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JP2015108015A - Il−17a/fヘテロ二量体ポリペプチドおよびその治療上の使用 - Google Patents

Il−17a/fヘテロ二量体ポリペプチドおよびその治療上の使用 Download PDF

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JP2015108015A JP2015039884A JP2015039884A JP2015108015A JP 2015108015 A JP2015108015 A JP 2015108015A JP 2015039884 A JP2015039884 A JP 2015039884A JP 2015039884 A JP2015039884 A JP 2015039884A JP 2015108015 A JP2015108015 A JP 2015108015A
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バラージュ メルセデス
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Abstract

【課題】IL−17A/Fヘテロ二量体ポリペプチドおよびその治療上の使用の提供。
【解決手段】本発明は、本明細書においてインターロイキン17A/F(IL−17A/F)と記載されたインターロイキン−17およびインターロイキン−17Fのヘテロ二量体から構成される新規な天然に存在するヒトサイトカインに関する。これらの核酸配列を含むベクターおよび宿主細胞、異種ポリペプチド配列に融合された本発明のポリペプチドを含むキメラポリペプチド分子、本発明のポリペプチドに結合する特異的抗体、ならびに本発明のポリペプチドを産生するための方法もまた本明細書において提供される。変性軟骨障害および他の炎症性疾患を治療するための方法が本明細書においてさらに提供される。
【選択図】なし

Description

発明の分野
本発明は、概して、本明細書においてインターロイキン−17A/F(IL−17A/F)と称する新規なヒトサイトカインの同定および単離に関する。
発明の背景
細胞外タンパク質は、とりわけ、多細胞生物の形成、分化、および持続において重要な役割を果たしている。多くの個々の細胞の運命、例えば、増殖、移動、分化、または他の細胞との相互作用は、典型的には、他の細胞から受け取る情報および/または周辺の環境によって支配される。この情報は、しばしば、分泌ポリペプチド(例えば、分裂促進因子、生存因子、細胞傷害性因子、分化因子、神経ペプチド、およびホルモン)によって伝達され、これらは次には、多様な細胞受容体または膜結合タンパク質によって受容および解釈される。これらの分泌ポリペプチドまたはシグナル伝達分子は、通常、細胞分泌経路を通って細胞外環境におけるそれらの作用部位に到達する。
分泌タンパク質は、医薬、診断薬、バイオセンサー、およびバイオリアクタとして含まれる種々の工業的用途を有する。血栓溶解剤、インターフェロン、インターロイキン、エリスロポエチン、コロニー刺激因子、および種々の他のサイトカインなどの現在利用可能な多くのタンパク質は分泌タンパク質である。膜タンパク質であるこれらの受容体もまた、治療剤または診断剤としての潜在能力を有する。
膜結合タンパク質および受容体は、とりわけ、多細胞生物の形成、分化、および持続において重要な役割を果たし得る。多くの個々の細胞の運命、例えば、増殖、移動、分化、または他の細胞との相互作用は、典型的には、他の細胞から受け取る情報および/または周辺の環境によって支配される。この情報は、しばしば、分泌ポリペプチド(例えば、分裂促進因子、生存因子、細胞傷害性因子、分化因子、神経ペプチド、およびホルモン)によって伝達され、これらは次には、多様な細胞受容体または膜結合タンパク質によって受容および解釈される。これらの膜結合タンパク質および細胞受容体には、サイトカイン受容体、受容体キナーゼ、受容体ホスファターゼ、細胞−細胞相互作用に関与する受容体、ならびにセレクチンおよびインテグリンのような細胞接着分子が含まれるがこれらに限定されない。例えば、細胞の増殖および分化を調節するシグナルの伝達は、種々の細胞タンパク質のリン酸化によって部分的に調節される。このプロセスを触媒する酵素であるタンパク質チロシンキナーゼもまた、増殖因子受容体として作用し得る。例としては、線維芽細胞増殖因子受容体および神経増殖因子受容体が含まれる。
分泌タンパク質と同様に、膜結合タンパク質および受容体分子は、医薬および診断薬として含まれる種々の工業的用途を有する。例えば、受容体イムノアドヘシンは、受容体−リガンド相互作用を遮断するための治療剤として利用できる。膜結合タンパク質はまた、関連する受容体/リガンド相互作用の潜在的なペプチドまたは低分子阻害剤のスクリーニングに利用できる。
新規でネイティブな分泌タンパク質およびネイティブな受容体または膜結合タンパク質を同定するための試みが、産業界および学会の両方によって行われている。多くの試みは、新規な分泌タンパク質のコード配列を同定するための哺乳動物組換えDNAライブラリーのスクリーニングに焦点を当てている。スクリーニング方法および技術の例は文献に記載されている[Kleinら、Proc.Natl.Acad.Sci,93:7108−7113(1996);特許文献1)]。
この点に関して、本発明は、免疫媒介性または炎症性疾患に関連することが示されてきたインターロイキン−17(IL−17)ファミリーの新規な分泌ポリペプチドを同定することに関する。免疫関連および炎症性疾患は、極めて複雑な、しばしば複数の相互接続した生物学的経路の徴候または結果であり、この経路は、正常な生理学において、損傷または傷害への応答、損傷または傷害からの修復の開始、ならびに異物に対する先天的および後天的な防御の開始に不可欠である。疾患または病理は以下のような場合に起こる:これらの正常な生理学的経路が、応答の強度と直接関連して、異常な調節もしくは過度の刺激の結果として、自身に対する反応として、またはこれらの組み合わせとしてのいずれかで、さらなる損傷または傷害を引き起こす場合。
これらの疾患の発生は、しばしば、多段階経路、およびしばしば、複数の異なる生物学的系/経路を含むが、これらの経路の1つ以上における臨界点での介入は、寛解または治療の効果を有し得る。治療的介入は、有害なプロセス/経路の拮抗作用、または有益なプロセス/経路の刺激のいずれかによって行われ得る。
多くの免疫関連疾患は、公知でありかつ広範に研究されてきた。このような疾患には、免疫媒介性炎症性疾患(例えば、関節リウマチ、免疫介在性腎疾患、肝胆汁性疾患、炎症性腸疾患(IBD)、乾癬、および喘息)、非免疫媒介性炎症性疾患、感染性疾患、免疫不全疾患、新生物形成などが含まれる。
Tリンパ球(T細胞)は、哺乳動物の免疫応答の重要な構成要素である。T細胞は、主要組織適合複合体(MHC)内で遺伝子によってコードされる自己分子と会合する抗原を認識する。抗原は、抗原提示細胞、ウイルス感染した細胞、癌細胞、移植片などの表面上のMHC分子とともに提示され得る。T細胞系は、宿主哺乳動物に健康の脅威を課すこれらの変化した細胞を排除する。T細胞には、ヘルパーT細胞および細胞傷害性T細胞が含まれる。ヘルパーT細胞は、抗原提示細胞上の抗原−MHC複合体の認識後に広範に増殖する。ヘルパーT細胞は、種々のサイトカイン、すなわち、リンホカインもまた分泌し、これは、B細胞、細胞傷害性T細胞、および免疫応答に関与する種々の他の細胞の活性化において中心的な役割を果たす。
体液性および細胞媒介性の両方の免疫応答における中心的な事象は、ヘルパーT細胞の活性化およびクローン性拡大である。ヘルパーT細胞活性化は、抗原提示細胞の表面上での抗原−MHCとのT細胞受容体(TCR)−CD3複合体の相互作用によって開始される。この相互作用は、休止ヘルパーT細胞が細胞周期に入ること(G0からG1への移行)を誘導する生化学的な事象のカスケードを媒介し、IL−2、および時折、IL−4について高い親和性受容体の発現をもたらす。活性化T細胞は、増殖ならびに記憶細胞およびエフェクタ細胞への分化を行う周期を通して進行する。
TCRを通して媒介されるシグナルに加えて、T細胞の活性化は、抗原提示細胞によって放出されるサイトカインによって、または抗原提示細胞およびT細胞上の膜結合分子との相互作用を通して誘導されるさらなる同時刺激を含む。サイトカインIL−1およびIL−6は、同時刺激シグナルを提供することが示されてきた。また、抗原提示細胞の表面上で発現されるB7分子と、T細胞表面上で発現されるCD28およびCTLA−4分子との間の相互作用は、T細胞活性化をもたらす。活性化T細胞は、ICAM−1、インテグリン、VLA−4、LFA−1、CD56などの細胞接着分子の増加数を発現する。
混合リンパ球培養中のT細胞増殖、または混合リンパ球反応(MLR)は、化合物が免疫系を刺激する能力の確立された指標である。多くの免疫応答において、炎症性細胞は傷害または感染の部位に浸潤する。移行細胞は、罹患した組織の組織学的検査によって決定可能であるような、好中球、好酸球、単球、またはリンパ球であり得る。Current
Protocols in Immunology,John E.Coligan編,1994,John Wiley & Sons,Inc.
免疫関連疾患は、免疫応答を抑制することによって治療可能である。免疫刺激活性を有する分子を阻害する中和抗体を使用することは、免疫媒介疾患および炎症性疾患の治療において有益である。免疫応答を阻害する分子を利用して(タンパク質を直接、または抗体アゴニストの使用を介して)免疫応答を阻害し、ゆえに、免疫関連疾患を寛解させることができる。
インターロイキン17(IL−17)は、上皮細胞、内皮細胞、および線維芽細胞を刺激して、IL−6、IL−8、G−CSF、およびMCP−1を含む他の炎症性のサイトカインおよびケモカインを産生する、T細胞誘導性炎症誘発性分子である[以下を参照のこと:非特許文献1;Yao,Z.ら、Immunity,3(6):811−821(1995);Fossiez,F.ら、J.Exp.Med.,183(6):2593−2603(1996);Kennedy,J.ら、J.Interferon Cytokine Res.,16(8):611−7(1996);Cai,X.Y.ら、Immunol.Lett,62(1):51−8(1998);Jovanovic,D.V.ら、J.Immunol.,160(7):3513−21(1998);Laan,M.ら、J.Immunol.,162(4):2347−52(1999);Linden,A.ら、Eur Respir J,15(5):973−7(2000);ならびにAggarwal,S.およびGurney,A.L.,J Leukoc Biol,71(1):1−8(2002)]。IL−17はまた、TNF−αおよびIL−1βを含む他のサイトカインと相乗作用を発揮して、ケモカイン発現をさらに誘導する(非特許文献2)。インターロイキン17(IL−17)は、種々の細胞型に対して多面的な生物学的活性を示す。IL−17はまた、ICAM−1表面発現、T細胞の増殖、ならびにCD34ヒト前駆細胞の増殖および好中球への分化を誘導する能力も有する。IL−17はまた、骨代謝に関与しており、活性化T細胞の存在およびTNF−α産生によって特徴付けられる病理学的状態、例えば、関節リウマチおよび骨移植物のゆるみにおいて重要な役割を果たすことが示唆されてきた(非特許文献3)。関節リウマチの患者に由来する滑膜組織の活性化T細胞は、正常個体または変形性関節症患者に由来するものよりも、より大量のIL−17を分泌することが見出された(Chabaudら、Arthritis Rheum.,42:963−970[1999])。この炎症誘発性サイトカインは、関節リウマチにおける滑膜炎に活発に寄与していることが示唆された。その炎症誘発性の役割を別として、IL−17は、なお別のメカニズムによって関節リウマチの病理に寄与しているようである。例えば、IL−17は、骨芽細胞における破骨細胞分化因子(ODF)mRNAの発現を誘導することが示されてきた(Kotakeら、J.Clin.Invest.,103:1345−1352[1999])。ODFは、骨再吸収に関与する細胞である破骨細胞への前駆細胞の分化を刺激する。IL−17のレベルは関節リウマチ患者の滑液中で有意に増加しているので、IL−17誘導性の破骨細胞形成は、関節リウマチにおける骨再吸収で決定的な役割を果たしているようである。IL−17はまた、多発性硬化症などの特定の他の自己免疫疾患(非特許文献4;Kurasawa,K.ら、Arthritis Rheu 43(11):2455−63(2000))および乾癬(Teunissen,M.B.ら、J Invest Dermatol 111(4):645−9(1998);Albanesi,C.ら、J Invest Dermatol 115(1):81−7(2000);およびHomey,B.ら、J.Immunol.164(12:6621−32(2000))において鍵となる役割を果たしていると考えられている。
IL−17はさらに、細胞内シグナル伝達によって、ヒトマクロファージにおけるCa2+流入および[cAMP]の減少を刺激することが示されてきた(Jovanovicら、J.Immunol.,160:3513[1998])。IL−17で処理された線維芽細胞はNF−κBの活性化を誘導するのに対して[Yaoら、Immunity,3:811(1995)、Jovanovicら、前出]、これで処理されたマクロファージは、NF−κBおよびマイトジェン活性化プロテインキナーゼを活性化する(Shalom−Barekら、J.Biol.Chem.,273:27467[1998])。加えて、IL−17はまた、骨および軟骨の成長に関与する哺乳動物サイトカイン様因子7と配列類似性を共有している。IL−17ポリペプチドが配列類似性を共有している他のタンパク質は、ヒト胎児由来インターロイキン関連因子(EDIRF)およびインターロイキン−20である。
IL−17の広範な効果と一致して、IL−17の細胞表面受容体は、多くの組織および細胞型において広範に発現されることが見出されてきた(Yaoら、Cytokine,9:794[1997])。ヒトIL−17受容体のアミノ酸配列(866アミノ酸)は単一の膜貫通ドメインおよび長い525アミノ酸の細胞内ドメインを有するタンパク質を予測するが、受容体配列は独特であり、かつサイトカイン/増殖因子受容体ファミリーからのいずれの受容体の配列とも類似していない。このことは、他の既知のタンパク質とのIL−17それ自体の類似性の欠如と合わせて、IL−17およびその受容体が、新規なシグナル伝達タンパク質および受容体のファミリーの一部であり得ることを示す。IL−17活性はその独特な細胞表面受容体(本明細書ではヒトIL−17Rと称する)への結合を通して媒介されることが実証されてきた。ここで、以前の研究は、可溶型IL−17受容体ポリペプチドとT細胞を接触させることが、PHA、コンカナバリンA、および抗TCRモノクローナル抗体によって誘導されるT細胞増殖およびIL−2産生を阻害したことを示してきた(Yaoら、J.Immunol.,155:5483−5486[1995])。このようなものとして、既知のサイトカイン受容体、特に、IL−17受容体に対する相同性を有する新規なポリペプチドを同定および特徴付けする際に顕著な関心が存在している。
インターロイキン17は、現在では、新生サイトカインファミリーのプロトタイプメンバーとして認識されている。ヒトおよび他の脊椎動物の大規模配列決定は、IL−17に明確に関連するタンパク質をコードするさらなる遺伝子の存在を明らかにし、従って、新規なファミリーのサイトカインを定義してきた。IL−17B、IL−17C、IL−17D、IL−17E、およびIL−17Fを含むヒトおよびマウスにおけるIL−17ファミリーの少なくとも6種のメンバー、ならびに新規受容体IL−17RH1、IL−17RH2、IL−17RH3、およびIL−17RH4が存在する(2001年6月28日に公開された特許文献2を参照のこと)。1つのこのようなIL−17メンバー(IL−17Fと呼ばれる)は、ヒトIL−17受容体(IL−17R)に結合することが実証されてきた(Yaoら、Cytokine,9(11):794−800(1997))。初期の特徴付けは、IL−17と同様に、これらの新規に同定された分子のいくつかが、免疫機能を調節する能力を有することを示唆している。これらの因子のいくつかについて同定された強力な炎症作用および主要なヒト疾患に伴って生じてくる関連性は、これらのタンパク質が、炎症性プロセスにおいて有意な役割を有する可能性があり、そして治療的介入のための機会を提供する可能性があることを示唆している。
ヒトIL−17Fをコードする遺伝子はIL−17に隣接して位置している(Hymowitz,S.G.ら、Embo J,20(19):5332−41(2001))。IL−17およびIL−17Fは44%のアミノ酸同一性を共有しているのに対して、IL−17ファミリーの他のメンバーはより限定された15〜27%のアミノ酸同一性を共有し、IL−17およびIL−17FがIL−17ファミリー内の独特なサブグループを形成することを示唆している(Starnes,T.ら、J Immunol,167(8):4137−40(2001);Aggarwal,S.およびGurney,A.L.、J.Leukoc Biol,71(1):1−8(2002))。IL−17Fは、IL−17と同様の生物学的作用を有するようであり、広範な種々の細胞からのIL−6、IL−8、およびG−CSFの産生を促進可能である。IL−17と同様に、軟骨基質放出を誘導し、新規な軟骨基質合成を阻害することが可能である(2002年11月28日に公開された特許文献3を参照のこと)。従って、IL−17と同様に、IL−17Fは、炎症性障害の病理に潜在的に寄与し得る。最近、これらの著者らは、IL−17およびIL−17Fの両方がインターロイキン23(IL−23)の作用によってT細胞中で誘導されることが観察している(Aggarwal,S.ら、J.Biol.Chem.278(3):1910−4(2003))。IL−17およびIL−17Fが、同様の染色体局在および有意な配列類似性を共有するという観察は、IL−17およびIL−17Fが特定の刺激に応答して同じ細胞集団を用いて誘導されるようであるという観察と同様に、IL−17およびIL−17Fの共有結合性ヘテロ二量体(本明細書ではIL−17A/Fと称する)から構成される新規なヒトサイトカインの同定に導いた。ヒトIL−17A/Fは、タンパク質構造および細胞ベースの活性アッセイの両方において、ヒトIL−17およびIL−17Fから区別可能である独特に新規なサイトカインである。標準としての精製組換えヒトIL−17A/Fの使用を通して、ヒトIL−17AF特異的ELISAが開発された。この特異的ELISAの使用を通して、ヒトIL−17A/Fの発現の誘導が検出され、IL−17A/Fが培養中の活性化ヒトT細胞から天然に産生されることを確証した。従って、IL−17A/Fは、単離された活性化ヒトT細胞の天然産物として検出可能である、独特な新規サイトカインであり、その組換え型が、関連するサイトカインとは異なりかつそれらから区別可能であるとして、タンパク質構造および細胞ベースのアッセイの両方において特徴付けられてきた。従って、これらの研究は、以前には免疫学的に活性ではない可能性があった特定の抗原に応答するように免疫系を追加免疫できる新規免疫刺激剤(すなわち、IL−17A/F)を提供および同定する。このようなものとして、新規に同定された免疫刺激剤は、重要な臨床的応用を有する。この新規なIL−17A/Fサイトカインまたはそのアゴニストは、それゆえに、免疫刺激剤としての実用的な有用性を見出すのに対して、IL−17A/F活性を阻害する分子(アンタゴニスト)は、免疫応答の阻害が所望される場合、例えば、自己免疫疾患において、実務的な有用性を見出すことが期待される。具体的には、IL−17A/Fの免疫学的活性を模倣するか(アゴニスト抗体)または阻害するか(アンタゴニスト抗体)のいずれかであるこの新規なサイトカインに対する抗体は、治療的品質を有する。この新規なサイトカインの活性を阻害するように作用する小分子もまた、潜在的な治療的用途を有する。
米国特許第5,536,637号明細書 国際公開第01/46420号パンフレット 米国特許出願公開第2002/0177188号明細書
Yao,Z.ら、J.Immunol.,(1995)122(12):5483−5486 Chabaud,M.ら、J.Immunol.(1998)161(1):409−14 Van Bezooijenら、J.Bone Miner.Res.,(1999)14:1513−1521 Matuseviciusら、Mult.Scler.,(1999)5:101−104
A.実施形態
本発明は、ヒトを含む哺乳動物における免疫関連疾患の診断および治療のために有用である組成物および方法に関する。本発明は、哺乳動物における免疫応答を刺激または阻害するタンパク質(アゴニストおよびアンタゴニスト抗体を含む)の同定に基づく。免疫関連疾患は、免疫応答を抑制または増強することによって治療できる。免疫応答を増強する分子は、抗原に対する免疫応答を刺激または強化する。免疫応答を刺激する分子は治療的に使用することができ、ここで、免疫応答の増強は有益である。代替的には、免疫応答を抑制し、抗原に対する免疫応答を減弱または減少する分子(例えば、中和抗体)は治療的に使用することができ、ここで、免疫応答の減弱は有益である(例えば、炎症)。従って、本発明のIL−17A/Fポリペプチドならびにそのアゴニストおよびアンタゴニストもまた、免疫関連疾患および炎症性疾患の治療のための医薬および薬剤を調製するために有用である。特定の態様において、このような医薬および薬剤には、薬学的に許容可能な担体とともに、治療有効量のIL−17A/Fポリペプチド、そのアゴニスト、またはアンタゴニストが含まれる。好ましくは、この混合物は滅菌されている。
さらなる実施形態において、本発明は、IL−17A/FポリペプチドのアゴニストおよびIL−17A/Fポリペプチドに対するアンタゴニストを同定する方法であって、IL−17A/Fポリペプチドを候補分子と接触させる工程、および上記IL−17A/Fポリペプチドによって媒介される生物学的活性をモニタリングする工程を包含する方法に関する。好ましくは、IL−17A/Fポリペプチドはネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチドである。特定の態様において、IL−17A/Fアゴニストまたはアンタゴニストは、抗IL−17A/F抗体である。
別の実施形態において、本発明は、IL−17A/Fポリペプチドを含む組成物、担体または賦形剤との混合物中のポリペプチドに結合するアゴニストまたはアンタゴニスト抗体に関する。1つの態様において、この組成物は、治療有効量のポリペプチドまたは抗体を含む。別の態様において、組成物が免疫刺激分子を含む場合、組成物は、(a)その必要がある哺乳動物の組織への炎症性細胞の浸潤を増強し、(b)その必要がある哺乳動物における免疫応答を刺激もしくは増強し、(c)抗原に応答して、その必要がある哺乳動物におけるTリンパ球の増殖を増加させ、(d)Tリンパ球の活性を刺激し、または(e)血管透過性を増加させるのに有用である。さらなる態様において、組成物が免疫阻害分子を含む場合、組成物は、(a)その必要がある哺乳動物の組織への炎症性細胞の浸潤を減少させ、(b)その必要がある哺乳動物における免疫応答を阻害もしくは減少させ、(c)Tリンパ球の活性を減少させ、または(d)抗原に応答して、その必要がある哺乳動物におけるTリンパ球の増殖を減少させるのに有用である。別の態様において、組成物はさらなる活性成分を含み、これは、例えば、さらなる抗体または細胞傷害性因子もしくは化学療法剤であり得る。好ましくは、この組成物は滅菌されている。
別の実施形態において、本発明は、治療有効量のIL−17A/Fポリペプチド、そのアゴニスト、またはそのアンタゴニストを哺乳動物に投与する工程を包含する、その必要がある哺乳動物において免疫関連障害を治療する方法に関する。好ましい態様において、免疫関連障害は、以下からなる群より選択される:全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、例えば、多発性硬化症、特発性脱髄性多発神経障害またはギラン−バレー症候群、および慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、例えば、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、および硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、およびホイップル病、以下を含む自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、および接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、例えば、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症(food hypersensitivity)、および蕁麻疹、肺の免疫疾患、例えば、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、および過敏性肺炎、以下を含む移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病。
別の実施形態において、本発明は、上記または下記に記載されたポリペプチドのいずれかに特異的に結合する抗体を提供する。選択的に、抗体は、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、抗体フラグメント、または単鎖抗体である。1つの態様において、本発明は、IL−17A/Fポリペプチドに結合する単離された抗体に関する。別の態様において、抗体は、IL−17A/Fポリペプチドの活性を模倣するか(アゴニスト抗体)、または逆に、抗体は、IL−17A/Fポリペプチドの活性を阻害もしくは中和する(アンタゴニスト抗体)。別の態様において、抗体はモノクローナル抗体であり、これは、好ましくは、非ヒト相補性決定領域(CDR)残基およびヒトフレームワーク領域(FR)残基を有する。抗体は、標識されてもよく、固体支持体上に固定化されてもよい。さらなる態様において、抗体は抗体フラグメント、モノクローナル抗体、単鎖抗体、または抗イディオタイプ抗体である。別の態様において、この抗体フラグメントまたは単鎖抗体は、配列番号9、配列番号10;配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28,配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33、配列番号34.配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41,および配列番号42として図6に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるFabフラグメントを含み、ここで、該Fabフラグメントは、配列番号9〜42のアミノ酸残基7〜16からなるCDR−H1、配列番号9〜42のアミノ酸残基30〜46からなるCDR−H2、および配列番号9〜42のアミノ酸残基78〜少なくともアミノ酸残基96からなるCDR−H3を含む3つの重鎖可変領域をさらに含み、ここで、該Fabフラグメントは、IL−17A/Fを結合可能である。別の態様において、抗体フラグメントまたは単鎖抗体は、配列番号9、配列番号10;配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41および配列番号42として図6に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるFabフラグメントを含み、ここで、該Fabフラグメントは、配列番号9〜42のアミノ酸残基7〜16からなるCDR−H1、および配列番号9〜42のアミノ酸残基30〜46からなるCDR−H2を含む少なくとも重鎖可変領域をさらに含み、ここで、該Fabフラグメントは、IL−17A/Fを結合可能である。別の態様において、抗体フラグメントまたは単鎖抗体は、配列番号9、配列番号10;配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41,および配列番号42として図6に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるFabフラグメントを含み、ここで、該Fabフラグメントは、配列番号9〜42のアミノ酸残基7〜16からなるCDR−H1、および配列番号9〜42のアミノ酸残基78〜少なくともアミノ酸残基96からなるCDR−H3を含む少なくとも重鎖可変領域をさらに含み、ここで、該Fabフラグメントは、IL−17A/Fを結合可能である。別の態様において、抗体フラグメントまたは単鎖抗体は、配列番号9、配列番号10;配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41,および配列番号42として図6に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるFabフラグメントを含み、ここで、該Fabフラグメントは、配列番号9〜42のアミノ酸残基30〜46からなるCDR−H2、および配列番号9〜42のアミノ酸残基78〜少なくともアミノ酸残基96からなるCDR−H3を含む少なくとも重鎖可変領域をさらに含み、ここで、該Fabフラグメントは、IL−17A/Fを結合可能である。別の態様において、抗体フラグメントまたは単鎖抗体は、配列番号9、配列番号10;配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41および配列番号42として図6に示されるアミノ酸配列からなる群より選択されるFabフラグメントを含み、ここで、該Fabフラグメントは、配列番号9〜42のアミノ酸残基7〜16からなるCDR−H1、配列番号9〜42のアミノ酸残基30〜46からなるCDR−H2、または配列番号9〜42のアミノ酸残基78〜少なくともアミノ酸残基96からなるCDR−H3を含む少なくとも1つの重鎖可変領域をさらに含み、ここで、該Fabフラグメントは、IL−17A/Fを結合可能である。別の態様において、配列番号9、配列番号10;配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41、もしくは、配列番号42の前記CDR−H1領域は、アミノ配列GFTI(本明細書では配列番号77と称する)に対応する少なくともアミノ酸残基7〜10を含み、ここで、該配列番号77はIL−17A/Fに結合可能である。別の態様において、配列番号9、配列番号10;配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41または配列番号42の前記CDR−H2領域は、アミノ酸配列YADSVK(本明細書では配列番号78と称する)に対応する少なくともアミノ酸残基41〜46を含み、ここで、該配列番号78はIL−17A/Fに結合可能である。
なお別の実施形態において、本発明は、配列番号43、配列番号44、配列番号45、配列番号46、配列番号47、配列番号48、配列番号49、配列番号50、配列番号51、配列番号52、配列番号53、配列番号54、配列番号55、配列番号56、配列番号57、配列番号58、配列番号59、配列番号60、配列番号61、配列番号62、配列番号63、配列番号64、配列番号65、配列番号66、配列番号67、配列番号68、配列番号69、配列番号70、配列番号71、配列番号72、配列番号73、配列番号74、配列番号75および配列番号76のヌクレオチド配列からなる群より選択される単離された核酸分子であって、ここで、該核酸分子が、配列番号9、配列番号10;配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41、もしくは、配列番号42として示されるFabフラグメントをコードし、該Fabフラグメントが、IL−17A/Fを結合可能である核酸分子に関する。
別の態様において、本発明は、上記のようなアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列によってコードされるIL−17A/Fを結合可能である単離されたFabフラグメントを提供する。このフラグメントを産生するためのプロセスもまた本明細書に記載され、ここで、これらのプロセスは、前記Fabフラグメントの発現のために適切な条件下で、適切なコード核酸分子を含むベクターを含む宿主細胞を培養する工程、および細胞培養から前記Fabフラグメントを回収する工程を包含する。
なお別の実施形態において、本発明は、薬学的に許容可能な担体と混合した抗IL−17A/F抗体を含む組成物を提供する。1つの態様において、組成物は、治療有効量の抗体を含む。好ましくは、組成物は滅菌されている。組成物は、液体医薬製剤型で投与されてもよく、これは、拡張された貯蔵安定性を達成するために保存されてもよい。代替的には、抗体は、モノクローナル抗体、抗体フラグメント、ヒト化抗体、または単鎖抗体である。
さらなる実施形態において、本発明は、以下を備える製造品に関する:
(a)IL−17A/Fポリペプチド、またはそのポリペプチドに特異的に結合するアゴニスト、アンタゴニスト、もしくは抗体を含む組成物;
(b)該組成物を含む容器;および
(c)免疫関連疾患の治療における該IL−17A/Fポリペプチドまたはそのアゴニストもしくはアンタゴニストの使用に言及する、該容器に貼付されたラベル、または該容器に含まれるパッケージインサート。組成物は、治療有効量のIL−17A/Fポリペプチドまたはそのアゴニストもしくはアンタゴニストを含んでもよい。
なお別の実施形態において、本発明は、(a)哺乳動物から得られた組織細胞の試験サンプル中で、および(b)同じ細胞型の公知の正常組織の対照サンプル中で、IL−17A/Fポリペプチドをコードする遺伝子の発現のレベルを検出する工程を包含する、哺乳動物における免疫関連疾患を診断する方法であって、対照サンプルと比較した試験サンプル中のより高いまたはより低い発現レベルが、試験組織細胞が得られた哺乳動物における免疫関連疾患の存在を示す方法に関する。
別の実施形態において、本発明は、(a)抗IL−17A/F抗体を哺乳動物から得られた組織細胞の試験サンプルと接触させる工程、および(b)試験サンプル中で、抗体とIL−17A/Fポリペプチドとの間の複合体の形成を検出する工程を包含する、哺乳動物における免疫疾患を診断する方法であって;該複合体の形成が、該疾患の存在または不在を示す方法に関する。検出は、定性的または定量的であり得、同じ細胞型の公知の正常組織細胞の対照サンプル中で複合体形成をモニタリングすることと比較して実施されてもよい。試験サンプル中で形成された大量の複合体は、試験組織細胞が得られた哺乳動物における免疫疾患の存在または不在を示す。抗体は、好ましくは、検出可能な標識を有する。複合体形成は、例えば、光学顕微鏡、フローサイトメトリー、フルオリメトリー、または当該分野において公知である他の技術によってモニタリングすることが可能である。試験サンプルは、通常、免疫系の欠損または異常を有する疑いがある個体から入手される。
別の実施形態において、本発明は、抗IL−17A/F抗体にIL−17A/Fポリペプチドを含むことが疑われる細胞の試験サンプルを暴露する工程、および該細胞サンプへの該抗体の結合を決定する工程を包含する、サンプル中のIL−17A/Fポリペプチドの存在を決定するための方法を提供する。特定の態様において、サンプルには、IL−17A/Fポリペプチドを含むことが疑われている細胞、およびこの細胞に結合する抗体が含まれる。抗体は、好ましくは、検出可能に標識され、および/または固体支持体に結合される。
別の実施形態において、本発明は、適切な包装中に抗IL−17A/F抗体および担体を含む、免疫関連疾患の診断キットに関する。キットは、好ましくは、IL−17A/Fポリペプチドの存在を検出するために抗体を使用するための指示書を含む。好ましくは、担体は、薬学的に許容可能である。
別の実施形態において、本発明は、適切な包装中に抗IL−17A/F抗体を含む診断キットに関する。キットは、好ましくは、IL−17A/Fポリペプチドを検出するために抗体を使用するための指示書を含む。
別の実施形態において、本発明は、哺乳動物から得られた組織細胞の試験サンプル中のIL−17A/Fポリペプチドの存在または不在を検出する工程を包含する、該哺乳動物における免疫関連疾患を診断する方法であって、該試験サンプル中のIL−17A/Fポリペプチドの存在または不在が、該哺乳動物における免疫関連疾患の存在を示す方法に関する。
別の実施形態において、本発明は、IL−17A/Fポリペプチドのアゴニストを同定するための方法であって、以下の工程を包含する:
(a)IL−17A/Fポリペプチドによって天然に誘導される細胞応答の誘導のために適切な条件下で、細胞およびスクリーニングされる試験化合物を接触させる工程;ならびに(b)試験化合物が有効なアゴニストであるか否かを決定するために該細胞応答の誘導を決定し、ここで、該細胞応答の誘導は、該試験化合物が有効なアゴニストであることを示す工程。
別の実施形態においで、本発明は、IL−17A/Fポリペプチドと候補化合物との相互作用を可能にするのに十分である条件下および時間の間、これら2成分を接触させる工程、ならびにIL−17A/Fポリペプチドの活性が阻害されるか否かを決定する工程を包含する、IL−17A/Fポリペプチドの活性を阻害可能である化合物を同定するための方法に関する。特定の態様において、候補化合物またはIL−17A/Fポリペプチドのいずれかが固体支持体上に固定化されている。別の態様において、非固定化成分が検出可能な標識を有する。好ましい態様において、この方法は以下の工程を包含する:
(a)IL−17A/Fポリペプチドの存在下、IL−17A/Fポリペプチドによって通常誘導される細胞応答の誘導に適切である条件下で、細胞およびスクリーニングされる試験化合物を接触させる工程;ならびに
(b)試験化合物が有効なアンタゴニストであるか否かを決定するために、該細胞応答の誘導を決定する工程。
別の実施形態において、本発明は、IL−17A/Fポリペプチドを正常に発現する細胞中でこのポリペプチドの発現を阻害する化合物を同定するための方法であって、細胞を試験化合物と接触させる工程、およびIL−17A/Fポリペプチドの発現が阻害されるか否かを決定する工程を包含する方法を提供する。好ましい態様において、この方法は以下の工程を包含する:
(a)IL−17A/Fポリペプチドの発現を可能にするのに適切である条件下で、細胞およびスクリーニングされる試験化合物を接触させる工程;ならびに(b)該ポリペプチドの発現の阻害を決定する工程。
なお別の実施形態において、本発明は、免疫関連障害に罹患している哺乳動物における免疫関連障害を治療するための方法であって、(a)IL−17A/Fポリペプチド、(b)IL−17A/Fポリペプチドのアゴニスト、または(c)IL−17A/Fポリペプチドのアンタゴニストのいずれかをコードしている核酸分子を哺乳動物に投与する工程を包含し、該アゴニストまたはアンタゴニストが、抗IL−17A/F抗体であってよい方法に関する。好ましい実施形態において、哺乳動物はヒトである。別の好ましい実施形態において、核酸を、エキソビボ遺伝子治療を介して投与する。さらに好ましい実施形態において、核酸はベクター中に、より好ましくは、アデノウイルスベクター、アデノ関連ウイルスベクター、レンチウイルスベクター、またはレトロウイルスベクター内に含まれる。
なお別の態様において、本発明は、プロモータ、(a)IL−17A/Fポリペプチド、(b)IL−17A/Fポリペプチドのアゴニストポリペプチド、または(c)IL−17A/Fポリペプチドのアンタゴニストポリペプチドをコードする核酸、およびポリペプチドの細胞分泌のためのシグナル配列から本質的になるウイルスベクターを含む組換えウイルス粒子であって、ウイルスベクターがウイルス構造タンパク質と関連している組換えウイルス粒子を提供する。好ましくは、シグナル配列は哺乳動物由来であり、例えば、ネイティブIL−17A/Fポリペプチド由来である。
なおさらなる実施形態において、本発明は、レトロウイルス構造タンパク質を発現する核酸構築物を含み、プロモータ、(a)IL−17A/Fポリペプチド、(b)IL−17A/Fポリペプチドのアゴニストポリペプチド、または(c)IL−17A/Fポリペプチドのアンタゴニストポリペプチドをコードする核酸、およびポリペプチドの細胞分泌のためのシグナル配列から本質的になるレトロウイルスベクター、ならびにポリペプチドの細胞内分泌のためのシグナル配列も含むエキソビボ生成細胞であって、構造タンパク質と関連する組換えレトロウイルス粒子をパッケージングして組換えレトロウイルス粒子を産生する生成細胞に関する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、(a)IL−17A/Fポリペプチドまたは(b)IL−17A/Fポリペプチドのアゴニストを、哺乳動物に投与する工程を包含する、血管系から哺乳動物の組織への炎症性細胞の浸潤を増強するための方法であって、哺乳動物における血管系からの炎症性細胞の浸潤を増強する方法を提供する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、(a)IL−17A/Fポリペプチドまたは(b)IL−17A/Fポリペプチドのアンタゴニストを、哺乳動物に投与する工程を包含する、血管系から哺乳動物の組織への炎症性細胞の浸潤を減少させるための方法であって、哺乳動物における血管系からの炎症性細胞の浸潤を減少する方法を提供する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、(a)IL−17A/Fポリペプチドまたは(b)IL−17A/Fポリペプチドのアゴニストを、哺乳動物に投与する工程を包含する、哺乳動物におけるT−リンパ球の活性を増加させる方法であって、哺乳動物におけるT−リンパ球の活性を増加させる方法を提供する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、(a)IL−17A/Fポリペプチドまたは(b)IL−17A/Fポリペプチドのアンタゴニストを、哺乳動物に投与する工程を包含する、哺乳動物におけるT−リンパ球の活性を減少させる方法であって、哺乳動物におけるT−リンパ球の活性を減少させる方法を提供する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、(a)IL−17A/Fポリペプチドまたは(b)IL−17A/Fポリペプチドのアゴニストを、哺乳動物に投与する工程を包含する、哺乳動物におけるT−リンパ球の増殖を増加させる方法であって、哺乳動物におけるT−リンパ球の増殖を増加させる方法を提供する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、(a)IL−17A/Fポリペプチドまたは(b)IL−17A/Fポリペプチドのアンタゴニストを、哺乳動物に投与する工程を包含する、哺乳動物におけるT−リンパ球の増殖を減少させる方法であって、哺乳動物におけるT−リンパ球の増殖を減少させる方法を提供する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、IL−17A/Fポリペプチドまたはそのアゴニストもしくはアンタゴニスト(例えば、抗IL−17A/F)に応答性である状態の治療に有用である医薬の調製のための、上記のIL−17A/Fポリペプチド、またはそのアゴニストもしくはアンタゴニスト、または抗IL−17A/F抗体の使用に関する。特定の態様において、本発明は、変性軟骨障害を治療するための方法における、IL−17A/Fポリペプチドまたはそのアゴニストもしくはアンタゴニストの使用に関する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、治療有効量のIL−17A/Fポリペプチド、そのアゴニスト、またはアンタゴニストを、変性軟骨障害に罹患している哺乳動物に投与する工程を包含する、哺乳動物における変性軟骨障害を治療する方法に関する。
なおさらなる実施形態において、本発明は、薬学的に許容可能な担体と混合した、IL−17A/Fポリペプチド、またはそのアゴニストもしくはアンタゴニストを含む組成物;該組成物を含む容器;および変性軟骨障害の治療における該組成物の使用に言及する、該容器に貼付されたラベルを含むキットに関する。
別の態様において、本発明は、IL−17A/Fポリペプチド中のIL−17A(配列番号3)とIL−17F(配列番号4)の両方を阻害可能である1種以上のアンタゴニストの治療有効量を哺乳動物に投与する工程を包含する、その必要がある哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法に関する。好ましい実施形態において、哺乳動物はヒト被験体である。
1つの実施形態において、この方法は、治療有効量のIL−17AアンタゴニストおよびIL−17Fアンタゴニストの投与を包含する。
別の実施形態において、IL−17Aアンタゴニストは、IL−17A(配列番号3)に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントである。
さらに別の実施形態において、IL−17Fアンタゴニストは、IL−17F(配列番号4)に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントである。
さらなる実施形態において、IL−17AアンタゴニストはIL−17A(配列番号3)に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントであり、IL−17Fアンタゴニストは、IL−17F(配列番号4)に特異的を結合する抗体またはそのフラグメントである。
なおさらなる実施形態において、アンタゴニストは、IL−17A/Fポリペプチド中のIL−17A(配列番号3)およびIL−17F(配列番号4)の両方に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントである。
異なる実施形態において、抗体は、IL−17A(配列番号3)およびIL−17F(配列番号4)の両方に存在する同一のまたは類似のエピトープを認識する交差反応性抗体である。
さらなる実施形態において、抗体は、IL−17A特異性およびIL−17F特異性を有する二重特異性抗体またはそのフラグメントである。
すべての実施形態において、抗体はモノクローナル抗体であり得、これは、キメラ抗体、ヒト化抗体、またはヒト抗体であってもよい。
別の実施形態において、本発明は、その必要がある哺乳動物におけるIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を包含する、該哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法であって、哺乳動物への、治療有効量の2種の異なった抗体の同時投与を包含し、ここで、1つの抗体がIL−17Aに特異的に結合し、他方の抗体がIL−17Fに特異的に結合する方法に関する。免疫関連障害は以下であり得る:全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病。
別の実施形態において、本発明は、その必要がある哺乳動物におけるIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を含む、該哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法であって、哺乳動物への、治療有効量の交差反応性抗体の投与を包含し、ここで、該抗体は、配列番号3のアミノ酸配列を有するポリペプチドであるIL−17Aと、配列番号4のアミノ酸配列を有するポリペプチドであるIL−17Fとの両方に存在する同一のまたは類似のエピトープを認識する方法に関する。免疫関連障害は以下であり得る:全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病。
別の実施形態において、本発明は、その必要がある哺乳動物においてIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を含む、該哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法であって、該哺乳動物への、治療有効量の二重特異的抗体の投与を包含し、ここで、該抗体は、一方のアームがIL−17Aを認識し、他方のアームがIL−17Fを認識する2つのアームからなる方法に関する。免疫関連障害には以下が含まれ得る:全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病。
別の実施形態において、本発明は、その必要がある哺乳動物においてIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を含む、該哺乳動物における免疫関連障害を治療するであって、該哺乳動物への、治療有効量の二重特異的抗体の投与を包含し、ここで、該抗体は、IL−17Aを認識する重鎖およびIL−17Fを認識する軽鎖からなる方法に関する。免疫関連障害には以下が含まれ得る:全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病。
別の実施形態において、本発明は、その必要がある哺乳動物においてIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を含む、該哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法であって、該哺乳動物への、治療有効量の二重特異的抗体の投与を包含し、ここで、該抗体は、IL−17Fを認識する重鎖およびIL−17Aを認識する軽鎖からなる方法に関する。免疫関連障害は以下が含まれ得る:全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病。
B.さらなる実施形態
本発明の他の実施形態において、本発明は、IL−17A/Fポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子を提供する。
1つの態様において、単離された核酸分子は、(a)本明細書に開示される全長アミノ酸配列、本明細書に開示されるシグナルペプチドを欠くアミノ酸配列、もしくは本明細書に開示される全長アミノ酸配列の任意の他の特異的に規定されるフラグメントを有するIL−17A/FポリペプチドをコードするDNA分子に対して、または(b)(a)のDNA分子の相補物に対して、少なくとも約80%の核酸配列同一性、または少なくとも約81%の核酸配列同一性、または少なくとも約82%の核酸配列同一性、または少なくとも約83%の核酸配列同一性、または少なくとも約84%の核酸配列同一性、または少なくとも約85%の核酸配列同一性、または少なくとも約86%の核酸配列同一性、または少なくとも約87%の核酸配列同一性、または少なくとも約88%の核酸配列同一性、または少なくとも約89%の核酸配列同一性、または少なくとも約90%の核酸配列同一性、または少なくとも約91%の核酸配列同一性、または少なくとも約92%の核酸配列同一性、または少なくとも約93%の核酸配列同一性、または少なくとも約94%の核酸配列同一性、または少なくとも約95%の核酸配列同一性、または少なくとも約96%の核酸配列同一性、または少なくとも約97%の核酸配列同一性、または少なくとも約98%の核酸配列同一性、または少なくとも約99%の核酸配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む。
他の態様において、単離された核酸分子は、(a)本明細書に開示される全長IL−17A/Fポリペプチドのコード配列cDNA、本明細書に開示されるシグナルペプチドを欠くIL−17A/Fポリペプチドのコード配列、もしくは本明細書に開示される全長アミノ酸配列の任意の他の特異的に規定されるフラグメントのコード配列を含むDNA分子に対して、または(b)(a)のDNA分子の相補物に対して、少なくとも約80%の核酸配列同一性、または少なくとも約81%の核酸配列同一性、または少なくとも約82%の核酸配列同一性、または少なくとも約83%の核酸配列同一性、または少なくとも約84%の核酸配列同一性、または少なくとも約85%の核酸配列同一性、または少なくとも約86%の核酸配列同一性、または少なくとも約87%の核酸配列同一性、または少なくとも約88%の核酸配列同一性、または少なくとも約89%の核酸配列同一性、または少なくとも約90%の核酸配列同一性、または少なくとも約91%の核酸配列同一性、または少なくとも約92%の核酸配列同一性、または少なくとも約93%の核酸配列同一性、または少なくとも約94%の核酸配列同一性、または少なくとも約95%の核酸配列同一性、または少なくとも約96%の核酸配列同一性、または少なくとも約97%の核酸配列同一性、または少なくとも約98%の核酸配列同一性、または少なくとも約99%の核酸配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む。
さらなる態様において、本発明は、(a)本明細書に開示される、ATCCに寄託されたヒトタンパク質cDNAのいずれかによってコードされる同じ成熟ポリペプチドをコードするDNA分子に対して、または(b)(a)のDNA分子の相補物に対して、少なくとも約80%の核酸配列同一性、または少なくとも約81%の核酸配列同一性、または少なくとも約82%の核酸配列同一性、または少なくとも約83%の核酸配列同一性、または少なくとも約84%の核酸配列同一性、または少なくとも約85%の核酸配列同一性、または少なくとも約86%の核酸配列同一性、または少なくとも約87%の核酸配列同一性、または少なくとも約88%の核酸配列同一性、または少なくとも約89%の核酸配列同一性、または少なくとも約90%の核酸配列同一性、または少なくとも約91%の核酸配列同一性、または少なくとも約92%の核酸配列同一性、または少なくとも約93%の核酸配列同一性、または少なくとも約94%の核酸配列同一性、または少なくとも約95%の核酸配列同一性、または少なくとも約96%の核酸配列同一性、または少なくとも約97%の核酸配列同一性、または少なくとも約98%の核酸配列同一性、または少なくとも約99%の核酸配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子に関する。
別の実施形態は、IL−17A/Fポリペプチドコード配列またはその相補物のフラグメントに向けられ、これは、例えば、抗IL−17A/F抗体の結合部位を含むポリペプチドを選択的にコードし得るIL−17A/Fポリペプチドのコードフラグメントのためのハイブリダイゼーションプローブとして、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドプローブとしての使用を見出し得る。このような核酸フラグメントは、通常、少なくとも約20ヌクレオチド長、または少なくとも約30ヌクレオチド長、または少なくとも約40ヌクレオチド長、または少なくとも約50ヌクレオチド長、または少なくとも約60ヌクレオチド長、または少なくとも約70ヌクレオチド長、または少なくとも約80ヌクレオチド長、または少なくとも約90ヌクレオチド長、または少なくとも約100ヌクレオチド長、または少なくとも約110ヌクレオチド長、または少なくとも約120ヌクレオチド長、または少なくとも約130ヌクレオチド長、または少なくとも約140ヌクレオチド長、または少なくとも約150ヌクレオチド長、または少なくとも約160ヌクレオチド長、または少なくとも約170ヌクレオチド長、または少なくとも約180ヌクレオチド長、または少なくとも約190ヌクレオチド長、または少なくとも約200ヌクレオチド長、または少なくとも約250ヌクレオチド長、または少なくとも約300ヌクレオチド長、または少なくとも約350ヌクレオチド長、または少なくとも約400ヌクレオチド長、または少なくとも約450ヌクレオチド長、または少なくとも約500ヌクレオチド長、または少なくとも約600ヌクレオチド長、または少なくとも約700ヌクレオチド長、または少なくとも約800ヌクレオチド長、または少なくとも約900ヌクレオチド長、または少なくとも約1000ヌクレオチド長であり、ここで、この状況において、「約」という用語は、言及されたヌクレオチド配列長プラスまたはマイナス言及された長さの10%を意味する。IL−17A/Fポリペプチドをコードするヌクレオチド配列の新規なフラグメントは、多数の周知の配列アラインメントプログラムのいずれかを使用して、IL−17A/Fポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を他の公知のヌクレオチド配列とアラインすることによって、およびポリペプチドをコードするどのヌクレオチド配列フラグメントが新規であることを決定することによって、慣用的な方法において決定され得ることが注目される。すべてのこのようなポリペプチドコードヌクレオチド配列が本明細書で意図される。これらのヌクレオチド分子フラグメント、好ましくは、抗IL−17A/F抗体の結合部位を含むこれらIL−17A/Fポリペプチドフラグメントによってコードされるポリペプチドフラグメントもまた意図される。
別の実施形態において、本発明は、上記で同定される単離された核酸配列のいずれかによってコードされる単離されたIL−17A/Fポリペプチドを提供する。
特定の態様において、本発明は、本明細書に開示される全長アミノ酸配列、本明細書に開示されるシグナルペプチドを欠くアミノ酸配列、もしくは本明細書に開示される全長アミノ酸配列の任意の他の特異的に規定されるフラグメントを有するIL−17A/Fポリペプチドに対して、少なくとも約80%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約81%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約82%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約83%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約84%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約85%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約86%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約87%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約88%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約89%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約90%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約91%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約92%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約93%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約94%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約95%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約96%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約97%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約98%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離されたIL−17A/Fポリペプチドに関する。
さらなる態様において、本発明は、本明細書に開示される、ATCCに寄託されたヒトタンパク質cDNAのいずれかによってコードされるアミノ酸配列に対して、少なくとも約80%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約81%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約82%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約83%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約84%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約85%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約86%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約87%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約88%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約89%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約90%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約91%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約92%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約93%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約94%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約95%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約96%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約97%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約98%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約99%のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離されたIL−17A/Fポリペプチドに関する。
さらなる態様において、本発明は、本明細書に開示される全長アミノ酸配列、本明細書に開示されるシグナルペプチドを欠くアミノ酸配列、または本明細書に開示される全長アミノ酸配列の任意の他の特異的に規定されるフラグメントを有するIL−17A/Fポリペプチドのアミノ酸配列と比較した場合に、少なくとも約80%ポジティブ、または少なくとも約81%ポジティブ、または少なくとも約82%ポジティブ、または少なくとも約83%ポジティブ、または少なくとも約84%ポジティブ、または少なくとも約85%ポジティブ、または少なくとも約86%ポジティブ、または少なくとも約87%ポジティブ、または少なくとも約88%ポジティブ、または少なくとも約89%ポジティブ、または少なくとも約90%ポジティブ、または少なくとも約91%ポジティブ、または少なくとも約92%ポジティブ、または少なくとも約93%ポジティブ、または少なくとも約94%ポジティブ、または少なくとも約95%ポジティブ、または少なくとも約96%ポジティブ、または少なくとも約97%ポジティブ、または少なくとも約98%ポジティブ、または少なくとも約99%ポジティブを計上するアミノ酸配列を含む、単離されたIL−17A/Fポリペプチドに関する。
特定の態様において、本発明は、N末端シグナル配列および/または開始メチオニンを有さず、ならびに上記のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列によってコードされる、単離されたIL−17A/Fポリペプチドを提供する。このポリペプチドを産生するためのプロセスも本明細書に記載され、これらのプロセスは、IL−17A/Fポリペプチドの発現に適切である条件下で、適切なコード核酸分子を含むベクターを含む宿主細胞を培養する工程、および該細胞培養からIL−17A/Fポリペプチドを回収する工程を包含する。
なお別の実施形態において、本発明は、本明細書に定義されるネイティブなIL−17A/Fポリペプチドのアゴニストおよびアンタゴニストに関する。特定の実施形態において、このアゴニストおよびアンタゴニストは抗IL−17A/F抗体または小分子である。
さらなる実施形態において、本発明は、IL−17A/Fポリペプチドを候補分子と接触させる工程、および該IL−17A/Fポリペプチドによって媒介される生物学的活性をモニタリングする工程を包含する、IL−17A/Fポリペプチドに対するアゴニストまたはアンタゴニストを同定する方法に関する。好ましくは、IL−17A/FポリペプチドはネイティブIL−17A/Fポリペプチドである。
なおさらなる実施形態において、本発明は、担体と組み合わせた、IL−17A/Fポリペプチド、または本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドのアゴニストもしくはアンタゴニスト、またはIL−17A/F抗体を含む組成物に関する。選択的に、担体は薬学的に許容可能な担体である。
本発明の別の実施形態は、IL−17A/Fポリペプチド、そのアゴニストもしくはアンタゴニスト、または抗IL−17A/F抗体に応答性である状態の治療に有用である医薬の調製のための、IL−17A/Fポリペプチド、または上記のアゴニストもしくはアンタゴニスト、または抗IL−17A/F抗体の使用に関する。
本発明のさらなる実施形態において、本発明は、本明細書に記載されるポリペプチドのいずれかをコードするDNAを含むベクターを提供する。任意のこのようなベクターを含む宿主細胞もまた提供される。例として、宿主細胞は、CHO細胞、大腸菌、酵母、またはバキュロウイルス感染した昆虫細胞であってもよい。本明細書に記載されるポリペプチドのいずれかを産生するためのプロセスであって、所望のポリペプチドの発現に適切である条件下で宿主細胞を培養する工程、および細胞培養から所望のポリペプチドを回収する工程を包含するプロセスを提供する。
他の実施形態において、本発明は、異種ポリペプチドまたはアミノ酸配列に融合された、本明細書に記載されたポリペプチドのいずれかを含むキメラ分子を提供する。このようなキメラ分子の例には、エピトープタグ配列または免疫グロブリンのFc領域に融合された、本明細書に記載されるポリペプチドのいずれかが含まれる。
なお別の実施形態において、本発明は、上記または下記のポリペプチドのいずれかに特異的に結合する抗体を提供する。選択的に、抗体は、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、抗体フラグメント、または単鎖抗体である。
なお他の実施形態において、本発明は、ゲノムおよびcDNAのヌクレオチド配列を単離するのに有用なオリゴヌクレオチドプローブ、またはアンチセンスプローブを提供し、ここで、これらのプローブは、上記または下記のヌクレオチド配列のいずれかから誘導されてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、以下が提供される:
(項目1)
IL−17A/Fポリペプチド中のIL−17A(配列番号3)およびIL−17F(配列番号4)の両方を阻害可能である1種以上のアンタゴニストの治療有効量を哺乳動物に投与する工程を包含する、免疫関連障害の治療を必要とする哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法。
(項目2)
前記哺乳動物がヒト被験体である、項目1に記載の方法。
(項目3)
治療有効量のIL−17AアンタゴニストおよびIL−17Fアンタゴニストを前記ヒト被験体に投与する工程を包含する、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記IL−17AアンタゴニストがIL−17A(配列番号3)に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントである、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記IL−17FアンタゴニストがIL−17F(配列番号4)に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントである、項目3に記載の方法。
(項目6)
前記IL−17AアンタゴニストがIL−17A(配列番号3)に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントであり、前記IL−17FアンタゴニストがIL−17F(配列番号4)に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントである、項目3に記載の方法。
(項目7)
前記アンタゴニストが、IL−17A/Fポリペプチド中のIL−17A(配列番号3)およびIL−17F(配列番号4)の両方に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントである、項目2に記載の方法。
(項目8)
前記抗体が、IL−17A(配列番号3)およびIL−17F(配列番号4)の両方に存在する同一または類似のエピトープを認識する交差反応性抗体である、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記抗体が、IL−17AおよびIL−17Fへの特異性を有する二重特異性抗体、またはそのフラグメントである、項目7に記載の方法。
(項目10)
前記抗体がモノクローナル抗体またはそのフラグメントである、項目3〜9のいずれか一項に記載の方法。
(項目11)
前記モノクローナル抗体または抗体フラグメントがキメラ抗体、ヒト化抗体、またはヒト抗体である、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記免疫関連障害が、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病である、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記免疫関連障害が多発性硬化症(MS)または関節リウマチ(RA)である、項目12に記載の方法。
(項目14)
哺乳動物におけるIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を包含する、免疫関連障害の治療を必要とする哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法であって、該方法は、治療有効量の交差反応性抗体または該抗体のフラグメントの該哺乳動物への投与を包含し、該抗体は、配列番号3のアミノ酸配列を有するポリペプチドであるIL−17Aと、配列番号4のアミノ酸配列を有するポリペプチドであるIL−17Fとの両方に存在する同一のまたは類似のエピトープを認識する、方法。
(項目15)
前記免疫関連障害が、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病である、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記免疫関連障害が多発性硬化症(MS)または関節リウマチ(RA)である、項目15に記載の方法。
(項目17)
哺乳動物におけるIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を包含する、免疫関連障害の治療を必要とする哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法であって、該方法は、治療有効量の二重特異的抗体の該哺乳動物への投与を包含し、該抗体は2つのアームからなり、該抗体の一方のアームがIL−17Aを認識し、該抗体の他方のアームがIL−17Fを認識する、方法。
(項目18)
前記免疫関連障害が、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病である、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記免疫関連障害が多発性硬化症(MS)または関節リウマチ(RA)である、項目18に記載の方法。
(項目20)
哺乳動物におけるIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を包含する、免疫関連障害の治療を必要とする哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法であって、該方法は、治療有効量の二重特異的抗体の該哺乳動物への投与を包含し、該抗体は、IL−17Aを認識する重鎖およびIL−17Fを認識する軽鎖からなる、方法。
(項目21)
前記免疫関連障害が、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病である、項目20に記載の方法。
(項目22)
前記免疫関連障害が多発性硬化症(MS)または関節リウマチ(RA)である、項目21に記載の方法。
(項目23)
哺乳動物におけるIL−17AおよびIL−17Fの同時標的化を包含する、免疫関連障害の治療を必要とする哺乳動物における免疫関連障害を治療する方法であって、該方法は、治療有効量の二重特異的抗体の該哺乳動物への投与を包含し、該抗体は、IL−17Fを認識する重鎖およびIL−17Aを認識する軽鎖からなる、方法。
(項目24)
前記免疫関連障害が、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症、特発性炎症性筋障害、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性血小板減少症、甲状腺炎、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、特発性脱髄性多発神経障害、ギラン−バレー症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、感染性または自己免疫性の慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎、炎症性腸疾患、グルテン感受性腸症、ホイップル病、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、蕁麻疹、肺の免疫疾患、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、過敏性肺炎、移植関連疾患、移植拒絶または対宿主性移植片病である、項目23に記載の方法。
(項目25)
前記免疫関連障害が多発性硬化症(MS)または関節リウマチ(RA)である、項目24に記載の方法。
図1は、IL−17A/Fと称する新規なヒトサイトカインの発現および単離の結果を示す。ヒト293腎臓細胞は、図1Aおよび図1Bに示されるように、ヒトIL−17およびIL−17Fを単独でまたは組み合わせてコードするcDNA発現ベクターを用いてトランスフェクトした。トランスフェクトした細胞からの馴化培地は、図1Aおよび図1Bに示されるように、IL−17(レーン1〜5)またはIL−17F(レーン6〜10)を認識可能である抗体を利用して免疫沈殿(IP)した。ウェスタンブロット分析を示し、これは、図1Aのレーン8および図1Bのレーン3における二量体IL−17A複合体の存在を実証する。二量体IL−17A/F複合体は、IL−17の1つのポリペプチド鎖およびIL−17Fの1つのポリペプチド鎖から構成される共有結合性ヘテロ二量体種とサイズが一致している。 図2は、組換えIL−17A/Fの精製を示す。図2Aは、S−Sepharoseカラム上での初期のIL−17A/F画分からのタンパク質画分の銀染色SDS−PAGEの結果を示す。画分31および32は、IL−17A/Fと一致する約33kDの見かけの分子量を有するタンパク質を含む。 図2は、組換えIL−17A/Fの精製を示す。図2Bは、Vydac C4カラムクロマトグラフィを使用するIL−17A/Fのさらなる精製の結果を示す。214nmおよび280nmにおいて測定した溶出タンパク質のクロマトグラフを示す。 図2は、組換えIL−17A/Fの精製を示す。図2Bは、Vydac C4カラムクロマトグラフィを使用するIL−17A/Fのさらなる精製の結果を示す。214nmおよび280nmにおいて測定した溶出タンパク質のクロマトグラフを示す。 図2は、組換えIL−17A/Fの精製を示す。図2Cは、Vydac C4精製カラムからの精製IL−17A/Fタンパク質画分がTK−10細胞中でIL−8産生を誘導することを実証する。 図3は、IL−17A/Fのアミノ酸配列分析の結果を示す。図3Aは、精製IL−17A/Fの非還元SDS−PAGE分析を示す。解析されたタンパク質はPVDFメンブレンに転写し、クマシーブルータンパク質色素で染色した。分子量マーカーの位置は右側に示す。図3Bは、単離したIL−17A/FのN末端配列分析の結果を示す(図3Aに示したバンドのN末端配列分析から検出されたアミノ酸残基)。配列分析は、2つのN末端配列を明らかにしている(それぞれ、配列1は配列番号1と称し、配列2は配列番号2と称する)。図3Cは、ヒトIL−17のアミノ酸配列(図3Cおよび図8の両方に示し、配列番号3と称する)およびヒトIL−17Fのアミノ酸配列(図3Cおよび図10の両方に示し、配列番号4と称する)を示す。IL−17およびIL−17Fのシグナル配列に下線を付している。IL−17A/Fに存在する2つのN末端ペプチド配列(配列番号1および配列番号2)に対する同一性を有する配列は、示されるIL−17およびIL−17Fポリペプチド配列について、太字で協調している。 図3は、IL−17A/Fのアミノ酸配列分析の結果を示す。図3Aは、精製IL−17A/Fの非還元SDS−PAGE分析を示す。解析されたタンパク質はPVDFメンブレンに転写し、クマシーブルータンパク質色素で染色した。分子量マーカーの位置は右側に示す。図3Bは、単離したIL−17A/FのN末端配列分析の結果を示す(図3Aに示したバンドのN末端配列分析から検出されたアミノ酸残基)。配列分析は、2つのN末端配列を明らかにしている(それぞれ、配列1は配列番号1と称し、配列2は配列番号2と称する)。図3Cは、ヒトIL−17のアミノ酸配列(図3Cおよび図8の両方に示し、配列番号3と称する)およびヒトIL−17Fのアミノ酸配列(図3Cおよび図10の両方に示し、配列番号4と称する)を示す。IL−17およびIL−17Fのシグナル配列に下線を付している。IL−17A/Fに存在する2つのN末端ペプチド配列(配列番号1および配列番号2)に対する同一性を有する配列は、示されるIL−17およびIL−17Fポリペプチド配列について、太字で協調している。 図3は、IL−17A/Fのアミノ酸配列分析の結果を示す。図3Aは、精製IL−17A/Fの非還元SDS−PAGE分析を示す。解析されたタンパク質はPVDFメンブレンに転写し、クマシーブルータンパク質色素で染色した。分子量マーカーの位置は右側に示す。図3Bは、単離したIL−17A/FのN末端配列分析の結果を示す(図3Aに示したバンドのN末端配列分析から検出されたアミノ酸残基)。配列分析は、2つのN末端配列を明らかにしている(それぞれ、配列1は配列番号1と称し、配列2は配列番号2と称する)。図3Cは、ヒトIL−17のアミノ酸配列(図3Cおよび図8の両方に示し、配列番号3と称する)およびヒトIL−17Fのアミノ酸配列(図3Cおよび図10の両方に示し、配列番号4と称する)を示す。IL−17およびIL−17Fのシグナル配列に下線を付している。IL−17A/Fに存在する2つのN末端ペプチド配列(配列番号1および配列番号2)に対する同一性を有する配列は、示されるIL−17およびIL−17Fポリペプチド配列について、太字で協調している。 図4は、IL−17A/Fの質量スペクトル分析を示す。図4Aは、成熟IL−17A/Fヘテロ二量体のその鎖間および鎖内のジスルフィド結合を伴ってアミノ酸配列を示す模式図である(配列番号77)。ジスルフィド結合に関与するシステインは黒丸(・)および残基番号によって示す。ジスルフィド結合は、太字のシステインを接続する黒線によって示す。鎖間ジスルフィド連結を形成するジスルフィド結合は太い黒線によって協調している。 図4は、IL−17A/Fの質量スペクトル分析を示す。図4Bは、トリプシンを用いるIL−17A/Fの消化によって産生されることが予測される、IL−17鎖とIL−17F鎖との間のジスルフィド結合を含むIL−17A/Fペプチドフラグメント番号1および番号2の模式図を示す[それぞれ、IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1は配列番号7と称し;IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号2は配列番号8と称する]。これらのフラグメント内に含まれるアミノ酸は、各鎖の開始メチオニンに対して相対的に示し、番号付けしている。質量スペクトル測定によって観察されることが予想されるこれらのフラグメントの計算したおよその分子量もまた示す。 図4は、IL−17A/Fの質量スペクトル分析を示す。図4Cは、IL−17A/Fのマトリクス支援レーザー脱離/イオン化飛行時間質量スペクトル測定(MALDI−TOF)ペプチドマップを示す。得られるペプチドマップは、ジスルフィド連結ペプチドと一致する[M+H]+=2420.12Daおよび3410.60Daを有するピークを含む。 図4は、IL−17A/Fの質量スペクトル分析を示す。図4Dは、液体クロマトグラフィエレクトロスプレーイオン化イオントラップ質量スペクトル分析(LC−ESI−MS)によるIL−17A/Fの非還元サンプルのさらなる特徴付けを実証する。イオンクロマトグラムは、IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号2[M+2H]2+、およびIL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1[M+2H]3+の再構築したイオンクロマトグラム(RIC)である、(上端から下端までの)全体のイオンクロマトグラムを表す。両方のヘテロ二量体と一致するピークが観察されたが、バックグラウンド化学ノイズより上のピークは、ヘテロ二量体ペプチドについての予測される分子量では観察されなかった。 図4は、IL−17A/Fの質量スペクトル分析を示す。図4Dは、液体クロマトグラフィエレクトロスプレーイオン化イオントラップ質量スペクトル分析(LC−ESI−MS)によるIL−17A/Fの非還元サンプルのさらなる特徴付けを実証する。イオンクロマトグラムは、IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号2[M+2H]2+、およびIL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1[M+2H]3+の再構築したイオンクロマトグラム(RIC)である、(上端から下端までの)全体のイオンクロマトグラムを表す。両方のヘテロ二量体と一致するピークが観察されたが、バックグラウンド化学ノイズより上のピークは、ヘテロ二量体ペプチドについての予測される分子量では観察されなかった。 図4は、IL−17A/Fの質量スペクトル分析を示す。図4Dは、液体クロマトグラフィエレクトロスプレーイオン化イオントラップ質量スペクトル分析(LC−ESI−MS)によるIL−17A/Fの非還元サンプルのさらなる特徴付けを実証する。イオンクロマトグラムは、IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号2[M+2H]2+、およびIL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1[M+2H]3+の再構築したイオンクロマトグラム(RIC)である、(上端から下端までの)全体のイオンクロマトグラムを表す。両方のヘテロ二量体と一致するピークが観察されたが、バックグラウンド化学ノイズより上のピークは、ヘテロ二量体ペプチドについての予測される分子量では観察されなかった。 図5Aは、IL−17A/F、IL−17、およびIL−17Fによって誘導される炎症誘発性応答を比較する用量反応曲線を示す。IL−17A/F、IL−17、およびIL−17Fは、24時間の間の示された濃度において、TK−10細胞とともにインキュベートした。IL−17A/Fは、nM以下の濃度で見られる実質的な活性で、強力なIL−8誘導活性を有することが示された。図5Bは、IL−17A/F、IL−17、およびIL−17FによるIL−6誘導を比較する用量反応曲線を示す。IL−17A/F、IL−17、およびIL−17Fは、24時間の間の示された濃度において、TK−10細胞とともにインキュベートした。TK−10馴化培地を収集し、IL−6 ELISAによって分析した。 図6は、IL−17A/Fを結合するFabからのCDR H1−H3を含む重鎖可変領域のアミノ酸配列を示す。IL−17A/Fに結合可能である識別可能な抗体重鎖配列をコードする34個のクローン(それぞれ、配列番号9〜配列番号42)の推定アミノ酸配列の領域のアラインメントを示す。3つの重鎖CDR領域(CDR−H1、CDR−H2、CDR−H3)に影を付けている。 図7は、ネイティブ配列IL−17 cDNAのヌクレオチド配列(配列番号5)を示す。 図8は、図7に示される配列番号5のコード配列から誘導されるアミノ酸配列(配列番号3)を示す。 図9は、ネイティブ配列IL−17 cDNAのヌクレオチド配列(配列番号6)を示す。 図10は、図9に示される配列番号6のコード配列から誘導されるアミノ酸配列(配列番号4)を示す。 図11は、抗CD3/抗CD28活性化ヒトT細胞から産生されたIL−17A/FのIL−17A/F ELISA測定を示す。 図12は、並行してアッセイした3つの画分番号31〜33がほぼ等価量のIL−17A/Fを含むことを示した、IL−17A/F ELISAの特異性を示す(IL−17AおよびIL−17Fは対照として使用した)。 図13は、T細胞がIL−6およびTGFβを用いて誘導されるときのIL−17AおよびIL−17Fの両方の産生の増加レベルを示す。 図14は、IL−17ファミリーのサイトカインおよび複雑なパターンの重複する受容体−リガンド特異性を示す。左から右にかけて、図14は、IL−17リガンドがIL−17受容体(IL−17R;本明細書ではPRO1と称する)に結合し;IL−17Bリガンド(PRO1031)がIL−17RH1受容体(PRO5801)に結合し;IL−17Eリガンド(PRO10272)がIL−17RH1受容体(PRO5801)に結合し;IL−17Fリガンド(PRO20110)がIL−17受容体(IL−17R、本明細書ではPRO1と称する)ならびにIL−17RH2受容体(PRO20040)の両方に結合し;IL−17Cリガンド(PRO1122)およびIL−17Dリガンド(PRO21175)が、IL−17R受容体、IL−17RH1受容体、またはIL−17RH2受容体と相互作用しないことを実証する。 図15はIL−17Fの構造を示す。図15AはIL−17F単量体のリボントレースを示す。鎖に標識している。ジスルフィドはボールおよびスティック表示で示し、硫黄原子は黄色に着色している。さらなるシステインのおよその位置は橙色のボールで示す。挿入図は、標準の節構造の漫画表示を示す。図15Bは、赤色および青色でのIL−17F二量体のリボントレースを示す。ジスルフィドは図15Aと同様に示される。図15CはNGF−TrkA複合体からのNGFの構造を示す(Weismannら、Nature 401:184−188(1999))。不規則なループが鎖2および3を接続している。 図16は、他のIL−17ファミリーメンバーとのIL−17Fの配列アラインメントを示す。IL−17とIL−17Fとの間の同一性および保存配列の領域は、それぞれ、緑色および黄色で強調している。他のファミリーメンバーもまたこれらの領域において保存性または同一の残基を有する場合には、これらは同様に着色している。システイン残基は橙色で示す。標準の節構造のシステインを置き換える保存性セリンは、白文字で強調している。すべてのIL−17で保存性であることが予想されるジスルフィド結合は、結合したシステインを接続する黒線によって示される。IL−17F中で鎖間ジスルフィドを形成する2つのシステインは星印で印を付けている。IL−17Fの二次構造エレメントは、青色の矢印(β鎖)または円筒形(αヘリックス)として配列の上に示す。残基の番号付けは、成熟配列の開始点からである。 図17は、IL−17(PRO20110)およびIL−17の分子構造の比較を示す。図16に示すIL−17とIL−17Fとの間の配列保存性に従って着色したIL−17Fの分子表面の2つの直交する図、「側面」(A)および「前面」(B)。2つのタンパク質間で同一である残基の表面は緑色に着色し、相同性残基は黄色に着色しているのに対して、有意に異なる残基は白色に着色している。(B)の図は図15(B)の図から約15°回転した方向である。空洞を形成する残基は標識している。図17Cは、IL−17Fのいずれかの側面の大きな空洞が二量体の本体にいかにして深く突き抜けているかを示す、図17Bの表面の「断面」図である。 図18は、NGF上のIL−17F表面およびTrkA結合部位の比較を示す。図18Aおよび18Bは、IL−17Fの分子構造が図17におけるものと同様に配向していることを示す。IL−17Fは、静電表面電位に従って着色している:赤色、−5kT;白色、0kT;および青色、+5kTである。空洞の位置は円で示している。図18Cはパネル(B)のIL−17Fと同じ配向であるNGFの分子構造を示す;TrkAのドメイン5は緑色リボンとして示される(Weismannら、Nature 401:184−188(1999);pdb code 1WWW)。 図19は、コラーゲン誘導性関節炎(CIA)のマウスモデルにおける抗IL−17A/F抗体の効力を示す。 図20は、コラーゲン誘導性関節炎(CIA)のマウスモデルにおける抗IL−17A/F抗体の効力を示す。
好ましい実施形態の詳細な説明
I.定義
「ネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチド」には、自然界由来の対応するIL−17A/Fと同じアミノ酸配列を有するポリペプチドが含まれる。このようなネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチドは、自然界から単離することができるか、または組換えもしくは合成手段によって産生することができる。「ネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチド」という用語には、具体的には、特定のIL−17A/Fポリペプチドの天然に存在する短縮型または分泌型(例えば、細胞外ドメイン配列)、天然に存在する変異体型(例えば、選択的スプライシング型)、および天然に存在する、ポリペプチドの対立遺伝子多型が包含される。本発明の種々の実施形態において、本明細書に開示されるネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチドは、付随する図面に示される全長アミノ酸配列を含む成熟配列または全長ネイティブ配列のポリペプチドである。開始コドンおよび終止コドンは、図面の太字フォントで示し、下線を付している。しかし、付随する図面に開示されるIL−17A/Fポリペプチドは、図面の1位のアミノ酸と本明細書で称されるメチオニン残基で開始することが示されるが、図面の1位のアミノ酸の上流または下流のいずれかに位置している他のメチオニン残基が、IL−17A/Fポリペプチドの開始アミノ酸残基として利用され得ることは、考えられ得ることであり、かつ可能なことである。
本明細書に開示される種々のIL−17A/Fポリペプチドの「シグナルペプチド」の適切な位置は、本明細書および/または付随する図面に示される。しかし、シグナルペプチドのC末端境界は変化する可能性があるが、最も可能性があるものとしては、最初に本明細書で同定されるものとしてのシグナルペプチドC末端境界のいずれかの側において約5アミノ酸を超えないことに注目するべきであり、ここで、シグナルペプチドのC末端境界は、アミノ酸エレメントの型を同定するために、当該分野において日常的に利用される判断基準に従って同定されてもよい(例えば、Nielsenら、Prot.Eng.,10:1−6(1997)およびvon Heinjeら、Nucl.Acids.Res.,14:4683−4690(1986))。さらに、ある場合において、分泌ポリペプチドからのシグナル配列の切断は完全に均一ではなく、複数の分泌種を生じることもまた認識される。シグナルペプチドが、本明細書で同定されるシグナルペプチドのC末端境界のいずれかの側で約5アミノ酸を超えない範囲内で切断される、これらの成熟ポリペプチド、およびこれらをコードするポリヌクレオチドが、本発明によって意図される。
「IL−17A/Fポリペプチド変異体」とは、本明細書に開示される全長ネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチド配列、本明細書に開示されるシグナルペプチドを欠くIL−17A/Fポリペプチド配列、または本明細書に開示される全長IL−17A/Fポリペプチド配列の任意の他のフラグメントと、少なくとも約80%のアミノ酸配列同一性を有する、上記または下記の活性なIL−17A/Fポリペプチドを意味する。このようなIL−17A/Fポリペプチド変異体には、例えば、全長ネイティブアミノ酸配列の−またはC末端において、1つ以上のアミノ酸残基が付加または欠失されているIL−17A/Fポリペプチドが含まれる。通常、IL−17A/Fポリペプチド変異体は、本明細書に開示される全長ネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチド配列、本明細書に開示されるシグナルペプチドを欠くIL−17A/Fポリペプチド配列、または本明細書に開示される全長IL−17A/Fポリペプチド配列の任意の他の具体的に定義されるフラグメントに対して、少なくとも約80%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約81%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約82%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約83%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約84%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約85%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約86%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約87%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約88%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約89%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約90%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約91%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約92%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約93%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約94%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約95%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約96%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約97%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約98%のアミノ酸配列同一性、または少なくとも約99%のアミノ酸配列同一性を有する。通常、IL−17A/F変異体ポリペプチドは、少なくとも約10アミノ酸長、または少なくとも約20アミノ酸長、または少なくとも約30アミノ酸長、または少なくとも約40アミノ酸長、または少なくとも約50アミノ酸長、または少なくとも約60アミノ酸長、または少なくとも約70アミノ酸長、または少なくとも約80アミノ酸長、または少なくとも約90アミノ酸長、または少なくとも約100アミノ酸長、または少なくとも約150アミノ酸長、または少なくとも約200アミノ酸長、または少なくとも約300アミノ酸長、またはそれ以上である。
本明細書に同定されるIL−17A/Fポリペプチド配列に関する「アミノ酸配列同一性パーセント(%)」は、最大配列同一性パーセントを達成するために、配列をアラインし、そして必要な場合、ギャップを導入した後の、特定のIL−17A/Fポリペプチド配列中のアミノ酸配列と同一である候補配列中のアミノ酸残基のパーセンテージとして定義され、配列同一性の一部として、いかなる保存性残基も考慮しない。アミノ酸配列同一性パーセントを決定する目的のためのアラインメントは、例えば、BLAST、BLAST−2、ALIGN、またはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアなどの公的に利用可能なコンピュータソフトウェアを使用して、当業者の範囲内にある種々の方法で達成することができる。当業者は、比較される配列の全長にわたって、最大アラインメントを達成するために必要とされる任意のアルゴリズムに含まれる、アラインメントを測定するための適切なパラメータを決定することができる。しかし、本発明の目的のために、アミノ酸配列同一性%の値は、配列比較コンピュータプログラムであるALIGN−2を使用して生成され、ここで、ALIGN−2プログラムの完全なソースコードは以下の表1に提供される。ALIGN−2配列比較コンピュータプログラムは、Genentech,Inc.によって作製され、以下の表1に示すソースコードは、米国著作権局(U.S.Copyright Office)、Washington D.C.,20559にユーザ文書とともに提出され、これは、米国著作権登録番号(U.S.Copyright Registration No.)TXU510087で登録されている。ALIGN−2プログラムは、Genentech,Inc.,South San Francisco,Californiaを通して公的に利用可能であり、または以下の表1に提供されるソースコードからコンパイルされてもよい。ALIGN−2プログラムは、UNIX(登録商標)オペレーティングシステム、好ましくは、デジタルUNIX(登録商標) V4.0D上での使用のためにコンパイルされる必要がある。すべての配列比較パラメータはALIGN−2によって設定され、変更しない。
ALIGN−2がアミノ酸配列比較のために利用される状況において、所定のアミノ酸配列Aの、所定のアミノ酸配列Bアミノ酸への、それとの、またはそれに対するアミノ酸配列同一性%(これは、代替的には、所定のアミノ酸配列Bへの、それとの、またはそれに対する特定のアミノ酸配列同一性%を有するかまたはそれを含む所定のアミノ酸配列Aと言い換えることができる)は、以下のように計算される:
100×分数X/Y式中、Xは、配列アラインメントプログラムALIGN−2でのAおよびBのアラインメントにおける、そのプログラムによって同一であると一致して点数付けされるアミノ酸残基の数であり、Yは、Bにおけるアミノ酸残基の総数である。アミノ酸配列Aの長さがアミノ酸配列Bの長さに等しくない場合、Bに対するAのアミノ酸配列同一性%は、Aに対するBのアミノ酸配列同一性%には等しくないことが認識される。この方法を使用する、アミノ酸配列同一性%の計算の例として、表2および3は、目的の仮想ポリペプチドのアミノ酸配列に対する、指定されたアミノ酸配列「比較タンパク質」のアミノ酸配列同一性%を、いかにして計算するかを実証し、「比較タンパク質」は、目的のポリペプチドが比較されるポリペプチドのアミノ酸配列を表し、そして「X」、「Y」、および「Z」は、各々、異なる仮想のアミノ酸残基を表す。
他に具体的に言及しない限り、本明細書で使用されるすべてのアミノ酸配列同一性%は、ALIGN−2コンピュータプログラムを使用して、すぐ前の段落に記載されるように得られる。しかし、アミノ酸配列同一性%の値はまた、WU−BLAST−2コンピュータプログラムを使用することによって、以下に記載されるように得られてもよい(Altschulら、Methods in Enzymology 266:460−480(1996))。WU−BLAST−2検索パラメータの多くはデフォルト値に設定されている。デフォルト値には設定しない値、すなわち、調節可能なパラメータは以下の値に設定する:オーバーラップスパン=1、オーバーラップフラクション=0.125、ワード閾値(T)=11、およびスコアリングマトリクス=BLOSUM62。WU−BLAST−2が利用される場合、アミノ酸配列同一性%の値は、(a)WU−BLAST−2によって決定される、ネイティブポリペプチド由来の配列を有する目的のポリペプチドのアミノ酸配列と、目的の比較アミノ酸配列(すなわち、IL−17A/F変異体ポリペプチドであり得る目的のポリペプチドがそれに対して比較され得る配列)との間の同一のアミノ酸残基の一致の数を、(b)目的のポリペプチドのアミノ酸残基の総数によって除算することによって決定される。例えば、「アミノ酸配列Bに対する少なくとも80%アミノ酸配列同一性を有するかまたは有しているアミノ酸配列Aを含むポリペプチド」という言及において、アミノ酸配列Aは、目的の「比較タンパク質」の比較アミノ酸配列であり、アミノ酸配列Bは、目的のポリペプチドのアミノ酸配列である。
アミノ酸配列同一性パーセントはまた、配列比較プログラムNCBI−BLAST2(Altschulら、Nucleic Acids Res.25:3389−3402(1997))を使用して決定されてもよい。NCBI−BLAST2配列比較プログラムは、http://www.ncbi.nlm.nih.govからダウンロードされてもよく、または、米国国立衛生研究所(National Institute of
Health),Bethesda,MDから入手されてよい。NCBI−BLAST2はいくつかの検索パラメータを使用し、ここで、これらの検索パラメータのすべてをデフォルトパラメータに設定し、これには、例えば、以下が含まれる:アンマスク=あり(yes)、鎖=すべて(all)、予測出現=10、最小低複雑性長さ=15/5、マルチパスe値=0.01、マルチパス定数=25、最終ギャップアラインメントのドロップオフ=25、およびスコアリングマトリクス=BLOSUM62。
NCBI−BLAST2がアミノ酸配列比較のために利用される状況において、所定のアミノ酸配列Aの、所定のアミノ酸配列Bアミノ酸への、それとの、またはそれに対するアミノ酸配列同一性%(代替的には、所定のアミノ酸配列Bへの、それとの、またはそれに対する特定のアミノ酸配列同一性%を有するかまたはそれを含む所定のアミノ酸配列Aと言い換えることができる)は、以下のように計算される:
100×分数X/Y
式中、Xは、配列アラインメントプログラムNCBI−BLAST2でのAおよびBのアラインメントにおける、そのプログラムによって完全な一致であると点数付けされるアミノ酸残基の数であり、Yは、Bにおけるアミノ酸残基の総数である。アミノ酸配列Aの長さがアミノ酸配列Bの長さに等しくない場合、Bに対するAのアミノ酸配列同一性%は、Aに対するBのアミノ酸配列同一性%には等しくないことが認識される。
「IL−17A/F変異体ポリヌクレオチド」または「IL−17A/F変異体核酸配列」は、以下に定義されるような活性なIL−17A/Fポリペプチドをコードし、かつ本明細書に開示される全長ネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチド配列、本明細書に開示されるシグナルペプチドを欠く全長ネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチド配列、または本明細書に開示される全長IL−17A/Fポリペプチド配列の任意の他のフラグメントをコードする核酸配列と、少なくとも約80%の核酸配列同一性を有する、核酸分子を意味する。通常、IL−17A/F変異体ポリヌクレオチドは、本明細書に開示される全長ネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチド配列、本明細書に開示されるシグナルペプチドを欠く全長ネイティブ配列のIL−17A/Fポリペプチド配列、または本明細書に開示される全長IL−17A/Fポリペプチド配列の任意の他のフラグメントをコードする核酸配列と、少なくとも約80%の核酸配列同一性、または少なくとも約81%の核酸配列同一性、または少なくとも約82%の核酸配列同一性、または少なくとも約83%の核酸配列同一性、または少なくとも約84%の核酸配列同一性、または少なくとも約85%の核酸配列同一性、または少なくとも約86%の核酸配列同一性、または少なくとも約87%の核酸配列同一性、または少なくとも約88%の核酸配列同一性、または少なくとも約89%の核酸配列同一性、または少なくとも約90%の核酸配列同一性、または少なくとも約91%の核酸配列同一性、または少なくとも約92%の核酸配列同一性、または少なくとも約93%の核酸配列同一性、または少なくとも約94%の核酸配列同一性、または少なくとも約95%の核酸配列同一性、または少なくとも約96%の核酸配列同一性、または少なくとも約97%の核酸配列同一性、または少なくとも約98%の核酸配列同一性、または少なくとも約99%の核酸配列同一性を有する。変異体はネイティブな核酸配列を包含しない。
通常、IL−17A/F変異体ポリヌクレオチドは、少なくとも約30ヌクレオチド長、または少なくとも約60ヌクレオチド長、または少なくとも約90ヌクレオチド長、または少なくとも約120ヌクレオチド長、または少なくとも約150ヌクレオチド長、または少なくとも約180ヌクレオチド長、または少なくとも約210ヌクレオチド長、または少なくとも約240ヌクレオチド長、または少なくとも約270ヌクレオチド長、または少なくとも約300ヌクレオチド長、または少なくとも約450ヌクレオチド長、または少なくとも約600ヌクレオチド長、または少なくとも約900ヌクレオチド長、またはそれ以上である。
本明細書に同定されるIL−17A/Fコード核酸配列に関する「核酸配列同一性パーセント(%)」は、最大配列パーセント同一性を達成するために、配列をアラインし、そして必要な場合、ギャップを導入した後の、目的のIL−17A/F核酸配列におけるヌクレオチドと同一である候補配列におけるヌクレオチドのパーセンテージとして定義される。核酸配列同一性パーセントを決定する目的のためのアラインメントは、例えば、BLAST、BLAST−2、ALIGN、またはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアなどの公的に利用可能なコンピュータソフトウェアを使用して、当業者の範囲内にある種々の方法で達成することができる。しかし、本発明の目的のために、核酸配列同一性%の値は、配列比較コンピュータプログラムであるALIGN−2を使用して生成され、ここで、ALIGN−2プログラムの完全なソースコードは以下の表1に提供される。ALIGN−2配列比較コンピュータプログラムは、Genentech,Inc.によって作製され、以下の表1に示すソースコードは、米国著作権局、Washington D.C.,20559にユーザ文書とともに提出され、これは、米国著作権登録番号TXU510087で登録されている。ALIGN−2プログラムは、Genentech,Inc.,South San Francisco,Californiaを通して公的に利用可能であり、または以下の表1に提供されるソースコードからコンパイルされてもよい。ALIGN−2プログラムは、UNIX(登録商標)オペレーティングシステム、好ましくは、デジタルUNIX(登録商標) V4.0D上での使用のためにコンパイルされる必要がある。すべての配列比較パラメータはALIGN−2によって設定され、変更しない。
ALIGN−2がアミノ酸配列比較のために利用される状況において、所定の核酸配列Cの、所定の核酸配列Dへの、それとの、またはそれに対する核酸配列同一性%(代替的には、所定の核酸配列Dへの、それとの、またはそれに対する特定の核酸配列同一性%を有するかまたはそれを含む所定の核酸配列Dと言い換えることができる)は、以下のように計算される:
100×分数W/Z
式中、Wは、配列アラインメントプログラムALIGN−2でのCおよびDのアラインメントにおける、そのプログラムによって完全な一致であると点数付けされるヌクレオチドの数であり、Zは、Dにおけるヌクレオチドの総数である。核酸配列Cの長さが核酸配列Dの長さに等しくない場合、Dに対するCの核酸配列同一性%は、Cに対するDの核酸配列同一性%には等しくないことが認識される。核酸配列同一性%の計算の例として、表4および5は、「IL−17A/F−DNA」と称する核酸配列に対する、指定された核酸配列「比較タンパク質」の核酸配列同一性%を、いかにして計算するかを実証し、「IL−17A/F−DNA」は、目的の仮想IL−17A/F−をコードする目的の核酸配列を表し、「比較DNA」は、目的の「IL−17A/F−DNA」核酸分子が比較される核酸分子のヌクレオチド配列を表し、「N」、「L」、および「V」は、各々、異なる仮想ヌクレオチドを表す。
他に具体的に言及しない限り、本明細書で使用されるすべての核酸配列同一性%は、ALIGN−2コンピュータプログラムを使用して、すぐ前の段落に記載されるように得られる。しかし、核酸配列同一性%の値はまた、WU−BLAST−2コンピュータプログラムを使用することによって、以下に記載されるように得られてもよい(Altschulら、Methods in Enzymology 266:460−480(1996))。WU−BLAST−2検索パラメータの多くはデフォルト値に設定されている。デフォルト値には設定しない値、すなわち、調節可能なパラメータは以下の値に設定する:オーバーラップスパン=1、オーバーラップフラクション=0.125、ワード閾値(T)=11、およびスコアリングマトリクス=BLOSUM62。WU−BLAST−2が利用される場合、核酸配列同一性%の値は、(a)WU−BLAST−2によって決定される、ネイティブ配列IL−17A/Fポリペプチドコード核酸由来の配列を有する目的のIL−17A/Fポリペプチドコード核酸分子の核酸配列と、目的の比較核酸分子(すなわち、目的のIL−17A/Fポリペプチドコード核酸分子が比較され、変異体IL−17A/Fポリヌクレオチドであり得る配列)との間の同一のヌクレオチドの一致の数を、(b)目的のIL−17A/Fポリペプチドコード核酸分子のヌクレオチドの総数によって除算することによって決定される。例えば、「核酸配列Bに対する少なくとも80%核酸配列同一性を有するかまたは有している核酸配列Aを含む単離された核酸分子」という言及において、核酸配列Aは、目的の比較核酸分子であり、核酸配列Bは、目的のIL−17A/Fポリペプチドをコードする核酸分子の核酸配列である。
核酸配列同一性パーセントはまた、配列比較プログラムNCBI−BLAST2(Altschulら、Nucleic Acids Res.25:3389−3402(1997))を使用して決定されてもよい。NCBI−BLAST2配列比較プログラムは、http://www.ncbi.nlm.nih.govからダウンロードされてもよく、または、米国国立衛生研究所、Bethesda,MDから入手されてよい。NCBI−BLAST2はいくつかの検索パラメータを使用し、ここで、これらの検索パラメータのすべてをデフォルト値に設定し、これには、例えば、以下が含まれる:アンマスク=あり(yes)、鎖=すべて(all)、予測出現=10、最小低複雑性長さ=15/5、マルチパスe値=0.01、マルチパス定数=25、最終ギャップアラインメントのドロップオフ=25、およびスコアリングマトリクス=BLOSUM62。
NCBI−BLAST2が配列比較のために利用される状況において、所定の核酸配列Cの、所定の核酸配列D核酸への、それとの、またはそれに対する核酸配列同一性%(代替的には、所定の核酸配列Dへの、それとの、またはそれに対する特定の核酸配列同一性%を有するかまたはそれを含む所定の核酸配列Cと言い換えることができる)は、以下のように計算される:
100×分数W/Z
式中、Wは、配列アラインメントプログラムNCBI−BLAST2でのCおよびDのアラインメントにおける、そのプログラムによって完全な一致であると点数付けされるヌクレオチドの数であり、Zは、Dにおけるヌクレオチドの総数である。核酸配列Cの長さが核酸配列Dの長さに等しくない場合、Dに対するCの核酸配列同一性%は、Cに対するDの核酸配列同一性%には等しくないことが認識される。
他の実施形態において、IL−17A/F変異体ポリヌクレオチドは、活性なIL−17A/Fポリペプチドをコードし、かつ好ましくは、ストリンジェントなハイブリダイゼーションおよび洗浄条件下で、本明細書に開示される全長IL−17A/Fポリペプチドコードヌクレオチド配列にハイブリダイズ可能である核酸分子である。IL−17A/F変異体ポリペプチドは、IL−17A/F変異体ポリヌクレオチドによってコードされているものであり得る。
「単離された」は、本明細書に開示されている種々のポリペプチドを説明するために使用される場合、その天然の環境の成分から、同定ならびに分離および/または回収されたポリペプチドを意味する。その天然の環境の夾雑成分は、典型的には、そのポリペプチドについての診断的または治療的な用途と干渉する物質であり、これには、酵素、ホルモン、および他のタンパク質または非タンパク質性の溶質が含まれる可能性がある。好ましい実施形態において、ポリペプチドは、(1)スピニングカップシークエネータ(spinning cup sequenator)の使用により、N末端もしくは内部のアミノ酸配列の少なくとも15残基を得るために十分な程度まで精製され、または(2)クマシーブルーもしくは好ましくは銀染色を使用して、非還元条件もしくは還元条件下で、SDS−PAGEによって、均質まで精製される。単離されたポリペプチドには、組換え細胞中、インサイチュでポリペプチドが含まれる。なぜなら、IL−17A/Fポリペプチドの天然の環境の少なくとも1つの成分が存在しないからである。しかし、通常、単離されたポリペプチドは、少なくとも1の精製工程によって調製される。
「単離された」IL−17A/Fポリペプチドコード核酸または他のポリペプチドコード核酸は、同定されており、ならびにそのポリペプチドコード核酸の天然の供給源において通常は付随している少なくとも1種の夾雑核酸分子から同定および分離された核酸分子である。単離されたポリペプチドコード核酸分子は、天然に見出される形態または設定以外のものである。それゆえに、単離されたペプチドコード核酸分子は、それが天然の細胞中に存在する場合の特定のポリペプチドコード核酸分子とは区別される。しかし、単離されたポリペプチドコード核酸分子には、通常ではポリペプチドを発現する細胞中に含まれるポリペプチドコード核酸分子が含まれ、例えば、ここで、この核酸分子は、天然の細胞とは異なる染色体位置にある。
「制御配列」という用語は、特定の宿主生物における作動可能に連結されたコード配列の発現に必要であるDNA配列をいう。原核生物に適切である制御配列には、例えば、プロモータ、任意に、オペレータ配列、およびリボソーム結合部位が含まれる。真核生物細胞は、プロモータ、ポリアデニル化シグナル、およびエンハンサを利用することが知られている。
核酸は、別の核酸配列との機能的な関連性に置かれる場合に、「作動可能に連結される」。例えば、プレ配列または分泌リーダーのDNAは、ポリペプチドの分泌に関与するプレタンパク質として発現される場合に、ポリペプチドのDNAに作動可能に連結される;プロモータもしくはエンハンサは、配列の転写に影響を与える場合に、コード配列に作動可能に連結される;またはリボソーム結合部位は、翻訳を促進するために配置される場合に、コード配列に作動可能に連結される。一般的に、「作動可能に連結される」は、連結されるDNA配列が連続的であり、分泌リーダーの場合には、連続的でありかつ読み枠にあることを意味する。しかし、エンハンサは、連続的である必要はない。連結は、便利な制限部位におけるライゲーションによって達成される。このような部位が存在しない場合には、合成オリゴヌクレオチドアダプタまたはリンカーが、従来的な実務に従って使用される。
ハイブリダイゼーション反応の「ストリンジェンシー」は、当業者によって容易に決定可能であり、一般的には、プローブの長さ、洗浄温度、および塩濃度に依存する経験的な計算である。一般的には、より長いプローブはより正確なアニーリングのためにより高い温度を必要とするのに対して、より短いプローブはより低い温度を必要とする。ハイブリダイゼーションは、一般的に、相補鎖がそれらの融解温度よりも下の環境に存在する場合に、変性DNAが再アニールする能力に依存する。プローブとハイブリダイズ可能な配列との間の望ましい相同性の程度が高いほど、使用することができる相対温度は高くなる。結果として、より高い相対温度は反応条件をよりストリンジェントにする傾向があるのに対して、より低い温度はより低くストリンジェントにするということになる。ハイブリダイゼーション反応のストリンジェンシーのさらなる詳細および説明については、Ausubelら、Current Protocols in Molecular Biology,Wiley Interscience Publishers,(1995)を参照のこと。
「ストリンジェントな条件」または「高ストリンジェンシー条件」は、本明細書に定義されるように、以下によって同定されてもよい:(1)洗浄のために、低イオン強度および高温を利用する条件、例えば、50ECの0.015M塩化ナトリウム/0.0015Mクエン酸ナトリウム/0.1%ドデシル硫酸ナトリウム;(2)ハイブリダイゼーションの間に、ホルムアミドなどの変性剤を利用する条件、例えば、40ECの750mM塩化ナトリウム、75mMクエン酸ナトリウムとともに、0.1%ウシ血清アルブミン/0.1%Ficoll/0.1%ポリビニルピロリドン/50mMリン酸ナトリウム緩衝剤(pH6.5)を伴う50%(v/v)ホルムアミド;または(3)42ECの50%ホルムアミド、5×SSC(0.75M NaCl、0.075Mクエン酸ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、5×Denhardt’s溶液、超音波処理サケ精子DNA(50μg/ml)、0.1%SDS、および10%硫酸デキストランであって、55ECの0.2×SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)および50%ホルムアミド中での42ECにおける洗浄、続いてEDTAを含む0.1×SSCからなる55ECにおける高ストリンジェンシー洗浄を伴う条件。
「中程度のストリンジェント条件」は、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,New York:Cold
Spring Harbor Press,1989によって記載されるように同定されてもよく、上記よりも低ストリンジェントである洗浄溶液およびハイブリダイゼーションの条件(例えば、温度、イオン強度、およびSDS%)の使用が含まれる。中程度のストリンジェント条件の例は、20%ホルムアミド、5×SSC(150mM NaCl、15mMクエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5×Denhardt’s溶液、10%硫酸デキストラン、および20mg/ml 変性剪断サケ精子DNAを含む溶液中での37ECにおける一晩のインキュベーション、続いて、約37〜50ECでの1×SSC中でのフィルタの洗浄である。当業者は、プローブ長などの要因に適応する必要に応じて、温度、イオン強度などをいかにして調整するかを理解している。
「エピトープタグ化」という用語は、本明細書で使用される場合、「タグポリペプチド」に融合されたIL−17A/Fポリペプチドを含むキメラポリペプチドをいう。タグポリペプチドは、抗体がそれに対して作製され得るエピトープを供給するのに十分な残基を有し、それにも関わらず、融合されるポリペプチドの活性と干渉しないように十分に短い。タグポリペプチドはまた、抗体が他のエピトープと実質的に交差反応しないように、極めて独特である。適切なタグポリペプチドは、一般的には、少なくとも6個のアミノ酸残基、通常は約8個から50個の間のアミノ酸残基(好ましくは、約10個から20個の間のアミノ酸残基)を有する。
本明細書で使用される場合、「イムノアドヘシン」という用語は、異種タンパク質(アドヘシン)の結合特異性を、免疫グロブリン定常ドメインのエフェクタ機能と組み合わせる抗体様分子を意味する。構造的には、イムノアドヘシンは、抗体の抗原認識および結合部位以外である(すなわち、「異種である」)所望の結合特異性を有するアミノ酸配列、ならびに免疫グロブリン定常ドメイン配列の融合物を含む。イムノアドヘシン分子のアドヘシン部分は、典型的には、受容体およびリガンドの少なくとも結合部位を含む連続するアミノ酸配列である。イムノアドヘシンにおける免疫グロブリン定常ドメイン配列は、任意の免疫グロブリン、例えば、サブタイプIgG−1、IgG−2、IgG−3、またはIgG−4、IgA(IgA−1およびIgA−2を含む)、IgE、IgD、またはIgMから得られてもよい。
「アンタゴニスト」という用語は、その最も広い意味で使用され、これには、本明細書に記載されるネイティブなIL−17A/Fポリペプチドの生物学的活性を部分的または完全に遮断、阻害、または中和する任意の分子が含まれる。同様の様式で、「アゴニスト」という用語は、その最も広い意味で使用され、これには、本明細書に記載されるネイティブなIL−17A/Fポリペプチドの生物学的活性を模倣する任意の分子が含まれる。具体的には、適切なアゴニストまたはアンタゴニスト分子には、アゴニストまたはアンタゴニスト抗体または抗体フラグメント、ネイティブなIL−17A/Fポリペプチドのフラグメントまたはアミノ酸配列変異体、ペプチド、アンチセンスオリゴヌクレオチド、小有機分子などが含まれる。IL−17A/Fポリペプチドのアゴニストまたはアンタゴニストを同定するための方法は、IL−17A/Fポリペプチドを候補アゴニストまたはアンタゴニスト分子と接触させる工程、およびIL−17A/Fポリペプチドと通常は関連する1つ以上の生物学的活性の検出可能な変化を測定する工程を包含し得る。
「治療」とは、治療的処置と、予防的または回避的な手段との両方をいい、ここで、その目的は、標的とされる病理学的な状態または障害を妨害するかまたは遅延させる(減少する)ことである。治療の必要がある人には、障害をすでに有する人、ならびに障害を有する傾向がある人またはその人において障害が予防されるべきである人が含まれる。
「長期」投与とは、長期間にわたって、初期の治療的効果(活性)を維持するために、急性様式とは反対に、連続的様式での薬剤の投与をいう。「断続」投与は、中断を伴うことなく非連続的に行われるが、むしろ事実上周期的である治療である。
治療の目的のための「哺乳動物」は、哺乳動物として分類される任意の動物をいい、これには、ヒト、家畜および農業用動物、ならびに動物園の動物、競技用動物、またはペット動物、例えば、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウサギなどが含まれる。好ましくは、この哺乳動物はヒトである。
1種以上のさらなる治療剤「と組み合わせた」投与には、同時(並行)投与および任意の順番での連続投与が含まれる。
「担体」には、本明細書で使用される場合、利用される投薬量および濃度においてそれに曝露される細胞または哺乳動物に対して非毒性である、薬学的に許容可能な担体、賦形剤、または安定剤が含まれる。しばしば、生理学的に許容可能な担体は、水性pH緩衝化溶液である。生理学的に許容可能な担体の例には以下が含まれる:リン酸、クエン酸、および他の有機酸などの緩衝剤;アスコルビン酸を含む酸化防止剤;低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、もしくは免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン、もしくはリジンなどのアミノ酸;グルコース、マンノース、もしくはデキストリンを含む単糖類、二糖類、および他の炭水化物;EDTAなどのキレート剤;マンニトールもしくはソルビトールなどの糖アルコール;ナトリウムなどの塩形成対イオン;ならびに/またはTWEEN(商標)、ポリエチレングリコール(PEG)、およびPLURONICS(商標)などの非イオン性界面活性剤。
「抗体」という用語は、最も広い意味で使用され、例えば、単一の抗IL−17A/Fモノクローナル抗体(アゴニスト抗体、アンタゴニスト抗体、および中和抗体を含む)、ポリエピトープ特異性を有する抗IL−17A/F抗体組成物(例えば、所望の生物学的活性を示す限り、二特異性抗体)、ポリクローナル抗体、単鎖IL−17A/F抗体、および、所望の生物学的または免疫学的な活性を示す限り、抗IL−17A/F抗体のフラグメント(以下を参照のこと)を具体的に網羅する。「免疫グロブリン」(Ig)という用語は、本明細書では、抗体と交換可能に使用される。
「単離された抗体」は、同定され、ならびに、その天然の環境の成分から分離および/または回収されているものである。その天然の環境の夾雑成分は、抗体にとっての診断的または治療的な用途と干渉しない物質であり、これには、酵素、ホルモン、および他のタンパク質性または非タンパク質性溶質が含まれてもよい。好ましい実施形態において、抗体は、(1)Lowry法によって決定されるように、抗体の95重量%よりも多く、(2)スピニングカップシークエネータの使用により、N末端もしくは内部のアミノ酸配列の少なくとも15残基を得るために十分な程度まで、または(3)クマシーブルー、もしくは銀染色を使用して、還元もしくは非還元条件下でSDS−PAGEによって均質まで、精製される。抗体の天然の環境の少なくとも1つの成分が存在しないので、単離された抗体には、組換え細胞中のインサイチュの抗体が含まれる。しかし、通常、単離された抗体は、少なくとも1の精製工程によって調製される。
基本的な4個の鎖である抗体ユニットは、2個の同一の軽(L)鎖および2個の同一の重(H)鎖から構成されるヘテロ四量体糖タンパク質である(IgM抗体は、J鎖と呼ばれるさらなるポリペプチドとの基本的なヘテロ四量体単位5個からなり、それゆえに、10個の抗原結合部位を有するのに対して、分泌性IgA抗体は、J鎖との基本的な4鎖単位を2〜5個含む多価集合体を形成するように重合できる)。IgGの場合においては、4個の鎖単位は一般的に約150,000ダルトンである。各L鎖は1つの共有結合性ジスルフィド結合によってH鎖に連結されているのに対して、2個のH鎖は、H鎖アイソタイプに依存して、1つ以上のジスルフィド結合によって互いに連結される。各H鎖およびL鎖はまた、規則的に間隔の空いた鎖間のジスルフィド架橋を有する。各H鎖は、N末端、可変ドメイン(V)、続いてα鎖およびγ鎖については各々3つの定常ドメイン(C)、ならびにμおよびεアイソタイプについては4つのCドメインを有する。各L鎖は、N末端、可変ドメイン(V)、続いて他のその端に定常ドメイン(C)を有する。VLはVとともに整列し、Cは重鎖の最初の定常ドメイン(C1)とともに整列する。特定のアミノ酸残基は、軽鎖および重鎖の可変ドメインの間の界面を形成すると考えられている。VおよびVの対合は、単一の抗原結合部位を一緒に形成する。異なるクラスの抗体の構造および特性については、例えば、Basic and Clinical Immunology,第8版,Daniel P.Stites,Abba I.Terr and Tristram G.Parslow(編),Appleton
& Lange,Norwalk,CT.1994,71頁および第6章を参照のこと。
任意の脊椎動物種からのL鎖は、それらの定常ドメインのアミノ酸配列に基づいて、カッパおよびラムダと呼ばれる2つの明確に別個の型のうちの1つに割り当てることができる。それらの重鎖(C)の定常ドメインのアミノ酸配列に依存して、免疫グロブリンは、異なるクラスまたはアイソタイプに割り当てることができる。5つの免疫グロブリンのクラス:IgA、IgD、IgE、IgG、およびIgMが存在する。これらは、それぞれ、α、δ、ε、およびμと称する重鎖を有する。γおよびαクラスは、Cの配列および機能の比較的わずかな違いに基づいて、さらにサブクラスに分けられ、例えば、ヒトは、以下のサブクラス:IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、およびIgA2を発現する。
「可変」という用語は、可変ドメインの特定のセグメントが抗体間の配列において広範に異なるという事実をいう。Vドメインは抗原結合を媒介し、その特定の抗原についての特定の抗体の特異性を規定する。しかし、可変性は、可変ドメインの110アミノ酸の全長にわたって均一に分布してはいない。代わりに、V領域は、各9〜12アミノ酸長である「超可変領域」と呼ばれる極度な可変性のより短い領域によって分けられている15〜30アミノ酸のフレームワーク領域(FR)と呼ばれる比較的不変のストレッチからなる。ネイティブな重鎖および軽鎖の可変ドメインは、4つのFRを含み、これらは大部分がβ−シート配置を採っており、3つの超可変領域によって接続されており、この領域は、接続するループを形成し、ある場合においては、β−シート構造の一部を形成する。各鎖の超可変領域は、FRによって密接に近接して、他の鎖からの超可変領域と一緒に保持されており、抗体の抗原結合部位の形成に寄与している(Kabatら、Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD.(1991))。定常ドメインは、抗原への抗体の結合に直接的には関与しないが、しかし、種々のエフェクタ機能、例えば、抗体依存的な細胞の細胞傷害性(ADCC)への抗体の関与などを示す。
「超可変領域」という用語は、本明細書で使用される場合、抗原結合に関与する抗体のアミノ酸残基をいう。超可変領域は、一般的に、「相補性決定領域」または「CDR」からのアミノ酸残基(例えば、Vにおける残基24〜34(L1)、50〜56(L2)、および89〜97(L3)のほぼ周辺、ならびにVにおける残基1〜35(H1)、50〜65(H2)、および95〜102(H3)のほぼ周辺;Kabatら、Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD.(1991))および/または「超可変ループ」からの残基(例えば、Vにおける残基26〜32(L1)、50〜52(L2)、および91〜96(L3)、ならびにVにおける残基26〜32(H1)、53〜55(H2)、および96〜101(H3);ChothiaおよびLesk J.Mol.Biol.196:901−917(1987))を含む。
「モノクローナル抗体」という用語は、本明細書で使用される場合、実質的に均質な抗体の集団から得られた抗体をいい、すなわち、この集団を含む個々の抗体は、微量で存在し得る天然に存在する変異の可能性以外は同一である。モノクローナル抗体は高度に特異的であり、単一の抗原性部位に指向されている。さらに、種々の決定基(エピトープ)に対して指向される種々の抗体を含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、各モノクローナル抗体は、抗体において単一の決定基に対して指向されている。これらの特異性に加えて、モノクローナル抗体は、他の抗体によって夾雑されることなく合成され得るという点で有利である。修飾語「モノクローナル」は、任意の特定の方法による抗体の産生を必要とするとは解釈されない。例えば、モノクローナル抗体は、Kohlerら、Nature,256:495(1975)によって最初に記載されたハイブリドーマ方法論によって調製されてもよく、または細菌、真核生物である動物もしくは植物の細胞中での組換えDNA法を使用して作製されてもよい(例えば、米国特許第4,816,567号を参照のこと)。「モノクローナル抗体」はまた、例えば、Clacksonら、Nature,352:624−628(1991)およびMarksら、J.Mol.Biol.,222:581−597(1991)において記載される技術を使用するファージ抗体ライブラリーから単離されてもよい。
モノクローナル抗体は、本明細書では、「キメラ」抗体を含み、これは、重鎖および/または軽鎖の一部が、特定の種に由来するか、または特定の抗体のクラスもしくはサブクラスに属する抗体における対応する配列と同一であるかまたは相同であるのに対して、鎖の残りの部分が、別の種に由来するか、または別の抗体のクラスもしくはサブクラスに属する抗体、ならびにこのような抗体のフラグメントにおける対応する配列と同一であるかまたは相同であり、但しこのことは、これらの抗体が所望の生物学的活性を示す限りにおいてのことである(米国特許第4,816,567号;およびMorrisonら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851−6855(1984))。本発明における目的のキメラ抗体には、非ヒト霊長類(例えば、旧世界ザル)から誘導された可変ドメイン抗原結合配列およびヒト定常領域配列を含む「霊長類化」抗体が含まれる。
「インタクト」抗体は、抗原結合部位、ならびにCおよび少なくとも重鎖定常ドメイン、CH、CH、およびCHを含むものである。定常ドメインは、ネイティブ配列定常ドメイン(例えば、ヒトネイティブ配列定常ドメイン)またはそのアミノ酸配列変異体であってもよい。好ましくは、インタクト抗体は1つ以上のエフェクタ機能を有する。
「抗体フラグメント」は、インタクト抗体の一部、好ましくは、インタクト抗体の抗原結合領域または可変領域を含む。抗体フラグメントの例には、Fab、Fab’、F(ab’)、およびFvフラグメント;ダイアボディ;直鎖状抗体(米国特許第5,641,870号、実施例2;Zapataら、Protein Eng.8(10):1057−1062[1995]を参照のこと);単鎖抗体分子;および抗体フラグメントから形成された多特異的抗体が含まれる。
抗体のパパイン消化は、「Fab」と呼ばれる2つの同一の抗原結合フラグメント、および残りの「Fc」フラグメントを生じ、呼称は容易に結晶化する能力を反映している。Fabフラグメントは、H鎖(V)の可変ドメインとともに全体のL鎖、および1つの重鎖の第1の定常ドメイン(C1)からなる。各Fabフラグメントは抗原結合に関して一価であり、すなわち、これは単一の抗原結合部位を有する。抗体のペプシン処理は、単一の大きなF(ab’)フラグメントを生じ、これは、二価の抗原結合活性を有する、2つのジスルフィド連結Fabフラグメントに概して相当し、抗原を架橋することが可能である。Fab’フラグメントは、抗体ヒンジ領域からの1つ以上のシステインを含む、C1ドメインのカルボキシ末端におけるさらなる少数の残基を有することにより、Fabフラグメントとは異なる。Fab’−SHは、定常ドメインのシステイン残基が遊離のチオール基を有するFab’についての本明細書での呼称である。F(ab’)抗体フラグメントは、もともとは、Fab’フラグメントの対として生じ、これらは、これらの間にヒンジシステインを有する。抗体フラグメントの他の化学結合もまた知られている。
Fcフラグメントは、ジスルフィドによって一緒に保持されている両方のH鎖のカルボキシ末端部を含む。抗体のエフェクタ機能はFc領域における配列によって決定され、この領域はまた、特定の細胞型で見出されるFc受容体(FcR)によって認識される。
「Fv」は、完全な抗原認識および抗原結合部位を含む最小限の抗体フラグメントである。このフラグメントは、強固な非共有結合性の会合状態である、1つの重鎖可変領域および1つの軽鎖可変領域の二量体からなる。これらのフォールディングから、2つのドメインは、抗原結合のためのアミノ酸残基を提供し、かつ抗体に対する抗原結合特異性を付与する、6個の超可変ループ(H鎖およびL鎖から各々3個のループ)を生じる。しかし、単一の可変ドメイン(または抗原に特異的である3個のみのCDRを含むFvの半分)でさえもが、抗原を認識および結合する能力を有するが、全体の結合部位よりも低い親和性である。
「単鎖Fv」もまた、「sFv」または「scFv」と略記され、これは、単一のポリペプチド鎖に接続されたVおよびVを含む抗体フラグメントである。好ましくは、sFvポリペプチドはさらに、sFvが抗原結合のための所望の構造を形成することを可能にする、VとVとの間のポリペプチドリンカーを含む。sFvの概説としては、Pluckthun The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,vol.113,Rosenburg and Moore編,Springer−Verlag,New York,269−315頁(1994);Borrebaeck 1995,下記を参照のこと。
「ダイアボディ」という用語は、鎖間であるが鎖内ではないVドメインの対合が達成され、二価フラグメント、すなわち、2つの抗原結合部位を有するフラグメントを生じるように、VとVとの間の短いリンカー(約5〜10残基)を有するsFvフラグメント(先の段落を参照のこと)を構築することによって調製される小さな抗体フラグメントをいう。二特異性ダイアボディは、2つの「交差」sFvフラグメントのヘテロ二量体であり、ここで、2つの抗体のVドメインおよびVドメインが、異なるポリペプチド鎖上に存在している。ダイアボディは、例えば、EP404,097;WO93/11161;およびHollingerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)により十分に記載されている。
非ヒト(例えば、齧歯類)抗体の「ヒト化」型は、非ヒト抗体から誘導された最小配列を含むキメラ抗体である。多くの部分については、ヒト化抗体は、レシピエントの超可変領域からの残基が、所望の抗体の特異性、親和性、および容量を有する、マウス、ラット、ウサギ、または非ヒト霊長類などの非ヒト種(ドナー抗体)の超可変領域からの残基によって置き換えられている免疫グロブリン(レシピエント抗体)である。ある場合において、ヒト免疫グロブリンのフレームワーク領域(FR)残基は、対応する非ヒト残基によって置き換えられている。さらに、ヒト化抗体は、レシピエント抗体またはドナー抗体において見出されない残基を含んでもよい。これらの修飾は、抗体の性能をさらに精密にするために作製される。一般的には、ヒト化抗体は、超可変ループのすべてまたは実質的にすべてが非ヒト免疫グロブリンのそれと一致し、そしてFRのすべてまたは実質的にすべてがヒト免疫グロブリン配列のそれである、少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの実質的にすべてを含む。ヒト化抗体はまた、選択的に、免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部、典型的には、ヒト免疫グロブリンのそれを含む。さらなる詳細については、Jonesら、Nature 321:522−525(1986);Riechmannら、Nature 332:323−329(1988);およびPresta,Curr.Op.Struct.Biol.2:593−596(1992)を参照のこと。
「種依存性抗体」、例えば、哺乳動物抗ヒトIgE抗体は、第1の哺乳動物種からの抗原に対して、第2の哺乳動物種からのその抗原のホモログが有するよりも、より強い結合親和性を有する抗体である。通常、種依存性抗体は、ヒト抗原に「特異的に結合する」(すなわち、約1×10−7Mを超えない、好ましくは約1×10−8Mを超えない、最も好ましくは約1×10−9Mを超えない結合親和性(Kd)値を有する)が、ヒト抗原についてのその結合親和性よりも、少なくとも約50倍、または少なくとも約500倍、または少なくとも約1000倍弱い、第2の非ヒト哺乳動物種からの抗原のホモログについての結合親和性を有する。種依存性抗体は、先に定義したような種々の型の抗体のいずれかであり得るが、好ましくは、ヒト化抗体またはヒト抗体である。
「IL−17A/F結合オリゴペプチド」は、好ましくは特異的に、本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドに結合するオリゴペプチドである。IL−17A/F結合ポリペプチドは、公知のオリゴペプチド合成方法論を使用して化学的に合成されてもよく、または組換え技術を使用して調製および精製されてもよい。IL−17A/F結合ポリペプチドは、通常、少なくとも約5アミノ酸長、代替的には、少なくとも約6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26.27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または100アミノ酸長、またはそれ以上であり、ここで、このようなポリペプチドは、本明細書に記載されるIL−17A/F結合ポリペプチドに、好ましくは特異的に結合可能である。IL−17A/F結合オリゴペプチドは、周知の技術を使用して、過度の実験なしに同定されてもよい。この点に関して、ポリペプチド標的に特異的に結合可能であるオリゴペプチドについてオリゴペプチドライブラリーをスクリーニングするための技術は、当該分野において周知であることが注目される(例えば、米国特許第5,556,762号、同第5,750,373号、同第4,708,871号、同第4,833,092号、同第5,223,409号、同第5,403,484号、同第5,571,689号、同第5,663,143号;PCT公開番号WO84/03506およびWO84/03564;Geysenら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,81:3998−4002(1984);Geysenら、roc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,82:178−182(1985);Geysenら、Synthetic
Peptides as Antigens所収,130−149(1986);Geysenら、J.Immunol.Meth.,102:259−274(1987);Schoofsら、J.Immunol.,140:611−616(1988)、Cwirla,S.E.ら、(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:6378;Lowman,H.B.ら(1991)Biochemistry.30:10832;Clackson,T.ら(1991)Nature,352:624;Marks,J.D.ら(1991),J.Mol.Biol.,222:581;Kang,A.S.ら(1991)Proc.Natl.Acad.Sci.USA.88:8363、およびSmith,G.P.(1991)Current Opin.Biotechnol.,2:668を参照のこと)。
「IL−17A/F結合有機分子」は、好ましくは特異的に、本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドに結合する、本明細書において定義されるオリゴペプチドまたは抗体以外の有機分子である。IL−17A/F結合有機分子は、公知の方法論を使用して、同定および化学的に合成されてもよい(例えば、PCT公開番号WO00/00823およびWO00/39585を参照のこと)。IL−17A/F結合有機分子は、約2000ダルトン未満のサイズ、代替的には、約1500、750、500、250、または200ダルトン未満のサイズであり、ここで、好ましくは特異的に、本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドに結合可能であるこのような有機分子は、周知の技術を使用して、過度の実験なしで同定されてもよい。この点に関して、ポリペプチド標的に特異的に結合可能である分子についてオリゴペプチドライブラリーをスクリーニングするための技術は、当該分野において周知であることが注目される(例えば、PCT公開番号WO00/00823およびWO00/39585を参照のこと)。
目的の抗原、例えば、腫瘍関連ポリペプチド抗原標的「を結合する」抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子は、この抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子が、抗原を発現する細胞または組織を標的とする際に診断剤および/または治療剤として有用であり、かつ他のタンパク質と有意に交差反応しないように、十分な親和性で抗原に結合するものである。このような実施形態において、「非標的」タンパク質への、この抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子の結合の程度は、蛍光活性化細胞選別(FACS)分析または放射性免疫沈降法(RIA)によって決定されるように、その特定の標的タンパク質への、その抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子の結合の約10%未満である。標的タンパク質への、抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子の結合に関して、特定のポリペプチドまたは特定のポリペプチド標的上のエピトープの「特異的結合」またはそれに「特異的に結合する」またはそれに「特異的である」という用語は、結合が、非特異的結合とは測定可能に異なることを意味する。特異的結合は、例えば、一般的には、結合活性を有さない類似の構造の分子である対照分子の結合と比較して、分子の結合を決定することによって、測定することができる。例えば、特異的結合は、標的と類似している対照分子、例えば、過剰の非標識標的との競合によって、決定することができる。この場合において、プローブに対する標識された標的の結合が過剰の非標識標的によって競合的に阻害されるとき、特異的結合が示される。本明細書で使用される、特定のポリペプチドまたは特定のポリペプチド標的上のエピトープの「特異的結合」またはそれに「特異的に結合する」またはそれに「特異的である」という用語は、例えば、少なくとも約10−4M、または少なくとも約10−5M、または少なくとも約10−6M、または少なくとも約10−7M、または少なくとも約10−8M、または少なくとも約10−9M、または少なくとも約10−10M、または少なくとも約10−11M、または少なくとも約10−12M、またはそれ以上の、標的に対するKdを有する分子によって示すことができる。1つの実施形態において、「特異的結合」という用語は、分子が、任意の他のポリペプチドまたはポリペプチドエピトープへの実質的な結合なしで、特定のポリペプチドまたは特定のポリペプチド標的上のエピトープに結合する場合の結合をいう。
「IL−17A/Fポリペプチド」を発現する腫瘍細胞の増殖を「阻害する」抗体、オリゴペプチド、もしくは他の有機分子、または「増殖阻害」抗体、オリゴペプチド、もしくは他の有機分子は、適切なIL−17A/Fポリペプチドを発現または過剰発現する癌細胞の測定可能な増殖阻害を生じるものである。好ましい増殖阻害抗IL−17A/F抗体、オリゴペプチド、もしくは他の有機分子は、適切な対照と比較した場合に、IL−17A/F発現腫瘍細胞の増殖を、20%より多く、好ましくは、約20%〜約50%、およびなおより好ましくは、50%より多く(例えば、約50%〜約100%)阻害し、この対照は、典型的には、試験される抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子で処理されていない腫瘍細胞である。1つの実施形態において、増殖阻害は、細胞培養中で、約0.1〜30μg/mlまたは約0.5nM〜200nMの抗体濃度で測定でき、ここで、増殖阻害は、抗体への腫瘍細胞の曝露の1〜10日後に決定される。インビボでの腫瘍細胞の増殖阻害は、種々の方法で決定することができる。抗体は、約1μg/kg体重〜約100mg/kg体重での抗IL−17A/F抗体の投与が、抗体の最初の投与から5日〜3ヶ月以内、好ましくは、約5〜30日以内に腫瘍サイズまたは腫瘍細胞増殖の減少を生じる場合に、インビボで増殖阻害性である。
「アポトーシスを誘導する」抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子は、アネキシンVの結合、DNAの断片化、細胞収縮、小胞体の拡張、細胞の断片化、および/または膜ベシクル(アポトーシス小体と呼ばれる)の形成によって決定されるようなプログラムされた細胞死を誘導するものである。細胞は、通常、IL−17A/Fポリペプチドを過剰発現するものである。好ましくは、細胞は、腫瘍細胞、例えば、前立腺、乳房、卵巣、胃、子宮内膜、肺、腎臓、結腸、膀胱の細胞である。種々の方法が、アポトーシスに関連する細胞事象を評価するために利用可能である。例えば、ホスファチジルセリン(PS)移行は、アネキシン結合によって測定できる;DNA断片化は、DNAラダー化によって評価することができる;そしてDNA断片化に伴う核/クロマチン凝縮は、低二倍体細胞のある程度の増加によって評価することができる。好ましくは、アポトーシスを誘導する抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子は、アネキシン結合アッセイにおいて、未処理細胞と比較して、約2〜50倍、好ましくは、約5〜50倍、および最も好ましくは、約10〜50倍のアネキシン結合の誘導を生じるものである。
抗体「エフェクタ機能」とは、抗体のFc領域(ネイティブ配列Fc領域またはアミノ酸配列変異体Fc領域)に起因する生物学的活性をいい、抗体アイソタイプによって変化する。抗体エフェクタ機能の例には以下が含まれる:C1q結合および補体依存性細胞傷害性;Fc受容体結合;抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC);食作用;細胞表面受容体(例えば、B細胞受容体)のダウンレギュレーション;およびB細胞活性化。
「抗体依存性細胞媒介性細胞傷害」または「ADCC」とは、特定の細胞傷害性細胞(例えば、ナチュラルキラー(NK)細胞、好中球、およびマクロファージ)上に提示される、Fc受容体(FcR)に結合した分泌型Igが、これらの細胞傷害性エフェクタ細胞が抗原保持標的細胞に特異的に結合することを可能にし、続いて、細胞毒素を用いて標的細胞を殺傷する、細胞傷害の型をいう。抗体は細胞傷害性細胞を「武装させ」、このような殺傷のために絶対的に必要である。ADCCを媒介するための主要な細胞であるNK細胞はFcγRIIIのみを発現するのに対して、単球は、FcγRI、FcγRII、およびFcγRIIIを発現する。造血細胞上でのFcR発現は、RavetchおよびKinet,Annu.Rev.Immunol.9:457−92(1991)の464頁の表3に要約されている。目的の分子のADCC活性を評価するために、米国特許第5,500,362号または同第5,821,337号に記載されるものなどのインビトロADCCアッセイが実施されてもよい。このようなアッセイのために有用なエフェクタ細胞には、末梢血単球細胞(PBMC)およびナチュラルキラー(NK)細胞が含まれる。代替的には、または加えて、目的の分子のADCC活性は、インビボで、例えば、Clynesら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.95:652−656(1998)に開示されるものなどの動物モデルにおいて評価されてもよい。
「Fc受容体」または「FcR」は、抗体のFc領域に結合する受容体を説明する。好ましいFcRは、ネイティブ配列のヒトFcRである。さらに、好ましいFcRは、IgG抗体(γ受容体)を結合するものであり、これには、サブクラスFcγRI、FcγRII、およびFcγRIIIの受容体を含み、これらの受容体の対立遺伝子変異体、および代替的スプライシング型も含まれる。FcγRII受容体には、FCγRIIA(「活性化受容体」)およびFcγRIIB(「阻害受容体」)が含まれ、これらは、その細胞質ドメインが主として異なる類似のアミノ酸配列を有する。活性化受容体FcγRIIAは、その細胞質ドメインの中に、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ(ITAM)を含む。阻害受容体FcγRIIBは、その細胞質ドメインの中に、免疫受容体チロシンベースの阻害モチーフ(ITIM)を含む(概説Daeron,Annu.Rev.Immunol.15:203−234(1997)を参照のこと)。FcRはRavetchおよびKinet,Annu.Rev.Immunol.9:457−492(1991);Capelら、Immunomethods 4:25−34(1994);ならびにde Haasら、J.Lab.Clin.Med.126:330−41(1995)に概説されている。将来同定されるものを含む他のFcRは、本明細書の「FcR」という用語に含まれる。この用語は、胎児への母体のIgGの移動の原因である、新生児受容体、FcRnも含む(Guyerら、J.Immunol.117:587(1976)およびKimら、J.Immunol.24:249(1994))。
「ヒトエフェクタ細胞」は、1つ以上のFcRを発現し、エフェクタ機能を遂行する白血球である。好ましくは、細胞は、少なくともFcγRIIIを発現し、ADCCエフェクタ機能を遂行する。ADCCを媒介するヒト白血球の例には、末梢血単核細胞(PBMC)、ナチュラルキラー(NK)細胞、単球、細胞傷害性T細胞、および好中球が含まれ;PBMCおよびNK細胞が好ましい。エフェクタ機能はネイティブな供給源、例えば、血液から単離されてもよい。
「補体依存性細胞傷害性」または「CDC」とは、補体の存在下での標的細胞の溶解をいう。古典的な補体経路の活性化は、それらのコグネイト抗原に結合した抗体(適切なサブクラス)への補体系の第1の成分(C1q)の結合によって開始される。補体活性化を評価するために、例えば、Gazzano−Santoroら、J.Immunol.Methods 202:163(1996)に記載されるようなCDCアッセイが実施されてもよい。
「標識」という言葉は、本明細書で使用される場合、「標識化」抗体を生成するために、直接的または間接的に抗体に結合体化される検出可能な化合物または組成物をいう。標識は、それ自体が検出可能であってもよく(例えば、放射性同位元素標識または蛍光標識)、または酵素標識の場合には、検出可能である基質化合物もしくは組成物の化学変化を触媒してもよい。
「固相」は、本明細書の抗体が付着できる非水性マトリクスを意味する。本明細書に含まれる固相の例には、ガラス(例えば、制御ポアガラス)、多糖類(例えば、アガロース)、ポリアクリルアミド、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、およびシリコーンで部分的または全体的に形成されるものが含まれる。特定の実施形態において、状況に依存して、固相は、アッセイのウェルを含むことができ;他の実施形態において、これは精製カラムである(例えば、アフィニティクロマトグラフィカラム)。この用語はまた、米国特許第4,275,149号に記載されているものなどの、別個の粒子の不連続的な固相もまた含む。
「リポソーム」は、哺乳動物への薬物(例えば、IL−17A/Fポリペプチドまたはその抗体)の送達のために有用である、種々の型の脂質、リン脂質、および/または界面活性剤から構成される小胞である。リポソームの構成成分は、生体膜の脂質配置と類似する、二重層形成で一般的に配置される。
「小分子」は、本明細書では、約500ダルトンより下の分子量を有すると定義される。
「調節する」という用語は、シグナル伝達経路のレベルに影響を与える(例えば、アップレギュレートする、ダウンレギュレートする、または制御する)ことを意味する。シグナル伝達の制御下にある細胞プロセスには、特定の遺伝子の転写、正常な細胞機能、例えば、代謝、増殖、分化、付着、アポトーシス、および生存、ならびに異常なプロセス、例えば、形質転換、分化の遮断、および転移が含まれるがこれらに限定されない。
本明細書での目的のための「活性な」または「活性」は、ネイティブなまたは天然に存在するIL−17A/Fポリペプチドの生物学的活性および/または免疫学的活性を保持するIL−17A/Fポリペプチドの型をいい、ここで、「生物学的」活性とは、ネイティブなまたは天然に存在するIL−17A/Fポリペプチドによって保有される抗原性エピトープに対して抗体の産生を誘導する能力以外の、ネイティブなまたは天然に存在するIL−17A/Fポリペプチドによって引き起こされる生物学的機能(阻害性または刺激性のいずれか)をいい、また、「免疫学的」活性は、ネイティブまたは天然に存在するIL−17A/Fポリペプチドによって保有される抗原性エピトープに対して抗体の産生を誘導する能力をいう。1つの好ましい生物学的活性には、NF−κBの活性化の誘導ならびに炎症性ケモカインIL−8およびIL−6の産生の刺激が含まれる。別の好ましい生物学的活性には、末梢血単核細胞またはCD4細胞の刺激が含まれる。別の好ましい生物学的活性には、Tリンパ球の増殖の刺激が含まれる。別の好ましい生物学的活性には、例えば、THP1細胞からのTNF−αの放出が含まれる。別の活性には、関節軟骨中でのマトリクス合成の増強が含まれる。または、別の活性には、関節軟骨マトリクスの分解を促進すること、ならびにマトリクス合成を阻害することが含まれる。別の好ましい生物学的活性には、軽度から重度までの段階の炎症性腸疾患の間、または脳卒中の間に、インターロイキン−17シグナル伝達経路のレベルを調節することが含まれる。
「免疫学的活性」とは、ネイティブなまたは天然に存在するIL−17A/Fポリペプチドによって保有される抗原性エピトープに対する抗体の産生を誘導する能力のみをいう。
「変性軟骨障害」は、軟骨マトリクスの破壊によって主に特徴付けられる障害の宿主をいう。さらなる病理には、一酸化窒素産生およびプロテオグリカン分解の上昇が含まれる。この定義中に含まれる例示的な障害には、例えば、関節炎(例えば、変形性関節症、関節リウマチ、乾癬性関節炎)が含まれる。
「免疫関連疾患」という用語は、哺乳動物の免疫系の構成要素が、その哺乳動物の病的状態を引き起こし、これを媒介し、またはさもなければこれに寄与する疾患を意味する。免疫応答の刺激または介入が、疾患の進行に対して改善効果を有する疾患も含まれる。免疫媒介性炎症性疾患、非免疫媒介炎症性疾患、感染性疾患、免疫欠損性疾患、新生物形成などがこの用語に含まれる。
「T細胞媒介性疾患」という用語は、T細胞が、直接的または間接的に、その哺乳動物の病的状態を引き起こし、これを媒介し、またはさもなければこれに寄与する疾患を意味する。T細胞媒介性疾患は、B細胞が、例えば、T細胞によって分泌されるリンホカインにおって刺激される場合に、細胞媒介される効果、リンホカイン媒介性効果など、およびB細胞に関連する効果さえにも関連し得る。
そのいくつかが免疫媒介性またはT細胞媒介性である、本発明に従って治療することができる免疫関連疾患および炎症性疾患の例には以下が含まれる:全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症(強皮症)、特発性炎症性筋障害(皮膚筋炎、多発性筋炎)、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血(免疫性汎血球減少症、発作性夜間血色素尿症)、自己免疫性血小板減少症(特発性血小板減少性紫斑病、免疫媒介性血小板減少症)、甲状腺炎(グレーブス病、橋本甲状腺炎、若年性リンパ球性甲状腺炎、萎縮性甲状腺炎)、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患(糸球体腎炎、尿細管間質性腎炎)、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、例えば、多発性硬化症、特発性脱髄性多発神経障害またはギラン−バレー症候群、および慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、例えば、感染性肝炎(A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、D型肝炎、E型肝炎、および他の非肝臓指向性のウイルス)、自己免疫性慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、および硬化性胆管炎、炎症性腸疾患(潰瘍性大腸炎:クローン病)、グルテン感受性腸症、およびホイップル病、以下を含む自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、および接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、例えば、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、および蕁麻疹、肺の免疫疾患、例えば、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、および過敏性肺炎、以下を含む移植関連疾患、移植拒絶および対宿主性移植片病。感染性疾患には、AIDS(HIV感染)、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、D型肝炎、E型肝炎、ヘルペスなど、細菌感染、真菌感染、原生動物感染、および寄生生物感染が含まれる。「有効量」という用語は、特定の言及した目的の達成をもたらす、IL−17A/Fポリペプチドおよび/またはそのアゴニスト/アンタゴニストの濃度または量である。IL−17A/Fポリペプチドまたはそのアゴニストまたはアンタゴニストの「有効量」は経験的に決定されてもよい。さらに、「治療有効量」は、言及した治療効果を達成するために有効である、IL−17A/Fポリペプチドおよび/またはそのアゴニスト/アンタゴニストの濃度または量である。この量もまた経験的に決定されてもよい。
「細胞傷害性因子」という用語は、本明細書で使用される場合、細胞の機能を阻害もしくは妨害し、そして/または細胞の破壊を引き起こす物質をいう。この用語は、放射性同位元素(例えば、I131、I128、Y90、およびRe186)、化学療法剤、および毒素、例えば、細菌、真菌、植物、または動物起源の酵素的に活性な毒素、またはそのフラグメントを含むことが意図される。
「化学療法剤」は、癌の治療において有用である化学化合物である。化学療法剤の例には、アドリアマイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、5−フルオロウラシル、シトシンアラビノシド(「Ara−C」)、シクロホスファミド、チオテパ、ブスルファン、サイトキシン、タキソイド、例えば、パクリタキセル(タキソール(Taxol)、Bristol−Myers Squibb Oncology,Princeton,NJ)、およびドキセタキセル(doxetaxel)(タキソテレ(Taxotere)、Rhone−Poulenc Rorer,Antony,France)、トキソテレ、メトトレキサート、シスプラチン、メルファラン、ビンブラスチン、ブレオマイシン、エトポシド、イホスファミド、マイトマイシンC、ミトキサントロン、ビンクリスチン、ビノレルビン、カルボプラチン、テニポシド、ダウノマイシン、カルミノマイシン、アミノプテリン、ダクチノマイシン、マイトマイシン、エスペラマイシン(米国特許第4,675,187号を参照のこと)、メルファラン、および他の関連するナイトロジェンマスタード。タモキシフェンおよびオナプリストンなどの、腫瘍上のホルモン作用を調節または阻害するように作用するホルモン剤もまたこの定義に含まれる。
「増殖阻害剤」は、インビトロまたはインビボで、細胞、とりわけ、本明細書に同定される任意の遺伝子を過剰発現する癌細胞の増殖を阻害する化合物または組成物をいう。従って、増殖阻害剤は、S期にあるこのような遺伝子を過剰発現する細胞の割合を有意に減少するものである。増殖阻害剤の例には、細胞周期の進行(S期以外の場所における)を遮断する薬剤、例えば、G1停止およびM期停止を誘導する薬剤が含まれる。古典的なM期遮断剤には、ビンカ(ビンクリスチンおよびビンブラスチン)、タキソール、およびトポII阻害剤、例えば、ドキソルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、エトポシド、およびブレオマイシンが含まれる。G1を停止するこれらの薬剤はまた、S期停止にも波及し、これは例えば、タモキシフェン、プレドニゾン、ダカルバジン、メクロレタミン、シスプラチン、メトトレキサート、5−フルオロウラシル、およびara−CなどのDNAアルキル化剤である。さらなる情報は、The Molecular Basis of Cancer,MendelsohnおよびIsrael編、第1章、Murakamiらによる「Cell cycle regulation,oncogens,and antineoplastic drugs」という標題、とりわけ、13頁(WB
Saunders:Philadelphia,1995)において見出され得る。
「サイトカイン」という用語は、細胞間メディエータとして別の細胞に対して作用する、1つの細胞集団によって放出されるタンパク質についての一般的な用語である。このようなサイトカインの例は、リンホカイン、モノカイン、および従来のポリペプチドホルモンである。サイトカインの中には以下が含まれる:ヒト成長ホルモン、N−メチオニルヒト成長ホルモン、およびブタ成長ホルモンなどの成長ホルモン;副甲状腺ホルモン;チロキシン;インスリン;プロインスリン;リラキシン;プロリラキシン;卵胞刺激ホルモン(FSH)、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、および黄体形成ホルモン(LH)などの糖タンパク質ホルモン;肝臓増殖因子;線維芽細胞増殖因子;プロラクチン;胎盤ラクトゲン;腫瘍壊死因子αおよびβ;ミュラー管抑制物質;マウスゴナドトロピン関連ペプチド;インヒビン;アクチビン;血管内皮増殖因子;インテグリン;トロンボポエチン(TPO);NGF−βなどの神経成長因子;血小板増殖因子;TGFαおよびTGFβトランスフォーミング成長因子(TGF);インスリン様増殖因子−Iおよび−II;エリスロポエチン(EPO);骨誘導因子;インターフェロン−α、−β、および−γなどのインターフェロン;マクロファージ−CSF(M−CSF)などのコロニー刺激因子(CSF);顆粒球−マクロファージ−CSF(GM−CSF);ならびに顆粒球−CSF(G−CSF);IL−1、IL−Ia、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、またはIL−17などのインターロイキン(IL);TNF−αまたはTNF−βなどの腫瘍壊死因子;ならびに白血病阻害因子およびキットリガンドを含む他のポリペプチド因子。本明細書で使用される場合、サイトカインという用語は、天然の供給源または組換え細胞培養からのタンパク質、およびネイティブ配列サイトカインの生物学的に活性な等価物が含まれる。
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Figure 2015108015
アミノ酸配列同一性%=
(ALIGN−2によって決定される2つのポリペプチド配列間で完全に一致するアミノ酸残基の数)÷(IL−17A/Fタンパク質のアミノ酸残基の総数)=
5÷15=33.3%
Figure 2015108015
アミノ酸配列同一性%=
(ALIGN−2によって決定される2つのポリペプチド配列間で完全に一致するアミノ酸残基の数)÷(IL−17A/Fタンパク質のアミノ酸残基の総数)=
5÷10=50%
Figure 2015108015
核酸配列同一性%=
(ALIGN−2によって決定される2つの核酸配列間で完全に一致するヌクレオチドの数)÷(IL−17A/F−DNA核酸配列のヌクレオチドの総数)=6÷14=42.9%
Figure 2015108015
核酸配列同一性%=
(ALIGN−2によって決定される2つの核酸配列間で完全に一致するヌクレオチドの数)÷(IL−17A/F−DNA核酸配列のヌクレオチドの総数)=
4÷12=33.3% 。
II.本発明の組成物および方法
A.全長IL−17A/Fポリペプチド
本発明は、IL−17A/Fポリペプチドとして本願において言及されるポリペプチドをコードする新規に同定および単離されたヌクレオチド配列を提供する。特に、種々のIL−17A/FポリペプチドをコードするcDNAが、以下の実施例でさらに詳細に開示されるように、同定および単離された。
B.IL−17A/Fポリペプチド変異体
本明細書に記載される全長ネイティブ配列IL−17A/Fポリペプチドに加えて、IL−17A/F変異体が調製できることが意図される。IL−17A/F変異体は、IL−17A/F DNAに適切なヌクレオチドの変化を導入することによって、および/または所望のIL−17A/Fポリペプチドの合成によって調製することができる。当業者は、アミノ酸の変化が、IL−17A/Fの翻訳後プロセスを変化させ得ること、例えば、グリコシル化部位の数もしくは位置を変化させること、または膜アンカリング特性を変えることを認識している。
本明細書に記載される、ネイティブな全長配列IL−17A/FまたはIL−17A/Fの種々のドメインの変形体は、例えば、保存性および非保存性変異のための技術およびガイドラインのいずれか、例えば、米国特許第5,364,934号に記載されているものを使用して作製できる。変形体は、ネイティブ配列IL−17A/Fと比較して、IL−17A/Fのアミノ酸配列の変化を生じるIL−17A/Fをコードする1つ以上のコドンの置換、欠失、または挿入であり得る。選択的に、変形体は、IL−17A/Fの1つ以上のドメインにおける任意の他のアミノ酸との、少なくとも1つのアミノ酸の置換による。どのアミノ酸残基が所望の活性を有害に変化させることなく挿入、置換、または欠失され得るかを決定する際の指針は、IL−17AFの配列を、相同な公知のタンパク質分子と比較すること、および高い相同性の領域中で作製されたアミノ酸配列の変化の数を最小化することによって見出されてもよい。アミノ酸置換は、類似の構造的および/または化学的な特性を有する別のアミノ酸による1つのアミノ酸の置き換え、例えば、セリンによるロイシンの置き換え、すなわち、保存性アミノ酸置換の結果であり得る。挿入または欠失は、任意に、約1〜5アミノ酸の範囲であり得る。可能である変形体は、配列中のアミノ酸の挿入、欠失、または置換を合成的に作製すること、および得られる変異体を、全長またはネイティブな成熟配列によって示される活性について試験することによって決定されてもよい。
IL−17A/Fポリペプチドフラグメントが本発明で提供される。このようなフラグメントは、N末端またはC末端で短縮されてもよく、または、例えば、全長ネイティブ配列と比較した場合に、内部の残基を欠いていてもよい。特定のフラグメントは、IL−17A/Fポリペプチドの所望の生物学的活性のために必須ではないアミノ酸残基を欠いている。
IL−17A/Fフラグメントは、多数の従来的な技術のいずれかによって調製されてもよい。所望のペプチドフラグメントは化学的に合成されてもよい。代替的なアプローチには、酵素消化によって、例えば、特定のアミノ酸残基によって規定される部位においてタンパク質を切断することが知られている酵素を用いてタンパク質を処理することによって、または適切な制限酵素でDNAを消化し、そして所望のフラグメントを単離することによって、IL−17A/Fフラグメントを生成することが含まれる。なお別の適切な技術には、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって、所望のポリペプチドフラグメントをコードするDNAフラグメントを単離および増幅することが含まれる。DNAフラグメントの所望の末端を規定するオリゴヌクレオチドは、PCRの5’プライマーおよび3’プライマーにおいて利用される。好ましくは、IL−17A/Fポリペプチドフラグメントは、本明細書に開示されるネイティブなIL−17A/Fポリペプチドと、少なくとも1つの生物学的および/または免疫学的な活性を共有する。
特定の実施形態において、目的の保存性置換は、好ましい置換の見出しの下に表6において示される。このような置換が生物学的活性の変化を生じる場合、表6において例示的置換と命名され、またはアミノ酸クラスを参照して以下にさらに記載されるような、より実質的な変化が導入され、生成物がスクリーニングされる。
Figure 2015108015
IL−17A/Fポリペプチドの機能または免疫学的同一性の実質的な修飾は、(a)例えば、シートまたはヘリックスコンホメーションとしての、置換の領域中のポリペプチド骨格の構造、(b)標的部位における分子の電荷もしくは疎水性、または(c)側鎖の嵩高さを維持することに対する修飾の効果が有意に異なる置換を選択することによって達成される。天然に存在する残基は、共通の側鎖の構造に基づいて、以下のグループに分けられる:
(1)疎水性:ノルロイシン、met、ala、val、leu、ile;
(2)中性親水性:cys、ser、thr;
(3)酸性:asp、glu;
(4)塩基性:asn、gln、his、lys、arg;
(5)鎖の配向に影響を与える残基:gly、pro;および
(6)芳香族性:trp、tyr、phe 。
非保存性置換は、1つのこれらのクラスのメンバーを別のクラスと交換することを伴う。このような置換残基はまた、保存性置換部位に、または、より好ましくは、残りの(非保存性)部位に導入されてもよい。
変形体は、オリゴヌクレオチド媒介(部位特異的)変異誘発、アラニンスキャニング、およびPCR変異誘発などの当該分野において公知である方法を使用して作製することができる。部位特異的変異誘発[Carterら、Nucl.Acids Res.,13:4331(1986);Zollerら、Nucl.Acids Res.,10:6487(1987)]、カセット変異誘発(Wellsら、Gene,34:315[1985])、制限選択変異誘発(Wellsら、Philos.Trans.R.Soc.London SerA,317:415[1986])、または他の公知の技術は、IL−17A/F変異体DNAを産生するために、クローン化DNAに対して実施することができる。
スキャニングアミノ酸分析は、連続する配列に沿って、1つ以上のアミノ酸を同定するために利用することができる。好ましいスキャニングアミノ酸の中には、比較的小さな中性アミノ酸がある。このようなアミノ酸には、アラニン、グリシン、およびシステインが含まれる。アラニンは、典型的には、このグループの中で好ましいスキャニングアミノ酸である。なぜなら、これは、ベータ炭素の向こう側の側鎖を排除しており、変異体の主鎖のコンホメーションを変化させる可能性が少ないからである(CunninghamおよびWells,Science,244:1081−1085[1989])。アラニンもまた、これが最も一般的なアミノ酸であるため、典型的には好ましい。さらに、これは、埋没した位置および曝露された位置の両方において頻繁に見出される(Creighton,The Proteins,(W.H.Freeman & Co.,N.Y.);Chothia,J.Mol.Biol.,150:1[1976])。アラニン置換が適切な量の変異体を生じない場合、等比体積(isoteric)アミノ酸が使用できる。
C.IL−17A/Fの修飾
IL−17A/Fの共有結合性修飾は本明細書の範囲内に含まれる。1つの型の共有結合性修飾には、IL−17A/Fの選択した側鎖またはN末端もしくはC末端の残基と反応することが可能である有機誘導体化試薬と、IL−17A/Fポリペプチドの標的化アミノ酸残基とを反応させることが含まれる。二官能性試薬を用いる誘導体化は、例えば、抗IL−17A/F抗体を精製するための方法における使用のために、水不溶性支持体マトリクスまたは表面にIL−17A/Fを架橋するために、またはその逆のために有用である。一般的に使用される架橋剤には、例えば、1,1−ビス(ジアゾアセチル)−2−フェニルエタン、グルタルアルデヒド、N−ヒドトキシスクシンイミドエステル、例えば、4−アジドサリチル酸を伴うエステル、3,3’−ジイチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)などのジスクシンイミジルエステルを含むホモ二官能性イミドエステル、ビス−N−マレイミド−1,8−オクタンなどの二官能性マレイミド、およびメチル−3−[(p−アジドフェニル)ジチオ]プロピオイミデートなどの試薬が含まれる。
他の修飾には、グルタミニル残基およびアスパラギニル残基の、それぞれ対応するグルタミル残基およびアスパルチル残基への脱アミド化、プロリンおよびリジンの水酸化、セリル残基およびスレオニル残基のヒドロキシル基のリン酸化、リジン、アルギニン、およびヒスチジンの側鎖のαアミノ基のメチル化[T.E.Creighton,Proteins:Structure and Molecular Properties,W.H.Freeman & Co.,San Francisco,79−86頁(1983)]、N末端アミンのアセチル化、ならびに任意のC末端カルボキシル基のアミド化が含まれる。
本発明の範囲内に含まれるIL−17A/Fポリペプチドの別の型の共有結合性修飾には、ポリペプチドのネイティブなグリコシル化パターンを変化させることが含まれる。「ネイティブなグリコシル化パターンを変化させること」は、ネイティブ配列IL−17A/Fにおいて見出される1つ以上の炭水化物部分を除去すること(根底にあるグリコシル化を取り除くこと、または化学的および/もしくは酵素的手段によってグリコシル化を除去することのいずれかによって)を意味することが、本明細書の目的のために意図される。加えて、この語句は、存在する種々の炭水化物部分の性質および割合の変化を含む、ネイティブタンパク質のグリコシル化の定性的な変化を含む。
IL−17A/Fポリペプチドへのグリコシル化部位の付加は、アミノ酸配列を変化させることによって達成されてもよい。この変化は、例えば、ネイティブ配列IL−17A/Fに、1つ以上のセリン残基またはスレオニン残基の付加、またはそれによる置換によって作製されてもよい(O−連結グリコシル化部位について)。IL−17A/Fアミノ酸配列は、所望のアミノ酸に翻訳するコドンが生成されるように、特に、あらかじめ選択した塩基において、IL−17A/FポリペプチドをコードするDNAを変異させることによって、DNAレベルでの変化を通して、任意に変化されてもよい。
IL−17A/Fポリペプチド上の炭水化物部分の数を増加させる別の手段は、ポリペプチドに対するグリコシドの化学的または酵素的なカップリングによる。このような方法は、当該分野において、例えば、1987年9月11日に公開されたWO87/05330、ならびにAplinおよびWriston,CRC Crit.Rev.Biochem.,259−306頁(1981)において記載されている。
IL−17A/Fポリペプチドに存在する炭水化物部分の除去は、化学的または酵素的に、またはグリコシル化のための標的として働くアミノ酸残基をコードするコドンの変異による置換によって、達成されてもよい。化学的脱グリコシル化技術は、当該分野において公知であり、例えば、Hakimuddinら、Arch.Biochem.Biophys.,259:52(1987)およびEdgeら、Anal.Biochem.,118:131(1981)によって記載されている。ポリペプチド上の炭水化物部分の酵素的切断は、Thotakuraら、Meth.Enzymol.,138:350(1987)によって記載されるように、種々のエンド−およびエキソ−グリコオキシダーゼの使用によって達成することができる。
IL−17A/Fの別の型の共有結合性修飾には、米国特許第4,640,835号;同第4,496,689号;同第4,301,144号;同第4,670,417号;同第4,791,192号、または同第4,179,337号に記載された様式で、種々の非タンパク質性ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール、またはポリオキシアルキレンに、IL−17A/Fポリペプチドを連結することが含まれる。
本発明のIL−17A/Fは、別の異種ポリペプチドまたはアミノ酸配列に融合されたIL−17A/Fを含むキメラ分子を形成するための方法においてもまた修飾されてもよい。
1つの実施形態において、このようなキメラ分子は、抗タグ抗体が選択的に結合できるエピトープを提供するタグポリペプチドとのIL−17A/Fの融合物を含む。エピトープタグは、一般的に、IL−17A/Fのアミノ末端またはカルボキシ末端に配置されている。このようなエピトープ−タグ型のIL−17A/Fの存在は、タグポリペプチドに対する抗体を使用して検出できる。また、エピトープタグの提供は、抗タグ抗体またはエピトープタグに結合する別の型のアフィニティマトリクスを使用して、アフィニティ精製によって、IL−17A/Fが容易に精製されることを可能にする。種々のタグポリペプチドおよびそれらのそれぞれの抗体は当該分野において周知である。例には以下が含まれる;ポリ−ヒスチジン(ポリ−his)またはポリ−ヒスチジン−グリシン(ポリ−his−gly)タグ;flu HAタグポリペプチドおよびその抗体12CA5[Fieldら、Mol.Cell.Biol.,8:2159−2165(1988)];c−mycタグならびにそれに対する8F9、3C7、6E10、G4、B7、および9E10抗体[Evanら、Molecular and Cellular Biology,5:3610−3616(1985)];ならびに単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグおよびその抗体[Paborskyら、Protein Engineering,3(6):547−553(1990)]。他のタグポリペプチドには以下が含まれる:Flag−ペプチド[Hoppら、BioTechnology,6:1204−1210(1988)];KT3エピトープペプチド[Martinら、Science,255:192−194(1992)];α−チューブリンエピトープペプチド[Skinnerら、J.Biol.Chem.,266:15163−15166(1991)];およびT7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ[Lutz−Freyermuthら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:6393−6397(1990)]。
代替的な実施形態において、キメラ分子は、免疫グロブリンまたは免疫グロブリンの特定の領域とのIL−17A/Fの融合物を含んでもよい。二価型のキメラ分子(「イムノアドヘシン」とも呼ばれる)については、このような融合物は、IgG分子のFc領域であり得る。Ig融合物は、Ig分子中の少なくとも1つの可変領域の代わりに、可溶型(膜貫通ドメインが欠失されているかまたは不活性化されている)のIL−17A/Fポリペプチドの置換を含む。特に好ましい実施形態において、免疫グロブリン融合物には、IgG1分子の、ヒンジ、CH2およびCH3、またはヒンジ、CH1、CH2、およびCH3領域が含まれる。免疫グロブリン融合物の産生については、1995年6月27日に発行された米国特許第5,428,130号を参照のこと。
なおさらなる実施形態において、本発明のIL−17A/Fポリペプチドは、ロイシンジッパーに融合されたIL−17A/Fポリペプチドを含むキメラ分子を形成する様式で修飾されてもよい。種々のロイシンジッパーポリペプチドが当該分野において記載されてきた。例えば、Landschulzら、Science,240:1759(1988);WO94/10308;Hoppeら、FEBS Letters,344:1991(1994);Maniatisら、Nature,341:24(1989)を参照のこと。IL−17A/Fポリペプチドに融合されたロイシンジッパーの使用は、溶液中で可溶性IL−17A/Fポリペプチドを二量体化または三量体化する際に補助するために所望されると考えられている。当業者は、ロイシンジッパーが、IL−17A/FポリペプチドのN末端またはC末端のいずれかにおいて融合され得ることを認識している。
D.IL−17A/Fの調製
以下の説明は、主として、IL−17A/F核酸を含むベクターで形質転換またはトランスフェクトした細胞を培養することによるIL−17A/Fの産生に関する。当然のこととして、当該分野において周知である代替方法がIL−17A/Fを調製するために利用されてもよいことが意図される。例えば、IL−17A/F配列またはその一部は、固相技術を使用する直接的ペプチド合成によって産生されてもよい[例えば、Stewartら、Solid−Phase Peptide Synthesis,W.H.Freeman Co.,San Francisco,CA(1969);Merrifield,J.Am.Chem.Soc.,85:2149−2154(1963)を参照のこと]。インビトロタンパク質合成は、手動技術または自動化を使用して実施されてもよい。自動化合成は、例えば、製造業者の指示書を使用して、Applied Biosystems Peptide Synthesizer(Foster City,CA)を使用して達成されてもよい。IL−17A/Fの種々の部分は、全長IL−17A/Fを産生するために、別々に化学的に合成し、化学的または酵素的な方法を使用して合わせてもよい。
1.IL−17A/FをコードするDNAの単離
IL−17A/FをコードするDNAは、IL−17A/F mRNAを保有し、検出可能なレベルでこれを発現すると考えられている組織から調製されたcDNAライブラリーから入手されてもよい。従って、ヒトIL−17A/F DNAは、実施例に記載されるように、ヒト組織から調製したcDNAライブラリーから便利に得ることができる。IL−17A/Fをコードする遺伝子はまた、ゲノムライブラリーから、または公知の合成手順(例えば、自動化核酸合成)によって入手されてもよい。
ライブラリーは、目的の遺伝子またはそれによってコードされるタンパク質を同定するために設計されたプローブ(IL−17A/Fに対する抗体または少なくとも約20〜80塩基のオリゴヌクレオチドなど)を用いてスクリーニングすることができる。選択されたプローブを用いてcDNAまたはゲノムのライブラリーをスクリーニングすることは、例えば、Sambrookら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual(New York:Cold Spring Harbor
Laboratory Press,1989)に記載されている標準的な手順を使用して行われてもよい。IL−17A/Fをコードする遺伝子を単離するための代替手段は、PCR方法論[Sambrookら、前出;Dieffenbachら、PCR Primer: A Laboratory Manual(Cold Spring Harbor Laboratory Press,1995)]を使用することである。
以下の実施例はcDNAライブラリーをスクリーニングための技術を説明している。プローブとして選択されるオリゴヌクレオチド配列は、十分に長くかつ十分にあいまいでないものである必要があり、このことが偽陽性を最小化する。オリゴヌクレオチドは、好ましくは、これが、スクリーニングされるライブラリー中のDNAへのハイブリダイゼーションの際に検出できるように、標識される。標識の方法は周知であり、これには、32P−標識ATPのような放射線標識、ビオチン化、または酵素標識の使用が含まれる。中程度のストリンジェンシーおよび高ストリンジェンシーを含むハイブリダイゼーション条件は、Sambrookら、前出において提供される。
このようなライブラリースクリーニング法において同定された配列は、GenBankなどの公的なデータベースまたは他の民間の配列データベースに寄託されかつ利用可能である他の公知の配列と、比較およびアラインすることができる。分子の所定の領域内の、または全長配列にわたる配列同一性(アミノ酸またはヌクレオチドのいずれかのレベルで)は、当該分野において公知であり、本明細書に記載されるような方法を使用して決定することができる。
タンパク質コード配列を有する核酸は、最初に本明細書で開示された推定アミノ酸配列を使用することによって、および、必要な場合、前駆体を検出するためにSambrookら、前出に記載されている従来的なプライマー伸長手順を使用することによって、選択されたcDNAまたはゲノムのライブラリーをスクリーニングすることによって、および、cDNAに逆転写され得なかったmRNAの中間体を処理することによって、入手されてもよい。
2.宿主細胞の選択および形質転換
IL−17A/F産生のために、宿主細胞は、本明細書に記載される発現ベクターまたはクローニングベクターでトランスフェクトまたは形質転換され、そして、プロモータを誘導し、形質転換を選択し、または所望の配列をコードする遺伝子を増幅するために適切である従来的な栄養培地中で培養される。培地、温度、pHなどの培養条件は、過度の実験を伴うことなく、当業者によって選択可能である。一般的には、細胞培養の生産性を最大化するための原理、プロトコール、および実用的な技術は、Mammalian Cell Biotechnology:a Practical Approach,M.Butler編(IRL Press,1991)およびSambrookら、前出において見出すことができる。
真核生物細胞のトランスフェクションおよび原核生物細胞の形質転換の方法、例えば、CaCl、CaPO、リポソーム媒介、およびエレクトロポレーションは、当業者に公知である。使用する宿主細胞に依存して、形質転換は、このような細胞に適切である標準的な技術を使用して実施される。Sambrookら、前出に記載されるような塩化カルシウムを利用するカルシウム処理、またはエレクトロポレーションは、一般的に、原核生物のために使用される。アクロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)による感染は、Shawら、Gene,23:315(1983)および1989年6月29日に公開されたWO89/05859によって記載されるように、特定の植物細胞の形質転換のために使用される。このような細胞壁を有さない哺乳動物細胞については、Grahamおよびvan der Eb,Virology,52:456−457(1978)のリン酸カルシウム沈殿法が利用できる。哺乳動物細胞宿主系トランスフェクションの一般的態様は、米国特許第4,399,216号に記載されている。酵母への形質転換は、典型的には、Van Solingenら、J.Bact.,130:946(1977)およびHsiaoら、Proc.Natl.Acad.Sci.(USA),76:3829(1979)の方法に従って行われる。しかし、核マイクロインジェクション、エレクトロポレーション、インタクト細胞との細菌プロトプラスト融合、またはポリカチオン、例えば、ポリブレン、ポリオルニチンによるなどの、細胞にDNAを導入するための他の方法も使用されてよい。哺乳動物細胞を形質転換するための種々の技術については、Keownら、Methods in Enzymology,185:527−537(1990)およびMansourら、Nature,336:348−352(1988)を参照のこと。
本明細書のベクター中でDNAをクローニングまたは発現するための適切な宿主細胞には、原核生物、酵母、または高等真核生物の細胞が含まれる。適切な原核生物には、グラム陰性生物またはグラム陽性生物などの真正細菌、例えば、大腸菌などの腸内細菌科(Enterobacteriaceae)が含まれるがこれに限定されない。種々の大腸菌株、例えば、大腸菌K12株MM294(ATCC31,446);大腸菌X1776(ATCC31,537);大腸菌株W3110(ATCC27,325)およびK5772(ATCC53,635)が公的に利用可能である。他の適切な原核生物宿主細胞には、エシェリキア属(Escherichia)、例えば、大腸菌、エンテロバクター属(Enterobacter)、エルウイニア属(Erwinia)、クレブシエラ属(Klebsiella)、変形菌属(Proteus)、サルモネラ属(Salmonella)、例えば、サルモネラ・チフィリウム(Salmonella typhimurium)、セラチア属(Serratia)、例えば、セラチア・マルセセンス(Serratia marcescans)、および赤痢菌属(Shigella)、ならびにバシラス・サブティリス(B.subtilis)およびバシラス・リケニホルミス(B.licheniformis)(例えば、1989年4月に公開されたDD266,710に開示されているバシラス・リケニホルミス41P)などのバシラス属(Bacilli)、シュードモナス・エルギノーサ(P.aeruginosa)などのシュードモナス属(Pseudomonas)、ならびにストレプトミセス属(Streptomyces)などの腸内細菌科が含まれる。これらの例は限定ではなく例示である。W3110株は、組換えIL−17A/Fダクト発酵のための一般的な宿主株であるので、1つの特に好ましい宿主または親の宿主である。好ましくは、宿主細胞は、最小量のタンパク質分解酵素を分泌する。例えば、W3110株は、宿主に対して内因性であるタンパク質をコードする遺伝子における遺伝子変異に影響を与えるように修飾されてもよく、このような宿主の例には以下が含まれる:大腸菌W3110株1A2、これは、完全な遺伝子型tonAを有する;大腸菌W3110株9E4、これは、完全な遺伝子型tonA ptr3を有する;大腸菌W3110株27C7(ATCC55,244)、これは、完全な遺伝子型tonA ptr3 phoA E15(argF−lac)169 degP ompT kanを有する;大腸菌W3110株37D6、これは、完全な遺伝子型tonA ptr3 phoA E15(argF−lac)169 degP ompT
rbs7 ilvG kanを有する;大腸菌W3110株40B4、これは、非カナマイシン耐性degP欠損変異を有する株37D6である;および1990年8月7日に発行された米国特許第4,946,783号において開示された、変異型ペリプラズムプロテアーゼを有する大腸菌株。または、クローニングのインビトロ方法、例えば、PCRまたは他の核酸ポリメラーゼ反応が適切である。
原核生物に加えて、糸状菌または酵母などの真核微生物が、IL−17A/Fをコードするベクターの適切なクローニング宿主または発現宿主である。サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)は、一般的に使用される下等真核生物宿主微生物である。その他としては以下が含まれる:シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)[BeachおよびNurse,Nature,290:140(1981);1985年5月2日に公開されたEP139,383];クリベロミセス(Kluyveromyces)宿主(米国特許第4,943,529号;Fleerら、Bio/Technology,9:968−975[1991])例えば、クリベロミセス・ラクチス(K.lactis)(MW98−8C,CBS683,CBS4574;Louvencourtら、J.Bacteriol.,154(2):737−742[1983])、クリベロミセス・フラギリス(K.fragilis)(ATCC12,424)、クリベロミセス・ブルガリクス(K.bulgaricus)(ATCC16,045)、クリベロミセス・ウィケラミイ(K.wickeramii)(ATCC24,178)、クリベロミセス・ワルチイ(K.waltii)(ATCC 56,500)、クリベロミセス・ドロソフィラルム(K.drosophilarum)(ATCC36,906;Van den Bergら、Bio/Technology,8:135[1990])、クリベロミセス・サーモトレランス(K.thermotolerans)、およびクリベロミセス・マルキシアナス(K.marxianus)など;ヤロウイア属(yarrowia)(EP402,226);ピキア・パストリス(Pichia pastoris)(EP183,070;Sreekrishnaら、J.Basic Microbiol.,28:265−278[1988]);カンジダ菌;トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesia)(EP244,234);アカパンカビ(Neurospora crassa)(Caseら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,76:5259−5263[1979]);シュワニオミセス・オクシデンタリス(Schwanniomyces occidentalis)などのシュワニオミセス(Schwanniomyces)(1990年10月31日に公開されたEP394,538);および糸状菌、例えば、ニューロスポラ属(Neurospora)、ペニシリウム属(Penicillium)、トリポクラディウム属(Tolypocladium)など(1991年1月10日に公開されたWO91/00357)、およびアスペルギルス属(Aspergillus)宿主、アスペルギルス・ニデュランス(A.nidulans)(Ballanceら、Biochem.Biophys.Res.Commun.,112:284−289[1983];Tilburnら、Gene,26:205−221[1983];Yeltonら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:1470−1474[1984])およびアスペルギルス・ニゲル(A.niger)(KellyおよびHynes,EMBO J.,4:475−479[1985])など。メチロトローフ酵母は本明細書において適切であり、これには、Hansenula、Candida、Kloeckera、Pichia、Saccharomyces、Torulopsis、およびRhodotorulaからなる属から選択されるメタノール上で増殖が可能な酵母が含まれるがこれらに限定されない。このクラスの酵母の例である特定の種のリストは、C.Anthony,The Biochemistry of Methylotrophs,269(1982)において見出され得る。
グリコシル化IL−17A/Fの発現のために適切な宿主細胞は、多細胞生物から導き出される。無脊椎動物細胞の例には、Drosophila S2およびSpodoptera Sf9またはSpodoptera High 5細胞などの昆虫細胞、ならびに植物細胞が含まれる。有用な哺乳動物宿主細胞株の例には、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞およびCOS細胞が含まれる。より特定の例には、SV40によって改質転換されたサル腎臓CV1系統(COS−7、ATCC CRL 1651);ヒト胎児腎臓細胞腎臓系統(懸濁培養中の増殖のためにサブクローニングされた293または293細胞、Grahamら、J.Gen Virol.,36:59(1977));チャイニーズハムスター卵巣細胞/−DHFR(CHO,UrlaubおよびChasin,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:4216[1980]);マウスセルトリ細胞(TM4,Mather,Biol.Reprod.,23:243−251[1980]);ヒト肺細胞(W138,ATCC CCL 75);ヒト肝細胞(Hep G2,HB 8065);およびマウス乳腺腫瘍(MMT060562,ATCC CCL51)。適切な宿主細胞の選択は当業者の範囲内にあると見なされる。
3.複製可能なベクターの選択および使用
IL−17A/Fをコードする核酸(例えば、cDNAおよびゲノムDNA)は、クローニング(DNAの増幅)のため、または発現のために複製ベクターに挿入されてもよい。種々のベクターが公的に利用可能である。ベクターは、例えば、プラスミド、コスミド、ウイルス粒子、またはファージの型であってもよい。適切な核酸配列は、種々の手順によってベクターに挿入されてもよい。一般的には、DNAは、当該分野において公知の技術を使用して、適切な制限エンドヌクレアーゼ部位に挿入される。ベクターの構成要素には、一般的には、シグナル配列、複製起点、1つ以上のマーカー遺伝子、エンハンサエレメント、プロモータ、および転写終止配列が含まれるがこれらに限定されない。これらの構成要素の1つ以上を含む適切なベクターの構築は、当業者に公知である標準的なライゲーション技術を利用する。
IL−17A/Fは、直接的のみならず、異種ポリペプチドとの融合ポリペプチドとしてもまた産生されてもよく、この異種ポリペプチドは、成熟タンパク質またはポリペプチドのN末端における特異的切断部位を有するシグナル配列または他のポリペプチドであり得る。一般的に、シグナル配列は、ベクターの構成要素であってもよく、またはこれは、ベクターに挿入されるIL−17A/FをコードするDNAの一部であり得る。シグナル配列は、例えば、アルカリホスファターゼ、ペニシリナーゼ、lpp、または熱安定性エンテロトキシンIIリーダーの群から選択される原核生物シグナル配列であり得る。酵母分泌のために、シグナル配列は、例えば、酵母インベルターゼリーダー、α因子リーダー(サッカロミセスおよびクリベロミセスα因子リーダーを含み、後者は米国特許第5,010,182号に記載されている)、または酸性ホスファターゼリーダー、カンジダ・アルビカンス(C.albicans)グルコアミラーゼリーダー(1990年4月4日に公開されたEP362,179)、または1990年11月15日に公開されたWO90/13646に記載されているシグナル。哺乳動物細胞発現において、哺乳動物シグナル配列は、タンパク質の分泌を指向するために使用されてもよく、これは例えば、同じかまたは関連する種の分泌ポリペプチドからのシグナル配列、ならびにウイルス分泌リーダーである。
発現ベクターおよびクローニングベクターの両方は、1つ以上の選択された宿主細胞においてベクターを複製可能にする核酸配列を含む。このような配列は、細菌、酵母、およびウイルスについて周知である。プラスミドpBR322からの複製起点は多くのグラム陰性細菌に適切であり、2μプラスミド起点は酵母に適切であり、そして種々のウイルス起点(SV40、ポリオーマ、アデノウイルス、VSV、またはBPV)は哺乳動物細胞におけるクローニングベクターに有用である。
発現ベクターおよびクローニングベクターは、典型的には、選択マーカーとも呼ばれる選択遺伝子を含む。典型的には、選択遺伝子は、(a)抗生物質または他の毒素、例えば、アンピシリン、ネオマイシン、メトトレキサート、またはテトラサイクリンに対する耐性を付与する、(b)栄養要求性欠損を相補する、または(c)複合培地からの利用可能でない決定的な栄養素を供給する、タンパク質をコードし、例えば、バシラスのためにD−アラニンラセマーゼをコードする遺伝子である。
哺乳動物細胞のための適切な選択マーカーの例は、IL−17A/Fコード核酸を取り上げるため能力がある細胞の同定を可能にするものであって、例えば、DHFRまたはチミジンキナーゼである。適切な宿主細胞は、野生型DHFRが利用される場合には、Urlaubら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:4216(1980)に記載されるように調製および増殖された、DHFR活性が欠損しているCHO細胞株である。酵母における使用のための適切な選択遺伝子は、酵母プラスミドYRp7に存在するtrp1遺伝子である[Stinchcombら、Nature,282:39(1979);Kingsmanら、Gene,7:141(1979);Tschemperら、Gene,10:157(1980)]。trp1遺伝子は、トリプトファン中で増殖する能力を欠く酵母の変異株、例えば、ATCC番号44076またはPEP4−1[Jones,Genetics,85:12(1977)]のための選択マーカーを供給する。
発現ベクターおよびクローニングベクターは、通常、mRNA合成を指向するために、IL−17A/Fコード核酸配列に作動可能に連結されたプロモータを含む。種々の潜在的な宿主細胞によって認識されるプロモータが周知である。原核生物宿主を用いる使用に適切なプロモータには、β−ラクタマーゼおよびラクトースプロモータ系[Changら、Nature,275:615(1978);Goeddel、Nature,281:544(1979)]、アルカリホスファターゼ、トリプトファン(trp)プロモータ系[Goeddel,Nucleic Acids Res.,8:4057(1980);EP36,776]、およびtacプロモータなどのハイブリッドプロモータ[deBoerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,80:21−25(1983)]が含まれる。細菌系における使用のためのプロモータはまた、IL−17A/FをコードするDNAに作動可能に連結されたシャイン−ダルガルノ(Shine−Dalgarno)(S.D.)配列を含む。
酵母宿主を用いる使用に適切なプロモータ配列の例には、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ[Hitzemanら、J.Biol.Chem.,255:2073(1980)]または他の解糖系酵素[Hessら、J.Adv.Enzyme Reg.,7:149(1968);Holland,Biochemistry,17:4900(1978)]、例えば、エノラーゼ、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−ホスホグリセリン酸ムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、およびグルコキナーゼのプロモータが含まれる。
増殖条件によって制御される転写のさらなる利点を有する誘導性プロモータである他の酵母プロモータは、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イソチトクロムC、酸性ホスファターゼ、窒素代謝と関連する分解酵素、メタロチオネイン、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ならびにマルトースおよびガラクトース利用の原因である酵素のプロモータ領域である。酵母発現における使用に適切なベクターおよびプロモータは、EP73,657においてさらに記載されている。
哺乳動物宿主細胞におけるベクターからのIL−17A/F転写は、例えば、ポリオーマウイルス、鶏痘ウイルス(1989年7月5日に公開されたUK2,211,504)、アデノウイルス(アデノウイルス2など)、ウシパピローマウイルス、トリ肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、B型肝炎ウイルスおよびシミアンウイルス40(SV40)、などのウイルスのゲノムから得られたプロモータによって、異種哺乳動物プロモータ、例えば、アクチンプロモータまたは免疫グロブリンプロモータから、および熱ショックプロモータから、このようなプロモータが宿主細胞系と適合性であるという条件で制御される。
より高等な真核生物によるIL−17A/FをコードするDNAの転写は、ベクターにエンハンサ配列を挿入することによって増加されてもよい。エンハンサは、その転写を増加させるためにプロモータに対して作用する、通常は約10〜300bpのDNAのシス作用性エレメントである。現在、多くのエンハンサ配列が哺乳動物遺伝子(グロビン、エラスターゼ、アルブミン、α−フェトタンパク質、およびインスリン)から公知である。しかし、典型的には、真核生物細胞ウイルスからのエンハンサを使用する。例には、複製起点の後期側のSV40エンハンサ(bp100−270)、サイトメガロウイルス初期プロモータエンハンサ、複製起点の後期側のポリオーマエンハンサ、およびアデノウイルスエンハンサが含まれる。エンハンサは、IL−17A/Fコード配列に対して5’または3’の位置でベクターにスプライシングされてもよいが、好ましくは、プロモータから5’の部位に位置している。
真核生物宿主細胞(酵母、真菌、昆虫、植物、動物、ヒト、または他の多細胞生物からの有核細胞)において使用される発現ベクターは、転写の終結およびmRNAの安定化に必要である配列もまた含む。このような配列は、真核生物またはウイルスのDNAまたはcDNAの5’および時折3’の非翻訳領域から一般的に利用可能である。これらの領域は、IL−17A/FをコードするmRNAの非翻訳部分においてポリアデニル化フラグメントとして転写されるヌクレオチドセグメントを含む。
組換え脊椎動物細胞培養におけるIL−17A/Fの合成への適合に適切であるさらに他の方法、ベクター、および宿主細胞は、Gethingら、Nature,293:620−625(1981);Manteiら、Nature,281:40−46(1979);EP117,060;およびEP117,058に記載されている。
4.遺伝子増幅/発現の検出
遺伝子増幅および/または発現の検出は、例えば、従来的なサザンブロッティング、mRNAの転写を定量するためのノーザンブロッティング(Thomas,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:5201−5205[1980])、ドットブロッティング(DNA分析)、またはインサイチュハイブリダイゼーションによって、本明細書に提供される配列に基づく適切な標識プローブを使用して、サンプル中で直接的に測定されてもよい。または、DNA二重鎖、RNA二重鎖、およびDNA−RNAハイブリッド二重鎖、またはDNA−タンパク質二重鎖を含む特定の二重鎖を認識し得る抗体が利用されてもよい。これらの抗体は、次には、標識されてもよく、二重鎖が表面に結合されるアッセイが実行されてもよく、その結果、表面上の二重鎖の形成に際して、二重鎖に結合した抗体の存在が検出できる。
または、遺伝子発現は、遺伝子産物の発現を直接的に定量するために、細胞または組織切片の免疫組織化学的染色および細胞培養または体液のアッセイなどの免疫学的方法によって測定されてもよい。免疫組織化学的染色および/またはサンプル体液のアッセイに有用な抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルのいずれかであってもよく、任意の哺乳動物で調製されてもよい。好都合には、抗体は、ネイティブ配列IL−17A/Fポリペプチドに対して、または本明細書に提供されるDNA配列に基づく合成ペプチドに対して、またはIL−17A/F DNAに融合され、特定の抗体エピトープをコードしている外因性配列に対して調製されてもよい。
5.ポリペプチドの精製
IL−17A/Fの型は、培養培地から、または宿主細胞溶解物から回収されてもよい。膜結合している場合、これは、適切な界面活性剤溶液(例えば、Triton−X100)を使用して、または酵素的切断によって、膜から遊離させることができる。IL−17A/Fの発現において利用される細胞は、種々の物理的または化学的な手段、例えば、凍結−融解サイクリング、超音波処理、機械的破壊、または細胞溶解剤などによって破壊することができる。
組換え細胞タンパク質またはポリペプチドから、IL−17A/Fを精製することが所望され得る。以下の手順は適切な精製手順の例示である:イオン交換カラム;エタノール沈殿;逆相HPLC;シリカまたはDEAEなどの陽イオン交換樹脂上でのクロマトグラフィ;等電点電気泳動;SDS−PAGE;硫酸アンモニウム沈殿;例えば、Sephadex G−75を使用するゲル濾過;IgGなどの夾雑物を除去するためのプロテインAセファロースカラム;およびエピトープタグ化型のIL−17A/Fを結合するための金属キレートカラムによる分画。タンパク質精製の種々の方法が利用されてもよく、このような方法は当該分野において公知であり、例えば、Deutscher,Methods in Enzymology,182(1990);Scopes,Protein
Purification:Principles and Practice,Springer−Verlag,New York(1982)に記載されている。選択される精製工程は、例えば、使用される精製プロセスの性質および産生される特定のIL−17A/Fに依る。
E.IL−17A/Fの用途
IL−17A/Fをコードするヌクレオチド配列(またはそれらの相補物)は、分子生物学の当該分野において種々の応用を有し、これには、ハイブリダイゼーションプローブとしての用途、染色体および遺伝子のマッピングにおける用途、ならびにアンチセンスRNAおよびDNAの生成としての用途が含まれる。IL−17A/F核酸はまた、本明細書に記載される組換え技術によるIL−17A/Fポリペプチドの調製に有用である。
全長ネイティブ配列IL−17A/F遺伝子またはその部分は、本明細書に開示されるネイティブIL−17A/F配列と所望の配列同一性を有する、全長IL−17A/F cDNAを単離するため、または、なお他のcDNA(例えば、IL−17A/Fの天然に存在する変異体または他の種からのIL−17A/Fをコードするもの)を単離するためのハイブリダイゼーションプローブとして使用されてもよい。選択的に、プローブの長さは約20〜約50塩基である。ハイブリダイゼーションプローブは、全長ネイティブヌクレオチド配列の少なくとも部分的に新規な領域から誘導されてもよく、ここで、これらの領域は、過度の実験なしで決定されてもよく、またはネイティブ配列IL−17A/Fのプロモータ、エンハンサエレメント、およびイントロンを含むゲノム配列からであってもよい。例として、スクリーニング方法は、約40塩基の選択したプローブを合成するために、公知のDNA配列を使用して、IL−17A/F遺伝子のコード領域を単離する工程を包含する。ハイブリダイゼーションプローブは、32Pもしくは35Sなどの放射性核種、またはアビジン/ビオチン共役系を経由してプローブに結合されるアルカリホスファターゼなどの酵素標識を含む種々の標識によって標識されてもよい。本発明のIL−17A/F遺伝子の配列と相補的な配列を有する標識されたプローブは、ヒトのcDNA、ゲノムDNA、またはmRNAのライブラリーをスクリーニングするために使用することができ、このようなライブラリーのどのメンバーにプローブが結合するかを決定する。ハイブリダイゼーション技術は、以下の実施例においてさらに詳細に記載される。
本願に開示されるEST配列は、本明細書に記載される方法を使用して、同様にプローブとして利用されてもよい。
IL−17A/F核酸の他の有用なフラグメントには、標的IL−17A/F mRNA配列に結合可能である配列(センス)またはIL−17A/F DNA配列(アンチセンス)に結合可能である配列である一本鎖核酸配列(RNAまたはDNAのいずれか)を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドが含まれる。本発明に従うアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドには、IL−17A/F DNAのコード領域のフラグメントが含まれる。このようなフラグメントには、一般的には、少なくとも約14ヌクレオチド、好ましくは、約14〜30ヌクレオチドが含まれる。所定のタンパク質をコードしているcDNA配列に基づいて、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドを誘導する能力は、例えば、SteinおよびCohen(Cancer Res.48:2659,[1988])ならびにvan der Krolら(BioTechniques,6:958,[1988])に記載されている。
標的核酸配列へのアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドの結合は、二重鎖の分解の増強、転写もしくは翻訳の未成熟な終結を含むいくつかの手段によって、または他の手段によって、標的配列の転写または翻訳を遮断する二重鎖の形成を生じる。このように、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、IL−17A/Fタンパク質の発現を遮断するために使用されてもよい。アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドは、修飾された糖−ホスホジエステル骨格(またはWO91/06629に記載されるもののような他の糖連結)を有するオリゴヌクレオチドをさらに含み、ここで、このような糖連結は内因性ヌクレアーゼに耐性がある。このような耐性がある糖連結を有するオリゴヌクレオチドは、インビボで安定であるが(すなわち、酵素的分解に対して抵抗性を有し得る)、標的ヌクレオチド配列に結合可能である配列特異性を保持している。
アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドの他の例には、WO90/10048に記載されているものなどの有機部分に共有結合されているオリゴヌクレオチド、およびポリ−(L−リジン)などの、標的核酸配列に対するオリゴヌクレオチドの親和性を増加する他の部分が含まれる。なお、さらに、エリプチシンなどの挿入剤、およびアルキル化剤または金属錯体が、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドに結合されて、標的ヌクレオチド配列のアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドの結合特異性を修飾することができる。
アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドは、例えば、CaPO媒介DNAトランスフェクション、エレクトロポレーションを含む任意の遺伝子移入方法によって、またはエプスタイン−バー(Epstein−Barr)ウイルスなどの遺伝子移入ベクターを使用することによって、標的核酸を含む細胞に導入されてもよい。好ましい手順において、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはセンスオリゴヌクレオチドは、適切なレトロウイルスベクターに挿入される。標的核酸配列を含む細胞は、インビボまたはエキソビボのいずれかで、組換えレトロウイルスベクターを接触される。適切なレトロウイルスベクターには、マウスレトロウイルスM−MuLV、N2(M−MuLVから誘導されたレトロウイルス)、またはDCT5A、DCT5B、およびDCT5Cと称する二重コピーベクター(WO90/13641を参照のこと)が含まれるがこれらに限定されない。
センスオリゴヌクレオチドまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドはまた、WO91/04753に記載されるように、リガンド結合分子との結合体の形成によって、標的ヌクレオチド配列を含む細胞に導入されてもよい。適切なリガンド結合分子には、細胞表面受容体、増殖因子、他のサイトカイン、または細胞表面受容体に結合する他のリガンドが含まれるがこれらに限定されない。好ましくは、リガンド結合分子の結合体化は、その対応する分子もしくは受容体に結合し、またはセンスオリゴヌクレオチドもしくはアンチセンスオリゴヌクレオチドもしくはその結合体化バージョンの細胞への侵入を遮断する、リガンド結合分子の能力と実質的に干渉しない。
または、センスオリゴヌクレオチドまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、WO90/10448に記載されるように、オリゴヌクレオチド−脂質複合体の形成によって、標的核酸配列を含む細胞に導入されてもよい。センスオリゴヌクレオチドまたはアンチセンスオリゴヌクレオチド−脂質複合体は、好ましくは、内因性リパーゼによって細胞内で解離される。
アンチセンスまたはセンスRNAまたはDNA分子は、一般的には、少なくとも約5塩基長、約10塩基長、約15塩基長、約20塩基長、約25塩基長、約30塩基長、約35塩基長、約40塩基長、約45塩基長、約50塩基長、約55塩基長、約60塩基長、約65塩基長、約70塩基長、約75塩基長、少なくとも約80塩基長、少なくとも約85塩基長、少なくとも約90塩基長、少なくとも約95塩基長、少なくとも約100塩基長、またはそれ以上である。
プローブは、PCR技術に利用して、密接に関連するIL−17A/Fコード配列の同定のための配列のプールを生成することもできる。
IL−17A/Fをコードするヌクレオチド配列はまた、IL−17A/Fをコードする遺伝子をマッピングするため、および遺伝的障害を有する個人の遺伝子分析のために、ハイブリダイゼーションプローブを構築するために使用することができる。本明細書に提供されるヌクレオチド配列は、インサイチュハイブリダイゼーション、公知の染色体マーカーに対する連鎖解析、およびライブラリーを用いるハイブリダイゼーションなどの公知の技術を使用して、染色体および染色体の特定の領域にマッピングされてもよい。
IL−17A/Fのコード配列が別のタンパク質に結合するタンパク質をコードする場合(例えば、そのタンパク質が受容体である場合)、そのタンパク質は、結合相互作用に関与する他のタンパク質または分子を同定するためのアッセイにおいて使用することができる。このような方法によって、受容体/リガンド結合相互作用の阻害剤を同定することができる。このような結合相互作用に関与するタンパク質はまた、結合相互作用のペプチドまたは小分子の阻害剤またはアゴニストについてスクリーニングするために使用することができる。また、受容体タンパク質は、相関するリガンドを単離するために使用することができる。スクリーニングアッセイは、ネイティブなIL−17A/FまたはIL−17A/Fの受容体の生物学的活性を模倣するリード化合物を見出すために設計することができる。このようなスクリーニングアッセイには、化学ライブラリーの高スループットスクリーニングが受け入れ可能であるアッセイが含まれ、これらを、小分子薬物候補を同定するために特に適切にする。意図される小分子には、合成の有機または無機化合物が含まれる。これらのアッセイは、当該分野において十分に特徴付けられる、タンパク質−タンパク質結合アッセイ、生化学的スクリーニングアッセイ、イムノアッセイ、および細胞ベースのアッセイを含めた、種々の形式で実施することができる。
IL−17A/Fまたはその修飾型をコードする核酸は、トランスジェニック動物または「ノックアウト」動物を生成するために使用することもでき、これは、次には、治療的に有用な試薬の開発およびスクリーニングにおいて有用である。トランスジェニック動物(例えば、マウスまたはラット)は、導入遺伝子を含む細胞を有する動物であり、この導入遺伝子は、出生前、例えば、胚形成期の動物または先祖に導入された。導入遺伝子は、トランスジェニック動物がそこから発生した細胞のゲノムに組込まれたDNAである。1つの実施形態において、IL−17A/FをコードするcDNAは、IL−17A/FをコードするDNAを発現する細胞を含むトランスジェニック動物を生成するために使用される確立された技術およびゲノム配列に従って、IL−17A/FをコードするゲノムDNAをクローニングするために使用することができる。トランスジェニック動物、特に、マウスまたはラットなどの動物を生成するための方法は、当該分野において慣用的になっており、例えば、米国特許第4,736,866号および同第4,870,009号において記載されている。典型的には、特定の細胞は、組織特異的エンハンサを伴うIL−17A/F導入遺伝子の組込みのために標的化される。胚形成期における動物の生殖系列に導入されるIL−17A/Fをコードする導入遺伝子のコピーを含むトランスジェニック動物は、IL−17A/FをコードするDNAの発現の増加の効果を試験するために使用することができる。このような動物は、例えば、その過剰発現と関連する病理学的状態からの保護を付与すると考えられている試薬についての試験動物として使用することができる。本発明のこの面に従って、動物は試薬で処理され、そして未処理動物と比較した、病理学的状態の発生の減少は、病理学的状態のための潜在的な治療的介入を示す。
または、IL−17A/Fの非ヒトホモログは、IL−17A/Fをコードする内因性遺伝子と、動物の胚性幹細胞に導入されたIL−17A/Fをコードする変化したゲノムDNAとの間の相同組換えの結果として、IL−17A/Fをコードする欠損性または変化した遺伝子を有する、IL−17A/F「ノックアウト」動物を構築するために使用することができる。例えば、IL−17A/FをコードするcDNAは、確立された技術に従って、IL−17A/FをコードするゲノムDNAをクローニングするために使用することができる。IL−17A/FをコードするゲノムDNAの部分は、欠失させるか、または組込みをモニタリングするために使用することができる選択マーカーをコードする遺伝子などの別の遺伝子で置き換えることができる。典型的には、数キロベースの変化していない隣接DNA(5’末端および3’末端の両方)がベクターに含まれる[相同組換えベクターの説明については、例えば、ThomasおよびCapecchi,Cell,51:503(1987)を参照のこと]。このベクターは、胚性幹細胞株に導入され(例えば、エレクトロポレーションによって)、導入されたDNAが内因性DNAと相同組換えされた細胞が選択される[例えば、Liら、Cell,69:915(1992)を参照のこと]。次いで、選択された細胞は、動物(例えば、マウスまたはラット)の胚盤胞に注入され、凝集キメラを形成する[例えば、Bradley,Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells:A Practical Approach,E.J.Robertson編(IRL,Oxford,1987)所収,113−152頁を参照のこと]。次いで、キメラ胚は、適切な偽妊娠雌性里親動物に移植でき、胚は、出産にまで至らせ、「ノックアウト」動物を作製する。それらの胚細胞に相同組換えDNAを有する子孫は、標準的な技術によって同定でき、動物を繁殖させるために使用でき、ここで、動物のすべての細胞は相同組換えされたDNAを含む。ノックアウト動物は、例えば、特定の病理学的状態に対して防御するそれらの能力について、およびIL−17A/Fポリペプチドの不在に起因する病理学的状態のそれらの発症について、特徴付けすることができる。
IL−17A/Fポリペプチドをコードする核酸は、遺伝子治療においてもまた使用されてもよい。遺伝子治療の応用において、遺伝子は、例えば、欠損遺伝子の置き換えのための、治療的に有効な遺伝子産物のインビボ合成を達成するために、細胞に導入される。「遺伝子治療」には、継続する効果が単回治療によって達成される従来的な遺伝子治療、および、治療的に有効なDNAまたはmRNAの1回または反復投与を含む遺伝子治療剤の投与の両方が含まれる。アンチセンスRNAおよびDNAは、インビボでの特定の遺伝子の発現を遮断するための治療剤として使用できる。短いアンチセンスオリゴヌクレオチドが、細胞膜による制限された取り込みによって引き起こされるそれらの低い細胞内濃度にも関わらず、それらが阻害剤として作用する細胞に移入され得ることはすでに示されている(Zamecnikら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,83:4143−4146[1986])。オリゴヌクレオチドは、例えば、それらの負に荷電したホスホジエステル基を、電荷を有さない基によって置換することによって、それらの取り込みを増強するように修飾され得る。
核酸を生存可能な細胞に導入するための利用可能な種々の技術が存在する。これらの技術は、核酸が、インビボで培養細胞に、またはインビトロで意図した宿主の細胞に移入される。インビトロでの哺乳動物細胞への核酸の移入のために適切な技術には、リポソーム、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、細胞融合、DEAE−デキストラン、リン酸カルシウム沈殿法などの使用が含まれる。現在好ましいインビボ遺伝子移入技術には、ウイルス(典型的には、レトロウイルス)ベクターを用いるトランスフェクションおよびウイルスコードタンパク質−リポソーム媒介トランスフェクションが含まれる(Dzauら、Trends in Biotechnology,11:205−210[1993])。ある状況においては、標的細胞を標的とする薬剤、例えば、細胞表面膜タンパク質または標的細胞に特異的な抗体、標的細胞上の受容体のリガンドなどとともに、核酸供給源を提供することが所望される。リポソームが利用される場合、エンドサイトーシスと関連する細胞表面膜タンパク質に結合するタンパク質が、標的化のため、および/または取り込みを容易にするために使用されてもよく、これは、例えば、特定の細胞型のために向性であるキャプシドタンパク質またはそのフラグメント、周期で内部化を受けるタンパク質の抗体、細胞内局在化を標的としかつ細胞内半減期を増強するタンパク質である。受容体媒介エンドサイトーシスの技術は、例えば、Wuら、J.Biol.Chem.,262:4429−4432(1987);およびWagnerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:3410−3414(1990)によって記載されている。遺伝子作製および遺伝子治療のプロトコールの概説としては、Andersonら、Science,256:808−813(1992)を参照のこと。
本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドはまた、タンパク質電気泳動の目的のために分子量マーカーとして利用されてもよく、単離された核酸配列は、これらのマーカーを組換え的に発現するために使用されてもよい。
本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドまたはそのフラグメントをコードする核酸分子は、染色体の同定に有用である。この点に関して、現在利用可能である実際の配列データに基づいて、染色体マーキング試薬が比較的少数であるので、新規な染色体マーカーを同定する、継続的な必要性が存在している。本発明の各IL−17A/F核酸分子は、染色体マーカーとして使用できる。
本発明のIL−17A/Fポリペプチドおよび核酸分子はまた、組織適合検査のために診断的に使用されてもよく、ここで、本発明のIL−17A/Fポリペプチドは、別の組織と比較して、1つの組織で、好ましくは、同じ組織型の正常組織と比較して、罹患組織で、示差的に発現されてもよい。IL−17A/F核酸分子は、PCR、ノーザン分析、サザン分析、およびウェスタン分析のための用途を見出す。
本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドはまた、治療剤として利用されてもよい。本発明のIL−17A/Fポリペプチドは、薬学的に有用な組成物を調製するための公知の方法に従って製剤化することができ、それによって、そのIL−17A/F産物は、薬学的に許容可能な担体ビヒクルと混合して合わされる。治療製剤は、凍結乾燥製剤または水溶液の形態で、任意の生理学的に許容可能な担体、賦形剤、または安定剤と、所望の純度を有する活性成分とを混合することによって保存用に調製される(Remington’s Pharmaceutical Sciences 第16版,Osol,A.編(1980))。許容可能な担体、賦形剤、または安定剤は、利用される投薬量および濃度でレシピエントに対して非毒性であり、これには以下が含まれる:リン酸、クエン酸、および他の有機酸などの緩衝剤;アスコルビン酸を含む酸化防止剤;低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、もしくは免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン、もしくはリジンなどのアミノ酸;グルコース、マンノース、もしくはデキストリンを含む単糖類、二糖類、および他の炭水化物;EDTAなどのキレート剤;マンニトールもしくはソルビトールなどの糖アルコール;ナトリウムなどの塩形成対イオン;ならびに/またはTWEEN(商標)、PLURONICS(商標)、もしくはPEGなどの非イオン性界面活性剤。
インビボ投与のために使用される製剤は滅菌されている必要がある。これは、凍結乾燥および再構築の前またはその後に、滅菌濾過膜を通す濾過によって容易に達成される。
治療組成物は、滅菌アクセスポートを有する容器、例えば、皮下注射針によって貫通可能なストッパを有する静脈注射用溶液バッグまたはバイアル中に配置される。
投与の経路は公知の方法に従い、例えば、静脈内、腹腔内、脳内、筋肉内、眼球内、動脈内、または病巣内の経路による注射もしくは注入、局所的投与、または持続放出系である。
本発明の薬学的組成物の投薬量および所望の薬物濃度は、想定される特定の用途に依存して変化し得る。投与の適切な投薬量または経路の決定は、十分に通常の医師の範囲内である。動物実験は、ヒト治療のための有効用量の決定のための信頼できる指針を提供する。有効用量の種間でのスケール変更は、Mordenti,J.およびChappell,W.「The use of interspecies scaling in toxicokinetics」Toxicokinetics and New Drug Development所収,Yacobiら編,Pergamon Press,New York 1989,42−96頁によって規定された原理に従って実施することができる。
IL−17A/Fポリペプチドまたはそのアゴニストまたはアンタゴニストのインビボ投与が利用される場合、通常の投薬量は、投与の経路に依存して、1日あたり哺乳動物体重の約10ng/kgから100mg/kg、好ましくは約1μg/kg/日から10mg/kg/日まで変化してもよい。特定の投薬量および送達の方法に関する指針は文献に提供されており;例えば、米国特許第4,657,760号;同第5,206,344号;または同第5,225,212号を参照のこと。異なる処方が、異なる治療化合物および異なる疾患に有効であることが予想され、例えば、1つの器官または組織を標的とする投与は、別の器官または組織へのものとは異なる様式の送達を必要とし得る。
IL−17A/Fポリペプチドの持続放出投与が、IL−17A/Fポリペプチドの投与を必要とする任意の疾病または疾患の治療に適切である放出の特徴を有する製剤中で所望される場合、IL−17A/Fポリペプチドのマイクロカプセル化が意図される。持続放出のための組換えタンパク質のマイクロカプセル化は、ヒト成長ホルモン(rhGH)、インターフェロン−(rhIFN−)、インターロイキン−2、およびMN rgp120を用いて首尾よく実施されてきた。Johnsonら、Nat.Med.,2:795−799(1996);Yasuda,Biomed.Ther.,27:1221−1223(1993);Horaら、Bio/Technology,8:755−758(1990);Cleland,「Design and Production of Single Immunization Vaccines Using Polylactide Polyglycolide Microsphere Systems」Vaccine Design:The Subunit and Adjuvant Approach所収,PowellおよびNewman編(Plenum Press:New York,1995),439−462頁;WO97/03692、WO96/40072、WO96/07399;および米国特許5,654,010号。
これらのタンパク質の持続放出製剤は、その生体適合性および広範な生分解性特性に起因して、ポリ−乳酸−コグリコール酸(PLGA)ポリマーを使用して開発された。PLGAの分解産物、乳酸およびグリコール酸は、ヒトの身体内で迅速に除去され得る。さらに、このポリマーの分解性は、その分子量および組成に依存して、数ヶ月から数年まで調整可能である。Lewis「Controlled release of bioactive agents from lactide/glycolide polymer」M.ChasinおよびR.Langer(編),Biodegradable Polymers as Drug Delivery Systems所収(Marcel Dekker:New York,1990),1−41頁。
本発明は、IL−17A/Fポリペプチドを模倣するもの(アゴニスト)、またはIL−17A/Fポリペプチドの効果を妨害するもの(アンタゴニスト)を同定するための化合物をスクリーニングする方法を包含する。アンタゴニスト薬物候補のスクリーニングアッセイは、本明細書で同定される遺伝子によってコードされるIL−17A/Fポリペプチドに結合し、もしくはそれと複合体を形成する化合物、または他の細胞タンパク質とのコードされたポリペプチドの相互作用と干渉する化合物を同定するために設計される。このようなスクリーニングアッセイには、化学ライブラリーの高スループットスクリーニングに適用可能であるアッセイが含まれ、小分子薬物候補を同定するために特に適切にする。
アッセイは、当該分野において十分に特徴付けられている、タンパク質−タンパク質結合アッセイ、生化学的スクリーニングアッセイ、イムノアッセイ、および細胞ベースのアッセイを含めた、種々の形式で実施することができる。
アンタゴニストのためのすべてのアッセイは、これらが、薬物候補および本明細書で同定される核酸によってコードされるIL−17A/Fポリペプチドを相互作用させるために十分な条件下および時間の間、これらの成分を接触させることを要求するという点で共通である。
結合アッセイにおいて、相互作用は結合であり、形成される複合体は、反応混合物中で単離または検出できる。特定の実施形態において、本明細書で同定される遺伝子によってコードされるIL−17A/Fポリペプチドまたは薬物候補は、共有結合または共有結合以外の結合によって、固相、例えば、マイクロタイタープレート上に固定化される。共有結合以外の結合は、一般的には、IL−17A/Fポリペプチドの溶液で固体表面をコートすること、および乾燥によって達成される。または、固定化されるIL−17A/Fポリペプチドに特異的な固定化抗体、例えば、モノクローナル抗体は、このポリペプチドを固体表面に固着するために使用することができる。アッセイは、固定化成分に、検出可能な標識によって標識されてもよい固定化されていない成分を加えることによって実施され、例えば、コートされた表面は、固着した成分を含む。反応が完了するときに、未反応成分は、例えば、洗浄によって除去され、固体表面上に固着された複合体が検出される。もともと固定化されていない成分が検出可能な標識を有する場合、表面に固定化された標識の検出は、複合体化が起こったことを示す。もともと固定化されていない成分が標識を有さない場合、複合体化は、例えば、固定化複合体を特異的に結合する標識抗体を使用することによって検出することができる。
候補化合物が、本明細書で同定される遺伝子によってコードされる特定のIL−17A/Fポリペプチドと相互作用するが、これに結合しない場合、このポリペプチドとの相互作用は、タンパク質−タンパク質相互作用を検出するために、周知の方法によってアッセイすることができる。このようなアッセイには、例えば、架橋、同時免疫沈殿、および勾配またはクロマトグラフィカラムを通しての同時精製などの伝統的なアプローチが含まれる。加えて、タンパク質−タンパク質相互作用は、Fieldsおよび共同研究者(FieldsおよびSong,Nature(London),340:245−246[1989]);Chienら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:9578−9582[1991])によって記載され、ChevrayおよびNathans,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:5789−5793(1991)によって記載されている酵母ベースの遺伝子系を使用することによってモニタリングすることができる。酵母GAL4などの多くの転写活性化因子は、2つの物理的に区別可能であるモジュラードメインからなり、1つはDNA結合ドメインとして作用し、他方は転写活性化ドメインとして機能する。前述の刊行物に記載されている酵母発現系は(一般的には「ツーハイブリッドシステム」と呼ばれる)、この特性を巧みに利用し、2つのハイブリッドタンパク質を利用し、1つのタンパク質は、標的タンパク質がGAL4のDNA結合ドメインに融合され、別のタンパク質は、候補活性化タンパク質が活性化ドメインに融合されている。GAL4活性化プロモータの制御下にあるGAL1−lacZレポータ遺伝子の発現は、タンパク質−タンパク質相互作用を介して、GAL4活性の再構築に依存する。相互作用するポリペプチドを含むコロニーは、β−ガラクトシダーゼの発色性基質を用いて検出される。ツーハイブリッド技術を使用して2つの特異的タンパク質間のタンパク質−タンパク質相互作用を同定するための完全なキット(MATCHMAKER(商標))はClontechから市販されている。この系はまた、特異的タンパク質相互作用に関与するタンパク質ドメインをマッピングするため、ならびにこれらの相互作用のために決定的であるアミノ酸残基を特定するために拡張することができる。
本明細書で同定されるIL−17A/Fポリペプチドをコードする遺伝子および他の細胞内または細胞外成分の相互作用と干渉する化合物は、以下のようにして試験することができる:通常、2つの生成物の相互作用および結合を可能にする条件下および時間の間、その遺伝子の産物および他の細胞内または細胞外成分を含む反応混合物が調製される。候補化合物が結合を阻害する能力を試験するために、反応は、試験化合物の不在下および存在下で実行される。加えて、陽性対照として働くために、プラセボが第3の混合物に加えられてもよい。混合物中に存在する、試験化合物と、他の細胞内または細胞外成分との間の結合(複合体形成)は、本明細書の上記のようにモニタリングされる。対照反応においてであるが、しかし、試験化合物を含む反応混合物中ではない複合体の形成は、試験化合物が、試験化合物とその反応パートナーとの相互作用と干渉することを示す。
アンタゴニストのアッセイのために、IL−17A/Fポリペプチドは、特定の活性についてスクリーニングされる化合物とともに細胞に加えられてもよく、IL−17A/Fポリペプチドの存在下で、化合物が目的の活性を阻害する能力は、その化合物がIL−17A/Fポリペプチドに対するアンタゴニストであることを示す。または、アンタゴニストは、競合阻害アッセイのために適切な条件下で、膜結合型IL−17A/Fポリペプチド受容体または組換え受容体と、IL−17A/Fポリペプチドおよび潜在的なアンタゴニストとを合わせることによって検出されてもよい。IL−17A/Fポリペプチドは、例えば、放射能によって標識することができ、その結果、受容体に結合するIL−17A/Fポリペプチド分子の数は、潜在的なアンタゴニストの有効性を決定するために使用することができる。受容体をコードする遺伝子は、当業者に公知である多数の方法、例えば、リガンドパニングおよびFACS選別によって同定することができる。Coliganら、Current Protocols in Immun.,1(2):第5章(1991)。好ましくは、発現クローニングが利用され、ここでは、ポリアデニル化RNAが、IL−17A/Fポリペプチドに応答性である細胞から調製され、このRNAから作製されたcDNAライブラリーは、プールに分割され、COS細胞またはIL−17A/Fポリペプチドに応答性ではない他の細胞をトランスフェクトするために使用される。ガラススライド上で増殖させたトランスフェクト細胞は、標識したIL−17A/Fポリペプチドに曝露される。IL−17A/Fポリペプチドは、ヨウ素化または部位特異的タンパク質キナーゼの認識部位の包含を含めた、種々の手段によって標識することができる。固定およびインキュベーションの後、スライドは、オートラジオグラフ分析に供される。陽性プールを同定し、サブプールを調製し、そして相互作用的なサブプールおよび再スクリーニングプロセスを使用して再トランスフェクトし、最終的に、推定の受容体をコードする単一クローンを得る。
受容体同定のための代替的なアプローチとして、標識したIL−17A/Fポリペプチドは、細胞膜と光親和性連結することができ、または受容体分子を発現する抽出調製物であり得る。架橋物質はPAGEによって分離され、X線フィルムに曝露される。受容体を含む標識された複合体は、切除し、ペプチドフラグメントに分解し、そしてタンパク質マイクロシークエンシングに供すことができる。マイクロシークエンシングから得られたアミノ酸配列は、cDNAライブラリーをスクリーニングして、推定の受容体をコードする遺伝子を同定するために、縮重オリゴヌクレオチドプローブのセットを設計するために使用される。
アンタゴニストのための別のアッセイにおいて、受容体を発現する哺乳動物細胞または膜調製物は、候補化合物の存在下で、標識されたIL−17A/Fポリペプチドとともにインキュベートされる。次いで、この化合物がこの相互作用を増強または遮断する能力を測定することができる。
潜在的なアンタゴニストのより特定の例には以下が含まれる:IL−17A/Fポリペプチドと免疫グロブリンとの融合物に結合するオリゴヌクレオチド、および、特に、以下を含むがこれらに限定されない抗体:ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体および抗体フラグメント、単鎖抗体、抗イディオタイプ抗体、およびこのような抗体またはフラグメントのキメラまたはヒト化バージョン、ならびにヒト抗体および抗体フラグメント。または、潜在的なアンタゴニストは、密接に関連するタンパク質、例えば、受容体を認識するがその効果に影響を与えず、それによって、IL−17A/Fポリペプチドの採用を競合的に阻害する、変異型のIL−17A/Fポリペプチドであり得る。
別の潜在的なIL−17A/Fポリペプチドアンタゴニストは、アンチセンス技術を使用して調製された、アンチセンスRNAまたはDNAであり、ここでは、例えば、アンチセンスRNAまたはDNA分子が、標的とされたmRNAにハイブリダイズすること、およびタンパク質翻訳を妨害することによって、mRNAの翻訳を直接的に遮断するように作用する。アンチセンス技術は、アンチセンスDNAまたはDNAの三重ヘリックス形成を通して、遺伝子発現を制御するために使用でき、これらの方法の両方が、DNAまたはRNAへのポリヌクレオチドの結合に基づいている。例えば、本明細書の成熟IL−17A/Fポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列の5’コード部分は、約10〜40塩基対長のアンチセンスRNAオリゴヌクレオチドを設計するために使用される。DNAオリゴヌクレオチドは、転写に関与する遺伝子の領域に対して相補的であるように設計され(三重ヘリックス−Leeら、Nucl.Acids Res.,6:3073(1979);Cooneyら、Science,241:456(1988);Dervanら、Science,251:1360(1991)を参照のこと)、それによって、IL−17A/Fポリペプチドの転写および産生を妨害する。アンチセンスRNAオリゴヌクレオチドは、インビボでmRNAにハイブリダイズし、IL−17A/FポリペプチドへのmRNA分子の翻訳を遮断する(アンチセンス−Okano,Neurochem.,56:560(1991);Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression(CRC Press:Boca Raton,FL,1988)。上記のオリゴヌクレオチドはまた、アンチセンスRNAまたはDNAがIL−17A/Fポリペプチドの産生を阻害するようにインビボで発現され得るように、細胞に送達させることができる。アンチセンスDNAが使用される場合、翻訳−開始部位、例えば、標的遺伝子ヌクレオチド配列の約−10位から+10位の間から誘導されるオリゴデオキシリボヌクレオチドが好ましい。
潜在的なアンタゴニストには、活性部位、受容体結合部位、または増殖因子もしくはIL−17A/Fポリペプチドの他の関連する結合部位に結合し、それによって、IL−17A/Fポリペプチドの正常な生物学的活性を遮断する小分子が含まれる。小分子の例には、小ペプチドまたはペプチド様分子、好ましくは、可溶性ペプチド、および合成ペプチジル有機または無機化合物が含まれるがこれらに限定されない。
リボザイムは、RNAの特異的切断を触媒可能である酵素的RNA分子である。リボザイムは、相補性標的RNAへの配列特異的ハイブリダイゼーションによって、続いて、エンドヌクレアーゼによる切断によって作用する。潜在的なRNA標的中での特異的リボザイム切断部位は、公知の技術によって同定することができる。さらなる詳細については、例えば、Rossi,Current Biology,4:469−471(1994、およびPCT公開番号WO97/33551(1997年9月18日公開))を参照のこと。
転写を阻害するために使用される三重ヘリックス形成における核酸分子は、一本鎖であり、デオキシヌクレオチドから構成される。これらのオリゴヌクレオチドの塩基組成は、これがHoogsteen塩基対形成規則を介して三重ヘリックス形成を促進するように設計される。この規則は、一般的に、二重鎖の一方の鎖のプリンまたはピリミジンのある程度の大きさのストレッチを必要とする。さらなる詳細については、例えば、PCT公開番号WO97/33551、前出を参照のこと。
これらの小分子は、本明細書にて議論されたスクリーニングアッセイの任意の1つ以上によって、および/または当業者に周知である任意の他のスクリーニング技術によって同定することができる。
本明細書に開示される分子の診断的および治療的用途はまた、以下に開示および記載されるポジティブ機能アッセイヒットに基づき得る。
F.組織分布
IL−17A/Fポリペプチドを発現する組織の位置は、種々のヒト組織においてmRNA発現を決定することによって同定することができる。このような遺伝子の位置は、IL−17A/Fポリペプチド活性を刺激および阻害することによって、どの組織が最も影響を受ける可能性があるかに関する情報を提供する。特定の組織における遺伝子の位置は、以下に議論する活性遮断アッセイのサンプル組織も提供する。
注記されるように、種々の組織中での遺伝子発現は、適切に標識されたプローブを使用して、本明細書に提供される配列に基づいて、従来的なサザンブロッティング、mRNAの転写を定量するためのノーザンブロッティング(Thomas,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:5201−5205[1980])、ドットブロッティング(DNA分析)、またはインサイチュハイブリダイゼーションによって測定されてもよい。または、DNA二重鎖、RNA二重鎖、およびDNA−RNAハイブリッド二重鎖またはDNA−タンパク質二重鎖を含む特定の二重鎖を認識できる抗体が利用されてもよい。
あるいは、種々の組織中での遺伝子発現は、遺伝子産物の発現を直接的に定量するために、組織切片の免疫組織化学的染色および細胞培養または体液のアッセイなどの免疫学的方法によって測定されてもよい。免疫組織化学的染色および/またはサンプル体液のアッセイのために有用な抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルのいずれかであってもよく、任意の哺乳動物で調製されてもよい。好都合には、抗体は、ネイティブ配列IL−17A/Fポリペプチドに対して、またはIL−17A/FポリペプチドをコードするDNA配列に基づく合成ペプチドに対して、またはIL−17A/FポリペプチドをコードするDNAに融合され、特定の抗体エピトープをコードしている外因性配列に対して調製されてもよい。抗体を生成するための一般的な技術、ならびにノーザンブロッティングおよびインサイチュハイブリダイゼーションのための特別なプロトコールは以下に提供される。
G.抗体結合研究
IL−17A/Fポリペプチドの活性は、抗体結合研究によってさらに検証することができ、ここでは、抗IL−17A/F抗体がIL−17A/Fポリペプチドの効果を阻害する能力が、それぞれ、組織細胞に対して試験される。例示的な抗体には、ポリクローナル、モノクローナル、ヒト化、二特異的、およびヘテロ結合体化抗体が含まれ、その調製は本明細書中以下に記載される。
抗体結合研究は、競合的結合アッセイ、直接的および間接的サンドイッチアッセイ、および免疫沈殿アッセイなどの任意の公知の方法において実行され得る。Zola,Monoclonal Antibodies:A Manual of Techniques,147−158頁(CRC Press,Inc.,1987)。
競合結合アッセイは、標識した標準が、限定量の抗体との結合について、試験サンプル分析物と競合する能力に依存する。試験サンプル中の標的タンパク質の量は、抗体に結合するようになる標準の量に反比例する。結合するようになる標準の量の決定を容易にするために、抗体は、好ましくは、競合の前後で不溶化され、その結果、標準および抗体に結合している分析物は、未結合のままである標準および分析物から便利に分離されてもよい。
サンドイッチアッセイは、検出されるタンパク質の異なる免疫原性部分、またはエピトープに各々が結合可能である、2つの抗体の使用を包含する。サンドイッチアッセイにおいて、試験サンプル分析物は、固体支持体に固定化された第1の抗体によって結合され、その後、第2の抗体が分析物に結合し、従って、不溶性の三成分複合体を形成する。例えば、米国特許第4,376,110号を参照のこと。第2の抗体は、検出可能な部分でそれ自体標識されてもよく(直接サンドイッチアッセイ)、または検出可能な部分で標識されている抗免疫グロブリン抗体を使用して測定されてもよい(間接サンドイッチアッセイ)。例えば、サンドイッチアッセイの1つの型はELISAアッセイであり、この場合、検出可能な部分は酵素である。免疫組織化学のために、組織サンプルは新鮮であるかもしくは凍結されてもよく、またはパラフィン中に包埋され、そして例えば、ホルマリンなどの保存剤で固定されてもよい。
H.細胞ベースのアッセイ
免疫関連疾患のための細胞ベースのアッセイおよび動物モデルは、本明細書で同定される遺伝子およびポリペプチドと、免疫関連疾患の発生および発病機序との間の関連性をさらに理解するために使用することができる。
異なるアプローチにおいて、特定の免疫関連疾患に関与することが知られている細胞または細胞型は、本明細書に記載されるcDNAでトランスフェクトされ、これらのcDNAが免疫機能を刺激または阻害する能力が分析される。適切な細胞は、所望の遺伝子でトランスフェクトでき、そして免疫機能活性についてモニタリングできる。次いで、このようなトランスフェクトされた細胞株は、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体または抗体組成物が免疫機能を阻害または刺激する能力、例えば、T細胞増殖または炎症性細胞浸潤を調節する能力を試験するために使用することができる。本明細書に同定された遺伝子のコード配列でトランスフェクトされた細胞は、免疫関連疾患の治療のための薬物候補を同定するために、さらに使用することができる。
加えて、トランスジェニック動物(以下に記載されるようなもの)に由来する初代培養物は、本明細書の細胞ベースのアッセイにおいて使用できるが、安定な細胞株が好ましい。トランスジェニック動物から継続的な細胞株を導き出すための技術は当該分野において周知である(例えば、Smallら、Mol.Cell.Biol.,5:642−648[1985]を参照のこと)。
1つの適切な細胞ベースのアッセイは、混合リンパ球反応(MLR)である。Current Protocols in Immunology,3.12部;J E Coligan,A M Kruisbeek,D H Marglies,E M Shevach,W Strober編,National Institutes of Health,John Wiley & Sons,Inc.刊。このアッセイにおいて、試験化合物が、活性化T細胞の増殖を刺激または阻害する能力がアッセイされる。応答T細胞の懸濁物は、同種異系刺激細胞とともに培養され、T細胞の増殖は、トリチウム化チミジンの取り込みによって測定される。このアッセイは、T細胞反応性の一般的な尺度である。活性化の際に、T細胞の大部分がIL−2に応答しかつこれを産生するので、このアッセイにおける応答性の違いは、部分的には、応答細胞によるIL−2産生の違いを反映している。MLRは、標準リンホカイン(IL−2)検出アッセイによって検証することができる。Current Protocols in Immunology,上記、3.15,6.3。
MLRアッセイにおける増殖性T細胞応答は、アッセイされた分子の直接的な分裂促進的な特性、または外部抗原によって誘導される活性化に起因する可能性がある。IL−17A/FポリペプチドのT細胞刺激活性のさらなる検証は、同時刺激アッセイによって得ることができる。T細胞活性化は、T細胞受容体(TCR)を通して媒介される抗原特異的シグナル、および第2のリガンド結合相互作用、例えば、B7(CD80、CD86)/CD28結合相互作用を通して媒介される同時刺激シグナルを必要とする。CD28架橋は、活性化T細胞によるリンホカイン分泌を増加する。T細胞活性化は、ネガティブまたはポジティブな効果を有するリガンドの結合を通して、ネガティブおよびポジティブの両方の制御を有する。CD28およびCTLA−4は、B7に結合するIgスーパーファミリーの関連糖タンパク質である。B7へのCD28の結合は、T細胞活性化のポジティブな同時刺激効果を有し;逆に、B7へのCTLA−4の結合は、ネガティブなT細胞不活性化効果を有する。Chambers,C.A.およびAllison,J.P.,Curr.Opin.Immunol.,(1997)9:396.Schwartz,R.H.,Cell(1992)71:1065;Linsley,P.S.およびLedbetter,J.A.,Annu.Rev.Immunol.(1993)11:191;June,C.H.ら、Immunol.Today(1994)15:321;Jenkins,M.K.,Immunity(1994)1:405。同時刺激アッセイにおいて、IL−17A/Fポリペプチドは、T細胞同時刺激または阻害活性についてアッセイされる。
IL−17A/Fポリペプチド、ならびに、例えば、MLRおよび同時刺激アッセイによって決定されるような、T細胞増殖の刺激因子(同時刺激因子)およびアゴニスト、例えば、それに対するアゴニスト抗体である本発明の他の化合物は、乏しい、最適以下の、または不十分な免疫機能によって特徴付けられる免疫関連疾患を治療する際に有用である。これらの疾患は、T細胞(およびT細胞媒介免疫)の増殖および活性化を刺激することによって、ならびに、IL−17A/Fポリペプチドを刺激することなどの、刺激性化合物の投与を通しての哺乳動物における免疫応答を増強することによって、治療される。刺激ポリペプチドは、例えば、IL−17A/Fポリペプチドまたはそのアゴニスト抗体であり得る。
本発明におけるような刺激化合物の直接的使用は、初回刺激されたT細胞上で発現されるリガンド(4−1BBL)に結合し、T細胞活性化および増殖をシグナル伝達する、腫瘍壊死因子受容体ファミリーのメンバーである、4−1BB糖タンパク質を用いる実験において確証されてきた。Alderson,M.E.ら、J.Immunol.,24:2219(1994)。
アゴニスト刺激化合物の使用もまた、実験的に確証されてきた。アゴニスト抗4−1BB抗体を用いる処理による4−1BBの活性化は、腫瘍の根絶を増強する。Hellstrom,K.E.,Crit.Rev.Immunol.,18:1(1998)。以下により詳細に記載される、腫瘍の治療のための免疫アジュバント治療は、本発明の刺激化合物の使用の別の例である。免疫刺激または増強効果はまた、MLRアッセイにおいて阻害性であることが見出されているIL−17A/Fの活性に拮抗またはこれを遮断することによって達成することができる。化合物の阻害活性を打ち消すことは、正味の刺激効果を生じる。適切なアンタゴニスト/遮断化合物は、阻害タンパク質を認識し、それに結合する抗体またはそのフラグメントであり、それによって、タンパク質のその受容体との有効な相互作用を遮断し、そして受容体を通してシグナル伝達を阻害する。この効果は、推定されるように、CTLA−4結合によって引き起こされる阻害シグナルの除去によって、T細胞増殖を増強する抗CTLA−4抗体を使用する実験において確証されてきた。Walunas,T.L.ら、Immunity,1:405(1994)。
または、免疫刺激または増強効果はまた、血管透過性増強特性を有するIL−17A/Fポリペプチドの投与によって達成することもできる。増強された液胞透過性は、免疫細胞(例えば、単球、好酸球、PMN)の局所的浸潤および炎症によって減弱され得る疾患に対して有益である。
一方、T細胞増殖/活性化、リンホカイン分泌、および/または血管透過性の直接阻害剤であるIL−17A/Fポリペプチドならびに本発明の他の化合物は、免疫応答を抑制するために直接的に使用することができる。これらの化合物は、免疫応答の程度を減少するため、および機能亢進性、最適以上、または自己免疫応答によって特徴付けられる免疫関連疾患を治療するために有用である。本発明の化合物のこの使用は、受容体B7へのCTLA−4の結合がT細胞を不活性化する上記の実験によって確証されてきた。直接阻害性の本発明の化合物は、類似の様式で機能する。血管透過性を抑制する化合物の使用は、炎症を減少することが予測される。このような使用は、過度の炎症と関連する状態を治療する際に有益である。
または、刺激性IL−17A/Fポリペプチドに結合し、そしてこれらの分子の刺激効果を遮断する化合物、例えば、抗体は正味の阻害効果を生じ、T細胞増殖/活性化および/またはリンホカイン分泌を阻害することによって、T細胞媒介免疫応答を抑制するために使用できる。ポリペプチドの刺激効果を遮断することは、哺乳動物の免疫応答を抑制する。これは、抗IL−2抗体を使用する実験において確証されてきた。これらの実験において、抗体はIL−2に結合し、その受容体へのIL2の結合を遮断して、T細胞阻害効果を達成する。
I.動物モデル
細胞ベースのインビトロアッセイの結果は、インビボ動物モデルおよびT細胞機能のアッセイを使用してさらに確証することができる。種々の公知の動物モデルは、免疫関連疾患の発生および発病機序における本明細書に同定される遺伝子の役割をさらに理解するため、ならびに、抗体を含む候補治療剤および小分子アンタゴニストを含むネイティブポリペプチドの他のアンタゴニストの効力を試験するために使用することができる。このようなモデルのインビボ性質は、これらのモデルにヒト患者における応答を予測性にする。免疫関連疾患の動物モデルには、非組換え動物および組換え(トランスジェニック)動物の両方が含まれる。非組換え動物モデルには、例えば、齧歯類、例えば、マウスモデルが含まれる。このようなモデルは、標準的な技術、例えば、皮下注射、尾静脈注射、脾臓移植、腹腔内移植、腎被膜下移植などを使用して、同系マウスに細胞を導入することによって生成することができる。
対宿主性移植片病は、免疫担当細胞が、免疫抑制された患者または寛容性の患者に移植されるときに起こる。ドナー細胞は、宿主抗原を認識し、かつこれに応答する。この応答は、生命を脅かす重篤な炎症から、軽度の下痢および体重減少まで変化し得る。対宿主性移植片病モデルは、MHC抗原および微量の移植抗原に対するT細胞反応性を評価する手段を提供する。適切な手段は、Current Protocols in Immunology,上記、4.3部において詳細に記載されている。
皮膚同種移植片拒絶の動物モデルは、インビボ組織破壊を媒介するT細胞の能力を試験する手段であり、そして移植拒絶におけるそれらの役割の尺度である。最も一般的かつ受け入れられているモデルは、マウス尾−皮膚移植を使用する。反復実験は、皮膚同種移植片拒絶が、T細胞、ヘルパーT細胞、およびキラーエフェクタT細胞によって媒介され、抗体によっては媒介されないことを示してきた。Auchincloss,H.Jr.およびSachs,D.H.,Fundamental Immunology,第2版,W.E.Paul編,Raven Press,NY,889−992(1989)。適切な手順は、Current Protocols in Immunology,上記、4.4部により詳細に記載されている。本発明の化合物を試験するために使用できる他の移植拒絶モデルは、Tanabe,M.ら、Transplantation,58:23(1994)およびTinubu,S.A.ら、J.Immunol.,4330−4338(1994)によって記載された同種異系心臓移植モデルである。
遅延型過敏症の動物モデルは、細胞媒介性免疫機能のアッセイを同様に提供する。遅延型過敏症反応は、抗原でのチャレンジ後に一定の時間が経過する後まではピークに達しない炎症によって特徴付けられる、T細胞媒介性インビボ免疫応答である。これらの反応は、多発性硬化症(MS)および実験的自己免疫脳脊髄炎(EAE、MSのモデル)などの組織特異的な自己免疫疾患においてもまた起こる。適切な手順は、Current Protocols in Immunology,上記、4.5部において詳細に記載されている。
EAEは、T細胞および単核細胞炎症ならびに引き続く中枢神経系の軸索の脱髄によって特徴付けられるT細胞媒介自己免疫疾患である。EAEは、一般的には、ヒトにおけるMSの関連動物モデルであると見なされている。Bolton,C.,Multiple
Sclerosis,1:143(1995)。急性モデルおよび再発−寛解モデルの両方が開発された。本発明の化合物は、Current Protocols in Immunology,上記、15.1および15.2部に記載されているプロトコールを使用して、免疫媒介性脱髄疾患に対して、T細胞刺激活性または阻害活性について試験することができる。Duncan,I.D.ら、Molec.Med.Today,554−561(1997)において記載されている、乏突起膠細胞またはシュワン(Schwann)細胞が中枢神経系に移植されているミエリン疾患のモデルもまた参照のこと。
接触過敏症は、細胞媒介性免疫機能の単純な遅延型過敏症インビボアッセイである。この手順において、外因性ハプテンへの皮膚曝露は、測定および定量される遅延型過敏症反応を生じる。接触過敏症は、初期の感作相、その後の誘発相を含む。誘発相は、Tリンパ球が、以前に接触した抗原に遭遇するときに起こる。膨潤および炎症が起こり、これをヒトアレルギー性接触皮膚炎の優秀なモデルにする。適切な手順は、Current Protocols in Immunology,J.E.Cologan,A.M.Kruisbeek,D.H.Margulies,E.M.Shevach、およびW.Strober編,John Wiley & Sons,Inc.,4.2部(1994)に、Grabbe,S.およびSchwarz,T,Immun.Today,19 (1):37−44(1998)にもまた、詳細に記載されている。
関節炎の動物モデルは、コラーゲン誘導性関節炎である。このモデルは、ヒト自己免疫性関節リウマチの臨床的、組織学的、および免疫学的な特徴を共有し、ヒト自己免疫性関節炎の許容可能なモデルである。マウスおよびラットモデルは、滑膜炎、軟骨の浸食、および軟骨下骨によって特徴付けられる。本発明の化合物は、Current Protocols in Immunology,上記、15.5部に記載されているプロトコールを使用して、自己免疫性関節炎に対する活性について試験できる。Issekutz,A.C.ら、Immunology,88:569(1996)に記載されている、CD18およびVLA−4に対するモノクローナル抗体を使用するモデルもまた参照のこと。
抗原誘導性の気道の過敏症、肺好酸球増加症、および炎症が、オボアルブミンを用いて動物を感作すること、次いで、エアロゾルによって送達される同じタンパク質で動物をチャレンジすることによって誘導される、喘息のモデルが記載されてきた。いくつかの動物(モルモット、ラット、非ヒト霊長類)は、エアロゾル抗原を用いるチャレンジの際にヒトにおけるアトピー性喘息に類似の徴候を示す。マウスモデルは、ヒト喘息の特徴の多くを有する。喘息の治療において、活性および有効性の適切な手順について本発明の化合物を試験するための適切な手順は、Wolyniec,W.W.ら、Am.J.Respir.Cell Mol.Biol.,18:777(1998)およびそこに引用される参考文献によって記載されている。
加えて、本発明の化合物は、乾癬様疾患の動物モデルで試験することができる。証拠は、感染についてのT細胞発病機序を示唆する。本発明の化合物は、Schon,M.P.ら、Nat.Med.,3:183(1997)によって記載されるscid/scidマウスモデルにおいて試験することができ、ここでは、マウスは乾癬に類似する組織病理学的な皮膚病変を実証する。別の適切なモデルは、Nickoloff,B.J.ら、Am.J.Path.,146:580(1995)によって記載されているヒト皮膚/scidマウスキメラである。
組換え(トランスジェニック)動物モデルは、トランスジェニック動物を産生するための標準的な技術を使用して、目的の動物のゲノムに、本明細書で同定される遺伝子のコード部分を導入することによって操作することができる。トランスジェニック操作のための標的として働き得る動物には、非限定的に、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、および非ヒト霊長類、例えば、ヒヒ、チンパンジー、およびサルが含まれる。このような動物に導入遺伝子を導入するための当該分野で公知の技術には、前核マイクロインジェクション(HoppeおよびWanger,米国特許第4,873,191号);生殖細胞系列へのレトロウイルス媒介遺伝子移入(例えば、Van der Puttenら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82,6148−615[1985]);胚性幹細胞への遺伝子標的化(Thompsonら、Cell,56,313−321[1989]);胚のエレクトロポレーション(Lo,Mol.Cel.Biol.,3,1803−1814[1983]);精子媒介性の遺伝子移入(Lavitranoら、Cell,57,717−73[1989])が含まれる。概説としては、例えば、米国特許第4,736,866号を参照のこと。
本発明の目的のために、トランスジェニック動物は、それらの細胞の導入遺伝子を部分的にのみ有するもの(「モザイク動物」)が含まれる。導入遺伝子は、単一の導入遺伝子として、またはコンカテマー(concatamers)中、例えば、頭−頭または頭−尾タンデムのいずれかで組込むことができる。特定の細胞型への導入遺伝子の選択的導入もまた、例えば、Laskoら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89,6232−636(1992)に従うことによって可能である。
導入遺伝子の発現は、標準的な技術によってモニタリングすることができる。例えば、サザンブロット分析またはPCR増幅は、導入遺伝子の組込みを確証するために使用できる。次いで,mRNA発現のレベルは、インサイチュハイブリダイゼーション、ノーザンブロット分析、PCR、または免疫細胞化学などの技術を使用して分析できる。
動物は、例えば、特定の組織への免疫細胞の浸潤を決定するために、組織学的試験によって、免疫疾患の病理の徴候についてさらに調べられてもよい。遮断実験はまた、化合物のT細胞増殖または阻害の程度を決定するために、本発明の化合物で処理される。これらの実験において、上記のように調製され、IL−17A/Fポリペプチドに結合する遮断抗体が動物に投与され、免疫機能に対する効果が決定される。
または、「ノックアウト」動物を構築することができ、これは、ポリペプチドをコードする内因性遺伝子と、動物の胚細胞に導入された同じポリペプチドをコードする変化されたゲノムDNAとの間の相同組換えの結果として、本明細書に同定されるポリペプチドをコードする欠損性または変化した遺伝子を有する。例えば、特定のポリペプチドをコードするcDNAは、確立された技術に従って、そのポリペプチドをコードするゲノムDNAをクローニングするために使用できる。特定のポリペプチドをコードするゲノムDNAの一部は、欠失させるか、または、別の遺伝子、例えば、組込みをモニタリングするために使用できる選択マーカーをコードする遺伝子で置き換えることができる。典型的には、数キロベースの変化していない隣接DNA(5’末端および3’末端の両方)がベクターに含まれる[例えば、相同組換えベクターの説明については、ThomasおよびCapecchi,Cell,51:503(1987)を参照のこと]。このベクターは、胚性幹細胞株に導入され(例えば、エレクトロポレーションによって)、導入されたDNAが内因性DNAと相同組換えされている細胞が選択される[例えば、Liら、Cell,69:915(1992)を参照のこと]。次いで、選択された細胞は、動物(例えば、マウスまたはラット)の胚盤胞に注入され、凝集キメラを形成する[例えば、Bradley,Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells:A Practical Approach,E.J.Robertson,編(IRL,Oxford,1987)所収,113−152頁を参照のこと]。次いで、キメラ胚は、適切な偽妊娠雌性里親動物に移植でき、胚は、出産にまで至らせ、「ノックアウト」動物を作製する。それらの胚細胞に相同組換えDNAを有する子孫は、標準的な技術によって同定でき、動物を繁殖させるために使用でき、ここで、動物のすべての細胞は相同組換えされたDNAを含む。ノックアウト動物は、例えば、特定の病理学的状態に対して防御するそれらの能力について、および本発明のポリペプチドの不在に起因する病理学的状態のそれらの発症について、特徴付けすることができる。
J.免疫アジュバント治療
1つの実施形態において、本発明の免疫刺激化合物は、腫瘍(癌)の治療のために免疫アジュバント治療において使用することができる。T細胞がヒトの腫瘍特異的抗原を認識することは、現在、十分に確立されている。MAGE、MAGE、およびGAGEファミリーの遺伝子によってコードされている腫瘍抗原の1つのグループは、すべての正常組織においてサイレントであるが、黒色腫、肺腫瘍、頭頸部腫瘍、および膀胱癌などの腫瘍においては有意な量で発現される。DeSmet,C.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:7149(1996)。T細胞の同時刺激は、腫瘍の緩解および抗腫瘍応答をインビトロおよびインビボの両方で誘導することが示されてきた。Melero,I.ら、Nature Medicine,3:682(1997);Kwon,E.D.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,94:8099(1997);Lynch,D.H.ら、Nature Medicine,3:625(1997);Finn,O.J.およびLotze,M.T.,J.Immunol.,21:114(1998)。本発明の刺激化合物は、アジュバントとして、単独でまたは増殖調節剤、細胞傷害性因子、または化学療法剤と一緒に投与することができ、T細胞増殖/活性化および腫瘍抗原に対する抗腫瘍応答を刺激する。増殖調節剤、細胞傷害性因子、または化学療法剤は、公知の投与レジメを使用して、従来的な量で投与されてもよい。本発明の化合物による免疫刺激活性は、増殖調節剤、細胞傷害性因子、または化学療法剤の量の減少を可能にし、それによって、患者への毒性を潜在的に低下させる。
K.薬物候補のスクリーニングアッセイ
薬物候補のスクリーニングアッセイは、本明細書で同定される遺伝子もしくはその生物学的に活性なフラグメントによってコードされるポリペプチドに結合し、もしくはそれと複合体を形成する化合物、または他の細胞タンパク質とのコードされたポリペプチドの相互作用と干渉する化合物を同定するために設計される。このようなスクリーニングアッセイには、化学ライブラリーの高スループットスクリーニングに適用可能であるアッセイが含まれ、小分子薬物候補を同定するために特に適切にする。意図される小分子には、合成の有機または無機化合物が含まれ、これには以下が含まれる:ペプチド、好ましくは、可溶性ペプチド、(ポリ)ペプチド−免疫グロブリン融合物、および、特に、非限定的に以下を含む抗体:ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体および抗体フラグメント、単鎖抗体、抗イディオタイプ抗体、およびこのような抗体またはフラグメントのキメラまたはヒト化バージョン、ならびにヒト抗体および抗体フラグメント。これらのアッセイは、当該分野において十分に特徴付けられる、タンパク質−タンパク質結合アッセイ、生化学的スクリーニングアッセイ、イムノアッセイ、および細胞ベースのアッセイが含まれる、種々の形式で実施することができる。すべてのアッセイは、これらが、薬物候補および本明細書で同定される核酸によってコードされるポリペプチドが相互作用するために十分な条件下および時間の間、これらの成分を接触させることを要求するという点で共通である。
結合アッセイにおいて、相互作用は結合であり、形成される複合体は、反応混合物中で単離または検出できる。特定の実施形態において、本明細書で同定される遺伝子によってコードされるポリペプチドまたは薬物候補は、共有結合または共有結合以外の結合によって、固相、例えば、マイクロタイタープレート上に固定化される。共有結合以外の結合は、一般的には、ポリペプチドの溶液で固体表面をコートすること、および乾燥によって達成される。または、固定化されるポリペプチドに特異的な固定化抗体、例えば、モノクローナル抗体は、このポリペプチドを固体表面に固着するために使用することができる。アッセイは、固定化成分に、検出可能な標識によって標識されてもよい固定化されていない成分を加えることによって実施され、例えば、コートされた表面は、固着した成分を含む。反応が完了するとき、未反応成分は、例えば、洗浄によって除去され、固体表面上に固着された複合体が検出される。もともと固定化されていない成分が検出可能な標識を有する場合、表面に固定化された標識の検出は、複合体化が起こったことを示す。もともと固定化されていない成分が標識を有さない場合、複合体化は、例えば、固定化複合体を特異的に結合する標識抗体を使用することによって検出することができる。
候補化合物が、本明細書で同定される遺伝子によってコードされる特定のタンパク質と相互作用するが、これに結合しない場合、このタンパク質との相互作用は、タンパク質−タンパク質相互作用を検出するために、周知の方法によってアッセイすることができる。このようなアッセイには、例えば、架橋、同時免疫沈殿、および勾配またはクロマトグラフィカラムを通しての同時精製などの常套的なアプローチが含まれる。加えて、タンパク質−タンパク質相互作用は、Fieldsおよび共同研究者(FieldsおよびSong,Nature(London),340:245−246[1989]);Chienら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:9578−9582[1991])によって記載され、ChevrayおよびNathans,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:5789−5793(1991)によって開示される酵母ベースの遺伝子系を使用することによってモニタリングすることができる。酵母GAL4などの多くの転写活性化因子は、2つの物理的別個のモジュラードメインからなり、1つはDNA結合ドメインとして作用し、他方は転写活性化ドメインとして機能する。前述の刊行物に記載されている酵母発現系は(一般的にはツーハイブリッドシステムと呼ばれる)、この特性を利用し、2つのハイブリッドタンパク質を使用し、1つのタンパク質は、標的タンパク質がGAL4のDNA結合ドメインに融合され、別のタンパク質は、候補活性化タンパク質が活性化ドメインに融合されている。GAL4活性化プロモータの制御下にあるGAL1−lacZレポータ遺伝子の発現は、タンパク質−タンパク質相互作用を介して、GAL4活性の再構築に依存する。相互作用するポリペプチドを含むコロニーは、β−ガラクトシダーゼの発色性基質を用いて検出される。ツーハイブリッド技術を使用して2つの特異的タンパク質間のタンパク質−タンパク質相互作用を同定するための完全なキット(MATCHMAKER(商標))はClontechから市販されている。この系はまた、特異的タンパク質相互作用に関与するタンパク質ドメインをマッピングするため、ならびにこれらの相互作用のために決定的であるアミノ酸残基を特定するために拡張することもできる。
本明細書で同定される遺伝子および他の細胞内または細胞外成分の相互作用と干渉する化合物を見出すために、以下のようにして試験することができる:通常、2つの生成物の相互作用および結合を可能にする条件下および時間の間、その遺伝子の産物および細胞内または細胞外成分を含む反応混合物が調製される。候補化合物が結合を阻害する能力を試験するために、反応は、試験化合物の不在下および存在下で実行される。加えて、陽性対照として働くために、プラセボが第3の混合物に加えられてもよい。混合物中に存在する、試験化合物と、細胞内または細胞外成分との間の結合(複合体形成)は、上記のようにモニタリングされる。対照反応においてであるが、しかし、試験化合物を含む反応混合物中ではない複合体の形成は、試験化合物が、試験化合物とその反応パートナーとの相互作用と干渉することを示す。
L.免疫関連疾患の治療のための組成物および方法
免疫関連疾患の治療において有用な組成物には、免疫機能、例えば、T細胞増殖/活性化、リンホカイン放出、または免疫細胞浸潤を阻害または刺激する、タンパク質、抗体、小有機分子、ペプチド、リンペプチド、アンチセンスおよびリボザイム分子、三重ヘリックス分子などが非限定的に含まれる。
例えば、アンチセンスRNAおよびRNA分子は、標的化RNAにハイブリダイズすること、およびタンパク質翻訳を妨害することによって、mRNAの翻訳を直接遮断するように作用する。アンチセンスDNAが使用される場合、翻訳開始部位、例えば、標的遺伝子ヌクレオチド配列の約−10位から+10位の間から誘導されたオリゴデオキシリボヌクレオチドが好ましい。
リボザイムは、RNAの特異的切断を触媒可能である酵素的RNA分子である。リボザイムは、相補性標的RNAへの配列特異的ハイブリダイゼーションによって、続いて、エンドヌクレアーゼによる切断によって作用する。潜在的なRNA標的中での特異的リボザイム切断部位は、公知の技術によって同定することができる。さらなる詳細については、例えば、Rossi,Current Biology,4:469−471(1994、およびPCT公開番号WO97/33551(1997年9月18日公開))を参照のこと。
転写を阻害するために使用される三重ヘリックス形成における核酸分子は、一本鎖であり、デオキシヌクレオチドから構成される。これらのオリゴヌクレオチドの塩基組成は、これがHoogsteen塩基対形成規則を介して三重ヘリックス形成を促進するように設計される。この規則は、一般的に、二重鎖の一方の鎖のプリンまたはピリミジンの相当な大きさのストレッチを必要とする。さらなる詳細については、例えば、PCT公開番号WO97/33551、前出を参照のこと。
これらの分子は、上で議論されたスクリーニングアッセイのいずれかまたは任意の組み合わせによって、および/または当業者に周知である任意の他のスクリーニング技術によって同定することができる。
M.抗IL−17A/F抗体
1つの実施形態において、本発明は、治療剤および/または診断剤として本発明における用途を見出し得る抗IL−17A/F抗体を提供する。例示的な抗体には、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、二特異性抗体、およびヘテロ結合体抗体を提供する
1.ポリクローナル抗体
ポリクローナル抗体は、好ましくは、関連する抗原およびアジュバントの頻回皮下(sc)注射または腹腔内(ip)注射によって動物内で生じる。関連する抗体を、免疫される種において免疫原性であるタンパク質と結合体化すること(とりわけ、合成ペプチドが使用される場合)が有用であり得る。例えば、抗原は、二官能性または誘導体化試薬、例えば、マレイミドベンゾイルスルホスクシンイミドエステル(システイン残基を通しての結合体化)、N−ヒドロキシスクシンイミド(リジン残基を通して)、グルタルアルデヒド、無水コハク酸、SOCl、またはRN=C=NR(RおよびRは異なるアルキル基である)を使用して、キーホールリンペットヘモシアニン(KLH)、血清アルブミン、ウシサイログロブリン、またはダイズトリプシン阻害剤に結合体化することができる。
動物は、例えば、100μgまたは5μgのタンパク質または結合体(それぞれ、ウサギまたはマウスについて)を、3体積のフロイント(Freund’)完全アジュバントと合わせること、および複数の部位にこの溶液を注射することによって、抗原、免疫原性結合体、または誘導体に対して免疫される。1ヶ月後、動物は、複数の部位への皮下注射によって、フロイント完全アジュバント中のもともとの量の1/5〜1/10のペプチドまたは結合体で追加免疫される。数日〜14日後、動物から採血し、抗体力価について血清をアッセイする。力価がプラトーに達するまで動物を追加免疫する。結合体はまた、タンパク質融合物として組換え細胞培養中で作製することができる。また、ミョウバンなどの凝集剤が、免疫応答を増強するために適切に使用される。
2.モノクローナル抗体
モノクローナル抗体は、Kohlerら、Nature,256:495(1975)によって最初に記載されたハイブリドーマ方法によって調製されてもよく、または組換えDNA法を使用して作製されてもよい(米国特許第4,816,567号)。
ハイブリドーマ法において、マウスまたは他の適切な宿主動物、例えば、ハムスターは、免疫のために使用されるタンパク質に特異的に結合する抗体を産生し、または産生可能であるリンパ球を誘発するために、上記のように免疫される。または、リンパ球は、インビトロで免疫されてもよい。免疫後、リンパ球は単離され、ポリエチレングリコールなどの適切な融合剤を使用してミエローマ細胞株に融合されて、ハイブリドーマ細胞を形成する(Goding,Monoclonal Antibodies: Principles and Practice,59−103頁(Academic Press,1986))。
このように調製したハイブリドーマ細胞は、適切な培養培地に播種し、そして増殖させる。この培地は、好ましくは、融合していない親のミエローマ細胞(融合パートナーとも呼ばれる)の増殖または生存を阻害する1種以上の物質を含む。例えば、親のミエローマ細胞は酵素ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HGPRTまたはHPRT)を欠き、ハイブリドーマのための選択培養培地は、典型的には、ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジン(HAT培地)を含み、これらの物質は、HGPRT欠損細胞の増殖を妨害する。
好ましい融合パートナーミエローマ細胞は、効率的に融合し、選択された抗体産生細胞による安定な高レベルの抗体の産生を補助し、そして融合していない細胞に対して選択する選択培地に感受性である細胞である。好ましいミエローマ細胞株はマウスミエローマ株であり、例えば、the Salk Institute Cell Distribution Center,San Diego,California USAから利用可能であるMOPC−21およびMPC−11マウス腫瘍から誘導されたもの、ならびにSP−2および誘導体、例えば、アメリカンタイプカルチャーコレクション(the American Type Culture Collection),Manassas,Virginia,USAから利用可能であるX63−Ag8−653細胞である。ヒトミエローマ細胞株およびマウスヒトヘテロミエローマ細胞株もまた、ヒトモノクローナル抗体の産生のために記載されてきた(Kozbor,J.Immunol.,133:3001(1984);およびBrodeurら、Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,51−63頁(Marcel Dekker,Inc.,New York,1987))。
ハイブリドーマ細胞が増殖している培養培地は、抗原に対して指向されるモノクローナル抗体の産生のためにアッセイされる。好ましくは、ハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体の結合特異性は、免疫沈殿によって、またはインビトロ結合アッセイ、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)もしくは酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)によって決定される。
モノクローナル抗体の結合親和性は、例えば、Munsonら、Anal.Biochem.,107:220(1980)によって記載されているスキャッチャード(Scatchard)分析によって決定することができる。
所望の特異性、親和性、および/または活性の抗体を産生するハイブリドーマ細胞が一旦同定されると、クローンは、限界希釈手順によってサブクローニングされ、標準的な方法(Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,59−103頁(Academic Press,1986))によって増殖されてもよい。この目的のための適切な培養培地には、例えば、D−MEMまたはRPMI−1640培地が含まれる。加えて、ハイブリドーマ細胞は、例えば、マウスへの細胞のi.p.注射によって、動物中の腹水腫瘍としてインビボで増殖させてもよい。
サブクローンによって分泌されるモノクローナル抗体は、従来的な抗体生成手順、例えば、アフィニティクロマトグラフィ(例えば、プロテインAまたはプロテインG−セファロースを使用する)またはイオン交換クロマトグラフィ、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィ、ゲル電気泳動、透析などによって、培養培地、腹水、または血清から適切に分離される。
モノクローナル抗体をコードしているDNAは、容易に単離され、従来的な手順を使用して(例えば、マウス抗体の重鎖および軽鎖をコードしている遺伝子に対して特異的に結合可能であるオリゴヌクレオチドプローブを使用することによって)配列決定される。ハイブリドーマ細胞は、このようなDNAの好ましい供給源として働く。一旦単離されると、DNAは、発現ベクター中に配置されてもよく、このベクターは、組換え宿主細胞中でのモノクローナル抗体の合成を得るために、大腸菌細胞、シミアンCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞などの宿主細胞、または抗体タンパク質を産生しないミエローマ細胞にトランスフェクトされる。抗体をコードするDNAの細菌中での組換え発現に関する総論には、Skerraら、Curr.Opinion in Immunol.,5:256−262(1993)およびPlueckthun,Immunol.Revs.130:151−188(1992)が含まれる。
さらなる実施形態において、モノクローナル抗体または抗体フラグメントは、McCaffertyら、Nature,348:552−554(1990)に記載される技術を使用して生成される抗体ファージライブラリーから単離することができる。Clacksonら、Nature,352:624−628(1991)およびMarksら、J.Mol.Biol.,222:581−597(1991)は、ファージライブラリーを使用する、マウス抗体およびヒト抗体の単離を記載している。続く刊行物は、鎖シャッフリング(Marksら、Bio/Technology,10:779−783(1992))ならびに非常に大きなファージライブラリーを構築するためのストラテジーとしてのコンビナトリアル感染およびインビボ組換え(Waterhouseら、Nuc.Acids.Res.21:2265−2266(1993))による高親和性(nM範囲)ヒト抗体の産生を記載している。従って、これらの技術は、モノクローナル抗体の単離のための常套的なモノクローナル抗体ハイブリドーマ技術に対する実行可能な代替である。
抗体をコードしているDNAは、例えば、相同マウス配列の代わりに、ヒト重鎖および軽鎖の定常ドメイン(CおよびC)の配列で置換することによって(米国特許第4,816,567号;およびMorrisonら、Proc.Natl Acad.Sci.USA,81:6851(1984))、または免疫グロブリンでないポリペプチド(異種ポリペプチド)のコード配列のすべてまたは一部と免疫グロブリンコード配列を融合させることによって、キメラまたは融合抗体ポリペプチドを産生するように修飾されてもよい。免疫グロブリンでないポリペプチド配列は、抗体の定常ドメインの代わりに置換することができ、またはこれらは、抗原に特異性を有する1つの抗原組み合わせ部位、および異なる抗原に特異性を有する別の抗原組み合わせ部位を含むキメラ二価抗体を作製するために、抗体の1つの抗原組み合わせ部位の可変ドメインによって置き換えることができる。
3.ヒト抗体およびヒト化抗体
本発明の抗IL−17A/F抗体は、ヒト化抗体またはヒト抗体をさらに含んでもよい。非ヒト(例えば、マウス)抗体のヒト化型は、非ヒト免疫グロブリンから誘導される最小配列を含む、キメラ免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖またはそのフラグメント(例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)、または他の抗原結合サブ配列)である。ヒト化抗体には、レシピエントの相補性決定領域(CDR)からの残基が、所望の特異性、親和性、および容量を有するマウス、ラット、またはウサギなどの非ヒト種のCDR(ドナー抗体)からの残基によって置き換えられているヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)が含まれる。ある場合において、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク残基は、対応する非ヒト残基で置き換えられている。ヒト化抗体はまた、レシピエント抗体中でも、または移入されたCDRまたはフレームワーク配列においても、見出されていない残基を含む可能性がある。一般的には、ヒト化抗体は、少なくとも1つ、および典型的には2つの可変ドメインのすべてを実質的に含み、ここで、CDR領域のすべてまたは実質的にすべてが非ヒト免疫グロブリンの領域と一致し、そしてFR領域のすべてまたは実質的にすべてが、ヒト免疫グロブリンコンセンサス配列の領域である。ヒト化抗体はまた免疫グロブリン、最適には、免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部、典型的には、ヒト免疫グロブリンのそれを含む[Jonesら、Nature,321:522−525(1986);Riechmannら、Nature,332:323−329(1988);およびPresta,Curr.Op.Struct.Biol.,2:593−596(1992)]。
非ヒト抗体をヒト化するための方法は当該分野において周知である。一般的には、ヒト化抗体は、ヒトではない供給源からそれに導入した1つ以上のアミノ酸残基を有する。これらの非ヒトアミノ酸残基は、典型的には、「移入」可変ドメインから引き継がれている「移入」残基としばしば呼ばれる。ヒト化は、本質的には、Winterおよび共同研究者[Jonesら、Nature,321:522−525(1986);Riechmannら、Nature,332:323−327(1988);Verhoeyenら、Science,239:1534−1536(1988)]の方法に従って、ヒト抗体の対応する配列によって、齧歯類のCDRまたはCDR配列を置換することによって実施することができる。従って、このような「ヒト化」抗体はキメラ抗体であり(米国特許第4,816,567号)、ここで、実質的に、インタクトなヒト可変ドメインに満たないものが、非ヒト種からの対応する配列によって置換されている。実務上、ヒト化抗体は、典型的には、いくつかのCDR残基およびおそらくいくつかのFR残基が齧歯類抗体中の類似の部位からの残基によって置換されているヒト抗体である。
ヒト化抗体を作製する際に使用される、軽鎖および重鎖の両方のヒト可変ドメインの選択は、抗体がヒト治療用途のために意図されている場合には、抗原性およびHAMA反応(ヒト抗マウス抗体)を減少することが非常に重要である。いわゆる「ベストフィット」法に従って、齧歯類抗体の可変ドメインの配列は、公知のヒト可変ドメイン配列の全体のライブラリーに対してスクリーニングされる。齧歯類の配列に最も近いヒトVドメイン配列が同定され、その中のヒトフレームワーク領域(FR)がヒト化抗体として受容される(Simsら、J.Immunol.151:2296(1993);Chothiaら、J.Mol.Biol.,196:901(1987))。別の方法は、軽鎖または重鎖の特定のサブグループのすべてのヒト抗体のコンセンサス配列から誘導される特定のフレームワーク領域を使用する。同じフレームワークは、いくつかの異なるヒト化抗体のために使用されてもよい(Carterら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:4285(1992);Prestaら、J.Immunol.151:2623(1993))。
抗体が、抗原のための高い結合親和性および他の好ましい生物学的特性の保持を伴ってヒト化されることがさらに重要である。この目的を達成するために、好ましい方法に従って、ヒト化抗体は、親の配列およびヒト化配列の三次元モデルを使用して、親の配列および種々の概念的なヒト化産物の分析のプロセスによって調製される。三次元免疫グロブリンモデルは、市販されており、当業者にはよく知られている。選択した候補免疫グロブリン配列の可能性がある三次元コンホメーション構造を例示および表示するコンピュータプログラムが利用可能である。これらの表示の検討は、候補免疫グロブリン配列の機能における残基の役割の可能性の分析、すなわち、候補免疫グロブリンがその抗原を結合する能力に影響を与える残基の分析を可能にする。このような方法で、FR残基は、所望の抗体特性、例えば、標的抗原への親和性の増加が達成されるように、レシピエントから選択および組み合わせられ、配列を移入することができる。一般的に、超可変領域残基は、抗原結合に影響を与えることに直接的かつ最も実質的に関与する。
種々の型のヒト化抗IL−17A/F抗体が意図される。例えば、ヒト化抗体は、免疫結合体を生成するために、1つ以上の細胞傷害性因子と任意に結合体化されている、Fabなどの抗体フラグメントであってもよい。または、ヒト化抗体は、インタクトなIgG1抗体などのインタクトな抗体であってもよい。
ヒト化に対する代替として、ヒト抗体を生成することができる。例えば、現在、内因性免疫グロブリン産生の不在下で、免疫の際に、ヒト抗体の全体のレパートリーを産生することが可能であるトランスジェニック動物(例えば、マウス)を作製することが可能である。例えば、キメラおよび生殖細胞系列変異体マウスにおける抗体重鎖結合領域(J)遺伝子のホモ接合性欠失が、内因性抗体産生の完全な阻害を生じることが記載されてきた。ヒト生殖細胞系列免疫グロブリン遺伝子アレイの、このような生殖細胞系列変異体マウスへの移入は、抗原チャレンジ濃縮の際に、ヒト抗体の産生を生じる。例えば、Jakobovitsら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:2551(1993);Jakobovitsら、Nature,362:255−258(1993);Bruggemannら、Year in Immuno.7:33(1993);米国特許第5,545,806号,同第5,569,825号,同第5,591,669号(すべてGenPharm);同第5,545,807号;およびWO97/17852号を参照のこと。
または、ファージディスプレイ技術(McCaffertyら、Nature 348:552−553[1990])は、免疫していないドナーからの免疫グロブリン可変(V)ドメイン遺伝子レパートリーから、インビトロでヒト抗体および抗体フラグメントを産生するために使用することができる。この技術に従って、抗体Vドメイン遺伝子は、M13またはfdなどの糸状バクテリオファージの主要なまたは微量のいずれかのコートタンパク質にインフレームでクローニングされ、ファージ粒子の表面上に機能的抗体フラグメントとして提示される。糸状粒子はファージゲノムの一本鎖DNAコピーを含むので、抗体の機能的特性に基づいた選択はまた、これらの特性を示す抗体をコードする遺伝子の選択を生じる。従って、ファージは、B細胞の特性のいくつかを模倣する。ファージディスプレイは、例えば、Johnson,Kevin S.およびChiswell,David J.,Current Opinion in Structural Biology 3:564−571(1993)に概説されるように、種々の形式で実施することができる。V遺伝子のいくつかの供給源は、ファージディスプレイのために使用することができる。Clacksonら、Nature,352:624−628(1991)は、免疫したマウスの脾臓から誘導したV遺伝子の小さなランダムコンビナトリアルライブラリーから、抗オキサゾロン抗体の多様なアレイを単離した。免疫していないヒトドナーからのV遺伝子のレパートリーを構築することができ、抗原の多様なアレイ(自己抗原を含む)に対する抗体は、Marksら、J.Mol.Biol.222:581−597(1991)、またはGriffithら、EMBO J.12:725−734(1993)によって記載される技術に本質的に従って単離することができる。米国特許第5,565,332号および同第5,573,905号もまた参照のこと。
上記に議論したように、ヒト抗体はまた、インビトロで活性化したB細胞によって生成されてもよい(米国特許第5,567,610号および同第5,229,275号を参照のこと)。
4.抗体フラグメント
特定の状況において、全体の抗体よりも、抗体フラグメントを使用することの利点が存在する。フラグメントのより小さなサイズは、迅速なクリアランスを可能にし、固形腫瘍への接近の改善をもたらし得る。
種々の技術が、抗体フラグメントの産生のために開発されてきた。常套的には、これらのフラグメントは、インタクトな抗体のタンパク質分解的消化を介して誘導された(Morimotoら、Journal of Biochemical and Biophysical Methods 24:107−117(1992);およびBrennanら、Science,229:81(1985))。しかし、これらのフラグメントは、現在、組換え宿主細胞によって直接的に産生することができる。Fab、Fv、およびScFv抗体フラグメントは、すべて、大腸菌中で発現され、これから分泌され得、従って、大量のこれらのフラグメントの容易な製造を可能にする。抗体フラグメントは、上で議論したように、抗体ファージライブラリーから単離することができる。または、Fab’−SHフラグメントは、大腸菌から直接回収され、化学的に結合されてF(ab’)フラグメントを形成することができる(Carterら、Bio/Technology 10:163−167(1992))。別のアプローチに従って、F(ab’)フラグメントは、組換え宿主細胞培養から直接的に単離することができる。サルベージ受容体結合エピトープ残基を含むインビボ半減期が増加したFabおよびF(ab’)フラグメントは、米国特許第5,869,046号に記載されている。抗体フラグメントの産生のための他の技術は当業者に明らかである。他の実施形態において、選択される抗体は、単鎖Fvフラグメント(scFv)である。WO93/16185;米国特許第5,571,894号;および同第5,587,458号を参照のこと。FvおよびsFvは、定常領域を欠いているインタクトな組み合わせ部位を有する唯一の種であり;従って、これらは、インビボ使用の間の非特異的結合の減少のために適切である。sSv融合タンパク質は,sFvのアミノ末端またはカルボキシ末端においてエフェクタタンパク質の融合物を生じるように構築されてもよい。Antibody Engineering,Borrebaeck編,前出を参照のこと。抗体フラグメントはまた、例えば、米国特許第5,641,870号に記載されるように、「直鎖状抗体」であり得る。このような直鎖状抗体は、一特異的または二特異的であり得る。
5.二特異的抗体
二特異的抗体は、少なくとも2つの異なるエピトープについての結合特異性を有する抗体である。例示的な二特異的抗体は、本明細書に記載されたようなIL−17A/Fタンパク質の2つの異なるエピトープに結合し得る。他のこのような抗体は、別のタンパク質の結合部位と、IL−17A/F結合部位とを組み合わせ得る。または、抗IL−17A/Fアームは、T細胞受容体分子(例えば、CD3)などの白血球上の誘発分子またはIgGのFc受容体(FcγR)、例えば、FcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)、およびFcγRIII(CD16)に結合するアームと組み合わせ得、その結果、IL−17A/F発現細胞への細胞防御機構を集中しかつ局在化する。二特異的抗体はまた、IL−17A/Fを発現する細胞に細胞傷害性因子を局在化するために使用されてもよい。これらの抗体は、IL−17A/F結合アームおよび細胞傷害性因子(例えば、サポリン、抗インターフェロン−α、ビンカアルカロイド、リシンA鎖、メトトレキサート、または放射性同位元素ハプテン)を結合するアームを有する。二特異的抗体は、全長抗体または抗体フラグメント(例えば、F(ab’)二特異的抗体)として調製することができる。
WO96/16673は、二特異的抗ErbB2/抗FcγRIII抗体を記載し、米国特許第5,837,234号は、二特異的抗ErbB2/抗FcγRI抗体を開示している。二特異的抗ErbB2/Fcα抗体はWO98/02463に示されている。米国特許第5,821,337号は、二特異的抗ErbB2/抗CD3抗体を教示している。
二特異的抗体を作製するための方法は当該分野において公知である。全長二特異的抗体の常套的な製造は、2つの免疫グロブリン重鎖−軽鎖対の同時発現に基づき、ここでは、2つの鎖が異なる特異性を有する(Millsteinら、Nature 305:537−539(1983))。免疫グロブリンの重鎖および軽鎖のランダムな組み合わせのために、これらのハイブリドーマ(クアドローマ)は、10種の異なる抗体分子の潜在的な混合物を生じ、その1つのみが正しい二特異的構造を有する。通常はアフィニティクロマトグラフィ工程によってなされる、正しい分子の精製は、むしろ扱いにくく、生成物の収率は低い。同様の手順は、WO93/08829およびTrauneckerら、EMBO J.10:3655−3659(1991)において開示されている。
異なるアプローチに従って、所望の結合特異性を有する抗体可変ドメイン(抗体−抗原組み合わせ部位)は、免疫グロブリン定常ドメイン配列に融合されている。好ましくは、この融合物は、少なくともヒンジ、CH、およびCHの領域の部分を含む、Ig重鎖定常ドメインを有する。融合物の少なくとも一方に存在する、軽鎖結合のために必要な部位を含む第1の重鎖定常領域(C1)を有することが好ましい。免疫グロブリン重鎖融合物、および所望される場合、免疫グロブリン軽鎖をコードするDNAは、別々の発現ベクターに挿入され、そして適切な宿主細胞に同時トランスフェクトされる。このことは、構築物中で使用される3つのポリペプチド鎖の等しくない比率が、所望の二特異的抗体の最適な収量を提供する実施形態において、3つのポリペプチドフラグメントの相互の割合を調節する際のより大きな柔軟性を提供する。しかし、等しい割合である少なくとも2つのポリペプチド鎖の発現が高い収量を生じる場合、またはこれらの比率が所望の鎖の組み合わせの収量に有意な影響を有さない場合には、2つまたはすべてのポリペプチド鎖のコード配列を単一の発現ベクターに挿入することが可能である。
このアプローチの好ましい実施形態において、二特異的抗体は、一方のアーム中の第1の結合特異性を有するハイブリッド免疫グロブリン重鎖、および他方のアーム中のハイブリッド免疫グロブリン重鎖−軽鎖対(第2の結合特異性を提供する)から構成される。この非対称構造は、望ましくない免疫グロブリン鎖の組み合わせからの、所望の二特異的化合物の分離を容易にすることが見出された。なぜなら、二特異的分子の半分のみにおける免疫グロブリン軽鎖の存在は、分離の容易な方法を提供するからである。このアプローチは、WO94/04690に開示されている。二特異的抗体を生成することのさらなる詳細については、例えば、Sureshら、Methods in Enzymology121:210(1986)を参照のこと。
米国特許第5,731,168号に記載されている別のアプローチに従って、抗体分子の対の間の界面は、組換え細胞培養から回収されるヘテロ二量体の割合を最大化するように操作することができる。好ましい界面には、少なくともC3ドメインが含まれる。この方法において、第1の抗体分子の界面からの1つ以上の小さなアミノ酸側鎖が、より大きな側鎖(例えば、チロシンまたはトリプトファン)で置き換えられる。大きな側鎖と同一または類似のサイズの代償的「空洞」は、大きなアミノ酸側鎖をより小さなもの(例えば、アラニンまたはスレオニン)と置き換えることによって、第2の抗体分子の界面上で作製される。これは、ホモ二量体などの他の望ましくない最終産物よりもヘテロ二量体の収量を増加させる機構を提供する。
二特異的抗体には、架橋抗体または「ヘテロ結合体」抗体が含まれる。例えば、ヘテロ結合体中の1つの抗体はアビジンに結合することができ、他の抗体はビオチンに結合することができる。このような抗体は、例えば、望ましくない細胞に免疫系細胞を標的化するため(米国特許第4,676,980号)、およびHIV感染の治療のために(WO91/00360、WO92/200373、およびEP03089)提案されてきた。ヘテロ結合体抗体は、任意の便利な架橋方法を使用して作製されてもよい。適切な架橋剤は当該分野において周知であり、多数の架橋技術とともに、米国特許第4,676,980号に開示されている。
抗体フラグメントから二特異的抗体を生成するための技術は、文献にもまた記載されている。例えば、二特異的抗体は、化学結合を使用して調製することができる。Brennanら、Science 229:81(1985)は、インタクトな抗体がタンパク質分解的に切断されて、F(ab’)フラグメントを生成する手順を記載している。これらのフラグメントは、ジチオール錯化剤、亜ヒ酸ナトリウムの存在下で還元され、隣接ジチオールを安定化し、分子内ジスルフィド形成を妨害する。次いで、形成されたFab’フラグメントは、チオニトロベンゾエート(TNB)誘導体に転換される。Fab’−TNB誘導体の1つは、メルカプトエチルアミンを用いる還元によってFab’−チオールに再転換され、等モル量の他のFab’−TNB誘導体と混合され、二特異的抗体を形成する。生じた二特異的抗体は、酵素の選択的固定化のための薬剤として使用することができる。
最近の進歩は、大腸菌からのFab’−SHフラグメントの直接的な回収を容易にしており、これは、化学的にカップリングされて、二特異的抗体を形成することができる。Shalabyら、J.Exp.Med.175:217−225(1992)は、完全ヒト化二特異的抗体F(ab’)分子の製造を記載している。各Fab’フラグメントは、大腸菌から別々に分離され、インビトロで指向性化学カップリングに供され、二特異的抗体を形成する。このように形成された二特異的抗体は、ErbB2受容体および正常ヒトT細胞を過剰発現する細胞に結合可能であり、ならびにヒト乳房腫瘍標的に対するヒト細胞傷害性リンパ球の溶解活性を誘発可能である。組換え細胞培養から二特異的抗体フラグメントを作製および直接的に単離するための種々の技術もまた記載されている。例えば、二特異的抗体は、ロイシンジッパーを使用して産生されてきた。Kostelnyら、J.Immunol.148(5):1547−1553(1992)。FosおよびJunタンパク質からのロイシンジッパーペプチドは、遺伝子融合によって、2つの異なる抗体のFab’部分に連結された。抗体ホモ二量体はヒンジ領域で還元されて単量体を形成し、次いで、再酸化されて、抗体ヘテロ二量体を形成した。この方法はまた、抗体ホモ二量体の産生のためにもまた利用することができる。Hollingerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444−6448(1993)によって記載された「ダイアボディ」技術は、二特異的抗体フラグメントを作製するための代替機構を提供してきた。これらのフラグメントは、同じ鎖の2つのドメイン間の対合を可能にするには短すぎるリンカーによってVに接続されたVを含む。従って、1つのフラグメントのVドメインおよびVドメインは、別のフラグメントの相補的なVドメインおよびVドメインと対合することが強いられ、それによって、2つの抗原結合部位を形成する。単鎖Fv(sFv)の使用による二特異的抗体フラグメントを作製するための別のストラテジーもまた報告されてきた。Gruberら、J.Immunol.,152:5368(1994)を参照のこと。
2価より多くの価数を有する抗体が意図される。例えば、三特異的抗体が調製できる。Tuttら、J.Immunol.147:60(1991)。
6.ヘテロ結合体抗体
ヘテロ結合体抗体もまた、本明細書の範囲内にある。ヘテロ結合体抗体は、2つの共有結合的に結合した抗体から構成される。このような抗体は、例えば、望ましくない細胞に免疫系細胞を標的化するために[米国特許第4,676,980号]、およびHIV感染の治療のために[WO91/00360;WO92/200373;EP03089]提案されてきた。これらの抗体は、架橋剤を含む方法を含む、合成タンパク質化学における公知の方法を使用して、インビトロで調製されてもよい。例えば、免疫毒素は、ジスルフィド交換反応を使用して、またはチオエステル結合を形成することによって、構築されてもよい。この目的のための適切な試薬の例には、イミノチオエートおよびメチル−4−メルカプトブチルイミデート、および例えば、米国特許第4,676,980号に開示されるものが含まれる。
7.多価抗体
多価抗体は、抗体が結合する抗原を発現する細胞による二価抗体よりも迅速に内在化(および/または異化)され得る。本発明の抗体は、3箇所以上の抗原結合部位を有する多価抗体(例えば、四価抗体)(IgMクラス以外である)であり得、これは、抗体のポリペプチド鎖をコードする核酸の組換え発現によって容易に産生させることができる。多価抗体は、二量体化ドメインおよび3箇所以上の抗原結合部位を含み得る。好ましい二量体化ドメインは、Fc領域またはヒンジ領域を含む(またはこれらからなる)。このシナリオにおいて、抗体は、Fc領域、およびFc領域に対してアミノ末端である3つ以上の抗原結合部位を含む。本発明における好ましい多価抗体は、3〜8箇所であるが、好ましくは、4箇所の抗原結合部位を含む(またはこれらからなる)。多価抗体は、少なくとも1つのポリペプチド鎖(および好ましくは2つのポリペプチド鎖)を含み、ここで、このポリペプチド鎖は、2つ以上の可変ドメインを含む。例えば、ポリペプチド鎖は、VD1−(X1)−VD2−(X2)−Fcを含んでもよく、ここで、VD1は第1の可変ドメインであり、VD2は第2の可変ドメインであり、FcはFc領域の1つのポリペプチドであり、X1およびX2はアミノ酸またはポリペプチドを表し、そしてnは0または1である。例えば、ポリペプチド鎖は、VH−CH1−可撓性リンカー−VH−CH1−Fc領域鎖;またはVH−CH1−VH−CH1−Fc領域鎖を含んでもよい。本発明における多価抗体は、好ましくは、少なくとも2つの(および好ましくは4つの)軽鎖可変ドメインポリペプチドをさらに含む。本発明における多価抗体は、例えば、約2〜約8個の軽鎖可変ドメインポリペプチドを含み得る。本発明で意図される軽鎖可変ドメインポリペプチドは軽鎖可変ドメインを含み、選択的に、さらにCLドメインを含む。
8.エフェクタ機能の操作
例えば、抗体の抗原依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)および/または補体依存性細胞傷害(CDC)を増強するために、エフェクタ機能に関して、本発明の抗体を修飾することが所望され得る。これは、抗体のFc領域において、1つ以上のアミノ酸置換を導入することによって達成され得る。代替的に、または加えて、システイン残基がFc領域に加えられてもよく、それによって、この領域中での鎖間ジスルフィド結合形成を可能にする。このようにして生成したホモ二量体抗体は、内在化能力の改善および/または補体媒介性細胞殺傷および抗体依存性細胞傷害(ADCC)の増加を有し得る。Caronら、J.Exp Med.176:1191−1195(1992)およびShopes,B.J.Immunol.148:2918−2922(1992)を参照のこと。抗腫瘍活性の増加を伴うホモ二量体抗体もまた、Wolffら、Cancer Research 53:2560−2565(1993)に記載されるように、ヘテロ二官能性架橋剤を使用して調製されてもよい。または、二重Fc領域を有する抗体を操作でき、それによって、補体溶解およびADCC能力の増強を有し得る。Stevensonら、Anti−Cancer Drug Design 3:219−230(1989)を参照のこと。抗体の血清半減期を増加させるために、例えば、米国特許第5,739,277号に記載されるように、抗体(とりわけ、抗体フラグメント)にサルベージ受容体結合エピトープを組み込んでもよい。本明細書で使用される場合、「サルベージ受容体結合エピトープ」という用語は、IgG分子のインビボ血清半減期を増加させる原因である、IgG分子(例えば、IgG、IgG、IgG、またはIgG)のFc領域のエピトープをいう。
9.免疫結合体
本発明はまた、化学療法剤、増殖阻害剤、毒素(例えば、細菌、真菌、植物、または動物起源の酵素的に活性な毒素、またはそのフラグメント)、または放射性同位元素(すなわち、放射性結合体)などの細胞傷害性因子に結合体化された抗体を含む免疫結合体に関する。
このような免疫結合体の生成において有用である化学療法剤は上に記載されている。使用され得る酵素的に活性な毒素およびそのフラグメントには以下が含まれる:ジフテリアA鎖、ジフテリア毒素の非結合活性フラグメント、エキソトキシンA鎖(シュードモナス・エルギノーサ(Pseudomonas aeruginosa)由来)、リシンA鎖、アブリンA鎖、モデシンA鎖、α−サルシン、シナアブラギリ(Aleurites fordii)タンパク質、ジアンチン(dianthin)タンパク質、ヨウシュヤマゴボウ(Phytolaca americana)タンパク質(PAPI、PAPII、およびPAP−S)、ニガウリ(momordica charantia)阻害剤、クルシン、クロチン、サパオナリア・オフィシナリス(sapaonaria officinalis)阻害剤、ゲロニン、ミトゲリン、レストリクトシン、フェノマイシン、エノマイシン、およびトリコテセン。種々の放射性核種が放射性結合体抗体の製造のために利用可能である。例には、212Bi、131I、131In、90Y、および186Reが含まれる。抗体および細胞傷害性因子の結合体は以下を使用して作製される:種々の二官能性タンパク質カップリング剤、例えば、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオール)プロピオネート(SPDP)、イミノチオラン(IT)、イミドエステルの二官能性誘導体(ジメチルアジピミデートHCLなど)、活性エステル(ジスクシンイミジルスベレートなど)、アルデヒド(グルタルアルデヒドなど)、ビス−アジド化合物(ビス(p−アジドベンゾイル)ヘキサンジアミンなど)、ビス−ジアゾニウム誘導体(ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミンなど)、ジイソシアネート(トルエン(tolyene)2,6−ジイソシアネートなど)、およびビス−活性フッ素化合物(1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼンなど)。例えば、リシン免疫毒素は、Vitettaら、Science,238:1098(1987)に記載されるように調製することができる。炭素−14標識1−イソチオシアナトベンジル−3−メチルジエチレントリアミン五酢酸(MX−DTPA)は、抗体への放射性核種の結合体化のための例示的なキレート剤である。WO94/11026を参照のこと。
抗体、ならびに毒素活性を有する1種以上の小分子毒素、例えば、カリケアマイシン、メイタンシノイド、トリコテン(trichothene)、およびCC1065、およびこれらの誘導体の結合体もまた、本発明において意図される。
メイタンシンおよびメイタンシノイド
1つの好ましい実施形態において、本発明の抗IL−17A/F抗体(全長またはフラグメント)は、1つ以上のメイタンシノイド分子に結合体化される。
メイタンシノイドは、チューブリン重合を阻害することによって作用する、有糸分裂(mitototic)阻害剤である。メイタンシンは、東アフリカ産の低木メイテナス・セラタ(Maytenus serrata)から最初に単離された(米国特許第3,896,111号)。続いて、特定の微生物もまた、メイタンシノールおよびC−3メイタンシノールエステルなどのメイタンシノイドを産生することが発見された(米国特許第4,151,042号)。合成メイタンシノールおよびその誘導体およびアナログは、例えば、米国特許第4,137,230号;同第4,248,870号;同第4,256,746号;同第4,260,608号;同第4,265,814号;同第4,294,757号;同第4,307,016号;同第4,308,268号;同第4,308,269号;同第4,309,428号;同第4,313,946号;同第4,315,929号;同第4,317,821号;同第4,322,348号;同第4,331,598号;同第4,361,650号;同第4,364,866号;同第4,424,219号;同第4,450,254号;同第4,362,663号;および同第4,371,533号に記載されており、これらの開示はその全体が参照により明確に組み込まれる。
メイタンシノイド−抗体結合体
それらの治療指数を改善する試みにおいて、メイタンシンおよびメイタンシノイドは、腫瘍細胞抗原に特異的に結合する抗体に結合体化されてきた。メイタンシノイドを含む免疫結合体およびそれらの治療的使用は、例えば、米国特許第5,208,020号、同第5,416,064号、および欧州特許EP0425235B1に開示されており、これらの開示はその全体が参照により明確に組み込まれる。Liuら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA93:8618−8623(1996)は、ヒト結腸直腸癌に対して指向されるモノクローナル抗体C242に連結されたDM1と称するメイタンシノイドを含む免疫結合体を記載している。この結合体は、培養結腸癌細胞に対して高度に細胞傷害性であることが見出され、インビボ腫瘍増殖アッセイにおいて抗腫瘍活性を示した。Chariら、Cancer Research 52:127−131(1992)は、メイタンシノイドがジスルフィドリンカーを介してヒト結腸癌株上の抗原に結合するマウス抗体A7に、またはHER−2/neuオンコジーンを結合する別のマウスモノクローナル抗体TA.1に結合体化された免疫結合体を記載している。TA.1−メイタンシノイド結合体の細胞傷害性は、細胞あたり3×10 HER−2表面抗原を発現する、ヒト乳房細胞株SK−BR−3においてインビトロで試験された。薬物結合体は、遊離のメイタンシノイド薬物と同様である一定の程度の細胞傷害性を達成し、これは、抗体分子あたりのメイタンシノイド分子の数を増加させることによって、増加させることができた。A7−メイタンシノイド結合体は、マウスにおいて低い全身性細胞傷害性を示した。
抗IL−17A/Fポリペプチド抗体−メイタンシノイド結合体(免疫結合体)
抗IL−17A/F抗体−メイタンシノイド結合体は、抗体またはメイタンシノイド分子のいずれかの生物学的活性を有意に減少することなく、メイタンシノイド分子に抗IL−17A/F抗体を化学的に連結することによって調製される。抗体分子あたり、平均で3〜4分子の結合体化されたメイタンシノイド分子が、抗体の機能または可溶性にネガティブな影響を与えることなく標的細胞の細胞傷害性を増強する際の効力を示したが、1分子の毒素/抗体さえもが、裸の抗体の使用を超えて細胞傷害性を増強することが予測される。メイタンシノイドは当該分野において周知であり、公知の技術によって合成でき、または天然の供給源から単離できる。適切なメイタンシノイドは、例えば、米国特許第5,208,020号および本明細書に引用される他の特許および非特許刊行物に開示されている。好ましいメイタンシノイドは、メイタンシノール、およびメイタンシノール分子の芳香環または他の位置が修飾されているメイタンシノールアナログ、例えば、種々のメイタンシノールエステルである。
抗体−メイタンシノイド結合体を作製するための当該分野で公知である多くの連結基が存在し、これには、例えば、米国特許第5,208,020号またはEP特許0425235B1、およびChariら、Cancer Research 52:127−131(1992)に開示されているものが含まれる。連結基には、ジスルフィド基、チオエステル基、酸不安定基、光不安定基、ペプチダーゼ不安定基、またはエステラーゼ不安定基が含まれ、上記に同定される特許に開示されるように、ジスルフィド基およびチオエステル基が好ましい。
抗体およびメイタンシノイドの結合体は、種々の二官能性タンパク質カップリング剤を使用して作製されてもよく、このカップリング剤には、例えば:N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)、スクシンイミジル−4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート、イミノチオラン(IT)、イミドエステルの二官能性誘導体(ジメチルアジピミデートHCLなど)、活性エステル(ジスクシンイミジルスベレートなど)、アルデヒド(グルタルアルデヒドなど)、ビス−アジド化合物(ビス(p−アジドベンゾイル)ヘキサンジアミンなど)、ビス−ジアゾニウム誘導体(ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミンなど)、ジイソシアネート(トルエン2,6−ジイソシアネートなど)、およびビス−活性フッ素化合物(1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼンなど)である。特に好ましいカップリング剤には、ジスルフィド連結を提供するための、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)(Carlssonら、Biochem.J.173:723−737[1978])、およびN−スクシンイミジル−4−(2−ピリジルジチオ)ペンタノエートが含まれる。
リンカーは、連結の型に依存して、種々の位置でメイタンシノイド分子に結合されてもよい。例えば、エステル連結は、従来的なカップリング技術を使用して、ヒドロキシル基との反応によって形成されてもよい。反応は、ヒドロキシル基を有するC−3位、ヒドロキシメチルで修飾されたC−14位、ヒドロキシル基で修飾されたC−15位、およびヒドロキシル基で修飾されたC−14位において起こり得る。好ましい実施形態において、連結は、メイタンシノールまたはメイタンシノール誘導体のC−3位において形成される。
カリケアマイシン
目的の別の免疫結合体には、1分子以上のカリケアマイシン分子に結合体化されたIL−17A/F抗体が含まれる。カリケアマイシンファミリーの抗生物質は、ピコモル濃度以下の濃度で、二本鎖DNAの切断を生じることが可能である。カリケアマイシンファミリーの結合体の調製については、米国特許第5,712,374号、同第5,714,586号、同第5,739,116号、同第5,767,285号、同第5,770,701号、同第5,770,710号、同第5,773,001号、同第5,877,296号(すべてAmerican Cyanamid Company)を参照のこと。使用され得るカリケアマイシンの構造的アナログには、γ 、α 、α 、N−アセチル−γ 、PSAGおよびθ (Hinmanら、Cancer Research
53:3336−3342(1993),Lodeら、Cancer Research 58:2925−2928(1998)、およびAmerican Cyanamidへの上述の米国特許)が含まれるがこれらに限定されない。抗体が結合体化できる別の抗腫瘍薬物は、葉酸拮抗薬であるQFAである。カリケアマイシンおよびQFAの両方は、細胞内の作用部位を有し、原形質膜を容易には横切らない。従って、抗体が媒介する内在化を通してのこれらの薬剤の細胞取り込みは、これらの細胞傷害性効果を増強する。
他の細胞傷害性因子
本発明のIL−17A/F抗体と結合体化できる他の抗腫瘍薬剤には、BCNU、ストレプトゾシン(streptozoicin)、ビンクリスチン、および5−フルオロウラシル、米国特許第5,053,394号、同第5,770,710号に記載されるLL−E33288複合体として集合的に知られる薬剤のファミリー、ならびにエスペラマイシン(米国特許第5,877,296号)が含まれる。
使用できる酵素的に活性な毒素およびそのフラグメントには以下が含まれる:ジフテリアA鎖、ジフテリア毒素の非結合活性フラグメント、エキソトキシンA鎖(シュードモナス・エルギノーサ由来)、リシンA鎖、アブリンA鎖、モデシンA鎖、α−サルシン、シナアブラギリタンパク質、ジアンチンタンパク質、ヨウシュヤマゴボウタンパク質(PAPI、PAPII、およびPAP−S)、ニガウリ阻害剤、クルシン、クロチン、サパオナリア・オフィシナリス阻害剤、ゲロニン、ミトゲリン、レストリクトシン、フェノマイシン、エノマイシン、およびトリコテセン。例えば、1993年10月28日に公開されたWO93/21232を参照のこと。
本発明はさらに、抗体と核酸分解活性を有する化合物(例えば、リボヌクレアーゼまたはDNAエンドヌクレアーゼ、例えば、デオキシヌクレアーゼ;DNase)との間で形成された免疫結合体を意図する。
腫瘍の選択的破壊のために、抗体は、高度に放射活性の原子を含んでもよい。種々の放射性同位元素が、放射結合体化抗IL−17A/F抗体の産生に利用可能である。例としては、At211、I131、I125、Y90、Re186、Re188、Sm153、Bi212、P32、Pb212、およびLuの放射性同位元素が含まれる。結合体が診断のために使用される場合、これは、シンチグラフィ研究のための放射性原子、例えば、tc99mもしくはI123、または核磁気共鳴(NMR)画像化(磁気共鳴画像化、mriとしても知られている)のためのスピンラベル、例えば、ヨウ素−123、さらに、ヨウ素−131、インジウム−111、フッ素−19、炭素−13、窒素−15、酸素−17、ガドリニウム、マンガン、または鉄を含み得る。
放射性標識または他の標識は、公知の方法で結合体に取り込まれ得る。例えば、ペプチドは、生合成されてもよく、または、例えば、酸素の代わりにフッ素−19を含む、適切なアミノ酸前駆体を使用してアミノ酸化学合成によって合成されてもよい。tc99mまたはI123、Re186、Re188およびIn111などの標識は、ペプチド中のシステイン残基を介して結合できる。イットリウム−90は、リジン残基を介して結合できる。IODOGEN法(Frakerら(1978)Biochem.Biophys.Res.Commun.80:49−57)を使用してヨウ素−123を取り込むことができる。「Monoclonal Antibodies in Immunoscintigraphy」(Chatal,CRC Press 1989)は、他の方法を詳細に説明している。
抗体および細胞傷害性因子の結合体は以下を使用して作製される:種々の二官能性タンパク質カップリング剤、例えば、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)、スクシンイミジル−4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート、イミノチオラン(IT)、イミドエステルの二官能性誘導体(ジメチルアジピミデートHCLなど)、活性エステル(ジスクシンイミジルスベレートなど)、アルデヒド(グルタルアルデヒドなど)、ビス−アジド化合物(ビス(p−アジドベンゾイル)ヘキサンジアミンなど)、ビス−ジアゾニウム誘導体(ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミンなど)、ジイソシアネート(トルエン(tolyene)2,6−ジイソシアネートなど)、およびビス−活性フッ素化合物(1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼンなど)。例えば、リシン免疫毒素は、Vitettaら、Science,238:1098(1987)に記載されるように調製することができる。炭素−14標識1−イソチオシアナトベンジル−3−メチルジエチレントリアミン五酢酸(MX−DTPA)は、抗体への放射性核種の結合体化のための例示的なキレート剤である。WO94/11026を参照のこと。リンカーは、細胞中での細胞傷害性薬物の放出を容易にする「切断リンカー」であってもよい。例えば、酸不安定リンカー、ペプチダーゼ不安定リンカー、光不安定リンカー、ジメチルリンカー、またはジスルフィド含有リンカー(Chariら、Cancer Research 52:127−131(1992);米国特許第5,208,020号)が使用されてもよい。
または、抗IL−17A/F抗体および細胞傷害性因子を含む融合タンパク質は、例えば、組換え技術またはペプチド合成によって作製されてもよい。DNAの長さは、互いに隣接するか、または、結合体の所望の特性を破壊しないリンカーペプチドをコードする領域によって分けられるかのいずれかである、結合体の2つの部分をコードするそれぞれの領域を含み得る。
なお別の実施形態において、抗体は、抗体−受容体結合体が患者に投与される、標的とされる前の腫瘍中での利用のために「受容体」(例えば、ストレプトアビジン)に結合体化されてもよく、続いて、クリアリング剤を使用しての循環からの未結合結合体の除去、次いで、細胞傷害性因子(例えば、放射性核種)に結合体化されている「リガンド」(例えば、アビジン)の投与が行われる。
10.免疫リポソーム
本明細書に開示される抗IL−17A/F抗体はまた、免疫リポソームとして製剤化されてもよい。「リポソーム」は、哺乳動物への薬物の送達に有用である、種々の型の脂質、リン脂質、および/または界面活性剤から構成される小胞である。リポソームの構成成分は、生体膜の脂質配置と類似する、二層形成で一般的に配置される。抗体を含むリポソームは、Epsteinら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA82:3688(1985);Hwangら、Proc.Natl Acad.Sci.USA77:4030(1980);米国特許第4,485,045号および同第4,544,545号;および1997年10月23日に公開されたWO97/38731に記載される、当該分野において公知の方法によって調製される。循環時間が増強されたリポソームは、米国特許第5,013,556号に開示されている。
特に有用なリポソームは、逆相エバポレーション法によって生成することができ、ホスファチジルコリン、コレステロール、およびPEG誘導体化ホスファチジルエタノールアミン(PEG−PE)を含む脂質組成を有する。リポソームは、所望の直径を有するリポソームを得るために、所定のポアサイズのフィルタを通して押し出される。本発明のFab’フラグメントは、ジスルフィド交換反応を介して、Martinら、J.Biol.Chem.257:286−288(1982)に記載されるリポソームに結合体化できる。化学療法剤は、任意にリポソーム中に含まれる。Gabizonら、J.National Cancer Inst.81(19):1484(1989)を参照のこと。
N.IL−17A/F結合オリゴペプチド
本発明のIL−17A/F結合オリゴペプチドは、好ましくは特異的に、本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドに結合するオリゴヌクレオチドである。IL−17A/F結合オリゴペプチドは、公知のオリゴペプチド合成方法論を使用して化学合成されてもよく、または組換え技術を使用して調製および精製されてもよい。IL−17A/F結合オリゴペプチドは、通常、約5アミノ酸長、または少なくとも約6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,96,97,98,99、もしくは100アミノ酸長またはそれ以上であり、ここで、このようなオリゴポリペプチドは、好ましくは特異的に、本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドに結合する。IL−17A/F結合オリゴペプチドは、周知の技術を使用して、過度の実験を伴うことなく、同定されてもよい。この点に関して、ポリペプチド標的に特異的に結合可能であるオリゴペプチドのオリゴペプチドライブラリーをスクリーニングする技術は、当該分野において周知である(例えば、以下を参照のこと:米国特許第5,556,762号、同第5,750,373号、同第4,708,871号、同第4,833,092号、同第5,223,409号、同第5,403,484号、同第5,571,689号、同第5,663,143号;PCT公開番号WO84/03506およびWO84/03564;Geysenら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,81:3998−4002(1984);Geysenら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,82:178−182(1985);Geysenら、Synthetic Peptides as Antigens所収,130−149(1986);Geysenら、J.Immunol.Meth.,102:259−274(1987);Schoofsら、J.Immunol.,140:611−616(1988);Cwirla,S.E.ら(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:6378;Lowman,H.B.ら(1991)Biochemistry,30:10832;Clackson,T.ら(1991)Nature,352:624;Marks,J.D.ら(1991),J.Mol.Biol.,222:581;Kang,A.S.ら(1991)Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:8363、およびSmith,G.P.(1991)Current Opin.Biotechnol.,2:668)。
この点に関して、バクテリオファージ(ファージ)ディスプレイは、ポリペプチド標的に特異的に結合可能であるライブラリーのメンバーを同定するために大きなオリゴペプチドライブラリーをスクリーニングすることを可能にする1つの周知の方法である。ファージディスプレイは、変異体ポリペプチドが、バクテリオファージの表面上のコートタンパク質への融合タンパク質として提示される技術である(Scott,J.K.およびSmith,G.P.(1990)Science 249:386)。ファージディスプレイの有用性は、選択的にランダム化されたタンパク質変異体(またはランダムにクローニングされたcDNA)の大きなライブラリーが、高い親和性で標的分子に結合する配列について迅速かつ効率的に選別され得るという事実にある。ファージ上でのペプチド(Cwirla,S.E.ら(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:6378)またはタンパク質(Lowman,H.B.ら(1991)Biochemistry,30:10832;Clackson,T.ら(1991)Nature,352:624;Marks,J.D.ら(1991),J.Mol.Biol.,222:581;Kang,A.S.ら(1991) Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:8363)のライブラリーのディスプレイは、特異的な結合特性を有するものについての数百万ものポリペプチドまたはオリゴペプチドのスクリーニングに使用されてきた(Smith,G.P.(1991)Current Opin.Biotechnol.,2:668)。ランダム変異体のファージライブラリーの選別は、大量の変異体を構築および増殖するためのストラテジー、標的受容体を使用するアフィニティ精製の手順、ならびに結合の豊富さの結果を評価する手段を必要とする。米国特許第5,223,409号、同第5,403,484号、同第5,571,689号、および同第5,663,143号を参照のこと。
多くのファージディスプレイ法は糸状ファージを使用してきたが、ラムダファージディスプレイ系(WO95/34683;米国特許第5,627,024号)、T4ファージディスプレイ系(Ren,Z−J.ら(1998)Gene 215:439;Zhu,Z.(1997)CAN 33:534;Jiang,J.ら(1997)can 128:44380;Ren,Z−J.(1997)CAN 127:215644;Ren,Z−J.(1996)Protein Sci.5:1833;Efimov,V.P.ら(1995)Virus Genes 10:173)、およびT7ファージディスプレイ系(Smith,G.P.およびScott,J.K.(1993)Methods in Enzymology,217,228 257;米国特許第5,766,905号)も公知である。
基本的なファージディスプレイ概念の多くの他の改善および変形が、現在、開発されている。これらの改善は、ディスプレイ系が、選択された標的分子への結合のためにペプチドライブラリーをスクリーニングする能力、および所望の目的のためにこれらのタンパク質をスクリーニングする潜在能力を用いて機能的タンパク質を提示する能力を増強する。ファージディスプレイ反応のためのコンビナトリアル反応デバイスが開発されており(WO98/14277)、ファージディスプレイライブラリーは、二分子相互作用(WO98/20169;WO98/20159)および制限されたヘリックスペプチドの特性(WO98/20036)を分析および制御するために使用されてきた。WO97/35196は、ファージディスプレイライブラリーが、結合リガンドを選択的に単離するために、リガンドが標的分子と結合する1つの溶液、および親和性リガンドが標的分子とは結合しない第2の溶液と接触している、親和性リガンドを単離する方法を説明している。WO97/46251は、アフィニティ精製された抗体を用いるランダムファージライブライリーのバイオパニングの方法を記載し、次いで、結合ファージを単離し、その後、高親和性結合ファージを単離するために、マイクロプレートウェルを使用するマイクロパニングプロセスを行った。親和性タグとしての黄色ブドウ球菌(Staphlylococcus aureus)プロテインAの使用もまた報告されている(Liら(1998)Mol Biotech.,9:187)。WO97/47314は、ファージディスプレイライブラリーであり得るコンビナトリアルライブラリーを使用する、酵素特異性を区別するための基質差し引きライブラリーの使用を説明している。ファージディスプレイを使用する、界面活性剤中での使用に適切である酵素を選択するための方法は、WO97/09446に記載されている。特異的結合タンパク質を選択するさらなる方法は、米国特許第5,498,538号、同第5,432,018号、およびWO98/15833に記載されている。
ペプチドライブラリーを生成し、そしてこれらのライブラリーをスクリーニングする方法は、米国特許第5,723,286号、同第5,432,018号、同第5,580,717号、同第5,427,908号、同第5,498,530号、同第5,770,434号、同第5,734,018号、同第5,698,426号、同第5,763,192号、および同第5,723,323号にもまた開示されている。
O.IL−17A/F結合有機分子
IL−17A/F結合有機分子は、好ましくは特異的に、本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドに結合する、本明細書に定義されるオリゴペプチドまたは抗体以外の有機分子である。IL−17A/F結合有機分子は、公知の方法論を使用して、同定および化学的に合成されてもよい(例えば、PCT公開番号WO00/00823およびWO00/39585を参照のこと)。IL−17A/F結合有機分子は、通常、少なくとも約2000ダルトン未満のサイズ、または約1500、750、500、250、または200ダルトン未満のサイズであり、ここで、好ましくは特異的に、本明細書に記載されるIL−17A/Fポリペプチドに結合可能であるこのような有機分子は、周知の技術を使用して過度の実験を伴うことなく同定されてもよい。この点に関して、ポリペプチド標的に結合可能である分子について有機分子ライブラリーをスクリーニングするための技術は、当該分野において周知であることが注目される(例えば、PCT公開番号WO00/00823およびWO00/39585を参照のこと)。IL−17A/F結合有機分子は、例えば、以下であり得る:アルデヒド、ケトン、オキシム、ヒドラゾン、セミカルバゾン、カルバジド、一級アミン、二級アミン、三級アミン、N置換ヒドラジン、ヒドラジン、アルコール、エーテル、チオール、チオエーテル、ジスルフィド、カルボン酸、エステル、アミド、尿素、カルバメート、カーボネート、ケタール、アセタール、チオアセタール、アリールハライド、アリールスルホネート、アルキルハライド、アルキルスルホネート、芳香族化合物、複素環式化合物、アニリン、アルケン、アルキン、ジオール、アミノアルコール、オキサゾリジン、オキサゾリン、チアゾリジン、チアゾリン、エナミン、スルホンアミド、エポキシド、アジリジン、イソシアネート、スルホニルクロリド、ジアゾ化合物、酸塩化物など。
P.所望の特性を有する抗IL−17A/F抗体、IL−17A/F結合オリゴペプチド、およびIL−17A/F結合有機分子のスクリーニング
IL−17A/Fポリペプチドに結合する抗体、オリゴペプチド、および有機分子を生成する技術は、上に記載されている。所望により、特定の生物学的特性を有する抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子がさらに選択され得る。
本発明の抗IL−17A/F抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子の増殖阻害効果は、例えば、内因性で、またはIL−17A/F遺伝子を用いるトランスフェクション後のいずれかで、IL−17A/Fポリペプチドを発現する細胞を使用して、当該分野で公知の方法によって評価されてもよい。例えば、適切な腫瘍細胞株およびIL−17A/Fトランスフェクト細胞が、種々の濃度の本発明の抗IL−17A/Fモノクローナル抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子で数日間(例えば、2〜7日間)処理され、そしてクリスタルバイオレットまたはMTTで染色され、またはある他の比色アッセイによって分析されてもよい。増殖を測定する別の方法は、本発明の抗IL−17A/F抗体、IL−17A/F結合オリゴペプチド、または他のIL−17A/F結合有機分子の存在下または不在下で処理した細胞によるH−チミジンの取り込みを比較することによる。処理後、細胞は収集され、DNAに取り込まれた放射能の量が、シンチレーションカウンタで定量される。適切な陽性対照には、選択された細胞株の増殖を阻害することが知られている増殖阻害抗体を用いるその細胞株の処理が含まれる。インビボでの腫瘍細胞の増殖阻害は、当該分野において公知である種々の方法で決定することができる。好ましくは、腫瘍細胞は、IL−17A/Fポリペプチドを過剰発現するものである。好ましくは、抗IL−17A/F抗体、IL−17A/F結合オリゴペプチド、またはIL−17A/F結合有機分子は、未処理の腫瘍細胞と比較して、IL−17A/F発現腫瘍細胞の細胞増殖をインビトロまたはインビボで約25〜100%阻害し、より好ましくは、約30〜100%、そしてさらにより好ましくは約50〜100%または約70〜100%阻害し、1つの実施形態において、約0.5〜30μg/mlの抗体濃度で阻害する。増殖阻害は、細胞培養中で、約0.5〜30μg/mlまたは約0.5nM〜200nMの抗体濃度で測定することができ、ここで、増殖阻害は、抗体への腫瘍細胞の曝露の1〜10日後に決定される。約1μg/kg体重〜約100mg/kg体重の抗IL−17A/F抗体の投与が、抗体の最初の投与から約5日間〜3ヶ月以内、好ましくは、約5〜30日以内に、腫瘍サイズの減少または腫瘍細胞増殖の減少をもたらす場合、抗体はインビボで増殖阻害性である。
細胞死を誘導する抗IL−17A/F抗体、IL−17A/F結合オリゴペプチド、またはIL−17A/F結合有機分子を選択するために、例えば、ヨウ化プロピジウム(PI)、トリパンブルー、または7AADの取り込みによって示される膜の完全性の喪失が、対照と比較して評価されてもよい。PI取り込みアッセイは、補体および免疫エフェクタ細胞の不在下で実施することができる。IL−17A/Fポリペプチド発現腫瘍細胞は、培地単独と、または適切な抗IL−17A/F抗体(例えば、約10μg/ml)、IL−17A/F結合オリゴペプチド、またはIL−17A/F結合有機分子を含む培地とともにインキュベートされる。細胞は、3日の期間にわたってインキュベートされる。各処理の後、細胞は洗浄され、細胞クランプの取り出しのために、35mmストレイナ−キャップ付き12×75チューブ(1ml/チューブ、3チューブ/処理群)内にアリコートされた。次いで、チューブにPI(10μg/ml)を加える。サンプルは、FACSCAN(登録商標)フローサイトメータおよびFACSCONVERT(登録商標)CellQuestソフトウェア(Becton Dickinson)を使用して分析され得る。PI取り込みによって決定される統計学的に有意な細胞死のレベルを誘導するこれらの抗IL−17A/F抗体、IL−17A/F結合オリゴペプチド、またはIL−17A/F結合有機分子は、細胞死を誘導する抗IL−17A/F抗体、IL−17A/F結合オリゴペプチド、またはIL−17A/F結合有機分子として選択され得る。
目的の抗体によって結合されたIL−17A/Fポリペプチド上のエピトープに結合する抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子をスクリーニングするために、Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,Ed HarlowおよびDavid Lane(1988)において記載されるような慣用的なクロス−ブロッキングアッセイを実施することができる。このアッセイは、試験抗体、オリゴペプチド、または他の有機分子が、公知の抗IL−17A/F抗体と同じ部位またはエピトープを結合するか否か決定するために使用できる。代替的に、または加えて、エピトープマッピングを、当該分野に公知の方法によって実施することができる。例えば、抗体配列は、接触残基を同定するために、アラニンスキャニングなどによって変異誘発させることができる。変異抗体は、最初に、正しいフォールディングを確認するために、ポリクローナル抗体との結合について試験される。異なる方法において、IL−17A/Fポリペプチドの異なる領域に対応するペプチドは、試験抗体を用いるか、または試験抗体および特性決定されたもしくは公知のエピトープを有する抗体を用いる競合アッセイにおいて使用することができる。
Q.薬学的組成物
本発明の活性IL−17A/F分子(例えば、IL−17A/Fポリペプチド、抗IL−17A/F抗体、および/または各々の変異体)ならびに上に開示されるスクリーニングアッセイによって同定された他の分子は、薬学的組成物の形態で、免疫関連疾患の治療のために投与することができる。
本発明の活性IL−17A/F分子、好ましくは、ポリペプチドまたは抗体の治療製剤は、凍結乾燥製剤または水溶液の形態で、任意の生理学的に許容可能な担体、賦形剤、または安定剤と、所望の純度を有する活性成分とを混合することによって調製される(Remington’s Pharmaceutical Sciences 第16版,Osol,A.編(1980))。許容可能な担体、賦形剤、または安定剤は、利用される投薬量および濃度でレシピエントに対して非毒性であり、これには以下が含まれる:リン酸塩、クエン酸塩、および他の有機酸などの緩衝剤;アスコルビン酸およびメチオニンを含む酸化防止剤;(塩化オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムなどの)保存剤:塩化ヘキサメトニウム;塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム;フェノール、ブチルもしくはベンジルアルコール;メチルもしくはプロピルパラベンなどのアルキルパラベン;カテコール;レゾルシノール;シクロヘキサノール;3−ペンタノール;およびm−クレゾール);低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、もしくは免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン、もしくはリジンなどのアミノ酸;グルコース、マンノース、もしくはデキストリンを含む単糖類、二糖類、および他の炭水化物;EDTAなどのキレート剤;スクロース、マンニトール、トレハロース、もしくはソルビトールなどの糖質;ナトリウムなどの塩形成対イオン;金属錯体(例えば、Zn−タンパク質錯体);ならびに/またはTWEEN(商標)、PLURONICS(商標)、もしくはポリエチレングリコール(PEG)などの非イオン性界面活性剤。
本明細書に開示されるスクリーニングアッセイによって同定される化合物は、当該分野において周知である標準的な手順を使用して、類似の様式で製剤化できる。
リポフェクションまたはリポソームもまた、細胞にIL−17A/F分子を送達するために使用できる。抗体フラグメントが使用される場合、標的タンパク質の結合ドメインに特異的に結合する最小の阻害フラグメントが好ましい。例えば、抗体の可変領域配列に基づいて、標的タンパク質配列を結合する能力を保持しているペプチド分子が設計できる。このようなペプチドは、化学的に合成でき、および/または組換えDNA技術によって産生できる(例えば、Marascoら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:7889−7893[1993]を参照のこと)。
本発明における製剤はまた、治療される特定の徴候に必要である1つより多くの活性化合物を含んでもよく、好ましくは、互いに悪影響を与えない相補活性を有するものである。代替的に、または加えて、組成物は、細胞傷害性因子、サイトカイン、または増殖阻害因子を含んでもよい。このような分子は、意図される目的のために有効な量で、適切に組み合わせて存在する。
活性IL−17A/F分子はまた、コロイド薬物送達系(例えば、リポソーム、アルブミンマイクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子およびナノカプセル)またはマクロエマルジョン中の、例えば、コアセルベーション技術または界面重合によって調製されたマイクロカプセル、例えば、それぞれ、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ−(メチルメタクリレート)マイクロカプセル中に包括されてもよい。このような技術は、Remington’s Pharmaceutical Sciences 第16版,Osol,A.編(1980)に開示されている。
インビボ投与に使用される製剤は滅菌されている必要がある。これは、滅菌濾過膜を通す濾過によって容易に達成される。
IL−17A/F分子の持続放出調製物が調製されてもよい。持続放出調製物の適切な例には、抗体を含む固体疎水性ポリマーの半透性マトリクスが含まれ、そのマトリクスは成型品、例えば、フィルム、またはマイクロカプセルの形態である。持続放出マトリクスの例には以下が含まれる:ポリエステル、ハイドロゲル(例えば、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート)またはポリ(ビニルアルコール)、ポリラクチド(米国特許第3,773,919号))、L−グルタミン酸およびγ−エチル−L−グルタミンのコポリマー、非分解性エチレン−酢酸ビニル、分解性乳酸−グリコール酸コポリマー、例えば、LUPRON DEPOT(商標)(乳酸−グリコール酸コポリマーおよび酢酸ロイプロリドから構成される注射用マイクロスフェア)、およびポリ−D−(−)−3−ヒドロキシ酪酸。エチレン−酢酸ビニルおよび乳酸−グリコール酸などのポリマーは100日間を超える分子の放出を可能にするのに対して、特定のハイドロゲルはより短い期間の間、タンパク質を放出する。カプセル化した抗体が長時間体内に残る場合、これらは、37℃の湿気への曝露の結果として変性または凝集する可能性があり、生物学的活性の損失および免疫原性の変化の可能性を生じる。合理的なストラテジーは、関係する機構に依存して、安定化のために工夫することができる。例えば、凝集の機構が、チオ−ジスルフィド交換を通しての分子間S−S結合形成であることが発見されている場合、安定化は、スルフヒドリル残基を修飾すること、酸性溶液からの凍結乾燥、湿度の制御、適切な添加物の使用、および特定のポリマーマトリクス組成物の開発によって達成され得る。
R.治療の方法
本発明のポリペプチド、抗体、および他の活性化合物が、種々の免疫関連疾患および状態、例えば、組織への炎症性細胞の浸潤によって特徴付けられるもの、T細胞増殖の刺激、T細胞増殖の阻害、血管透過性の増加もしくは減少、またはこれらの阻害を含む、T細胞媒介疾患、例えば、自己免疫疾患を治療するために使用されてもよいことが意図される。
本発明のポリペプチド、抗体、および他の活性化合物で治療される例示的な状態または疾患には、以下が含まれるがこれらに限定されない:全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、若年性慢性関節炎、変形性関節症、脊椎関節症、全身性硬化症(強皮症)、特発性炎症性筋障害(皮膚筋炎、多発性筋炎)、シェーグレン症候群、全身性脈管炎、サルコイドーシス、自己免疫性溶血性貧血(免疫性汎血球減少症、発作性夜間血色素尿症)、自己免疫性血小板減少症(特発性血小板減少性紫斑病、免疫媒介性血小板減少症)、甲状腺炎(グレーブス病、橋本甲状腺炎、若年性リンパ球性甲状腺炎、萎縮性甲状腺炎)、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患(糸球体腎炎、尿細管間質性腎炎)、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患、例えば、多発性硬化症、特発性脱髄性多発神経障害またはギラン−バレー症候群、および慢性炎症性脱髄性多発神経障害、肝胆汁性疾患、例えば、感染性肝炎(A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、D型肝炎、E型肝炎、および他の非肝臓指向性のウイルス)、自己免疫性慢性活動性肝炎、原発性胆汁性肝硬変、肉芽腫性肝炎、および硬化性胆管炎、炎症性腸疾患(潰瘍性大腸炎:クローン病)、グルテン感受性腸症、およびホイップル病、以下を含む自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患、水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、および接触性皮膚炎、乾癬、アレルギー性疾患、例えば、喘息、アレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、食品過敏症、および蕁麻疹、肺の免疫疾患、例えば、好酸球性肺炎、特発性肺線維症、および過敏性肺炎、以下を含む移植関連疾患、移植拒絶および対宿主性移植片病。
全身性エリテマトーデスにおいて、疾患の中心的なメディエータは、自己タンパク質/組織に対する自己反応性抗体の産生、および引き続く免疫媒介炎症の生成である。抗体は、直接的または間接的に組織損傷を媒介する。Tリンパ球は組織損傷に直接的に関与していることが示されていないので、Tリンパ球は、自己反応性抗体の発生のために必要とされる。従って、この疾患の起源は、Tリンパ球依存性である。複数の器官および系が臨床的に影響を受け、これには、腎臓、肺、筋骨格系、粘膜皮膚、眼、中枢神経系、心臓血管系、胃腸管、骨髄、および血液が含まれる。
関節リウマチ(RA)は、関節軟骨に損傷が生じている複数の関節の滑膜を主として含む慢性全身性自己免疫炎症性疾患である。発病機序は、Tリンパ球依存性であり、リウマチ因子、自己IgGに対する自己抗体の産生と関連し、滑液および血液中で高レベルに達する免疫複合体の形成を生じる。関節におけるこれらの複合体は、滑膜へのリンパ球および単球の顕著な浸潤、続いて、顕著な滑膜の変化を誘導し得;関節腔/滑液は、多数の好中球の付加を伴って類似の細胞によって浸潤される。影響を受ける組織は、主として関節であり、しばしば、対称的なパターンである。しかし、関節外疾患もまた、2つの主要な形態で起こる。1つの形態は、関節外病変の発症であり、進行している進行性関節疾患および典型的な肺線維症、血管炎、および皮膚潰瘍の病変を伴う。関節外疾患の第2の形態は、いわゆるフェルティ(Felty’s)症候群であり、これは、RA疾患の経過の後期に起こり、時折、関節疾患の後で鎮静期になり、好中球減少症、血小板減少症、および脾腫の存在を含む。これは、多数の器官における血管炎が付随し得、梗塞、皮膚潰瘍、および壊疽の形成を伴う。患者はまた、しばしば、罹患した関節の上にある皮下組織にリウマチ結節を発症し;この結節の後期段階は、混合炎症性細胞浸潤によって取り囲まれる壊死中心を有する。RAにおいて起こり得る他の徴候には以下が含まれる:心外膜炎、冠動脈炎、肺線維症を伴う間質性肺炎、乾性角結膜炎、およびリウマチ結節。
若年性慢性関節炎は、16歳よりも若い年齢でしばしば開始する慢性突発性炎症性疾患である。その表現型は、RAとある程度の類似性を有する;正のリウマチ因子を有するある患者は、若年性関節リウマチとして分類される。この疾患は、3つの主要なカテゴリーに下位分類される:少関節性(pauciarticular)、多関節性(polyarticular)、またな全身性。関節炎は重篤であり得、典型的には破壊的であり、関節強直および成長遅延をもたらす。他の徴候には、慢性前部ブドウ膜炎および全身性アミロイドーシスが含まれ得る。
脊椎関節症は、いくつかの共通の臨床的特徴、およびHLA−B27遺伝子産物の発現と共通の関連性を有する障害の一群である。この障害には以下が含まれる:強直性脊椎炎、ライター(Reiter’s)症候群(反応性関節炎)、炎症性腸疾患に関連する関節炎、乾癬に関連する脊椎炎、若年発症脊椎関節症、および未分化脊椎関節症。異なる特徴には以下が含まれる:脊椎炎の有無;炎症性非対称関節炎;HLA−B27との関連(クラスI MHCのHLA−B遺伝子座の血清学的に規定された対立遺伝子);眼の炎症;および他のリウマチ疾患と関連する自己抗体の不在。この疾患の誘導に対する鍵として最も関連付けられている細胞は、クラスI MHC分子によって提示される抗原を標的とする細胞であるCD8Tリンパ球である。CD8T細胞は、これがあたかもMHCクラスI分子によって発現された外来性ペプチドであるかのように、クラスI MHC対立遺伝子HLA−B27に対して反応し得る。HLA−B27のエピトープは、細菌または他の微生物の抗原性エピトープを模倣し得、従って、CD8T細胞応答を誘導することが仮定されている。
全身性硬化症(強皮症)は病因が未知である。この疾患の顕著な特徴は皮膚の硬化であり;おそらく、これは、活性炎症プロセスによって誘導される。強皮症は、局在化または全身性であり得;血管病変は共通であり;微小血管構造における内皮細胞損傷は、全身性強皮症の発症における初期のかつ重要な事象であり;血管損傷は免疫媒介性であり得る。免疫学的な基礎は、皮膚病変における単核細胞の浸潤の存在、および多くの患者における抗核抗体の存在によって暗示される。ICAM−1は、しばしば、皮膚病変中の線維芽細胞の細胞表面でアップレギュレートされ、このことは、これらの細胞とT細胞との相互作用が、疾患の発病機序における役割を有し得る。関係する他の器官には以下が含まれる:胃腸管;異常な蠕動/運動性を生じる平滑筋萎縮および線維症;腎臓;小さな弓状動脈および小葉間動脈に影響を与え、腎臓皮質血流の減少を生じ、タンパク尿、高窒素血症、および高血圧を生じる、中心性内皮下内膜増殖;骨格筋;萎縮、間質性線維症;炎症;肺;間質性肺炎および間質性線維症;および心臓;収縮帯壊死、瘢痕/線維症。
皮膚筋炎、多発性筋炎、およびその他を含む特発性炎症性筋障害は、病因が未知である慢性筋肉炎症の障害であり、筋衰弱を生じる。筋損傷/炎症は、しばしば、全身性および進行性である。自己抗体は、多くの型と関連する。これらのミオシン特異的自己抗体は、タンパク質合成に関与する成分、タンパク質およびRNAの機能に対して指向され、およびこれを阻害する。
シェーグレン症候群は、免疫媒介性炎症、引き続く涙腺および唾液腺の機能の破壊に起因する。この疾患は、炎症性結合組織疾患と関連し、またはこれに付随し得る。この疾患は、両方ともが小RNA−タンパク質複合体であるRo抗原およびLa抗原に対する自己抗体産生と関連する。病変は、硬変、末梢または感覚神経障害、および明白な紫斑病を含む他の徴候または関連とともに、乾性角結膜炎、口内乾燥を生じる。
全身性脈管炎は、主要な病変が炎症であり、引き続く血管への損傷が、罹患した血管によって供給される組織に虚血/壊死/変性を生じ、ある場合には、最終的には末端組織の機能不全を生じる疾患である。血管炎はまた、二次病変として発症し得、特に、免疫複合体の形成ともまた関連する疾患において、関節リウマチ、全身性硬化症などの他の免疫−炎症性媒介疾患まで続発し得る。原発性全身性脈管炎の群における疾患としては以下が含まれる:全身性壊死性血管炎;結節性多発性動脈炎、アレルギー性血管炎、および肉芽腫症、多発性血管炎;ウェーゲナー肉芽腫症;リンパ腫様肉芽腫症;および巨細胞性動脈炎。他の血管炎には以下が含まれる:粘膜皮膚リンパ節症候群(MLNSまたは川崎病)、単離されたCNS血管炎、ベーチェット(Behet’s)病、閉塞性血栓血管炎(バージャー病)、および皮膚壊死性小静脈炎。列挙された血管炎の型の大部分の病因機序は、主として、血管壁中での免疫グロブリン複合体の沈着、および引き続いて、ADCC、補体活性化、またはその両方のいずれかを介する炎症性応答の誘導に起因すると考えられている。
サルコイドーシスは、体中のほぼ任意の組織における類上皮細胞肉芽腫の存在によって特徴付けられる、病因が未知である状態である;肺の関与が最も一般的である。発病機序には、疾患の部位における活性化マクロファージおよびリンパ細胞の持続が含まれ、続いて、これらの細胞型によって放出された局所的および全身性の活性産物の放出から、慢性続発症が生じる。
自己免疫性汎血球減少症および発作性夜間血色素尿症を含む自己免疫性溶血性貧血は、赤血球細胞(ある場合においては、同様に血小板を含む他の血球細胞)の表面上で発現された抗原と反応する抗体の産生の結果であり、補体媒介溶解および/またはADCC−受容体媒介機構を介する、抗体でコートされた細胞の除去の反映である。
他の臨床設定における、特発性血小板減少性紫斑病および免疫媒介性血小板減少症を含む自己免疫性血小板減少症において、血小板の破壊/除去は、血小板への抗体または補体のいずれかの結合、およびその後の、補体溶解、ADCCまたはFc−受容体媒介機構による除去の結果として起こる。
グレーブス病、橋本甲状腺炎、若年性リンパ球性甲状腺炎、および萎縮性甲状腺炎を含む甲状腺炎は、甲状腺に存在し、しばしばこれに特異的であるタンパク質と反応する抗体の産生を伴う、甲状腺抗原に対する自己免疫応答の結果である。以下を含む実験モデルが存在する:自発的モデル:ラット(BUFおよびBBラット)およびニワトリ(肥満ニワトリ系統);誘導モデル:サイログロブリン、甲状腺ミクロソーム抗原(甲状腺ペルオキシダーゼ)を用いる動物の免疫。
I型真性糖尿病またはインスリン依存性糖尿病は、膵臓島細胞の自己免疫破壊である;この破壊は、自己抗体および自己反応性T細胞によって媒介される。インスリンまたはインスリン受容体に対する抗体はまた、インスリン非応答性の表現型を生じることができる。
糸球体腎炎および尿細管間質性腎炎を含む免疫介在性腎疾患は、腎臓抗原に対する自己反応性抗体もしくはT細胞の産生の結果として直接的であるか、または他の非腎臓抗原に対して反応性である抗体および/もしくは免疫複合体の腎臓における沈着の結果として間接的であるかのいずれかでの、腎臓組織に対する抗体またはTリンパ球媒介損傷の結果である。従って、免疫複合体の形成を生じる他の免疫媒介疾患もまた、間接的な続発症として免疫媒介疾患を誘導し得る。直接的および間接的の両方の免疫機構が、腎臓組織における病変の発症を産生/誘導する炎症性応答を生じ、器官の機能障害を生じ、ある場合においては、腎不全の発病機序に含まれ得る。体液性および細胞性の両方の免疫機構が、病変の病因に関与し得る。
多発性硬化症、特発性脱髄性多発神経障害、またはギラン−バレー症候群;および慢性炎症性脱髄性多発神経障害を含めた、中枢神経系または末梢神経系の脱髄疾患は、自己免疫の基礎を有すると考えられており、乏突起膠細胞またはミエリンに直接的に引き起こされた損傷の結果として神経脱髄を生じる。MSにおいて、疾患の誘導および進行がTリンパ球に依存しているという証拠が存在している。多発性硬化症は、Tリンパ球依存性であり、再発−寛解過程または慢性進行過程のいずれかを有する脱髄疾患である。病因は未知である;しかし、ウイルス感染、遺伝的素因、環境、および自己免疫のすべてが寄与している。病変には、主に、Tリンパ球媒介性の、ミクログリア細胞および浸潤性マクロファージの浸潤が含まれ;CD4Tリンパ球は、病変において優勢な細胞株である。乏突起膠細胞の細胞死およびその後の脱髄の機構は知られていないが、おそらくT細胞によって駆動されている。
好酸球性肺炎;特発性肺線維症、および過敏性肺炎を含む、炎症性および線維性肺疾患は、調節されない免疫−炎症応答が含まれ得る。この応答の阻害は、治療的利点があるものである。
水疱性皮膚疾患、多形性紅斑、および接触性皮膚炎を含む、自己免疫性または免疫媒介性皮膚疾患は自己抗体によって媒介され、その起源は、Tリンパ球依存性である。
乾癬は、Tリンパ球媒介性炎症性疾患である。病変は、Tリンパ球、マクロファージ、および抗原プロセシング細胞、およびある程度の好中球の浸潤を含む。
喘息;アレルギー性鼻炎;アトピー性皮膚炎;食品過敏症;および蕁麻疹を含むアレルギー性疾患は、Tリンパ球依存性である。これらの疾患は、主に、Tリンパ球誘導性炎症、IgE媒介性炎症、または両方の組み合わせによって媒介される。
移植拒絶および対宿主性移植片病(GVHD)を含む移植関連疾患はTリンパ球依存性である。Tリンパ球機能の阻害は寛解性である。
免疫および/または炎症応答の介入が利点を有する他の疾患は以下である:ウイルス感染(AIDS、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、D型肝炎、E型肝炎、およびヘルペスが含まれるがこれらに限定されない)、細菌感染、真菌感染、ならびに原生動物および寄生生物感染(分子(または誘導体/アゴニスト)、これは、MLRを刺激し、感染性因子に対する免疫応答を増強するために治療的に利用することができる)が含まれるがこれらに限定されない感染性疾患、MLRを刺激し、遺伝の、後天的な、感染性の、誘導性の(HIV感染におけるように)、または医原性の(すなわち、化学療法から)の免疫不全の状態のための免疫応答を増強するように治療的に利用され得る、免疫不全疾患(分子/誘導体/アゴニスト)、および新生物形成。
あるヒト癌患者は、新生物細胞上の抗原に応答して、抗体および/またはTリンパ球応答を発生することが実証されてきた。新生物形成の動物モデルにおいて、免疫応答の増強が、特定の新生物の拒絶または後退を生じ得ることもまた示されてきた。MLRにおけるTリンパ球応答を増強する分子は、新生物に対する免疫応答を増強する際にインビボで有用性を有する。MLRにおけるTリンパ球増殖応答を増強する分子(またはアゴニスト様式で同じ受容体に影響を与える小分子アゴニストまたはアンタゴニスト)は、癌を治療するために治療的に使用することができる。MLRにおけるTリンパ球応答を阻害する分子もまた、新生物に対する免疫応答を抑制するために、新生物形成中にインビボで作用する;このような分子は、それ自体、新生物細胞によって発現され得るか、またはこれらの発現は、他の細胞の新生物によって誘導され得る。このような阻害分子の拮抗は(抗体、小分子アンタゴニスト、または他の手段のいずれかとの)、免疫媒介性の腫瘍拒絶を増強する。
加えて、炎症誘発性特性を有する分子の阻害は、再灌流傷害;脳卒中;心筋梗塞;アテローム性動脈硬化症;急性肺損傷;出血性ショック;熱傷;敗血症/敗血症性ショック;急性腎尿細管壊死;子宮内膜症;変性関節疾患および膵炎において治療的な利点を有し得る。本発明の化合物、例えば、ポリペプチドまたは抗体は、公知の方法、例えば、ボーラスとしての静脈内投与に従って、または、一定の時間にわたる連続注入によって、筋肉内、腹腔内、脳内、脊髄、皮下、関節内、滑膜内、くも膜下腔内、経口、局所的、または吸入(鼻内、肺内)経路によって、哺乳動物、好ましくは、ヒトに投与される。ポリペプチドおよび抗体の静脈内または吸入投与が好ましい。
免疫アジュバント治療において、他の治療レジメン、抗癌剤のこのような投与は、本発明のタンパク質、抗体、または化合物の投与と組み合わせてもよい。例えば、本発明の免疫アジュバントで治療される患者はまた、抗癌剤(化学療法剤)または放射線治療を受容してもよい。このような化学療法剤の調製および投薬スケジュールは、製造業者の指示書に従って、または経験の豊富な実務者によって決定されるように使用されてもよい。このような化学療法剤の調製および投薬スケジュールは、Chemotherapy Service,M.C.Perry編,Williams & Wilkins,Baltimore,MD(1992)においてもまた記載されている。化学療法剤は、免疫アジュバントの投与の前もしくは後であり得、またはそれと同時に与えてもよい。加えて、タモキシフェンなどの抗エストロゲン化合物またはオナプリストン(EP616812を参照のこと)などの抗プロゲステロンが、このような分子について知られている投薬量で与えられてもよい。
CD20、CD11a、CD18、ErbB2、EGFR、ErbB3、ErbB4、または血管内皮因子(VEGF)に結合する抗体などの、他の免疫疾患関連抗原または腫瘍関連抗原に対する抗体も投与することが所望され得る。代替的に、または加えて、本明細書に開示される同じかまたは2つ以上の異なる抗原を結合する2つ以上の抗体が患者に同時投与されてもよい。時折、1種以上のサイトカインも患者に投与することが有益であり得る。1つの実施形態において、IL−17A/Fポリペプチドは、増殖阻害剤とともに同時投与される。例えば、増殖阻害剤が最初に投与されてもよく、続いて、IL−17A/Fポリペプチドが投与される。しかし、同時投与または最初の投与もまた意図される。増殖阻害剤の適切な投薬量は、現在使用されているものであり、増殖阻害剤およびIL−17A/Fポリペプチドの組み合わせ作用(相乗作用)に起因して、少なくされる可能性がある。
免疫関連疾患の治療またはその重篤度の減少のために、本発明の化合物の適切な投薬量は、上に定義したような、治療される疾患の型、疾患の重篤度および経過、薬剤が予防目的で投与されるか、または治療目的で投与されるか、以前の治療、患者の病歴、ならびに化合物に対する応答、ならびに担当医の方針に依存する。化合物は、一度に、または一連の治療にわたって患者に適切に投与される。
例えば、疾患の型および重篤度に依って、約1mg/kg〜15mg/kg(例えば、0.1〜20mg/kg)のポリペプチドまたは抗体は、例えば、1回以上の別々の投与によるか、または連続注入によるかに関わらず、患者への投与のための最初の候補投薬量である。典型的な1日の用量は、約1mg/kg〜100mg/kg以上の範囲であり得、これは上述の要因に依存する。数日間またはそれ以上の反復投与については、状態に依って、治療は、疾患の徴候の所望の抑制が起こるまで持続される。しかし、他の投薬量レジメンが有用であり得る。この治療の進行は、従来的な技術およびアッセイによって容易にモニタリングされる。
S.製造品
本発明の別の実施形態において、上記の疾患の診断または治療のために有用である物質を含む製造品(例えば、IL−17A/Fポリペプチドを含む)が提供される。この製造品は、容器および指示書を含む。適切な容器には、例えば、ボトル、バイアル、シリンジ、および試験管が含まれる。容器は、ガラスまたはプラスチックなどの種々の材料から形成され得る。容器は、状態を診断または治療するために有効である組成物を保持し、そして滅菌アクセスポートを有し得る(例えば、容器は、静脈用溶液バッグ、または皮下注射用針によって貫通可能なストッパを有するバイアルであり得る)。組成物中の活性薬剤は、通常、本発明のポリペプチドまたは抗体である。容器上のまたはそれに付随する指示書またはラベルは、その組成物が、選択された状態を診断または治療するために使用されることを示す。この製造品は、さらに、薬学的に許容可能な緩衝剤、例えば、リン酸緩衝化生理食塩水、リンガー液、およびデキストロース溶液を含む第2の容器を含んでもよい。これはさらに、他の緩衝剤、希釈剤、充填剤、針、シリンジ、および使用のための指針を有するパッケージング挿入物を含む、商業的および使用者の視点から所望される他のものをさらに含んでもよい。
T.免疫関連疾患の診断および予後診断
特定の免疫関連疾患において過剰発現されているタンパク質などの細胞表面タンパク質は、薬物候補または疾患治療のための優れた標的である。同じタンパク質は、免疫関連疾患状態において増幅されている遺伝子によってコードされている分泌タンパク質とともに、これらの疾患の診断および予後診断においてさらなる用途を見出す。例えば、多発性硬化症、関節リウマチ、炎症性腸疾患、または別の免疫関連疾患において増幅されている遺伝子のタンパク質産物に対する抗体は、診断剤または予後診断剤として使用することができる。
例えば、抗体フラグメントを含む抗体は、増幅または過剰発現された遺伝子(「マーカー遺伝子産物」)によってコードされるタンパク質の発現を定性的にまたは定量的に検出するために使用することができる。この抗体は、好ましくは、検出可能な、例えば,蛍光標識を備え、結合は、光学顕微鏡、フローサイトメトリー、フルオリメトリー、または当該分野で公知である他の技術によってモニタリングすることができる。これらの技術は、本質的に上記のように実施される。
マーカー遺伝子産物への抗体結合のインサイチュ検出は、例えば、免疫蛍光または免疫電子顕微鏡によって実施することができる。この目的のために、組織学的試料が患者から取り出され、標識抗体が、好ましくは、生物学的サンプル上に抗体を重層することによってその試料に適用される。この手順はまた、試験される組織中のマーカー遺伝子産物の分布を決定することを可能にする。広範な種々の組織学的方法がインサイチュ検出に容易に利用可能であることが当業者には明らかである。
以下の実施例は、例示目的のみのために提供され、いかなる場合においても、本発明の範囲を限定することを意図していない。
本明細書において引用されるすべての特許および引用文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
実施例において言及される市販の試薬は、他に示されない限りは、製造業者の指示書に従って使用した。ATCC受託番号によって、以下の実施例および明細書を通して同定される細胞の供給源は、アメリカンタイプカルチャーコレクション(American Type Culture Collection),Manassas,VAである。
(実施例1)
IL−17A/Fとして同定された新規なIL−17サイトカインの組換え発現
IL−17およびIL−17FをコードするcDNA発現ベクターを用いるヒト293腎臓細胞トランスフェクション
ヒト293腎臓細胞は、リン酸カルシウム沈殿手順を使用して、ヒトIL−17、IL−17C、およびIL−17F遺伝子をコードする等量のプラスミドを用いてトランスフェクトした。各々の50〜80%コンフルエントであるT−150フラスコについて、50μgの各プラスミドを混合して、細胞上に重層するための沈殿を形成した。トランスフェクションの1日後に、10% FCS、5mM L−グルタミン、ペニシリン−ストレプトマイシンを含む50:50 F12:DMEMを取り出し、無血清PS24培地と置き換え、さらに4日間培養した。4日後、馴化培地を遠心分離して収集し、濾過滅菌し、その後精製した。
組換えIL−17A/Fの精製
A.初期分画工程1:
ヒト293腎臓細胞一過性培養からの2.5リットルの組換えIL−17A/F馴化培地を、480ミリリットルの10キロダルトンカットオフメンブレンを使用して濃縮し、20mM 酢酸ナトリウム、pH5.0、1mM アジ化ナトリウム(緩衝液A)に対して透析し、次いで、Pharmacia HiLoad S Sepharose 26/10カラムに6ml/分で適用した。カラムは100%緩衝液B(20mM酢酸ナトリウム、1M NaCl、1mMアジ化ナトリウム、pH5.0)までの1%/分の変化率の直線勾配を用いて6ml/分の流速で溶出させ、12ml画分を収集した。このカラムから収集した画分に対してSDS PAGE分析を実施した。タンパク質を銀染色で顕在化させた。分子量マーカーは、画分25〜37を含むゲルについて添付した(図2)。画分31および32は、IL−17A/Fに一致する約33kDaの見かけの分子量を有するタンパク質を含んだ。
B.IL−17A/Fの精製
画分32(図2)の4mlを、0.1%トリフルオロ酢酸で酸性化し、次いで、0.1%トリフルオロ酢酸(緩衝液C)で平衡化したVydac C4カラムに0.5ml/分で適用し、そして3段階勾配(10分間にわたって0〜35% D、35分間にわたって35〜50% D、10分間にわたって50〜100% D)を用いて、100%緩衝剤D(100%アセトニトリル中0.1%トリフルオロ酢酸)に勾配溶出した。図2は、214nmおよび280nmで測定した溶出タンパク質のクロマトグラフを示す。アセトニトリル段階勾配は、プロフィール上に重ねて示す。画分38のタンパク質濃度は、アミノ酸分析によって0.536mg/mlであることが見出された。ゲル、ブロット、アミノ酸配列、および活性アッセイをこの画分で実行した。
HiLoad Sセファロースからの画分31および残りの体積の画分32をプールし、10kDカットオフメンブレンを使用して8時間、緩衝剤Aに対して透析し、そして0.2ミクロンフィルタを通過させた。この材料を、緩衝剤Aで平衡化したMono Sカラムに1ml/分の流速で負荷し、そして1ml/画分を収集しながら、100%緩衝剤Bまでの3段階勾配(10分間にわたって0〜30% B、45カラム体積にわたって30〜75% B、10分間にわたって75〜100% B)を用いて溶出させた。画分26〜43をアッセイし、タンパク質濃度はアミノ酸分析によって決定した。画分31、32、および33の濃度は、それぞれ、0.258、0.359、および0.291mg/mlであった。ゲル、ブロット、アミノ酸配列、質量スペクトル、および活性アッセイは、主として画分32および33に対して行った。クロマトグラフィによって生成した画分は、ウェスタンブロッティングの使用を通して、IL−17およびIL−17F含量についてアッセイした。IL−17またはIL−17Fのいずれかに対して指向される1μg/mlのモノクローナル抗体を使用して、サンプル中のIL−17またはIL−17Fのいずれかの存在を検出した。
IL−17A/Fの質量スペクトル分析
成熟IL−17A/Fのアミノ酸配列および鎖間ジスルフィド結合は、質量スペクトル分析によって決定した(図4Aを参照のこと;IL−17A/Fヘテロ二量体性ポリペプチドは、鎖間および鎖内のジスルフィドとともに示される)。2つの鎖間ジスルフィド結合は、IL−17FおよびIL−17のポリペプチド鎖間[それぞれ、残基47IL−17Fと残基129IL−17との間;および残基137IL−17Fと残基33IL−17との間(図4Aの黒太線)]で検出した。加えて、2つの鎖間ジスルフィド結合は、ホモ二量体ポリペプチド鎖IL−17[残基102と152との間、および残基107から154との間]ならびにIL−17F[残基94と144との間;および残基99と146との間]の各々において形成する(図4Aの明るい黒色線)。アミノ酸は、各前駆体ポリペプチド鎖中の開始メチオニンと関連して番号が付けられている(図4A)。図4Bは、トリプシンを用いるIL−17A/Fの消化によって予期される、IL−17およびIL−17F鎖間のジスルフィド結合を含むIL−17A/Fペプチドフラグメントの図解を示す[それぞれ、IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1は配列番号7と称し;IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号2は配列番号8と称する]。これらのフラグメント中に含まれるアミノ酸は、各鎖の開始メチオニンと関連して、示されかつ番号付けされる。
質量スペクトル分析によって観察されるこれらのフラグメントの計算されたおよその分子量は、図4Bにおいて、3410.58および2420.05に示される[それぞれ、IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1および2]。飛行時間型質量分析のマトリクス支援レーザー脱離/イオン化時間(MALDI−TOF)のペプチドマッピングを実施した(図4C)。400mM NaCl、20mM NaOAC緩衝液、pH5の緩衝液中の55pmolのIL−17A/Fを、Promega配列決定グレードのトリプシンを用いて、37ECにて一晩消化した。飛行時間型質量分析のマトリクス支援レーザー脱離/イオン化時間(MALDI−TOF)は、2’,4’,6’−トリヒドロキシアセトフェノンマトリクスを使用して、陽イオン反射モードにおける遅延抽出を用いて実施した。得られたペプチドマップは、フラグメント番号2の[M+H]+=2420.12 Daおよびフラグメント番号1の3410.60 Daを有するピークを含み、ジスルフィド結合ペプチドと一致した(図4C)。第2のサンプルアリコートは、ジチオスレイトールを用いるジスルフィド結合の還元、およびヨードアセトアミドを用いるスルフヒドリル基のアルキル化後にpH8で消化した。このサンプルのMALDI−TOFスペクトルは問題のピークを欠いており、このことは、ジスルフィド結合しているというそれらの割り当てを指示している。非還元サンプルは、液体クロマトグラフィエレクトロスプレーイオン化イオントラップ質量スペクトル分析(LC−ESI−MS)によってさらに特性決定した(図4D)。イオンクロマトグラムは、(上部から下部まで)全体のイオンクロマトグラム、IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号2[M+2H]2+、およびIL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1[M+2H]3+の再構築されたイオンクロマトグラムを表す。両方のヘテロ二量体と一致するピークを観察したのに対して、ホモ二量体ペプチドの予想分子量においては、バックグランドの化学ノイズより上のピークは検出されなかった。従って、このことは、IL−17またはIL−17Fのホモ二量体の不在を示す。次いで、ジスルフィド連結ヘテロ二量体の組成を、タンデム質量スペクトル分析によって確認した。m/z 1210.9における二重荷電前駆体の衝突誘起解離はIL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号2に対応し、m/z 1138.0における三重荷電前駆体はIL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1に対応する。予測b−およびy−イオン系列フラグメントピークは、対応するスペクトルにおいて観察された。
IL−17A/Fに結合する抗体についてのファージライブラリースクリーニング
IL−17A/Fに結合する抗体を同定するために、合成Fab抗体のファージライブラリーをスクリーニングした。個々のFab抗体配列をコードする34個の独立したクローンを同定した。これは、IL−17A/Fへの結合を媒介可能であった。ヒト抗体配列のファージライブラリーは、以前に記載されたものと同様の様式で(Gerstner,R.B.ら、J.Mol.Biol.,321(5):851−62(2002))調製し、抗原特異的Fabについてスクリーニングした。手短に述べると、ヒト化モノクローナル抗体4D5、抗HER2抗体を骨格として使用して、ファージディスプレイされるFabライブラリーを構築した。これらのFabは、一価で、および/またはホモ二量体化可能なロイシンジッパーへの融合によって二価で、ファージ上でディスプレイされる。ライブラリーの多様性を生成するために、本発明者らは、天然の抗体配列のKabatデータベースにおいて高度に多様であることも見出された、表面に曝露している重鎖CDR残基をランダム化すること、および連続するパッチを形成することを選択する。さらに、本発明者らは、各CDR部位において天然の免疫レパートリーを模倣する、アミノ酸多様性を生じるために調整した縮重コドンを用いて、部位特異的変異誘発を使用した。重鎖の最初の2つのCDR、H1およびH2は、ハーセプチンと同じ長さの限定された多様性を許容されたのに対して、H3は7〜19までの範囲の長さを有する高い縮重度を有するように設計されている。最初のライブラリー選択から生成されるすべての抗体は、同一の軽鎖を有する。全長IgGまたはFabは、ベクターへの重鎖可変ドメインの1段階クローニングによって生成でき、所望のアイソタイプ特異的定常領域配列を提供する。重鎖ライブラリーからのバインダーの親和性をさらに改善するために、第2段階の軽鎖CDRのランダム化が利用できる。IL−17A/Fを結合するFabからの3つのCDR[H1−H3]を含む重鎖の可変ドメインの領域のアミノ酸配列は図6に示す。IL−17A/Fに結合可能である個々の抗体重鎖配列をコードする34個のFabクローンの予想アミノ酸配列の領域のアラインメントを示す。3つの重鎖CDR領域は、それぞれ、CDR−H1、CDR−H2、およびCDR−H3として示され、影を付けている。各クローンについての対応する配列番号は以下の通りである:
それぞれ、クローン番号1=配列番号9;クローン番号2=配列番号10;クローン番号3=配列番号11;クローン番号4=配列番号12;クローン番号5=配列番号13;クローン番号6=配列番号14;クローン番号7=配列番号15;クローン番号8=配列番号16;クローン番号9=配列番号17;クローン番号10=配列番号18;クローン番号11=配列番号19;クローン番号12=配列番号20;クローン番号13=配列番号21;クローン番号14=配列番号22;クローン番号15=配列番号23;クローン番号16=配列番号24;クローン番号17=配列番号25;クローン番号18=配列番号26;クローン番号19=配列番号27;クローン番号20=配列番号28;クローン番号21=配列番号29;クローン番号22=配列番号30;クローン番号23=配列番号31;クローン番号24=配列番号32;クローン番号25=配列番号33;クローン番号26=配列番号34;クローン番号27=配列番号35;クローン番号28=配列番号36;クローン番号29=配列番号37;クローン番号30=配列番号38;クローン番号31=配列番号39;クローン番号32=配列番号40;クローン番号33=配列番号41;クローン番号34=配列番号42。
加えて、34個のクローンの各々についての対応するコードDNA配列は、以下の表7に示される(それぞれ、配列番号43〜配列番号76)。
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細胞ベースのアッセイ−IL−17A/FはIL−8およびIL−6の産生を誘導する
上記のVydac C4精製段階から単離した画分(図3)を、IL−17A/FがIL−8の産生を誘導する能力についてアッセイした。画分は、TK−10細胞と一緒の24時間のインキュベーションによって試験した(0.033マイクロリットル画分/ml細胞培養培地)。次いで、馴化培地を収集し、IL−8およびIL−6の濃度測定を、ELISAによって各画分に対して実施した。画分38は、強固な活性を有することが見出された。画分38のタンパク質濃度は、アミノ酸分析により、0.536mg/mlであることが見出された。ゲル、ブロット、アミノ酸配列、および活性アッセイをこの画分に対して実施した(図3)。または、HiLoad Sセファロースからの画分31および画分32の残りの量をプールし、そして緩衝剤Aに対して10kDカットオフメンブレンを使用して8時間透析し、0.2ミクロンフィルタを通過させた。この材料を、緩衝剤Aで平衡化したMono Sカラムに、1ml/分の流速でロードし、100%緩衝剤Bまで3段階の濃度勾配(10カラム体積にわたって0〜30% B、45カラム体積にわたって30〜75% B、10カラム体積にわたって75〜100% B)を用いて、1ml/画分で収集しながら溶出した。画分26〜43をアッセイし、タンパク質濃度をアミノ酸分析によって決定した。純粋なIL−17A/Fは、画分31〜33において、30〜35kDの見かけの分子量を有する単一タンパク質として同定した。画分31、32、および33の濃度は、それぞれ、0.258、0.359、および0.291mg/mlであった。ゲルおよびタンパク質配列分析は、この物質が、C4カラムによって精製したIL−17A/Fと同一であることを示した。IL−17A/F、IL−17、およびIL−17FによるIL−8およびIL−6誘導を比較する用量応答曲線は図5に示す。IL−17A/F、IL−17、およびIL−17Fは、24時間、示された濃度で、TK−10細胞とともにインキュベートした。TK−10馴化培地を収集し、IL−8 ELISAおよびIL−6 ELISAによって分析した。
考察
IL−17およびIL−17FのmRNAの同時発現は、IL−17に結合可能である特定の抗体およびIL−17Fに結合可能である特定の抗体の両方と結合可能である新規なタンパク質種の分泌をもたらす。この新規なタンパク質種は、本明細書では、インターロイキン−17A/F(IL−17A/F)と称する。この種は、ヒト腎臓293細胞が、単離しているIL−17またはIL−17Fのいずれかを発現するように作製される場合には観察されない。トランスフェクトされた細胞からの馴化培地は、図1Aおよび図1Bに示されるように、IL−17(レーン1〜5)またはIL−17F(レーン6〜10)を認識可能である抗体を利用して免疫沈殿(IP)した。次いで、免疫沈殿したタンパク質を、ウェスタンブロット分析によって分離し、IL−17(図1A)またはIL−17F(図1B)に対する抗体でブロットした。IL−17A/Fの検出は、IL−17Fとの二量体複合体中のIL−17の存在により、図1Aのレーン8および図1Bのレーン3に示される。この種の分子量は、非還元SDS−PAGEによって決定されるように、約30〜35kDであり、共有結合によって結合された1分子のIL−17および1分子のIL−17Fから構成される種と一致する。この新規な種(IL−17A/F)の存在は、IL−17またはIL−17Fのいずれかが単離されて発現される場合に観察されるものとは異なる電気泳動の移動度のタンパク質として認識することもできる。このようにして、この新規な種はまた、従来的なタンパク質染色技術などの他のタンパク質検出方法の使用を通して、抗体の使用を伴わずに可視化することもできる。
IL−17およびIL−17Fの同時発現によって生じた新規なタンパク質種の存在はまた、逆相クロマトグラフィを用いて、馴化培地中に存在する分泌タンパク質を分離することによって観察した。IL−17またはIL−17Fのいずれかを産生する細胞を用いて観察されたパターンとの、IL−17およびIL−17Fを同時発現する細胞によって産生された分泌タンパク質から観察されたタンパク質画分の比較は、さらなるタンパク質種の存在を明らかにした。このタンパク質種、IL−17A/Fは、カラムクロマトグラフィによって均質にまで精製および単離した(図2および3)。
精製タンパク質は、非還元SDS−PAGEによって、約30〜35kDの単一バンドとして泳動した(図3A)。しかし、還元条件下では、約15〜18kDの見かけの分子量を有する、2つの明確に異なるバンドが明らかにされた(示さず)。従って、IL−17A/Fは、共有結合二量体である。新規なタンパク質の組成を評価する独立した手段、N末端ペプチド配列分析もまた、単離されたIL−17A/Fが、IL−17ペプチドおよびIL−17Fペプチドの両方を含むことを明確に示した(図3B)。検出されたペプチド配列は、IL−17およびIL−17FのN末端に含まれる配列を同一である(図3C)。ウェスタンブロット分析は、この新規なタンパク質種がまた、IL−17に結合可能な抗体およびIL−17Fに結合可能な抗体の両方と相互作用可能であることを示した。これらの観察の各々、および新規な単離されたタンパク質種の個々の分子量は、単離されたタンパク質IL−17A/Fが、IL−17およびIL−17Fの共有結合的な会合から構成される新規なタンパク質種であることを示唆する。
IL−17A/FのIL−17鎖およびIL−17F鎖を連結するジスルフィド結合の存在および位置は、質量スペクトル分析の使用によってさらに特徴付けした。IL−17A/F内のジスルフィド結合の位置は、図解的な図4Aにおいて示す。2つの鎖間ジスルフィド結合は、IL−17A/F中のIL−17鎖およびIL−17F鎖を連結する。トリプシンでのIL−17A/Fの消化は、鎖間ジスルフィド結合を含む2つの個々のペプチドフラグメントを生じることが予想される(それぞれ、IL−17A/Fジスルフィド結合フラグメント番号1および番号2;配列番号7および8)。これらのペプチドは、それぞれの予想分子量と一緒に図解的に示される(図4B)。これらのペプチドは、マトリクス支援レーザー脱離/イオン化飛行時間質量スペクトル測定(MALDI−TOF)によって(図4C)、および液体クロマトグラフィエレクトロスプレーイオン化イオントラップ質量スペクトル分析(LC−ESI−MS)によって(図4D)観察した。IL−17またはIL−17Fのホモ二量体に対応するペプチドピークは検出されなかった。このことは、精製されたIL−17A/Fが、IL−17鎖およびIL−17F鎖の共有結合性ヘテロ二量体から構成され、IL−17またはIL−17Fのいずれかの検出可能なレベルのホモ二量体を含まなかったことを示す。
加えて、IL−17A/Fに結合する抗体は、合成Fab抗体のファージライブラリーをスクリーニングすることによって同定された。個々のFab抗体配列をコードする34個の独立したコロニーを同定した。これは、IL−17A/Fへの結合を媒介可能であった。IL−17A/Fを結合するFabからの3個のCDR[H1〜H3]を含む重鎖の可変ドメインの領域のアミノ酸配列を図6に示す。IL−17A/Fに結合可能である個々の抗体重鎖配列をコードする34個のFabクローンの予想アミノ酸配列の領域のアラインメントを示す。3個の重鎖CDR領域は、それぞれ、CDR−H1、CDR−H2、およびCDR−H3と示され、黄色で強調している。34個のクローンの各々についての対応するアミノ酸配列は、配列番号9〜42として同定される。加えて、同定された34個のクローンの各々についての対応するコードDNA配列は、以下の表7に示す(それぞれ、配列番号43〜76)。従って、IL−17A/Fの新規なヘテロ二量体複合体に選択的に結合する特異的抗体が同定され、これは、この新規なサイトカインの活性を調節するように働き得る。
IL−17A/Fは、TK−10ヒト腎臓細胞株を使用して、炎症誘発性応答を刺激する能力について分析した(図5)。この細胞株は、IL−8の産生によって、IL−17およびIL−17Fの両方に応答する。IL−17A/Fはまた、この細胞株において、IL−8産生を強固に誘導した(図5A)。ますます、IL−17A/Fは、IL−17またはIL−17Fのいずれかのそれとは異なる独特な効力を有することが観察された。活性の違いは、IL−17およびIL−17Fで異なり、各々の場合で、およそ1オーダーの違いであった。このアッセイにおいて、IL−17FよりもIL−17A/Fの活性が実質的により大きいことは、IL−17A/Fが、IL−17F遺伝子産物から生じるサイトカイン活性の決定的な成分を含み得ることを示唆する。この独特な効力は、分子がインビボで明瞭な作用の範囲を有することを可能にし得る。IL−17A/Fはまた、この細胞株からIL−6の産生を誘導した(図5B)。加えて、IL−17A/Fは、インビボで反応速度論および受容体サブユニットの利用を変化させ得るその新規なヘテロ二量体組成の結果として、IL−17またはIL−17Fのいずれにも存在しないさらなる特徴を有している可能性があり、結果として独特の生物学的影響をもたらす。
(実施例2)
活性化ヒトT細胞において産生された新規なIL−17サイトカインの同定
新規なヒトIL−17サイトカイン(本明細書ではヒトIL−17A/Fと同定する)は、活性化ヒトTリンパ球細胞において天然に産生されるとして、本明細書で最初に記載される。ヒトTリンパ球細胞の単離および活性化を実施して、IL−17A/F産生を、以下に実証されるように、IL−17A/F ELISAによって検出し、定量的に測定した。
ヒトT細胞の単離および活性化
正常健常ドナーから新鮮に取り出したヘパリン処理した(0.5ml/50cc)血液を生理食塩水で1:1に希釈し、次いで、LSMリンパ球(Lymphcyte)分離培地(ICN)に重層し、製造業者(ICN)が推奨するように遠心分離した。回収した単核リンパ球は、単球を取り除くために、1時間、37℃で、組織培養フラスコ中の完全RPMI(RPMI、10%FCS、2mM L−グルタミン、ペニシリン/ストレプトマイシン(GIBCO))にプレートした。培養上清を遠心分離して、残りの細胞をペレット化した。次いで、ヒトTリンパ球を、CD4+T細胞単離キット(MACS)を使用してネガティブ選択によって単離した。単離したTリンパ球を活性化するために、組織培養フラスコを、PBS中の各5μg/mlの抗CD3(BD Bioscience)および抗CD28(BD Bioscience)で、一晩4℃でコートした。コート培地を除去後、単離したTリンパ球を、完全RPMI中に、ミリリットル培地あたり200万細胞のおよその密度でプレートした。培地のサンプルを、プレーティング後の様々な時点で収集し、ELISAによってIL−17A/Fをアッセイした。非活性化対照上清は、抗CD3および抗CD28でコートしていないフラスコからの細胞上清から収集した。
抗CD3/抗CD28活性化ヒトT細胞中でのヒトIL−17A/F産生のELISA測定
ヒトIL−17A/FレベルをELISAによって測定した。マウス抗ヒトIL−17をコート緩衝剤(0.05M炭酸ナトリウム緩衝剤、pH9.6)で希釈し、12〜15時間、2〜8℃で96ウェルマイクロタイタープレート(Nunc)上にコートした。後のすべての段階を室温で実施した。非特異的結合を、ウェルを空にすること、および遮断緩衝剤(PBS、0.5% BSA、10ppm Proclin300)を加えることによって遮断した。1時間のインキュベーション後、ウェルを洗浄緩衝剤(PBS、0.05% Tween20、10ppm Proclin300)で洗浄した。次いで、アッセイ緩衝剤(PBS、0.5% BSA、0.05% Tween20、10ppm Proclin300)中で希釈したヒトIL−17A/F参照標準およびサンプルを加えた。2時間のインキュベーション後、ウェルを洗浄緩衝剤で洗浄した。アッセイ緩衝剤中で希釈したビオチン化マウス抗ヒトIL−17Fを加え、1時間インキュベートさせた。洗浄緩衝剤でプレートを洗浄後、アッセイ緩衝剤中で希釈したストレプトアビジン−HRP(西洋ワサビペルオキシダーゼ)(Amersham)を加え、1時間インキュベートさせた。洗浄緩衝剤でプレートを洗浄後、基質溶液、TMB(テトラメチルベンジジン)−ペルオキシダーゼ(R & D Systems)を加えた。発色は、2N硫酸を加えることによって停止した。次いで、プレートを、マイクロプレートリーダ(SLT)で、450nmにおいて、540nmの減算ブランクを用いて読み取った。4パラメータの曲線適合プログラムを使用して標準曲線を生成し、サンプル濃度を曲線の直線部分からの外挿によって導き出した。IL−17AおよびIL−17Fは、IL−17A/Fについてのアッセイ特異性を例証するために、ELISAにおける対照として含めた(図12)。
結果:
IL−17A/F産生のELISA測定の結果を図11に示す。これらの研究は、IL−17A/Fの産生が検出されなかった非活性化ヒトT細胞と比較して、抗CD3/抗CD28活性化ヒトTリンパ球細胞からの新規なサイトカインIL−17A/Fの産生を実証する。これらの結果は、ヒトTリンパ球の活性化に応答して産生および放出される新規なサイトカインの天然の発生を初めて示す。加えて,ELISAアッセイの特異性は、並行してアッセイする場合、3つのサンプル(番号31〜番号33)におけるIL−17A/Fのほぼ等価な量を観察することによって実証された。無視できる量のIL−17AまたはIL−17Fが、このIL−17A/F特異的ELISAにおいて検出された(図12)。
実施例1および2の両方において本明細書に記載された研究は、組換えヒトIL−17A/Fが明確に新規なサイトカインであり、タンパク質構造および細胞ベースの活性アッセイの両方においてヒトIL−17およびIL−17Fから区別可能であることを確立する。標準としての精製組換えヒトIL−17A/Fの使用を通して、ヒトIL−17AF特異的ELISAを開発した(図11に示す)。この特異的ELISAの使用を通して、ヒトIL−17A/Fの誘導された発現が検出され、IL−17A/Fが培養中の活性化ヒトT細胞から天然に産生されることを確認した。従って、IL−17A/Fは、明確に新規なサイトカインであり、単離されたヒトT細胞の天然産物として検出可能であり、その組換え型は、タンパク質構造および細胞ベースのアッセイの両方において、関連するサイトカインとは異なっていて、区別可能であると特徴付けられた。
この新規なサイトカインは、インビボでIL−17の活性を調節でき、IL−17または他の関連するサイトカインの結合部位への競合阻害剤として作用する。IL−17A/Fはまた、それ自体の結合部位および/または他の関連するサイトカインの結合部位のダウンレギュレーションによって、他の関連するサイトカインの活性を調節できる。IL−17A/Fは、それ自体のシグナル伝達活性または他の関連するサイトカインのそれに影響を与えるように作用する細胞内アダプタまたはシグナル伝達分子を通して活性を示し得る。IL−17A/Fは、細胞の表面で、または細胞内区画内で見出される受容体および補助受容体の対合に影響を与える能力を有する。
従って、これらの研究は、以前に免疫学的に活性であった可能性がある特定の抗原に応答するように免疫系を追加免疫できる、新規な免疫刺激因子(すなわち、IL−17A/F)を提供および同定する。このようにして、新規に同定された免疫刺激因子は、重要な臨床的応用を有する。IL−12などの他の公知の免疫刺激因子が同定されている[Gublerら、PNAS 88,4143(1991)を参照のこと]。最近の癌ワクチン試験において、the University of Chicagoおよび Genetics Institute (Cambridge,MA)の研究者達は、黒色腫の治療のために、IL−12の免疫刺激活性に頼っている[Petersonら、Journal of Clinical Oncology 21(12).2342−48(2003)]。彼らは、黒色腫細胞の1つ以上のマーカーを有する循環白血球細胞を抽出し、単離し、そして患者に戻した。正常患者は、彼または彼女自身のヒト抗原に対して免疫応答を有さない。次いで、患者は、樹状細胞によって同時刺激されたT細胞の増殖を誘導可能である免疫刺激因子である、IL−12の異なる用量で治療された。IL−12の免疫刺激効果によって、治療は、以前の研究との比較において、優れた結果を提供し、ここで、患者自身の樹状細胞は、末梢血単核細胞(PBMC)から調製され、抗原で処理され、次いでインビトロで培養されて、抗癌応答を刺激するために患者に戻された[Thurnerら、J.Exp.Med.190(11),1669−78(1999)]。同様に、この新規なIL−17A/Fサイトカインまたはそのアゴニストは、それゆえに、免疫刺激因子としての実用的な有用性を見出す。IL−17A/F活性を阻害する分子(アンタゴニスト)は、免疫応答の阻害が所望される場合に実用的な有用性を見出すことが期待される一方で、自己免疫疾患などの免疫応答の阻害が所望される。
従って、IL−17A/Fの免疫学的活性を模倣するか(アゴニスト抗体)または阻害するか(アンタゴニスト抗体)のいずれかであるこの新規なサイトカインに対する抗体は、治療品質を有する。この新規なサイトカインの活性を阻害するように作用する小分子もまた、潜在的な治療用途を有する。
(実施例3)
ハイブリダイゼーションプローブとしてのIL−17A/Fの使用
以下の方法は、ハイブリダイゼーションプローブとしてのIL−17A/Fをコードするヌクレオチド配列の使用を説明する。
本明細書に開示される全長または成熟IL−17A/Fのコード配列を含むDNAは、ヒト組織cDNAライブラリーまたはヒト組織ゲノムライブラリーにおいて相同DNA(例えば、IL−17A/Fの天然に存在する変異体をコードするもの)をスクリーニングするためのプローブとして利用される。
いずれかのライブラリーDNAを含むフィルタのハイブリダイゼーションおよび洗浄を、以下の高ストリンジェンシー条件下で実施する。IL−17A/F由来のプローブのフィルタへのハイブリダイゼーションを、50%ホルムアミド、5×SSC、0.1% SDS、0.1%ピロリン酸ナトリウム、50mMリン酸ナトリウム、pH6.8、2×デンハート液、および10%硫酸デキストランの溶液中で、42℃で20時間、実施する。フィルタの洗浄を、0.1×SSCおよび0.1% SDSの水溶液中で、42℃で実施する。
次いで、全長ネイティブ配列IL−17A/FをコードするDNAとの所望の配列同一性を有するDNAを、当該分野において公知である標準的な技術を使用して同定することができる。
(実施例4)
大腸菌におけるIL−17A/Fの発現
本実施例は、大腸菌における組換え発現によってIL−17A/Fポリペプチドの非グリコシル形態の調製を例証する。
IL−17A/FポリペプチドをコードするDNA配列を、選択されたPCRプライマーを使用して最初に増幅する。プライマーは、選択された発現ベクター上の制限酵素部位に対応する制限酵素を含んでいる必要がある。種々の発現ベクターを利用してよい。適切なベクターの例はpBR322であり(大腸菌から誘導される;Bolivarら、Gene,2:95(1977)を参照のこと)、これは、アンピシリンおよびテトラサイクリン耐性遺伝子を含む。ベクターを、制限酵素で消化し、脱リン酸化する。次いで、PCR増幅配列をベクターにライゲートする。ベクターは、好ましくは、抗生物質耐性遺伝子、trpプロモータ、ポリHisリーダー(最初の6個のSTIIコドン、ポリHis配列、およびエンテロキナーゼ切断部位を含む)、IL−17A/Fポリペプチドコード領域、ラムダ転写ターミネータ、およびargU遺伝子を含む。
次いで、ライゲーション混合物を使用して、Sambrookら、前出に記載される方法を使用して大腸菌株を形質転換する。形質転換体を、LBプレート上で増殖するそれらの能力によって同定し、次いで、抗生物質耐性コロニーを選択する。プラスミドDNAを単離でき、制限分析およびDNA配列決定によって確認できる。
選択されたクローンを、抗生物質を補充したLBブロスなどの液体培養培地で一晩増殖させることができる。一晩培養物を使用して、次に、より大スケールの培養に接種することができる。次いで、細胞は、発現プロモータが作動している間、所望の光学密度まで増殖させる。
さらに数時間細胞を培養した後、細胞を遠心分離によって収集することができる。遠心分離によって得られた細胞ペレットは、当該分野において公知の種々の薬剤を使用して可溶化でき、次いで、可溶化されたIL−17A/Fタンパク質は、タンパク質の強固な結合を可能にする条件下で、金属キレートカラムを使用して精製することができる。
IL−17A/Fポリペプチドを、以下の手順を使用して、大腸菌中で、ポリ−Hisタグ化形態で発現させてよい。IL−17A/FポリペプチドをコードするDNAは、最初に、選択されたPCRプライマーを使用して増幅する。プライマーは、選択された発現ベクター上の制限酵素部位に対応する制限酵素部位、ならびに、効率的かつ信頼できる翻訳開始、金属キレートカラム上での迅速な精製、およびエンテロキナーゼを用いるタンパク質分解的除去を提供する他の有用な配列を含む。次いで、PCR増幅したポリ−Hisタグ化配列を発現ベクターにライゲートし、これを使用して、52株(W3110 fuhA(tonA) lon galE rpoHts(htpRts)clpP(lacIq)に基づく大腸菌宿主を形質転換する。形質転換体を、最初に、50mg/ml カルベニシリンを含むLB中30ECで、O.D.600が3〜5に達するまで振盪しながら増殖させる。次いで、培養物を、CRAP培地(以下を混合することによって調製:3.57g(NHSO、0.71gクエン酸ナトリウム・2H2O、1.07g KCl、5.36g酵母抽出物、水500mL中5.36gのSheffield hycase SF、ならびに110mM MPOS、pH7.3、0.55%(w/v)グルコースおよび7mM MgSO)中で50〜100倍に希釈し、そして約20〜30時間、30ECで振盪しながら増殖させる。サンプルを取り出してSDS−PAGEによって発現を確認し、バルク培養物を遠心分離して細胞をペレット化する。細胞ペレットを、精製および再フォールディングまで凍結させる。
0.5〜1Lの発酵からの大腸菌ペースト(6〜10gペレット)を、10倍量の7Mグアニジン、20mM Tris、pH8緩衝液中に再懸濁する。固体亜硫酸ナトリウムおよびテトラチオン酸ナトリウムを加えて、それぞれ0.1Mおよび0.02Mの最終濃度にし、この溶液を4ECで一晩攪拌する。この工程は、変性タンパク質を生じ、すべてのシステイン残基をスルフィト化によってブロックする。この溶液を、Beckman超遠心分離機において40,000rpmで30分間遠心分離する。上清を3〜5倍量の金属キレートカラム緩衝剤(6Mグアニジン、20mM Tris、pH7.4)で希釈し、0.22ミクロンフィルタを通して濾過して清澄化する。清澄化した抽出物を、金属キレートカラム緩衝剤で平衡化した5ml Qiagen Ni−NTA金属キレートカラムにロードする。カラムを、50mMイミダゾール(Calbiochem,Utrolグレード)、pH7.4を含むさらなる緩衝剤で洗浄する。タンパク質を、250mMイミダゾールを含む緩衝剤で溶出する。所望のタンパク質を含む画分をプールし、4ECで保存する。タンパク質濃度は、そのアミノ酸配列に基づく計算した吸光係数を使用して、280nmにおけるその吸収によって見積もる。
タンパク質を、20mM Tris、pH8.6、0.3M NaCl、2.5M尿素、5mMシステイン、20mMグリシン、および1mM EDTAからなる、新鮮に調製した再フォールディング緩衝剤でサンプルをゆっくりと希釈することによって再フォールディングする。再フォールディングの体積は、最終タンパク質濃度が50〜100マイクログラム/mlであるように選択する。再フォールディング溶液を4ECで12〜36時間、穏やかに攪拌する。再フォールディング反応を、0.4%の最終濃度のTFA(約3のpH)の添加によってクエンチする。タンパク質のさらなる精製の前に、溶液を、0.22ミクロンフィルタを介して濾過し、アセトニトリルを2〜10%最終濃度で加える。再フォールディングしたタンパク質を、Poros R1/H逆相カラム上で、0.1%
TFAの移動相緩衝剤を10〜80%のアセトニトリルの濃度勾配とともに使用して、クロマトグラフィを行う。A280吸収を有する画分のアリコートをSDSポリアクリルアミドゲル上で分析し、均質に再フォールディングしたタンパク質を含む画分をプールする。一般的に、正しく再フォールディングした大部分のタンパク質の種を最低濃度のアセトニトリルで溶出する。なぜなら、これらの種は、逆相樹脂との相互作用から保護された、それらの疎水性内部構造を伴って最もコンパクトであるからである。凝集した種は、通常、より高いアセトニトリル濃度で溶出する。所望の形態から、誤ってフォールディングした形態のタンパク質を分けることに加えて、逆相段階は、サンプルからエンドトキシンも除去する。
所望のフォールディングしたIL−17A/Fポリペプチドを含む画分をプールし、溶液に向けられた穏やかな窒素流を使用してアセトニトリルを除去する。タンパク質は、透析によって、または製剤化緩衝剤で平衡化して濾過滅菌したG25 Superfine(Pharmacia)樹脂を使用するゲル濾過によって、0.14M塩化ナトリウムおよび4%マンニトールを含む20mM Hepes、pH6.8中に製剤化する。
(実施例5)
哺乳動物細胞におけるIL−17A/Fの発現
本実施例は、哺乳動物細胞中での組換え発現によるIL−17A/Fポリペプチドの潜在的なグリコシル化形態の調製を例証する。
ベクター、pRK5(1989年3月15日に公開された、EP307,247を参照のこと)を発現ベクターとして利用する。選択的に、IL−17A/F DNAを、Sambrookら、前出において記載されているライゲーション方法を使用して、選択された制限酵素でpRK5にライゲートし、IL−17A/F DNAの挿入を可能にする。得られるベクターをpRK5−IL−17A/Fと呼ぶ。
1つの実施形態において、選択された宿主細胞は、293細胞であり得る。ヒト293細胞(ATCC CCL 1573)は、ウシ胎仔血清、ならびに選択的に、栄養成分および/または抗生物質を補充したDMEMなどの培地中で、組織培養プレート中でコンフルエンスまで増殖させる。約10μg pRK5−IL−17A/F DNAを、VA RNA遺伝子をコードする1μgのDNAと混合し[Thimmappayaら、Cell,31:543 1982)]、500μlの1mM Tris−HCl、0.1mM
EDTA、0.227M CaClに溶解する。この混合物に、500μlの50mM HEPES(pH7.35)、280mM NaCl、1.5mM NaPOを滴加し、25℃にて10分間で沈殿を形成させる。沈殿を293細胞に懸濁および添加し、37℃で約4時間静置する。培養培地を吸引して除き、2mlのPBS中20%グリセロールを30秒間で加える。次いで、293細胞を無血清培地で洗浄し、新鮮な培地を加え、細胞を約5日間インキュベートする。
トランスフェクションの約24時間後、培養培地を除去し、培養培地(単独)または200μCi/ml 35S−システインおよび200μCi/ml 35S−メチオニンを含む培養培地で置き換える。12時間のインキュベーション後、馴化培地を収集し、スピンフィルタ上で濃縮し、15% SDSゲルにロードする。処理されたゲルを乾燥させ、そして選択された期間の間フィルムに曝露して、IL−17A/Fポリペプチドの存在を示してもよい。トランスフェクト細胞を含む培養物は、さらなるインキュベーションを受けてもよく(無血清培地中で)、培地を選択されたバイオアッセイで試験する。
代替的な技術において、IL−17A/Fを、Somparyracら、Proc.Natl.Acad.Sci.,12:7575(1981)によって記載される硫酸デキストラン法を使用して、293細胞に一過性に導入してもよい。293細胞をスピナーフラスコ中で最大密度まで増殖させ、700μg pRK5−IL−17A/F DNAを加える。細胞を、最初に遠心分離によってスピナーフラスコから濃縮し、そしてPBSで洗浄する。DNA−デキストラン沈殿を、4時間の間、細胞ペレット上でインキュベートする。細胞を20%グリセロールで90秒間処理し、組織培養培地で洗浄し、そして組織培養培地、5μg/mlウシインスリンおよび0.1μg/mlウシトランスフェリンを含むスピナーフラスコに再導入する。約4日後、馴化培地を遠心分離し、濾過して、細胞および細片を除去する。次いで、発現したIL−17A/Fポリペプチドを含むサンプルを濃縮し、任意の選択された方法、例えば、透析および/またはカラムクロマトグラフィによって精製することができる。
別の実施形態において、IL−17A/FポリペプチドをCHO細胞中で発現することができる。pRK5−IL−17A/Fを、CaPOまたはDEAE−デキストランなどの公知の試薬を使用してCHO細胞にトランスフェクトすることができる。上記のように、細胞培養物をインキュベートでき、培地を、培養培地(単独)または35S−メチオニンなどの放射性標識を含む培地で置き換える。IL−17A/Fポリペプチドの存在を決定した後で、培養培地を無血清培地で置き換えてもよい。好ましくは、培養物を約6日間インキュベートし、次いで、馴化培地を収集する。次いで、発現したIL−17A/Fポリペプチドを含む培地を濃縮し、任意の選択された方法によって精製することができる。
エピトープ−タグ化IL−17A/Fもまた、種種CHO細胞中で発現させてもよい。IL−17A/FをpRK5からサブクローニングしてもよい。このサブクローン挿入物はPCRに供され、ポリ−Hisタグなどの選択されたエピトープタグと、インフレームで、バキュロウイルス発現ベクターに融合できる。次いで、ポリ−Hisタグ化IL−17A/F挿入物を、安定なクローンの選択のためのDHFRなどの選択マーカーを含むSV40駆動ベクター内にサブクローニングできる。最後に、CHO細胞は、SV40駆動ベクターでトランスフェクトできる。発現を確認するために、上記のように、標識を実施してもよい。次いで、発現したポリ−Hisタグ化IL−17A/Fを含む培養培地を、任意の選択された方法によって、例えば、Ni2+−キレートアフィニティクロマトグラフィによって濃縮および精製できる。
IL−17A/Fポリペプチドを、一過性発現手順によってCHOおよび/もしくはCOS細胞中で、または別の安定な発現手順によってCHO細胞中で発現してもよい。
CHO細胞中での安定な発現は、以下の手順を使用して実施する。タンパク質をIgG構築物(イムノアドヘシン)として発現し、ここで、それぞれのタンパク質の安定型(例えば、細胞外ドメイン)のコード配列は、ヒンジ、CH2、およびCH2ドメインを含むIgG定常領域配列に融合されているか、そして/またはポリ−Hisタグ化形態である。
PCR増幅後、それぞれのDNAを、Ausubelら、Current Protocols of Molecular Biology,3.16部,John Wiley and Sons(1997)に記載される標準的な技術を使用して、CHO発現ベクターにサブクローニングする。CHO発現ベクターを、cDNAの便利なシャトリングを可能にするために、目的のDNAの5’および3’の適合性制限部位を有するように構築する。CHO細胞における発現において使用されるベクターは、Lucasら、Nucl.Acids Res.,24:9(1774−1779(1996)において記載されるようなものであり、目的のcDNAおよびジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)の発現を駆動するために、SV40初期プロモータ/エンハンサを使用する。DHFR発現は、トランスフェクション後のプラスミドの安定な維持のための選択を可能にする。
12マイクログラムの所望のプラスミドDNAを、市販のトランスフェクション試薬、Superfect(登録商標)(Qiagen)、Dosper(登録商標)またはFugene(登録商標)(Boehringer Mannheim)を使用して、約100万個のCHO細胞に導入する。細胞は、Lucasら、前出に記載されるように増殖させる。約3×10個の細胞を、以下に記載されるさらなる増殖および産生のためにアンプル中で凍結させる。
プラスミドDNAを含むアンプルを水浴中に配置して解凍し、そしてボルテックスによって混合する。この内容物を、10mLの培地を含む遠心分離管にピペッティングし、1000rpmで5分間遠心分離する。上清を吸引し、細胞を10mLの選択培地(5% 0.2μm 透析濾過したウシ胎仔血清を伴う、0.2μm濾過PS20)に再懸濁する。次いで、細胞を、90mLの選択培地を含む100mLスピナー内にアリコートする。1〜2日後、細胞を150mL選択培地で満たした250mLスピナーに移し、37℃でインキュベートする、さらに2〜3日後、250mL、500mL、および2000mLスピナーに、3×10細胞/mLで播種する。細胞培地は、遠心分離および産生培地中での再懸濁によって、新鮮な培地と交換する。任意の適切なCHO培地を利用してもよいが、1992年6月16日に発行された米国特許第5,122,469号に記載されている産生培地を実際に使用してもよい。3L産生スピナーに、1.2×10細胞/mLで播種する。0日目に、細胞数、pHを決定する。1日目に、スピナーをサンプリングし、濾過空気の散布を開始する。2日目に、スピナーをサンプリングし、温度を33℃にシフトさせ、そして30mLの500g/L グルコースおよび0.6mLの10%消泡剤(例えば、35%ポリジメチルシロキサンエマルジョン、Dow Corning 365
医薬品グレードエマルジョン)を加える。産生を通してpHを必要に応じて調整して7.2前後に保つ。10日後、または生存度が70%より下に低下したら、細胞培養を遠心分離によって収集し、0.22μmフィルタを通して濾過する。濾液を4℃で保存し、または精製のためにすぐにカラムにロードした。
ポリ−Hisタグ化構築物については、タンパク質を、Ni−NTAカラム(Qiagen)を使用して精製する。精製前に、イミダゾールを5mMの濃度まで馴化培地に加える。馴化培地を、4℃にて4〜5ml/分の流速で、0.3M NaClおよび5mM イミダゾールを含む20mM Hepes、pH7.4緩衝剤で平衡化した6ml Ni−NTAカラムに注入する。ローディング後、カラムをさらなる平衡化緩衝剤で洗浄し、0.25Mイミダゾールを含む平衡化緩衝剤でタンパク質を溶出する。高度に精製されたタンパク質を、続いて、10mM Hepes、0.14M NaCl、および4%マンニトール、pH6.8を含む同じ保存緩衝剤中で、25ml G25 Superfine(Pharmacia)カラムを用いて脱塩し、−80℃で保存する。
イムノアドヘシン(Fc−含有)構築物は、以下のように馴化培地から精製する。馴化培地を、20mM リン酸Na緩衝剤、pH6.8で平衡化した5mlプロテインAカラム(Pharmacia)に注ぐ。ローディング後、カラムを平衡化緩衝剤で広範に洗浄し、その後、100mMクエン酸、pH3.5で溶出する。溶出されたタンパク質を、275μLの1M Tris緩衝液、pH9を含むチューブ内に1ml画分を収集することによってすぐに中和させる。次に、この高度に精製されたタンパク質を、ポリ−Hisタグ化タンパク質のために、上記のように、保存緩衝剤中で脱塩する。均一性は、SDSポリアクリルアミドゲルによって、およびエドマン(Edman)分解によるN末端アミノ酸シークエンシングによって評価する。
(実施例6)
酵母におけるIL−17A/Fの発現
以下の方法は、酵母におけるIL−17A/Fポリペプチドの組換え発現を説明する。
最初に、ADH2/GAPDHプロモータからのIL−17A/Fの細胞内産生または分泌のために、酵母発現ベクターを構築する。IL−17A/FポリペプチドをコードするDNAおよびプロモータを、IL−17A/Fポリペプチドの細胞内発現を指向するように、選択されたプラスミド中で適切な制限酵素部位内に挿入する。分泌のために、IL−17A/FをコードするDNAを、ADH2/GAPDHプロモータをコードするDNA、ネイティブIL−17A/Fシグナルペプチドもしくは他の哺乳動物シグナルペプチド、または、例えば、酵母アルファ因子もしくはインベルターゼ分泌シグナル/リーダー配列、およびIL−17A/Fの発現のためのリンカー配列(必要な場合)とともに、選択したプラスミドにクローニングすることができる。
次いで、酵母株AB110などの酵母細胞を上記の発現プラスミドで形質転換でき、そして選択された発酵培地中で培養できる。形質転換された酵母上清は、10% トリクロロ酢酸を用いる沈殿、SDS−PAGEによる分離によって分析でき、続いて、クマシーブルー染色を用いるゲルの染色を行う。
組換えIL−17A/Fポリペプチドを、続いて、遠心分離によって発酵培地から酵母細胞を取り出すこと、次いで、選択されたカートリッジフィルタを使用して培地を濃縮することによって、単離および精製することができる。IL−17A/Fポリペプチドを含む濃縮物を、選択されたカラムクロマトグラフィ樹脂を使用してさらに精製してよい。
(実施例7)
バキュロウイルス感染昆虫細胞中でのIL−17A/Fの発現
以下の方法は、バキュロウイルス感染昆虫細胞におけるIL−17A/Fポリペプチドの組換え発現を説明する。
IL−17A/Fをコードする配列を、バキュロウイルス発現ベクター中に含まれるエピトープタグの上流に融合させる。このようなエピトープタグには、ポリ−Hisタグおよび免疫グロブリンタグ(IgGのFc領域のような)が含まれる。pVL1393(Novagen)などの市販のプラスミドから誘導されたプラスミドを含む、種々のプラスミドを利用してもよい。手短に述べると、IL−17A/Fをコードする配列またはIL−17A/Fのコード配列の所望の部分、例えば、タンパク質が細胞外である場合には膜貫通タンパク質の細胞外部分をコードする配列または成熟タンパク質をコードする配列は、5’領域および3’領域に相補的なプライマーを用いるPCRによって増幅する。5’プライマーは、隣接する(選択された)制限酵素部位を組み込んでもよい。次いで、生成物は、選択された制限酵素で消化し、発現ベクターにサブクローニングする。
組換えバキュロウイルスは、リポフェクチン(GIBCO−BRLから市販されている)を使用して、スポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda)(「Sf9」)細胞(ATCC CRL 1711)に、上記のプラスミドおよびBaculoGold(商標)ウイルスDNA(Pharmingen)を同時トランスフェクトすることによって生成する。28℃で4〜5日間のインキュベーション後、放出されたウイルスを収集し、さらなる増幅のために使用する。ウイルス感染およびタンパク質発現は、O’Reilleyら、Baculovirus expression vectors: A Laboratory Manual,Oxford:Oxford University Press(1994)に記載されるように実施する。
次いで、発現されたポリ−Hisタグ化IL−17A/Fを、例えば、Ni2+−キレートアフィニティクロマトグラフィによって、以下のように精製することができる。抽出物は、組換えウイルス感染Sf9細胞から、Rupertら、Nature,362:175−179(1993)によって記載されるように調製する。手短に述べると、Sf9細胞を、洗浄し、超音波処理緩衝剤(25mL Hepes、pH7.9;12.5mM
MgCl;0.1mM EDTA;10%グリセロール;0.1% NP−40;0.4M KCl)中で再懸濁し、そして氷上で20秒間、2回、超音波処理する。超音波処理物は、遠心分離によって清澄化し、そして上清を、ローディング緩衝剤(50mMリン酸、300mM NaCl、10%グリセロール、pH7.8)中で50倍希釈し、そして、0.45μmフィルタを通す。Ni2+−NTAアガロースカラム(Qiagenから市販されている)を5mLの床容積で調製し、25mLの水で洗浄し、そして25mLのローディング緩衝剤で平衡化する。濾過した細胞抽出物を、1分間あたり0.5mLでカラムにロードする。カラムを、ローディング緩衝剤を用いてベースラインA280まで洗浄し、その時点で画分収集を開始する。次に、カラムを第2の洗浄緩衝剤(50mMリン酸;300mM NaCl、10%グリセロール、pH6.0)で洗浄し、これは、非特異的結合タンパク質を溶出する。A280が再度ベースラインに達した後、カラムを第2の洗浄緩衝剤中の0〜500mMイミダゾール勾配で展開する。1mL画分を収集し、SDS−PAGEおよび銀染色、またはアルカリホスファターゼに結合体化されたNi2+−NTA(Qiagen)を用いるウェスタンブロットによって分析する。溶出されたHis10−タグ化IL−17A/Fを含む画分をプールし、ローディング緩衝剤に対して透析する。
または、IgGタグ化(またはFcタグ化)IL−17A/Fの精製を、例えば、プロテインAまたはプロテインGカラムクロマトグラフィを含む公知のクロマトグラフィ技術を使用して実施することができる。
(実施例8)
IL−17A/Fを結合する抗体の調製
本実施例は、IL−17A/Fを特異的に結合し得るモノクローナル抗体の調製を例証する。
モノクローナル抗体を産生するための技術は当該分野において公知であり、例えば、例えば、Goding、前出に記載されている。利用され得る免疫原には、精製IL−17A/Fポリペプチド、IL−17A/Fポリペプチドを含む融合ポリペプチド、および細胞表面に組換えIL−17A/Fポリペプチドを発現する細胞が含まれる。免疫原の選択は、過度の実験を伴うことなく当業者によって行うことができる。
BALB/cなどのマウスを、完全フロイントアジュバント中で乳化されたIL−17A/F免疫原で免疫し、1〜100マイクログラムの量で皮下注射または腹腔内注射する。または、免疫原をMPL−TDMアジュバント(Ribi Immunochemical Research,Hamilton,MT)中で乳化し、動物の後肢の裏に注射する。次いで、免疫したマウスを、10〜12日後に、選択されたアジュバント中で乳化したさらなる免疫原で追加免疫する。その後、数週間の間、マウスを、さらなる免疫注射で追加免疫してもよい。抗IL−17A/F抗体を検出するためのELISAアッセイにおける試験のために、血清サンプルを後眼窩採血によってマウスから定期的に入手してよい。
適切な抗体力価が検出された後で、抗体について「陽性」である動物に、IL−17A/Fの最終静脈注射を注入することができる。3〜4日後、マウスを屠殺し、脾臓細胞を収集する。次いで、脾臓細胞を、ATCC,No.CRL 1597から入手可能であるP3X63AgU.1などの選択されるマウスミエローマ細胞株に融合させる(35%ポリエチレングリコールを使用する)。この融合はハイブリドーマ細胞を生じ、次いで、この細胞を、HAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジン)培地を含む96ウェル組織培養プレート中にプレートして、非融合細胞、ミエローマハイブリッド、および脾臓細胞ハイブリッドの増殖を阻害することができる。
このハイブリドーマ細胞をIL−17A/Fに対する反応性についてELISAでスクリーニングする。IL−17A/Fに対する所望のモノクローナル抗体を分泌する「陽性」ハイブリドーマ細胞の決定は、当業者の範囲内である。
陽性ハイブリドーマ細胞を同系BALB/cマウスに腹腔内注射して、抗IL−17A/Fモノクローナル抗体を含む腹水を生成することができる。または、ハイブリドーマ細胞を組織培養フラスコまたはローラーボトルにおいて増殖することができる。腹水中に生じたモノクローナル抗体の精製は、硫酸アンモニウム沈殿、続いてゲル排除クロマトグラフィを使用して達成することができる。または、プロテインAまたはプロテインGへの抗体の結合に基づくアフィニティクロマトグラフィを利用することができる。
(実施例9)
特異的抗体を使用するIL−17A/Fポリペプチドの精製
ネイティブまたは組換えIL−17A/Fポリペプチドをタンパク質精製の分野における種々の標準技術によって精製してよい。例えば、プロ−IL−17A/Fポリペプチド、成熟IL−17A/Fポリペプチド、またはプレIL−17A/Fポリペプチドは、目的のIL−17A/Fに特異的な抗体を使用する免疫アフィニティクロマトグラフィによって精製する。一般的に、免疫アフィニティカラムは、活性化クロマトグラフィ樹脂に抗IL−17A/Fポリペプチド抗体を化学カップリングすることによって構築する。
ポリクローナル免疫グロブリンを、硫酸アンモニウムを用いる沈殿、または固定化プロテインA(Pharmacia LKB Biotechnology,Piscataway,N.J.)上での精製のいずれかによって、免疫血清から調製する。同様に、モノクローナル抗体を、硫酸アンモニウム沈殿または固定化プロテインA上のクロマトグラフィによってマウス腹水から調製する。部分精製された免疫グロブリンを、CnBr−活性化SEPHAROSE(商標)(Pharmacia LKB Biotechnology)などのクロマトグラフィ樹脂に共有結合させる。抗体を樹脂にカップリングし、樹脂をブロックし、誘導体樹脂を、製造業者の指示書に従って洗浄する。
このような免疫アフィニティカラムを、可溶形態のIL−17A/Fポリペプチドを含む細胞からの画分を調製することによって、IL−17A/Fポリペプチドの精製において利用する。調製物を、界面活性剤の添加による示差的遠心分離を介して、または当該分野において周知である他の方法によって、全細胞または細胞下画分の可溶化によって誘導する。または、シグナル配列を含む可溶性IL−17A/Fポリペプチドを、細胞が増殖される培地内に有用な量で分泌することができる。
可溶性IL−17A/Fポリペプチド含有調製物は、免疫アフィニティカラムを通過し、このカラムを、IL−17A/Fポリペプチドの優先的な吸収を可能にする条件下で洗浄する(例えば、界面活性剤の存在下での高イオン強度緩衝剤)。次いで、カラムを、抗体/IL−17A/Fポリペプチド結合を破壊する条件下で溶出し、IL−17A/Fポリペプチドを収集する。
(実施例10)
薬物スクリーニング
本発明は、任意の種々の薬物スクリーニング技術において、IL−17A/Fポリペプチドまたはその結合フラグメントを使用することによって、化合物をスクリーニングするのに特に有用である。このような試験において利用されるIL−17A/Fポリペプチドまたはフラグメントは、溶液中で遊離状態であり、固体支持体に固定され、細胞表面に保持され、または細胞内に局在化するかいずれかであってもよい。薬物スクリーニングの1つの方法は、IL−17A/Fポリペプチドまたはフラグメントを発現する組換え核酸細胞で安定に形質転換される真核生物または原核生物の宿主細胞を利用する。競合結合アッセイにおいて、このような形質転換細胞に対して薬物をスクリーニングする。このような細胞は、生存可能形態または固定形態のいずれにおいても、標準的な結合アッセイに使用できる。例えば、IL−17A/Fポリペプチドまたはフラグメントと、試験される薬剤との間の複合体の形成を測定することができる。または、試験される薬剤によって引き起こされる、IL−17A/Fポリペプチドと、その標的細胞または標的受容体との間の複合体形成の減少を試験できる。
従って、本発明は、IL−17A/Fポリペプチド関連疾患または障害に影響し得る、薬物または任意の他の因子についてスクリーニングする方法を提供する。これらの方法は、当該分野において周知である方法によって、IL−17A/Fポリペプチドまたはそのフラグメントと、このような薬剤とを接触させる工程、および(i)薬剤とIL−17A/Fポリペプチドもしくはフラグメントとの間の複合体の存在について、または(ii)IL−17A/Fポリペプチドもしくはフラグメントと細胞との間の複合体の存在についてアッセイする工程を包含する。このような競合結合アッセイにおいて、IL−17A/Fポリペプチドまたはフラグメントは、典型的には、標識されている。適切なインキュベーション後、遊離のIL−17A/Fポリペプチドまたはフラグメントは、結合形態で存在するものと区別され、遊離または複合体化されていない標識の量は、IL−17A/Fポリペプチドに結合するか、またはIL−17A/Fポリペプチド/細胞複合体と干渉する、特定の薬剤の能力の尺度である。
薬物スクリーニングの別の技術は、ポリペプチドに対する適切な結合親和性を有する化合物についての高スループットスクリーニングを提供し、これは、1984年9月13日に公開されたWO84/03564において詳細に記載されている。手短に述べると、大量の異なる小ペプチド試験化合物をプラスチックピンまたはいくつかの他の表面などの固体支持体上で合成する。IL−17A/Fポリペプチドに適用されるように、ペプチド試験化合物をIL−17A/Fポリペプチドと反応させ、洗浄する。結合したIL−17A/Fポリペプチドを当該分野で周知の方法によって検出する。精製IL−17A/Fポリペプチドを、上述の薬物スクリーニング技術における使用のためにプレートに直接的にコートすることもできる。加えて、非中和抗体を使用して、ペプチドを補足して固体支持体に固定化することができる。
本発明はまた、IL−17A/Fポリペプチドを結合可能である中和抗体が、IL−17A/Fポリペプチドまたはそのフラグメントへの結合について、試験化合物と特異的に競合する競合スクリーニングアッセイの使用もまた意図する。この様式において、抗体を使用して、IL−17A/Fポリペプチドと1つ以上の抗原決定基を共有する任意のペプチドの存在を検出することができる。
(実施例11)
合理的薬物設計
合理的薬物設計の目的は、目的の生物学的に活性なポリペプチド(すなわち、IL−17A/Fポリペプチド)またはそれが相互作用する小分子、例えば、アゴニスト、アンタゴニスト、または阻害剤の構造的なアナログを産生することである。これらの例のいずれかを使用して、より活性もしくは安定な形態のIL−17A/Fポリペプチドである薬物、またはインビボでIL−17A/Fポリペプチドの機能を増強するかもしくはこれと拮抗する薬物を構築することができる(Hodgson,Bio/Technology,9:19−21(1991)を参照のこと)。
1つのアプローチにおいて、IL−17A/Fポリペプチド、またはIL−17A/Fポリペプチド−阻害剤複合体の三次元構造は、x線結晶学によって、コンピュータモデリング、または最も典型的には、これらの2つのアプローチの組み合わせによって決定する。IL−17A/Fポリペプチドの形状および電荷の両方を確認して、構造を説明し且つ分子の活性部位を決定する必要がある。頻度は低いものの、IL−17A/Fポリペプチドの構造に関する有用な情報は、相同タンパク質の構造に基づくモデリングによって得られる可能性がある。両方の場合において、関連する構造情報を使用して、類似のIL−17A/Fポリペプチド様分子を設計し、または効率的な阻害剤を同定することができる。合理的薬物設計の有用な例には、BraxtonおよびWells,Biochemistry,31:7796−7801(1992)によって示される活性もしくは安定性の改善された分子、またはAthaudaら、J.Biochem.,113:742−746(1993)によって示されるネイティブペプチドの阻害剤、アゴニスト、もしくはアンタゴニストとして作用する分子が含まれ得る。
上記のように、機能的アッセイによって選択される、標的特異的抗体を単離すること、次いで、その結晶構造を解析することもまた可能である。このアプローチは、原理的には、続いて行われる薬物設計が基礎を置くことができるファーマコアを生じる。機能的な、薬理学的に活性な抗体に対する抗イディオタイプ抗体(抗id)を生成することによって、タンパク質結晶学を完全にバイパスすることが可能である。鏡像の鏡像として、抗idの結合部位は、もともとの受容体のアナログであることが予想される。次いで、抗idを使用して、化学的にまたは生物学的に産生されるペプチドのバンクからペプチドを同定および単離することができる。次いで、単離されたペプチドはファーマコアとして働く。
本発明により、十分な量のIL−17A/Fポリペプチドを利用可能にすることで、X線結晶学のような分析的研究を実施することができる。加えて、本明細書に提供されるIL−17A/Fポリペプチドアミノ酸配列の知見は、x線結晶学の代わりに、またはそれに加えて、コンピュータモデリング技術を利用することに対する指針を提供する。
(実施例12)
インビボ疾患モデル
自己免疫疾患の治療的処置として抗IL−17A抗体および抗IL−17F抗体を合わせることの効果を、関節リウマチおよび多発性硬化症のついてのマウスモデルにおいて評価した。試験されたマウスモデルには以下が含まれた:コラーゲン誘導性関節炎(CIA)を誘導するためにII型コラーゲンで処理したマウス(関節リウマチ(RA)のマウスモデル)、または実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)を誘導するためにミエリン乏突起膠細胞糖タンパク質(MOG)で処理したマウス(多発性硬化症(MS)のマウスモデル)。
(1)CIA
0日目に、7〜8週齢DBA−1Jマウス(Jackson Lab;Bar Harbor,Maine)を、100μl完全フロイントアジュバント(CFA)中の100μgウシII型コラーゲンで免疫した(Barckら,Arthritis & Rheumatism,50:3377−3386(2004))。CFA中のII型コラーゲンを左側の尾の基部に皮内注射(i.d.)した。21日目に、100μlの不完全フロイントアジュバント中の100μgウシII型コラーゲンを、尾の左側に皮内注射した。45日目に、動物を以下の群に分配した:(1)7週間の間、1週間あたり3回皮下で(SC)100μl生理食塩水中マウスIgG2aアイソタイプ対照6mg/kg(n=40)、(2)7週間の間、1週間あたり2回皮下で(SC)100μl生理食塩水中マウスTNFRII−Fc(Enbrelのマウス代理)(MuTNFII−Fc)4mg/kg+100μl生理食塩水中メトトレキサート(MTX)3mg/kg(n=40)、および(3)7週間の間、1週間あたり3回SCで100μl生理食塩水中ハムスター−マウスキメラ抗IL−17A(MuAnti−IL17)およびハムスター−マウスキメラ抗IL−17F(MuAnti−IL−17F)モノクローナル抗体(mAb)6mg/kg(n=40)。
動物は、標準的な関節炎スコア付け法を使用して、33日目から開始して、毎週2回スコア付けした。スコア付けは、足あたり0〜4で(0は疾患なしを示し、4は全体の足を含む紅斑および浮腫を表す)、動物あたり16スコアが最大スコアであった。処理群1〜3の動物は、45日目のスコアにより体重および疾患に基づいてランダム化した。3つの処理群は、等しい数の軽度の疾患を有するマウス(平均スコア0〜3;処理群あたり22〜23匹のマウス)、中程度の疾患を有するマウス(平均スコア4〜8;処理群あたり11〜13匹のマウス)、および重度の疾患を有するマウス(平均スコア9以上;処理群あたり4〜6匹のマウス)を含むようにバランスを取った。マイクロコンピュータ使用断層撮影(MicroCT)(Barckら、Arthritis & Rheumatism,50:3377−3386(2004))の関節画像を、研究の最後、81日目に撮影し、関節皮膚骨体積(Joint Cortical Bone Volume)(JCBV)を計算した。
コラーゲン誘導性関節炎(CIA)を誘導するために、II型コラーゲンで処理したDBA−1Jマウスにおいて、抗IL−17A抗体および抗IL−17F抗体の組み合わせ(群3)は、対照IgG2a単独で処理したマウス(群1)についての81日目の最終臨床スコアと比較して、81日目で最終臨床スコアの減少を生じた(p=0.02(ダネット検定:Hsu,J.C.,Multiple Comparisons Theory
and Methods,Chapman and Hall (1996))。さらに、コラーゲン誘導性関節炎(CIA)を誘導するために、II型コラーゲンで処理したDBA−1Jマウスにおいて、抗IL−17A抗体および抗IL−17F抗体の組み合わせでの処理は、マウスIgG2aアイソタイプ対照mAbで処理したマウスにおける約3.7のJCBVと比較して、抗IL−17Aおよび抗IL−17F処理群についてはより大きな関節皮膚骨体積、約4.5によって測定されるように、骨損傷からマウスを保護した(p<0.001;ダネット検定)。
抗IL−17A抗体および抗IL−17F抗体の組み合わせが、CIAを有するマウスにおいて最終臨床疾患スコアを減少し、かつCIAを有するマウスにおいて骨損傷をブロックする能力は、IL−17AおよびIL−17Fの組み合わせが関節リウマチなどの自己免疫疾患の治療のための標的であり得ることを示唆している。
同様の実験において、抗IL−17A抗体単独での処理を研究に加え、第4の群を作製した。結果を図19および20に示す。対照は、図に「ブタクサ」として列挙される、アイソタイプが一致した抗ヒトブタクサIgG2a抗体(Genentech,Inc.)であった。各足あたりについての臨床スコアは以下の判断基準を使用して決定した:
0=紅斑および膨張の証拠なし
1=足の真ん中(足根)または足首に制限される紅斑および軽度の膨張
2=足首から足の真ん中まで広がる紅斑および軽度の膨張
3=足首から中足関節までに広がる紅斑および中程度の膨張
4=足首、足、および指を含む紅斑および重度の膨張
平均スコア=4つの足のスコアの合計
1日の臨床スコアの平均=1日の平均スコアの平均
最終臨床スコア=研究の最終日の平均スコア。
データは、抗IL−17A抗体および抗IL−17F抗体の組み合わせが、抗IL−17A単独での処理よりも統計学的に有意な様式で、より有効であることを示す。
(2)EAE
群あたり15匹のマウスを有する4つの群のマウスは、以下に記載されるようなミエリン乏突起膠細胞糖タンパク質(MOG)で誘導され、加えて、CFAにおけるMOG35−55ペプチド抗原での誘導後に、各群は、1週間あたり3回、以下の抗体用量を受容した:(1)(群1)マウスIgG2aアイソタイプ対照mAb(抗GP120抗体)、100μl生理食塩水中6mg/kg、腹腔内注射(IP)を介して、(2)(群2)ハムスター−マウスキメラ抗IL−17A(MuAnti−IL17)mAb、100μl生理食塩水中6mg/kg、IPを介して、(3)(群3)ハムスター−マウスキメラ抗IL−17F(MuAnti−IL17F)mAb、100μl生理食塩水中 g mg/kg、IPを介して、ならびに(4)(群4)ハムスター−マウスキメラ抗IL−17A(MuAnti−IL17)mAb、100μl生理食塩水中6mg/kg、IPを介して、およびハムスター−マウスキメラ抗IL−17F(MuAnti−IL17F)mAb、100μl生理食塩水中6mg/kg、IPを介して。
MOGでの誘導の前日(−1日目)に、上記の抗体用量を初回用量として投与した。MOGでの誘導の日(0日目)に、100μlのPBSおよび100μlのCFA中の200μgのMOG35−55ペプチド(Liuら、Nat.Med.,4(1):78−83(1998);Suenら、J.Exp.Med.,186(8):1233−40(1997))を含む200μlのエマルジョンで皮内免疫し、これは、不完全フロイントアジュバント(IFA)を、マイコバクテリウム・ツベルクローシス(M.tuberculosis)H37A(死滅かつ乾燥している)とともに、CFA中2mg/mlのマイコバクテリウム・ツベルクローシス濃度(マウスあたり200μgのマイコバクテリウム・ツベルクローシス)まで混合することによって調製した。マウスに、IPを介して、100μlのPBS中200ngの百日咳毒素をさらに注射した。
2日目に、IPを介して100μlのPBX中200ngの百日咳毒素をマウスにさらに注射した。
残りの研究については、1週間あたり3回、上記の抗体用量をマウスに投与した。
1日目に開始し、1週間あたり少なくとも3回、多発性硬化症スコアリング法(以下に説明する)を使用して、臨床疾患についてマウスを評価した。さらに、疾患等級4に達したマウスを毎日評価した(等級4の動物が5日までに等級3に軽減しない場合には、動物は安楽死させた)。なおさらに、脊髄および脳におけるリンパ球を研究の最後に評価した。多発性硬化症スコアリング法を、以下の等級付けシステムを使用して評価した:(1)0等級は疾患の顕性徴候を有さない正常マウスを表す、(2)1等級はだらりとした尾(limp tail)(だらりとした尾は、マウスが取り上げられたときの、尾の完全な弛緩および尾の先端における巻きの不在として説明される)または後肢弱体化(後肢弱体化は、歩行の際にマウスの後肢がワイヤケージの上端を通して落下する客観的な徴候を有する、よたよた歩きとして説明される)を表すが、両方ではない、(3)2等級は、リンプテールおよび後肢弱体化を表す、(4)3等級は部分的な後肢麻痺を表す(部分的な後肢麻痺は、マウスが、後肢を使用して尻のポーズまたは歩行を維持することが不可能であるが、一方または両方の後肢をある程度動かすことがまだできる場合として説明される)、(5)4等級は、完全な後肢麻痺を表す(完全な後肢麻痺は、後肢の完全な動作の喪失であり、マウスはその前肢のみで自身を引きずることとして説明される)そして(6)5等級は、EAEによる瀕死状態および死亡を表す(人道的な理由により安楽死させる)。
ミエリン乏突起膠細胞糖タンパク質(MGG)−誘導性実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)を有するマウスにおいて、抗IL−17A抗体および抗IL−17F抗体の組み合わせ(群4)は、gp120で処理したマウス(群1)の34日目の最終臨床スコアと比較した場合に、最終臨床スコアの減少を生じた(p<0.01(ダネット検定))。抗IL−17A(群2)または抗IL−17F(群3)のいずれかのみでは、臨床スコアの減少において、抗IL−17Aと抗IL−17Fの両方の組み合わせほどには有効ではなかった。MOAモデルおよびCIAモデルからの結果は、関節リウマチ(RA)および多発性硬化症(MS)などの自己免疫疾患の治療は、IL−17A経路およびIL−17F経路の両方の遮断の組み合わせが必要であり得ることを示唆する。
IL−17A抗体およびIL−17F抗体の組み合わせが、MOG誘導性EAEを有するマウスにおいて最終臨床疾患スコアを減少する能力は、IL−17A抗体およびIL−17F抗体の組み合わせが多発性硬化症などの自己免疫疾患の治療の標的であり得ることを示唆する。IL−17AおよびIL−17Fを標的とする組み合わせ治療には以下が含まれ得る:二重特異的/交差反応性抗体(実施例15に記載される、配列相同性または構造相同性に基づいて、IL−17AおよびIL−17Fの両方に存在する同一または類似のエピトープを認識する抗体)、二重特異的抗体(IL−17AおよびIL−17Fの両方を認識するように操作された抗体、例えば、IL−17Aを認識する抗体の一方のアームおよびIL−17Fを認識する同じ抗体の別のアーム、またはIL−17Aを認識する抗体の重鎖およびIL−17Fを認識する同じ抗体の軽鎖)、ならびに組み合わせて投与されるIL−17A抗体+IL−17F抗体(2つの抗体、1つはIL−17Aを認識し、1つはIL−17Fを認識する)。
(実施例13)
インビトロT細胞活性化
Tヘルパー系統、ThIL−17は、Th1およびTh2から区別され(米国特許出願番号10/697,599号、US2004/0156849、10/29/03出願を参照のこと)、IL−23によって刺激されるIL−17(Hunterら、Nat.Rev.Immunol.,5:521−531(2005);Holscherら、Curr.Opin.Invest.Drugs,6:489−495(2005))、ならびに他のサイトカイン、例えば、IL−6およびTNFβ(Veldhoen Mら、Immunity,24:179−89(2006))を産生する。ThIL−17細胞中のIL−17AおよびIL−17Fの産生のレベルを決定するために、T細胞をIL6およびTGFβで活性化し、IL−17AおよびIL−17FのレベルをPCR分析によって定量した。ThIL−17細胞に関して現れたデータは、このT細胞サブセットが組織炎症および自己免疫を誘導可能であり、従って、自己免疫疾患において重要な役割を果たしていることを示唆する(Bettelliら、Nat Immunol 8:345−350(2007))。
FACS精製した未処理のCD4+CD62L+CD25−CD44hi(>99%純度)T細胞(未処理CD4+T細胞の集団)を、αCD3(抗CD3抗体)でコートしたプレート上で48時間インキュベートした。サイトカイン(IL−6、IL−27、およびTGFβを含む)およびαCD28(抗CD28抗体)を、以下の群に以下のようにして溶液中に加えた:(1)サイトカインなし、(2)IL−6、(3)IL−27、(4)IL−6+IL−27、(5)IL−6+TGFβまたは(6)IL−6+TGFβ+IL−27。IL−23R、IL−17A、およびIL−17Fの発現は、定量的PCR分析によって決定し、rpl19に標準化した(rp119とは何か?)。倍数誘導は、刺激前にFACS精製された細胞において測定された発現に対して、発現を標準化することによって計算した。
IL−6およびTGFβによるインビトロT細胞活性化は、処理なし(群1)、IL−6単独(群2)、IL−27単独(群3)、IL−6+IL−27(群4)、およびIL−6+TGFβ+およびIL−27(群6)を用いる活性化と比較した場合に、IL−17A(約18,000倍の誘導)およびIL−17F(約300,000倍の誘導)(群5)の誘導の増加を生じた(図13)。
IL−6およびTGFβがIL−17AおよびIL−17Fの両方の産生を誘導するという結果は、実施例12からのインビボの結果と組み合わせて、ThIL−17細胞の機能を遮断することによる関節リウマチおよび多発性硬化症などの自己免疫疾患の有効な治療には、IL−17AおよびIL−17Fの両方の阻害が含まれ得ることを示唆する。IL−17AおよびIL−17Fを標的とする組み合わせ治療には以下が含まれ得る:二重特異的/交差反応性抗体(実施例15に記載される、配列相同性または構造相同性に基づいてIL−17AおよびIL−17Fの両方に存在する同一または類似のエピトープを認識する抗体)、二重特異的抗体(IL−17AおよびIL−17Fの両方を認識するように操作された抗体、例えば、IL−17Aを認識する抗体の一方のアームおよびIL−17Fを認識する同じ抗体の別のアーム、またはIL−17Aを認識する抗体の重鎖およびIL−17Fを認識する同じ抗体の軽鎖)、ならびに組み合わせて投与されるIL−17A抗体+IL−17F抗体(2つの抗体、1つはIL−17Aを認識し、1つはIL−17Fを認識する)。
(実施例14)
受容体/リガンド相互作用の同定−受容体/リガンド相互作用の同定のためのPROポリペプチドのスクリーニングアッセイの概観
このアッセイにおいて、種々のPROポリペプチドを、受容体/リガンド相互作用の同定の目的のために、潜在的な受容体またはリガンド分子のパネルに結合する能力について試験する。公知の受容体のリガンド、公知のリガンドの受容体、または新規な受容体/リガンド対の同定は、種々の指標のために有用であり、これには、例えば、以下が含まれる:受容体またはリガンドを発現することが公知である細胞に生物活性分子(リガンドまたは受容体に連結されている)を標的化すること;リガンドまたは受容体が含まれていることが疑われている組成物中でリガンドまたは受容体の存在を検出するための試薬としての受容体またはリガンドの使用、ここで、組成物は、リガンドまたは受容体を発現することが疑われている細胞を含み得る;受容体またはリガンドを発現するか、またはこれに応答することが公知である細胞の増殖または別の生物学的活性もしくは免疫学的活性を調節すること;受容体もしくはリガンドを発現する細胞の、またはこれに対する免疫応答を調節すること;受容体またはリガンドを発現する細胞の増殖または生物学的活性もしくは免疫学的活性を調節する、受容体またはリガンドに対するアゴニスト、アンタゴニスト、および/または抗体の調製を可能にすること;ならびに当業者に容易に明らかである種々の他の指標。
一般的に、アッセイは以下のように実施される。受容体のリガンドであると疑われている本発明のPROポリペプチドは、ヒトIgGのFcドメインを含む融合タンパク質(イムノアドヘシン)として発現される。受容体/リガンド結合は、候補PROポリペプチド受容体を発現する細胞(例えば、Cos細胞)とイムノアドヘシンポリペプチドとの相互作用を可能にすること、ならびにFc融合ドメインに指向される蛍光試薬を用いる結合イムノアドヘシンの可視化、および顕微鏡による検査によって検出される。候補受容体を発現する細胞を、受容体分子として機能し得るPROポリペプチドをコードするcDNA発現ベクターのライブラリーの所定のサブセットの一過性トランスフェクションによって、並行して産生する。次いで、細胞を、受容体結合の可能性について試験されるPROポリペプチドイムノアドヘシンの存在下で、1時間インキュベートする。次いで、細胞を洗浄し、パラホルムアルデヒドで固定する。次いで、細胞を、PROポリペプチドイムノアドヘシンのFc部分に指向する蛍光結合体化抗体(例えば、FITC結合体化ヤギ抗ヒトFc抗体)とともにインキュベートする。次いで、細胞を再度洗浄し、顕微鏡により調べる。ポジティブな相互作用は、特定のPROポリペプチド受容体または受容体のプールをコードするcDNAでトランスフェクトした細胞の蛍光標識の存在、および他のcDNAまたはcDNAのプールでトランスフェクトした同様に調製した細胞の同様の蛍光標識の不在によって判断する。cDNA発現ベクターの所定のプールが、PROポリペプチドイムノアドヘシンとの相互作用についてポジティブであると判断される場合、このプールを含む個々のcDNA種を個々に試験し(プールは「破壊」される)、PROポリペプチドイムノアドヘシンと相互作用可能である受容体をコードする特定のcDNAを決定する。
このアッセイの別の実施形態において、エピトープタグ化された潜在的なPROポリペプチド(例えば、8ヒスチジン「His」タグ)を、ヒトIgGのFcドメインとの融合物(イムノアドヘシン)として発現された潜在的なPROポリペプチド分子のパネルと相互作用させる。エピトープタグ化PROポリペプチドとの1時間の同時インキュベーション後、候補受容体を、プロテインAビーズと各々免疫沈殿させ、ビーズを洗浄する。潜在的なリガンド相互作用を、エピトープタグに指向する抗体との免疫沈殿複合体のウェスタンブロット分析によって決定する。エピトープタグ化タンパク質の予想分子量のバンドが、候補受容体とのウェスタンブロット分析において観察されるが、潜在的な受容体のパネルの他のメンバーとでは生じることが観察されない場合に、相互作用が起こっていると判断する。
上記のアッセイを使用して、以下の受容体/リガンド相互作用を本明細書で同定する:(1)PRO1031(本明細書ではヒトIL−17Bリガンドと称する)はPRO5801(本明細書ではヒトIL−17RH1受容体と称する)に結合する。
(2)PRO10272(本明細書ではヒトIL−17Eリガンドと称する)はPRO5801(本明細書ではヒトIL−17RH1受容体と称する)に結合する。
(3)PRO20110(本明細書ではヒトIL−17Fリガンドと称する)はヒトIL−17受容体(IL−17R)[(Yaoら、Cytokine,9(11):794−800(1997);本明細書ではPRO1とも称する]およびPRO20040(本明細書ではヒトIL−17RH2受容体と称する)に結合する。
(4)PRO1031(IL−17Bリガンド)およびPRO1122(IL−17Cリガンド)はヒトIL−17受容体には結合しない(Liら、Proc.Natl.Acad.Sci.(USA),97(2):773−778(2000))。
(実施例15)
IL−17F受容体結合:IL−17Fの構造決定
A.方法
(1)結合測定
IL−17RまたはIL−17RH1(PRO5801)への結合のIL−17、IL−17E(PRO10272)、またはIL−17F(PRO20110)の反応速度論および親和性は、Pharmacia BIAcore 1000装置(Phamacia Biosensor,Piscataway NJ)上でのSPR測定によって決定した。IL−17リガンドまたは受容体を、製造業者によって開発されたプロトコールに従って、アミノ基へのランダムカップリング、N−ヒドロキシスクシンイミドケミストリーを介して、CM5センサーチップのフローセルに固定化した。IL−17R、IL−17RH1、およびIL−17Fについて約500の共鳴単位(RU)の固定化レベルを得たのに対して、IL−17およびIL−17Eの固定化レベルは、それぞれ、1200および1500RUであった。固定化されたIL−17へのIL−17R結合については強いシグナルが得られた。しかし、IL−17Rが固定化されている場合は、IL−17結合について弱いシグナルのみが得られ、受容体固定化が結合部位を不活性化することを示唆した。エタノールアミンを用いる未反応部位のブロッキング後、結合測定を、25μL/分の流速を使用して実施した。6段階、2倍で段階希釈したタンパク質溶液についてセンサーグラムを得た。使用した最高濃度は1000または500nMタンパク質であり、溶液は、実行緩衝剤、0.05% Tween−20を含むPBS中で調製した。センサーチップ表面を、0.1M酢酸、0.2M NaCl、pH3の25μLアリコートの注入により結合サイクル間で再生させて、共有結合したタンパク質を溶出した。製造業者によって供給されるソフトウェアを使用する非線形回帰分析によって、1:1結合モデルに従ってセンサーグラムを評価した。受容体を結合することについてのIL−17変異体間での比較を測定するための別個の実験において、固定濃度の受容体を、種々の濃度のIL−17タンパク質とともにインキュベートし、次に、IL−17タンパク質を固定化したフローセルへのこの混合物の注入を行った。結合した受容体の量を、結合相の後で得られた共鳴シグナルから決定した。
(2)結晶学
IL−17Fは、1.0M硫酸リチウム、0.5M硫酸アンモニウム、1%エタノール、および100mMクエン酸ナトリウム、pH5.6を含むウェル溶液に対して、19ECにて懸滴中で六方晶系として結晶した。結晶を、エタノールを含まないウェル溶液からなる人工母液に収集した。結晶を、データ収集の前に、20%グリセロールを含む人工母液に浸漬し、液体窒素で瞬間的に冷却した。初期データを施設内のCuKα照射を用いる回転陽極ジェネレータで収集し、空間群はP6またはP6であることが見出され、非対称単位の2つの二量体であった。位相整合のために、結晶を、2mMチメロサール(thimersol)を補充した人工母液中に6時間浸漬することによって誘導体化した。ネイティブデータセットおよび3回の波長Hg MAD(多波長異常回折)実験は、スタンフォードシンクロトロン放射光研究所において、ビームライン9−2で収集した。データセットは、HKLパッケージ中のプログラムを使用して処理した(Otwinowski,Z.,およびMinor,W.,Methods Enzymol.176:307−326(1997))。構造決定は、CPP4スイートのプログラムを使用して実行した(CCP4,Acta Cryst.D50:760−763(1994))。パターソンマップは、十分に整列されたHg原子の存在を示し、その位置は、プログラムRantanを使用して決定した。位相洗練は、MLPHAREを用いて実行した。DM修飾マップの試験は、空間群がP6であったことを示し、そして非結晶学的対称(NCS)オペレータを明らかにした。各プロトマーは、等価なNCS関連部位に単一のチメロサールを結合した。
初期構造を、4倍NCS平均化および溶媒平坦化実験マップに構築し、プログラムREFMAC_4.0(CCP4,Acta Cryst.D50:760−763(1994))およびBruenger,A.T.(1992),X−PLOR Manual,Version 3.1(New Haven,Connecticut:Yale University)を、Molecular Simulations,Inc.によって改変されたように使用して洗練した。遊離のR値を計算するために分離された反射が、薄い解像シェル中で選択された。最大尤度標的関数、全体異方性補正、およびバルク−溶媒補正は、位置の洗練、アニーリングのシミュレート、および等方性温度因子の洗練の間に使用した。初期の洗練は、2.65Δリモートデータセットに対して行うが、Hg部位周辺の無秩序は、モデル化があまりにも困難なので、遊離のR反射の同じセットを使用して、2.85Δの未処理データセットに対して実行した。この最終モデルにおいて、4つのベクトル由来残基、残基1−8、および残基128−133はプロトマーA、B、およびXにおいて無秩序であるのに対して、残基1−6および130−133は、プロトマーYにおいて無秩序である。XY二量体において、間のループ(残基X20−X23およびY20−Y25)は無秩序であり;この同じループは、AB単量体中で秩序が乏しい。ラマチャンドランプロットは、すべての非グリシン、非プロリン残基の90%が最も好ましい領域にあり、9.2%がさらに許容される領域中にあり、0.7%(3残基)が一般的に許容される領域にあり、そして許容されない領域には残基がないことを示す。データ収集および洗練の統計学は表8に示す。IL−17Fの座標は、Protein Data Bankに寄託され、まだ割り当て中である。プログラムareaimolおよびresarea(CCP4,Acta Cryst.D50:760−763(1994))は、接近可能表面積の計算のために使用した。プログラムMolscript(Kraulis,P.J.,J.Appl.Cryst.103:1345−1352(1999));Raster3D(Merrit,E.A.およびMurphy,M.E.P.,Acta Cryst.D50:869−873(1994));Insight97(MSI)およびGrasp(Nicholsら、Proteins 11:281−296(1991))は、分析のため、および図15、17、および18を作製するために使用した。
B.結果および考察
(1)受容体結合
表面プラズモン共鳴(SPR)は、IL−17F(PRO20110)が、IL−17タンパク質を結合すると報告されている2つの受容体、IL−17R(PRO1と称する)およびIL−17RH1(PRO5801)のいずれかの細胞外ドメイン(ECD)を結合するか否かを決定するために使用した。しかし、IL−17RまたはIL−17RH1のいずれも(それぞれ、1および0.5μM)、固定化IL−17Fへの結合は観察されなかった。対照的に、IL−17Rは、適度な結合親和性で固定化IL−17を結合し(以下の表8を参照のこと)、このことは、この相互作用の親和性に関する以前の報告と一致している(Yaoら、Cytokine 9:794−800(1997))。同様に、IL−17RH1は、IL−17Eへの高親和性結合を示し(表7)、このことは、細胞からのIL−8放出の誘導について観察された効力と一致している(Leeら、J.Biol.Chem.276:1660−1664(2001))。さらに、IL−17RH1とIL−17との間、IL−17EとIL−17とRの間では、予想されたように、結合は観察されなかった(Shiら、J.Biol.Chem.275:19167−19176(2000);Leeら、J.Biol.Chem.276:1660−1664(2001))。
IL−17FへのIL−17RまたはIL−17RH1の結合の欠如が固定化連結活性化の結果であり得るか否かを試験するために、IL−17F/受容体結合を競合実験で試験した。これらの実験において、固定濃度のIL−17R(500nM)またはIL−17RH1(31nM)を、種々の濃度のリガンドとともにインキュベートし、次いで、IL−17またはIL−17Eの表面上に注入した。可溶性IL−17は、固定化IL−17へのIL−17Rの結合を効率的にブロックできるので、2μM IL−17Fとの競合は観察されなかった。さらに、1.3μM IL−17Mは、固定化IL−17EへのIL−17RH1の結合をブロックできなかったが、結合は、可溶性IL−17Eによって完全に阻害された。これらの結果は、IL−17Fが、IL−17RまたはIL−17RH1のいずれかの、精製された単量体のECDに、高い親和性では結合しないことを示す。実施例14に示されるように(図14)、IL−14は、新規なIL−17RH2受容体(PRO20040)に結合することが示された。
IL−17FはIL−17の活性と関連する活性を有するようであるが、IL−17Fはインビトロでは高い親和性でIL−17Rを結合しない。しかし、IL−17RでトランスフェクトされたCosへのIL−17Fの結合の増強は検出可能であり(示さず)、IL−17FがIL−17Rを利用可能であり得るが、しかしこれは、高親和性シグナル伝達複合体を形成する、まだ未同定のさらなる成分との組み合わせにおいてのみであることを示唆する。同様の機構をIL−17について仮定して、受容体親和性とその生物学的活性の効力との不一致を説明している(Yaoら、Cytokine 9:794−800(1997))。本実施例に提示した結果は、関与する受容体に関わらず、IL−17Fシグナル伝達が、IL−17によるIL−17Rの刺激と同様の下流の活性を生じることを示唆する。
Figure 2015108015
(2)IL−17Fの構造決定
ヒトIL−17Fの構造は、多波長Hg異常回折法によって解析し、2.85Δ解像度で、それぞれ、28.8%および23.3%のRfreeおよびRcrystまで洗練した(以下の表9を参照のこと)。IL−17Fプロトマーのコアは、2対の逆並行β鎖から構成され;1つの対は鎖1(残基52〜59)および鎖2(残基66〜73および77〜79)を含むのに対して、他方は、鎖3(89〜103)および鎖4(110〜125)を含む。鎖2は、不規則なβ構造の短いストレッチによって中断されている。2つのジスルフィド架橋(Cys72/Cys122およびCys77/Cys124)は鎖2および鎖4を接続している。第3のジスルフィド(Cys17/Cys107)は、広範な二量体接触を形成する隣接するプロトマーのN末端伸長に、1つのプロトマーの鎖3と鎖4との間のループを接続する(以下に議論する)。このN末端伸長はまた、他のプロトマー上の3’の鎖に水素結合するβ鎖(鎖0、残基25〜32)、および小さなαヘリックス(残基43〜48)を含む。さらなる電子密度は、Asn53で観察され、精製タンパク質の配列分析および特徴付けから予想されたような、この残基のグリコシル化と一致する。
この構造は、その異常なシスチン接続性によって名付けられたシスチンノットファミリーのタンパク質(McDonald,N.Q.およびHendrickson,W.A.,Cell 73:421−424(1993))の遠いホモログであることを示す(図5)。シスチンノットは、2対の対合したβ鎖(鎖1および鎖2、ならびに鎖3および鎖4)によって特徴付けられ、これらは、鎖2と鎖4との間でジスルフィド結合によって接続されている(図15A、挿入図)。第3のジスルフィド架橋は、大員環を通って、鎖1および鎖3を接続する。対照的に、IL−17Fは、そのファミリーの名称の元となった3つの区別できるジスルフィド結合のうちの2つのみを含む。IL−17Fにおいては、Cys72/Cys122およびCys77/Cys124ジスルフィド結合は、典型的なシスチンノットの大員環を形成する。この大員環を通ることにより、「ノット」を形成する第3のジスルフィドは存在しない;その代わりに、シスチンノットタンパク質の第3のジスルフィドと同じ三次元的空間に位置している残基50および89は、IL−17Fにおいてはセリンである。Ser50は、ノットタンパク質中の対応するシステインと同じコンホメーションであるが、Ser89は同じではない。第3のジスルフィドが適合可能であることを構造が示唆しているという事実にも関わらず、すべてのIL−17ファミリーメンバーにおいて、これらの位置でセリンが保存されていることは注目に値する(図16を参照のこと)。
Figure 2015108015
(3)二量体化
IL−17Fは、神経成長因子(NGF)および他のニュートロフィンと類似の平行様式で二量体化する(McDonaldら、Nature 354:411−414(1991))。しかし、二量体界面は通常大きく、NGFの全体で3400Δ(単量体あたり約1700Δ)と比較して、全体で6800Δ(または単量体あたり約3400Δ)が埋没している(PDBコード1WWW;Weismannら、Nature 401:184−188(1999))。界面の約3分の1が、1つの単量体の鎖3および鎖4と、他の単量体の同じ鎖との間の相互作用によって形成され、これは、ニュートロフィンにおいて見られる二量体界面と類似している。IL−17Fに独特なものは、各プロトマーのN末端伸長(残基8〜48)を含む相互作用によって埋没している大量の表面領域であり、このプロトマーは、標準の二量体界面を横切って伸び、他のプロトマーの様々な部分に詰め込まれている。
IL−17F二量体の全体の骨格構造を衣類のように説明することができ、シート1/2および1’/2’はスリーブを形成し、シスチンノットジスルフィドはカラーを並べ、シート3/4および3’/4’は体からのN末端伸長に沿い、これは、2つの三本鎖シート(4/3/0’および0/3’/4’)で仕上げされ、ボタン上でスカートを形成する(図15B、寸法65Δ×25Δ×30Δ)。この分子の表面上の顕著な特徴は、衣類のポケットとして本質的に配置された、二量体界面に位置する異常に大きな(18Δ×10Δ×10Δ深さ)空洞である。空洞の基部は、鎖3’および鎖3’の残基(両方の鎖からのGln95、Glu96、Thr97、およびLeu98)ならびに鎖4および4’(Lys115’、Val118,およびVal120’)によって形成されている。N末端の残基は、空洞の一方の側に並ぶのに対し(残基Arg37、Val38、Met40)、他方の側は、鎖1(Tyr54)、鎖2(Val68、Glu66)、これらの鎖間のターン(Tyr63およびPro64)からの残基が並ぶ。Tyr63とPro64との間のペプチド結合は、異常なシスコンホメーションにある。このプロリンは、すべてのIL−17配列で保存されており、常に大きな疎水性残基が先行しているので、(図16を参照のこと)、このペプチド結合は、すべてのIL−17ファミリーメンバーにおいてシスコンホメーションにあるという可能性が高い。構造の位相決定を行うために使用される水銀含有化合物、チメロサールは、この空洞の低い端に結合し(図17において配向されるように)、空間の30%を占める。
上で議論した構造的な特徴は、IL−17ホモログ(IL−17F)がシスチンノットフォールディングスーパーファミリーのメンバーであり、NGFサブファミリーのメンバーに対する類似性を二量体化することを実証する。IL−17タンパク質は、スーパーファミリーの他のメンバーと、無視できる配列類似性を共有する。例えば、NGFとのIL−17Fの構造に基づく配列アラインメントは、10残基のみの同一性を示し、これには、シスチンノットモチーフ中で保存されている4つのシステインが含まれる(示さず)。制限された配列保存性は、シスチンノットフォールディングスーパーファミリーに典型的である(McDonald,N.Q.およびHendrickson,W.A.,Cell 73:421−424(1993))。
IL−17Fの配列は、他のIL−17ファミリーメンバーに対して一般化が可能である。βシートの位置および大員環ジスルフィド結合の位置を含むシスチンノットフォールディングは、すべてのIL−17ホモログにおいて保存性であるはずである(図16)。特に、IL−17は、ほぼ50%の配列同一性を共有し、IL−17Fによく似ているので、IL−17およびIL−17Fがどこで表面特徴を共有しているか、ならびにこれらがどこで異なるかを予測することが可能である。図17は、IL−17との配列同一性に従って着色したIL−17Fの分子表面を示す。IL−17F上での唯一の広範な保存性パッチは、各プロトマーの平らな表面上(図17B)、および空洞の「上」の領域である(図17A)。プロトマー面上の保存性領域は、構造を維持するため、または共通の結合パートナーを潜在的に認識するために必要とされる保存性特徴を表し得る。従って、IL−17Fの表面における大きな空洞はまた、IL−17に存在するが、しかし保存性残基および可変残基の両方から構成される。
対照的に、IL−17B、IL−17C、およびIL−17Eの配列は、とりわけ、補助的なシスチン連結の数および位置、ならびにN末端伸長の長さおよび配列が、IL−17FおよびIL−17とは有意に異なる。この違いにも関わらず、ジスルフィド連結、および他のファミリーメンバーにおけるN末端伸長上で有する効果に関するいくつかの予測を行うことが可能である。例えば、IL−17Bは、非共有結合性二量体として分泌され(CHOまたは昆虫細胞の両方から(Shiら、J.Biol.Chem.275:19167−19176(2000)およびデータ示さず)、このことは、8個すべてのシステインが二量体の単一鎖中で対合することを示す。IL−17Bにおける2つのさらなるシステインのうちの1つ(Cys103)は、大員環に含まれる鎖2の2つのシステイン間に位置するのに対して、第2のさらなるシステインは、鎖3と鎖4との間のターンにある(図16および図15)。シスチンノットフォールディングがすべてのIL−17ホモログにおいて保存されるという仮定に基づいて、IL−17Bの鎖2における余分のシステイン(Cys103)は、鎖3/4ループ中のいずれかのシステインに結合するには遠くに位置しすぎている。従って、IL−17BのCys103は、N末端伸長のCys64にジスルフィド結合する必要があり、鎖3/4ループ中の2つのシステインは互いに結合したままに放置される。これらの相互作用が起こるために、N末端伸長は、IL−17Fよりも、IL−17Bにおいて過激に異なるコンホメーションである必要がある。このことは合理的である。なぜなら、構造のこの部分の配列が、ファミリーにわたって保存されておらず、規則性が非常にまれな二次構造を形成し、そして分子の末梢に主として詰め込まれているからである。この分析に基づいて、これもまた鎖2において余分のシステインを有するIL−17CおよびIL−17Eもまた、IL−17FおよびIL−17とは有意に異なるコンホメーションにあるそれらのN末端を有することが予測される。この分析は、N末端のジスルフィド結合パターンに基づいて、このファミリーを2つのクラスに分ける。
IL−17Fの構造の印象的な特徴は、別の分子を結合し得る領域であることが示唆される、二量体界面の残基(図18)によって形成される異常に大きな空洞である。この空洞(二量体あたり2つ)は、厳密に保存性であるか、または常に同様の化学的特徴を有する残基(Tyr54、Tyr63、Pro64、Val120)、ならびにIL−17ファミリーメンバー間で極度に可変性である他の残基(Arg37、Val38、Met40、Ala95)の組み合わせから構成され、分子間相互作用についての特異性を付与する潜在能力を提供する。この空洞は、顕著な静電的な表面特徴を有さないが、しかし、その代わりに、疎水性残基、極性残基、および帯電残基の組み合わせによって形成される(図17Aおよび図18Aを参照のこと)。配列分析に基づいて、類似の空洞は、他のIL−17ファミリーメンバーに存在することが予想される;しかし、N末端伸長の異なるコンホメーションの可能性を考えれば、空洞の特異的な特徴は、IL−17B、IL−17C、およびIL−17Eにおいて全く異なる。
NGFは、IL−17Fにおける空洞の部位と類似する位置で、その高親和性受容体、TrkAを結合する。図18Bおよび図18Cは、空洞およびTrkA結合部位の位置を強調している同じ方向にあるIL−17FおよびNGFを示す(すべてのニューロトロフィン/Trk複合体によって使用されると予測される;Weismannら、Nature 401:184−188(1999))。ニューロトロフィンホモ二量体の公知の構造(NGF、NT3、NT4)もまた、この位置においてそれらの表面にくぼみを有するが、これは、IL−17Fの空洞よりもはるかに小さく、より簡素である(McDonaldら、Nature 354:411−414(1991));Butteら、Biochemistry 37:16846−16852(1998);Robinsonら、Protein Sci.8:2589−2597(1999))。Trkファミリーメンバーは、それらの膜近接細胞外Ig様ドメインを介してニュートロフィンと相互作用する受容体チロシンキナーゼである。IL−17RまたはIL−17RH1はIg様フォールディングを含むことは予測されていないが、IL−17タンパク質およびニュートロフィンは、それらの表面上の類似の領域を利用して、それらの受容体に結合することができる。
ニュートロフィンは特異的Trk受容体に結合するだけではなく、すべてのニュートロフィンに共通である第2の受容体、p75NTRに同様に結合できる。p75NTRは、腫瘍壊死因子受容体1(TNFR1)または死受容体5の構造に類似することが予測されるシステインリッチな細胞外ドメインを介してそのニュートロフィンリガンドを結合する(Bannerら、Cell 73:431−445(1993);Hymowitzら、Mol.Cell 4:563−571(1999);Mongkolsapayaら、Nat.Struc.Biol.6:1048−1053(1999))。NGF:p75NTR相互作用のモデルは、変異誘発データに基づいて提案され(Weismann,C.およびde Vos,A.M.,Cell.Mol.Life Sci.58:1−12(2001))、各プロトマーの平らな表面と同様に、リガンド二量体のいずれかの末端におけるループが、p75NTRと相互作用することを示唆する。IL−17RおよびIL−17RH1の配列は、p75NTRとは似ておらず、TNFR1様フォールディングを採用することは予測されていない。しかし、IL−17およびニュートロフィンのフォールディングの類似性を考えると、ニュートロフィンの系と類似して、IL−17のための第2の受容体成分の可能性を考慮することは合理的である。
さらに、タンパク質spauztleもまた、ニュートロフィンのフォールディングを採用することが示唆されており(Mizuguchiら、TIBS 23:239−242(1998))、ショウジョウバエ(drosphila)Toll受容体であることが遺伝学的に示された(しかし、直接的な結合実験によってではない)(Morisatoら、Cell 76:677−688(1994))。IL−17は、IL−1およびToll受容体によって使用されるものと同様の経路においてNF−κBを通してシグナル伝達し、これらの受容体は、これらの細胞外ドメインが非常に異なっているが、それらの細胞内ドメインは共通のフォールディングを共有するので、シグナル伝達複合体の未知の他の成分を含めた、IL−17受容体の細胞内ドメインまたは細胞外ドメインのいずれかの成分が、これらの受容体の一部に構造的に類似している可能性があると予測することは合理的である。しかし、受容体の構造に関わらず、IL−17リガンドと受容体との間の相互作用の様式は、IL−17二量体構造の側面に深い空洞を有する可能性が最も高い。

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