細胞外排出を阻害する、
上記[1]または[2]に記載の抗体またはその抗原結合断片。
[4]CD44v9に特異的に結合する抗体またはその抗原結合断片であって、
(i)配列番号12のアミノ酸配列、または
(ii)(i)のアミノ酸配列中に1個または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、または付加を有するアミノ酸配列、
に対して特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片。
[5]配列番号10のアミノ酸配列に特異的に結合する、上記[4]に記載の抗体またはその抗原結合断片。
[6]配列番号10のアミノ酸配列に特異的に結合しない、上記[4]に記載の抗体またはその抗原結合断片。
[7]CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、上記細胞に対する細胞障害活性を有する、上記[4]~[6]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[8]CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、CD44v9とアミノ酸トランスポーターxCTとの相互作用を阻害する活性を有する、上記[4]~[6]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[9]上記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
(7)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(8)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(9)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
のうちの少なくとも1つを含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[10]上記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、および
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
を含む少なくとも1つの軽鎖、ならびに
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、および
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[11]上記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(2)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(3)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[12]モノクローナル抗体である、上記[1]~[11]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[13]ラット、マウス、霊長類、またはヒト抗体である、上記[1]~[12]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[14]キメラ抗体またはヒト化抗体である、上記[1]~[12]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[15]以下の(i)または(ii):
(i)受託番号FERM P−21821で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体またはその抗原結合断片、または
(ii)受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体またはその抗原結合断片、
のいずれかである、上記[1]~[14]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[16]上記[1]~[15]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片をコードする単離された核酸分子。
[17]上記[16]に記載の核酸分子を含む発現ベクター。
[18]上記[16]に記載の核酸分子を含む、ハイブリドーマ細胞。
[19]上記[1]~[15]のいずれかに記載の抗体を産生する、ハイブリドーマ細胞。
[20]受託番号FERM P−21821または受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞。
[21]上記[18]~[20]のいずれかに記載のハイブリドーマ細胞を培養し、得られる培養液からCD44v9に特異的に結合する抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法。
[22]上記[19]または[20]に記載のハイブリドーマ細胞から抗CD44v9モノクローナル抗体をコードする遺伝子を単離し、該遺伝子を含む発現ベクターを構築し、該発現ベクターを宿主に導入して上記モノクローナル抗体を発現せしめ、得られる宿主、宿主の培養上清または宿主の分泌物からCD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法。
[23]上記宿主が、大腸菌、酵母細胞、昆虫細胞、哺乳動物細胞、植物細胞、または哺乳動物である、上記[22]に記載の製造方法。
[24]上記[1]~[15]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片を含有する組成物であって、CD44v9を発現する細胞に適用して該細胞のアポトーシスを誘導するために使用する、組成物。
[25]上記[1]~[15]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片を含有する、腫瘍の予防または治療のための医薬。
[26]上記腫瘍が、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、黒色腫、腎細胞癌、膀胱癌、白血病、リンパ腫、T細胞リンパ腫、多発性骨髄腫、胃癌、膵臓癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、卵巣癌、食道癌、肝臓癌、頭頸部扁平上皮癌、皮膚癌、尿路癌、前立腺癌、絨毛癌、咽頭癌、喉頭癌、舌癌、口腔癌、胆嚢癌、甲状腺癌、中皮腫、胸膜腫、男性胚腫、子宮内膜過形成、子宮内膜症、胚芽腫、線維肉腫、カポジ肉腫、血管腫、海綿状血管腫、血管芽腫、網膜芽腫、星状細胞腫、神経線維腫、稀突起謬腫、髄芽腫、神経芽腫、神経膠腫、横紋筋肉腫、謬芽腫、平滑筋肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群から選択される少なくとも1つである、上記[25]に記載の医薬。
[27]上記腫瘍が、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、膀胱癌、リンパ腫、胃癌、膵臓癌、肝臓癌、または前立腺癌である、上記[25]に記載の医薬。
[28]上記腫瘍が、トリプルネガティブ乳癌(HER2陰性、ER陰性、PR陰性)である、上記[25]に記載の医薬。
[29]薬学的に許容し得る細胞増殖抑制剤と同時、個別、又は逐次投与するための、上記[25]~[28]のいずれかに記載の医薬。
[30]上記細胞増殖抑制剤が、アルキル化剤、代謝拮抗剤、分子標的薬、植物アルカロイド、抗癌性抗生物質、およびプラチナ製剤からなる群から選択される少なくとも1つである、上記[29]に記載の医薬。
[31]上記アルキル化剤が、イホスファミド、シクロフォスファミド、ダカルバシン、テモゾロミド、ニムスチン、ブスルファン、プロカルバジン、メルファラン、およびラニムスチンからなる群から選択され、
上記代謝拮抗剤が、エノシタビン、カペシタビン、カルモフール、クラドリピン、ゲムシタビン、シタラビン、シタラビンオクホスファート、テガフール、テガフールウラシル、TS−1、ドキシフルリジン、ネララビン、ヒドロキシカルバミド、フルオロウラシル、フルダラビン、ペメトレキセド、ペントスタチン、メルカプトプリン、およびメトトレキサートからなる群から選択され、
上記分子標的薬が、ゼヴァリン、イマチニブ、エルロチニブ、ゲフィチニブ、スニチニブ、セツキシマブ、ソラフェニブ、ダサチニブ、トラスツズマブ、トレチノイン、パニツムマブ、ベバシズマブ、ボルテゾミブ、およびリツキシマブからなる群から選択され、
植物アルカロイドが、イリノテカン、エトポシド、ソブゾキサン、ドセタキセル、ノギテカン、パクリタキセル、ビノレルビン、ビンクリスチン、ビンデシン、およびビンブラスチンからなる群から選択され、
上記抗癌性抗生物質が、アクチノマイシンD、アクラルビシン、アムルビシン、イダルビシン、エピルビシン、スマンクス、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、ブレオマイシン、ペプロマイシン、マイトマイシンC、ミトキサントロン、およびドキシルからなる群から選択され、
上記プラチナ製剤が、オキサリプラチン、シスプラチン、カルボプラチン、およびネダプラチンからなる群から選択される少なくとも1つである、上記[30]に記載の医薬。
[32]以下の(1)~(9)からなる群から選択される単離された相補性決定領域(CDR):
(1)配列番号:1のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)配列番号:2のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、
(3)配列番号:3のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
(4)配列番号:4のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)配列番号:5のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、
(6)配列番号:6のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
(7)配列番号:7のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(8)配列番号:8のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(9)配列番号:9のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)。
[発明の効果]
本発明の抗体またはその抗原結合断片は、腫瘍細胞を特異的に死滅させるために使用することができる点で顕著な効果を奏する。
本発明の抗体またはその抗原結合断片は、腫瘍特異的に発現し、正常細胞にはほとんど発現しない抗原(すなわち、CD44v9)に対して特異的に結合し、CD44v9発現細胞に対して細胞障害作用を奏するため、副作用の少ない抗癌剤、または腫瘍の予防または治療のための医薬として特に有用である。
本発明者らは、CD44R1がxCTと共局在し、相互作用することでxCTを細胞膜上に安定的に存在させていることを新たに見出した。アミノ酸トランスポーターの一つであるxCTは、細胞内からグルタミン酸を放出し、細胞外からシスチンを取り込んでシステインに還元して、ペプチドの一種であるGSHを生成させる。細胞内GSHの役割は2つあり、1つは細胞内のROSを還元することで、細胞死から回避させることである。もう1つは、グルタチオン抱合により薬剤を細胞外に排出することである。CD44R1はxCTを安定化させることによって、生体内の主要な抗酸化物質のひとつであるGSHの合成を促進し、細胞内のROSを還元するのに貢献していることが判明した。CD44R1は癌細胞内のROS濃度を低下させることによって細胞死を回避させ、癌細胞の増殖に寄与していると考えられる。抗CD44v9抗体と抗癌剤の併用により、抗腫瘍効果の増強が確認された。このことから、抗CD44v9抗体が、CD44R1のxCT安定化機能を阻害し細胞内ROS濃度を上昇させることで、抗癌剤による細胞死誘導を促進することが示された。また、GSHはグルタチオン抱合による薬剤排出にも関与していることから、CD44R1を阻害することで細胞内に抗癌剤が貯留しやすくなり、薬剤の効果が増強することも示唆された。
本発明者らは、CD44v9に特異的に結合する抗体を作製し、これらの抗体の抗原への結合が腫瘍組織特異的であること、およびその結合が腫瘍細胞障害活性を誘導することを見出した。本発明の抗体は正常組織にはほとんど結合しないことから、それらは腫瘍治療の好適な候補となりうる。
また、本発明者らは、CD44v9を含むCD44R1アイソフォームと、グルタチオン(GSH)の合成を促進することで活性酸素種(ROS)の低下や薬剤排出を担う分子である、アミノ酸トランスポーターxCTが共局在し、相互作用することでxCTを細胞膜上に安定的に存在させていることを見出した。このことは、本発明の抗体を用いてこの相互作用を阻害しxCTの機能を抑制することで、ROSの上昇を促し腫瘍細胞の細胞死への感受性を亢進しうることを示唆する。さらに、本発明の抗体と併用することにより、従来の抗癌剤の効果を増強しうることを示唆する。本発明者らは、本発明の抗体をクローニングし、配列決定し、抗体軽鎖および重鎖可変領域および相補性決定領域1、2および3の配列を決定した。さらに該抗体が単独で抗腫瘍効果を発揮することを確認した。
すなわち、本発明は、以下を提供する。
[1]CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、上記細胞に対する細胞障害活性を有する抗体またはその抗原結合断片。
[2]CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、CD44v9とアミノ酸トランスポーターxCTとの相互作用を阻害する活性を有する抗体またはその抗原結合断片。
[3](i)細胞内活性酸素種の低下を抑制するか、または
(ii)薬剤の細胞外排出を阻害する、
上記[1]または[2]に記載の抗体またはその抗原結合断片。
[4]CD44v9に特異的に結合する抗体またはその抗原結合断片であって、
(i)配列番号12のアミノ酸配列、または
(ii)(i)のアミノ酸配列中に1個または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、または付加を有するアミノ酸配列、
に対して特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片。
[5]配列番号10のアミノ酸配列に特異的に結合する、上記[4]に記載の抗体またはその抗原結合断片。
[6]配列番号10のアミノ酸配列に特異的に結合しない、上記[4]に記載の抗体またはその抗原結合断片。
[7]CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、上記細胞に対する細胞障害活性を有する、上記[4]~[6]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[8]CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、CD44v9とアミノ酸トランスポーターxCTとの相互作用を阻害する活性を有する、上記[4]~[6]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[9]上記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
(7)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(8)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(9)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
のうちの少なくとも1つを含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[10]上記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、および
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
を含む少なくとも1つの軽鎖、ならびに
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、および
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[11]上記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(2)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(3)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[12]モノクローナル抗体である、上記[1]~[11]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[13]ラット、マウス、霊長類、またはヒト抗体である、上記[1]~[12]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[14]キメラ抗体またはヒト化抗体である、上記[1]~[12]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[15]以下の(i)または(ii):
(i)受託番号FERM P−21821で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体またはその抗原結合断片、または
(ii)受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体またはその抗原結合断片、
のいずれかである、上記[1]~[14]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
[16]上記[1]~[15]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片をコードする単離された核酸分子。
[17]上記[16]に記載の核酸分子を含む発現ベクター。
[18]上記[16]に記載の核酸分子を含む、ハイブリドーマ細胞。
[19]上記[1]~[15]のいずれかに記載の抗体を産生する、ハイブリドーマ細胞。
[20]受託番号FERM P−21821または受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞。
[21]上記[18]~[20]のいずれかに記載のハイブリドーマ細胞を培養し、得られる培養液からCD44v9に特異的に結合する抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法。
[22]上記[19]または[20]に記載のハイブリドーマ細胞から抗CD44v9モノクローナル抗体をコードする遺伝子を単離し、該遺伝子を含む発現ベクターを構築し、該発現ベクターを宿主に導入して上記モノクローナル抗体を発現せしめ、得られる宿主、宿主の培養上清または宿主の分泌物からCD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法。
[23]上記宿主が、大腸菌、酵母細胞、昆虫細胞、哺乳動物細胞、植物細胞、または哺乳動物である、上記[22]に記載の製造方法。
[24]上記[1]~[15]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片を含有する組成物であって、CD44v9を発現する細胞に適用して該細胞のアポトーシスを誘導するために使用する、組成物。
[25]上記[1]~[15]のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片を含有する、腫瘍の予防または治療のための医薬。
[26]上記腫瘍が、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、黒色腫、腎細胞癌、膀胱癌、白血病、リンパ腫、T細胞リンパ腫、多発性骨髄腫、胃癌、膵臓癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、卵巣癌、食道癌、肝臓癌、頭頸部扁平上皮癌、皮膚癌、尿路癌、前立腺癌、絨毛癌、咽頭癌、喉頭癌、舌癌、口腔癌、胆嚢癌、甲状腺癌、中皮腫、胸膜腫、男性胚腫、子宮内膜過形成、子宮内膜症、胚芽腫、線維肉腫、カポジ肉腫、血管腫、海綿状血管腫、血管芽腫、網膜芽腫、星状細胞腫、神経線維腫、稀突起謬腫、髄芽腫、神経芽腫、神経膠腫、横紋筋肉腫、謬芽腫、平滑筋肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群から選択される少なくとも1つである、上記[25]に記載の医薬。
[27]上記腫瘍が、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、膀胱癌、リンパ腫、胃癌、膵臓癌、肝臓癌、または前立腺癌である、上記[25]に記載の医薬。
[28]上記腫瘍が、トリプルネガティブ乳癌(HER2陰性、ER陰性、PR陰性)である、上記[25]に記載の医薬。
[29]薬学的に許容し得る細胞増殖抑制剤と同時、個別、又は逐次投与するための、上記[25]~[28]のいずれかに記載の医薬。
[30]上記細胞増殖抑制剤が、アルキル化剤、代謝拮抗剤、分子標的薬、植物アルカロイド、抗癌性抗生物質、およびプラチナ製剤からなる群から選択される少なくとも1つである、上記[29]に記載の医薬。
[31]上記アルキル化剤が、イホスファミド、シクロフォスファミド、ダカルバシン、テモゾロミド、ニムスチン、ブスルファン、プロカルバジン、メルファラン、およびラニムスチンからなる群から選択され、
上記代謝拮抗剤が、エノシタビン、カペシタビン、カルモフール、クラドリピン、ゲムシタビン、シタラビン、シタラビンオクホスファート、テガフール、テガフールウラシル、TS−1、ドキシフルリジン、ネララビン、ヒドロキシカルバミド、フルオロウラシル、フルダラビン、ペメトレキセド、ペントスタチン、メルカプトプリン、およびメトトレキサートからなる群から選択され、
上記分子標的薬が、ゼヴァリン、イマチニブ、エルロチニブ、ゲフィチニブ、スニチニブ、セツキシマブ、ソラフェニブ、ダサチニブ、トラスツズマブ、トレチノイン、パニツムマブ、ベバシズマブ、ボルテゾミブ、およびリツキシマブからなる群から選択され、
植物アルカロイドが、イリノテカン、エトポシド、ソブゾキサン、ドセタキセル、ノギテカン、パクリタキセル、ビノレルビン、ビンクリスチン、ビンデシン、およびビンブラスチンからなる群から選択され、
上記抗癌性抗生物質が、アクチノマイシンD、アクラルビシン、アムルビシン、イダルビシン、エピルビシン、スマンクス、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、ブレオマイシン、ペプロマイシン、マイトマイシンC、ミトキサントロン、およびドキシルからなる群から選択され、
上記プラチナ製剤が、オキサリプラチン、シスプラチン、カルボプラチン、およびネダプラチンからなる群から選択される少なくとも1つである、上記[30]に記載の医薬。
[32]以下の(1)~(9)からなる群から選択される単離された相補性決定領域(CDR):
(1)配列番号:1のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)配列番号:2のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、
(3)配列番号:3のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
(4)配列番号:4のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)配列番号:5のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、
(6)配列番号:6のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
(7)配列番号:7のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(8)配列番号:8のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(9)配列番号:9のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)。
[発明の効果]
本発明の抗体またはその抗原結合断片は、腫瘍細胞を特異的に死滅させるために使用することができる点で顕著な効果を奏する。
本発明の抗体またはその抗原結合断片は、腫瘍特異的に発現し、正常細胞にはほとんど発現しない抗原(すなわち、CD44v9)に対して特異的に結合し、CD44v9発現細胞に対して細胞障害作用を奏するため、副作用の少ない抗癌剤、または腫瘍の予防または治療のための医薬として特に有用である。
本発明者らは、CD44R1がxCTと共局在し、相互作用することでxCTを細胞膜上に安定的に存在させていることを新たに見出した。アミノ酸トランスポーターの一つであるxCTは、細胞内からグルタミン酸を放出し、細胞外からシスチンを取り込んでシステインに還元して、ペプチドの一種であるGSHを生成させる。細胞内GSHの役割は2つあり、1つは細胞内のROSを還元することで、細胞死から回避させることである。もう1つは、グルタチオン抱合により薬剤を細胞外に排出することである。CD44R1はxCTを安定化させることによって、生体内の主要な抗酸化物質のひとつであるGSHの合成を促進し、細胞内のROSを還元するのに貢献していることが判明した。CD44R1は癌細胞内のROS濃度を低下させることによって細胞死を回避させ、癌細胞の増殖に寄与していると考えられる。抗CD44v9抗体と抗癌剤の併用により、抗腫瘍効果の増強が確認された。このことから、抗CD44v9抗体が、CD44R1のxCT安定化機能を阻害し細胞内ROS濃度を上昇させることで、抗癌剤による細胞死誘導を促進することが示された。また、GSHはグルタチオン抱合による薬剤排出にも関与していることから、CD44R1を阻害することで細胞内に抗癌剤が貯留しやすくなり、薬剤の効果が増強することも示唆された。
図1は、CD44 R1強制発現細胞のFACS解析による(A)LGadh01−01モノクローナル抗体、(B)LGadh01−02モノクローナル抗体の特異性を示す図である。ControlとしてCD44 variant9を含まないCD44s強制発現系を使用した。横軸:強制発現させた遺伝子のGFPによる発現量、縦軸:モノクローナル抗体の反応性。
図2は、ELISA解析によるLGadh01−01モノクローナル抗体のCD44における結合部位を示す図である。抗原としてCD44R1、CD44 variant8−10、CD44 variant8−9、CD44 variant8、CD44 variant9−10、CD44 variant9の組換え蛋白質を使用した。Controlは抗体を含まないときの値を示す。縦軸:450nmにおける吸光度。
図3は、FACS解析による(A)LGadh01−01モノクローナル抗体、(B)LGadh01−02モノクローナル抗体のCD44における結合部位を示す図である。FACSにはCD44 variant8、CD44 variant9、CD44 variant10、CD44 variant8−10、CD44 variant9−10をHEK293細胞の細胞膜表面に強制発現させたサンプルを使用した。横軸はモノクローナル抗体の反応性で値は抗体反応時のMFI(mean fluorescence intensity)からControlとして抗体を含まないときのMFIを引いた値を示す。
図4は、ヒト乳癌組織アレイから得られた乳癌組織に対するLGadh01−01モノクローナル抗体による典型的な免疫組織染色像を示す。青色はヘマトキシリン3Gによる染色された核、茶褐色はLGadh01−01モノクローナル抗体が結合したCD44 variantの発現を示す。
図5は、(A)ヒト乳癌細胞株20種および正常細胞2種、(B)ヒト癌細胞株6種(大腸癌、肺癌、膵臓癌、皮膚癌、子宮頸癌、舌癌)におけるCD44 variant9の発現量を示す図である。値は抗体反応時のMFIからControlとして抗体を含まないときのMFIを引いた値を示す。
図6は、CD44v9を含むCD44アイソフォームとxCTが、細胞膜上で共発現し、CD44アイソフォームがxCTの膜上での安定化に関与していることを示す図である。蛍光顕微鏡画像で示される緑色はxCTのシグナル、赤色はCD44アイソフォームのシグナル、青色は核を示している。
図7は、CD44R1とxCTとの相互作用を示す図である。図の上段のInputは蛋白質の抽出液を示し、Control抗体および抗xCT抗体は免疫沈降に用いた抗体を示す。右側には検出されたバンドの蛋白質名、およびWestern Blotに用いた抗体を示す。
図8は、CD44アイソフォームのノックダウンによる細胞内活性酸素種(ROS)抵抗性への影響を示す図である。値はDCF蛍光強度を示す。*はp<0.05を示す。
図9は、(A)乳癌細胞株、(B)肺癌細胞株、(C)大腸癌細胞株、(D)膵癌細胞株、および(E)子宮癌細胞株についての、LGadh01−01モノクローナル抗体と従来の細胞増殖抑制剤の併用効果を示す図である。値は抗体または薬剤処理群の未処理群に対する割合(%of control(nontreat))。コントロール抗体およびLGadh01−01モノクローナル抗体の処理濃度はすべてのサンプルにおいて10μg/mlであり、各細胞増殖抑制剤の処理濃度はグラフ中の薬剤名の下に示す。棒グラフの青棒(左)はコントロール抗体(ラットIgG)と各細胞増殖抑制剤で処理した結果、紫棒(右)はLGadh01−01モノクローナル抗体と各細胞増殖抑制剤で処理した結果を示す。*はp<0.05を示す。
図10は、LGadh01−01モノクローナル抗体を用いたヒト乳癌細胞BT20に対するADCC活性を示す図である。値は細胞障害率(%)を示す。(A)異なるエフェクター/ターゲット比での細胞障害活性、(B)異なる抗体濃度での細胞障害活性。
図11は、LGadh01−01モノクローナル抗体によるヒト舌癌細胞HSC−3のXenograftに対する抗腫瘍効果を示す図である。縦軸:ハイブリドーマ投与後と投与前の腫瘍容量の比の平均値。ControlはHSC−3に結合しないことを確認している抗マウスCD44抗体を産生するハイブリドーマ投与群を示す。
図12は、LGadh01−01モノクローナル抗体によるヒト大腸癌細胞HT29のXenograftに対する抗腫瘍効果を示す図である。縦軸:腫瘍体積(長径×短径2/2)。横軸:投与開始からの日数。
図2は、ELISA解析によるLGadh01−01モノクローナル抗体のCD44における結合部位を示す図である。抗原としてCD44R1、CD44 variant8−10、CD44 variant8−9、CD44 variant8、CD44 variant9−10、CD44 variant9の組換え蛋白質を使用した。Controlは抗体を含まないときの値を示す。縦軸:450nmにおける吸光度。
図3は、FACS解析による(A)LGadh01−01モノクローナル抗体、(B)LGadh01−02モノクローナル抗体のCD44における結合部位を示す図である。FACSにはCD44 variant8、CD44 variant9、CD44 variant10、CD44 variant8−10、CD44 variant9−10をHEK293細胞の細胞膜表面に強制発現させたサンプルを使用した。横軸はモノクローナル抗体の反応性で値は抗体反応時のMFI(mean fluorescence intensity)からControlとして抗体を含まないときのMFIを引いた値を示す。
図4は、ヒト乳癌組織アレイから得られた乳癌組織に対するLGadh01−01モノクローナル抗体による典型的な免疫組織染色像を示す。青色はヘマトキシリン3Gによる染色された核、茶褐色はLGadh01−01モノクローナル抗体が結合したCD44 variantの発現を示す。
図5は、(A)ヒト乳癌細胞株20種および正常細胞2種、(B)ヒト癌細胞株6種(大腸癌、肺癌、膵臓癌、皮膚癌、子宮頸癌、舌癌)におけるCD44 variant9の発現量を示す図である。値は抗体反応時のMFIからControlとして抗体を含まないときのMFIを引いた値を示す。
図6は、CD44v9を含むCD44アイソフォームとxCTが、細胞膜上で共発現し、CD44アイソフォームがxCTの膜上での安定化に関与していることを示す図である。蛍光顕微鏡画像で示される緑色はxCTのシグナル、赤色はCD44アイソフォームのシグナル、青色は核を示している。
図7は、CD44R1とxCTとの相互作用を示す図である。図の上段のInputは蛋白質の抽出液を示し、Control抗体および抗xCT抗体は免疫沈降に用いた抗体を示す。右側には検出されたバンドの蛋白質名、およびWestern Blotに用いた抗体を示す。
図8は、CD44アイソフォームのノックダウンによる細胞内活性酸素種(ROS)抵抗性への影響を示す図である。値はDCF蛍光強度を示す。*はp<0.05を示す。
図9は、(A)乳癌細胞株、(B)肺癌細胞株、(C)大腸癌細胞株、(D)膵癌細胞株、および(E)子宮癌細胞株についての、LGadh01−01モノクローナル抗体と従来の細胞増殖抑制剤の併用効果を示す図である。値は抗体または薬剤処理群の未処理群に対する割合(%of control(nontreat))。コントロール抗体およびLGadh01−01モノクローナル抗体の処理濃度はすべてのサンプルにおいて10μg/mlであり、各細胞増殖抑制剤の処理濃度はグラフ中の薬剤名の下に示す。棒グラフの青棒(左)はコントロール抗体(ラットIgG)と各細胞増殖抑制剤で処理した結果、紫棒(右)はLGadh01−01モノクローナル抗体と各細胞増殖抑制剤で処理した結果を示す。*はp<0.05を示す。
図10は、LGadh01−01モノクローナル抗体を用いたヒト乳癌細胞BT20に対するADCC活性を示す図である。値は細胞障害率(%)を示す。(A)異なるエフェクター/ターゲット比での細胞障害活性、(B)異なる抗体濃度での細胞障害活性。
図11は、LGadh01−01モノクローナル抗体によるヒト舌癌細胞HSC−3のXenograftに対する抗腫瘍効果を示す図である。縦軸:ハイブリドーマ投与後と投与前の腫瘍容量の比の平均値。ControlはHSC−3に結合しないことを確認している抗マウスCD44抗体を産生するハイブリドーマ投与群を示す。
図12は、LGadh01−01モノクローナル抗体によるヒト大腸癌細胞HT29のXenograftに対する抗腫瘍効果を示す図である。縦軸:腫瘍体積(長径×短径2/2)。横軸:投与開始からの日数。
1.CD44v9を特異的に認識する抗体
本発明は、1つの実施形態において、CD44v9に特異的に結合する抗体(本明細書中、「抗CD44v9抗体」と呼ぶこともある。)およびその抗原結合断片を提供する。典型的には、上記抗体またはその抗原結合断片は、
(i)配列番号12のアミノ酸配列、または
(ii)(i)のアミノ酸配列中に1個または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、または付加を有するアミノ酸配列、
に対して特異的に結合する。
すなわち、本発明は、上記(i)または(ii)のアミノ酸配列をエピトープとする抗体およびその抗原結合断片を提供する。上記(ii)のアミノ酸配列の具体例としては、配列番号10のアミノ酸配列が挙げられるが、これに限定されない。
好ましい実施形態では、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、配列番号12のアミノ酸配列に特異的に結合し、かつ配列番号10のアミノ酸配列に特異的に結合する。別の好ましい実施形態では、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、配列番号12のアミノ酸配列に特異的に結合するが、配列番号10のアミノ酸配列には結合しない。
さらなる実施形態において、本発明の抗体およびその抗原結合断片は、典型的には、CD44v9を発現する細胞(本明細書中、「CD44v9発現細胞」と呼ぶことがある。)(例:腫瘍細胞)に発現しているCD44v9に結合し、CD44v9の活性を阻害するかまたは細胞障害性因子を誘導して、その細胞を細胞死(アポトーシス)に至らしめることができる。
「CD44」は、細胞膜を1回貫通し、N末端が細胞外、C末端が細胞内にあるI型膜糖蛋白質である。現在、CD44遺伝子には20個のエキソンが存在することが確認されている。選択的スプライシングを受けて、エキソン6~15(バリアントエキソン:v1~v10)が種々な組合せで挿入されることにより、これまでに約60種類のアイソフォームが確認されている。
本明細書中、「CD44v9」または「CD44 variant9」は、31アミノ酸残基からなるv9エキソンが挿入されているCD44のバリアントアイソフォームである。v9エキソンのアミノ酸配列、mRNA配列等の情報は、それぞれNM_001001390、NP_001001390等のアクセッション番号でGenBank等の公にアクセス可能なデータベースから入手することができる。また、マウスや他の哺乳動物(例えば、ラット、ウシなど)のCD44v9も同様に、公にアクセス可能なデータベースから入手することが出来る。
本明細書中、単に「CD44v9」または「CD44 variant9」という場合、CD44v9のことを指すものとし、特に、CD44v9蛋白質のことを指すものとする。場合によっては、CD44v9蛋白質をコードする遺伝子(または単にCD44v9遺伝子)を単にCD44v9と呼ぶ場合もありうるが、その場合には当業者にとっては文脈からCD44v9遺伝子を指すことが明らかであろう。本明細書中、CD44v9は、典型的には、ヒトCD44v9であるが、ヒト以外の哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウシなど)のCD44v9であってもよい。
さらなる実施形態において、本発明の抗体およびその抗原結合断片は、典型的には、CD44v9発現細胞に発現しているCD44v9に特異的に結合し、アミノ酸トランスポーターxCTとの相互作用を阻害する機能(または活性)を有する。
シスチン・グルタミン酸交換輸送系である「ヒトxCT(cationic amino acid transporter, y+ system)」は、501アミノ酸残基からなる12回膜貫通型の膜タンパク質である。ヒトxCTのアミノ酸配列、mRNA配列等の情報は、それぞれAAG35592、AC110804、AF200708等のアクセッション番号でGenBank等の公にアクセス可能なデータベースから入手することができる。また、マウスや他の哺乳動物(例えば、ラット、ウシなど)のxCTも同様に、公にアクセス可能なデータベースから入手することができる。
本明細書中、単に「xCT」という場合、xCTタンパク質のことを指すものとする。場合によっては、xCTタンパク質をコードする遺伝子(または単にxCT遺伝子)を単にxCTと呼ぶ場合もありうるが、その場合には当業者にとっては文脈からxCT遺伝子を指すことが明らかであろう。本明細書中、xCTは、典型的には、ヒトxCTであるが、ヒト以外の哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウシなど)のxCTであってもよい。
アミノ酸トランスポーターの一つであるxCTは、細胞内からグルタミン酸を放出し、細胞外からシスチンを取り込んでシステインに還元して、ペプチドの一種であるGSHを生成させる。細胞内GSHの役割は2つあり、1つは細胞内のROSを還元することで、細胞死から回避させることである。もう1つは、グルタチオン抱合により薬剤を細胞外に排出することである。本発明者らは、CD44v9を含むCD44R1はxCTを安定化させることによって、生体内の主要な抗酸化物質のひとつであるGSHの合成を促進し、細胞内のROSを還元するのに貢献しているという新たな知見を得た。したがって、CD44v9とxCTとの相互作用を阻害することができる抗体およびその抗原結合断片は、(i)細胞内活性酸素種の低下を抑制するか、または(ii)薬剤の細胞外排出を阻害することができると考えられる。このような抑制または阻害を受けた細胞は、細胞死へと導かれうる。
本明細書中、抗体またはその抗原結合断片が、CD44v9に「特異的に結合する」とは、その抗体または抗原結合断片が他のアミノ酸配列に対するその親和性よりも、この蛋白質の特定のアミノ酸配列に対して実質的に高い親和性で結合することを意味する。ここで、「実質的に高い親和性」とは、所望の測定装置によって、その特定のアミノ酸配列を他のアミノ酸配列から区別して検出することが可能なほどに高い親和性を意味し、典型的には、結合定数(Ka)が少なくとも107M−1、好ましくは、少なくとも108M−1、より好ましくは、109M−1、さらにより好ましくは、1010M−1、1011M−1、1012M−1またはそれより高い、例えば、最高で1013M−1またはそれより高いものであるような結合親和性を意味する。
本明細書中、「抗体」は、インタクトな免疫グロブリンの全てのクラスおよびサブクラスを含むものとする。好ましくは、本発明の抗体は、IgGサブクラスのものであり、より好ましくは、ヒトIgG1サブクラスのものである。「抗体」は、特に、モノクローナル抗体を含む。
本明細書中、「抗原結合断片」は、インタクトな、および/またはヒト化された、および/またはキメラな抗体の抗原結合領域または可変領域を有するフラグメント、たとえば、上記抗体のFab、Fab’、F(ab’)2、Fv、ScFvフラグメントを含む。従来、こうしたフラグメントは、インタクトな抗体の蛋白質分解によって、たとえばパパイン分解によって(たとえば、国際公開WO94/29348を参照)作製されているが、遺伝子組換えによる形質転換宿主細胞から直接産生させることもできる。ScFvの作製については、Birdら、(1988)Science,242,423−426に記載の方法が使用できる。さらに、抗体フラグメントは、下記のさまざまな遺伝子工学技術を用いて作製することができる。
Fvフラグメントは、その2つの鎖の相互作用エネルギーがFabフラグメントより低いと思われる。VHおよびVLドメインの結合を安定化するために、これらのドメインは、ペプチド(Birdら、(1988)Science 242,423−426、Hustonら、PNAS,85,5879−5883)、ジスルフィド架橋(Glockshuberら、(1990)Biochemistry,29,1362−1367)、および「knob in hole」変異(Zhuら、(1997),Protein Sci.,6,781−788)によって連結されている。ScFvフラグメントは、当業者によく知られている方法によって作製することができる(Whitlowら、(1991)Methods companion Methods Enzymol,2,97−105およびHustonら、(1993)Int.Rev.Immunol 10,195−217を参照)。ScFvは、大腸菌(E.coli)などの細菌細胞内で産生させることができるが、真核細胞内で産生させる方が好ましい。ScFvの不利な点は、産物が一価であること、そのために多価結合による結合力の増加が不可能になること、ならびに半減期が短いことである。こうした問題を克服するための試みには、二価(ScFv’)2があるが、これは、追加のC末端システインを含有するScFvから、化学的カップリングによって(Adamsら、(1993)Can.Res 53,4026−4034、およびMcCartneyら、(1995)Protein Eng.8,301−314)、または不対C末端システイン残基を含有するScFvの、自然発生的な部位特異的二量体化によって(Kipriyanovら、(1995)Cell.Biophys 26,187−204を参照)作製される。あるいはまた、ペプチドリンカーを3~12残基に短縮して「ダイアボディ(diabody)」を形成することによって、ScFvに多量体を形成させることができる。Holligerら、PNAS(1993),90,6444−6448を参照。リンカーをさらに小さくすることで、ScFv三量体(「トリアボディ」、Korttら、(1997)Protein Eng,10,423−433を参照)および四量体(「テトラボディ」、Le Gallら、(1999)FEBS Lett,453,164−168を参照)をもたらすことができる。二価ScFv分子の構築は、「ミニ抗体(miniantibody)」(Packら、(1992)Biochemistry 31,1579−1584を参照)および「ミニボディ」(Huら、(1996),Cancer Res.56,3055−3061を参照)を形成することができる蛋白質二量体化モチーフとの遺伝子融合によっても、達成することができる。ScFv−ScFvタンデム((ScFv)2)は、第3のペプチドリンカーによって2つのScFv単位を連結することによって作製することもできる(Kuruczら、(1995)J.Immol.154,4576−4582を参照)。二重特異性ダイアボディは、ある抗体のVLドメインに短いリンカーで連結された、別の抗体由来のVHドメインからなる、2つの一本鎖融合産物の非共有結合によって作製することができる(Kipriyanovら、(1998),Int.J.Can 77,763−772を参照)。このような二重特異性ダイアボディの安定性は、ジスルフィド架橋、もしくは上記の「knob in hole」変異を導入することによって、または2つのハイブリッドScFvフラグメントがペプチドリンカーを介して連結される、一本鎖ダイアボディ(ScDb)を形成することによって、高めることができる(Kontermannら、(1999)J.Immunol.Methods 226 179−188を参照)。四価の二重特異性分子は、たとえば、ScFvフラグメントを、IgG分子のCH3ドメインに、またはヒンジ領域を介してFabフラグメントに、融合することによって得られる(Colomaら、(1997)Nature Biotechnol.15,159−163を参照)。あるいはまた、四価の二重特異性分子は、二重特異性一本鎖ダイアボディの融合によって作製されている(Altら、(1999)FEBS Lett 454,90−94を参照)。より小さい四価の二重特異性分子は、ヘリックス−ループ−ヘリックスモチーフ含有リンカーによるScFv−ScFvタンデムの二量体化(DiBiミニ抗体、Mullerら、(1998)FEBS Lett 432,45−49を参照)、または分子内対合を妨げる配向で4つの抗体可変領域(VHおよびVL)を含む一本鎖分子の二量体化(タンデムダイアボディ、Kipriyanovら、(1999)J.Mol.Biol.293,41−56を参照)のいずれかによって、作製することもできる。二重特異性F(ab’)2フラグメントは、Fab’フラグメントの化学的カップリングによって、またはロイシンジッパーによるヘテロ二量体化によって作製することができる(Shalabyら、(1992)J.Exp.Med.175,217−225、およびKostelnyら、(1992),J.Immunol.148,1547−1553を参照)。また、単離されたVHおよびVLドメイン(Domantis plc)も利用できる。
本明細書中、「モノクローナル抗体」は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体(または抗体断片)を意味する、すなわち、集団を構成する個々の抗体が、少量存在しうる自然に生じる可能な突然変異を除いて同一である。モノクローナル抗体は、高度に特異的であり、単一の抗原部位に対するものである。概して異なる決定基(エピトープ)に対する異なる抗体を含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定基に対するものである。それらの特異性の他に、ハイブリドーマ培養によって合成され、他の免疫グロブリンによる混入がないという点で、モノクローナル抗体は有利である。「モノクローナル」という修飾語は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体の特徴を示すものであって、ある特定の方法による抗体の産生を必要とすることを意味するためのものではない。例えば、本発明に従って使用されるモノクローナル抗体は、K▲o▼hler等,Nature,256:495[1975]に最初に記載されたハイブリドーマ法によって作成してもよいし、組換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号参照)によって作成してもよい。また「モノクローナル抗体」は、例えば、Clackson等,Nature,352:624−628[1991]およびMarks等,J.Mol.Biol.,222:581−597(1991)に記載された技術を用いて、ファージ抗体ライブラリから単離した抗体断片(Fvクローン)を含む抗原認識および結合部位のクローンを含む。
「モノクローナル抗体」は、「キメラ」抗体(免疫グロブリン)を含み、それは、重鎖および/または軽鎖の一部が特定の種から誘導されたまたは特定の抗体クラスまたはサブクラスに属する抗体の対応する配列と同一または相同であるが、鎖の残りの部分は他の種から誘導されたまたは他の抗体クラスまたはサブクラスに属する抗体、並びにそれらが所望の生物学的活性を示す限りにおいて、それらの抗体の断片の対応する配列と同一または相同である(Morrison等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851−6855[1984])。
非ヒト(例えばマウス)抗体の「ヒト化」型は、非ヒト免疫グロブリンから誘導された最小配列を含有する、キメラ免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖またはそれらの断片(例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)2あるいは抗体の他の抗原結合性配列)である。大部分において、ヒト化抗体はヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)であって、そのレシピエントCDR由来の残基が、マウス、ラット、ウサギ、霊長類(例えば、サル)などのヒト以外の種のCDR(ドナー抗体)に由来する所望の特異性、親和性および容量を持つ残基で置換されている。ある場合は、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基が対応する非ヒト残基で置換される。さらに、ヒト化抗体は、レシピエント抗体にも、移植されるCDRまたはフレームワーク配列にも見られない残基を含んでもよい。これらの修飾は、抗体の性能をさらに精密かつ最適化するために施される。一般にヒト化抗体は、CDR領域の全てまたは実質上全てが非ヒト免疫グロブリンのものに対応し、FR領域の全てまたは実質上全てがヒト免疫グロブリン配列のものである少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの実質的に全部を含有しうる。また、最適なヒト化抗体は、免疫グロブリン定常領域(Fc)、典型的にはヒト免疫グロブリンのものの少なくとも一部も含有しうる。
本明細書中、「細胞障害活性」とは、細胞に対して細胞障害を引き起こす能力を意味し、本発明の場合、CD44v9発現細胞に本発明の抗体またはその抗原結合断片が特異的に結合して、該細胞に細胞障害性因子を誘導して、該細胞を細胞死またはアポトーシスに至らしめる能力をいうものとする。細胞障害活性は、例えば、本発明の実施例2に記載される方法で測定し、細胞障害率として評価することができる。
本明細書中、「細胞死」は「アポトーシス」を意味する。「アポトーシス」は、個体発生のプログラム、デス因子刺激、放射線などによる染色体DNAの重度の損傷、異常蛋白質の蓄積などによる重度の処方体ストレスなどさまざまな生理的、病理的要因により誘導される機能的、能動的な細胞死の典型であり、細胞体や核の膨潤を伴う壊死(ネクローシス)とは逆に、細胞体や核の収縮や断片化が起こる。
「CD44v9とxCTとの相互作用を阻害する機能(または阻害活性)」は、例えば、後述の実施例に示される方法で、当業者が容易に測定することが可能である。そのような方法としては、例えば、免疫沈降法などを挙げることができる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片の例としては、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
(7)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(8)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(9)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
のうちの少なくとも1つを含む、抗体またはその抗原結合断片が挙げられる。
本明細書中、「1個または数個のアミノ酸残基の変異」とは、元となるアミノ酸配列中の1個または数個(例えば、2個、3個、4個、5個)のアミノ酸残基が、欠失、置換、挿入、または付加されていることを意味する。本明細書中、そのような変異を元となるアミノ酸配列中の対応する位置に有するアミノ酸配列を有する抗体またはその抗原結合断片は、元となるアミノ酸配列を有する抗体またはその抗原結合断片と同等の生物学的活性を有する。ここで、「同等の生物学的活性」としては、(i)元となるアミノ酸配列を有する抗体またはその抗原結合断片が特異的に結合する抗原に対して特異性をもって結合する能力、(ii)CD44v9発現細胞上のCD44v9に結合した場合における細胞障害活性、または(iii)これらの両方が挙げられる。最も好ましくは、「同等の生物学的活性」とは、上記(iii)を意味する。また、上記の「1個または数個のアミノ酸残基の変異」における変異したアミノ酸残基の数の上限は、このような同等の特異性を保持することができるか否かという基準(criteria)によって制限される。
本発明の抗体またはその抗原結合断片のより好ましい例としては、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、および
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
を含む少なくとも1つの軽鎖、ならびに
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、および
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、抗体またはその抗原結合断片が挙げられる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片の別のより好ましい例としては、
(1)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(2)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(3)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、抗体またはその抗原結合断片が挙げられる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片の最も好ましい例としては、茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに2009年6月23日付で寄託された、受託番号FERM P−21821で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体が挙げられる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片の別の最も好ましい例としては、茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに2009年6月23日付で寄託された、受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体が挙げられる。
2.本発明の抗体をコードする核酸
本発明は、別の実施形態において、CD44v9に特異的に結合する抗体およびその抗原結合断片をコードする単離された核酸分子を提供する。核酸分子は、RNAまたはDNAである。本発明の核酸分子は、本発明の抗体またはその抗原結合断片を作製するために使用することができる。
したがって、これに関連する本発明の別の実施形態では、本発明のハイブリドーマ細胞から抗CD44v9モノクローナル抗体をコードする遺伝子を単離し、該遺伝子を含む発現ベクターを構築し、該発現ベクターを宿主に導入して前記モノクローナル抗体を発現せしめ、得られる宿主、宿主の培養上清または宿主の分泌物からCD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法が提供される。
本発明の抗体またはその抗原結合断片をコードするDNAは、常法を用いて(例えば、マウス抗体の重鎖および軽鎖をコードしている遺伝子に特異的に結合できるオリゴヌクレオチドプローブを用いることによって)容易に分離されて、配列決定される。モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞は、このようなDNAの好ましい供給源となる。一旦分離されると、組換え宿主細胞でモノクローナル抗体を合成するために、このDNAを発現ベクターへ挿入し、それをこの状況以外では抗体蛋白質を産生しない大腸菌細胞、ヒトHEK293胎児腎由来細胞、サルCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、または骨髄腫細胞のような宿主細胞へトランスフェクトしうる。例えば、相同的なマウス配列をヒト重鎖および軽鎖定常ドメインの配列で置換することによって(Morrisonら,Proc.Nat.cad.Sci.,USA,81:6851[1984])、または免疫グロブリンコード化配列に非免疫グロブリンポリペプチドのコード配列の全部または一部を共有結合させることによって、このDNAを修飾しうる。本発明の抗CD44v9モノクローナル抗体の結合特異性を有するように、「キメラ」または「ハイブリッド」抗体は調製される。
3.本発明の抗体を産生するハイブリドーマ細胞
本発明はさらに別の実施形態において、CD44v9に特異的に結合する抗体およびその抗原結合断片を産生するハイブリドーマ細胞を提供する。本発明はまた、CD44v9に特異的に結合する抗体およびその抗原結合断片をコードする核酸分子を含有するハイブリドーマを提供する。最も好ましい本発明のハイブリドーマ細胞としては、茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに2009年6月23日付で寄託された、受託番号FERM P−21821で特定されるハイブリドーマ細胞が挙げられる。別の最も好ましい本発明のハイブリドーマ細胞としては、茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに2009年6月23日付で寄託された、受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞が挙げられる。
本発明のハイブリドーマ細胞の調製(樹立)は、具体的には、以下のように行うことができるが、この方法に限定されるわけではない。
(1)抗原の調製
抗CD44v9モノクローナル抗体を作製するために必要な抗原としては、CD44v9を産生する細胞あるいはその細胞画分、またはCD44v9をコードするDNAにより形質転換された宿主細胞、すなわち、大腸菌などの原核性宿主細胞および昆虫細胞、哺乳動物細胞等の真核性宿主細胞中に、CD44v9をコードするcDNAの全長または部分断片を公知の方法を用いて組み込み、そのままあるいは融合蛋白として発現、精製された蛋白質、さらには、ペプチド合成機を用いて合成されたCD44v9の部分ペプチド等を用いることができる。
(2)動物の免疫と抗体産生細胞の調製
3~20週令のマウスまたはラットに、(1)に示した方法で作製された抗原を免疫して、その動物の脾、リンパ節、末梢血より抗体産生細胞を採取する。免疫は、動物の皮下あるいは静脈内あるいは腹腔内に、抗原を投与することにより行う。抗原の投与は、1回目の投与の後2~3週間おきに3~7回行う。各投与後5~10日目に眼底静脈叢より採血し、その血清が抗原と反応することを酵素免疫測定法〔酵素免疫測定法(ELISA法):医学書院刊 1976年〕などで調べる。免疫に用いた抗原細胞に対し、その血清が十分な抗体価を示したマウスまたはラットを抗体産生細胞の供給源として供する。脾細胞を骨髄腫細胞との融合に供するにあたって、抗原物質の最終投与後3~4日目に、免疫したマウスまたはラットより脾臓を摘出し、脾細胞を採取する。脾臓を血清無添加の基礎培地(以下洗浄用培地という。)中で細断し、遠心分離して細胞を回収後、トリス−塩化アンモニウム緩衝液(pH 7.65)で1~2分間処理し赤血球の除去を行い、洗浄用培地で洗浄した後に融合用脾細胞として提供する。
(3)骨髄腫細胞の調製
骨髄腫細胞としては、マウスから得られた株化細胞を使用する。たとえば、8 − アザグアニン耐性マウス(BALB/c由来)骨髄腫細胞株P3−X63Ag8−U1(P3−U1)〔カレント・トピックス・イン・ミクロバイオロジィ・アンド・イムノロジィ−1(Current Topics in Microbiology and Immunology−1)、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・イムノロジィ(European J.Immunology)6,511−519(1976)〕、SP2/O−Ag14(SP−2)〔ネイチャー(Nature)276,269−270(1978)〕、P3−X63−Ag8653(653)〔ジャーナル・オブ・イムノロジィ(J.Immunology)123,1548−1550(1979)〕、P3−X63−Ag8(X63)〔ネイチャー(Nature)256,495−497(1975)〕などが用いられる。これらの細胞株は、8−アザグアニン培地〔RPMI−1640培地にグルタミン(1.5mM)、2−メルカプトエタノール(5×10−5M)、ジェンタマイシン(10μg/ml)および牛胎児血清(FCS)を10%加えた培地(以下、正常培地という。)に、さらに8−アザグアニン(15μg/ml)を加えた培地〕で継代するが、細胞融合の3~4日前に正常培地に継代し、融合当日2×107個以上の細胞数を確保する。
(4)細胞融合
(2)で免疫した抗体産生細胞と(3)で得られた骨髄腫細胞を洗浄用培地またはPBS(リン酸二ナトリウム1.83g、リン酸一カリウム0.21g、食塩7.65g、蒸留水1リットル、pH7.2)でよく洗浄し、細胞数が、抗体産生細胞:骨髄腫細胞=5~10:1になるよう混合させる。細胞回収後、細胞をよくほぐし、攪拌しながら、37℃で、ポリエチレングライコール−1,500(PEG−1,500)2g、洗浄用培地2mlおよびジメチルスルホキシド0.7mlの混液0.2~1ml/108抗体産生細胞を加え、1~2分間毎に洗浄用培地1~2mlを数回加え、全量が50mlになるまで洗浄する。細胞回収後、ゆるやかに細胞をほぐしながら、HAT培地〔正常培地にヒポキサンチン(10−4M)、チミジン(1.5×10−5M)およびアミノプテリン(4×10−7M)を加えた培地〕100ml中に懸濁する。この懸濁液を96ウェル培養用プレートに100μl/ウェルずつ分注し、5%CO2インキュベーター中、37℃で7~14日間培養する。培養後、培養上清の一部をとり、例えば(5)に述べる酵素免疫測定法あるいはFACS(Fluorescence−Activated Cell Sortingの略)などを用いて、CD44v9蛋白質に特異的に反応する抗体を選択する。ついで、限界希釈法によりクローニングを2回繰り返し〔1回目は、HT培地(HAT培地からアミノプテリンを除いた培地)、2回目は、正常培地を使用する〕、安定して強い抗体価の認められたものを抗CD44v9モノクローナル抗体産生ハイブリドーマ株として選択する。
したがって、これに関連する本発明の別の実施形態では、ハイブリドーマ細胞を培養し、得られる培養物からCD44v9に特異的に結合する抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法が提供される。
4.本発明の腫瘍の予防または治療のための医薬
本発明はまた、さらに別の実施形態において、上記の本発明の抗体またはその抗原結合断片を含有する、腫瘍の予防または治療のための医薬組成物を提供する。本発明の医薬組成物は、さらに薬学的に許容し得る担体を含有する。
後述の実施例に示されるように、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、CD44v9を発現する細胞(例:腫瘍細胞)のCD44v9に特異的に結合して、CD44v9の活性を阻害するか、または細胞障害因子を誘導し、該細胞を細胞死に至らしめることができる。あるいは、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、CD44v9とアミノ酸トランスポーターであるxCTとの相互作用を阻害し、その結果として、該細胞を細胞死に至らしめることができる。
したがって、本発明の抗体またはその抗原結合断片を含有する医薬組成物は、CD44v9を細胞表面に発現する腫瘍細胞を死滅させるため、またはそのような細胞で特徴付けられる腫瘍および、同様の機序により生ずる疾患の予防または治療のために使用することができる。
上記「腫瘍」の例としては、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、黒色腫、腎細胞癌、膀胱癌、白血病、リンパ腫、T細胞リンパ腫、多発性骨髄腫、胃癌、膵臓癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、卵巣癌、食道癌、肝臓癌、頭頸部扁平上皮癌、皮膚癌、尿路癌、前立腺癌、絨毛癌、咽頭癌、喉頭癌、舌癌、口腔癌、胆嚢癌、甲状腺癌、中皮腫、胸膜腫、男性胚腫、子宮内膜過形成、子宮内膜症、胚芽腫、線維肉腫、カポジ肉腫、血管腫、海綿状血管腫、血管芽腫、網膜芽腫、星状細胞腫、神経線維腫、稀突起謬腫、髄芽腫、神経芽腫、神経膠腫、横紋筋肉腫、謬芽腫、平滑筋肉腫、およびウィルムス腫瘍等が挙げられるが、これらに限定されない。より好ましくは、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、膀胱癌、リンパ腫、胃癌、膵臓癌、肝臓癌、および前立腺癌が挙げられる。さらに乳癌においては、トリプルネガティブ乳癌(HER2陰性、ER陰性、PR陰性)が挙げられる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片を医薬として使用する場合は、常套手段に従って製剤化することができる。例えば、該抗体またはその抗原結合断片は、IgA化し分泌成分を結合した後、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤などとして経口的に、あるいは水もしくはそれ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液、または懸濁液剤などの注射剤の形で非経口的に使用できる。例えば、該抗体またはその抗原結合断片を生理学的に認められる公知の担体、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤、結合剤などとともに一般に認められた製剤実施に要求される単位用量形態で混和することによって製造することができる。これら製剤における有効成分量は指示された範囲の適当な用量が得られるようにするものである。
また、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、他の細胞増殖抑制剤とともに使用され得る。例えば、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、抗癌剤としての治療効果をより高めるために、薬学的に許容し得る細胞増殖抑制剤と同時に、逐次的に、または個別に、治療を必要とする対象または患者に投与されることができる。
本発明において使用され得る「細胞増殖抑制剤」の例としては、アルキル化剤、代謝拮抗剤、分子標的薬、植物アルカロイド、抗癌性抗生物質、プラチナ製剤等が挙げられるが、これらに限定されない。
アルキル化剤の例としては、イホスファミド、シクロフォスファミド、ダカルバシン、テモゾロミド、ニムスチン、ブスルファン、プロカルバジン、メルファラン、ラニムスチン等が挙げられるが、これらに限定されない。
代謝拮抗剤の例としては、エノシタビン、カペシタビン、カルモフール、クラドリピン、ゲムシタビン、シタラビン、シタラビンオクホスファート、テガフール、テガフールウラシル、TS−1、ドキシフルリジン、ネララビン、ヒドロキシカルバミド、フルオロウラシル、フルダラビン、ペメトレキセド、ペントスタチン、メルカプトプリン、メトトレキサート等が挙げられるが、これらに限定されない。
分子標的薬の例としては、ゼヴァリン、イマチニブ、エルロチニブ、ゲフィチニブ、スニチニブ、セツキシマブ、ソラフェニブ、ダサチニブ、トラスツズマブ、トレチノイン、パニツムマブ、ベバシズマブ、ボルテゾミブ、リツキシマブ等が挙げられるが、これらに限定されない。
植物アルカロイドの例としては、イリノテカン、エトポシド、ソブゾキサン、ドセタキセル、ノギテカン、パクリタキセル、ビノレルビン、ビンクリスチン、ビンデシン、ビンブラスチン等が挙げられるが、これらに限定されない。
抗癌性抗生物質の例としては、アクチノマイシンD、アクラルビシン、アムルビシン、イダルビシン、エピルビシン、スマンクス、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、ブレオマイシン、ペプロマイシン、マイトマイシンC、ミトキサントロン、ドキシル等が挙げられるが、これらに限定されない。
プラチナ製剤の例としては、オキサリプラチン、シスプラチン、カルボプラチン、ネダプラチン等が挙げられるが、これらに限定されない。
「薬学的に許容し得る」という用語は、正常な医学的判断の範囲内で、合理的な利益/リスク比を有し、過度の毒性、刺激、アレルギー応答、またはその他の問題もしくは合併症を示すことのない、ヒトおよび動物の組織と接触させて使用するのに適した、化合物、材料、組成物、および/または剤形を指すために、本明細書において利用される。
本発明の腫瘍の予防または治療のための医薬組成物の投与経路は、周知の方法、例えば、静脈内、腹膜内、脳内、皮下、筋肉内、眼内、動脈内、脳内脊髄、または病巣内経路での注射または注入、または徐放系による。またさらに、該抗体またはその抗原結合断片を直接腫瘍部位へ投与する手段として、カテーテル等による投与等も可能である。
また、本発明の腫瘍の予防または治療のための医薬は、例えば、緩衝剤(例えば、リン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液)、無痛化剤(例えば、塩化ベンザルコニウム、塩酸プロカインなど)、安定剤(例えば、ヒト血清アルブミン、ポリエチレングリコールなど)、保存剤(例えば、ベンジルアルコール、フェノールなど)、酸化防止剤などと配合してもよい。調製された注射液は通常、適当なアンプルに充填される。このようにして得られる製剤は安全で低毒性であるので、ヒトを含む哺乳動物に対して投与することができる。該抗体またはその抗原結合断片またはその塩の投与量は、投与対象、症状、投与方法などにより差異はあるが、経口投与の場合、一般的に例えば、子宮内膜症患者または子宮腺筋症患者(60kgとして)においては、一日につき約0.1~100mg、好ましくは約1.0~50mg、より好ましくは約1.0~20mgである。非経口的に投与する場合は、その投与量は投与対象、症状、投与方法などによっても異なるが、例えば注射剤の形では、通常、例えば60kgの患者に対して、一日につき約0.01~30mg程度、好ましくは約0.1~20mg程度、より好ましくは約0.1~10mg程度を静脈注射により投与することができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に記載するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されない。
本発明は、1つの実施形態において、CD44v9に特異的に結合する抗体(本明細書中、「抗CD44v9抗体」と呼ぶこともある。)およびその抗原結合断片を提供する。典型的には、上記抗体またはその抗原結合断片は、
(i)配列番号12のアミノ酸配列、または
(ii)(i)のアミノ酸配列中に1個または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、または付加を有するアミノ酸配列、
に対して特異的に結合する。
すなわち、本発明は、上記(i)または(ii)のアミノ酸配列をエピトープとする抗体およびその抗原結合断片を提供する。上記(ii)のアミノ酸配列の具体例としては、配列番号10のアミノ酸配列が挙げられるが、これに限定されない。
好ましい実施形態では、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、配列番号12のアミノ酸配列に特異的に結合し、かつ配列番号10のアミノ酸配列に特異的に結合する。別の好ましい実施形態では、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、配列番号12のアミノ酸配列に特異的に結合するが、配列番号10のアミノ酸配列には結合しない。
さらなる実施形態において、本発明の抗体およびその抗原結合断片は、典型的には、CD44v9を発現する細胞(本明細書中、「CD44v9発現細胞」と呼ぶことがある。)(例:腫瘍細胞)に発現しているCD44v9に結合し、CD44v9の活性を阻害するかまたは細胞障害性因子を誘導して、その細胞を細胞死(アポトーシス)に至らしめることができる。
「CD44」は、細胞膜を1回貫通し、N末端が細胞外、C末端が細胞内にあるI型膜糖蛋白質である。現在、CD44遺伝子には20個のエキソンが存在することが確認されている。選択的スプライシングを受けて、エキソン6~15(バリアントエキソン:v1~v10)が種々な組合せで挿入されることにより、これまでに約60種類のアイソフォームが確認されている。
本明細書中、「CD44v9」または「CD44 variant9」は、31アミノ酸残基からなるv9エキソンが挿入されているCD44のバリアントアイソフォームである。v9エキソンのアミノ酸配列、mRNA配列等の情報は、それぞれNM_001001390、NP_001001390等のアクセッション番号でGenBank等の公にアクセス可能なデータベースから入手することができる。また、マウスや他の哺乳動物(例えば、ラット、ウシなど)のCD44v9も同様に、公にアクセス可能なデータベースから入手することが出来る。
本明細書中、単に「CD44v9」または「CD44 variant9」という場合、CD44v9のことを指すものとし、特に、CD44v9蛋白質のことを指すものとする。場合によっては、CD44v9蛋白質をコードする遺伝子(または単にCD44v9遺伝子)を単にCD44v9と呼ぶ場合もありうるが、その場合には当業者にとっては文脈からCD44v9遺伝子を指すことが明らかであろう。本明細書中、CD44v9は、典型的には、ヒトCD44v9であるが、ヒト以外の哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウシなど)のCD44v9であってもよい。
さらなる実施形態において、本発明の抗体およびその抗原結合断片は、典型的には、CD44v9発現細胞に発現しているCD44v9に特異的に結合し、アミノ酸トランスポーターxCTとの相互作用を阻害する機能(または活性)を有する。
シスチン・グルタミン酸交換輸送系である「ヒトxCT(cationic amino acid transporter, y+ system)」は、501アミノ酸残基からなる12回膜貫通型の膜タンパク質である。ヒトxCTのアミノ酸配列、mRNA配列等の情報は、それぞれAAG35592、AC110804、AF200708等のアクセッション番号でGenBank等の公にアクセス可能なデータベースから入手することができる。また、マウスや他の哺乳動物(例えば、ラット、ウシなど)のxCTも同様に、公にアクセス可能なデータベースから入手することができる。
本明細書中、単に「xCT」という場合、xCTタンパク質のことを指すものとする。場合によっては、xCTタンパク質をコードする遺伝子(または単にxCT遺伝子)を単にxCTと呼ぶ場合もありうるが、その場合には当業者にとっては文脈からxCT遺伝子を指すことが明らかであろう。本明細書中、xCTは、典型的には、ヒトxCTであるが、ヒト以外の哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウシなど)のxCTであってもよい。
アミノ酸トランスポーターの一つであるxCTは、細胞内からグルタミン酸を放出し、細胞外からシスチンを取り込んでシステインに還元して、ペプチドの一種であるGSHを生成させる。細胞内GSHの役割は2つあり、1つは細胞内のROSを還元することで、細胞死から回避させることである。もう1つは、グルタチオン抱合により薬剤を細胞外に排出することである。本発明者らは、CD44v9を含むCD44R1はxCTを安定化させることによって、生体内の主要な抗酸化物質のひとつであるGSHの合成を促進し、細胞内のROSを還元するのに貢献しているという新たな知見を得た。したがって、CD44v9とxCTとの相互作用を阻害することができる抗体およびその抗原結合断片は、(i)細胞内活性酸素種の低下を抑制するか、または(ii)薬剤の細胞外排出を阻害することができると考えられる。このような抑制または阻害を受けた細胞は、細胞死へと導かれうる。
本明細書中、抗体またはその抗原結合断片が、CD44v9に「特異的に結合する」とは、その抗体または抗原結合断片が他のアミノ酸配列に対するその親和性よりも、この蛋白質の特定のアミノ酸配列に対して実質的に高い親和性で結合することを意味する。ここで、「実質的に高い親和性」とは、所望の測定装置によって、その特定のアミノ酸配列を他のアミノ酸配列から区別して検出することが可能なほどに高い親和性を意味し、典型的には、結合定数(Ka)が少なくとも107M−1、好ましくは、少なくとも108M−1、より好ましくは、109M−1、さらにより好ましくは、1010M−1、1011M−1、1012M−1またはそれより高い、例えば、最高で1013M−1またはそれより高いものであるような結合親和性を意味する。
本明細書中、「抗体」は、インタクトな免疫グロブリンの全てのクラスおよびサブクラスを含むものとする。好ましくは、本発明の抗体は、IgGサブクラスのものであり、より好ましくは、ヒトIgG1サブクラスのものである。「抗体」は、特に、モノクローナル抗体を含む。
本明細書中、「抗原結合断片」は、インタクトな、および/またはヒト化された、および/またはキメラな抗体の抗原結合領域または可変領域を有するフラグメント、たとえば、上記抗体のFab、Fab’、F(ab’)2、Fv、ScFvフラグメントを含む。従来、こうしたフラグメントは、インタクトな抗体の蛋白質分解によって、たとえばパパイン分解によって(たとえば、国際公開WO94/29348を参照)作製されているが、遺伝子組換えによる形質転換宿主細胞から直接産生させることもできる。ScFvの作製については、Birdら、(1988)Science,242,423−426に記載の方法が使用できる。さらに、抗体フラグメントは、下記のさまざまな遺伝子工学技術を用いて作製することができる。
Fvフラグメントは、その2つの鎖の相互作用エネルギーがFabフラグメントより低いと思われる。VHおよびVLドメインの結合を安定化するために、これらのドメインは、ペプチド(Birdら、(1988)Science 242,423−426、Hustonら、PNAS,85,5879−5883)、ジスルフィド架橋(Glockshuberら、(1990)Biochemistry,29,1362−1367)、および「knob in hole」変異(Zhuら、(1997),Protein Sci.,6,781−788)によって連結されている。ScFvフラグメントは、当業者によく知られている方法によって作製することができる(Whitlowら、(1991)Methods companion Methods Enzymol,2,97−105およびHustonら、(1993)Int.Rev.Immunol 10,195−217を参照)。ScFvは、大腸菌(E.coli)などの細菌細胞内で産生させることができるが、真核細胞内で産生させる方が好ましい。ScFvの不利な点は、産物が一価であること、そのために多価結合による結合力の増加が不可能になること、ならびに半減期が短いことである。こうした問題を克服するための試みには、二価(ScFv’)2があるが、これは、追加のC末端システインを含有するScFvから、化学的カップリングによって(Adamsら、(1993)Can.Res 53,4026−4034、およびMcCartneyら、(1995)Protein Eng.8,301−314)、または不対C末端システイン残基を含有するScFvの、自然発生的な部位特異的二量体化によって(Kipriyanovら、(1995)Cell.Biophys 26,187−204を参照)作製される。あるいはまた、ペプチドリンカーを3~12残基に短縮して「ダイアボディ(diabody)」を形成することによって、ScFvに多量体を形成させることができる。Holligerら、PNAS(1993),90,6444−6448を参照。リンカーをさらに小さくすることで、ScFv三量体(「トリアボディ」、Korttら、(1997)Protein Eng,10,423−433を参照)および四量体(「テトラボディ」、Le Gallら、(1999)FEBS Lett,453,164−168を参照)をもたらすことができる。二価ScFv分子の構築は、「ミニ抗体(miniantibody)」(Packら、(1992)Biochemistry 31,1579−1584を参照)および「ミニボディ」(Huら、(1996),Cancer Res.56,3055−3061を参照)を形成することができる蛋白質二量体化モチーフとの遺伝子融合によっても、達成することができる。ScFv−ScFvタンデム((ScFv)2)は、第3のペプチドリンカーによって2つのScFv単位を連結することによって作製することもできる(Kuruczら、(1995)J.Immol.154,4576−4582を参照)。二重特異性ダイアボディは、ある抗体のVLドメインに短いリンカーで連結された、別の抗体由来のVHドメインからなる、2つの一本鎖融合産物の非共有結合によって作製することができる(Kipriyanovら、(1998),Int.J.Can 77,763−772を参照)。このような二重特異性ダイアボディの安定性は、ジスルフィド架橋、もしくは上記の「knob in hole」変異を導入することによって、または2つのハイブリッドScFvフラグメントがペプチドリンカーを介して連結される、一本鎖ダイアボディ(ScDb)を形成することによって、高めることができる(Kontermannら、(1999)J.Immunol.Methods 226 179−188を参照)。四価の二重特異性分子は、たとえば、ScFvフラグメントを、IgG分子のCH3ドメインに、またはヒンジ領域を介してFabフラグメントに、融合することによって得られる(Colomaら、(1997)Nature Biotechnol.15,159−163を参照)。あるいはまた、四価の二重特異性分子は、二重特異性一本鎖ダイアボディの融合によって作製されている(Altら、(1999)FEBS Lett 454,90−94を参照)。より小さい四価の二重特異性分子は、ヘリックス−ループ−ヘリックスモチーフ含有リンカーによるScFv−ScFvタンデムの二量体化(DiBiミニ抗体、Mullerら、(1998)FEBS Lett 432,45−49を参照)、または分子内対合を妨げる配向で4つの抗体可変領域(VHおよびVL)を含む一本鎖分子の二量体化(タンデムダイアボディ、Kipriyanovら、(1999)J.Mol.Biol.293,41−56を参照)のいずれかによって、作製することもできる。二重特異性F(ab’)2フラグメントは、Fab’フラグメントの化学的カップリングによって、またはロイシンジッパーによるヘテロ二量体化によって作製することができる(Shalabyら、(1992)J.Exp.Med.175,217−225、およびKostelnyら、(1992),J.Immunol.148,1547−1553を参照)。また、単離されたVHおよびVLドメイン(Domantis plc)も利用できる。
本明細書中、「モノクローナル抗体」は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体(または抗体断片)を意味する、すなわち、集団を構成する個々の抗体が、少量存在しうる自然に生じる可能な突然変異を除いて同一である。モノクローナル抗体は、高度に特異的であり、単一の抗原部位に対するものである。概して異なる決定基(エピトープ)に対する異なる抗体を含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定基に対するものである。それらの特異性の他に、ハイブリドーマ培養によって合成され、他の免疫グロブリンによる混入がないという点で、モノクローナル抗体は有利である。「モノクローナル」という修飾語は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体の特徴を示すものであって、ある特定の方法による抗体の産生を必要とすることを意味するためのものではない。例えば、本発明に従って使用されるモノクローナル抗体は、K▲o▼hler等,Nature,256:495[1975]に最初に記載されたハイブリドーマ法によって作成してもよいし、組換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号参照)によって作成してもよい。また「モノクローナル抗体」は、例えば、Clackson等,Nature,352:624−628[1991]およびMarks等,J.Mol.Biol.,222:581−597(1991)に記載された技術を用いて、ファージ抗体ライブラリから単離した抗体断片(Fvクローン)を含む抗原認識および結合部位のクローンを含む。
「モノクローナル抗体」は、「キメラ」抗体(免疫グロブリン)を含み、それは、重鎖および/または軽鎖の一部が特定の種から誘導されたまたは特定の抗体クラスまたはサブクラスに属する抗体の対応する配列と同一または相同であるが、鎖の残りの部分は他の種から誘導されたまたは他の抗体クラスまたはサブクラスに属する抗体、並びにそれらが所望の生物学的活性を示す限りにおいて、それらの抗体の断片の対応する配列と同一または相同である(Morrison等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851−6855[1984])。
非ヒト(例えばマウス)抗体の「ヒト化」型は、非ヒト免疫グロブリンから誘導された最小配列を含有する、キメラ免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖またはそれらの断片(例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)2あるいは抗体の他の抗原結合性配列)である。大部分において、ヒト化抗体はヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)であって、そのレシピエントCDR由来の残基が、マウス、ラット、ウサギ、霊長類(例えば、サル)などのヒト以外の種のCDR(ドナー抗体)に由来する所望の特異性、親和性および容量を持つ残基で置換されている。ある場合は、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基が対応する非ヒト残基で置換される。さらに、ヒト化抗体は、レシピエント抗体にも、移植されるCDRまたはフレームワーク配列にも見られない残基を含んでもよい。これらの修飾は、抗体の性能をさらに精密かつ最適化するために施される。一般にヒト化抗体は、CDR領域の全てまたは実質上全てが非ヒト免疫グロブリンのものに対応し、FR領域の全てまたは実質上全てがヒト免疫グロブリン配列のものである少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの実質的に全部を含有しうる。また、最適なヒト化抗体は、免疫グロブリン定常領域(Fc)、典型的にはヒト免疫グロブリンのものの少なくとも一部も含有しうる。
本明細書中、「細胞障害活性」とは、細胞に対して細胞障害を引き起こす能力を意味し、本発明の場合、CD44v9発現細胞に本発明の抗体またはその抗原結合断片が特異的に結合して、該細胞に細胞障害性因子を誘導して、該細胞を細胞死またはアポトーシスに至らしめる能力をいうものとする。細胞障害活性は、例えば、本発明の実施例2に記載される方法で測定し、細胞障害率として評価することができる。
本明細書中、「細胞死」は「アポトーシス」を意味する。「アポトーシス」は、個体発生のプログラム、デス因子刺激、放射線などによる染色体DNAの重度の損傷、異常蛋白質の蓄積などによる重度の処方体ストレスなどさまざまな生理的、病理的要因により誘導される機能的、能動的な細胞死の典型であり、細胞体や核の膨潤を伴う壊死(ネクローシス)とは逆に、細胞体や核の収縮や断片化が起こる。
「CD44v9とxCTとの相互作用を阻害する機能(または阻害活性)」は、例えば、後述の実施例に示される方法で、当業者が容易に測定することが可能である。そのような方法としては、例えば、免疫沈降法などを挙げることができる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片の例としては、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
(7)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(8)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(9)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
のうちの少なくとも1つを含む、抗体またはその抗原結合断片が挙げられる。
本明細書中、「1個または数個のアミノ酸残基の変異」とは、元となるアミノ酸配列中の1個または数個(例えば、2個、3個、4個、5個)のアミノ酸残基が、欠失、置換、挿入、または付加されていることを意味する。本明細書中、そのような変異を元となるアミノ酸配列中の対応する位置に有するアミノ酸配列を有する抗体またはその抗原結合断片は、元となるアミノ酸配列を有する抗体またはその抗原結合断片と同等の生物学的活性を有する。ここで、「同等の生物学的活性」としては、(i)元となるアミノ酸配列を有する抗体またはその抗原結合断片が特異的に結合する抗原に対して特異性をもって結合する能力、(ii)CD44v9発現細胞上のCD44v9に結合した場合における細胞障害活性、または(iii)これらの両方が挙げられる。最も好ましくは、「同等の生物学的活性」とは、上記(iii)を意味する。また、上記の「1個または数個のアミノ酸残基の変異」における変異したアミノ酸残基の数の上限は、このような同等の特異性を保持することができるか否かという基準(criteria)によって制限される。
本発明の抗体またはその抗原結合断片のより好ましい例としては、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、および
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
を含む少なくとも1つの軽鎖、ならびに
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、および
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、抗体またはその抗原結合断片が挙げられる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片の別のより好ましい例としては、
(1)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(2)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(3)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、抗体またはその抗原結合断片が挙げられる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片の最も好ましい例としては、茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに2009年6月23日付で寄託された、受託番号FERM P−21821で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体が挙げられる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片の別の最も好ましい例としては、茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに2009年6月23日付で寄託された、受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体が挙げられる。
2.本発明の抗体をコードする核酸
本発明は、別の実施形態において、CD44v9に特異的に結合する抗体およびその抗原結合断片をコードする単離された核酸分子を提供する。核酸分子は、RNAまたはDNAである。本発明の核酸分子は、本発明の抗体またはその抗原結合断片を作製するために使用することができる。
したがって、これに関連する本発明の別の実施形態では、本発明のハイブリドーマ細胞から抗CD44v9モノクローナル抗体をコードする遺伝子を単離し、該遺伝子を含む発現ベクターを構築し、該発現ベクターを宿主に導入して前記モノクローナル抗体を発現せしめ、得られる宿主、宿主の培養上清または宿主の分泌物からCD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法が提供される。
本発明の抗体またはその抗原結合断片をコードするDNAは、常法を用いて(例えば、マウス抗体の重鎖および軽鎖をコードしている遺伝子に特異的に結合できるオリゴヌクレオチドプローブを用いることによって)容易に分離されて、配列決定される。モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞は、このようなDNAの好ましい供給源となる。一旦分離されると、組換え宿主細胞でモノクローナル抗体を合成するために、このDNAを発現ベクターへ挿入し、それをこの状況以外では抗体蛋白質を産生しない大腸菌細胞、ヒトHEK293胎児腎由来細胞、サルCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、または骨髄腫細胞のような宿主細胞へトランスフェクトしうる。例えば、相同的なマウス配列をヒト重鎖および軽鎖定常ドメインの配列で置換することによって(Morrisonら,Proc.Nat.cad.Sci.,USA,81:6851[1984])、または免疫グロブリンコード化配列に非免疫グロブリンポリペプチドのコード配列の全部または一部を共有結合させることによって、このDNAを修飾しうる。本発明の抗CD44v9モノクローナル抗体の結合特異性を有するように、「キメラ」または「ハイブリッド」抗体は調製される。
3.本発明の抗体を産生するハイブリドーマ細胞
本発明はさらに別の実施形態において、CD44v9に特異的に結合する抗体およびその抗原結合断片を産生するハイブリドーマ細胞を提供する。本発明はまた、CD44v9に特異的に結合する抗体およびその抗原結合断片をコードする核酸分子を含有するハイブリドーマを提供する。最も好ましい本発明のハイブリドーマ細胞としては、茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに2009年6月23日付で寄託された、受託番号FERM P−21821で特定されるハイブリドーマ細胞が挙げられる。別の最も好ましい本発明のハイブリドーマ細胞としては、茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6(郵便番号305−8566)、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに2009年6月23日付で寄託された、受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞が挙げられる。
本発明のハイブリドーマ細胞の調製(樹立)は、具体的には、以下のように行うことができるが、この方法に限定されるわけではない。
(1)抗原の調製
抗CD44v9モノクローナル抗体を作製するために必要な抗原としては、CD44v9を産生する細胞あるいはその細胞画分、またはCD44v9をコードするDNAにより形質転換された宿主細胞、すなわち、大腸菌などの原核性宿主細胞および昆虫細胞、哺乳動物細胞等の真核性宿主細胞中に、CD44v9をコードするcDNAの全長または部分断片を公知の方法を用いて組み込み、そのままあるいは融合蛋白として発現、精製された蛋白質、さらには、ペプチド合成機を用いて合成されたCD44v9の部分ペプチド等を用いることができる。
(2)動物の免疫と抗体産生細胞の調製
3~20週令のマウスまたはラットに、(1)に示した方法で作製された抗原を免疫して、その動物の脾、リンパ節、末梢血より抗体産生細胞を採取する。免疫は、動物の皮下あるいは静脈内あるいは腹腔内に、抗原を投与することにより行う。抗原の投与は、1回目の投与の後2~3週間おきに3~7回行う。各投与後5~10日目に眼底静脈叢より採血し、その血清が抗原と反応することを酵素免疫測定法〔酵素免疫測定法(ELISA法):医学書院刊 1976年〕などで調べる。免疫に用いた抗原細胞に対し、その血清が十分な抗体価を示したマウスまたはラットを抗体産生細胞の供給源として供する。脾細胞を骨髄腫細胞との融合に供するにあたって、抗原物質の最終投与後3~4日目に、免疫したマウスまたはラットより脾臓を摘出し、脾細胞を採取する。脾臓を血清無添加の基礎培地(以下洗浄用培地という。)中で細断し、遠心分離して細胞を回収後、トリス−塩化アンモニウム緩衝液(pH 7.65)で1~2分間処理し赤血球の除去を行い、洗浄用培地で洗浄した後に融合用脾細胞として提供する。
(3)骨髄腫細胞の調製
骨髄腫細胞としては、マウスから得られた株化細胞を使用する。たとえば、8 − アザグアニン耐性マウス(BALB/c由来)骨髄腫細胞株P3−X63Ag8−U1(P3−U1)〔カレント・トピックス・イン・ミクロバイオロジィ・アンド・イムノロジィ−1(Current Topics in Microbiology and Immunology−1)、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・イムノロジィ(European J.Immunology)6,511−519(1976)〕、SP2/O−Ag14(SP−2)〔ネイチャー(Nature)276,269−270(1978)〕、P3−X63−Ag8653(653)〔ジャーナル・オブ・イムノロジィ(J.Immunology)123,1548−1550(1979)〕、P3−X63−Ag8(X63)〔ネイチャー(Nature)256,495−497(1975)〕などが用いられる。これらの細胞株は、8−アザグアニン培地〔RPMI−1640培地にグルタミン(1.5mM)、2−メルカプトエタノール(5×10−5M)、ジェンタマイシン(10μg/ml)および牛胎児血清(FCS)を10%加えた培地(以下、正常培地という。)に、さらに8−アザグアニン(15μg/ml)を加えた培地〕で継代するが、細胞融合の3~4日前に正常培地に継代し、融合当日2×107個以上の細胞数を確保する。
(4)細胞融合
(2)で免疫した抗体産生細胞と(3)で得られた骨髄腫細胞を洗浄用培地またはPBS(リン酸二ナトリウム1.83g、リン酸一カリウム0.21g、食塩7.65g、蒸留水1リットル、pH7.2)でよく洗浄し、細胞数が、抗体産生細胞:骨髄腫細胞=5~10:1になるよう混合させる。細胞回収後、細胞をよくほぐし、攪拌しながら、37℃で、ポリエチレングライコール−1,500(PEG−1,500)2g、洗浄用培地2mlおよびジメチルスルホキシド0.7mlの混液0.2~1ml/108抗体産生細胞を加え、1~2分間毎に洗浄用培地1~2mlを数回加え、全量が50mlになるまで洗浄する。細胞回収後、ゆるやかに細胞をほぐしながら、HAT培地〔正常培地にヒポキサンチン(10−4M)、チミジン(1.5×10−5M)およびアミノプテリン(4×10−7M)を加えた培地〕100ml中に懸濁する。この懸濁液を96ウェル培養用プレートに100μl/ウェルずつ分注し、5%CO2インキュベーター中、37℃で7~14日間培養する。培養後、培養上清の一部をとり、例えば(5)に述べる酵素免疫測定法あるいはFACS(Fluorescence−Activated Cell Sortingの略)などを用いて、CD44v9蛋白質に特異的に反応する抗体を選択する。ついで、限界希釈法によりクローニングを2回繰り返し〔1回目は、HT培地(HAT培地からアミノプテリンを除いた培地)、2回目は、正常培地を使用する〕、安定して強い抗体価の認められたものを抗CD44v9モノクローナル抗体産生ハイブリドーマ株として選択する。
したがって、これに関連する本発明の別の実施形態では、ハイブリドーマ細胞を培養し、得られる培養物からCD44v9に特異的に結合する抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法が提供される。
4.本発明の腫瘍の予防または治療のための医薬
本発明はまた、さらに別の実施形態において、上記の本発明の抗体またはその抗原結合断片を含有する、腫瘍の予防または治療のための医薬組成物を提供する。本発明の医薬組成物は、さらに薬学的に許容し得る担体を含有する。
後述の実施例に示されるように、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、CD44v9を発現する細胞(例:腫瘍細胞)のCD44v9に特異的に結合して、CD44v9の活性を阻害するか、または細胞障害因子を誘導し、該細胞を細胞死に至らしめることができる。あるいは、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、CD44v9とアミノ酸トランスポーターであるxCTとの相互作用を阻害し、その結果として、該細胞を細胞死に至らしめることができる。
したがって、本発明の抗体またはその抗原結合断片を含有する医薬組成物は、CD44v9を細胞表面に発現する腫瘍細胞を死滅させるため、またはそのような細胞で特徴付けられる腫瘍および、同様の機序により生ずる疾患の予防または治療のために使用することができる。
上記「腫瘍」の例としては、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、黒色腫、腎細胞癌、膀胱癌、白血病、リンパ腫、T細胞リンパ腫、多発性骨髄腫、胃癌、膵臓癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、卵巣癌、食道癌、肝臓癌、頭頸部扁平上皮癌、皮膚癌、尿路癌、前立腺癌、絨毛癌、咽頭癌、喉頭癌、舌癌、口腔癌、胆嚢癌、甲状腺癌、中皮腫、胸膜腫、男性胚腫、子宮内膜過形成、子宮内膜症、胚芽腫、線維肉腫、カポジ肉腫、血管腫、海綿状血管腫、血管芽腫、網膜芽腫、星状細胞腫、神経線維腫、稀突起謬腫、髄芽腫、神経芽腫、神経膠腫、横紋筋肉腫、謬芽腫、平滑筋肉腫、およびウィルムス腫瘍等が挙げられるが、これらに限定されない。より好ましくは、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、膀胱癌、リンパ腫、胃癌、膵臓癌、肝臓癌、および前立腺癌が挙げられる。さらに乳癌においては、トリプルネガティブ乳癌(HER2陰性、ER陰性、PR陰性)が挙げられる。
本発明の抗体またはその抗原結合断片を医薬として使用する場合は、常套手段に従って製剤化することができる。例えば、該抗体またはその抗原結合断片は、IgA化し分泌成分を結合した後、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤などとして経口的に、あるいは水もしくはそれ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液、または懸濁液剤などの注射剤の形で非経口的に使用できる。例えば、該抗体またはその抗原結合断片を生理学的に認められる公知の担体、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤、結合剤などとともに一般に認められた製剤実施に要求される単位用量形態で混和することによって製造することができる。これら製剤における有効成分量は指示された範囲の適当な用量が得られるようにするものである。
また、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、他の細胞増殖抑制剤とともに使用され得る。例えば、本発明の抗体またはその抗原結合断片は、抗癌剤としての治療効果をより高めるために、薬学的に許容し得る細胞増殖抑制剤と同時に、逐次的に、または個別に、治療を必要とする対象または患者に投与されることができる。
本発明において使用され得る「細胞増殖抑制剤」の例としては、アルキル化剤、代謝拮抗剤、分子標的薬、植物アルカロイド、抗癌性抗生物質、プラチナ製剤等が挙げられるが、これらに限定されない。
アルキル化剤の例としては、イホスファミド、シクロフォスファミド、ダカルバシン、テモゾロミド、ニムスチン、ブスルファン、プロカルバジン、メルファラン、ラニムスチン等が挙げられるが、これらに限定されない。
代謝拮抗剤の例としては、エノシタビン、カペシタビン、カルモフール、クラドリピン、ゲムシタビン、シタラビン、シタラビンオクホスファート、テガフール、テガフールウラシル、TS−1、ドキシフルリジン、ネララビン、ヒドロキシカルバミド、フルオロウラシル、フルダラビン、ペメトレキセド、ペントスタチン、メルカプトプリン、メトトレキサート等が挙げられるが、これらに限定されない。
分子標的薬の例としては、ゼヴァリン、イマチニブ、エルロチニブ、ゲフィチニブ、スニチニブ、セツキシマブ、ソラフェニブ、ダサチニブ、トラスツズマブ、トレチノイン、パニツムマブ、ベバシズマブ、ボルテゾミブ、リツキシマブ等が挙げられるが、これらに限定されない。
植物アルカロイドの例としては、イリノテカン、エトポシド、ソブゾキサン、ドセタキセル、ノギテカン、パクリタキセル、ビノレルビン、ビンクリスチン、ビンデシン、ビンブラスチン等が挙げられるが、これらに限定されない。
抗癌性抗生物質の例としては、アクチノマイシンD、アクラルビシン、アムルビシン、イダルビシン、エピルビシン、スマンクス、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、ブレオマイシン、ペプロマイシン、マイトマイシンC、ミトキサントロン、ドキシル等が挙げられるが、これらに限定されない。
プラチナ製剤の例としては、オキサリプラチン、シスプラチン、カルボプラチン、ネダプラチン等が挙げられるが、これらに限定されない。
「薬学的に許容し得る」という用語は、正常な医学的判断の範囲内で、合理的な利益/リスク比を有し、過度の毒性、刺激、アレルギー応答、またはその他の問題もしくは合併症を示すことのない、ヒトおよび動物の組織と接触させて使用するのに適した、化合物、材料、組成物、および/または剤形を指すために、本明細書において利用される。
本発明の腫瘍の予防または治療のための医薬組成物の投与経路は、周知の方法、例えば、静脈内、腹膜内、脳内、皮下、筋肉内、眼内、動脈内、脳内脊髄、または病巣内経路での注射または注入、または徐放系による。またさらに、該抗体またはその抗原結合断片を直接腫瘍部位へ投与する手段として、カテーテル等による投与等も可能である。
また、本発明の腫瘍の予防または治療のための医薬は、例えば、緩衝剤(例えば、リン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液)、無痛化剤(例えば、塩化ベンザルコニウム、塩酸プロカインなど)、安定剤(例えば、ヒト血清アルブミン、ポリエチレングリコールなど)、保存剤(例えば、ベンジルアルコール、フェノールなど)、酸化防止剤などと配合してもよい。調製された注射液は通常、適当なアンプルに充填される。このようにして得られる製剤は安全で低毒性であるので、ヒトを含む哺乳動物に対して投与することができる。該抗体またはその抗原結合断片またはその塩の投与量は、投与対象、症状、投与方法などにより差異はあるが、経口投与の場合、一般的に例えば、子宮内膜症患者または子宮腺筋症患者(60kgとして)においては、一日につき約0.1~100mg、好ましくは約1.0~50mg、より好ましくは約1.0~20mgである。非経口的に投与する場合は、その投与量は投与対象、症状、投与方法などによっても異なるが、例えば注射剤の形では、通常、例えば60kgの患者に対して、一日につき約0.01~30mg程度、好ましくは約0.1~20mg程度、より好ましくは約0.1~10mg程度を静脈注射により投与することができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に記載するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されない。
[実施例1]
(1)免疫原の調製
抗CD44v9モノクローナル抗体を作製するために必要な抗原として、GFP融合CD44R1発現ラット肝癌細胞株RH7777細胞株を作製(樹立)した。CD44R1をコードするcDNAの全長を公知の方法を用いて組み込み融合蛋白として発現させ、発現が強いものを薬剤選択性および限界希釈法にて単一クローン化し安定発現株とした。
(2)動物の免疫と抗体産生細胞の調製
ラット(F344/N、雌)3匹に、(1)に示した方法で作製された抗原を免疫して、その脾臓より抗体産生細胞を採取した。免疫は、ラットの皮下に抗原としてGFP−CD44R1発現RH7777細胞3×106個を投与することにより行った。抗原の投与は、1回目の投与の3週間後および6週間後に2回行った。脾細胞を骨髄腫細胞との融合に供するにあたって、抗原の最終投与後3日後に、免疫したラットより脾臓を摘出し脾細胞を採取した。脾臓を血清無添加の基礎培地(以下洗浄用培地という。)中で細断し、遠心分離して細胞を回収後、トリス−塩化アンモニウム緩衝液(pH7.65)で3~5分間処理し赤血球の除去を行い、洗浄用培地で洗浄した後に融合用脾細胞として用いた。
(3)ハイブリドーマの作製
実施例1(2)で得られたマウス脾細胞とマウス骨髄腫細胞株X63とを4:1の比率で混合し、遠心分離(1,200rpm、5分)した後、上清を捨て、沈澱した細胞群をよくほぐした後、攪拌しながら、37℃で、ポリエチレングライコール−1500(PEG−1500)2g、DMEM培地2mlおよびジメチルスルホキシド0.7mlの混液を0.2~1ml/108個マウス脾細胞の割合で加え、さらに1~2分間毎にDMEM培地1~2mlを数回加えた後、DMEM培地を加えて全量が50mlになるようにした。遠心分離(900rpm、5分)後、上清を捨てHAT培地100ml中に細胞をゆるやかに懸濁した。この懸濁液を96ウェル培養用プレートに100μl/ウェルずつ分注し、5%CO2インキュベーター中、37℃で10~14日間培養した。
(4)抗体スクリーニング
GFP融合CD44R1発現ベクター(GFP−sCD44R1)をトランスフェクションしたHEK293F細胞の培養上清に含まれる、1μg/mlのCD44R1細胞外領域断片蛋白質をELISA用96穴プレート(住友ベークライト)に40μl加え、4℃にて一晩インキュベートした。3%脱脂粉乳溶液を100μl加えて37℃で1時間ブロッキングしたのち、実施例1(3)で得られたハイブリドーマ培養上清を40μl加え37℃で2時間インキュベートした。PBSで1回、0.05%Tween20−PBS(T−PBS)で5回、さらにPBSで1回洗浄後、HRP標識抗体(Dako)を800~3000倍希釈し40μlずつ加え、37℃で45分間反応させた。PBSで1回、0.05%T−PBSで5回、さらにPBSで1回洗浄後、基質溶液Sure BlueTM TMB Microwell Peroxidase Substrate(1−Component)(KPL)を各穴に50μl加えて発色させた。適度に発色した時点で0.5N硫酸を70mlずつ加えて反応を停止し、Microplate Reader Model 550(BIO−RAD)にて各穴の吸光度(OD450)を測定した。吸光度が0.3以上の陽性反応を示したハイブリドーマを1次スクリーニングとして選択した。
得られたハイブリドーマ培養上清をGFP−CD44R1トランスフェクタントと反応させ、FACS解析を行うことによりCD44R1特異的抗体を産生しているかの2次スクリーニングを行った。FACSの反応は96ウェルプレートにて行った。トランスフェクタントを2.5×105~3×106個/ウェルになるように50μlずつチューブに分注した。この細胞浮遊液にハイブリドーマの培養上清50μlを加え、氷冷化で60分反応させた。チューブに0.2%BSA−PBS 200~500μlを加え、190g、4℃で5分間遠心し上清を捨てる操作を3回繰り返して洗浄した後、2次抗体としてFITC標識抗ラット抗体を添加し遮光氷冷下で45分間反応させた。ウェルを遠心し洗浄した後0.2%BSA−PBS 500μlに懸濁し、40μmのナイロンメッシュを通した。死細胞を除くために測定直前にDAPIを1mg/mlの濃度になるよう添加し、BDLSR(Becton Dickinson)にて蛍光強度を測定した。図1に示すように、GFP−CD44R1トランスフェクタントに陽性反応を示すクローンを選別し、抗CD44R1抗体産生ハイブリドーマ株を樹立した。
得られた抗体の認識部位を同定するために、大腸菌により発現させたGST融合CD44v8−10、CD44v8−9、CD44v8およびHis融合CD44v9−10、CD44v9の精製蛋白質を固相化抗原として用いたELISAを行った。図2に示すように、LGadh01−01およびLGadh01−02はCD44v8以外の全ての断片蛋白質と反応したことから、CD44v9特異的に結合する抗体であると結論付けられた。
(5)モノクローナル抗体の精製
プリスタン処理した8週令ヌード雄マウス(KSN)に実施例1(4)で得られたハイブリドーマ株を1×107細胞/匹それぞれ腹腔内注射した。10~21日後に、ハイブリドーマは腹水癌化した。腹水のたまったマウスから腹水を採取し、遠心分離(2000rpm、5分、4℃)した後50%飽和硫酸アンモニウムにて塩析し、沈渣を溶かして10000g、4℃で10分間遠心した。プレフィルター、メンブランフィルター(0.22μm)を通過させた後、Protein G(GEヘルスケアバイオサイエンス)を用いて液体クロマトグラフィーシステム▲A▼KTAにより精製し、抗CD44v9モノクローナル抗体とした。
[実施例2]
(1)FACSによるモノクローナル抗体の結合部位の確認
細胞をPBSにて2.5×105~1×106cells/wellになるように調整し、50μLずつチューブに分注した。この細胞浮遊液にハイブリドーマ上清または濃度調整した精製抗体50μLを加え、氷冷下で60分反応させた。0.2%BSA−PBS 200~500μLを加え、9,100g、4℃でフラッシュする洗浄を3回行い、細胞ペレットにFITC標識またはPE標識の二次抗体(1%BSA−PBSで200倍希釈)を50μL加え、遮光氷冷下45分間反応させた。遠心洗浄後、0.2%BSA−PBS 500μLにサスペンドし、40 μmのナイロンメッシュ(BD Falcon #35−2340)を通した後、死細胞を除くため測定直前にDAPIを0.5μg/mLの濃度になるように添加し、BD−LSR(Becton Dickinson)にて測定した。図3のヒストグラムにて矢印で示すように、LGadh01−01モノクローナル抗体及びLGadh01−02モノクローナル抗体がCD44 variant9に特異的に結合することが認められた。
(2)ファージディスプレイによるモノクローナル抗体の認識エピトープ解析
10μg/mLに調整した精製抗体を50μl/wellでELISAプレート(MS−7296F)に固相化した。BioLabsのPh.D−7ランダムペプチドライブラリーを用い、結合ファージを得た。このバイオパニング操作を3回繰り返し、回収ファージの塩基配列をDNAシーケンスで解読、アミノ酸配列に変換した。LGadh01−01モノクローナル抗体が最も頻度高く結合した配列としてTPLEEDK(配列番号10)が得られ、ヒトCD44variant9領域と比較したところ、LEEDK(配列番号11)が共通であった。配列番号10のアミノ酸配列の両端にヒトCD44variant9の2アミノ酸を加えた合成ペプチドEGLEEDKDH(配列番号12)との反応をELISAで調べた結果、LGadh01−01モノクローナル抗体及びLGadh01−02モノクローナル抗体が結合することが認められた。ただし、LGadh01−02モノクローナル抗体は配列番号10をもつファージと反応しなかったため、LGadh01−01モノクローナル抗体とLGadh01−02モノクローナル抗体のエピトープは異なることが認められた。
(3)免疫組織染色法によるヒト乳癌組織におけるCD44v9の発現量の検討
ホルマリン固定後パラフィン包埋された検体組織切片のアレイスライドを、60℃で1時間加熱した後、コプリンジャー内でキシレンに30分間浸し、さらに新しいキシレンで2回洗浄することで脱パラフィン化した。一連の段階的濃度(100%~75%)のエタノールで処理した後、切片を純水で再水和した。スライドを10mMクエン酸緩衝液(pH6.0)に浸し、続いて電子レンジ(700W)に7分間かけ、30分間室温で放冷した。スライドをTBST(25mM Tris−HCl pH7.4,130mMNaCl,2.5mMKCl,0.1%Tween20)で5分間3回洗浄した後、メタノールで3%に希釈した過酸化水素水に15分間浸した。TBSTで5分間3回洗浄した後、TBSTで10%に希釈した正常ウサギ血清とともにインキュベートした。正常ウサギ血清を除いた後、TBSTで1.5%に希釈した正常ウサギ血清を用い0.2μg/mLになるよう希釈したLGadh01−01モノクローナル抗体をスライドに滴下し、室温で1時間インキュベートした。スライドをTBSTで5分間3回洗浄した後、二次抗体として、TBSTで1.5%に希釈した正常ウサギ血清で200倍に希釈したビオチン標識抗ラットイムノグロブリン・ウサギポリクローナル抗体(DAKO #E0468)とともに室温で1時間インキュベートした。スライドをTBSTで5分間3回洗浄した後、VECTASTAIN Elite ABC Standard Kit(VECTOR LABORATORIES # PK−6100)を用いて添付のプロトコルに従い作成したアビジンDHとビオチン標識ペルオキシダーゼHの混合液とともに30分間室温でインキュベートした。スライドをTBSTで5分間3回洗浄した後、Metal Enhanced DAB Substrate Kit(PIERCE #34065)を用いて添付のプロトコルに従い発色基質溶液を作成し、スライドに滴下することで呈色反応を生じさせた。スライドをTBSTに浸すことで呈色反応を停止させた後、対比染色としてヘマトキシリン3G(サクラファインテック#8656)を用いて核を染色した。段階的濃度のエタノール(75%~100%)によって脱水し、キシレンによって透徹させた。封入のためにマウントクイック(大道産業#DM−01)を用いて、スライドにカバースリップを乗せた。BX51−34−FL−1(オリンパス)を用い、スライドの検鏡を行った。図4に示すように、乳癌組織中の癌細胞の細胞膜にLGadh01−01モノクローナル抗体の結合が認められた。表1は乳癌組織アレイHuman,Breast cancer−metastasis−normal(Super Bio Chip #CBA3)のLGadh01−01抗体染色をまとめたものである。各組織のシグナル強度を比較し、シグナルなしを0、シグナルありの場合、その強度を1+、2+、3+の3段階でスコア化した。全体的に35人の患者の原発巣の約54%がCD44 variant9抗原に対し陽性であった。悪性度の高いサブタイプ(subtype)であるトリプルネガティブ(Triple Negative;TN)乳癌(HER2陰性、ER陰性、PR陰性)の患者では、13人のうち9人が陽性であった。また、リンパ節転移巣においては10人の患者のうち7人が陽性であった。
(4)癌細胞株におけるCD44v9の発現量の検討
FACS法によりLGadh01−01モノクローナル抗体を用いてヒト乳癌細胞株7種および非癌細胞2種におけるCD44 variant9の発現量を測定した。図5に示すように、CD44 variant9は非癌細胞に比べ、乳癌細胞で優位に高発現していることが認められた。また、大腸癌、肺癌、膵癌、皮膚癌、子宮頸癌、舌癌細胞においても高発現が認められ、CD44 variant9が癌細胞で特異的に発現していることが示唆された。
(5)CD44アイソフォームとxCTの細胞膜上での共局在
CD44アイソフォームの機能としてROSの抵抗性への関与が示された。ROSの制御においては、生体内の主要な抗酸化物質のひとつであるGSHの合成を促進し細胞内の活性酸素種の還元へ関与しているxCTが知られていることから、CD44アイソフォームとxCTの相互作用について検討を行った。
ヒト大腸癌細胞HCT116に対して、CD44 siRNA(CD44v9を含むCD44アイソフォームを標的とするsiRNA)あるいはコントロールとしてヒトの配列に相同性を持たないsiRNA(luciferase由来)を、RNAiMAX(Invitrogen)を用いてトランスフェクションした。37℃で3日間培養後、4%パラフォルムアルデヒドにより固定した。抗CD44ラットモノクローナル抗体(CD44v9を含むCD44アイソフォームに結合する抗体)あるいは抗xCTラットモノクローナル抗体を室温で60分間反応させ、その後PBSで3回洗浄した。Alexa Fluor488−conjugated2次抗体(Invitrogen)あるいはTexas red−conjugated2次抗体(Invitrogen)を、室温で60分間反応させ、その後PBSで3回洗浄した。さらに対比染色として、Hoechst33342(Invitrogen)により核染色を行い、Biorevo BZ−9000蛍光顕微鏡(Keyence)を用いて、観察を行った。
図6上段に示すように、Control siRNAで処理した細胞の染色結果から、CD44v9を含むCD44アイソフォームとxCTが細胞膜上で共発現していることが認められた。さらに下段に示すように、CD44 siRNAで処理した細胞においては、CD44アイソフォームのノックダウンにより、xCTの膜上の発現の減衰が認められた。以上のことから、CD44アイソフォームとxCTは膜上で共発現し、CD44アイソフォームがxCTの膜上での安定化に関与していることが示唆された。
さらに、免疫沈降法によるCD44アイソフォームとxCTの相互作用の検討を行った。CD44R1を発現するpRc−CMVベクター、CD44sを発現するpRc−CMVベクター、および空のベクターをFuGene(Roche Diagnostics)を用いてトランスフェクションした。37℃で24時間培養後、プロテアーゼ阻害剤入りのRIPA bufferで溶解し、蛋白質抽出液を取得した。抗xCTラットモノクローナル抗体を加え、氷上で1時間作用させた。その後G−Sepharose beads(GE Healthcare)を加え、1時間反応させた。遠心後上清を除去し、RIPA bufferにより3回洗浄を行った。その後、抗CD44ウサギポリクローナル抗体および抗xCTウサギポリクローナル抗体によるWestern blot法で、CD44とxCTの複合体形成状態を解析した。検出はChemiluminescence Reagent Plus(Perkin−Elmer)を用いて行った。図7に示すように、CD44R1を発現するpRc−CMVベクター、CD44sを発現するpRc−CMVベクターをトランスフェクションした細胞において、それぞれ標的蛋白質が強制発現されていることを確認された。それらの細胞に対し、抗xCT抗体を用いて免疫沈降した結果、CD44R1を強制発現させた細胞において、バンドが検出されたことから、xCTはCD44R1と複合体を形成していることが認められ、一方CD44sを強制発現させた細胞においては、バンドが検出されず、xCTとの相互作用はCD44R1特異的な現象であることが示唆された。
(6)CD44アイソフォームの活性酸素種(ROS)への抵抗性効果の検討
ヒト大腸癌細胞HCT116に対して、CD44 siRNA(CD44v9を含むCD44アイソフォームを標的とするsiRNA)あるいはコントロールとしてヒトの配列に相同性を持たないsiRNA(luciferase由来)を、RNAiMAX(Invitrogen)を用いてトランスフェクションした。37℃で3日間培養後、0.5mM過酸化水素水(H2O2)を20分作用させ、その後10μM DCFH−DA(Molecular Probes,Invitrogen)試薬を37℃で15分間作用させた。FACSを用いてDCFの蛍光を測定し、細胞内のROS蓄積量を解析した。図8に示すように、Control siRNA処理群に過酸化水素水を加えてもDCF蛍光値は低くROSは蓄積していないのに対し、CD44 siRNA処理によりCD44アイソフォームをノックダウンした細胞に過酸化水素水を加えるとROSが蓄積していることが確認され、CD44アイソフォームがROS抵抗性へ関与していることが認められた。
(7)モノクローナル抗体と従来の細胞増殖抑制剤の併用効果の検討
5種の臓器の癌細胞株を標的抗原とし、乳癌細胞株、肺癌細胞株、大腸癌細胞株、膵臓癌細胞株、および子宮頸癌細胞株を、96well plateに播種した。37℃で24時間培養後、培地を取り除き、LGadh01−01モノクローナル抗体10μg/mlおよび本発明において好ましい各細胞増殖抑制剤(代謝拮抗剤の5FUおよびゲムシタビン、微小管脱重合阻害薬のタキソテール、アルキル化剤のオキサリプラチン、トポイソメラーゼ阻害薬のドキソルビシン)を0~300μMの範囲の用量で調整した培地を150μl/wellで加えた。37℃で3日間培養後、培地を取り除き、アラマーブルー試薬(Invitrogen)を10倍に希釈した培地を150μl/wellで加えた。37℃で2時間培養後、Infinite M200(TECAN)を用いて590nmにおける蛍光強度を測定した。図9に示すように細胞増殖抑制剤の単剤の効果に比べ、LGadh01−01モノクローナル抗体の併用による抗腫瘍効果の強化が検出された。評価に使用したいずれの細胞増殖抑制剤においても増強効果が見られ、LGadh01−01モノクローナル抗体の作用により、xCTの薬剤排出能が抑えられたことが示唆された。
(8)モノクローナル抗体の抗体依存性細胞障害活性の検討
ベノジェクトII真空採血管(テルモ#VP−H100K)に採血したヒト末梢血6mLを、リンフォセパールI(IBL#23010)4mLに対し静かに重層し、1800rpmで30分遠心して分離した単核球の層を回収した。PBSで倍量に希釈し、200gで10分間遠心した。ペレットにPBSを加え、200gで10分間遠心する洗浄し、適切な細胞密度になるよう培地で懸濁した細胞をエフェクター細胞とした。一方、標的細胞としてBT20細胞を2×105cells/mLとなるように培地で調整した。丸底96well plateに予めLGadh01−01ヒトキメラ抗体50μLずつ分注し、標的細胞液を50μL加えた。4℃で15分インキュベート後、1500rpmで3分遠心して、上清を捨てる。エフェクター細胞液100μLを加え、1200rpmで1分遠心して37℃で4時間インキュベートした。インキュベート後、1200rpmで3分遠心し、上清50μLを平底96well plateに移した。Substrate mix(Cytotox96 Non−Radioactive cytotoxicity assay(Promega #G1780))を50μL/wellで加え、30分静置した。Stop solutionを50μl/well加え、Infinite M200(TECAN)を用いて490nmにおける吸光度を測定し、次の式で細胞障害率を算出した。細胞障害率(%)=(sample release − spontaneous release)/(total release − spontaneous release)×100。図10に示すようにLGadh01−01モノクローナル抗体のADCC活性が検出された。エフェクター/ターゲット比依存的な活性および抗体濃度依存的な活性が認められた。
(9)モノクローナル抗体のin vivoでの抗腫瘍効果の検討
ヒト舌癌細胞HSC−3をKSNヌードマウスに皮下投与し、腫瘍を形成させた。腹腔内にプリスタン500ul/匹を投与後、マウスを16匹と15匹の群に分けた。16匹の群の腹腔内にハイブリドーマLGadh01−01を投与し、15匹の群の腹腔内に陰性コントロールとして、HSC−3に結合しない抗マウスCD44抗体を産生するハイブリドーマを投与し、腹水が貯留した時点で各マウスの腫瘍容量を測定した。図11に示すように、陰性コントロール群に比べ、ハイブリドーマLGadh01−01投与群で腫瘍の増殖抑制が認められた。
4×106cellsのヒト大腸癌細胞HT29を100μLのMatrigelで懸濁し、Balb/cヌード雌マウスに皮下投与した。その4日後にLGadh01−01ラットモノクローナル抗体の投与を開始し、抗体は1mg/mouseで週2回投与を2週間続け、投与毎に腫瘍容量を測定した。図12に示すように、陰性コントロールのPBS投与群に比べ、LGadh01−01投与群で腫瘍の増殖抑制が認められた。
(配列表中の配列の説明)
配列番号:1 LGadh01−01軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)
配列番号:2 LGadh01−01軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)
配列番号:3 LGadh01−01軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)
配列番号:4 LGadh01−01重鎖相補性決定領域1(CDRH1)
配列番号:5 LGadh01−01重鎖相補性決定領域2(CDRH2)
配列番号:6 LGadh01−01重鎖相補性決定領域3(CDRH3)
配列番号:7 LGadh01−02重鎖相補性決定領域1(CDRH1)
配列番号:8 LGadh01−02重鎖相補性決定領域2(CDRH2)
配列番号:9 LGadh01−02重鎖相補性決定領域3(CDRH3)
配列番号:10 LGadh01−01が特異的に結合するアミノ酸配列
配列番号:11 配列番号10のアミノ酸配列と配列番号12のアミノ酸配列とに共通するアミノ酸配列
配列番号:12 LGadh01−01およびLGadh01−02が特異的に結合するアミノ酸配列
(1)免疫原の調製
抗CD44v9モノクローナル抗体を作製するために必要な抗原として、GFP融合CD44R1発現ラット肝癌細胞株RH7777細胞株を作製(樹立)した。CD44R1をコードするcDNAの全長を公知の方法を用いて組み込み融合蛋白として発現させ、発現が強いものを薬剤選択性および限界希釈法にて単一クローン化し安定発現株とした。
(2)動物の免疫と抗体産生細胞の調製
ラット(F344/N、雌)3匹に、(1)に示した方法で作製された抗原を免疫して、その脾臓より抗体産生細胞を採取した。免疫は、ラットの皮下に抗原としてGFP−CD44R1発現RH7777細胞3×106個を投与することにより行った。抗原の投与は、1回目の投与の3週間後および6週間後に2回行った。脾細胞を骨髄腫細胞との融合に供するにあたって、抗原の最終投与後3日後に、免疫したラットより脾臓を摘出し脾細胞を採取した。脾臓を血清無添加の基礎培地(以下洗浄用培地という。)中で細断し、遠心分離して細胞を回収後、トリス−塩化アンモニウム緩衝液(pH7.65)で3~5分間処理し赤血球の除去を行い、洗浄用培地で洗浄した後に融合用脾細胞として用いた。
(3)ハイブリドーマの作製
実施例1(2)で得られたマウス脾細胞とマウス骨髄腫細胞株X63とを4:1の比率で混合し、遠心分離(1,200rpm、5分)した後、上清を捨て、沈澱した細胞群をよくほぐした後、攪拌しながら、37℃で、ポリエチレングライコール−1500(PEG−1500)2g、DMEM培地2mlおよびジメチルスルホキシド0.7mlの混液を0.2~1ml/108個マウス脾細胞の割合で加え、さらに1~2分間毎にDMEM培地1~2mlを数回加えた後、DMEM培地を加えて全量が50mlになるようにした。遠心分離(900rpm、5分)後、上清を捨てHAT培地100ml中に細胞をゆるやかに懸濁した。この懸濁液を96ウェル培養用プレートに100μl/ウェルずつ分注し、5%CO2インキュベーター中、37℃で10~14日間培養した。
(4)抗体スクリーニング
GFP融合CD44R1発現ベクター(GFP−sCD44R1)をトランスフェクションしたHEK293F細胞の培養上清に含まれる、1μg/mlのCD44R1細胞外領域断片蛋白質をELISA用96穴プレート(住友ベークライト)に40μl加え、4℃にて一晩インキュベートした。3%脱脂粉乳溶液を100μl加えて37℃で1時間ブロッキングしたのち、実施例1(3)で得られたハイブリドーマ培養上清を40μl加え37℃で2時間インキュベートした。PBSで1回、0.05%Tween20−PBS(T−PBS)で5回、さらにPBSで1回洗浄後、HRP標識抗体(Dako)を800~3000倍希釈し40μlずつ加え、37℃で45分間反応させた。PBSで1回、0.05%T−PBSで5回、さらにPBSで1回洗浄後、基質溶液Sure BlueTM TMB Microwell Peroxidase Substrate(1−Component)(KPL)を各穴に50μl加えて発色させた。適度に発色した時点で0.5N硫酸を70mlずつ加えて反応を停止し、Microplate Reader Model 550(BIO−RAD)にて各穴の吸光度(OD450)を測定した。吸光度が0.3以上の陽性反応を示したハイブリドーマを1次スクリーニングとして選択した。
得られたハイブリドーマ培養上清をGFP−CD44R1トランスフェクタントと反応させ、FACS解析を行うことによりCD44R1特異的抗体を産生しているかの2次スクリーニングを行った。FACSの反応は96ウェルプレートにて行った。トランスフェクタントを2.5×105~3×106個/ウェルになるように50μlずつチューブに分注した。この細胞浮遊液にハイブリドーマの培養上清50μlを加え、氷冷化で60分反応させた。チューブに0.2%BSA−PBS 200~500μlを加え、190g、4℃で5分間遠心し上清を捨てる操作を3回繰り返して洗浄した後、2次抗体としてFITC標識抗ラット抗体を添加し遮光氷冷下で45分間反応させた。ウェルを遠心し洗浄した後0.2%BSA−PBS 500μlに懸濁し、40μmのナイロンメッシュを通した。死細胞を除くために測定直前にDAPIを1mg/mlの濃度になるよう添加し、BDLSR(Becton Dickinson)にて蛍光強度を測定した。図1に示すように、GFP−CD44R1トランスフェクタントに陽性反応を示すクローンを選別し、抗CD44R1抗体産生ハイブリドーマ株を樹立した。
得られた抗体の認識部位を同定するために、大腸菌により発現させたGST融合CD44v8−10、CD44v8−9、CD44v8およびHis融合CD44v9−10、CD44v9の精製蛋白質を固相化抗原として用いたELISAを行った。図2に示すように、LGadh01−01およびLGadh01−02はCD44v8以外の全ての断片蛋白質と反応したことから、CD44v9特異的に結合する抗体であると結論付けられた。
(5)モノクローナル抗体の精製
プリスタン処理した8週令ヌード雄マウス(KSN)に実施例1(4)で得られたハイブリドーマ株を1×107細胞/匹それぞれ腹腔内注射した。10~21日後に、ハイブリドーマは腹水癌化した。腹水のたまったマウスから腹水を採取し、遠心分離(2000rpm、5分、4℃)した後50%飽和硫酸アンモニウムにて塩析し、沈渣を溶かして10000g、4℃で10分間遠心した。プレフィルター、メンブランフィルター(0.22μm)を通過させた後、Protein G(GEヘルスケアバイオサイエンス)を用いて液体クロマトグラフィーシステム▲A▼KTAにより精製し、抗CD44v9モノクローナル抗体とした。
[実施例2]
(1)FACSによるモノクローナル抗体の結合部位の確認
細胞をPBSにて2.5×105~1×106cells/wellになるように調整し、50μLずつチューブに分注した。この細胞浮遊液にハイブリドーマ上清または濃度調整した精製抗体50μLを加え、氷冷下で60分反応させた。0.2%BSA−PBS 200~500μLを加え、9,100g、4℃でフラッシュする洗浄を3回行い、細胞ペレットにFITC標識またはPE標識の二次抗体(1%BSA−PBSで200倍希釈)を50μL加え、遮光氷冷下45分間反応させた。遠心洗浄後、0.2%BSA−PBS 500μLにサスペンドし、40 μmのナイロンメッシュ(BD Falcon #35−2340)を通した後、死細胞を除くため測定直前にDAPIを0.5μg/mLの濃度になるように添加し、BD−LSR(Becton Dickinson)にて測定した。図3のヒストグラムにて矢印で示すように、LGadh01−01モノクローナル抗体及びLGadh01−02モノクローナル抗体がCD44 variant9に特異的に結合することが認められた。
(2)ファージディスプレイによるモノクローナル抗体の認識エピトープ解析
10μg/mLに調整した精製抗体を50μl/wellでELISAプレート(MS−7296F)に固相化した。BioLabsのPh.D−7ランダムペプチドライブラリーを用い、結合ファージを得た。このバイオパニング操作を3回繰り返し、回収ファージの塩基配列をDNAシーケンスで解読、アミノ酸配列に変換した。LGadh01−01モノクローナル抗体が最も頻度高く結合した配列としてTPLEEDK(配列番号10)が得られ、ヒトCD44variant9領域と比較したところ、LEEDK(配列番号11)が共通であった。配列番号10のアミノ酸配列の両端にヒトCD44variant9の2アミノ酸を加えた合成ペプチドEGLEEDKDH(配列番号12)との反応をELISAで調べた結果、LGadh01−01モノクローナル抗体及びLGadh01−02モノクローナル抗体が結合することが認められた。ただし、LGadh01−02モノクローナル抗体は配列番号10をもつファージと反応しなかったため、LGadh01−01モノクローナル抗体とLGadh01−02モノクローナル抗体のエピトープは異なることが認められた。
(3)免疫組織染色法によるヒト乳癌組織におけるCD44v9の発現量の検討
ホルマリン固定後パラフィン包埋された検体組織切片のアレイスライドを、60℃で1時間加熱した後、コプリンジャー内でキシレンに30分間浸し、さらに新しいキシレンで2回洗浄することで脱パラフィン化した。一連の段階的濃度(100%~75%)のエタノールで処理した後、切片を純水で再水和した。スライドを10mMクエン酸緩衝液(pH6.0)に浸し、続いて電子レンジ(700W)に7分間かけ、30分間室温で放冷した。スライドをTBST(25mM Tris−HCl pH7.4,130mMNaCl,2.5mMKCl,0.1%Tween20)で5分間3回洗浄した後、メタノールで3%に希釈した過酸化水素水に15分間浸した。TBSTで5分間3回洗浄した後、TBSTで10%に希釈した正常ウサギ血清とともにインキュベートした。正常ウサギ血清を除いた後、TBSTで1.5%に希釈した正常ウサギ血清を用い0.2μg/mLになるよう希釈したLGadh01−01モノクローナル抗体をスライドに滴下し、室温で1時間インキュベートした。スライドをTBSTで5分間3回洗浄した後、二次抗体として、TBSTで1.5%に希釈した正常ウサギ血清で200倍に希釈したビオチン標識抗ラットイムノグロブリン・ウサギポリクローナル抗体(DAKO #E0468)とともに室温で1時間インキュベートした。スライドをTBSTで5分間3回洗浄した後、VECTASTAIN Elite ABC Standard Kit(VECTOR LABORATORIES # PK−6100)を用いて添付のプロトコルに従い作成したアビジンDHとビオチン標識ペルオキシダーゼHの混合液とともに30分間室温でインキュベートした。スライドをTBSTで5分間3回洗浄した後、Metal Enhanced DAB Substrate Kit(PIERCE #34065)を用いて添付のプロトコルに従い発色基質溶液を作成し、スライドに滴下することで呈色反応を生じさせた。スライドをTBSTに浸すことで呈色反応を停止させた後、対比染色としてヘマトキシリン3G(サクラファインテック#8656)を用いて核を染色した。段階的濃度のエタノール(75%~100%)によって脱水し、キシレンによって透徹させた。封入のためにマウントクイック(大道産業#DM−01)を用いて、スライドにカバースリップを乗せた。BX51−34−FL−1(オリンパス)を用い、スライドの検鏡を行った。図4に示すように、乳癌組織中の癌細胞の細胞膜にLGadh01−01モノクローナル抗体の結合が認められた。表1は乳癌組織アレイHuman,Breast cancer−metastasis−normal(Super Bio Chip #CBA3)のLGadh01−01抗体染色をまとめたものである。各組織のシグナル強度を比較し、シグナルなしを0、シグナルありの場合、その強度を1+、2+、3+の3段階でスコア化した。全体的に35人の患者の原発巣の約54%がCD44 variant9抗原に対し陽性であった。悪性度の高いサブタイプ(subtype)であるトリプルネガティブ(Triple Negative;TN)乳癌(HER2陰性、ER陰性、PR陰性)の患者では、13人のうち9人が陽性であった。また、リンパ節転移巣においては10人の患者のうち7人が陽性であった。
FACS法によりLGadh01−01モノクローナル抗体を用いてヒト乳癌細胞株7種および非癌細胞2種におけるCD44 variant9の発現量を測定した。図5に示すように、CD44 variant9は非癌細胞に比べ、乳癌細胞で優位に高発現していることが認められた。また、大腸癌、肺癌、膵癌、皮膚癌、子宮頸癌、舌癌細胞においても高発現が認められ、CD44 variant9が癌細胞で特異的に発現していることが示唆された。
(5)CD44アイソフォームとxCTの細胞膜上での共局在
CD44アイソフォームの機能としてROSの抵抗性への関与が示された。ROSの制御においては、生体内の主要な抗酸化物質のひとつであるGSHの合成を促進し細胞内の活性酸素種の還元へ関与しているxCTが知られていることから、CD44アイソフォームとxCTの相互作用について検討を行った。
ヒト大腸癌細胞HCT116に対して、CD44 siRNA(CD44v9を含むCD44アイソフォームを標的とするsiRNA)あるいはコントロールとしてヒトの配列に相同性を持たないsiRNA(luciferase由来)を、RNAiMAX(Invitrogen)を用いてトランスフェクションした。37℃で3日間培養後、4%パラフォルムアルデヒドにより固定した。抗CD44ラットモノクローナル抗体(CD44v9を含むCD44アイソフォームに結合する抗体)あるいは抗xCTラットモノクローナル抗体を室温で60分間反応させ、その後PBSで3回洗浄した。Alexa Fluor488−conjugated2次抗体(Invitrogen)あるいはTexas red−conjugated2次抗体(Invitrogen)を、室温で60分間反応させ、その後PBSで3回洗浄した。さらに対比染色として、Hoechst33342(Invitrogen)により核染色を行い、Biorevo BZ−9000蛍光顕微鏡(Keyence)を用いて、観察を行った。
図6上段に示すように、Control siRNAで処理した細胞の染色結果から、CD44v9を含むCD44アイソフォームとxCTが細胞膜上で共発現していることが認められた。さらに下段に示すように、CD44 siRNAで処理した細胞においては、CD44アイソフォームのノックダウンにより、xCTの膜上の発現の減衰が認められた。以上のことから、CD44アイソフォームとxCTは膜上で共発現し、CD44アイソフォームがxCTの膜上での安定化に関与していることが示唆された。
さらに、免疫沈降法によるCD44アイソフォームとxCTの相互作用の検討を行った。CD44R1を発現するpRc−CMVベクター、CD44sを発現するpRc−CMVベクター、および空のベクターをFuGene(Roche Diagnostics)を用いてトランスフェクションした。37℃で24時間培養後、プロテアーゼ阻害剤入りのRIPA bufferで溶解し、蛋白質抽出液を取得した。抗xCTラットモノクローナル抗体を加え、氷上で1時間作用させた。その後G−Sepharose beads(GE Healthcare)を加え、1時間反応させた。遠心後上清を除去し、RIPA bufferにより3回洗浄を行った。その後、抗CD44ウサギポリクローナル抗体および抗xCTウサギポリクローナル抗体によるWestern blot法で、CD44とxCTの複合体形成状態を解析した。検出はChemiluminescence Reagent Plus(Perkin−Elmer)を用いて行った。図7に示すように、CD44R1を発現するpRc−CMVベクター、CD44sを発現するpRc−CMVベクターをトランスフェクションした細胞において、それぞれ標的蛋白質が強制発現されていることを確認された。それらの細胞に対し、抗xCT抗体を用いて免疫沈降した結果、CD44R1を強制発現させた細胞において、バンドが検出されたことから、xCTはCD44R1と複合体を形成していることが認められ、一方CD44sを強制発現させた細胞においては、バンドが検出されず、xCTとの相互作用はCD44R1特異的な現象であることが示唆された。
(6)CD44アイソフォームの活性酸素種(ROS)への抵抗性効果の検討
ヒト大腸癌細胞HCT116に対して、CD44 siRNA(CD44v9を含むCD44アイソフォームを標的とするsiRNA)あるいはコントロールとしてヒトの配列に相同性を持たないsiRNA(luciferase由来)を、RNAiMAX(Invitrogen)を用いてトランスフェクションした。37℃で3日間培養後、0.5mM過酸化水素水(H2O2)を20分作用させ、その後10μM DCFH−DA(Molecular Probes,Invitrogen)試薬を37℃で15分間作用させた。FACSを用いてDCFの蛍光を測定し、細胞内のROS蓄積量を解析した。図8に示すように、Control siRNA処理群に過酸化水素水を加えてもDCF蛍光値は低くROSは蓄積していないのに対し、CD44 siRNA処理によりCD44アイソフォームをノックダウンした細胞に過酸化水素水を加えるとROSが蓄積していることが確認され、CD44アイソフォームがROS抵抗性へ関与していることが認められた。
(7)モノクローナル抗体と従来の細胞増殖抑制剤の併用効果の検討
5種の臓器の癌細胞株を標的抗原とし、乳癌細胞株、肺癌細胞株、大腸癌細胞株、膵臓癌細胞株、および子宮頸癌細胞株を、96well plateに播種した。37℃で24時間培養後、培地を取り除き、LGadh01−01モノクローナル抗体10μg/mlおよび本発明において好ましい各細胞増殖抑制剤(代謝拮抗剤の5FUおよびゲムシタビン、微小管脱重合阻害薬のタキソテール、アルキル化剤のオキサリプラチン、トポイソメラーゼ阻害薬のドキソルビシン)を0~300μMの範囲の用量で調整した培地を150μl/wellで加えた。37℃で3日間培養後、培地を取り除き、アラマーブルー試薬(Invitrogen)を10倍に希釈した培地を150μl/wellで加えた。37℃で2時間培養後、Infinite M200(TECAN)を用いて590nmにおける蛍光強度を測定した。図9に示すように細胞増殖抑制剤の単剤の効果に比べ、LGadh01−01モノクローナル抗体の併用による抗腫瘍効果の強化が検出された。評価に使用したいずれの細胞増殖抑制剤においても増強効果が見られ、LGadh01−01モノクローナル抗体の作用により、xCTの薬剤排出能が抑えられたことが示唆された。
(8)モノクローナル抗体の抗体依存性細胞障害活性の検討
ベノジェクトII真空採血管(テルモ#VP−H100K)に採血したヒト末梢血6mLを、リンフォセパールI(IBL#23010)4mLに対し静かに重層し、1800rpmで30分遠心して分離した単核球の層を回収した。PBSで倍量に希釈し、200gで10分間遠心した。ペレットにPBSを加え、200gで10分間遠心する洗浄し、適切な細胞密度になるよう培地で懸濁した細胞をエフェクター細胞とした。一方、標的細胞としてBT20細胞を2×105cells/mLとなるように培地で調整した。丸底96well plateに予めLGadh01−01ヒトキメラ抗体50μLずつ分注し、標的細胞液を50μL加えた。4℃で15分インキュベート後、1500rpmで3分遠心して、上清を捨てる。エフェクター細胞液100μLを加え、1200rpmで1分遠心して37℃で4時間インキュベートした。インキュベート後、1200rpmで3分遠心し、上清50μLを平底96well plateに移した。Substrate mix(Cytotox96 Non−Radioactive cytotoxicity assay(Promega #G1780))を50μL/wellで加え、30分静置した。Stop solutionを50μl/well加え、Infinite M200(TECAN)を用いて490nmにおける吸光度を測定し、次の式で細胞障害率を算出した。細胞障害率(%)=(sample release − spontaneous release)/(total release − spontaneous release)×100。図10に示すようにLGadh01−01モノクローナル抗体のADCC活性が検出された。エフェクター/ターゲット比依存的な活性および抗体濃度依存的な活性が認められた。
(9)モノクローナル抗体のin vivoでの抗腫瘍効果の検討
ヒト舌癌細胞HSC−3をKSNヌードマウスに皮下投与し、腫瘍を形成させた。腹腔内にプリスタン500ul/匹を投与後、マウスを16匹と15匹の群に分けた。16匹の群の腹腔内にハイブリドーマLGadh01−01を投与し、15匹の群の腹腔内に陰性コントロールとして、HSC−3に結合しない抗マウスCD44抗体を産生するハイブリドーマを投与し、腹水が貯留した時点で各マウスの腫瘍容量を測定した。図11に示すように、陰性コントロール群に比べ、ハイブリドーマLGadh01−01投与群で腫瘍の増殖抑制が認められた。
4×106cellsのヒト大腸癌細胞HT29を100μLのMatrigelで懸濁し、Balb/cヌード雌マウスに皮下投与した。その4日後にLGadh01−01ラットモノクローナル抗体の投与を開始し、抗体は1mg/mouseで週2回投与を2週間続け、投与毎に腫瘍容量を測定した。図12に示すように、陰性コントロールのPBS投与群に比べ、LGadh01−01投与群で腫瘍の増殖抑制が認められた。
(配列表中の配列の説明)
配列番号:1 LGadh01−01軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)
配列番号:2 LGadh01−01軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)
配列番号:3 LGadh01−01軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)
配列番号:4 LGadh01−01重鎖相補性決定領域1(CDRH1)
配列番号:5 LGadh01−01重鎖相補性決定領域2(CDRH2)
配列番号:6 LGadh01−01重鎖相補性決定領域3(CDRH3)
配列番号:7 LGadh01−02重鎖相補性決定領域1(CDRH1)
配列番号:8 LGadh01−02重鎖相補性決定領域2(CDRH2)
配列番号:9 LGadh01−02重鎖相補性決定領域3(CDRH3)
配列番号:10 LGadh01−01が特異的に結合するアミノ酸配列
配列番号:11 配列番号10のアミノ酸配列と配列番号12のアミノ酸配列とに共通するアミノ酸配列
配列番号:12 LGadh01−01およびLGadh01−02が特異的に結合するアミノ酸配列
本発明の抗体またはその抗原結合断片は、腫瘍特異的に発現し、正常細胞にはほとんど発現しない抗原(すなわち、CD44v9)に対して特異的に結合し、CD44v9発現細胞に対して細胞障害作用を奏するため、副作用の少ない抗癌剤、または腫瘍の予防または治療のための医薬等として特に有用である。
Claims (32)
- CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、前記細胞に対する細胞障害活性を有する抗体またはその抗原結合断片。
- CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、CD44v9とアミノ酸トランスポーターxCTとの相互作用を阻害する活性を有する抗体またはその抗原結合断片。
- (i)細胞内活性酸素種の低下を抑制するか、または
(ii)薬剤の細胞外排出を阻害する、
請求項1または2に記載の抗体またはその抗原結合断片。 - CD44v9に特異的に結合する抗体またはその抗原結合断片であって、
(i)配列番号12のアミノ酸配列、または
(ii)(i)のアミノ酸配列中に1個または数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入、または付加を有するアミノ酸配列、
に対して特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片。 - 配列番号10のアミノ酸配列に特異的に結合する、請求項4に記載の抗体またはその抗原結合断片。
- 配列番号10のアミノ酸配列に特異的に結合しない、請求項4に記載の抗体またはその抗原結合断片。
- CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、前記細胞に対する細胞障害活性を有する、請求項4~6のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
- CD44v9を発現する細胞のCD44v9に特異的に結合し、CD44v9とアミノ酸トランスポーターxCTとの相互作用を阻害する活性を有する、請求項4~6のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
- 前記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
(7)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(8)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(9)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
のうちの少なくとも1つを含む、請求項1~8のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。 - 前記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:1のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号1の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)(i)配列番号:2のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号2の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、および
(3)(i)配列番号:3のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号3の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
を含む少なくとも1つの軽鎖、ならびに
(4)(i)配列番号:4のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号4の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)(i)配列番号:5のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号5の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、および
(6)(i)配列番号:6のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号6の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、請求項1~8のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。 - 前記抗体またはその抗原結合断片が、
(1)(i)配列番号:7のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号7の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(2)(i)配列番号:8のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号8の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(3)(i)配列番号:9のアミノ酸配列、または(ii)1個もしくは数個のアミノ酸残基の変異を配列番号9の対応する位置に有するアミノ酸配列、を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)、
を含む少なくとも1つの重鎖
を含む、請求項1~8のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。 - モノクローナル抗体である、請求項1~11のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
- ラット、マウス、霊長類、またはヒト抗体である、請求項1~12のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
- キメラ抗体またはヒト化抗体である、請求項1~12のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。
- 以下の(i)または(ii):
(i)受託番号FERM P−21821で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体またはその抗原結合断片、または
(ii)受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体またはその抗原結合断片、
のいずれかである、請求項1~14のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片。 - 請求項1~15のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片をコードする単離された核酸分子。
- 請求項16に記載の核酸分子を含む発現ベクター。
- 請求項16に記載の核酸分子を含む、ハイブリドーマ細胞。
- 請求項1~15のいずれかに記載の抗体を産生する、ハイブリドーマ細胞。
- 受託番号FERM P−21821または受託番号FERM P−21822で特定されるハイブリドーマ細胞。
- 請求項18~20のいずれかに記載のハイブリドーマ細胞を培養し、得られる培養液からCD44v9に特異的に結合する抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法。
- 請求項19または20に記載のハイブリドーマ細胞から抗CD44v9モノクローナル抗体をコードする遺伝子を単離し、該遺伝子を含む発現ベクターを構築し、該発現ベクターを宿主に導入して前記モノクローナル抗体を発現せしめ、得られる宿主、宿主の培養上清または宿主の分泌物からCD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体を採取することを含む、CD44v9に特異的に結合するモノクローナル抗体の製造方法。
- 前記宿主が、大腸菌、酵母細胞、昆虫細胞、哺乳動物細胞、植物細胞、または哺乳動物である、請求項22に記載の製造方法。
- 請求項1~15のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片を含有する組成物であって、CD44v9を発現する細胞に適用して該細胞のアポトーシスを誘導するために使用する、組成物。
- 請求項1~15のいずれかに記載の抗体またはその抗原結合断片を含有する、腫瘍の予防または治療のための医薬。
- 前記腫瘍が、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、黒色腫、腎細胞癌、膀胱癌、白血病、リンパ腫、T細胞リンパ腫、多発性骨髄腫、胃癌、膵臓癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、卵巣癌、食道癌、肝臓癌、頭頸部扁平上皮癌、皮膚癌、尿路癌、前立腺癌、絨毛癌、咽頭癌、喉頭癌、舌癌、口腔癌、胆嚢癌、甲状腺癌、中皮腫、胸膜腫、男性胚腫、子宮内膜過形成、子宮内膜症、胚芽腫、線維肉腫、カポジ肉腫、血管腫、海綿状血管腫、血管芽腫、網膜芽腫、星状細胞腫、神経線維腫、稀突起謬腫、髄芽腫、神経芽腫、神経膠腫、横紋筋肉腫、謬芽腫、平滑筋肉腫、およびウィルムス腫瘍からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項25に記載の医薬。
- 前記腫瘍が、大腸癌、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、脳腫瘍、膀胱癌、リンパ腫、胃癌、膵臓癌、肝臓癌、または前立腺癌である、請求項25に記載の医薬。
- 前記腫瘍が、トリプルネガティブ乳癌(HER2陰性、ER陰性、PR陰性)である、請求項25に記載の医薬。
- 薬学的に許容し得る細胞増殖抑制剤と同時、個別、又は逐次投与するための、請求項25~28のいずれかに記載の医薬。
- 前記細胞増殖抑制剤が、アルキル化剤、代謝拮抗剤、分子標的薬、植物アルカロイド、抗癌性抗生物質、およびプラチナ製剤からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項29に記載の医薬。
- 前記アルキル化剤が、イホスファミド、シクロフォスファミド、ダカルバシン、テモゾロミド、ニムスチン、ブスルファン、プロカルバジン、メルファラン、およびラニムスチンからなる群から選択され、
前記代謝拮抗剤が、エノシタビン、カペシタビン、カルモフール、クラドリピン、ゲムシタビン、シタラビン、シタラビンオクホスファート、テガフール、テガフールウラシル、TS−1、ドキシフルリジン、ネララビン、ヒドロキシカルバミド、フルオロウラシル、フルダラビン、ペメトレキセド、ペントスタチン、メルカプトプリン、およびメトトレキサートからなる群から選択され、
前記分子標的薬が、ゼヴァリン、イマチニブ、エルロチニブ、ゲフィチニブ、スニチニブ、セツキシマブ、ソラフェニブ、ダサチニブ、トラスツズマブ、トレチノイン、パニツムマブ、ベバシズマブ、ボルテゾミブ、およびリツキシマブからなる群から選択され、
植物アルカロイドが、イリノテカン、エトポシド、ソブゾキサン、ドセタキセル、ノギテカン、パクリタキセル、ビノレルビン、ビンクリスチン、ビンデシン、およびビンブラスチンからなる群から選択され、
前記抗癌性抗生物質が、アクチノマイシンD、アクラルビシン、アムルビシン、イダルビシン、エピルビシン、スマンクス、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、ブレオマイシン、ペプロマイシン、マイトマイシンC、ミトキサントロン、およびドキシルからなる群から選択され、
前記プラチナ製剤が、オキサリプラチン、シスプラチン、カルボプラチン、およびネダプラチンからなる群から選択される少なくとも1つである、請求項30に記載の医薬。 - 以下の(1)~(9)からなる群から選択される単離された相補性決定領域(CDR):
(1)配列番号:1のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域1(CDRL1)、
(2)配列番号:2のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域2(CDRL2)、
(3)配列番号:3のアミノ酸配列を含む軽鎖相補性決定領域3(CDRL3)、
(4)配列番号:4のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域1(CDRH1)、
(5)配列番号:5のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域2(CDRH2)、
(6)配列番号:6のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域3(CDRH3)、
(7)配列番号:7のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域1’(CDRH1’)、
(8)配列番号:8のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域2’(CDRH2’)、および
(9)配列番号:9のアミノ酸配列を含む重鎖相補性決定領域3’(CDRH3’)。
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