WO2020095922A1 - ペプチドの血中動態改善方法 - Google Patents

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WO2020095922A1
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大祐 西宮
秀法 矢野
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第一三共株式会社
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    • C07K2319/30Non-immunoglobulin-derived peptide or protein having an immunoglobulin constant or Fc region, or a fragment thereof, attached thereto

Definitions

  • the present invention provides a method for improving blood kinetics of a peptide or a conjugate containing the peptide, a peptide having improved blood kinetics or a conjugate containing the peptide, a peptide having improved blood kinetics or a conjugate containing the peptide.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition including a gate.
  • Non-patent Document 1 Research and development of biologics such as antibody drugs and recombinant proteins has been remarkable, and there are over 200 biologics approved by the US Food and Drug Administration (FDA) (Non-patent Document 1). These indications are spreading to various diseases such as cancer, autoimmune diseases such as rheumatoid arthritis and multiple sclerosis, skin diseases, and neuropathic pain.
  • FDA US Food and Drug Administration
  • autoimmune diseases such as rheumatoid arthritis and multiple sclerosis
  • skin diseases and neuropathic pain.
  • recombinant antibodies such as fragment antibodies and non-antibody scaffolds is becoming active. Since these molecules have a high binding activity to the target protein X, like the antibody drugs, it is expected that when used as a therapeutic drug, high drug efficacy and side effects will be reduced.
  • the molecular weight of the antibody drug is about 150 kDa, while these are characterized by being as small as about 5 to 50 kDa.
  • Recombinant proteins and hormone peptides show high biological activity, but have a short blood half-life due to their small molecular weight. In order to maintain the activity of low molecular weight proteins and peptides for a longer period of time, an approach to extend their blood half-life is required.
  • Non-Patent Document 2 In general, higher molecular weight proteins undergo intracellular degradation following pinocytosis and receptor-mediated endocytosis, and lower molecular weight proteins and peptides are excluded, except for specific elimination pathways by target cells. It disappears from the body through glomerular filtration of the kidney and decomposition during reabsorption. It is known that the molecular weight, shape, charge and the like of low molecular weight proteins and peptides have a great influence on clearance. Therefore, in order to improve the blood half-life of a low molecular weight protein or peptide, an approach of increasing the molecular weight or binding to a protein contained in serum can be considered (Non-Patent Document 2).
  • an antibody has a recycling effect in which the immunoglobulin Fc portion is pumped out into the blood through binding with the fetal Fc receptor (FcRn) in the endosome even when taken up by vascular endothelial cells.
  • FcRn fetal Fc receptor
  • Non-patent Document 3 Focusing on the characteristic property of the Fc region, the Fc fusion has been developed as a blood half-life extension tool for low molecular weight proteins and peptides. Both modification methods have been reported to be applied to proteins and peptides, and several products have been put on the market.
  • Non-patent Document 4 Further improvement in blood exposure of these Fc fusions is required in order to maintain the efficacy as a therapeutic drug.
  • methods for changing the blood half-life or blood exposure of monoclonal antibodies and Fc fusions have been reported. For example, there is a method of changing the blood half-life by changing the affinity between the antibody and FcRn (Non-patent Documents 3 and 5).
  • Non-patent Document 3 it is known that lowering the pI of an antibody leads to extension of blood half-life (Non-patent Document 3), but it is known that those methods can be applied to proteins other than antibodies. Has not been done.
  • Patent Document 1 it has been reported that the stability in blood is improved by adding 4 to 15 acidic amino acids to the N-terminal side of N-acetylgalactosamine-6-sulfate sulfatase.
  • SPINK2 Serine Protease Inhibitor Kazal-type 2
  • SPINK2 Serine Protease Inhibitor Kazal-type 2
  • Its molecular weight is as low as 7 kDa, and it is presumed that when SPINK2 or SPINK2 mutant is administered to an individual, it is rapidly eliminated from the body.
  • the present invention is (1) A conjugate of a peptide which is (i) or (ii) below: (I) from the amino terminus to the carboxyl terminus, 1 to 3 aspartic acid and / or glutamic acid, the amino acid sequence contained in the peptide, and the amino acid sequence contained in the Fc region of an immunoglobulin or a fragment thereof are A conjugate of the peptide, comprising in order; (Ii) from the amino terminus to the carboxyl terminus, 1 to 3 aspartic acid and / or glutamic acid, an amino acid sequence contained in the Fc region of an immunoglobulin or a fragment thereof, and an amino acid sequence contained in the peptide, A conjugate of the peptide, which comprises: (2) The conjugate according to (1), wherein the peptide is a SPINK2 mutant peptide, (3) The conjugate according to (1), wherein the peptide is an antibody or an antigen-binding fragment thereof, (4) The conjugate according to any one of (1) to (3), wherein
  • 1 to 3 aspartic acid and / or glutamic acid are added to the amino acid sequence contained in the peptide or the amino acid sequence contained in the Fc region or a fragment thereof via a linker sequence (1) to (5)
  • the immunoglobulin or a fragment thereof is an Fc region of IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgM, IgA1, IgA2, IgD, and / or IgE or a fragment thereof, (1) to (7)
  • the conjugate described (9) The conjugate according to any one of (1) to (8), wherein the immunoglobulin is human immunoglobulin.
  • the conjugate according to any one of (13) A conjugate according to any one of (1) to (12), characterized in that it binds to a human disease-related target molecule, (14)
  • a composition comprising the conjugate according to any one of (1) to (14), (16) The conjugate according to (1) to (13), wherein the peptide suppresses, inhibits, operates or activates the activity of a target molecule associated with human disease.
  • a pharmaceutical composition comprising the conjugate according to (16) or (17), (19) A method for producing the conjugate according to (1), which comprises the following step (i) or (ii): (I) adding 1 to 3 aspartic acid and / or glutamic acid to the amino-terminal side of the fusion containing the peptide and the Fc region of immunoglobulin or a fragment thereof; (Ii) the amino acid sequence (a) contained in the fusion, and the amino acid sequence (b) consisting of 1 to 3 aspartic acid and / or glutamic acid, and the amino acid sequence (b) is the amino acid sequence ( introducing a polynucleotide containing an amino acid sequence (c) located on the amino-terminal side of a) into cells, culturing the cells, and recovering a conjugate containing the fusion from the culture; (20) The method according to (19), wherein the peptide is a SPINK2 mutant peptide,
  • the method according to any one of (19) to (23), (25) The Fc region or a fragment thereof is directly fused to the peptide, or the amino acid sequence contained in the peptide is directly added to the amino acid sequence contained in the immunoglobulin Fc region or a fragment thereof, ( The method according to any one of 19) to (23), (26) The method according to any one of (19) to (25), wherein the immunoglobulin is IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgM, IgA1, IgA2, IgD, and / or IgE Fc region or a fragment thereof.
  • (31) 1 to 3 aspartic acid and / or glutamic acid are added to the amino terminal side of the fusion via a linker, or 1 to 3 are added to the amino terminal side of the amino acid sequence contained in the fusion.
  • the method according to any one of (19) to (30), wherein the amino acid sequence consisting of acid and / or glutamic acid is directly added.
  • (1A) A method for suppressing the decrease in blood concentration of a SPINK2 variant peptide-containing conjugate over time and / or increasing the blood exposure which comprises the following step (i) or (ii): (I) a step of adding an oligopeptide comprising 1 to several aspartic acid and / or glutamic acid to the amino-terminal side of the conjugate in which the SPINK2 variant peptide is fused to the Fc region of immunoglobulin or a fragment thereof; (Ii) 1 to several aspartic acids and / or glutamic acids are added to the amino terminal side of the amino acid sequence containing the amino acid sequence contained in the SPINK2 variant peptide and the amino acid sequence contained in the Fc region of immunoglobulin or a fragment thereof.
  • Preparing a conjugate comprising the amino acid sequence consisting of (2A) The method according to (1A), wherein the Fc region or a fragment thereof is located on the carboxyl terminal side of the SPINK2 variant peptide,
  • the method according to any one of (1A) to (3A), which is added via (5A) The Fc region or a fragment thereof is directly fused to the SPINK2 variant peptide, or the amino acid sequence contained in the SPINK2 variant peptide is directly added to the amino acid sequence contained in the Fc region of the immunoglobulin.
  • the method according to any one of (1A) to (3A), (6A) The method according to any one of (1A) to (5A), wherein the immunoglobulin is IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgM, IgA1, IgA2, IgD, and / or IgE Fc region or a fragment thereof.
  • (11A) (I) the oligopeptide is directly added to the amino-terminal side of the conjugate, or the amino acid sequence contained in the SPINK2 variant peptide described in (ii) and the Fc region of an immunoglobulin or a fragment thereof The amino terminal side of the amino acid sequence comprising the contained amino acid sequence, 1 to several aspartic acid and / or glutamic acid is directly added, (1A) to (9A) Method, (12A) The method according to any one of (1A) to (11A), wherein the SPINK2 variant peptide binds to a human disease-related target molecule, (13A) The SPINK2 variant peptide suppresses or inhibits the activity of a human disease-related target molecule, wherein the method according to any one of (1A) to (12A), (14A) The method according to any one of (1A) to (13A), wherein the amino acid sequence contained in the SPINK2 variant peptide is (i) or (ii) below: (I) the amino
  • a conjugate of SPINK2 variants in that order, (16A) The conjugate according to (15A), wherein the amino acid sequence contained in the SPINK2 variant peptide is added to the amino acid sequence contained in the Fc region via a linker sequence, (17A) The conjugate according to (15A), wherein the amino acid sequence contained in the SPINK2 variant peptide is directly added to the amino acid sequence contained in the Fc region, (18A) 1 to several aspartic acid and / or glutamic acid are added to the amino acid sequence contained in the SPINK2 variant peptide or the amino acid sequence contained in the Fc region via a linker sequence, (15A) to (17A) The conjugate described in any one of the above, (19A) One to several aspartic acids and / or glutamic acids are directly added to the amino acid sequence contained in the SPINK2 mutant peptide or the amino acid sequence contained in the Fc region, (15A) to (17A) The conjugate described in (20A) The conjugate according to any one of (15A)
  • (21A) The conjugate according to any one of (15A) to (20A), wherein the immunoglobulin is human immunoglobulin.
  • (22A) The conjugate according to any one of (15A) to (21A), wherein the immunoglobulin is human IgG1.
  • (23A) The method according to any one of (15A) to (22A), wherein the immunoglobulin is a wild type or a mutant type, (24A) (15A) to (23A), which has a suppressed decrease in blood concentration over time or an increased blood exposure compared to a conjugate lacking one to several aspartic acid and / or glutamic acid at the amino terminus.
  • the conjugate according to any one of (25A) The conjugate according to any one of (15A) to (24A), characterized in that the SPINK2 variant peptide binds to a human disease-related target molecule
  • (26A) The conjugate according to any one of (15A) to (25A), characterized in that the SPINK2 mutant peptide suppresses or inhibits the activity of a human disease-related target molecule
  • (27A) The conjugate according to any one of (15A) to (26A), wherein the amino acid sequence contained in the SPINK2 mutant peptide is (i) or (ii) below: (I) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 (FIG.
  • the method for improving blood kinetics provided by the present invention suppresses a decrease in blood concentration of a peptide or a conjugate containing the peptide over time, increases blood exposure, etc., and contains the peptide or the conjugate.
  • the drug can be suitably used for treatment or prevention of various diseases.
  • KLK5 inhibitory activity of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion 50% inhibitory concentration: IC 50 showing the FIG.
  • KLK5 inhibitory activity KLK5 at a final concentration of 20 nM and Boc-Val-Pro-Arg-AMC (R & D Systems; ES011) at a final concentration of 100 ⁇ M were used. There was no change in the KLK5 inhibitory activity when 1 to 5 (A) Asp was added or when (B) Asp or Glu was added based on K51028-Fc.
  • the concentration of K51028-Fc in plasma was determined using biotin-labeled anti-SPINK2 antibody (Atlas Antibodies), DyLight650-labeled anti-SPINK2 antibody 6D8 (Daiichi Sankyo Co., Ltd.), and Gyrolab xP Workstation (GYROS PROTEIN Technology).
  • the concentration of K51028-Fc in plasma was measured up to 1 week after the administration and up to 24 hours after the administration of (B).
  • the figure showing that addition of Asp or Glu to K51028-Fc improved the blood kinetics of SPINK2-Fc fusion 5 mg / kg of the test substance was intravenously administered to C57BL / 6J mice, and the test substance concentration in plasma was measured until 24 hours after the administration.
  • the test substance was K51028-Fc, D1-K51028-Fc or E1-K51028-Fc, and the concentration of the test substance was measured using biotin-labeled anti-SPINK2 antibody, DyLight650-labeled anti-SPINK2 antibody 6D8 and Gyrolab xP Workstation.
  • Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide K51028 (SEQ ID NO: 5) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D0-K51028-Fc (SEQ ID NO: 6) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D1-K51028-Fc (SEQ ID NO: 7) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D2-K51028-Fc (SEQ ID NO: 8) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D3-K51028-Fc (SEQ ID NO: 9) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D4-K51028-Fc (SEQ ID NO: 10) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D5-K51028-Fc (SEQ ID NO: 11) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptid
  • nucleotide sequence of primer 1 Nucleotide sequence of primer 2 (SEQ ID NO: 16) Nucleotide sequence of primer 3 (SEQ ID NO: 17) Nucleotide sequence of primer 4 (SEQ ID NO: 18) Nucleotide sequence of primer 5 (SEQ ID NO: 19) Nucleotide sequence of primer 6 (SEQ ID NO: 20) Nucleotide sequence of primer 7 (SEQ ID NO: 21) Nucleotide sequence of primer 8 (SEQ ID NO: 22) Nucleotide sequence of primer 9 (SEQ ID NO: 23) Nucleotide sequence of primer 10 (SEQ ID NO: 24) Nucleotide sequence of primer 11 (SEQ ID NO: 25) Nucleotide sequence of primer 12 (SEQ ID NO: 26) Nucleotide sequence of primer 13 (SEQ ID NO: 27) Nucleotide sequence of primer 14 (SEQ ID NO: 28) Nucleotide sequence of primer 15 (SEQ ID NO: 29)
  • KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D3-K51028-Fc (SEQ ID NO: 45) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D0-K51028-Fc (IgG4P) (SEQ ID NO: 46) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D1-K51028-Fc (IgG4P) (SEQ ID NO: 47) Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D3-K51028-Fc (IgG4P) (SEQ ID NO: 48) As an index the rate of degradation of the peptide substrate, KLK5 inhibitory peptide Fc (IgG2, IgG4P) KLK5 inhibitory activity (50% inhibitory concentration: IC 50) of the fusion diagram showing.
  • KLK5 for the evaluation of KLK5 inhibitory activity, KLK5 at a final concentration of 20 nM and Boc-Val-Pro-Arg-AMC (R & D Systems; ES011) at a final concentration of 100 ⁇ M were used. Even when 1 or 3 Asp was added based on (A) D0-K51028-Fc (IgG2), 1 or 3 Asp was added based on (B) D0-K51028-Fc (IgG4P) In each case, there was no change in KLK5 inhibitory activity. The figure which showed that the blood kinetics of SPINK2-Fc (IgG2) fusion was improved by adding one or more Asp to D0-K51028-Fc (IgG2).
  • D0-K51028-Fc IgG2
  • D1-K51028-Fc IgG2
  • D3-K51028-Fc IgG2
  • concentrations were measured up to 24 hours after administration.
  • anti-SPINK2 antibody labeled with biotin anti-SPINK2 antibody 6D8 labeled with DyLight650, and Gyrolab xP Workstation were used.
  • the “gene” means a nucleic acid molecule containing a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence contained in a protein or a complementary strand thereof, which is composed of a single strand, a double strand or a triple strand or more, and is a DNA.
  • a chain-RNA chain association, a mixture of ribonucleotides and deoxyribonucleotides on one strand, and a double-stranded or triple-stranded or more nucleic acid molecule containing such a strand are also included in the meaning of "gene” ..
  • nucleic acid molecule has the same meaning and are not limited by the number of constituent units such as ribonucleotides, deoxyribonucleotides, nucleotides and nucleosides, and include, for example, DNA. , RNA, mRNA, cDNA, cRNA, probe, oligonucleotide, primer and the like are also included in the range. "Nucleic acid molecule” is sometimes abbreviated as “nucleic acid.”
  • polypeptide In the present invention, “polypeptide”, “peptide” and “protein” have the same meaning.
  • a peptide that recognizes the target molecule X or binds to the target molecule X (hereinafter, the recognition or binding action thereof is collectively referred to as “X-binding activity”) can be referred to as an “X-binding peptide”. .. Further, it recognizes the target molecule X, or binds to the target molecule X, and inhibits or suppresses one or more activities or functions of the target molecule X (hereinafter, those inhibitory or suppressive actions will be summarized.
  • the “X inhibitory activity”) peptide can be referred to as an “X inhibitory peptide”.
  • SPINK2 means Serine Protease Inhibitor Kazal-type 2 and is a 7 kDa protein consisting of a Kazal-like domain having three disulfide bonds.
  • the preferred SPINK2 is of human origin.
  • human SPINK2 SEQ ID NO: 1: FIG. 7 is simply referred to as “SPINK2”.
  • the “site” to which the peptide binds that is, the “site” recognized by the peptide means a continuous or intermittent partial amino acid sequence or partial higher-order structure on the target molecule to which the peptide binds or recognizes. ..
  • such a site can be called an epitope or a binding site on the target molecule.
  • cells also include various cells derived from animal individuals, subcultured cells, primary culture cells, cell lines, recombinant cells, yeasts, microorganisms and the like.
  • SPINK2 mutant means one or more wild-type amino acid sequences of wild-type SPINK2, in which one or more amino acids are replaced with amino acids different from the wild-type. It means a peptide containing an amino acid sequence in which an amino acid is deleted and one or more amino acids not found in the wild type are inserted (hereinafter, referred to as “mutation”).
  • “several” in “1 to several” means 3 to 10.
  • hybridize under stringent conditions means that hybridization is carried out at 65 ° C. in a solution containing 5 ⁇ SSC, and then in an aqueous solution containing 2 ⁇ SSC-0.1% SDS. 65 ° C. for 20 minutes, 0.5 ⁇ SSC-0.1% SDS in an aqueous solution at 65 ° C. for 20 minutes, and 0.2 ⁇ SSC-0.1% SDS in an aqueous solution at 65 ° C. It means that they hybridize for 20 minutes under the respective washing conditions or conditions equivalent thereto.
  • SSC is an aqueous solution of 150 mM NaCl-15 mM sodium citrate, and n ⁇ SSC means n-fold concentrated SSC.
  • Blood dynamics means the pharmacokinetics in the blood circulation, that is, the kinetics (absorption, distribution, etc.) and disappearance (metabolism, excretion, etc.) that the drug administered to an individual takes in the blood circulation over time.
  • Blood exposure amount means a numerical value in which the blood drug concentration at a certain time is represented instead of the area under the blood concentration-time curve.
  • “Improvement of blood kinetics” means suppression of decrease in blood drug concentration over time, prolongation of PK, increase of AUC, prolongation of t 1/2 , elevation of C max , and / or reduction of t max . means.
  • amino acid is an organic compound containing an amino group and a carboxyl group, and preferably means an ⁇ -amino acid contained as a structural unit in a protein, more preferably in a natural protein.
  • more preferred amino acids are Ala, Arg, Asn, Asp, Cys, Gln, Glu, Gly, His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Pro, Ser, Thr, Trp, Tyr and Val. Yes, unless otherwise specified, “amino acid” means these 20 amino acids in total. A total of those 20 amino acids can be called "natural amino acids”.
  • amino acid residue may be abbreviated as “amino acid”.
  • the amino acid is an L-amino acid, a D-amino acid, or a mixture thereof (DL-amino acid), which means the L-amino acid unless otherwise specified.
  • Natural amino acids can be divided into, for example, the following groups based on the nature of their common side chains.
  • Hydrophobic amino acid group Met, Ala, Val, Leu, Ile
  • Neutral hydrophilic amino acid group Cys, Ser, Thr, Asn, Gln
  • Acidic amino acid group Asp, Glu
  • Basic amino acid group His, Lys, Arg
  • Amino acid group that affects the orientation of the main chain Gly, Pro
  • Aromatic amino acid group Trp, Tyr, Phe
  • the classification of natural amino acids is not limited to these.
  • natural amino acids can undergo conservative amino acid substitutions.
  • Constant amino acid substitution means substitution with a functionally equivalent or similar amino acid.
  • Conservative amino acid substitutions in a peptide result in static changes in the amino acid sequence of the peptide.
  • one or more amino acids of similar polarity act functionally equivalently, resulting in a static change in the amino acid sequence of such peptides.
  • substitutions within a group can be considered conservative in structure and function.
  • the role played by a particular amino acid residue can be determined in the context of the three-dimensional structure of the molecule containing the amino acid. For example, a cysteine residue can assume the less polar, oxidized (disulfide) form compared to the reduced (thiol) form.
  • the long aliphatic portion of the arginine side chain may constitute a structurally and functionally important feature.
  • side chains containing aromatic rings can contribute to ion-aromatic or cation-pi interactions.
  • substitution of amino acids having these side chains with amino acids belonging to the acidic or non-polar group may be conservative structurally and functionally.
  • Residues such as proline, glycine, cysteine (disulfide form) can have a direct effect on the backbone conformation and often cannot be replaced without structural distortion.
  • Non-polar amino acid group alanine (hereinafter referred to as “Ala” or simply “A”), valine (hereinafter referred to as “Val” or simply “V”), leucine (hereinafter referred to as “Leu” or simply “ L)), isoleucine (hereinafter “Ile” or simply “I”), proline (hereinafter “Pro” or simply “P”), phenylalanine (“Phe” or simply “F”) ), Tryptophan (hereinafter referred to as “Trp” or simply “W”), methionine (hereinafter referred to as “Met” or simply “M”)
  • Uncharged polar amino acid group glycine (hereinafter referred to as “Gly” or simply “G”), serine (hereinafter referred to as “Ser” or simply “S”), threonine (hereinafter referred to as "Thr” or simply “T”), cysteine (hereinafter “Cys” or simply “C”)
  • Acidic amino acid group aspartic acid (hereinafter referred to as “Asp” or simply “D”), glutamic acid (hereinafter referred to as “Glu” or simply “E”) (4) Basic amino acid group: lysine (hereinafter referred to as “Lys” or simply “K”), arginine (hereinafter referred to as “Arg” or simply “R”), histidine (hereinafter referred to as "His” or simply “”H”)
  • the amino acid may be an amino acid other than the natural amino acid.
  • selenocysteine N-formylmethionine, pyrrolidine, pyroglutamic acid, cystine, hydroxyproline, hydroxylysine, thyroxine, O-phosphoserine, desmosine, ⁇ -alanine, sarcosine, ornithine, creatine, ⁇ which are found in natural peptides and proteins.
  • Aminobutyric acid, opain, theanine, tricolomic acid, kainic acid, domoic acid, achromic acid and the like can be mentioned, and N-terminals of norleucine, Ac-amino acid, Boc-amino acid, Fmoc-amino acid, Trt-amino acid, Z-amino acid and the like.
  • C-terminal protected amino acid such as protected amino acid, amino acid t-butyl ester, benzyl ester, cyclohexyl ester, fluorenyl ester, diamine, ⁇ amino acid, ⁇ amino acid, ⁇ amino acid, Tic induction of amino acid Examples thereof include conductors and other amino acids that are not found in the natural world, including aminophosphonic acid. However, the present invention is not limited to these, and amino acids other than the above-mentioned “natural amino acids” are conveniently referred to in the present invention as “non-natural amino acids”. Collectively referred to as "natural amino acid”.
  • the peptide is not particularly limited as long as it is a wild type, mutant type, modified type, artificially designed peptide or the like of any peptide, but preferably, the peptide of the target molecule that binds to the target molecule is It is a peptide that activates, promotes, suppresses or inhibits the activity, and / or antagonizes or operates a target molecule.
  • a more preferred peptide is the SPINK2 variant.
  • the “target molecule” means a substance that is bound to the peptide of the present invention and that is present in an individual of a human or non-human animal or an exogenous substance that can be taken into the living body.
  • the target molecule of the invention is preferably a molecule other than trypsin and / or acrosin, which is the endogenous target of SPINK2, more preferably a molecule other than trypsin, and even more preferably It is a molecule of human origin other than human-derived trypsin.
  • an endogenous or exogenous enzyme that may be directly or indirectly involved in the onset or exacerbation of a disease that such a human individual may be afflicted, or that exhibits a correlation or inverse correlation with such a disease.
  • the preferred target molecule is a protease other than trypsin and / or acrosin, more preferably a protease other than trypsin.
  • proteases are preferably disease-related target molecules.
  • a peptide that binds to a target molecule and / or activates, promotes or suppresses the activity of the target molecule, and / or antagonizes or operates the target molecule has an activity of binding to the target molecule from a peptide library
  • Screening well known to those skilled in the art is carried out using the activity of activating, promoting, suppressing or inhibiting the target molecule, and / or the activity of antagonizing or activating the target molecule (hereinafter collectively referred to as “activity for the target molecule”) as an index.
  • activity for the target molecule hereinafter collectively referred to as “activity for the target molecule”
  • the amino acid sequence of the identified or enriched peptide can be determined by a known sequence.
  • Peptides with known amino acid sequences can be prepared by recombinant, chemical synthesis or in vitro translation.
  • disease-related target molecules include, but are not limited to, chymotrypsin, kallikrein, EGFR, HER2, KLK1, KLK4, KLK5, KLK8, HTRA1, MMP-9 and the like.
  • SPINK2 mutant peptides having activity against a disease-related target molecule include, for example, chymotrypsin-binding peptide (WO2014 / 024914A1), kallikrein-binding peptide, EGFR-binding peptide and HER2-binding peptide (above, WO2014 / 024914A1), and a protease possessed by human KLK5.
  • K50055 SEQ ID NO: 4
  • K51028 SEQ ID NO: 5
  • KLK5 inhibitor peptide HTRA1 inhibitor peptide
  • MMP-9 binding MMP-9 binding.
  • Examples include peptides (WO2019 / 017338A1), KLK1 inhibitory peptides, KLK4 inhibitory peptides and / or KLK8 inhibitory peptides (WO2019 / 049933A1). Although it is Rukoto, but are not limited to them.
  • KLK5 is a protein consisting of an N-terminal propeptide and a protease activity domain, which shows a trypsin-like protease activity with three N-type sugar chains added, and is preferably human KLK5 (SEQ ID NO: 3: FIG. 9). ..
  • the KLK5 inhibitor is useful for treating and / or preventing Netherton's syndrome, atopic dermatitis, rosacea, UV-induced skin injury, psoriasis, asthma, spinal cord injury, cancer, Barrett's esophagus, and the like. K51028 also inhibits the protease activity of human KLK7 (data not shown).
  • the SPINK2 mutant having activity against a disease-related target molecule has a small molecular weight as compared with other biopolymers such as antibodies used in the art as pharmaceuticals and diagnostic agents, is relatively easy to produce, and can be preserved. It is excellent in physical properties such as stability and heat stability, and has advantages such as wide choice in administration route, administration method, preparation and the like when used as a pharmaceutical composition.
  • the molecular weight of the SPINK2 variant peptide is less than 10,000, preferably less than 8,000, more preferably about 7,000 to 7,200.
  • the present invention also includes a variable loop portion consisting of Cys 15 to 31 of Cys in SEQ ID NO: 2 (FIG.
  • variable loop portion has a molecular weight of less than 2,500, preferably about 1,800 to 2,000, and the portion containing 6 Cys has a molecular weight of less than 6,000, preferably It is about 5,300 to 5,500. Further, by increasing the molecular weight of the peptide of the present invention by applying a known method such as addition of biopolymer or polymer, the half-life in blood when used as a pharmaceutical composition can be adjusted to be longer. it can.
  • mutated means one or more nucleotides or nucleotide residues or amino acid or amino acid residue substitutions in a nucleotide sequence or amino acid sequence compared with a naturally occurring nucleic acid molecule or peptide, It means that a deletion or insertion has been made.
  • the amino acid sequence of the SPINK2 mutant of the present invention has one or more amino acids or amino acid residues mutated as compared with the amino acid sequence of human SPINK2.
  • the amino acid sequence of the SPINK2 variant is that of human SPINK2 (SEQ ID NO: 1: FIG. 7): One, two, three, four, five, six or seven amino acids of Ser16 to Ser22 of Gly are substituted with other amino acids or amino acid residues; One, two, three, four or five amino acids of Pron No. 24 to Asn No. 28 are substituted with other amino acids or amino acid residues; The 15th Cys, 23rd Cys, 31st Cys, 42nd Cys, 45th Cys and 63rd Cys are preferably Cys as in the wild type in order to maintain the natural type disulfide bond.
  • one, two, three, four, five or six of them should be replaced with another amino acid. Good.
  • Cys is maintained at the same 6 positions as in the natural type, and a disulfide bond is retained.
  • the 15th Cys-45th Cys, the 23rd Cys-42th Cys, and the 31st Cys-63th Cys each form a disulfide bond
  • the three-dimensional structure composed of, etc. be maintained to the extent that it can exert its activity on the target molecule. .
  • a peptide (or conjugate) variant having a sequence is also included in the scope of the peptide (or conjugate) of the present invention, and a suitable peptide (or conjugate) variant is a peptide (or conjugate) in which the original peptide (or conjugate) is It retains some or all of the activity of the target molecule it possesses.
  • One or more (for example, 1 to several) amino acids are substituted, added and / or deleted at the amino terminal and / or the carboxyl terminal of the peptide of the present invention, and the original peptide has Peptides that retain some or all of their activity on the target molecule are also included in the scope of the peptides of the present invention.
  • a portion other than X 1 to X 12 of SEQ ID NO: 2 (FIG. 8), that is, in the amino acid sequence of wild-type human SPINK2 (SEQ ID NO: 1: FIG. 7)
  • a natural amino acid or a mutated amino acid or an amino acid sequence can be contained at the positions of 2nd Pro to 15th Cys, 23rd Cys and 29th Pro to 63rd Cys.
  • SPINK2 variants may be mutated at one or more (eg 1 to several) positions, so long as they do not at least partially interfere with or interfere with activity or folding with respect to the target molecule. Such mutations can be made using standard methods known to those of skill in the art.
  • Typical mutations in the amino acid sequence may include substitution, deletion or insertion of one or more (for example, 1 to several) amino acids, and examples of the substitution include conservative substitutions. be able to.
  • conservative substitution an amino acid residue is replaced with an amino acid residue having similar chemical characteristics not only in bulkiness but also in terms of polarity. Examples of conservative substitutions are described elsewhere in this specification.
  • the moiety other than X 1 to X 12 is one or more (eg, 1 to several) amino acids as long as it does not at least partially interfere with or interfere with the activity or folding of the target molecule. Non-conservative substitutions of are also acceptable.
  • the amino acid sequence of the peptide to which the method for improving blood kinetics of the present invention or the peptide contained in the conjugate (described later) has is: (a1) amino acid sequence consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 (FIG. 8). (A2) 1 to 20, 1 to 15, 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, 1 to 5, 1 to 4, 1 to 3, 1 or in the amino acid sequence consisting of SEQ ID NO: 2 (FIG. 8) Included in a peptide which is obtained by substituting, deleting, adding and / or inserting two or one amino acid and which retains a part or all of the activity of the peptide containing the amino acid sequence described in (a1) for a target molecule.
  • the amino acid sequence contained in the peptide that retains a part or all of the activity of the peptide containing the amino acid sequence described in a1) against the target molecule may be any one, but is not limited thereto.
  • a mutation can be introduced into a peptide for the purpose of improving its folding stability, thermostability, storage stability, water solubility, biological activity, pharmacological activity, side effect and the like.
  • a new reactive group such as Cys can be introduced by mutation.
  • the peptide may have other moieties fused, linked or added thereto, and such a fused, linked or added form is referred to as “peptide conjugate”. ..
  • the “conjugate” means a molecule in which another portion is bound to the peptide or fragment thereof.
  • Conjugate or “conjugation” refers to the N-terminal of a peptide, where a moiety is mediated by a chemical agent such as a cross-linking agent, or an agent suitable for linking a moiety to the side chain of an amino acid.
  • the C-terminal includes a form linked or bound to the peptide by a synthetic chemical method or a genetic engineering method.
  • “moieties” include polyalkylene glycol molecules such as polyethylene glycol (PEG), hydroxyethyl starch, fatty acid molecules such as palmitic acid, Fc regions of immunoglobulins, and immunoglobulins that improve the half-life in blood.
  • PEG polyethylene glycol
  • fatty acid molecules such as palmitic acid
  • Fc regions of immunoglobulins and immunoglobulins that improve the half-life in blood.
  • the CH3 domain of Escherichia coli, the CH4 domain of immunoglobulin, albumin or a fragment thereof, an albumin-binding peptide, an albumin-binding protein such as streptococcal protein G, and transferrin can be exemplified.
  • the peptide of the present invention can be linked to such “moiety” via a linker such as a peptide linker.
  • the conjugate is a fusion of the SPINK2 variant peptide with the Fc region of an antibody or fragment thereof.
  • the origin of the antibody may be human and non-human animals, for example, rodents such as mouse, rat and rabbit, other mammals such as cow, pig, dog, cynomolgus monkey, marmoset and rhesus monkey, and birds such as chicken. Yes, preferably human.
  • Examples of the antibody include IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgM, IgA1, IgA2, IgD and IgE, and IgG1 is preferable.
  • the conjugate is a fusion of the peptide of the present invention and the Fc region of human IgG1 or a fragment thereof.
  • a fusion of the peptide of the present invention and the Fc region of an antibody or a fragment thereof may be referred to as "Fc fusion” or "Fc conjugate", but they are synonymous.
  • Fc region of human IgG1 examples include, but are not limited to, those containing or consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 34 (FIG. 40) or fragments thereof.
  • the Fc region of the antibody or a fragment thereof may be wild type or mutant type.
  • the effector function can be adjusted by substituting a part of amino acid residues in the Fc region of the antibody (see WO88 / 007089, W094 / 28027, W094 / 29351).
  • IgG1 variants with reduced effector functions include IgG1 LALA (IgG1-L234A, L235A), IgG1 LAGA (IgG1-L235A, G237A) and the like.
  • Human IgG2 has very weak effector functions such as CDC activity through complement fixation and antibody-dependent cytotoxic activity among the five human IgG subclasses (Bruggemann et al., J. Exp. Med. , 1351-1361, 1987).
  • Human IgG4 has very weak effector functions such as CDC activity through complement fixation and antibody-dependent cytotoxicity among the five human IgG subclasses (Bruggemann et al., J. Exp. Med. , 1351-1361, 1987). In the case of using IgG4, by substituting a part of amino acid residues in the constant region, the division peculiar to IgG4 can be suppressed and the half-life can be extended (Mol. Immunol., 30, 105-108). , 1993). Examples of variants of IgG4 include IgG4P (IgG4-S241P) and IgG4P FALA (IgG4-S241P, F234A, L235A).
  • Human IgG4P is an H2L2 tetramer formed by substituting proline for the 241st serine residue of human IgG4 involved in H2L2 tetramer formation due to binding of H chains to a sequence similar to human IgG1 and human IgG2. It shows a mutant that is suppressed and has increased stability in blood (Angal et al., Mol. Immunol., 30, 105-108, 1993). IgG4P FALA further attenuates the effector function by substituting alanine for two amino acid residues that are necessary for interaction with Fc ⁇ RIII existing in the CH2 domain (Parehkh et al., MAbs, 310-318, 2012). Included within the scope of "variants” are not only those artificially modified Fc regions, but also polymorphisms of naturally occurring Fc region sequences.
  • the conjugate may be a fusion of a peptide other than the SPINK2 mutant peptide with the Fc region of the antibody or a fragment thereof, and the extracellular domain of human tumor necrosis factor type II receptor (Tumor Necrosis Factor Receptor: TNFR).
  • Tumor necrosis factor type II receptor Tumor Necrosis Factor Receptor: TNFR
  • Conjugate of protein and Fc (etanercept), extracellular domain of human cytotoxic T lymphocyte antigen-4 (Cytotoxic T Lymphocyte-associated Antigen 4: CTLA4), conjugate of protein and Fc (abatacept), human vascular endothelium Conjugate between extracellular domain protein of growth factor receptor (Vascular Endothelial Growth Factor Receptor: VEGFR) and Fc (Afliber ), A conjugate of human blood coagulation factor VIII and Fc (efuraloctocog alpha), a conjugate of human blood coagulation factor IX and Fc (eftrenonacog alpha), a conjugate of human thrombopoietin receptor-binding peptide and Fc ( (Lomiprostim), a human glucagon-like peptide-1 (Glucagon-Like Peptide: GLP-1) analog and a conjugate of Fc (dulaglutide) and the like, but are not limited thereto.
  • the peptides included in the conjugate include: Atrial Naturetic Peptide (ANP), Leptin, Interleukin-2 (IL-2), IL-22, Secretin, Beta-endorphin, GLP-1, Fibroblast Growth-2 Factor. (FGF-2) and the like, but are not limited thereto.
  • the peptide contained in the conjugate may be an antigen-binding fragment of an antibody.
  • the “antigen-binding fragment of antibody” means a partial fragment of an antibody that retains the function of recognizing an antigen, and is synonymous with “functional fragment of antibody”.
  • the antigen-binding fragment of an antibody include, but are not limited to, Fab, F (ab ') 2, scFv, Fab', and single-chain immunoglobulin.
  • Such a functional fragment of an antibody is a recombinant protein produced by treating a full-length antibody molecule with an enzyme such as papain or pepsin, as well as a recombinant protein produced in an appropriate host cell using a recombinant gene. May be.
  • the peptide may be located at the amino terminal side of the Fc region or a fragment thereof, or the Fc region may be located at the amino terminal side of the peptide. , Preferably the former.
  • the peptide and the Fc region or a fragment thereof may be directly fused or indirectly fused via a linker or the like.
  • the linker is peptide and / or non-peptide.
  • the Fc conjugate of a peptide such as SPINK2 variant may contain other peptides or non-peptides in addition to the peptide, the Fc region or a fragment thereof, and optionally an intervening portion (linker or the like) between the two.
  • ADC antibody-drug conjugates
  • the peptide may further include or be conjugated to one or more moieties that exert activity against other target molecules.
  • a "portion" include an antibody or a fragment thereof, a protein having a skeleton other than an antibody such as a SPINK2 variant, or a fragment thereof.
  • a technique or an aspect known to those skilled in the art as a multispecific antibody and a bispecific antibody includes at least one of two or more "antibodies” contained therein.
  • the peptide or its precursor may contain a signal sequence.
  • a signal sequence present at or added to the N-terminus of a peptide or its precursor delivers the peptide to a specific compartment of a cell, for example, periplasm in E. coli, endoplasmic reticulum in eukaryotic cells.
  • Useful for many signal sequences are known to those of skill in the art and can be selected depending on the host cell.
  • OmpA can be exemplified, and a form including a signal sequence is also included in the scope of the conjugate of the present invention.
  • the peptide can be purified by affinity chromatography.
  • biotin Strep tag (registered trademark), Strep tag II (registered trademark), oligohistidine such as His6, polyhistidine, immunoglobulin domain, maltose binding protein, glutathione-S-transferase (GST), A calmodulin-binding peptide (CBP), a hapten such as digoxigenin or dinitrophenol, an epitope tag such as FLAG (registered trademark), a myc tag, an HA tag and the like (hereinafter collectively referred to as “affinity tag”) can be included.
  • Tag adducts may also be included in the conjugates of the invention as some aspects thereof.
  • the conjugate of the present invention may be a peptide (polypeptide) as a whole.
  • the peptide can include a moiety for labeling, and specifically, an enzyme label, a radioactive label, a colored label, a fluorescent label, a chromogenic label, a luminescent label, a hapten, digoxigenin, biotin, a metal complex, a metal , Labeled moieties such as colloidal gold can be conjugated.
  • an enzyme label a radioactive label, a colored label, a fluorescent label, a chromogenic label, a luminescent label, a hapten, digoxigenin, biotin, a metal complex, a metal , Labeled moieties such as colloidal gold can be conjugated.
  • a moiety for labeling are also within the scope of the conjugates of the invention.
  • amino acid sequence of the peptide can include both natural amino acids and unnatural amino acids, and the natural amino acids can include both L-amino acids and D-amino acids.
  • the peptide may exist as a monomer, a dimer, an oligomer of a trimer or higher, or a multimer.
  • the dimer, trimer or higher oligomer and multimer may be either homo composed of a single monomer or hetero composed of two or more different monomers.
  • the monomer may, for example, rapidly diffuse and excel in penetration into tissues.
  • Dimers, oligomers and multimers can have advantageous aspects such as, for example, superior local activity on target molecules, slow dissociation rates, and the like.
  • oligomerization and multimerization can also be achieved by introducing a jun-fos domain, leucine zipper or the like into the peptide of the present invention. You can do it.
  • the peptide is a monomer, dimer, trimer or higher oligomer or multimer, and can exert an activity against one or more target molecules.
  • the forms that the peptide can take include isolated forms (freeze-dried preparations, solutions, etc.), the above-mentioned conjugates, forms bound to other molecules (solid-phased forms, association with foreign molecules).
  • the present invention is not limited to these, and a form suitable for expression, purification, use, storage, etc. can be arbitrarily selected.
  • amino acid sequence of the SPINK2 mutant contained in the conjugate of the present invention having improved blood kinetics examples include the aforementioned (a1), (a2), (a3), (a4) and the like.
  • amino acid sequence of the SPINK2 mutant Fc conjugate of the present invention having improved blood kinetics one or more amino acids added to the amino terminus, preferably one to several amino acids, are removed.
  • the sequence is (a1), (a2), (a3) or (a4) described above as the amino acid sequence of the SPINK2 variant, and the Fc region of any of the Igs described above or the fragment thereof as the amino acid sequence of the Fc region of the antibody.
  • amino acid sequence is not particularly limited as long as it contains the amino acid sequence, and examples thereof include the following amino acid sequences: (b1) amino acid sequence consisting of SEQ ID NO: 2 (FIG. 8) and human IgG1
  • amino acid sequence comprising the amino acid sequence of the Fc region (for example, SEQ ID NO: 34, FIG.
  • amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence encoding the included amino acid sequence (b4) above ( 1) The amino acid sequence of 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 92%, 94%, 96%, 97%, 98% or 99% or more identical to the amino acid sequence of (b1)
  • the amino acid sequence contained in the peptide or conjugate that retains a part or all of the activity of the conjugate containing the sequence for the target molecule can be mentioned.
  • the present invention provides a method of improving blood kinetics of peptide or conjugate containing peptide.
  • the amino acid sequence of the amino acid sequence of the amino acid sequence of the peptide of the present invention (including those contained in a conjugate, and preferably having activity for a disease-related target molecule) is further amino terminal side to the 1st amino acid (same as amino terminal amino acid).
  • One or two or more, preferably 1 to several amino acids (which may be amino acids other than natural amino acids) may be added.
  • the addition of such an amino acid is preferably an acidic amino acid, more preferably one or more additions of Asp and / or Glu (may include both Asp and Glu), and even more preferably Examples thereof include those having 1 to several additions of Asp or those having 1 to several additions of Glu.
  • the number of added amino acids such as Asp and / or Glu is preferably 1 to 5, or 1 to 4, more preferably 1 to 3, and even more preferably 2 or 3, most preferably Is 3.
  • Addition of amino acids to the amino terminus can improve the blood kinetics of the peptide or conjugate. Improvement of blood kinetics is an indicator that the kinetics (absorption, distribution, etc.) and disappearance (metabolism, excretion, etc.) taken in blood circulation by the peptide or conjugate administered to an individual are improved with time.
  • suppression of decrease in blood drug concentration over time also referred to as “prolongation of PK”
  • AUC blood exposure
  • drug elimination half-life It can be determined by prolonging t 1/2 ), increasing the maximum blood concentration of the drug (C max ), and / or shortening the time to reach the maximum blood concentration (t max ), and more preferably Suppression of decrease in blood drug concentration over time (prolongation of PK) or increase in blood exposure (AUC).
  • One or two at the amino terminus of a conjugate (preferably, the Fc region is located at the carboxyl terminal side of the peptide) in which an Fc region of an antibody or a fragment thereof is fused to a peptide such as SPINK2 variant.
  • a conjugate preferably, the Fc region is located at the carboxyl terminal side of the peptide
  • an Fc region of an antibody or a fragment thereof is fused to a peptide such as SPINK2 variant.
  • the preferred amino acids are Asp and / or Glu, more preferably Asp or Glu, even more preferably Asp or Glu3, and most preferably Asp3.
  • Such amino acid-added forms are included in the scope of the conjugate of the present invention.
  • the addition of negatively charged amino acids does not significantly affect the pI of the peptide or conjugate, thereby minimizing effects on not only blood kinetics but also biological or pharmacological activity, physicochemical properties, etc. be able to.
  • the present invention also provides peptides and conjugates with improved blood kinetics.
  • Example of conjugate having one Asp added (D1-K51028-Fc, SEQ ID NO: 7, FIG. 13: D1-K50055-Fc, SEQ ID NO: 14, FIG. 20: D1-K51028-Fc (IgG2), SEQ ID NO: 44, FIG. 50: D1-K51028-Fc (IgG4P), SEQ ID NO: 47, FIG. 53), an example of a conjugate having two Asp added (D2-K51028-Fc, SEQ ID NO: 8, FIG. 14), Asp An example of a conjugate in which three are added (D3-K51028-Fc, SEQ ID NO: 9, FIG.
  • D3-K51028-Fc (IgG2), SEQ ID NO: 45, FIG. 51: D3-K51028-Fc (IgG4P), SEQ ID NO: 48, FIG. 54), an example of a conjugate having four Asp added (D4-K51028-Fc, SEQ ID NO: 10, FIG. 16), As An example of a conjugate having 5 added (D5-K51028-Fc, SEQ ID NO: 11, FIG. 17), an example of a conjugate having one added Glu (E1-K51028-Fc, SEQ ID NO: 13, FIG.
  • the conjugate having improved blood kinetics is not limited thereto, and a peptide having an activity against any target molecule (preferably an Fc fusion of the peptide) is included.
  • coding gene a polynucleotide (hereinafter, referred to as “coding gene”) containing a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence contained in the peptide or the conjugate containing the peptide, and a set in which the encoding gene is inserted.
  • a recombinant vector, a cell into which the gene or vector has been introduced hereinafter, "coding gene-containing cell”
  • coding gene-containing cell a cell that produces a peptide or a conjugate
  • producing cell a coding gene-containing cell or a culturing cell
  • a method for producing a peptide or conjugate which comprises steps.
  • nucleotide sequence that encodes an amino acid sequence
  • one or more codons corresponding to each amino acid can be used. Therefore, the base sequence encoding a single amino acid sequence possessed by a certain peptide may have a plurality of variations.
  • a polynucleotide containing the nucleotide sequence or a vector containing the polynucleotide is introduced, and a codon is selected appropriately according to the codon usage of the host cell for expression (codon usage). The frequency or rate of use can be adjusted appropriately. For example, when Escherichia coli is used as a host cell, the nucleotide sequence may be designed using a codon which is frequently used in E. coli.
  • the coding gene may be operably linked to one or more regulatory sequences.
  • operably linked is meant capable of expressing the linked coding gene, or allowing expression of the nucleotide sequence contained in the coding gene.
  • Regulatory sequences include sequence elements that contain information regarding transcriptional and / or translational regulation.
  • the regulatory sequence varies depending on the species, but generally includes a promoter, and is exemplified by a prokaryotic ⁇ 35 / ⁇ 10 box and Shine-Dalgarno sequence, a eukaryotic TATA box, a CAAT sequence, and a 5 ′ capping sequence. 5'non-coding sequences involved in initiation of transcription and translation.
  • sequences may include enhancer and / or repressor elements, as well as translatable signal sequences, leader sequences, etc., for delivery of the native or mature peptide to specific compartments inside or outside the host cell.
  • regulatory sequences may include 3'non-coding sequences, which may include elements involved in transcription termination or polyadenylation and the like. However, if the sequence for transcription termination does not function well in a particular host cell, it may be replaced with a sequence suitable for that cell.
  • promoter sequence examples include tet promoter, lacUV5 promoter, T7 promoter and the like for prokaryotes, and SV40 promoter, CMV promoter and the like for eukaryotic cells.
  • the coding gene may be in an isolated form, a vector or another cloning vehicle (hereinafter simply referred to as “vector”: plasmid, phagemid, phage, baculovirus, cosmid, etc.) or contained in a chromosome.
  • vector contains, in addition to the above-mentioned regulatory sequences, replication sequences and control sequences suitable for the host cells used for expression, and a selectable marker that gives a phenotype capable of selecting cells into which the nucleic acid molecule has been introduced by transformation or the like. You may stay.
  • the coding gene or a vector containing the coding gene can be introduced into a host cell capable of expressing the gene or a peptide which is a translation product thereof by a method known to those skilled in the art such as transformation.
  • a host cell into which the coding gene or the vector has been introduced can be cultured under conditions suitable for the expression of the gene or peptide.
  • the host cell may be either prokaryotic or eukaryotic.
  • yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris, SF9
  • insect cells such as High5, HeLa cells, CHO cells, COS.
  • Examples thereof include cells and animal cells such as NS0.
  • the expressed peptide of the present invention can be subjected to desired post-translational modification.
  • the post-translational modification include addition of functional groups such as sugar chains, addition of peptides or proteins, and conversion of chemical properties of amino acids. It is also possible to artificially make desired modifications to the peptide of the present invention. Modifications of such peptides are also included within the scope of the peptides or conjugates of the invention.
  • the present invention also provides a method for producing a peptide or conjugate.
  • the method includes the step 1 of culturing the coding gene-containing cell or the producer cell, and / or the step 2 of recovering the peptide or conjugate from the culture obtained in the step 1.
  • Operations such as fractionation, chromatography, and purification known to those skilled in the art can be applied to step 2, for example, purification by affinity chromatography using the antibody of the present invention described below can be applied.
  • the peptide or conjugate of the present invention utilizes the solid phase peptide synthesis method of Merrifield et al., And t-butoxycarbonyl (Boc) and 9-fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc). It can also be produced by other methods known to those skilled in the art, such as chemical synthesis exemplified by the synthetic organic peptide synthesis method described above, in vitro translation, and the like.
  • composition also provides a pharmaceutical composition comprising the peptide or conjugate.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is caused or exacerbated by a disease-related target molecule, and by inhibiting or suppressing the expression or function of the target molecule, suppression of such induction or exacerbation, cure, and maintenance of symptoms. Alternatively, it is useful for the treatment and / or prevention of various diseases that can be improved or avoided secondary diseases.
  • the pharmaceutical composition suitably comprises a peptide or conjugate with improved blood kinetics of the original peptide or conjugate having activity against the disease-associated target molecule.
  • the pharmaceutical composition of the present invention comprises a therapeutically or prophylactically effective amount of a peptide or conjugate having activity against a disease-related target molecule and a pharmaceutically acceptable diluent, carrier, solubilizer, emulsifier, preservative and / or Alternatively, it may contain an auxiliary agent.
  • “Therapeutically or prophylactically effective amount” means an amount that produces a therapeutic or prophylactic effect for a specific disease, administration form and administration route, and is synonymous with “pharmacologically effective amount”.
  • the pharmaceutical composition of the present invention includes pH, osmotic pressure, viscosity, transparency, color, isotonicity, sterility, stability of the composition or peptides contained therein, conjugate, etc., solubility, sustained release,
  • a substance (hereinafter, referred to as “substance for formulation”) for changing, maintaining, or holding absorbency, permeability, dosage form, strength, property, shape, etc. may be contained.
  • the substance for formulation is not particularly limited as long as it is a pharmacologically acceptable substance. For example, nontoxicity or low toxicity is a property that a substance for formulation preferably has.
  • substances for formulation include, but are not limited to, the following: amino acids such as glycine, alanine, glutamine, asparagine, histidine, arginine or lysine, antibacterial agents, and ascorbic acid. , Antioxidants such as sodium sulfate or sodium bisulfite, phosphoric acid, citric acid, borate buffer, sodium hydrogen carbonate, buffers such as Tris-HCl solution, fillers such as mannitol and glycine, ethylenediamine Chelating agents such as tetraacetic acid (EDTA), caffeine, polyvinylpyrrolidine, complexing agents such as ⁇ -cyclodextrin and hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, bulking agents such as glucose, mannose or dextrin, monosaccharides and disaccharides, Glucose, mannose and dextrin Other carbohydrates such as, colorants, flavoring agents, diluents, emulsifiers and hydrophil
  • the present invention also includes a pharmaceutical composition containing a peptide or conjugate contained in a liposome, and a modified product obtained by binding the peptide or conjugate to the liposome.
  • Excipients and carriers are usually liquids or solids, and are not particularly limited as long as they are substances used in water for injection, physiological saline, artificial cerebrospinal fluid, and other formulations for oral or parenteral administration. ..
  • physiological saline include neutral ones and one containing serum albumin.
  • Tris buffer prepared so that the final pH of the pharmaceutical composition is 7.0 to 8.5
  • acetate buffer prepared so that the final pH is 4.0 to 5.5
  • 5 examples thereof include a citrate buffer prepared to have a concentration of 0 to 8.0, and a histidine buffer prepared to have a concentration of 5.0 to 8.0.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is a solid, liquid, suspension or the like.
  • a freeze-dried preparation may be mentioned.
  • An excipient such as sucrose can be used to mold the freeze-dried preparation.
  • the route of administration of the pharmaceutical composition of the present invention may be any of eye drops, enteral administration, topical administration and parenteral administration, for example, eye drops on the conjunctiva, intravitreal administration, intravenous administration, intraarterial administration, intramuscular administration.
  • intradermal administration, subcutaneous administration, intraperitoneal administration, transdermal administration, intraosseous administration, intraarticular administration and the like can be mentioned.
  • composition of such a pharmaceutical composition can be determined according to the administration method, the activity for the target, the binding affinity and the like. The more active it is against the target, the more effective it may be at lower doses.
  • the dose of the peptide or conjugate of the present invention is not limited as long as it is a pharmacologically effective amount, and includes species of the individual, type of disease, symptoms, sex, age, chronic disease, inhibitory activity against the target of the peptide, although it can be appropriately determined depending on the binding affinity and other factors, it is usually 0.01 to 1000 mg / kg, preferably 0.1 to 100 mg / kg once every 1 to 180 days, or 1 It can be administered twice or more than three times a day.
  • the form of the pharmaceutical composition includes injections (including freeze-dried preparations and drip infusions), suppositories, nasal absorption preparations, transdermal absorption preparations, sublingual preparations, capsules, tablets, ointments, granules, Examples thereof include aerosols, pills, powders, suspensions, emulsions, eye drops, and bioimplantable preparations.
  • the peptides, conjugates and pharmaceutical compositions containing them can be administered simultaneously or separately with other medicaments.
  • a pharmaceutical composition containing a peptide or a conjugate as an active ingredient is administered after administering another pharmaceutical agent, or another pharmaceutical agent is administered after administering such a pharmaceutical composition, or
  • the other drug may be administered at the same time.
  • the peptide or conjugate and the other drug may be contained in either a single preparation or separate preparations (multiple preparations).
  • Those other medicines may be one, and may be administered or received in two, three or more. They are collectively referred to as a “combination of another pharmaceutical agent” with the pharmaceutical composition of the present invention or a “combination of another pharmaceutical agent”, and may contain other pharmaceutical agents in addition to the peptide of the present invention or a conjugate thereof, or other
  • the pharmaceutical composition of the present invention used in combination with the above therapy is also included in the present invention as an aspect of "combination with other medicine” or "combination with other medicine”.
  • each manipulation related to gene manipulation is performed from “Molecular Cloning” (Sambrook, J., Fritsch, EF and Maniatis, T., Cold Spring Harbor Laboratory Press). Published in 1982 or published in 1989) and other experimental methods used by those skilled in the art, or when using a commercially available reagent or kit, performed according to the instructions for the commercially available product. ..
  • Example 1 Preparation of KLK5-Inhibiting SPINK2-Fc Fusion (1-1) Construction of KLK5-Inhibiting SPINK2-Fc Fusion Expression Vector Using the sequence (sequence listing) of each inhibitory SPINK2 as a template, the following primers and KOD-plus- (TOYOBO) were used.
  • the inhibitor fragment (D0-D5, E1) was amplified by the PCR method ((94 ° C. 15 seconds, 60 ° C. 30 seconds, 68 ° C. 20 seconds) ⁇ 30 cycles).
  • Primer for inhibitor fragment (D0) Primer 1: 5'-AGATGGGGTGTTGTCTGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3 '(SEQ ID NO: 15: Fig.
  • Primer 2 5′-GCAGGGGCCATTCCGGAT-3 ′ (SEQ ID NO: 16: FIG. 22) Primer for inhibitor fragment (D1) Primer 3: 5'-AGATGGGTGTTTGTCTGACGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3 '(SEQ ID NO: 17: Fig. 23) Primer 2 (SEQ ID NO: 16: FIG. 22) Primer for inhibitor fragment (E1) Primer 4: 5′-AGATGGGTGTTTCTCTGAAGGCCCCTAGTTCGGCCTGTTC-3 ′ (SEQ ID NO: 18: FIG. 24) Primer 2 (SEQ ID NO: 16: FIG. 22)
  • Primer for inhibitor fragment (D2) Primer 5: 5'-AGATGGGTGTTTGTCTGACGACGGCCCTCAGTTCCGCCTGTTC-3 '(SEQ ID NO: 19: Fig. 25) Primer 2 (SEQ ID NO: 16: FIG. 22) Primer for inhibitor fragment (D3) Primer 6: 5′-AGATGGGTGTTTCTCTATGACGACGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3 ′ (SEQ ID NO: 20: FIG. 26) Primer 2 (SEQ ID NO: 16: FIG. 22) Primer for inhibitor fragment (D4) Primer 7: 5′-AGATGGGTGTTTCTGATGGATGACGACGCGCCCTCAGTTCGGCCCTGTTC-3 ′ (SEQ ID NO: 21: FIG.
  • Primer 2 (SEQ ID NO: 16: FIG. 22) Primer for inhibitor fragment (D5) Primer 8: 5'-AGATGGGTGTTTCTCTAGCATGATGAGCAGCGGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3 '(SEQ ID NO: 22: FIG. 28) Primer 2 (SEQ ID NO: 16: FIG. 22)
  • Fragment A was amplified by the PCR method ((94 ° C. 15 seconds, 60 ° C. 30 seconds, 68 ° C. 10 seconds) ⁇ 30 cycles) using the following primer and KOD-plus- (TOYOBO).
  • Primer 9 5′-AAAATCTAGAGCCGCCACCCATGAAGCACCCTGTGGTTCTTTCTGCTGCT-3 ′ (SEQ ID NO: 23: FIG. 29)
  • Primer 10 5′-AGACAACACCCCATCTAGGAGCGGCCACCAGCAGCAGAAGAGAACC-3 ′ (SEQ ID NO: 24: FIG. 30)
  • DNA was prepared by QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN).
  • the prepared DNA fragment and mammalian cell expression vector pCMA were treated with restriction enzymes XbaI (NEB) and PmeI (NEB) at 37 ° C for 1 hour or more, and after agarose gel electrophoresis, the desired DNA fragment was cut out and QIAquick PCR was performed.
  • the ligation solution was added to Escherichia coli JM109 (TOYOBO), allowed to stand on ice for 30 minutes, then heat-treated at 42 ° C. for 45 seconds, then allowed to stand on ice for 5 minutes, and placed on a 2YT plate containing 0.1 mg / mL ampicillin. After seeding, Escherichia coli was transformed by static culture overnight at 37 ° C. The next day, the transformed E. coli was inoculated into Terrific Broth medium (Invitrogen) containing 0.1 mg / mL ampicillin, cultured overnight at 37 ° C., and the plasmid DNA was recovered using QIAprep 96 Turbo Miniprep Kit (Qiagen).
  • miniprep treatment a mammalian cell expression vector pCMA_KLK5 inhibiting SPINK2-Fc fusion (the ID of each clone is shown in FIG. 1).
  • Example 2 Evaluation of KLK5 inhibitory activity of KLK5 inhibitor SPINK2-Fc fusion
  • 2-1 Preparation of KLK5 PCR method using the following primers and KOD-plus- (TOYOBO) ((94 ° C. 15 seconds, 60 ° C. 30 seconds, 68 ° C. 10 Fragment C was amplified by (sec) ⁇ 30 cycles).
  • Primer 15 5′-GGCGATTATAAAGATGACGATGATAAACACCATCACCACCCATC-3 ′ (SEQ ID NO: 29: FIG. 35)
  • Primer 16 5'-GTTTAAACTCAATGATGGGTGGTGATGGTGTTTATCATCGTCAT-3 '(SEQ ID NO: 30: FIG. 36)
  • a desired DNA fragment was amplified by the overlap PCR method using the fragment amplified above and fragment C, the following primer and KOD-plus- (TOYOBO).
  • Primer 17 (SEQ ID NO: 31: FIG. 37)
  • Primer 19 5′-AAAAGTTTAAACTCAATGATGGGTGGTGATGGTGT-3 ′ (SEQ ID NO: 33: FIG. 39)
  • each inhibitor peptide Fc fusion was 0.022 to 1,300 nM, and ProteoSave (registered trademark) SS96F black plate (Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was used for reaction and measurement.
  • ProteoSave registered trademark
  • SS96F black plate Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
  • the substrate peptide degradation rate of each SPINK2-Fc fusion at each concentration was calculated, and 4-parameter logistic was performed using GraphPad Prism (version 5.0; GraphPad Software Inc.) with the degradation rate of the inhibitor concentration of 0 nM set to 100%. The curve returned to the sigmoid type. Both SPINK2-Fc fusions inhibited the KLK5 enzyme activity at low concentrations, and no change was observed in the KLK5 inhibitory activity between the designs (Fig. 2).
  • Example 3 Mouse PK Test of SPINK2-Fc Fusion (3-1) Animal Test The KLK5-inhibiting SPINK2-Fc fusion prepared in Example 1 was adjusted to 0.75 mg / mL with PBS and used as an administration solution. A 4.5- to 8-week-old male C57BL / 6J mouse (Charles River Japan Co., Ltd.) acclimatized for 4 to 8 days after the arrival was intravenously administered at a dose of 5 mg / kg. The intravenous administration was performed by either jugular or tail vein administration. The jugular intravenous administration was performed as shown below.
  • the mouse was anesthetized with isoflurane by inhalation, the hair of the neck was shaved with a clipper, and then the skin was incised to expose the jugular vein.
  • the needle tip of a hypodermic injection syringe (29G) for subcutaneous administration of insulin is punctured from the muscle below the exposed jugular vein, and after visually confirming that the needle tip has entered the jugular vein, the plan The jar was pressed and administered. Tail vein administration was performed as shown below.
  • the concentration of the KLK5-inhibiting SPINK2-Fc fusion in plasma was measured using a fully automated immunoassay platform, Gyrolab xP Workstation (GYROS PROTEIN Technologies).
  • the KLK5-inhibiting SPINK2-Fc fusion was diluted with RexipAN (GYROS PROTEIN Technologies) containing 1% blank mouse plasma in eight steps from 2,000 ng / mL at a 2-fold common ratio to prepare a calibration curve sample.
  • the plasma obtained in the experiment was diluted 100-fold with RexxipAN and used as a measurement sample.
  • a biotin-labeled anti-SPINK2 antibody (Atlas Antibodies) was prepared at 350 nM with PBS containing 0.1% Tween 20 (registered trademark), and used as a capture antibody.
  • In-house anti-SPINK2 antibody 6D8 labeled with DyLight650 was prepared at 20 nM with RexxipF buffer and used as a detection antibody.
  • Calibration curve sample, measurement sample, capture antibody, detection antibody and Wash buffer (PBS containing 0.1% Tween 20 (registered trademark)) were put in a 96-well PCR plate, and set in Gyrolab xP workstation together with Gyrolab Bioaffy 200.
  • -StepC-AD (wizard method) was used for measurement.
  • the calibration curve was regressed with a 4-parameter logistic model (weighting; Response) using Gyrolab Evaluator Software.
  • Non-compartmental analysis was performed using Phoenix WinNonlin 6.3 (Certara LP), and the area under the plasma concentration-time curve (AUC 0-24h ) from 0 to 24 hours after administration was calculated (Calculation Method; (Linear Up Log Down).
  • Example 4 Preparation and Evaluation of KLK5 Inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) Fusion (4-1) Construction of KLK5 Inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) Fusion Expression Vector Mammalian cell expression vector pCMA_K51028 constructed in (1-1) -Fc, pCMA_D1-K51028-Fc or pCMA_D3-K51028-Fc as a template, and PCR method using the following primers and KOD-plus- (TOYOBO) ((94 ° C 15 seconds, 60 ° C 30 seconds, 68 ° C 75 seconds)) The inhibitor fragments (D0-K51028, D1-K51028, D3-K51028) were amplified by 30 cycles.
  • TOYOBO KOD-plus-
  • Escherichia coli was transformed by incubating overnight at 37 ° C. after seeding. The next day, the transformed E. coli was inoculated into Terrific Broth medium (Invitrogen) containing 0.1 mg / mL ampicillin, cultured overnight at 37 ° C., and the plasmid DNA was recovered using QIAprep 96 Turbo Miniprep Kit (Qiagen). (Hereinafter, referred to as “miniprep treatment”) and sequence analysis was performed to construct a mammalian cell expression vector pCMA_KLK5 inhibitor SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion.
  • Miniprep treatment sequence analysis was performed to construct a mammalian cell expression vector pCMA_KLK5 inhibitor SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion.
  • (4-2) Expression purification of KLK5-inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion
  • the expression vector constructed in (4-1) was transferred to Expi293F cells (Thermo Fisher Scientific) using PEI MAX 40000 (Polysciences). And the culture supernatant was recovered after 6 days of culture. The desired Fc fusion was recovered from the culture supernatant using MabSelect SuRe (GE healthcare) and buffered with PBS using Amicon Ultra NMWL 10,000 (Merck Millipore) to inhibit KLK5 inhibiting SPINK2-Fc (IgG2). , IgG4P) fusions were prepared.
  • the fluorescent signal was measured.
  • the combination of each enzyme and substrate was used as follows.
  • the final concentration of each KLK5-inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion was 1.6 to 100 nM, and Proteoseave (registered trademark) SS96F black plate (Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was used for reaction and measurement.
  • the substrate peptide degradation rate of each KLK5-inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion at each concentration was calculated, and GraphPad Prism (version 5.0; GraphPad Software Inc.) was calculated with the degradation rate at an inhibitor concentration of 0 nM as 100%. Used to regress on sigmoid with a 4-parameter logistic curve. All of the KLK5-inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusions inhibited the KLK5 enzyme activity at a low concentration, and no change in the KLK5 inhibitory activity was observed between the designs (Fig. 55).
  • Example 5 Mouse PK test of KLK5-inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion (5-1) Animal test The KLK5-inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion prepared in (4-2) was adjusted to 1 mg / mL with PBS. It was prepared and used as a dosing solution. A 6-week-old male C57BL / 6J mouse (Charles River Japan Co., Ltd.) acclimatized for 7 days after the arrival was subjected to jugular intravenous administration at a dose of 5 mg / kg as shown below.
  • the mouse was anesthetized with isoflurane by inhalation, the hair of the neck was shaved with a clipper, and then the skin was incised to expose the jugular vein.
  • the needle tip of a hypodermic injection syringe (29G) for subcutaneous administration of insulin is punctured from the muscle below the exposed jugular vein, and after visually confirming that the needle tip has entered the jugular vein, the plan
  • the jar was pressed and administered.
  • a heparin sodium injection solution was once sucked into a hypodermic syringe with a needle for subcutaneous administration of insulin, and then exhaled to obtain a blood sampling syringe.
  • the concentration of the KLK5-inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion in plasma was measured using Gyrolab xP Worksstation (GYROS PROTEIN Technologies), a fully automated immunoassay platform.
  • the KLK5-inhibiting SPINK2-Fc (IgG2, IgG4P) fusion was diluted with RexipAN (GYROS PROTEIN Technologies) containing 1% blank mouse plasma in seven steps from 1,000 ng / mL to 2.7-fold common ratio, and a calibration curve sample was prepared. Prepared.
  • the plasma obtained in the experiment was diluted 100-fold with RexxipAN and used as a measurement sample.
  • a biotin-labeled anti-SPINK2 antibody (Atlas Antibodies) was prepared at 350 nM with PBS containing 0.1% Tween 20 (registered trademark), and used as a capture antibody.
  • In-house anti-SPINK2 antibody 6D8 labeled with DyLight650 was prepared at 20 nM with RexxipF buffer and used as a detection antibody.
  • Calibration curve sample, measurement sample, capture antibody, detection antibody and Wash buffer (PBS containing 0.1% Tween 20 (registered trademark)) were put in a 96-well PCR plate, and set in Gyrolab xP workstation together with Gyrolab Bioaffy 200.
  • -StepC-AD (wizard method) was used for measurement.
  • the calibration curve was regressed with a 4-parameter logistic model (weighting; Response) using Gyrolab Evaluator Software.
  • Non-compartmental analysis was performed using Phoenix WinNonlin 6.3 (Certara LP), and the area under the plasma concentration-time curve (AUC 0-24h ) from 0 to 24 hours after administration was calculated (Calculation Method; (Linear Up Log Down).
  • the method for improving blood kinetics brings about an increase in blood half-life, increase in blood exposure, etc. of a peptide or a conjugate containing the peptide, and a drug containing the peptide or the conjugate is It can be suitably used for treatment or prevention of various diseases.
  • SEQ ID NO: 1 amino acid sequence of human SPINK2 (FIG. 7)
  • SEQ ID NO: 2 General formula of SPINK2 variant peptide (FIG. 8)
  • SEQ ID NO: 3 Amino acid sequence of human KLK5 (FIG. 9)
  • SEQ ID NO: 4 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide K50055 (FIG. 10)
  • SEQ ID NO: 5 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide K51028 (FIG. 11)
  • SEQ ID NO: 7 Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D1-K51028-Fc (FIG. 13)
  • SEQ ID NO: 8 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D2-K51028-Fc (FIG. 14)
  • SEQ ID NO: 9 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D3-K51028-Fc (FIG. 15)
  • SEQ ID NO: 10 Amino acid sequence of the KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D4-K51028-Fc (FIG. 16)
  • SEQ ID NO: 11 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D5-K51028-Fc (FIG. 17)
  • SEQ ID NO: 12 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion K51028-D5-Fc (FIG. 18)
  • SEQ ID NO: 13 amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion E1-K51028-Fc (FIG. 19)
  • SEQ ID NO: 14 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D1-K50055-Fc (FIG. 20)
  • SEQ ID NO: 16 nucleotide sequence of primer 2 (FIG. 22)
  • SEQ ID NO: 17 nucleotide sequence of primer 3 (FIG. 23)
  • SEQ ID NO: 18 nucleotide sequence of primer 4 (FIG. 24)
  • SEQ ID NO: 19 nucleotide sequence of primer 5 (FIG. 25)
  • SEQ ID NO: 20 nucleotide sequence of primer 6 (FIG. 26)
  • SEQ ID NO: 22 nucleotide sequence of primer 8 (FIG. 28)
  • SEQ ID NO: 23 nucleotide sequence of primer 9 (FIG.
  • SEQ ID NO: 24 nucleotide sequence of primer 10 (FIG. 30)
  • SEQ ID NO: 25 Nucleotide sequence of primer 11 (FIG. 31)
  • SEQ ID NO: 26 nucleotide sequence of primer 12 (FIG. 32)
  • SEQ ID NO: 27 nucleotide sequence of primer 13 (FIG. 33)
  • SEQ ID NO: 28 nucleotide sequence of primer 14 (FIG. 34)
  • SEQ ID NO: 29 nucleotide sequence of primer 15 (FIG. 35)
  • SEQ ID NO: 30 nucleotide sequence of primer 16 (FIG. 36)
  • SEQ ID NO: 31 nucleotide sequence of primer 17 (FIG. 37)
  • SEQ ID NO: 32 nucleotide sequence of primer 18 (FIG. 38)
  • SEQ ID NO: 33 Nucleotide sequence of primer 19 (FIG. 39)
  • SEQ ID NO: 34 Amino acid sequence of Fc region of human IgG1 (FIG. 40)
  • SEQ ID NO: 35 nucleotide sequence of primer 20 (FIG. 41)
  • SEQ ID NO: 36 Nucleotide sequence of primer 21 (FIG. 42)
  • SEQ ID NO: 37 Amino acid sequence of Fc region of human IgG2 (FIG. 43)
  • SEQ ID NO: 38 nucleotide sequence of primer 22 (FIG.
  • SEQ ID NO: 39 Nucleotide sequence of primer 23 (FIG. 45)
  • SEQ ID NO: 40 Amino acid sequence of Fc region of human IgG4P (FIG. 46)
  • SEQ ID NO: 41 nucleotide sequence of primer 24 (FIG. 47)
  • SEQ ID NO: 42 nucleotide sequence of primer 25 (FIG. 48)
  • SEQ ID NO: 43 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D0-K51028-Fc (IgG2)
  • SEQ ID NO: 44 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D1-K51028-Fc (IgG2) (FIG.
  • SEQ ID NO: 45 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D3-K51028-Fc (IgG2) (FIG. 51)
  • SEQ ID NO: 46 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D0-K51028-Fc (IgG4P)
  • SEQ ID NO: 47 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D1-K51028-Fc (IgG4P)
  • SEQ ID NO: 48 Amino acid sequence of KLK5 inhibitory peptide Fc fusion D3-K51028-Fc (IgG4P) (FIG. 54)

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Abstract

ペプチドの血中動態改善方法を提供すること。 改変アミノ酸配列を有するペプチドを調製する工程を含む、ペプチドの血中動態を改善する方法。

Description

ペプチドの血中動態改善方法
 本発明はペプチド又は該ペプチドを含むコンジュゲートの血中動態を改善する方法、血中動態が改善されたペプチド又は該ペプチドを含むコンジュゲート、血中動態が改善されたペプチド又は該ペプチドを含むコンジュゲートを含む医薬組成物等に関する。
 抗体医薬や組換え蛋白質など生物製剤の研究開発は目覚しく、アメリカ食品医薬品局(FDA)で承認された生物製剤は200を超える(非特許文献1)。それらの適応症はがんをはじめ、関節リウマチや多発性硬化症などの自己免疫疾患、皮膚疾患、神経障害性疼痛など様々な疾患に広がりをみせている。近年ではタンパク質工学の進歩により、フラグメント抗体やnon-antibody scaffoldなどの組換え蛋白質の開発も盛んになりつつある。これらの分子は抗体医薬と同様、標的となるタンパク質Xに対して高い結合活性を有しているため、治療薬として使用することで、高い薬効及び副作用の低減が期待されている。抗体医薬の分子量は150kDa程度であるのに対し、これらは5~50kDa程度と小さいことを特徴とする。組換え蛋白質やホルモンペプチドなどは高い生物活性を示す一方で、分子量の小ささに起因して血中半減期は短い。より長期に亘って、低分子量蛋白質やペプチドの活性を維持するためには、これらの血中半減期を延長させるアプローチが必要である。
 一般的に、標的細胞による特異的な消失経路を除き、より高分子量の蛋白質はピノサイトーシスや受容体介在性エンドサイトーシスに続く細胞内分解を経て、また、より低分子量の蛋白質やペプチドは腎臓の糸球体ろ過や再吸収時の分解を経て体内から消失する。低分子量蛋白質やペプチドの分子量、形状、電荷などはクリアランスに大きな影響を及ぼすことが知られている。そのため、低分子量蛋白質やペプチドの血中半減期を改善するためには、分子量を大きくする、又は、血清中に含まれる蛋白質に結合させるアプローチが考えられる(非特許文献2)。低分子量蛋白質やペプチドの分子量を増大するアプローチとして、Poly-ethylene glycol(PEG)や糖鎖、生体分解性ポリマーなどとの結合が挙げられる。低分子量蛋白質やペプチドを血清蛋白質に結合させるアプローチとして、アルブミン又はアルブミン結合分子との融合が挙げられる。さらに、免疫グロブリンFc領域との結合も血中半減期延長に有効である。抗体は分子量の大きさに加え、血管内皮細胞などに取り込まれても免疫グロブリンFc部分がエンドソームにある胎児性Fc受容体(FcRn)との結合を介して血液中に汲み出されるリサイクリング効果を示すため、他の蛋白質よりも長い血中半減期を示す(非特許文献3)。Fc領域のその特徴的な性質に着目することで、Fc融合体は低分子量蛋白質やペプチドの血中半減期延長ツールとして開発されている。いずれの修飾法も蛋白質やペプチドへの適応例が報告されており、複数の品目が上市に至っている。
 低分子量蛋白質やペプチドはFc領域との融合により、血中半減期の延長効果は期待されるが、IgGよりも血中半減期は短い例が多く、血中曝露量の改善には課題が残る(非特許文献4)。治療薬としての薬効を持続させるためには、これらFc融合体の血中曝露量をより改善することが求められる。これまでに、モノクローナル抗体及びFc融合体の血中半減期又は血中曝露量を変化させる方法が報告されている。例えば、抗体とFcRnとの親和性を変化させることで血中半減期を変化させる方法が挙げられる(非特許文献3、5)。抗体や受容体Fc融合体では、Fc領域以外の部分(抗体では可変領域、受容体Fc融合体では受容体部分)に糖鎖を付加することで、より高い曝露を達成している(非特許文献3)が、50~60kDa以下のより小さなタンパク質に適用する場合は十分な効果が得られない。また、タンパク質の電荷を知る方法として等電点(pI)が挙げられる。抗体のpIが高い場合、体内は中性付近のpHを示すため、抗体は正電荷を帯びる。そのため、抗体は負に帯電した細胞膜と相互作用しやすくなり、組織への取り込みやクリアランスが増大し、血中半減期や血中曝露量が低下、減少する。逆に、抗体のpIを低くすることで、血中半減期の延長に繋がることが知られている(非特許文献3)が、抗体以外のタンパク質について、それらの方法が適用され得ることは知られていない。一方、N-アセチルガラクトサミン-6-硫酸スルファターゼのN末端側に酸性アミノ酸を4~15個付加することで、血中での安定性を改善させた例が報告されている(特許文献1)。
 しかしながら、いずれの公知の方法も、分子量にかかわらず任意のタンパク質に対する汎用性が示されたことはなく、個々のケースにおいて、血中半減期又は血中曝露を改善する方法を模索するのが現状である。
 SPINK2(Serine Protease Inhibitor Kazal-type 2)は、3つのジスルフィド結合を有するKazal様ドメインであり、trypsin/acrosin inhibitorとして機能する(非特許文献6)。その分子量は7kDaと小さく、SPINK2又はSPINK2変異体を個体に投与する場合、体内からの消失は速いと推測される。
JP4750718B2
ウスマニ エスエス他(Usmani SS,et al.)(2017年刊) プロス・ワン(PLoS One)12巻(7号):e0181748 ストロール ダブリュアール他(Strohl WR)(2015年刊) バイオドラッグズ(BioDrugs)29巻(4号):215-239頁 リュウ エル他(Liu L)(2018年刊) プロテインセル(Protein Cell)9巻(1号):15-32頁 アンバードーベン エフ他(Unverdorben F,et al.)(2016年刊) マブズ(MAbs)8巻(1号):120-128頁 サクセナ エイ他(Saxena A,et al.)(2016年刊) フロンティアーズ・イン・イムノロジー(Front Immunol.)7巻:580 チェン ティー他(Chen T,et al.)(2009年刊) プロテインズ(Proteins.)77巻(1号):209-219頁
 ペプチドの血中動態を改善する方法を提供すること。
 本発明は、
(1)
 下記(i)又は(ii)であるペプチドのコンジュゲート:
(i)アミノ末端からカルボキシル末端に向かって、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列、及び、免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列を、その順に含む、該ペプチドのコンジュゲート;
(ii)アミノ末端からカルボキシル末端に向かって、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸、免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列、及び、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列を、その順に含む、該ペプチドのコンジュゲート、
(2)
 該ペプチドがSPINK2変異体ペプチドである、(1)記載のコンジュゲート、
(3)
 該ペプチドが抗体又はその抗原結合断片である、(1)記載のコンジュゲート、
(4)
 該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、Fc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、(1)乃至(3)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(5)
 該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、Fc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、(1)乃至(3)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(6)
 1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列又はFc領域若しくはその断片に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、(1)乃至(5)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(7)
 1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列又はFc領域若しくはその断片に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、(1)乃至(5)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(8)
 免疫グロブリン又はその断片が、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、IgA2、IgD、及び/又は、IgEのFc領域又はその断片である、(1)乃至(7)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(9)
 免疫グロブリンが、ヒト免疫グロブリンである、(1)乃至(8)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(10)
 免疫グロブリンが、ヒトIgG1である、(1)乃至(9)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(11)
 免疫グロブリンが、野生型又は変異型である、(1)乃至(10)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(12)
 アミノ末端に1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸を欠くコンジュゲートと比較して、抑制された血中濃度の経時的減少又は増加した血中曝露量を有する、(1)乃至(11)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(13)
 ヒト疾患関連標的分子に結合することを特徴とする、(1)乃至(12)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(14)
 該ペプチドがSPINK2変異体であり、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が配列番号2(図8)で示される、(13)に記載のコンジュゲート、
(15)
 (1)乃至(14)のいずれか一つに記載のコンジュゲートを含む組成物、
(16)
 該ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子の活性を抑制、阻害、作動又は活性化することを特徴とする、(1)乃至(13)記載のコンジュゲート、
(17)
 該ペプチドがSPINK2変異体であり、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が配列番号2(図8)で示される、(16)記載のコンジュゲート、
(18)
 (16)又は(17)に記載のコンジュゲートを含む医薬組成物、
(19)
 下記の工程(i)又は(ii)を含んでなる、(1)記載のコンジュゲートを製造する方法:
(i)該ペプチド及び免疫グロブリンのFc領域又はその断片を含む融合体のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸を付加する工程;
(ii)該融合体に含まれるアミノ酸配列(a)、及び、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸からなるアミノ酸配列(b)、を含み、且つ、アミノ酸配列(b)がアミノ酸配列(a)のアミノ末端側に位置してなるアミノ酸配列(c)を含むポリヌクレオチドを細胞に導入し、該細胞を培養し、該培養物から該融合体を含むコンジュゲートを回収する工程、
(20)
 該ペプチドが、SPINK2変異体ペプチドである、(19)記載の方法、
(21)
 該ペプチドが、抗体又はその抗原結合断片である、(19)記載の方法、
(22)
 Fc領域又はその断片が、該ペプチドのカルボキシル末端側に位置している、(19)乃至(21)のいずれか一つに記載の方法、
(23)
 Fc領域又はその断片が、SPINK2変異体ペプチドのアミノ末端側に位置している、(19)乃至(21)のいずれか一つに記載の方法、
(24)
 Fc領域若しくはその断片が、該ペプチドに、リンカーを介して融合しているか、又は、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、免疫グロブリンのFc領域若しくはその断片に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、(19)乃至(23)のいずれか一つに記載の方法、
(25)
 Fc領域若しくはその断片が、該ペプチドに、直接融合しているか、又は、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、免疫グロブリンのFc領域若しくはその断片に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、(19)乃至(23)のいずれか一つに記載の方法、
(26)
 免疫グロブリンが、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、IgA2、IgD、及び/又は、IgEのFc領域又はその断片である、(19)乃至(25)のいずれか一つに記載の方法、
(27)
 免疫グロブリンが、ヒト免疫グロブリンである、(19)乃至(26)のいずれか一つに記載の方法、
(28)
 免疫グロブリンが、ヒトIgG1である、(19)乃至(27)のいずれか一つに記載の方法、
(29)
 免疫グロブリンが、野生型又は変異型である、(19)乃至(28)のいずれか一つに記載の方法、
(30)
 アミノ末端に1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸を欠くコンジュゲートと比較して、抑制された血中濃度の経時的減少又は増加した血中曝露量を有する(19)乃至(29)記載の方法、
(31)
 該融合体のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、リンカーを介して付加しているか、又は、該融合体に含まれるアミノ酸配列のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸からなるアミノ酸配列が、リンカー配列を介して、付加している、(19)乃至(30)のいずれか一つに記載の方法、
(32)
 該融合体のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、直接付加しているか、又は、該融合体に含まれるアミノ酸配列のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸からなるアミノ酸配列が、直接付加している、(19)乃至(30)のいずれか一つに記載の方法、
(33)
 該ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子に結合することを特徴とする、(19)乃至(32)のいずれか一つに記載の方法、
(34)
 該ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子の活性を抑制、阻害、作動又は活性化することを特徴とする、(19)乃至(33)のいずれか一つに記載の方法、
(35)
 該ペプチドがSPINK2変異体ペプチドであり、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が配列番号2(図8)で示される、(34)に記載の方法、
(1A)
 下記の工程(i)又は(ii)を含んでなる、SPINK2変異体ペプチド含有コンジュゲートの血中濃度の経時的減少を抑制する及び/又は血中曝露量を増加させる方法:
(i)SPINK2変異体ペプチドが、免疫グロブリンのFc領域又はその断片に融合してなるコンジュゲートのアミノ末端側に、1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸からなるオリゴペプチドを付加する工程;
(ii)SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列及び免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列を含んでなるアミノ酸配列のアミノ末端側に1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が付加してなるアミノ酸配列を含むコンジュゲートを調製する工程、
(2A)
 Fc領域又はその断片が、SPINK2変異体ペプチドのカルボキシル末端側に位置している、(1A)記載の方法、
(3A)
 Fc領域又はその断片が、SPINK2変異体ペプチドのアミノ末端側に位置している、(1A)記載の方法、
(4A)
 Fc領域若しくはその断片が、SPINK2変異体ペプチドに、リンカーを介して融合しているか、又は、SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、免疫グロブリンのFc領域に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、(1A)乃至(3A)のいずれか一つに記載の方法、
(5A)
 Fc領域若しくはその断片が、SPINK2変異体ペプチドに、直接融合しているか、又は、SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、免疫グロブリンのFc領域に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、(1A)乃至(3A)のいずれか一つに記載の方法、
(6A)
 免疫グロブリンが、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、IgA2、IgD、及び/又は、IgEのFc領域又はその断片である、(1A)乃至(5A)のいずれか一つに記載の方法、
(7A)
 免疫グロブリンが、ヒト免疫グロブリンである、(1A)乃至(6A)のいずれか一つに記載の方法、
(8A)
 免疫グロブリンが、ヒトIgG1である、(1A)乃至(7A)のいずれか一つに記載の方法、
(9A)
 免疫グロブリンが、野生型又は変異型である、(1A)乃至(8A)のいずれか一つに記載の方法、
(10A)
 (i)記載のコンジュゲートのアミノ末端側に、該オリゴペプチドが、リンカーを介して付加しているか、又は、(ii)記載のSPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列及び免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列を含んでなるアミノ酸配列のアミノ末端側に、1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、リンカー配列を介して、付加している、(1A)乃至(9A)のいずれか一つに記載の方法、
(11A)
 (i)記載のコンジュゲートのアミノ末端側に、該オリゴペプチドが、直接付加しているか、又は、(ii)記載のSPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列及び免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列を含んでなるアミノ酸配列のアミノ末端側に、1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、直接付加している、(1A)乃至(9A)のいずれか一つに記載の方法、
(12A)
 SPINK2変異体ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子に結合することを特徴とする、(1A)乃至(11A)のいずれか一つに記載の方法、
(13A)
 SPINK2変異体ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子の活性を抑制又は阻害することを特徴とする、(1A)乃至(12A)のいずれか一つに記載の方法、
(14A)
 SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、下記(i)又は(ii)である、(1A)乃至(13A)のいずれか一つに記載の方法:
(i)配列番号2(図8)で示され、ヒト疾患関連標的分子に結合するか又は該分子の活性を抑制若しくは阻害するペプチドに含まれるアミノ酸配列;
(ii)(i)記載のアミノ酸配列と90%以上同一なアミノ酸配列を含み、且つ該分子に結合するか又は該分子の活性を抑制若しくは阻害するペプチドに含まれるアミノ酸配列、
(15A)
 下記(i)又は(ii)であるSPINK2変異体のコンジュゲート:
(i)アミノ末端からカルボキシル末端に向かって、1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸、SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列、及び、免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列を、その順に含む、SPINK2変異体のコンジュゲート;
(ii)アミノ末端からカルボキシル末端に向かって、1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸、免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列、及び、SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列を、その順に含む、SPINK2変異体のコンジュゲート、
(16A)
 SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、Fc領域に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、(15A)記載のコンジュゲート、
(17A)
 SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、Fc領域に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、(15A)記載のコンジュゲート、
(18A)
 1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列又はFc領域に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、(15A)乃至(17A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(19A)
 1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列又はFc領域に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、(15A)乃至(17A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(20A)
 免疫グロブリンが、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、IgA2、IgD、及び/又は、IgEのFc領域又はその断片である、(15A)乃至(19A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(21A)
 免疫グロブリンが、ヒト免疫グロブリンである、(15A)乃至(20A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(22A)
 免疫グロブリンが、ヒトIgG1である、(15A)乃至(21A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(23A)
 免疫グロブリンが、野生型又は変異型である、(15A)乃至(22A)のいずれか一つに記載の方法、
(24A)
 アミノ末端に1乃至数個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸を欠くコンジュゲートと比較して、抑制された血中濃度の経時的減少又は増加した血中曝露量を有する、(15A)乃至(23A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(25A)
 SPINK2変異体ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子に結合することを特徴とする、(15A)乃至(24A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(26A)
 SPINK2変異体ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子の活性を抑制又は阻害することを特徴とする、(15A)乃至(25A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート、
(27A)
 SPINK2変異体ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、下記(i)又は(ii)である、(15A)乃至(26A)のいずれか一つに記載のコンジュゲート:
(i)配列番号2(図8)で示され、ヒト疾患関連標的分子に結合するか又は該分子の活性を抑制若しくは阻害するペプチドに含まれるアミノ酸配列;
(ii)(i)記載のアミノ酸配列と90%以上同一なアミノ酸配列を含み、且つ該分子に結合するか又は該分子の活性を抑制若しくは阻害するペプチドに含まれるアミノ酸配列、
(28A)
 (15A)乃至(27A)のいずれか一つに記載のコンジュゲートを含む組成物、
及び、
(29A)
 (25A)乃至(27A)のいずれか一つに記載のコンジュゲートを含む医薬組成物、
等に関する。
 本発明の提供する血中動態改善方法は、ペプチド又は該ペプチドを含有するコンジュゲートの血中濃度の経時的減少の抑制、血中曝露量の増加等をもたらし、該ペプチド又は該コンジュゲートを含有する医薬は、各種疾患の治療又は予防等に好適に使用することができる。
PK試験に供したSPINK2-Fc融合体 ペプチド基質の分解速度を指標として、KLK5阻害ペプチドFc融合体のKLK5阻害活性(50%阻害濃度:IC50)を示した図。KLK5阻害活性評価には終濃度20nMのKLK5及び終濃度100μMのBoc-Val-Pro-Arg-AMC(R&D Systems;ES011)を使用した。K51028-Fcを基に、(A)Aspを1~5個付加した場合においても、(B)Asp又はGluを付加した場合においても、KLK5阻害活性に変化はなかった。 C57BL/6Jマウスに5mg/kgのK51028-Fcを静脈内投与し、経時的に血漿中のK51028-Fc濃度を測定した図。血漿中のK51028-Fc濃度はビオチン標識した抗SPINK2抗体(Atlas Antibodies)、DyLight650で標識した抗SPINK2抗体6D8(第一三共株式会社)及びGyrolab xP Workstation(GYROS PROTEIN Technologies)を用いて、(A)投与後1週間まで、(B)投与後24時間まで、血漿中のK51028-Fc濃度を測定した。 K51028-FcにAsp又はGluを付加することで、SPINK2-Fc融合体の血中動態が改善したことを示した図。C57BL/6Jマウスに5mg/kgの被験物質を静脈内投与し、血漿中の被験物質濃度を投与後24時間まで測定した。被験物質はK51028-Fc、D1-K51028-Fc又はE1-K51028-Fcで、被験物質濃度の測定にはビオチン標識した抗SPINK2抗体、DyLight650で標識した抗SPINK2抗体6D8及びGyrolab xP Workstationを用いた。 K51028-Fcと同様、K50055-FcにおいてもAsp付加によりSPINK2-Fc融合体の血中動態が改善したことを示した図。 K51028-Fcを基に、SPINK2-Fc融合体の血中動態改善に効果があるAsp付加数を最適化した図。Asp付加数1~5個はいずれも改善効果を示し、Asp付加数3個が最も高い効果を示した。 ヒトSPINK2のアミノ酸配列(配列番号1) SPINK2変異体ペプチドの一般式(配列番号2) ヒトKLK5のアミノ酸配列(配列番号3) KLK5阻害ペプチドK50055のアミノ酸配列(配列番号4)
KLK5阻害ペプチドK51028のアミノ酸配列(配列番号5) KLK5阻害ペプチドFc融合体D0-K51028-Fcのアミノ酸配列(配列番号6) KLK5阻害ペプチドFc融合体D1-K51028-Fcのアミノ酸配列(配列番号7) KLK5阻害ペプチドFc融合体D2-K51028-Fcのアミノ酸配列(配列番号8) KLK5阻害ペプチドFc融合体D3-K51028-Fcのアミノ酸配列(配列番号9) KLK5阻害ペプチドFc融合体D4-K51028-Fcのアミノ酸配列(配列番号10) KLK5阻害ペプチドFc融合体D5-K51028-Fcのアミノ酸配列(配列番号11) KLK5阻害ペプチドFc融合体K51028-D5-Fcのアミノ酸配列(配列番号12) KLK5阻害ペプチドFc融合体E1-K51028-Fcのアミノ酸配列(配列番号13) KLK5阻害ペプチドFc融合体D1-K50055-Fcのアミノ酸配列(配列番号14)
プライマー1のヌクレオチド配列(配列番号15) プライマー2のヌクレオチド配列(配列番号16) プライマー3のヌクレオチド配列(配列番号17) プライマー4のヌクレオチド配列(配列番号18) プライマー5のヌクレオチド配列(配列番号19) プライマー6のヌクレオチド配列(配列番号20) プライマー7のヌクレオチド配列(配列番号21) プライマー8のヌクレオチド配列(配列番号22) プライマー9のヌクレオチド配列(配列番号23) プライマー10のヌクレオチド配列(配列番号24) プライマー11のヌクレオチド配列(配列番号25) プライマー12のヌクレオチド配列(配列番号26) プライマー13のヌクレオチド配列(配列番号27) プライマー14のヌクレオチド配列(配列番号28) プライマー15のヌクレオチド配列(配列番号29) プライマー16のヌクレオチド配列(配列番号30) プライマー17のヌクレオチド配列(配列番号31) プライマー18のヌクレオチド配列(配列番号32) プライマー19のヌクレオチド配列(配列番号33) ヒトIgG1のFc領域のアミノ酸配列(配列番号34) プライマー20のヌクレオチド配列(配列番号35) プライマー21のヌクレオチド配列(配列番号36) ヒトIgG2のFc領域のアミノ酸配列(配列番号37) プライマー22のヌクレオチド配列(配列番号38) プライマー23のヌクレオチド配列(配列番号39) ヒトIgG4PのFc領域のアミノ酸配列(配列番号40) プライマー24のヌクレオチド配列(配列番号41) プライマー25のヌクレオチド配列(配列番号42) KLK5阻害ペプチドFc融合体D0-K51028-Fc(IgG2)のアミノ酸配列(配列番号43) KLK5阻害ペプチドFc融合体D1-K51028-Fc(IgG2)のアミノ酸配列(配列番号44)
KLK5阻害ペプチドFc融合体D3-K51028-Fc(IgG2)のアミノ酸配列(配列番号45) KLK5阻害ペプチドFc融合体D0-K51028-Fc(IgG4P)のアミノ酸配列(配列番号46) KLK5阻害ペプチドFc融合体D1-K51028-Fc(IgG4P)のアミノ酸配列(配列番号47) KLK5阻害ペプチドFc融合体D3-K51028-Fc(IgG4P)のアミノ酸配列(配列番号48) ペプチド基質の分解速度を指標として、KLK5阻害ペプチドFc(IgG2,IgG4P)融合体のKLK5阻害活性(50%阻害濃度:IC50)を示した図。KLK5阻害活性評価には終濃度20nMのKLK5及び終濃度100μMのBoc-Val-Pro-Arg-AMC(R&D Systems;ES011)を使用した。(A)D0-K51028-Fc(IgG2)を基に、Aspを1又は3個付加した場合においても、(B)D0-K51028-Fc(IgG4P)を基に、Aspを1又は3個付加した場合においても、KLK5阻害活性に変化はなかった。 D0-K51028-Fc(IgG2)にAspを1個以上付加することで、SPINK2-Fc(IgG2)融合体の血中動態が改善したことを示した図。C57BL/6Jマウスに5mg/kgのD0-K51028-Fc(IgG2),D1-K51028-Fc(IgG2)又はD3-K51028-Fc(IgG2)を静脈内投与し、血漿中のD0-K51028-Fc(IgG2),D1-K51028-Fc(IgG2)又はD3-K51028-Fc(IgG2)濃度を投与後24時間まで測定した。濃度測定にはビオチン標識した抗SPINK2抗体、DyLight650で標識した抗SPINK2抗体6D8及びGyrolab xP Workstationを用いた。 D0-K51028-Fc(IgG2)と同様、D0-K51028-Fc(IgG4P)においてもAsp付加によりSPINK2-Fc(IgG4P)融合体の血中動態が改善したことを示した図。
1.定義
 本発明において、「遺伝子」とは、蛋白質に含まれるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子又はその相補鎖を意味し、一本鎖、二本鎖又は三本鎖以上からなり、DNA鎖とRNA鎖の会合体、一本の鎖上にリボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオチドが混在するもの及びそのような鎖を含む二本鎖又は三本鎖以上の核酸分子も「遺伝子」の意味に含まれる。
 本発明において、「遺伝子」、「ポリヌクレオチド」及び「核酸分子」は同義であり、それらの構成単位であるリボヌクレオチド、デオキシリボヌクレオチド、ヌクレオチド、ヌクレオシド等の個数によっては何ら限定されず、例えば、DNA、RNA、mRNA、cDNA、cRNA、プローブ、オリゴヌクレオチド、プライマー等もその範囲に含まれる。「核酸分子」は略して「核酸」と呼ばれる場合がある。
 本発明において、「ポリペプチド」、「ペプチド」及び「蛋白質」は同義である。
 本発明において、標的分子Xを認識する、又は標的分子Xに結合する(以下、その認識又は結合作用をまとめて「X結合活性」という。)ペプチドを、「X結合ペプチド」と呼ぶことができる。さらに、標的分子Xを認識し、又は標的分子Xに結合し、且つ標的分子Xの有する1つ又は2つ以上の活性又は機能を阻害又は抑制する(以下、それらの阻害又は抑制作用をまとめて「X阻害活性」という。)ペプチドを、「X阻害ペプチド」と呼ぶことができる。
 本発明において、「SPINK2」は、Serine Protease Inhibitor Kazal-type 2を意味し、3つのジスルフィド結合を有するKazal様ドメインから成る7kDaの蛋白質である。好適なSPINK2はヒト由来である。本発明においては、別段記載された場合を除き、ヒトSPINK2(配列番号1:図7)を単に「SPINK2」という。
 本発明において、ペプチドが結合する「部位」、すなわちペプチドが認識する「部位」とは、ペプチドが結合又は認識する標的分子上の連続的若しくは断続的な部分アミノ酸配列又は部分高次構造を意味する。本発明においては、かかる部位のことを標的分子上のエピトープ又は結合部位と呼ぶことができる。
 本発明において、「細胞」には、動物個体に由来する各種細胞、継代培養細胞、初代培養細胞、細胞株、組換え細胞、酵母、微生物等も含まれる。
 本発明において、「SPINK2変異体」とは、野生型SPINK2の有するアミノ酸配列において、1個又は2個以上のアミノ酸が野生型とは異なるアミノ酸で置換され、1個又は2個以上の野生型のアミノ酸が欠失し、1個又は2個以上の野生型には無いアミノ酸が挿入されて(以下、「変異」と総称する。)なるアミノ酸配列を含むペプチドを意味する。
 本発明において、「1乃至数個」における「数個」とは、3乃至10個を指す。
 本発明において、「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、5×SSCを含む溶液中で65℃にてハイブリダイゼーションを行い、ついで2×SSC-0.1%SDSを含む水溶液中で65℃にて20分間、0.5×SSC-0.1%SDSを含む水溶液中で65℃にて20分間、並びに、0.2×SSC-0.1%SDSを含む水溶液中で65℃にて20分間、それぞれ洗浄する条件又はそれと同等の条件でハイブリダイズすることを意味する。SSCとは150mM NaCl-15mMクエン酸ナトリウムの水溶液であり、n×SSCはn倍濃度のSSCを意味する。
 本発明において「特異的」及び「特異性」なる語は「選択的」及び「選択性」とそれぞれ同義であり、互換性がある。
 「血中動態」とは、血液循環における薬物動態、すなわち個体に投与された薬物が時間的経過に伴い、血液循環においてとる動態(吸収や分布など)と消失(代謝や排泄など)を意味し、血中薬物濃度の経時的変化(PK)又は血中曝露量(AUC)、薬物消失半減期(t1/2)、薬物最高血中濃度(Cmax)、最高血中濃度に達するまでの時間(tmax)等を指標として評価される。
 「血中曝露量」とは、一定時間における血中薬物濃度を、血中濃度-時間曲線下面積に代えて表した数値を意味する。
 「血中動態の改善」とは、血中薬物濃度の経時的減少の抑制、PKの延長、AUCの増加、t1/2の延長、Cmaxの上昇、及び/又は、tmaxの短縮を意味する。
2.ペプチド
2-1.アミノ酸
 「アミノ酸」は、アミノ基及びカルボキシル基を含む有機化合物であり、好適には蛋白質に、より好適には天然の蛋白質に、構成単位として含まれるα-アミノ酸を意味する。本発明において、より好適なアミノ酸は、Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr及びValであり、特に明記しない限り「アミノ酸」はこれらの計20アミノ酸を意味する。それらの計20アミノ酸を「天然アミノ酸」と呼ぶことができる。
 本発明においては「アミノ酸残基」は「アミノ酸」と略記される場合がある。
 また、本発明において、アミノ酸は、L-アミノ酸、D-アミノ酸、又はその混合物(DL-アミノ酸)であるが、特に明記しない限りL-アミノ酸を意味する。
 天然アミノ酸は、その共通する側鎖の性質に基づいて、例えば、次のグループに分けることができる。
(1)疎水性アミノ酸グループ:Met、Ala、Val、Leu、Ile
(2)中性親水性アミノ酸グループ:Cys、Ser、Thr、Asn、Gln
(3)酸性アミノ酸グループ:Asp、Glu
(4)塩基性アミノ酸グループ:His、Lys、Arg
(5)主鎖の方角に影響を与えるアミノ酸のグループ:Gly、Pro
(6)芳香族アミノ酸グループ:Trp、Tyr、Phe
 ただし、天然アミノ酸の分類はこれらに限定されるものではない。
 本発明においては、天然アミノ酸は保存的アミノ酸置換を受け得る。
 「保存的アミノ酸置換(conservative amino acid substitution)」とは、機能的に等価又は類似のアミノ酸との置換を意味する。ペプチドにおける保存的アミノ酸置換は、該ペプチドのアミノ酸配列に静的変化をもたらす。例えば、同様の極性を有する一つ又は二つ以上のアミノ酸は機能的に等価に作用し、かかるペプチドのアミノ酸配列に静的変化をもたらす。一般に、あるグループ内の置換は構造及び機能について保存的であると考えることができる。しかしながら、当業者には自明であるように、特定のアミノ酸残基が果たす役割は当該アミノ酸を含む分子の三次元構造における意味合いにおいて決定され得る。例えば、システイン残基は、還元型の(チオール)フォームと比較してより極性の低い、酸化型の(ジスルフィド)フォームをとることができる。アルギニン側鎖の長い脂肪族の部分は構造的及び機能的に重要な特徴を構成し得る。また、芳香環を含む側鎖(トリプトファン、チロシン、フェニルアラニン)はイオン-芳香族相互作用又は陽イオン-パイ相互作用に寄与し得る。かかる場合において、これらの側鎖を有するアミノ酸を、酸性又は非極性グループに属するアミノ酸と置換しても、構造的及び機能的には保存的であり得る。プロリン、グリシン、システイン(ジスルフィド・フォーム)等の残基は主鎖の立体構造に直接的な効果を与える可能性があり、しばしば構造的ゆがみなしに置換することはできない。
 保存的アミノ酸置換は、以下に示すとおり、側鎖の類似性に基づく特異的置換(レーニンジャ、生化学、改訂第2版、1975年刊行、73乃至75頁:L. Lehninger, Biochemistry, 2nd edition, pp73-75, Worth Publisher, New York (1975))及び典型的置換を含む。
(1)非極性アミノ酸グループ:アラニン(以下、「Ala」又は単に「A」と記す)、バリン(以下、「Val」又は単に「V」と記す)、ロイシン(以下、「Leu」又は単に「L」と記す)、イソロイシン(以下、「Ile」又は単に「I」と記す)、プロリン(以下、「Pro」又は単に「P」と記す)、フェニルアラニン(「Phe」又は単に「F」と記す)、トリプトファン(以下、「Trp」又は単に「W」と記す)、メチオニン(以下、「Met」又は単に「M」と記す)
(2)非荷電極性アミノ酸グループ:グリシン(以下、「Gly」又は単に「G」と記す)、セリン(以下、「Ser」又は単に「S」と記す)、スレオニン(以下、「Thr」又は単に「T」と記す)、システイン(以下、「Cys」又は単に「C」と記す)、チロシン(以下、「Tyr」又は単に「Y」と記す)、アスパラギン(以下、「Asn」又は単に「N」と記す)、グルタミン(以下、「Gln」又は単に「Q」と記す)
(3)酸性アミノ酸グループ:アスパラギン酸(以下、「Asp」又は単に「D」と記す)、グルタミン酸(以下、「Glu」又は単に「E」と記す)
(4)塩基性アミノ酸グループ:リジン(以下、「Lys」又は単に「K」と記す)、アルギニン(以下、「Arg」又は単に「R」と記す)、ヒスチジン(以下、「His」又は単に「H」と記す)
 本発明において、アミノ酸は、天然アミノ酸以外のアミノ酸であってもよい。例えば、天然のペプチドや蛋白質において見出されるセレノシステイン、N-ホルミルメチオニン、ピロリジン、ピログルタミン酸、シスチン、ヒドロキシプロリン、ヒドロキシリジン、チロキシン、O-ホスホセリン、デスモシン、β-アラニン、サルコシン、オルニチン、クレアチン、γアミノ酪酸、オパイン、テアニン、トリコロミン酸、カイニン酸、ドウモイ酸、アクロメリン酸等を挙げることができ、ノルロイシン、Ac-アミノ酸、Boc-アミノ酸、Fmoc-アミノ酸、Trt-アミノ酸、Z-アミノ酸等のN末端保護アミノ酸、アミノ酸t-ブチルエステル、ベンジルエステル、シクロヘキシルエステル、フルオレニルエステル等のC末端保護アミノ酸、ジアミン、ωアミノ酸、βアミノ酸、γアミノ酸、アミノ酸のTic誘導体、アミノフォスフォン酸を含むその他の天然界には見出されないアミノ酸等を挙げることができるが、それらに限らず上記20の「天然アミノ酸」以外のアミノ酸を、本発明では便宜的に「非天然アミノ酸」と総称する。
2-2.ペプチド
 本発明において、ペプチドは、任意のペプチドの野生型、変異型、改変型、人工的に設計されたペプチド等であれば特に限定されないが、好適には、標的分子に結合する、標的分子の活性を賦活化、促進、抑制する若しくは阻害する、及び/又は、標的分子に拮抗若しくは作動するペプチドである。より好適なペプチドは、SPINK2変異体である。
 本発明において「標的分子」とは、本発明のペプチドが結合する、ヒト若しくは非ヒト動物の個体に内在する物質又は生体内に取り込まれ得る外因性の物質を意味する。ペプチドがSPINK2変異体の場合、本発明の標的分子は、好適にはSPINK2の内在性の標的であるトリプシン及び/又はアクロシン以外の、より好適にはトリプシン以外の分子であり、より一層好適にはヒト由来のトリプシン以外のヒト由来の分子である。さらにより一層好適には、かかるヒト個体が罹患し得る疾患の発症若しくは増悪に直接又は間接的に関与し得るか、又は、かかる疾患と相関若しくは逆相関を示す、内在するかあるいは外因性の酵素、受容体、該受容体のリガンド、サイトカイン等の液性因子、その他の生体高分子、シグナル伝達物質、細胞、病原体、毒素、又は、それらのいずれか一つ若しくはそれ以上に由来する物質、例えば、その断片、分解物、代謝産物、加工物等である(以下、「疾患関連標的分子」という。)。また、本発明のある態様において、好適な標的分子はトリプシン及び/又はアクロシン以外の、より好適にはトリプシン以外のプロテアーゼである。かかるプロテアーゼは、好ましくは疾患関連標的分子である。
 標的分子に結合する、及び/又は、標的分子の活性を賦活化、促進若しくは抑制する、及び/又は、標的分子に拮抗又は作動するペプチドは、ペプチド・ライブラリーから、標的分子に結合する活性、標的分子を賦活、促進、抑制若しくは阻害する活性、及び/又は、標的分子に拮抗若しくは作動する活性(以下まとめて「標的分子に対する活性」という。)を指標として、当業者に周知のスクリーニングを実施することにより、同定又は濃縮することができる(WO2014/024914A1、WO2018/117244A1)。同定又は濃縮されたペプチドのアミノ酸配列は、公知のシーケンスにより決定することができる。アミノ酸配列が判明したペプチドは、組換え、化学合成又はイン・ビトロ翻訳により、調製することができる。
 疾患関連標的分子としては、例えば、キモトリプシン、カリクレイン、EGFR、HER2、KLK1、KLK4、KLK5、KLK8、HTRA1、MMP-9等を挙げることができるが、それらに限定されるものではない。
 疾患関連標的分子に対する活性を有するSPINK2変異体ペプチドとしては、例えば、キモトリプシン結合ペプチド(WO2014/024914A1)、カリクレイン結合ペプチド、EGFR結合ペプチド及びHER2結合ペプチド(以上、WO2014/024914A1)、ヒトKLK5の有するプロテアーゼ活性を阻害するペプチド(以下「KLK5阻害ペプチド」という。)であるK50055(配列番号4:図10)及びK51028(配列番号5:図11)、HTRA1阻害ペプチド(WO2018/117244A1)、MMP-9結合ペプチド(WO2019/017338A1)、並びに、KLK1阻害ペプチド、KLK4阻害ペプチド及び/又はKLK8阻害ペプチド(WO2019/049933A1)等を挙げることができるが、それらに限定されない。
 KLK5は、N末プロペプチドとプロテアーゼ活性ドメインからなり、3箇所のN型糖鎖が付加したトリプシン様のプロテアーゼ活性を示す蛋白質であり、好適にはヒトKLK5(配列番号3:図9)である。KLK5阻害剤は、ネザートン症候群、アトピー性皮膚炎、酒さ、紫外線による皮膚傷害、乾癬、喘息、脊髄損傷、がん、Barrett食道等の治療及び/又は予防に有用である。なお、K51028は、ヒトKLK7の有するプロテアーゼ活性をも阻害する(データ示さず)。
 疾患関連標的分子に対する活性を有するSPINK2変異体は、医薬及び診断薬として当該分野で使用される抗体等の他の生体高分子と比較して分子量が小さく、その製造が比較的容易であり、保存安定性や熱安定性等の物性の面で優れており、医薬組成物として使用される場合の投与経路、投与方法、製剤等の選択の幅が広い等の長所を有する。SPINK2変異体ペプチドの分子量は、10,000未満、好適には8,000未満、より好適には約7,000~7,200である。また、配列番号2(図8)の15番Cys~31番Cysからなる可変ループ部分又は15番Cys~63番Cysからなるペプチド断片(以下「6つのCysを含む部分」という。)も本発明のペプチドの範囲に含まれ、可変ループ部分の分子量は2,500未満、好適には約1,800~2,000であり、6つのCysを含む部分の分子量は6,000未満、好適には約5,300~5,500である。また、生体高分子やポリマーの付加等、公知の方法を適用して本発明のペプチドの分子量を大きくすることにより、医薬組成物として使用された場合の血中半減期をより長く調節することもできる。
 本発明において、「変異した」とは、天然に存在する核酸分子又はペプチドと比較のヌクレオチド配列又はアミノ酸配列において、1つ又は2つ以上のヌクレオチド若しくはヌクレオチド残基又はアミノ酸若しくはアミノ酸残基の置換、欠失又は挿入がなされていることを意味する。本発明のSPINK2変異体のアミノ酸配列は、ヒトSPINK2のアミノ酸配列と比較して、1つ又は2つ以上のアミノ酸又はアミノ酸残基が変異されている。
 本発明のある態様において、SPINK2変異体のアミノ酸配列は、ヒトSPINK2のアミノ酸配列(配列番号1:図7)の:
16番Ser~22番Glyのうち1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ又は7つのアミノ酸が他のアミノ酸又はアミノ酸残基に置換されており;
24番Pro~28番Asnのうち1つ、2つ、3つ、4つ又は5つのアミノ酸が他のアミノ酸又はアミノ酸残基に置換されており;
15番Cys、23番Cys、31番Cys、42番Cys、45番Cys及び63番Cysは、天然型のジスルフィド結合を維持するためには野生型と同じくCysであることが好ましく、天然型のジスルフィド結合を消失させたり、非天然型のジスルフィド結合を生じさせたりするためには、それらのうち1つ、2つ、3つ、4つ、5つ又は6つを他のアミノ酸に置換してもよい。SPINK2変異体においては、天然型と同じ当該6箇所にCysが維持され、ジスルフィド結合が保持されている。かかるペプチドのうちより好適な一部の態様においては、15番Cys-45番Cys、23番Cys-42番Cys、及び、31番Cys-63番Cysが、それぞれジスルフィド結合を形成しており、野生型SPINK2のアミノ酸配列に含まれる16番Ser乃至30番Valからなるループ構造、31番Cys及び32番Glyからなるβストランド(1)並びに57番Ile乃至59番Argからなるβストランド(2)から構成されるβシート、41番Glu乃至51番Glyからなるαへリックス、又は、それらに類似しているか若しくはそれら(の位置)に少なくとも部分的に対応するループ構造、βシート、αへリックス等から構成される立体構造が、標的分子に対する活性を発揮し得る程度に、維持されていることが好ましい。
3.ペプチドへの変更又は変異の導入
 本発明のペプチド(又はコンジュゲート:後述)の有するアミノ酸配列において、1つ又は2つ以上(例えば、1乃至数個)のアミノ酸が欠失、置換、付加又は挿入してなるペプチド(又はコンジュゲート)の変異体、及び、元のペプチド(又はコンジュゲート)の有するアミノ酸配列を80%、85%、90%、95%、98%又は99%以上同一であるアミノ酸配列を有するペプチド(又はコンジュゲート)の変異体も、本発明のペプチド(又はコンジュゲート)の範囲に含まれ、好適なペプチド(又はコンジュゲート)変異体は、元のペプチド(又はコンジュゲート)が有する標的分子に対する活性の一部又は全部を保持している。
 本発明のペプチドのアミノ末端及び/又はカルボキシル末端において、1つ又は2つ以上(例えば、1乃至数個)のアミノ酸が置換、付加及び/又は欠失されてなり、且つ、元のペプチドの有する標的分子に対する活性の一部又は全部を保持しているペプチドも、本発明のペプチドの範囲に含まれる。
 本発明のSPINK2変異体の有するアミノ酸配列においては、配列番号2(図8)のX乃至X12以外の部分、すなわち、野生型ヒトSPINK2のアミノ酸配列(配列番号1:図7)中の、2番Pro~15番Cys、23番Cys及び29番Pro~63番Cysの位置において、天然型のアミノ酸若しくは変異したアミノ酸又はアミノ酸配列を含むことができる。例えば、SPINK2変異体は、標的分子に対する活性又はフォールディングを少なくとも部分的に妨げないか又は干渉をしない限りにおいて、1つ又は2つ以上(例えば、1乃至数個)の位置において変異してよい。そのような変異は、当業者に公知の標準的な方法を使用することによりなし得る。アミノ酸配列中の典型的な変異としては、1つ又は2つ以上(例えば、1乃至数個)のアミノ酸の置換、欠失又は挿入を挙げることができ、置換としては、保存的置換を例示することができる。保存的置換により、あるアミノ酸残基は、嵩高さのみならず、極性の面についても化学的特徴が類似しているアミノ酸残基により置換される。保存的置換の例は、本明細書の他の部分に記載されている。一方で、X乃至X12以外の部分は、標的分子に対する活性又はフォールディングを少なくとも部分的に妨げないか又は干渉をしない限りにおいて、1つ又は2つ以上(例えば、1乃至数個)のアミノ酸の非保存的置換も許容し得る。
 従って、本発明の血中動態改善方法が適用され得るペプチド又はコンジュゲート(後述)中に含まれるペプチドが有するアミノ酸配列は:(a1)配列番号2(図8)からなるアミノ酸配列からなるアミノ酸配列;(a2)配列番号2(図8)からなるアミノ酸配列において1乃至20、1乃至15、1乃至10、1乃至8、1乃至6、1乃至5、1乃至4、1乃至3、1若しくは2、又は1個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入してなり且つ(a1)記載のアミノ酸配列を含むペプチドの有する標的分子に対する活性の一部又は全部を保持したペプチドに含まれるアミノ酸配列;(a3)配列番号2(図8)からなるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし且つ(a1)記載のアミノ酸配列を含むペプチドの有する標的分子に対する活性の一部又は全部を保持したペプチドに含まれるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列によりコードされるアミノ酸配列:及び、(a4)配列番号2(図8)からなるアミノ酸配列と60%、70%、80%、85%、90%、92%、94%、96%、97%、98%又は99%以上同一であり且つ(a1)記載のアミノ酸配列を含むペプチドの有する標的分子に対する活性の一部又は全部を保持したペプチドに含まれるアミノ酸配列:のいずれでもよく、それらに限定されるものではない。
 ペプチドに、そのフォールディング安定性、熱安定性、保存安定性、水溶性、生物活性、薬理活性、副次的作用等を改善する目的で、変異を導入することができる。例えば、ポリエチレングルコール(PEG)、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、ビオチン等にコンジュゲートさせるため、Cysのような新たな反応性基を変異により導入することができる。
4.ペプチドを含有するコンジュゲート
 本発明において、ペプチドには、他の部分が融合、連結又は付加等していてもよく、そのような融合、連結又は付加等したフォームを「ペプチドのコンジュゲート」と呼ぶ。本発明において「コンジュゲート」とは、ペプチド又はその断片に他の部分が結合してなる分子を意味する。「コンジュゲート」又は「コンジュゲーション」には、ある部分が架橋剤等の化学物質を介して、ある部分をアミノ酸の側鎖に連結するのに適した作用物質等を介して、ペプチドのN末及び/又はC末に合成化学的手法や遺伝子工学的手法等により、ペプチドに連結又は結合される形態が含まれる。そのような「部分」には、血中半減期を改善するものとして、ポリエチレングリコール(PEG)等のポリアルキレングリコール分子、ヒドロキシエチルデンプン、パルミチン酸等の脂肪酸分子、免疫グロブリンのFc領域、免疫グロブリンのCH3ドメイン、免疫グロブリンのCH4ドメイン、アルブミン又はその断片、アルブミン結合ペプチド、連鎖球菌プロテインG等のアルブミン結合蛋白質、トランスフェリンを、例示することができる。その他の「部分」としては、かかる「部分」はペプチドリンカー等のリンカーを介して本発明のペプチドが連結され得る。
 本発明のある態様において、コンジュゲートは、SPINK2変異体ペプチドと、抗体のFc領域又はその断片との融合体である。抗体の起源は、ヒト、及び、非ヒト動物、例えば、マウス、ラット、ウサギ等のげっ歯類、ウシ、ブタ、イヌ、カニクイザル、マーモセット、アカゲザル等その他の哺乳類、ニワトリ等の鳥類を上げることができ、好適にはヒトである。抗体としては、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、IgA2、IgD及びIgEを例示することができ、好適にはIgG1である。より好適には、コンジュゲートは、本発明のペプチドと、ヒトIgG1のFc領域又はその断片との融合体である。本発明のペプチドと抗体のFc領域又はその断片の融合体を「Fc融合体」又は「Fcコンジュゲート」と記載することがあるが、いずれも同義である。
 ヒトIgG1のFc領域としては、例えば、配列番号34(図40)で示されるアミノ酸配列を含むか該配列からなるもの又はその断片を挙げることができるが、それらに限定されない。抗体のFc領域又はその断片は、野生型、変異型のいずれであってもよい。
 抗体のFc領域のアミノ酸残基の一部を置換することによって、エフェクター機能を調整することが可能である(WO88/007089、W094/28027、W094/29351参照)。エフェクター機能を減弱させたIgG1の変異体としては、IgG1 LALA(IgG1-L234A、L235A)、IgG1 LAGA(IgG1-L235A,G237A)等が挙げられる。ヒトIgG2は、5種存在するヒトIgGサブクラスのなかで、補体結合を介したCDC活性、抗体依存的な細胞障害活性といったエフェクター機能が非常に弱い(Bruggemann et al.,J.Exp.Med.,1351-1361,1987)。ヒトIgG4は、5種存在するヒトIgGサブクラスのなかで、補体結合を介したCDC活性、抗体依存的な細胞障害活性といったエフェクター機能が非常に弱い(Bruggemann et al.,J.Exp.Med.,1351-1361,1987)。IgG4を用いる場合は、定常領域のアミノ酸残基の一部を置換することによって、IgG4特有の分割が抑制され、半減期を延長することが可能である(Mol.Immunol.,30,105-108,1993)。IgG4の変異体としては、IgG4P(IgG4-S241P)又はIgG4P FALA(IgG4-S241P,F234A,L235A)等が挙げられる。ヒトIgG4Pとは、H鎖同士の結合によるH2L2テトラマー形成に関与するヒトIgG4の241番目セリン残基をヒトIgG1、ヒトIgG2と同様の配列になる様、プロリンに置換することで、H2L2テトラマー形成を抑制し、血中の安定性が高まった変異体を示している(Angal et al.,Mol.Immunol.,30,105-108,1993)。IgG4P FALAは、CH2ドメインに存在するFcγRIIIとの相互作用に必要なアミノ酸残基2つをアラニンに置換することで、更にエフェクター機能を減弱させている(Parekh et al.,MAbs,310-318,2012)。それらの、人工的に改変されたFc領域のみならず、天然に見出されるFc領域配列の多型も、「変異型」の範囲に含まれる。
 コンジュゲートは、SPINK2変異体ペプチド以外のペプチドと、抗体のFc領域又はその断片との融合体であってもよく、ヒト腫瘍壊死因子II型受容体(Tumor Necrosis Factor Receptor:TNFR)の細胞外ドメイン蛋白質とFcとのコンジュゲート(エタネルセプト)やヒト細胞傷害性Tリンパ球抗原-4(Cytotoxic T Lymphocyte-associated Antigen 4:CTLA4)の細胞外ドメイン蛋白質とFcとのコンジュゲート(アバタセプト)、ヒト血管内皮増殖因子受容体(Vascular Endothelial Growth Factor Receptor:VEGFR)の細胞外ドメイン蛋白質とFcとのコンジュゲート(アフリベルセプト)、ヒト血液凝固第VIII因子とFcとのコンジュゲート(エフラロクトコグ アルファ)、ヒト血液凝固第IX因子とFcとのコンジュゲート(エフトレノナコグ アルファ)、ヒトトロンボポエチン受容体結合ペプチドとFcとのコンジュゲート(ロミプロスチム)、ヒトグルカゴン様ペプチド-1(Glucagon-Like Peptide:GLP-1)アナログとFcとのコンジュゲート(デュラグルチド)などが挙げられるが、それらに限定されない。
 ある態様において、コンジュゲートに含まれるペプチドには、Atrial Natriuretic Peptide(ANP)、Leptin、Interleukin-2(IL-2)、IL-22、Secretin、Beta-endorphin、GLP-1、Fibroblast Growth Factor-2(FGF-2)等が挙げられるが、それらに限定されない。
 ある態様において、コンジュゲートに含まれるペプチドは抗体の抗原結合断片であってもよい。本発明において「抗体の抗原結合断片」とは、抗原を認識する機能を保持した抗体の部分断片を意味し、「抗体の機能性断片」と同義である。抗体の抗原結合断片としては、例えば、Fab、F(ab’)2、scFv、Fab’、一本鎖免疫グロブリン等を挙げることができるが、それらに限定されない。かかる抗体の機能性断片は、抗体の全長分子をパパイン、ペプシン等の酵素で処理することによって得られたものに加え、組換え遺伝子を用いて適当な宿主細胞において産生された組換え蛋白質であってもよい。
 SPINK2変異体等のペプチドのFcコンジュゲートにおいては、該ペプチドがFc領域又はその断片のアミノ末端側に位置しても、Fc領域が該ペプチドのアミノ末端側に位置しても、いずれでもよいが、好適には前者である。また、該ペプチドとFc領域又はその断片が、直接融合していても、リンカー等を介して間接的に融合していても、いずれでもよい。リンカーは、ペプチド及び/又は非ペプチドである。また、SPINK2変異体等のペプチドのFcコンジュゲートは、該ペプチド、Fc領域又はその断片、及び任意で両者の間の介在部分(リンカー等)に加え、他のペプチド又は非ペプチドを含んでよい。
 ペプチドには、薬理活性を発揮するか又は増強するために、他の薬物がコンジュゲーションされていてもよい。抗体分野において抗体-薬物複合体(antibody-drug conjugate:ADC)として当業者に公知の技術や態様は、抗体を本発明のペプチドに置き換えることにより、本発明の一部の態様となり得る。
 さらに、ペプチドは、他の標的分子に対する活性を発揮する1つ又は2つ以上の部分をさらに含むか、そのような部分にコンジュゲートされていてもよい。かかる「部分」としては、抗体又はその断片、SPINK2変異体のような抗体以外の骨格を有する蛋白質又はその断片を例示することができる。抗体分野において多重特異的抗体及び二重特異的抗体(multispecific antibody、bispecific antibody)として当業者に公知の技術や態様は、それらに含まれる2つ以上の「抗体」のうち少なくとも1つを本発明のペプチドに置き換えることにより、本発明のコンジュゲートの一部の態様となる。
 また、ペプチド又はその前駆体は、シグナル配列を含み得る。あるペプチド若しくはその前駆体のN末に存在するか又は付加されたシグナル配列は、当該ペプチドを細胞の特定の区画、例えば、大腸菌であれば周辺質、真核細胞であれば小胞体に送達するために有用であり、多くのシグナル配列が当業者に公知であり、宿主細胞に応じて選択され得る。大腸菌の周辺質中に所望のペプチドを分泌させるためのシグナル配列としては、OmpAを例示することができる、シグナル配列を含む形態も、本発明のコンジュゲートの範囲に含まれる。
 さらに、ペプチドに予めタグを付加させることにより、アフィニティー・クロマトグラフィーによって該ペプチドを精製することができることができる。例えば、そのC末に、ビオチン、Strepタグ(登録商標)、StrepタグII(登録商標)、His6等のオリゴヒスチジン、ポリヒスチジン、免疫グロブリンドメイン、マルトース結合蛋白質、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)、ジゴキシゲニンやジニトロフェノール等のハプテン、FLAG(登録商標)等のエピトープタグ、mycタグ、HAタグ等(以下まとめて「アフィニティー・タグ」と呼ぶ。)を含むことができる。タグ付加体も、本発明のコンジュゲートに、その一部の態様として含まれ得る。本発明のコンジュゲートは、全体としてペプチド(ポリペプチド)であってもよい。
 また、ペプチドは、標識のための部分を含むことができ、具体的には、酵素標識、放射性標識、着色標識、蛍光標識、発色標識、発光標識、ハプテン、ジゴキシゲニン、ビオチン、金属複合体、金属、コロイド金等の標識部分がコンジュゲートされ得る。標識のための部分を含む態様も、本発明のコンジュゲートの範囲に含まれる。
 さらに、ペプチド(のアミノ酸配列)には、天然アミノ酸及び非天然アミノ酸のいずれをも含むことができ、天然アミノ酸としてはL-アミノ酸及びD-アミノ酸のいずれをも含むことができる。
 また、ペプチドは、単量体、2量体、3量体以上のオリゴマー又は多量体として存在し得る。2量体、3量体以上のオリゴマー及び多量体は、単一の単量体から構成されるホモ、及び、2つ以上の異なる単量体から構成されるヘテロ、のいずれでもよい。単量体は、例えば、速やかに拡散し組織への浸透に優れている場合がある。2量体、オリゴマー及び多量体は、例えば、局所において標的分子に対する活性において優れる、遅い解離速度を有する等、有利な面を有し得る。自発的な2量体化、オリゴマー化及び多量体化に加え、意図した2量体化、オリゴマー化及び多量体化も、jun-fosドメイン、ロイシンジッパー等を本発明のペプチドに導入することにより、なし得る。
 さらに、ペプチドは、単量体、2量体、3量体以上のオリゴマー又は多量体で、1つ又は2つ以上の標的分子に対する活性を発揮することができる。
 また、ペプチドがとり得る形態としては、単離された形態(凍結乾燥標品、溶液等)、上述のコンジュゲート体、他の分子に結合した形態(固相化された形態、異分子との会合体、標的分子と結合した形態等)等を挙げることができるが、それらに限定されるものではなく、発現、精製、使用、保存等に適合した形態を任意に選択することができる。
 血中動態が改善された、本発明のコンジュゲートに含まれるSPINK2変異体が有するアミノ酸配列としては、前述の(a1)、(a2)、(a3)、(a4)等を挙げることができる。また、血中動態が改善された、本発明のSPINK2変異体Fcコンジュゲートのアミノ酸配列うち、アミノ末端に付加された1つ又は2つ以上、好適には1乃至数個のアミノ酸を除いたアミノ酸配列としては、SPINK2変異体のアミノ酸配列として前述の(a1)、(a2)、(a3)又は(a4)、及び、抗体のFc領域のアミノ酸配列として前述の各種IgのFc領域又はその断片のアミノ酸配列を含んでいれば、特に限定されるものではないが、例えば、次のようなアミノ酸配列を例示することができる:(b1)配列番号2(図8)からなるアミノ酸配列及びヒトIgG1のFc領域のアミノ酸配列(例えば、配列番号34、図40)を含んでなるアミノ酸配列;(b2)前記(b1)記載のアミノ酸配列において1乃至20、1乃至15、1乃至10、1乃至8、1乃至6、1乃至5、1乃至4、1乃至3、1若しくは2、又は1個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入してなり且つ(b1)記載のアミノ酸配列を含むコンジュゲートの有する標的分子に対する活性の一部又は全部を保持したペプチド又はコンジュゲートに含まれるアミノ酸配列;(b3)前記(b1)記載のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズし且つ(b1)記載のアミノ酸配列を含むコンジュゲートの有する標的分子に対する活性の一部又は全部を保持したペプチド又はコンジュゲートに含まれるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列によりコードされるアミノ酸配列;及び、(b4)前記(b1)記載のアミノ酸配列と60%、70%、80%、85%、90%、92%、94%、96%、97%、98%又は99%以上同一であり且つ(b1)記載のアミノ酸配列を含むコンジュゲートの有する標的分子に対する活性の一部又は全部を保持したペプチド又はコンジュゲートに含まれるアミノ酸配列:を挙げることができる。
5.ペプチド又はコンジュゲートの血中動態改善
 本発明は、ペプチド又はペプチド含有コンジュゲートの血中動態改善方法を提供する。本発明のペプチド(コンジュゲートに含まれるものを含み、好適には疾患関連標的分子に対する活性を有する。)の有するアミノ酸配列の1番アミノ酸(アミノ末端のアミノ酸に同じ。)のさらにアミノ末端側に、1つ又は2つ以上、好適には1乃至数個のアミノ酸(天然アミノ酸以外のアミノ酸であってもよい。)が付加していてもよい。そのようなアミノ酸の付加としては、好適には酸性アミノ酸、より好適にはAsp及び/又はGluが1乃至数個付加したもの(AspとGluの両方を含んでいてもよい)、より一層好適にはAspが1乃至数個付加したもの又はGluが1乃至数個付加したものを挙げることができる。付加されるAsp及び/又はGlu等のアミノ酸の個数は、好適には1乃至5個、又は1乃至4個、より好適には1乃至3個、より一層好適には2又は3個、最適には3個である。
 かかるアミノ末端へのアミノ酸付加により、ペプチド又はコンジュゲートの血中動態は改善され得る。血中動態の改善は、個体に投与されたペプチド又はコンジュゲートが時間的経過に伴い、血液循環においてとる動態(吸収や分布など)と消失(代謝や排泄など)が改善されたことを示す指標の改善であれば特に限定されないが、好適には、血中薬物濃度の経時的減少の抑制(「PKの延長」ともいう。)、血中曝露量(AUC)の増大、薬物消失半減期(t1/2)の延長、薬物最高血中濃度(Cmax)の上昇、及び/又は、最高血中濃度に達するまでの時間(tmax)の短縮により判定することができ、より好適には血中薬物濃度の経時的減少の抑制(PKの延長)又は血中曝露量(AUC)の増加である。SPINK2変異体等のペプチドに抗体のFc領域又はその断片が融合してなるコンジュゲート(好適には、該ペプチドのカルボキシル末端側にFc領域が位置する。)のアミノ末端に、1つ又は2つ以上、1乃至数個、1乃至5個、又は1乃至4個、より好適には1乃至3個、より一層好適には2又は3個、最適には3個のアミノ酸が付加していてもよく、好適なアミノ酸としてはAsp及び/又はGlu、より好適にはAsp又はGluであり、より一層好適にはAsp又はGlu3個であり、最適にはAsp3個である。そのようなアミノ酸が付加した形態は、本発明のコンジュゲートの範囲に含まれる。
 1つ又は2つ以上、好適には1乃至数個のアミノ酸、好適にはAsp及び/又はGluがペプチド又はコンジュゲート(好適にはFc融合体)のアミノ末端に付加していれば、局所的に負電荷が帯電するものの、ペプチド又はコンジュゲートの等電点(pI)には大きな影響は与えることなく、投与後初期におけるペプチド又はコンジュゲートの血中濃度低下を抑制し、元のペプチド又はコンジュゲートと比較して血中濃度をより長時間、高濃度に保つことができる。負電荷アミノ酸の付加が、ペプチド又はコンジュゲートのpIに大きな影響を与えないことにより、血中動態に限らず、生物学的又は薬理学的活性や物理化学的性質等への影響を最小化することができる。
 本発明は、血中動態が改善されたペプチド及びコンジュゲートをも提供する。Aspが1個付加しているコンジュゲートの例(D1-K51028-Fc、配列番号7、図13:D1-K50055-Fc、配列番号14、図20:D1-K51028-Fc(IgG2)、配列番号44、図50:D1-K51028-Fc(IgG4P)、配列番号47、図53)、Aspが2個付加しているコンジュゲートの例(D2-K51028-Fc、配列番号8、図14)、Aspが3個付加しているコンジュゲートの例(D3-K51028-Fc、配列番号9、図15:D3-K51028-Fc(IgG2)、配列番号45、図51:D3-K51028-Fc(IgG4P)、配列番号48、図54)、Aspが4個付加しているコンジュゲートの例(D4-K51028-Fc、配列番号10、図16)、Aspが5個付加しているコンジュゲートの例(D5-K51028-Fc、配列番号11、図17)、Gluが1個付加しているコンジュゲートの例(E1-K51028-Fc、配列番号13、図19)を、それぞれ挙げることができるが、血中動態が改善されたコンジュゲートはそれらに限定されるものではなく、任意の標的分子に対する活性を有するペプチド(好適には該ペプチドのFc融合体)に、上記の血中動態改善方法を適用することにより、所望の薬理活性を有するペプチドの血中動態を改善することができ、血中動態が改善されたペプチド又はコンジュゲートを得ることができる。
6.ペプチド又はコンジュゲートの調製
 本発明は、ペプチド又は該ペプチドを含むコンジュゲートに含まれるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド(以下、「コード遺伝子」という。)、コード遺伝子が挿入された組換えベクター、該遺伝子若しくはベクターが導入された細胞(以下、「コード遺伝子含有細胞」)、ペプチド又はコンジュゲートを産生する細胞(以下単に「産生細胞」)、コード遺伝子含有細胞又は産生細胞を培養する工程を含む、ペプチド又はコンジュゲートの製造方法をも提供する。
 アミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を設計するには、各アミノ酸に対応するコドンを1種又は2種以上使用することができる。そのため、あるペプチドが有する単一のアミノ酸配列をコードする塩基配列は、複数のバリエーションを有し得る。かかるコドンの選択に際しては、該ヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド又はそれを含むベクターが導入される、発現用の宿主細胞のコドン使用(codon usage)に応じて適宜コドンを選択したり、複数のコドンの使用の頻度若しくは割合を適宜調節したりすることができる。例えば、大腸菌を宿主細胞として用いる場合は、大腸菌において使用頻度が高いコドンを使用してヌクレオチド配列を設計してもよい。
 コード遺伝子は、1つ又は2つ以上の調節配列に機能的に連結されていてもよい。「機能的に連結される」とは、連結されたコード遺伝子を発現させることができる、又は、コード遺伝子に含まれるヌクレオチド配列の発現を可能にする、ことを意味する。調節配列は、転写調節及び/又は翻訳調節に関する情報を含む配列エレメントを含む。調節配列は、種により様々であるが、一般に、プロモーターを含み、原核生物の-35/-10ボックス及びシャイン・ダルガノ配列、真核生物のTATAボックス、CAAT配列、及び5’キャッピング配列等で例示される、転写及び翻訳の開始に関与する5’非コード配列を含む。かかる配列は、エンハンサーエレメント及び/又はリプレッサーエレメント、並びに宿主細胞内外の特定の区画へと天然型又は成熟型のペプチドを送達するための、翻訳され得るシグナル配列、リーダー配列等を含んでもよい。さらに、調節配列は3’非コード配列を含んでよく、かかる配列には、転写終結又はポリアデニル化等に関与するエレメントを含み得る。ただし、転写終結に関する配列が、特定の宿主細胞において充分に機能しない場合は、当該細胞に適した配列で置換され得る。
 プロモーター配列としては、原核生物ではtetプロモーター、lacUV5プロモーター、T7プロモーター等を、真核細胞ではSV40プロモーター、CMVプロモーター等を例示することができる。
 コード遺伝子は、単離された形態、ベクター若しくは他のクローニングビヒクル(以下、単に「ベクター」という:プラスミド、ファージミド、ファージ、バキュロウイルス、コスミド等。)中又は染色体中に含まれる形態であってよいが、それらの形態に限定されない。ベクターは、上記調節配列に加え、発現に使用される宿主細胞に適した複製配列及び制御配列、並びに形質転換等により核酸分子が導入された細胞を選択可能な表現型を与える選択マーカーを含んでいてもよい。
 コード遺伝子、又はコード遺伝子を含むベクターは、当該遺伝子又はその翻訳産物であるペプチドを発現可能な宿主細胞に形質転換等の当業者に公知の方法により導入することができる。コード遺伝子又は該ベクターを導入された宿主細胞は、当該遺伝子又はペプチドの発現に適した条件下で培養され得る。宿主細胞は、原核及び真核のいずれでもよく、原核では大腸菌、枯草菌等、真核ではサッカロミセス・セレヴィシエ、ピキア・パストリス等の酵母、SF9、High5等の昆虫細胞、HeLa細胞、CHO細胞、COS細胞、NS0等の動物細胞を例示することができる。真核細胞等を宿主細胞として用いることにより、発現した本発明のペプチドに所望の翻訳後修飾を施すことができる。翻訳後修飾としては、糖鎖等の官能基付加、ペプチド又は蛋白質の付加、アミノ酸の化学的性質の変換等を例示することができる。また、本発明のペプチドへの所望の修飾を人工的に施すことも可能である。そのようなペプチドの修飾体も、本発明のペプチド又はコンジュゲートの範囲に包含される。
 本発明はペプチド又はコンジュゲートの製造方法をも提供する。当該方法には、コード遺伝子含有細胞若しくは産生細胞を培養する工程1、及び/又は、工程1で得られた培養物からペプチド又はコンジュゲートを回収する工程2が含まれる。工程2には、当業者に公知の分画、クロマトグラフィー、精製等の操作を適用することができ、例えば、後述する本発明の抗体を利用したアフィニティー・クロマトグラフィーによる精製が適用可能である。
 本発明のペプチド又はコンジュゲートは、メリフィールド他のペプチド固相合成法、並びに、t-ブトキシカルボニル(t-Butoxycarbonyl:Boc)や9-フルオレニルメトキシカルボニル(9-Fluorenylmethoxycarbonyl:Fmoc)等を利用した有機合成化学的ペプチド合成法により例示される化学合成、イン・ビトロ翻訳等の、他の当業者に公知の方法によっても製造することができる。
7.医薬組成物
 本発明はペプチド又はコンジュゲートを含む医薬組成物をも提供する。
 本発明の医薬組成物は、疾患関連標的分子により惹起されるか又は増悪化され、該標的分子の発現又は機能を阻害又は抑制することにより、かかる惹起又は増悪化の抑制、治癒、症状の維持若しくは改善、二次性疾患の回避等し得る各種疾患の治療及び/又は予防に有用である。医薬組成物は、好適には、疾患関連標的分子に対する活性を有する元のペプチド又はコンジュゲートの血中動態が改善されたペプチド又はコンジュゲートを含む。
 本発明の医薬組成物には、治療又は予防に有効な量の疾患関連標的分子に対する活性を有するペプチド又はコンジュゲートと薬学上許容される希釈剤、担体、可溶化剤、乳化剤、保存剤及び/又は補助剤を含有せしめることができる。
 「治療又は予防に有効な量」とは、特定の疾患、投与形態及び投与経路につき治療又は予防効果を奏する量を意味し、「薬理学的に有効な量」と同義である。
 本発明の医薬組成物には、pH、浸透圧、粘度、透明度、色、等張性、無菌性、該組成物又はそれに含まれるペプチド、コンジュゲート等の安定性、溶解性、徐放性、吸収性、浸透性、剤型、強度、性状、形状等を変化させたり、維持したり、保持したりするための物質(以下、「製剤用の物質」という。)を含有せしめることができる。製剤用の物質としては、薬理学的に許容される物質であれば特に限定されるものではない。例えば、非毒性又は低毒性であることは、製剤用の物質が好適に具備する性質である。
 製剤用の物質として、例えば、以下のものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない;グリシン、アラニン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン又はリジン等のアミノ酸類、抗菌剤、アスコルビン酸、硫酸ナトリウム又は亜硫酸水素ナトリウム等の抗酸化剤、リン酸、クエン酸、ホウ酸バッファー、炭酸水素ナトリウム、トリス-塩酸(Tris-HCl)溶液等の緩衝剤、マンニトールやグリシン等の充填剤、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のキレート剤、カフェイン、ポリビニルピロリジン、β-シクロデキストリンやヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン等の錯化剤、グルコース、マンノース又はデキストリン等の増量剤、単糖類、二糖類やグルコース、マンノースやデキストリン等の他の炭水化物、着色剤、香味剤、希釈剤、乳化剤やポリビニルピロリジン等の親水ポリマー、低分子量ポリペプチド、塩形成対イオン、塩化ベンズアルコニウム、安息香酸、サリチル酸、チメロサール、フェネチルアルコール、メチルパラベン、プロピルパラベン、クロレキシジン、ソルビン酸又は過酸化水素等の防腐剤、グリセリン、プロピレングリコール又はポリエチレングリコール(PEG)等の溶媒、マンニトール又はソルビトール等の糖アルコール、懸濁剤、ソルビタンエステル、ポリソルベート20やポリソルベート80等のポリソルベート、トリトン(triton)、トロメタミン(tromethamine)、レシチン又はコレステロール等の界面活性剤、スクロースやソルビトール等の安定化増強剤、塩化ナトリウム、塩化カリウム、マンニトールやソルビトール等の弾性増強剤、輸送剤、希釈剤、賦形剤、及び/又は薬学上の補助剤。ペプチド又はコンジュゲートをリポソーム中に含有せしめたもの、該ペプチド又はコンジュゲートとリポソームとが結合してなる修飾体を含有する医薬組成物も、本発明に含まれる。
 賦形剤や担体は、通常液体又は固体であり、注射用の水、生理食塩水、人工脳脊髄液、その他の、経口投与又は非経口投与用の製剤に用いられる物質であれば特に限定されない。生理食塩水としては、中性のもの、血清アルブミンを含むもの等を挙げることができる。
 緩衝剤としては、医薬組成物の最終pHが7.0乃至8.5になるように調製されたTrisバッファー、同じく4.0乃至5.5になるように調製された酢酸バッファー、同じく5.0乃至8.0になるように調製されたクエン酸バッファー、同じく5.0乃至8.0になるように調製されたヒスチジンバッファー等を例示することができる。
 本発明の医薬組成物は、固体、液体、懸濁液等である。本発明の別の医薬組成物の例として、凍結乾燥製剤を挙げることができる。凍結乾燥製剤を成型するには、スクロース等の賦形剤を用いることができる。
 本発明の医薬組成物の投与経路としては、点眼、経腸投与、局所投与及び非経口投与のいずれでもよく、例えば、結膜上への点眼、硝子体内投与、静脈内投与、動脈内投与、筋肉内投与、皮内投与、皮下投与、腹腔内投与、経皮投与、骨内投与、関節内投与等を挙げることができる。
 かかる医薬組成物の組成は、投与方法、標的に対する活性、結合親和性等に応じて決定することができる。標的に対する活性が強いほど、少ない投与量でその薬効を発揮し得る。
 本発明のペプチド又はコンジュゲートの投与量は、薬理学的に有効な量であれば限定されず、個体の種、疾患の種類、症状、性別、年齢、持病、該ペプチドの標的に対する阻害活性、結合親和性、その他の要素に応じて適宜決定することができるが、通常、0.01乃至1000mg/kg、好適には0.1乃至100mg/kgを、1乃至180日間に1回、又は1日2回若しくは3回以上投与することができる。
 医薬組成物の形態としては、注射剤(凍結乾燥製剤、点滴剤を含む。)、坐剤、経鼻型吸収製剤、経皮型吸収製剤、舌下剤、カプセル、錠剤、軟膏剤、顆粒剤、エアーゾル剤、丸剤、散剤、懸濁剤、乳剤、点眼剤、生体埋め込み型製剤等を例示することができる。
 ペプチド、コンジュゲート、それらを含む医薬組成物は、他の医薬と同時に又は別個に投与することができる。例えば、他の医薬を投与した後にペプチド又はコンジュゲートを有効成分として含む医薬組成物を投与するか、かかる医薬組成物を投与した後に、他の医薬を投与するか、又は、当該医薬組成物と他の医薬とを同時に投与してもよい。同時に投与する場合、ペプチド又はコンジュゲートと他の医薬とは、単一の製剤、及び、別々の製剤(複数の製剤)、のいずれに含有されてもよい。
 それらの他の医薬は、1つの場合もあり、2つ、3つあるいはそれ以上を投与するか又は受けることもできる。それらをまとめて本発明の医薬組成物と「他の医薬との併用」又は「他の医薬との組み合わせ」と呼び、本発明のペプチド又はそのコンジュゲートに加えて他の医薬を含むか又は他の療法と組み合わせて使用される本発明の医薬組成物も「他の医薬との併用」又は「他の医薬との組み合わせ」の態様として本発明に含まれる。
 以下の実施例において、本発明の一部の態様についてさらに詳述するが、本発明はそれらに限定されない。
 なお、下記実施例において遺伝子操作に関する各操作は特に明示がない限り、「モレキュラークローニング(Molecular Cloning)」(Sambrook,J.,Fritsch,E.F.及びManiatis,T.著,Cold SpringHarbor Laboratory Pressより1982年発刊又は1989年発刊)に記載の方法及びその他の当業者が使用する実験書に記載の方法により行うか、又は、市販の試薬やキットを用いる場合には市販品の指示書に従って行った。
実施例1.KLK5阻害SPINK2-Fc融合体の調製
(1-1)KLK5阻害SPINK2-Fc融合体発現ベクターの構築
 各阻害SPINK2の配列(配列表)を鋳型として、下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたPCR法((94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 20秒)×30サイクル)により阻害剤断片(D0~D5、E1)を増幅した。
阻害剤断片(D0)用プライマー
プライマー1:5’-AGATGGGTGTTGTCTGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3’(配列番号15:図21)
プライマー2:5’-GCAGGGGCCATTCCGGAT-3’(配列番号16:図22)
阻害剤断片(D1)用プライマー
プライマー3:5’-AGATGGGTGTTGTCTGACGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3’(配列番号17:図23)
プライマー2(配列番号16:図22)
阻害剤断片(E1)用プライマー
プライマー4:5’-AGATGGGTGTTGTCTGAAGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3’(配列番号18:図24)
プライマー2(配列番号16:図22)
阻害剤断片(D2)用プライマー
プライマー5:5’-AGATGGGTGTTGTCTGACGACGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3’(配列番号19:図25)
プライマー2(配列番号16:図22)
阻害剤断片(D3)用プライマー
プライマー6:5’-AGATGGGTGTTGTCTGATGACGACGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3’(配列番号20:図26)
プライマー2(配列番号16:図22)
阻害剤断片(D4)用プライマー
プライマー7:5’-AGATGGGTGTTGTCTGATGATGACGACGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3’(配列番号21:図27)
プライマー2(配列番号16:図22)
阻害剤断片(D5)用プライマー
プライマー8:5’-AGATGGGTGTTGTCTGACGATGATGACGACGGCCCTCAGTTCGGCCTGTTC-3’(配列番号22:図28)
プライマー2(配列番号16:図22)
 下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたPCR法((94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 10秒)×30サイクル)により断片Aを増幅した。
プライマー9:5’-AAAATCTAGAGCCGCCACCATGAAGCACCTGTGGTTCTTTCTGCTGCT-3’(配列番号23:図29)
プライマー10:5’-AGACAACACCCATCTAGGAGCGGCCACCAGCAGCAGAAAGAACC-3’(配列番号24:図30)
 ヒトIgG1のFc領域(配列番号34:図40)を鋳型として下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたPCR法((94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 30秒)×30サイクル)によりヒトIgG1のFc領域を含む断片Bを増幅した。
プライマー11:5’-ATCCGGAATGGCCCCTGCGAACCCAAGAGCTGCGAC-3’(配列番号25:図31)
プライマー12:5’-AAAAGTTTAAACTCATTTGCCGGGGCTCAG-3’(配列番号26:図32)
 上記で増幅した阻害剤断片と断片A、断片B、プライマー9(配列番号23:図29)、プライマー12(配列番号26:図32)及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたオーバーラップPCR法により、所望のDNA断片を増幅した。
 増幅した断片をアガロースゲル電気泳動に供した後に、所望のDNA断片を切り出し、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)によりDNAを調製した。調製したDNA断片及び哺乳細胞発現ベクターpCMAを制限酵素XbaI(NEB)及びPmeI(NEB)を用いて、37℃で1時間以上処理し、アガロースゲル電気泳動後に、所望のDNA断片を切り出し、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)により精製した。LigaFast Rapid DNA Ligation System(Promega)を用いて、それぞれの精製断片を室温で10分間反応させることでligation反応を実施した。Ligation溶液は、大腸菌JM109(TOYOBO)に添加し、氷上で30分間静置した後、42℃で45秒の熱処理、さらに氷上で5分間静置し、0.1mg/mLアンピシリンを含む2YTプレートに播種後、37℃で一晩静置培養することで、大腸菌を形質転換した。翌日、形質転換した大腸菌を、0.1mg/mLアンピシリンを含むTerrific Broth培地(Invitrogen)に植菌し、37℃で一晩培養後、QIAprep 96 Turbo Miniprep Kit(Qiagen)を用いてプラスミドDNAを回収し(以下、「miniprep処理」という。)、配列解析を実施することで、哺乳細胞発現ベクターpCMA_KLK5阻害SPINK2-Fc融合体を構築した(各クローンのIDは図1に記載)。
 さらに、KLK5阻害SPINK2クローンpCMA_K51028-Fcを鋳型として、下記プライマー及びKOD-Plus-Mutagenesis Kit(TOYOBO)を用いて、KLK5阻害SPINK2とヒトIgG1のFc領域との間にAsp5個を挿入した断片を増幅し、自己環状化した。上記記載の方法に準じて大腸菌の形質転換と配列解析を実施し、哺乳細胞発現ベクターpCMA_K51028-D5-Fcを構築した。
プライマー13:5’-GATGACGACGAACCCAAGAGCTGC-3’(配列番号27:図33)
プライマー14:5’-ATCGTCGCAGGGGCCATTCCG-3’(配列番号28:図34)
(1-2)KLK5阻害SPINK2-Fc融合体の発現精製
 (1-1)で構築した発現ベクターは、PEI MAX 40000(Polysciences)を用いてExpi293F細胞(Thermo Fisher Scientific)にトランスフェクションし、培養6日後に培養上清を回収した。MabSelect SuRe(GE healthcare)を用いて培養上清から所望のFc融合体を回収し、Amicon Ultra NMWL 10,000(Merck Millipore)を用いてPBSにバッファー交換することで、KLK5阻害SPINK2-Fc融合体を調製した(図1)。
実施例2.KLK5阻害SPINK2-Fc融合体のKLK5阻害活性評価
(2-1)KLK5の調製
 下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたPCR法((94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 10秒)×30サイクル)により断片Cを増幅した。
プライマー15:5’-GGCGATTATAAAGATGACGATGATAAACACCATCACCACCATC-3’(配列番号29:図35)
プライマー16:5’-GTTTAAACTCAATGATGGTGGTGATGGTGTTTATCATCGTCAT-3’(配列番号30:図36)
 次に、ヒトpro-KLK5(Uniprot:Q9Y337)をコードするヌクレオチド配列をそれぞれ鋳型として、下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたPCR法((94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 60秒)×30サイクル)により断片を増幅した。
プライマー17:5’-AAAATCTAGAGCCGCCACCATGGCCACAGCTAGACCCCCT-3’(配列番号31:図37)
プライマー18:5’-CGTCATCTTTATAATCGCCGCTGTTGGCCTGGATGGTTTCCTG-3’(配列番号32:図38)
 上記で増幅した断片と断片C、下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたオーバーラップPCR法により、所望のDNA断片を増幅した。
プライマー17(配列番号31:図37)
プライマー19:5’-AAAAGTTTAAACTCAATGATGGTGGTGATGGTGT-3’(配列番号33:図39)
 さらに、制限酵素XbaI(NEB)及びPmeI(NEB)を用いたクローニングにより、各遺伝子のC末端にFlag tag及びHis tagが付加した哺乳細胞発現ベクターpCMA_pro-KLK5を構築した。
(2-2)KLK5の発現精製
 (2-1)で構築した発現ベクターは、PEI MAX 40000(Polysciences)を用いてExpi293F細胞(Thermo Fisher Scientific)にトランスフェクションし、培養3日後に培養上清を回収した。HisTrap excel(GE healthcare)を用いて培養上精から所望のHis tag融合タンパク質を回収し、Amicon Ultra NMWL 10,000(Merck Millipore)を用いてPBSにバッファー交換することで、KLK5を精製した。
(2-3)KLK5阻害SPINK2-Fc融合体のKLK5阻害活性評価
 基質ペプチドを10mMになるようDMSOで溶解し、Assay buffer(50mM Tris-HCl,150mM NaCl,pH8.0)で希釈して終濃度100μMで使用した。Assay bufferで希釈したKLK5とKLK5阻害SPINK2-Fc融合体をそれぞれ25μLずつ混ぜ、37℃で20分反応させた後にAssay bufferで希釈した基質を50μL加えて、Enspire(PerkinElmer)で蛍光シグナルを測定した。各酵素と基質の組み合わせは以下の通り使用した。なお、各阻害ペプチドFc融合体は終濃度0.022~1,300nM、反応及び測定にはプロテオセーブ(登録商標)SS96F黒プレート(住友ベークライト株式会社)を使用した。
Human KLK5阻害活性評価;終濃度20nM KLK5、終濃度100μM 基質ペプチドBoc-Val-Pro-Arg-AMC(R&D Systems;ES011)、蛍光シグナルexcitation 380nm/emission 460nm
 各濃度における各SPINK2-Fc融合体の基質ペプチド分解速度を算出し、阻害剤濃度0nMの分解速度を100%としてGraphPad Prism (version 5.0;GraphPad Software Inc.)を用いて、4-パラメータロジスティック曲線でシグモイド型に回帰した。いずれのSPINK2-Fc融合体も低濃度でKLK5酵素活性を阻害し、デザイン間でKLK5阻害活性に変化は認められなかった(図2)。
実施例3.SPINK2-Fc融合体のマウスPK試験
(3-1)動物試験
 実施例1で作製したKLK5阻害SPINK2-Fc融合体をPBSで0.75mg/mLに調製し、投与液とした。入荷後4~8日間馴化した4.5週齢ないし8週齢の雄性C57BL/6Jマウス(日本チャールス・リバー株式会社)に、5mg/kgの投与量で静脈内投与を行った。静脈内投与は、頚静脈内投与、尾静脈内投与のいずれかで実施した。頚静脈内投与は、以下に示す通りに行った。マウスにイソフルラン吸入麻酔を施し、頚部の体毛をバリカンで剃毛したのちに皮膚を切開して頚静脈を露出させた。投与液を満たしたインスリン皮下投与用針付注射筒(29G)の針先を露出した頚静脈より下部の筋肉から穿刺し、針先が頚静脈内に入ったことを目視で確認したのち、プランジャーを押して投与した。尾静脈内投与は、以下に示す通りに行った。マウスにイソフルラン吸入麻酔を施し、尾部を微温湯で濡らした布で温めるか酒精綿で尾部を拭くことにより静脈を怒張させ、投与液を満たしたインスリン皮下投与用針付注射筒の針先を尾静脈内へ挿入した。プランジャーを若干引いて注射筒内に静脈血の逆流を確認したのち、プランジャーを押して投与した。インスリン皮下投与用針付注射筒にヘパリンナトリウム注射液を一度吸わせたのち吐き出させ、採血用注射筒とした。投与後5分、1時間、3時間、6時間及び24時間に、採血用注射筒を用いてイソフルラン吸入麻酔下で非投与側の頚静脈から約0.05mLずつ採血した。血液を1.5mL容のポリプロピレンチューブに移し、冷却下、21,600×gの遠心力で3分間遠心分離にかけることにより、上清(血漿)を得た。
(3-2)測定
 血漿中KLK5阻害SPINK2-Fc融合体の濃度測定は、全自動イムノアッセイプラットフォーム、Gyrolab xP Workstation(GYROS PROTEIN Technologies)を使って実施した。KLK5阻害SPINK2-Fc融合体を1%ブランクマウス血漿含有RexxipAN(GYROS PROTEIN Technologies)で2,000ng/mLから2倍公比で8段階に希釈し、検量線用試料を調製した。実験で得られた血漿はRexxipANで100倍希釈し、測定用試料とした。ビオチン標識した抗SPINK2抗体(Atlas Antibodies)を0.1%Tween20(登録商標)含有PBSで350nMに調製し、捕捉抗体とした。DyLight650で標識した自社製抗SPINK2抗体6D8をRexxipFバッファーで20nMに調製し、検出抗体とした。検量線試料、測定用試料、捕捉抗体、検出抗体及びWashバッファー(0.1%Tween20(登録商標)含有PBS)を96ウェルPCRプレートに入れ、Gyrolab Bioaffy 200とともにGyrolab xP workstationにセットして、3-StepC-A-D(wizard method)で測定した。検量線はGyrolab Evaluator Software を用いて4-パラメータロジスティックモデル(重み付け;Response)で回帰した。Phoenix WinNonlin 6.3(Certara L.P.)を用いてノンコンパートメント解析を実施し、投与後0から24時間における血漿中濃度-時間曲線下面積(AUC0-24h)を算出した(Calculation Method;Linear Up Log Down)。
(3-3)SPINK2-Fc融合体のPK
 KLK5阻害SPINK2-Fc融合体K51028-Fcは、マウス投与後7日において図3(A)に示される血中動態を示し、投与後3時間までに大幅な血中濃度の低下が認められた(図3(B))。K51028-FcのN末にAsp又はGluを1残基付加させることで、投与後3時間までに認められた大幅な投与検体の血中濃度低下は抑制された(図4)。この効果は配列に依らず、D1-K51028-Fc、D1-K50055-Fcいずれの配列においても、同様の効果が認められた(図5)。さらに、K51028-Fcを対象に、N末Aspの付加数を1~5残基としても、いずれのデザインも投与後3時間までに認められた大幅な投与検体の血中濃度低下を抑制した(図6)。さらに、投与後3時間までの大幅な血中濃度低下の改善により、投与後24時間までの血中曝露も大幅な増加が認められた(表1)。血中曝露量の亢進効果はAsp付加数3(D3)が最も高く、Asp付加数2(D2)、Asp付加数1(D1)という順であった。しかし、Asp5個をSPINK2とFc領域の間に配置したK51028-D5-Fcでは投与後3時間までに認められた大幅な投与検体の血中濃度低下の抑制及び投与後24時間までの血中曝露の増加には繋がらなかった。以上の結果から、SPINK2-FcのN末部分に、Asp又はGluを1~5個挿入することで、投与後初期に認められる血中濃度の低下を抑制し、大幅な血中曝露の増加を達成した。
 Fc融合体のN末部分に負電荷アミノ酸を配位することは、Fc融合体としてのpIに大きな影響は与えず、局所的に負電荷を帯電させるため、活性や物性等への影響は無い。このデザインにより、SPINK2変異体ペプチドの活性や物性等への大きな影響を及ぼすことなく、投与後初期におけるSPINK2変異体ペプチドFc融合体の血中濃度低下を抑制し、投与後のFc融合体を高濃度で保つことに成功した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
実施例4.KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体の調製と評価
(4-1)KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体発現ベクターの構築
 (1-1)で構築した哺乳細胞発現ベクターpCMA_K51028-Fc、pCMA_D1-K51028-Fc又はpCMA_D3-K51028-Fcを鋳型として、下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたPCR法((94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 75秒)×30サイクル)により阻害剤断片(D0-K51028、D1-K51028、D3-K51028)を増幅した。
阻害剤断片(D0-K51028、D1-K51028、D3-K51028)用プライマー
プライマー20:5’-TGAGTTTAAACTTTTAAACGGGGG-3’(配列番号35:図41)
プライマー21:5’-GCAGGGGCCATTCCGGATGATCTT-3’(配列番号36:図42)
 ヒトIgG2のFc領域(配列番号37:図43)を鋳型として下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたPCR法((94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 30秒)×30サイクル)によりヒトIgG2のFc領域を含む断片Dを増幅した。
プライマー22:5’-CGGAATGGCCCCTGCGAGCGTAAGTGTTGTGTGGAGTGT-3’(配列番号38:図44)
プライマー23:5’-CCCCGTTTAAACTCACTTTCCAGGGCTCAGGGAAAGGCT-3’(配列番号39:図45)
 ヒトIgG4PのFc領域(配列番号40:図46)を鋳型として下記プライマー及びKOD-plus-(TOYOBO)を用いたPCR法((94℃ 15秒、60℃ 30秒、68℃ 30秒)×30サイクル)によりヒトIgG4PのFc領域を含む断片Eを増幅した。
プライマー24:5’-CGGAATGGCCCCTGCGAATCTAAGTACGGCCCTCCCTGC-3’(配列番号41:図47)
プライマー25:5’-CCCCGTTTAAACTCATTTGCCCAGGCTCAGAGACAGGGA-3’(配列番号42:図48)
 増幅した断片をアガロースゲル電気泳動に供した後に、所望のDNA断片を切り出し、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)によりDNAを調製した。調製した各阻害剤断片に、断片D又は断片Eを添加し、In-Fusion HD Cloning Kit(TAKARA BIO)を用いて50℃で15分間反応させることで断片を連結した。連結した断片は、大腸菌JM109(TOYOBO)に添加し、氷上で30分間静置した後、42℃で45秒の熱処理、さらに氷上で5分間静置し、0.1mg/mLアンピシリンを含む2YTプレートに播種後、37℃で一晩静置培養することで、大腸菌を形質転換した。翌日、形質転換した大腸菌を、0.1mg/mLアンピシリンを含むTerrific Broth培地(Invitrogen)に植菌し、37℃で一晩培養後、QIAprep 96 Turbo Miniprep Kit(Qiagen)を用いてプラスミドDNAを回収し(以下、「miniprep処理」という。)、配列解析を実施することで、哺乳細胞発現ベクターpCMA_KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体を構築した。
(4-2)KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体の発現精製
 (4-1)で構築した発現ベクターは、PEI MAX 40000(Polysciences)を用いてExpi293F細胞(Thermo Fisher Scientific)にトランスフェクションし、培養6日後に培養上清を回収した。MabSelect SuRe(GE healthcare)を用いて培養上清から所望のFc融合体を回収し、Amicon Ultra NMWL 10,000(Merck Millipore)を用いてPBSにバッファー交換することで、KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体を調製した。
(4-3)KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体のKLK5阻害活性評価
 基質ペプチドを10mMになるようDMSOで溶解し、Assay buffer(50mM Tris-HCl,150mM NaCl,pH8.0)で希釈して終濃度100μMで使用した。Assay bufferで希釈したKLK5とKLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体をそれぞれ25μLずつ混ぜ、37℃で20分反応させた後にAssay bufferで希釈した基質を50μL加えて、Enspire(PerkinElmer)で蛍光シグナルを測定した。各酵素と基質の組み合わせは以下の通り使用した。なお、各KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体は終濃度1.6~100nM、反応及び測定にはプロテオセーブ(登録商標)SS96F黒プレート(住友ベークライト株式会社)を使用した。
Human KLK5阻害活性評価;終濃度20nM KLK5、終濃度100μM 基質ペプチドBoc-Val-Pro-Arg-AMC(R&D Systems;ES011)、蛍光シグナルexcitation 380nm/emission 460nm
 各濃度における各KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体の基質ペプチド分解速度を算出し、阻害剤濃度0nMの分解速度を100%としてGraphPad Prism (version 5.0;GraphPad Software Inc.)を用いて、4-パラメータロジスティック曲線でシグモイド型に回帰した。いずれのKLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体も低濃度でKLK5酵素活性を阻害し、デザイン間でKLK5阻害活性に変化は認められなかった(図55)。
実施例5.KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体のマウスPK試験
(5-1)動物試験
 (4-2)で作製したKLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体をPBSで1mg/mLに調製し、投与液とした。入荷後7日間馴化した6週齢の雄性C57BL/6Jマウス(日本チャールス・リバー株式会社)に、5mg/kgの投与量で頚静脈内投与を以下に示す通りに行った。マウスにイソフルラン吸入麻酔を施し、頚部の体毛をバリカンで剃毛したのちに皮膚を切開して頚静脈を露出させた。投与液を満たしたインスリン皮下投与用針付注射筒(29G)の針先を露出した頚静脈より下部の筋肉から穿刺し、針先が頚静脈内に入ったことを目視で確認したのち、プランジャーを押して投与した。インスリン皮下投与用針付注射筒にヘパリンナトリウム注射液を一度吸わせたのち吐き出させ、採血用注射筒とした。投与後5分、1時間、3時間、6時間及び24時間に、採血用注射筒を用いてイソフルラン吸入麻酔下で非投与側の頚静脈から約0.03mLずつ採血した。血液を1.5mL容のポリプロピレンチューブに移し、冷却下、21,600×gの遠心力で3分間遠心分離にかけることにより、上清(血漿)を得た。
(5-2)測定
 血漿中KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体の濃度測定は、全自動イムノアッセイプラットフォーム、Gyrolab xP Workstation(GYROS PROTEIN Technologies)を使って実施した。KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体を1%ブランクマウス血漿含有RexxipAN(GYROS PROTEIN Technologies)で1,000ng/mLから2.7倍公比で7段階に希釈し、検量線用試料を調製した。実験で得られた血漿はRexxipANで100倍希釈し、測定用試料とした。ビオチン標識した抗SPINK2抗体(Atlas Antibodies)を0.1%Tween20(登録商標)含有PBSで350nMに調製し、捕捉抗体とした。DyLight650で標識した自社製抗SPINK2抗体6D8をRexxipFバッファーで20nMに調製し、検出抗体とした。検量線試料、測定用試料、捕捉抗体、検出抗体及びWashバッファー(0.1%Tween20(登録商標)含有PBS)を96ウェルPCRプレートに入れ、Gyrolab Bioaffy 200とともにGyrolab xP workstationにセットして、3-StepC-A-D(wizard method)で測定した。検量線はGyrolab Evaluator Software を用いて4-パラメータロジスティックモデル(重み付け;Response)で回帰した。Phoenix WinNonlin 6.3(Certara L.P.)を用いてノンコンパートメント解析を実施し、投与後0から24時間における血漿中濃度-時間曲線下面積(AUC0-24h)を算出した(Calculation Method;Linear Up Log Down)。
(5-3)KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2,IgG4P)融合体のPK
 KLK5阻害SPINK2-Fc(IgG2)融合体D0-K51028-Fc(IgG2)は、マウス投与後24時間において図56に示される血中動態を示し、投与後3時間までに大幅な血中濃度の低下が認められた。D0-K51028-Fc(IgG2)のN末にAspを1残基付加させることで、投与後3時間までに認められた大幅な血中濃度低下は抑制された(図56)。N末Aspの付加数を3残基としても、投与後3時間までに認められた大幅な血中濃度低下を抑制した(図56)。この効果はFcの配列に依らず、IgG4Pにおいても同様に認められた(図57)。さらに、投与後3時間までの大幅な血中濃度低下の改善により、投与後24時間までの血中曝露も大幅な増加が認められた(表2)。以上の結果から、SPINK2-Fc融合体のN末部分に、Aspを1残基付加することで、SPINK2-Fc融合体の投与後初期に認められる血中濃度の低下とそれに付随する血中低曝露は改善し、アイソタイプの異なるIgGのFc配列を融合した場合においても同じ効果を発揮した。
 Fc融合体のN末部分に負電荷アミノ酸を配位することは、Fc融合体のFc配列として、エフェクター機能が非常に弱いIgG2やIgG4Pを採用しても、Fc融合体としてのpIに大きな影響は与えず、局所的に負電荷を帯電させるため、活性や物性等への影響は無い。このデザインにより、SPINK2変異体ペプチドの活性や物性等への大きな影響を及ぼすことなく、投与後初期におけるSPINK2変異体ペプチドFc融合体の血中濃度低下を抑制し、投与後のFc融合体を高濃度で保つことに成功した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 本発明の提供する血中動態改善方法は、ペプチド又は該ペプチドを含有するコンジュゲートの血中半減期の延長、血中曝露量の増大等をもたらし、該ペプチド又は該コンジュゲートを含有する医薬は、各種疾患の治療又は予防等に好適に使用することができる。
配列番号1:ヒトSPINK2のアミノ酸配列(図7)
配列番号2:SPINK2変異体ペプチドの一般式(図8)
配列番号3:ヒトKLK5のアミノ酸配列(図9)
配列番号4:KLK5阻害ペプチドK50055のアミノ酸配列(図10)
配列番号5:KLK5阻害ペプチドK51028のアミノ酸配列(図11)
配列番号6:KLK5阻害ペプチドFc融合体D0-K51028-Fcのアミノ酸配列(図12)
配列番号7:KLK5阻害ペプチドFc融合体D1-K51028-Fcのアミノ酸配列(図13)
配列番号8:KLK5阻害ペプチドFc融合体D2-K51028-Fcのアミノ酸配列(図14)
配列番号9:KLK5阻害ペプチドFc融合体D3-K51028-Fcのアミノ酸配列(図15)
配列番号10:KLK5阻害ペプチドFc融合体D4-K51028-Fcのアミノ酸配列(図16)
配列番号11:KLK5阻害ペプチドFc融合体D5-K51028-Fcのアミノ酸配列(図17)
配列番号12:KLK5阻害ペプチドFc融合体K51028-D5-Fcのアミノ酸配列(図18)
配列番号13:KLK5阻害ペプチドFc融合体E1-K51028-Fcのアミノ酸配列(図19)
配列番号14:KLK5阻害ペプチドFc融合体D1-K50055-Fcのアミノ酸配列(図20)
配列番号15:プライマー1のヌクレオチド配列(図21)
配列番号16:プライマー2のヌクレオチド配列(図22)
配列番号17:プライマー3のヌクレオチド配列(図23)
配列番号18:プライマー4のヌクレオチド配列(図24)
配列番号19:プライマー5のヌクレオチド配列(図25)
配列番号20:プライマー6のヌクレオチド配列(図26)
配列番号21:プライマー7のヌクレオチド配列(図27)
配列番号22:プライマー8のヌクレオチド配列(図28)
配列番号23:プライマー9のヌクレオチド配列(図29)
配列番号24:プライマー10のヌクレオチド配列(図30)
配列番号25:プライマー11のヌクレオチド配列(図31)
配列番号26:プライマー12のヌクレオチド配列(図32)
配列番号27:プライマー13のヌクレオチド配列(図33)
配列番号28:プライマー14のヌクレオチド配列(図34)
配列番号29:プライマー15のヌクレオチド配列(図35)
配列番号30:プライマー16のヌクレオチド配列(図36)
配列番号31:プライマー17のヌクレオチド配列(図37)
配列番号32:プライマー18のヌクレオチド配列(図38)
配列番号33:プライマー19のヌクレオチド配列(図39)
配列番号34:ヒトIgG1のFc領域のアミノ酸配列(図40)
配列番号35:プライマー20のヌクレオチド配列(図41)
配列番号36:プライマー21のヌクレオチド配列(図42)
配列番号37:ヒトIgG2のFc領域のアミノ酸配列(図43)
配列番号38:プライマー22のヌクレオチド配列(図44)
配列番号39:プライマー23のヌクレオチド配列(図45)
配列番号40:ヒトIgG4PのFc領域のアミノ酸配列(図46)
配列番号41:プライマー24のヌクレオチド配列(図47)
配列番号42:プライマー25のヌクレオチド配列(図48)
配列番号43:KLK5阻害ペプチドFc融合体D0-K51028-Fc(IgG2)のアミノ酸配列(図49)
配列番号44:KLK5阻害ペプチドFc融合体D1-K51028-Fc(IgG2)のアミノ酸配列(図50)
配列番号45:KLK5阻害ペプチドFc融合体D3-K51028-Fc(IgG2)のアミノ酸配列(図51)
配列番号46:KLK5阻害ペプチドFc融合体D0-K51028-Fc(IgG4P)のアミノ酸配列(図52)
配列番号47:KLK5阻害ペプチドFc融合体D1-K51028-Fc(IgG4P)のアミノ酸配列(図53)
配列番号48:KLK5阻害ペプチドFc融合体D3-K51028-Fc(IgG4P)のアミノ酸配列(図54)

Claims (35)

  1.  下記(i)又は(ii)であるペプチドのコンジュゲート:
    (i)アミノ末端からカルボキシル末端に向かって、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列、及び、免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列を、その順に含む、該ペプチドのコンジュゲート;
    (ii)アミノ末端からカルボキシル末端に向かって、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸、免疫グロブリンのFc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列、及び、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列を、その順に含む、該ペプチドのコンジュゲート。
  2.  該ペプチドがSPINK2変異体ペプチドである、請求項1記載のコンジュゲート。
  3.  該ペプチドが抗体又はその抗原結合断片である、請求項1記載のコンジュゲート。
  4.  該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、Fc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、請求項1乃至3のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  5.  該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、Fc領域又はその断片に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、請求項1乃至3のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  6.  1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列又はFc領域若しくはその断片に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、請求項1乃至5のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  7.  1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列又はFc領域若しくはその断片に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、請求項1乃至5のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  8.  免疫グロブリン又はその断片が、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、IgA2、IgD、及び/又は、IgEのFc領域又はその断片である、請求項1乃至7のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  9.  免疫グロブリンが、ヒト免疫グロブリンである、請求項1乃至8のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  10.  免疫グロブリンが、ヒトIgG1である、請求項1乃至9のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  11.  免疫グロブリンが、野生型又は変異型である、請求項1乃至10のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  12.  アミノ末端に1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸を欠くコンジュゲートと比較して、抑制された血中濃度の経時的減少又は増加した血中曝露量を有する、請求項1乃至11のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  13.  ヒト疾患関連標的分子に結合することを特徴とする、請求項1乃至12のいずれか一つに記載のコンジュゲート。
  14.  該ペプチドがSPINK2変異体であり、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が配列番号2(図8)で示される、請求項13に記載のコンジュゲート。
  15.  請求項1乃至14のいずれか一つに記載のコンジュゲートを含む組成物。
  16.  該ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子の活性を抑制、阻害、作動又は活性化することを特徴とする、請求項1乃至13記載のコンジュゲート。
  17.  該ペプチドがSPINK2変異体であり、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が配列番号2(図8)で示される、請求項16記載のコンジュゲート。
  18.  請求項16又は17に記載のコンジュゲートを含む医薬組成物。
  19. 下記の工程(i)又は(ii)を含んでなる、請求項1記載のコンジュゲートを製造する方法:
    (i)該ペプチド及び免疫グロブリンのFc領域又はその断片を含む融合体のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸を付加する工程;
    (ii)該融合体に含まれるアミノ酸配列(a)、及び、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸からなるアミノ酸配列(b)、を含み、且つ、アミノ酸配列(b)がアミノ酸配列(a)のアミノ末端側に位置してなるアミノ酸配列(c)を含むポリヌクレオチドを細胞に導入し、該細胞を培養し、該培養物から該融合体を含むコンジュゲートを回収する工程。
  20.  該ペプチドが、SPINK2変異体ペプチドである、請求項19記載の方法。
  21.  該ペプチドが、抗体又はその抗原結合断片である、請求項19記載の方法。
  22.  Fc領域又はその断片が、該ペプチドのカルボキシル末端側に位置している、請求項19乃至21のいずれか一つに記載の方法。
  23.  Fc領域又はその断片が、SPINK2変異体ペプチドのアミノ末端側に位置している、請求項19乃至21のいずれか一つに記載の方法。
  24.  Fc領域若しくはその断片が、該ペプチドに、リンカーを介して融合しているか、又は、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、免疫グロブリンのFc領域若しくはその断片に含まれるアミノ酸配列に、リンカー配列を介して付加している、請求項19乃至23のいずれか一つに記載の方法。
  25.  Fc領域若しくはその断片が、該ペプチドに、直接融合しているか、又は、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が、免疫グロブリンのFc領域若しくはその断片に含まれるアミノ酸配列に、直接付加している、請求項19乃至23のいずれか一つに記載の方法。
  26.  免疫グロブリンが、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、IgA2、IgD、及び/又は、IgEのFc領域又はその断片である、請求項19乃至25のいずれか一つに記載の方法。
  27.  免疫グロブリンが、ヒト免疫グロブリンである、請求項19乃至26のいずれか一つに記載の方法。
  28.  免疫グロブリンが、ヒトIgG1である、請求項19乃至27のいずれか一つに記載の方法。
  29.  免疫グロブリンが、野生型又は変異型である、請求項19乃至28のいずれか一つに記載の方法。
  30.  アミノ末端に1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸を欠くコンジュゲートと比較して、抑制された血中濃度の経時的減少又は増加した血中曝露量を有する請求項19乃至29記載の方法。
  31.  該融合体のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、リンカーを介して付加しているか、又は、該融合体に含まれるアミノ酸配列のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸からなるアミノ酸配列が、リンカー配列を介して、付加している、請求項19乃至30のいずれか一つに記載の方法。
  32.  該融合体のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸が、直接付加しているか、又は、該融合体に含まれるアミノ酸配列のアミノ末端側に、1乃至3個のアスパラギン酸及び/又はグルタミン酸からなるアミノ酸配列が、直接付加している、請求項19乃至30のいずれか一つに記載の方法。
  33.  該ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子に結合することを特徴とする、請求項19乃至32のいずれか一つに記載の方法。
  34.  該ペプチドが、ヒト疾患関連標的分子の活性を抑制、阻害、作動又は活性化することを特徴とする、請求項19乃至33のいずれか一つに記載の方法。
  35.  該ペプチドがSPINK2変異体ペプチドであり、該ペプチドに含まれるアミノ酸配列が配列番号2(図8)で示される、請求項34に記載の方法。
     
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