JP2008526201A - 中和エピトープベースの成長増強ワクチン - Google Patents
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Abstract
本発明は、植物ウイルスコートタンパク質およびGDF8ペプチドドメイン、またはGDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントを含む融合タンパク質を提供する。この融合タンパク質を発現する植物ウイルスベクター、およびこれらのベクターを用いる方法も提供される。本発明は、GDF8タンパク質の有用なエピトープを含む植物ウイルスコートタンパク質(VCP)融合タンパク質(「GDF8−VCP融合タンパク質」)、例えば、GDF8の少なくとも1つの特異的な中和エピトープを含む、50残基以下のGDF8のペプチドフラグメントを含む融合タンパク質を提供することによって、当該分野におけるこれらの欠点および他の欠点を解決する。
Description
発明の分野
本発明は、成長および分化因子8、ならびに成長および分化因子8の抗原性ペプチドフラグメント、ならびに関連の抗原およびワクチンを、植物ウイルスベクターを用いて植物中で、発現することによって形成された融合タンパク質に、そして成長および分化因子8の活性を調節するためにこのような融合タンパク質を用いて動物を処置する方法に関する。
本発明は、成長および分化因子8、ならびに成長および分化因子8の抗原性ペプチドフラグメント、ならびに関連の抗原およびワクチンを、植物ウイルスベクターを用いて植物中で、発現することによって形成された融合タンパク質に、そして成長および分化因子8の活性を調節するためにこのような融合タンパク質を用いて動物を処置する方法に関する。
発明の背景
成長および分化因子8は、トランスフォーミング成長因子β(「TGF−β」)スーパーファミリーに分類されるタンパク質である。一般には、TGF−βスーパーファミリーのタンパク質は最初に、前駆体(a/k/aプロホルモン)として発現され、これが、前駆タンパク質のC末端から塩基性残基約110〜140アミノ酸のクラスターでタンパク質分解性の切断を受ける。各々の場合に、活性または成熟したTGF−β種は、切断された前駆体タンパク質C末端領域のジスルフィド結合二量体であると考えられる。
成長および分化因子8は、トランスフォーミング成長因子β(「TGF−β」)スーパーファミリーに分類されるタンパク質である。一般には、TGF−βスーパーファミリーのタンパク質は最初に、前駆体(a/k/aプロホルモン)として発現され、これが、前駆タンパク質のC末端から塩基性残基約110〜140アミノ酸のクラスターでタンパク質分解性の切断を受ける。各々の場合に、活性または成熟したTGF−β種は、切断された前駆体タンパク質C末端領域のジスルフィド結合二量体であると考えられる。
成長および分化因子8は、本明細書において以降ではGDF8であって、これはまたミオスタチンとしても当該分野で公知である。GDF8の前駆体(本明細書において以降では「前駆体GDF8(precursor GDF8)」)をコードする遺伝子は、広範な生物体からクローニングされている。これらとしてはヒトおよびマウスの前駆体GDF8が挙げられる(非特許文献1;特許文献1、本明細書において参照によって援用される)。GDF8免疫反応性は、ヒト骨格筋において1型および2型のファイバーの両方で検出可能であるということも報告されている。GDF8を検出するための抗体およびアッセイは、例えば、特許文献2によって記載される。
GDF8は、GDF8ノックアウトマウスによって確認されるように、骨格筋の成長および発達を下方制御することまたは阻害することに役割を果たすことがさらに報告されている(非特許文献2)。この理由のために、以前に、詳細には、動物の畜産の分野で、動物のGDF8活性をいくつかの方法で調節することが試みられており、ここでは種々の食用動物の成長および/または相対的な筋肉量を強化するためにGDF8活性を下方制御することが目標である。
例えば、特許文献3は、前駆体GDF8遺伝子プロモーターおよびアッセイを記載しており、ここでそのプロモーターの理論的インヒビターを同定するためにそのアッセイが用いられるという提案をしている。特許文献4は、細胞と、GDF8レセプターと競合するGDF8プロドメインとを接触させることによってその細胞上でGDF8の影響を阻害する方法を記載しており、そして成熟GDF8のC末端が変化し得ることを報告している。特許文献5は、GDF8の可能性のあるアンタゴニストとしてホリスタチンの使用を記載している。動物の畜産または臨床適用の分野で任意の現実的な適用が得られている方法はない(ヒトまたは獣医のいずれでも)。
当該技術はまた、GDF8機能を下方制御するために抗体およびワクチン技術を使用することを試みている。例えば、本明細書において参照によって援用される米国特許第6,369,201号は、ペプチド、すなわちGDF8タンパク質のフラグメント、および抗GDF8抗体を惹起するためのワクチンを記載する。その特許はまた、報告されたGDF8ペプチドフラグメントのいくつかで免疫したげっ歯類での、コントロールに対する、特定されない程度の成長または体重増加を報告した。
GDF8の他の生理学的な役割がまた記載されている。例えば、参照によって本明細書に援用される、特許文献6は、GDF8機能を阻害することが、II型糖尿病を処置するために、例えば、抗GDF8抗体または抗GDF8ワクチンを、この状態を有する患者に投与することによって、有用であることを示唆している。
近年では、その内容が本明細書において参照によって援用される特許文献7は、キメラタンパク質を発現する組み換え植物ウイルスを記載している。これらのキメラタンパク質は、植物ウイルス(またはウイルス)コートタンパク質(VCP)および目的のペプチドまたはポリペプチドの融合によって形成される。このような組み換え植物ウイルスを用いて植物細胞を感染させることによる、特許文献7によれば、比較的大量の所望の融合タンパク質が生成される。VCPタンパク質が目的のポリペプチド抗原と融合される場合、この融合されたポリペプチド抗原の位置は、免疫系、結合抗体などに対して曝露されるように注意深く選択されなければならない。適切なタンパク質操作を用いて、この融合VCPは、目的のポリペプチドに対する抗体応答および/または防御的免疫を誘導するための免疫原または抗原として、あるいはこのような目的のポリペプチドを検出するのにおいて有用なイムノアッセイを開発および実施するための試薬として用いられ得る。
抗GDF8免疫応答を惹起するための改善された抗原および免疫原について、ならびにGDF8に対して高度に特異的に結合し得る改良されたGDF8抗体については当該分野では長年にわたって必要性が残存している。
本明細書における任意の引用文献の引用は、このような引用文献が当該出願の「先行技術(Prior Art)」として利用可能であるという承認と解釈されるべきではない。
米国特許第5,827,733号明細書
米国特許第6,096,506号明細書
米国特許第6,399,312号明細書
米国特許第6,656,475号明細書
米国特許第6,004,937号明細書
米国特許第6,368,597号明細書
米国特許第6,730,306号明細書
Nestor et al.,1998,Proc.Natl.Acad.Sci 95:14938〜43
McPherron et al.,1997,Nature 387:83〜90
発明の要旨
本発明は、GDF8タンパク質の有用なエピトープを含む植物ウイルスコートタンパク質(VCP)融合タンパク質(「GDF8−VCP融合タンパク質」)、例えば、GDF8の少なくとも1つの特異的な中和エピトープを含む、50残基以下のGDF8のペプチドフラグメントを含む融合タンパク質を提供することによって、当該分野におけるこれらの欠点および他の欠点を解決する。本発明はさらに、GDF8−VCP融合タンパク質および/またはそのフラグメントによって惹起される抗体、抗体フラグメントおよび関連の結合タンパク質、ならびにこれらを作製する方法およびこれらを用いる方法を提供する。
本発明は、GDF8タンパク質の有用なエピトープを含む植物ウイルスコートタンパク質(VCP)融合タンパク質(「GDF8−VCP融合タンパク質」)、例えば、GDF8の少なくとも1つの特異的な中和エピトープを含む、50残基以下のGDF8のペプチドフラグメントを含む融合タンパク質を提供することによって、当該分野におけるこれらの欠点および他の欠点を解決する。本発明はさらに、GDF8−VCP融合タンパク質および/またはそのフラグメントによって惹起される抗体、抗体フラグメントおよび関連の結合タンパク質、ならびにこれらを作製する方法およびこれらを用いる方法を提供する。
本発明の1実施形態では、本発明の融合タンパク質は、下に列挙される天然のヒト前駆体GDF8(配列番号1)のほぼ327残基〜ほぼ346残基を含むGDF8ペプチドドメインを含む。
好ましくは、このアミノ酸残基置換は、図2の種間アラインメントのアミノ酸のバリエーションによって記される天然のヒト前駆体GDF8(配列番号1)に対して、1つ以上の位置である。これらは、残基328、329、331、333およびならびにそれらの組み合わせであって、ここで
(a)アミノ酸残基328がHis、LeuまたはAsnであり;
(b)アミノ酸残基329がGlnまたはLysであり;
(c)アミノ酸残基331がAsnまたはSerであり;
(d)アミノ酸残基333がArgまたはLysであり;そして/または
(e)アミノ酸残基335がSer、ProまたはThrである。
(a)アミノ酸残基328がHis、LeuまたはAsnであり;
(b)アミノ酸残基329がGlnまたはLysであり;
(c)アミノ酸残基331がAsnまたはSerであり;
(d)アミノ酸残基333がArgまたはLysであり;そして/または
(e)アミノ酸残基335がSer、ProまたはThrである。
好ましくは、この置換されたGDF8ペプチドドメインは、ラットモノクローナル抗体MAB788(R& D Systems,Inc,Minneapolis,MN)に結合する。
従って、本発明は、GDF8ペプチドドメインを含む融合タンパク質を提供し、ここでこのGDF8ペプチドドメインは、配列番号1のアミノ酸残基327〜346、またはGDF8ペプチドの抗原性フラグメントを含む。この抗原性フラグメントは、例えば、配列番号1の残基327〜338、および/または配列番号1の残基329〜332を含んでもよい。GDF8ペプチドドメインは好ましくは、ウイルスコートタンパク質、またはそのフラグメントを含むポリペプチドに融合される。
1実施形態では、本明細書において記載されるような「ウイルスコートタンパク質(virus coat protein)」すなわちVCPは、本発明の融合タンパク質の一部である場合、天然の(非融合)VCPで見出されるアミノ酸残基の全てを含む。選択的な別の実施形態では、この「ウイルスコートタンパク質(virus coat protein)」という用語はまた、GDF8ペプチドドメインに対する結合から生じる、そして/または天然のVCPの配列内のGDF8ペプチドドメインの挿入(例えば、N末端および/またはC末端およびまたはその間のいずれかの挿入)から生じる天然のVCPのフラグメント(単数または複数)、ならびに/あるいはGDF8ペプチドドメインの挿入または融合を操作する結果としてVCPタンパク質からの1つ以上のアミノ酸残基の欠失から生じるフラグメントを包含する。従って、融合タンパク質の一部としてのVCP「フラグメント(fragment)」とは、天然のVCPに対して1〜約10残基を必要に応じて欠失しているか、そして/またはGDF8ペプチドドメインの挿入によって2つ以上のドメインに分けられているVCPである。
任意の適切なウイルスが、植物ウイルスのような融合パートナーとして使用され得る。好ましい植物ウイルスは、例えば、トバモウイルスである。トバモウイルス株としては、例えば、タバコモザイクウイルス(「TMV」)型の株(U1)、タバコ・マイルド・グリーン・モザイクウイルス(tobacco mild green mosaic virus)(U5)、トマトモザイクウイルス、オドントグロッサム・リングスポット(Odontoglossum ringspot)ウイルス、リブグラス(ribgrass)モザイクウイルス、サンヘンプ(Sunn−hemp)モザイクウイルスおよび/またはキュウリ緑斑モザイクウイルスを挙げることができる。
この融合タンパク質は好ましくは、20マーのGDF8ペプチドドメインを有する、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に従う、および/または12マーのGDF8ペプチドドメインを有する、配列番号54もしくは配列番号55に従う、本明細書において以前に例示されたポリペプチドの群から選択される。
この融合タンパク質は一般には、以下の形態である:
(a)一本鎖のプラス−センス植物RNAウイルス由来の植物ウイルスコートタンパク質;
(b)このウイルスコートタンパク質に融合されたGDF8ペプチドドメインであって、以下の位置:
(i)このウイルスコートタンパク質のN末端
(ii)このコートタンパク質のC末端
(iii)このコートタンパク質のC末端由来の4つのアミノ酸、
(iv)該コートタンパク質の外部に露出されたループ領域内;
のうちの1つから選択される位置で融合されたGDFペプチドドメイン;
、ここでこの融合タンパク質は、アジュバントがあっても無くても、GDF8に対する免疫応答を惹起する。
(a)一本鎖のプラス−センス植物RNAウイルス由来の植物ウイルスコートタンパク質;
(b)このウイルスコートタンパク質に融合されたGDF8ペプチドドメインであって、以下の位置:
(i)このウイルスコートタンパク質のN末端
(ii)このコートタンパク質のC末端
(iii)このコートタンパク質のC末端由来の4つのアミノ酸、
(iv)該コートタンパク質の外部に露出されたループ領域内;
のうちの1つから選択される位置で融合されたGDFペプチドドメイン;
、ここでこの融合タンパク質は、アジュバントがあっても無くても、GDF8に対する免疫応答を惹起する。
好ましくは、この融合タンパク質は、抗GDF8抗体の特定の中和エピトープ、例えば、ラット抗GDF8モノクローナル抗体788および/またはヤギ抗GDF8ポリクローナル抗血清のIgG画分を含む。
さらに好ましくは、本発明の融合タンパク質は、アジュバントがあっても無くても、脊椎動物の免疫系に提示される場合、GDF8に対する免疫応答を惹起する。
本発明はまた、例えば、本発明の融合タンパク質をコードする複製可能なベクター、例えば、配列番号2のヌクレオチド1112〜ヌクレオチド1171を含む核酸分子の形態で、核酸分子を提供する。
本発明による複製可能なベクターは必要に応じて、プラスミド、ファージ、コスミド、および/またはウイルスである。植物ウイルス、例えば、トバモウイルスが好ましい。さらに好ましくは、複製可能なベクターは、U1株またはU5株由来のTMVである。GDF8ペプチドドメインを発現する、操作されたキメラTMVは、本明細書において、TMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4、TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7として例示される。宿主の細胞および植物、例えば、複製可能なベクターを発現するNicotiana植物も本発明によって提供される。
本発明はさらに、融合タンパク質を発現するTMVウイルスのような、本発明の融合タンパク質および/または上記の複製可能な発現ベクターを例えば含む、ワクチン組成物を提供する。必要に応じて、当該分野で公知のアジュバントも、本発明のワクチン組成物に含まれる。
本発明はまた、多数の有用な方法およびプロセスを提供する。例えば、本発明は、本発明の融合タンパク質を生成する方法を提供し、この方法は、上記の複製可能な発現ベクターを含む宿主の植物または植物細胞を培養する工程、コードされた融合タンパク質を発現する工程、およびこの融合タンパク質を回収する工程を包含する。
好ましくは、本発明の融合タンパク質を生成する方法は、GDF8ペプチドドメインを含む融合タンパク質を発現する組み換えウイルスを用いて、例えば、例示されるTMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4、TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7のウイルスのうちの1つ以上を用いて、宿主植物を感染させる工程と、次いでこの複製されたウイルスを回収して精製する工程とを包含する。必要に応じてこの融合タンパク質はさらに、TMVゲノムRNAから融合コートタンパク質を分離することによって、精製された組み換えTMVから単離される。
さらなる提供された方法は、動物において抗GDF8免疫応答を惹起する方法を包含し、これには、本発明のワクチン組成物の有効量をこの動物に投与する工程を包含する。
最も好ましくは、本発明は、本発明のワクチン組成物の有効量を用いて動物を免疫する工程を含む、動物においてGDF8活性を下方制御する方法を提供する。
発明の詳細な説明
従って、本発明は、植物ウイルスGDF8−VCP融合タンパク質を提供する。これらのGDF8−VCP融合タンパク質は、動物において抗GDF8免疫応答を惹起するため、例えば、GDF8を下方制御するかおよび/または筋肉量の増大を促進するための免疫原として、そして/あるいはGDF8に対するGDF8または抗体の結合の検出の方法のための試薬として、直接働き得る。これらのGDF8−VCP融合タンパク質はまた、融合タンパク質のVCP部分を実質的に含まない形態で、発現されたGDF8エピトープの容易な切断および回収を可能にするように操作され得る。GDF8エピトープは一般に、本明細書においてGDF8ペプチドまたはペプチドフラグメントと呼ばれる。これらのGDF8ペプチドの有用性としては、動物における抗GDF8免疫応答を惹起するための免疫原としての使用、およびGDF8関連アッセイにおける高度に特異的な抗体結合標的としての使用が挙げられる。本発明はまた、ウイルス粒子、すなわち、GDF8−VCP融合タンパク質を含む、ビリオン、および同じものを含む植物細胞を提供する。コレラは必要に応じて、供給源として使用され、これからGDF8−VCP融合タンパク質が精製されるか、または免疫原として直接使用され得る。
従って、本発明は、植物ウイルスGDF8−VCP融合タンパク質を提供する。これらのGDF8−VCP融合タンパク質は、動物において抗GDF8免疫応答を惹起するため、例えば、GDF8を下方制御するかおよび/または筋肉量の増大を促進するための免疫原として、そして/あるいはGDF8に対するGDF8または抗体の結合の検出の方法のための試薬として、直接働き得る。これらのGDF8−VCP融合タンパク質はまた、融合タンパク質のVCP部分を実質的に含まない形態で、発現されたGDF8エピトープの容易な切断および回収を可能にするように操作され得る。GDF8エピトープは一般に、本明細書においてGDF8ペプチドまたはペプチドフラグメントと呼ばれる。これらのGDF8ペプチドの有用性としては、動物における抗GDF8免疫応答を惹起するための免疫原としての使用、およびGDF8関連アッセイにおける高度に特異的な抗体結合標的としての使用が挙げられる。本発明はまた、ウイルス粒子、すなわち、GDF8−VCP融合タンパク質を含む、ビリオン、および同じものを含む植物細胞を提供する。コレラは必要に応じて、供給源として使用され、これからGDF8−VCP融合タンパク質が精製されるか、または免疫原として直接使用され得る。
好ましくは、植物ウイルスは、トバモウイルス群の種である。トバモウイルス種としては、例えば、タバコモザイクウイルス(U1株型)、キュウリ緑斑モザイウウイルス(SH株)、フランジパニモザイクウイルス、キュウリ緑斑モザイクウイルス(kyuri green mottle mosaic virus)、オドントグロッサム・リングスポットウイルス(Odontoglossum ringspot virus)、パプリカ・マイルド・モットル(paprika mild mottle)ウイルス、ペッパー・マイルド・モットル(pepper mild mottle)ウイルス(S株)、リブグラス(ribgrass)モザイクウイルス、サーモンズ・オプンチア(Sammons’ Opuntia)ウイルス、サンヘンプ(Sunn−hemp)モザイクウイルス、タバコ・マイルド・グリーン・モザイク(tobacco mild green mosaic)ウイルス(U5)、タバコモザイクウイルス(Vulgare株;ssp.NC82株)、トマトモザイクウイルスおよびUllucusマイルド・モットルウイルスが挙げられる。本明細書に例示されるトバモウイルスは、タバコモザイクウイルスU1およびタバコ・マイルド・グリーン・モザイクウイルスU5であって、そうでなければ、それぞれTMVのU1およびTMVのU5と呼ばれる。
GDF8の特定の結合エピトープは、抗GDF8抗血清と、重複するGDF8ペプチドの集団とを接触すること、およびペプチドと抗血清IgG抗体との間の結合活性の程度を決定することによって最初に同定された。この抗GDF8抗血清は、発現および抗原性のために最適化された構造を有する、前駆体GDF8タンパク質で免疫されたヤギから得られた。
本発明をさらに完全に評価するために、以下の定義が提供される。説明の簡便性のための単数の用語の使用は、決してそれに限定されるものではない。従って、例えば、「ポリペプチド(polypeptide)」を含む組成物についての言及は、このようなポリペプチドの1つ以上についての言及を包含する。
本明細書において用いる場合、「約、ほぼ、およそ(approximately)」という用語は、「約、ほぼ、およそ(about)」という用語と交換可能に用いられ、そしてある値が示された値の20%内であることを意味し、すなわち、「約、ほぼ、およそ」50個のアミノ酸残基を含むペプチドは、40〜60個のアミノ酸残基を含んでもよい。
本発明は、本明細書に開示される特定の構成、工程段階、および物質には限定されず、従ってこのような構成、工程段階および物質はある程度変化してもよいことも理解されるべきである。本明細書に使用される用語は、特定の実施形態を記載する目的のために用いられるだけであって、限定されるものではないことも理解されるべきである。なぜなら本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されるからである。
本明細書において用いる場合、「ポリペプチド」という用語は、「タンパク質」という用語と交換可能に用いられ、そしてペプチド結合によって接続される2つ以上のアミノ酸を含むポリマーを意味する。好ましくは、本明細書において他に言及しない限り、ポリペプチドという用語は、サイズまたは鎖の長さによって、本明細書において使用されるような「ペプチド」という用語とは区別され、ここで「ペプチド」とは、約50またはそれより少ないアミノ酸のポリマー鎖を指し、そしてポリペプチドまたはタンパク質は、他に特定されない限り、約50個を超えるアミノ酸を含むポリマー鎖をいう。必要に応じて、ペプチドまたはポリペプチドは、遺伝子によってまたはmRNAによってコードされる特定のアミノ酸残基を欠いてもよい。例えば、遺伝子またはmRNA分子は、最終のタンパク質から切断され、従って最終のタンパク質の一部ではなくてもよい、ポリペプチドのN末端上のアミノ酸残基の配列(すなわち、シグナル配列)をコードし得る。
本発明に従う、融合タンパク質の「GDF8ペプチドドメイン(GDF8 peptide domain)」を含む「GDF8ペプチド(GDF8 peptide)」は、GDF8タンパク質由来の比較的短いフラグメント、例えば、本明細書において同定されたDJ5の20マーである。この用語は必要に応じて、これらのペプチドまたはペプチドドメインのそれよりさらに小さいフラグメントさえ、例えば、本明細書においてやはり同定される12マーおよび4マーのドメインさえ含み、そしてこれはまた必要に応じて、本明細書に記載のアミノ酸置換を含む。GDF8ペプチドまたはペプチドドメインの最大サイズを限定することは意図しないが、ペプチドドメインのサイズは、約4〜約50残基におよぶことが好ましく、より好ましくは、これは約4〜約20残基のサイズにおよび、そして必要に応じて、本発明によるGDF8ペプチドドメインは、約8〜約12残基のサイズにおよぶ。1つの特定の実施形態では、ペプチドドメインのサイズは、約5〜約16のアミノ酸残基におよぶ。
本明細書において用いる場合、「抗原性フラグメント(antigenic fragment)」という用語とは、特定のタンパク質および/またはペプチドに関して、抗原性であるタンパク質/ペプチドのフラグメントである。例えば、GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントとは、抗原性であるGDF8ペプチドドメインのフラグメントである。本明細書において用いる場合、GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントは、全長ペプチドから単一のアミノ酸程度の小さいアミノ酸を欠失しているGDF8ペプチドドメインの任意のフラグメントであってもよい。特定の実施形態では、GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントは、約3〜約20個のアミノ酸残基を含む。特定の実施形態では、GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントは、約4〜約16個のアミノ酸を含む。特定の実施形態では、GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントは、約8〜約12個のアミノ酸を含む。別の特定の実施形態では、GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントは、約8〜約12個のアミノ酸を含む。所定のGDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントは、GDF8ペプチドドメイン自体として、組み換え供給源から、天然の供給源から単離されたタンパク質から、および/または化学的/ペプチド合成を通じて得られてもよい。従って、抗原性フラグメントは、例えば、(i)天然に存在するGDF8もしくはそのペプチドフラグメントのタンパク質分解性消化後、(ii)組み換えGDF8もしくはそのペプチドフラグメントのタンパク質分解性消化後、(iii)それ自体として、もしくは融合タンパク質としてのいずれかによるその組み換え発現を直接通じて、得られてもよく、そして/または(iv)例えばペプチド合成を通じて新規に生成されてもよい。
別の特定の実施形態では、GDF8ペプチドは、GDF8の天然に存在するヒト前駆体(配列番号1)の残基番号327〜346(配列番号8)によって規定されるペプチドに対して約50%の類似性(好ましくは同一性)〜100%の類似性におよぶ、ある程度の類似性(そして好ましくは同一性の程度)を有するペプチドドメインを含む。
本明細書において使用される場合、「精製された(purified)」または「単離された(isolated)」という用語は、無関係の物質、すなわち、混入物または不純物であって、その物質が由来する天然の物質を含む物質の存在を減少させるかまたは排除する条件下で分けられた物質をいう。例えば、精製されるかまたは単離されたタンパク質は好ましくは、細胞内で見出され得る他のタンパク質または核酸を含まない。精製された物質は、もともと関連する細胞成分のうち約25%未満、好ましくは約50%未満、さらに好ましくは約75%未満、そして最も好ましくは約90%未満を含んでもよい。純度は、クロマトグラフィー、ゲル電気泳動、イムノアッセイ、組成物分析、生物学的アッセイおよび当該分野で公知の他の方法によって評価され得る。機能的な局面から、本発明による単離されたGDF8ペプチドは、GDF8ペプチドに特異的である免疫応答を惹起し得るために、前駆体GDF8タンパク質および/または成熟GDF8タンパク質を含む他の物質から実質的に分離されているGDF8ペプチドであってもよい。
精製のための方法は当該分野で周知である。例えば、核酸は、沈降、クロマトグラフィー、超遠心および他の方法によって精製され得る。タンパク質およびポリペプチド、ならびにペプチドは、限定はしないが、分取ディスク−ゲル電気泳動、等電点電気泳動、HPLC、逆相HPLC、ゲル濾過、イオン交換および分配クロマトグラフィー、沈降および塩析クロマトグラフィー、抽出および向流分配を含む種々の方法によって精製され得る。いくつかの目的のために、組み換え系においてポリペプチドを生成することが好ましく、ここでは、限定はしないがポリヒスチジン配列、FLAG(登録商標)、GSTおよび/または抗体に対して特異的に結合する配列のような、精製を容易にするさらなる配列タグを、タンパク質が含む。次いで、このポリペプチドは、適切な固相マトリックス上のクロマトグラフィーによって宿主細胞の粗溶解物から精製され得る。あるいは、ポリペプチドに対して生成される、抗体またはその結合フラグメントは、精製試薬として用いられ得る。
「実質的に純粋な(substantially pure)」という用語は、当該分野で公知の従来の精製技術を用いて達成され得る最高程度の純度を示しており、そしてもともとの供給源の生物体または組み換えDNA発現系由来の他の混入するタンパク質、核酸および他の生物学的物質を含まない、核酸、ポリペプチド、ペプチドまたは他の物質を意味する。実質的な純度は、標準的な方法によってアッセイされてもよく、そして代表的には、少なくとも約75%、好ましくは少なくとも約90%、より好ましくは少なくとも約95%、そして最も好ましくは少なくとも約99%の純度を超える。純度の評価は、質量およびモルに基づいて行われてもよい。
「ポリヌクレオチド」または「核酸分子(nucleic acid molecule)」とは、限定はしないが、RNA、cDNA、ゲノムDNAおよびさらに合成DNA配列さえ含むヌクレオチドを含む分子である。この用語はまた、DNAおよびRNAの任意の当該分野で公知のベースのアナログを含む核酸分子を包含するものとする。
「ベクター(vector)」または「複製ベクター(replication vector)」はレプリコン、例えば、プラスミド、ファージまたはコスミドであって、これに対して、付着されたセグメントの複製をもたらすように別の核酸セグメントが結合されてもよく、または組み込まれてもよい。この用語はまた、組み込まれるかまたは結合された目的の核酸セグメントを含むレプリコンを含む。
本発明において用いられ得るベクターとしては、微生物プラスミド、ウイルス、バクテリオファージ、組み込み可能なDNAフラグメントおよび、宿主のゲノムへの核酸の組み込みを容易にし得る他のビヒクルが挙げられる。プラスミドはベクターの最も一般に用いられる形態であるが、等価な機能を果たし、そして当該分野で公知となるベクターの全ての他の形態が、本明細書における使用のために適切である。例えば、Pouwels et al.,Cloning Vectors:A Laboratory Manual,1985、ならびに補遺、Elsevier,N.Y.,およびRodriguez et al.(編),Vectors:A Survey of Molecular Cloning Vectors and Their Uses,1988,Buttersworth,Boston,MAを参照のこと。
本発明のGDF8ペプチド(単数または複数)をコードするDNAのベクターへの挿入は、このDNAおよびベクターの両方の末端が適合する制限部位を有する場合には容易に達成される。これを行うことができない場合、制限エンドヌクレアーゼ切断によって生成される一本鎖DNAオーバーハングに戻って消化することによってDNAおよび/またはベクターの末端を改変して、平滑末端を生成するか、あるいは適切なDNAポリメラーゼで一本鎖末端を充填することによって同じ結果を得る必要があるかもしれない。あるいは、所望の部位は、例えば、ヌクレオチド配列(リンカー)を末端に連結することによって、生成されてもよい。このようなリンカーは、所望の制限部位を規定する特定のオリゴヌクレオチド配列を含んでもよい。制限部位はまた、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の使用を通じて生成され得る。例えば、Saiki et al.,1988,Science 239:487を参照のこと。切断されたベクターおよびDNAフラグメントはまた、必要に応じて、ホモポリマーのテーリングによって改変され得る。
本発明において用いられる組み換え発現ベクターは代表的には、適合する宿主細胞中で核酸の発現を調節し得る適切な遺伝子制御エレメントに通常作動可能に連結された、本発明のGDFペプチド(単数または複数)の1つをコードする核酸を含む自己複製するDNAまたはRNA構築物である。遺伝子制御エレメントとしては、原核生物プロモーター系または真核生物プロモーター発現制御系を含んでもよく、そして代表的には、転写プロモーター、転写の発現を制御する選択的プロモーター、mRNA発現のレベルを上昇させる転写エンハンサー、適切なリボソーム結合部位をコードする配列、ならびに転写および翻訳を終結させる配列が挙げられる。発現ベクターはまた、ベクターが宿主細胞と独立して複製することを可能にする複製起点を含んでもよい。
本発明のGDF8ペプチド(単数または複数)をコードする核酸の発現は、原核生物細胞または真核生物細胞のいずれかにおいて従来の方法によって行われ得る。
核酸「コード配列(coding sequence)」または特定のタンパク質もしくはペプチドを「コードする配列(sequence encoding)」とは、適切な調節性エレメントの制御下においた場合、インビトロまたはインビボでポリペプチドに転写および/または翻訳される核酸配列(例えば、DNAまたはRNA)である。コード配列の境界は、5’末端の開始コドンおよび3’末端の終止コドンによって決定される。コード配列としては、限定はしないが、RNAウイルス配列、原核生物配列、原核生物mRNA由来のcDNA、原核生物(例えば、哺乳動物)DNA由来のゲノムDNA配列、およびさらに合成のDNA配列さえ挙げることができる。転写終止配列は通常、コード配列に対して3’に位置する。
本明細書において用いる場合、「融合タンパク質(fusion protein)」および「融合ペプチド(fusion peptide)」という用語は、交換可能に用いられて、「キメラタンパク質および/またはキメラペプチド(chimeric proteins and/or chimeric peptides)」および融合「タンパク質/ペプチド(intein proteins/peptides)」を包含する。融合タンパク質は、別のタンパク質の少なくとも一部に結合されたペプチドを介して連結された本発明のGDF8ペプチドの少なくとも一部を含む。例えば、融合タンパク質は、マーカータンパク質もしくはペプチド、あるいは本発明のGDF8ペプチドの単離および/または精製および/または抗原性を補助するタンパク質もしくはペプチドを含んでもよい。GDF8融合タンパク質は、GDF8ポリペプチドの少なくとも一部に結合されたペプチドを介して結合された非GDF8タンパク質の少なくとも一部を含み得る。好ましい実施形態では、GDF8の一部は機能的であって、すなわち、その抗原性を保持する。非GDF8配列は、GDF8配列に対してアミノ末端であっても、および/またはカルボキシ末端であってもよい。これはまた、DJ5ペプチドドメインがキャリアポリペプチド内に挿入される、ループ融合物を必要に応じて含むと考えられる。
このような融合タンパク質をコードする組み換え核酸分子は、GDF8コード配列に対してインフレームで結合された非GDF8タンパク質の少なくとも一部をコードする配列を含み、そして特定のプロテアーゼ、例えば、トロンビンまたは第Xa因子の切断部位を、好ましくは、GDF8配列と非GDF8配列との間の接合部でまたはその近辺でコードし得る、1つの特定の実施形態では、この融合タンパク質は、CHO細胞中で発現される。このような融合タンパク質は、GDF8ペプチドに融合されたタンパク質および/またはタグに特異的であるアフィニティーカラムの使用を通じて、本発明のGDF8ペプチドを単離するために用いられ得る。例えば、精製されたGDF8ペプチドは、次に、上記されているような、タンパク質分解性酵素および切断部位の使用を通じて融合タンパク質から遊離され得る。
別の実施形態では、キメラGDF8ペプチド、例えば、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)融合タンパク質、マルトース結合(MBP)タンパク質融合タンパク質、またはポリ−ヒスチジン−タグ化融合タンパク質が、任意の細胞における、あるいは無細胞系における発現のために、調製され得る。例えば、GSTは、固体支持体マトリックスに結合体化されたグルタチオンを結合し、MBPは、マルトースマトリックスに結合し、そしてポリ−ヒスチジンは、Ni−キレート化支持マトリックスに対してキレートする。この融合タンパク質は、適切な緩衝液を用いて、またはGDFペプチドと下に例示されるような融合パートナー(例えば、GST、MBP、FLAG(登録商標))との間で通常操作された切断部位に特異的なプロテアーゼ、もしくは上記のようなポリ−Hisを用いて処理することによって特定のマトリックスから溶出され得る。本発明の特定の融合タンパク質としては、下に例示されたTMVコートタンパク質−GDF8ペプチドを含む融合タンパク質が挙げられる。
本明細書において用いる場合、「異種ヌクレオチド配列(heterologous nucleotide sequence)」は、現実には通常には形成されない核酸を形成するように組み換え方法によって、本発明のヌクレオチド配列に付加されるヌクレオチド配列である。このような核酸は、融合(例えば、キメラ)タンパク質をコードし得る。したがって、この異種ヌクレオチド配列は、調節特性および/または構造特性を含むペプチドおよび/またはタンパク質をコードし得る。別のこのような実施形態では、異種ヌクレオチド配列は、組み換え核酸が発現された後に、本発明のヌクレオチド配列によってコードされるタンパク質またはペプチドを検出する方法として機能するタンパク質またはペプチドをコードし得る。さらに別の実施形態では、この異種ヌクレオチド配列は、本発明のヌクレオチド配列を検出する方法として機能し得る。異種ヌクレオチド配列は、制限部位、調節部位、プロモーターなどを含む非コード配列を含んでもよい。
「宿主細胞(host cell)」とは、一過性にまたは永続的にいずれかで、外因性の核酸分子を含むか、または含んで、かつ発現し得る細胞である。外因性の核酸(DNAまたなRNA)は、細胞のゲノムを作製する染色体DNAに組み込まれ(共有結合され)てもよいし、または組み込まれなくてもよい。例えば、原核生物および酵母では、この外因性の核酸は、エピソームのエレメント、例えばプラスミド上で維持されてもよい。真核生物細胞に関しては、適切に形質転換された細胞は、1つであって、ここでは外因性の核酸は、染色体に組み込まれて、その結果、染色体複製を通じて娘細胞によって遺伝される。この安定性は、真核生物細胞が、外因性核酸を含む娘細胞の集団からなる細胞株またはクローンを樹立する能力によって実証される。本明細書において例示されるように、「宿主細胞(host cell)」は、組み換えトバモウイルスで感染される真核生物植物細胞を包含する。例示的なトバモウイルスベクターは、TMVベクターであり、そして感染したNicotiana植物、例えば、タバコ植物の細胞質においてのみ複製することが公知である。このTMVベクターは、核には入らず、感染した植物細胞を安定に形質転換することはない。
原核生物としては、グラム陰性およびグラム陽性の両方の生物体、例えば、E.coliおよびB.subtilisが挙げられる。それより高度な真核生物としては、下に例示されるように、動物細胞、非哺乳動物由来、例えば昆虫細胞、および鳥類、ならびに哺乳動物由来、例えば、ヒト、霊長類、およびげっ歯類の両方の動物細胞、または植物に由来する、樹立された組織培養細胞株が挙げられる。
原核生物の宿主ベクター系としては、多くの異なる種についての広範な種々のベクターが挙げられる。本明細書において用いる場合、Escherichia coli「E.coli」およびそのベクターとは、他の原核生物において用いられる等価なベクターを含むとして一般に用いられる。DNAを増幅するための代表的なベクターは、pBR322またはその多くの誘導体である。GDF8および/またはGDF8ペプチドを発現するために用いられ得るベクターとしては、限定はしないが、lacプロモーター(pUC−シリーズ);trpプロモーター(pBR322−trp);lppプロモーター(plN−シリーズ);λ−pPまたはpRプロモーター(pOTS);またはハイブリッドのプロモーター、例えば、ptac(pDR540)が挙げられる。Brosius et al.,「Expression Vectors Employing Lambda−,trp−,lac−,and lpp−derived Promoters」,RodriguezおよびDenhardt(編)Vectors:A Survey of Molecular Cloning Vectors and Their Uses,1988,Buttersworth,Boston,pp.205〜236を参照のこと。
酵母、およびより高度な真核生物組織培養細胞は、本発明のGDFペプチドの、および/または抗GDF8抗体の、および/またはそれらの抗体のフラグメントの組み換え産生のための宿主として用いられ得る。昆虫のバキュロウイルス発現系を含む、任意のより高度な真核生物組織培養細胞株が用いられ得るが、哺乳動物細胞が好ましい。このような細胞の形質転換またはトランスフェクションおよび増殖は、慣用的な手順になっている。有用な細胞株の例としてはHeLa細胞、チャイニーズ・ハムスター卵巣(CHO)細胞株、ラット胎児腎(BRK)細胞株、昆虫細胞株、鳥類細胞株およびサル(COS)細胞株が挙げられる。
このような細胞株のための発現ベクターは、例えば、複製起点、プロモーター、翻訳開始部位、RNAスプライス部位(ゲノムDNAが用いられる場合)、ポリアデニル化部位、および転写終止部位を含む。これらのベクターはまた通常、選択遺伝子または増幅遺伝子を含む。適切な発現ベクターは、例えば、アデノウイルス、SV40、パルボウイルス、ワクシニアウイルス、またはサイトメガロウイルスのような供給源から誘導されたプロモーターを担持するプラスミド、ウイルスまたはレトロウイルスであってもよい。適切な発現ベクターの代表的な例としては、pCR(登録商標)3.1、pCDNA1、pCD[Okayama et al.,1985,Mol.Cell Biol.5:1136]、pMC1neo PoIy−A [Thomas et al.,1987,Cell 57:503]、pUC19、pREP8、pSVSPORTおよびその誘導体、ならびにバキュロウイルスベクター、例えば、pAC373またはpAC610が挙げられる。
代表的に用いられる原核生物発現制御配列としては、プロモーターが挙げられ、これには、βラクタマーゼおよびラクトースプロモーター系由来のプロモーター[Chang et al.,1977,Nature,798:1056]、トリプトファン(trp)プロモーター系[Goeddel et al,1980,Nucleic Acids Res.8:4057]、λPLプロモーター系[Shimatake et al.,1981 ,Nature,292:128]およびtacプロモーター[De Boer et al.,1983,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 292:128](全て、参照によって本明細書に援用される)が挙げられる。このような制御配列を含む多数の発現ベクターが、当該分野で公知であって、市販されている。
「作動可能に連結された(Operably linked)」とは、エレメントの配置であって、そのように記載された成分が、その有用な機能を行うように構成されている、エレメントの配置をいう。従って、コード配列に対して作動可能に連結された制御エレメントは、コード配列の発現を達成し得る。この制御エレメントは、それらがその発現を指向するように機能する限り、コード配列と連続する必要はない。従って、例えば、介在する非翻訳のまだ転写されていない配列が、プロモーターとコード配列との間に存在してもよく、そしてこのプロモーターはそれでも、コード配列に対して「作動可能に連結された」とみなすことができる。
一般的なGDF8ベクターの設計
コードする核酸配列は好ましくは、できるだけ哺乳動物の核酸配列から相違するように設計した。例えば、1実施形態では、前駆体GDF8のアミノ酸配列は、酵母の好ましいコドンを用いて逆翻訳された。得られた配列は、コドンについて調査して、これはヒトGDF8核酸配列に対してその相同性を保持していた。可能性のあるこれらのコドンを、同じアミノ酸をコードする次に最も好ましい酵母コドンで置換した。
コードする核酸配列は好ましくは、できるだけ哺乳動物の核酸配列から相違するように設計した。例えば、1実施形態では、前駆体GDF8のアミノ酸配列は、酵母の好ましいコドンを用いて逆翻訳された。得られた配列は、コドンについて調査して、これはヒトGDF8核酸配列に対してその相同性を保持していた。可能性のあるこれらのコドンを、同じアミノ酸をコードする次に最も好ましい酵母コドンで置換した。
得られた最適化遺伝子(配列番号3)は、例えば、当該分野で公知の昆虫、哺乳動物、細菌、ウイルスおよび酵母発現系を含む、任意の適切な宿主系で発現され得る。例えば、昆虫細胞発現系、例えば、バキュロウイルス系は、当該分野で公知であって、例えば、SummersおよびSmith,Texas Agricultural Experiment Station Bulletin No.1555(1987)に記載されている。バキュロウイルス/昆虫細胞発現系の材料および方法は、キットの形態で、とりわけ、Invitrogen,San Diego Calif.(「MaxBac」キット)から市販されている。同様に、細菌および哺乳動物の細胞発現系は、当該分野で周知であって、そして例えば、Sambrook et al.(MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL;DNA Cloning,VoIs.I and II;D.N.Glover編)によって記載される。酵母発現系は当該分野で公知であって、例えば、YEAST GENETIC ENGINEERING(Barr et al.,編、1989)Butterworths,Londonによって記載される。多くの他のこのような発現系が、当該分野で公知であって、キットの形態で市販されている。
1つの好ましい実施形態では、改変された前駆体GDF8遺伝子(配列番号3)は、下の実施例1にさらに詳細に記載されるように、Flp−ln(商標)CHO発現系(Invitrogen,Carlsbad,California)で発現された。
さらに好ましくは、GDF8ペプチドは、適切な植物ウイルスにおいて融合タンパク質の一部として発現される。遺伝子的に変更された植物ウイルスは、ペプチド−キャリア融合タンパク質をコードする遺伝子で植物をトランスフェクトするという効率的な方法を提供する。例えば、TMVコートタンパク質融合物の考察は、Turpen et al.,1999、米国特許第5,977,438号に提供される。また以下も参照のこと:その全てが参照によって本明細書に援用される、Yusibov V.et al.,1997,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94:5784〜5788;Modelska,A et al.,1998 Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95:2481〜2485。
従って、本発明はまた、新規な組み換え植物ウイルスであって、上記で考察されるように、植物ウイルスコートタンパク質(「VCP」)およびGDF8ペプチドをコードする、それらの遺伝物質のヌクレオチド配列を含む新規な組み換え植物ウイルスを提供する。このコードされた融合タンパク質は、本明細書においてGDF8−VCP融合タンパク質と記載される。組み換え植物ウイルスによって、感染された植物における融合タンパク質の全身的な発現が可能になる。これによって、これらの組み換え植物ウイルスを使用することによって、大量のGDF8−VCP融合タンパク質を生成してもよい。必要に応じて、この融合タンパク質は、GDF8ペプチドが融合タンパク質から容易に切断されて分離されるように操作される。
GDF8ペプチドがVCPに結合(融合)されるVCPにおける位置(単数または複数)は、本明細書においては「融合ジョイント(fusion joint)」と呼ばれる。所定の融合タンパク質は、1つまたは2つの融合ジョイントを有してもよい。この融合ジョイントは、VCPのC末端に位置してもよく、ここで目的のペプチドのN末端に融合される。この融合ジョイントは、VCPのN末端に位置してもよく、ここでGDF8ペプチドのC末端に融合される。本発明の他の実施形態では、GDF8ペプチドは、VCPの内部に位置して;この場合、この融合タンパク質は2つの融合ジョイントを有する。これは、内部融合タンパク質と名付けられる。内部融合タンパク質は、GDF8ペプチドによって「中断される(interrupted)」植物VCP全体またはそのフラグメントを含んでもよい。
融合ジョイントは、コートタンパク質内の種々の部位に位置してもよい。そのペプチドの全体は、VCPのN末端部分またはC末端部部分に存在してもよい。融合ジョイントに適切な部位は、得られた内部融合タンパク質を所望の特性について試験する、慣用的な体系的バリエーションを通じて決定され得る。融合ジョイントの適切な部位はまた、融合タンパク質のVCP部分の構造的および生物学的機能を有意に妨害しないペプチドの「挿入(insertion)」のための部位を決定するために、コートタンパク質の三次元構造の検討によって決定されてもよい。植物VCPの詳細な三次元構造およびウイルス中でのそれらの方向は、決定されており、そして当業者に公的に利用可能である。例えば、キュウリ緑斑モザイクウイルス(Cucumber Green Mottle Mosaic Virus)のコートタンパク質(他のトバモウイルスのコートタンパク質に対して強力な構造的類似性を保有するコートタンパク質)およびウイルスの解像モデルは、WangおよびStubbs,1994,J.MoI.Biol.239:371〜384に見出され得る。TMVの詳細な構造情報は、とりわけ、Namba et al.,1989,J.Mol.Biol.208:307〜325ならびにPattanayokおよびStubbs,1992,J.Mol.Biol.228:516〜528に見出され得る。
植物ウイルス粒子の三次元構造およびウイルス粒子のアセンブリプロセスの知識によって、当業者は、挿入および部分的な置換を含んで、本発明の種々のGDF8−VCP融合タンパク質を設計することが可能になる。例えば、GDF8ペプチドが親水性である場合、表面ループ領域として配向されることが公知であるTMVコートタンパク質(TMVCP)領域に対してペプチドを融合することが適切であり得る。同様に、サブユニット接触を維持するらせん状セグメントは、ゲノムに向かって配向されたTMVCPの領域中で発現されるTMVCPらせんまたは核酸結合ドメインの適切な領域と置換され得る。
GDF8−VCP融合タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列は、融合ジョイントで「リーキー(leaky)」終止コドンを含んでもよい。この終止コドンは、融合ジョイントに直に隣接したコドンとして存在してもよいし、または融合ジョイントをコードするコドンの近位(例えば、9塩基内)に位置してもよい。このようなリーキー終止コドンの目的は、野性型コートタンパク質に対して融合タンパク質の所望の比を維持することである。「リーキー」終止コドンは、常に翻訳終止をもたらすわけではなく、周期的に翻訳される。所定の開始/終止コドンでの開始または終止の頻度は、状況次第である。リボソームは、最初のATGコドンのmRNAの5’−末端からスキャンする。最適でない配列状況である場合、リボソームは特定の頻度で、次の利用可能な開始コドンに通過して、翻訳を最初の下流で開始する。同様に、翻訳の間に遭遇される最初の終止コドンは、それが特定の配列状態にある場合、常には機能しない。
結果として、多くの天然に存在するタンパク質は、異種のN末端および/またはC末端伸長を有する集団として存在する。GDF8−VCP融合タンパク質をコードする組み換えウイルスベクター中に、融合ジョイントコード領域でリーキー終止コドンを含むことによって、このベクターを用いて、より長い融合タンパク質および第二のより短いタンパク質、例えば、VCP自体の両方を生成することができる。リーキー終止コドンは、融合タンパク質の融合ジョイントで、またはその近位で用いられ得、ここで目的のペプチド部分は、コートタンパク質領域のC末端に接続されて、それによって単独の組み換えウイルスベクターでGDF8−VCP融合タンパク質およびVCPの両方を生成し得る。さらに、リーキー終止コドンを融合ジョイントでまたはその付近で用いて、同様の結果を得てもよい。TMVCPの場合、N末端およびC末端の伸長は、ウイルス粒子の表面に位置して、らせん軸から離れて突出することが予想され得る。リーキー終止配列の例は、何年か前に記載されたようにTMVの126/183kDaのリーディングフレームの接合部に存在する[Pelham,H.R.B.,1978,Nature 272:469〜471.Skuzeski,J.M.et al.,1991,J.Mol.Biol.20:365〜373,defined necessary 3’ context requirements of this region to confer leakiness of termination on a heterologous protein marker gene(beta−glucuronidase)as CAR−YYA(R=purine;Y=pyrimidine)]。
本発明の別の実施形態では、GDF8−VCP融合タンパク質上の融合ジョイントは、プロテアーゼの基質であるアミノ酸配列を有することによって切断可能であるように設計される。これによって、適切なタンパク質分解性酵素を用いてGDF8ペプチドの分離および単離が可能になる。このタンパク質分解性酵素は、インビトロまたはインビボのいずれで融合タンパク質と接触してもよい。
GDF8−VCP融合タンパク質の発現は、組み換え植物ウイルスベクターおよび宿主植物の状況で機能的な任意の種々のプロモーターによって駆動され得る。好ましい実施形態では、植物ウイルスのサブゲノムのプロモーターが用いられる(例えば、本明細書に参照によって援用される、米国特許第5,316,931号を参照のこと)。
組み換え技術によって、多数の植物RNAウイルスのライフサイクルが、ウイルスゲノムの操作を容易にするDNA段階を人工的に通じて伸長することが可能にされている。これらの技術は、本発明の組み換え植物ウイルスを作成および使用するために、当業者によって適応され得る。TMVゲノムのcDNA全体を、クローニングして、E.coliのプラスミドにおける細菌プロモーターに対して機能的に結合させた(Dawson,W.O.et al.,1986,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:1832〜1836)。感染性の組み換え植物ウイルスRNA転写物はまた、他の周知の技術、例えば、T7、T3またはSP6由来の市販のRNAポリメラーゼを用いて生成されてもよい。ビリオンRNAの正確なレプリカは、RNAポリメラーゼおよびジヌクレオチドcap,m7GpppGを用いてインビトロで生成され得る。これによって、逆遺伝学のウイルスゲノムの操作が可能になるだけでなく、外来遺伝子を発現するためのベクターへのウイルスの操作も可能になる。RNAリガーゼを用いてRNAフラグメントを操作することに基づいて植物RNAウイルスベクターを生成する方法が記載されている(Pelcher,L.E.et al.,1982,欧州特許第67553号A2)。組み換えRNA植物ウイルスを作成および使用する方法に対する詳細な情報は、とりわけ、参照によって本明細書に援用される、米国特許第5,316,931号(Donsonら)において見出され得る。本発明は、GDF8−VCP融合タンパク質の発現のための組み換えRNA植物ベクターを含む核酸を提供する。本発明はまた、GDF8−VCP融合タンパク質をコードするベクターの一部(単数または複数)を含む核酸を提供する。本明細書において参照によって援用される、米国特許第5,316,931号に記載されるベクターは、本発明の融合タンパク質を発現するために特に好ましい。
植物VCP部分は、この発現ベクターのゲノムが由来する同じウイルスに由来してもよい。すなわち、このコートタンパク質は必要に応じて、組み換えウイルスゲノムに対して天然である。あるいは、このコートタンパク質融合パートナーは、異種であってもよく、すなわち、組み換えウイルスゲノムに寄与するウイルスとは異なるウイルスに由来するという点で、天然ではない。好ましい実施形態では、TMVの17.5kDaのコートタンパク質を、TMV由来ベクターと接続して用いる。
タンパク質における目的のペプチド/ポリペプチドは、本明細書に規定されるとおり任意のGDF8ペプチドから構成されてもよく、ただしこれは、GDF8ペプチドドメインが、ただ2〜3例を挙げれば、意図される(i)融合タンパク質が、抗体およびT細胞レセプターに対するものを含む、レセプター分子に対して結合する能力;(ii)免疫応答を誘導する能力;および/または(iii)ホルモン活性、免疫調節性活性、酵素の基質として,または金属キレート活性を含む、融合タンパク質に必要であり得る任意の生物学的活性、を有意に妨害しないという条件下である。
詳細には、TMVに基づく、Large Scale Biology Corporation(「LSBC」)から入手可能なGENEWARE(登録商標)系を使用した。例えば、本明細書によって参照によって援用される、Pogue,et al.2002,Ann Rev Phytopathol 40:45〜74を参照のこと。TMVは、約6400個のヌクレオチドのプラスのサンスの一本鎖RNAゲノムを有する。RNA複製に関与するウイルスタンパク質はゲノムのRNAから直接転写されるが、内部遺伝子の発現は、サブゲノムRNAの生成を通じている。サブゲノムのRNAの生成は、サブゲノムのプロモーターとして機能する、TMVゲノムにおける配列によって制御される。VCPは、サブゲノムのRNAから翻訳され、そして感染された細胞において生成される最も豊富なタンパク質およびRNAである(概説は図3によって提供される)。TMV感染植物では、感染された組織の1グラムあたり数ミリグラムのVCPが生成される。GENEWARE(登録商標)発現ベクターは、植物宿主細胞の翻訳優先度を再プログラムするこのプロモーターの活性の強度および期間の両方を利用して、この結果、ウイルスにコードされるタンパク質は、TMV VCPと同様に高レベルで合成される。
T7 RNAポリメラーゼプロモーターの制御下のTMV RNAゲノムの全長cDNAコピーは、Escherichia coli適合性プラスミド中で構築された。ウイルスcDNAに対する操作は、標準的な組み換えDNA手順およびT7 RNAポリメラーゼを用いてインビトロで転写された組み換えDNAを用いて行われ、感染性RNAが生成された(図4に概説を示す)。感染性転写物を用いて、tabacum、benthamiana、および研磨によって誘発される傷を介するLSBC−作成Nicotiana excelsiana種(参照によって本明細書に援用される、Fitzmaurice,W.P.,2002.米国特許第6,344,597号)を含む、種々のタバコ関連の種(Nicotiana属)を感染させた。TMVは最初の細胞で複製して、隣接する細胞に移動して、円形の感染病巣を生成し、次いで気葉へ輸送するための植物維管束に入る。これは各々の感染した葉における細胞のほとんどに系統的に感染する。外来の遺伝子は、レプリカーゼ、移動タンパク質およびコートタンパク質を含む他のウイルスタンパク質生成物を発現する全ての細胞で発現される。外来タンパク質は、そのタンパク質配列によって決定される部位に沈着される。細胞質タンパク質は、植物細胞質に蓄積し(例えば、緑色蛍光タンパク質;GFP);分泌されたタンパク質は、外来タンパク質内に存在する特定のタンパク質標的配列に依存して、植物のER、維管束画分またはアポプラストに蓄積するか、または遺伝子操作を通じて付加される。この系によって、逆遺伝学のウイルスゲノムの操作だけでなく、標準的な組み換えDNA方法によるウイルスの操作も可能になる。
GENEWARE(登録商標)ベクターによって、2つの別個の方法によって外来のタンパク質またはペプチドの発現が可能になる:1)依存性遺伝子発現:ウイルスコートタンパク質の代わりに発現のための外来遺伝子を付加して、これによって内因性のウイルスコートタンパク質から発現されることによって。配列において転写の活性の程度が低くそして同一性がない第二のコートタンパク質プロモーターは、異種コード領域の下流に配置されて、次いで、ウイルスコートタンパク質遺伝子が付加される。これは、過剰発現について意図される異種遺伝子に加えて、ウイルスベクターがウイルス複製および浸透移行性の移動の全ての必須の遺伝子を発現することを可能にさせる第三のサブゲノムのRNAをコードする。2)ウイルス粒子の表面上の免疫原性ペプチドの提示:TMVビリオンは、約18nmの直径でかつ300nmの長さの堅いロッドである。このビリオンおよびコートタンパク質の構造は、X線回折によって決定され、これによって、1ターンあたり16.3のサブユニットを有する、ゲノムRNAをカプシドで包んでいる右回りらせんに配置された約2,130のコートタンパク質サブユニットの構造が明らかになる。
本発明はまた、GDF8−VCP融合タンパク質を含むウイルス粒子またはビリオンを提供する。例えば、本発明のウイルス粒子のコートは全体として、GDF8−VCP融合タンパク質から構成され得る。別の実施形態では、このウイルス粒子は、GDF8−VCP融合タンパク質および融合されていないVCPの混合物からなり、ここで2つのタンパク質の比は、変化し得る。トバモウイルスのコートタンパク質は、ウイルス粒子に自己アセンブリし得るので、本発明のウイルス粒子は、インビボでまたはインビトロでアセンブリされてもよい。このウイルス粒子はまた、GDF8−VCP融合タンパク質またはその一部の精製を簡単にするために、周知の技術を用いて都合良く分解されてもよい。
本発明はまた、GDF8−VCP融合タンパク質を含む組み換え植物細胞、および/またはGDF8−VCP融合タンパク質を含むウイルス粒子を提供する。これらの植物細胞は、本発明の感染性組み換えウイルス粒子で、または本発明の感染性ウイルス粒子のゲノムを含むポリヌクレオチドで、植物細胞(培養物において、または植物全体において)を感染させることによって生成され得る。本発明の組み換え植物細胞は、多くの用途を有し、とりわけ本発明の融合コートタンパク質の供給源として役立つ。
必要に応じて、本発明のベクターは、選択された宿主生物体、例えば、Nicotiana属の植物のコドン用途のためにコドン最適化される。
抗GDF8および抗−VCP−GDF8抗体
本発明の方法は、ポリクローナル抗GDF8抗血清に対してGDF8−VCP融合タンパク質および/またはGDF8ペプチドをスクリーニングするプロセスを包含した。このプロセスは、抗GDF抗体が特異的に結合するGDF8のいくつかのエピトープを同定するために使用された。1実施形態では、抗GDF8抗血清は、前駆体GDF8を用いて動物を免疫することによって得た。前駆体GDF8遺伝子は、発現および免疫原性について最適化された形態を提供するように改変された。例えば、GDF8プロホルモン(配列番号2)の天然のDNA配列は、哺乳動物およびウイルスの発現系における発現のために最適化された。さらに、ウイルス宿主のシャットオフ(遮断)機構の負の効果を回避するために変化を作成した。代表的には、ウイルス宿主シャットオフ機構は、転写制御、RNA安定性(スプライシング)などを含む。これらの変化は、核酸を宿主のようではなくさせ、よりウイルスのようにさせた。
本発明の方法は、ポリクローナル抗GDF8抗血清に対してGDF8−VCP融合タンパク質および/またはGDF8ペプチドをスクリーニングするプロセスを包含した。このプロセスは、抗GDF抗体が特異的に結合するGDF8のいくつかのエピトープを同定するために使用された。1実施形態では、抗GDF8抗血清は、前駆体GDF8を用いて動物を免疫することによって得た。前駆体GDF8遺伝子は、発現および免疫原性について最適化された形態を提供するように改変された。例えば、GDF8プロホルモン(配列番号2)の天然のDNA配列は、哺乳動物およびウイルスの発現系における発現のために最適化された。さらに、ウイルス宿主のシャットオフ(遮断)機構の負の効果を回避するために変化を作成した。代表的には、ウイルス宿主シャットオフ機構は、転写制御、RNA安定性(スプライシング)などを含む。これらの変化は、核酸を宿主のようではなくさせ、よりウイルスのようにさせた。
本発明はまた、本発明のGDF8−VCP融合タンパク質に対して、ならびに/またはGDF8およびそのペプチドフラグメントに対して特異的に結合するポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体(mAb)を含む。本明細書において用いる場合、「抗体(antibody)」という用語は、免疫グロブリンおよび/またはそのフラグメントをいう。天然に存在する免疫グロブリンは、免疫グロブリン遺伝子によって実質的にコードされる1つ以上のポリペプチドからなる。この認識された免疫グロブリン遺伝子としては、κ、λ、α、γ、δ、εおよびμの定常領域遺伝子、ならびに無数の免疫グロブリン可変領域遺伝子が挙げられる。本発明による抗体(単数または複数)はまた、抗体フラグメント、すなわち、抗原結合フラグメント、例えば、Fv、FabおよびF(ab’)2、操作された単鎖結合タンパク質(例えば、その全体が参照によって本明細書に援用される、Huston et al.,1988,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,85,5879〜5883,およびBird et al.,Science,1988,242,423〜426)、ならびに二機能的なハイブリッド抗体(例えば、Lanzavecchia et al.,1987,Eur.J.Immunol.17,105)を包含する。[一般には、Hood et al.,1984,Immunology,Benjamin,N.Y.,第2版,Harlow and Lane,Antibodies.A Laboratory Manual.Cold Spring Harbor Laboratory(1988)ならびにHunkapillerおよびHood,1986,Nature,323,15〜16、前述の全ては、本明細書において参照によって援用される]。
例えば、標準的な方法を用いて、本発明のGDF8−VCP融合タンパク質および/またはGDF8ペプチドによって免疫された動物から生成された血清が、直接用いられてもよく、またはIgG画分が、血漿分離交換法または吸着クロマトグラフィーであって、IgG特異的吸着剤、例えば、固定されたプロテインAまたはプロテインGを用いるような標準的な方法を用いて血清から分離されてもよい。あるいは、モノクローナル抗体が、そして必要に応じて、このようなmAbに由来する抗原結合フラグメントまたは組み換え結合タンパク質が調製されてもよい。このようなmAbまたはそのフラグメントは当該分野で公知の方法によって必要に応じてヒト化されてもよい。
本発明のGDF8−VCP融合タンパク質および/またはGDF8ペプチドに選択的に結合するmAbを産生するハイブリドーマは、周知の技術によって生成される。通常は、このプロセスは、不死化細胞株と所望の抗体を生成するBリンパ球との融合を包含する。あるいは、不死の抗体産生細胞株を生成するための非融合技術、例えば、ウイルス誘導性形質転換(virally−induced transformation)[Casali et al.,Science 234:476(1986)]が用いられ得る。不死化細胞株は通常形質転換された哺乳動物細胞、特にげっ歯類、ウシおよびヒト由来の黒色腫細胞である。最も頻繁には、ラットまたはマウスの黒色腫細胞株が、簡便性および利用性の問題として使用される。
抗原を注射された哺乳動物から抗体産生リンパ球を得る技術は周知である。一般には、ヒト由来の細胞を使用する場合、末梢血リンパ球(PBL)が用いられ、または非ヒト哺乳動物供給源由来の脾臓もしくはリンパ節細胞が用いられる。宿主動物は、精製された抗原の反復用量を注射されて(ヒト細胞はインビトロで感作される)、そして動物は、所望の抗体産生細胞を生成させられて、その後にそれらが不死化細胞株との融合のために回収される。融合のための技術はまた、当該分野で周知であって、一般に、ポリエチレングリコールのような融合因子と細胞とを混合する工程を包含する。
ハイブリドーマは、HAT(ヒポキサンチン−アミノプテリン−チミジン)選択のような標準的な手順によって選択される。所望の抗体を分泌するハイブリドーマは、ウエスタンブロッティング、ELISA(酵素結合免疫吸着アッセイ)、RIA(ラジオイムノアッセイ)などのような標準的なイムノアッセイを用いて選択される。抗体は、標準的なタンパク質精製技術を用いて培地から回収される[Tijssen,Practice and Theory of Enzyme Immunoassays(Elsevier,Amsterdam,1985)]。
上記の技術を適用することに手引きを提供するために多くの引用文献が利用可能である[Kohler et al.,Hybridoma Techniques(Cold Spring Harbor Laboratory,New York,1980);Tijssen,Practice and Theory of Enzyme Immunoassays(Elsevier,Amsterdam,1985);Campbell,Monoclonal Antibody Technology(Elsevier,Amsterdam,1984);Hurrell,Monoclonal Hybridoma Antibodies:Techniques and Applications(CRC Press,Boca Raton,FL,1982)].モノクローナル抗体はまた、周知のファージライブラリー系を用いて生成され得る。例えば、Huse,et al.,1989,Science 246:1275;Ward,et al.,1989,Nature,341:544を参照のこと。
このように生成された抗体は、ポリクローナルであろうとまたはモノクローナルであろうと、例えば、イムノアフィニティークロマトグラフィーによりGDF8ペプチドを精製するために周知の方法によって固体支持体に結合された固定型で用いられ得る。
GDF8−VCP融合タンパク質および/またはGDF8ペプチドに結合する抗体も、GDF8エピトープ、例えば、天然のGDF8タンパク質、GDF8−VCP融合タンパク質および/またはGDF8ペプチドを含むタンパク質またはペプチドを検出または定量するためのイムノアッセイの基礎として、標準的な方法によって、用いられても、未標識であっても、標識されてもよい。用いられる特定の標識は、イムノアッセイのタイプに依存する。用いられ得る標識の例としては、限定はしないが、放射性標識、例えば、32P、125I、3Hおよび14C;蛍光標識、例えば、フルオレセインおよびその誘導体、ローダミンおよびその誘導体、ダンシルおよびウンベリフェロン;化学発光因子(chemiluminescers)、例えば、ルシフェリアおよび2,3−ジヒドロフタラジンジオン;および酵素、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、リゾチームおよびグルコース−6−リン酸脱水素酵素が挙げられる。
抗体は、公知の方法によってこのような標識でタグ化されてもよい。例えば、カップリング剤、例えば、アルデヒド、カルボジイミド、ジマレイミド、イミダート、スクシンイミド、ビスジアゾ化ベンザジンなどを用いて、蛍光標識、化学発光標識または酵素標識で抗体をタグ化してもよい。関与する一般的な方法は、当該分野で周知であって、例えば、Immunoassay:A Practical Guide,1987,Chan(編),Academic Press,Inc.,Orlando,FLに記載されている。このようなイムノアッセイは、例えば、レセプターの精製の間に得られた画分に対して行われてもよい。
本発明の抗体はまた、発現クローニング系においてGDF8関連ポリペプチドを発現する特定のcDNAクローンを同定するために用いられ得る。
レセプターのリガンド結合部位に特異的な中和抗体も、GDF8機能をブロックするかまたは下方制御するアンタゴニスト(インヒビター)として用いられ得る。このような中和抗体は、下に提供される実施例によって例証されるように、慣用的な実験を通じて容易に同定され得る。
インビボまたはインビトロにおけるGDF8活性のアンタゴニズムは、完全な抗体分子、または周知の抗原結合フラグメント、例えば、Fab、Fc、F(ab)2およびFvフラグメントを用いて達成され得る。このようなフラグメントの定義は、本明細書の上記に記載されるように、または例えば、Klein,Immunology(John Wiley,New York,1982);Parham,第14章,Weir,編.Immunochemistry,第4版(Blackwell Scientific Publishers,Oxford,1986)に見出され得る。抗体フラグメントの使用および生成も記載されている、例えば:Fabフラグメント[Tijssen,Practice and Theory of Enzyme Immunoassays(Elsevier,Amsterdam,1985)]、Fvフラグメント[Hochman et al.,1973,Biochemistry 12:1130;Sharon et al.,1976,Biochemistry 75:1591;Ehrlich et al.,米国特許第4,355,023号]および抗体の半分子(Auditore−Hargreaves,米国特許第4,470,925号)。公知の抗体重鎖および軽鎖の可変領域配列に基づいて組み換えFvフラグメントを作成するための方法は、例えば、Mooreら(米国特許第4,642,334号)およびPlueckthun,1991,Bio/Technology 9:545にさらに記載されている。あるいは、それらは、標準的な方法によって化学的に合成されてもよい。
本発明はまた、抗原として上記の抗体を用いて生成される、ポリクローナルおよびモノクローナルの両方の、抗イディオタイプ抗体を包含する。これらの抗体はリガンドの構造を模倣し得るので有用である。
ワクチン組成物および投与
好ましい実施形態では、GDF8−VCP融合タンパク質、GDF8−VCP融合タンパク質および/またはそれらに由来するGDF8ペプチドを発現するビリオンは、任意の適切なワクチン組成物に組み込まれる。このようなワクチン組成物は、当該分野で周知であって、そしてこれには例えば、生理学的に適合性の緩衝液および生理食塩水など、ならびに本明細書において下にさらに詳細に記載されるアジュバントが挙げられる。提供されたワクチン組成物は、例えば、抗GDF8抗体の特異的な中和エピトープをスクリーニングおよび同定するための抗血清を惹起するために使用される。
好ましい実施形態では、GDF8−VCP融合タンパク質、GDF8−VCP融合タンパク質および/またはそれらに由来するGDF8ペプチドを発現するビリオンは、任意の適切なワクチン組成物に組み込まれる。このようなワクチン組成物は、当該分野で周知であって、そしてこれには例えば、生理学的に適合性の緩衝液および生理食塩水など、ならびに本明細書において下にさらに詳細に記載されるアジュバントが挙げられる。提供されたワクチン組成物は、例えば、抗GDF8抗体の特異的な中和エピトープをスクリーニングおよび同定するための抗血清を惹起するために使用される。
本明細書において例示されるとおり、配列番号3を含むベクターによって発現される精製された前駆体GDF8タンパク質を、ワクチン組成物中でヤギに注射し、この組成物は、フロイントの完全アジュバント(CFA)に乳化された0.5mgの前駆体GDF8タンパク質を含んだ。このワクチン組成物は好ましくは、ヤギの皮膚の下に皮下(SC)注射された。その後のブースター(追加)免疫が好ましい。これらは、例えば、最初の注射後2〜5週の範囲におよぶ間隔で、同じ量または減少した用量のタンパク質とともに適切なさらなる間隔で投与され得る。
最初の注射の約2週後から開始し、ただし好ましくは、それより長期間、例えば、3〜15週、またはそれ以上後に開始して、免疫した動物から、必要に応じて血清を収集する。次いで、この収集された血清を好ましくは、従来の免疫グロブリン精製手順、例えば、プロテインA−Sepharose、プロテインGアガロース、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析または適切なリガンドでのアフィニティークロマトグラフィーなどによって精製および/または分画する。本明細書において例示されるように、血清のIgG画分は、プロテインGアガロースカラムでさらに分画した。
次いで、抗GDF8抗血清IgG画分は、本明細書において下記の実施例3にさらに詳細に記載されるように、成熟GDF8のペプチドのある範囲のペプチドに対するスクリーニングについて利用可能である。
1つの好ましい実施形態では、このワクチンは、例えば、適切な生理学的な組成物に懸濁された、免疫原としてGDF8−VCP融合タンパク質を発現するインタクトな植物ウイルスを含む。別の好ましい実施形態では、このワクチンは、このビリオンから実質的に単離されたVCPタンパク質を含み、そして必要に応じて、1つ以上の当該分野で公知のアジュバントを含む。さらに好ましい実施形態では、このワクチン組成物は、適切なアジュバントとともに、1つ以上のGDF8ペプチドを含む。なおさらなる実施形態では、このワクチン組成物は、前述の組み合わせを含む。
このワクチン組成物は、免疫応答を惹起するために十分な量の所望の免疫原、例えば、GDF8−VCP融合タンパク質を含む。1用量あたりに投与される量は、動物の量に対して、約1μg/kg〜約1.0g/kgの範囲にわたってもよい。
免疫がポリクローナル抗体または活性化されたリンパ球を(さらなるスクリーニングおよびハイブリダイゼーションのために)惹起することを意図する場合、任意の適切な脊椎動物が容易に使用される。好ましくは、動物とは哺乳動物であり、そしてこれには限定はしないが、げっ歯類、例えば、マウス、ラット、ウサギ、ウマ、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ(porcine)、例えば、ブタ(pigおよびhog)、ヒツジ、例えば、ヤギおよびヒツジ、霊長類、例えば、サル、大型の類人猿およびヒト、などが挙げられる。
「アジュバント(Adjuvants)」とは、特定の抗原に対する免疫応答を非特異的に増大し、これによって、任意の所定のワクチンに必要な抗原の量、および/または目的の抗原に対して適切な免疫応答を生じるのに必要な注射の頻度を減少させる、因子である。動物のワクチン接種に適切なアジュバントとしては、限定はしないが、Adjuvant 65(ピーナツ油、マンニドモノオレエート(mannide monooleate)およびモノステアリン酸アルミニウムを含む);フロイントの完全または不完全アジュバント;鉱物ゲル、例えば、水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウムおよびミョウバン;サーファクタント、例えば、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、リゾレシチン、ジメチルヂオクタデシル臭化アンモニウム、N,N−ジオクタデシル−N’,N’−ビス(2−ヒドロキシメチル)プロパンジアミン、メトキシヘキサデシルグリセロールおよびプルロニックポリオール(pluronic polyols);ポリアニオン、例えば、ピラン、硫酸デキストラン、ポリIC、ポリアルコール酸およびカルボポール;ペプチド、例えば、ムラミルジペプチド、ジメチルグリシンおよびタフトシン;ならびに油状エマルジョンが挙げられる。このタンパク質またはペプチドはまた、リポソームまたは他のマイクロキャリアへの組み込み後に投与され得る。イムノアッセイのアジュバントおよび種々の局面に関与する情報は、例えば、本明細書において参照によって援用される、P.Tijssenによるシリーズ,Practice and Theory of Enzyme Immunoassays,第3版,1987,Elsevier,New Yorkに開示される。
本発明のGDF8−VCP融合タンパク質、そのフラグメント、またはGDF8−VCPタンパク質もしくはフラグメントを発現するウイルス粒子がインビボで投与される場合、それらは代表的には、薬学的に受容可能なキャリアまたは賦形剤を含む薬学的組成物として与えられる。このようなキャリアは、身体への所望の化合物の送達のために適切な任意の適合性の非毒性の物質であってもよい。滅菌水、アルコール、脂肪、ワックスおよび不活性な固体が、キャリアに含まれてもよい。薬学的に受容可能な緩衝化剤、分散剤なども薬学的組成物中に組み込まれてもよい。さらに、融合タンパク質またはフラグメントが、免疫応答(防御的またはその他)を誘導するために用いられる場合、この処方物は、より強力な所望の免疫応答を刺激するために1つ以上の免疫学的アジュバントを含んでもよい。
ヒトを含む動物に対して組成物を与える場合、任意の多数の投与経路が用いられ得る。標準的な投与経路としては、例えば、静脈内、筋肉内、皮下、皮内、腹腔内および/または口腔が挙げられる。魚類の種のためには、ワクチン組成物または免疫原性組成物を投与する方法としては、前述に加えて、抗原性濃度のペプチドを含む水へこの魚を浸すこと、魚を水から短時間出している間に抗原性濃度のペプチドをこの魚に噴霧することなどが挙げられる。当業者は、このワクチン組成物が好ましくは各々のタイプのレシピエント動物および投与経路に適切に処方されることを理解する。非経口投与のための組成物は、受容可能なキャリア、好ましくは水性キャリア、例えば、水、緩衝化水、0,4%生理食塩水、緩衝化生理食塩水、0.3%グリセリンなどに溶解された融合タンパク質(または誘導体)の溶液またはそのカクテルを含む。これらの溶液は、無菌であって、一般には粒子性の物質を含まない。これらの組成物は、従来の滅菌技術によって滅菌され得る。組成物は、適切な生理学的状態に必要な薬学的に受容可能な補助物質、例えば、pH調節剤および緩衝化剤、毒性調節剤など、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウムなどを含んでもよい。
これらの処方物におけるGDF8ペプチドおよび/またはGDF8−VCP融合タンパク質(またはその一部)の濃度は、特定のアミノ酸配列および所望の生物学的活性に依存して広範に、例えば、約0.5%未満、通常は少なくとも約1%から15または20重量%程度の大きさまで変化し得、そして選択された特定の投与の様式およびレシピエントの条件に従って、主に液体の容積、粘度などに基づいて選択される。
非経口的に投与可能な組成物および被験体への投与に必要な調節物を調製するための正確な方法は、公知であるかまたは当業者に明白であって、例えば、本明細書において参照によって援用される、Remington’s Pharmaceutical Science,現行版,Mack Publishing Company,Easton,Pa.にさらに詳細に記載される。
GDF8結合エピトープの同定
適切な抗GDF8モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体を、GDF8タンパク質に対して抗体が選択的に結合するのに十分な時間、このタンパク質と接触させた。その後に、GDF8バイオアッセイによって、この抗体が、GDF8タンパク質活性の実質的に全てを中和したことが確認された。任意のGDF8バイオアッセイが、この目的のために使用され得るが、実施例3によって本明細書の下に例示されるとおり、Thiesら,2001,(Growth Factors 18,251)によるインビトロの転写活性アッセイが好ましい。
適切な抗GDF8モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体を、GDF8タンパク質に対して抗体が選択的に結合するのに十分な時間、このタンパク質と接触させた。その後に、GDF8バイオアッセイによって、この抗体が、GDF8タンパク質活性の実質的に全てを中和したことが確認された。任意のGDF8バイオアッセイが、この目的のために使用され得るが、実施例3によって本明細書の下に例示されるとおり、Thiesら,2001,(Growth Factors 18,251)によるインビトロの転写活性アッセイが好ましい。
一般には、本発明による抗原または結合エピトープとして有用なGDF8ペプチドは、GDF8(配列番号1)のほぼ残基312〜ほぼ残基361を含む。詳細には、本発明によるペプチドとしては、GDF8(配列番号1)の残基約320〜残基約350を含む。このペプチドは好ましくは、GDF8(配列番号1)の約残基321〜約残基346を含む。
当業者は、本発明のGDF8ペプチドは、ポリペプチドが本明細書において下に例示されるようなラットモノクローナル抗体MAB788に特異的に結合する条件下で、任意の位置で少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を含むように容易に改変され得ることを理解する。このような保存的置換としては、例えば、残基328、329および335ならびにその組み合わせでのバリエーションを挙げることが可能で、ここでアミノ酸残基328は、His、Leu、AsnまたはValであり;アミノ酸残基329は、LysまたはLeuであり;そしてアミノ酸残基335は、SerまたはProまたはThrである。前駆体GDF8残基328、329および335は、図2に図示されるように、種にまたがってGDF8タンパク質配列内で変化するが、それにもかかわらず、成熟GDF8は機能を保持する。
図1は、GDF8活性領域(成熟タンパク質を形成する)のマップを、その前駆体タンパク質の状況において図示する。GDF8活性領域のマップ上に重ね合わせたのは、7つの重複するペプチドの位置である。これらの重複するペプチドは、GDF8の抗体結合エピトープ(単数または複数)を同定するための標的を提供するように設計された。DJ5と表示されたペプチドは、例示されたヤギ抗GDF8抗血清のIgG画分内でスクリーニングすることによって、例示された抗血清についてのGDF8の唯一の有意な結合エピトープとして同定された。このペプチドは、前駆体GDF8(配列番号1)の残基321〜残基346に相当する配列(配列番号8)を有する。
処置されるか、および/または免疫されるべき動物
GDF8中和抗体を惹起する首尾よい免疫の結果は、免疫された動物におけるGDF8機能の下方制御である。1つの好ましい実施形態では、動物は、「食物生産(food−producing)」動物であって、能動免疫または受動免疫の結果は、免疫されていない動物に対する、動物の体重、特に筋肉量の増加である。受動免疫は、中和抗GDF8抗体および/またはその抗体フラグメントを用いて動物を処置することによって、例えば、行われ得る。
GDF8中和抗体を惹起する首尾よい免疫の結果は、免疫された動物におけるGDF8機能の下方制御である。1つの好ましい実施形態では、動物は、「食物生産(food−producing)」動物であって、能動免疫または受動免疫の結果は、免疫されていない動物に対する、動物の体重、特に筋肉量の増加である。受動免疫は、中和抗GDF8抗体および/またはその抗体フラグメントを用いて動物を処置することによって、例えば、行われ得る。
別の好ましい実施形態では、動物は、ヒトまたは他の動物、例えば、ペットまたはコンパニオン・アニマルであって、GDF機能は、能動免疫または受動免疫によって下方制御される。この選択的な別の実施形態では、GDF8下方制御の目的は、例えば、筋肉の消耗状態を相殺するために、食物目的のために飼育されているのではない動物において研究目的のために、および/または医学的または獣医学的処置を提供することである。選択的な別の好ましい実施形態では、獣医目的のために処置される動物としては、例えば、上で列挙されたような、ただし詳細にはヒトを除く、このような処置が有益である全ての動物が挙げられる。
動物は好ましくは脊椎動物であり、そしてより好ましくは、哺乳動物、トリまたは魚である。食用動物の定義は、異なる文化の人の間では変化することが理解されるべきである。さらに、ヒトの消費に通常使用されない食用動物は、例えば、米国では、他の動物、例えば、ペット、外来のペット、コンパニオン・アニマルおよび/または研究用動物に給餌するための食用動物として使用され得る。従って、以下のリストは、限定する意図ではなく、単なる例として提供される。
1つの特定の実施形態では、動物被験体は哺乳動物である。他の哺乳動物被験体としては非ヒト霊長類(例えば、サル)、ウシ(例えば、肉牛または乳牛)、ブタ(porcine)(例えば、雄豚(hog)または豚(pig))、ヒツジ(ovine)(例えば、ヤギ(山羊)または羊(sheep))、ウマ(equine)(例えば、馬(horse))、イヌ(canine)(例えば、犬)、ネコ(例えば、家ネコ)、ラクダ、シカ、アンテロープ、ウサギおよびげっ歯類(例えば、モルモット、リス、ラット、マウス、スナネズミおよびハムスター)が挙げられる。トリとしては、Anatidae(ガンカモ科)(白鳥、カモおよびガチョウ)、Columbidae(ハト科)(例えば、ハト(dove)およびハト(pigeon))、Phasianidae(キジ科)(例えば、ヤマウズラ、ライチョウおよびシチメンチョウ)、Thesienidae(例えば、家禽)、Psittacines(例えば、インコ、コンゴウインコおよびオウム)、狩猟鳥および、走鳥類(例えば、ダチョウ)が挙げられる。
鳥類は、商業的または非商業的いずれかの鳥類飼育に関連し得る。これらとしては、例えば、Anatidae(ガンカモ科)、例えば、ガチョウおよびカモ、Columbidae(ハト科)、例えば、ドバトを含む、ハト(dove)およびハト(pigeon)、Phasianidae(キジ科)、例えば、ヤマウズラ、ライチョウおよびシチメンチョウ、Thesienidae、例えば、家禽が挙げられる。
他の食用動物としては、例えば、有袋類(例えば、カンガルー)、爬虫類(例えば、養殖カメ)および他の経済的に重要な家畜が挙げられ、このために本発明の方法は、体重を増強すること、および/または筋肉増殖を促進することに安全かつ有効である。
本発明の目的のためには、「魚の(piscine)」または「魚(fish)」という用語は、限定はしないが、Teleosti群の魚、すなわち、硬骨魚を包含することが理解される。Salmoniformes(サケ目)(Salmonidae(サケ科)を含む)およびPerciformes(スズキ目)(Centrarchidae(クロマス科)を含む)の両方とも、Teleosti分類内に含まれる。
可能性のある魚のレシピエントの例としては、サケ科(Salmonidae family)、ハタ科(Serranidae family)、タイ科(Sparidae family)、カワスズメ科(Cichlidae family)、クロマス科(Centrarchidae family)、三本線のイサキ(three−Line Grunt)(Parapristipoma trilineatum)、および青い眼のプレコストムス(Blue−Eyed Plecostomus)(Plecostomus spp)が挙げられる。
このようなワクチン接種または抗体を投与される鳥類は、商業的または非商業的いずれかの鳥類飼育に関連し得る。これらとしては、例えば、Anatidae(ガンカモ科)、例えば、ハクチョウ、ガチョウおよびカモ、Columbidae(ハト科)、例えば、ハト(dove)およびハト(pigeon)、例えば、ドバト、Phasianidae(キジ科)、例えば、ヤマウズラ、ライチョウおよびシチメンチョウ、Thesienidae、例えば、家禽、オウム科(Psittacines)、例えば、インコ、コンゴウインコおよびオウム、例えば、ペットまたはコレクターの市場のために飼育されるものが挙げられる。
別の好ましい実施形態では、任意の上述の動物(好ましくは非ヒト)が、本発明のペプチドに特異的に結合する抗GDF8抗体を得るために免疫され、そしてその惹起された抗体は、このようなGDF8下方制御に応答性の任意の獣医または医学の目的のためにGDF8の下方制御を、例えば、提供するために、アッセイにおいて、および/または獣医もしくはヒトの医薬における使用のために回収される。
本発明は、本発明の例示として提供される、以下の非限定的な実施例を参照することによってさらによく理解され得る。以下の実施例は、本発明の実施形態をさらに詳細に例示するために提示されるものであって、本発明の広範な範囲を限定するとは決して解釈されるべきではない。
実施例1
材料および方法
A.前駆体GDF8(GDF8プロホルモン)の発現および精製
前駆体GDF8またはプロホルモンの天然のDNA配列(配列番号2)は、哺乳動物およびウイルス発現系における発現のために最適化された。ウイルス宿主のシャットオフ(遮断)機構の負の影響を回避するために、DNA配列は、できるだけ哺乳動物の核酸配列から相違するように設計した。これを達成するために、GDF8プロホルモンのアミノ酸配列は、酵母の好ましいコドンを用いて逆翻訳させた。得られた配列をコドンについて調査して、これはヒトGDF8核酸配列に対してその相同性を保持していた。可能性のあるこれらのコドンを、同じアミノ酸をコードする次に最も好ましい酵母コドンで置換した。得られた核酸分子(配列番号3)は、適切な発現ベクターへの組み込みのために商業的に合成した。
材料および方法
A.前駆体GDF8(GDF8プロホルモン)の発現および精製
前駆体GDF8またはプロホルモンの天然のDNA配列(配列番号2)は、哺乳動物およびウイルス発現系における発現のために最適化された。ウイルス宿主のシャットオフ(遮断)機構の負の影響を回避するために、DNA配列は、できるだけ哺乳動物の核酸配列から相違するように設計した。これを達成するために、GDF8プロホルモンのアミノ酸配列は、酵母の好ましいコドンを用いて逆翻訳させた。得られた配列をコドンについて調査して、これはヒトGDF8核酸配列に対してその相同性を保持していた。可能性のあるこれらのコドンを、同じアミノ酸をコードする次に最も好ましい酵母コドンで置換した。得られた核酸分子(配列番号3)は、適切な発現ベクターへの組み込みのために商業的に合成した。
Flp−ln(商標)CHO発現系(Invitrogen,Carlsbad,California)を用いて、最適化されたGDF8プロホルモンを発現した。要するに、C末端FLAG(登録商標)−(Sigma−Aldrich Corp.,St.Louis,MO)エピトープ融合物を含むGDF8プロホルモン構築物は、プラスミドpCMVtag4B(Stratagene,San Diego,CA.)へ、改変GDF8プロホルモンをコードする遺伝子を挿入することによって構築した。FLAG(登録商標)融合タグによって、抗−FLAG(R)ゲルカラム上のFLAG(登録商標)融合タンパク質の分離を容易になる。次いで、改変GDF8プロホルモン−FLAG(登録商標)遺伝子を含むPCR DNAフラグメントをプラスミド発現ベクターpcDNA5/FRT(Invitrogen,Carlsbad,California)中にクローニングした。GDF8プロホルモン−FLAG(登録商標)融合タンパク質を発現するFlp−ln(商標)CHO細胞株の生成は、GDF8−FLAG(登録商標)遺伝子およびFlpリコンビナーゼ発現プラスミドPOG44を含むFlp−ln(商標)発現ベクターを用いるFlp−ln(商標)CHO細胞株の同時トランスフェクションによって達成された。Flpリコンビナーゼは、部位特異的なDNAリコンビナーゼによる、組み込まれたFRT部位でのゲノムへのFlp−ln発現カセットの挿入を媒介する。FLAG(登録商標)エピトープを含むGDFプロホルモンを発現しかつ分泌する安定な細胞株を、ハイグロマイシンB選択を用いて得た。
FLAG(登録商標)タグを含むGDF8プロホルモンを発現する安定なCHO細胞株を、標準的な技術を用いて無血清培地中の懸濁培地に適合させた。分泌されたGDF8プロホルモンを含む順化培地は、WAVEバイオリアクターシステム(WAVE Biotech LLC,Bridgewater,NJ)を用いて生成した。FLAG(登録商標)タグ化GDF8プロホルモンの精製は、抗−FLAG(登録商標)M2アフィニティーゲル(Sigma−Aldrich Corp.,St.Louis,MO)を用いてアフィニティークロマトグラフィーによって達成した。
B.DJ5特異的な抗体精製
DJ5(配列番号8;下の表2を参照のこと)特異的な抗体画分は、アフィニティーカラムクロマトグラフィーによって精製された。アフィニティーカラムは、0.8gの臭化シアン−活性化Sepharose 4B(Sigma Genosys,Woodlands,TX)に対して10mgのDJ5合成ペプチドをカップリングすることによって調製された。このカラムは、PBSを用いて洗浄して平衡化した。約11mlのヤギIgG画分(10mg/ml)を、アフィニティーカラムに加えて、25mlのPBSで洗浄した。1.0mlの画分を収集して、280nmでの吸光度をモニターした。結合した物質を約10mlの0.2Mグリシン(pH 1.85)で溶出した。1.0mlの画分を収集して、0.25mlの0.5Mのリン酸ナトリウム、0.75MのNaCl,pH7.4で中和した。未結合の画分1〜10および結合した画分25〜35の約25μlのアリコートを、DJ5ペプチドに対するELISA反応性についてアッセイした。未結合の画分は、DJ5反応性について陰性であることが見出された。結合された画分は、DJ5ペプチドに対する反応性の強力なピークを示した。未結合の画分1〜11および結合した画分26〜34をプールした。プールしたサンプルを濃縮して、それらの緩衝液を、下に示されるようにリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)で交換した。サンプルの濃度は、OD280法(CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY,2.7.3,John Wiley & Sons,Inc.)によって確認した。未結合のサンプルを、10mg/mlに調節して、結合したサンプルを、引き続く使用のために1mg/mlに調節した。
DJ5(配列番号8;下の表2を参照のこと)特異的な抗体画分は、アフィニティーカラムクロマトグラフィーによって精製された。アフィニティーカラムは、0.8gの臭化シアン−活性化Sepharose 4B(Sigma Genosys,Woodlands,TX)に対して10mgのDJ5合成ペプチドをカップリングすることによって調製された。このカラムは、PBSを用いて洗浄して平衡化した。約11mlのヤギIgG画分(10mg/ml)を、アフィニティーカラムに加えて、25mlのPBSで洗浄した。1.0mlの画分を収集して、280nmでの吸光度をモニターした。結合した物質を約10mlの0.2Mグリシン(pH 1.85)で溶出した。1.0mlの画分を収集して、0.25mlの0.5Mのリン酸ナトリウム、0.75MのNaCl,pH7.4で中和した。未結合の画分1〜10および結合した画分25〜35の約25μlのアリコートを、DJ5ペプチドに対するELISA反応性についてアッセイした。未結合の画分は、DJ5反応性について陰性であることが見出された。結合された画分は、DJ5ペプチドに対する反応性の強力なピークを示した。未結合の画分1〜11および結合した画分26〜34をプールした。プールしたサンプルを濃縮して、それらの緩衝液を、下に示されるようにリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)で交換した。サンプルの濃度は、OD280法(CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY,2.7.3,John Wiley & Sons,Inc.)によって確認した。未結合のサンプルを、10mg/mlに調節して、結合したサンプルを、引き続く使用のために1mg/mlに調節した。
実施例2
ヤギ抗GDF8ポリクローナルIgG血清
ヤギ抗前駆体GDF8のIgGは、以下の方法によって、免疫されたヤギから得た:
A.ヤギの免疫
ザーネン(Saanen)(乳用)ヤギ(約2歳齢の雄)を、以下のように、精製された組み換えGDF8プロホルモン(上の実施例1によって記載されるように得られた)を用いて免疫した。0.5mgのタンパク質を、フロイントの完全アジュバント(CFA)に乳化して、ヤギの皮膚下に皮下(SC)注射した。3週、6週および10週でSC投与した、その後の追加免疫は、フロイントの不完全アジュバント(IFA)中に乳化された0.3mgのタンパク質を含んだ。注射器と針を用いて頸静脈から血液を、収集して、真空のボトルおよび配管で採取した。血液を抗凝血剤を含むボトル中に収集して、20分間2500RPMで遠心分離して赤血球を除去した。血漿を再硬化して、血清を生成した。初回免疫の15週後に収集した血清サンプルを、さらなる分析に用いた。
ヤギ抗GDF8ポリクローナルIgG血清
ヤギ抗前駆体GDF8のIgGは、以下の方法によって、免疫されたヤギから得た:
A.ヤギの免疫
ザーネン(Saanen)(乳用)ヤギ(約2歳齢の雄)を、以下のように、精製された組み換えGDF8プロホルモン(上の実施例1によって記載されるように得られた)を用いて免疫した。0.5mgのタンパク質を、フロイントの完全アジュバント(CFA)に乳化して、ヤギの皮膚下に皮下(SC)注射した。3週、6週および10週でSC投与した、その後の追加免疫は、フロイントの不完全アジュバント(IFA)中に乳化された0.3mgのタンパク質を含んだ。注射器と針を用いて頸静脈から血液を、収集して、真空のボトルおよび配管で採取した。血液を抗凝血剤を含むボトル中に収集して、20分間2500RPMで遠心分離して赤血球を除去した。血漿を再硬化して、血清を生成した。初回免疫の15週後に収集した血清サンプルを、さらなる分析に用いた。
B.ヤギポリクローナルIgGの収集および精製
血清を、15週後にヤギから収集して、IgG画分を以下のようにこの血清から精製した。ヤギ血清のIgG画分は、製造業者のプロトコールに従って、プロテインGアガロースカラム(Kirkegaard and Perry Laboratories,Inc.,Gaithersburg,MD)で精製した。溶出された画分をプールして、濃縮し、そして緩衝液を、Centriprep遠心分離Filters(Centriprep YM− 10,Millipore Corporation,Billerica,MA)を利用してリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を用いて交換した。サンプル濃度は、OD280方法によって確認した。
血清を、15週後にヤギから収集して、IgG画分を以下のようにこの血清から精製した。ヤギ血清のIgG画分は、製造業者のプロトコールに従って、プロテインGアガロースカラム(Kirkegaard and Perry Laboratories,Inc.,Gaithersburg,MD)で精製した。溶出された画分をプールして、濃縮し、そして緩衝液を、Centriprep遠心分離Filters(Centriprep YM− 10,Millipore Corporation,Billerica,MA)を利用してリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を用いて交換した。サンプル濃度は、OD280方法によって確認した。
実施例3
ヤギ抗血清の特徴付け
上記の実施例2によって提供されるヤギ抗血清は、PGAと命名される。PGA IgG画分は、GDF8プロホルモン分子上の種々のエピトープに対する抗体を含むと予想される。PGA抗血清は、以下のように、インビトロの活性化アッセイによって特徴付けた。GDF8の生体中和を定量的に測定するために用いたインビトロの転写活性アッセイは、本質的に、Thiesら(Growth Factors 18,251(2001))のアッセイである。96ウェルの組織培養処理照度計ViewPlate(商標)アッセイプレート(PerkinElmer Life and Analytical Sciences,Inc.,Boston,MA)に、1.0×105細胞/ウェルのA204 Rhabdomyosarcoma細胞(ATCC HTB−82)を播種して、37℃,5%CO2、加湿チャンバ中でインキュベートした。完全A204培養培地は、McCoyの5A培地、10%ウシ胎仔血清、2%L−グルタミンおよび1%Penn/Strepからなる。80%コンフルエンシーより大きく達する際に、細胞を、FUGENEトランスフェクション試薬(Roche Diagnostics Corporation,Indianapolis,IN)の製造業者によって推奨されるプロトコールを用いてプラスミドpDPC4−ルシフェラーゼおよびHCMV IE−lacZの混合物で一過性にトランスフェクトして、37℃,5%CO2、加湿チャンバ中で16時間インキュベートした。プラスミドpDPC4−ルシフェラーゼは、ヒトプラスミノーゲンアクチベータインヒビター(PAI−1)由来のCAGAボックスの4つのコピーを含み、これによって、異種プロモーターレポーター構築物にGDF8反応性が付与される。
ヤギ抗血清の特徴付け
上記の実施例2によって提供されるヤギ抗血清は、PGAと命名される。PGA IgG画分は、GDF8プロホルモン分子上の種々のエピトープに対する抗体を含むと予想される。PGA抗血清は、以下のように、インビトロの活性化アッセイによって特徴付けた。GDF8の生体中和を定量的に測定するために用いたインビトロの転写活性アッセイは、本質的に、Thiesら(Growth Factors 18,251(2001))のアッセイである。96ウェルの組織培養処理照度計ViewPlate(商標)アッセイプレート(PerkinElmer Life and Analytical Sciences,Inc.,Boston,MA)に、1.0×105細胞/ウェルのA204 Rhabdomyosarcoma細胞(ATCC HTB−82)を播種して、37℃,5%CO2、加湿チャンバ中でインキュベートした。完全A204培養培地は、McCoyの5A培地、10%ウシ胎仔血清、2%L−グルタミンおよび1%Penn/Strepからなる。80%コンフルエンシーより大きく達する際に、細胞を、FUGENEトランスフェクション試薬(Roche Diagnostics Corporation,Indianapolis,IN)の製造業者によって推奨されるプロトコールを用いてプラスミドpDPC4−ルシフェラーゼおよびHCMV IE−lacZの混合物で一過性にトランスフェクトして、37℃,5%CO2、加湿チャンバ中で16時間インキュベートした。プラスミドpDPC4−ルシフェラーゼは、ヒトプラスミノーゲンアクチベータインヒビター(PAI−1)由来のCAGAボックスの4つのコピーを含み、これによって、異種プロモーターレポーター構築物にGDF8反応性が付与される。
プラスミドHCMV IE−lacZは、構成的ヒトサイトメガロウイルス最初期プロモーターの制御下にβガラクトシダーゼ遺伝子を含む。この遺伝子は、トランスフェクション効率を中和するためにコントロールとして添加される。次いで、細胞を1ウェルあたり100ngのGDF8タンパク質(R&D Systems Inc.,Minneapolis,MN)で処理して、さらに16時間、37℃、5%CO2、加湿チャンバ中でインキュベートした。Dual−Light Luciferase Assay(Tropix,Applied Biosystems,Foster City,CA)を用いて、この処理した細胞中でルシフェラーゼおよびβガラクトシダーゼを定量した。
各々のサンプルは、二連(2ウェル)で行った。各々のウェルについてのシグナルは、ルシフェラーゼシグナルをβガラクトシダーゼシグナルで割って100倍したものとして算出した。サンプルのシグナルは、2つのウェルの平均として算出した。
抗体サンプルの生体中和活性を試験するために、種々の濃度の精製されたIgG画分を、細胞の処理前にGDF8タンパク質と(4℃で約16時間)インキュベートした。阻害パーセントは、100−(100×サンプルシグナル)/(GDF8単独でのシグナル−GDF添加なしのシグナル)として算出した。インビトロの転写活性化アッセイの結果は、下の表1にまとめる。
実施例4
ヤギポリクローナル抗体は、GDF8タンパク質の特異的な中和エピトープを規定する
免疫応答を中和する特異性を決定するために、PGA IgG画分を、活性なGDF8タンパク質のコード領域全体にまたがる1セットの7つの重複するペプチド(DJ1〜7、表2および図1を参照のこと)とのその反応性についてアッセイした。各々の個々のペプチドに対するヤギPGA IgGの反応性は、酵素結合免疫吸着アッセイ(Enzyme−Linked Immunosorbent Assay)(ELISA)によって決定した。GDF8ペプチドのELISAは本質的に、Protein Detector(商標)ELISA Kit HRP,ABTS System(Kirkegaard and Perry Laboratories,Inc.,Gaithersburg,MD)に記載のように行った。以下の改変をこのアッセイで用いた。合成ペプチドDJ1〜7(下の表2を参照のこと)は、ProSci,Inc.(Poway,CA)により本発明者らの指示のもとでカスタム合成した。プレートは、合成ペプチドを1ウェルあたり500ngで用いてコーティングして、1ウェルあたり250ngでGDF8プロホルモンを精製した。一次抗体は、種々のサンプル由来のIgG画分であった。二次抗体は、1:2000の希釈で用いた。ヤギ一次抗体サンプルについて、二次抗体は、ヤギIgGに対するウサギペルオキシダーゼ標識抗体であった。ラット一次抗体サンプルについては、二次抗体は、ラットIgGに対するヤギペルオキシダーゼ標識抗体であった。OD450nmは、ELISAプレートリーダーを用いて15分間読み取った。ELISA反応性は、1分あたりのOD405の1000倍として算出した。
ヤギポリクローナル抗体は、GDF8タンパク質の特異的な中和エピトープを規定する
免疫応答を中和する特異性を決定するために、PGA IgG画分を、活性なGDF8タンパク質のコード領域全体にまたがる1セットの7つの重複するペプチド(DJ1〜7、表2および図1を参照のこと)とのその反応性についてアッセイした。各々の個々のペプチドに対するヤギPGA IgGの反応性は、酵素結合免疫吸着アッセイ(Enzyme−Linked Immunosorbent Assay)(ELISA)によって決定した。GDF8ペプチドのELISAは本質的に、Protein Detector(商標)ELISA Kit HRP,ABTS System(Kirkegaard and Perry Laboratories,Inc.,Gaithersburg,MD)に記載のように行った。以下の改変をこのアッセイで用いた。合成ペプチドDJ1〜7(下の表2を参照のこと)は、ProSci,Inc.(Poway,CA)により本発明者らの指示のもとでカスタム合成した。プレートは、合成ペプチドを1ウェルあたり500ngで用いてコーティングして、1ウェルあたり250ngでGDF8プロホルモンを精製した。一次抗体は、種々のサンプル由来のIgG画分であった。二次抗体は、1:2000の希釈で用いた。ヤギ一次抗体サンプルについて、二次抗体は、ヤギIgGに対するウサギペルオキシダーゼ標識抗体であった。ラット一次抗体サンプルについては、二次抗体は、ラットIgGに対するヤギペルオキシダーゼ標識抗体であった。OD450nmは、ELISAプレートリーダーを用いて15分間読み取った。ELISA反応性は、1分あたりのOD405の1000倍として算出した。
下の表4の結果によって、GDF8中和能力のほとんどがDJ5ペプチドに対して特異的に結合する抗体とともに存在するということが示される。これによって、DJ5ペプチドがGDF8タンパク質の中和能力を規定するということが明らかに実証される。
実施例5
ラットmAB788を中和するGDF8は、GDF8タンパク質の特異的な中和エピトープを規定する
ラットモノクローナル抗体MAB788は、マウスGDF8の生物活性を中和することが報告されている(R&D Systems Inc.,カタログ番号MAB788,Minneapolis,MN)。この結果を確認するために、本発明者らは、GDF8タンパク質に対する中和活性についてモノクローナル抗体をアッセイした。この抗体は、上記の実施例3によって記載されるように特徴付けられた。このアッセイの結果は、下のとおり、表5にまとめられる。
ラットmAB788を中和するGDF8は、GDF8タンパク質の特異的な中和エピトープを規定する
ラットモノクローナル抗体MAB788は、マウスGDF8の生物活性を中和することが報告されている(R&D Systems Inc.,カタログ番号MAB788,Minneapolis,MN)。この結果を確認するために、本発明者らは、GDF8タンパク質に対する中和活性についてモノクローナル抗体をアッセイした。この抗体は、上記の実施例3によって記載されるように特徴付けられた。このアッセイの結果は、下のとおり、表5にまとめられる。
実施例6
オリゴヌクレオチドアニーリングを通じてコートタンパク質へのエピトープを挿入するためのベクターの構築
TMVコートタンパク質の種々の位置への種々のエピトープのクローニングは、5つの異なるアクセプターベクターを作製することによって簡易にされた(図5)。表7は、それらの特性とともにこれらのベクターを列挙する。これらのベクターは、TMVのU1またはU5株についてのコートタンパク質オープンリーディングフレーム(ORF)の適切な位置に位置されたNcoI(5’)およびNgoMIV(3’)制限部位を含む。TMV U1株については、制限部位の対は、N末端ループ、アミノ酸155と156の間(GPAT)およびC末端に位置していたが、U5株については、これは、アミノ酸155と156との間にのみ位置した(TPAT)。それぞれ「CATG」および「CCGG」という5’および3’のオーバーハングを有する、ペプチドをコードするオリゴヌクレオチドの任意の対は、これらのアクセプターベクターへ容易にクローニングされ得る。これらの3つのベクターの構築物pLSB2268、pLSB2269およびpLSB2109は、Palmerら(2004年4月;国際特許公開番号WO 2004/032622A2)によって記載される。残りの2つのベクターの構築物pLSB2110およびpLSB1806は下に記載される。
オリゴヌクレオチドアニーリングを通じてコートタンパク質へのエピトープを挿入するためのベクターの構築
TMVコートタンパク質の種々の位置への種々のエピトープのクローニングは、5つの異なるアクセプターベクターを作製することによって簡易にされた(図5)。表7は、それらの特性とともにこれらのベクターを列挙する。これらのベクターは、TMVのU1またはU5株についてのコートタンパク質オープンリーディングフレーム(ORF)の適切な位置に位置されたNcoI(5’)およびNgoMIV(3’)制限部位を含む。TMV U1株については、制限部位の対は、N末端ループ、アミノ酸155と156の間(GPAT)およびC末端に位置していたが、U5株については、これは、アミノ酸155と156との間にのみ位置した(TPAT)。それぞれ「CATG」および「CCGG」という5’および3’のオーバーハングを有する、ペプチドをコードするオリゴヌクレオチドの任意の対は、これらのアクセプターベクターへ容易にクローニングされ得る。これらの3つのベクターの構築物pLSB2268、pLSB2269およびpLSB2109は、Palmerら(2004年4月;国際特許公開番号WO 2004/032622A2)によって記載される。残りの2つのベクターの構築物pLSB2110およびpLSB1806は下に記載される。
「――――」この破線は、それぞれのアクセプターベクターに挿入される、目的のGDF8ペプチドドメイン、例えば、DJ5を示す。さらなる天然でない配列は、挿入部位で生成されたアミノ酸に起因する。
pLSB2110を生成するために、DNAの0.8キロベース(kb)のフラグメントを、pBTI2150(Pogueら、2004;米国特許番号US 6,730,306号B1)の誘導体であるプラスミドpLSB2108から増幅したが、以下のプライマーを用いて、AflIII制限部位は除去した:
pLSB1806を生成するためには、重複するPCRを使用した。0.5kbおよび0.3kbのサイズの2つのDNAフラグメントは、テンプレートとしてプラスミドBSG1057を用いて増幅した(Fitzmauriceら、米国特許第号US6,656,726B1)。この0.5kbのフラグメントは、オリゴヌクレオチド
実施例7
20のアミノ酸DJ5ペプチドを提示するコートタンパク質融合物の構築
最初の5つのDJ5タンパク質融合構築物は、表8にまとめる。これらの構築物のうち4つは、TMVのU1株を使用した。20アミノ酸DJ5ペプチド(VHQANPRGSAGPCCTPTKMS;配列番号8)は、コートタンパク質の表面露出されたN末端およびC末端上に、そしてアミノ酸65(Asp)および66(Ser)の付随する欠失を伴う、アミノ酸64(Pro)と67(Asp)との間の表面露出された「60s」ループ内で融合された。最終のU1株融合物において、エピトープは、コートタンパク質のC末端の4アミノ酸に対して内部に位置した(GPAT位置)。1つのU5株コートタンパク質融合物について、エピトープがまた、C末端の4つのアミノ酸に対して内部に位置した(TPAT位置)。
20のアミノ酸DJ5ペプチドを提示するコートタンパク質融合物の構築
最初の5つのDJ5タンパク質融合構築物は、表8にまとめる。これらの構築物のうち4つは、TMVのU1株を使用した。20アミノ酸DJ5ペプチド(VHQANPRGSAGPCCTPTKMS;配列番号8)は、コートタンパク質の表面露出されたN末端およびC末端上に、そしてアミノ酸65(Asp)および66(Ser)の付随する欠失を伴う、アミノ酸64(Pro)と67(Asp)との間の表面露出された「60s」ループ内で融合された。最終のU1株融合物において、エピトープは、コートタンパク質のC末端の4アミノ酸に対して内部に位置した(GPAT位置)。1つのU5株コートタンパク質融合物について、エピトープがまた、C末端の4つのアミノ酸に対して内部に位置した(TPAT位置)。
フォワードおよびリバースオリゴヌクレオチドをアニーリングするために、各々のオリゴヌクレオチドの100ピコモルを10×PCR緩衝液(Promega)中で合わせて、水で最終容積20μLに調節した。このオリゴヌクレオチド混合物を、3分間95℃まで加熱して、引き続き1秒あたり0.1℃の速度で徐々に30℃まで冷却した。この反応物を30℃で保持して、80μLの水を各々のチューブに添加した。各々のライゲーション反応のために、1μLのアニーリングされたオリゴヌクレオチド混合物(各々のオリゴヌクレオチドの1ピコモルを含有)を使用して、目的の40ngのプラスミドまたはベクター(NcoIおよびNgoMIV制限酵素(両方ともNew England Biolabs)で切断)と、5μLの2×Quickライゲーション緩衝液(New England biolabs)および0.5μLのQuick Ligase(New England biolabs)と一緒に合わせた。このライゲーション反応容積は、10μLに調節して、室温で5分のインキュベーションの後に、2μLの反応物を1.5mLの微量遠心管に移して、氷上で冷却した。この微量遠心管に、40μLのDH5aコンピテント・セル(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CaliforniaのMAX Efficiency(登録商標))を添加して、細胞/ライゲーション反応混合物を氷上で30分間インキュベートした。次いで、その細胞に37℃で2分間熱ショックを与え、その微量遠心管を直ちに氷に戻した。950μLのSOC培地(Invitrogen Corp.)をこの微量遠心管に加えて、これにキャップをして、200rpmで水平に、そして37℃で1時間振盪した。この細胞を、100mg/Lのアンピシリンを含有するLuriaブロス(LB)アガープレート(1プレートあたり50または100μL)上にプレートし、そして37℃で一晩インキュベートした。単一のコロニーを選択して、2mLの一晩培養物を、100mg/Lのアンピシリンを含有するLB培地中で増殖させた。プラスミドをDH5a細胞から精製して、配列決定し、20アミノ酸DJ5エピトープの配列の存在を確認した。出発ベクターと種々の挿入部位に20アミノ酸のDJ5エピトープを含む最終のベクターとの間の対応を表10にまとめる。表11は、20アミノ酸のDJ5ペプチドを提示する翻訳されたコートタンパク質融合物の最終アミノ酸配列、およびそれらの関連する配列番号を示す。
実施例8
DJ5ペプチドの12アミノ酸のN末端領域を提示するコートタンパク質融合物の構築
2つのさらなるDJ5由来コートタンパク質融合構築物を下の表12にまとめているが、その両方ともTMVのU1株を使用した。この融合物は、コートタンパク質の表面露出したN末端に融合されるか、またはコートタンパク質のC末端の4アミノ酸(GPAT位置)に対して内部に配置されたDJ5ペプチドの12アミノ酸のN末端領域(VHQANPRGSAGP;配列番号44)を提示した。表12は、植物中でDJ5ペプチドの12アミノ酸のN末端領域を提示する組み換えビリオンを発現するために用いたコートタンパク質融合ベクターを示す。
DJ5ペプチドの12アミノ酸のN末端領域を提示するコートタンパク質融合物の構築
2つのさらなるDJ5由来コートタンパク質融合構築物を下の表12にまとめているが、その両方ともTMVのU1株を使用した。この融合物は、コートタンパク質の表面露出したN末端に融合されるか、またはコートタンパク質のC末端の4アミノ酸(GPAT位置)に対して内部に配置されたDJ5ペプチドの12アミノ酸のN末端領域(VHQANPRGSAGP;配列番号44)を提示した。表12は、植物中でDJ5ペプチドの12アミノ酸のN末端領域を提示する組み換えビリオンを発現するために用いたコートタンパク質融合ベクターを示す。
実施例9
TMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4およびTMV−FV5の生成
ウイルスTMV−FV1は、プラスミドpLSB−FV1の転写によって生成した。感染性転写物は、製造業者の指示に従って、T7 RNAポリメラーゼ(Ambion)での転写反応から合成した。アガロースゲル電気泳動による転写完全性の確認後、RNA転写物を、研磨溶液(ピロリン酸ナトリウムを含むグリシン/リン酸塩緩衝液中に懸濁したベントナイト(bentonite)/セルライト混合物)と合わせて、これを用いて、23〜28日齢の植物のNicotians benthamianaの葉に接種した。接種の約5〜13日後、感染の重篤度に応じて、組み換えウイルスの浸透移行性の動きを、ウイルスを含む葉でのモザイク表現型によって、植物組織中で可視化した。浸透移行性感染した組織を、ウイルス抽出および精製のために回収した。Nicotiana benthamiana以外の別の宿主植物が、TMV−FV1の生成で使用されてもよいということに注目すべきである。例えば、Nicotiana excelsianaまたはNicotiana tabacumは、2つの可能な別の植物宿主を示す。後の2つの宿主については、組織を、ウイルスの浸透移行伝播後に、接種後2.5〜5週で回収する。
TMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4およびTMV−FV5の生成
ウイルスTMV−FV1は、プラスミドpLSB−FV1の転写によって生成した。感染性転写物は、製造業者の指示に従って、T7 RNAポリメラーゼ(Ambion)での転写反応から合成した。アガロースゲル電気泳動による転写完全性の確認後、RNA転写物を、研磨溶液(ピロリン酸ナトリウムを含むグリシン/リン酸塩緩衝液中に懸濁したベントナイト(bentonite)/セルライト混合物)と合わせて、これを用いて、23〜28日齢の植物のNicotians benthamianaの葉に接種した。接種の約5〜13日後、感染の重篤度に応じて、組み換えウイルスの浸透移行性の動きを、ウイルスを含む葉でのモザイク表現型によって、植物組織中で可視化した。浸透移行性感染した組織を、ウイルス抽出および精製のために回収した。Nicotiana benthamiana以外の別の宿主植物が、TMV−FV1の生成で使用されてもよいということに注目すべきである。例えば、Nicotiana excelsianaまたはNicotiana tabacumは、2つの可能な別の植物宿主を示す。後の2つの宿主については、組織を、ウイルスの浸透移行伝播後に、接種後2.5〜5週で回収する。
TMV−FV2ウイルスを生成するために、転写物をプラスミドpLSB−FV2から生成して、植物に接種して、ウイルスTMV−FV1の生成のために記載されたのと同様の方式で回収した組織を浸透移行性に感染させた。
TMV−FV3ウイルスを生成するために、転写物をプラスミドpLSB−FV3から生成して、植物に接種して、ウイルスTMV−FV1の生成のために記載されたのと同様の方式で回収した組織を浸透移行性に感染させた。
TMV−FV4ウイルスを生成するために、転写物をプラスミドpLSB−FV4から生成して、植物に接種して、ウイルスTMV−FV1の生成のために記載されたのと同様の方式で回収した組織を浸透移行性に感染させた。
TMV−FV5ウイルスを生成するために、転写物をプラスミドpLSB−FV5から生成して、植物に接種して、ウイルスTMV−FV1の生成のために記載されたのと同様の方式で回収した組織を浸透移行性に感染させた。
実施例10
TMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4およびTMV−FV5の抽出および精製
組み換えウイルスTMVは、回収直後に感染した植物組織から抽出され得る。あるいは、組織は、抽出を行う前に、4℃で2時間〜14日間、または−20℃〜−80℃(数日〜数ヶ月間)保管されてもよい。組織はまた、組織分解を補助するために、抽出前に急速に凍結されてもよい。
TMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4およびTMV−FV5の抽出および精製
組み換えウイルスTMVは、回収直後に感染した植物組織から抽出され得る。あるいは、組織は、抽出を行う前に、4℃で2時間〜14日間、または−20℃〜−80℃(数日〜数ヶ月間)保管されてもよい。組織はまた、組織分解を補助するために、抽出前に急速に凍結されてもよい。
感染した植物組織からの組み換えTMVウイルスの精製のためにはいくつかの手順が証明されている。例えば、Gargerら(米国特許第6,033,895号、同第6,037,456号および同第6,303,779号)およびPogueら(参照によって本明細書に援用される、米国特許第6,740,740号および同第6,730,306号)は、感染した組織の抽出後に得られた均質な「グリーン・ジュース(green juice)」のpH調節および熱処理に基づく方法を開示している。Pogueらはまた、植物宿主タンパク質および組み換えTMVの分離を補助するポリエチレンイミン(「PEI」)の使用に基づく手順を開示している。抽出および処理の間のエピトープ安定性を改良する(すなわち、タンパク質分解による分解を最小限にする)、そして組み換えビリオンの溶解度を改良するように設計された、これらの手順およびそれらの改変が、ウイルスTMV−FV1の精製、TMV−FV2の精製、TMV−FV3の精製、TMV−FV4の精製、およびTMV−FV5の精製において用いられた。
A.植物組織からのTMV−FV1融合VCPの精製
TMV−F1は、以下のように植物組織から精製した。浸透移行性に感染された植物組織(葉および柄)を回収して、冷却した抽出緩衝液EB(100mM Tris,pH8、0.86Mの塩化ナトリウム、0.2%(v/v)Triton(登録商標)X−100)と合わせて、そこに0.04%(w/v)のメタ重亜硫酸ナトリウムを、緩衝液の容積(mL)対組織量(g)の比が2:1で添加した。植物組織および抽出緩衝液は、1LのWaring(登録商標)ブレンダー中で1分間ホモジナイズして、エーレンマイヤーフラスコに移して、さらにPolytron(登録商標)(Brinkmann Instruments)を用いて1分間ホモジナイズした。
TMV−F1は、以下のように植物組織から精製した。浸透移行性に感染された植物組織(葉および柄)を回収して、冷却した抽出緩衝液EB(100mM Tris,pH8、0.86Mの塩化ナトリウム、0.2%(v/v)Triton(登録商標)X−100)と合わせて、そこに0.04%(w/v)のメタ重亜硫酸ナトリウムを、緩衝液の容積(mL)対組織量(g)の比が2:1で添加した。植物組織および抽出緩衝液は、1LのWaring(登録商標)ブレンダー中で1分間ホモジナイズして、エーレンマイヤーフラスコに移して、さらにPolytron(登録商標)(Brinkmann Instruments)を用いて1分間ホモジナイズした。
このホモジネートを、4層のチーズクロスを通過させて線維を除き、植物抽出物を得て、これを本明細書において以降では「グリーン・ジュース」と呼ぶ。このグリーン・ジュースを遠心分離ボトルに移して、10,000Gで10分間遠心分離して、その上清を破棄した。不溶性であったTMV−FV1融合VCPのほとんどは、ペレットとして存在した。そのペレットは、Polytron(登録商標)の補助(1分のホモジナイゼーション)で、抽出緩衝液EB中においてもとのグリーン・ジュースの容積に再懸濁した。Polytron(登録商標)処置後、再懸濁したペレットを遠心分離ボトルに移して、10,000×Gで10分間遠心分離して、その上清を廃棄した。この工程:抽出緩衝液EB中のペレット再懸濁、Polytron(登録商標)ホモジナイゼーションおよび10,000×Gで10分間の遠心分離は、さらに2回繰り返した。これらの反復工程の目的は、植物由来のタンパク質および不溶性のTMV DJ5コートタンパク質融合物からの色素の分離をもたらすことであり、これは、比較的高い塩化ナトリウム濃度および緩衝液EB中の界面活性剤の存在によって容易になった。
白から淡褐色のペレット得るために、植物由来の全ての色素を除去するために必要な繰り返しの回数は、回収された組織の年齢および発現されているTMVコートタンパク質融合物に依存し得る。
緑色の宿主由来色素が、ペレットに会合したままである場合、TMVコートタンパク質融合物含有ペレットに対するさらなる洗浄を、高いpHの緩衝液、例えば、0.2%(v/v)Triton(登録商標)X−100および0.04%(w/v)のメタ重亜硫酸ナトリウムを含有する50mMのトリエチルアミン(緩衝液B1)を使用して行ってもよい。TMV−FV1については、これらのさらなるペレット洗浄を行った。特に、3回の緩衝液EB洗浄後に得たペレットを、Polytron(登録商標)の補助(1分のホモジナイゼーション)の補助で緩衝液B1中でもとのグリーン・ジュース溶液に再懸濁し、次いで、遠心分離ボトルに移して、10,000×Gで10分間遠心分離し、その上清を破棄した。このペレットをさらなる緩衝液B1洗浄に供して、次いで、その得られたペレットを再懸濁し、この時、Polytron(登録商標)の補助で、1×リン酸緩衝化生理食塩水(「PBS」),pH7.4のほぼもとのグリーン・ジュース容積中に再懸濁して、10,000×Gで10分間遠心分離して、その上清を破棄した。このペレットのPBS洗浄を繰り返して、その最終ペレットを1×PBSのもとのグリーン・ジュース容積のほぼ10分の一に再懸濁した。2回のPBS洗浄の目的は、TMV DJ5コートタンパク質融合物含有ペレットから残りの界面活性剤を除去すること、そして最終のTMVコートタンパク質融合調製物が天然のpHに近いことを確実にすることであった。
1×PBSに再懸濁した、グリーン・ジュースのアリコート、廃棄された上清および最終のペレット調製物を、PAGE分析に供した。PAGE分析によって、この上清が含むTMV DJ5 コートタンパク質融合物は最小量であったが、これは最終ペレット調製物に存在する主なタンパク質種であったことが示された。逆に、植物由来宿主タンパク質のほとんどが、廃棄された上清に存在し、最終のペレットで検出された宿主タンパク質は最小であった。TMV−FV2の精製、TMV−FV4の精製およびTMV−FV5の精製に同じ手順を使用して、同じ結果を得た。
B.植物組織からのTMV−FV3融合VCPの精製
TMV−FV3は、以下のように植物組織から精製された。浸透移行性に感染された葉および柄の組織を、2:1という緩衝液(mL)対組織(g)比で、冷却緩衝液EB1(0.04%(w/v)のメタ重亜硫酸ナトリウム)を含有する0.86M塩化ナトリウム)を用いて高い設定で1分間、Waring(登録商標)ブレンダー中で浸軟させた。この浸軟させた物質を4層のチーズクロスを通過させて、繊維性物質を除去した。得られたグリーン・ジュースを、リン酸でpH5.0に調節した。pH調節したグリーン・ジュースを47℃に加熱して、この温度で5分間保持し、次いで15℃に冷却した。熱処理したグリーン・ジュースを6,000×Gで3分間遠心分離して、2つの画分、上清S1およびペレットP1を得た。ペレットP1画分を、最初のグリーン・ジュースの容積の1/2に等しい水の容積を用いて蒸留水に再懸濁した。再懸濁したペレットP1を、水酸化ナトリウムを用いてpH7.5に調節して、6,000×Gで3分間遠心分離して、2つの画分、上清S2およびペレットP2を得た。ウイルスは、両方の上清画分S1およびS2から、4%(w/v)のポリエチレングリコール(PEG)6,000および4%(w/v)の塩化ナトリウムの添加によって、沈殿させた。4℃でのインキュベーション(1時間)の後、沈殿したウイルスを10,000×Gで10分間の遠心分離によって回収した。このウイルスペレットを1×PBS,pH7.4に再懸濁して、10,000×Gで3分間の遠心分離によって清澄化して、最終の清澄化されたTMV−FV3調製物を得た。
TMV−FV3は、以下のように植物組織から精製された。浸透移行性に感染された葉および柄の組織を、2:1という緩衝液(mL)対組織(g)比で、冷却緩衝液EB1(0.04%(w/v)のメタ重亜硫酸ナトリウム)を含有する0.86M塩化ナトリウム)を用いて高い設定で1分間、Waring(登録商標)ブレンダー中で浸軟させた。この浸軟させた物質を4層のチーズクロスを通過させて、繊維性物質を除去した。得られたグリーン・ジュースを、リン酸でpH5.0に調節した。pH調節したグリーン・ジュースを47℃に加熱して、この温度で5分間保持し、次いで15℃に冷却した。熱処理したグリーン・ジュースを6,000×Gで3分間遠心分離して、2つの画分、上清S1およびペレットP1を得た。ペレットP1画分を、最初のグリーン・ジュースの容積の1/2に等しい水の容積を用いて蒸留水に再懸濁した。再懸濁したペレットP1を、水酸化ナトリウムを用いてpH7.5に調節して、6,000×Gで3分間遠心分離して、2つの画分、上清S2およびペレットP2を得た。ウイルスは、両方の上清画分S1およびS2から、4%(w/v)のポリエチレングリコール(PEG)6,000および4%(w/v)の塩化ナトリウムの添加によって、沈殿させた。4℃でのインキュベーション(1時間)の後、沈殿したウイルスを10,000×Gで10分間の遠心分離によって回収した。このウイルスペレットを1×PBS,pH7.4に再懸濁して、10,000×Gで3分間の遠心分離によって清澄化して、最終の清澄化されたTMV−FV3調製物を得た。
このグリーン・ジュースのアリコート、上清S1およびS2ならびに清澄化遠心の前後の最終ウイルス調製物を、PAGE分析に供した。PAGE分析によって、主なコートタンパク質バンドのほとんどが、上清S1に分配されたグリーン・ジュースに存在し、上清S2には低レベルで存在したことが示された。上清S1および上清S2ならびに最終清澄化遠心のPEG沈殿によって、ウイルスを、植物宿主タンパク質からさらに精製して、2つの実質的に純粋なTMV−FV3ウイルス調製物を得た。回収されたTMV−FV3ウイルスのほとんどは、上清S1のPEG沈殿後に得られたペレットに存在した。TMV−FV3ウイルスのわずかな部分が、最終清澄化遠心によって、残りの植物宿主タンパク質とともに除去された。
C.植物組織からのTMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV4およびTMV−FV5融合VCPの精製
TMV−FV3について概説した手順(前出)を、他のDJ5エピトープTMVコートタンパク質融合物、すなわちTMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV4およびTMV−FV5にあてはめた。TMV−FV1、TMB−FV2およびTMV−FV4については、PAGE分析によって、コートタンパク質のバンドが最初のグリーン・ジュースには存在したが、このバンドが、上清S1および上清S2の両方に存在しないこと、そしてTMVコートタンパク質融合物は、TMV−FV3について概説された手順によって回収されなかったことが示された。さらなる分析によって、TMV−FV1、TMV−FV2およびTMV−FV4は、不溶性であって、植物の色素およびタンパク質と一緒に、ペレットP2に存在することが示された。
TMV−FV3について概説した手順(前出)を、他のDJ5エピトープTMVコートタンパク質融合物、すなわちTMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV4およびTMV−FV5にあてはめた。TMV−FV1、TMB−FV2およびTMV−FV4については、PAGE分析によって、コートタンパク質のバンドが最初のグリーン・ジュースには存在したが、このバンドが、上清S1および上清S2の両方に存在しないこと、そしてTMVコートタンパク質融合物は、TMV−FV3について概説された手順によって回収されなかったことが示された。さらなる分析によって、TMV−FV1、TMV−FV2およびTMV−FV4は、不溶性であって、植物の色素およびタンパク質と一緒に、ペレットP2に存在することが示された。
不溶性のTMV−FV1、TMV−FV2およびTMV−FV4の融合タンパク質を植物由来のタンパク質および色素から精製するために、TMV−FV1について上で概説された手順を使用した。TMV−FV5の場合は、TMV−FV3について概説された手順は最初には成功しなかった。新鮮に回収された感染した組織の抽出を行う場合、ホモジナイゼーションのためにWaring(登録商標)ブレンダーを使用することで、処理の間に生じる分解に起因して、回収された全長TMV−FV5は最小であった。この手順を改変することならびに乳鉢および乳棒で処理した凍結組織で開始して、その後にPolytron(登録商標)ホモジナイゼーションを行うことによって、上清S1には約30〜40%の全長TMV−FV5が存在した。これを、PEG沈殿によってさらに濃縮し、そしてこのTMV−FV5のうち15〜17%は、最終の清澄化遠心後に可溶性のままであって、残りが清澄化ペレットに存在した。清澄化ペレットおよび清澄化されたウイルス調製物の両方が、有意な量の植物宿主タンパク質を含み、これによって、最終生成物は低純度で生じた。
これらの結果によって、出発組織状態(新鮮対凍結)および/または使用される組織分解工程(単数または複数)が、エピトープの安定性にある役割を果たすことが示唆された。
D.植物組織からのTMV−FV5融合VCPの最適化精製
TMV−FV5は、前出のパートCの精製方法で部分的な可溶性を示したので、さらなる最適化をTMV−FV3手順で行って、最終TMV−FV5ウイルス調製物の回収および純度が改善され得るか否かを決定した。
TMV−FV5は、前出のパートCの精製方法で部分的な可溶性を示したので、さらなる最適化をTMV−FV3手順で行って、最終TMV−FV5ウイルス調製物の回収および純度が改善され得るか否かを決定した。
凍結された、浸透移行性に感染された葉および柄の組織を、2容積の緩衝液EB1と合わせて、乳棒および乳鉢で浸軟し、その後にPolytron(登録商標)を用いてさらにホモジナイゼーションを行った。この抽出物は、4層のチーズクロスを濾過させて、得られたグリーン・ジュースを、リン酸でpH5.0に調節した。このpH調節したグリーン・ジュースを、6,000×Gで3分間遠心分離して、2つの画分上清S1およびペレットP1を得た、後者はさらに処理はしなかった。この上清S1を、水酸化ナトリウムの添加によってpH6に調節して、5%(w/v)の活性炭粉末(例えば、NucharグレードのSA−20またはNoritグレードのKB−FF)とともに4℃で1時間接触させた。次いで、上清S1を含む活性炭を、水酸化ナトリウムでpH8に調節して、3000×Gで15分間遠心分離して、その活性炭を除いた。これに由来する上清を、進行させて、4%(w/v)のポリエチレングリコール(PEG)6,000および4%(w/v)の塩化ナトリウムの添加によってTMV−FV5を沈殿させた。4℃でのインキュベーション(1時間)後に、沈殿したウイルスを、10,000×Gで10分間の遠心分離によって回収した。このウイルスペレットを、1×PBS,pH7.4に再懸濁して、清澄化遠心は行わなかった。
グリーン・ジュースのアリコート、種々の処理段階の上清S1、再懸濁したペレットP1および最終TMV−FV5調製物を、PAGE分析に供した。前に注記したとおり、グリーン・ジュースのコートタンパク質の約40%が、植物の宿主タンパク質のかなりのレベルとともにこの上清S1に存在したが、実質的にほとんどの緑色色素がペレットP1中に分配していた。pH6での活性炭処理後、上清中の宿主タンパク質のレベルの実質的な減少があり、TMV−FV5の70〜80%が回収された。pH8の調節および活性炭を除くための遠心分離でTMV−FV4の損失は最小限であった。上記のとおり、pH8の上清からのPEG沈殿を行って、TMV−VF5をさらに濃縮して、活性炭もpHの工程も使用しない同じ手順から得たウイルスよりも満足な純度および顕著な改善を有する最終ウイルス調製物を得た。
ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)分析およびウエスタンブロット分析(表16)を、精製された組み換えウイルスで行って、純度およびエピトープ免疫活性を評価した。ウエスタンブロット分析については、GDF8のプロ型に対して惹起されたヤギ抗体を使用した。ヤギ#661(Goat#661)と記されるこのポリクローナル抗体が、インビトロのGDF8中和アッセイで中和抗体であることを確認した。ウエスタンブロットはまた、PVAS 135D(ATCCコレクションから得た)と記された、野生型TMVに対して惹起されたウサギ抗体で行った。下の表16は、GDF8中和ヤギ#661抗体、および抗TNV抗体(PVAS−135D)を用いる、20アミノ酸のDJ5ペプチド・ヤギ・コートタンパク質融合物の、ウエスタンブロットによる、溶解度、純度、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)プロフィールおよび反応性をまとめた。
実施例11
MALDIによるTMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4およびTMV−FV5の特徴付け
PAGEおよびウエスタンブロット分析に加えて、ウイルス調製物を、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)−飛行時間(Time of Flight)(MALDI−TOF)を用いて特徴付けた(表17)。PEG沈殿して、再懸濁したウイルス調製物を、シナピン酸(Aldrich,Milwaukee,Wl)溶液に希釈して、この希釈は、ウイルス濃度に依存して1:1〜1:20の範囲に希釈して、1〜1.5mg/mLの最終濃度を得た。シナピン酸を0.1%の水性トリフルオロ酢酸/アセトニトリル(容積で70/30)中に10mg/mLの濃度で調製した。シナピン酸処理したサンプル(1.0μl)を、ステンレス鋼のMALDIプレート表面に加えて、室温で風乾させた。MALDI−TOF質量スペクトルは、線形方式で作動するPerSeptive Biosystems DE−PRO(Houston,TX)で得た。337nmで作動するパルス・レーザーを、イオン化のために遅発性の抽出方式で用いた。90%の格子電圧で25kVの加速電圧および0.1%のガイドワイヤ電圧を用いた。約100のスキャンを行って、2,000という低質量ゲートで質量範囲2,000〜156,000Daにまたがって平均した。イオン原および鏡面圧は、それぞれ約1.2×10−7および1.6×10−7Torrであった。全てのスペクトルは、標準としてウマのアポミオグロビン(16,952Da)およびインスリン(5734Da)を用いて2ポイント・フィットを用いて質量較正した。下の表17は、20アミノ酸のDJ5ペプチド融合物について、MALDIによる、理論的な分子量および実測の分子量のまとめを示す。
MALDIによるTMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4およびTMV−FV5の特徴付け
PAGEおよびウエスタンブロット分析に加えて、ウイルス調製物を、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)−飛行時間(Time of Flight)(MALDI−TOF)を用いて特徴付けた(表17)。PEG沈殿して、再懸濁したウイルス調製物を、シナピン酸(Aldrich,Milwaukee,Wl)溶液に希釈して、この希釈は、ウイルス濃度に依存して1:1〜1:20の範囲に希釈して、1〜1.5mg/mLの最終濃度を得た。シナピン酸を0.1%の水性トリフルオロ酢酸/アセトニトリル(容積で70/30)中に10mg/mLの濃度で調製した。シナピン酸処理したサンプル(1.0μl)を、ステンレス鋼のMALDIプレート表面に加えて、室温で風乾させた。MALDI−TOF質量スペクトルは、線形方式で作動するPerSeptive Biosystems DE−PRO(Houston,TX)で得た。337nmで作動するパルス・レーザーを、イオン化のために遅発性の抽出方式で用いた。90%の格子電圧で25kVの加速電圧および0.1%のガイドワイヤ電圧を用いた。約100のスキャンを行って、2,000という低質量ゲートで質量範囲2,000〜156,000Daにまたがって平均した。イオン原および鏡面圧は、それぞれ約1.2×10−7および1.6×10−7Torrであった。全てのスペクトルは、標準としてウマのアポミオグロビン(16,952Da)およびインスリン(5734Da)を用いて2ポイント・フィットを用いて質量較正した。下の表17は、20アミノ酸のDJ5ペプチド融合物について、MALDIによる、理論的な分子量および実測の分子量のまとめを示す。
実施例12
TMV−FV6およびTMV−FV7の抽出および精製
精製され(実施例10を参照のこと)、そして質量スペクトルによって特徴付けられた(実施例11)5つの20アミノ酸のDJ5ペプチド融合物のうち4つが、可能性のあるワクチン候補物、すなわち、TMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV4およびTMV−FV5として特定された。しかし、これらの4つのTMV融合物は、不溶性であった。TMV融合物の不溶性は、コートタンパク質の架橋を生じた、20アミノ酸のDJ5ペプチドの存在と相関していたので、オリゴマー形成は、TMV融合の不溶性に関連していたという仮説がなされた。さらに、DJ5ペプチドに存在する2つのシステインは、この架橋を担うと考えられ、そのためこれらの2つの残基が排除された2つの新規な構築物が提唱された。2つの新規な構築物pLSB−FV6およびpLSB−FV7は、U1コートタンパク質に対して、それぞれN末端およびGPAT融合物として、DJ5ペプチドのN末端の12アミノ酸を提示するように設計した。
TMV−FV6およびTMV−FV7の抽出および精製
精製され(実施例10を参照のこと)、そして質量スペクトルによって特徴付けられた(実施例11)5つの20アミノ酸のDJ5ペプチド融合物のうち4つが、可能性のあるワクチン候補物、すなわち、TMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV4およびTMV−FV5として特定された。しかし、これらの4つのTMV融合物は、不溶性であった。TMV融合物の不溶性は、コートタンパク質の架橋を生じた、20アミノ酸のDJ5ペプチドの存在と相関していたので、オリゴマー形成は、TMV融合の不溶性に関連していたという仮説がなされた。さらに、DJ5ペプチドに存在する2つのシステインは、この架橋を担うと考えられ、そのためこれらの2つの残基が排除された2つの新規な構築物が提唱された。2つの新規な構築物pLSB−FV6およびpLSB−FV7は、U1コートタンパク質に対して、それぞれN末端およびGPAT融合物として、DJ5ペプチドのN末端の12アミノ酸を提示するように設計した。
実施例10に挙げた同じ位置は、抽出の前の組織回収および貯蔵に関して、TMV−FV6およびTMV−FV7にもあてはまる。前出の実施例10に注記されるとおり、感染した植物組織からの組み換えTMVウイルスの精製についてはいくつかの手順が実証されている。抽出および処理の間のエピトープ安定性を改良する(すなわち、タンパク質分解による分解を最小限にする)、そしてビリオンの溶解度を改善するように設計された、これらの手順およびそれらの改変を、ウイルスTMV−FV6の精製、およびTMV−FV7の精製において用いた。
TMV−FV7については、実施例10においてTMV−FV3について概説した手順を、新鮮に回収した、浸透移行性に感染した植物組織から開始して使用した。処理中のサンプルおよび最終の清澄化ウイルス調製物のPAGE分析によって、上清S1に分配されたグリーン・ジュースにはTMV−FV7の約80%が存在し、残りは上清S2に存在したことが示された。上清S1のみをPEG沈殿およびその後の最終清澄化遠心のために前にとって、この遠心ではある程度の残りの宿主タンパク質を沈殿させ、精製されたTMV−FV7のほとんどが可溶性のまま。残った
実施例10のTMV−FV3について概説した手順を、TMV−FV6の精製のために使用して、新鮮に回収した組織から出発したとき、上清S1には極低レベルの生成物しか存在せず、ここではTMV−FV6のほとんどがペレットP2と会合していた。次いで、このプロトコールを改変して、その結果、浸透移行性に感染した組織を抽出の前に凍結させ、そして組織浸軟を、乳鉢および乳棒の補助で行った。これらの変更したPAGE分析によって、TMV−FVのうち約30%が上清S1に分配されて、残りは、上清S2およびペレットP2において検出されたことが示された。上清S1は、前出の実施例10に記載されたとおりPEG沈殿させて、濃縮したウイルスを、清澄化遠心に供した。清澄化遠心ペレットに分配されたTMV−FV6、およびPAGE分析によって、植物宿主タンパク質の混入が最小限であることが示された。
実施例10のTMV−FV3について概説した手順を、TMV−FV6の精製のために使用して、新鮮に回収した組織から出発したとき、上清S1には極低レベルの生成物しか存在せず、ここではTMV−FV6のほとんどがペレットP2と会合していた。次いで、このプロトコールを改変して、その結果、浸透移行性に感染した組織を抽出の前に凍結させ、そして組織浸軟を、乳鉢および乳棒の補助で行った。これらの変更したPAGE分析によって、TMV−FVのうち約30%が上清S1に分配されて、残りは、上清S2およびペレットP2において検出されたことが示された。上清S1は、前出の実施例10に記載されたとおりPEG沈殿させて、濃縮したウイルスを、清澄化遠心に供した。清澄化遠心ペレットに分配されたTMV−FV6、およびPAGE分析によって、植物宿主タンパク質の混入が最小限であることが示された。
ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)分析、およびウエスタンブロット分析(表18)を、精製された組み換えウイルスで行って純度を評価した。ウエスタンブロット分析については、GDF8のプロ型に対して惹起されたヤギ抗体を使用した。この抗体は、ヤギ#661と呼ばれ、インビトロでGDF8中和アッセイにおいて中和することが確認された。ウエスタンブロットはまた、PVAS 135Dと呼ばれる、野性型TMVに対して惹起されたウサギ抗体[ATCCコレクション(ATCC No.PVAS 135Dから入手]でも行った。下の表18は、溶解度、純度、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)プロフィールについてのデータ、ならびにGDF8中和ヤギ#661抗体および抗TMV抗体(PVAS− 135D)との反応性を、短縮された12アミノ酸のDJ5ペプチドコートタンパク質融合物について、ウエスタンブロットによって示す。
実施例13
MALDIによるTMV−FV6およびTMV−FV7の特徴づけ
PAGEおよびウエスタンブロット分析に加えて、TMV−FV6およびTMV−FV7ウイルスの調製物は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)−飛行時間(Time of Flight)(MALDI−TOF)を用いて特徴付けた(表19)。PEG沈殿して、シナピン酸に再懸濁したウイルスの調製およびスポッティングは、実施例11に概説したとおりであった。PerSeptive Biosystems DE−PRO(Houston,TX)で得たMALDI−TOFスペクトルはまた、質量標準としてウマアポミオグロビンおよびインスリンを用いて、実施例11に記載されるように行った。下の表19は、短縮された12アミノ酸DJ5ペプチド融合物について、MALDIによる、理論的および実測された分子量のまとめを示す。
MALDIによるTMV−FV6およびTMV−FV7の特徴づけ
PAGEおよびウエスタンブロット分析に加えて、TMV−FV6およびTMV−FV7ウイルスの調製物は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)−飛行時間(Time of Flight)(MALDI−TOF)を用いて特徴付けた(表19)。PEG沈殿して、シナピン酸に再懸濁したウイルスの調製およびスポッティングは、実施例11に概説したとおりであった。PerSeptive Biosystems DE−PRO(Houston,TX)で得たMALDI−TOFスペクトルはまた、質量標準としてウマアポミオグロビンおよびインスリンを用いて、実施例11に記載されるように行った。下の表19は、短縮された12アミノ酸DJ5ペプチド融合物について、MALDIによる、理論的および実測された分子量のまとめを示す。
実施例14
TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7のELISAによる特徴付け
ウエスタンブロットによる免疫分析に加えて、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)をまた、可溶性および部分的に可溶性のDJ5ペプチド融合物、すなわちTMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7を用いて行った。TMV融合物は、抗体との接触前には変性されないので、ELISAによって、アセンブルされた組み換えビリオンの状況ではエピトープの認識および接触性の評価が可能になる。ELISAは2つの形式で行った;ELISAプレート上にTMV融合物をコーティングすることによって、および抗TMV PVAS−135D抗体を用いてサンドイッチ形式で組み換えTMV融合物を提示することによって。組み換えTMV融合物の検出のためには3つの抗体を使用した:
−ヤギ(Goat)#661。このヤギポリクローナル抗体は、精製された組み換えGDF8プロホルモン(実施例2を参照のこと)GDF8に対して惹起され、そしてインビトロのGDF8中和アッセイにおいて中和することが確認された(実施例3を参照のこと)。
TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7のELISAによる特徴付け
ウエスタンブロットによる免疫分析に加えて、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)をまた、可溶性および部分的に可溶性のDJ5ペプチド融合物、すなわちTMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7を用いて行った。TMV融合物は、抗体との接触前には変性されないので、ELISAによって、アセンブルされた組み換えビリオンの状況ではエピトープの認識および接触性の評価が可能になる。ELISAは2つの形式で行った;ELISAプレート上にTMV融合物をコーティングすることによって、および抗TMV PVAS−135D抗体を用いてサンドイッチ形式で組み換えTMV融合物を提示することによって。組み換えTMV融合物の検出のためには3つの抗体を使用した:
−ヤギ(Goat)#661。このヤギポリクローナル抗体は、精製された組み換えGDF8プロホルモン(実施例2を参照のこと)GDF8に対して惹起され、そしてインビトロのGDF8中和アッセイにおいて中和することが確認された(実施例3を参照のこと)。
−ウサギ(Rabbit)#1286。このウサギポリクローナル抗体は、20アミノ酸のDJ5ペプチド(配列番号8)のキーホール・リンペット・ヘモシアニン(KLH)結合体に対して惹起され、ELISA形式ではこのペプチドを認識し得るが、インビトロにおいてGDF8中和することはできなかった。
−ラット(Rat)MAB788(R&D Systems,Inc.;Minneapolis,MN)。このモノクローナル抗マウスGDF8抗体は、ハイブリドーマから精製され、このハイブリドーマは、精製されたNSO由来組み換えマウスGDF8で免疫されたラットから得られたB細胞とのマウス骨髄腫の融合から生じた。このモノクローナル抗体は、マウスGDF8の生物活性を中和できた。
間接的なELISAのためには、組み換えTMV融合物TMV−FV5、TMV−FV6またはTMV−FV7を、炭酸塩/重炭酸塩緩衝液(pH9.6)中で希釈して、これを用いて、96ウェルのマイクロタイタープレート(MaxSorb,Nunc)を4℃で一晩(1ウェルあたり50μL)コーティングした。最大200ngの標的抗原を、2倍連続希釈を行ってコーティングした。コントロールとしてGDF8プロホルモン(実施例1を参照のこと)を使用して、1ウェルあたり最大100ngとした。2倍連続希釈はまた、GDF8プロホルモンを用いて行った。コーティング溶液を除去して、プレートを5%(w/v)の脂肪粉乳を含有する1×TBST緩衝液(TWEEN(商標)20によるTris緩衝化生理食塩水)を用いて室温で1〜2時間ブロックした(1ウェルあたり200μLのブロッキング溶液)。このウェルを1×TBSTを用いて2回洗浄して、そして0.5%(w/v)の脂肪粉乳を含む1×TBST中で希釈した50μlの抗体(ヤギ#661、ラットMAB788またはウサギ#1286)を1ウェルあたりに添加した。全ての抗体は、ウサギ#1286以外は1:1000の希釈で使用し、この抗体は1:100で使用した。一次抗体との室温での1時間のインキュベーション後に、プレートを1×TBSTで5回洗浄して、50μLの適切なセイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)結合体化二次抗体を、0.5%(w/v)の脂肪粉乳を含有する1×TBST中で1:10,000の希釈で添加した。このプレートを室温で1時間二次抗体とともにインキュベートして、1×TBSTで5回洗浄して、1ウェルあたり50μLの3,3’,5,5’−テトラメチルベジジン基質溶液を添加した。HRP触媒反応を5〜20分間進行させて、1Nの硫酸の50μLの添加によって停止させた。プレートの吸光度(OD)は、96ウェルプレート分光光度計(Molecular Devices)中で450nmで読み取った。
二抗体サンドイッチ(DAS)ELISAのために、炭酸塩/重炭酸塩緩衝液(pH9.6)中で1:500に希釈した50μlの抗TMVポリクローナル抗体PVAS−135Dを用いて、96ウェルマイクロタイタープレート(MaxSorb,Nunc)を4℃で一晩コーティングした。このコーティング溶液を、取り出して、そのウェルを、5%(w/v)脂肪粉乳を含有する200μLの1×TBST緩衝液を用いて室温で1〜2時間ブロックした。ブロッキング工程後に、このウェルを5回洗浄して、TMV−FV5、TMV−FV6またはTMV−FV7を含有する50μLの組み換えTMVビリオン溶液を1ウェルあたりに添加した(1×TBSTと0.2%(w/v)脂肪粉乳を緩衝液として使用した)。最大11ピコモルのコートタンパク質を1ウェルあたりに使用して、各々のプレートには組み換えビリオンの2倍連続希釈を存在させた。コーティングされたPVAS−135D抗体によるTMVビリオンの捕獲を可能にするために、プレートを室温で1時間インキュベートした。過剰なTMVビリオンは、1×TBSTを用いてプレートを5回洗浄することによって除去し、そして一次抗体(0.5%(w/v)脂肪粉乳を含有する1×TBST中で1:1000希釈したヤギ#661またはラットMAS788のいずれか)を、室温で1時間のインキュベーションの間に添加した。次いで、プレートを1×TBSTで5回洗浄して、50μLの適切なセイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)結合体化二次抗体を0.5%(w/v)の脂肪粉乳含有する1×TBST中で1:10,000の希釈で添加した。そのプレートを、室温で1時間二次抗体とともにインキュベートして、1×TBSTを用いて5回洗浄し、そして1ウェルあたりに50μlの3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン基質溶液を添加した。HRP触媒反応は、5〜20分間進行させて、50μlの1N硫酸の添加によって停止させた。このプレートの吸光度を、450nmで96−ウェルプレートSpectrophotometer(Molecular Devices)で読みとった。サンドイッチELISAも行って、ここではラットMAB788抗体(1:1000希釈)を捕獲抗体として使用した。これらのELISAについて、使用した一次抗体は、ヤギ#661抗体であった。これらのサンドイッチELISAはまた、1ウェルあたり11ピコモルの最高濃度で存在したGDF8プロホルモン陽性コントロールを含み、ここでは2倍階段希釈を行った。間接的ELISAおよびDAS ELISAの両方についてのELISAデータを下の表20にまとめており、これは、間接的および二抗体サンドイッチELISAデータのまとめを示す。間接的なELISAではピコモルあたりの反応は、CHO GDF8プロホルモン陽性コントロールに対して報告される。
直接ELISA形式で試験したTMV−FV5については、ウサギ#1286抗体を検出に使用した場合、GDF8プロホルモンコントロールと同様の様式で融合物を滴定した。対照的に、一次抗体としてヤギ#611またはラットMAB788抗体を使用した場合には最小の応答しか得られなかった。サンドイッチELISA方式では、応答はTMV−FV7に比較して弱かった。しかし、捕獲のために使用したPVS−135D抗体は、TMVのU1株に対して惹起され、そしてTMV−FV5はU5株に基づくことに注意しなければならない。
12アミノ酸のDJ5由来ペプチド融合物(TMV−FV6およびTMV−FV7)の両方を、直接ELISA形式で3つの抗GDF8/DJ5抗体のすべてによって検出し、両方の融合物についての応答プロフィールは同様であって、1ピコモルあたりのOD応答は、TMV−FV7についてよりもわずかに高かった。しかし、これは単に、この融合物の溶解度の改善を反映し得る。ウサギ#1286検出では、TMV−FV6およびTMV−FV7の両方に対する応答は、GDF8プロホルモンコントロールに対して匹敵していた。ヤギ#661およびラットMAbの場合は、GDF8プロホルモンコントロールに対する応答は、2〜3倍高かった。二抗体サンドイッチELISAについては、N末端融合物は、全ての場合に示した応答が劣っていた;おそらく、その凝集状態から生じる捕獲が劣ることに起因する。C末端(GPAT)融合物については、応答は、一次抗体としてヤギ#661およびラットMAB788の両方を用いて得られ、これは、PVAS−135Dポリクローナルで捕獲されている。抗GDF8捕獲および検出(ラットMAB788捕獲およびヤギ#661検出)では、TMV−FV7が示した1ピコモルあたりのOD応答は、GDF8プロホルモンコントロールよりも大きかった。これは、各々の捕獲されたロッドが2000コピーを超える反応性エピトープを示し、シグナル増幅を生じたという事実を反映し得る。実施例12で考察されたウエスタンブロットのデータと一緒にして、ELISAデータによって、20アミノ酸のDJ5エピトープの12アミノ酸のN末端部分は、全長GDF8タンパク質に対して抗体を中和することによって認識され、従って実行可能なワクチン候補物であると考えられるということが示される。
実施例15
動物試験およびワクチン製造のためのTMVコートタンパク質融合物の選択
表8および12に詳細に示される、全部で7つの候補組み換えTMV DJ5融合物を、N.benihamiana中でのそれらの発現および20アミノ酸のDJ5ペプチドまたは全長のGDF8プロホルモンに対する一連の抗体に対する免疫反応性について評価した。累積データに基づいて、下の表21に列挙される構築物を、製造のために、動物の一連のトライアルにおける試験のために、定量、滅菌および不活性化された組み換えビリオンの十分な量を生成するために、進行させた。
動物試験およびワクチン製造のためのTMVコートタンパク質融合物の選択
表8および12に詳細に示される、全部で7つの候補組み換えTMV DJ5融合物を、N.benihamiana中でのそれらの発現および20アミノ酸のDJ5ペプチドまたは全長のGDF8プロホルモンに対する一連の抗体に対する免疫反応性について評価した。累積データに基づいて、下の表21に列挙される構築物を、製造のために、動物の一連のトライアルにおける試験のために、定量、滅菌および不活性化された組み換えビリオンの十分な量を生成するために、進行させた。
動物の使用のための4つのTMV DJ5融合物の製造のために、使用した手順は、実施例10および実施例12に概説したとおりであって、以下の改変を伴った。このプロセスの全ての段階で、注射用水(WFI)を使用して、全ての試薬は、専用のストックからであった。ウイルス調製物を処理するために用いた実験室ウエアはできるだけ、225℃で最低6時間焼いた。これが不可能である場合、実験室ウエアは、10%の次亜塩素酸ナトリウム溶液に20分間浸漬して、WFI中で徹底的にリンスして、121℃で20分間オートクレーブした。
最終の組み換えウイルスを、滅菌のリン酸緩衝化生理食塩水に再懸濁した。この調製物を、滅菌して、TMVゲノムRNAを、二元性エチレンイミン(「BEI」)で処理することによって不活化した。要するに、0.1MのBEIストック溶液を、最終濃度の5mMのBEIに添加した。サンプルを、持続して混合しながら37℃で48時間インキュベートした。48時間後、BEIを3モル過剰のチオ硫酸ナトリウムの添加によって中和した。BEI不活性化TMV DJ5融合調製物のタンパク質含量は、アミノ酸分析(AAA)によって確認し、pHは、10%(v/v)の50mMのリン酸2水素カリウム溶液の添加によってほぼ7.4に調節し、そして調製物を、滅菌リン酸緩衝化生理食塩水で1mg/mLに希釈して、その後に2mLの滅菌ガラスバイアルにアリコートした。最終のバイアル生成物を、下の実施例16に概説されるようにリリース試験した。
実施例16
動物試験のためのTMVコートタンパク質融合ワクチンの特徴づけ
バイアルにいれたワクチンTMV−FV1、TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7を、一連の試験に供して、同一性、純度、無菌性、TMVゲノムRNA不活化および内毒素の非存在を確認した。使用したアッセイおよびリリースの基準は、下に簡略にまとめる。
動物試験のためのTMVコートタンパク質融合ワクチンの特徴づけ
バイアルにいれたワクチンTMV−FV1、TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7を、一連の試験に供して、同一性、純度、無菌性、TMVゲノムRNA不活化および内毒素の非存在を確認した。使用したアッセイおよびリリースの基準は、下に簡略にまとめる。
各々のワクチンの分子量は、MALDI−TOF質量分析によって測定して、リリースのためには理論的なMW±0.05%内にあてはまらなければならない。全てのワクチンを16%のTris−グリシンSDS−PAGEによって分析した。電気泳動後に、ゲルをクマーシー・ブリリアント・ブルー(Coomassie Brilliant Blue)で染色して、デンシトメトリーで分析した。TMV DJ5コートタンパク質融合物のバンド(単数または複数)は、検出可能な総タンパク質の90%以上を構成しなければならない。各々のワクチンの同一性を、トリプシン消化MALDI−TOF質量分析法によって確認した。少なくとも4つの固有の変更されていないトリプシン消化したペプチドフラグメントの分子量は、対応する理論的な未同定のトリプシンのペプチドフラグメントの分子量±0.5に適合しなければならず、そしてトリプシンのペプチドフラグメントは、DJ5ペプチド融合物の完全性を確認しなければならない。ワクチンの最終タンパク質濃度は、アミノ酸分析を用いて決定して、これによってまた、TMV DJ5融合物のアミノ酸組成が得られた。溶液中のワクチンの外見は、視覚検査によって確認して、バイアルに入れられた生成物のpHは、較正されたpH計(受容可能な範囲、pH7.4+/−0.4)を用いて標準的な方法によって決定した。
TMVの感染性は、局所病変宿主植物、N.tabacum var.xanthi,「Glurk」を用いて測定した。局所病変アッセイは、Glurk植物で播種後4〜6週間で行った。アッセイしたサンプルのうち100μlを、研磨剤として使用した炭化ケイ素を用いて葉ごとに接種した。サンプルを三連で泳動して、局所病変を接種の4〜6日後にスコア付けした。リリースに必要であったのは局所病変の検出が1未満であることであった。生体負荷の決定のために10μLおよび100μLのサンプルを、ラミナー・フローのフードの下で無菌技術を用いて、LB栄養寒天上にプレートした。このプレートを反転させて、室温で4日間インキュベートさせた。コロニーの数を4日のインキュベーション後に記録し、次いでプレートをさらに4日間、33℃のインキュベーターに動かし、2回目のスコア付けをした。リリースのために、コロニー形成単位は検出されてはならない。最終的に、バイアルに入れられたTMV DJ5融合物の内毒素含量は、Limulus Amebocyte Lysate(LAL)アッセイを用いて決定した。諸元を満たすために、各々のワクチン用量は、10EU以下の内毒素を送達すべきである。4つのワクチンについてのリリース試験の結果を下の表22Aおよび表22Bにまとめる。
TMV−FV5については、全部で9つのバイアルを、1mg/mLという標的タンパク質濃度で、調製した(1.4mL/バイアル)。融合物に対してBEI処理の決定的な影響があったか否かを決定するために、検出のためにGDF8中和ラットMAB788を用いてウエスタンブロットを行った。BEI処理の前のサンプルについては、単一のバンドが観察された。しかし、BEI処理後、BEI処理の間のアルカリpH条件の結果であり得るジスルフィド架橋の増大におそらく起因して、オリゴマーのラダーが存在した。また、BEI単量体種については、ウエスタンブロットによって二重線が証明された。ウエスタンブロットデータは、全長MALDIデータと相関しており、これは、複数の短縮物での生成物を示した。二重線の両方のバンドは、抗体に対して反応性であって、これは、短縮された生成物がある程度の抗原性を保持したことを示唆している。直接ELISAを、3つの抗DJ5/GDF8抗体(ヤギ#661、ウサギ#1286およびラットMAB788)および1つの抗TMV抗体(PVAS 135D)を用いてサンプル上で行った。プレ−BEIサンプルは、BEI処理した最終生成物よりも実質的に反応性であった。これについて可能な説明は、TMV融合物の架橋は、エピトープの接近性を減少させるか、そして/またはビリオンの溶解度を減少させ、これがマイクロタイタープレート上のコーティングレベルの低下を生じるということである。バイアルに入れられたTMV−FV5の品質分析を終わらせて、リリースデータを表22Aおよび表22Bにまとめる。純度の場合には、これは、PAGEゲルとウエスタンブロットのオリゴマーのプロフィールとの間の1対1の対応に基づいて、90%より大きいと見積もられた。しかし、正確な純度パーセントは、報告されていない。なぜなら、各々の個々のバンドのトリプシン消化の確認は行われていないからである。上で注記されたとおり、BEI処理した最終生成物における短縮種は、ウエスタンブロットによって免疫反応性であった。さらに、ゲルおよび液体のトリプシン質量マッピングによって、この短縮された種は、C末端の2つのアミノ酸を除いてDJ5エピトープの全てを保持していたことが示された(MS)。従って、このワクチン候補物は、動物試験について進行させた。
TMV−FV6については、全部で9つのバイアルを、1mg/mLという標的タンパク質濃度で、調製した(1.4mL/バイアル)。融合物に対してBEI処理の決定的な影響があったか否かを決定するために、検出のためにGDF8中和ラットMAbを用いて、BEIの前後のサンプルに対してウエスタンブロットを行った。両方のサンプルについて、単一のバンドが観察された。直接のELISAをまた、3つの抗DJ5/GDF8抗体および1つの抗TMV抗体を用いて行った。BEIの前後の両方のサンプルで同様のプロフィールが観察された。ウエスタンブロットのデータとまとめて、これらの結果によって、BEI処理後のエピトープに対して決定的な改変はないことが示される。表22Aおよび表22Bは、バイアルに入れたTMV−FV6についての品質分析からのリリースデータをまとめる。ワクチン生成物は、リリース基準の全てを通過し、そして動物試験へ進めた。
TMV−FV7については、全部で32のバイアルを、1mg/mLという標的タンパク質濃度で、調製した(1mL/バイアル)。DJ5融合物に対してBEI処理の決定的な影響があったか否かを決定するために、以下の抗体を用いてウエスタンブロットを行った;PVAS 135D(抗TMV)、ヤギ#661、ウサギ#1286およびラットMAB788。BEIの前後の両方のサンプルを、4つの抗体全てによって検出して、融合物は、単一のバンドとして泳動した。さらに、この融合物は可溶性であったので、直接捕獲ELISAおよび二抗体サンドイッチ(DAS)ELISAの両方を行って、BEI処理から生じる、エピトープに対する変更が、未変性のコートタンパク質およびアセンブリされたビリオンの状況で検出され得るか否かを決定した。CHO由来GDF8プロホルモン(実施例1)を、正のコントロールとして使用した。DAS ELISAについては、ほぼ同一のプロフィールが、BEI処理の前後のサンプルの両方について得られ、このことは、BEI処理が生成物の抗原性に有する影響が最小限であることを示す。同様に、直接の捕獲ELISAについては、BEI処理した生成物は、未処理の融合物に匹敵しており、4つの抗体のうち3つについては、BEI処理後のサンプルは、わずかに高いOD読み取りを生じた。バイアルに入れられた生成物の品質分析を終わらせて、TMV−FV7は、リリース基準の全てを通過し(表2Aおよび表22B)、従って、動物試験へ進めた。
実施例17
4℃で6ヶ月の貯蔵でのTMV−FV1、TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7についての安定性研究
4つのBEI処理し、バイアルに入れられたTMV DJ5融合物を6ヶ月の安定性研究に供して、4℃での保管で候補ワクチンの完全性を評価した。6ヶ月の期間というのは、動物研究でワクチンを評価する時間枠をカバーしていた。約1ヶ月の間隔で6つの時点の全てで採取して、バイアルに入れたワクチンは、PAGEゲル、ウエスタンブロットおよびMALDI−Tof質量分析法によって分析した。ウエスタンブロット分析については、抗GDF8ヤギ#661抗体を使用した。6ヶ月の時点の間のPAGE分析およびウエスタンブロットのデータを表23にまとめており、そして全ての時点についてのMALDI−Tof質量分析情報を表24にまとめる。
4℃で6ヶ月の貯蔵でのTMV−FV1、TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7についての安定性研究
4つのBEI処理し、バイアルに入れられたTMV DJ5融合物を6ヶ月の安定性研究に供して、4℃での保管で候補ワクチンの完全性を評価した。6ヶ月の期間というのは、動物研究でワクチンを評価する時間枠をカバーしていた。約1ヶ月の間隔で6つの時点の全てで採取して、バイアルに入れたワクチンは、PAGEゲル、ウエスタンブロットおよびMALDI−Tof質量分析法によって分析した。ウエスタンブロット分析については、抗GDF8ヤギ#661抗体を使用した。6ヶ月の時点の間のPAGE分析およびウエスタンブロットのデータを表23にまとめており、そして全ての時点についてのMALDI−Tof質量分析情報を表24にまとめる。
詳細には、下の表23は、4℃で保管したDJ5ペプチドのコートタンパク質融合物のPAGE分析およびウエスタンブロット分析のまとめを提供する。このデータは、6ヶ月の研究の最終時点についてである。
下の表24は、MW MALDI分析をリリースサンプルについて(R)そしてBEI処理してバイアルに入れられたワクチンについての安定性研究を通じて採取した6つのサンプルについて示す。リリースサンプルについては、主なピークのみを報告する。
全体として、このデータによって、TMV−FV1、TMV−FV6およびTMV−FV7が、4℃の保管で少なくとも6ヶ月間安定であったことが示される。TMV−FV5の場合、分解が4℃での保管で生じ、19.1KDaというおよその分子量を有する主な種が得られた。この短縮生成物は、保管で安定と考えられ、そしてウエスタンブロットのデータから、GDF8中和ヤギ#661抗体と免疫反応性であった。
実施例18
GDF8中和抗体に結合し得るDJ5ペプチド領域における洗練
ウエスタンブロット分析の経過の間に、GDF8中和ラットモノクローナル抗体(MAB788)は、U1コートタンパク質と強力に反応することが確認された。観察された応答は、この融合物を並行に分析した場合、TMV−FV7と匹敵すると思われた。対照的に、これもGDF8中和であるヤギ#661ポリクローナル血清は、U1コントロールとは弱くしか反応しなかった。U5株コートタンパク質がウエスタンブロット分析に含まれた場合、ラットMAB788抗体では交差反応性は検出されなかった。この結果によって、間接的なELISAによるU1およびU5コートタンパク質に対するラットモノクローナル抗体反応性の比較が促された(表25)。このELISAについては、ラットMAB788を最初に1:20に希釈した;U5コートタンパク質に対する交差反応性は検出されず、このことは、ウエスタンブロットデータを支持しているが、U1コートタンパク質は1:1620の終点希釈で検出された。TMV DJ5ペプチド融合物陽性コントロール(TMV−FV7)に対する応答は、3倍高かった。間接的なELISAでは、ビリオンは、ELISAプレート表面に吸着され、これは、ウイルス構造のいくつかの破壊を生じることが期待される工程である。
GDF8中和抗体に結合し得るDJ5ペプチド領域における洗練
ウエスタンブロット分析の経過の間に、GDF8中和ラットモノクローナル抗体(MAB788)は、U1コートタンパク質と強力に反応することが確認された。観察された応答は、この融合物を並行に分析した場合、TMV−FV7と匹敵すると思われた。対照的に、これもGDF8中和であるヤギ#661ポリクローナル血清は、U1コントロールとは弱くしか反応しなかった。U5株コートタンパク質がウエスタンブロット分析に含まれた場合、ラットMAB788抗体では交差反応性は検出されなかった。この結果によって、間接的なELISAによるU1およびU5コートタンパク質に対するラットモノクローナル抗体反応性の比較が促された(表25)。このELISAについては、ラットMAB788を最初に1:20に希釈した;U5コートタンパク質に対する交差反応性は検出されず、このことは、ウエスタンブロットデータを支持しているが、U1コートタンパク質は1:1620の終点希釈で検出された。TMV DJ5ペプチド融合物陽性コントロール(TMV−FV7)に対する応答は、3倍高かった。間接的なELISAでは、ビリオンは、ELISAプレート表面に吸着され、これは、ウイルス構造のいくつかの破壊を生じることが期待される工程である。
ラットMAB788の反応性における明確な相違は、TMV U1とTMV−FV7との間でELISA形式で観察されたが、ウエスタンブロットによる反応性は匹敵していたので、ラットモノクローナル抗体によって検出された推定のTMV U1エピトープは、ウイルス構造に対して内部であったと仮定された。この仮説を試験するために、二抗体サンドイッチELISAを行った(表25)が、ここではTMV U1またはTMV−FV7のいずれかが、抗TMVポリクローナル抗体による捕獲を通じてインタクトなビリオンとして提示された。吸着されたTMV U1に対するELISAとは対照的に、インタクトなビリオンとして提示された場合、野性型U1ウイルスに対する最小の交差反応性が存在し、これによって、TMV−FV7ビリオンに対する反応性が、提示されたDJ5−由来のエピトープに特異的であったことが示された。この結果によって、推定上のU1エピトープが、インタクトなビリオンに曝された表面ではないという仮説が支持された。
下の表25は、以下のように、TMV U1コートタンパク質およびU5コートタンパク質に対する抗GDF8ラットモノクローナル抗体(MAB788)およびヤギ#661ポリクローナル抗体の反応性を比較するために、間接的ELISAおよびDAS ELISAについての終点希釈の結果を示す。
U1およびU5 TMVコートタンパク質に対するラットMAB788の反応性における硬直した相違に起因して、DJ5ペプチドのN末端の12アミノ酸との2つのコートタンパク質配列のアラインメントを行なった(図6B)。このアラインメントによって、DJ5ペプチドおよびU1コートタンパク質が、プロリンの存在によってU5コートタンパク質の場合に破壊される、共通の4つのアミノ酸配列QANP(配列番号58)を共有したことが示された。ウイルスのX線回折構造から、QANP(天然のヒト前駆体GDF8の残基329〜残基332)は、考察されたウエスタンブロットおよびELISAのデータと一致して、ビリオンの内面に位置している(図6C)。全体として、このデータによって、U1コートタンパク質との観察されたラットMAB788交差反応性についての説明、そしてDJ5ペプチド内の本質的でかつ必須のアミノ酸配列であって、それに対して中和抗体が惹起され得るアミノ酸配列を描写するのにおける補助が得られる。
興味深い事に、ヤギ#661ポリクローナル抗体は、ウエスタンブロットおよび間接的なELISA形式の両方でU1コートタンパク質に対して示す反応性が最小である。ラットモノクローナル抗体と同様に、この抗体は、インビトロの転写活性アッセイでGDF8を中和し得る(実施例3)。ヤギ#661血清は、TMV−FV7と強力に反応するので、これによって、GDF8中和抗体を生成し得るDJ5ペプチドのN末端の12アミノ酸のDJ5ペプチド内に他の領域が存在することが示され得る。
実施例19
キーホール・リンペット・ヘモシアニン(KLH)に対する化学的融合物に対して比較したTMVに対する分子融合物の状況でのDJ5ペプチド提示の優位性
DJ5ペプチドを同定した最初の調査的な研究の間、GDF8中和ラットモノクローナル抗体(MAB788,R&D systems)およびヤギ#661抗体を、2つのウサギ由来のハイパー免疫血清(表26)に比較した。ウサギ抗体は、SP2またはDJ5ペプチドのいずれかのKLH結合体に対して惹起された。図7によって、SP2ペプチドがC末端でQANP(配列番号58)残基を含むことが示される。U1コートタンパク質とのラットMAB788の交差反応性(実施例18)によって、中和応答を生じるのにおけるQANP(配列番号58)残基の重要性の強力な証拠が得られた。しかし、どのウサギ血清も、GDF8中和できないが、それらは、それらのそれぞれのペプチド免疫原をELISA形式で認識した。また、ELISA方式でのこのペプチドに対するヤギ#661およびラットMAB788の相対的な応答も興味深い。どの抗体もDJ4ペプチドを検出せず、ここではQANPのプロリン残基(配列番号58)は存在しなかった(図7)が、それらは、SP2に対して反応性が弱く、DJ5エピトープに対して反応性であった。対照的に、ウサギ#92血清(SP2ペプチド抗原)は、DJ4に対して反応性で、DJ5に対して非反応性であった。これによって、GDF8のこの領域が提示される状況は、中和応答の生成に重要であり得ることが示唆される。
キーホール・リンペット・ヘモシアニン(KLH)に対する化学的融合物に対して比較したTMVに対する分子融合物の状況でのDJ5ペプチド提示の優位性
DJ5ペプチドを同定した最初の調査的な研究の間、GDF8中和ラットモノクローナル抗体(MAB788,R&D systems)およびヤギ#661抗体を、2つのウサギ由来のハイパー免疫血清(表26)に比較した。ウサギ抗体は、SP2またはDJ5ペプチドのいずれかのKLH結合体に対して惹起された。図7によって、SP2ペプチドがC末端でQANP(配列番号58)残基を含むことが示される。U1コートタンパク質とのラットMAB788の交差反応性(実施例18)によって、中和応答を生じるのにおけるQANP(配列番号58)残基の重要性の強力な証拠が得られた。しかし、どのウサギ血清も、GDF8中和できないが、それらは、それらのそれぞれのペプチド免疫原をELISA形式で認識した。また、ELISA方式でのこのペプチドに対するヤギ#661およびラットMAB788の相対的な応答も興味深い。どの抗体もDJ4ペプチドを検出せず、ここではQANPのプロリン残基(配列番号58)は存在しなかった(図7)が、それらは、SP2に対して反応性が弱く、DJ5エピトープに対して反応性であった。対照的に、ウサギ#92血清(SP2ペプチド抗原)は、DJ4に対して反応性で、DJ5に対して非反応性であった。これによって、GDF8のこの領域が提示される状況は、中和応答の生成に重要であり得ることが示唆される。
下の表26は、市販のそして自家製の抗体の選択のための相対的なELISAおよびGDF8中和のまとめを示す。
**KLHに結合されたペプチド
ヤギ#661、ラットMAB788およびウサギ#1286抗体における相違をさらに検討するために、一連のELISAを以下の標的に対して行った:
・BSAに結合体化されたDJ5(20)ペプチド(BSA−DJ5(20)、図7を参照のこと)。
・BSAに結合体化されたDJ5(12)ペプチド(BSA−DJ5(12)、図7を参照のこと)。
・BSAに結合体化されたDJ5(8)ペプチド(BSA−DJ5(8)、図7を参照のこと)。
・BSA単独。
・U1コートタンパク質に対するGPAT融合物としてのDJ5(12)を示すTMV−FV7。このビリオンは、ウサギ抗TMV U1ポリクローナルPVAS 135Dを使用する二抗体サンドイッチ形式でインタクトなロッドとして提示された。
・プロGDF8FLAG、哺乳動物細胞が生成して、アフィニティー精製されたGDF8。
下の表27は、ELISAコーティングおよび1ウェルあたりに存在するDJ5ペプチドの推定ピコモル数のまとめを示す。
(b)CHO由来プロGDF8FLAG(FLAGタグ化GDF8プロホルモン)については、精製された物質は、50kDaのプロポリペプチドおよび完全処理された12.5kDaのGDF8の80:20の比の異種混合物であった。
(c)1ウェルあたりに吸着された標的抗原のピコモルを算出するのに、コーティング溶液に存在する全てのタンパク質がプレートに結合したとみなした。全ての抗原について、250ngがコーティング溶液に存在し、そして使用したNunc MaxiSorpプレートは500〜600ng IgG/cm2という吸着能力を有し、そして0.6cm2の表面積がコーティング溶液と接触した。
(d)ウェルに添加されたTMV−FV7の全てが、コーティングのPVAS 135D抗体によって捕獲されたと仮定する。
(e)1ウェルあたりにコーティングされたGDF8の理論的な最大ピコモル数は、12.5kDa種に対して処理されたGDF8プロホルモン100%であった。
下の表28は、一連のDJ5−由来ペプチド−BSA結合体、GDF8プロホルモン(プロGDF8FLAG)およびTMV−FV7(二抗体サンドイッチの形式で提示)に対する反応性に関して、ヤギ#661、ウサギ#1286およびラットMAB788抗体のELISA終点希釈比較を示す。
ラットモノクローナル抗体については、しかし、BSAに結合体化された全長DJ5ペプチド、DJ5(20)に対する反応性は弱かったが、それより短いDJ5由来ペプチドも検出されなかった。対照的に、1ウェルあたり約10倍低いレベルのDJ5ペプチド(DJ5(20)BSAに対して)を示したGDF8プロホルモンについては、終点希釈は2log10倍高かった。また、TMV−FV7に対する強力な反応性があり、終点希釈は、GDF8プロホルモンについてわずか3倍低いだけであった。TMV−FV7については、13ピコモルが、約2倍のGDF8値、1ウェルあたり最大のDJ5含量であることが確認されたが、このことは、コーティング抗体によるビリオンの100%捕獲を仮定する。
TMV−FV7対DJ5(12)BSA結合体に対するラットMAB788の反応性の明確な相違は、特に興味深い。なぜなら両方の場合に同じペプチドが提示されるからである。DJ5(12)については、BSAに対するググタルアルデヒド結合は、ペプチドのN末端の最初のアミノ基を介する。これは、ペプチドのQANP(配列番号58)残基に対する接近性を立体的に妨害し得る(図7)。これは、DJ5(20)ペプチドが、弱くても検出されるという事実によって支持される。DJ5(20)については、リジン(K)は、ペプチドのC末端領域に存在し、そしてペプチドのN末端領域の改善された提示を生じるはずである別の結合部位である。別の説明は、TMVコートタンパク質に対する分子融合の状況におけるQNAP(配列番号58)残基の提示によって、エピトープは、より「天然(natibe)」の高次構造をとることが可能になるということである。後者の仮説は、上記の表26に提示されるGDF8中和データによって支持される。表26は、KLHに結合体化されたSP2およびDJ5ペプチドが、GDF8中和抗体を生成できないが、両方について、QANP(配列番号58)領域は、ペプチドN末端および/または反応性リジンに対するその位置のおかげで、十分に提示されるはずであることを示す(図7)。しかし、DJ5ペプチドがTMVの状況で提示される場合、強力な免疫応答がヤギおよびブタの両方で観察され(実施例20および21を参照のこと)、そして血清は、インビトロの転写アッセイに基づいてGDF8中和であった。
ヤギ#661抗体については、種々の標的抗原に対する全体的な応答プロフィールは、ラットMAB788モノクローナルと質的に同様であった。しかし、DJ5(20)−BSA結合体とGDF8プロホルモンとの間の応答の相違は、DJ5(20)−BSAに対する10倍高い終点希釈のおかげで、ラットモノクローナル抗体についてよりも1log10低かった。さらに、ヤギ#661抗体は、DJ5(12)およびDJ5(8)ペプチドBSA結合体との反応性が弱かったが、TMV−FV7に対する終点希釈は、DJ5(12)−BSAについてよりも依然として2log10倍高かった。DJ5(20)−KLH結合体に対して惹起されたウサギ#1286ポリクローナル抗体については、終点希釈は、DJ5(20)−BSA結合体について最大であったが、GDF8プロホルモン、DJ5(12)−BSAおよびDJ5(8)−BSAに対する応答は、同様であった。ウサギ#1286の場合、終点希釈データは、標的としてTMV 2264については利用不能であった。なぜならサンドイッチで使用された捕獲抗体はウサギ由来であったからである。
GDF8中和ヤギ#661抗体での結果によって、分子融合物の状況でのDJ5領域からのペプチドの提示は、このペプチドが中和抗体の生成のために適切な高次構造をとることを可能にするという仮説がさらに支持される。ウサギ#1286のデータから、KLHペプチド結合体は、強力な免疫原であるということが明らかであるが、このポリクローナル抗体がGDF8を中和できないことによって、このペプチドは、グルタルアルデヒド結合体の状況で提示された場合、適切な高次構造をとれないということが示唆される。
実施例20
TMV 2665、TMV−FV5、TMV−FV6、TMV−FV7またはプロGDF8タンパク質を用いる免疫後のヤギからの採血の血清学的分析
上記のTMV融合ベクターの免疫原性を測定するために、2つのさらなる研究を、ヤギを用いて行った。各々の研究は、場所の点を除いて同一であった:1つは、ProSci,Inc.により本発明者らの指示のもとで行い(ヤギ研究(Goat study)#1)、そしてもう一方は、自家で行って、盲検とした(ヤギ研究(Goat Study #2))。成体の乳用ヤギを各々の研究に用いた。各々の研究は以下のとおり行なった:
ヤギに、下の表29に示されるとおり2mLのワクチンをワクチン接種した。初回のワクチン(0日目)は、完全フロイントアジュバントを含んだが、その後のワクチン用量は、不完全フロイントアジュバントを含んだ。第一のワクチン接種は、首の右側で皮下(SQ)に与えた。その後のワクチン接種は、首の右側と左側の間で変更した。血液サンプルは、0日、28日、49日、63日、77日および91日に、真空にしたSST血液採取試験管を用いて頸静脈の静脈穿刺によって動物から収集した。血液は、室温で最低2時間凝固させて、遠心分離して、血清を収集した。血清サンプルには動物番号、標本のタイプ、収集日および研究番号を表示した。血清は、−10℃以下で、アッセイするまで保管した。
TMV 2665、TMV−FV5、TMV−FV6、TMV−FV7またはプロGDF8タンパク質を用いる免疫後のヤギからの採血の血清学的分析
上記のTMV融合ベクターの免疫原性を測定するために、2つのさらなる研究を、ヤギを用いて行った。各々の研究は、場所の点を除いて同一であった:1つは、ProSci,Inc.により本発明者らの指示のもとで行い(ヤギ研究(Goat study)#1)、そしてもう一方は、自家で行って、盲検とした(ヤギ研究(Goat Study #2))。成体の乳用ヤギを各々の研究に用いた。各々の研究は以下のとおり行なった:
ヤギに、下の表29に示されるとおり2mLのワクチンをワクチン接種した。初回のワクチン(0日目)は、完全フロイントアジュバントを含んだが、その後のワクチン用量は、不完全フロイントアジュバントを含んだ。第一のワクチン接種は、首の右側で皮下(SQ)に与えた。その後のワクチン接種は、首の右側と左側の間で変更した。血液サンプルは、0日、28日、49日、63日、77日および91日に、真空にしたSST血液採取試験管を用いて頸静脈の静脈穿刺によって動物から収集した。血液は、室温で最低2時間凝固させて、遠心分離して、血清を収集した。血清サンプルには動物番号、標本のタイプ、収集日および研究番号を表示した。血清は、−10℃以下で、アッセイするまで保管した。
・GDF8 P2−Cterm(P2)−可溶性の球状タンパク質
・TMV−FV1−不溶性の沈殿物
・TMV−FV5−可溶性ビリオンおよび沈殿したビリオンの混合物
・TMV−FV6−凝集されたビリオンのロッド
・TMV−FV7−可溶性ビリオンのロッド
ヤギ研究#1については、動物を最初のワクチン接種の前に採血して(「前採血(pre−bleed」)、3度目のワクチン接種の1週後(「採血(bleed)1」)、そして三度目のワクチン接種の2週後(「採血2」)に採血した血清をELISAによって分析した。ELISAについては、以下の標的を使用した:
・直接コーティングしたタバコモザイクウイルス(U1またはU5型、ワクチンTMV足場に相当する)
・ウサギ抗TMV U1ポリクローナルPVAS 135Dを使用する、二抗体サンドイッチ(DAS)形式でインタクトなロッドとして提示されたタバコモザイクウイルス(U1またはU5型、ワクチンTMV足場に相当する)
・BSAに対して結合体化したDJ5(20)ペプチド(図7を参照のこと)。
・BSAに対して結合体化されたDJ5(12)ペプチド(図7を参照のこと)。
・BSAに対して結合体化されたDJ5(8)ペプチド(図7を参照のこと)。
・CHOで発現され、精製されたFLAGタグ化GDF8プロホルモン。
間接的なTMV ELISAについては、炭酸塩/重炭酸塩緩衝液(pH9.6)中で5μg/mLに希釈した50μLのTMV U1またはTMV U5を用いて、4℃で一晩または週末にわたって、96ウェルのマイクロタイタープレート(MaxiSorp,Nunc)をコーティングした。コーティング溶液を取り出して、プレートを、0.5%(v/v)のTWEEN(商標)20および2%(w/v)BSAを含有する100mM Tris(pH 7.5)を用いて室温で2時間ブロックした(1ウェルあたり200μLのブロッキング溶液)。このウェルを1×TBST緩衝液(TWEEN(商標)20を含有するTris緩衝化生理食塩水)を用いて2回洗浄して、1ウェルあたりに2%(w/v)BSAを含む1×PBSに希釈した50μLのヤギ血清を添加した。各々の血清についての3倍階段希釈は、1:50の初回希釈で開始して行った。GDF8 P2−Cterm前採血血清を、全てのプレート上で陰性コントロールとして使用した。
室温で血清との1時間のインキュベーション後、マイクロタイタープレート洗浄器(Skatron Instruments)を用いて、このプレートを0.9%(w/v)塩化ナトリウム,2%(v/v)Triton(登録商標)X−100で洗浄した。50μLのウサギ抗ヤギHRP結合体化二次抗体(Pierce)を、2%(w/v)BSAを含有する1×PBS中で1:10,000の希釈で添加した。このプレートを室温で1時間インキュベートして、プレート洗浄器で洗浄し、そして1ウェルあたり50μLの3,3’,5,5’−テトラメチルベジジン基質溶液を添加した。HRP触媒反応は、5〜20分間進行させて、50μLの1Nの硫酸を添加することによって停止させた。このプレート吸光度(OD)は、96ウェルプレート分光光度計(Spectrophotometer)(Molecular Devices)で450nmで読み取った。
二抗体サンドイッチ(DAS)ELISAについては、炭酸塩/重炭酸塩緩衝液(pH9.6)中で1:4000に希釈した50μLの抗TMVポリクローナル抗体PVAS−135Dを用いて、4℃で一晩または週末にわたって、96ウェルのマイクロタイタープレート(MaxiSorp,Nunc)をコーティングした。コーティング溶液を取り出して、このウェルを、0.5%(v/v)のTWEEN(商標)20、2%(w/v)BSAを含有する200μLの100mM Tris(pH 7.5)を用いて室温で1時間ブロックした。このブロック工程の後、このウェルを1×TBST緩衝液を用いて2回洗浄して、2%(w/v)BSAを含む1×PBS中で5μg/mLまで希釈した50μLのTMV U1またはTMV U5のいずれかを、1ウェルあたりに添加した。このプレートを室温で1時間インキュベートし、次いで、マイクロタイタープレート洗浄器(Skatron Instruments)を用いて、0.9%(w/v)塩化ナトリウム,2%(v/v)Triton(登録商標)X−100で洗浄した。ヤギ抗体の添加および希釈、二次抗体の添加、ならびにELISAプレートの発色は、間接的なTMV ELISAについて概説されたプロトコールに従って行った。
CHO由来GDF8プロホルモンに対するヤギ研究#1血清の反応性を測定するために、ELISAはGDF8プロホルモンでプレートを直接コーティングすることによって行った。GDF8は、炭酸塩/重炭酸塩緩衝液(pH9.6)中で5μg/mLに希釈して、1ウェルあたり50μLを使用して、4℃で一晩、96ウェルのマイクロタイタープレート(MaxiSorp,Nunc)をコーティングした。ELISAプロトコールにおける全ての引き続く工程は、間接的なTMVELISAについて概説されたとおりであった。
DJ5ペプチドに対するELISAについて(図7)、3つのペプチドであるDJ5(20)、DJ5(12)およびDJ5(8)を、キャリアBSAに結合体化させた。要するに、ペプチドを50%のDMSO中で1mg/mLに再懸濁して、BSAおよびグルタルアルデヒドと合わせて、全ての結合対反応について1mg/mLのBSAおよび1%のグルタルアルデヒドという最終濃度を得た。種々の反応におけるペプチドの最終濃度は以下であった:DJ5(8)、1mg/mL;DJ5(12)、1.4mg/mL;およびDJ5(20),2.6mg/mL。この反応は、4℃で一晩回転させ、引き続き、1×PBSに対して透析して未反応のペプチドを除いた。結合は、10〜20%のTris−グリシンゲルでのPAGE分析によって確認した。マイクロタイタープレート(96ウェル)を、3つのDJ5ペプチド−BSA結合体の各々を用いて4℃で一晩コーティングして、炭酸塩/重炭酸塩緩衝液(pH9.6)中で5μg/mLに希釈した。マイクロタイタープレートコーティングの後に、間接的TMV ELISAについて概説された手順に従ってELISAを行った。
ヤギ研究#1についての抗TMV応答のデータを、表30に表の形式でまとめる。予想どおり、TMVに対する応答は、P2ワクチン接種動物では観察されなかった。TMVペプチド融合物ワクチンについては、抗TMV血清の終点希釈における2〜3log10の増大が、間接的ELISAおよびDASのELISAの両方の形式でほとんどのワクチンについて観察された。TMV−FV5ワクチン接種動物の場合は、DAS応答は顕著に低かった。これは単に、TMV U1に対して惹起されたポリクローナル抗体であるPVAS 135D抗体によるTMV U5ウイルスの捕獲が劣ることを反映しているのかもしれない。三度目のワクチン接種後、抗TMV応答は、TMV−FV6ワクチン接種動物において最高であって、TMV−FV1ワクチン接種動物において応答が最低であると考えられた。この相違は、異なるワクチン形態に起因し得る:TMV−FV6は、溶液中で凝集するインタクトな部分的に可溶性のビリオンとして存在するが、TMV−FV1は、不溶性の沈殿物であって、ここではTMVのロッド様構造が損なわれるようであった。下の表30は、ヤギ研究#1由来の血清を試験する、抗TMVの間接的ELISAおよび二抗体サンドイッチ(DAS)ELISAについての終点希釈データのまとめを示す。
20アミノ酸のDJ5エピトープを使用する、ヤギ研究#1由来の血清についてのペプチド特異的ELISAの結果を、12のN末端および8つのC末端のアミノ酸のペプチドと一緒にして、表31にまとめる。20アミノ酸のDJ5ペプチドのELISAについて、TMVペプチド融合ワクチンによって生成された免疫応答は、観察された抗TMV U1応答と極めて接近しており、TMV−FV6ワクチンは、TMV−FV1ワクチンでの1log10の増大に比較して血清終点希釈の2.5log10の増大を生じた。GDF8タンパク質を用いる免疫によって生成された応答は、TMV−FV1ワクチンの応答に匹敵していた。DJ5の12アミノ酸のN末端領域を捕獲抗原として使用した場合、血清にまたがるその応答プロフィールは、全長DJ5ペプチド(DJ5(20))で得られたエピトープと匹敵していたが、終点希釈は、約1log10倍低かった。対照的に、DJ5のC末端の8アミノ酸に対する応答は、全てのワクチンについて最小であった。このデータは、DJ5の推定の中和エピトープが、そのペプチドのN末端領域に位置するという仮説を支持する。DJ5(20)対DJ5(12)−BSAの結合体に対する終点希釈における1log10の相違は、実施例19に考察されるように、エピトープの接近性に起因し得る。下の表31は、ヤギ研究#1由来の血清を試験する、抗DJ5間接的ELISAについての終点希釈データのまとめを示す。
捕獲抗原としてGDF8プロホルモンを使用するELISAも行って、DJ5領域をその天然の状態で認識し得る抗体を惹起するTMV DJ5ペプチド融合ワクチンの能力を評価した。表32はその結果をまとめる。TMV DJ5ペプチド融合ワクチンの全てがGDF8を認識する抗体を惹起し、ここで3度目のワクチンの1週後(採血1)に観察された終点希釈は、前採血に対して1.5〜2log10の増大であった。観察された力価は、全てのTMVワクチンについて採血2で、TMV−FV6を除いて低下したが、力価は維持された。FV6ワクチンはまた、最高の終点希釈力価を生じ、これは、抗TMVおよび抗ペプチドのELISAを反映しており、そしてP2ワクチン接種動物において観察されたものに匹敵する応答を生じた。ELISAプレートをコーティングするために使用したFLAG標的GDF8プロホルモンタンパク質の大部分が、通常インビボにおいてフリン(furin)プロテアーゼ活性によって切断される、GDF8のプロポリペプチド領域を保有している。成熟GDF8は、種全体にまたがって高度に保存されているが、プロポリペプチド領域は、よりアミノ酸異質性を示す。従って、これらの研究において、陽性コントロール抗原として使用される、GDF8 P2のC−term(ヒト配列)の大部分は、免疫されたヤギの免疫系によって非自己としてみられるようである。これが観察されたELISA血清終点希釈に影響する程度は、未知であるが、この事実は、異なるワクチン群の間の応答を評価および比較することを考慮する必要がある。下の表32は、ヤギ研究#1由来の血清を試験する、抗GDF8 ELISAの終点希釈データのまとめを示す。
ヤギ研究#2については、三度目のワクチン接種の7日後の採血を、以下の標的に対してELISA形式で評価した:
・直接コーティングしたタバコモザイクウイルス(U1型のみ)
・BSAに結合体化されたDJ5(20)ペプチド(図7を参照のこと)
・BSAに結合体化されたDJ5(12)ペプチド(図7を参照のこと)
DJ5(8)ペプチドは、ヤギ研究#1について観察されたこの領域に対する応答が劣ることに基づいて、省略した。この研究については、前採血サンプルは利用できず、従って、ヤギ研究#1からのP2前採血を、各々のプレート上の陰性コントロールとして使用した。結果を表33にまとめる。BSAに結合体化された全長DJ5ペプチド(DJ5(20))については、可溶性のTMV−FV6およびTMV−FV7ワクチンで最高の終点希釈が得られたが、不要性のTMV−FV1ワクチンに対する応答は、1log10低かった。最初の研究と一緒にして、このデータによって、より可溶性のワクチン型であるほど、より強力なDJ5特異的な応答を生じ得ることが示唆される。最初の研究については、TMV U1またはDJ5ペプチドのいずれかがELISA標的抗原であった場合に得られた終点希釈の間に良好な相関が存在した。しかし、本研究では、TMV−FV1ワクチンは、TMV−FV7ワクチンに匹敵する、最高の抗TMV応答の1つを生じたが、他の2つのワクチンTMV−FV6およびTMV−FV5についての終点希釈は、3倍低いだけであった。このことは、ワクチンの形態、すなわち、可溶性対沈殿型の間の関係を示しており、そして観察された免疫応答は、TMV足場の場合には明快ではないかもしれない。第一の研究でのように、DJ5(12)BSA結合体に対する応答は、FV7では得られた終点希釈が匹敵したことを除けば、20アミノ酸DJ5ペプチドについて1〜2log10低かった。下の表33は、ヤギ研究#2についての非盲検の結果のまとめを示しており、これは抗TMV U1のELISAによる血清終点希釈、および全長DJ5ペプチド(20アミノ酸;DJ5(20))およびN末端の12アミノ酸(DJ5(12))のBSA結合体に対するELISAにおける血清終点希釈を比較している。
・直接コーティングしたタバコモザイクウイルス(U1型のみ)
・BSAに結合体化されたDJ5(20)ペプチド(図7を参照のこと)
・BSAに結合体化されたDJ5(12)ペプチド(図7を参照のこと)
DJ5(8)ペプチドは、ヤギ研究#1について観察されたこの領域に対する応答が劣ることに基づいて、省略した。この研究については、前採血サンプルは利用できず、従って、ヤギ研究#1からのP2前採血を、各々のプレート上の陰性コントロールとして使用した。結果を表33にまとめる。BSAに結合体化された全長DJ5ペプチド(DJ5(20))については、可溶性のTMV−FV6およびTMV−FV7ワクチンで最高の終点希釈が得られたが、不要性のTMV−FV1ワクチンに対する応答は、1log10低かった。最初の研究と一緒にして、このデータによって、より可溶性のワクチン型であるほど、より強力なDJ5特異的な応答を生じ得ることが示唆される。最初の研究については、TMV U1またはDJ5ペプチドのいずれかがELISA標的抗原であった場合に得られた終点希釈の間に良好な相関が存在した。しかし、本研究では、TMV−FV1ワクチンは、TMV−FV7ワクチンに匹敵する、最高の抗TMV応答の1つを生じたが、他の2つのワクチンTMV−FV6およびTMV−FV5についての終点希釈は、3倍低いだけであった。このことは、ワクチンの形態、すなわち、可溶性対沈殿型の間の関係を示しており、そして観察された免疫応答は、TMV足場の場合には明快ではないかもしれない。第一の研究でのように、DJ5(12)BSA結合体に対する応答は、FV7では得られた終点希釈が匹敵したことを除けば、20アミノ酸DJ5ペプチドについて1〜2log10低かった。下の表33は、ヤギ研究#2についての非盲検の結果のまとめを示しており、これは抗TMV U1のELISAによる血清終点希釈、および全長DJ5ペプチド(20アミノ酸;DJ5(20))およびN末端の12アミノ酸(DJ5(12))のBSA結合体に対するELISAにおける血清終点希釈を比較している。
ヤギ研究#1およびヤギ研究#2から得られた血清を使用して、ウエスタンブロットは、HarlowおよびLane,Antibodies.A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory(1988)に記載されたとおりに行った。還元および非還元PAGEを、5%βメルカプトエタノールを含有する還元サンプル緩衝液を用いた以外は同じ方式で行った。ウエスタンブロットのデータのまとめは、表34に示す。
ヤギ研究#1およびヤギ研究#2由来の種々のヤギ抗血清はまた、下のとおり、インビトロの転写活性化アッセイによって特徴付けた。GDF8生体中和を定量的に測定するために用いられるインビトロの転写活性アッセイは本質的に、Thiesら(Growth Factors 18,251(2001))のアッセイである。96ウェル組織培養物処理した照度計ViewPlate(商標)アッセイプレート(PerkinElmer Life and Analytical Sciences,Inc.,Boston,MA)に、1.0×105細胞/ウェルのA204 Rhabdomyosarcoma細胞(ATCC HTB−82)を播種して、37℃、5%CO2、加湿チャンバ中でインキュベートした。完全A204培養培地は、McCoyの5A培地、10%ウシ胎仔血清、2%のL−グルタミンおよび1%のPenn/Strepからなる。80%を超えるコンフルエンスに達した際、細胞を、FUGENEトランスフェクション試薬(Roche Diagnostics Corporation,Indianapolis,IN)の製造業者によって推奨されるプロトコールを用いてプラスミドpDPC4−ルシフェラーゼおよびHCMV IE−lacZの混合物で一過性にトランスフェクトして、37℃、5% CO2、加湿チャンバ中で16時間インキュベートした。プラスミドpDPC4−ルシフェラーゼは、異種プロモーターレポーター構築物に対してGDF8応答性を付与する、ヒトプラスミノーゲンアクチベーターインヒビター(PAI−1)由来の、4コピーのCAGAボックスを含む。
プラスミドHCMV IE−lacZは、構成的なヒトサイトメガロウイルス最初期プロモーターの制御下にβ−ガラクトシダーゼ遺伝子を含む。この遺伝子は、トランスフェクション効率の正規化のコントロールとして付加される。次いで、細胞を100ng/ウェルのGDF8タンパク質(R&D Systems Inc.,Minneapolis,MN)で処理して、さらに16時間、37℃,5%CO2、加湿チャンバでインキュベートした。ルシフェラーゼおよびβガラクトシダーゼは、デュアル・ライト・ルシフェラーゼ・アッセイ(Dual−Light Luciferase Assay)(Tropix,Applied Biosystems,Foster City,CA)を用いて処理された細胞中で定量した。
各々のサンプルは二連(2ウェル)で行った。各々のウェルについてのシグナルは、ルシフェラーゼシグナルをβガラクトシダーゼシグナルで割って100倍したものとして算出した。サンプルのシグナルは、2つのウェルの平均として算出した。
ヤギ血清サンプルの生体中和活性を試験するために、200μLの血清由来のIgGを細胞の処理の前にGDF8タンパク質とともに(4℃で約16時間)インキュベートした。阻害パーセントは、100−(100×サンプルのシグナル)/(GDF8単独でのシグナル−GDF添加なしのシグナル)として計算した。
インビトロ転写活性アッセイの結果は、下の表34にまとめる。各々のワクチン名称についてのデータは、ヤギ研究#1およびヤギ研究#2について得られた結果の累積である。成熟GDF−8のデータとは、12.5kDaの成熟GDF−8が標的抗原として用いられるウエスタンブロットをいう。
抗体特異性の1つのさらなる試験では、抗原TMV−FV5(DJ5(20)−TMVU5−TPAT)は、非変性ウエスタンブロット形式で非変性GDF8を認識し得る抗体を惹起できたことが確認された。比較の目的のために、全ての確認された中和抗体−その1つはインビボで生物学的活性が報告された(A16)はまた、GDF8の非変性型と反応する。
このアッセイにおけるGDF8抗原の非変性型は、科学会ではより「天然(native)」のGDF8であると認識されており、従って、その推論は、この形式で反応する抗体が生物学的に関連する可能性が高いということである。
これは、GDF8の天然型と反応性である抗体を惹起し、かつバイオアッセイで中和し得る組み換えGDF8ペプチドの初めての実証である。
実施例21
TMV−FV1、TMV−FV5、TMV−FV6、TMV−FV7またはプロGPF8タンパク質での免疫後のブタからの採血の血清学的分析
ブタでの研究のために(ブタ研究#1)、全部で6つのワクチンを、野性型TMV U1コントロールと一緒に試験した。各々のワクチンまたはコントロールを、2つのアジュバントのうちの1つにおいて250μgの用量で投与して、全部で14の組み合わせを得た。考慮したアジュバントは、全ての免疫で与えられたEmunade(水中油型エマルジョン)、または第一のワクチン用量とともに投与された完全フロイントアジュバント(CFA)、およびその後のワクチン接種のための不完全フロイントアジュバント(IFA)のいずれかであった。この盲検研究のために、ワクチン/アジュバントの組み合わせ1つあたりに1匹の動物、そして全部で15匹の動物について1匹の免疫されていないコントロールとした。試験したワクチンは以下であった:
・GDF8 P2−Cterm(P2)
・GDF8プロホルモン
・野性型TMV U1
・TMV−FV1
・TMV−FV5
・TMV−FV6
・TMV−FV7
3度目のワクチン接種の7日後に得た血清を、ヤギ研究#2、すなわちタバコモザイクウイルス(U1型のみ)、DJ5(20)ペプチドBSA結合体、およびDJ5(12)ペプチドBSA結合体からの血清について使用した同じ標的に対してELISA形式で評価した(図7を参照のこと)。マイクロタイタープレートを、標的抗原を、5μg/mLで炭酸塩/重炭酸塩緩衝液(pH9.6)中で用いて4℃で一晩コーティングした。使用したELISAプロトコールは、間接的なTMV ELISA(実施例20)について概説したものであって、以下の改変をともなった:ウサギ抗ブタIgG(Sigma)を、二次抗体としてウサギ抗ヤギ二次抗体の代わりに用いた。その結果を表35に表形式でまとめる。予想どおり、抗TMV応答は、TMVワクチン接種動物に特異的であって、終点希釈力価は、ワクチン/アジュバント組み合わせのほとんどについてコントロール動物よりも少なくとも2log10高かった。TMV−FV5/フロイントアジュバント組み合わせについては、動物には健康を考慮してわずか2用量しか与えず、そして試験した血清は、第二のワクチン接種の4週後であって、これが観察された応答の低さを説明する。一般には、抗TMV免疫応答は、より強力なフロイントアジュバントとともに投与されたワクチンについては、TMV−FV6では逆であったことを除いて、大きかった。DJ5(20)−BSA結合体ELISAについて、GDF8およびP2ワクチン接種した動物の血清は、ワクチン接種していないおよびTMV U1ワクチン接種したコントロール以下の終点希釈力価を有した。TMV DJ5ペプチドワクチンを投与された動物については、最高の応答は、コントロールよりも1log10高く、一般には、フロイントのアジュバントと組み合わせて投与されたワクチンについて高かった。ワクチン−FV6についてのみ両方のアジュバントの応答は同様であった。2つのヤギ研究で観察されたとおり、DJ5(12)−BSA結合体のELISAプレートでの血清の終点希釈は、DJ5(20)ELISAに対して、応答した全ての動物で低かった。
TMV−FV1、TMV−FV5、TMV−FV6、TMV−FV7またはプロGPF8タンパク質での免疫後のブタからの採血の血清学的分析
ブタでの研究のために(ブタ研究#1)、全部で6つのワクチンを、野性型TMV U1コントロールと一緒に試験した。各々のワクチンまたはコントロールを、2つのアジュバントのうちの1つにおいて250μgの用量で投与して、全部で14の組み合わせを得た。考慮したアジュバントは、全ての免疫で与えられたEmunade(水中油型エマルジョン)、または第一のワクチン用量とともに投与された完全フロイントアジュバント(CFA)、およびその後のワクチン接種のための不完全フロイントアジュバント(IFA)のいずれかであった。この盲検研究のために、ワクチン/アジュバントの組み合わせ1つあたりに1匹の動物、そして全部で15匹の動物について1匹の免疫されていないコントロールとした。試験したワクチンは以下であった:
・GDF8 P2−Cterm(P2)
・GDF8プロホルモン
・野性型TMV U1
・TMV−FV1
・TMV−FV5
・TMV−FV6
・TMV−FV7
3度目のワクチン接種の7日後に得た血清を、ヤギ研究#2、すなわちタバコモザイクウイルス(U1型のみ)、DJ5(20)ペプチドBSA結合体、およびDJ5(12)ペプチドBSA結合体からの血清について使用した同じ標的に対してELISA形式で評価した(図7を参照のこと)。マイクロタイタープレートを、標的抗原を、5μg/mLで炭酸塩/重炭酸塩緩衝液(pH9.6)中で用いて4℃で一晩コーティングした。使用したELISAプロトコールは、間接的なTMV ELISA(実施例20)について概説したものであって、以下の改変をともなった:ウサギ抗ブタIgG(Sigma)を、二次抗体としてウサギ抗ヤギ二次抗体の代わりに用いた。その結果を表35に表形式でまとめる。予想どおり、抗TMV応答は、TMVワクチン接種動物に特異的であって、終点希釈力価は、ワクチン/アジュバント組み合わせのほとんどについてコントロール動物よりも少なくとも2log10高かった。TMV−FV5/フロイントアジュバント組み合わせについては、動物には健康を考慮してわずか2用量しか与えず、そして試験した血清は、第二のワクチン接種の4週後であって、これが観察された応答の低さを説明する。一般には、抗TMV免疫応答は、より強力なフロイントアジュバントとともに投与されたワクチンについては、TMV−FV6では逆であったことを除いて、大きかった。DJ5(20)−BSA結合体ELISAについて、GDF8およびP2ワクチン接種した動物の血清は、ワクチン接種していないおよびTMV U1ワクチン接種したコントロール以下の終点希釈力価を有した。TMV DJ5ペプチドワクチンを投与された動物については、最高の応答は、コントロールよりも1log10高く、一般には、フロイントのアジュバントと組み合わせて投与されたワクチンについて高かった。ワクチン−FV6についてのみ両方のアジュバントの応答は同様であった。2つのヤギ研究で観察されたとおり、DJ5(12)−BSA結合体のELISAプレートでの血清の終点希釈は、DJ5(20)ELISAに対して、応答した全ての動物で低かった。
ヤギ研究#2およびブタ研究#1のELISAは、並行して処理した。血清終点希釈はヤギ由来血清で実質的に高かったという観察に注意のこと;ヤギ研究でのELISAは、ブタの研究のELISAについての20分間に比較して、5分間発色させられただけであった。このことは、ヤギで得られた抗キャリアおよびペプチド特異的免疫応答が、ブタで観察されたよりも大きかったことを示唆する。成熟ヤギGDF8タンパク質配列は、ブタ、ウシおよびヒトを含む他の哺乳動物種の配列とは1アミノ酸ずつ異なる;DJ5領域においてQANP(配列番号58)残基に対してC末端であるアルギニンはリジンによって置換される。従って、現在の研究で使用したヒトGDF8は、TMVの表面上に提示されたDJ5ペプチドと一緒になって、ヤギの真の自己抗原ではなかった。ヤギおよびブタの両方で使用したワクチン用量は同一であったので、これは、ヤギで観察されたさらに強固な応答についての1つの可能性のある説明であり得る。しかし、免疫応答がブタで観察されたという事実は有望である。下の表35には、ブタ研究#1についての非盲検の結果のまとめを示しており、ここでは抗TMV U1のELISAによる血清終点希釈、ならびに全長DJ5ペプチド(20アミノ酸;DJ5(20))およびN末端の12アミノ酸(DJ5(12))のBSA結合体に対するELISAにおける血清終点希釈を比較している。
実施例22
植物におけるGDF8プロホルモンの発現のためのGENEWARE(登録商標)ベクターの構築
pLSB2661を生成するために、FLAGタグ化GDF8(ヒトミオスタチンプロホルモン遺伝子)含有フラグメントを、PCRによってプラスミド1202−37.39から増幅した。使用した2つのオリゴヌクレオチドの正確な配列は、それらの関連する配列番号と一緒に、下の表36に示す。プラスミド1202−37.39は、プラスミドpcDNA3.1/hygro(Invitrogen Corp.,Carlsbad,California)へFLAG−タグ化ヒトproGDF8のヌクレオチド配列を挿入することによって生成された。
植物におけるGDF8プロホルモンの発現のためのGENEWARE(登録商標)ベクターの構築
pLSB2661を生成するために、FLAGタグ化GDF8(ヒトミオスタチンプロホルモン遺伝子)含有フラグメントを、PCRによってプラスミド1202−37.39から増幅した。使用した2つのオリゴヌクレオチドの正確な配列は、それらの関連する配列番号と一緒に、下の表36に示す。プラスミド1202−37.39は、プラスミドpcDNA3.1/hygro(Invitrogen Corp.,Carlsbad,California)へFLAG−タグ化ヒトproGDF8のヌクレオチド配列を挿入することによって生成された。
実施例23
植物において発現されたGDF8プロホルモンの生成および特徴づけ
FLAGタグ化GDF8プロホルモンをプラスミドpLSB2661の転写によって生成した。転写合成、完全性の検証および植物への接種は、実施例9に記載のとおり行った。実施例9に注記のとおり、N.benthamiana以外の別の宿主植物を、FLAGタグ化GDF8プロホルモンの生成において使用してもよい。例えば、N.excelsianaまたはN.tabacumは、2つの潜在的な別の植物宿主に相当する。接種後日数(post inoculation)(DPI)の関数としてGDF8プロホルモンの発現のレベルを評価するために、浸透移行性に感染された組織の葉の穿孔を5DPI〜8DPIに採取した。この葉の穿孔サンプルを、処理するまで−20℃で保管した。pLSB2661を接種された植物について採取した葉の穿孔サンプルに加えて、未接種の植物、およびGFPを発現するGENEWARE(登録商標)ベクターを接種した植物を、コントロールとしてサンプリングした。
植物において発現されたGDF8プロホルモンの生成および特徴づけ
FLAGタグ化GDF8プロホルモンをプラスミドpLSB2661の転写によって生成した。転写合成、完全性の検証および植物への接種は、実施例9に記載のとおり行った。実施例9に注記のとおり、N.benthamiana以外の別の宿主植物を、FLAGタグ化GDF8プロホルモンの生成において使用してもよい。例えば、N.excelsianaまたはN.tabacumは、2つの潜在的な別の植物宿主に相当する。接種後日数(post inoculation)(DPI)の関数としてGDF8プロホルモンの発現のレベルを評価するために、浸透移行性に感染された組織の葉の穿孔を5DPI〜8DPIに採取した。この葉の穿孔サンプルを、処理するまで−20℃で保管した。pLSB2661を接種された植物について採取した葉の穿孔サンプルに加えて、未接種の植物、およびGFPを発現するGENEWARE(登録商標)ベクターを接種した植物を、コントロールとしてサンプリングした。
葉の穿孔サンプルをPAGEローディン色素中でホモジナイズして、PAGEゲルおよびウエスタンブロット分析で分析した。ウエスタンブロットを、抗GDF8ヤギ#661ポリクローナルまたは抗FLAGモノクローナル(Sigma)のいずれかでプローブした。PAGEゲルから、GENEWARE(登録商標)由来U5コートタンパク質(約20kDa)に相当する固有のバンドおよび発現されたGFP(約30kDa)は、GFPコントロールについて6および8DPI(分析した2つの時点)で検出可能であった。これらのバンドの両方とも、未感染のコントロールの場合には存在しなかった。pLSB2661感染植物については、U5コートタンパク質のバンドは、8DPIでのみ検出可能であったが、植物は5DPIで症候性であった。他の固有のバンドは、時間経過にまたがってPAGEゲルで証明された。ヤギ#661抗体を使用するウエスタンブロットについては、約50kDaで泳動する固有のバンドは、pLSB2661接種植物については、7および8DPIで存在した。このバンドは、50kDaの分子量を有する未処理のGDF8プロホルモンに相当する可能性が最も高い。ヤギ#661抗体はまた、同じDPI範囲にまたがって検出された高分子量の種と交差反応した。未感染およびGFOコントロールのレーンにおける非特異的な交差反応性は最小であった。並行なウエスタンブロットを抗FLAGモノクローナル抗体でプローブした場合、植物宿主タンパク質との交差反応性は大きかった。しかし、pLSB2661感染組織からの抽出物を含むレーンについては、ヤギ#661抗体で観察された同じ高いMWの種は、スクリーニングした全てのDPIで検出され、同様の分子量の交差反応するバンドはいずれのコントロールにも存在しなかった。50kDaの種がまた、7および8DPIで検出されたが、弱い交差反応性バンドが全てのサンプル中で同時に移動した。このデータをまとめると、GDF8プロホルモン発現は、植物においてGENEWARE(登録商標)−に基づく発現を用いて得られたということ、および未処理のプロホルモンが主な種として蓄積したということが示される。さらに、高分子量の抗FLAGおよび抗GDF8反応性種が存在し、これは、GDF8プロホルモンの架橋型に相当し得る。しかし、pLSB2661ベクターで得られたプロGDF8FLAG蓄積のレベルは、タンパク質の大規模な経済的な精製および回収を可能にするには不十分であった。ベクター最適化のさらなる相互作用は、植物中のproGDF8蓄積を改善するのに可能であることが注目されるべきである。例えば、天然のプロGDF8シグナル配列は、植物由来のシグナル配列、例えば、伸長またはαアミラーゼシグナル配列によって、置換されてもよく、このタンパク質は、タンパク質のC末端で小胞体(ER)保持シグナル、例えば、KDEL配列の付加によって小胞体(ER)で保持され得、そしてプロGDF8ORFのコドン利用は、最適化され得、その結果N.tabacumまたはTMVの好ましいコドン利用が使用される。さらに、これらの異なるストラテジーは、蓄積をさらに改善するために組み合わされ得る。
Claims (34)
- 融合タンパク質であって:
(a)配列番号1のアミノ酸残基327〜346を含む、GDF8ペプチドドメイン、またはGDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントと;
(b)植物ウイルスコートタンパク質、または植物ウイルスコートタンパク質の少なくとも1つのフラグメントと;
を含む、融合タンパク質。 - 前記植物ウイルスコートタンパク質がトバモウイルスコートタンパク質である、請求項1に記載の融合タンパク質。
- 前記GDF8ペプチドドメインまたは前記GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントが、前記コートタンパク質のフラグメントに融合され;前記トバモウイルスがタバコモザイクウイルス株U1またはU5である、請求項2に記載の融合タンパク質。
- 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54および配列番号55からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む請求項1に記載の融合タンパク質。
- 前記GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントが配列番号1のアミノ酸残基329〜332を含む、請求項1に記載の融合タンパク質。
- 前記GDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントが配列番号1のアミノ酸残基327〜338を含む、請求項5に記載の融合タンパク質。
- 請求項1に記載の融合タンパク質であって、
(a)前記コートタンパク質が一本鎖のプラス−センス植物RNAウイルス由来であり;
(b)前記GDF8ペプチドドメインが、
(i)該コートタンパク質のN末端
(ii)該コートタンパク質のC末端
(iii)該コートタンパク質のC末端由来の4つのアミノ酸、および
(iv)該コートタンパク質の外部に露出されたループ領域内;
からなる群より選択される位置で該コートタンパク質に融合され;
、該融合タンパク質が、アジュバントがあっても無くても、GDF8に対する免疫応答を惹起する、融合タンパク質。 - 前記GDF8ペプチドドメインが、1つ以上のアミノ酸置換を含み、
配列番号1のアミノ酸残基327と残基346との間に5つ以下のアミノ酸置換が存在し、
該融合タンパク質が、ラットモノクローナル抗体788に対して特異的に結合する、請求項1に記載の融合タンパク質。 - 前記GDF8ペプチドドメインが、配列番号1の残基328、329、331、333、335、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される位置にアミノ酸置換を含む、請求項1に記載の融合タンパク質。
- 請求項9に記載の融合タンパク質であって、
(a)アミノ酸残基328がHis、LeuまたはAsnであり;
(b)アミノ酸残基329がGlnまたはLysであり;
(c)アミノ酸残基331がAsnまたはSerであり;
(d)アミノ酸残基333がArgまたはLysであり;かつ
(e)アミノ酸残基335がSer、ProまたはThrである、
融合タンパク質。 - 前記融合タンパク質が、ラットモノクローナル抗体788に対して特異的に結合する条件で、残基327〜残基346の間に1つ以下のアミノ酸置換を含む、請求項10に記載の融合タンパク質。
- 抗GDF8抗体の特異的な中和エピトープを含む、請求項1に記載の融合タンパク質。
- 前記抗GDF8抗体が、ラット抗GDF8モノクローナル抗体788およびヤギ抗GDF8ポリクローナル抗血清のIgG画分からなる群より選択される、請求項12に記載の融合タンパク質。
- アジュバントがあっても無くても、脊椎動物の免疫系に提示される場合、GDF8に対する免疫応答を惹起する、請求項1に記載の融合タンパク質。
- ヒトGDF8由来の約4〜約16個連続するアミノ酸残基を含む、GDF8ペプチドの抗原性フラグメントを含む、請求項14に記載の融合タンパク質。
- 請求項1に記載の融合タンパク質をコードする核酸。
- 配列番号2のヌクレオチド1112〜ヌクレオチド1171を含む、請求項16に記載の核酸。
- 請求項16に記載の核酸を含む複製可能ベクター。
- プラスミド、ファージ、コスミドおよびウイルスからなる群より選択される、請求項18に記載の複製可能なベクター。
- トバモウイルスである、請求項19に記載の複製可能ベクター。
- TMV−FV1、TMV−FV2、TMV−FV3、TMV−FV4、TMV−FV5、TMV−FV6およびTMV−FV7からなる群より選択されるタバコモザイクウイルスである、請求項20に記載の複製可能ベクター。
- 請求項18に記載の複製可能ベクターを含む宿主細胞。
- 植物細胞である、請求項22に記載の宿主細胞。
- 請求項23に記載の宿主細胞を含むタバコ植物。
- GDF8ペプチドドメインまたはGDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントを含む融合タンパク質を生成する方法であって、以下の工程:
(a)請求項22に記載の宿主細胞を培養する工程と;
(b)コードされた融合タンパク質を発現する工程と、
を包含する、方法。 - 融合タンパク質を回収する工程をさらに包含する、請求項25に記載の方法。
- GDF8ペプチドドメインまたはGDF8ペプチドドメインの抗原性フラグメントを含む融合タンパク質を生成する方法であって、以下の工程:
(a)請求項21に記載のタバコモザイクウイルスを用いてタバコ植物を感染させてこれによって該タバコモザイクウイルスを複製させる工程と;
(b)該複製されたタバコモザイクウイルスを収集する工程と、
を包含する、方法。 - 前記収集された植物ウイルスから前記融合タンパク質を単離する工程をさらに包含する、請求項27に記載の方法。
- 請求項26に記載の方法によって生成される、融合タンパク質。
- 請求項27に記載の方法によって生成される、融合タンパク質。
- 請求項1に記載の融合タンパク質を含む、ワクチン組成物。
- アジュバントをさらに含む、請求項31に記載のワクチン組成物。
- 動物における抗GDF8免疫応答を惹起する方法であって、請求項31に記載のワクチン組成物の有効量を該動物に投与する工程を包含する、方法。
- 動物においてGDF8活性を下方制御する方法であって、請求項31に記載のワクチン組成物の有効量を用いて該動物を免疫する工程を包含する、方法。
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