JP7368007B2 - 免疫関連疾患の予防または治療用組成物 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態では、免疫関連疾患の予防、改善または治療用組成物を提供する。
1)融合タンパク質
<Lrig-1タンパク質の細胞外ドメイン>
本発明において、前記Lrig-1タンパク質は、調節T免疫細胞の表面に存在する1091個のアミノ酸からなる膜貫通タンパク質であって、細胞外あるいはルーメン側のロイシンリッチリピート(leucine-rich repeat(LRR))と3個の免疫グロブリン様ドメイン(immunoglobulin-like domains)、細胞膜貫通配列および細胞質尾部から構成されている。LRIG遺伝子ファミリーは、LRIG1、LRIG2とLRIG3が存在し、これらの間のアミノ酸は非常に保存的に構成されている。前記LRIG1遺伝子は、正常皮膚において高く発現しており、基底および毛包細胞に発現して上皮幹細胞の増殖を調節することができる。
本発明において、「免疫グロブリンFc領域」は、免疫グロブリンの重鎖および軽鎖可変領域を除いた、重鎖不変領域2(CH2)および/または重鎖不変領域3(CH3)部分を含む部位を意味する。前記免疫グロブリンFc領域は、本発明のタンパク質結合体の部分をなす一構成であってもよい。
本発明において、前記「リンカー」は、融合タンパク質内Lrig-1タンパク質の細胞外ドメインと免疫グロブリンFc領域との間の干渉効果を低減して、ターゲット細胞において前記Lrig-1タンパク質の細胞外ドメインの目的とする活性を高めることができる。また、本発明において、前記リンカーは、目的とする疾患の組織または細胞内で過発現する酵素によって切断可能な配列を含むことができる。前記のように過発現する酵素によって切断可能な場合には、Fc部分によってポリペプチドの活性が低下するのを効果的に防止することができる。
(式1) (G)n
(式2) (GGGGS)m
(式3) (EAAAK)p
(式4) (XP)q
前記式1~4中、
n、mおよびpは、それぞれ独立して、1以上の整数であり;
qは、5~40の整数であり;
Xは、A(Ala)、C(Cys)、D(Asp)、E(Glu)、F(Phe)、G(Gly)、H(His)、I(Ile)、K(Lys)、L(Leu)、M(Met)、N(Asn)、O(Pyl)、P(Pro)、Q(Gln)、R(Arg)、S(Ser)、T(Thr)、U(Sec)、V(Val)、W(Trp)およびY(Tyr)から構成された群より選択されるいずれか1つのアミノ酸である。
本発明で提供する融合タンパク質の一例は、前記配列番号1で表されるLrig-1タンパク質の細胞外ドメイン;配列番号7~10のうちのいずれか1つで表されるヒンジ領域;配列番号5で表されるヒトIgG1由来の重鎖不変領域2(CH2)および重鎖不変領域3(CH3)を含む融合タンパク質であってもよい(下記表6参照)。下記表6の配列番号13~16で表される融合タンパク質は、下記表7の配列番号17~20で表される核酸配列によってコードされる(下記表7参照)。
本発明の組成物は、本発明で提供する前記融合タンパク質をコードする核酸分子を提供する。
本発明の核酸分子は、本発明で提供する融合タンパク質のアミノ酸配列を、当業者に知られているように、ポリヌクレオチド配列に翻訳された核酸分子のすべてを含む。そのため、ORF(open reading frame)による多様なポリヌクレオチド配列が製造可能であり、これもすべて本発明の核酸分子に含まれる。
本発明の組成物は、本発明で提供する前記単離された核酸分子が挿入された発現ベクターを提供する。
本発明の組成物は、本発明で提供する前記発現ベクターが形質感染した宿主細胞を提供する。
本発明において、前記「宿主細胞」には、ポリペプチド挿入物の組込みのためのベクターのレシピエント(recipient)であり得るか、またはレシピエントであった個別的な細胞または細胞培養物が含まれる。宿主細胞には単一宿主細胞の子孫が含まれ、前記子孫は自然的な、偶発的なまたは故意の突然変異のため必ずしも元の親細胞と完全に同一(形態学上またはゲノムDNA補完体において)でなくてもよい。宿主細胞には本願のポリペプチドによって体内で形質注入された細胞が含まれる。
本発明において、前記組成物は、VISTA(V-domain Ig suppressor of T cell activation)またはその一断片をさらに含むことができる。
<免疫関連疾患>
本発明において、前記「免疫関連疾患」は、多様な免疫細胞、例えば、エフェクターT細胞(effector T cell)または毒性T細胞(cytotoxic T cell)および炎症細胞の過度の活性化および/または増殖によって誘導される疾患であって、自己免疫疾患;移植片対宿主疾患;臓器移植拒絶反応;喘息;アトピー;または急性または慢性の炎症疾患などであってもよいが、これに限定されるものではない。
本発明の組成物は、前記免疫関連疾患を治療するための他の薬剤と併用することができる。例えば、自己免疫疾患は非制限的に、免疫抑制剤、例えば、コルチコステロイド、シクロスポリン、シクロホスファミド、プレドニゾン、アザチオプリン、メトトレキサート、ラパマイシン、タクロリムス、生物学的製剤、例えば、TNF-α遮断剤または拮抗剤、または任意の炎症性サイトカインを標的化する任意の他の生物学的製剤、非ステロイド性抗炎症薬物/Cox-2阻害剤、ヒドロキシクロロキン、スルファサラゾプリン(sulphasalazopryine)、金塩、エタネルセプト(etanercept)、インフリキシマブ(infliximab)、ミコフェノレートモフェチル(mycophenolate mofetil)、バシリキシマブ(basiliximab)、アタシセプト(atacicept)、リツキシマブ、サイトキサン(Cytoxan)、インターフェロンβ-1a、インターフェロンβ-1b、グラチラマーアセテート(glatiramer acetate)、ミトキサントロン(mitoxantrone)ヒドロクロライド、アナキンラ(anakinra)および/またはその他の生物学的物質および/または静脈免疫グロブリン(IVIG)とともに、本発明の少なくとも一部の実施形態による分子で治療できる。このような公知の治療剤の非制限的な例には、インターフェロン、例えば、IFN-β-1a(レビフ(REBIF)(登録商標)、アボネックス(AVONEX)(登録商標)およびシノベックス(CINNOVEX)(登録商標))およびIFN-β-1b(ベータセロン(BETASERON)(登録商標)、エクスタヴィア(EXTAVIA)(登録商標)、ベタフェロン(BETAFERON)(登録商標)、ジフェロン(ZIFERON)(登録商標));グラチラマーアセテート(glatiramer acetate)(コパキソン(COPAXONE)(登録商標))、ポリペプチド;ナタリズマブ(natalizumab)(タイサブリ(TYSABRI)(登録商標));およびミトキサントロン(mitoxantrone)(ノバントロン(NOVANTRONE)(登録商標))、細胞毒性剤が含まれる。
本発明において、「予防」は、本発明の組成物を用いて疾患の症状を遮断するか、その症状を抑制または遅延させるすべての行為であれば制限なく含むことができる。
本発明のさらに他の実施形態によれば、本発明による融合タンパク質;これをコードする核酸分子;前記核酸分子を含む発現ベクター;前記発現ベクターが形質転換された宿主細胞;またはこれを含む組成物を個体に投与するステップを含む免疫関連疾患の予防、改善または治療方法に関する。
[準備例1]T細胞の亜型細胞の培養
制御性T細胞(Treg)でのみLrig-1タンパク質が発現するかを確認するために、T細胞の亜型(subset)であるTh0、Th1、Th2、Th17およびiTregを用意した。前記iTregは、自然的に分離したnTregとは異なり、下記の組成を含む培地で分化を人工的に誘導した細胞を意味する。
制御性T細胞の表面タンパク質であるLrig-1タンパク質の細胞外ドメインを含む融合タンパク質を作製するために、Lrig-1タンパク質の細胞外ドメインの3次元立体構造を予測した。
Lrig-1タンパク質が制御性T細胞に特異的なバイオマーカーとして作用できるかを検証した。
Lrig-1 mRNAから発現したLrig-1タンパク質が制御性T細胞でのみ特異的に発現するかを確認した。
Lrig-1タンパク質が細胞治療のターゲットになるためには、制御性T細胞の表面で発現するかを確認した。
(1.発現ベクターの作製)
本発明による融合タンパク質を製造するために、下記表26のそれぞれの融合タンパク質をコーディングする各核酸配列を合成した。核酸配列の5’末端と3’末端にそれぞれNheIとEcoRI制限酵素配列を添加し、5’末端の制限酵素配列の後にコザック配列(Kozak’s sequence)(GCCACC)と、タンパク質翻訳のための開始コドンと発現したタンパク質を細胞外に分泌させるマウスIgGカッパ軽鎖シグナルペプチド(Mouse kappa light chain signal peptide)(ATGGAAACCGATACTCTGCTGCTGTGGGTGCTGCTGCTGTGGGTGCCAGGCTCTACCGGG)を挿入した。以後、下記表26のそれぞれの融合タンパク質をコーディングする核酸配列で、ヒト由来Lrig-1タンパク質またはVISTAタンパク質の細胞外ドメイン;選択的に、リンカー;ヒンジ領域;ヒトIgG1由来の重鎖不変領域2(CH2)および重鎖不変領域3(CH3);をコーディング化する核酸配列の後には終結コドンを挿入した。NheIとEcoRIの2つの制限酵素配列を用いて本発明の融合タンパク質をコーディングする核酸配列をpcDNA3.1(+)発現ベクターにクローニングした。
293F細胞にポリエチレンイミン(Polyethylenimine)を用いて前記1.で作製した発現ベクターを形質転換させた後、37℃および8%CO2条件下、6日間培養した。培養上澄液を濾過した後、タンパク質Aレジン(Protein A resin)に流した後、1X PBSで洗浄した。pH3.5の0.1Mグリシン(glycine)溶液を用いて溶出した後、得られた溶液にpH9.0の1M TRIS溶液を添加してpH中和した。以後、溶液を透析してPBS溶液状態にした後、濃縮して使用した。
前記Lrig-1タンパク質のリガンドが存在する免疫細胞を発掘するために、制御性T細胞のターゲットとされるナイーブT細胞(naive T cell)から、活性化されたT細胞、Th1細胞、Th2細胞またはTh17細胞に分化を誘導させた後、これらの細胞を前記製造例5の融合タンパク質(一次抗体)および抗ヒトPE抗体(二次抗体)で染色(staining)した。蛍光活性細胞分類機(Fluorescence-Activated Cell Sorter;FACS)を用いてそれぞれの細胞表面における前記製造例5の融合タンパク質が結合したレベルを測定して、その結果を図9に示した。
比較のために、従来活性化されたT細胞とT細胞のサブセットで高く発現することが知られたPD-1を認知できるPD-L1-IgG融合タンパク質(製品名:rmB7-H1/Fc Chimera、製造会社:R&D systems、Cat No.:1019-B7)(以下、「PD-L1-IgG」という。);または前記製造例5の融合タンパク質でナイーブT細胞と活性化されたT細胞の表面に濃度依存的に染色し、細胞分類機を用いてそれぞれの細胞表面における前記製造例5の融合タンパク質が結合したレベルを測定して、その結果を図10に示した。
前記実施例6において、Lrig-1タンパク質のリガンドが活性化されたT細胞の表面で高く発現するという事実を確認した後、活性化されたT細胞で発現するリガンドがどのような分子であるかを確認するために、製造例5の融合タンパク質を用いて活性化されたT細胞およびTh1細胞の細胞溶解物(cell lysate)を免疫沈降(immunoprecipitation)させた。Lrig-1タンパク質の候補リガンドの中で様々な抗体を用いて確認した結果、免疫チェックポイント(immune checkpoint)であるVISTA(V-domain Ig suppressor of T cell activation)の単クローン抗体(monoclonal antibody)によりウェスタンブロット(western blot)を行って、その結果を図11に示した。
活性化されたT細胞の表面に存在するVISTAが直接的にLrig-1タンパク質と相互作用するかを確認するために、活性化されたT細胞の表面にVISTA mAbを濃度依存的に結合させた後、製造例5の融合タンパク質を用いて染色した後、セルソーター(Fluorescence-Activated Cell Sorter;FACS)を用いて染色程度を確認し、その結果を図12のAおよびBに示した。
T細胞の表面におけるVISTAの発現パターンを確認するために、マウスナイーブT細胞を抗CD3/28抗体で活性化させた後、各時間のVISTAの発現レベルを確認した。その結果を図13のAに示した。
VISTAの細胞外ドメインの分泌と自己免疫疾患の発病との間の相関関係を究明するために、リウマチ関節炎(Rheumatoid Arthritis、RA)または炎症性腸疾患(inflammatory bowel disease、IBD)の自己免疫疾患が誘導されたマウス動物モデルの血清を用意した後、VISTA特異的な抗体を用いて前記血清内に存在するVISTA細胞外ドメインの量をELISAで分析して、その結果を図14に示した。
8週齢C57BL/6マウスの脾臓からナイーブT細胞であるCD4+CD62L+ T細胞を分離した後、プレートに固相化された抗CD3/抗CD28 mAbを用いて前記ナイーブT細胞を活性化させた後、T細胞の活性化程度をT細胞表面に誘導発現するCD25表面タンパク質の発現程度をFACSで分析して、その結果を図15に示した。図15に示すように、T細胞の活性化を抑制する比較群としては、臨床で使用されている免疫抑制剤のシクロスポリン(CsA)を処理すると、T細胞の活性化が阻害されて、CD25の発現が43.1%から0.33%に減少することが分かった。
さらに、VISTAの細胞外ドメインまたはその断片;またはVISTAの細胞外ドメインまたはその断片;および免疫グロブリンを含む融合タンパク質と、前記製造例5の融合タンパク質を併用して投与する場合には、T細胞に共抑制シグナルがさらに効率的に誘導されてT細胞の活性化をさらに効果的に誘導できることが分かる。
8週齢C57BL/6マウスの脾臓からナイーブT細胞であるCD4+CD62L+ T細胞を分離した後、プレートに固相化された抗CD3/抗CD28 mAbを用いて前記ナイーブT細胞を活性化させた後、前記活性化されたT細胞を96ウェルプレートに分注した。その後、前記96ウェルプレートに1μg/mlの抗CD3 mAbと、1μg/ml、5μg/mlまたは10μg/mlの濃度に相当する製造例5の融合タンパク質を処理した後、CSFEを用いて染色した後、FACSで観察する方式で細胞の増殖程度を分析して、その結果を図16および図17に示した。この時、対照群としては、製造例5の融合タンパク質の代わりに抗FLAG抗体を使用した。
Claims (20)
- Lrig-1(leucine-rich and immunoglobulin-like domains 1)タンパク質の細胞外ドメインおよび免疫グロブリンFc領域を含む融合タンパク質であって、活性化されたT細胞に存在するLrig-1タンパク質に対するリガンドと相互作用することができる、融合タンパク質;
前記融合タンパク質をコードする核酸分子;
前記核酸分子を含む発現ベクター;または
前記発現ベクターが形質転換された宿主細胞
を有効成分として含む、免疫関連疾患の予防または治療用薬学組成物であって、
前記免疫関連疾患が、自己免疫疾患;移植片対宿主疾患;臓器移植拒絶反応;喘息;アトピー;または急性または慢性の炎症性疾患からなる群より選択される少なくともいずれか1つである、薬学組成物。 - 前記Lrig-1タンパク質の細胞外ドメインが、配列番号1または3で表されるアミノ酸配列からなる、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記免疫グロブリンFc領域が、CH1、CH2、CH3およびCH4ドメインからなる群より選択される1~4個のドメインを含む、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記免疫グロブリンFc領域が、IgG、IgA、IgD、IgEまたはIgM由来Fc領域、重鎖不変領域2(CH2)、重鎖不変領域3(CH3)、ヒンジ、その断片、それらのコンビネーション、またはそれらの組み合わせを含むハイブリッドFcである、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記免疫グロブリンFc領域が、IgG、IgA、IgD、IgEまたはIgM由来のCH2およびCH3ドメインを含む、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記免疫グロブリンFc領域が、IgG1、IgG2、IgG3またはIgG4由来のCH2およびCH3ドメインを含む、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記免疫グロブリンFc領域が、ヒンジ領域を含む、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記免疫グロブリンFc領域が、IgG、IgA、IgM、IgD、IgE、またはアバタセプト(Abatacept)由来のヒンジ領域を含む、請求項7に記載の薬学組成物。
- 前記ヒンジ領域が、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgDまたはアバタセプト由来のヒンジ領域を含む、請求項7に記載の薬学組成物。
- 前記免疫グロブリンFc領域が、配列番号5または6で表されるCH2およびCH3を含む、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記免疫グロブリンFc領域が、配列番号7~10のうちのいずれか1つで表されるヒンジ領域を含む、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記Lrig-1タンパク質の細胞外ドメインが、前記免疫グロブリンFc領域のN末端またはC末端に直接連結される、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記Lrig-1タンパク質の細胞外ドメインが、リンカーを介して前記免疫グロブリンFc領域のN末端またはC末端に連結される、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記リンカーが、配列番号11で表されるペプチドリンカー;および配列番号12で表されるペプチドリンカー;のうちの少なくとも1つである、請求項13に記載の薬学組成物。
- 前記リンカーが、下記式1~4で表されるアミノ酸配列からなるペプチドリンカーからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項13に記載の薬学組成物:
(式1) (G)n
(式2) (GGGGS)m
(式3) (EAAAK)p
(式4) (XP)q
n、mおよびpは、それぞれ独立して、1以上の整数であり;
qが、5~40の整数であり;
Xが、A(Ala)、C(Cys)、D(Asp)、E(Glu)、F(Phe)、G
(Gly)、H(His)、I(Ile)、K(Lys)、L(Leu)、M(Met)、N(Asn)、O(Pyl)、P(Pro)、Q(Gln)、R(Arg)、S(Ser)、T(Thr)、U(Sec)、V(Val)、W(Trp)およびY(Tyr)からなる群より選択されるいずれか1つのアミノ酸である。 - 前記リンカーが、配列番号96~配列番号100で表されるペプチドリンカーからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項13に記載の薬学組成物。
- 前記薬学組成物は、VISTA(V-domain Ig suppressor of T cell activation)またはその一断片;または
VISTAまたはその一断片と、免疫グロブリンFc領域とを含む融合タンパク質;をさらに含むものである、請求項1に記載の薬学組成物。 - 前記自己免疫疾患は、リウマチ性関節炎、第1型糖尿、全身性強皮症、全身性エリテマトーデス、アトピー皮膚炎、乾癬、円形脱毛症、喘息、クローン病、ベーチェット病、シェーグレン症候群、ギラン・バレー症侯群、慢性甲状腺炎、多発性硬化症、多発性筋炎、強直性脊椎炎、線維筋痛症および結節性多発性動脈炎から構成された群より選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記自己免疫疾患は、神経退行性疾患または神経炎症性疾患である、請求項1に記載の薬学組成物。
- 前記神経退行性疾患または神経炎症性疾患は、脳卒中、認知症、アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、ニーマン・ピック病、プリオン病、クロイツフェルト・ヤコブ病、前頭側頭認知症、レビー小体型認知症、筋萎縮性側索硬化症、腫瘍随伴症候群
(Paraneoplastic syndrome)、皮質基底核変性症、多系統萎縮病、進行性核上性麻痺、神経系自己免疫疾患、脊髄小脳失調(spinocerebellar ataxia)、炎症性および神経病症性痛み、脳血管疾患、脊髄損傷(spinal cord injury)およびタウオパチー病からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項19に記載の薬学組成物。
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