JP2015525222A - キメラ性凝固因子 - Google Patents

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Abstract

本発明は、活性化可能な凝固因子および増強部分を含有するキメラ凝固因子を提示する。活性化可能な凝固因子により、キメラ凝固因子は凝固部位で活性化される。増強部分により、キメラ凝固因子の凝固促進活性がさらに改善されてもよい。キメラ凝固因子は、キメラ凝固因子の薬物動態特性を改善する半減期延長物質への融合によってさらに改善されてもよい。本発明はまた、これらのキメラ凝固因子の作成方法および使用方法を含有する。

Description

外因性凝固系の始まりは、組織因子(血管壁への外傷により露出される)と第VIIa因子の複合体形成により調節されている。次いで、この複合体は第IX因子とX因子を、活性形態(第IXa因子と第Xa因子)へと変換する。第Xa因子は、組織因子を産生する細胞のわずかな量のプロトロンビンをトロンビンへと変換する。得られたトロンビンは、次いで、組織因子を産生する細胞から拡散し、血小板ならびに、第Va因子およびVIIIa因子を作る第V因子および第VIII因子を活性化する。凝固の伝搬フェーズの間、第IXa因子(第VIIIa因子との複合体)により第Xa因子が活性化血小板の表面上で創出される。第Va補因子との複合体である第Xa因子は、プロトロンビンをトロンビンへと活性化し、トロンビンバーストを引き起こす。このカスケードは最終的に、トロンビンによる、フィブリノーゲンのフィブリンへの転換に終わり、フィブリン塊の形成がもたらされる。第VII因子および組織因子は、血液凝固開始の重要なプレイヤーである。
第VII因子は、単鎖チモーゲンとして血中を循環する血漿糖タンパク質であり、触媒的に不活性である。単鎖第VII因子は、in vitroで様々な因子により二鎖の第VIIa因子に転換されうるが、第Xa因子は第VII因子の重要な生理学的活性化物質である。第VII因子チモーゲンの活性化二鎖分子への転換は、アミノ酸第152位のアルギニン残基とアミノ酸第153位のイソロイシン残基をつなぐペプチド結合の開裂により発生する。組織因子、リン脂質およびカルシウムイオンの存在下で、二鎖第VIIa因子は第X因子または第IX因子を活性化する。第VIIa因子は、凝固カスケードの生理学的なイニシエーターであると考えられており、TF産生細胞の表面で作用し、初期量のトロンビンを生成し、次いで、当該初期量のトロンビンは血小板へと拡散し、トロンビン生成の拡大相に向かって、血小板を活性化およびプライムする。治療的には、組換えFVIIaは、活性化血小板の表面上で第X因子を活性化することにより作用し、凝固の拡大相の間のトロンビンバーストをもたらすためのFIXaまたはFVIIIaを必要としない。FVIIaの血小板へのアフィニティは比較的低いため、組換えFVIIaは生理学的レベルを超えたレベルで投薬される。このプロセスは組織因子非依存性であると考えられている。
第X因子も単鎖ポリペプチド(Arg−Lys−Argトリペプチドにより連結された軽鎖および重鎖を含有する)として合成される。次いで、当該単鎖分子は、2つ(またはそれ以上)の内部ペプチド結合の開裂により、軽鎖と重鎖に転換される。血漿中においては、これら2つの鎖は、ジスルフィド結合により共に結合され、第X因子を形成する。活性化第X因子である第Xa因子は最終共通経路に参入し、それによりプロトロンビンがトロンビンに転換され、次いで、フィブリノーゲンがフィブリンに転換される。
凝固因子は、しばらくの間、止血を改善するために患者に投与されてきた。組換えDNA技術の到来により、凝固障害を有する患者の治療が著しく改善され、それにより安全で一定したタンパク質治療の開発が可能となった。たとえば、組換え活性化第VII因子は、たとえば血友病A患者もしくは血友病B患者、第XI凝固因子欠損症患者もしくは凝固第VII因子欠損症患者、不完全な血小板機能を有する患者、血小板減少症の患者、またはvon Willebrand症の患者に発生する大量出血の治療に広く用いられるようになった。
そのような組み換え分子は有効的ではあるが、治療剤を凝固部位に局在させて薬物動態特性を改善し、クリアランス率を低下させ、製造可能性が改善され、血栓形成が減少し、または活性が増強され、またはこれら特性の1以上を有する、改良版が必要とされている。
本発明により、(i)活性化可能な凝固因子(Ac)、(ii)増強部分(Em)、および、(iii)任意選択的に、活性化可能な凝固因子と増強部分の間のリンカー部分(LまたはL1)、を含有するキメラタンパク質が提示される。活性化可能な凝固因子および増強部分は、互いに連結されているか、または関連づけられているが、化学的に架橋されていなくてもよい。キメラタンパク質は、化学式Ac−L−Em、またはEm−L−Acで表されてもよく、ここで、Acは、活性化可能な凝固因子を含有し;ここで、Lは、任意選択的なリンカー部分を含有し;および、ここで、Emは増強部分を含有する。
1つの実施態様において、活性化可能な凝固因子は、重鎖(HC)および軽鎖(LC)ならびに当該HCおよび当該LCの間に挿入されたプロテアーゼ開裂部位を含有する凝固因子チモーゲンを含有する。凝固因子チモーゲンは、FVIIタンパク質(たとえば、FVII、その機能性断片、誘導体または変異体)、またはFXタンパク質(FX、その機能性断片、誘導体または変異体)であってもよい。本発明の実施態様には、当該プロテアーゼ開裂部位および当該HCの間に挿入される、自己犠牲部分(たとえば、PABC)をさらに含有するキメラタンパク質が含まれる。当該HCおよび当該LCの間に挿入されたプロテアーゼ開裂部位は、トロンビン(第IIa因子)、第XIa因子、第XIIa因子、カリクレイン、第VIIa因子、第IXa因子、第Xa因子、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるプロテアーゼにより開裂されてもよく、ここで、当該プロテアーゼ開裂部位は、当該凝固因子チモーゲンに自然発生するものではない。
他の実施態様において、増強部分は、凝固補因子、凝固促進ペプチド、または抗原結合部分を含有する。凝固補因子の例としては、限定されないが、組織因子、その断片(たとえば、可溶性組織因子)、変異体もしくは誘導体、または、FVa、その断片、変異体もしくは誘導体が挙げられる。抗原結合部分の非限定的な例としては、抗体、またはその抗原結合断片(FVIIタンパク質またはFXタンパク質に結合することができ、および、それぞれ、FVIIまたはFXの活性を増強する)が挙げられる。
一部の実施態様において、キメラタンパク質には、活性化凝固因子、リンカー部分、または増強部分に連結された、異種部分(Het)(たとえば、半減期延長物質)がさらに含有される。半減期延長物質の非限定的な例としては、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc部分またはFcRn結合パートナー)、アルブミン、トランスフェリン、アルブミン結合部分、PAS配列、XTEN配列、HES配列、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのC末端ペプチド(CTP)のβサブユニット、ポリエチレングリコール(PEG)、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、アルブミン結合小分子、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。イムノグロブリン定常領域またはその一部は、Fc部分またはFcRn結合パートナーを含有しても良い。
他の実施態様において、キメラタンパク質は、第一の異種部分(Het1)および第二の異種部分(Het2)を含有する。Het1およびHet2のそれぞれ、または両方は、半減期延長物質(たとえば、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc部分またはFcRn結合パートナー)、アルブミン、トランスフェリン、アルブミン結合部分、PAS配列、XTEN配列、HES配列、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのC末端ペプチド(CTP)のβサブユニット、ポリエチレングリコール(PEG)、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、アルブミン結合小分子、またはそれらの任意の組み合わせ)を含有しても良い。任意選択的に、ある実施態様において、第一の異種部分は、第一のリンカー(L1)を介して活性化可能な凝固因子に連結され、および、第二の異種部分は、第二のリンカー(L2)を介して増強部分に連結される。キメラタンパク質は、1つのリンカー(L1またはL2)のみを含有しても良く、または両方のリンカーを含有しても良い。
さらに他の実施態様において、キメラタンパク質は、第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖を含有し、ここで、第一のポリペプチド鎖は活性化可能な凝固因子(Ac)を含有し、第二のポリペプチド鎖は増強部分(Em)を含有し、ここで、当該第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖は、互いに関連付けられている。たとえば、第一のポリペプチド鎖が、活性化可能な凝固因子(Ac)、第一の異種部分(Het1)、および第一の任意選択的なリンカー部分(L1)を含有してもよく、ならびに、第二のポリペプチド鎖が、増強部分(Em)、第二の異種部分(Het2)、および第二の任意選択的なリンカー部分(L2)を含有してもよく、ここで、第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖は、互いに関連付けられている。
さらに他の実施態様において、キメラタンパク質は、
(a)リンカー部分を介してHet1に連結されたAc、およびHet2に連結されたEm、
(b)第一のリンカー部分を介してHet1に連結されたAc、および第二のリンカー部分を介してHet2に連結されたEm、
(c)Het1に連結されたAc、およびリンカー部分を介してHet2に連結されたEm、
(d)Het1に連結されたAc、およびHet2に連結されたEm、
(e)リンカー部分を介してHet1に連結されたEm、およびHet2に連結されたAc、
(f)第一のリンカー部分を介してHet1に連結されたEm、および第二のリンカー部分を介してHet2に連結されたAc、
(g)Het1に連結されたEm、およびAcはリンカー部分を介してHet2に連結されている、または、
(h)Het1に連結されたEm、およびHet2に連結されたAc、
から選択される構造を有する。
さらに他の実施態様において、2つのポリペプチド鎖を含有するキメラタンパク質は、
(a)第一のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Em−Het2により表される構造を含有する、
(b)第一のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Em−L2−Het2により表される構造を含有する、
(c)第一のポリペプチドは、化学式Ac−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Em−Het2により表される構造を含有する、
(d)第一のポリペプチドは、化学式Ac−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Em−L1−Het2により表される構造を含有する、
(e)第一のポリペプチドは、化学式Em−L2−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het2により表される構造を含有する、
(f)第一のポリペプチドは、化学式Em−L1−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Ac−Het2により表される構造を含有する、
(g)第一のポリペプチドは、化学式Em−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Ac−Het2により表される構造を含有する、ならびに、
(h)第一のポリペプチドは、化学式Em−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het2により表される構造を含有する、そして、
ここで、2つのポリペプチド鎖のHet1およびHet2は、ジスルフィド結合を形成する、
から構成されてもよい。
一部の実施態様において、キメラタンパク質は単一ポリペプチド鎖である。たとえば、キメラタンパク質は、増強部分に連結されたscFc(X)、および、活性化可能な凝固因子に連結された第一の異種部分、または活性化可能な凝固因子、および、増強部分に連結された第二の異種部分をさらに含有しても良い。単一鎖キメラタンパク質の例は、以下から選択される化学式を含んでも良い:
(1)Ac−Het1−X−Em−Het2;
(2)Ac−Het1−X−Em−L2−Het2;
(3)Ac−L1−Het1−X−Em−Het2;
(4)Ac−L1−Het1−X−Em−L2−Het2;
(5)Het2−Em−X−Het1−Ac;
(6)Het2−L2−Em−X−Het1−Ac;
(7)Het2−Em−X−Het1−L1−Ac;または、
(8)Het2−L2−Em−X−Het1−L1−Ac、
ここで、(a)Acは、活性化可能な凝固因子であり、(b)L1は、第一の任意選択的なリンカー部分であり、(c)Het1は、第一の異種部分であり、(d)Xは、scFcリンカーであり、(e)Emは、増強部分であり、(f)L2は、任意選択的な第二のリンカー部分であり、(g)Het2は、第二の異種部分であり、および、(h)(−)は、ペプチド結合または1以上のアミノ酸である。1つの実施態様において、scFcリンカーは、プロセッシング可能なリンカー(cscFc)であり、少なくとも1つの細胞内プロセッシング部位を有する。プロセッシング可能なリンカーは、酵母Kex2、PCSK1、PCSK2、PCSK3、PCSK4、PCSK5、PCSK6、PCSK7、またはそれらの任意の組み合わせから選択される1以上の細胞内プロセッシング酵素により2以上のポリペプチド鎖へとプロセッシングされても良い。1つの実施態様において、細胞内プロセッシング部位は、PCSK5によりプロセッシングされる。
一部の実施態様において、キメラタンパク質はポリシアル化され、ペグ化され、グリコシル化され、ヘシル化され(hesylated)、γ−カルボキシル化され、またはそれらの任意の組み合わせである。
また、キメラタンパク質もしくはその相補物をコードする核酸分子が含まれ、第一のヌクレオチド配列(NA1)および第二のヌクレオチド配列(NA2)を含有する核酸分子のセット(NA1は二鎖のキメラタンパク質またはその相補物の第一のポリペプチドをコードし、NA2は二鎖キメラタンパク質またはその相補物の第二のポリペプチドをコードする)が含まれ、当該核酸分子もしくは当該核酸分子のセットを含有するベクターが含まれ、または、当該ベクターもしくはベクターのセットを含有する宿主細胞が含まれる。
本発明はまた、当該キメラタンパク質、核酸分子、ベクター、および宿主細胞を含有する医薬組成物を目的とするものであり、および、当該キメラタンパク質、核酸分子もしくは核酸分子のセット、ベクターもしくはベクターのセット、宿主細胞、または医薬組成物の有効量を対象に投与することを含む、それを必要としている対象における出血性疾患または障害を治療、改善または予防するための方法を目的とする。当該組成物により治療可能または予防可能な出血性疾患または障害は、関節出血、筋肉出血、口腔出血、大量出血、筋肉内への出血、口腔内出血、外傷、頭部外傷、消化管出血、頭蓋内出血、腹腔内出血、胸腔内出血、骨折、中枢神経系出血、咽頭後腔の出血、腹膜後腔の出血、および腸腰筋鞘の出血から選択される。本発明の組成物はまた、当該キメラタンパク質、核酸分子もしくは核酸分子のセット、ベクターもしくはベクターのセット、宿主細胞または医薬組成物の有効量を対象に投与することを含む、哺乳類の対象における凝固因子欠損症を治療、改善、または予防するために用いられても良く、ここで、当該凝固因子は、FVII、FVIIa、FVIII、FIXまたはFXIから選択される。
特定の実施態様において、キメラタンパク質または組成物は、バイパス治療において出血性疾患または障害を治療、改善または予防するために用いられる。バイパス治療において、対象は、第VIII因子に対する阻害物質を発現している、または発現する傾向があっても良い。
本発明はまた、単一鎖キメラタンパク質(scFcリンカーを含み、当該scFcリンカーは、細胞内プロセッシング酵素により細胞内で開裂される)をコードするヌクレオチド配列を発現することを含む、キメラタンパク質の製造方法を含む。当該ヌクレオチド配列により産生されるキメラタンパク質は、細胞内プロセッシング部位のプロセッシングに起因する、2つのポリペプチド鎖を含有する。
トロンビン活性化可能な凝固因子またはFXIa活性化可能な凝固因子、および増強部分(一部においては、「活性増強部分」と呼称される)を含有する、例示的なキメラタンパク質(たとえば、キメラ凝固因子)の概略を図示する。図1Aは、凝固カスケードプロテアーゼ開裂部位(たとえば、トロンビン開裂部位またはFXIa開裂部位)に連結されたFXに対する任意的な活性化ペプチドを有するFVIIまたはFX軽鎖(それらはさらにFVIIまたはFX重鎖に連結される)を示す。次いで、FVIIまたはFX重鎖は、リンカーを介して増強部分に連結される。図1Aの構築物がチモーゲン(非活性形態)として投与される場合、当該構築物は、投与時(活性化の前)、プロテアーゼ阻害物質に対して抵抗性である。凝固因子が図1Bに示される外傷部位で活性化される場合、当該凝固因子は、増強部分により刺激された高い活性を示しうる。 トロンビン活性化可能な分子および増強部分を含有するキメラFVIIタンパク質の略図を図示する。図2Aは、トロンビン開裂部位に連結されたFVII軽鎖(FVII重鎖にさらに連結される)を示す。次いで、FVII重鎖はリンカーを介して増強部分に連結され、非活性なチモーゲンの形態となる。動物に投与される場合、このチモーゲンは循環中のプロテアーゼ阻害物質に対して抵抗性であり、外傷部位で活性化形態(図2B)へと転換されることが可能である。凝固因子の活性は、増強部分により刺激されうる。増強部分の例としては、可溶性組織因子(sTF)、凝固促進ペプチドおよび抗体断片が挙げられる。 トロンビン活性化可能なFVII分子、増強部分としてのsTF分子、および異種部分(Het)を含有する分子の概略を図示する(半減期延長のためのFc部分として示される)。図3Aの構築物には、第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖が含まれ、ここで第一のポリペプチド鎖には、N末端からC末端への順で、FVII軽鎖、トロンビン開裂部位、FVII重鎖、第一のリンカーおよび第一のFc部分(Het1)が含まれ、第二のポリペプチド鎖には、N末端からC末端への方向で、sTF、第二のリンカー、および第二のFc部分(Het2)が含まれる。第一のリンカーおよび第二のリンカーは、同一または異なっていても良い。第一のFc部分および第二のFc部分は、同一または異なっていても良い。図3Aの構築物(すなわち、チモーゲン(非活性形態))が投与される場合、当該構築物は、投与時(活性化の前)、プロテアーゼ阻害物質に対して抵抗性である。凝固因子が図3Bに示されるように外傷部位でトロンビンにより活性化される場合、当該凝固因子は増強部分により刺激された高い活性を示しうる。 図4Bの構築物の作製の概略を示す(図3Aと類似)。図4A(左の構築物)は、N末端からC末端への順で、FVII軽鎖、トロンビン開裂部位(ALRPR(配列番号1))、FVII重鎖、第一のリンカー、第一のFc部分(Het1)、第一の細胞内プロセッシング部位(RRRR(配列番号2))、第二のリンカー、第二の細胞内プロセッシング部位(たとえば、RKRRKR(配列番号3))、sTF、第三のリンカー、および第二のFc部分(Het2)をコードする単一のポリペプチド配列を示す。当該単一のポリペプチド配列をコードするヌクレオチド配列(FVIII−133)は、宿主細胞中で発現されてもよく、および、当該単一のポリペプチド配列は、第一の細胞内プロセッシング部位および第二の細胞内プロセッシング部位が、プロペプチドエンドペプチダーゼ(たとえば、PCSK5)により開裂されるように、細胞内プロセッシングを受ける。ゆえに、第一の細胞内プロセッシング部位および第二の細胞内プロセッシング部位の間に挿入された第二のリンカーは、PCSK5により取り除かれることができる。図4Bは、当該リンカーがプロセッシングにより除去された後の最終構築物(開裂の後も残る細胞内プロセッシング部位の部分を含有しても良い)を示す。この残ったリンカー部分部分は、約1〜約10、1〜約4の一連のアミノ酸を含有しても良い。図4Cは、示されるように、非還元条件または還元条件のいずれかの下での、トロンビン活性化可能なFVII−Fc/sTF−Fcキメラタンパク質のSDS−PAGEを示す。 還元条件下での、トロンビン活性化可能なFVII−Fc/sTF−Fc二量体(FVII−133)のSDS−PAGE分析を示す。2レーン(すなわち、溶出液)は、精製されたトロンビン活性化可能なFVII−Fc/sTF−Fc二量体を示す。 FVII−133およびFVIIaFcの活性を検証するために、トロンビン生成アッセイにより作製されたデータを示す。組織因子(TF)の非存在下、または存在下でのFVII−133の活性は、それぞれ、円(●)および四角(■)で示される。TFの非存在下、または存在下でのFVIIaFcの活性は、それぞれ、三角(▲)またはひし形(◆)で示される。y軸は、トロンビンのナノモル(nM)を示し、x軸は時間を示す。FVIIaFc構築物は、2つのポリペプチド鎖、つまり、第一のFc領域に連結された活性化FVII(FVIIa)からなる第一の鎖、およびFc領域からなる第二の鎖からなる。 FVII−133およびFVIIaFcの活性を検証するために、マウス血友病B血液でROTEMアッセイにより作製されたデータを示す。図7Aおよび7Bは、FVII−133に対する凝固時間およびα角を示す。図7Cおよび7Dは、それぞれ、FVIIaFcおよびビヒクルの凝固時間およびα角を示す。 8A〜Cは、ヒト血友病A血液における、ROTEMアッセイにより測定されたFVII活性を示す。FVII−133、FVII−184およびFVIIaを、血友病Aドナー由来のクエン酸化ヒト血液へと混入させた。FVII−133の構造は図4に示されている。FVII−184は、FVII−133の変異形態であり、Arg残基(トロンビン開裂にとって必須である)のAlaへの変異により、トロンビン活性化に対し非感受性である。FVIII−184は、その他の点ではFVII−133と同一である。FVII−133(三角)、FVII−184(四角)およびFVIIa(円)に対する凝固時間(CT)、凝固形成時間(CFT)、およびα角を測定した。血友病Aドナーにおける基準凝固時間は、ひし形(◇)で示されている。図8A、8B、および8Cはそれぞれ、凝固時間、凝固形成時間およびα角の結果のグラフを示す。FVIIaは、FVIIa活性に対する対照として用いられた。 ex vivoROTEMアッセイによる、hemBマウスにおけるFVII−133のex vivo有効性を示す。凝固時間(CT)は、それぞれ、ビヒクル、FVIIa、およびFVII−133が尾静脈注射を介して投与されたマウスから採取された血液に対して測定された。 A〜Bは、タンパク質投与後の時間関数として、FVIIおよびFVII/ATIII複合体血漿レベルを示す。HemBマウスに、FVII−133、rFVIIaFc、またはrFVIIaをi.v.投与した。様々な時点での血漿試料を採取し、FVII抗原レベル(図10A)、FVII−133/ATIIIまたはrFVIIFc−ATIII複合体(図10B)を、ELISAにより測定した。FVII−133(点線、円)、およびFVIIaFc(実線、三角)のPK特性(平均滞留時間(MRT)を含む)は、Phoenix6プログラムを用いた2コンパートメント解析により作製された。 A〜Bは、タンパク質投与後の時間関数として、FVIIおよびFVII/ATIII複合体血漿レベルを示す。HemBマウスに、FVII−133、rFVIIaFc、またはrFVIIaをi.v.投与した。様々な時点での血漿試料を採取し、FVII抗原レベル(図10A)、FVII−133/ATIIIまたはrFVIIFc−ATIII複合体(図10B)を、ELISAにより測定した。FVII−133(点線、円)、およびFVIIaFc(実線、三角)のPK特性(平均滞留時間(MRT)を含む)は、Phoenix6プログラムを用いた2コンパートメント解析により作製された。 ROTEMアッセイにより計測された、ヒトHemA血液におけるin vitro凝固時間を示す。FVII−212(FVII−133と同一の構造を有する)の凝固活性を測定した。当該タンパク質をクエン酸化ヒトHemA血液へと混入させた。凝固はカルシウムにより開始され、凝固時間はNATEMプログラムでROTEM機器に記録された。x軸はrFVIIaまたはFVII−212のいずれかの濃度(nM)を示し、y軸は凝固時間を示す。 マウスHemAの血液(大静脈(Vena cava)の出血により採取された)における、ROTEMアッセイにより計測されたin vitro凝固時間を示す。当該タンパク質はクエン酸化マウスHemA血液へと混入された。凝固はカルシウムにより開始され、凝固時間はNATEMプログラムでROTEM機器に記録された。x軸は混入されたrFVIIaおよびFVII−212の濃度(nM)を示し、y軸は凝固時間を示す。 HemAマウスにおけるex vivoの有効性を示す。FVII−212(三角)を、10nmol/kgでHemAマウスに投与した。投与後の様々な時点で、大静脈を介して血液を採取し(抗凝固剤としてクエン酸およびコーントリプシン阻害物質(CTI)を使用)、凝固活性をNATEMプログラムで、ROTEMアナライザーにより測定した。rFVIIa(円)は、対照として用いた。x軸はタンパク質投与後の時間(時)を示し、y軸は凝固時間を示す。 HemAマウスにおける、rFVIIa(円)、FVII−212(四角)およびrFVII/ATIII(三角)の薬物動態を示す。タンパク質の濃度(y軸)を、時間(x軸)に対してプロットした。 クロモザイム(chromozyme)t−PA基質を用いた、トロンビン活性化前後に測定されたFVII−212のアミド溶解活性を示す。トロンビン後のFVII−212は、逆三角形として表されている(上から下に向かう最初の線)。rFVIIaは、円として表されている(上から下へと向かう二番目の線)。FVII−212およびトロンビンは、3番目および4番目の線(一番下の線)として示されている。 16Aは、本発明のプロテアーゼ活性化可能な凝固促進化合物の一般的な構成を示す。Het2、Pep2、Het1およびLは、独立した、任意選択的な構成要素である。Pep1およびPep2はポリペプチドであり、それらの内の少なくとも1つは、凝固因子または凝固促進ペプチドである。Het1およびHetは異種部分である。Lはリンカーである。追加のリンカーが異なる部分を連結させても良い。たとえば、Pep2とHet1の間にリンカーを位置付けても良い(図に示す)。追加のプロテアーゼ開裂可能な基質および自己犠牲的スペーサー群を、他の部分(たとえば、ポリペプチドまたは異種部分)のN末端に挿入しても良い。図は、Pep2のN末端でのそのような群の任意選択的な挿入を示す。16Bは、プロテアーゼ開裂可能な基質(Aa1Aa2Aa3Aa4)、自己犠牲的スペーサーおよび対象のタンパク質(POI;たとえば、凝固因子または凝固促進ペプチド)を含有する本発明の凝固促進化合物の例示的な代表図であり、当該化合物の断片化、開裂可能な基質のタンパク質分解性の開裂後の、対象のペプチドまたはタンパク質の放出および1,6自発的断片化を図示する。 エキソサイト結合ペプチド(M)を含有する本発明のプロテアーゼ活性化可能な凝固促進化合物の、別の例示的な代表図である。この図は、開裂可能な基質(Aa1Aa2Aa3Aa4)のタンパク質分解性の開裂後の、対象のペプチドまたはタンパク質(POI;たとえば、凝固因子または凝固促進ペプチド)およびエキソサイト結合ペプチドの放出、および1,6自発的断片化を図示する。 14nMのトロンビン処置後の、異なる凝固促進化合物(化合物1、2および3)からの、IVGGQEペプチド(第FXa凝固因子の重鎖の6つのN末端アミノ酸残基に相当する)の放出動態を示す。 1.4nMのトロンビン処置後の、異なる凝固促進化合物(化合物1、4、5および6)からの、IVGGQEペプチド(第FXa凝固因子の重鎖の6つのN末端アミノ酸残基に相当する)の放出動態を示す。 活性化因子(FVIIa)を産生する、第VII因子の天然型プロセッシングを示す。 第FVIIa凝固因子を含有する、本発明の例示的な凝固促進化合物の代表図である。 A〜Bは、前駆タンパク質転換酵素(たとえばPACE)によってプロセッシング後の開裂可能なポリペプチド(図22B)へとプロセッシングされることができる、開裂可能なポリペプチドであるFVII−186(図22A)のフロー図を示す。図22Aは、FVIILC(FVII軽鎖)−前駆タンパク質転換酵素による前駆タンパク質転換酵素プロセッシング部位(たとえばPACEプロセッシング部位。たとえば、2X(RKR)(配列番号3))−リンカー1−SUMO−断片化FVIIHC(N末端のIVGGKV(配列番号60)が無いFVII重鎖)−リンカー2−Fc領域2−リンカー3−Fc領域2を含有する、開裂可能なポリペプチドを示す。図22Bは、PACEによりプロセッシングされる、開裂可能なポリペプチドの概略図を示す。プロセッシングされた開裂可能なポリペプチドは、2つのポリペプチド鎖(前駆タンパク質転換酵素プロセッシング部位に連結されたFVIILCを含有する第一の鎖、および、リンカー1−SUMO−断片化FVIIHC(N末端のIVGGKV(配列番号60)の無いFVII重鎖)−リンカー2−Fc領域1−リンカー3−Fc領域2を含有する第二の鎖)を含有する。図22Cは、上述の構築物および鎖を示す、非還元SDS−PAGE(レーン1)または還元SDS−PAGE(レーン2)を図示する。(−)はペプチド結合を示す。 A〜Cは、(i)SUMOプロテアーゼによるFVII−186の開裂(図23B)および、(ii)そのチオエステルペプチドへの融合物(図23C)のフロー図を示す。図23Aは、図22Bにおける構築物と同一である。図23Bは、FVII−186がSUMOプロテアーゼにより開裂された後、得られた開裂ポリペプチド構築物は、2つの鎖(FVIILCおよび前駆タンパク質転換酵素部位を含有する第一の鎖、および、断片化FVIIHC(N末端のIVGGKV(配列番号60)の無いFVII重鎖)−リンカー2−Fc領域1−リンカー3−Fc領域2を含有する第二の鎖)を含有することを示す。第一の鎖および第二の鎖は、ジスルフィド結合により結合されている。図23Cは、開裂されたポリペプチド構築物(図23B)がチオエステルペプチドとライゲートした後(D−Phe−Pip−Arg−PABC−IVGGKV−COSBn)、得られた構築物が、2つのポリペプチド鎖(FVIILCおよび前駆タンパク質転換酵素部位を含有する第一の鎖、および、トロンビン開裂部位−FVIIHC(FVII重鎖)−リンカー2−Fc領域1−リンカー3−Fc領域2(TA−FVII−186)を含む第二の鎖)を含有することを示す。図23Dは、構築物および鎖を示す、還元SDS−PAGEを示す:レーン1はマーカーを示す;レーン2はFVII−186を示す;レーン3はFVII−186(SUMOプロテアーゼ反応後)を示す;レーン3はFVII−186(SUMOプロテアーゼ反応、および陽性対照ペプチドとの結合後)を示す;レーン5はFVII−186(SUMOプロテアーゼ反応、およびPABCペプチドとの結合後)を示す。(−)はペプチド結合を示す。 TA−FVII−186のトロンビン活性化後の、FVIIa色素生成アッセイを示す。x軸は時間(分)を示し、y軸はFVIIa活性に対する吸光度(A405)測定を示す。(x)は、トロンビンおよびヒルジンの混合物のFVIIa活性を示す。(□)はFVII−186、トロンビンおよびヒルジンの混合物のFVIIa活性を示す。(○)は、TA−FVII−186、トロンビンおよびヒルジンの混合物のFVIIa活性を示す。
本発明は、活性化可能な凝固因子および増強部分を含有するキメラタンパク質に関する。本発明は、少なくとも一部は、凝固因子の有効性、薬物動態特性、および/または、製造可能性を増強するための新たな方法の開発に基づいている。活性化可能な凝固因子は、凝固部位で活性化可能である形態である。バイパス療法における使用に関しては、活性化形態で投与された外因性の凝固因子のみが唯一、有効である。しかしながら、そのような活性化凝固因子は内因性経路(たとえば、アンチトロンビンIII、TFPI)により即座に不活化、および急速に***されてしまい、短い有効半減期でしか循環中に存在しない。そして高用量で投与すると血栓形成がもたらされてしまうため、この問題はいまだ解決されていない。ゆえに、本発明は、1つの実施態様において、増強部分に融合された、または関連づけられた活性化可能な凝固因子を含有する、活性増強されたキメラタンパク質構築物に関する。「活性化可能な」凝固因子は、凝固因子チモーゲンの重鎖および軽鎖、ならびに、当該重鎖と軽鎖の間に挿入された異種プロテアーゼ開裂部位(すなわち、凝固因子チモーゲン中、天然には見出されない)を含有する。これらの分子は、増強されたチモーゲン融合タンパク質として循環し、不活化が起こらないため、それらの活性化同等物よりも長い半減期を有するが、凝固部位で活性化される、または凝固部位に局在化するプロテアーゼによる、重鎖および軽鎖の開裂によって、凝固部位で容易に活性化されることができる。増強部分を組み込むことによって、凝固促進活性を改善することもできる。
本発明の例示的な構築物を添付の図面および配列表に示す。1つの実施態様において、本発明は、図面に概説される構造を有するポリペプチドに関する。他の実施態様において、本発明は、添付の配列表に概説される配列を有するポリペプチド、またはそのようなポリペプチドをコードする核酸分子に関する。1つの実施態様において、本発明は、添付の配列表に概説される配列を有するポリペプチドの成熟型に関する。それらをコードする、これらの構築物および核酸分子を用いて、対象における止血を改善することができることを理解されたい。
本明細書および請求項の明確な理解のために、以下に、次なる定義を提示する。
I.定義
本明細書において、「タンパク質」または「ポリペプチド」という用語は、天然型アミノ酸、または非天然型アミノ酸の2以上のポリマーを指す。
「アミノ酸」という用語には、アラニン(AlaまたはA);アルギニン(ArgまたはR);アスパラギン(AsnまたはN);アスパラギン酸(AspまたはD);システイン(CysまたはC);グルタミン(GlnまたはQ);グルタミン酸(GluまたはE);グリシン(GlyまたはG);ヒスチジン(HisまたはH);イソロイシン(IleまたはI):ロイシン(LeuまたはL); リシン(LysまたはK);メチオニン(MetまたはM);フェニルアラニン(PheまたはF);プロリン(ProまたはP);セリン(SerまたはS);スレオニン(ThrまたはT);トリプトファン(TrpまたはW);チロシン(TyrまたはY);およびバリン(ValまたはV)が含まれる。非従来型のアミノ酸もまた本発明の範囲内にあり、ノルロイシン、オミチン(omithine)、ノルバリン、ホモセリン、および、たとえば、Ellman et al. Meth. Enzym. 202:301-336 (1991)に記載されている他のアミノ酸残基アナログが含まれる。そのような非天然型のアミノ酸残基を作製するためには、Noren et al. Science 244:182 (1989)および上記の Ellman et al.の手順を用いることができる。簡潔に述べると、これらの手順には、非天然型アミノ酸残基を含むサプレッサーtRNAを化学的に活性化すること、次いで、RNAのin vitro転写および翻訳が含まれる。非従来型のアミノ酸の導入は、当分野公知のペプチド化学技術を用いて行うこともできる。本明細書において、「極性アミノ酸」という用語には、正味荷電がゼロであるアミノ酸が含まれるが、それらの側鎖(たとえば、M、F、W、S、Y、N、Q、C)の異なる部分において、部分的にゼロではない荷電を有するアミノ酸も含まれる。これらのアミノ酸は、疎水性相互作用および静電相互作用に関与しうる。本明細書において、「荷電アミノ酸」という用語には、その側鎖(たとえば、R、K、H、E、D)に正味荷電がゼロでありうるアミノ酸が含まれる。これらのアミノ酸は、疎水性相互作用および静電相互作用に関与しうる。
「アミノ酸置換」とは、前もって決定されたアミノ酸配列(開始ポリペプチドのアミノ酸配列)に存在する少なくとも1つのアミノ酸残基と、第二の、異なる「置換」アミノ酸残基との置換を指す。「アミノ酸挿入」とは、少なくとも1つの追加のアミノ酸を、前もって決定されたアミノ酸配列へと組み込むことを指す。通常、挿入が1つまたは2つのアミノ酸残基の挿入から構成される一方で、本発明のより大きな「ペプチド挿入」は、たとえば、約3〜約5、またはさらに約10、15、もしくは20までのアミノ酸残基の挿入から構成されうる。挿入された残基(複数含む)は、上述の天然型または非天然型のものであっても良い。「アミノ酸欠損」とは、前もって決定されたアミノ酸配列からの少なくとも1つのアミノ酸残基の除去を指す。
ポリペプチドは単量体または多量体のいずれであっても良い。たとえば、1つの実施態様において、本発明のタンパク質は二量体である。本発明の二量体ポリペプチドは、2つのポリペプチド鎖を含んでも良く、または、1つのポリペプチド鎖(たとえば、scFc分子の場合において)からなってもよい。1つの実施態様において、本発明の二量体は、ホモ二量体(2つの同一な単量体のサブユニットまたはポリペプチドを含有する)である(たとえば、2つの同一なFc部分または2つの同一な生物学的活性部分)。他の実施態様において、本発明の二量体は、ヘテロ二量体(2つの同一ではない単量体のサブユニットまたはポリペプチドを含有する)である(たとえば、2つの異なる凝固因子またはその一部または1つの凝固因子のみを含有する)。たとえば、米国特許第7,404,956号を参照のこと(参照により本明細書に援用される)。
本明細書において、「ペプチドリンカー(複数含む)」、「リンカー(複数含む)」、または「リンカー部分」という用語は、ポリペプチド鎖の直線的なアミノ酸配列中の2つのドメインを連結するペプチドまたはポリペプチド配列(たとえば、合成ペプチドまたはポリペプチド配列)を指す。1つの実施態様において、本発明のポリペプチドは、構築物を構成する2つのFc部分を直接的に、または間接的のいずれかで連結するペプチドリンカーをコードする核酸分子によりコードされる。これらのリンカーは本明細書において「scFcリンカー」と呼称され、および、当該scFcリンカーは、それを含有するポリペプチドの2つのFc部分の間に入る。もしscFcリンカーが、直線的なポリペプチド配列中の2つのFc部分を隣接して連結する場合、それは、「直接的な」連結である。対照的に、当該scFcリンカーが、第一のFc部分を結合部分(同様に、それは第二のFc部分へと連結される)へと連結させる場合には、間接的な連結が形成される。これらのscFcリンカーにより、単一鎖の遺伝的構築物が形成される。1つの実施態様において、ポリペプチドはまた、プロセッシングされる、および1つの実施態様においては実質的に削除される(たとえば、細胞によるプロセッシングの間に)、scFcリンカー(cscFcリンカー)をもたらす細胞内プロセッシング部位を含有する。ゆえに、得られたプロセッシングされたポリペプチドは、少なくとも2つのアミノ酸鎖を含有し、外来性のリンカーアミノ酸配列を実質的に含まない二量体分子である。一部の実施態様において、すべて、または実質的にすべてのリンカーは切除され、一方で、一部の実施態様においては、開裂部位の部分は残留する(たとえば、RRRR開裂部位の4つのアルギニン)。他の実施態様において、リンカーまたはペプチドリンカーは、多くの場合、開裂されても良い。しかしながら、ある実施態様においては、そのような開裂は望ましいものではない。当該リンカーの例示的な位置を、添付の図面に示す。リンカーは、活性化可能な凝固因子、増強部分、および/または、異種部分の間(たとえば、これらの部分のN末端またはC末端の)に位置づけられても良い。1つの実施態様において、これらのリンカーは、プロセッシングの間に除去されない。
活性化可能な凝固因子中に存在しうる第三のタイプのリンカーは、本明細書において「開裂可能なリンカー」と呼称し、それは、当該凝固因子中には天然で存在しない、異種プロテアーゼ開裂部位(たとえば、第XIa因子またはトロンビン開裂部位)を含有し、および、当該開裂部位のN末端またはC末端または両側のいずれか上でさらに追加のリンカーを含んでも良い。そのような部位の例示的な位置を添付の図面に示し、および、凝固因子チモーゲンの重鎖と凝固因子チモーゲンの軽鎖の間の位置が含まれる。他の実施態様においては、そのようなリンカーはさらに自己犠牲的な部分を含有する。たとえば、1つの実施態様において、開裂可能なリンカーに連結された自己犠牲的部分は、凝固因子の重鎖のN末端に融合されても良い。そのような場合において、開裂可能なリンカーは、開裂部位のN末端で追加のリンカーを含んでも良いが、当該開裂部位のC末端で、凝固因子の重鎖のアミノ末端への直接的な融合が必要となる。
本明細書において、「gly−serペプチドリンカー」という用語は、グリシンおよびセリン残基からなるペプチドを指す。例示的なgly/serぺプチドリンカーは、アミノ酸配列(GlySer)(配列番号4)を含有する。他の例示的なgly/serぺプチドリンカーは、アミノ酸配列S(GlySer)(配列番号5)を含有し、ここで、nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、46、50、55、60、70、80、90または、100と同じか、それ以上の整数である。
1つの実施態様において、n=1である。1つの実施態様において、n=2である。他の実施態様において、n=3である。他の実施態様において、n=4である。他の実施態様において、n=5である。さらに他の実施態様において、n=6である。他の実施態様において、n=7である。さらに他の実施態様において、n=8である。他の実施態様において、n=9である。さらに他の実施態様において、n=10である。他の例示的なgly/serペプチドリンカーは、アミノ酸配列Ser(GlySer)(配列番号5)を含有する。1つの実施態様において、n=1である。1つの実施態様において、n=2である。好ましい実施態様において、n=3である。他の実施態様において、n=4である。他の実施態様において、n=5である。さらに他の実施態様において、n=6である。
本発明のポリペプチドまたはタンパク質の「誘導体」は、天然型のポリペプチドまたはタンパク質においては見られない、追加の特性を示すように改変されたポリペプチドまたはタンパク質である。また、「誘導体」には、20の標準的なアミノ酸の、天然型アミノ酸誘導体の1つ以上を含有するペプチドが含まれる。指定されたポリペプチドまたはタンパク質「から誘導された」ポリペプチドまたはアミノ酸配列とは、当該ポリペプチドの起源(origin)を指す。1つの実施態様において、特定の配列から誘導されたポリペプチドまたはアミノ酸配列は、その配列または一部と本質的に同一であるアミノ酸配列を有し、ここで、当該部分は、少なくとも約10〜約20のアミノ酸、少なくとも約20〜約30のアミノ酸、または少なくとも約30〜約50のアミノ酸からなり、または、配列中にその起源を有していると当業者に識別可能である。
他のペプチドの「変異体」であるポリペプチドは、開始ポリペプチドと比較して1以上の変異を有しても良く、たとえば、他のアミノ酸残基と置換された1以上のアミノ酸残基、または、1以上のアミノ酸残基の挿入もしくは欠損を有しても良い。1つの実施態様において、ポリペプチドは、非天然型のアミノ酸配列を含有する。そのような変異体は、開始ポリペプチドと、100%未満の配列同一性または類似性を有することになる。他の実施態様において、変異体は、開始ポリペプチドのアミノ酸配列と、約75%〜100%未満(たとえば、当該変異体分子の全長にわたり、約80%〜100%未満、約85%〜100%未満、約90%〜100%未満(たとえば、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)、および約95%〜100%未満)のアミノ酸配列同一性または類似性のアミノ酸配列を有する。1つの実施態様において、開始ポリペプチド配列およびそれから誘導された配列の間には、1アミノ酸の差異が存在する。この配列に対する同一性または類似性は、本明細書において、必要に応じて、最大配列同一パーセントを得るための配列と導入ギャップの位置合わせ後の、開始アミノ酸残基と同一である(すなわち、同じ残基)候補配列中のアミノ酸残基のパーセンテージとして定義される。
本発明のポリペプチドおよびタンパク質に関し、「断片」という用語は、基準となるポリペプチドまたはタンパク質の特性の少なくとも一部を保持している任意のポリペプチドまたはタンパク質を含む。ポリペプチドの断片には、タンパク分解性の断片、ならびに欠失断片が含まれる。
1つの実施態様において、本発明のポリペプチドは、ヒトタンパク質配列から誘導されたアミノ酸配列(たとえば、少なくとも1つの凝固因子またはFc部分またはドメイン)を含有する。しかしながら、ポリペプチドは、他の哺乳類種由来の1以上のアミノ酸を含有しても良い。たとえば、凝固因子、Fcドメイン、または増強部分は、非ヒト種由来であってもよく、対象のポリペプチドに含まれても良い。あるいは、1以上のアミノ酸が、非ヒト種由来であるポリペプチドに存在しても良い。特定の実施態様において、本発明のポリペプチドは免疫原性でない。
また、本発明のポリペプチドは、由来する天然型(自然発生する)ポリペプチド由来のアミノ酸配列とは異なるように変化しても良いが、天然型ポリペプチドの所望される活性は維持されることが当業者には理解されるであろう。たとえば、「必要不可欠ではない」アミノ酸残基での保存的置換または変化をもたらすヌクレオチド置換またはアミノ酸置換が行われても良い。イムノグロブリン(たとえば、Fcドメイン、部分、または抗原結合部位)由来のポリペプチドの非天然変異型をコードする単離核酸分子は、1以上のアミノ酸置換、付加または欠失がコードされるタンパク質に導入されるように、1以上のヌクレオチド置換、付加または欠失を、当該ヌクレオチド配列へと導入することにより作製される。変異は、標準的な技法(たとえば、特定部位の突然変異誘導およびPCR介在突然変異誘導)により導入しても良い。
本発明のポリペプチドは、1以上のアミノ酸残基(たとえば、必要不可欠な、または必要不可欠ではないアミノ酸残基)で保存的アミノ酸置換を含有しても良い。「保存的アミノ酸置換」とは、アミノ酸残基が、類似の側鎖を有するアミノ酸残基と置換されることである。類似の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは当分野に定義されており、塩基性側鎖(たとえば、リジン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖(たとえば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖(たとえば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システイン)、非極性側鎖(たとえば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β−分子側鎖(たとえば、スレオニン、バリン、イソロイシン)および芳香族側鎖(たとえば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)が挙げられる。ゆえに、ポリペプチド中の必要不可欠ではないアミノ酸残基は、同じ側鎖ファミリー由来の他のアミノ酸残基と置換されても良い。他の実施態様において、アミノ酸のストリングは、側鎖ファミリーのメンバーの順番および/または組成が異なる、構造的に類似のストリングと置換されても良い。あるいは、他の実施態様において、変異は、たとえば飽和突然変異誘導等により、コード配列のすべてまたは一部の間にランダムに導入されても良く、得られた変異物は本発明のポリペプチドへと組み込まれ、所望の標的への結合能力に対してスクリーニングされても良い。
ポリペプチドに関し、「直線的配列」または「配列」は、配列中で互いに隣接する残基が、当該ポリペプチドの一次構造中で連続している、アミノ末端からカルボキシ末端方向への、ポリペプチドにおけるアミノ酸の順番である。
本明細書において、「連結された」、「融合された」または「融合」という用語は、ペプチド結合(たとえば、遺伝的融合)、化学的結合または他の手段を介した結合を指す。たとえば、分子または部分を結合することができる1つの方法では、ペプチド結合を介して分子または部分を結合するペプチドリンカーを使用する。「遺伝的に融合された」、「遺伝的に連結された」または「遺伝的融合」という用語は、相互交換可能に使用され、それらタンパク質、ポリペプチドまたは断片をコードする単一ポリヌクレオチド分子の遺伝的発現による、個々のペプチド主鎖を介した2以上のタンパク質、ポリペプチドまたはその断片の同一線上の、共有結合的連結または付着を指す。そのような遺伝的融合により、単一で連続的な遺伝子配列の発現がもたらされる。好ましい遺伝的融合は、イン・フレーム、すなわち、2以上のオープンリーディングフレーム(ORF)が融合され、元のORFの正確なリーディングフレームを維持する様式で、連続的で長いORFが形成されるように融合されるものである。ゆえに、得られた組換え融合タンパク質は、元のORFによりコードされたポリペプチドに相当する2以上のタンパク質セグメントを含有する単一ポリペプチドである(自然界では、通常はそのようにセグメントが連結されていない)。この場合において、当該単一ポリペプチドは、プロセッシングの間に開裂され、2つのポリペプチド鎖を含有する二量体分子を産生する。
本明細書において、「関連する」という用語は、第一のアミノ酸鎖と第二のアミノ酸鎖の間に形成された共有結合または非共有結合を指す。1つの実施態様において、「関連した」という用語は、共有結合的な非ペプチド結合、または非共有結合を意味する。他の実施態様において、「関連した」という用語は、共有結合的な非ペプチド結合または、化学的に架橋されていない非共有結合を指す。一部の実施態様において、この関連性は、コロン(:)により表される。他の実施態様において、ペプチド結合を除く共有結合を意味する。たとえば、アミノ酸システインは、ジスルフィド結合を形成することが出来るチオール基、または第二のシステイン残基上のチオール基と架橋することができるチオール基を含有する。ほとんどの天然型IgG分子において、CH1およびCL領域は、ジスルフィド結合により関連づけられ、2つの重鎖は239および242に相当する位置(Kabatナンバリングシステムを使用(EUナンバリングシステムにおける226または229位))の2つのジスルフィド結合により関連づけられる。共有結合の例としては、限定されないが、ペプチド結合、金属結合、水素結合、ジスルフィド結合、シグマ結合、π結合、デルタ結合、グリコシド結合、アグノスティック結合(agnostic bond)、屈曲結合、双極性結合(dipolar bond)、π背面結合(backbond)、二重結合、三重結合、四重結合、五重結合、六重結合、共役(conjugation)、超共役、芳香族性、ハプト数または反結合が挙げられる。非共有結合の非限定的な例としては、イオン結合(たとえば、カチオン−π結合または塩結合)、金属結合、水素結合(たとえば、二水素結合、二水素複合体、低障壁水素結合、または対称性水素結合)、ファンデルワールス力、ロンドン分散力、機械的結合、ハロゲン結合、金親和性、インターカレーション、スタッキング(stacking)、エントロピー力、または化学的極性が挙げられる。
本明細書において、「化学的に架橋された」という用語は、アミノ酸の酸性側鎖の間の、直接的またはリンカー(たとえばペプチドリンカー)を介した共有結合による結合を指す。化学的な架橋には、二量体Fc領域のFc部分の間の分子内ジスルフィド結合もしくは分子間ジスルフィド結合、または、活性化可能な凝固因子および増強部分のアミノ酸の間の、操作されていないジスルフィド結合は含まれない。化学的な架橋は通常、架橋剤(たとえば、ヘテロ二機能性の架橋剤)の添加により発生する。化学的架橋の例としては、photo−Ile、photo−Met、およびphoto−Leuの化学的連結による、1以上の光反応性結合が挙げられる。たとえば、Suchanek et al., (2005) Nature methods, 2: 261-267を参照のこと。
本明細書において、「Fc領域」という用語は、天然型イムノグロブリンのFc領域に相当するポリペプチド部分、すなわち、その2つの重鎖の各Fcドメインの二量体性の関連付けによる形成と定義づけられる。天然型Fc領域はホモ二量体であり、2つのポリペプチド鎖を含有する。対照的に、「遺伝的に融合されたFc領域」または「単鎖Fc領域」(scFc領域)という用語は、本明細書において、単一ポリペプチド鎖(すなわち、単一の連続的な遺伝子配列にコードされたもの)内で遺伝的に結合されたFcドメインから構成される合成二量体Fc領域を指す。
本明細書において、「Fcドメイン」という用語は、パパイン開裂部位のちょうど上流にあるヒンジ領域(すなわち、114である重鎖定常領域の最初の残基を取り、IgG中の残基216)から始まり、抗体のC末端で終わる、単一イムノグロブリン重鎖部分を指す。従って、完全なFcドメインは、少なくともヒンジドメイン、CH2ドメインおよびCH3ドメインを含有する。
本明細書において、「Fcドメイン部分」または「Fc部分」という用語は、FcドメインまたはFcドメイン由来のアミノ酸配列を含む。ある実施態様において、Fc部分は、ヒンジ(たとえば、上部、中部および/または下部ヒンジ領域)ドメイン、CH2ドメイン、CH3ドメイン、CH4ドメイン、またはその変異体、部分もしくは断片の内の少なくとも1つを含有する。他の実施態様において、Fc部分は、完全なFcドメイン(すなわち、ヒンジドメイン、CH2ドメイン、およびCH3ドメイン)を含有する。1つの実施態様において、Fc部分は、CH3ドメイン(またはその一部)に融合されたヒンジドメイン(またはその一部)を含有する。他の実施態様において、Fc部分は、CH3ドメイン(またはその一部)に融合されたCH2ドメイン(またはその一部)を含有する。他の実施態様において、Fc部分は、CH3ドメインまたはその一部からなる。他の実施態様において、Fc部分は、ヒンジドメイン(またはその一部)およびCH3ドメイン(またはその一部)からなる。他の実施態様において、Fc部分はCH2ドメイン(またはその一部)およびCH3ドメインからなる。他の実施態様において、Fc部分は、ヒンジドメイン(またはその一部)およびCH2ドメイン(またはその一部)からなる。1つの実施態様において、Fc部分は、CH2ドメイン(たとえば、CH2ドメインのすべてまたは一部)の少なくとも一部分を欠損する。
本明細書において、「半減期」という用語は、特定のポリペプチドのin vivoの生物学的な半減期を指す。半減期は、対象に投与された量の半分が、当該動物の循環系および/または他の組織から排出されるために必要とされる時間によって表されても良い。所与のポリペプチドのクリアランス曲線が時間関数として描かれる場合、その曲線は通常、急峻なα相と、より長いβ相の二相性となる。α相は多くの場合、投与されたキメラポリペプチドの、血管内腔と血管外腔の間の平衡を表し、ポリペプチドのサイズによりある程度は決定される。β相は多くの場合、血管内腔におけるポリペプチドの異化を表す。それゆえ、特定の実施態様において、本明細書に用いられる半減期という用語は、β相におけるポリペプチドの半減期を指す。ヒトにおける、ヒト抗体の典型的なβ相半減期は21日である。
本明細書において、「半減期延長物質」という用語は、タンパク質のin vivo半減期を増加させる異種部分を指す。本発明のキメラ凝固因子のin vivo半減期は、当業者公知の任意の方法により測定することができる(たとえば、FVII活性レベルアッセイ)。ある実施態様において、半減期延長物質は、たとえばポリエチレングリコール(PEG)、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、ポリシアル酸、または、これら要素の任意の誘導体、変異体もしくは組み合わせ等の、非ポリペプチド性の部分に対する付着部を含有しても良い。
本明細書において、「部分」という用語は、キメラポリペプチドの構成部分または構成要素を指す。
本明細書において、「増強部分」という用語は、凝固因子の凝固促進活性を増強することができるポリペプチドの分子、断片、誘導体または、その変異体もしくは成分を指す。1つの実施態様において、本発明のキメラ凝固因子は、ポリペプチドの活性を増強する「増強部分」を含有する(たとえば、補因子として作用することによる)。そのような部分は、たとえば、凝固補因子(たとえば、可溶性組織因子(sTF))または第Va因子タンパク質であっても良いが、標的化部分(たとえば、血小板標的化部分)を含まない。他の実施態様において、増強部分は、活性化可能な凝固因子と相互作用し、それによって、凝固因子の凝固促進活性を増加させる。増強部分は、構築物に遺伝的に融合されていても良く、構築物に化学的に結合されていても良く、またはリンカーを介して構築物に連結されていても良い。たとえば、増強部分は、増強部分と、構築物の活性化可能な凝固因子の間の結合を形成することにより、本発明の構築物に付着されていても良い(増強部分は、第一の官能基を含有し、活性化可能な凝固因子は第二の官能基を含有し、第一および第二の官能基は互いに反応して化学結合を形成することができる)。例示的な増強部分を以下に詳細に記述する。
本明細書において、「自己犠牲的部分」という用語は、その機能を増強させるために、開裂可能なリンカー中に含まれうる分子を指す。1つの実施態様において、自己犠牲的部分は、凝固因子チモーゲンの重鎖とプロテアーゼ開裂部位の間に挿入される。そのような自己犠牲的部分は、プロテアーゼ開裂部位の開裂性が、第一の部分の末端アミノ酸残基による負の影響を受けないという利点を有する。例示的な自己犠牲的部分は、たとえば、米国特許第7,375,078号および米国特許第7,754,681号に開示されている(それらは参照により本明細書にその全体が援用される)。
本明細書において、「異種部分」という用語は、キメラタンパク質の構成要素(活性化可能な凝固因子、リンカー部分、または増強部分)に、自然には発生しない部分、および/または、キメラタンパク質の構成要素に結合される、または関連する部分を指す。1つの実施態様において、異種部分は、活性化可能な凝固因子の半減期を延長させることができる。他の実施態様において、異種部分は、活性化可能な凝固因子または活性化された凝固因子の流体力学半径を増加させる。他の実施態様において、異種部分は、凝固因子の1つ以上の薬物動態学的特性を、その生物学的活性または機能(たとえば、凝固促進活性)に明らかな影響を与えることなく、改善する。さらに他の実施態様において、異種部分は、非ポリペプチド性の部分である(たとえば、ペプチドまたはポリペプチドおよび非ポリペプチド性部分の化学的改変または組み合わせ)。さらに他の実施態様において、異種部分はポリペプチドである。一部の実施態様において、キメラ凝固因子は、リンカーにより異種部分に結合または連結されている。異種ポリペプチド部分の非限定的な例としては、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部、アルブミンもしくはその断片、アルブミン結合部分、PAS配列、HAP配列、トランスフェリンもしくはその断片、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのC末端ペプチド(CTP)のβサブユニット、アルブミン結合小分子、XTEN配列、またはそれらの2以上の組み合わせが含まれる。異種非ポリペプチド性部分の非限定的な例としては、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリシアル酸、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、その誘導体またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。例示的な異種部分としては、たとえば、FcRn結合部分(たとえば、完全Fc領域またはFcRnに結合するそれらの一部)、単鎖Fc領域(ScFc領域、たとえば、米国特許出願2008/026738、WO2008/012543または、WO2008/1439545に記述される)、プロセッシング可能なscFc領域(本明細書に記述されるcscFc領域を含有する)が挙げられる。
1つの実施態様において、本発明の構築物における使用のための増強部分は、抗体変異体を含有する。「抗体変異体」または「改変抗体」という用語は、自然には発生せず、本明細書に記述される、少なくとも1つのアミノ酸またはアミノ酸改変により天然型由来抗体とは異なる、アミノ酸配列またはアミノ酸側鎖化学を有する、抗体が含まれる。本明細書において、「抗体変異体」という用語には、天然型ではなくなるように改変された抗体の合成形態、たとえば、少なくとも2つの重鎖部分を含有するが、2つの完全重鎖は含まない抗体(たとえば、ドメイン欠損抗体またはミニボディ);2以上の異なる抗原に結合するように改変された、または単一の抗原上の異なるエピトープに結合するように改変された、多特異性形態の抗体(たとえば、二重特異性、三重特異性等);scFv分子に結合された重鎖分子;単鎖抗体;二重特異性抗体;三重特異性抗体;および改変エフェクター機能等を有する抗体が含まれる。
本明細書において、「Glaドメイン」という用語は、ビタミンK依存性タンパク質(たとえば、プロトロンビン、凝固第VII因子、第IX因子および第X因子、タンパク質C、S、およびZ)に存在する、保存的膜結合モチーフを指す。これらのタンパク質は、g−カルボキシグルタミン酸(これらタンパク質のN末端Glaドメインにクラスター化されているアミノ酸)の翻訳後合成のために、ビタミンKを必要とする。当該ドメイン中に存在する全てのグルタミン残基は、潜在的なカルボキシル化部位であり、それゆえ、それらの多くは、カルボキシル化により改変される。カルシウムイオンの存在下で、Glaドメインは、ホスファチジルセリンを含有するリン脂質膜と相互作用する。Glaドメインはまた、第FVIIa補因子、組織因子(TF)への結合における機能を有する。TFと複合体化されると、FVIIaのGlaドメインは、7つのCa2+イオンと共にロードされ、細胞表面上のリン脂質との相互作用のために、細胞膜の方向に、3つの疎水性の側鎖を突出させ、TFのC末端ドメインとしっかりと接触する。
本明細書において、「scFv分子」という用語には、1つの軽鎖可変ドメイン(VL)またはその一部、および1つの重鎖可変ドメイン(VH)またはその一部からなる結合分子が含まれ、ここで、各可変ドメイン(またはその一部)は、同じ抗体または異なる抗体由来である。scFv分子は、好ましくは、VHドメインおよびVLドメインの間に挿入されたscFvリンカーを含有する。scFv分子は当分野に公知であり、たとえば、米国特許第5,892,019号、Ho et al. 1989. Gene 77:51; Bird et al. 1988 Science 242:423;Pantoliano et al. 1991. Biochemistry 30:10117; Milenic et al. 1991. Cancer Research 51:6363;Takkinen et al. 1991. Protein Engineering 4:837に記述されている。
本明細書において、「scFvリンカー」は、scFvのVLおよびVHドメインの間に挿入された部分を指す。scFvリンカーは、好ましくは、scFv分子の抗原結合構造を維持している。1つの実施態様において、scFvリンカーは、scFvリンカーペプチドを含有、または、scFvリンカーペプチドからなる。ある実施態様において、scFvリンカーペプチドは、gly−serペプチドリンカーを含有、または、gly−serペプチドリンカーからなる。他の実施態様において、scFvリンカーはジスルフィド結合を含む。
「グリコシル化」という用語は、1以上の炭水化物の、ポリペプチドへの共有結合を指す。典型的には、グリコシル化は、細胞内環境、または細胞抽出環境内で発生しうる翻訳後事象である。グリコシル化という用語には、たとえば、N−結合型グリコシル化(1以上の糖がアスパラギン残基に結合する)および/またはO−結合型グリコシル化(1以上の糖がヒドロキシル基を有するアミノ酸残基(たとえば、セリンまたはスレオニン)に結合する)が含まれる。1つの実施態様において、本発明の分子はグリコシル化されている。他の実施態様において、本発明の分子は、グリコシル化されていない。さらに他の実施態様において、本発明の分子は、野生型Fc領域と比較して、グリコシル化が減少している。
本明細書において、「ジスルフィド結合」という用語には、2つの硫黄原子の間に形成される共有結合が含まれる。アミノ酸システインは、ジスルフィド結合を形成することができるチオール基、または第二のチオール基との架橋を形成することができるチオール基を含有する。ほとんどの天然型IgG分子において、CH1およびCL領域は、天然型ジスルフィド結合により結合されており、2つの重鎖は239位および242位に相当する位置(Kabatナンバリングシステムを使用(EUナンバリングシステムでは226位または229位))で2つの天然型ジスルフィド結合により結合されている。
本明細書において、「ベクター」または「発現ベクター」という用語は、細胞中に所望のポリヌクレオチドを導入し、発現させるためのビヒクルとして、本発明に従い用いられるベクターを意味するために用いられる。当業者に公知であるように、そのようなベクターは、プラスミド、ファージ、ウイルスまたはレトロウイルスから容易に選択されうる。概して、本発明と適合するベクターは、選択マーカー、所望の遺伝子のクローニングを容易にするための適切な制限酵素部位、および原核細胞または真核細胞に侵入する能力および/または原核細胞または真核細胞で複製する能力を有している。
多くの発現ベクターシステムを、本発明のキメラ凝固因子を製造するために用いうる。たとえば、ある種のベクターは、ウシパピローマウイルス、ポリオーマウイルス、アデノウイルス、ワクシニアウイルス、バキュロウイルス、レトロウイルス(RSV、MMTVまたはMOMLV)またはSV40ウイルス等の動物ウイルス由来であるDNA要素を使用する。さらに、トランスフェクトされた宿主細胞の選択を可能とする1以上のマーカーを導入することにより、染色体へDNAが組み込まれた細胞を選択しても良い。マーカーは、栄養要求性の宿主に対して原栄養を提供し、殺生物抵抗性(たとえば抗生物質)を提供し、またはたとえば銅等の重金属に対する抵抗性を提供してもよい。選択可能なマーカー遺伝子は、発現されるDNA配列に直接的に結合されていてもよく、または共形質転換により同じ細胞内に導入されても良い。1つの実施態様において、誘導可能な発現システムを用いることができる。また、mRNA合成の最適化のためにさらなる構成要素を必要としても良い。これらの構成要素としては、シグナル配列、スプライスシグナル、ならびに転写プロモーター、エンハンサーおよびターミネーターシグナルが挙げられる。1つの実施態様において、分泌シグナル(たとえば、いくつかの良く特徴解析された細菌リーダーペプチド(たとえば、pelB、phoAまたはompA)の内の任意の1つ)をin−frameで本発明のポリペプチドのN末端へと融合させ、当該ポリペプチドを最適に分泌させてもよい(Lei et al. (1988), Nature, 331:543; Better et al. (1988) Science, 240:1041; Mullinax et al., (1990). PNAS, 87:8095)。
「宿主細胞」という用語は、組換えDNA技術を用いて構築され、少なくとも1つの異種遺伝子をコードするベクターと形質転換された細胞を指す。組換え宿主からのタンパク質の単離プロセスに関する記述において、「細胞」および「細胞培養物」という用語は、相互交換可能に用いられ、他で明確に特定されていない限り、タンパク質源を意味する。他の言葉で置き換えると、「細胞」からのタンパク質の回収は、スピンダウンされた全細胞からのタンパク質の回収、または、培地および懸濁細胞の両方を含有する細胞培養物からのタンパク質の回収、のいずれかを意味し得る。タンパク質発現のために用いられる宿主細胞株は、最も好ましいのは哺乳類起源のものであり、当業者には、発現される所望の遺伝子産物にとって最も適している特定の宿主細胞株を優先的に決定することができる能力を有していると考えられる。例示的な宿主細胞株は、限定されないが、DG44およびDUXB11(チャイニーズハムスター卵巣株、DHFRマイナス)、HELA(ヒト子宮頸癌)、CVI(サル腎臓株)、COS(SV40 T抗原を有するCVIの派生物)、R1610(チャイニーズハムスター線維芽細胞)、BALBC/3T3(マウス線維芽細胞)、PerC6細胞)、HAK(ハムスター腎臓株)、SP2/O(マウスミエローマ)、P3x63−Ag3.653(マウスミエローマ)、BFA−1c1BPT(ウシ内皮細胞)、RAJI(ヒトリンパ球)および293(ヒト腎臓)が挙げられる。宿主細胞株は、通常、市販、the American Tissue Culture Collection、または公表文献から入手可能である。本発明のポリペプチドはまた、非哺乳類細胞(たとえば細菌または酵母または植物細胞)で発現されても良い。この点において、様々な単細胞性の非哺乳類微生物(たとえば細菌)もまた形質転換されうる(すなわち、培養または発酵において増殖することができる)ことが認識される。形質転換に感受性のある細菌としては、腸内細菌科のメンバー(たとえば、大腸菌系統またはサルモネラ);バチルス科(たとえば、Bacillus subtilis);肺炎球菌属;連鎖球菌;およびインフルエンザ菌)が挙げられる。細菌で発現された場合、ポリペプチドは通常、封入体の一部となることが良く知られている。ポリペプチドは単離され、精製され、次いで、機能性分子へとアセンブリされなければならない。
原核細胞に加え、真核微生物を用いても良い。Saccharomyces cerevisiae、または普遍的なパン酵母は、真核性微生物の中で最も良く使用されているが、他の多くの系統(Pichia pastorisを含む)も通常、利用可能である。Saccharomycesにおける発現に対しては、たとえばプラスミドYRp7(Stinchcomb et al., (1979), Nature, 282:39; Kingsman et al., (1979), Gene, 7:141; Tschemper et al., (1980), Gene, 10:157)が良く用いられている。このプラスミドにはすでにTRP1遺伝子(トリプトファン中で増殖する能力を欠損している酵母の変異株に対する選択マーカーを提供する)を含有している(たとえば、ATCC番号第44076号、またはPEP4−1(Jones, (1977), Genetics, 85:12))。酵母宿主細胞ゲノムの特徴として、trpl損傷の存在により、トリプトファンの無い中での増殖によって、形質転換の検出を効果的に行うことができる。
本明細書において、「内因性の」という用語は、細胞に天然に存在する分子(たとえば、核酸および/またはタンパク質分子)を指す。対照的に、「外因性の」または「異種の」という用語は、所与の文脈において(たとえば、細胞またはポリペプチドにおいて)、通常は見出されないような分子を指す。たとえば、外因性分子または異種分子は、細胞に導入されてもよく、細胞操作(たとえば、トランスフェクションまたは他の遺伝的操作の形態)の後でのみ存在する、または、異種アミノ酸配列は、天然には見出されないタンパク質中に存在しても良い。
本明細書において、「開裂部位」または「プロテアーゼ開裂部位」という用語は、プロテアーゼにより認識される部位を指す。1つの実施態様において、ポリペプチドは、凝固カスケードの間に活性化されるプロテアーゼにより開裂される、プロテアーゼ開裂部位を有しており、凝固形成の場所で、そのような部位の開裂が発生する。そのような部位の例としては、たとえば、トロンビン、第XIa因子または第Xa因子に認識されるものが挙げられる。例示的なFXIa開裂部位としては、たとえば、TQSFNDFTR(配列番号6)およびSVSQTSKLTR(配列番号7)が挙げられる。トロンビン開裂部位の例としては、たとえば、DFLAEGGGVR(配列番号8)、TTKIKPR(配列番号9)、LVPRG(配列番号10)およびALRPR(配列番号1)が挙げられる。他のプロテアーゼ開裂部位は、以下に詳述する。
本明細書において、「プロセッシング部位」または「細胞内プロセッシング部位」という用語は、ポリペプチドの翻訳後に機能する酵素の標的である、ポリペプチド中の酵素的開裂部位のタイプを指す。1つの実施態様において、そのような酵素は、ゴルジ内腔からトランス−ゴルジ部分への輸送の間に機能する。細胞内プロセッシング酵素は、細胞からタンパク質が分泌される前に、ポリペプチドを開裂する。そのようなプロセッシング部位の例としては、たとえば、エンドぺプチダーゼファミリーのPACE/furin(PACEは、Paired basic Amino acid Cleaving Enzyme(塩基性アミノ酸開裂酵素対)の頭字語である)により標的とされるものが挙げられる。これらの酵素はゴルジ膜に位置し、Arg−[任意の残基]−(LysまたはArg)−Arg配列モチーフのカルボキシ末端側上でタンパク質を開裂する。本明細書において、酵素の「furin」ファミリーとしては、furin、酵母Kex2、PCSK1(PC1/Pc3としてもまた知られる)、PCSK2(PC2としてもまた知られる)、PCSK3(furinまたはPACEとしてもまた知られる)、PCSK4(PC4としてもまた知られる)、PCSK5(PC5またはPC6としてもまた知られる)、PCSK6(PACE4としてもまた知られる)、または、PCSK7(PC7/LPC、PC8、またはSPC7としてもまた知られる)が挙げられる。他のプロセッシング部位も当分野に公知である。
2以上のプロセッシング部位または開裂部位を含む構築物においては、そのような部位は同じまたは異なっていても良いことが理解される。
In vitroの製造により、本発明の所望の改変ポリペプチドの大量生産のためのスケールアップが可能となる。組織培養条件下での、哺乳類細胞の培養技法は当分野に公知であり、たとえば、エアリフトリアクター中での、または継続的な攪拌リアクター中での同種懸濁培養、または、たとえば中空糸、マイクロカプセル、アガロースマイクロビーズ、もしくはセラミックカートリッジでの固定細胞培養もしくは封入細胞培養が含まれる。もし必要および/または所望であれば、ポリペプチドの溶液を、慣例のクロマトグラフィ法(たとえばゲルろ過、イオン交換クロマトグラフィ、疎水性相互作用クロマトグラフィ(HIC、DEAEセルロースでのクロマトグラフィまたはアフィニティクロマトグラフィ)により精製することができる。
本明細書において、「ポリペプチドの投与により利益を受ける対象」または「その必要がある対象」というフレーズには、たとえば本発明のポリペプチドの投与により利益を受ける(たとえば、止血が改善される)哺乳類対象等の対象が含まれる。1つの実施態様において、対象には、限定されないが、FVIII阻害物質を発現し、ゆえに、バイパス療法の必要性がある個人が含まれる。他の実施態様においては、対象として、FVIII阻害物質をまだ発現していないが、FVIII阻害物質を発現する傾向がある個人も含まれる。対象は成人または未成人(たとえば、12歳以下)であっても良い。
本明細書において、「キメラタンパク質」または「融合タンパク質」とは、第二の源に由来する第二のアミノ酸配列に共有結合され、または非共有結合された、第一の源に由来する第一のアミノ酸配列から構成される任意のタンパク質を指し、ここで、第一の源および第二の源は同一ではない。同一ではない第一の源および第二の源は、2つの異なる生物学的実体、または同じ生物学的実体由来の2つの異なるタンパク質、または生物学的実体および非生物学的実体を含んでも良い。キメラタンパク質はたとえば、少なくとも2つの異なる生物学的源に由来するタンパク質を含んでも良い。生物学的源は、非合成的に製造された任意の核酸配列またはアミノ酸配列(たとえば、本明細書に詳述される、上述の任意のもののゲノム配列またはcDNA配列、プラスミドまたはウイルスベクター、天然型ビリオンまたは変異体またはアナログ)を含んでも良い。合成的な源は、化学的に製造され、生物学的システム(たとえば、アミノ酸配列の固相合成)によるものではないタンパク質または核酸配列を含んでも良い。キメラタンパク質はまた、少なくとも2つの異なる合成的な源に由来するタンパク質、または、少なくとも1つの生物学的な源および少なくとも1つの合成的な源に由来するタンパク質を含んでも良い。キメラタンパク質はまた、任意の源に由来する小有機分子もしくは小無機分子、または、任意の源に由来する核酸に共有結合された、または非共有結合された第一の源に由来する第一のアミノ酸配列を含有しても良い。キメラタンパク質は、第一および第二のアミノ酸配列の間のリンカー分子、または、第一のアミノ酸配列および核酸の間のリンカー分子、または第一のアミノ酸配列および小有機分子もしくは小無機分子の間のリンカー分子を含有しても良い。
本明細書において、「凝固因子」という用語は、対象における出血症状を止める、もしくは出血症状の持続期間を減少させる、天然型の、または遺伝子組み換え製造された、分子またはそのアナログを指す。他の言葉で置き換えると、凝固促進活性を有する分子を意味し、すなわち、フィブリノーゲンを不溶性のフィブリンメッシュへと転換させ、血液を凝固または固まらせる原因となる分子を意味する。「活性化可能な凝固因子」は、活性化形態へと転換することが可能な、不活化形態(たとえば、そのチモーゲン形態)にある凝固因子である。
本明細書において、凝固活性とは、生化学的反応のカスケードに関与し、最終的にはフィブリン塊を形成させ、および/または、大量出血もしくは出血症状の重篤度、持続期間または頻度を減少させる能力を意味する。
本明細書において、止血とは、出血または大量出血を止める、または減速させることを意味し、または、血管もしくは身体からの血液の流出を止める、または減速させることを意味する。
本明細書において、止血障害とは、フィブリン塊形成の能力が無い、または能力が損なわれたことによる、自然発生的な、または外傷の結果としての、大量出血の傾向により特徴付けられる遺伝性の状態または後天的な状態を意味する。
そのような障害の例としては、血友病が挙げられる。血友病A(第VIII因子欠損)、血友病B(第IX欠損または「クリスマス病」)および血友病C(第XI欠損、軽度な出血傾向)が3つの主な形態であり、Von Willebrand症、第Xi因子欠損(PTA欠損)、第XII因子欠損、フィブリノーゲン、第V因子、第VII因子、第X因子または第XIII因子の欠損または構造異常、Bernard−Soulier症候群はGPIbの異常または欠損である。GPIbはvWFの受容体であり、不完全で、一次血栓形成(一時止血)の欠落をもたらし、出血傾向を増加させ、Glanzman and Naegeliの血小板無力症(Glanzmann血小板無力症)をもたらす。肝不全(急性および慢性状態)においては、肝臓による凝固因子の産生が不十分であり、これにより出血リスクが高まりうる。
本発明のキメラ分子は予防的に用いることができる。本明細書において、「予防的処置」という用語は、出血症状の前の分子投与を指す。1つの実施態様において、全般的な止血剤の必要性がある対象は、外科手術を受けている、または外科手術を受けようとしているものである。本発明のキメラタンパク質は、予防剤として、外科手術の前、または後に投与されても良い。本発明のキメラタンパク質は、急性の出血症状を制御するために、外科手術の間、または外科手術の後に投与されても良い。外科手術には、限定されないが、肝臓移植、肝切除、または幹細胞移植が挙げられる。
要求に応じた処置としては、出血症状、関節出血、筋肉出血、口腔出血、大量出血、筋肉内への出血、口腔内出血、外傷、頭部外傷、消化管出血、頭蓋内出血、腹腔内出血、胸腔内出血、骨折、中枢神経系出血、咽頭後腔の出血、腹膜後腔の出血、および腸腰筋鞘の出血に対する処置が挙げられる。対象は、外科的予防、周術期管理、または外科手術の処置が必要であっても良い。そのような外科手術としては、たとえば、小手術、大手術、抜歯、扁桃切除、鼡径ヘルニア術、滑膜切除術、全膝置換、開頭、骨接合、外傷手術、脳内手術、腹膜内手術、胸腔内手術、または関節置換手術が挙げられる。
本明細書において、「急性出血」という用語は、背景事情に関わらず、出血症状を指す。たとえば、対象は、外傷、***、遺伝性出血性疾患(たとえば、第VII因子欠損)、血小板疾患、または凝固因子に対する抗体の発現による抵抗性を有していても良い。
本明細書において、処置する、処置、処置することとは、たとえば、疾患または状態の重篤度を下げること;疾患経過の持続期間を短くすること;疾患または状態に関連した1以上の症状を改善すること;疾患または状態を有するが、当該疾患または状態を治療する必要がない対象に対して、疾患または状態に関連した1以上の症状の予防法である、有益な効果を提供することを指す。
本明細書において、「固相ペプチド合成」とは、固体表面に固定されたポリペプチド分子のin vitro合成を指す。SPPSの一般的原理は、カップリング−洗浄−脱保護−洗浄の繰り返しサイクルの内の1つである。固相付着ペプチドの遊離N末端アミンを、単一N保護アミノ酸ユニットに連結させる。次いで、このユニットを脱保護し、さらなるアミノ酸が付着される新規のN末端アミンを露出させる。固相ペプチド合成は、当初、Merrifield et al., "Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide". J. Am. Chem. Soc. 85 (14): 2149−2154 (1963)に記述されていた。たとえば、本発明の化合物は、"Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis - A Practical Approach" W. C. Chan, P. D. White編集, Oxford University Press, New York 2000およびその中の参照文献に記述される固相ペプチドを用いて合成することができる。固相ペプチド合成には、天然型アミノ酸、非天然型アミノ酸(D−アミノ酸を含む)、ペプチド/タンパク質主鎖改変、ならびに、ペプチド性部分および非ペプチド性部分の結合を含有するポリペプチド合成が含まれる。
II.キメラタンパク質
本発明は、活性化可能な凝固因子および増強部分を含有するキメラタンパク質を目的とするものである。キメラタンパク質中の活性化可能な凝固因子は、不活性形態(すなわち、チモーゲン)で投与され、in vivo投与後に、たとえば損傷部位でプロテアーゼにより活性化される。活性化可能な凝固因子が活性化されると、当該活性化した凝固因子と関連した、または連結した増強部分は、凝固経路におけるパートナーとして作用することにより凝固因子の活性を増強することができる。それゆえ、本発明のキメラタンパク質はまた、増強された、もしくは改善されたチモーゲン、または増強された、もしくは改善されたチモーゲン融合タンパク質(たとえば、FVII増強チモーゲン融合タンパク質またはFX増強チモーゲン融合タンパク質)として記述することができる。キメラタンパク質に有用な活性化可能な凝固因子の例としては、限定されないが、第VII因子または第X因子(以下の(A)の項に記述)が挙げられる。
活性化可能な凝固因子は、増強部分(たとえば、凝固補因子、たとえば組織因子)を、当該活性化可能な凝固因子により近接させて架橋することによりさらに改善される。ゆえに、凝固因子がヘテロ二量体に開裂される場合、増強部分は、当該凝固因子ヘテロ二量体と相互作用することができ、構造変化を誘導して、凝固活性を増強することができる。本発明に有用な増強部分の例としては、限定されないが、凝固補因子、凝固促進ペプチド、または以下の(B)の項に記述される抗原結合部分が挙げられる。一部の実施態様において、増強部分は、凝固因子をヘテロ二量体に開裂させる必要なく、当該凝固因子と相互作用する。
凝固因子の重鎖から軽鎖を開裂することによって、凝固因子を二鎖活性化形態が出来る一方、重鎖のN末端が完全に開裂されていない場合、当該凝固因子はチモーゲン様タンパク質としてまだ存在しうる。本発明の1つの実施態様には、軽鎖および重鎖を含有するヘテロ二量体チモーゲン様タンパク質を含むキメラタンパク質が含まれ、ここで、重鎖のN末端は、プロテアーゼ開裂部位に連結されている。損傷部位での当該プロテアーゼ開裂部位の開裂は、in vivoで凝固因子を活性化することができる。
1つの実施態様において、キメラタンパク質中の活性化可能な凝固因子は、たとえば共有結合(たとえばペプチド結合)、ジスルフィド結合、金属結合、水素結合、ジスルフィド結合、シグマ結合、π結合、デルタ結合、グリコシド結合、アグノスティック結合、屈曲結合、双極性結合、π背面、二重結合、三重結合、四重結合、五重結合、六重結合、共役、超共役、芳香族性、ハプト数または反結合により増強部分へと連結される。他の実施態様において、活性化可能な凝固因子と増強部分の間の連結は非共有性の相互作用である(たとえば、イオン相互作用、疎水性相互作用、親水性相互作用、ファンデルワールス相互作用、または水素結合等)。一部の実施態様において、活性化可能な凝固因子と増強部分の間の連結は、共有結合または非共有結合であるが、化学的架橋(たとえば、光反応性結合)ではない。特定の実施態様において、活性化可能な凝固因子と増強部分の間の連結はジスルフィド結合である。
1つの態様において、活性化可能な凝固因子および増強部分を含有するキメラタンパク質はさらに、1以上のリンカー部分を含有する。たとえば、キメラタンパク質は化学式Ac−L−EmまたはEm−L−Acを含有することができ、ここで、Acは活性化可能な凝固因子、Lはリンカー部分およびEmは増強部分である。1つの実施態様において、リンカー部分はペプチドリンカーであっても良い。ペプチドリンカーの非限定的な例は、以下の(D)の項に記述される。他の実施態様において、リンカー部分は低複合性ポリペプチド(たとえばXTEN配列)である。キメラタンパク質に有用なリンカー部分は、少なくとも約5、少なくとも約10、少なくとも約20、少なくとも約30、少なくとも約40、少なくとも約50、少なくとも約60、少なくとも約70、少なくとも約80、少なくとも約90、少なくとも約100、少なくとも約110、少なくとも約120アミノ酸、少なくとも150アミノ酸、少なくとも200アミノ酸、少なくとも500アミノ酸、少なくとも1000アミノ酸、または少なくとも2000アミノ酸を含有する。
他の態様において、本発明のキメラタンパク質には、活性化可能な凝固因子、増強部分、および1以上の異種部分(本明細書において、Het、Het1またはHet2と示される場合もある)を含有する。異種部分は、異種ポリペプチド部分、非ポリペプチド部分、またはその両方を含有しても良い。異種ポリペプチド部分は、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部、アルブミンまたはその断片、誘導体もしくは変異体、アルブミン結合部分、アルブミン結合小分子、PAS配列、XTEN配列、HAP配列、トランスフェリンまたはその断片、誘導体もしくは変異体、またはそれらの任意の組み合わせから選択されても良い。他の実施態様において、異種部分はイムノグロブリン定常領域またはその一部(たとえば、Fc部分)である。さらに他の実施態様において、非ポリペプチド部分は、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリシアル酸、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、その誘導体またはそれらの任意の組み合わせから選択される。異種部分は、活性化可能な凝固因子のN末端またはC末端に連結されていても良く(軽鎖、重鎖、またはその両方のいずれか)、または活性化可能な凝固因子内の2つのアミノ酸の間に挿入されていても良く(軽鎖、重鎖、またはその両方のいずれか)、または、増強部分のN末端もしくはC末端、または増強部分内の2つのアミノ酸の間に挿入されてもよい。異種部分の例は以下の(C)の項に記述される。
一部の実施態様において、キメラタンパク質は2以上の異種部分を含有する。2以上の異種部分を含有するキメラタンパク質は、1つのポリペプチド鎖、2つのポリペプチド鎖、3つのポリペプチド鎖、またはそれ以上を有していても良い。たとえば、キメラタンパク質は、化学式Ac−Het1−Em−Het2、Het2−Em−Het1−Ac、Ac−Em−Het1−Het2、Het2−Het1−Em−Ac、Het1−Het2−Ac−Em、Em−Ac−Het2−Het1、Het1−Em−Het2−Ac、Ac−Het1−Em−Het2、Em−Het2−Ac−Het1、Het1−Ac−Het2−Em、Het2−Ac−Het1−Em、および、Em−Het1−Ac−Het2により表される単鎖を含有しても良く、ここで、Acは活性化可能な凝固因子、Het1は第一の異種部分、Emは増強部分、Het2は第二の異種部分、および(−)はペプチド結合または1以上のアミノ酸である。
2つのポリペプチド鎖を含有するキメラタンパク質は、化学式Ac−Het1:Em−Het2、Het1−Ac:Het2−Em、Ac−Het1:Het2−Emまたは、Het1−Ac:Em−Het2により表されても良く、ここで、Acは活性化可能な凝固因子、Emは増強部分、Het1は第一の異種部分(たとえば、第一のFc部分)、Het2は第二の異種部分(たとえば、第二のFc部分)、および(−)はペプチド結合または1以上のアミノ酸であり、ならびに、(:)は2つのポリペプチド鎖(たとえば、Ac−Het1およびEm−Het2)の間の関連性である。本明細書に表記される関連性(:)は、共有結合または非共有結合(たとえば、少なくとも1つの非ペプチド結合)を表す。1つの実施態様において、関連性、すなわち(:)は、共有結合である。他の実施態様において、関連性、すなわち(:)は、非共有結合的相互作用(たとえば、イオン相互作用、疎水性相互作用、親水性相互作用、ファンデルワールス相互作用、水素結合)である。他の実施態様において、(:)は、非ペプチド共有結合である。さらに他の実施態様において、(:)はペプチド結合である。さらに他の実施態様において、本明細書に表記される化学式中の(:)は、2つの配列の間の物理的関連性または化学的関連性を表すが、化学的架橋ではなく、ここで、第一の配列および第二の配列のいずれか、または両方の活性化で、第一の配列および第二の配列が互いに相互作用するように、第一の配列の一部は、第二の配列に近接している。
本明細書に表記される化学式は、本発明の構築物の単に非限定的な例示に過ぎない。ポリペプチド化学式の方向性は、N末端(左)からC末端(右)で示されている。たとえば、化学式Ac−Het1は、化学式NH2−Ac−Het1−COOHを意味する。さらに、(:)は、他で明記されない限り、第一の鎖の任意の部分と第二の鎖の任意の部分の間の共有結合、または非共有結合による、2つのポリペプチド鎖の間の関連性または相互作用であっても良い。たとえば、化学式Ac−Het1:Em−Het2は、2つのポリペプチド鎖(第一の鎖はAc−Het1、第二の鎖はEm−Het2)を有し、ここで、第一の鎖のAcは、第二の鎖のEmと相互作用または関連し、および/または、第一の鎖のHet1は、第二の鎖のHet2と相互作用または関連する。一部の実施態様において、(:)は、共有結合的な非ペプチド結合または非共有結合を意味する。
さらなる態様において、本発明のキメラタンパク質は活性化可能な凝固因子、増強部分、1以上のリンカー部分、および1以上の異種部分を含有する。1つの実施態様において、キメラタンパク質は活性化可能な凝固因子(Ac)、増強部分(Em)、1つのリンカー部分(L)、および1つの異種部分(Het)を含有し、ここで、構成要素は互いに連結または関連している。キメラタンパク質は、化学式Ac−L−Het:Em、Het−L−Ac:Em、Em−L−Het:Ac、Het−L−Em:Ac、Ac−L−Het−Em、または、Em−Het−L−Acで表されても良い。他の実施態様において、キメラタンパク質は活性化可能な凝固因子(Ac)、増強部分(Em)、2つのリンカー部分(L1およびL2)、および1つの異種部分(Het)を含有する。キメラタンパク質は、化学式Ac−L1−Het−L2−EmおよびEm−L2−Het−L1−Acで表されても良い。他の実施態様において、キメラタンパク質は活性化可能な凝固因子(Ac)、増強部分(Em)、2つのリンカー部分(L1およびL2)、および2つの異種部分(Het1およびHet2)を含有し、ここで、構成要素は互いに連結または関連している。キメラタンパク質は、化学式Ac−L1−Het1:Em−L2−Het2、Het1−L2−Ac:Em−L2−Het2、またはHet1−L2−Ac:Het2−L2−Emで表されても良く、ここで、Acは、活性化可能な凝固因子を含有し、活性化可能な凝固因子から本質的になり、または、活性化可能な凝固因子からなり、L1は、第一の任意選択的なリンカー部分(たとえば、第一のリンカー)を含有し、第一の任意選択的なリンカー部分から本質的になり、または、第一の任意選択的なリンカー部分からなり、Het1は、第一の異種部分(たとえば、第一のFc部分)を含有し、第一の異種部分から本質的になり、または、第一の異種部分からなり、Emは、増強部分を含有し、増強部分から本質的になり、または、増強部分からなり、L2は、第二の任意選択的なリンカー部分(たとえば、第二のリンカー)を含有し、第二の任意選択的なリンカー部分から本質的になり、または、第二の任意選択的なリンカー部分からなり、Het2は、第二の任意選択的な異種部分(たとえば、第二のFc部分)を含有し、第二の任意選択的な異種部分から本質的になり、または、第二の任意選択的な異種部分からなり、(−)は、ペプチド結合もしくは1以上のアミノ酸を含有し、ペプチド結合もしくは1以上のアミノ酸から本質的になり、または、ペプチド結合もしくは1以上のアミノ酸からなり、ならびに、(:)は、Ac−L1−Het1とEm−L2−Het2の間の関連である。本明細書に表記される関連(:)は、共有結合または非共有結合(たとえば、少なくとも1つの非ペプチド結合)を表す。1つの実施態様において、関連、すなわち(:)は、共有結合である。特定の実施態様において、関連(:)は、Het1とHet2の間のジスルフィド結合である。他の実施態様において、関連、すなわち(:)は、非共有結合的相互作用(たとえば、イオン相互作用、疎水性相互作用、親水性相互作用、ファンデルワールス相互作用、水素結合)である。他の実施態様において、(:)は、非ペプチド共有結合である。さらに他の実施態様において、(:)は、ペプチド結合である。さらに他の実施態様において、本明細書に表記される化学式中の(:)は、2つの配列間の物理的関連または化学的関連を表すが、化学的架橋ではなく、ここで、第一の配列および第二の配列のいずれかまたは両方の活性化で、第一の配列および第二の配列が互いに相互作用するように、第一の配列の一部は、第二の配列に近接している。
ある態様において、本発明のキメラタンパク質は、第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖を含有し、ここで、第一のポリペプチド鎖は、活性化可能な凝固因子を含有し、第二のポリペプチド鎖は増強部分を含有し、ここで、第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖は、互いに連結または関連している。キメラタンパク質はさらに、第一の異種部分、Het1(たとえば、第一のFc部分、たとえばF1)および第二の異種部分、Het2(たとえば、第二のFc部分、たとえばF2)を含有する二量体異種部分領域を含有し、ここで、第一の異種部分は、第一のポリペプチド鎖中にあり、第二の異種部分は第二のポリペプチド鎖中にある。たとえば、キメラタンパク質は、以下から選択される構造を含有しても良い:
(a)リンカー部分を介してHet1に連結されたAc、およびHet2に連結されたEm、
(b)第一のリンカー部分を介してHet1に連結されたAc、および第二のリンカー部分を介してHet2に連結されたEm、
(c)Het1に連結されたAc、およびEmはリンカー部分を介してHet2に連結されている、
(d)Het1に連結されたAc、およびHet2に連結されたEm、
(e)リンカー部分を介してHet1に連結されたEm、およびHet2に連結されたAc、
(f)第一のリンカー部分を介してHet1に連結されたEm、および第二のリンカー部分を介してHet2に連結されたAc、
(g)Het1に連結されたEm、およびAcはリンカー部分を介してHet2に連結されている、
(h)Het1に連結されたEm、およびHet2に連結されたAc、ここでHet1およびHet2はジスルフィド結合を形成する。
2つのポリペプチド鎖を含有するキメラタンパク質はまた、以下に記述されるように表されても良い:
(a)第一のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Em−Het2により表される構造を含有する、
(b)第一のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Em−L2−Het2により表される構造を含有する、
(c)第一のポリペプチドは、化学式Ac−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Em−L2−Het2により表される構造を含有する、
(d)第一のポリペプチドは、化学式Ac−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Em−L1−Het2により表される構造を含有する、
(e)第一のポリペプチドは、化学式Em−L2−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het2により表される構造を含有する、
(f)第一のポリペプチドは、化学式Em−L1−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Ac−Het2により表される構造を含有する、
(g)第一のポリペプチドは、化学式Em−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het2により表される構造を含有する、ならびに、
(h)第一のポリペプチドは、化学式Em−Het1により表される構造を含有し、および、第二のポリペプチドは、化学式Ac−Het2により表される構造を含有する、そして、
ここで、2つのポリペプチド鎖のHet1およびHet2は、ジスルフィド結合を形成する。
さらに他の態様において、キメラタンパク質は活性化可能な凝固因子(Ac)、増強部分(Em)、3つのリンカー部分(L1、L2およびX)および2つの異種部分(Het1およびHet2)を含有し、ここで、構成要素は互いに連結している。キメラタンパク質は、Ac−Het1−X−Em−Het2または、Het2−Em−X−Het1−Acから選択される化学式のものを含有し、ここで、Acは活性化可能な凝固因子であり、Het1は第一の異種部分であり、XはscFcリンカーであり、Emは増強部分であり、および、Het2は第二の異種部分である。キメラタンパク質はまた、1以上のリンカー部分を含有してもよい。たとえば、キメラタンパク質は、Ac−L1−Het1−X−Em−Het2、Ac−Het1−X−Em−L2−Het2、Ac−L1−Het1−X−Em−L2−Het2、Het2−Em−X−Het1−L1−Ac、Het2−L2−Em−X−Het1−Ac、または、Het2−L2−Em−X−Het1−L1−Acから選択される化学式のものを含有してもよく、ここで、Acは活性化可能な凝固因子であり、L1は第一の任意選択的なリンカー部分であり、Het1は第一の異種部分であり、XはscFcリンカーであり、Emは増強部分であり、L2は第二の任意選択的なリンカー部分であり、および、Het2は第二の異種部分である。
1つの実施態様において、異種部分(Het1およびHet2)の両方またはいずれかは、同一または異なる異種ポリペプチド部分である。他の実施態様において、Het1およびHet2の両方またはいずれかは、非ポリペプチド部分である。他の実施態様において、異種部分(Het1およびHet2)の両方またはいずれかは、半減期延長物質であっても良い。半減期延長物質の例としては、限定されないが、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部、アルブミン、トランスフェリン、アルブミン結合部分、PAS配列、HES配列、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのC末端ペプチド(CTP)のβサブユニット、ポリエチレングリコール(PEG)、XTEN配列、ヒドロキシエチレンデンプン(HES)、アルブミン結合小分子、von Willebrand因子またはその断片、誘導体もしくは変異体、またはそれらいずれかの組み合わせが挙げられる。異種部分の例は、以下の(C)の項に示す。
他の実施態様において、第一および第二の異種部分(Het1およびHet2)は、ペプチド結合またはリンカー(たとえば、scFcリンカー(「X」と示される場合もある))により互いに連結され、または、共有結合もしくは非共有結合(たとえばジスルフィド結合)により関連づけられる。たとえば、scFcリンカーは、第一のFc部分と第二のFc部分を連結することができ、それによって二量体Fc領域を形成することができる。scFcリンカーはさらに、細胞内プロセッシング部位(宿主細胞内で発現された場合、キメラタンパク質のプロセッシングを可能とする)を含有しても良い。scFcリンカーの例を、以下の(C.3)の項に示す。
キメラタンパク質の各構成要素を以下に記述する。
A.活性化可能な凝固因子
1.凝固因子
特に、本発明は第VII因子および第X因子の改善型に関する。これらの因子はすべて、軽鎖の各アミノ末端が、付加的な部分の組み込みを受け入れないという点で構造的に似ている。同様に、これら3つの凝固因子の凝固因子の重鎖のアミノ末端は、付加的な部分の組み込みを受け入れられない(開裂可能な部分(すなわち、開裂部位からなる開裂部位または部分を介して連結された部分)を除く)。本発明のキメラ凝固因子構築物は、これら共有された特性に基づき設計されており、本発明の例示的な実施態様を図示するために第VII因子がしばしば示されているが、対象の構築物は、第VII因子または第X因子を用いて作製されても良いことを理解されたい。たとえば、当業者は、本発明の構築物の第FVII部分を、FX部分と置換し、これら凝固因子のうちの1つの増強型を作製しても良いことを理解するであろう。
外来性凝固因子は多くの場合、有効となるための十分な反応速度では活性化されないため、バイパス療法に供される凝固因子は、活性型で投与される場合には有効である。しかしながら、それらは内因性経路(たとえば、アンチトロンビンIIIまたはTFPI)により急速に不活化され、それにより、活性化形態がクリアランスされ、有効半減期は短い。内因性酵素による急速な不活化およびクリアランスを防ぐために、本発明のキメラ凝固因子は、「活性化可能な」形態として構築されている。そのような活性化可能な構築物は、長い半減期を有する増強チモーゲンとして循環し、しかし、必要とされる際には凝固部位で急速に開裂されることができる。
本発明の例示的なキメラ凝固因子構築物は、添付の図面に記述される。本発明に有用なキメラ凝固因子は、不活性形態で発現され、次いで、不活性形態として投与され、次いで、in vivo投与で活性化される。第VII因子および第X因子の不活性形態は、単鎖チモーゲンである。第VII因子および第X因子の活性形態は、重鎖および軽鎖が共有結合(たとえばジスルフィド結合)により連結されている二量体分子から構成される。
活性化可能な凝固因子は、プロテアーゼ開裂部位に連結された凝固因子チモーゲンの軽鎖を含有し、それはさらに当該凝固因子チモーゲンの重鎖に連結される。凝固因子チモーゲンの軽鎖および重鎖は、それぞれ、凝固因子チモーゲンの軽鎖または重鎖の機能を維持する、その断片、変異体、誘導体またはアナログを含有しても良い。
1つの実施態様において、本発明の凝固因子は、第VII因子またはその変異体の成熟形態である。第VII因子(FVII、F7;第7因子、凝固因子VII、血清因子VII、血清プロトロンビン転換促進因子、SPCA、プロコンベルチンおよびエプタコグ(eptacog)アルファとも呼称される)は、凝固カスケードの一部であるセリンプロテアーゼである。FVIIはGlaドメイン、2つのEGFドメイン(EGF−1およびEGF−2)、およびセリンプロテアーゼ(たとえば、キモトリプシン等)のペプチダーゼS1ファミリーのすべてのメンバーの間で高度に保存されているセリンプロテアーゼドメイン(またはペプチダーゼS1ドメイン)を含有する。FVIIは、単鎖チモーゲン(すなわち活性化可能なFVII)および完全活性化二鎖形態として存在する。
本明細書において、「FVIIタンパク質」という用語は、野生型第FVII、成熟型FVII、全長FVII、FVIIの機能性断片、その変異体または誘導体を含む。例示的な第FVII因子変異体には、特定の活性が増加したものが含まれる(たとえば、その酵素活性(KcatまたはKm)を増加させることによりFVIIの活性を増加させた変異体)。そのような変異体は、当分野に公知であり、たとえば、Persson et al. 2001. PNAS 98:13583;Petrovan and Ruf. 2001. J. Biol. Chem. 276:6616;Persson et al. 2001 J. Biol. Chem. 276:29195;Soejima et al. 2001. J. Biol. Chem. 276:17229;Soejima et al. 2002. J. Biol. Chem. 247:49027に記述される分子の変異形態が挙げられる。1つの実施態様において、FVIIの変異形態は、変異を有している。例示的な変異としては、V158D−E296V−M298Qが挙げられる。他の実施態様において、第FVII因子の変異形態は、トリプシンの170ループからのアミノ酸EASYPGKと、第FVII因子成熟形態配列からのアミノ酸608〜619(LQQSRKVGDSPN、170ループに相当)の置換を含む。FIXの高度特異的活性変異体は、当分野に公知である。たとえば、Simioni et al. (2009 N.E. Journal of Medicine 361:1671)において、R338L変異が記述されている。Chang et al. (1988 JBC 273:12089)および、Pierri et al. (2009 Human Gene Therapy 20:479)にはR338A変異が記述されている。他の変異も当分野に公知であり、たとえばZogg and Brandstetter. 2009 Structure 17:1669;Sichler et al. 2003. J. Biol. Chem. 278:4121;および、Sturzebecher et al. 1997. FEBS Lett 412:295に記述されているものが挙げられる。これらの文献の内容は、参照により本明細書に援用される。例示的なFVIIのアミノ酸およびヌクレオチド配列は、配列番号44および45の一部としてそれぞれ配列表に開示されている。
第VII因子または第X因子の活性化は、FVIIチモーゲンまたはFXチモーゲンの重鎖のすぐ上流が開裂された際に発生する。たとえば、第FVII因子は、第FVII因子重鎖の第一残基のすぐ上流、すなわち、Ile−153が開裂された際に、活性化される。
1つの実施態様において、本発明の凝固因子は、第X因子の成熟形態である。第X因子は、分子量58.5kDaのビタミンK依存性糖タンパク質であり、チモーゲンとして肝臓から血漿へ分泌される。当初、第X因子はトータルで488アミノ酸で構成されるシグナルペプチドを有するプレプロペプチドとして産生される。シグナルペプチドは、小胞体への輸送の間にシグナルペプチダーゼにより切り離され、プロペプチド配列は、成熟N末端鎖のN末端で、第11位グルタミン酸残基で、ガンマカルボキシル化が発生した後に、開裂される。さらなるプロセッシング工程は、Arg182とSer183の間の開裂により発生する。このプロセッシング工程により、トリペプチドArg180−Lys181−Arg182の同時欠損ももたらされる。得られた分泌型第X因子チモーゲンは、139アミノ酸のN末端軽鎖(M、16,200)および306アミノ酸のC末端重鎖(M、42,000)からなり、それらはCys172とCys342の間のジスルフィド架橋により共有結合している。さらなる翻訳後プロセッシング工程としては、Asp103のベータ−ヒドロキシル化、ならびにN型グリコシル化およびO型グリコシル化が挙げられる。
表1
これら凝固因子の野生型(WT)またはその生物学的活性部分に加え、本発明は、活性を有するそれらの前駆体断片化形態、対立遺伝子多型および種変異体、当該凝固因子の成熟型と少なくとも40%、45%、50%、55%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれ以上の配列同一性を有し、血栓形成を促進する活性を維持しているポリペプチドを含む、スプライスバリアント、および他のバリアントによりコードされる変異体を用いてもよい。たとえば、FVIIの少なくとも1つの活性(たとえば、FVIIのTF結合、第X因子結合、リン脂質結合、および/または、凝固活性)を維持している改変VIIポリペプチドおよびその変異体を用いても良い。活性を維持することに関して、検出可能な効果を得るのに維持された活性レベルが十分である限りは、野生型凝固因子と比較して、活性が変化(たとえば、増加または減少)していても良い。本発明の構築物中で使用することができる凝固因子の例示的な配列は、添付の配列表に開示する。
例示的な改変ポリペプチドとしては、限定されないが、組織特異的アイソフォームおよびその対立遺伝子多型、核酸の翻訳により調製された合成分子、化学合成により作製されたタンパク質(たとえば、遺伝子組み換え法を介した短いポリペプチドのライゲーションを含む合成)、ヒトおよび非ヒト組織ならびに細胞、キメラポリペプチドならびにその改変体から単離されたタンパク質が挙げられる。本発明の凝固因子はまた、全長成熟型ポリペプチドの少なくとも1つの活性を(必要に応じて活性化で)維持するための適切な領域を含む、または、十分な長さである、WT分子の断片または部分からなっていてもよい。例示的な凝固因子変異体は、当分野で公知である。
1つの実施態様において、活性化可能な凝固因子を改変して、Glaドメインを欠損させる。第VII因子の場合においては、Glaドメインは軽鎖のアミノ末端に存在し、アミノ酸1〜35からなる。GLAドメインによって、カルシウムイオンの高いアフィニティで結合する。それはタンパク質成熟型のN末端の先端から始まり、保存芳香族残基に終わる。保存Gla−x(3)−Gla−x−Cysモチーフは、カルボキシラーゼによる基質認識に重要であると考えられているドメインの中間において見いだされる。
表面プラズモン共鳴分析と組み合わせて、ストップフロー蛍光動力学的測定を用いたところ、Glaドメインが、FVIIaのプロテアーゼドメインがsTFとの接触を開始する一連の事象において重要であることが判明した(Biochemical and Biophysical Research Communications. 2005. 337:1276)。さらに、凝固因子のクリアランスは、Gla相互作用(たとえば、肝細胞およびクリアランス受容体(たとえばEPCR))を介してかなり調節されている可能性がある。
それゆえ、Glaドメインによって、複数の経路を介した凝固因子のクリアランス(たとえば、肝細胞、クリアランス受容体(たとえばEPCR等)への結合)が調節される。ゆえに、Glaドメインを排除することにより、凝固因子の半減期に有益な効果がもたらされる。第VII因子のGlaドメインは、珍しいアミノ酸_−カルボキシグルタミン酸(Gla)を含有し、それは、陰性荷電したリン脂質表面への凝固因子の結合に必須な働きをする。
例示的な凝固因子は、哺乳類のもの(たとえば、ヒト由来)である。例示的な凝固因子の配列は、添付の配列表に提示されている(たとえば、単独、または、キメラ凝固因子構築物との関連で)。
2.プロテアーゼ開裂部位
凝固因子チモーゲンの軽鎖と凝固因子チモーゲンの重鎖を連結するプロテアーゼ開裂部位は、当分野公知のプロテアーゼ開裂部位から選択されても良い。1つの実施態様において、プロテアーゼ開裂部位は、第XIa因子、第XIIa因子、カリクレイン、第VIIa因子、第IXa因子、第Xa因子、第IIa因子(トロンビン)、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるプロテアーゼにより開裂される。プロテアーゼ開裂部位により、凝固因子の重鎖と軽鎖が開裂され、損傷部位で互いに解離する。例示的なFXIa開裂部位としては、たとえば、KLTR(配列番号13)、DFTR(配列番号14)、TQSFNDFTR(配列番号6)および、SVSQTSKLTR(配列番号7)が挙げられる。例示的なトロンビン開裂部位としては、たとえば、DFLAEGGGVR(配列番号8)、TTKIKPR(配列番号9)、LVPRG(配列番号10)および、ALRPR(配列番号1)が挙げられる。
一部の実施態様において、プロテアーゼ開裂部位は、効率的な開裂および活性化のために、細胞内プロセッシング部位と組み合わせても良い。たとえば、キメラタンパク質中の活性化可能な凝固因子は、ヘテロ二量体(共有結合により凝固因子の重鎖と関連づけられた、凝固因子の軽鎖を含有する)を含有しても良く、ここで、凝固因子の重鎖のN末端はプロテアーゼ開裂部位に連結されている。プロテアーゼ開裂部位は、凝固部位で開裂され、凝固因子を活性化してもよい。そのような構築物は、凝固因子チモーゲンの軽鎖とプロテアーゼ開裂部位(凝固因子チモーゲンの重鎖に連結されている)の間に細胞内プロセッシング部位を挿入することにより設計されてもよい。その中に挿入された細胞内プロセッシング部位は、宿主細胞で発現されると、細胞内プロセッシング酵素によりプロセッシング(開裂)され、それにより、チモーゲン様ヘテロ二量体が形成される。細胞内プロセッシング酵素の例としては、フリン(furin)、酵母Kex2、PCSK1(PC1/Pc3としてもまた知られる)、PCSK2(PC2としてもまた知られる)、PCSK3(フリンまたはPACEとしてもまた知られる)、PCSK4(PC4としてもまた知られる)、PCSK5(PC5またはPC6としてもまた知られる)、PCSK6(PACE4としてもまた知られる)、または、PCSK7(PC7/LPC、PC8、またはSPC7としてもまた知られる)が挙げられる。他のプロセッシング部位も当分野に公知である。
3.自己犠牲的部分
ある実施態様において、プロテアーゼ開裂部位は、自己犠牲的部分を介して凝固因子チモーゲンの重鎖に連結されている。本明細書において用いられる「自己犠牲的部位」という用語は、2つの離れた部分(たとえば、凝固因子の重鎖とタンパク質開裂部位)を、通常は安定的三重分子へと共に共有結合させることができる二機能性化学部分を指す。自己犠牲的部分は、もし第一の部分(たとえばタンパク質開裂部位)に結合され、開裂された場合は、第二の部分(たとえば、凝固因子の重鎖)から自発的に分離する。
一部の態様において、自己犠牲的部分は、アミノベンジルカルバマート基、アミノベンジルエーテル基、または炭酸アミノベンジル基を含有する。1つの態様において、自己犠牲的部分は、p−アミノベンジルカルバマート(PABC)である。
P−アミノベンジルカルバマート(PABC)は、最も効果的であり、最も広く使用されている自己犠牲的部位特異性プロドラッグ活性のための結合物質である(たとえば、Carl et al. J. Med. Chem. 24:479-480 (1981);国際特許公開WO1981/001145;Rautio et la, Nature Reviews Drug Discovery 7:255-270 (2008) ;Simplicio et al., Molecules 13:519-547 (2008)を参照のこと)。PABCにより、任意のアミン薬物、ペプチドおよびタンパク質が、プロテアーゼによる開裂および1,6自発的断片化で放出される。
アミノベンジル基の芳香環は、任意選択的に当該芳香環上の1以上(たとえば、Rおよび/またはR)の置換基と置換されても良く、環を形成する4つの非置換炭素のうちの1つに付着している水素を置換する。本明細書において、「R」という記号(たとえば、R、R、R、R)は、本明細書に記述される置換基を表す一般的な略語である。
置換基は、p−アミノベンジル基の自己犠牲的能力を改善することができる(Hay et al., J. Chem Soc., Perkin Trans. 1:2759-2770 (1999);また、Sykes et al. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1:1601-1608 (2000)を参照のこと)。
以下の化学式は、p−アミノベンジル自己犠牲的リンカーおよび、例示的なプロテアーゼ開裂部位の相対位置(AaAaAaAa)および凝固因子の重鎖(POI)の全体的なトポロジーを示す。化学式は、R置換基(R、R、R)の可能性のある位置を示す。
置換基(単一原子であっても良い(たとえば、ハロゲン)。または複数の原子群であっても良い(たとえば、メチル))は、アミノベンジルまたはその分解産物の安定性に影響を与えるように選択される。環から引き出された電子を用いて、アミノベンジル基のアミノ基と隣接するペプチド結合の間の結合の開裂後の、薬物からのアミノベンジル基の自発的な分解を促進しても良い。例示的な芳香族基R、R、またはR置換基としては、たとえば、F、Cl、I、Br、OH、メチル、メトキシ、NO、NH、NO3+、NHCOCH、N(CH、NHCOCF、アルキル、ハロアルキル、C−Cハロゲン化アルキル、カルボン酸塩、硫酸塩、スルファミン酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる(たとえば、米国特許第7,091,186号および第7,659,241号を参照のこと)。p−アミノベンジルリンカーは、対象のタンパク質のペプチド、またはタンパク質のアミノ末端に結合されたヘテロ原子Zを含有しても良い。本明細書において使用されるヘテロ原子という用語には、酸素(O)、窒素(N)、硫黄(S)、ケイ素(Si)、ボロン(B)、およびリン(P)が含まれる。1つの実施態様において、Zのヘテロ原子は、O、SまたはNである。
一部の実施態様において、p−アミノベンジル環の4つの非置換炭素のうちのたった1つのみが置換される。他の一部の実施態様において、p−アミノベンジル環の4つの非置換炭素のうちの2つが置換される。他の実施態様において、p−アミノベンジル環の4つの非置換炭素のうちの3つが置換される。一部の実施態様において、p−アミノベンジル環の4つの非置換炭素が置換される。
自己犠牲的除去は、たとえば、1,4除去、1,6除去(たとえば、PABC)、1,8除去(たとえば、p−アミノ−シンナミルアルコール)、環化除去(たとえば、4−アミノブタノールエステルおよびエチレンジアミン)等を介して発生させることができる。一部の態様において、自己犠牲的部分は、たとえば、シンナミル、ナフチルまたはビフェニル基を含有してもよい(たとえば、Blencowe et al. Polym. Chem. 2:773-790 (2011)を参照のこと)。一部の態様において、自己犠牲的部分は、複素環を含有する(たとえば、米国特許第7,375,078号;第7,754,681号を参照のこと)。多くのホモ芳香族(たとえば、Carl et al. J. Med. Chem. 24:479 (1981); Senter et al. J. Org. Chem. 55:2975 (1990); Taylor et al. J. Org. Chem. 43:1197 (1978); Andrianomenjanahary et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2:1903 (1992)を参照のこと)、およびクマリン(たとえば、Weinstein et al. Chem. Commun. 46:553 (2010)を参照のこと)、フラン、チオフェン、チアゾール、オキサゾール、イソキサゾール、ピロール、ピラゾール(たとえば、Hay et al. J. Med. Chem. 46:5533 (2003)を参照のこと)、ピリジン(たとえば、Perry-Feigenbaum et al. Org. Biomol. Chem. 7:4825 (2009)を参照のこと)、イミダゾン(たとえば、Nailor et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. Z:1267 (1999); Hay and Denny, Tetrahedron Lett. 38:8425 (1997)を参照のこと)、およびトリアゾール(たとえば、Bertrand and Gesson, J. Org. Chem. 72:3596 (2007)を参照のこと)をもとにしたヘテロ芳香族基(水性条件および生理学的条件の両方の下で自己犠牲的である)が当分野に公知である。また、米国特許第7,691,962号;第7,091,186号;米国特許出願公開US2006/0269480;US2010/0092496;US2010/0145036;US2003/0130189;US2005/0256030を参照のこと。
自己犠牲的リンカーの置換基が、その慣例的な化学式(左から右に記載される)により明記される場合、右から左に記載される構造に由来する、化学的に同一である置換基を等しく包含する。たとえば、「−CHO−」は、また「−OCH−」を列挙することが意図される。自己犠牲的物質中の置換基、たとえば、上述のp−アミノベンジル自己犠牲的リンカーのRおよび/またはR置換基は、たとえば、アルキル、アルキレン、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルアミノ、アルキルチオ、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、アリールアルキル、アリールオキシ、ヘテロアリール等を含有しても良い。本発明の化合物が2以上の置換基を含む場合、各置換基は独立して選択される。
B.増強部分(Em)
本発明は、活性化可能な凝固因子が「増強部分」に融合されることにより、当該増強部分に融合されていない活性化可能な凝固因子と比較して、本発明の活性化可能な凝固因子の特性が改善された、改善または増強された活性化可能な凝固因子を提示する。改善された特性には、凝固因子の凝固促進活性が含まれる。凝固促進活性の増加は、遊離している、または融合されていない活性化可能な凝固因子に対する相対的なものである。増強部分は、凝固因子の凝固促進活性を増強する能力を有する任意の分子であっても良い。本発明に有用な増強部分は、活性化可能な凝固因子と物理的に相互作用してもよく、当該物理的な相互作用により、凝固促進活性の増加が誘導されてもよい。
本発明のキメラタンパク質は、1以上の増強部分を含んでも良い。さらに、2以上の増強部分が、順番に(たとえばリンカーを介して)互いに連結されてもよく、および、本発明の構築物に操作可能に連結されたタンデムアレイに連結されても良い。2以上の増強部分が本発明のキメラ凝固因子に存在する場合、当該部分は同一または異なっていても良い。
1つの実施態様において、増強部分は第VII因子または第X因子の重鎖のC末端上に位置している。他の実施態様において、増強部分は第VII因子または第X因子の軽鎖のN末端上に位置している。他の実施態様において、増強部分は、第VII因子または第X因子の軽鎖のC末端上に位置している。Fcドメインまたはその一部が用いられる実施態様においては、増強部分は、第二のFc部分のNもしくはC末端、または、Fc部分のいずれかまたは両方のC末端に位置づけられても良い。
1つの実施態様において、増強部分は、構築物に遺伝的に直接融合されるのではなく、むしろ、リンカーを介して、または化学結合を介して構築物に連結されている。例えば、増強部分は、増強部分と構築物のFc部分の間に結合を形成することにより、本発明の構築物に付着されても良く、増強部分は、第一の官能基を含有し、Fc部分は第二の官能基を含有し、ならびに、第一および第二の官能基は、互いに反応して化学結合を形成することができる(米国特許第7381408号を参照のこと)。
ある実施態様において、本発明の増強部分は、血液凝固経路タンパク質(たとえば、補因子)、凝固促進ペプチド、または抗原結合分子であっても良い。増強部分の例は、本明細書の実施例および図面に見出される。増強部分として有用な他の分子は、本明細書の教示に基づき、当業者に容易に選択されることができる。
1.凝固補因子
キメラタンパク質に有用な増強因子は、凝固補因子(clotting cofactor)であっても良い。本明細書に置いて用いられる「凝固補因子」とは、他の凝固因子(たとえば、第VII因子または第X因子)と複合体を形成し、凝固促進活性を有する活性化複合体となる凝固因子を意味する。たとえば、FVIIに対する凝固補因子は組織因子であり、TF−FVIIa複合体を形成する。FXに対する凝固補因子はFVaであり、プロトロンビナーゼ複合体を形成し、それにより、プロトロンビンをトロンビンへと活性化する。
1つの実施態様において、凝固因子チモーゲンはFVIIタンパク質であり、凝固補因子は組織因子(TF)ポリペプチドである。組織因子は、循環第VII因子または第VIIa因子と複合体を形成することにより血液凝固を開始させる。[TF:VIIa]複合体は、第IX因子または第X因子を、特定の制限タンパク質分解により活性化する。TFは、細胞表面アセンブリおよび凝固プロテアーゼカスケードの伝播を開始させることにより、正常な止血において役割を果たす。TFはまた、凝固因子III、トロンボプラスチン、CD142およびF3としても知られる。全長組織因子ポリペプチドは、UniProtKBエントリーにおいて、アクセッション番号P13726−1であり、シグナルペプチド(アミノ酸1〜32)、細胞外ドメイン(アミノ酸33〜251)、膜貫通ドメイン(アミノ酸252〜274)、および細胞質ドメイン(アミノ酸275〜295)で、総アミノ酸295からなる。組織因子のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列は、本明細書において、それぞれ、配列番号16および配列番号15として表されている。アクセッション番号P13726−1 (P13726−2)のアイソフォームは、アミノ酸199−238の置換:TAKTNTNEFLTVNRKSTDSP→YSTSLELWYLWGRAGRRTPH、および、アミノ酸239〜295の欠損を含有している。ヒト組織因子の変異体としては、限定されないが、以下の変異を有するポリペプチドが含まれる:T36A、I145V、R163W、またはG281E。また、異なる種(たとえば、マウス、ラット、サル、イヌ、ショウジョウバエ、ブタ)由来のPCSK1も含まれる。本明細書において、組織因子ポリペプチドとは、組織因子の可溶性外部ドメイン(sTF)(およそアミノ酸33〜251)を含有するポリペプチド、またはその機能性変異体、断片、アナログもしくは誘導体を指す。sTFは、膜貫通ドメイン、および、細胞質ドメインを欠く。成熟型ヒト組織因子の全長配列は、Spicer et al. Proc. Natl. Acad. Sci, USA, 84, 5148-5152 (1987)に開示されている。
表2 組織因子配列
本発明に用いられる組織因子ポリペプチドは、配列番号15(sTF)のアミノ酸33〜251に対し、少なくとも60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含有し、ここで、当該アミノ酸配列は、FVIIまたはFVIIaと複合体を形成することができる。本明細書において用いられる「TFタンパク質」という用語は、全長TF,その機能性断片(たとえば、細胞外ドメイン)、変異体、アナログまたは誘導体を含む。本明細書に置いて用いられる「可溶性TF」という用語は、TFの完全細胞外ドメインの1以上の活性を維持している、その任意の機能性断片、変異体、アナログまたは誘導体を含む。1つの実施態様において、可溶性TF(およびその機能性断片、変異体、アナログまたは誘導体)は、FVIIに結合することができる。他の実施態様において、可溶性TFは、FVIIに対する凝固補因子として作用することができる。
他の実施態様において、凝固因子チモーゲンはFXタンパク質であり、凝固補因子はFVaタンパク質である。FVaタンパク質は、プロトロンビンをトロンビンへと活性化させる第Xa因子のプロトロンビナーゼ活性に重要な補因子として機能する。第V因子の活性化形態である第Va因子は、重鎖および軽鎖、非共有結合から構成される。2つの鎖の間の相互作用はカルシウム依存性である。第V因子はまた、凝固因子V、活性化タンパク質C補因子、プロアクセレリン、および不安定因子としても知られており、重鎖および軽鎖の2鎖へと開裂されることができる。全長第V因子ポリペプチドは、UnitProtKBエントリーにおいて、アクセッション番号P12259であり、シグナルペプチド(アミノ酸1〜28)、重鎖(アミノ酸29〜737)、活性化ペプチド(連結領域とも呼ばれている、アミノ酸734〜1573)、および軽鎖(アミノ酸1574〜2224)からなる。FVのヌクレオチド配列およびアミノ酸配列は、それぞれ、配列番号18および配列番号17として本明細書に表されている。ヒト第V因子の変異体としては、限定されないが、以下の変異を有するポリペプチドが含まれる:G15S、D107H、R334G、R334T、I387T、M413T、R513K、R534Q、C613R、S775A、S781R、P809S、N817T、K858R、H865R、T915S、K925E、N969S、R980L、H1146Q、L1285I、H1327R、L1397F、P1404S、E1530A、T1685S、Y1730C、L1749V、M1764V、M1820I、R2102C、R2102H、M2148T、K2185Rまたは、D2222G。異なる種(たとえば、マウス、ラット、サル、イヌ、ショウジョウバエ、またはブタ)由来の第V因子タンパク質もまた含まれる。
表3 第V因子配列
本発明に用いられるFVaタンパク質は、重鎖および軽鎖を含有するヘテロ二量体を含有し、ここで、当該重鎖は、配列番号17のアミノ酸29〜737に対して少なくとも60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である、第一のアミノ酸配列を含有し、当該軽鎖は、配列番号18のアミノ酸1574〜2224に対して、少なくとも60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である、第二のアミノ酸配列を含有し、ここで、ヘテロ二量体を形成した際の第一のアミノ酸配列および第二のアミノ酸配列は、FXまたはFXaと複合体を形成することができる。本明細書において用いられるFVaタンパク質は、全長FVa、成熟型FVa、その機能性断片、変異体、アナログまたは誘導体を含有する。
2.凝固促進ペプチド
他の実施態様において、増強部分は凝固促進ペプチドである。「凝固促進ペプチド」は、出血性素因(たとえば、血友病A等の血液凝固障害/凝固障害)の治療に用いることができる、またはFV、FVII、FVIII、FIX、FX、FXIおよびvWFの内の少なくとも1つにおける欠損の治療に用いることができる、凝固促進活性を有する低分子量化合物(たとえばペプチドまたはペプチド誘導体)である。一部の実施態様において、凝固促進ペプチドが増強部分として用いられる場合、凝固促進ペプチドは、それが融合される凝固因子の触媒活性を増加させることができるものである。
1つの実施態様において、凝固促進ペプチドは、以下の化合物を含有する:
(a)化学式IIを含むアミノ酸配列
LASYC (化学式II)
または、(b)(a)のアミノ酸配列のレトロ−、インベルソ−、またはレトロ−インベルソ変異体。本開示において、上述の化合物の薬学的に受容可能な塩をさらに提示する。
化学式IIにおいて、CおよびCは、側鎖を有するアミノ酸であり、ここで、CおよびCの側鎖は、ループを形成するように結合される。1つの例において、CおよびCの側鎖は、共有結合されている(たとえば、ジスルフィド結合またはアミド結合を介して)。
化学式IIにおいて、1、2、または3の付加的なアミノ酸を、CおよびCの間の任意の場所に挿入することができる。上述の任意の実施態様に従う1つの例において、1または2の追加のアミノ酸が、CおよびCの間の化学式(I)の任意の場所へと任意選択的に挿入される。他の例において、1つのアミノ酸が、CおよびCの間の化学式IIの任意の場所へと任意選択的に挿入される。他の例において、CおよびCの間にはアミノ酸は挿入されない。
化学式IIにおいて、LはL−ロイシンであり、AはL−アラニンであり、SはL−セリンであり、および、YはL−チロシンである。化学式IIにおいて、L、A、SおよびYのうちの1、2、または3つは、任意選択的に、独立して選択された置換アミノ酸と置換される。1つの例において、L、A、SおよびYの内の1または2つは、独立して選択された置換アミノ酸と任意選択的に置換される。他の例において、L、A、SおよびYの内のまさに1つが、独立して選択された置換アミノ酸と任意選択的に置換される。
他の実施態様において、キメラタンパク質の増強部分は、化学式IIIのペプチドを含有する化合物を含有する:
化学式III
またはそのレトロ−、インベルソ−、もしくはレトロ−インベルソ変異体。
化学式IIIにおいて、R、R、R、およびRは、アミノ酸側鎖から独立して選択されたメンバーである。化学式IIIにおいて、LおよびLは、直鎖アルキレンまたは分子アルキレン、および直鎖ヘテロアルキレンまたは分子ヘテロアルキレンから独立して選択されたリンカー群である。
化学式IIIにおいて、Zは結合部分である。1つの例において、Zは、アミノ基、アミド基、ジスルフィド基、ジセレニド基、−S−Se−基、アルキレン(たとえば、(C−C)アルキレン)、アルケニル(たとえば、(C−C)アルケニル)、アルキニル(たとえば、(C−C)アルキニル)、シクロアルキル(たとえば、1〜4の二重結合を含有する(C−C)シクロアルキル)、ヘテロシクロアルキル(たとえば、O、SおよびNから選択される1〜6のヘテロ原子を含有する3〜8員複素環)、アリール(たとえば、(C−C)アリール)、およびヘテロアリール(たとえば、O、SおよびNから選択される1〜6のヘテロ原子を含有する3〜8員のヘテロアリール)から選択される。
例示的な合成凝固促進ペプチドとしては、たとえば、以下が挙げられる:
KLTCLASYCWLF (配列番号19)、
RRAPGKLTCLASYCWLFWTGIA (配列番号20)、
RRAPGKLQCLASYCWLFWTGIA (配列番号21)、
PRIRTVGPGSRSASGKLTCLASYCWLFWTGIA
(配列番号22)、
SKQGRPISPDRRAAGKLTCLASYCWLFWTGIA
(配列番号23)、
PRIRTVGPGSRSASGKSTCLASYCWLFWTGIA
(配列番号24)、
SRIRTVSPGSRSASGKSTCLASYCWLFWTGIA
(配列番号25)、または、
PRSRTVGPGSRSASGKSTCLASYCWLFWTGIA
(配列番号26)
例示的な凝固促進ペプチドは、さらに、米国特許出願61/495,818、U.S.61/600,237、U.S.61/605,540、U.S.61/496,540、U.S.61/496,543、U.S.61/496,544、U.S.61/496,541、および、U.S.61/496,542に開示されている(各々は、参照によりその全体で本明細書に援用される)。
3.抗体または抗原結合部位
他の実施態様において、増強部分は、少なくとも1つの抗原結合部位(たとえば、抗体、抗体変異体、抗体断片の抗原結合部位)、リガンドの受容体結合部分、または受容体のリガンド結合部分を含有する。増強部分として用いることができる例示的な抗原結合分子は、Andersen LM et al., J Biol Chem. 287: 8994-9001 (Jan. 2012)に開示されており(参照により本明細書にその全体で援用される)、その中に、FVIIaの凝固促進活性を増加させ、たとえば血友病Aおよび出血性素因等の血液凝固障害を治療するために用いられるFVII活性化抗体および抗体誘導体が開示されている。
「抗原結合部分」という用語は、イムノグロブリンのポリペプチド断片、抗体のポリペプチド断片、または、抗原に結合する抗体変異体もしくは抗原結合(すなわち、特異的結合)に関し、損なわれていない抗体と匹敵する抗体変異体(すなわち、それらが由来した、損なわれていない抗体)のポリペプチド断片を指す。抗原結合部分は、当分野公知の遺伝子組み換え法または生化学的方法により製造することができる。例示的な抗原結合部分としては、Fv、Fab、Fab’、および(Fab’)2、ならびにscFv分子が挙げられる。
他の実施態様において、本発明のキメラ凝固因子は、単鎖結合分子(たとえば、単鎖可変領域またはscFv)由来の結合部位を含有する増強部分を含有しても良い。単鎖抗体の製造に関し記述される技術(米国特許第4,694,778号;Bird, Science 242:423-442 (1988); Huston et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-5883 (1988);および、Ward et al., Nature 334:544-554 (1989))を適合させて、単鎖結合分子を作製することができる。アミノ酸架橋を介してFv領域の重鎖断片と軽鎖断片の連結を形成し、単鎖抗体を得る。大腸菌での機能性Fv断片のアセンブリに関する技術を用いても良い(Skerra et al., Science 242:1038-1041 (1988))。
ある実施態様において、本発明のキメラ凝固因子は、1以上の結合部位、または、単鎖可変領域配列(scFv)を含有する、もしくはからなる領域を含有する増強部分を含有してもよい。単鎖可変領域配列は、1以上の抗原結合部位を有する単鎖ポリペプチドを含有する(たとえば、VHドメインへの可塑性リンカーにより連結されるVLドメイン)。scFv分子は、VH−リンカー−VLの方向で構築されても良く、または、VL−リンカー−VHの方向で構築されても良い。抗原結合部位を作り出すVLとVHドメインを連結する可塑性リンカーは、好ましくは、約10〜約50のアミノ酸残基を含有する。1つの実施態様において、ペプチドリンカーは、gly−serペプチドリンカーである。例示的なgly−serペプチドリンカーは、化学式(Gly4Ser)nであり、ここで、nは、正の整数(たとえば、1、2、3、4、5または6)である。他のペプチドリンカーも当分野に公知である。単鎖可変領域配列を有する抗体(たとえば、単鎖Fv抗体)および前記単鎖抗体を作製すr方法は、当分野に公知である(たとえば、Ho et al. 1989. Gene 77:51; Bird et al. 1988 Science 242:423; Pantoliano et al. 1991. Biochemistry 30:10117; Milenic et al. 1991. Cancer Research 51:6363; Takkinen et al. 1991. Protein Engineering 4:837を参照のこと)
ある実施態様において、本発明のキメラ凝固因子に用いられるscFv分子は、安定化scFv分子である。1つの実施態様において、安定化cFv分子は、VHドメインとVLドメインの間に挿入されたscFvリンカーを含有し、ここで、VHドメインおよびVLドメインは、VHのアミノ酸とVLドメインのアミノ酸の間のジスルフィド結合により連結されている。他の実施態様において、安定化scFv分子は、最適化された長さまたは組成を有するscFvリンカーを含有してもよい。さらに他の実施態様において、安定化scFv分子は、少なくとも1つの安定化アミノ酸置換(複数含む)を有するVHドメインまたはVLドメインを含有しても良い。さらに他の実施態様において、安定化scFv分子は、上述の安定化特性のうちの少なくとも2つを有しても良い。
安定化scFv分子は、タンパク質安定性が改善されており、または、操作可能に連結されているポリペプチドのタンパク質安定性を改善する。本発明の好ましいscFvリンカーは、本発明のキメラ凝固因子の熱安定性を、従来的なポリペプチドと比較して、少なくとも約2℃または3℃まで改善する。比較は、たとえば、本発明のscFv分子の間で行われても良い。ある実施態様において、安定化scFv分子は、(Gly4Ser)4scFvリンカーおよび、VHアミノ酸44とVLアミノ酸100を連結するジスルフィド結合を含有する。本発明のキメラ凝固因子に用いられうる他の例示的な安定化scFv分子は、米国仮特許出願60/873,996(2006年12月8日出願)または米国特許出願11/725,970(2007年3月19日出願)に記述されている(各々は参照によりその全体で本明細書に援用される)。
本発明のキメラ凝固因子は、当分野公知のプロトコールを用いて、抗体から誘導された可変領域またはその一部(たとえば、VLおよび/またはVHドメイン)を含有してもよい。たとえば、可変ドメインは、非ヒト哺乳類(たとえば、ネズミ、モルモット、霊長類、ウサギまたはラット等)において、抗原またはその断片で当該哺乳類を免疫することにより産生された抗体から誘導されても良い。上述のHarlow & Laneを参照のこと(全ての目的に対し、参照により援用される)。イムノグロブリンは、関連抗原(たとえば、精製腫瘍関連抗原または、そのような抗原を含有する細胞もしくは細胞抽出物)およびアジュバントを複数回、皮下注射または腹腔内注射をすることにより作製されてもよい。通常、この免疫化により活性化脾臓細胞またはリンパ球から、抗原反応性抗体の産生を含む、免疫応答が誘導される。
可変領域は、免疫化された哺乳類の血清から採取されたポリクローナル抗体由来であっても良いが、多くの場合、所望の可変領域が誘導されているモノクローナル抗体(MAbs)の同種調製物を得るために、脾臓、リンパ節または末梢血由来の個々のリンパ球を単離することが望ましい。通常、ウサギまたはモルモットを、ポリクローナル抗体の作製に用いる。マウスは通常、モノクローナル抗体の作製に用いる。マウスに抗原断片を注射し、「ハイブリドーマ」を調製し、そして当該抗原に特異的に結合する抗体に対してハイブリドーマをスクリーニングすることにより、断片に対するモノクローナル抗体が調製されても良い。この良く知られた方法(Kohler et al., (1975), Nature, 256:495)においては、抗原を注射されたマウス由来の、比較的生存期間の短い、または死ぬ運命にあるリンパ球を、不死の腫瘍細胞株(たとえば、ミエローマ細胞株)と融合させ、ハイブリッド細胞または「ハイブリドーマ」(それら両方とも不死であり、B細胞により遺伝的にコードされる抗体を産生することができる)を得る。得られたハイブリッドを、選別、希釈および、単一抗体形成のための特定遺伝子を含有する各個の株で再増殖させることにより、単一遺伝子株へと分離する。それらは、所望の抗原に対し同質である抗体を産生し、その遺伝的割合の純度に関し、「モノクローナル」と呼称される。
そのように調製されたハイブリドーマ細胞を、適切な培養培地(好ましくは、融合されていない、親のミエローマ細胞の増殖または生存を阻害する1以上の基質を含有する)中に播種および増殖させる。当業者であれば、ハイブリドーマの形成、選択、および増殖のための試薬、細胞株ならびに培地が、多くの供給源から市販されており、標準的なプロトコールが確立されていることを認識するであろう。一般的に、ハイブリドーマが増殖する培養培地は、所望の抗原に対するモノクローナル抗体の産生に関し分析される。好ましくは、ハイブリドーマ細胞により産生されたモノクローナル抗体の特異的結合が、免疫沈降またはin vitroアッセイ(たとえば、放射免疫測定(RIA)または酵素結合免疫吸着測定法(ELISA))により測定される。ハイブリドーマ細胞が、所望の特異性、アフィニティおよび/または活性の抗体を産生することが特定された後、当該クローンを、限界希釈法によりサブクローニングし、標準法により増殖させてもよい(Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, pp 59-103 (Academic Press, 1986))。サブクローンから分泌されたモノクローナル抗体は、培養培地、腹水、または血清から、標準的な精製方法(たとえば、アフィニティクロマトグラフィ(たとえば、プロテインA、プロテインGまたはプロテインLアフィニティクロマトグラフィ)、ヒロドキシアパタイトクロマトグラフィ、ゲル電気泳動、または透析)分離されても良いことが、さらに認識されたい。
所望のモノクローナル抗体またはその結合部位をコードするDNAは、定常領域ドメイン配列の単離に対する、上述の普遍的な任意の手順を用いて、容易に単離および配列解析されうる(たとえば、マウス抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合することができるオリゴヌクレオチドプローブを使用することにより)。単離およびサブクローニングされたハイブリドーマ細胞は、そのようなDNAの好ましい源として役立つ。より具体的には、単離されたDNA(本明細書に記述されるように合成されてもよい)を用いて、本発明のキメラ凝固因子に組み込むための、所望の可変領域配列をクローニングしても良い。
他の実施態様において、結合部位は、完全ヒト抗体から誘導される。ヒトまたは実質的にヒトの抗体は、内因性のイムノグロブリン産生を行うことができないトランスジェニック動物(たとえば、マウス)において作製されてもよい(たとえば、米国特許第6,075,181号、第5,939,598号、第5,591,669号および、第5,589,369号を参照のこと。それらは参照により本明細書に援用される)。たとえば、キメラの生殖系統に変異のあるマウスにおいて、抗体重鎖接続領域をホモ接合性に欠損させることにより、内因性の抗体産生を完全に阻害することができることが記述されている。そのような生殖系統変異マウスに、ヒトイムノグロブリン遺伝子アレイを移転することにより、抗原チャレンジによりヒト抗体を産生させることができる。SCIDマウスを使用した、他の好ましいヒト抗体産生方法は、米国特許第5,811,524号に記述されている(参照により本明細書に援用される)。これらヒト抗体に関連した遺伝的材料は、本明細書に記述されるように単離および操作されても良いことを認識されたい。
他の態様において、本発明のポリペプチドは、抗体の改変形態から誘導された抗原結合部位またはその一部を含有しても良い。そのような形態の例示としては、たとえば、ミニボディ(minibody)、二重特異性抗体(diabody)、三重特異性抗体(triabody)、ナノボディ(nanobody)、ラクダ抗体(カメリド、camelids)、ダブ(Dabs)、四価抗体、イントラダイアボディ(intradiabody)(たとえば、Jendreyko et al. 2003. J. Biol. Chem. 278:47813)、融合タンパク質(たとえば、抗体サイトカイン融合タンパク質、Fc受容体の少なくとも一部に融合したタンパク質)および二重特異性抗体(bispecific antibody)が挙げられる。他の改変抗体は、たとえば、米国特許第4,745,055号、欧州特許第256,654号、Faulkner et al., Nature 298:286 (1982); 欧州特許第120,694号;欧州特許第125,023号; Morrison, J. Immun. 123:793 (1979); Kohler et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77:2197 (1980); Raso et al., Cancer Res. 41:2073 (1981); Morrison et al., Ann. Rev. Immunol. 2:239 (1984); Morrison, Science 229:1202 (1985); Morrison et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:6851 (1984); 欧州特許第255,694号;欧州特許第266,663号;および、国際特許公開88/03559に記述されている。再集合イムノグロブリン鎖もまた公知である。たとえば、米国特許第4,444,878号、国際特許公開WO88/03565、および欧州特許第68,763号、およびそれらに引用された参照文献を参照のこと。
他の実施態様において、本発明のキメラ凝固因子は、それらから誘導された二重特異性抗体または抗原結合部位である、抗原結合部位または領域を含有する。二重特異性抗体は、二量体であり、scFv分子に類似したポリペプチドを各々が有する四価の分子であるが、同一ポリペプチド鎖上のVLおよびVHドメインが相互作用できないように、通常、短い(たとえば、10未満であり、好ましくは1〜5)のアミノ酸残基リンカーが両方の可変ドメインを連結している。その代り、第一のポリペプチド鎖のVLおよびVHドメインは、第二のポリペプチド鎖上のVHおよびVLドメイン(それぞれ)と相互作用する(たとえば、国際特許公開WO02/02781を参照のこと)。1つの実施態様において、本発明のキメラ凝固因子は、遺伝子的に融合されたFc領域(すなわち、scFc領域)の少なくとも1つのN末端および/またはC末端に操作可能に連結されている二重特異性抗体を含有する。
ある実施態様において、本発明のキメラ凝固因子は、増強部分として、単一ドメイン結合分子(たとえば、単一ドメイン抗体)を含有する。例示的な単一ドメイン分子としては、抗体の単離重鎖可変ドメイン(VH)(すなわち、軽鎖可変ドメインの無い重鎖可変ドメイン)、抗体のおよび単離軽鎖可変ドメイン(VL)(すなわち、重鎖可変ドメインの無い軽鎖可変ドメイン)が挙げられる。本発明の結合分子に用いられる例示的な単一ドメイン抗体は、たとえば、カメリド重鎖可変ドメイン(約118〜136アミノ酸残基)(Hamers-Casterman, et al., Nature 363:446-448 (1993)、および、Dumoulin, et al., Protein Science 11:500-515 (2002)に記載)が挙げられる。他の単一ドメイン抗体の例としては、単一VHまたはVLドメイン(Dabs(登録商標)(Domantis Ltd., Cambridge, UK)としてもまた知られる)が挙げられる。さらに他の単一ドメイン抗体としては、サメ抗体(たとえば、サメIg−NARs)が挙げられる。サメIg−NARsは、1つの可変ドメインのホモ二量体(V−NAR)および5つのC様定常ドメイン(C−NAR)を含有し、ここで、多様性は5〜23残基に長さが変化する伸長CDR3領域に集中している。ラクダ科(たとえば、リャマ等)において、重鎖可変領域(VHHと呼称される)が、全体的な抗原結合ドメインを形成する。カメリドVHH可変領域と、不偏的な抗体(VH)由来のそれとの主な違いは、(a)VHの軽鎖接触面において、VHHの対応する領域と比較し、よりアミノ酸が疎水性である、(b)VHHにおいて、CDR3がより長い、および、(c)VHHにおける、CDR1とCDR3の間のジスルフィド結合の発生頻度、が挙げられる。単一ドメイン結合分子の作製方法は、米国特許第6,005,079号、および第6,765,087号に記述されている(それら両方が、参照により本明細書に援用される)。VHHドメインを含有する単一ドメイン抗体の例としては、Nanobodies(登録商標)(Ablynx NV,Ghent,Belgium)が挙げられる。
C.異種部分(たとえば、Het1、Het2…、Het
本発明の一部の実施態様には、1以上の異種部分が含まれる(本明細書において、「Het1」または「Het2」と示される)。他の実施態様において、本発明のキメラタンパク質は2つの異種部分(「Het1」および「Het2」)を含んでも良い。さらに他の実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、3つ以上の異種部分(たとえば、3、4、5または6以上の異種部分)を含んでも良い。一部の実施態様において、全ての異種部分は同一である。一部の実施態様において、少なくとも1つの異種部分は他の異種部分と異なっている。一部の実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、2、3または4以上の異種部分をタンデムに含有しても良い。他の実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、2、3以上の異種部分を含有しても良く、ここで、少なくとも1つの追加的な部分(たとえば、活性化可能な凝固因子、リンカー部分、プロテアーゼ開裂部位、自己犠牲的部分、増強部分、またはそれらの組み合わせ)は、2つの異種部分の間に挿入されている。
異種部分は、異種ポリペプチド部分、または異種非ポリペプチド部分、またはその両方を含有してもよい。1つの特定の実施態様において、Het1は、第一の異種部分(たとえば、当分野に公知の半減期延長分子)である。一部の実施態様において、Het2は、当分野公知の半減期延長分子であってもよい第二の異種部分である。一部の態様において、異種部分は異種ポリペプチドおよび非ポリペプチド部分の組み合わせを含有する。
ある実施態様において、第一の異種部分(たとえば、第一のFc部分)および第二の異種部分(たとえば、第二のFc部分)は互いに関連して二量体を形成する。1つの実施態様において、第二の異種部分は第二のFc部分であり、ここで、第二のFc部分は、第一の異種部分(たとえば、第一のFc部分)に連結され、または関連付けられている。たとえば、第二の異種部分(たとえば、第二のFc部分)は、リンカーにより、または、共有もしくは非共有結合によって第一の異種部分に関連づけられることにより、第一の異種部分(たとえば、第一のFc部分)に連結されても良い。
一部の実施態様において、Het1およびHet2異種部分は、本発明のキメラタンパク質に組み込まれた際、in vivo半減期の延長と関連付けられている非構造化特性、または構造化特性のいずれかを有する、ペプチドおよびポリペプチドである。非限定的な例としては、アルブミン、アルブミン断片、イムノグロブリンのFc断片、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのC末端ペプチド(CTP)のβサブユニット、HAP配列、XTEN配列、トランスフェリンもしくはその断片、PASポリペプチド、ポリグリシンリンカー、ポリセリンリンカー、アルブミン結合部分、またはこれらのポリペプチドの任意の断片、誘導体、変異体または組み合わせが挙げられる。他の関連する態様において、異種部分は、非ポリペプチド部分(たとえば、ポリエチレングリコール(PEG)、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、ポリシアル酸、またはこれら構成要素の任意の誘導体、変異体もしくは組み合わせ)に対する付着部位(たとえば、システインアミノ酸)を含有しても良い。一部の態様において、非ポリペプチド部分(たとえばポリエチレングリコール(PEG)、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、ポリシアル酸、またはこれらの構成要素の任意の誘導体、変異体、もしくは組み合わせ)に対する付着部位として機能するシステインアミノ酸からなる異種部分である。
一部の実施態様において、異種部分は、少なくとも約10、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2500、3000、または、4000アミノ酸を含有する、または、少なくとも約10、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2500、3000、または、4000アミノ酸から本質的になり、または、少なくとも約10、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2500、3000、または、4000アミノ酸からなる、ポリペプチドである。他の実施態様において、異種部分は、約100〜約200アミノ酸、約200〜約300アミノ酸、約300〜約400アミノ酸、約400〜約500アミノ酸、約500〜約600アミノ酸、約600〜約700アミノ酸、約700〜約800アミノ酸、約800〜約900アミノ酸、または、約900〜約1000アミノ酸を含有する、または、約100〜約200アミノ酸、約200〜約300アミノ酸、約300〜約400アミノ酸、約400〜約500アミノ酸、約500〜約600アミノ酸、約600〜約700アミノ酸、約700〜約800アミノ酸、約800〜約900アミノ酸、または、約900〜約1000アミノ酸から本質的になる、または、約100〜約200アミノ酸、約200〜約300アミノ酸、約300〜約400アミノ酸、約400〜約500アミノ酸、約500〜約600アミノ酸、約600〜約700アミノ酸、約700〜約800アミノ酸、約800〜約900アミノ酸、または、約900〜約1000アミノ酸からなる、ポリペプチドである。
ある実施態様において、異種部分は、活性化可能な凝固因子および/もしくは増強部分の生物学的活性または機能に明らかな影響を与えることなく、キメラタンパク質の薬物動態学的特性の1つ以上を改善する(たとえば、凝固因子もしくその断片の凝固促進活性、または、増強部分の増強特性の活性)。
ある実施態様において、異種部分は、本発明の凝固因子のin vivo、および/または、in vitro半減期を増加させる。他の実施態様において、異種部分は、本発明の凝固因子もしくはその断片(たとえば、活性化可能な凝固因子のタンパク質分解性の開裂後の異種部分を含有する断片)の可視化、または局在化を促進する。本発明のキメラタンパク質もしくはその断片の可視化および/または局在化は、in vivo、in vitro、ex vivoまたは、それらの組み合わせであっても良い。
他の実施態様において、異種部分は、本発明のキメラタンパク質またはその断片(たとえば、活性化可能な凝固因子のタンパク質分解性の開裂後の異種部分を含有する断片)の安定性を増加させる。本明細書において、「安定性」という用語は、環境状態(たとえば、温度の上昇または低下等)に応じて、活性化可能な凝固因子の1つ以上の物理的特性の維持に関する、当業者公知の測定単位を指す。ある態様において、物理的特性は、キメラタンパク質の共有結合性の構造の維持であっても良い(たとえば、タンパク質分解性開裂、望ましくない酸化、または脱アミドが無いこと)。他の態様において、物理的特性はまた、適切なフォールディング状態にある、キメラタンパク質の存在であっても良い(たとえば、可溶性もしくは不溶性の凝集物または沈殿物が無いこと)。1つの態様において、キメラタンパク質の安定性は、キメラタンパク質の生物物理学的特性(たとえば、温度安定性)、pH変性プロファイル、グリコシル化の安定した除去、可溶性、生化学的機能(たとえば、タンパク質、受容体またはリガンドへの結合機能)等、および/または、それらの組み合わせを分析することにより測定されてもよい。他の態様において、生化学的機能は、相互作用の結合アフィニティにより示される。1つの態様において、タンパク質安定性の測定単位は、温度安定性(すなわち、温度変化に対する抵抗性)である。安定性は、当分野公知の方法(たとえば、HPLC(高速液体クロマトグラフィ)、SEC(サイズ排除クロマトグラフィ)、DLS(動的光散乱法)等)を用いて測定されてもよい。温度安定性の測定方法としては、限定されないが、示差走査熱量計(DSC)、示差走査蛍光測定(DSF)、円偏光二色性(CD)および温度変化アッセイが挙げられる。
ある態様において、本発明のキメラタンパク質は少なくとも1つの半減期延長物質(すなわち、そのような部分を欠く、対応するキメラタンパク質のin vivo半減期と比較して、キメラタンパク質のin vivo半減期を増加させる異種部分)を含有する。キメラタンパク質のin vivo半減期は、当業者公知の任意の方法により測定されても良い(たとえば、活性分析(発色分析またはワンステージ凝固aPTT分析)、ELISA等)。
一部の実施態様において、1以上の半減期延長物質があることにより、キメラタンパク質の半減期は、そのような1以上の半減期延長物質が無い対応するタンパク質の半減期と比較して、増加する。半減期延長物質を含有するキメラタンパク質の半減期は、そのような半減期延長物質の無い対応するキメラタンパク質のin vivo半減期よりも、少なくとも約1.5倍、少なくとも約2倍、少なくとも約2.5倍、少なくとも約3倍、少なくとも約4倍、少なくとも約5倍、少なくとも約6倍、少なくとも約7倍、少なくとも約8倍、少なくとも約9倍、少なくとも約10倍、少なくとも約11倍、または少なくとも約12倍以上長い。
1つの実施態様において、半減期延長物質を含有するキメラタンパク質の半減期は、そのような半減期延長物質の無い対応するタンパク質のin vivo半減期よりも、約1.5倍〜約20倍、約1.5倍〜約15倍、または約1.5倍〜約10倍長い。他の実施態様において、半減期延長物質を含有するキメラタンパク質の半減期は、そのような半減期延長物質の無い対応するタンパク質のin vivo半減期と比較して、約2倍〜約10倍、約2倍〜約9倍、約2倍〜約8倍、約2倍〜約7倍、約2倍〜約6倍、約2倍〜約5倍、約2倍〜約4倍、約2倍〜約3倍、約2.5倍〜約10倍、約2.5倍〜約9倍、約2.5倍〜約8倍、約2.5倍〜約7倍、約2.5倍〜約6倍、約2.5倍〜約5倍、約2.5倍〜約4倍、約2.5倍〜約3倍、約3倍〜約10倍、約3倍〜約9倍、約3倍〜約8倍、約3倍〜約7倍、約3倍〜約6倍、約3倍〜約5倍、約3倍〜約4倍、約4倍〜約6倍、約5〜約7倍、または約6倍〜約8倍、伸長されている。
他の実施態様において、半減期延長物質を含有するキメラタンパク質の半減期は、少なくとも約17時間、少なくとも約18時間、少なくとも約19時間、少なくとも約20時間、少なくとも約21時間、少なくとも約22時間、少なくとも約23時間、少なくとも約24時間、少なくとも約25時間、少なくとも約26時間、少なくとも約27時間、少なくとも約28時間、少なくとも約29時間、少なくとも約30時間、少なくとも約31時間、少なくとも約32時間、少なくとも約33時間、少なくとも約34時間、少なくとも約35時間、少なくとも約36時間、少なくとも約48時間、少なくとも約60時間、少なくとも約72時間、少なくとも約84時間、少なくとも約96時間、または少なくとも約108時間である。
さらに他の実施態様において、半減期延長物質を含有するキメラタンパク質の半減期は、約15時間〜約2週間、約16時間〜約1週間、約17時間〜約1週間、約18時間〜約1週間、約19時間〜約1週間、約20時間〜約1週間、約21時間〜約1週間、約22時間〜約1週間、約23時間〜約1週間、約24時間〜約1週間、約36時間〜約1週間、約48時間〜約1週間、約60時間〜約1週間、約24時間〜約6日間、約24時間〜約5日間、約24時間〜約4日間、約24時間〜約3日間、または、約24時間〜約2日間である。
一部の実施態様において、半減期延長物質を含有するキメラタンパク質の、対象ごとの平均半減期は、約15時間、約16時間、約17時間、約18時間、約19時間、約20時間、約21時間、約22時間、約23時間、約24時間(1日)、約25時間、約26時間、約27時間、約28時間、約29時間、約30時間、約31時間、約32時間、約33時間、約34時間、約35時間、約36時間、約40時間、約44時間、約48時間(2日)、約54時間、約60時間、約72時間(3日)、約84時間、約96時間(4日)、約108時間、約120時間(5日)、約6日、約7日(1週間)、約8日、約9日、約10日、約11日、約12日、約13日、または約14日である。
1.イムノグロブリン定常領域またはその一部
他の態様において、異種部分は、1以上のイムノグロブリン定常領域またはその一部(たとえば、Fc部分)を含有する。1つの実施態様において、キメラタンパク質は活性化可能な凝固因子、増強部分、および、少なくとも2つの異種部分を含有し、第一の異種部分は、活性化可能な凝固因子に連結されている第一のイムノグロブリン定常領域またはその一部(たとえば、第一のFc部分)を含有し、第二の異種部分は、増強部分に連結されている第二のイムノグロブリン定常領域またはその一部(たとえば、第二のFc部分)を含有する。第一のイムノグロブリン定常領域またはその一部、および、第二のイムノグロブリン定常領域またはその一部は、共有結合(たとえばジスルフィド結合)を形成することができ、それにより、活性化可能な凝固因子と増強部分を近接して配置させ、損傷部位で活性化可能な凝固因子と増強部分の間の相互作用を可能にする。
イムノグロブリン定常領域は、CH(定常重)ドメイン(CH1、CH2等)と表記されるドメインから構成される。アイソタイプによって(すなわち、IgG、IgM、IgA、IgD、またはIgE)、定常領域は、3つまたは4つのCHドメインから構成されても良い。一部のアイソタイプ(たとえば、IgG)の定常領域は、ヒンジ領域も含有する。Janeway et al. 2001, Immunobiology, Garland Publishing, N.Y., N.Yを参照のこと。
本発明のキメラタンパク質を製造するためのイムノグロブリン定常領域またはその一部は、多くの異なる源から入手しても良い。1つの実施態様において、イムノグロブリン定常領域またはその一部は、ヒトイムノグロブリンに由来する。しかしながら、イムノグロブリン定常領域またはその一部は、他の哺乳類種(たとえば、げっ歯類(たとえばマウス、ラット、ウサギ、モルモット)、他の非ヒト霊長類(たとえば、チンパンジー、マカカサル)を含む)のイムノグロブリン由来であっても良いことを理解されたい。さらに、イムノグロブリン定常領域またはその一部は、IgM、IgG、IgD、IgAおよびIgEならびに任意のイムノグロブリンアイソタイプ(IgG1、IgG2、IgG3およびIgG4を含む)を含む、任意のイムノグロブリンクラス由来であってもよい。1つの実施態様において、ヒトのアイソタイプIgG1が用いられる。
様々なイムノグロブリン定常領域遺伝子配列(たとえば、ヒト定常領域遺伝子配列)が、第三者入手可能な預託形態で、入手可能である。定常領域ドメイン配列は、特定のエフェクター機能(または特定のエフェクター機能の欠損)を有すること、または、免疫原性を減じるための特定の改変とともに選択されてもよい。抗体および抗体をコードする遺伝子の配列の多くが公開されており、適切なIg定常領域配列(たとえば、ヒンジ、CH2および/もしくはCH3配列、またはその一部)を、当分野に認識されている技術を用いて、これらの配列から誘導することができる。次いで、任意の前述の方法を用いて得られた遺伝的材料を改変または合成して、本発明のポリペプチドを得ても良い。本発明の範囲には、定常領域DNA配列の対立遺伝子、変異体および突然変異が包含されることをさらに認識されたい。
イムノグロブリン定常領域またはその一部の配列を、たとえば、対象のドメインを増幅させるために選択されたポリメラーゼ鎖反応およびプライマーを用いてクローニングしても良い。抗体由来のイムノグロブリン定常領域またはその一部の配列をクローニングするために、mRNAをハイブリドーマ、膵臓、またはリンパ球から単離して、DNAへ逆転写し、PCRによって抗体遺伝子を増幅しても良い。PCR増幅法は、米国特許第4,683,195号、第4,683,202号、第4,800,159号、第4,965,188号、およびたとえば、“PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications” Innis et al. eds., Academic Press, San Diego, CA (1990); Ho et al. 1989. Gene 77:51; Horton et al. 1993. Methods Enzymol. 217:270に詳細に記述されている。PCRは、コンセンサス定常領域プライマーにより、または、公開された重鎖DNA配列および軽鎖DNA配列ならびにアミノ酸配列に基づいたより特異的なプライマーにより、開始されてもよい。上述のように、PCRを用いて抗体軽鎖および重鎖をコードするDNAクローンを単離しても良い。この場合において、ライブラリは、コンセンサスプライマーまたはより大きな相同プローブ(たとえばマウス定常領域プローブ)によりスクリーニングされてもよい。抗体遺伝子の増幅に適切な多くのプライマーセットが当分野に公知である(たとえば、精製された抗体のN末端配列に基づいた5´プライマー(Benhar and Pastan. 1994. Protein Engineering 7:1509);cDNA末端の急速増幅(Ruberti, F. et al. 1994. J. Immunol. Methods 173:33));抗体リーダー配列(Larrick et al. 1989 Biochem. Biophys. Res. Commun. 160:1250)等)。抗体配列のクローニングは、Newmanらの米国特許第5,658,570号(1995年1月25日出願、参照により本明細書に援用される)に詳述されている。
本明細書に用いられているイムノグロブリン定常領域は、すべてのドメインおよびヒンジ領域またはその一部を含むことができる。1つの実施態様において、イムノグロブリン定常領域またはその一部は、CH2ドメイン、CH3ドメインおよびヒンジ領域(すなわち、FcドメインまたはFcRn結合パートナー)を含有する。
イムノグロブリン定常領域またはその一部は、FcRn結合パートナーであっても良い。FcRnは、成人末梢組織で活性であり、消化管腔内、肺気道内、鼻腔表面、膣表面、結腸および直腸表面で発現される(米国特許第6,485,726号)。FcRn結合パートナーは、FcRnに結合するイムノグロブリンの一部である。
FcRn受容体は、ヒトを含む数種の哺乳類種から単離されている。ヒトFcRn、サルFcRn、ラットFcRn、およびマウスFcRnの配列が公知である(Story et al. 1994, J. Exp. Med. 180:2377)。FcRn受容体は、比較的低いpHでIgGに結合し(しかし、たとえばIgA、IgM、IgDおよびIgE等の他のイムノグロブリンクラスには結合しない)、内腔で経細胞的に漿膜方向へIgGを能動輸送し、次いで、間質液中で見られる比較的高いpHでIgGを放出する。肺および腸上皮(Israel et al. 1997, Immunology 92:69)、近位尿細管上皮細胞(Kobayashi et al. 2002, Am. J. Physiol. Renal Physiol. 282:F358)ならびに鼻腔上皮、膣表面および胆道系表面を含む、成人の上皮組織において、FcRnは発現される(米国特許第6,485,726号、第6,030,613号、第6,086,875号、国際特許公開WO03/077834号、US2003−0235536A1)。
本発明に有用なFcRn結合パートナーには、全IgG、IgGのFc断片、およびFcRn受容体の完全な結合領域を含む他の断片を含む、FcRn受容体により特異的に結合されることができる分子が包含される。FcRn受容体に結合するIgGのFc部分領域は、X線結晶解析に基づき、記述されている(Burmeister et al. 1994, Nature 372:379)。FcRnを有するFcの主な接触面は、CH2とCH3ドメインの接合部分付近である。Fc−FcRnの接触はすべて、単一Ig重鎖の内である。FcRn結合パートナーには、全IgG、IgGのFc断片、およびFcRnの完全な結合領域を含む他のIgG断片が含まれる。主な接触部位としては、CH2ドメインのアミノ酸残基248、250−257、272、285、288、290−291、308−311、および314、ならびに、CH3ドメインのアミノ酸残基385−387、428、および433−436が挙げられる。イムノグロブリンもしくはイムノグロブリン断片、または領域のアミノ酸ナンバリングに対する基準はすべて、Kabat et al. 1991, Sequences of Proteins of Immunological Interest, U.S. Department of Public Health, Bethesda, Mdに基づいている。
FcRnに結合されるFc領域またはFcRn結合パートナーは、FcRnにより効果的に上皮バリアを横切ることができるため、それによって、所望される治療用分子の全身投与のための非侵襲的な手段を得ることができる。さらに、Fc領域またはFcRn結合パートナーを含有する融合タンパク質は、FcRnを発現する細胞によってエンドサイトーシスされる。しかし、分解の標的とされる代わりに、これらのタンパク質は循環系へ再度リサイクルされ、結果、これらタンパク質のin vivo半減期は延長される。ある実施態様において、イムノグロブリン定常領域の一部は、他のFc領域または他のFcRn結合パートナーと、通常はジスルフィド結合および他の非特異的相互作用を介して関連し、二量体および上位の多量体を形成するFc領域またはFcRn結合パートナーである。
2つのFcRn受容体は単一のFc分子に結合することができる。結晶解析データから、各FcRn分子は、Fcホモ二量体の1つの単一ポリペプチドに結合することが示されている。1つの実施態様において、FcRn結合パートナー(たとえば、IgGのFc断片)の生物学的に活性な分子への連結によって、経口、口腔内、舌下、直腸内、経腟、経鼻もしくは肺経路を介してエアロゾル投与、または眼経路を介して、生物学的に活性な分子をデリバリーする手段を得ることができる。他の実施態様において、キメラタンパク質は、非侵襲的に(たとえば、皮下、静脈内)投与することができる。
FcRn結合パートナー領域は、FcRn受容体により特異的に結合されることができる分子またはその一部であり、結合の結果、Fc領域のFcRn受容体により能動的に輸送される。特異的結合とは、生理学的条件下で比較的安定である複合体を形成する2つの分子を指す。特異的結合は、高度なアフィニティと低〜中程度のキャパシティにより特徴付けられ、多くの場合、低いアフィニティと中〜高度なキャパシティを有する非特異的結合とは明確に区別される。一般的に、アフィニティ定数KAが10−1よりも高い、または10−1よりも高い場合には、結合は特異的であるとみなされる。必要に応じて、結合条件を変化させることにより、特異的結合に実質的な影響を与えることなく、非特異的結合を減少させることができる。たとえば分子の濃度、溶液のイオン強度、温度、結合させる時間、ブロッキング剤(たとえば血清アルブミン、ミルクカゼイン)の濃度等の適切な結合条件は、通常の技術を用いて当業者により最適化することができる。
ある実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、Fc受容体(FcR)のFc領域への結合特性を付与するのに十分である、1以上の断片化Fc領域を含有する。たとえば、FcRnへ結合するFc領域の一部(すなわち、FcRn結合部分)は、IgG1のアミノ酸約282〜438(EUナンバリング)(第一接触部位はCH2ドメインのアミノ酸248、250−257、272、285、288、290−291、308−311および314、ならびにCH3ドメインのアミノ酸残基385−387、428および433−436)を含有する。ゆえに、本発明のFc領域は、FcRn結合部分を含有、またはFcRn結合部分からなってもよい。FcRn結合部分は、IgG1、IgG2、IgG3およびIgG4を含む任意のアイソタイプの重鎖由来であってもよい。1つの実施態様において、ヒトアイソタイプIgG1の抗体由来のFcRn結合部分が用いられる。他の実施態様において、ヒトアイソタイプIgG4の抗体由来のFcRn結合部分が用いられる。
本明細書においてF、F1またはF2と表記されるFc部分は、多くの異なる源から入手されてもよい。1つの実施態様において、ポリペプチドのFc部分は、ヒトイムノグロブリン由来である。しかしながら、Fc部分は、他の哺乳類種(たとえば、げっ歯類(たとえばマウス、ラット、ウサギ、モルモット)、他の非ヒト霊長類(たとえば、チンパンジー、マカカサル)を含む)のイムノグロブリン由来であっても良いことを理解されたい。さらに、Fcドメインまたはその一部のポリペプチドは、IgM、IgG、IgD、IgAおよびIgEならびに任意のイムノグロブリンアイソタイプ(IgG1、IgG2、IgG3およびIgG4を含む)を含む、任意のイムノグロブリンクラス由来であってもよい。他の実施態様において、ヒトのアイソタイプIgG1が用いられる。
ある実施態様において、Fc変異体は、前記野生型Fcドメインを含有するFc部分によりもたらされたエフェクター機能の少なくとも1つにおける変化(たとえば、Fc受容体(たとえば、FcγRI、FcγRII、またはFcγRIII)もしくは補体タンパク質(たとえば、C1q)に結合するFc領域の能力、または、抗体依存性細胞障害活性(ADCC)、ファゴサイトーシスもしくは補体依存性細胞障害活性(CDCC)を開始させるFc領域の能力を改善、または減じさせること)をもたらす。他の実施態様において、Fc変異体は、遺伝子操作されたシステイン残基をもたらす。
本発明のFc部分は、エフェクター機能および/またはFcRもしくはFcRn結合における変化(たとえば、増強または減少)を与えることが知られている、当分野公知のFc変異体を用いても良い。具体的には、本発明の結合分子として、たとえば、国際特許出願公開WO88/07089A1、WO96/14339A1、WO98/05787A1、WO98/23289A1、WO99/51642A1、WO99/58572A1、WO00/09560A2、WO00/32767A1、WO00/42072A2、WO02/44215A2、WO02/060919A2、WO03/074569A2、WO04/016750A2、WO04/029207A2、WO04/035752A2、WO04/063351A2、WO04/074455A2、WO04/099249A2、WO05/040217A2、WO04/044859、WO05/070963A1、WO05/077981A2、WO05/092925A2、WO05/123780A2、WO06/019447A1、WO06/047350A2およびWO06/085967A2;米国特許出願公開US2007/0231329、US2007/0231329、US2007/0237765、US2007/0237766、US2007/0237767、US2007/0243188、US20070248603、US20070286859、US20080057056 ;または、米国特許第5,648,260号;第5,739,277号;第5,834,250号;第5,869,046号;第6,096,871号;第6,121,022号;第6,194,551号;第6,242,195号;第6,277,375号;第6,528,624号;第6,538,124号;第6,737,056号;第6,821,505号;第6,998,253号;第7,083,784号;第7,404,956号および第7,317,091号(各々、参照により本明細書に援用される)に開示されているアミノ酸の位置の1以上での変化(たとえば、置換)が挙げられる。1つの実施態様において、特定の変化(たとえば、当分野公知の1以上のアミノ酸特定の置換)が、開示されたアミノ酸の位置の1つ以上で為されても良い。他の実施態様において、開示されたアミノ酸の位置の1つ以上で異なる変化(たとえば、当分野公知の1以上のアミノ酸の位置の異なる置換)が為されても良い。
たとえば特定部位の突然変異誘導等の良く知られた方法に従い、IgGのFc部分またはFcRn結合パートナーを改変し、改変IgGまたはFc断片またはFcRnにより結合される部分を作製してもよい。そのような改変としては、FcRn接触部位から離れた改変、ならびに、FcRnへの結合を保存またはさらに増強させる接触部位内の改変が挙げられる。たとえば、以下のヒトIgG1 Fc(Fcγ1)における1アミノ酸残基は、FcRnに対するFc結合アフィニティを著しく損ねることなく、置換することができる:P238A、S239A、K246A、K248A、D249A、M252A、T256A、E258A、T260A、D265A、S267A、H268A、E269A、D270A、E272A、L274A、N276A、Y278A、 D280A、V282A、E283A、H285A、N286A、T289A、K290A、R292A、E293A、E294A、Q295A、Y296F、N297A、S298A、Y300F、R301A、V303A、V305A、T307A、L309A、Q311A、D312A、N315A、K317A、E318A、K320A、K322A、S324A、K326A、A327Q、P329A、A330Q、P331A、E333A、K334A、T335A、S337A、K338A、K340A、Q342A、R344A、E345A、Q347A、R355A、E356A、M358A、T359A、K360A、N361A、Q362A、Y373A、S375A、D376A、A378Q、E380A、E382A、S383A、N384A、Q386A、E388A、N389A、N390A、Y391F、K392A、L398A、S400A、D401A、D413A、K414A、R416A、Q418A、Q419A、N421A、V422A、S424A、E430A、N434A、T437A、Q438A、K439A、S440A、S444AおよびK447A。ここで、たとえばP238Aとは、238位で野生型のプロリンがアラニンに置換されることを表す。例として、特定の実施態様は、N297A変異を組込み、高度に保存されたNグリコシル化部位を除去する。アラニンに加え、他のアミノ酸が、上記の特定の位置で、野生型アミノ酸と置換されてもよい。変異を個々にFcへと導入させ、天然型Fcとは異なる100を超えるFc領域を生じさせても良い。さらに、2、3またはそれ以上のこれらの個々の変異の組み合わせを共に導入し、数百以上のFc部分を生じさせても良い。さらに、本発明の構築物のFc部分のうちの1つを変異させ、他の構築物のFc部分を全く変異させなくてもよく、またはそれら両方ともを異なる変異で変異させても良い。
上述の変異により、Fc部分またはFcRn結合パートナーに、新たな機能性がもたらされるであろう。たとえば、1つの実施態様において、N297Aを組込み、高度に保存されたNグリコシル化部位を除去する。この変異の効果は、免疫原性の減少であり、それによってFc領域の循環半減期が延長され、FcRnに対するアフィニティを損ねることなく、Fc領域がFcγRI、FcγRIIA、FcγRIIBおよびFcγRIIIAに結合できないようにさせる(Routledge et al. 1995, Transplantation 60:847; Friend et al. 1999, Transplantation 68:1632; Shields et al. 1995, J. Biol. Chem. 276:6591)。上述の変異から生じる新たな機能性のさらなる例として、一部の例において、FcRnに対するアフィニティが野生型のそれを超えて増加することがある。この増加したアフィニティは、「オン」比率の増加、「オフ」比率の減少、または「オン」比率の増加と「オフ」比率の減少の両方を反映したものである可能性がある。FcRnに対するアフィニティの増加をもたらすと考えられている変異の例としては、限定されないが、T256A、T307A、E380A、および、N434Aが挙げられる(Shields et al. 2001, J. Biol. Chem. 276:6591)。
さらに、少なくとも3つのヒトFcγ受容体が、低ヒンジ領域(通常、アミノ酸234〜237)内で、IgGの結合部位を認識すると思われている。それゆえ、新たな機能性および免疫原性減少の可能性の他の例は、この領域の変異から生じる可能性があり、たとえばヒトIgG1のアミノ酸233〜236「ELLG」を、IgG2由来の対応配列「PVA」へと置換する(1アミノ酸欠失)ことが例として挙げられる。そのような変異が導入されると、様々なエフェクター機能を調節するFcγRI、FcγRIIおよびFcγRIIIが、IgG1に結合しなくなることが示されている。Ward and Ghetie 1995, Therapeutic Immunology 2:77 and Armour et al. 1999, Eur. J. Immunol. 29:2613。
1つの実施態様において、イムノグロブリン定常領域またはその一部(たとえば、Fc部分)は、配列PKNSSMISNTP(配列番号27)、および、任意選択的に、HQSLGTQ(配列番号28)、HQNLSDGK(配列番号29)、HQNISDGK(配列番号30)、または、VISSHLGQ(配列番号31)(米国特許第5,739,277号)から選択される配列をさらに含むポリペプチドである。
他の実施態様において、イムノグロブリン定常領域またはその一部は、他のイムノグロブリン定常領域またはその一部と1以上のジスルフィド結合を形成するヒンジ領域またはその一部中のアミノ酸配列を含有する。イムノグロブリン定常領域またはその一部によるジスルフィド結合は、凝固因子の活性化で、増強部分が凝固因子の活性を増強するために利用可能となるように、活性化可能な凝固因子を含有する第一のポリペプチドと増強部分を含有する第二のポリペプチドの共に置かれる。ヒンジ領域またはその一部は、CH1、CH2、CH3、その断片またはそれらの任意の組み合わせの1以上のドメインにさらに連結されていてもよい。
ある実施態様において、イムノグロブリン定常領域またはその一部は、半グリコシル化されている。たとえば、2つのFc部分またはFcRn結合パートナーを含有するキメラタンパク質は、第一のグリコシル化されたFc部分(たとえば、グリコシル化CH2領域)またはFcRn結合パートナー、ならびに、第二の非グリコシル化Fc部分(たとえば非グリコシル化CH2領域)またはFcRn結合パートナーを含有しても良い。1つの実施態様において、リンカーは、グリコシル化Fc部分と非グリコシル化Fc部分の間に挿入されても良い。他の実施態様において、Fc部分またはFcRn結合パートナーは完全にグリコシル化されている(すなわち、Fc部分のすべてがグリコシル化されている)。他の実施態様において、Fc部分は非グリコシル化されていても良い(すなわち、Fc部分はいずれもグリコシル化されていない)。
ある実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、イムノグロブリン定常領域またはその一部(たとえば、Fc変異体)へのアミノ酸置換を含有し、それにより、Ig定常領域の抗原非依存性エフェクター機能、特に当該タンパク質の循環系半減期が変化する。
そのようなタンパク質は、これらの置換の無いタンパク質と比較して、FcRnへの結合の増加または減少を示し、ゆえに、それぞれ、血清中の半減期が増加または減少する。FcRnに対するアフィニティが改善されたFc変異体は、より長い血清半減期を有することが予期され、そのような分子は、投与されるポリペプチドに長い半減期が期待される哺乳類の治療法(たとえば、慢性疾患または障害の治療)において有用なアプリケーションとなる(たとえば、米国特許第7,348,004号、第7,404,956号、および第7,862,820号を参照のこと)。対照的に、FcRn結合アフィニティが減少したFc変異体は、短い半減期を有することが予期され、そのような分子は、たとえば、短い循環時間が有利であるような哺乳類への投与(たとえば、in vivo診断イメージング)、または長い期間、循環系に存在すると毒性副作用がある開始ポリペプチドの場合に、有用となる。FcRn結合アフィニティが減少したFc変異体はまた、胎盤を通過する可能性が少なく、ゆえに、妊娠中の女性における疾患または障害の治療に有用である。さらに、FcRn結合アフィニティが減少することが望ましい他のアプリケーションとしては、脳、腎臓および/または肝臓への局在が望まれる場合のアプリケーションが挙げられる。1つの例示的な実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、血管系から腎糸球体へとわたる輸送の減少を示す。他の実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、脳からの血液脳関門(BBB)から血管裂孔へとわたる輸送の減少を示す。1つの実施態様において、改変されたFcRn結合を有するタンパク質は、少なくとも1つのFc部分、または、1以上のアミノ酸置換をIg定常領域の「FcRn結合ループ」内に有するFcRn結合パートナー(たとえば、1もしくは2のFc領域または、FcRn結合パートナー)を含有する。FcRn結合ループは、野生型の全長Fc領域のアミノ酸残基280〜299から構成される(EUナンバリングに従う)。他の実施態様において、改変されたFcRn結合アフィニティを有する本発明のキメラタンパク質中のIg定常領域またはその一部は、15Å FcRnの「接触域」内に1以上のアミノ酸置換を有する少なくとも1つのFc領域またはFcRn結合パートナーを含有する。本明細書において、15Å FcRnの「接触域」という用語には、野生型の全長Fc部分の以下の位置の残基を含む:243−261、275−280、282−293、302−319、336−348、367、369、372−389、391、393、408、424、425−440(EUナンバリング)。他の実施態様において、改変されたFcRn結合アフィニティを有する本発明のIg定常領域またはその一部は、以下のEU位置の内の任意の1つに対応するアミノ酸の位置で、1以上のアミノ酸置換を有する少なくとも1つのFc部分またはFcRn結合パートナーを含有する:256、277−281、283−288、303−309、313、338、342、376、381、384、385、387、434(たとえば、N434AまたはN434K)、および438。FcRn結合活性を変えた例示的なアミノ酸置換は、国際特許出願公開WO05/047327(参照により本明細書に援用される)に開示されている。
本発明に用いられるFc部分またはFcRn結合パートナーはまた、キメラタンパク質のグリコシル化を変える当分野公知のアミノ酸置換を含有してもよい。たとえば、活性化可能な凝固因子または増強部分に連結されたキメラタンパク質のFc部分またはFcRn結合パートナーは、グリコシル化(たとえば、N結合型グリコシル化またはO結合型グリコシル化)の減少をもたらす変異を有するFc部分を有しても良く、または、野生型Fc部分の改変糖型を含有しても良い(たとえば、低フコースまたはフコース無しのグリカン)。
1つの実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、本明細書に記述されるIg定常領域またはその一部から独立して選択される構成Ig定常領域またはその一部の2以上を有する遺伝的に融合されたFc領域(すなわち、scFc領域)を含有してもよい。1つの実施態様において、二量体Fc領域のFcドメインは同一である。他の実施態様において、Fcドメインのうちの少なくとも2つは異なっている。たとえば、本発明のタンパク質のFc部分またはFcRn結合パートナーは同じ数のアミノ酸残基を含有し、または、それらは1以上のアミノ酸残基(たとえば、約5アミノ酸残基まで(たとえば、1、2、3、4または5アミノ酸残基)))、約10残基、約15残基、約20残基、薬30残基、約40残基、または約50残基)で長さが異なっていても良い。さらに他の実施態様において、本発明のタンパク質のFc部分またはFcRn結合パートナーは、1以上のアミノ酸の位置で、配列が異なっていても良い。たとえば、Fc部分またはFcRn結合パートナーのうちの少なくとも2つは、約5アミノ酸の位置で異なっていても良い(たとえば、1、2、3、4または5アミノ酸の位置、約10の位置、約15の位置、約20の位置、約30の位置、約40の位置、または約50の位置)。
2.scFc領域
1つの実施態様において、本発明は、活性化可能な凝固因子、増強部分、および、単一ポリペプチド鎖内に少なくとも1つの遺伝的に融合されたFc領域またはその一部(すなわち、単鎖Fc(scFc)領域を含有するポリペプチド)を含有するプロセッシングされていないキメラポリペプチドを提示する。プロセッシングされていないポリペプチドは、フォールディンを受けて1つの機能性scFc領域(Fcペプチドリンカーにより連結されている)を形成することができる、同一線形ポリペプチド内に、少なくとも2つのイムノグロブリン定常領域またはその一部(たとえば、Fc部分またはドメイン(たとえば、2、3、4、5、6またはそれ以上のFc部分またはドメイン))を含有する。たとえば、1つの実施態様において、本発明のポリペプチドは、半減期を改善するために、または、免疫エフェクター機能(たとえば、抗体依存性細胞傷害活性(ADCC)、ファゴサイトーシス、または補体依存性細胞傷害活性(CDCC)等)を開始させるために、および/または、製造可能性を改善するために、そのscFc領域を介して、少なくとも1つのFc受容体(たとえば、FcRn、FcγR受容体(たとえば、FcγRIII)または補体タンパク質(たとえば、C1q))に結合することができる。
様々な別のデザインのポリペプチドが本発明の範囲内にある。たとえば、1つの実施態様において、ポリペプチドは以下の部分を含有する:
A−F1−P1−L−P2−B−F2 (__)
アミノ末端からカルボキシ末端への直線配列であり、ここで、もし存在する場合、Aは、活性化可能な凝固因子またはその一部であり、F1は第一のイムノグロブリン定常領域またはその一部であり、P1は第一の細胞内プロセッシング部位であり、LはscFcリンカーであり、P2は第二の細胞内プロセッシング部位であり、Bは増強部分であり、F2は第二のイムノグロブリン定常領域またはその一部であり、および、「−」はペプチド結合を表す。化学式(__)は、少なくともP1またはP2、および任意選択的に両方を含有している。P1およびP2は、もし両方とも存在する場合、同一または異なっていても良い。化学式(__)は、少なくともF1、F2または両方を含有する。F1およびF2は、もし両方とも存在する場合、同一または異なっていても良い。
3.CTP
ある態様において、本発明のキメラタンパク質は、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのC末端ペプチド(CTP)のβサブユニットまたはその断片、変異体もしくは誘導体を含有する異種部部を少なくとも1つ含有する。組換えタンパク質に挿入された1以上のCTPペプチドは、そのタンパク質のin vivo半減期を増加させることが知られている。例えば、米国特許第5,712,122号(参照により本明細書にその全体が援用される)を参照のこと。
例示的なCTPペプチドとしては、DPRFQDSSSSKAPPPSLPSPSRLPGPSDTPIL(配列番号32)またはSSSSKAPPPSLPSPSRLPGPSDTPILPQ(配列番号33)が挙げられる。たとえば、米国特許出願公開US2009/0087411 A1(参照により援用される)を参照のこと。
XTEN配列
一部の実施態様において、キメラタンパク質の異種部分は、1以上のXTEN配列、その断片、変異体もしくは誘導体を含有する。本明細書において「XTEN」配列とは、生理学的条件下では二次構造または三次構造が低度または無い配列である、小さな親水性アミノ酸から主に構成される、天然型ではない、実質的に非反復配列である、長さが伸長されたポリペプチドを指す。異種部分としては、XTENは半減期延長部分として機能することができる。さらに、XTENは、限定されないが、薬物動態パラメータおよび溶解特性の増強を含む、所望の特性をもたらしうる。
XTEN配列を含む異種部分を本発明のキメラタンパク質に組み込むことにより、当該キメラタンパク質に、以下の有益な特性の1つ以上をもたらすことができる:構造的柔軟性、水溶性の増強、高度なプロテアーゼ耐性、低い免疫原性、哺乳類受容体に対する低い結合、または流体力学的(またはストークス(Stokes))半径の増加。
ある態様において、XTEN配列は、本発明のキメラタンパク質が、同一であるがXTEN異種部分を伴わないキメラタンパク質と比較して、出血を長い間にわたる効果的な制御を示すように、たとえばin vivo半減期の延長または総露出(曲線下面積(AUC))の増加等の薬物動態特性を改善することができる。
本発明のキメラタンパク質の異種部分として用いることができるXTEN配列の例は、たとえば、米国特許第7,855,279号および第7,846,445号、米国特許出願公開2009/0092582 A1、2010/0239554 A1、2010/0323956 A1、2011/0046060 A1、2011/0046061 A1、2011/0077199 A1、2013/0017997 A1、もしくは、2012/0263701 A1、もしくは、2011/0172146 A1、または、国際特許出願公開WO 2010091122 A1、WO 2010144502 A2、WO 2010144508 A1、WO 2011028228 A1、WO 2011028229 A1、または、WO 2011028344 A2、または、国際特許出願PCT/US2011/48517(2011年8月19日出願)(各々は参照により本明細書にその全体が援用される)に開示されている。
5.アルブミンまたはその断片、誘導体もしくは変異体
ある実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、アルブミンまたはその機能性断片を含有する異種部分を含有する。ヒト血清アルブミン(HSAまたはHA)は、その全長形態で609アミノ酸のタンパク質であり、血清の浸透圧の、主な原因物質であり、内因性リガンドおよび外因性リガンドの担体としても機能する。本明細書において「アルブミン」という用語には、全長アルブミンまたはその機能性断片、変異体、誘導体もしくはアナログが含まれる。アルブミンまたはその断片もしくは変異体の例は、米国特許出願公開2008/0194481A1、2008/0004206 A1、2008/0161243 A1、2008/0261877 A1、もしくは、2008/0153751 A1、または、PCT国際特許出願2008/033413 A2、2009/058322 A1、または、2007/021494 A2(それらは、参照によりその全体で本明細書に援用される)に開示されている。
1つの実施態様において、本発明のキメラタンパク質は、アルブミン、またはその断片もしくは変異体を含有し、それらは、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc領域)、PAS配列、HES、PEG、またはそれらの任意の組み合わせから選択される異種部分にさらに連結されている。
6.アルブミン結合部分
ある実施態様において、異種部分は、アルブミン結合ペプチド、細菌アルブミン結合ドメイン、アルブミン結合抗体断片、またはそれらの任意の組み合わせを含有する、アルブミン結合部分である。
たとえば、アルブミン結合タンパク質は、細菌アルブミン結合タンパク質、ドメイン抗体を含有する抗体または抗体断片(たとえば、米国特許第6,696,245号を参照のこと)であっても良い。アルブミン結合タンパク質は、たとえば、連鎖球菌プロテインGのうちの1つなどの細菌アルブミン結合タンパク質であっても良い(Konig, T. and Skerra, A. (1998) J. Immunol. Methods 218, 73-83)。結合パートナーとして用いることができる他のアルブミン結合ペプチドの例は、たとえば、Cys−Xaa−Xaa−Xaa−Xaa−Cysコンセンサス配列を有するものであり、ここで、Xaaは、Asp、Asn、Ser、ThrまたはTrpであり;Xaaは、Asn、Gln、His、Ile、Leu、またはLysであり;Xaaは、Ala、Asp、Phe、Trp、またはTyrであり;および、Xaaは、Asp、Gly、Leu、Phe、Ser、またはThr(配列番号34)である(米国特許出願2003/0069395、またはDennisら(Dennis et al. (2002) J. Biol. Chem. 277, 35035-35043)に記載)。
Kraulis et al., FEBS Lett. 378:190-194 (1996)および、Linhult et al., Protein Sci. 11:206-213 (2002)に開示される連鎖球菌タンパク質G由来のドメイン3は、細菌アルブミン結合ドメインの例である。アルブミン結合ドメインの例としては、コア配列DICLPRWGCLW(配列番号35)(Dennis et al., J. Biol. Chem. 2002, 277: 35035-35043 (2002)を参照のこと)を有する一連のペプチドが挙げられる。アルブミン結合抗体断片の例は、Muller and Kontermann, Curr. Opin. Mol. Ther. 9:319-326 (2007); Rooverset al., Cancer Immunol. Immunother. 56:303-317 (2007)および、 Holt et al., Prot. Eng. Design Sci., 21:283-288 (2008)(それらは参照により本明細書にその全体で援用される)に開示されている。そのようなアルブミン結合部分の例は、2−(3−マレイミドプロパンアミド)−6−(4−(4−ヨードフェニル)ブタンアミド)ヘキサノエート(「Albu」タグ)(Trusselet al., Bioconjugate Chem. 20:2286-2292 (2009)に開示されている)である。
脂肪酸、特に、長鎖脂肪酸(LCFA)および長鎖脂肪酸様アルブミン結合化合物を用いて本発明のキメラタンパク質のin vivo半減期を延長することができる。LCFA様アルブミン結合化合物の例は、16−(l−(3−(9−(((2,5−ジオキソピロリジン−1−イルオキシ)カルボニルオキシ)−メチル)−7−スルホ−9H−フルオレン−2−イルアミノ)−3−オキソプロピル)−2,5−ジオキソピロリジン−3−イルチオ)ヘキサデカン酸(たとえば、WO2010/140148を参照のこと)である。
7.PAS配列
他の実施態様において、少なくとも1つの異種部分はPAS配列である。本明細書において、PAS配列は、主にアラニンおよびセリン残基を含有するアミノ酸配列、または、主にアラニン、セリン、およびプロリン残基を含有するアミノ酸配列であり、当該アミノ酸配列が生理学的条件下でランダムコイル構造を形成するものを意味する。従って、PAS配列は、キメラタンパク質の異種部分の一部として用いることができる、基礎的成分であり、アミノ酸ポリマーであり、または、アラニン、セリンおよびプロリンを含有する、実質的にからなる、または、からなる配列カセットである。しかし、当業者であれば、アラニン、セリンおよびプロリン以外の残基が少数の構成要素としてPAS配列に加えられた場合でも、アミノ酸ポリマーはランダムコイル構造を形成しうることを知っている。本明細書に用いられる「少数の構成要素」という用語は、アラニン、セリンおよびプロリン以外のアミノ酸がある程度(たとえば、約12%まで。すなわち、PAS配列の100アミノ酸のうちの約12。約10%まで。すなわち、PAS配列の100アミノ酸のうちの約10。約9%まで。すなわち、100アミノ酸のうちの約9。約8%まで。すなわち、100アミノ酸のうちの約8。約6%まで。すなわち、100アミノ酸のうちの約6。約5%まで。すなわち、100アミノ酸のうちの約5。約4%まで。すなわち、100アミノ酸のうちの約4。約3%まで。すなわち、100アミノ酸のうちの約3。約2%まで。すなわち、100アミノ酸のうちの約2。約1%まで。すなわち、100アミノ酸のうちの約1)PAS配列に加えられることを意味する。アラニン、セリンおよびプロリンとは異なるアミノ酸は、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、TyrまたはValから選択されても良い。
生理学的条件下で、PAS連続配列は、ランダムコイル構造を形成し、それにより、キメラタンパク質に対するin vivoおよび/またはin vitro安定性の増加を調節することができる。ランダムコイルドメインは、それ自身による安定な構造または機能をとらないため、キメラタンパク質の活性化可能な凝固因子により調節される生物学的活性は、原則的に、持続される。他の実施態様において、ランダムコイルドメインを形成するPAS配列は、特に、血漿中のタンパク質分解、免疫原性、等電点/静電的振る舞い、細胞表面受容体への結合または内面化に関して生物学的に不活性であるが、生物分解が可能であり、それにより、たとえばPEG等の合成ポリマーを超える明確な利点がもたらされる。
ランダムコイル構造を形成するPAS配列の非限定的な例には、ASPAAPAPASPAAPAPSAPA(配列番号36)、AAPASPAPAAPSAPAPAAPS(配列番号37)、APSSPSPSAPSSPSPASPSS(配列番号38)、APSSPSPSAPSSPSPASPS(配列番号39)、SSPSAPSPSSPASPSPSSPA(配列番号40)、AASPAAPSAPPAAASPAAPSAPPA(配列番号41)、ASAAAPAAASAAASAPSAAA(配列番号42)またはそれらの任意の組み合わせから選択されるアミノ酸配列が含有される。PAS配列のさらなる例は、たとえば、米国特許出願公開2010/0292130 A1および国際特許出願公開WO 2008/155134 A1から知ることができる。
8.HAP配列
ある実施態様において、少なくとも1つの異種部分は、グリシン富化ホモアミノ酸ポリマー(HAP)である。HAP配列は、グリシンの反復配列を含有することができ、少なくとも50アミノ酸、少なくとも100アミノ酸、120アミノ酸、140アミノ酸、160アミノ酸、180アミノ酸、200アミノ酸、250アミノ酸、300アミノ酸、350アミノ酸、400アミノ酸、450アミノ酸、または500アミノ酸の長さを有する。1つの実施態様において、HAP配列は、当該HAP配列に融合された、または連結された部分の半減期を延長することができる。HAP配列の非限定的な例としては、限定されないが、(Gly)、(GlySer)、または、S(GlySer)が挙げられ、ここで、nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20である。1つの実施態様において、nは、20、21、22、23、24、25、26、26、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、または、40である。他の実施態様において、nは、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190または200である。
9.トランスフェリンまたはその断片
ある実施態様において、少なくとも1つの異種部分は、トランスフェリンまたはその断片である。いずれのトランスフェリンを用いて、本発明のキメラタンパク質を作製してもよい。例として、野生型ヒトTF(TF)は、およそ75kDa(グリコシル化は含まれず)、679アミノ酸のタンパク質であり、2つの主なドメイン、N(約330アミノ酸)およびC(約340アミノ酸)を有し、遺伝子の複製から生じると考えられている。GenBankアクセッション番号NM001063、XM002793、M12530、XM039845、XM039847およびS95936(www.ncbi.nlm.nih.gov/)(それらはすべて参照により本明細書にその全体で援用される)を参照のこと。トランスフェリンは2つのドメイン、NドメインおよびCドメインを含有する。Nドメインは2つのサブドメイン、N1ドメインおよびN2ドメインを含有し、Cドメインは2つのサブドメイン、C1ドメインおよびC2ドメインを含有する。
1つの実施態様において、トランスフェリン異種部分は、トランスフェリンのスプライスバリアントを含有する。1つの例において、トランスフェリンスプライスバリアントは、ヒトトランスフェリンのスプライスバリアント(たとえば、GenBankアクセッション番号AAA61140)であってもよい。他の実施態様において、キメラタンパク質のトランスフェリン部分は、トランスフェリン配列の1以上のドメイン(たとえば、Nドメイン、Cドメイン、N1ドメイン、N2ドメイン、C1ドメイン、C2ドメインまたはそれらの任意の組み合わせ)を含有しても良い。
10.ポリマー(たとえば、ポリエチレングリコール(PEG))
他の実施態様において、少なくとも1つの異種部分は当分野公知の可溶性ポリマー(限定されないが、ポリエチレングリコール、エチレングリコール/プロピレングリコールコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストランまたはポリビニルアルコールを含む)である。一部の実施態様において、PEG異種部分を含有するキメラタンパク質はさらに、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc領域)、PAS配列、HES、アルブミンまたはその断片もしくは変異体、または、それらの任意の組み合わせから選択される異種部分を含有する。さらに他の実施態様において、キメラタンパク質は、活性化可能な凝固因子またはその断片、およびPEG異種部分を含有し、ここで、キメラタンパク質はさらに、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc部分)、PAS配列、HES、アルブミンまたはその断片もしくは変異体、または、それらの任意の組み合わせから選択される異種部分を含有する。さらに他の実施態様において、キメラタンパク質は、凝固因子またはその断片、第二の凝固因子またはその断片、および、PEG異種部分を含有し、ここで、キメラタンパク質はさらに、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc部分)、PAS配列、HES、アルブミンまたはその断片もしくは変異体、または、それらの任意の組み合わせから選択される異種部分を含有する。他の実施態様において、キメラタンパク質は凝固因子またはその断片、合成凝固促進ポリペプチド、およびPEG異種部分を含有し、ここで、キメラタンパク質はさらに、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc領域)、PAS配列、HES、アルブミンまたはその断片もしくは変異体、または、それらの任意の組み合わせから選択される異種部分を含有する。他の実施態様において、キメラタンパク質は、2つの合成凝固促進ペプチドおよびPEG異種部分を含有し、ここで、キメラタンパク質はさらに、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc領域)、PAS配列、HES、アルブミンまたはその断片もしくは変異体、または、それらの任意の組み合わせから選択される異種部分を含有する。さらに他の実施態様において、キメラタンパク質は凝固因子またはその断片、凝固因子の補因子(たとえば、凝固因子が第X因子である場合、第Va因子;または、凝固因子が第VII因子である場合、組織因子)、およびPEG異種部分を含有し、ここで、キメラタンパク質はさらに、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部(たとえば、Fc領域)、PAS配列、HES、アルブミンまたはその断片もしくは変異体、または、それらの任意の組み合わせから選択される異種部分を含有する。
本発明により、たとえばポリペプチドの可溶性、安定性および循環時間の増加、または免疫原性の低下等の追加の利点をもたらしうる異種部分を含有する本発明のキメラタンパク質もまた提示される(米国特許第4,179,337号を参照のこと)。改変のためのそのような異種部分は、限定されないが、ポリエチレングリコール、エチレングリコール/プロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、またはそれらの任意の組み合わせからを含む、水溶性ポリマーから選択されても良い。
ポリマーは、任意の分子量のものであってもよく、および、分枝していても、分枝していなくてもよい。ポリエチレングリコールに関しては、1つの実施態様において、操作および製造の簡便さのために、分子量は約1kDa〜100kDaの間である。所望のプロファイル(たとえば、所望の放出持続期間、効果。もしあれば、任意の生物学的活性に対しては、操作のし易さ、抗原性の程度または欠損、およびタンパク質またはアナログに対する他の公知のポリエチレングリコールの効果)に基づいて、他のサイズを用いても良い。たとえば、ポリエチレングリコールは、約200、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500、10,000、10,500、11,000、11,500、12,000、12,500、13,000、13,500、14,000、14,500、15,000、15,500、16,000、16,500、17,000、17,500、18,000、18,500、19,000、19,500、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000または、100,000kDaの平均分子量を有していても良い。
一部の実施態様において、ポリエチレングリコールは分枝構造を有していても良い。分枝したポリエチレングリコールは、たとえば、米国特許第5,643,575号、Morpurgo et al., Appl. Biochem. Biotechnol. 56:59-72 (1996); Vorobjev et al., Nucleosides Nucleotides 18:2745-2750 (1999);および Caliceti et al., Bioconjug. Chem. 10:638-646 (1999)(それらは、参照により本明細書にその全体で援用される)に開示されている。
本発明の各キメラタンパク質に付着されるポリエチレングリコール部分の数(すなわち、置換の程度)もまた、変化しうる。たとえば、PEG化キメラタンパク質は、平均して、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、17、20またはそれ以上のポリエチレングリコール分子に結合されていても良い。同様に、たとえば、平均して、タンパク質分子当たり、1−3、2−4、3−5、4−6、5−7、6−8、7−9、8−10、9−11、10−12、11−13、12−14、13−15、14−16、15−17、16−18、17−19または、18−20のポリエチレングリコールの部分の範囲内の置換度であっても良い。置換の程度の決定法は、たとえば、Delgado et al., Crit. Rev. Thera. Drug Carrier Sys. 9:249-304 (1992)に検討されている。
一部の実施態様において、キメラタンパク質は、PEG化されていても良い。PEGキメラタンパク質は、少なくとも1つのポリエチレングリコール(PEG)分子を含有する。他の実施態様において、ポリマーは水溶性であっても良い。ポリマーの非限定的な例は、ポリ(アルキレンオキシド)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリオキサゾリン、またはポリ(アクリロイルモルホリン)であっても良い。凝固因子に対するポリマー結合のさらなるタイプは、米国特許第7,199,223号に開示されている。また、Singh et al. Curr. Med. Chem. 15:1802-1826 (2008)を参照のこと。
11.ヒドロキシエチルデンプン(HES)
ある実施態様において、少なくとも1つの異種部分は、ポリマー(たとえば、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、またはその誘導体)である。ヒドロキシエチルデンプン(HES)は、天然型アミロペクチンの誘導体であり、体内でαアミラーゼにより分解される。HESは、炭水化物ポリマーであるアミロペクチンの置換誘導体であり、95重量%までの濃度でトウモロコシデンプン中に存在する。HESは、有益な生物学的特性を示し、血液量置換剤として用いられ、および、臨床において血液希釈療法に用いられている(Sommermeyer et al., Krankenhauspharmazie, 8(8), 271-278 (1987); および Weidler et al., Arzneim.-Forschung/Drug Res., 41, 494-498 (1991))。
アミロペクチンはグルコース部分を含有し、その主鎖中に、α−1,4−グリコシド結合が存在し、分枝部位で、α−1,6−グリコシド結合が存在する。この分子の物理化学的特性は主に、グリコシド結合のタイプにより決定される。ニック化されたα−1,4−グリコシド結合のために、1ターン当たり約6つのグルコース−マンノースを有するヘリカル構造が産生される。ポリマーの物理化学ならびに生化学特性は、置換を介して改変することができる。ヒドロキシエチル基の導入は、アルカリ性ヒドロキシエチル化を介して達成することができる。反応条件を適合させることにより、ヒドロキシエチル化に関して、非置換グルコース単量体における反応性ヒドロキシ基の異なる反応性を引き出すことが可能となる。この事実により、当業者は、限られた範囲で、置換パターンに影響を与えることができる。
HESは、分子量分布および置換の程度により主に特徴付けられる。置換の程度はDSと表記され、モル置換に関連することが当業者に知られている。(上記に引用される、Sommermeyer et al., Krankenhauspharmazie, 8(8), 271-278 (1987)を参照のこと。特に273ページ)。
1つの実施態様において、ヒドロキシエチレンデンプンは、1〜300kD、2〜200kD、3〜100kD、または4〜70kDの平均分子量(重量平均)を有している。ヒドロキシエチレンデンプンはさらに、0.1〜3、好ましくは0.1〜2、より好ましくは0.1〜0.9、好ましくは0.1〜0.8のモル置換度、およびヒドロキシエチル基に関して、2〜20の範囲にあるC2:C6置換の間の比率を示しても良い。約130kDの平均分子量を有するHESの非限定的な例は、0.2〜0.8(たとえば、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7または0.8)、好ましくは、0.4〜0.7(たとえば、0.4、0.5、0.6または0.7)の置換度を有するHESである。特定の実施態様において、約130kDの平均分子量を有するHESは、Freseniusから入手されるVOLUVEN(登録商標)である。VOLUVEN(登録商標)は、人工コロイドであり、たとえば、血液量減少症の治療および予防の治療適応に用いられる、体積代用品に用いられる。VOLUVEN(登録商標)の特徴は、130,000±20,000Dの平均分子量、0.4のモル置換、および約9:1のC2:C6比率である。他の実施態様において、ヒドロキシエチレンデンプンの平均分子量の範囲は、たとえば、4〜70kDまたは、10〜70kDまたは、12〜70kDまたは、18〜70kDまたは、50〜70kDまたは、4〜50kDまたは、10〜50kDまたは、12〜50kDまたは、18〜50kDまたは、4〜18kDまたは、10〜18kDまたは、12〜18kDまたは、4〜12kDまたは、10〜12kDまたは、4〜10kDである。さらに他の実施態様において、ヒドロキシエチレンデンプンの平均分子量は、4kD超、70kD未満の範囲(たとえば、約10kD)、または、9〜10kDもしくは10〜11kDもしくは9〜11kDの範囲、または、約12kD、または、11〜12kDもしくは、12〜13kDもしくは、11〜13kDの範囲、または、約18kD、または17〜18kDもしくは18〜19kDもしくは17〜19kDの範囲、または、約30kD、または、29〜30、もしくは30〜31kDの範囲、または、約50kD、または49〜50kDもしくは50〜51kDもしくは49〜51kDの範囲にある。
ある実施態様において、異種部分は、異なる平均分子量および/または異なる置換度および/または異なるC2:C6置換比率を有するヒドロキシエチレンデンプンの混合物であっても良い。それゆえ、ヒドロキシエチレンデンプンの混合物は、異なる平均分子量および異なる置換度および異なるC2:C6置換比率を有して用いられても良く、または、異なる平均分子量および異なる置換度および同一もしくはおよそ同一のC2:C6置換比率を有して用いられても良く、または、異なる平均分子量および同一もしくはおよそ同一の置換度および異なるC2:C6置換比率を有して用いられても良く、または、同一もしくはおよそ同一の平均分子量および異なる置換度および異なるC2:C6置換比率を有して用いられても良く、または、異なる分子量および同一もしくはおよそ同一の置換度および同一もしくはおよそ同一のC2:C6置換比率を有して用いられても良く、または、同一もしくはおよそ同一の平均分子量および異なる置換度および同一もしくはおよそ同一のC2:C6置換比率を有して用いられても良く、または、同一もしくはおよそ同一の平均分子量および同一もしくはおよそ同一の置換度および異なるC2:C6置換比率を有して用いられても良く、または、およそ同一の平均分子量およびおよそ同一の置換度およびおよそ同一のC2:C6置換比率を有して用いられても良い。
12.ポリシアル酸(PSA)
ある実施態様において、少なくとも1つの異種部分がポリマー(たとえば、ポリシアル酸(PSA)またはその誘導体)である。ポリシアル酸(PSA)は、ある細菌株および哺乳類のある細胞により産生されるシアル酸の天然型の非分枝ポリマーである(Roth J., et al. (1993) in Polysialic Acid: From Microbes to Man, eds Roth J., Rutishauser U., Troy F. A. (Birkhauser Verlag, Basel, Switzerland), pp 335−348)。わずかな酸加水分解により、または、ノイラミニダーゼによる消化により、またはポリマーの天然細菌型由来の形態の分画により、n=約80またはそれ以上のシアル酸残基から下限はn=2までの様々な程度の重合において、それらを製造することができる。また、ホモポリマーの形態(すなわち、大腸菌株K1およびB群髄膜炎菌の莢膜多糖を含有するα−2,8結合ポリシアル酸、それらは神経細胞付着分子(N−CAM)の胎児型においても見いだされる)が存在するように、異なるポリシアル酸の組成に変化する。ヘテロポリマー形態もまた存在する(たとえば、大腸菌株K92およびN. meningitidisのC群多糖のα−2,8 α−2,9ポリシアル酸の交互配置)。シアル酸は、たとえばW135群またはY群のN.meningitidis等の、他のシアル酸のモノマーとの交互配置コポリマー中に存在しても良い。ポリシアル酸は、病原性細菌による免疫システムおよび補体システムの回避、ならびに、胎児発生の間の未成熟神経のグリア接着の制御(ここで、ポリマーは抗接着機能を有する)(Cho and Troy, P.N.A.S., USA, 91 (1994) 11427-11431)を含む、重要な生物学的機能を有するが、哺乳類におけるポリシアル酸の受容体は判明していない。大腸菌株K1のα−2,8結合ポリシアル酸もまた、「コロミン酸」として知られており、本発明の例示のために(様々な長さで)用いられる。ポリペプチドへのポリシアル酸の付着または結合の様々な方法が開示されている(たとえば、米国特許第5,846,951号、WO−A−0187922および、US 2007/0191597 A1(それらは参照により本明細書に援用される)を参照のこと)。
13.クリアランス受容体
ある態様において、キメラタンパク質がクリアランス受容体、その断片、変異体または誘導体を含有する異種分子を少なくとも1つ含有する場合に、本発明のキメラタンパク質における活性化可能な凝固因子のin vivo半減期が延長される。治療ペプチドが第X因子である特定の態様において、クリアランス受容体の可溶性形態(たとえば、低密度リポタンパク質関連タンパク質受容体LRP1またはその断片)は、受容体のクリアランスするための第X因子の結合をブロックし、それにより、そのin vivo半減期を延長させる。
LRP1は、様々なタンパク質(たとえば、第X因子)の受容体介在クリアランスに関与する600kDaの内在性膜タンパク質である(たとえば、Narita et al., Blood 91:555-560 (1998)を参照のこと)
D.リンカー部分(L、L1またはL2)
本発明に有用なリンカー部分は、ペプチドリンカーまたは非ペプチドリンカーのいずれかであっても良い。1つの実施態様において、ペプチドリンカーは合成されていても良い。
本明細書において、「ペプチドリンカー」という用語は、ポリペプチド鎖の線形アミノ酸配列中の2つのドメインを連結するペプチドまたはポリペプチド配列(たとえば、合成ペプチドまたはポリペプチド配列)を指す。本発明のポリペプチドは、構築物を構成するイムノグロブリン定常領域またはその一部(たとえば、Fc部分)の2つを直接的に、または間接的に連結するペプチドリンカーをコードする核酸分子によりコードされる。これらのリンカーは本明細書において、「scFcリンカー」と呼称される。scFcリンカーが線形ポリペプチド配列の2つのFc部分を連続的に連結する場合、それは「直接的」な連結となる。対照的に、scFcリンカーは、第一のFc部分を結合部分へと連結させ、その結合部分が今度は第二のFc部分に連結され、それにより間接的な連結を形成してもよい。これらのscFcリンカー(X)により、単鎖の遺伝子構築物の形成がもたらされる。しかしながら、1つの実施態様においては、scFcポリペプチドはまた、scFcリンカーの開裂がもたらされる細胞内プロセッシング部位を含有し(cscFcリンカー)、および、1つの実施態様においては、実質的に切除される(たとえば、細胞によりプロセッシングの間に)。ゆえにプロセッシングされる分子は、少なくとも2つのアミノ酸鎖を含有し、実質的に外来性のリンカーアミノ酸配列を欠く二量体分子である。一部の実施態様において、リンカーのすべて、または実質的にすべては切除され、一方で一部の実施態様においては、細胞内プロセッシング部位の一部は、残存する(たとえば、RRRR開裂部位の4つのアルギニン等)。
他の実施態様において、本明細書において「リンカー部分」と呼称される他のタイプのペプチドリンカーを用いて異なる部分を連結させてもよい(たとえば、活性化可能な凝固因子を増強部分に連結、活性化可能な凝固因子を異種部分に連結、および/または、増強部分を異種部分に連結)。このタイプのペプチドリンカーは、ポリペプチド分子に柔軟性を与えうる。リンカーは多くの場合開裂されないが、そのような開裂が望ましいものでありうる。リンカーの例示的な位置を、添付の図面に示す。リンカーは、活性化可能な凝固因子と増強部分の間、活性化可能な凝固因子とそれに連結された異種部分の間、または増強部分とそれに連結された異種部分の間(たとえば、これら部分のN末端またはC末端)に位置づけられても良い。1つの実施態様において、これらのリンカーは、プロセッシングの間に除去されない。
本発明のキメラタンパク質に存在しうる第三のタイプのリンカーは、開裂部位(すなわち、プロテアーゼ開裂部位基質、たとえば、第XIa因子、第Xa因子またはトロンビン開裂部位)を含有し、C末端のN末端、または開裂部位の両側のいずれか上に追加のリンカーを含有しうる、プロテアーゼ開裂可能なリンカーである。凝固因子チモーゲンに組み込まれた際、これらの開裂可能なリンカーは、異種開裂部位を有するキメラ分子をもたらす。そのような部位の例示的な位置を添付の図面に示し、および、たとえば、凝固因子チモーゲンの重鎖と軽鎖の間、凝固因子チモーゲンの重鎖と第一の異種部分の間、増強部分と第二の異種部分の間が挙げられる。
1つの実施態様において、本発明のプロセッシングされないポリペプチドは、cscFcリンカーを介して連結され、単一ポリペプチド鎖に含有されるFc領域を形成する2以上のFcドメインまたは部分を含有する。cscFcリンカーは少なくとも1つの細胞内プロセッシング部位(すなわち、細胞内酵素により開裂される部位)に隣接している。少なくとも1つの細胞内プロセッシング部位でのポリペプチドの開裂により、少なくとも2つのポリペプチド鎖を含有するポリペプチドがもたらされる。1つの実施態様において、cscFcリンカーは、F1またはF2(たとえば、活性化可能な凝固因子)を、任意選択的に細胞内プロセッシング部位を介して連結し、または、細胞内プロセッシング部位を介して増強部分を連結する。
上述のように、たとえばFc部分に、活性化可能な凝固因子または増強部分を連結するために、他のペプチドリンカーを本発明の構築物中に任意選択的に用いても良い。本発明に関連して用いることができるリンカーのいくつかの例示的な位置としては、たとえば、添付の図面に概説され、および以下に詳述されるGlySerアミノ酸を含有するポリペプチドが挙げられる。1つの実施態様において、リンカーは、活性化可能な凝固因子、異種部分(たとえば、Fc)、開裂部位および増強部分からそれぞれ独立して選択される1以上の部分に隣接していてもよい。
1つの実施態様において、ペプチドリンカーは、合成である(すなわち、天然型ではない)。1つの実施態様において、ペプチドリンカーは、天然では連結されていない、または天然では遺伝的に融合されていないアミノ酸の第二の線形配列に、第一の線形アミノ酸配列を結合する、または遺伝的に融合するアミノ酸配列を含有するペプチド(またはポリペプチド)(天然型であってもなくてもよい)を含有する。たとえば、1つの実施態様において、ペプチドリンカーは、天然型ポリペプチドの改変型である、非天然型ポリペプチド(たとえば、付加、置換または欠失等の変異を含有する)を含有してもよい。他の実施態様において、ペプチドリンカーは、非天然型アミノ酸を含有しても良い。他の実施態様において、ぺプチドリンカーは、天然では存在しない、線形配列中にある天然型アミノ酸を含有しても良い。さらに他の実施態様において、ぺプチドリンカーは、天然型ポリペプチド配列を含有しても良い。
たとえば、ある実施態様において、ペプチドリンカーを用いて、同一のFc部分を融合させ、それによって、ホモ二量体scFc領域を形成してもよい。他の実施態様において、ペプチドリンカーを用いて、異なるFc部分(たとえば、野生型Fc部分とFc部分変異体)を融合させ、それによってヘテロ二量体scFc領域を形成してもよい。
他の実施態様において、ペプチドリンカーは、gly−serリンカーを含有、または、gly−serリンカーからなる。1つの実施態様において、scFcリンカーまたはcscFcリンカーは、イムノグロブリンヒンジおよびgly−serリンカーの少なくとも一部を含有する。本明細書において、「gly−serリンカー」という用語は、グリシン残基およびセリン残基からなるペプチドを指す。例示的なgly/serリンカーは、化学式(GlySer)n(配列番号4)のアミノ酸配列を含有し、ここで、nは、正の整数(たとえば、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10)である。gly/serリンカーの例は、(GlySer)(配列番号4)、(GlySer)(配列番号4)または(GlySer)(配列番号4)である。他の例示的なgly−serリンカーは、GGGSSGGGSG(配列番号43)である。ある実施態様において、前記gly−serリンカーは、ペプチドリンカー(たとえば、本明細書に記述される任意のペプチドリンカー配列)の他の2つの配列の間に挿入されていてもよい。他の実施態様において、gly−serリンカーは、ペプチドリンカー(たとえば、本明細書に記述される任意のペプチドリンカー配列)の他の配列の内の1つの末端または両方の末端に付着されてもよい。さらに他の実施態様において、2以上のgly−serリンカーが、ペプチドリンカー中に連続して組み込まれている。1つの実施態様において、本発明のペプチドリンカーは、上部ヒンジ領域(たとえば、IgG1、IgG2、IgG3またはIgG4分子由来の)の少なくとも一部、中部ヒンジ領域(たとえば、IgG1、IgG2、IgG3またはIgG4分子由来の)の少なくとも一部、および、一連のgly/serアミノ酸残基(たとえば、(GlySer)(配列番号4)等のgly/serリンカー)を含有する。
本発明のペプチドリンカーは、少なくとも1アミノ酸の長さであり、長さを変化させるものであっても良い。1つの実施態様において、本発明のペプチドリンカーは、約1〜約50アミノ酸の長さである。この文脈において用いられる場合、「約」という用語は、±2アミノ酸残基を示す。リンカーの長さは正の整数でなければならないため、約1〜約50アミノ酸の長さは、1〜3から、48〜52アミノ酸の長さを意味する。他の実施態様において、本発明のペプチドリンカーは、約10〜約20アミノ酸の長さである。他の実施態様において、本発明のペプチドリンカーは、約15〜約50アミノ酸の長さである。他の実施態様において、本発明のペプチドリンカーは、約20〜約45アミノ酸の長さである。他の実施態様において、本発明のペプチドリンカーは、約15〜約35アミノ酸、または約20〜約30アミノ酸の長さである。他の実施態様において、本発明のペプチドリンカーは、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、40、50、60、70、80、90、100、500、1000、または、2000アミノ酸の長さである。1つの実施態様において、本発明のペプチドリンカーは、20または30アミノ酸の長さである。
一部の実施態様において、ペプチドリンカーは、少なくとも2アミノ、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、少なくとも90、または少なくとも100アミノ酸を含有してもよい。他の実施態様において、ペプチドリンカーは、少なくとも200、少なくとも300、少なくとも400、少なくとも500、少なくとも600、少なくとも700、少なくとも800、少なくとも900、または少なくとも1000アミノ酸を含有しても良い。一部の実施態様において、ペプチドリンカーは、少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900または、2000アミノ酸を含有してもよい。ペプチドリンカーは、1〜5アミノ酸、1〜10アミノ酸、1〜20アミノ酸、10〜50アミノ酸、50〜100アミノ酸、100〜200アミノ酸、200〜300アミノ酸、300〜400アミノ酸、400〜500アミノ酸、500〜600アミノ酸、600〜700アミノ酸、700〜800アミノ酸、800〜900アミノ酸、900〜1000アミノ酸を含有してもよい。
ペプチドリンカーは、当分野公知の技法を用いてポリペプチド配列内に導入されても良い。改変は、DNA配列解析により確認されてもよい。プラスミドDNAを用いて、作製されたポリペプチドの安定的な産生のために、宿主細胞へと形質転換されてもよい。
III.ポリペプチドの調製
様々な方法が、本発明のキメラタンパク質の遺伝子組み換え製造に利用可能である。1つの実施態様において、本発明は、本発明のキメラタンパク質をコードする核酸配列を含有する核酸構築物に関する。コード縮重のために、様々な核酸配列が、ポリペプチドのアミノ酸配列をコードすることを理解されたい。所望されるポリヌクレオチドは、de novo固相DNA合成により、または前に調整されたポリヌクレオチドのPCR突然変異誘導により、製造することができる。
オリゴヌクレオチド介在突然変異誘導は、アミノ酸置換をコードするコドンを導入する(たとえば、Fc変異体部分へと導入する)ための、置換、イン−フレーム挿入または改変(たとえば、改変コドン)を調製するための1つの方法である。たとえば、開始ポリペプチドDNAを、所望される変異をコードするオリゴヌクレオチドとハイブリダイズすることにより、一本鎖DNA鋳型へと改変する。ハイブリダイズの後、DNAポリメラーゼを用いて、オリゴヌクレオチドプライマーを包含する鋳型の全体的な第二の相補鎖を合成する。1つの実施態様において、本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを作製するためには、遺伝子操作(たとえば、プライマーベースのPCR突然変異誘導)で、本明細書に定義される改変を組み込むのに十分である。
遺伝子組み換え作製のために、キメラタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を、適切な発現ビヒクル(たとえば、挿入されたコード配列の転写および翻訳に必要な要素を含有するベクター、または、RNAウイルスベクターの場合には、複製および翻訳に必要な要素を含有するベクター)へと挿入する。
キメラタンパク質をコードする核酸を、適切なリーディングフレームのベクターへ挿入する。次いで、発現ベクターを、ポリペプチドを発現する適切な標的細胞へとトランスフェクトする。当分野公知のトランスフェクションの技術としては、限定されないが、リン酸カルシウム沈殿(Wigler et al. 1978, Cell 14 : 725)および、エレクトロポレーション (Neumann et al. 1982, EMBO, J. 1:841)が挙げられる。様々な宿主発現ベクターシステムを用いて、真核細胞中で本明細書に記述されるキメラタンパク質を発現させてもよい。1つの実施態様において、真核細胞は、哺乳類細胞(たとえば、293細胞、PerC6、CHO、BHK、Cos、HeLa細胞)を含む、動物細胞である。キメラタンパク質が真核細胞中で発現される場合、キメラタンパク質をコードするDNAは、キメラタンパク質が分泌されるようにするシグナル配列をコードしてもよい。当業者であれば、タンパク質が翻訳されている間にシグナル配列が細胞により開裂され、成熟キメラタンパク質が形成されることを理解するであろう。様々なシグナル配列が当分野に公知であり、たとえば、天然型第VII因子シグナル配列、天然型第IX因子シグナル配列、およびマウスIgK軽鎖シグナル配列がある。あるいは、シグナル配列が導入されない場合には、キメラタンパク質は、細胞溶解により回収されてもよい。
本発明のキメラタンパク質は、トランスジェニック動物(たとえば、げっ歯類、ヤギ、ヒツジ、ブタまたはウシ等)で合成されてもよい。「トランスジェニック動物」という用語は、外来遺伝子がそのゲノム中に組み込まれた非ヒト動物を指す。この遺伝子が生殖系組織に存在するため、親から子供へと受け継がれる。外来性の遺伝子は、単一細胞化された胚へと導入される(Brinster et al. 1985, Proc. Natl. Acad.Sci. USA 82 : 4438)。トランスジェニック動物の作成方法は、イムノグロブリン分子を作製するトランスジェニック技術を含む当分野において公知である(Wagner et al. 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 6376; McKnight et al. 1983, Cell 34 : 335; Brinster et al. 1983, Nature 306: 332; Ritchie et al. 1984, Nature 312: 517; Baldassarre et al. 2003, Theriogenology 59 : 831 ; Robl et al. 2003, Theriogenology 59: 107; Malassagne et al. 2003, Xenotransplantation 10 (3): 267)。
発現ベクターは、遺伝子組み換え製造されたタンパク質の精製または識別を簡便にするタグをコードしてもよい。例としては、限定されないが、ベクターpUR278 (Ruther et al. 1983, EMBO J. 2: 1791)が挙げられ、配列をコードする本明細書に記述されるキメラタンパク質は、ハイブリッドタンパク質が産生されるように、lac zコード領域と、イン−フレームでベクターへとライゲートされる;pGEXベクターを用いて、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)タグを有するタンパク質を発現させてもよい。これらのタンパク質は通常、可溶性であり、グルタチオン−アガロースビーズへの吸着、次いで、グルタチオンが無い中での溶出により、細胞から容易に精製することができる。ベクターは、精製後にタグを容易に除去するために、開裂部位(たとえば、PreCission Protease (Pharmacia, Peapack, N. J. ))を含有する。
本発明の目的に対し、多くの発現ベクターシステムが用いられうる。これらの発現ベクターは、通常、エピソームまたは宿主染色体DNAの不可欠部分としてのいずれかで、宿主生物中で複製可能である。発現ベクターは、発現制御配列(限定されないが、プロモーター(たとえば、天然で関連したプロモーター、または異種プロモーター)、エンハンサー、シグナル配列、スプライスシグナル、エンハンサーエレメント、および転写終結配列を含む)を含有してもよい。好ましくは、発現制御配列は、真核宿主細胞を形質転換またはトランスフェクトすることができる、ベクター中の真核細胞プロモーターシステムである。発現ベクターはまた、たとえばウシパピローマウイルス、ポリオーマウイルス、アデノウイルス、ワクシニアウイルス、バキュロウイルス、レトロウイルス(RSV、MMTVまたはMOMLV)、サイトメガロウイルス(CMV)またはSV40ウイルス等の動物ウイルス由来であるDNAエレメントを利用してもよい。他には、内部リボソーム結合部位を有するポリシストロニックなシステムの使用が含まれる。
一般に、発現ベクターは、所望のDNA配列を有する形質転換細胞が検出されるように、選択マーカー(たとえば、アンピシリン抵抗性、ハイグロマイシン抵抗性、テトラサイクリン抵抗性またはネオマイシン抵抗性等)を含有する(たとえば、Itakuraらの米国特許第4,704,362号を参照のこと)。その染色体内に挿入されたDNAを有する細胞は、トランスフェクト宿主細胞の選択を可能とする1以上のマーカーを導入することにより選択されてもよい。マーカーは、栄養要求性の宿主に原栄養を供給し、または、殺生物剤抵抗性(たとえば、抗生物質)、またはたとえば銅等の重金属に対する抵抗性をもたらしてもよい。選択可能なマーカー遺伝子は、発現されるDNA配列に直接連結されていてもよく、または共形質転換により同一細胞内に導入されていてもよい。
好ましい発現ベクターは、NEOSPLA(米国特許第6,159,730号)である。このベクターは、サイトメガロウイルスのプロモーター/エンハンサー、マウスβグロビン主要プロモーター、SV40複製起点、ウシ成長ホルモンポリアデニル化配列、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼエクソン1およびエクソン2、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子およびリーダー配列を含有する。このベクターは、可変および定常領域遺伝子の組み込み、細胞でのトランスフェクション、次いでG418含有培地中の選別およびメトトレキサート増幅で、非常に高レベルの抗体発現をもたらすことが判明している。ベクターシステムはまた、米国特許第5,736,137号および第5,658,570号に教示されている(各々は、参照により本明細書にその全体で援用される)。このシステムは高度な発現レベルをもたらす(たとえば、>30pg/細胞/日)。他のベクターシステムの例は、たとえば、米国特許第6,413,777号に開示されている。
他の実施態様において、本発明のポリペプチドは、ポリシストロニックな構築物を用いて発現されてもよい。これらの発現システムにおいて、たとえば多量体結合タンパク質の複合的なポリペプチド等の対象の複合的遺伝子産物が、単一のポリシストロニック構築物から産生されてもよい。これらのシステムは、内部リボソーム侵入部位(IRES)を有利に用いて、比較的高レベルの本発明のポリペプチドを真核宿主細胞中で産生させる。互換性のあるIRES配列は、米国特許第6,193,980号に開示されている(本明細書に援用される)。当業者であれば、そのような発現システムを用いて本明細書に開示されるポリペプチドの全範囲を効率的に産生しうることが認識されるであろう。
より一般的には、ポリペプチドをコードするベクターまたはDNA配列が調製された時点で、発現ベクターを適切な宿主細胞へと導入しても良い。すなわち、宿主細胞は形質転換されてもよい。宿主細胞へのプラスミドの導入は、当分野の当業者に公知の様々な技法により行うことができる。これらの技法としては、限定されないが、トランスフェクション(電気泳動およびエレクトロポレーションを含む)、プロトプラスト融合、リン酸カルシウム沈殿、エンベロープ化DNAとの細胞融合、マイクロインジェクション、および生のウイルスとの感染等が挙げられる。たとえば、Ridgway, A. A. G. "Mammalian Expression Vectors" Chapter 24.2, pp. 470-472 Vectors, Rodriguez and Denhardt, Eds. (Butterworths, Boston, Mass. 1988)を参照のこと。最も好ましくは、宿主へのプラスミド導入は、エレクトロポレーションを介したものである。形質転換された細胞は、軽鎖および重鎖の産生に適した条件下で増殖され、重鎖および/または軽鎖タンパク質の合成に対して分析される。例示的なアッセイ技術としては、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)、放射免疫測定(RIA)、または蛍光活性化細胞ソーター分析(FACS)、免疫組織学的方法等が挙げられる。
本明細書において、「形質転換」という用語は、遺伝子型を変化させ、その結果、レシピエント細胞における変化を生じさせる、レシピエント宿主細胞へのDNAの導入を指す、最も広い意味で用いられなければならない。
同様に、「宿主細胞」も、遺伝子組み換えDNA技術を用いて構築され、少なくとも1つの異種遺伝子をコードするベクターで形質転換された細胞を指す。組換え宿主からのポリペプチドの単離のプロセスに関する記述において、「細胞」および「細胞培養物」という用語は、他で明確に定義されない限り、ポリペプチドの源を表すために相互交換可能に用いられる。他で言い換えると、「細胞」からのポリペプチドの回収は、スピンダウンされた全細胞から、または、培地と懸濁細胞の両方を含有する細胞培養物から、のいずれかを意味する。
タンパク質発現に用いられる宿主細胞株は、最も好ましくは哺乳類起源のものであり、当業者が、その中で発現される所望の遺伝子産物に最も適している
特定の宿主細胞株であると選択的に決定するような能力があると信頼するものである。例示的な宿主細胞株としては、限定されないが、DG44およびDUXB11(チャイニーズハムスター卵巣株、DHFRマイナス)、HELA(ヒト子宮頸癌)、CVI(サル腎臓株)、COS(SV40 T抗原を有するCVIの派生物)、R1610(チャイニーズハムスター線維芽細胞)、BALBC/3T3(マウス線維芽細胞)、HAK(ハムスター腎臓株)、SP2/O(マウスミエローマ)、P3.times.63−Ag3.653(マウスミエローマ)、BFA−1c1BPT(ウシ内皮細胞)、RAJI(ヒトリンパ球),PerC6、および293(ヒト腎臓)が挙げられる。宿主細胞株は通常、業者、the American Tissue Culture Collectionまたは公開文献から入手可能である。
1つの実施態様において、宿主細胞は、成熟型ポリペプチドを形成するためにプロセッシングの間にscFcリンカーを開裂するために必要な酵素(複数含む)を内生的に発現している(たとえば、そのようなリンカーが存在し、細胞内プロセッシング部位(複数含む)を含有する場合)。このプロセッシングの間に、scFcリンカーが実質的に除去され、外来性のアミノ酸の存在が減ぜられてもよい。本発明の実施態様において、宿主細胞は、scFcリンカーのプロセッシングが発生または改善されるように、細胞に対して外来性である1以上の酵素を発現するように形質転換される。
1つの実施態様において、細胞により内因的または外因的に発現されうる酵素は、furinファミリーの酵素のメンバーである。ヒトfurin(すなわち、PACE)の完全cDNA配列およびアミノ酸配列は、1990年に公開されている。Van den Ouweland A M et al. (1990) Nucleic Acids Res. 18:664; 訂正表: Nucleic Acids Res. 18:1332 (1990)。
Barrらに発行された米国特許第5,460、950号は、組換えPACEおよび、活性な成熟異種タンパク質の発現を改善するための異種タンパク質の基質前駆ポリペプチドとPACEの共発現を記述している。
van de Venらに発行された米国特許第5,935,815号は、同様に、組換えヒトfurin(すなわち、PACE)および、活性な成熟異種タンパク質の発現を改善するための異種タンパク質の基質前駆ポリペプチドとfurinの共発現を記述している。この特許に開示されている、可能性のある基質前駆体としては、第IX因子の前駆体が含まれる。PACEに加え、哺乳類furin/サブチリシン(subtilisin)/Kex2p様前駆タンパク質転換酵素(PC)ファミリーの他のファミリーメンバーが、PCSK1(PC1/Pc3としてもまた知られる)、PCSK2(PC2としてもまた知られる)、PCSK3(furinまたはPACEとしてもまた知られる)、PCSK4(PC4としてもまた知られる)、PCSK5(PC5またはPC6としてもまた知られる)、PCSK6(PACE4としてもまた知られる)、または、PCSK7(PC7/LPC、PC8、またはSPC7としてもまた知られる)を含むことが報告されている。これらの様々なメンバーがある保存された全体的な構造特性を共有する一方で、それらは組織分布、細胞内局在、開裂特異性、および優先する基質が異なっている。レビューとしては、Nakayama K (1997) Biochem J. 327:625-35を参照のこと。PACEと同様に、これらの前駆タンパク質転換酵素は一般的に、アミノ末端から始まり、シグナルペプチド、プロペプチド(自己触媒的に開裂されうる)、Asp、His、SerおよびAsn/Asp残基により特徴づけられるサブチリジン様酵素ドメイン、および触媒活性に必須であり、Arg−Gly−Asp(RGD)配列により特徴付けられるHomo Bドメインを含有している。PACE、PACE4、およびPC5はまた、Cysリッチドメインを含有しているが、その機能は不明である。さらに、PC5は、膜貫通ドメインを伴うアイソフォームおよび伴わないアイソフォームを有しており、これらの異なるアイソフォームは、それぞれPC5BおよびPC5Aとして知られている。PACEの触媒ドメインのアミノ酸配列と、前駆タンパク質転換酵素のこのファミリーの他のメンバーの触媒ドメインのアミノ酸配列の間の比較により、以下の同一性の程度が明らかとなっている:PC4に対しては70%、PCE4およびPC5に対しては65%、PC1/PC3に対しては61%、PC2に対しては54%、およびLPC/PC7/PC8/SPC7に対しては51%(Nakayama K (1997) Biochem J. 327:625-35)。
PACEおよびPACE4は、部分的に重複しているが、明らかに異なる基質を有することが報告されている。特に、PACE4は、PACEとは著しい対象を成し、FIXの前駆ポリペプチドのプロセッシングが出来ないことが報告されている(Wasley L C et al. (1993) J Biol Chem. 268:8458-65; Rehemtulla A et al. (1993) Biochemistry. 32:11586-90)。
Seidahらに発行された米国特許第5,840,529号において、ヒトPC7のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列、ならびに、他のPCファミリーメンバーと比較して、PC7がHIV gp160をgp120とgp41に開裂する素晴らしい能力が開示されている。
げっ歯類PC5のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列は、当初、Lusson J et al. (1993) Proc Natl Acad Sci USA 90:6691-5によりPC5として開示され、PC6としてNakagawa T et al. (1993) J Biochem (Tokyo) 113:132-5に開示された。Dayらに発行された米国特許第6,380,171号は、ヒトPC5Aのヌクレオチド配列およびアミノ酸配列、膜貫通ドメインを伴わないアイソフォームを開示している。これらの酵素の配列およびクローニング方法は当分野公知である。
本発明のポリペプチドをコードする遺伝子はまた、たとえば細菌または酵母または植物細胞等の非哺乳類細胞において発現されてもよい。この点において、様々な単細胞性の非哺乳類微生物(たとえば細菌等)も、形質転換されうることを認識されたい(すなわち、それらは、培養物中で増殖、または発酵することができる)。形質転換に感受性のある細菌としては、腸内細菌科のメンバー(たとえば、大腸菌系統またはサルモネラ);バチルス科(たとえば、Bacillus subtilis);肺炎球菌属;連鎖球菌;およびインフルエンザ菌)が挙げられる。細菌で発現された場合、ポリペプチドは通常、封入体の一部となることが良く知られている。ポリペプチドは単離され、精製され、次いで、機能性分子へとアセンブリされなければならない。
原核細胞に加え、真核微生物をまた用いても良い。Saccharomyces cerevisiae、または普遍的なパン酵母は、真核性微生物の中で最も良く使用されているが、他の多くの系統も通常、利用可能である。
Saccharomycesにおける発現に対しては、たとえばプラスミドYRp7(Stinchcomb et al., Nature, 282:39(1979); Kingsman et al., Gene, 7:141 (1979); Tschemper et al., Gene, 10:157(1980))が良く用いられている。このプラスミドにはすでにTRP1遺伝子(トリプトファン中で増殖する能力を欠損している酵母の変異株に対する選択マーカーを提供する)を含有している(たとえば、ATCC番号第44076号、またはPEP4−1(Jones, Genetics, 85:12(1977))。酵母宿主細胞ゲノムの特徴として、trpl損傷の存在により、トリプトファンの無い中での増殖によって、形質転換の検出を効果的に行うことができる。
他の酵母宿主(たとえば、Pichia)を用いても良い。所望により、発現制御配列(たとえばプロモーター)、複製起源、終結配列等を有する酵母発現ベクター。典型的なプロモーターとしては、3−ホスホグリセリン酸キナーゼおよび他の解糖系酵素が挙げられる。誘導可能な酵母プロモーターとしては、とりわけ、アルコール脱水素酵素、イソチトクロームC、ならびに、メタノール、マルトースおよびガラクトース利用に関与する酵素由来のプロモーターが挙げられる。
あるいは、ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列は、トランスジェニック動物のゲノムへの導入および、それに続くトランスジェニック動物のミルク中での発現のための導入遺伝子中に組み込まれても良い(たとえば、Deboerらの米国特許第5,741,957号、Rosenの米国特許第5,304,489号、およびMeadeらの米国特許第5,849,992号を参照のこと)。適切な導入遺伝子としては、たとえばカゼインまたはベータラクトグロブリン等の乳腺特異的遺伝子由来のプロモーターおよびエンハンサーと操作可能に連結されているポリペプチドをコードする配列が挙げられる。
in vitro作製により,所望のポリペプチドを大量生産するためのスケールアップが可能となる。組織培養条件下で哺乳類細胞を培養するための技法は当分野に公知であり、たとえば、エアリフトリアクター中での、または継続的な攪拌リアクター中での同種懸濁培養、または、たとえば中空糸、マイクロカプセル、アガロースマイクロビーズ、もしくはセラミックカートリッジでの固定細胞培養もしくは封入細胞培養が挙げられる。もし必要および/または所望であれば、ポリペプチドの溶液を、慣例のクロマトグラフィ法(たとえばゲルろ過、イオン交換クロマトグラフィ、DEAEセルロース上でのクロマトグラフィ、または(イムノ−)アフィニティクロマトグラフィにより、(たとえば、合成ヒンジ領域ポリペプチドの優先的生合成後、または、本明細書に記述されるHICクロマトグラフィに引き続き、もしくは後に)精製してもよい。アフィニティタグ配列(たとえば、His(6)タグ)をポリペプチド配列内に任意選択的に付着させ、または含有させ、下流精製を容易にしてもよい。
1つの実施態様において、本発明の宿主細胞は、scFcリンカーおよび、cscFcリンカーをプロセッシングすることができる1以上の酵素を含有するポリペプチドをコードする遺伝子構築物を含有する。当該構築物および酵素(複数含む)は、単一のベクターまたは2つのベクターを用いて発現させてもよい。ゆえに、scFcリンカーをコードする遺伝子構築物により産生されたキメラタンパク質は、細胞内プロセッシングによる追加のポリペプチド鎖を有し得る。一部の実施態様において、キメラタンパク質は、開裂プロテアーゼ開裂部位(たとえば、RRRR)を含有してもよい。
1つの実施態様において、本発明は、本発明のポリペプチドをコードする核酸分子に関する。1つの実施態様において、核酸分子は、増強部分および、活性化可能なFVIIまたは活性化可能なFXから選択される活性化可能な凝固因子を含有するキメラタンパク質をコードし、ここで、増強部分は、FVIIおよびFXの活性を増強する。他の実施態様において、核酸分子は、増強部分、活性化可能な凝固因子、および、活性化可能な凝固因子と増強部分の間の任意選択的なリンカー部分を含有するキメラタンパク質をコードする。
他の実施態様において、本発明は、凝固カスケードの構成要素により活性化可能な異種酵素開裂部位を含有する、FVIIを含有するポリペプチドをコードする核酸分子に関する。
発現された時点で、キメラ凝固因子は、当分野の標準的な方法(硫酸アンモニウム沈殿、アフィニティカラムクロマトグラフィ、HPLC精製、ゲル電気泳動を含む)(概略は、Scopes, Protein Purification (Springer-Verlag, N.Y., (1982)を参照し、および、具体的には、本実施例に用いられている方法を参照のこと)に従い、精製されてもよい。薬剤への使用のためには、少なくとも約90〜95%の同質性の、実質的に純粋なタンパク質が好ましく、および、98〜99%以上の同質性が最も好ましい。
他の実施態様において、キメラ凝固因子は、組換えDNA技術と化学合成を組み合わせることにより作製されてもよい。たとえば、本発明には、宿主細胞と、凝固因子の軽鎖、プロテアーゼ開裂部位(たとえば、SUMO)、凝固因子の断片化重鎖、任意選択的なリンカー、および増強部分を含有するキメラ凝固因子をコードするポリヌクレオチドをトランスフェクトする方法が含まれる。小ユビキチン様修飾遺伝子(またはSUMO)は、ユビキチン(Ub)およびユビキチン様(Ubl)ファミリーのメンバーである。標的タンパク質へのSUMOの翻訳後付着は、ユビキチン結合カスケード(E1−E2−E3酵素)と類似する酵素カスケードを介して発生し、最終的には、Ub/Ubl C末端残基と基質リシン残基の間のイソペプチド結合の形成をもたらす。
Ulpとしてもまた知られる、高い活性のシステイニルプロテアーゼであるSUMOプロテアーゼは、Saccharomyces cerevisiae由来のUlp1(Ubl特異的プロテアーゼ1)の組換え断片である。SUMOプロテアーゼは高度に特異的な様式で、アミノ酸配列ではなくむしろユビキチン様(UBL)タンパク質であるSUMOの三次元構造を認識して、開裂する。当該プロテアーゼを用いて、組換え融合タンパク質からSUMOを開裂することができる。SUMOタンパク質の配列は、以下を含有する:
SLQDSEVNQEAKPEVKPEVKPETHINLKVSDGSSEIFFKIKKTTPLRRLMEAFAKRQGKEMDSLRFLYDGIRIQADQAPEDLDMEDNDIIEAHREQIGG(配列番号65)
一部の実施態様において、本発明には、宿主細胞に、凝固因子の軽鎖、任意選択的な細胞内プロセッシング部位、プロテアーゼ開裂部位(たとえば、SUMO)、凝固因子の断片化重鎖、任意選択的なリンカー、および増強部分を含有するキメラ凝固因子をコードするポリヌクレオチドをトランスフェクトする方法が含まれ、ここで、キメラ凝固因子は発現される。ある実施態様において、断片化重鎖は、野生型重鎖に相当するN末端由来の1以上のアミノ酸を含有しない。重鎖は、1以上のアミノ酸を失い、チオエステルペプチドへの化学的ライゲーションのためのFVIIまたはFX上の天然型システイン残基を露出する。1つの実施態様において、断片化重鎖から失われているアミノ酸は、6アミノ酸(たとえば、FVIIに対しては、IVGGKV(配列番号60)、FXに対してはIVGGQE(配列番号61))である。他の実施態様において、断片化重鎖から失われているアミノ酸は11アミノ酸(たとえば、FVIIに対しては、IVGGKVCPKGE(配列番号62)、FXに対してはIVGGQECKDGE(配列番号63))である。他の実施態様において、宿主細胞は、細胞内プロセッシング酵素をコードするポリヌクレオチド配列をさらに含有し、それにより、キメラ凝固因子由来の凝固因子の軽鎖がプロセッシングされる。凝固因子の軽鎖は、凝固因子の重鎖とジスルフィド結合を形成することができる。
ある実施態様において、当該方法にはさらに、SUMOプロテアーゼを遺伝子組み換え的に発現されたキメラ凝固因子に組み合わせる(または加える)ことが含まれ、ここで、当該SUMOプロテアーゼは、当該キメラ凝固因子由来のSUMOを開裂する。SUMOの開裂によって、さらなる反応のための、凝固因子の断片化重鎖のN末端(たとえば、Cys)を露出させることができる。
他の実施態様において、当該方法にはさらに、連結されるチオエステルペプチドを凝固因子の断片化重鎖のN末端(たとえば、Cys)へと添加することを含む。1つの実施態様において、チオエステルペプチドは、トロンビン開裂部位(たとえば、D−Phe−Pip−Arg)を含有してもよい。他の実施態様において、チオエステルペプチドは、トロンビン開裂部位(たとえば、D−Phe−Pip−Arg)および自己犠牲的リンカー(たとえば、PABC)を含有してもよい。他の実施態様において、チオエステルペプチドは、トロンビン開裂部位(たとえば、D−Phe−Pip−Arg)、自己犠牲的リンカー(たとえば、PABC)、および凝固因子の断片化重鎖のN末端から失われているアミノ酸と同一の1以上のアミノ酸を含有してもよい。1つの実施態様において、チオエステルペプチド中の1以上のアミノ酸は、断片化重鎖から失われている6つのアミノ酸(たとえば、FVIIに対しては、IVGGKV(配列番号60)、FXに対してはIVGGQE(配列番号61))を含有する。他の実施態様において、チオエステルペプチド中の1以上のアミノ酸は、断片化重鎖から失われている11のアミノ酸(たとえば、FVIIに対しては、IVGGKVCPKGE(配列番号62)、FXに対してはIVGGQECKDGE(配列番号63))を含有する。それゆえ、チオエステルぺプチドが凝固因子の断片化重鎖に融合されている場合、当該キメラ凝固因子は、活性化可能な凝固因子、任意選択的なリンカー、および増強部位を含有してもよく、ここで、当該活性化可能な凝固因子は、トロンビン開裂部位(たとえば、D−Phe−Pip−Arg)、自己犠牲的リンカー(たとえば、PABC)、および当該凝固因子の全長重鎖を含有する。
IV.本発明のポリペプチドの投与方法
本発明はまた、本発明のキメラタンパク質の治療有効量を投与することを含む、対象に対する止血障害を治療、改善、または予防する方法に関する。キメラタンパク質による治療、改善、および予防は、バイパス療法であってもよい。バイパス療法における対象は、すでに凝固因子(たとえば、第VIII因子)に対する阻害物質を発現していてもよく、または、凝固因子阻害物質を発現する傾向にある。
対象への投与のための組成物には、本発明のキメラ凝固因子をコードするヌクレオチド配列を含有する核酸分子(遺伝子治療応用に対して)、ならびにポリペプチド分子が含まれる。
1つの実施態様において、本発明のキメラタンパク質組成物は、止血を促進する少なくとも1つの他の剤と組み合わせて投与される。止血を促進する前記他の剤は、立証された凝固活性を有する治療物質である。例として、限定されないが、止血物質は、第V因子、第VII因子、第VIII因子、第IX因子、第X因子、第XI因子、第XII因子、第XIII因子、プロトロンビンもしくはフィブリノーゲン、または、これらのうちの任意のものの活性化形態が挙げられる。止血剤の凝固因子としてはまた、抗線維素溶解薬剤(たとえば、イプシロン−アミノ−カプロン酸、トラネキサム酸)が挙げられる。
本発明の1つの実施態様において、組成物(たとえば、ポリペプチド、またはポリペプチドをコードする核酸分子)は、対象に投与された際に凝固因子が活性化可能な形態で存在するものである。そのような活性化可能な分子は、対象に投与された後、凝固部位でin vivo活性化されてもよい。
本発明のキメラタンパク質は、静脈内、皮下、筋肉内、または任意の粘膜表面(経口、舌下、口腔内、舌下、経鼻、直腸内、経腟またはは肺経路)を介して、投与されても良い。キメラタンパク質は、キメラタンパク質を所望部位へゆっくりと放出させるバイオポリマー固形支持体内に移植されてもよく、または、結合されてもよい。
経口投与に対しては、医薬組成物は、従来法で調製された錠剤またはカプセルの形態をとってもよい。当該組成物はまた、たとえばシロップまたは懸濁液等の液体として調製されてもよい。当該液体は、懸濁化剤(たとえば、ソルビトールシロップ、セルロース誘導体、または水素化食用脂等)、乳化剤(レシチンまたはアカシア)、非水性ビヒクル(たとえば、アーモンドオイル、油性エステル、エチルアルコール、または分画化植物油)、および保存剤(たとえば、メチルまたはプロピル−p−ヒドロキシ安息香酸またはソルビン酸)を含んでも良い。調製物にはまた、香味料、着色料、および甘味剤が含まれても良い。あるいは、組成物は、水または他の適切なビヒクルとの構成のための乾燥製品として存在してもよい。
口腔内および舌下投与に対しては、組成物は、従来的なプロトコールに従い、錠剤、トローチまたは速溶性のフィルムの形態をとっても良い。
吸入による投与に対しては、本発明による使用のためのキメラタンパク質は、適切な高圧ガス(たとえば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロメタン、二酸化炭素または他の適切なガス)と共に、加圧パックまたはネブライザーからエアロゾルスプレーの形態(たとえば、PBS中)で、簡便に送達される。加圧エアロゾルの場合、投与単位は、計量された量を送達するためのバルブを備えることにより、決定することがでいる。たとえば、ラクトースまたはデンプン等の適切な粉末ベースと本化合物の粉末混合物を含有する、たとえば、吸入具または吸入器での使用のためのゼラチン等のカプセルおよびカートリッジ(薬包)を処方してもよい。
1つの実施態様において、本発明のポリペプチドの投与経路は、非経口である。本明細書において非経口という用語には、静脈内、動脈内、腹腔内、筋肉内、皮下、直腸または膣投与が含まれる。静脈内投与の非経口投与形態が好ましい。これらすべての投与形態が明確に本発明の範囲内にあることが予期され、さらに、投与の形態は、注射、特に静脈内注射もしくは動脈内注射、または点滴に対しては溶液である。通常、注射のための適切な医薬組成物は、緩衝液(たとえば、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液またはクエン酸緩衝液)、界面活性剤(たとえば、ポリソルベート)、任意選択的に安定化剤(たとえば、ヒトアルブミン)等を含有しうる。しかしながら、本明細書の教示内容と互換性のある他の方法においては、ポリペプチドは、有害細胞群の部位に直接送達され、それにより、病的組織の治療剤への露出を増加させることができる。
非経口投与の調製物には、滅菌された水性溶液または非水性溶液、懸濁液および乳液が含まれる。非水性溶媒の例は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、植物油(たとえば、オリーブオイル)および注射可能な有機エステル(たとえばオレイン酸エチル)である。水性担体としては、水、アルコール溶液/水性溶液、乳液または懸濁液(生理食塩水および緩衝化培地を含む)が挙げられる。本発明の主題において、薬学的に受容可能な担体としては、限定されないが、0.01〜0.1M、および好ましくは0.05Mのリン酸緩衝液または0.8%生理食塩水が挙げられる。他の一般的な非経口ビヒクルとしては、リン酸ナトリウム溶液、ブドウ糖リンゲル、ぶどう糖および塩化ナトリウム、乳酸リンゲル、または固定油が挙げられる。静脈内ビヒクルとしては、水分および栄養素補充剤、電解質補充剤(たとえば、ぶどう糖リンゲルをベースにしたもの)等が挙げられる。保存剤および他の添加剤(たとえば、抗微生物剤、抗酸化剤、キレート剤、および不活性ガス等)もまた存在していてもよい。
より具体的には、注射使用に適した医薬組成物として、滅菌された水性溶液(水に可溶である場合)もしくは水分散液、または、滅菌注射溶液または分散液の即時調製のための滅菌粉末が含まれる。そのような場合において、組成物は滅菌されていなければならず、容易に注射器で使用できる範囲において、液体でなければならない。製造および保管条件下で安定でなければならず、好ましくは、微生物(たとえば、細菌および真菌等)の汚染の影響に対して保護される。担体は、たとえば、水、エタノール、ポリオール(たとえば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール等)およびそれらの適切な混合物等を含有する溶媒または分散液培地であってもよい。たとえば、レシチン等のコーティングの使用により、分散液の場合には必要とされる粒子サイズが維持されることにより、および、界面活性剤の使用により、適切な流動性が維持されてもよい。
微生物の影響の予防は、様々な抗細菌剤および抗真菌剤(たとえば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサール等)により達成されてもよい。多くの場合において、等張剤(たとえば、糖類、ポリアルコール類(たとえばマンニトール)、ソルビトールまたは塩化ナトリウム等)を組成物中に含むことが好ましい。注射可能な組成物の持続的吸収は、当該組成物中に吸収を遅延させる剤(たとえば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチン)を含むことにより、もたらされてもよい。
どのような場合でも、滅菌された注射可能な溶液は、適切な溶媒で、必要とされる量で活性化合物(たとえば、ポリペプチドのみ、または他の活性剤と組み合わせて)を、本明細書に列挙される成分の1つと、または本明細書に列挙される成分の組み合わせの中に組み込ませ、必要に応じて、ろ過滅菌を行うことにより調製されてもよい。一般的に、分散液は、活性化合物を滅菌ビヒクル(基礎的な分散培地および、上述に列挙される他の必要とされる成分を含有する)へと組み込ませることにより調製される。滅菌された注射可能な溶液の調製のための滅菌粉末の場合には、調製の好ましい方法は、真空乾燥および凍結乾燥であり、それらにより、活性成分と、前もって滅菌ろ過されたそれらの溶液の所望される追加の任意の成分を合わせた粉末が得られる。注射のための調製物は、当分野公知の方法に従い処理され、たとえばアンプル、バッグ、瓶、シリンジまたはバイアル等の容器へと詰められ、および、無菌状態のもと、密封される。さらに、当該調製物は、包括化され、キットの形態で販売されてもよい。そのような製品は、好ましくは、関連組成物が、凝固系疾患に罹患している、または凝固系疾患に罹りやすい傾向にある対象の治療に有用であることを示すラベルまたは添付文書を有する。
医薬組成物はまた、座薬または停留浣腸(たとえば、ココアバターまたは他のグリセリド等の古典的な座薬ベースを含有する)として直腸投与に対して処方されてもよい。
本発明の組成物の有効量は、処置の状態に対して、多くの異なる因子(投与手段、標的部位、患者の生理学的状態、患者がヒトか動物のいずれか、他の投与されている医薬、および、処置が予防的なものなのか、それとも治療的なものなのか、を含む)によって変化する。通常、患者はヒトであるが、非ヒト動物(トランスジェニック哺乳類)もまた処置されうる。治療用量は、安全性および有効性を最適化するために、当分野の当業者公知の日常的な方法を用いて設定されてもよい。
1つの実施態様において、生物学的に活性な部分(たとえば、FVIIを含有する)の投与量は、約90〜270ug/kgまたは0.090〜0.270mg/kgの範囲であってもよい。他の実施態様において、生物学的に活性な部分(たとえば、FXを含有する)の投与量は、約1μg/kg〜400mg/kgの範囲であってもよい。
投与量は、1000ug/体重kg〜0.1ng/体重kgの範囲であってもよい。1つの実施態様において、投与量は、1ug/kg〜100ug/kgである。タンパク質は継続的に投与されてもよく、または、特定の時間間隔で投与されてもよい。in vitroアッセイを用いて、最適な投与量範囲および/または投与スケジュールを決定してもよい。凝固因子の活性を測定するためのin vitroアッセイ法は当分野に公知である(たとえば、STA−CLOT Vlla−rTF凝固アッセイ)。さらに、有効投与量は、動物モデル(たとえば、血友病のイヌ)から得られた用量反応曲線から推定されてもよい(Mount et al. 2002, Blood 99 (8): 2670)。
上述の範囲の中間の投与量もまた、本発明の範囲内であることが意図される。対象は、そのような投与量を毎日、一日おき、週に一度、または実証的解析により決定された任意の他のスケジュールで投与されてもよい。例示的な処置は、延長された期間にわたる、複合的な投与量での投与を伴う(たとえば、少なくとも6か月の期間)。一部の方法において、2以上のポリペプチドが、指示される範囲内に各投与されるポリペプチドの投与量がある場合には、同時に投与されてもよい。
本発明のポリペプチドは、何度も投与されてもよい。単回投与の間の間隔は、日、週、月、または年であってもよい。また、間隔は、患者の改変ポリペプチドまたは抗原の血中レベルを測定することにより指示される、不定期なものであってもよい。あるいは、ポリペプチドは、頻繁な投与が必要とされない場合においては、徐放性製剤として投与されてもよい。投与量および頻度は、患者におけるポリペプチドの半減期によって変化する。
投与量および投与頻度は、その処置が予防的なものであるか、または治療的なものであるかによって変化しうる。予防的な場合には、本発明のポリペプチドを含有する組成物またはそのカクテルは、疾患状態にはまだない患者に対して、疾患に対する患者の抵抗性を増強するため、または患者に対する疾患の影響を最小化するために投与される。そのような量は、「予防的有効量」であると定義される。比較的低い投与量が、長い期間にわたり、比較的不定期な間隔で投与される。一部の患者は、彼らの残りの人生にわたり、処置を受け続ける。
本発明のポリペプチドは、任意選択的に、処置(たとえば、予防的または治療的)の必要がある疾患または状態の処置に有効である他の剤と組み合わせて投与されてもよい。
本明細書において、補助的な療法と併せた、または組み合わせた本発明のポリペプチドの投与とは、連続的な、同時の、同延の、並行した、付随する、同時期の本開示ポリペプチドの投与または適用を意味する。当業者であれば、併用療法レジメンの様々な成分の投与または適用は、全体的な治療効果が増強されるように調節されうることを認識するであろう。当業者(たとえば医師)は、選択された補助療法に基づく過度の実験を行うことなく、本明細書の教示が無くとも、効果的な併用療法レジメンを理解することができるであろう。
本発明のポリペプチドは、たとえば、併用療法レジメンを提供するために、剤(複数含む)と併用して、または組み合わせて用いられても良いことがさらに認識されるであろう。本発明と併用される例示的な剤としては、治療される特定の疾患に対する最新の標準療法の代表的な剤が挙げられる。そのような剤は、化学的な性質のものであっても、または、生物学的な性質のものであってもよい。「生物学的」または「生物学的な剤」という用語は、生きている生物および/または治療剤としての使用が意図されるその産物から作製された任意の薬学的に活性な剤を指す。
本発明のポリペプチドと組み合わせて用いられる剤の量は、対象によって変化し、または、当分野公知のものに従い投与されてもよい。たとえば、Bruce A Chabner et al., Antineoplastic Agents, Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics 1233-1287 ((Joel G. Hardman et al., eds., 9th ed. 1996中)を参照のこと。他の実施態様において、標準療法と一致するような剤の量が投与される。
上述のように、本発明のポリペプチドは、凝固障害のin vivo治療に対し薬学的に有効な量で投与されてもよい。この点に関し、本発明のポリペプチドは、投与を容易にし、および活性剤の安定性が保たれるように処方されてもよい。好ましくは、本発明による医薬組成物は、薬学的に受容可能な、非毒性の滅菌された担体(たとえば、生理食塩水、非毒性緩衝液、保存剤等)を含有する。もちろん、本発明の医薬組成物は、ポリペプチドの薬学的有効量がもたらされるように、単回投与または複数回投与で投与されてもよい。
1つの実施態様において、本発明のキメラ凝固因子は、核酸分子として投与されてもよい。核酸分子は当分野公知の技術(ベクター、プラスミド、リポソーム、DNA注射、エレクトロポレーション、遺伝子銃、静脈内注射または肝動脈注入を介するものを含む)を用いて投与されてもよい。遺伝子治療の実施態様において用いるためのベクターは、当分野に公知である。
本開示の範囲に沿って、前述の治療法に従い、治療効果または予防効果を生み出すのに十分な量で、ヒトまたは他の動物に本発明のキメラ凝固因子が投与されてもよい。
本発明のキメラタンパク質は、当業者に認識されうる、多くの用途(限定されないが、疾患または状態を有する対象の治療方法を含む)を有する。疾患または状態としては、限定されないが、止血障害が挙げられる。
1つの実施態様において、本発明は、本発明のキメラタンパク質の少なくとも1つの治療有効量を投与することを含む、止血障害を有する対象を治療する方法に関する。
本発明のキメラタンパク質は、フィブリン塊の形成を促進することにより、止血障害を治療または予防する。本発明のキメラタンパク質は、凝固カスケードの任意のメンバーを活性化することができる。当該凝固因子は、外因性経路、内因性経路、またはその両方に関与していてもよい。
本発明のキメラタンパク質を用いて、たとえば、当該キメラタンパク質に含まれる特定の凝固因子で治療可能であると公知である止血障害を治療することができる。本発明のキメラタンパク質の投与により治療されうる止血障害としては、限定されないが、血友病A、血友病B、Von Willebrand症、第XI因子欠損(PTA欠損)、第XII因子欠損、ならびに、フィブリノーゲン、プロトロンビン、第V因子、第VII因子、第X因子または第XIII因子の欠損または構造異常が挙げられる。
1つの実施態様において、止血障害は、遺伝性疾患である。1つの実施態様において、対象は血友病Aであり、キメラタンパク質は、増強部分に連結された、または関連づけられたプロテアーゼ活性化可能な第VII因子を含有する。他の実施態様において、対象は血友病Aを有し、キメラ凝固因子は増強部分に連結された、または関連づけられたプロテアーゼ活性化可能な第VII因子を含有する。他の実施態様において、対象は血友病Bであり、キメラタンパク質は増強部分に連結された、または関連付けられたプロテアーゼ活性化可能な第VII因子または第X因子を含有する。他の実施態様において、対象は、第VIII因子または第VIIIa因子に対する阻害抗体を有し、キメラ凝固因子は増強部分に連結された、または関連づけられたプロテアーゼ活性化可能な第VII因子を含有する。さらに他の実施態様において、対象は第IX因子または第IXa因子に対する阻害抗体を有し、キメラタンパク質は増強部分に連結された、または関連づけられたプロテアーゼ活性化可能な第VII因子を含有する。他の実施態様において、対象は第VIII因子または第VIIIa因子に対する阻害抗体を有し、キメラ凝固因子は増強部分に連結された、または関連づけられたプロテアーゼ活性化可能な第X因子を含有する。さらに他の実施態様において、対象は第IX因子または第IXa因子に対する阻害抗体を有し、キメラタンパク質は増強部分に連結された、または関連づけられたプロテアーゼ活性化可能な第X因子を含有する
本発明のキメラ凝固因子を用いて、止血障害を有する対象を予防的に処置してもよい。本発明のキメラ凝固因子を用いて、止血障害を有する対象における急性出血症状を治療してもよい。
1つの実施態様において、止血障害は、凝固因子(たとえば、第VII因子、第IX因子、または第VIII因子)の欠損の結果である。他の実施態様において、止血障害は、不完全な凝固因子の結果であっても良い。
他の実施態様において、止血障害は後天性疾患であってもよい。当該後天性疾患は、潜在的な二次性疾患または状態から生じ得る。関連の無い状態は、たとえば、これに限定されないが、癌、自己免疫疾患または妊娠であっても良い。後天性疾患は老齢または潜在的な二次性疾患を治療するための医薬(たとえば、癌の化学療法)から生じ得る。
本発明はまた、止血障害または、止血障害の発現をもたらす二次性疾患もしくは状態を有していない対象を治療する方法にも関連する。ゆえに、本発明は、本発明のキメラタンパク質の少なくとも1つの治療有効量を投与することを含む、全般的な止血剤を必要とする対象を治療する方法に関連する。たとえば、1つの実施態様において、全般的な止血剤を必要とする対象は、外科手術を受ける、または外科手術を受けようとするものである。本発明のキメラタンパク質は、予防的に、外科手術の前後に投与されてもよい。本発明のキメラタンパク質は、急性の出血症状を制御するために、外科手術の間、または外科手術の後に投与されてもよい。外科手術としては、限定されないが、肝臓移植、肝切除、または幹細胞移植が挙げられる。
他の実施態様において、本発明のキメラタンパク質を用いて、止血障害を有していない、急性の出血症状のある対象を治療してもよい。急性の出血症状は、重篤な外傷(たとえば、外科手術、交通事故、創傷、銃創または制御できない出血をもたらす他の任意の外傷性事象)から生じるものであってもよい。
本発明は、以下の実施例(限定であると解釈されてはならない)によりさらに解説される。本明細書全体を通じて引用される全ての参照文献、特許および公開特許出願の内容は、参照により本明細書に援用される。
実施例全体を通じて、他で述べられない限り、以下の材料および方法を用いた。
実施例1.FVII−133のクローニング
FVII−133のHindIII部位から第一のEcoRI部位のヌクレオチドを含有するDNA配列を合成し、pBUD−CE4.1(Invitrogen)のHindIII/EcoRI部位へとサブクローニングして、中間構築物を作製した。次に、FVII−133の第一のEcoRI部位から第二のEcoRI部位のヌクレオチドを含有するDNA領域を合成し、当該中間構築物のEcoRI部位へとサブクローニングし、FVII−133を作製した(図4A)。
実施例2.FVII−133の一過性発現
FVII−133の発現のために、HEK293F細胞を、ビタミンK3(Sigma Aldrich,St. Louis,MO)を2μg/リットルまで補充したFreestyle培地(Invitrogen)(増殖培地)中で、懸濁細胞として37℃/10% CO2で増殖させた。細胞は、3〜4日ごとに5x10細胞/mlの細胞密度で播種して継代培養した。
トランスフェクションの24時間前に、細胞を7x10細胞/mlの密度で増殖培地中に播種した。トランスフェクションの日に、トランスフェクション溶液を、トランスフェクションされる細胞培養物の総量の5%と等しい量で作製した。トランスフェクション溶液中で、増殖培地に溶解して作製したばかりのPEI溶液(60mg/L)に、DNAを添加した(最終濃度20mg/L)。溶液を30秒間攪拌し、室温で5分間インキュベートして、直接、細胞培養物へと添加した。4時間後、ビタミンK3および200mMのL−グルタミンを補充された細胞培養物の量と等しい量のOptiCHO(Invitrogen)を細胞に添加した。細胞培養を行い、上述のように増殖させ、毎日、培地試料を採取してタンパク質発現を評価した。採取の日に、細胞をスピンダウンして、プロテインAプルダウンによるタンパク質精製またはタンパク質分析に備え、培地をろ過した。FVII−133の発現のために、FVII−133をコードするプラスミドを、sTFにFcを結合しているリンカー中のプロペプチドエンドペプチダーゼ部位を確実に開裂するために、プロペプチドエンドペプチダーゼPC5をコードするプラスミドとともに共トランスフェクションした(図4A)。
実施例3.一過性トランスフェクションから生成されたタンパク質の分析
一過性トランスフェクション由来のタンパク質の分析のために、FVII−133とPC5の共トランスフェクションから得られた馴化培地を、プロテインA免疫沈降へと供した。簡潔に述べると、細胞培養上清をおよそ50μlのプロテインA−Sepharose50%スラリーと混合し、4℃で1時間、振動させながらインキュベートし、次いで、プロテインAビーズを沈殿させるために遠心した。1mlのPBSに再懸濁、遠心および吸引(アスピレート)することによりビーズを2度、洗浄した。標準プロトコールに従い、ビーズを、還元条件下、または非還元条件下で、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)緩衝液で再懸濁し、5分間、100℃で加熱し、スピンダウンし、SDS−PAGEゲルにロードして泳動した。非還元条件下では、トロンビン活性化可能なFVII−Fc/sTF−Fc二量体に対する予想分子量を有する1つのバンドが観察された(図4C)。還元条件下では、トロンビン活性化可能なFVII−FcサブユニットおよびsTF−Fcサブユニットを表す2つのバンドが観察された。
実施例4.FVII−133の小スケール精製
FcRn Load Adjustment Buffer(0.5ml)を、FVII−133で一過性トランスフェクションされた細胞由来のろ過された馴化培地5mlへと添加した。pH調整した培地(約5.5ml)を、30,000MWCO、15mlの遠心フィルターユニット(カタログ#UFC 903008)を用いて濃縮した。培地を10分(‘)の間、4000rpmで約200ulの量まで遠心し、チューブへと移して、量を、平衡緩衝液で400ulまで調整した。10ulのFcRn樹脂を添加し、混合物を4℃で一晩、回転させた。樹脂を含む馴化培地をミニカラムにロードし、30秒(“)の間、2000rpmで遠心した。カラムを平衡緩衝液でしっかりと洗浄した。タンパク質を30ulの溶出緩衝液で溶出した。溶出緩衝液は、50mMのTris、250mMのNaCl、および0.02%のTween−80(pH 7.5)を含有する。FcRn Load Adjustment Bufferは、0.5MのMESおよび0.2%のTween−80(pH6.0)を含有する。FcRn樹脂は、Sepharose4 Fast Flowに結合された可溶性FcRnを含有する。平衡緩衝液は、10mMのMES、250mMのNaCl、0.02%のTween−80(pH6.2)を含有する。
溶出された物質を、還元条件下でSDS−PAGEにより分析した。トロンビン活性化可能なFVII−FcおよびsTF−Fcサブユニットに対する予想分子量を有する2つのバンドが観察された(図5)。
実施例5.プロトロンビン時間分析によるFVII−133の活性
FVIIaFcおよび精製FVII−133の活性を、Dade Innovin試薬(Siemens catalog number 539196)(FVIIaを含む、総FVIIの活性を測定する)を用いた、プロトロンビン時間により測定した。メーカーの推奨に従った。FVIIaFcに対してはおよそ10,000IU/mgの活性が観察されたが、FVII−133の活性は定量レベル以下であった。それゆえ、トロンビンの非存在下では、FVII−133は、チモーゲンおよび不活性形態のままであった。
実施例6.トロンビン生成分析における、FVII−133およびFVIIaFcの活性
トロンビン生成分析を、Fluoroskan Ascent蛍光光度計(Thermo Scientific)および試薬、ならびに、メーカーの推奨に従い、Thrombinoscopeの分析ソフトウェアで実施した。簡潔に述べると、ヒト血小板を5.4mMのクエン酸三ナトリウム、146mM NaCl、pH6.8で洗浄し、FVIII欠損ヒト血漿(Siemens)に再懸濁して、2x10血小板/mlの血小板濃度で血小板富化血漿(PRP)を作製した。各反応は、示される場合、FVIII欠損PRP、校正物質(Thrombinoscope)またはTyrodeの緩衝液(15mM Hepes pH7.4、138mM NaCl、2.7mM KCl、1mM MgCl、5.5mMデキストロース、1mg/ml BSA)、FVII−133またはFVIIaFc(50nM最終濃度)および、脂質富化された組織因子(1/8希釈でのPRP試薬、Thrombinoscope)を含有した。内因性FVIIaとの複合体としての組織因子は、少量のトロンビン生成を誘導することにより、反応を活性化することが予期される。図6に示されるように、FVII−133は、組織因子(TF)の存在下、または非存在下で、FVIIaFcよりも、より高い活性を示した。興味深いことに、FVII−133は、TFの存在下、または非存在下で、同様の活性を示したが、プロトロンビン時間分析は、FVII−133は、トロンビンの非存在下では活性を有していないことを示している。このことから、PRP中の微量のトロンビンまたはTF(同様に、内因性FVIIaとトロンビンを生成することができる)で、FVII−133を活性化するのに十分であることが示唆される。さらに、これらのデータから、FVII−133は、いったん活性化されると、高い活性を有する可能性があることを示している。
実施例7.Rotational thromboelastometryアッセイにおける、FVII−133およびFVIIaFCの活性
FIX欠損マウスから採取したクエン酸化血液を、これらの実験に用いた。Thromboelastometryは、ROTEM分析器(Pentapharm)で、メーカーの推奨に従い行われた。簡潔に述べると、280ulの血液を前もって温めたROTEMプラスチックカップへと移し、FVIIaFcまたはFVII−133を最終濃度50nMまで添加した。EXTEM試薬(TFおよびカルシウム)を添加し、反応を開始させた。凝固時間(CT)およびα角を測定した。図7に示されるように、FVII−133およびFVIIaFcの両方が、それぞれ、ビヒクルよりも有意に低いまたは高い凝固時間およびα角を示した。低い凝固時間および高いα角は、止血活性の増加を示唆する。これらのデータから、FVII−133は、トロンビンで活性化された際、高い活性を示しうることが示唆される。
実施例8.活性化可能なFVIIおよび増強部分を含有する別のキメラ凝固因子の生成
図2に解説されるように、トロンビン活性化可能なFVII(その後にリンカーおよび増強部分(「増強部分」とも呼称される)が続く)の発現のための構築物を作製する。1つの実施態様において、増強部分は可溶性組織因子(成熟配列の1〜219残基)である。他の実施態様において、増強部分は、凝固促進ペプチドSYN3731またはSYN3524 (国際特許出願PCT/US2012/041777(2012年6月9日出願。WO2012/170969として公開。その全体が参照により本明細書に援用される)を参照のこと)である。他の実施態様において、増強部分は、FVIIaの活性を増加させる抗体由来の抗体断片である。たとえば、FVIIaの活性を増強させる抗体は、Andersen LM et al. J Biol Chem. 287: 8994-9001 (Jan. 24, 2012)に、公開された。これらの構築物は哺乳類細胞中で一過性に発現され、精製され、上述のように活性(プロトロンビン時間、トロンビン生成およびROTEMアッセイ)を検証される。
実施例9.Rotational thromboelastometryアッセイによる、ヒト血友病A血液中のFVII−133のin vitro活性
凝固活性を測定するために、FVII−133タンパク質を血友病Aドナー由来のクエン酸化ヒト全血に添加した。凝固はCaClの添加により開始された;凝固時間、凝固形成時間およびα角は、メーカーの推奨に従い、ROTEM分析器(Pentapharm)で測定された。FVIIaおよびFVII−184を並行して検証した;FVIIaを活性の比較対照として用いて、FVII−184は、融合タンパク質それ自身により活性化されうる内因性FVIIaの寄与を測定するための対照として用いた(FVII−184は、トロンビン開裂部位に必須のArgをAlaへと変異させたことによって、トロンビン活性化に非感受性となるよう設計された他は、FVII−133と同じであるため)。図8に示されるように、この血友病Aドナーにおける凝固時間は、2500秒を記録した。全血にFVII−133を添加することにより、用量依存的に凝固時間がずっと短くなった。FVII−133の10および2nMで記録された凝固時間は、それぞれ、rFVIIaの50、10nMよりも短かった。凝固時間プロファイルに基づき、FVII−133の活性は、FVIIaよりも少なくとも10倍高いことが推定された。FVII−133の早い凝固時間は、その短い凝固形成時間および高いα角と相関し、FVII−133の高い止血活性と一致した。FVII133のトロンビン開裂部位の不活化により、大幅にその活性は減少した(FVII−184の活性として、それは50nMでのみ検出可能で、FVIIaよりもずっと低いものであったことから、FVII−133の活性はそれ自身のトロンビン活性化されたFVIIaによりもたらされたものであり、内因性FVII/FVIIaによるものではないことが示唆された)。
実施例10.ROTEM分析による、hemBマウスにおけるFVII−133のex vivo有効性
ex vivoの有効性を評価するために、血友病B(hemB)マウスに、20nmol/kgのFVII−133、または対照のrFVIIaタンパク質を尾静脈注射で投与した。投与の2.5時間後、マウスから大静脈出血を介して、9:1のCTI比率で血液を採取した。血液に再度カルシウムを浸透させ、ただちにROTEM分析器で測定した。図9に示すように、測定されたhemB血液の平均凝固時間は約1800秒であった一方で、FVII−133を注射されたマウスの全血の凝固時間はずっと短く、およそ500秒であったことから、FVII−133はin vivoで活性であったことが示唆された。
実施例11.rFVIIaFcを超えて改善されたFVII−133のPKプロファイル
FVII−133は、FVIIチモーゲンとして循環するよう設計されたことから、アンチトロンビンIII(ATIII)介在クリアランスに対する感受性が低いことが予測される。FVII−133の薬物動態特性を評価するために、精製FVII−133、rFVIIaFcおよびrFVIIaを10nmol/kgでhemBマウス(n=4)へと静脈内投与し、血漿試料を様々な時点で大静脈出血を介して採取した後、ELISAアッセイによりFVII抗原、およびFVII−ATIII複合体に対して分析した。薬物動態パラメータは、Phoenixプログラム(Pharsight)を用いたPKモデリングにより評価した。FVII−133またはrFVIIaFcのいずれかよりも、rFVIIaはかなり急速にクリアランスされたため(図10A)、我々は、FVII−133の薬物動態分析に対する比較対照として、rFVIIaFcを用いた(図10B)。時間曲線に対するタンパク質の血漿濃度は、2コンパートメントモデルに非常によく適合することが判明した;表4に示されるように、すべてのPKパラメータは、rFVIIaFcを超えるFVII−133の際立った改善を示唆した(より長い終末相半減期(ベータ半減期はそれぞれ、7.78時間に対して16.56時間)およびより長い平均残留時間(MRTは7.45時間に対し19.29時間))。
表4 PKパラメータ:FVII−133対FVIIaFc
さらに、かなりの量のrFVIIaFc/ATIII複合体が検出された一方で、血漿中のFVII−133/ATIII複合体はほとんど検出されなかった。これらの結果を合わせると、FVII−133は、ATIII介在クリアランスを上手く回避しており、それによって、rFVIIaFcを超える、PKプロファイルの著しい改善がもたらされたことが示唆される。
実施例12.HemAマウスにおいて、rFVIIaを超えて延長されたFVII−212のEx vivo有効性
FVII−212はFVII−133と同一であるが、改善発現ベクターにコードされている。FVII−133と同様、FVII−212は、ヒトHemA血液において、ROTEMアッセイに対しrFVIIaよりも高いin vitro凝固活性を示した(図11)。しかしながら、HemAマウスの血液においては、FVII−212の活性は、rFVIIaと類似していることが判明し(図12)、このことから、FVII−212は、ヒトよりもマウスにおいて活性が低いことが示唆された。
FVII−212のex vivo有効性を評価し、実施例10の発見(HemBマウスにおけるFVII−133のex vivo有効性)を裏付けるために、FVII−212を10nmol/kgでHemAマウスに投与した;血液を様々な時点で採取し、凝固活性をNATEMプログラムの下、ROTEM分析器により測定した。rFVIIaは、比較対照として並行して処理した。図13に示されるように、投与後5分で採取された血液の凝固時間はrFVII−212処置群およびrFVIIa処置群の間で類似であったが、もっと遅い時点で採取されたFVII−212群の血液は、rFVIIa群の同じ時点で採取された血液よりも早く凝固した。この結果から、rFVIIaと比較して、FVII−212のex−vivo有効性が延長されたことが示唆される。
実施例11に示されるように、FVII−133はHemBマウスにおいてrFVIIaFcを超えるPK特性の改善を示し、これは、このタンパク質の有効性の延長に寄与すると考えられた。HemBマウスにおけるFVII−133と同様に、HemAマウスにおけるFVII−212のクリアランスも、rFVIIaのそれよりもかなり遅く(図14)、より長い終末相半減期は約18時間であり(比較として、rFVIIa活性で測定された場合の、rFVIIaのHemA血漿における半減期は約1時間)、ならびに、処置HemAマウスにおけるrFVII−212−ATIII複合体は検出されなかった。
これらを合わせると、本実施例は上述の知見をさらに広げ、1)FVII−212はHemAマウスにおいて、rFVIIaを超えるex vivo有効性の延長を示す;2)FVII−212の有効性の延長は、PK特性が改善されたことによる;および、3)ATIII阻害に対する抵抗性によって、少なくとも部分的には、FVII−212のPKが改善される、ことが示された。
実施例13.FVII−212のアミド分解活性
FVII−212のアミド分解活性を、クロモザイム(chromozyme)t−PA基質を用いたトロンビン活性化の前後で測定した。トロンビン活性化に対しては、FVII−212(100nM)を20分間、37℃で、トロンビン(50nM)とともに処置した。次いで、トロンビンをヒルジン(250nM)で阻害した。
図15に示すように、FVII−212はトロンビン活性化の前には活性を示さなかった。トロンビン活性化の後、FVII−212に関連したアミド分解活性は、等モルレベルのrFVIIaで観察されたものよりも高かった。これらのデータから、FVII−212の活性はトロンビン活性化に依存したものであることが示唆される。
実施例14.PABC自己犠牲的リンカーを有するトロンビン活性化可能な凝固促進化合物
6つの異なるペプチド(化合物1〜6と指定される)、を本明細書に開示される実験に用いた(表5)。化合物1〜6の配列は、凝固因子またはその断片(この特定の実施例においては、FX)のN末端への、トロンビン開裂可能な基質および自己犠牲的スペーサーの連結を複製する。これらの化合物は、FXa凝固因子の重鎖の6つのN末端アミノ酸残基(Ile−Val−Gly−Gly−Gln−Glu)を含有し、本明細書に開示される凝固促進化合物デザインの、凝固因子への適用可能性を示すモデルとして供される。
図18において、14nMのトロンビンによる化合物1、2および3の開裂を図示する。この特定の実施例においては、水に溶解した50μlのペプチド(1mM)を、900μLのPBSに添加し、次いで、50μLのトロンビン(278nM、10μg/mL)を添加し、以下の概算開始濃度とした:トロンビン=14nM、ペプチド=50μM。混合物を室温でインキュベートした。様々な時点で分注物(95μL)を、5μLのヒルジン(2μM)でクエンチし、HPLC(C−18カラム、CHCN/HO、12分をかけて0〜70%、60℃、0.5mL/分、λ=280nm)へ注入した。ペプチドピークエリアの縮小を用いて産生量を算出した。
化合物2および3と比較して、トロンビン開裂可能な合成基質D−Phe−Pip−Argおよび自己犠牲的スペーサーPABCを組み込んだ構築物(化合物1)は、トロンビンに対し、より良い基質であった。化合物1へのPABCの組み込みにより、化合物2と比較し、開裂率は少なくとも10倍高くなった。
図19において、1.4nMトロンビンによる化合物1、4、5および6の開裂を図示する。化合物1、4および5は、PABCおよび異なるトロンビン開裂可能な基質を組み込んでいる。水に溶解した50μLのペプチド(1mM)を900μLのPBSに添加した。混合物を37℃で30分間インキュベートし、次いで、50μLのトロンビン(27.8nM、1μg/mL)を添加して、以下の概算開始濃度とした:トロンビン=1.4nM、ペプチド=50μM。混合物を37℃でインキュベートした。様々な時点で分注物(95μL)を、5μLのヒルジン(2μM)でクエンチし、HPLC(C−18カラム、CHCN/HO、12分をかけて0〜70%、60℃、0.5mL/分、λ=280nm)へ注入した。ペプチドピークエリアの縮小を用いて産生量を算出した。
化合物1は、化合物4および5よりも、トロンビンに対する良い基質であった。1.4nM(トロンビンの生理学的関連濃度)で、化合物1の30%が素早く開裂され、放出された。対照的に、PABCリンカーの無い化合物6のペプチドIVGGQEのトロンビン介在性放出は観察されなかった。
実施例15.SUMO開裂部位を有するトロンビン活性化可能なFVII−186
FVII−186のクローニングに対しては、FVII−186のHindIII部位からEcoRI部位のヌクレオチドを含有するDNA配列(表#)を合成した。DNAをpcDNAのHindIII/EcoRI部位へとサブクローニングした。
FVII−186の一過性発現のために、HEK293F細胞を、ビタミンK3(Sigma Aldrich,St. Louis,MO)を2μg/リットルまで補充したFREESTYLE培地(登録商標)(Invitrogen)(増殖培地)の懸濁液中で、懸濁細胞として37℃/10% COで増殖させた。細胞は、3〜4日ごとに5x10細胞/mlの細胞密度で播種して継代培養した。トランスフェクションの24時間前に、細胞を7x10細胞/mlの密度で増殖培地中に播種した。トランスフェクションの日に、トランスフェクション溶液を、トランスフェクションされる細胞培養物の総量の5%と等しい量で作製した。トランスフェクション溶液中で、増殖培地に溶解して作製したばかりのPEI溶液(60mg/L)に、DNAを添加した(最終濃度20mg/L)。溶液を30秒間攪拌し、室温で5分間インキュベートして、直接、細胞培養物へと添加した。4時間後、ビタミンK3および200mMのL−グルタミンを補充された細胞培養物の量と等しい量のOPTICHO(登録商標)(Invitrogen)を細胞に添加した。細胞培養を行い、上述のように増殖させ、毎日、培地試料を採取してタンパク質発現を評価した。採取の日に、細胞をスピンダウンして、プロテインAプルダウンによるタンパク質精製またはタンパク質分析に備え、培地をろ過した。FVII−186の発現に対しては、SUMOにFVII軽鎖を結合しているリンカー中の前駆タンパク質転換酵素開裂部位(2X(RKR)配列番号3)を確実に細胞内プロセッシングおよび開裂するために、FVII−186をコードするプラスミドを、前駆タンパク質転換酵素PACEをコードするプラスミドとともに共トランスフェクションした(図22)。
FVII−186の精製のために、2.0MのTris(pH8.0)でpH7.4に調整した後のQ SEPHAROSE(登録商標)Fast Flow(GE HealthCare Life Sciences)の25mLカラム上に馴化培地をロードした。カラムを10mMのMES、50mMのNaCl(pH6.5)で洗浄した。タンパク質は、10mMのMES、100mMのNaCl、20mMのCaCl(pH6.5)で溶出した。FVII−186を含有する分画をプールし、0.5MのMES(pH5.5)でpH6.2に調整した後のrhFcRnセファロースの25mLカラム上にロードした。50mMのMES、100mMのNaCl(pH6.2)で洗浄した後、結合した物質を10mMのTris、250mMのNaCl(pH8.0)で溶出し、SDS−PAGEで分析した。
FVII−186を、以下のようにSUMOプロテアーゼにより開裂した。FVII−186(0.83mg/mL、10μL)を、10μLの100mM HEPES、20mM CaCl、0.004% Tween80(0.4mMの酸化グルタチオン含有)(GSSG)、20mMグルタチオン(GSH)、0.2U/μL SUMOプロテアーゼ(Invitrogen Cat. No.12588−018)と48時間、室温でインキュベートした。還元SDS−PAGE(図23、レーン3)において、所望のFVIIHCへのFVII−186のほぼ完全な転換が示された。
FVII−186のSUMOプロテアーゼ開裂およびチオエステルペプチドとの天然型化学ライゲーションのために、FVII−186(0.83mg/mL、10μL)を、10μLの、100mM HEPES、20mM CaCl、0.004% Tween80(陽性対照ペプチドとして0.4mM SYN470含有)、0.4mM GSSG、20mM GSH、0.2U/μL SUMOプロテアーゼ(Invitrogen Cat. No.12588−018)と共に、室温で48時間インキュベートした。還元SDS−PAGE(図#、レーン4)において、FVIIHCバンドの完全な消失および、陽性ペプチド対照とFVIIHCの結合物としての新たな1つのバンドが示された。
トロンビン活性化可能なFVII−186(TA−FVII−186)を合成するために、FVII−186(0.83mg/mL、200μL)を、200μLの、100mM HEPES、20mM CaCl、0.004% Tween80(0.4mM FVII−PABCペプチド(すなわち、D−Phe−Pip−Arg−PABC−IVGGKV−COSBn)(配列番号66)を含有)、0.4mM GSSG、20mM GSH、0.2U/μL SUMOプロテアーゼ(Invitrogen Cat. No.12588−018)とともに48時間、室温でインキュベートし、還元SDS−PAGE(図23、レーン5)で分析した。反応混合物を0.5mLの透析カセット(10k MWCO)に置き、1Lの10mM Tris、250mM NaCl、pH8.0(0.4mM GSSG、2mM GSHを含有)に対して、4℃で24時間、透析した。結合物をさらに、上述のrhFcRnセファロースカラムにより精製した。
FVIIa発色アッセイを、トロンビン開裂およびTA−FVII−186の活性化の後に実施した(図24)。このアッセイは、活性化されたFX(FXa)により開裂される発色基質のレベルを測定することにより決定される、FVIIaのFXを活性化する能力を測定することにより、FX活性化の活性度を測定する。TA−FVII−186(200nM)をトロンビン(140nM)で20分間、37℃で活性化した。トロンビンをクエンチするためにヒルジンを添加した。sTF−PL混合物(STACLOT(登録商標)FVII−rTFキット)、FXおよびPEFACHROME(登録商標)FXa基質を添加し、反応を、405nmの吸光度を測定することによりモニターした。6つのN末端アミノ酸が無いFVII−186は、トロンビンの存在下で活性化しなかった。完全重鎖FVIIに連結されたトロンビン開裂部位を有するTA−FVII−186のみが、トロンビン開裂後の活性を示した。活性が得られたことは、FVIIの断片化重鎖のN末端システインにFVII PABCペプチドが成功裏に結合されたことを示し、重要なN末端イソロイシン残基が、トロンビンによる開裂で生成され、形成されたタンパク質が活性にとって必須の構造を有したことを示す。
本発明は、特定の機能およびその関連物の実施を解説するための機能的構成要素を用いて、上記のように記述される。これらの機能的構成要素の境界は、記述を簡便にするために本明細書において任意に定義されたものである。特定された機能およびその関連物がおおよそで実施される範囲内で、別の境界を定義することもできる。
特定の実施態様に関する上記の記述により、本発明の一般概念から逸脱することなく、当業者公知の知識を適用することによって、過度の実験を行うことなく他者がそのような特定の実施態様を容易に改変、および/または、様々な応用のために適合することができる、本発明の一般的性質が完全に明らかとなる。それゆえ、そのような適合および改変は、本明細書に提示される教示および示唆に基づく、本開示実施態様の均等の範囲内および同等の手段であることが意図される。本明細書の表現または専門用語は、本教示および示唆の観点から当業者が本明細書の表現または専門用語を解釈するための記述を目的としたものであり、限定ではない。
本発明の範囲は、上述の例示的な実施態様のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の請求項およびその均等物に従ってのみ、定義されるべきである。本発明の他の実施態様は、本明細書に開示される本発明の実施および本明細書内容の検討から、当業者に明らかである。
本明細書に引用される全ての特許および公表文献は、参照によりその全体で本明細書に援用される。
配列表
配列番号44 FVII−133のDNA配列
配列番号45 FVII−133のアミノ酸配列。シグナル配列は点線の下線で示され、プロペプチドは波下線で示され、軽鎖と重鎖の間に挿入されたトロンビン開裂部位は二重下線で示され、Fc領域にFVIIを連結するリンカー領域は下線で示され、FcとsTFを連結する前駆タンパク質転換酵素プロセッシング部位を有するリンカーは、太字で示され、sTFをFcに連結するリンカー領域は破線の下線で示される。軽鎖は39〜189残基にわたり、重鎖は195〜448残基にわたり、sTFは742〜960残基にわたる。
配列番号46 FVII−184のDNA配列
配列番号47 FVII−184のアミノ酸配列。シグナル配列は点線の下線で示され、プロペプチドは波下線で示され、軽鎖と重鎖の間に挿入された、変異トロンビン開裂部位(Arg→Ala変異、194位残基、太字)は二重下線で示され、Fc領域にFVIIを連結するリンカー領域は下線で示され、FcとsTFを連結する前駆タンパク質転換酵素プロセッシング部位を有するリンカーは、太字で示され、sTFをFcに連結するリンカー領域は破線の下線で示される。軽鎖は39〜189残基にわたり、重鎖は195〜448残基にわたり、sTFは742〜960残基にわたる。
配列番号32
>CTP ペプチド1
DPRFQDSSSSKAPPPSLPSPSRLPGPSDTPIL

配列番号33
>CTP ペプチド2
SSSSKAPPPSLPSPSRLPGPSDTPILPQ

配列番号36
>PAS ペプチド1
ASPAAPAPASPAAPAPSAPA

配列番号37
>PAS ペプチド2
AAPASPAPAAPSAPAPAAPS

配列番号38
>PAS ペプチド3
APSSPSPSAPSSPSPASPSS

配列番号39
>PAS ペプチド4
APSSPSPSAPSSPSPASPS

配列番号40
>PAS ペプチド5
SSPSAPSPSSPASPSPSSPA

配列番号41
>PAS ペプチド6
AASPAAPSAPPAAASPAAPSAPPA

配列番号42
>PAS ペプチド7
ASAAAPAAASAAASAPSAAA

配列番号35
>アルブミン結合ペプチドコア配列
DICLPRWGCLW


配列番号48
>GFPタンパク質配列(GenBank ID AAG34521.1)
MSKGEELFTGVVPILVELDGDVNGHKFSVSGEGEGDATYGKLTLKFICTTGKLPVPWPTL
VTTFGYGVQCFARYPDHMKQHDFFKSAMPEGYVQERTIFFKDDGNYKTRAEVKFEGDTLV
NRIELKGIDFKEDGNILGHKLEYNYNSHNVYIMADKQKNGIKVNFKIRHNIEDGSVQLAD
HYQQNTPIGDGPVLLPDNHYLSTQSALSKDPNEKRDHMVLLEFVTAAGITHGMDELYKSR
TSGSPGLQEFDIKLIDTVDLESCN

配列番号49
>例:単鎖ヒトIgG1 Fc(下線のGly/Serリンカーを有するFc配列)
DKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVD
GVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAK
GQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDS
DGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGKGGGGSGGGGSGGG
GSGGGGSDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEV
KFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIE
KTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKT
TPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK

配列番号50
>成熟型ヒトアルブミンタンパク質配列(NCBI 参照配列NP_000468由来)
RGVFRRDAHKSEVAHRFKDLGEENFKALVLIAFAQYLQQCPFEDHVKLVNEVTEFAKTCV
ADESAENCDKSLHTLFGDKLCTVATLRETYGEMADCCAKQEPERNECFLQHKDDNPNLPR
LVRPEVDVMCTAFHDNEETFLKKYLYEIARRHPYFYAPELLFFAKRYKAAFTECCQAADK
AACLLPKLDELRDEGKASSAKQRLKCASLQKFGERAFKAWAVARLSQRFPKAEFAEVSKL
VTDLTKVHTECCHGDLLECADDRADLAKYICENQDSISSKLKECCEKPLLEKSHCIAEVE
NDEMPADLPSLAADFVESKDVCKNYAEAKDVFLGMFLYEYARRHPDYSVVLLLRLAKTYE
TTLEKCCAAADPHECYAKVFDEFKPLVEEPQNLIKQNCELFEQLGEYKFQNALLVRYTKK
VPQVSTPTLVEVSRNLGKVGSKCCKHPEAKRMPCAEDYLSVVLNQLCVLHEKTPVSDRVT
KCCTESLVNRRPCFSALEVDETYVPKEFNAETFTFHADICTLSEKERQIKKQTALVELVK
HKPKATKEQLKAVMDDFAAFVEKCCKADDKETCFAEEGKKLVAASQAALGL

配列番号51
>アルブミン結合ペプチド1
RLIEDICLPRWGCLWEDD

配列番号52
>アルブミン結合ペプチド2
QRLMEDICLPRWGCLWEDDF

配列番号53
>アルブミン結合ペプチド3
QGLIGDICLPRWGCLWGDSVK

配列番号54
>アルブミン結合ペプチド4
GEWWEDICLPRWGCLWEEED

配列番号55
>システイン含有ペプチド
GGGSGCGGGS

配列番号56
>ヒトLRP1配列(シグナルペプチドおよび膜貫通セグメントは下線;NCBI参照配列:CAA32112)
MLTPPLLLLLPLLSALVAAAIDAPKTCSPKQFACRDQITCISKGWRCDGERDCPDGSDEA
PEICPQSKAQRCQPNEHNCLGTELCVPMSRLCNGVQDCMDGSDEGPHCRELQGNCSRLGC
QHHCVPTLDGPTCYCNSSFQLQADGKTCKDFDECSVYGTCSQLCTNTDGSFICGCVEGYL
LQPDNRSCKAKNEPVDRPPVLLIANSQNILATYLSGAQVSTITPTSTRQTTAMDFSYANE
TVCWVHVGDSAAQTQLKCARMPGLKGFVDEHTINISLSLHHVEQMAIDWLTGNFYFVDDI
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配列番号57
>ビオチンアクセプターペプチド(BAP)
LNDIFEAQKIEWH

配列番号58
>リポ酸塩アクセプターペプチド2(LAP2)
GFEIDKVWYDLDA

配列番号4
>HAP化(HAPylation)モチーフ、n=1〜400
(Gly4Ser)n

配列番号59
>CTP
DSSSSKAPPPSLPSPSRLPGPSDTPILPQ

配列番号65
>SUMO
SLQDSEVNQEAKPEVKPEVKPETHINLKVSDGSSEIFFKIKKTTPLRRLMEAFAKR
QGKEMDSLRFLYDGIRIQADQAPEDLDMEDNDIIEAHREQIGG

配列番号66
>FVII−PABCペプチド
D-Phe-Pip-Arg-PABC-IVGGKV-COSBn

Claims (106)

  1. (i)活性化可能な凝固因子(Ac)、
    (ii)増強部分(Em)、および、
    (iii)任意選択的に、活性化可能な凝固因子と増強部分の間のリンカー部分(LまたはL1)、
    を含有するキメラタンパク質。
  2. 前記活性化可能な凝固因子および前記増強部分が、互いに連結されているか、または関連づけられているが、化学的に架橋されていない、請求項1に記載のキメラタンパク質。
  3. 化学式Ac−L−Em、またはEm−L−Acで表される構造を有し、ここで、Acは、活性化可能な凝固因子を含有し;ここで、Lは、任意選択的なリンカー部分を含有し;および、ここで、Emは増強部分を含有する、請求項1または2に記載のキメラタンパク質。
  4. 前記活性化可能な凝固因子が、重鎖(HC)および軽鎖(LC)ならびに前記HCおよび前記LCの間に挿入されたプロテアーゼ開裂部位を含有する凝固因子チモーゲンを含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  5. 前記増強部分が凝固補因子、凝固促進ペプチド、または抗原結合部分を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  6. 前記凝固因子チモーゲンがFVIIタンパク質またはFXタンパク質である、請求項4または5のいずれかに記載のキメラタンパク質。
  7. 前記凝固促進ペプチドが合成物質である、請求項5または6のいずれかに記載のキメラタンパク質。
  8. 前記凝固促進ペプチドが、
    (a)化学式CLASYCを含むアミノ酸配列を含有し、ここで、
    Lは、L−ロイシンであり、
    Aは、L−アラニンであり、
    Sは、L−セリンであり、
    Yは、L−チロシンであり、
    L、A、SおよびYのうち1つまたは2つは、D−およびL−アミノ酸から独立して選択される置換アミノ酸と任意選択的に置換され、
    1つの追加アミノ酸が、化学式(I)のCおよびCの間のいずれかへ任意選択的に挿入され、および、
    およびCは、側鎖を有するアミノ酸から独立して選択され、ここで、前記CおよびCの側鎖は、ループを形成するために連結されており、または、
    (b)(a)のアミノ酸配列のレトロ−、インベルソ−、またはレトロ−インベルソ変異体を含有する、
    請求項5または6のいずれかに記載のキメラタンパク質。
  9. (a)前記凝固因子チモーゲンが、FVIIタンパク質を含有し、および、前記凝固補因子が組織因子タンパク質を含有する、または、
    (b)前記凝固因子チモーゲンがFXタンパク質を含有し、および、前記凝固補因子がFVaタンパク質を含有する、
    請求項4〜6のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  10. 前記組織因子タンパク質が、可溶性の組織因子(sTF)である、請求項9に記載のキメラタンパク質。
  11. 前記抗原結合部分が、FVIIタンパク質またはFXタンパク質に結合することができ、および、それぞれ、前記FVIIタンパク質または前記FXタンパク質の活性を増強する、抗体またはその抗原結合断片を含有する、請求項5〜10のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  12. 前記プロテアーゼ開裂部位および前記HCの間に挿入される、自己犠牲部分をさらに含有する、請求項11に記載のキメラタンパク質。
  13. 前記プロテアーゼ開裂部位が、トロンビン(第IIa因子)、第XIa因子、第XIIa因子、カリクレイン、第VIIa因子、第IXa因子、および第Xa因子からなる群から選択されるプロテアーゼにより開裂され、ここで、前記プロテアーゼ開裂部位は、前記凝固因子チモーゲンに自然発生するものではない、請求項4〜12のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  14. 前記自己犠牲部分が、p−アミノベンジルカルバミン酸塩(PABC)、p−アミノベンジルエーテル(PABE)、またはp−アミノベンジル炭酸塩を含有する、請求項12または13のいずれかに記載のキメラタンパク質。
  15. 異種部分(Het)をさらに含有する、請求項1〜14のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  16. 前記異種部分(Het)が、半減期延長物質である、請求項15に記載のキメラタンパク質。
  17. 前記半減期延長物質が、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部、アルブミン、トランスフェリン、アルブミン結合部分、PAS配列、HES配列、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのC末端ペプチド(CTP)のβサブユニット、ポリエチレングリコール(PEG)、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、アルブミン結合小分子、またはそれらの組み合わせを含有する、請求項16に記載のキメラタンパク質。
  18. 前記イムノグロブリン定常領域またはその一部が、Fc部分またはFcRn結合パートナーを含有する、請求項16に記載のキメラタンパク質。
  19. 第二の異種部分(Het2)および、任意選択的に、第一のリンカー部分(LまたはL1)と同一である、または異なる第二のリンカー部分(L2)をさらに含有する、請求項1〜18のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  20. 前記第二の異種部分(Het2)が、半減期延長物質を含有する、請求項19に記載のキメラタンパク質。
  21. 前記半減期延長物質が、イムノグロブリン定常領域もしくはその一部、アルブミン、トランスフェリン、アルブミン結合部分、PAS配列、HES配列、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのC末端ペプチド(CTP)のβサブユニット、ポリエチレングリコール(PEG)、ヒドロキシエチルデンプン(HES)、アルブミン結合小分子、またはそれらの組み合わせを含有する、請求項20に記載のキメラタンパク質。
  22. 前記イムノグロブリン定常領域またはその一部が、Fc部分またはFcRn結合パートナーを含有する、請求項21に記載のキメラタンパク質。
  23. 前記キメラタンパク質が、第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖を含有し、ここで、前記第一のポリペプチド鎖が、活性化可能な凝固因子(Ac)を含有し、前記第二のポリペプチド鎖が、増強部分(Em)を含有し、ここで、前記第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖が、互いに関連付けられている、請求項1〜22のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  24. 前記キメラタンパク質が、第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖を含有し、ここで、前記第一のポリペプチド鎖が、活性化可能な凝固因子(Ac)、前記第一の異種部分(Het1)、および前記第一の任意選択的なリンカー部分(L1)を含有し、ならびに、前記第二のポリペプチドが、増強部分(Em)、前記第二の異種部分(Het2)、および前記第二の任意選択的なリンカー部分(L2)を含有し、ここで、前記第一のポリペプチド鎖および第二のポリペプチド鎖が、互いに関連付けられている、請求項19〜22のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  25. 前記キメラタンパク質が、
    (a)前記リンカー部分を介してHet1に連結されたAc、およびHet2に連結されたEm、
    (b)第一のリンカー部分を介してHet1に連結されたAc、および第二のリンカー部分を介してHet2に連結されたEm、
    (c)Het1に連結されたAc、およびEmは前記リンカー部分を介してHet2に連結されている、
    (d)Het1に連結されたAc、およびHet2に連結されたEm、
    (e)前記リンカー部分を介してHet1に連結されたEm、およびHet2に連結されたAc、
    (f)前記第一のリンカー部分を介してHet1に連結されたEm、および前記第二のリンカー部分を介してHet2に連結されたAc、
    (g)Het1に連結されたEm、およびAcは前記リンカー部分を介してHet2に連結されている、ならびに、
    (h)Het1に連結されたEm、およびHet2に連結されたAc、
    からなる群から選択される構造を有する、請求項24に記載のキメラタンパク質。
  26. 2つのポリペプチドを含有し、ここで、
    (a)前記第一のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het1により表される構造を含有し、および、前記第二のポリペプチドは、化学式Em−Het2により表される構造を含有する、
    (b)前記第一のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het1により表される構造を含有し、および、前記第二のポリペプチドは、化学式Em−L2−Het2により表される構造を含有する、
    (c)前記第一のポリペプチドは、化学式Ac−Het1により表される構造を含有し、および、前記第二のポリペプチドは、化学式Em−Het2により表される構造を含有する、
    (d)前記第一のポリペプチドは、化学式Ac−Het1により表される構造を含有し、および、前記第二のポリペプチドは、化学式Em−L1−Het2により表される構造を含有する、
    (e)前記第一のポリペプチドは、化学式Em−L1−Het2により表される構造を含有し、および、前記第二のポリペプチドは、化学式Ac−Het1により表される構造を含有する、
    (f)前記第一のポリペプチドは、化学式Em−L2−Het1により表される構造を含有し、および、前記第二のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het2により表される構造を含有する、
    (g)前記第一のポリペプチドは、化学式Em−Het1により表される構造を含有し、および、前記第二のポリペプチドは、化学式Ac−L1−Het2により表される構造を含有する、ならびに、
    (h)前記第一のポリペプチドは、化学式Em−Het1により表される構造を含有し、および、前記第二のポリペプチドは、化学式Ac−Het2により表される構造を含有する、
    ここで、前記2つのポリペプチド鎖のHet1およびHet2は、ジスルフィド結合を形成する、請求項25に記載のキメラタンパク質。
  27. 少なくとも1つのリンカー部分を含有する、請求項1〜26のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  28. 2つのリンカー部分を含有する、請求項18〜27のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  29. 前記2つのリンカー部分が、同一である、請求項28に記載のキメラタンパク質。
  30. 前記2つのリンカー部分が、異なっている、請求項28に記載のキメラタンパク質。
  31. 少なくとも1つのリンカー部分が、約10〜約50アミノ酸を含有するアミノ酸配列を有する、請求項27〜30のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  32. 前記少なくとも1つのリンカー部分が、約20〜約30アミノ酸を含有するアミノ酸配列を有する、請求項31に記載のキメラタンパク質。
  33. 前記リンカー部分が、gly/serペプチドを含有する、請求項1〜32のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  34. 前記gly/serペプチドが、化学式(GlySer)、または、化学式Ser(GlySer)のアミノ酸配列を含有し、ここで、nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9および10からなる群から選択される正の整数である、請求項33に記載のキメラタンパク質。
  35. 前記(GlySer)ペプチドが、(GlySer)、Ser(GlySer)、(GlySer)、および、Ser(GlySer)からなる群から選択されるアミノ酸を含有する、請求項34に記載のキメラタンパク質。
  36. 前記(GlySer)ペプチドが、(GlySer)ペプチドである、請求項35に記載のキメラタンパク質。
  37. 単一ポリペプチド鎖である、請求項1〜22のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  38. 前記増強部分および前記第一の異種部分に連結されたscFcリンカー(X)、または、前記活性化可能な凝固因子および前記第二の異種部分に連結されたscFcリンカー(X)、をさらに含有する、請求項37に記載のキメラタンパク質。
  39. (1)Ac−Het1−X−Em−Het2;
    (2)Ac−Het1−X−Em−L2−Het2;
    (3)Ac−L1−Het1−X−Em−Het2;
    (4)Ac−L1−Het1−X−Em−L2−Het2;
    (5)Het2−Em−X−Het1−Ac;
    (6)Het2−L2−Em−X−Het1−Ac;
    (7)Het2−Em−X−Het1−L1−Ac;および、
    (8)Het2−L2−Em−X−Het1−L1−Ac
    からなる群から選択される化学式を含有し、ここで、
    (a)Acは、前記活性化可能な凝固因子であり、
    (b)L1は、前記第一の任意選択的なリンカー部分であり、
    (c)Het1は、前記第一の異種部分であり、
    (d)Xは、前記scFcリンカーであり、
    (e)Emは、前記増強部分であり、
    (f)L2は、前記任意選択的な第二のリンカー部分であり、
    (g)Het2は、前記第二の異種部分であり、および、
    (h)(−)は、ペプチド結合または1以上のアミノ酸である、請求項38に記載のキメラタンパク質。
  40. Het1またはHet2の各々が、半減期延長物質である、請求項39に記載のキメラタンパク質。
  41. Het1およびHet2は、Fc部分またはFcRn結合部分であり、ここで、Het1およびE2は、同一であるか、または異なっている、請求項40に記載のキメラタンパク質。
  42. 前記scFcリンカーは、プロセッシング可能なリンカー(cscFc)である、請求項39または41のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  43. 前記cscFcリンカーが、少なくとも1つの細胞内プロセッシング部位を含有する、請求項42に記載のキメラタンパク質。
  44. 前記cscFcリンカーが、同一、または異なる細胞内プロセッシング酵素により認識される2つの細胞内プロセッシング部位を含有する、請求項42または43のいずれかに記載のキメラタンパク質。
  45. 前記細胞内プロセッシング部位が、酵母Kex2、PCSK1、PCSK2、PCSK3、PCSK4、PCSK5、PCSK6、またはPCSK7からなる群から選択される細胞内プロセッシング酵素により認識される、請求項44に記載のキメラタンパク質。
  46. 前記少なくとも1つの細胞内プロセッシング部位が、PCSK5によりプロセッシングされる、請求項44または45のいずれかに記載のキメラタンパク質。
  47. 前記2つの細胞内プロセッシング部位のそれぞれが、PCSK5によりプロセッシングされる、請求項44または45のいずれかに記載のキメラタンパク質。
  48. 前記2つの細胞内プロセッシング部位が、同一である、請求項47に記載のキメラタンパク質。
  49. 前記2つの細胞内プロセッシング部位が、異なっている、請求項47に記載のキメラタンパク質。
  50. 前記細胞内プロセッシング酵素によりプロセッシングされた前記細胞内プロセッシング部位が、アミノ酸配列R−X−[R/K]−Rを含有し、ここで、Xは、任意のアミノ酸であってもよく、および、[R/K]は、アミノ酸がRまたはKであっても良いことを示す、請求項43〜49のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  51. 前記PCSK5酵素開裂部位のそれぞれが、独立して、配列RRRR(配列番号2)または配列(RKR)(配列番号3)(ここで、nは2である)を含有する、請求項50に記載のキメラタンパク質。
  52. 前記cscFcリンカーのC末端の前記PCSK5酵素開裂部位が、配列RRRR(配列番号2)を含有し、および、前記cscFcリンカーのN末端の前記PCSK5酵素開裂部位が、配列(RKR)(配列番号3)を含有する、請求項51に記載のキメラタンパク質。
  53. 前記scFcリンカーが、約10〜約50アミノ酸の長さを有する、請求項38〜52のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  54. 前記scFcリンカーが、約20〜約30アミノ酸の長さを有する、請求項38〜52のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  55. 前記scFcリンカーが、gly/serペプチドを含有する、請求項38〜52のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  56. 前記gly/serペプチドが、化学式(GlySer)、または、化学式Ser(GlySer)のアミノ酸配列を含有し、ここで、nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9および10からなる群から選択される正の整数である、請求項55に記載のキメラタンパク質。
  57. 前記(GlySer)ペプチドが、(GlySer)、Ser(GlySer)、(GlySer)、および、Ser(GlySer)からなる群から選択されるアミノ酸を含有する、請求項55に記載のキメラタンパク質。
  58. 前記(GlySer)ペプチドが、(GlySer)ペプチドである、請求項57に記載のキメラタンパク質。
  59. 前記凝固因子チモーゲンが、FVIIタンパク質である、請求項4〜58のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  60. 前記FVIIタンパク質が、第VII因子の高度特異的活性変異体である、請求項59に記載のキメラタンパク質。
  61. 前記凝固因子チモーゲンが、FXタンパク質である、請求項4〜58のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  62. 前記FXタンパク質は第X因子の高度特異的活性変異体である、請求項61に記載のキメラタンパク質。
  63. 前記活性化可能な凝固因子は、in vivoで活性化される、請求項1〜62のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  64. 前記プロテアーゼ開裂部位は、トロンビン開裂部位である、請求項4〜63のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  65. 前記トロンビン開裂部位は、TQSFNDFTR(配列番号6)、SVSQTSKLTR(配列番号7)、TTKIKPR(配列番号9)、LVPRG(配列番号10)、およびALRPR(配列番号1)からなる群から選択されるアミノ酸配列を含有する、請求項64に記載のキメラタンパク質。
  66. 前記プロテアーゼ開裂部位は、FXIa開裂部位である、請求項4〜65のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  67. 前記FXIa開裂部位は、KLTR(配列番号13)、またはDFTR(配列番号14)のアミノ酸配列を含有する、請求項66に記載のキメラタンパク質。
  68. 細胞内プロセッシング部位が、前記凝固因子チモーゲンの軽鎖と前記プロテアーゼ開裂部位の間に挿入される、請求項4〜67のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  69. 前記細胞内プロセッシング部位が、酵母Kex2、PCSK1、PCSK2、PCSK3、PCSK4、PCSK5、PCSK6、およびPCSK7からなる群から選択される細胞内プロセッシング酵素により開裂される、請求項68に記載のキメラタンパク質。
  70. 前記細胞内プロセッシング酵素が、PCSK5である、請求項69に記載のキメラタンパク質。
  71. 前記自己犠牲的部分が、芳香環を含有する、請求項12〜70のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  72. 前記芳香環が、ベンジル、シンナミル、ナフチル、およびビフェニルからなる群から選択される、請求項71に記載のキメラタンパク質。
  73. 前記芳香環が、複素環である、請求項71または72に記載のキメラタンパク質。
  74. 前記芳香環が、少なくとも1つの置換基を含有する、請求項71〜73のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  75. 前記少なくとも1つの置換基が、F、Cl、I、Br、OH、NO、NH、NO3+、NHCOCH、N(CH、NHCOCF、アルキル、ハロアルキル、C−Cハロゲン化アルキル、カルボン酸塩、硫酸塩、スルファミン酸塩、またはスルホン酸塩からなる群から選択される、請求項74に記載のキメラタンパク質。
  76. 前記芳香環の少なくとも1つのCが、N、O、またはC−Rで置換され、ここで、Rは、F、Cl、I、Br、OH、NO、NH、NO3+、NHCOCH、N(CH、NHCOCF、アルキル、ハロアルキル、C−Cハロゲン化アルキル、カルボン酸塩、硫酸塩、スルファミン酸塩、またはスルホン酸塩からなる群から独立して選択される、請求項75に記載のキメラタンパク質。
  77. 前記可溶性TFが、成熟型TFペプチドのアミノ酸1〜219(すなわち、配列番号15のアミノ酸33〜251)に対して少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含有する、請求項10〜76のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  78. 少なくとも1つの追加異種部分をさらに含有する、請求項18〜87のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  79. ポリシアル化された、ペグ化された、グリコシル化された、ヘシル化された(hesylated)、γ−カルボキシル化された、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項1〜78のいずれか1項に記載のキメラタンパク質。
  80. 請求項1〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質またはその相補物をコードする核酸分子。
  81. 第一のヌクレオチド配列(NA1)および第二のヌクレオチド配列(NA2)を含有し、ここで、NA1は、請求項23〜37および59〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質の第一のポリペプチドまたはその相補物をコードし、および、NA2は、請求項23〜37および59〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質の第二のポリペプチドまたはその相補物をコードする、核酸分子のセット。
  82. 請求項80または81に記載の核酸分子(複数含む)またはその相補物を含有するベクター。
  83. 第一のベクター(V1)および第二のベクター(V2)を含有し、ここで、V1は、請求項81に記載のNA1またはその相補物を含有し、および、V2は、請求項81に記載のNA2またはその相補物を含有する、ベクターのセット。
  84. 前記キメラタンパク内の細胞内プロセッシング部位のうちの少なくとも1つをプロセッシングする細胞内プロセッシング酵素をコードするヌクレオチド配列またはその相補物をさらに含有する、請求項82もしくは83のいずれかに記載のベクターまたはベクターのセット。
  85. 請求項82〜84のいずれか1項に記載のベクターを含有する宿主細胞。
  86. HEK293細胞、BHK細胞、またはCHO細胞である、請求項85に記載の宿主細胞。
  87. 請求項85または86に記載の宿主細胞を培養すること、および前記培養培地から前記キメラタンパク質を回収することを含む、キメラタンパク質を製造するための方法。
  88. 請求項1〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質、請求項80もしくは81のいずれかに記載の核酸分子または核酸分子のセット、請求項82〜84のいずれか1項に記載のベクターまたはベクターのセット、および、薬学的に受容可能な担体を含有する、医薬組成物。
  89. 請求項1〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質、請求項80もしくは81に記載の核酸分子または核酸分子のセット、請求項82〜84のいずれかに記載のベクターまたはベクターのセット、請求項85もしくは86のいずれか1項に記載の宿主細胞、または請求項85に記載の医薬組成物の有効量を対象に投与すること、を含む、それを必要とする対象における出血性疾患もしくは出血性障害を治療、改善、または予防するための方法。
  90. 前記出血性疾患または障害は、血液凝固障害が原因である、請求項89に記載の方法。
  91. 前記血液凝固障害が、血友病Aまたは血友病Bである、請求項90に記載の方法。
  92. 前記出血性疾患または障害が、関節出血、筋肉出血、口腔出血、大量出血、筋肉内への出血、口腔内出血、外傷、頭部外傷、消化管出血、頭蓋内出血、腹腔内出血、胸腔内出血、骨折、中枢神経系出血、咽頭後腔の出血、腹膜後腔の出血、および腸腰筋鞘の出血から選択される、請求項89〜91のいずれか1項に記載の方法。
  93. 請求項1〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質、請求項80もしくは81に記載の核酸分子または核酸分子のセット、請求項82〜84のいずれかに記載のベクターまたはベクターのセット、請求項85もしくは86のいずれか1項に記載の宿主細胞、または請求項88に記載の医薬組成物の有効量を対象に投与すること、を含む、哺乳類の対象における凝固因子欠損症を治療、改善、または予防するための方法であって、前記凝固因子は、FVII、FVIIa、FVIII、FIXおよびFXIからなる群から選択される、方法。
  94. 前記治療すること、改善すること、または予防することが、バイパス治療である、請求項89〜93のいずれか1項に記載の方法。
  95. 前記対象が、第VIII因子に対する阻害物質を発現している、または発現する傾向がある、請求項89〜94のいずれか1項に記載の方法。
  96. 前記対象は、ヒト対象である、請求項89〜95のいずれか1項に記載の方法。
  97. 血液凝固障害を有する対象を治療、改善、または予防するための、請求項1〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質、請求項80もしくは81に記載の核酸分子または核酸分子のセット、請求項82〜84のいずれかに記載のベクターまたはベクターのセット、請求項85もしくは86のいずれか1項に記載の宿主細胞、または請求項88に記載の医薬組成物。
  98. 血液凝固障害の治療、予防または改善のための薬剤製造のための、請求項1〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質、請求項80もしくは81に記載の核酸分子または核酸分子のセット、請求項82〜84のいずれかに記載のベクターまたはベクターのセット、請求項85もしくは86に記載の宿主細胞、または請求項88に記載の医薬組成物の使用。
  99. 請求項1〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質を製造する方法であって、固相ペプチド合成を使用することを含む、方法。
  100. オルソゴナル(orthogonal)な固相ペプチド合成を使用することを含む、請求項99に記載の方法。
  101. 化学式Ac−L1−Emで表される、アミノ末端からカルボキシ末端への線形構造を含有するキメラタンパク質であって、ここで、Acは、プロテアーゼ活性化可能なFVII凝固因子であり、Emは、可溶性組織因子であり、およびL1はリンカー部分(Acのカルボキシ末端とEmのアミノ末端を連結するgly/serペプチドを含有)であり;ここで、前記プロテアーゼ活性化可能なFVII凝固因子Acは、軽鎖(LC)および重鎖(HC)ならびにLCのカルボキシ末端とHCのアミノ末端の間に挿入されるトロンビン開裂部位を含有する、キメラタンパク質。
  102. 第一のポリペプチド(化学式Ac−L1−Het1で表されるアミノ末端からカルボキシ末端への線形構造を有する)および第二のポリペプチド(化学式Em−L2−Het2で表されるアミノ末端からカルボキシ末端への線形構造を有する)の2つのポリペプチドを含有するキメラタンパク質であって、ここで、
    (a)Acは、プロテアーゼ活性化可能なFVII凝固因子であり、
    (b)Het1は、二量体Fc領域のFc部分であり、および、
    (c)L1は、Acのカルボキシ末端とHet1のアミノ末端を連結するgly/serペプチドを含有するリンカー部分であり、
    (d)Emは、可溶性組織因子であり、
    (e)Het2は、二量体Fc領域のFc部分であり、および、
    (f)L2は、Het2のアミノ末端とEmのカルボキシ末端を連結するgly/serペプチドを含有するリンカー部分であり、
    ここで、前記Het1およびHet2部分は、二量体Fc領域を形成し、および、
    ここで、前記プロテアーゼ活性化可能なFVII凝固因子Acは、軽鎖(LC)および重鎖(HC)ならびにLCのカルボキシ末端とHCのアミノ末端の間に挿入されるトロンビン開裂部位を含有する、キメラタンパク質。
  103. 化学式Ac−L1−Het1−X−Em−L2−Het2で表される、アミノ末端からカルボキシ末端への線形構造を含有するキメラタンパク質であって、ここで、
    (a)Acは、プロテアーゼ活性化可能なFVII凝固因子であり、
    (b)Het1は、二量体Fc領域のFc部分であり、
    (c)L1は、Acのカルボキシ末端とHet1のアミノ末端を連結するgly/serペプチドを含有するリンカー部分であり、
    (d)Xは、Het1のカルボキシ末端とEmのアミノ末端を連結する開裂可能なscFcリンカーであり、
    (e)Emは、可溶性組織因子であり、
    (f)L2は、Het2のアミノ末端とEmのカルボキシ末端を連結するgly/serペプチドを含有するリンカー部分であり、および、
    (g)Het2は、二量体Fc領域のFc部分であり、
    ここで、前記Het1およびHet2部分は、二量体Fc領域を形成し、
    ここで、前記プロテアーゼ活性化可能なFVII凝固因子Acは、軽鎖(LC)および重鎖(HC)ならびにLCのカルボキシ末端とHCのアミノ末端の間に挿入されるトロンビン開裂部位を含有し、および、
    ここで、前記cscFc開裂可能なリンカーは、2つのPCSK5酵素開裂部位(それらは配列RRRR(配列番号2)を含有するアミノ末端部位および配列(RKR)(配列番号3)を含有するカルボキシ末端部位である)に隣接されているgly/serペプチドを含有する、キメラタンパク質。
  104. 請求項38〜79のいずれか1項に記載のキメラタンパク質をコードするヌクレオチド配列を発現することを含む、キメラタンパク質の製造方法であって、ここで、前記scFcリンカーは、細胞内プロセッシング酵素により細胞内で開裂される、方法。
  105. 前記キメラタンパク質をさらに精製する、請求項104に記載の方法。
  106. 前記キメラタンパク質が、共有結合的に互いに関連している2つのポリペプチド鎖を有する、請求項105に記載の方法。
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