JP2009534026A - 新規ポリペプチド及びその使用 - Google Patents

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Abstract

本発明は、黄色ブドウ球菌の走化性阻害タンパク質(「CHIPS」)の生物活性を有するポリペプチドを提供し、このポリペプチドは配列番号1のアミノ酸配列の変異体を含んでなる。好ましくは本ポリペプチドは、以下のアミノ酸、すなわち、N31、S32、G33、L34、P35、K40、D42、R46、Y48、K50、G52、T53、K54、N55、S56、A57、Q58、K61、E67、K69、L76、N77、P79、D83、L90、K92、K100、K101、S104、K105、S107、Y108、N111及びG112のうち1つ又は複数が修飾されているCHIPS変異体である。好ましい実施形態において、本ポリペプチドのヒトにおける免疫原性は野生型CHIPSタンパク質より低い。本発明は、かかる変異CHIPSポリペプチドを作製及び使用する方法をさらに提供する。

Description

本発明は、新規ポリペプチドと、補体C5a受容体及び/又はホルミル化ペプチド受容体の活性化に関連する病態及び疾患の処置におけるその使用とに関する。特に本発明は、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)の走化性阻害タンパク質(「CHIPS」)の変異型と、急性及び慢性炎症性障害の処置におけるその使用とを提供する。
黄色ブドウ球菌は一般的なヒト病原体であり、様々な疾患を引き起こす。黄色ブドウ球菌が疾患を引き起こす機序は、複数の要因からなる。毒素性ショック症候群の原因である毒素性ショック症候群毒素(TSST−1)又はエンテロトキシンのような特定の毒素により引き起こされる一部のブドウ球菌性疾患を除き、黄色ブドウ球菌感染症の病原性は単一因子に依存するものではない。黄色ブドウ球菌は多岐にわたる種々の「道具」を有して疾患を引き起こす。こうした種々の要因が全て複合し、一体となって作用することにより、宿主内でのコロニー形成、成長及び伝播が促進される。食細胞による食作用及びブドウ球菌の死滅は、最も重要な宿主防御機構である。食細胞は、侵入菌により放出されるサイトカイン及びケモカイン(ホルミル化ペプチドのような)によって、且つ補体系のような炎症カスケードが活性化すると、感染部位に誘引される。こうした化学誘引物質の放出により、食細胞を炎症部位に誘引する勾配が生じる。
成長している黄色ブドウ球菌の上清の食細胞との相互作用が、フェルトカンプ(Veldkamp)らにより研究された。彼らの発見によればブドウ球菌上清は食細胞を刺激できるが、モノクローナル抗体により検出すると、そこには補体C5a受容体(C5aR)及びホルミル化ペプチド受容体(FPR)の発現を特異的に下方制御し得る因子もまた存在した(フェルトカンプ(Veldkamp)ら、2000年、Infect Immun 68(10):5908−13頁;フェルトカンプ(Veldkamp)ら、1997年、Inflammation 21(5):541−51頁)。彼らは黄色ブドウ球菌の上清から、この作用を担う14.1kDaのタンパク質を単離した。このタンパク質はCHIPS、黄色ブドウ球菌の走化性阻害タンパク質と名付けられた。CHIPSはC5a及びfMLPによる好中球の走化性及び活性化を阻害できる。さらにCHIPSは、好中球に存在する他の化学誘引物質受容体、例えば、FPR様1、C3aR、IL−8RA及びIL−8RB、LTB4受容体、及びPAF受容体を含め、広範に選択肢として存在する他の受容体に影響を及ぼさなかったため、非常に選択的であることが分かった。これは、CHIPSがGタンパク質共役受容体ファミリーの2つのメンバーC5aRとFPRとを特異的に阻害することを示す。CHIPSは細胞に対し毒性がなく、単球及びマスト細胞のような他の細胞上のC5aRもまた阻害する。
ポツマ(Postma)らは、CHIPSがエネルギー上依存しない方法でC5aR及びFPRの双方と直接結合することを示した。さらに、CHIPSはそれらの受容体と結合しても内部に取り込まれない。CHIPSは双方の受容体に結合し、その見かけのKd値はC5aR及びFPRに対しそれぞれ1.1及び35.4nMである(ポツマ(Postma)ら、2004年、J Immunol 172(11):6994−7001頁を参照)。これらのKd値は、それらの天然リガンドについて記載されるものと同じ範囲である(バン・エプス(Van Epps)ら、1993年、J Immunol 150(1):246−252頁;フォーク(Falk)ら、1982年、Infect Immun 36(2):450−454頁;ヒューイ及びフークリ(Huey & Hugli)、1985年、Immunol. 135(3):2063−8頁;パイク(Pike)ら、1980年、J Exp Med 152(1):31−40頁を参照)。CHIPS中のホルミル化ペプチド受容体及びC5a受容体に結合するための活性部位は、CHIPS分子の異なる領域内に位置する。N末端とC末端との終端、及び特に第1アミノ酸と第3アミノ酸とが、ホルミル化ペプチド受容体に対するCHIPS活性に関与する(ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)。少なくとも最初の30個のN末端アミノ酸は、CHIPSのC5aRに対する結合及びその遮断において役割を果たさない。従って、最初の30個のアミノ酸を含まないCHIPSタンパク質CHIPS31-121は、C5aR遮断活性の完全な保存を示すが、FPRに対する活性は完全に喪失している(ハース(Haas)ら、2005年、J Mol Biol 353(4):859−872頁を参照)。
ここ2〜3年の間に、FPR及びC5aRのようなケモカイン受容体は、宿主防御の他にも様々な他の炎症過程に関与することが明らかとなってきた。近年、FPRに対する様々な新規及び宿主由来のアゴニストが同定され、疾患過程におけるFPRの機能上の意義は広範となっている(レ(Le)ら、2002年、Trends Immunol 23(11):541−8頁を参照)。敗血症、虚血再灌流傷害、関節リウマチ、喘息及び免疫複合体病を含め、広範囲に及ぶ種々の疾患過程におけるC5aRの明らかな役割に関して多くの研究が行われている。動物モデルを用いた様々な実験研究により、こうした疾患過程においてC5aRを標的とすることが有利に影響することが実証された(グオ(Guo)ら、2004年、Shock 21(1):1−7頁;フーバー−ラング(Huber-Lang)ら、2001年、J Immunol 166(2):1193−1199頁;ヘラー(Heller)ら、1999年、J Immunol 163(2):985−94頁を参照)。FPR及びC5aRを特異的に阻害するCHIPS固有の特性から、このタンパク質は、FPR又はC5aR刺激が重要な役割を果たすこうした疾患における有望な候補抗炎症薬物となる。
単離されたヒト好中球及びマウス好中球による実験により、マウスC5aRに対するCHIPSの活性はヒト受容体に対する活性より少なくとも30倍低いことが示されている。マウス細胞と比較したときのヒト細胞に対する活性のこの30倍の差によって示されるとおりのCHIPSのヒト特異性は、マウス感染モデル又は他の動物モデルにおけるCHIPSの試験を阻むものである。
黄色ブドウ球菌はヒト皮膚に通常みられる片利共生生物であり、黄色ブドウ球菌により引き起こされる軽度の皮膚感染又は創傷感染は通常、自己限定的である。黄色ブドウ球菌は体のどの組織にも感染する可能性があり、ときには一次感染部位から伝播して、骨髄炎、心内膜炎、肺炎、及び敗血症などの生命を脅かすような疾患を引き起こす。CHIPS遺伝子は黄色ブドウ球菌臨床株及び健康保因者由来の株の大半に存在し、CHIPSはドハース(de Haas)らにより記載されるとおり、マウス感染モデルを使用してインビボで産生される(ハース(Haas)ら、2004年、J Exp Med 199(5):687−95頁を参照)。黄色ブドウ球菌は非常に一般的な細菌であるため、ほとんどの人が生涯のうち早期に黄色ブドウ球菌及びCHIPSタンパク質に遭遇し、それにより抗CHIPS抗体の産生がもたらされると考えられる。
本発明は、改良された特性を呈するCHIPSタンパク質の新規変異型に基づく医薬を提供しようとするものである。
本発明の第1の態様は、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus auras)の走化性阻害タンパク質(「CHIPS」)の生物活性を有するポリペプチドを提供し、このポリペプチドは配列番号1のアミノ酸配列の変異体を含んでなる。
野生型CHIPSタンパク質のアミノ酸配列は以下に示される。
FTFEPFPTNEEIESNKKMLEKEKAYKESFKNSGLPTTLGKLDERLRNYLKKGTKNSAQFEKMVILTENKGYYTVYLNTPLAEDRKNVELLGKMYKTYFFKKGESKSSYVINGPGKTNEYAY
配列番号1
野生型CHIPSタンパク質のアミノ酸配列は、データベース受託番号AAQ14339、CAG41022及びYP_041409にも開示される。
「変異体」とは、そのポリペプチドが野生型CHIPSタンパク質と100%のアミノ酸配列同一性を共有しないことを意味し、すなわち、野生型CHIPSタンパク質のアミノ酸は修飾されているはずである。例えばこのポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列と少なくとも60%の同一性、より好ましくは前記配列と少なくとも70%又は80%又は85%又は90%の同一性、及び最も好ましくは前記アミノ酸配列と少なくとも95%、96%、97%、98%又は99%の同一性を有するアミノ酸配列を含んでなり得る。
同一性パーセントは、当該技術分野において周知の方法により決定でき、例えばExpasyファシリティ・サイト(http://www.ch.embnet.org/software/LALIGN#form.html)におけるLALIGNプログラム(ファン(Huang)及びミラー(Miller)、Adv. Appl. Math. (1991年)12:337−357頁)を使用し、パラメータとして大域的アラインメント・オプション、スコアリング行列BLOSUM62、開始ギャップ・ペナルティ−14、伸長ギャップ・ペナルティ−4を用いる。
あるいは、2つのポリペプチド間の配列同一性パーセントは、好適なコンピュータ・プログラム、例えばウィスコンシン大学遺伝計算グループ(University of Wisconsin Genetic Computing Group)のGAPプログラムを使用して決定されてもよく、同一性パーセントは配列が最適に整列されたポリペプチドに関して計算されることは理解されるであろう。
一実施形態において変異体は、ポリペプチド表面に露出している1つ又は複数のアミノ酸に修飾を含んでなる。表面に露出したアミノ酸は、当該技術分野において周知の技法を使用して決定され得る(実施例Eを参照)。しかしながら、露出していないアミノ酸の修飾もまた、結果として(野生型CHIPSタンパク質と比べて)変異ポリペプチドの表面に構造的な変化をもたらし得ることは理解されるであろう。
さらなる実施形態において、野生型CHIPSタンパク質内の以下のアミノ酸の1つ又は複数が修飾される。
N31、S32、G33、L34、P35、K40、D42、R46、Y48、K50、G52、T53、K54、N55、S56、A57、Q58、K61、E67、K69、L76、N77、P79、D83、L90、K92、K100、K101、S104、K105、S107、Y108、N111及びG112。
「修飾された」とは、特定の位置におけるアミノ酸が野生型CHIPSタンパク質の天然アミノ酸と比較して改変されていることを意味する。例えば、特定の位置におけるアミノ酸が非天然であっても、欠失していても、若しくは置換されていてもよく、又は1つ若しくは複数のアミノ酸の挿入/付加部位であってもよい。アミノ酸分子はまた、他の方法、例えば化学修飾によっても修飾され得る。
このように、本発明のポリペプチドは、ペプチド結合又は修飾されたペプチド結合、例えばペプチドエステルにより互いに連結されるアミノ酸から構成され得るとともに、20個の遺伝子をコードするアミノ酸以外のアミノ酸を含み得る。例えば本ポリペプチドは、L−アミノ酸及び/又はD−アミノ酸、並びに、ヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタメート、O−ホスホセリン及びO−ホスホチロシンなどの修飾アミノ酸を含み得る。本ポリペプチドは、翻訳後修飾などの自然の過程か、又は当該技術分野において周知の化学修飾技法により修飾されてもよい。修飾は、ペプチド骨格、アミノ酸側鎖及びアミノ末端又はカルボキシ末端を含め、変異CHIPSポリペプチドのアミノ酸配列内のどこでも起こり得る。
しかしながら、一実施形態において本発明のポリペプチドは、天然L−アミノ酸を含んでなるか、又はそれらから構成される。
既知のポリペプチドの修飾型又は変異型は、当該技術分野において周知の技法を使用して産生できる(サムブルック及びラッセル(Sambrook & Russell)、2000年、「Molecular Cloning, A Laboratory Manual」、第3版、コールド・スプリング・ハーバー(Cold Spring Harbor)、ニューヨーク(New York)を参照、この文献は参照により本明細書に援用される)。例えば、部位特異的突然変異誘発により特定のアミノ酸残基に点突然変異が導入されてもよい(サムブルック及びラッセル(Sambrook & Russell)、上記、第13章を参照)。親ポリヌクレオチドの変異体を生成するためのさらなる方法は、以下に記載される。
本明細書で使用されるとき、「生物活性」は、野生型CHIPSタンパク質の生体、組織又は細胞に対する作用を指す。限定はされないが、その天然リガンドとの結合、並びに生体に直接的又は間接的な作用を引き起こすそれより下流のイベントが挙げられる。従って、CHIPSタンパク質の「生物活性」には、補体成分C5a及び/又はN−ホルミルペプチドfMLPにより誘導される好中球の走化性及び/又は活性化の阻害が含まれる。例えば保持する活性としては、C5a受容体(C5aR)の拮抗作用及び/又はホルミル化ペプチド受容体(FPR)の拮抗作用を含んでなり得る。
しかしながら、一実施形態において本発明の変異CHIPSポリペプチドはFPR結合部位を欠いている。
さらなる実施形態において、本発明のポリペプチドはインビボでCHIPSタンパク質の1つ又は複数の生物活性を呈する。
野生型CHIPSタンパク質及びその変異体の生物活性及び結合特性を決定するためのアッセイは当該技術分野において周知である(実施例を参照)。
当然ながら当業者は、本発明の第1の態様のポリペプチドが呈する生物活性のレベルが野生型CHIPSタンパク質の呈するレベルより低いことも、それと同じであることも、又はそれより高いこともある点を理解するであろう。好ましくは、本発明のポリペプチドが呈する生物活性のレベルは、野生型CHIPSタンパク質が呈するレベルの少なくとも10%、例えば少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%又はそれ以上である。より好ましくは、本発明のポリペプチドが呈する生物活性のレベルは、野生型CHIPSタンパク質の呈する生物活性と比較して同じか、又はそれ以上である。最も好ましくは、本発明のポリペプチドが呈する生物活性のレベルは、野生型CHIPSタンパク質より高い(すなわち、活性がより大きい)。例えば、本発明のポリペプチドが呈する生物活性のレベルは、野生型CHIPSタンパク質が呈するレベルの少なくとも110%、例えば少なくとも120%、130%、140%、150%、160%、170%、180%、190%、200%、250%、300%、500%又はそれ以上であり得る。
さらなる実施形態において、本発明のポリペプチドはC5aR及び/又はFRPに対して特異的な結合活性を有し、この活性は、野生型CHIPSタンパク質が呈する対応する活性と同等か、又はそれより大きい。
従って、本発明のポリペプチドはCHIPSタンパク質の生物活性のみを呈し、すなわち本ポリペプチドの活性は選択的である。例えば、本発明のポリペプチドは補体成分C5a及び/又はN−ホルミルペプチドfMLPにより選択的に誘導される好中球の走化性及び/又は活性化を阻害し得る。「選択的である」とは、ポリペプチドの前記生物活性を阻害する程度が、細胞中の他のタンパク質の活性を調節する程度より大きいことを意味する。従って、このポリペプチドは好ましくは野生型CHIPSタンパク質の生物活性のみを阻害するが、細胞内の他のタンパク質の発現及び活性も選択的阻害による結果として下流で変化し得ることは理解されるであろう。従って本出願人らは、細胞過程に対し非特異的作用を有する作用物質は排除する。
本発明の第1の態様のさらに別の実施形態において、本ポリペプチドは、1つ又は複数の表面エピトープが修飾されている野生型CHIPSタンパク質の変異体である。かかる修飾は、直接的であるか(すなわちエピトープそれ自体のなかのアミノ酸の修飾)、又は間接的であるか(すなわちエピトープのアミノ酸の修飾ではないが、修飾されると、エピトープ内のアミノ酸又はかかるエピトープの構造の修飾がもたらされる)、いずれもあり得る。
「表面エピトープ」とは、CHIPS抗原への曝露に応答して産生される抗CHIPS抗体及び/又は黄色ブドウ球菌への曝露に応答して産生される抗体により認識される野生型CHIPSタンパク質の表面に露出したアミノ酸残基のコンホメーションを意味する。
例えば、表面エピトープは以下のエピトープ群から選択され得る。
Figure 2009534026
Figure 2009534026
誤解を避けるためにいえば、上記の例示的突然変異は非限定的である。
上記のエピトープのリストは必ずしも包括的なものではないことは理解されるであろう。野生型CHIPSタンパク質の表面上には他のエピトープが存在し得る。例えば、以下のアミノ酸、
N31、S32、G33、K50、K61、S104、N111及びG112;
N55、K100、S107、S108;
K69、L34、P35、K92及びE67;及び
K69、L34、L90、P35、K92及びE67
が1つ又は複数の追加的な表面エピトープの一部をなし得る。
さらに当業者は、上記の表面エピトープの1つ又は複数が変異している「親」CHIPSポリペプチドは、配列番号1の野生型CHIPS配列、又はその断片若しくは変異体(例えば、配列番号1のアミノ酸1〜112、アミノ酸1〜114又はアミノ酸31〜113)であり得ることを理解するであろう。
本発明の第1の態様の別の実施形態において、本ポリペプチドは配列番号1に対し以下のアミノ酸、
N31、S32、G33、L34、P35、K40、D42、R46、Y48、K50、G52、T53、K54、N55、S56、A57、Q58、K61、E67、K69、L76、N77、P79、D83、L90、K92、K100、K101、S104、K105、S107、Y108、N111及びG112
の1つ又は複数においてアミノ酸置換を含んでなる。
当業者は、この置換が保存的であっても、又は非保存的であってもよいことを理解するであろう。「保存的置換」とは、Gly,Ala;Val,Ile,Leu;Asp,Glu;Asn,Gln;Ser,Thr;Lys,Arg;及びPhe,Tyrなどの組み合わせを意図する。
例えば、本ポリペプチドは野生型配列に対し以下のアミノ酸突然変異、
N31A、S32A、G33A、L34A、P35A、Y48A、Y48H、K50N、G52A、T53A、N55A、S56A、K61A、K69A、P79A、L90A、L90P、K92R、K100R、S104Y、S107A、Y108、N111I、N111K及びG112V
の1つ又は複数を含んでなり得る。
本発明の第1の態様の特定の実施形態において、本ポリペプチドのヒトにおける免疫原性は野生型CHIPSタンパク質より低い。
「免疫原性」とは、宿主生物において免疫応答を誘発する(すなわち抗ポリペプチド抗体を産生する)ポリペプチドの能力を意味する。好ましくは本ポリペプチドのヒトにおける免疫原性は、野生型CHIPSタンパク質より低い。
免疫原性は当該技術分野において周知の方法により測定され得る。例えば、ウサギ又は他の動物種(マウス、ラット、モルモット、イヌ等)が本発明のポリペプチドで免疫され、免疫複合体の形成が測定されてもよい。理想的には、種特異的な効果を排除するため、免疫応答はいくつかの異なる種で試験される。ヒトにおいて考えられ得る免疫原性を評価するための好適な一方法は、ヒト抗CHIPS IgGの精製、及び例えばELISAを使用した、変異ポリペプチドのかかる抗体に対する親和性の測定を伴う(下記の実施例を参照)。
さらなる実施形態において、本発明のポリペプチドは好中球のC5a誘導性活性化の阻害能及び好中球のfMLP誘導性活性化の阻害能を有する。かかる阻害は部分的であることも、又は完全なこともある。従って、好中球のC5a誘導性活性化及び/又は好中球のfMLP誘導性活性化は本発明のポリペプチドに応答して、本ポリペプチドの不在下における活性化と比較して少なくとも10%、例えば少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、及び好ましくは100%阻害され得る。
野生型CHIPSタンパク質は121個のアミノ酸を含む(chb遺伝子産物からの28アミノ酸シグナルペプチドの切断後)。しかしながら、当業者は本発明のポリペプチドが任意の長さであり得ることを理解するであろう。例えば、本ポリペプチドは121個より多い、又は少ないアミノ酸を含んでなってもよく、又はそれらから構成されてもよく、或いは121個ちょうどのアミノ酸を含んでなってもよく、又はそれらから構成されてもよい。好ましくは本ポリペプチドは500アミノ酸長より短く、例えば400、300、200、150、140、130、125、121、120、119、118、117、116、115、114、113、112、111、110、109、108、107、106、105、104、103、102、101、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、40、30以下のアミノ酸長より短い。
例えば本ポリペプチドは、110〜130アミノ酸長、例えば110〜120アミノ酸長、例えば111、112、113、114、115、116、117、118又は119アミノ酸長であり得る。一実施形態において、本ポリペプチドは112アミノ酸長である。
本発明の第1の態様のさらなる実施形態において、本ポリペプチドは配列番号1のアミノ酸配列の断片、又はその変異体を含んでなるか、又はそれらから構成される。
「断片」とは、配列番号1のアミノ酸配列の少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、105、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119又は120個の連続したアミノ酸を含む。例えば本ポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列のアミノ酸1〜114、アミノ酸31〜112、アミノ酸31〜113又はアミノ酸31〜121の変異配列を含んでなってもよく、又はそれらから構成されてもよい。
本発明の第1の態様の例示的実施形態において、本ポリペプチドは、以下の修飾、
(a)K40E、K69A、N111K及びG112V;
(b)G112V;
(c)K54R、K69R、K100R及びK105R;
(d)K40N及びK92R;
(e)S104Y及びN111I;
(f)K69A及びG112V;
(g)K69T;
(h)Y48H、D83G及びL90P;
(i)K50N;
(j)K69A、K100R及びK101R;
(k)K69A;
(l)N31A;
(m)S32A;
(n)G33A;
(o)L34A;
(p)P35A;
(q)Y48A;
(r)G52A;
(s)T53A;
(t)N55A;
(u)S56A;
(v)E67A;
(w)P79A;
(x)L90A;
(y)S107A;及び
(z)Y108A
又は前記修飾の組み合わせを有する配列番号1のアミノ酸1〜112を含んでなるか、又はそれらから構成される。
さらなる実施形態において、本ポリペプチドは1つ又は複数の追加的なアミノ酸を含んでなるか、又はそれらから構成され、このアミノ酸は配列番号1のアミノ酸配列内のN末端若しくはC末端のいずれか、又はその内部に挿入される。例えば、本ポリペプチドは少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、15又は20個の追加的なアミノ酸を含んでなってもよく、又はそれらから構成されてもよい。有利には、追加的なアミノ酸は配列番号1のアミノ酸配列のC末端に位置する。
本発明のかかる実施形態の一例は、以下の修飾、
K40E、K69A、N111K及びG112V
を有する配列番号1のアミノ酸1〜112を含んでなるか、又はそれらから構成されるポリペプチドである。
さらなる実施形態において、本発明のポリペプチドは野生型配列(すなわち配列番号1)に対し以下のアミノ酸突然変異、
K40、D42、K50、K69、N77、D83、L90、K92、K100、K105、N111及びG112
の1つ又は複数を含んでなる。
例えば、本ポリペプチドは野生型配列に対し以下のアミノ酸突然変異、
K40E、K40N、D42V、K50N、K69R、N77Y、D83G、L90P、K92R、K100R、K105R、N111K、N111I及びG112V
の1つ又は複数を含んでなってもよく、又はそれらから構成されてもよい。
従って本ポリペプチドは、以下の修飾、
(a)K50N、K69R、N77Y、K92R、N111K及びG112V;
(b)K40E、D42V、N77Y、K100R、K105R、N111K及びG112V;
(c)K50N、N77Y、K92R、N111K及びG112V;
(d)K40E、D42V、N77Y、N111K及びG112V;
(e)K40E、D42V、N77Y、K92R、N111K及びG112V;
(f)K50N、N77Y、N111K及びG112V;
(g)K40E、D42V、K50N、N77Y、K92R、N111K及びG112V;
(h)K40N、K50N、N77Y、K92R及びN111I;
(i)K40N、N77Y、D83G、L90P、N111K及びG112V;及び
(j)K50N、N77Y、K92R、K100R及びN111I
及びこれらの組み合わせを有する配列番号1のアミノ酸1〜112から構成されるポリペプチドからなる群から選択され得る。
代替的実施形態において、上記の(a)〜(j)で定義されるポリペプチドはC末端に2つの追加的なアミノ酸、例えばアミノ酸113位に「R」とアミノ酸114位に「S」とを含んでなってもよい。
本発明のポリペプチドは、当業者に周知の方法により作成され得る(例えば、サムブルック及びラッセル(Sambrook & Russell)、2000年、「Molecular Cloning, A Laboratory Manual」、第3版、コールド・スプリング・ハーバー(Cold Spring Harbor)、ニューヨーク(New York)を参照、この文献は参照により本明細書に援用される)。
簡潔には、核酸分子を含んでなる発現ベクターが構築され得、この核酸分子は然るべき宿主中でそれがコードするポリペプチドを発現させる能力を有する。
核酸分子、特にDNAをベクターに対し、例えば相補的な粘着末端を介して機能的に連結するための様々な方法が開発されている。例えば、相補的ホモポリマートラクトを、ベクターDNA中に挿入されるDNAセグメントに付加できる。次にベクターとDNAセグメントとが相補的ホモポリマーの末端間の水素結合により繋ぎ合わされ、組換えDNA分子が形成される。
1つ又は複数の制限部位を含む合成リンカーが、DNAセグメントをベクターに繋ぎ合わせる代替的方法を提供する。例えば制限エンドヌクレアーゼ消化により生成されるDNAセグメントはバクテリオファージT4 DNAポリメラーゼ又は大腸菌(E. coli)DNAポリメラーゼIで処理され、これらの酵素は、その3'−5'エキソヌクレアーゼ活性で一本鎖3'突出末端を除去するとともに、その重合活性で3'陥没末端を埋める。
従ってこれらの活性の組み合わせにより、平滑末端化されたDNAセグメントが生じる。平滑末端化されたセグメントは次に、高モル過剰のリンカー分子と共に、平滑末端化されたDNA分子のライゲーションを触媒可能な酵素、例えばバクテリオファージT4 DNAリガーゼの存在下でインキュベートされる。従って、反応産物はポリマーリンカー配列を末端にもつDNAセグメントである。こうしたDNAセグメントは、次に然るべき制限酵素により切断され、DNAセグメントの末端と適合する末端を産生する酵素により切断された発現ベクターにライゲートされる。
様々な制限エンドヌクレアーゼ部位を含む合成リンカーが、インターナショナル・バイオテクノロジーズ社(International Biotechnologies Inc.)、米国コネチカット州ニュー・ヘブン(New Haven)を含む数多くの供給元から市販されている。
本発明のポリペプチドをコードするDNAの望ましい修飾方法は、PCRの使用である。この方法を用いて、例えば好適な制限部位で操作することによりDNAを好適なベクターに導入してもよく、又はこの方法を用いて、当該技術分野において周知のの他の有用な手段によりDNAを修飾してもよい。
この方法では、酵素的に増幅されるDNAが2つの特異的プライマーに隣接して置かれ、これらのプライマーはそれ自身が増幅されたDNAに組み込まれることになる。前記特異的プライマーは制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含んでもよく、これを用いることで当該技術分野において周知の方法を使用した発現ベクターへのクローニングが可能となる。
次にDNA(又はレトロウイルス・ベクターの場合にはRNA)を好適な宿主中で発現させて、本発明の化合物を含んでなるポリペプチドを産生する。従って、ポリペプチドをコードするDNAは、本明細書に含まれる教示を考慮して適切に修正した公知の技法に従い使用することで発現ベクターを構築でき、次にこの発現ベクターを使用して然るべき宿主細胞を形質転換すると、本発明の化合物が発現及び産生される。かかる技法としては、1984年4月3日発行のラター(Rutter)らに対する米国特許第4,440,859号明細書、1985年7月23日発行のワイスマン(Weissman)に対する米国特許第4,530,901号明細書、1986年4月15日発行のクラウル(Crowl)に対する米国特許第4,582,800号明細書、1987年6月30日発行のマーク(Mark)らに対する米国特許第4,677,063号明細書、1987年7月7日発行のゲーデル(Goeddel)に対する米国特許第4,678,751号明細書、1987年11月3日発行のイタクラ(Itakura)らに対する米国特許第4,704,362号明細書、1987年12月1日発行のマレー(Murray)に対する米国特許第4,710,463号明細書、1988年7月12日発行のトゥーレJr.(Toole, Jr.)らに対する米国特許第4,757,006号明細書、1988年8月23日発行のゲーデル(Goeddel)らに対する米国特許第4,766,075号明細書及び1989年3月7日発行のストーカー(Stalker)に対する米国特許第4,810,648号明細書(これらは参照により本明細書に援用される)に記載されるものが挙げられる。
本発明の化合物を構成するポリペプチドをコードするDNA(又はレトロウイルス・ベクターの場合にはRNA)は、然るべき宿主に導入するために多種多様な他のDNA配列に繋ぎ合わせてもよい。相手となるDNAは、宿主の性質、DNAの宿主への導入手法、及びエピソームの維持又は組込みが所望であるかどうかに依存するであろう。
一般にDNAは、適切な方向性及び発現に妥当な読み枠で、プラスミドなどの発現ベクターに挿入される。必要であれば、DNAは所望の宿主により認識される然るべき転写及び翻訳調節性の制御ヌクレオチド配列と連結されてもよいが、かかる制御は一般に発現ベクターにおいて可能である。次にベクターは標準的な技法により宿主に導入される。一般には、宿主の全てがベクターにより形質転換されるわけではない。それゆえ、形質転換宿主細胞の選択が必要となるであろう。ある選択技法は、任意の必要な制御因子による、形質転換細胞中で抗生物質耐性などの選択可能な形質をコードするDNA配列の発現ベクターへの導入を伴うものである。あるいは、かかる選択可能な形質の遺伝子が別のベクター上にあって、これを使用して所望の宿主細胞を同時形質転換し得る。
本発明の発現ベクターにより形質転換された宿主細胞は次に、本明細書に開示される教示を考慮のうえ、十分な時間にわたり、且つ当業者に周知の然るべき条件下で培養されることによりポリペプチドの発現が可能となり、次にこれが回収され得る。
多くの発現系が知られており、細菌(例えば、大腸菌及び枯草菌(Bacillus subtilis))、酵母(例えば出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae))、糸状菌類(例えばアスペルギルス属(Aspergillus))、植物細胞、動物細胞及び昆虫細胞が挙げられる。
ベクターは典型的には、そのベクターが他の非原核生物の細胞型における発現のために使用されるものであったとしても、ColE1 oriなどの原核生物中で増殖するための原核生物レプリコンを含む。ベクターはまた、大腸菌などの、共に形質転換される細菌宿主細胞中において遺伝子の発現(転写及び翻訳)の誘導能を有する原核生物プロモーターなどの然るべきプロモーターを含み得る。
プロモーターは、RNAポリメラーゼの結合及び転写を生じさせることのできるDNA配列により形成される発現制御因子である。例示的細菌宿主と適合するプロモーター配列は、典型的には本発明のDNAセグメントの挿入に好都合な制限部位を含むプラスミド・ベクター中に提供される。
典型的な原核生物ベクター・プラスミドは、バイオラド・ラボラトリーズ(Biorad Laboratories)、(米国カリフォルニア州リッチモンド(Richmond))から入手可能なpUC18、pUC19、pBR322及びpBR329、及びファーマシア(Pharmacia)、米国ニュージャージー州ピスカタウェイ(Piscataway)から入手可能なpTrc99A及びpKK223−3である。特に好ましい原核生物ベクター・プラスミドとしては、pRSET及びpHIP(インビトロジェン(Invitrogen)、米国カリフォルニア州)が挙げられる。
典型的な哺乳動物細胞ベクター・プラスミドは、ファーマシア(Pharmacia)、米国ニュージャージー州ピスカタウェイ(Piscataway)から入手可能なpSVLである。このベクターはSV40後期プロモーターを使用してクローン化遺伝子の発現を駆動し、COS−1細胞などのT抗原産生細胞で最高レベルの発現が見られる。
誘導性の哺乳動物発現ベクターの例はpMSGであり、これもまたファーマシア(Pharmacia)から入手可能である。このベクターはマウス乳腺腫瘍ウイルス長鎖末端反復配列のグルココルチコイド誘導性プロモーターを使用してクローン化遺伝子の発現を駆動する。
有用な酵母プラスミド・ベクターはpRS403−406及びpRS413−416であり、一般にストラタジーン・クローニング・システムズ(Stratagene Cloning Systems)、米国カリフォルニア州ラ・ホーヤ(La Jolla)92037から入手可能である。プラスミドpRS403、pRS404、pRS405及びpRS406は酵母組込みプラスミド(YIps)であり、酵母選択可能マーカーHIS3、TRP1、LEU2及びURA3を取り込む。プラスミドpRS413−416は酵母セントロメア・プラスミド(Ycps)である。
他のベクター及び発現系が、様々な宿主細胞用として当該技術分野において周知である。
宿主細胞は原核生物か、又は真核生物であり得る。細菌細胞は好ましい原核生物宿主細胞であり、典型的には大腸菌の株、例えば、ベテスダ・リサーチ・ラボラトリーズ社(Bethesda Research Laboratories Inc.)、米国メリーランド州ベテスダ(Bethesda)から入手可能な大腸菌株DH5、及び米国メリーランド州ロックビル(Rockville)のアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection)(ATCC)から入手可能なRR1(ATCC番号31343)である。好ましい真核生物宿主細胞としては、酵母、昆虫及び哺乳動物細胞、好ましくは脊椎動物細胞、例えばマウス、ラット、サル又はヒトの線維芽細胞系及び腎臓細胞系由来のものなどが挙げられる。酵母宿主細胞としては、YPH499、YPH500及びYPH501が挙げられ、これらは一般に、ストラタジーン・クローニング・システムズ(Stratagene Cloning Systems)、米国カリフォルニア州ラ・ホーヤ(La Jolla)92037から入手可能である。好ましい哺乳動物宿主細胞としては、CRL1658としてATCCから入手可能なチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、ヒト胎児腎臓細胞である293細胞、及びNS0細胞が挙げられる。好ましい昆虫細胞は、バキュロウイルス発現ベクターをトランスフェクトできるSf9細胞である。
本発明のDNAコンストラクトによる然るべき細胞宿主の形質転換は、典型的には使用されるベクターの種類に応じた周知の方法により達成される。原核生物宿主細胞の形質転換に関しては、例えば、コーエン(Cohen)ら(1972年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 69、2110頁及びサムブルック(Sambrook)ら(1989年)「Molecular Cloning, A Laboratory Manual」、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー(Cold Spring Harbor Laboratory)、コールド・スプリング・ハーバー(Cold Spring Harbor)、ニューヨーク州を参照のこと。酵母細胞の形質転換は、シャーマン(Sherman)ら(1986年)「Methods In Yeast Genetics, A Laboratory Manual」、コールド・スプリング・ハーバー(Cold Spring Harbor)、ニューヨーク州に記載される。ベッグズ(Beggs)(1978年)Nature 275、104−109頁の方法もまた有用である。脊椎動物細胞に関しては、かかる細胞のトランスフェクションに有用な試薬、例えばリン酸カルシウム及びDEAEデキストラン又はリポソーム製剤が、ストラタジーン・クローニング・システムズ(Stratagene Cloning Systems)、又はライフ・テクノロジーズ社(Life Technologies Inc.)、米国メリーランド州ゲイサーズバーグ(Gaithersburg)20877から入手可能である。
電気穿孔もまた、細胞の形質転換及び/又はトランスフェクションに有用であり、酵母細胞、細菌細胞、昆虫細胞及び脊椎動物細胞を形質転換するためのものとして当該技術分野において周知である。
例えば、多くの細菌種が、参照により本明細書に援用されるルシャンスキー(Luchansky)ら(1988年)Mol. Microbiol. 2、637−646頁に記載される方法により形質転換され得る。2.5PEB中に懸濁されたDNA−細胞混合物を25μFDで6250V/cmを使用して電気穿孔した後は、常に最も多くの形質転換体が回収される。
電気穿孔による酵母の形質転換方法は、ベッカー及びグアレンテ(Becker & Guarente)(1990年)Methods Enzymol. 194、182頁に開示される。
形質転換に成功した細胞、すなわち本発明のDNAコンストラクトを含む細胞は、周知の技法により同定できる。例えば、本発明の発現コンストラクトを導入する結果生じる細胞は、成長すると本発明のポリペプチドを産生できる。細胞は回収及び溶解して、そのDNA含量をDNAの存在について、サザン(Southern)(1975年)J. Mol. Biol. 98、503頁又はベレント(Berent)ら(1985年)Biotech. 3、208頁により記載されるような方法を使用して調べることができる。あるいは、上清中のタンパク質の存在を以下に記載されるとおりの抗体を使用して検出できる。
組換えDNAの存在について直接アッセイすることに加え、その組換えDNAがタンパク質の発現の誘導能を有する場合には、形質転換の成功は周知の免疫学的方法により確認できる。例えば、発現ベクターによる形質転換が成功した細胞は、然るべき抗原性を提示するタンパク質を産生する。
形質転換されていると思われる細胞の試料が回収され、タンパク質について好適な抗体を使用してアッセイされる。
宿主細胞は、非ヒト動物体内の宿主細胞であり得る。従って、導入遺伝子の存在により本発明の第1の態様に係る化合物(又はその結合部分)を発現するトランスジェニック非ヒト動物が含まれる。好ましくは、トランスジェニック非ヒト動物は、マウスなどのげっ歯類である。トランスジェニック非ヒト動物は、当該技術分野において周知の方法を使用して作成できる。
宿主細胞の培養方法及び組換えタンパク質の単離方法は、当該技術分野において周知である。宿主細胞に応じて、産生される本発明の化合物(又はその結合部分)は異なり得ることは理解されるであろう。例えば、酵母又は細菌細胞などの特定の宿主細胞は、翻訳後修飾系を有しないか、又は異なる翻訳後修飾系を有し、その結果、翻訳後に異なる方法で修飾され得る形態の本発明の化合物(又はその結合部分)が産生される。
本発明の化合物(又はその結合部分)は哺乳動物細胞などの真核生物系で産生されることが好ましい。
次善として好ましい実施形態に従えば、本発明の化合物(又はその結合部分)は、市販のインビトロ翻訳系、例えば、ウサギ網状赤血球溶解液又は小麦胚芽溶解液(プロメガ(Promega)から入手可能)を使用してインビトロで産生できる。好ましくは、翻訳系はウサギ網状赤血球溶解液である。好都合には、翻訳系は転写系、例えばTNT転写−翻訳系(プロメガ(Promega))と結合させ得る。この系は、好適なmRNA転写産物をコードDNAポリヌクレオチドから翻訳と同じ反応で産生するという利点を有する。
従って、本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様に係るポリペプチドをコードする核酸分子を提供する。一実施形態において、核酸分子はDNA分子である。有利には、核酸分子は、本発明のポリペプチドを発現させる宿主細胞により認識可能なシグナルペプチドをさらに含んでなる。
本発明の第3の態様は、本発明の第2の態様に係る核酸分子を含んでなるベクターを提供する。一実施形態において、ベクターは発現ベクター(pRSET及びpHIPなど)である。
本発明の第4の態様は、本発明の第2の態様に係る核酸分子又は本発明の第3の態様に係るベクターを含んでなる宿主細胞を提供する。
一実施形態において、宿主細胞は大腸菌細胞である。
本発明の第5の態様は、本発明の第1の態様に係るポリペプチドを産生するための方法を提供し、この方法は、本ポリペプチドが発現する条件下における本発明の第2の態様に係る核酸分子又は本発明の第3の態様に係るベクターを含んでなる宿主細胞集団の培養、及びそこからのポリペプチドの単離を含んでなる。発現したポリペプチドを「単離する」とは、培養培地から細胞残屑などの不純物の一部又は全部を除去することを含む。一実施形態において、本ポリペプチドは実質的に純粋である。
当業者は、本発明のポリペプチドが好ましくは化合物と薬学的に許容可能な担体とを含んでなる医薬組成物の形態で提供されることを理解するであろう。従って、本発明の第6の態様は、本発明の第1の態様に係るポリペプチドを含んでなる薬理組成物を提供する。
「薬学的に許容可能」とは、その製剤が無菌且つパイロジェンフリーであることを含む。好適な医薬担体は薬学分野において周知である。担体は、本発明の化合物と適合し、且つその被投与者にとって有害でないという意味で「許容可能」でなければならない。典型的には、担体は無菌且つパイロジェンフリーの水又は生理食塩水であり得るが、他の許容可能な担体が使用されてもよい。従って、「薬学的に許容可能な担体」及び「薬学的に許容可能な賦形剤」としては製剤の一部の形成に使用される任意の化合物が挙げられ、これは単に担体として作用することが意図され、すなわち、生物活性それ自体を有することは意図されない。薬学的に許容可能な担体又は賦形剤は一般に安全で非毒性、且つ生物学的にもその他の観点からも不都合のないものである。薬学的に許容可能な担体又は賦形剤は本明細書で使用されるとき、1つ及び2つ以上のいずれのかかる担体又は賦形剤も含む。
本発明のポリペプチドは、使用される化合物の効力/毒性に応じて様々な濃度で調合できる。好ましくは、製剤は本発明の薬剤を、0.1μM〜1mM、より好ましくは1μM〜100μM、5μM〜50μM、10μM〜50μM、20μM〜40μM、及び最も好ましくは約30μMの濃度で含んでなる。インビトロ適用では、製剤はより低濃度、例えば0.0025μM〜1μMの本発明の化合物を含んでなる。
当業者は、本医薬及び薬剤(すなわちポリペプチド)が一般的には、目的とする投与経路及び標準的な薬務に関して選択される好適な医薬賦形剤、希釈剤又は担体との混和物として投与されるであろうことを理解するであろう(例えば、「Remington: The Science and Practice of Pharmacy」、第19版、1995年、アルフォンソ・ジェナーロ(Alfonso Gennaro)編、マック・パブリッシング・カンパニー(Mack Publishing Company)、米国ペンシルベニア州(Pennsylvania)を参照のこと。この文献は参照により本明細書に援用される)。
例えば、本医薬及び薬剤は、即時放出、遅延放出又は制御放出適用のため、香味剤又は着色剤を含有し得る錠剤、カプセル、オビュール(ovule)、エリキシル剤、溶液又は懸濁液の形態で、経口投与、経口腔粘膜投与、又は舌下投与できる。医薬及び薬剤はまた、海綿体内注射を介して投与されてもよい。
かかる錠剤は、微結晶性セルロース、ラクトース、クエン酸ナトリウム、炭酸カルシウム、二塩基性リン酸カルシウム及びグリシンなどの賦形剤、デンプン(好ましくはトウモロコシ、ジャガイモ又はタピオカデンプン)、デンプングリコール酸ナトリウム、クロスカルメロースナトリウム及びある種の複合ケイ酸塩などの崩壊剤、及びポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、スクロース、ゼラチン及びアカシアなどの顆粒結合剤を含有し得る。加えて、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸、ベヘン酸グリセリル及びタルクなどの潤滑剤が含まれ得る。
同様の種類の固形組成物はまた、ゼラチンカプセル中の充填剤としても用られ得る。これに関連して好ましい賦形剤としては、ラクトース、デンプン、セルロース、乳糖又は高分子量ポリエチレングリコールが挙げられる。水性懸濁液及び/又はエリキシル剤については、本発明の化合物は様々な甘味剤又は香味剤、着色物質又は色素と、乳化剤及び/又は懸濁剤と、及び希釈剤、例えば、水、エタノール、プロピレングリコール及びグリセリンなどと、並びにこれらの組み合わせと混和されてもよい。
本発明の医薬及び薬剤はまた、非経口的に、例えば、静脈内、関節内、動脈内、腹腔内、髄腔内、脳室内、胸骨内、頭蓋内、筋肉内若しくは皮下にも投与でき、又は注入技法により投与されてもよい。本発明の医薬及び薬剤は滅菌水溶液の形態での使用に最も適しており、滅菌水溶液は他の物質、例えば、溶液を血液と等張にするのに十分な塩又はグルコースを含有し得る。必要であれば、水溶液は好適に(好ましくはpH3〜9に)緩衝されなければならない。無菌条件下での好適な非経口製剤の調製は、当業者に周知の標準的な製薬技法により容易に達成される。
非経口投与に好適な製剤としては、抗酸化剤、緩衝液、静菌剤及びその製剤を対象の被投与者の血液と等張にする溶質を含有し得る水性及び非水性の無菌注射溶液と、懸濁剤及び増粘剤を含み得る水性及び非水性の無菌懸濁液とが挙げられる。製剤は単位用量又は頻回用量容器、例えば密封されたアンプル及びバイアルに提供されてもよく、及び使用直前に無菌液体担体、例えば注射用水を添加すればよいだけのフリーズドライ(凍結乾燥)条件下で保存してもよい。即時使用できる注射溶液及び懸濁液は、既述の種類の無菌粉末、顆粒及び錠剤から調製され得る。
ヒト患者への経口及び非経口投与について、本医薬及び薬剤の1日投薬量レベルは、通常成人1人当たり1〜1000mg(すなわち約0.015〜15mg/kg)で、単回用量又は分割用量で投与され得る。
本医薬及び薬剤はまた、鼻腔内投与又は吸入投与もでき、好都合には、乾燥粉末インヘラー又はエアロゾル噴霧調製剤の形態で、加圧容器、ポンプ、スプレー又はネブライザーから、好適な噴射剤、例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エタン、ヒドロフルオロアルカン、例えば1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFA134A3又は1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFA227EA3)、二酸化炭素又は他の好適な気体などを使用して送達される。加圧エアロゾルの場合、投薬量単位は定量を送達するためのバルブを提供することにより決定され得る。加圧容器、ポンプ、スプレー又はネブライザーは、例えばエタノールと噴射剤との混合物を溶媒として用いて活性化合物の溶液又は懸濁液を含むことができ、さらにこの混合物は潤滑剤、例えば三オレイン酸ソルビタンを含有してもよい。インヘラー又は吸入器用のカプセル及びカートリッジ(例えば、ゼラチンから作製される)は、本発明の化合物とラクトース又はデンプンなどの好適な粉末基剤との粉末混合物を含有するよう調合され得る。
エアロゾル又は乾燥粉末製剤は好ましくは、各定量又は「一服」が、患者に送達するため少なくとも1mgの本発明の化合物を含有するよう配合される。エアロゾルを含む総1日量は患者ごとに異なり得るとともに、単回用量で、又は多くの通例としては1日を通じた分割用量で投与され得ることは理解されるであろう。
あるいは、本医薬及び薬剤は坐薬又はペッサリーの形態で投与でき、又はローション、溶液、クリーム、軟膏若しくは散剤の形態で局所的に施用されてもよい。本発明の化合物はまた、例えば皮膚パッチの使用により、経皮的にも投与され得る。本発明の化合物はまた、眼内経路によって投与されてもよい。
皮膚への局所的な施用について、本医薬及び薬剤は、例えば、鉱油、流動ワセリン、白色ワセリン、プロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン化合物、乳化ワックス及び水のうち1つ又は複数との混合物中に懸濁又は溶解された活性化合物を含有する好適な軟膏として調合できる。あるいは、本医薬及び薬剤は、例えば、鉱油、モノステアリン酸ソルビタン、ポリエチレングリコール、流動パラフィン、ポリソルベート60、セチルエステルワックス、セテアリルアルコール、2−オクチルドデカノール、ベンジルアルコール及び水のうち1つ又は複数の混合物中に懸濁又は溶解された好適なローション又はクリームとして調合できる。
口内の局所投与に好適な製剤としては、香味基剤、通常はスクロース及びアカシア又はトラガカント中に活性成分を含んでなるロゼンジ、ゼラチン及びグリセリン、又はスクロース及びアカシアなどの不活性基剤中に活性成分を含んでなるトローチ、及び好適な液体担体中に活性成分を含んでなる洗口剤が挙げられる。
本医薬及び薬剤がポリペプチドの場合、マイクロスフェアなどの徐放性の薬物送達系を使用することが好ましくあり得る。こうした送達系は注射の頻度を低減するよう特別に設計される。かかる送達系の例はNutropin Depotであり、これは組換えヒト成長ホルモン(rhGH)を生分解性マイクロスフェア中に封入したもので、注射されるとrhGHをある持続時間にわたり徐々に放出する。
徐放性免疫グロブリン組成物もまた、リポソームに捕捉された免疫グロブリンを含む。免疫グロブリンを含有するリポソームは、それ自体周知の方法により調製される。例えばエプステイン(Epstein)ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:3688−92頁(1985年);ホワン(Hwang)ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77:4030−4頁(1980年);米国特許第4,485,045号明細書;同第4,544、545号明細書;同第6,139,869号明細書;及び同第6,027,726号明細書を参照のこと。通常、リポソームは小さく(約200〜約800オングストローム)、単層タイプであり、そのなかの脂質含量は約30モルパーセント(mol.%)コレステロールより多いが、その割合は最適な免疫グロブリン治療に対し調節して選択される。
あるいは、ポリペプチド医薬及び薬剤は、外科的に植え込まれる器具により投与でき、器具が薬物を所要の部位に直接放出する。
電気穿孔療法(EPT)システムもまた、タンパク質及びポリペプチドの投与に用いることができる。パルス電界を細胞に印加する器具により、細胞膜の薬物に対する透過性が増加し、結果として細胞内薬物送達が大幅に亢進する。
タンパク質及びポリペプチドはまた、エレクトロインコーポレーション(electroincorporation)(EI)により送達できる。EIは皮膚の表面上の直径30ミクロンまでの小さい粒子が、電気穿孔で使用されるものと同じか、又は類似した電気パルスを受けると生じる。EIにおいては、こうした粒子は角質層を貫通して皮膚のより深い層へと送り込まれる。粒子は薬物又は遺伝子を取り込むか、若しくはそれでコーティングすることができ、又は単純に、薬物が侵入できる孔を皮膚に生じさせる「弾丸」として働くことができる。
タンパク質及びポリペプチド送達の代替的方法は、注射用感熱性ReGelである。体温未満ではReGelは注射液だが、体温では直ちに、既知の安全な生分解性ポリマーを徐々に侵食してそのなかに溶解するゲル状貯留体を形成する。活性薬物は時間の経過に伴い生体高分子が溶解するに従い送達される。
タンパク質及びポリペプチド医薬品は経口的にも送達できる。かかる送達系の1つは、ビタミンB12を経口摂取したときの体内の自然の過程を用いてタンパク質及びポリペプチドを同時送達する。ビタミンB12摂取系に乗ることにより、タンパク質又はポリペプチドは腸壁を通じて移動できる。ビタミンB12類似体と薬物との間で複合体が生成され、これは複合体のビタミンB12部分で内因子(IF)に対する著しい親和性を、及び複合体の薬物部分において著しい生物活性を、双方とも保持する。
従って本発明の一態様は、医薬用の本発明の第1の態様に係るポリペプチドを提供する。
本発明のさらなる態様は、本発明の第1の態様に係るポリペプチドの、補体5a(C5a)及び/又はN−ホルミルペプチドfMLPの生物活性を阻害するための医薬の調製における使用を提供する。
アナフィラトキシンC5aは多様な炎症反応を媒介する。C5aはC5aRに作用することで食細胞の活性化及び動員において重要な役割を果たすとともに、侵入微生物の有効なクリアランスに不可欠である。近年、C5aは組織傷害及び臓器不全につながる重篤な炎症症候群のような破壊的な炎症過程においても重要な役割を果たすことが明らかになってきた。加えて、C5aはまた、正常な器官発生、様々な細胞系列の初期分化、及び細胞のアポトーシス死からの保護に影響を及ぼすいくつかの他の生物学的過程とも関連付けられている(表1を参照)。
Figure 2009534026
ヒトホルミルペプチド受容体(FPR)及びその変異体FPRL−1(FPR様1)及びFPRL−2(FPR様2)は、7つの膜貫通ドメインGiタンパク質共役受容体に属する。双方の受容体とも好中球及び単球に高レベルで存在する。FPRは高親和性ホルミルペプチド受容体として、及びFPRL−1は高濃度のfMLPによってのみ活性化することに基づき、低親和性受容体として定義される。天然におけるホルミルペプチドの唯一の供給源は細菌及びミトコンドリアタンパク質合成であるため、これらの受容体は細菌侵入又は組織傷害の部位に食細胞を動員する媒介物として作用すると考えられる。これは、FPRノックアウトマウスがリステリア菌(Listeria monocytogenes)に感染しやすいという知見により支持される。また、機能不全のFPR対立遺伝子は局在化した若年性歯周炎とも関連付けられている。
ここ数年間で、これらの受容体の多数の非ホルミル化ペプチドリガンドが同定されている(表2を参照)。これらのリガンドは、ランダム・ペプチド・ライブラリ、内因性の供給源及び病原体をはじめとする種々の供給源に由来する。そのなかには、アルツハイマー病、アミロイドーシス及びプリオン病を含むヒト疾患と関連付けられるものもある。従って、ホルミルペプチド受容体は種々の炎症過程の処置における標的である。
Figure 2009534026
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従って、本ポリペプチドはC5aR及び/又はFRPでアンタゴニストとして作用する医薬の調製に使用するためのものである。好都合には、本ポリペプチドはこれらの受容体の一方又は双方との直接的な結合能を有する。
一実施形態において、本医薬はC5a受容体の機能を全体的又は部分的に阻害するためのものである。
代替的実施形態において、本医薬はホルミル化ペプチド受容体の機能を全体的又は部分的に阻害するためのものである。
さらなる実施形態において、C5a受容体及び/又はホルミル化ペプチド受容体は、好中球、単球及び/又は内皮細胞上に位置する。
従って、本医薬は補体5a(C5a)及び/又はN−ホルミルペプチドfMLPにより誘導される好中球の活性化を阻害するためのものであり得る。
一実施形態において、本医薬は、炎症、例えば急性又は慢性炎症反応を処置するためのものである。
本明細書においては用語「処置する」、及び「処置」などを使用することにより、一般に所望の薬理学的及び生理学的作用を得ることを意味する。さらに、この用語は任意の過程、行為、適用、治療などを指し、ここではヒトを含む哺乳動物が、直接的又は間接的に哺乳動物の病態を改善することを目的として医療救護の対象となる。従って、処置には治療的使用及び予防的使用の双方が含まれる。
さらなる実施形態において、本医薬は、急性反応性関節炎、急性移植片拒絶反応、成人呼吸窮迫症候群(ARDS)、アルコール性肝炎、同種移植、アルツハイマー病、動脈硬化、アルサス反応、喘息、アテローム性動脈硬化症、アトピー性皮膚炎、細菌性髄膜炎、気管支原性肺癌、水疱性類天疱瘡(bullos pemphigoid)、熱傷、心肺バイパス術、心血管疾患、慢性気管支炎、慢性リンパ性白血病、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、接触性皮膚炎、クローン病、皮膚T細胞リンパ腫、嚢胞性線維症、皮膚病、中枢神経系疾患、子宮内膜症、実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)、実験的アレルギー性神経炎(EAN)、凍傷、胃癌、胃腸疾患、泌尿生殖器疾患、痛風、ヘリコバクター・ピロリ菌胃炎(Heliobacter pylori gastritis)、血液透析、遺伝性血管浮腫、過敏性肺炎、特発性肺線維症、免疫複合体(IC)誘発性血管炎、虚血性ショック、虚血再灌流エピソード、虚血再灌流傷害、関節疾患、(大)血管手術、金属ヒューム熱、多発性硬化症、多系統臓器不全、重症筋無力症、心筋梗塞、膵炎、腹膜炎、胸気腫(pleural emphesema)、心肺バイパス術後(CPB)炎症、乾癬、反復性緊張外傷(RSI)、呼吸器疾患、関節リウマチ、敗血症、敗血症性ショック、副鼻腔炎、皮膚疾患、脳卒中、全身性エリテマトーデス(SLE)、移植、(外傷性)脳損傷、潰瘍性大腸炎、尿路感染症、血液漏出症候群、血管炎及び異種移植からなる群から選択される疾患又は病態を処置するためのものである。
一実施形態において、本医薬は再灌流傷害を処置するためのものである。例えば再灌流傷害は、急性心筋梗塞(AMI)、冠動脈バイパス・グラフト(CABG)、脳卒中及び/又は臓器移植に関連し得る。
さらなる実施形態において、本医薬は、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)を処置するためのものである。
従って、本発明はさらに、補体5a(C5a)及び/又はN−ホルミルペプチドfMLPの生物活性の阻害剤による処置を必要とする対象者の処置方法を提供し、本方法は、対象者に対し本発明の第1の態様に係るポリペプチド又は本発明の第6の態様に係る医薬組成物を投与するステップを含んでなる。
当業者は、対象者がヒトであることを理解するであろう。
本発明のポリペプチド又は医薬組成物は患者に対し有効量で投与される。「治療上の有効量」、又は「有効量」、又は「治療上有効である」は、本明細書で使用されるとき、補体5a(C5a)及び/又はN−ホルミルペプチドfMLPの生物活性の阻害を提供する量を指す。これは所望の治療効果を生み出すよう計算された活性物質の所定量である。さらにこれは、宿主の活性、機能及び応答における臨床的に重大な欠陥を低減し、及び最も好ましくは予防するうえで十分な量を意味することを意図している。あるいは、治療上の有効量は、宿主における臨床的に重大な病態を改善するうえで十分である。当業者は理解するであろうとおり、化合物の量はその比活性に応じて変動し得る。好適な投薬量は、所要の希釈剤を伴い所望の治療効果を生み出すよう計算された所定量の活性組成物を含有し得る。本発明の組成物を製造するための方法及び使用においては、治療上有効量の活性成分が提供される。治療上の有効量は医療又は獣医療従事者により、当該技術分野において周知のとおり、患者の特性、例えば、年齢、体重、性別、病態、合併症、他の疾患等に基づき決定され得る。
従って一実施形態において、本方法は個人に対し、C5aR及び/又はFPRにおいてアンタゴニストとして作用するのに十分な量の化合物を投与するステップを含んでなる。
当業者は、かかる有効量の化合物又はその製剤が、単回ボーラス用量として(すなわち急性投与)、又はより好ましくは、ある時間にわたる連続用量として(すなわち慢性投与)、送達され得ることを理解するであろう。
本発明に係る変異CHIPSタンパク質は、定方向進化技法、例えば、アリゲーター・バイオサイエンスAB(Alligator Bioscience AB)により開発されたFragment-Induced Nucleotide Diversity(「FIND」)法により産生され得る。FIND法は、国際公開第98/58080号パンフレット、同第02/48351号パンフレット及び同第03/97834号パンフレットに詳細に記載される。
従って、本発明のさらなる態様は、本発明の第1の態様に係るポリペプチドを産生するための方法を提供し、本方法は以下のステップ、
(a)野生型CHIPSタンパク質又はその変異体をコードする1つ又は複数の親ポリヌクレオチド分子を提供するステップ、
(b)1つ又は複数の親ポリヌクレオチド分子をヌクレアーゼ(例えばエキソヌクレアーゼ)で消化してポリヌクレオチド断片を生成するステップ、
(c)ステップ(b)で生成された前記ポリヌクレオチド断片を互いに接触させるステップ、及び
(d)断片を互いにアニールして増幅することで、1つ又は複数の親ポリヌクレオチド分子によりコードされる配列と比較して改変されたアミノ酸配列を有する変異CHIPSポリペプチドをコードする少なくとも1本のポリヌクレオチド配列を生成するステップ、
を含んでなる。
当業者は、ステップ(a)で提供される親ポリヌクレオチドは二本鎖であっても、又は一本鎖であってもよいことを理解するであろう。しかしながら、好ましくはステップ(a)の親ポリヌクレオチド分子は一本鎖である。
一実施形態において、ステップ(d)は、予め設定された変異性のオリゴヌクレオチドを付加することで親ポリヌクレオチドの規定領域に導入される変異性の程度を制御するステップを含んでなる。
さらなる実施形態において、本方法はさらに、ステップ(d)で産生された少なくとも1本のポリヌクレオチド配列を発現させるとともに、得られたポリペプチドを野生型CHIPSタンパク質の生物活性、例えば好中球のC5a誘導性活性化及び/又は好中球のfMLP誘導性活性化を阻害する能力についてスクリーニングするステップ(e)を含んでなる。
ステップ(e)はまた、得られたポリペプチドをC5aR及び/又はFPRに結合する能力について試験するステップも含んでなる。かかる結合特性は、当該技術分野において周知の技法、例えばアフィニティー・クロマトグラフィー及びファージ・ディスプレイを使用して評価され得る。
より好ましくは、本方法はさらに、得られたポリペプチドを野生型CHIPSタンパク質に対する免疫原性の低減についてスクリーニングするステップ(f)を含んでなる。
例えば、ステップ(e)は、以下のスクリーニング手順の1つ又は複数を含んでなり得る。
(i)変異CHIPSポリペプチドのC5aRに対する結合能力ついてアッセイする。
例えば、ファージ選択法を使用して、C5aRのN末端部分に対応するペプチドとの変異ポリペプチドの結合をスクリーニングし得る。第1のポジティブ選択後、溶出したファージを増幅して、続くポジティブ選択が行われてもよい。第2のポジティブ選択では、ヒト抗CHIPS抗体を添加して、抗CHIPS抗体との結合は保持しながら不要なCHIPS分子を吸収してもよく、これにより免疫原性のより低いクローンを同定できる可能性が高まり得る。
第2のポジティブ選択の直後、溶出したファージは、磁気ビーズにコーティングされたヒト抗CHIPS抗体と共にインキュベートされ得る。次に、以下のような溶出液のプールが回収される。(1)抗体を結合しなかったファージ、(2)洗浄ステップ後に溶出したファージ、(3)低濃度のCHIPSで溶出したファージ、又は(4)高濃度のCHIPSで溶出したファージ。プール(1)及び(2)からのクローンがさらなるスクリーニングのため選好的に選択され得る。
突然変異体の選択されたプールからの遺伝子が、pRSETベクターにクローニングされ、タンパク質がHTフォーマットで産生され得る。
(ii)各変異CHIPSポリペプチドの濃度について発現ELISAによりアッセイする。
(iii)変異CHIPSポリペプチドの抗CHIPS抗体に対する結合活性について、例えば阻害ELISA及び/又はヒト抗CHIPS抗体ELISAによりアッセイする。
(iv)選択された変異CHIPSポリペプチドはまた、再発現させて、発現ELISA及びペプチドELISAで分析してもよい。
例示的スクリーニング手順のさらなる詳細は、実施例に提供される(下記参照)。
ハイスループット操作が可能なスクリーニングアッセイが特に好ましいことが理解されるであろう。例としては、細胞ベースアッセイ及びタンパク質−タンパク質結合アッセイを挙げることができる。SPAベースの(シンチレーション近接アッセイ;アマーシャム・インターナショナル(Amersham International))システムを使用してもよい。
ポリペプチド/ポリペプチド相互作用の他の検出方法としては、イオンスプレー質量分析/HPLC法又は他の物理的及び分析的方法を伴う限外ろ過が挙げられる。例えば当業者に周知の蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)法を使用してもよく、ここでは2つの蛍光標識された物質の結合が、互いに近接しているときの蛍光標識の相互作用を計測することにより計測され得る。
巨大分子、例えば、DNA、RNA、タンパク質及びリン脂質に対するポリペプチドの結合を検出する代替的方法としては、例えばプラント(Plant)ら(1995年)Analyt Biochem 226(2)、342−348頁(参照により本明細書に援用される)に記載されるとおりの表面プラズモン共鳴アッセイが挙げられる。この方法は、例えば放射性標識又は蛍光標識で標識されたポリペプチドを利用し得る。
標的巨大分子(C5aR又はFPRなど)との結合能を有するポリペプチドを同定する別の方法は、標的巨大分子をポリペプチドに曝露してポリペプチドの前記巨大分子に対する任意の結合を検出及び/又は計測するものである。ポリペプチドの巨大分子に対する結合性についての結合定数が決定され得る。ポリペプチドの巨大分子に対する結合を検出及び/又は計測(定量化)するための好適な方法は当業者に周知であり、例えば、ハイスループット操作が可能な方法、例えばチップベースの方法を使用して実施され得る。VLSIPS(商標)と呼ばれる新技術により、数十万個又はそれ以上の種々の分子プローブを含む極小チップの生産が可能となっている。こうしたバイオチップ又はアレイはアレイ状に配列されたプローブを有し、各プローブは特定の位置を割り当てられている。各位置が例えば10ミクロンといったスケールを有するバイオチップが生産されている。このチップを使用して標的分子がチップ上のプローブのいずれかと相互作用するかどうかを判定できる。選択された試験条件下でアレイを標的分子に曝露した後、走査装置によりアレイの各位置を調べて、標的分子が当該位置のプローブと相互作用したかどうかを判定できる。
バイオチップ又はアレイは、様々なスクリーニング技法においてプローブ又は標的分子のいずれの情報を得るためにも有用である。例えば、ペプチドのライブラリをプローブとして使用して薬物をスクリーニングできる。ペプチドは受容体に曝露でき、受容体に結合したプローブを同定できる。1999年2月23日発行のラバ(Rava)らに対する米国特許第5,874,219号明細書を参照のこと。
C5aR及び/又はFPRをインビボで遮断し得るポリペプチドの同定が望ましいことは理解されるであろう。従って、本方法で使用される試薬及び条件は、前記ポリペプチドと相互作用ポリペプチドとの間の相互作用が、前記天然に存在するポリペプチドと天然に存在する相互作用ポリペプチドとの間のインビボでの相互作用と実質的に同じであるよう選択され得ることは理解されるであろう。
本発明の例示的実施形態が以下の非限定的な例において、以下の図面を参照して記載される。
実施例A−インビボでのCHIPS活性
材料及び方法
動物モデルにおけるCHIPS毒性の前臨床評価
種々の前臨床毒性試験を実施してCHIPSの安全性を調べた。これらには、(i)3匹の麻酔をかけられたビーグルイヌの一群におけるCHIPSの様々な心血管及び呼吸パラメータに対する影響。イヌはCHIPSを漸増用量0.2、2.0及び20mg・kg-1で投与され、約30分間隔で静脈内に1分間かけて注入された。(ii)マウスにおける行動(「アーウィン(Irwin)」)試験:CHIPSが単回静脈注射として雄ICR CD−1マウス(1群当たり3匹)に対し7.5、25及び75mg・kg-1の用量で投与され、一般行動に対する影響が評価された。別の群には同等量(10mL・kg-1)の媒体(0.9%w/v無菌生理食塩水)が与えられた。(iii)ラットにおける急性静脈内毒性試験:単回用量としての96.1mg・kg-1(量的に考慮して実際に達成可能な最高用量)のCHIPSの雄ラット5匹及び雌ラット5匹に対する静脈内投与。(iv)マウスにおける急性静脈内毒性:単回用量としての96.1mg・kg-1のCHIPSの雄マウス5匹及び雌マウス5匹に対する静脈内投与。(v)ラットにおける7日間の予備的な静脈内ボーラス毒性試験(雄24匹及び雌24匹、最高用量10mg・kg-1)。(vi)ラットにおける7日間の静脈内ボーラス毒性試験(雄76匹及び雌76匹、最高用量10mg・kg-1)。(vii)イヌにおける7日間の静脈内ボーラス用量範囲設定試験(雄2匹及び雌2匹、最高用量20mg・kg-1)。(viii)イヌにおける7日間の静脈内ボーラス毒性試験(雄12匹及び雌12匹、最高用量20mg・kg-1)が含まれた。
ヒトボランティアの組入れ
健常ボランティアの組入れ基準は次のとおりであった。(i)対象者は男性とする。(ii)対象者は次のボディ・マス・インデックス(BMI)範囲:18〜30(kg・m2)及び年齢範囲:18〜50歳を、双方とも併せて満たすものとする。(iii)医学的スクリーニングは2つのパートに分けられた。対象者は抗CHIPS抗体レベルについて予備スクリーニングされた。低い力価の対象者のみが投薬前3週間以内に第2のパートについてスクリーニングされ、これには、病歴、理学的検査、血圧測定、心拍数、呼吸及び体温、アルコール呼気検査、血液検査及び尿検査、心電図(ECG)及び薬物スクリーニングが含まれた。
入院及び経過観察
選ばれた6人の対象者(4人のCHIPS被投与者及び2人の対照者)を投薬1日前、臨床薬理ユニット(オランダ国ユトレヒトケンドール(Kendle, Utrecht))に入院させた。安全性に関する血液試料、検尿、暫定的な病歴、理学的検査、バイタルサイン及びECGを含むベースライン計測が行われた。投薬当日、野生型CHIPS(CHIPSを5mg・mL-1の濃度で含む無菌凍結等張生理食塩水の単回用量として0.1mg・kg-1が投与された)又はプラセボ(0.9%のNaCl)が5分間にわたる静脈内注入により投与された。対象者は遠隔測定システムに接続され、投薬30分前から投薬開始4時間後まで心臓がモニタされた。対象者の血圧が、Finapresを使用して投薬5分前から投薬開始30分後まで、継続的に計測された。入院期間中のある時点でバイタルサインが計測され、ECGが行われた。安全のため、全対象者の臨床状態及び検査値(血液学、生化学、凝固及び検尿)がモニタされた。有害イベントがその重症度及びCHIPS又はプラセボとの関係性に従い記録され、特性決定された。対象者は投薬後24時間で退院させた。投薬2週間後、対象者を来診のためユニットに戻し、バイタルサイン、ECG、血液及び尿並びに抗CHIPS抗体レベルを評価した。経過観察のための来診が投薬6週間後に予定された。
CHIPSのクローニング及び発現
ハース(Haas)ら(2004年)J. Immunol. 173:5704−11頁に記載されるとおり、CHIPSをクローニングして発現させた。簡潔にいえば、シグナル配列を含まない遺伝子をpRSETベクターに、エンテロキナーゼ切断部位のすぐ下流及びEcoRI制限部位の前でオーバーラップ伸長PCRによりクローニングした。細菌をCelLytic B細菌細胞溶解/抽出試薬(シグマ(Sigma))及びリゾチームにより製造者の説明に従い溶解した。ヒスチジン標識されたタンパク質をニッケル・カラム(HiTrap Chelating HP、5mL、アマーシャム・バイオサイエンシーズ(Amersham Biosciences)を使用して、製造者の指示に従い精製し、その後エンテロキナーゼ(インビトロジェン(Invitrogen))で切断した。試料は純度及びタンパク質の存在について、15%のSDS−PAGE(ポリアクリルアミドゲル電気泳動、Mini Protean 3 System、バイオ・ラッド(Bio-Rad))及びクマシー・ブリリアント・ブルー(メルク(Merck))染色を用いて確認した。
静脈内注射用CHIPSの精製
8Lの発酵培地中、大豆ペプトン及び酵母抽出物から構成される成長培地において、CHIPSのコード配列を含む大腸菌株中、PelBコード配列のすぐ下流で完全長CHIPSを発現させた。CHIPSは、2段階陽イオン交換精製処理と、続く脱塩ステップにより成長培地及び細胞の双方から単離した。細菌細胞ペレットをNaCl(10mM)、DTT(10mM)を含有するリン酸緩衝液(30mM;pH7.0)中に再懸濁して凍結した。続いてこれを37℃で解凍し、氷上でインキュベートして超音波処理した。15,000rpmでの遠心後、琥珀色の「細胞」上清を回収した。上清は30mMのリン酸緩衝液で4倍に希釈し、Source S-30カラムに通液した。材料をリン酸緩衝液の塩勾配で溶出して、CHIPSを含有する画分を混和したうえ、浅い塩勾配の仕上げカラムを使用してさらに精製した。純度が97%超(HPLCによる)のCHIPS含有画分を混和したうえ、Sephadex G25脱塩カラムに通液してリン酸塩及び過剰な塩化ナトリウムを除去した。アフィミックス(affimix)樹脂(バイオ・ラッド(Biorad))上で穏やかに振盪することによりエンドトキシンを除去し、限外ろ過により調製物を滅菌した。水−TFAからメタノール−TFAで構成される勾配移動相を伴うMicrobondapac CN-RPカラムにおいてHPLC−MSにより純度を確認した。CHIPSは約13分でほぼ溶出した。産物を無菌生理食塩水で所要の濃度に希釈して、−20℃で保管した。
抗CHIPS抗体
ウサギをフロイントの完全アジュバントを使用して組換えCHIPSで免疫し、フロイントの不完全アジュバントで追加免疫した。放血液は、CHIPSとの反応性についてELISAにより過去に記載されるとおり(ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)確認した。最終放血液から、標準的なProtein-G(ファーマシア(Pharmacia))アフィニティー・クロマトグラフィーにより製造者の指示に従いIgGを精製した。CHIPSに特異的なマウスモノクローナル抗体を記載のとおり生成し、IgGをProtein-G Sepharoseカラムで精製した(ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)。
アフィニティー精製ヒト−α−CHIPS IgGの単離
CHIPS1-121をCNBR活性化Sepharose 4Bを使用して製造者の一般的な指示に従い(ファーマシア・GE(Pharmacia, GE))固体マトリクスに結合させた。約8mgの精製CHIPSが1グラムのSepharose上に結合した。小型カラム(±1mL)に材料を充填し、PBSで平衡化したうえ、PBSで希釈した静脈内注射用ヒトIgG(IgG−IV;サンキン(Sanquin)、オランダ国アムステルダム(Amsterdam))でゆっくりと灌流した。カラムをPBSで広範囲にわたり洗浄し、続いてpH3の0.1MのグリシンHCl緩衝液で溶出した。0.5mLの画分を、50μLの1Mトリス/HCl、pH8の入った試験管に回収して中和した。OD280が最高の画分をプールし、PBSに対し透析した。最終調製物をIgG含量についてELISAで分析した。従ってプレートをPBS中2μg・mL-1のヒツジ抗ヒトIgG(ICN)でコーティングし、5%のBSAでブロッキングしたうえ、標準的なIgG製剤(標準血清;ベーリンガー(Boehringer))の連続希釈液及び未知試料と共にインキュベートした。捕捉されたIgGを、ペルオキシダーゼ標識ヤギ抗ヒトIgG(サザン(Southern))により、TMBを基質として検出した。IgG濃度を基準曲線から計算した。
抗CHIPS ELISA
マイクロタイター・プレート(グライナー(Greiner))を、PBS中1μg・mL-1で1ウェル当たり50μLのCHIPSにより一晩4℃でコーティングした。全ての洗浄ステップは3度、PBS−0.05%Tween-20により実施し、続いてインキュベーションを37℃で1時間行った。プレートをPBS−0.05%Tween-20、4%BSAでブロッキングし、洗浄したうえ、PBS−0.05%Tween-20、1%BSA中に希釈した血清又は抗体と共にインキュベートした。結合した抗体を、ペルオキシダーゼとコンジュゲートした種特異的ヤギ抗IgGにより(全て、サザン(Southern)、米国バーミングハム(Birmingham)から)、TMBを基質として検出した。反応をH2SO4で停止させ、BioRad ELISAリーダーにより450nmの吸光度を計測した。
捕捉ELISA
マイクロタイター・プレートを、PBS中3μg・mL−1で50μLのCHIPS mAb 2G8により一晩4℃でコーティングした。プレートを0.05%のTween-20を含有するPBS中4%のBSAでブロッキングし、洗浄したうえ、1%のBSAを含有するPBS/Tween中の希釈試料及び標準として2倍希釈範囲のCHIPSと共にインキュベートした。続いて、プレートを0.33μg・mL-1のウサギα−CHIPS IgG及び1:5000希釈ペルオキシダーゼ・コンジュゲート・ヤギ抗ウサギIgG(サザン(Southern))と共にインキュベートした。基質としてTMBを用いて結合した抗体を定量化し、反応を1NのH2SO4で停止させたうえ、BioRad ELISAリーダーにおいて450nmで計測した。
ヒトPMNの単離
健常ボランティアから得た血液は、ナトリウムヘパリン(グライナー・バイオ・ワン(Greiner Bio-One))を抗凝固剤として含む試験管に採取した。ヘパリン処理血液をPBSで1/1(v/v)希釈したうえ、10mLのFicoll(アマーシャム・バイオサイエンシーズ(Amersham Biosciences)、スウェーデン国ウプサラ(Uppsala))及び12mLのHistopaque(密度1.119g・mL-1;シグマ・アルドリッチ(Sigma-Aldrich)、ミズーリ州セントルイス(St. Louis))の勾配上に積層した。遠心後(320×g、22℃で20分間)、好中球をHistopaque相から回収し、25mMのHEPES緩衝液、L−グルタミン(インビトロジェン・ライフ・テクノロジーズ(Invitrogen Life Technologies))及び0.05%のHSA(サンギン(Sanguin))を含有する冷温のRPMI 1640培地で洗浄した。残った赤血球は30秒間氷冷水で溶解し、その後濃縮PBS(10×PBS)を添加して等張性を回復した。洗浄後、細胞を計数し、RPMI−1640/0.05%のHSA中に107好中球mL−1で再懸濁した。
好中球抗原の発現
全血をK3−EDTA試験管中に採取し、氷上に置いた。最適希釈の蛍光標識mAbをファルコン管に分注し、50μLの血液と30分間氷上で穏やかに攪拌しながら混合した。赤血球をFACS溶解溶液(BD)で溶解した後、緩衝液洗浄をして、細胞ペレットを0.1%のアジドを含むPBS中の0.5%パラホルムアルデヒド中に再懸濁した。好中球表面抗原の発現を、前方散乱及び側方散乱に基づきゲーティングするFACsCaliburで分析した。キャリブレーション・ビーズ(Calibrite;BD)及びアイソタイプの一致した対照を使用して然るべきバックグラウンド値及び電子補償を設定した。以下のmAb及びプローブを使用した:抗CD11b(CR3)APC標識(クローン44;BD);抗CD62L(L−選択)PE標識(クローンDreg 56;BD);抗CD88(C5aR)FITC標識(クローンW17/1;セロテック(Serotec));フルオレセイン標識ホルミル−Nle−Leu−Phe−Nle−Tyr−Lys(「FITC−fMLP」;モレキュラー・プローブズ(Molecular Probes));ウサギ抗CHIPS IgG(EWI)及びFITC標識F(ab)'2ヤギ抗ウサギIgG(シグマ(Sigma))。
全血の生体外刺激
K3−EDTA血の一部を室温で保管しておき、生体外での好中球刺激に使用した。従って、血液を10倍濃縮刺激剤(緩衝液対照、1×10-8個のMfMLP)と混合し、37℃で30分間、穏やかに振盪しながらインキュベートした。試験管を氷上に置いて反応を停止させたうえ、抗CD11bに抗CD62L mAbを加えたものと混合した。30分後氷上で試料を上記のとおり処理した。
CHIPS/IgG刺激好中球上でのCD11b発現
種々の濃度のCHIPS(最終濃度0〜9μg・mL-1)を、アフィニティー精製ヒト−α−CHIPS−IgG(0〜40μg・mL-1)と共に37℃で30分間インキュベートした。その後、50μLの単離したヒト好中球(107mL-1)をCHIPS/α−CHIPSの混合物に添加して、37℃で30分間、穏やかに振盪しながらインキュベートした。細胞を氷上に10分間置いた後、3.5μLの蛍光マウス−α−ヒト−CD11b(BDバイオサイエンシーズ(BDbiosciences)、カリフォルニア州サン・ディエゴ(San Diego))を添加したうえ氷上で30分間インキュベートした。細胞をRPMI 1640/0.05%HASで洗浄したうえ、200μLの0.5%パラホルムアルデヒドで固定した。
全血中の細胞上でのCD11b発現を、種々のα−CHIPS力価について選択されたヒトボランティアから採取した血液を使用して実施した。IgGは全血中に既に存在するため、試料(50μL)はCHIPS(0〜9μg・mL-1)と共に37℃で30分間インキュベートしたのみであった。試料を氷上に10分間置いた後、3.5μLの蛍光標識マウス抗ヒトCD11bを添加したうえ氷上で30分間インキュベートした。赤血球を溶解し、細胞はH2Oで4分間、1:10希釈した1mLのFACS溶解溶液を添加することにより固定した。細胞を10分間、1200rpmで回転させ、ペレットを洗浄して氷冷RPMI 1640/0.05%HASで洗浄した。最後に細胞を175μLのRPMI 1640/0.05%HSA中に再懸濁した。細胞活性化を表す受容体発現をFACSCaliburフローサイトメーター(BDバイオサイエンシーズ(BD Biosciences))で計測した。
循環免疫複合体(CIC)
カイデル(Quidel)(カリフォルニア州サン・ディエゴ(San Diego))からの2つの異なるELISAによりCICを測定した。CIC−C1q酵素免疫測定法は、補体結合ICが固定化されたヒトC1q精製タンパク質に結合するという原理に基づく。CIC−Raji細胞置換酵素免疫測定法は、C3のiC3b、C3dg及びC3d活性化断片に特異的に結合するmAbを使用して、古典的Raji細胞CR2結合反応と類似した方式でIC含有C3活性化断片を計測する。双方のアッセイのデータは結合し、結果は時点0の相対値として表した。
血清トリプターゼ濃度
血清由来トリプターゼ(α型及びβ型の双方)を、ファーマシア・ダイアグノスティックス(Pharmacia Diagnostics)(オランダ国ウールデン(Woerden))からのImmunoCAPTM技術を使用するUniCAP R-100で計測した。健常対照者の標準幾何平均は5.6μg・L−1である(ファーマシア(Pharmacia))。結果は時点0の相対値として表した。
研究プロトコル及び任意の修正事項は独立倫理委員会により承認された。本研究は、欧州共同体(EC)規則の医薬品の臨床試験の実施に関する基準(Good Clinical Practice:GCP)及び「ヘルシンキ宣言(Declaration of Helsinki)」(2000年)を順守して実施された。
結果
CHIPSは前臨床毒性試験において明らかな毒性は示さない
動物毒性試験のいずれにおいても、CHIPSの投与は、臨床所見、体重、摂食量、血液学、凝固、血液化学パラメータ、検眼鏡検査、心電図、肉眼的若しくは顕微鏡的病理学又は行動において、CHIPSに関連した毒性学的に有意ないかなる変化も引き起こさなかった。
麻酔ビーグルイヌにおけるCHIPSの様々な心血管及び呼吸パラメータに対する影響を調べた。低用量CHIPS(0.02及び2mg・kg-1)を与えられたイヌにおいては、媒体(等張生理食塩水)の注入と比較して、心血管及び呼吸に影響するという証拠はなかった。20mg・kg-1のCHIPSの静脈内投与後、平均動脈圧の過渡的な低下(約40%)が投与開始約1分後に記録された。平均動脈圧レベルは投薬開始後約5分以内に投与前レベルに戻った。血圧に対する影響は、過渡的な一定しない心拍数の変化と同時に起こった。1匹のイヌにCHIPS(20mg・kg-1)の反復静脈内投与用量を最初のCHIPS投与の約30分後に投与した。最初の投与後に記録されたものと同様の心肺パラメータに対する過渡的な影響は、CHIPSの反復投与後には現れなかった。しかしながら、第2の投与により、第2の投与後約30分で最大18%に達する平均動脈圧の持続的な低減が生じた。この動物においてのみ、CHIPSの反復投与の12分後、ある型の軽度アレルギー反応と一致する全身性の皮膚反応が現れた。
この研究結果から、使用される用量範囲(0.1mg・kg-1)において心肺への影響がヒト対象者において認められる可能性は低いことが示唆される。さらに、起こり得るいかなる影響も、一過性で可逆的であるものと予想された。
α−CHIPS抗体力価の分布
黄色ブドウ球菌は一般的な細菌であり、CHIPS遺伝子は大半の黄色ブドウ球菌株に存在するため、本出願人は、全ての人が循環α−CHIPS抗体をもっていると仮定した。従って本出願人は、健常ボランティアの血清中のα−CHIPS IgGの量を試験した。図1は、168人の健常ヒトボランティア集団におけるα−CHIPS IgG力価の分布を示す。計測された試料のこの集団には、使用したELISAの検出限界を下回る力価はなかった。研究対象の母集団は、一般母集団を代表していると見なされる。このデータから結論をまとめれば、一般母集団の99%を超える人が検出可能なα−CHIPS IgG血清レベルを有する。また、図1には試験に組み入れられた対象者の力価も示される。
静脈内投与されたCHIPSの薬物動態(Pharmokinetics)
CHIPS投与後の4つの異なる時点において、ELISAによりCHIPS血清力価を測定した(図2)。低いα−CHIPS抗体力価を有したCHIPS被投与者においてのみ(対象者104及び105)、CHIPS力価の増加が認められた。本出願人は、ヒト血清のCHIPS ELISAに対する影響を測定した。CHIPSを様々な濃度のヒトプール血清中にスパイクし、捕捉ELISAにより検出した。図3aは血清が捕捉ELISAを阻害することを示す。IgGなしにProtein G−セファロース・カラムを使用すると、阻害効果はなくなる(図3b)。
CHIPSはインビボでFPR及びC5aRに結合する
CHIPSは高親和性で好中球上のFPR及びC5aRに結合し、マウスmAb.158について先述したとおりα−CHIPS抗体により検出できる。図4に示されるとおり、CHIPS投与後様々な時点で好中球の表面上に存在するCHIPSの量をウサギ−α−CHIPS抗体を使用して測定した。α−CHIPS抗体力価が低い対象者(対象者#104及び#105)においてのみ、好中球の表面上にCHIPSが検出された。さらに、これらの2人の対象者においてCHIPSの検出はα−CHIPS抗体力価と負の相関を有した。血清中に存在するα−CHIPS抗体はCHIPSの直接的な検出を妨げるため、この直接検出のマイナスの結果は、受容体に結合するCHIPSを排除できない。しかしながら、FPR及びC5aRに結合するCHIPSは、過去に記載されるとおりこれらの受容体のα−FPR及びα−C5aR抗体による検出を妨げる(フェルトカンプ(Veldkamp)ら、2000年、Infect Immun 68(10):5908−13頁を参照)。図5は、FITC−fMLP及びα−C5aR抗体結合により測定されたFPR及びC5aR受容体発現を示す。CHIPS抗体力価が低い対象者はFPR及びC5aRの発現低下を示し、これはCHIPSが受容体を占有したことを示す。α−CHIPS抗体力価が高い対象者(103及び106)にはFPR及びC5aRの発現に変化はなく、これはα−CHIPS抗体がCHIPSの受容体との結合を妨げることを示す。
CHIPSはα−CHIPS抗体力価に応じて生体外でのfMLP誘導性好中球活性化を阻害する
細胞が活性化すると、CD62Lの発現が低下し、CD11bの発現が上昇する。静脈内CHIPSの好中球阻害に対する影響を試験するため、本出願人は、生体外でのCD62L及びCD11bのfMLP誘導性発現を計測した。好中球を全血アッセイにおいて生体外でfMLPにより活性化させた。図6に示されるとおり、静脈内投与されたCHIPSは好中球のfMLP誘導性活性化を生体外で阻害できる。この阻害は、検出可能なCHIPS血清濃度の対象者(対象者104及び105)においてのみ認められた。
CHIPS誘導性有害作用
CHIPSの投与直後に重篤な副作用が認められた。最も重篤な有害イベントは対象者106について認められ、これには、筋肉痛、呼吸困難、腹痛、嘔吐、筋攣縮、悪寒、発汗、眼窩浮腫及び眩暈が含まれた。こうした症状の確定診断はアナフィラキシー様反応である。対象者はクレマスチン、静脈内輸液、トラマドール及びプレドニゾロンで処置された。
報告された他の有害イベントとしては、動悸、熱感、胸痛、紅潮、冷感、脚の疲労、起立性眩暈、発熱、頭痛、悪心、霧視が挙げられる。対象者106の重度の背痛の他、対象者103及び105は軽度の背痛を報告した。対象者104は筋痙攣を報告した。最高38.6℃の発熱が対象者104及び105に認められ、これは投与の約4時間後に始まって1日目の夜に回復した。
血圧に変化はなく、及びECGの異常はなかった。酸素飽和について、対象者106の上記の有害イベントの間における断続的な低い値を除き(89%の酸素飽和)、異常は認められなかった。プラセボを与えられた対象者において有害イベントは報告されなかった。
静脈内CHIPSは白血球減少症を誘発し、CRPレベルを上昇させる
本出願人は、図7に示されるとおり、白血球数(WBC)及びC反応性タンパク質濃度(CRP)を投与前及び投与後に計測した。CHIPSはCHIPSを与えられた対象者に一過性の白血球減少症を誘発し、これは2日以内に消散した。さらには投与後1日目に始まるCRP濃度の上昇があり、これは対象者が15日目の経過観察においてスクリーニングされたときには正常レベルに戻っていた(図7b)。
循環免疫複合体及び血清トリプターゼの上昇はアナフィラキシー様反応を示す
本出願人は、循環免疫複合体の量及び血清トリプターゼ濃度を計測した。CHIPSの静脈内投与はCHIPSを与えられた対象者に免疫複合体の形成を誘発する(図8a)。本出願人はまたトリプターゼ血清濃度の上昇も認め、これは投与後約10分で最高値に達した(図8b)。
CHIPSはインビボで細胞活性化を誘導する
CHIPSの細胞活性化に対する直接的な影響について調べるため、本出願人は、好中球上でのCD62L及びCD11b受容体の発現を測定した。受容体発現は血液試料の採取直後に、さらなる細胞刺激は一切なしに計測した。対象者104、105及び106は、インビボ細胞活性化を示す好中球上での発現について、CD62Lは低下、及びCD11bは上昇を示す(図9)。
α−CHIPS抗体力価はCHIPS投与後に上昇する
タンパク質の免疫原性が抗体の誘導能により特性決定された。本出願人は、CHIPSの免疫原性を健常ヒト対象者において測定した。静脈内CHIPSを与えられた対象者は、α−CHIPS IgG(図10)の上昇を示す。
インビトロでの好中球のCHIPS活性化は抗体濃度に依存する
本出願人は、インビトロでのCHIPS−IgG複合体による好中球の活性化について調べた。図11に示されるとおり、種々の濃度のCHIPSを20μg・mL-1のヒト・アフィニティー精製α−CHIPS IgGと共にプレインキュベートし、これを使用して単離した好中球を刺激した。アフィニティー精製α−CHIPS IgGはCHIPSの不在下では好中球を活性化できなかった(データは示さず)。CHIPS−IgG複合体は用量依存的に好中球を刺激できた。図5.11はまた、細胞を最大限に活性化させるために必要な最適CHIPS濃度があることを示す。CHIPS−IgG誘導性細胞活性化は、FcR遮断抗体により完全に阻害された。従って本出願人は、このアッセイにおけるCHIPS−IgG誘導性細胞活性化がFc受容体介在性であると結論付ける。
CHIPSR46A(46位のアルギニンがアラニンと置換されている)及びCHIPSK69A(96位のリジンがアラニンと置換されている)は単一アミノ酸置換を伴う2つのCHIPS突然変異体であり、過去に記載されている(ハース(Haas)ら、2005年、J Mol Biol 353(4):859−872頁を参照)。これらのCHIPS突然変異体は、ELISAにより計測されるとき、精製α−CHIPS IgGに対する親和性の低下を示す(データは示さず)。これらの突然変異体が全血細胞活性化アッセイにおいて使用されるとき、その細胞活性化の潜在能力は野生型CHIPSと比較して低い(図12)。CHIPSR46A及びCHIPSK69Aについて、野生型CHIPSと比較して、それと同じ細胞活性化を得るには10倍高い濃度が必要とされる。これは、抗体力価の次に、抗原との反応性レベルが細胞活性化の大きさを決定することを示している。
CHIPSによる好中球の生体外での活性化もまた、α−CHIPS IgG濃度に依存する
本出願人は、全血生体外アッセイにおけるCHIPSの好中球活性化に対する影響を計測した。α−CHIPS抗体は全血中に既に存在するため、本出願人は、CHIPSをアフィニティー精製α−CHIPS IgGと共にプレインキュベートしなかった。種々の濃度のCHIPSをヒトボランティア由来の血液に添加し、細胞活性化を表すCD11b発現を計測した。図13は、種々のα−CHIPS IgG力価をもつ8人の健常ボランティア由来の全血中でCD11b発現により計測される好中球刺激を最大とするために必要なCHIPS濃度を示す。インビトロ実験において示されるとおり、最大好中球刺激は、CHIPS/α−CHIPSの比に依存する。これはまた、この生体外アッセイにおいても認められる。より高いα−CHIPS濃度が存在するとき、好中球の最大刺激にはより高濃度のCHIPSが必要とされる。
考察
黄色ブドウ球菌走化性阻害タンパク質は、ヒトC5a受容体及びホルミルペプチド受容体の非常に強力な阻害因子である。双方の受容体とも、但し特にC5aRが、様々な炎症性疾患の処置における重要な標的であると記載されている。CHIPSのC5aR及びFPRを阻害する強力な能力により、このタンパク質はこうした疾患の処置における候補治療剤となる。さらにはC5aR及びFPRに対する活性がCHIPS分子の異なる領域に位置するという事実から、特異的な受容体標的化が可能となる(ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)。CHIPSタンパク質のヒト特異性は、ヒト細胞に対する活性がマウス細胞と比較して30倍の差があることから明らかなとおり、動物モデルにおけるインビボCHIPS活性の評価を妨げる(ドハース(de Haas)ら、2004年、J Exp Med 199(5):687−95頁を参照)。
本出願人は、6人の健常ヒト対象者集団における黄色ブドウ球菌の走化性抑制タンパク質の活性、薬物動態(pharmokinetics)及び毒性について調べた。種々の動物モデルにおいて高濃度のCHIPSを投与する前臨床毒性試験(マウスにおける最高96.1mg・kg-1の単回静脈内投与)は、顕著な毒性の徴候は示さない。従って5分間にわたり静脈内投与される0.1mg・kg-1の開始用量が安全と考えられた。
黄色ブドウ球菌は一般的な細菌であり、CHIPSタンパク質は大半の黄色ブドウ球菌株中で発現するため、本出願人は、全ての人にα−CHIPS抗体が存在すると仮定した。これは、ヒトボランティア由来の168例の無作為に採取された血清のプールにおいて、α−CHIPS IgG力価をスクリーニングすることにより確認された。マウスモノクローナル抗体を用いた実験により、これらのモノクローナル抗体はCHIPS活性をインビトロで干渉し得ることが示された(ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)。従って、CHIPSタンパク質を与えられた健常対象者に存在するα−CHIPS抗体もまた活性を干渉すると想定することは合理的である。
CHIPSのヒト対象者に対する投与は、活性及び薬物動態(pharmokinetics)をインビボで研究するためのまたとない機会であった。0.1mg・kg-1のCHIPSの静脈内投与後、本出願人はCHIPS血清濃度を計測した。図2は、投与後の種々の時点におけるCHIPS血清濃度を示す。CHIPSタンパク質を与えられた4人の対象者のうち2人においてのみ、本出願人はCHIPS血清濃度の上昇を計測した(対象者104及び105)。興味深いのは、これらの2人はまた、最も低いα−CHIPS IgG力価も示したという観察結果である。これは、α−CHIPS抗体がCHIPSの検出を干渉することを示している。結果的に、この干渉に起因して、対象者104及び105において計測されたCHIPS血清濃度は過小評価である。これらのデータに基づき、本出願人はインビボでのCHIPSの予測半減期を少なくとも1.5時間と計算した。
本出願人は好中球膜表面上に存在するCHIPSの量を検出したとき、α−CHIPS IgG力価と同じ相関を認めた。CHIPSを好中球の表面上で検出できたのは、対象者104及び105からのみであった。さらに本出願人は、これらの人におけるα−FPR及びα−C5aR抗体による双方の受容体の検出には下方制御があることから、これらのCHIPS分子がFPR及びC5aRを占有することを示した。また、対象者104及び105由来の好中球のみが、fMLPで刺激したとき活性化の低下を示した。残念なことに、C5a刺激による実験は技術的問題から失敗した。しかしながらこれらの実験は、静脈内投与されたCHIPSが生体外での好中球活性化に対し阻害効果を有するとともに、この効果はα−CHIPS抗体により阻害されることを明確に示している。
前臨床動物毒性試験において関連有害作用は認められなかった。ヒト対象者における0.1mg・kg-1のCHIPSの投与は、2人の対象者(対象者103及び104)により耐容され、対象者105においては中程度に耐容されたが、対象者106はCHIPS注入直後に重篤な症状を発症し、これはアナフィラキシー様反応と診断された。本出願人は全対象者において好中球CD11b表面発現を計測し、CHIPS誘導性細胞活性化について調べた。細胞の活性化が対象者104、105及び106で認められた。CHIPSを与えられた対象者群には、対照と比較して投与後2日目にC反応性タンパク質の上昇があった。
末梢組織に見られる白血球のマスト細胞は、炎症及び即時型アレルギー反応において中心的な役割を果たす。分泌顆粒からのトリプターゼの放出は、マスト細胞脱顆粒に特有の特徴である。血清マスト細胞トリプターゼ濃度はアナフィラキシー及び他のアレルギー病態において上昇する(ペイン及びカム(Payne & Kam)、2004年、Anaesthesia 59(7):695−703頁を参照)。CHIPS投与後に観察されるアナフィラキシー様反応が、マスト細胞活性化を表すトリプターゼレベルの上昇により確認された。トリプターゼレベルの上昇に先行して循環免疫複合体が増加した。免疫複合体はFcγR架橋結合により、並びに補体の活性化及びC5aの生成を通じて、マスト細胞を活性化できる(ジャンカー及びクレスポ(Jancar & Crespo)、2005年、Trends Immunol 26(1):48−55頁を参照)。
インビトロ実験により、α−CHIPS抗体の存在下におけるCHIPSの細胞活性化特性が確認された。CHIPS誘導性好中球活性化はFcγRII及びFcγRIII遮断抗体を遮断することにより阻害された。これは、こうした細胞のCHIPS誘導性活性化がCHIPS/α−CHIPS免疫複合体により引き起こされている可能性が最も高いことを示す。本出願人が試験対象者において循環免疫複合体を調べるとき、静脈内CHIPSを与えられた対象者については免疫複合体の増加も見る。α−CHIPS抗体力価とCHIPS誘導性細胞活性化との間の関係もまた、インビトロ実験及び生体外実験から明らかである。これは、最も高いα−CHIPS抗体力価を有する対象者103は軽い有害作用しか報告がないという観察結果と対照的である。当然ながら、研究対象の集団は4人の対象者のみに限られていたとともに、各個人のなかでも数多くの異なる要因が有害作用の発症及び知覚に影響を及ぼしている。さらには、インビトロ実験により、細胞活性化を誘導する最適抗体濃度があることが実証される。非常に高いα−CHIPS抗体力価はアナフィラキシー様反応の発症を減少させる可能性がある。先行研究により、CHIPSはC5aR及びFPRを発現するもの以外の細胞を結合せず、CHIPSによる直接的な細胞活性化についての証拠はないことが示された。抗体は細胞活性化において明らかに役割を果たすが、観察数の少なさ及びインビボの複雑性がこうしたデータの解釈を阻む。
本出願人は、α−CHIPS IgGに対する親和性の低減した2つのCHIPS突然変異体(CHIPSR46A及びCHIPSK69A)がインビトロでの潜在的な細胞活性化能力の低下を示すことを実証した。α−CHIPS抗体の相殺作用にもかかわらず、本出願人は有意な血清濃度のCHIPSタンパク質を検出できた。さらに、静脈内投与されたCHIPSは、FPR及びC5aRに結合して循環好中球上に検出され、fMLPで生体外刺激すると好中球反応を阻害できた。これは、CHIPSタンパク質がその標的であるFPR及びC5aRをインビボで探し当てられることを示す。
本出願人は、CHIPSタンパク質の血清中における半減期が約1.5時間であることを示した。さらに、同じ半減期が、細胞表面でその受容体に結合したCHIPSにも認められたが、これは機能的な半減期が同程度の大きさであることを示す。これは、CHIPSタンパク質が血液から直ちには排除されないことを示す。急性心筋梗塞における血栓溶解に使用されるタンパク質性薬物であるストレプトキナーゼについて示されているとおり(ウー(Wu)ら、1998年、Appl Environ Microbiol 64(3):824−829頁を参照)、CHIPSタンパク質の半減期は点突然変異を導入することにより増加する可能性もあり得る。しかしながら、1.5時間という半減期は、投与を中止すればいかなる(免疫抑制)効果も急速に消失するであろうことを意味する。これは、インフリキシマブのような、感染症の発生率の上昇と関連付けられている長い半減期を伴う抗体薬(リスティング(Listing)ら、2005年、Arthritis Rheum 52(11):3403−3412頁;クラム(Crum)ら、2005年、Medicine(Baltimore)84(5):291−302頁を参照)に優る利点であり得る。
実施例B−ランダム・ペプチド・ファージ・ディスプレイ・ライブラリを使用した黄色ブドウ球菌走化性阻害タンパク質におけるヒトIgGの立体構造依存性エピトープの同定
材料及び方法
組換えタンパク質のクローニング、発現及び精製
CHIPS、CHIPS31-121(最初の30個のアミノ酸がないCHIPS)及びCHIPS31-113(最初の30個及び最後の8個のアミノ酸がないCHIPS)を過去に記載されるとおり作成した(ドハース(de Haas)ら、2004年、J Exp Med 199(5):687−95頁; ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)。遺伝子はpRSET−Bベクターに、エンテロキナーゼ切断部位のすぐ下流及びEcoRI制限部位の前にオーバーラップ伸長PCRによりクローニングした(ホー(Ho)ら、1989年、Gene 77(1):51−59頁を参照)。最初にCHIPS遺伝子を黄色ブドウ球菌染色体DNAから増幅した。この産物を鋳型として使用して、さらにクローニングした。Pfu Turbo DNAポリメラーゼ(ストラタジーン(Stratagene)、テキサス州シーダー・クリーク(Cedar Creek))を使用して増幅反応を行なった。製造者の指示に従い(インビトロジェン(Invitrogen))、最終PCR産物をPCR精製キット(Qiaquick、キアゲン(Qiagen))を使用して精製し、pRSET−BベクターのEcoRI及びXbaI部位にクローニングしたうえTOP10F’大腸菌中で増殖させた。ABI Prism 377(アプライド・バイオシステムズ(Applied Biosystems))を使用して妥当な配列を検証した後、組換えタンパク質を1mMのIPTG(イソプロピルβ−D−チオガラクトシド、インビトロジェン(Invitrogen))で誘導することによりRosetta-Gami大腸菌(ノバジェン、メルク・バイオサイエンシーズ(Novagen, MERCK Biosciences))内で発現させた。
細菌をCelLytic B細菌細胞溶解/抽出試薬(シグマ(Sigma))及びリゾチームにより製造者の説明に従い溶解した。ヒスチジン標識タンパク質を、ニッケル・カラム(HiTrap Chelating HP、5mL、アマーシャム・バイオサイエンシーズ(Amersham Biosciences)を使用して製造者の指示に従い精製し、その後エンテロキナーゼ(インビトロジェン(Invitrogen))で切断した。試料は純度及びタンパク質の存在について、15%のSDS−PAGE(ポリアクリルアミドゲル電気泳動、Mini Protean R3 System、バイオ・ラッド(Bio-Rad))及びクマシー・ブリリアント・ブルー(メルク(Merck))染色を用いて確認した。タンパク質濃度を280nmの吸光度により測定した。
細胞培養
C5aRをトランスフェクトしたU937細胞(ヒト前単球細胞系)(U937/C5aR)を、プロスニッツ(Prossnitz)博士(ニューメキシコ大学(University of New Mexico)、ニューメキシコ州アルバカーキ(Albuquerque))から供与して頂いた。あるいは、かかる細胞は当該技術分野において周知の技法を使用して産生してもよい。
細胞を、37℃の5%CO2インキュベーター内に置かれた2μLのベントキャップ付き75cm2細胞培養フラスコ(コーニング(Corning)、マサチューセッツ州アクトン(Acton))中で成長させた。細胞は、1mMのピルビン酸ナトリウム(インビトロジェン・ライフ・テクノロジーズ(Invitrogen Life Technologies))、2.5mg・mL-1のグルコース(シグマ・アルドリッチ(Sigma-Aldrich))、10%のFCS(インビトロジェン・ライフ・テクノロジーズ(Invitrogen Life Technologies))及び10μg・mL-1のゲンタマイシン(インビトロジェン・ライフ・テクノロジーズ(Invitrogen Life Technologies))を含むLグルタミン含有RPMI 1640培地(インビトロジェン・ライフ・テクノロジーズ(Invitrogen Life Technologies))に維持した。細胞は週2回、1/10(v/v)希釈した(ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)。
CHIPS活性アッセイ
化学誘引物質による活性化は細胞内遊離カルシウム濃度の急速な、且つ一過性の上昇を惹起する。U937/C5aR細胞によるカルシウム動員を先行文献に記載のとおり計測した(ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)。簡潔にいえば、野生型CHIPS及びトランケート型CHIPS変異体(CHIPS31-121及びCHIPS31-113)について、そのC5a誘導性カルシウム動員を阻害する能力を試験した。細胞(RPMI 1640/0.05%HAS中5×106mL-1)を2×10-6MのFluo-3-AM(モレキュラー・プローブズ(Molecular Probes)、オレゴン州ユージーン(Eugene))と共に室温で20分間インキュベートし、2回洗浄したうえRPMI 1640/0.05%HSA中に懸濁した(106mL-1)。細胞は、緩衝液、又は1μg・mL-1のCHIPS又はCHIPS変異体と共に室温で30分間プレインキュベートした。緩衝液とのインキュベーションをブランク対照として供した。C5a(シグマ・アルドリッチ(Sigma-Aldrich))により濃度を上昇させながら細胞を刺激した。細胞活性化を表す蛍光の上昇をFACSCaliburフローサイトメーターで計測した。
抗CHIPS ELISA
マイクロタイター・プレート(グライナー(Greiner))を4℃で一晩PBS中1μg・mL-1で1ウェル当たり50μLのCHIPSによりコーティングした。全ての洗浄ステップはPBS−0.05%Tween-20で3度行い、続いて37℃で1時間のインキュベーションを行った。プレートをPBS−0.05%Tween-20、4%BSAでブロッキングし、洗浄したうえ、PBS−0.05%Tween-20、1%BSAに希釈した抗体と共にインキュベートした。結合した抗体を、ペルオキシダーゼをコンジュゲートした種特異的ヤギ抗IgGにより(全て、サザン(Southern)、米国バーミングハム(Birmingham)から)、TMBを基質として検出した。反応をH2SO4で停止させ、450nmの吸光度をBioRad ELISAリーダーで計測した。ペプチド実験については、プレートを4℃で一晩PBS中±10μMの25merペプチドでコーティングし(製薬化学局(Department of Pharmaceutical Chemistry)、オランダ国ユトレヒト(Utrecht);ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)、CHIPSについて記載されるとおり処理した。
ヒト−α−CHIPS−IgGのアフィニティー精製
CHIPS又はトランケート型CHIPS変異体をCNBr活性化sepharose 4B(アマーシャム・バイオサイエンシーズ(Amersham Biosciences)、スウェーデン国ウプサラ(Uppsala))に結合させたうえ、Tricon 5/20カラム(アマーシャム・バイオサイエンシーズ(Amersham Biosciences)に製造者の指示に従い充填した。ヒトIgG(60 mg・mL-1)(サンキン(Sanquin)、オランダ国アムステルダム(Amsterdam))をPBS中に3回希釈し、0.2μmフィルターでろ過した。アフィニティー精製をAEKTA Primeシステムで50mLループ(アマーシャム・バイオサイエンシーズ(Amersham Biosciences))を使用して、製造者のプロトコルに従い実施した。簡潔にいえば、カラムを10カラム容積のPBSで洗浄した後、合計1gのヒトIgG(20mg・mL-1)を流速0.5mL・分-1でカラムに流した。カラムを10カラム容積のPBSで洗浄し、結合したヒトIgGを0.1Mのグリシン、pH3.0で溶出した。0.5mLの画分を50μLの1Mトリス、pH8.0を含む試験管に回収した。タンパク質を含む溶出画分(OD280により計測したとき)をプールし、緩衝液をAmicon Ultra 15 5000 MWCOスピンカラムを使用してPBSに変えた。ナトリウムアジドを最終濃度0.02%まで添加したうえ、アフィニティー精製ヒト−α−CHIPS−IgGを4℃で保管した。
CHIPS31-113タンパク質を発現するファージの調製
VSCM13(ストラタジーン(Stratagene)、米国カリフォルニア州ラ・ホーヤ(La Jolla))をヘルパー・ファージとして使用して、ファージ・ストックを標準的なプロトコルに従い調製した。簡潔にいえば、CHIPS31-113遺伝子をpFAB75ベクターのPIII遺伝子のすぐ上流にクローニングし(エングバーグ(Engberg)ら、1996年、Mol Biotechnol 6(3):287−310頁を参照)、大腸菌TOP10F’(インビトロジェン(Invitrogen)、米国カリフォルニア州カールズバッド(Carlsbad))に形質転換した。細菌は対数期まで培養して、ヘルパー・ファージを感染させた(感染効率:約20)。重感染させた細菌を37℃で30分間、振盪せずにインキュベートした。細菌細胞を遠心により回収し、それを使用してアンピシリン(50μg・mL-1)、カナマイシン(10μg・mL-1)、テトラサイクリン(10μg・mL-1)及びイソプロピル−α−D−チオガラクトシド(IPTG)(1mM)を含有するLB培地に接種した。培養物は30℃で15時間、激しく振盪しながらインキュベートした。上清を遠心により回収し、培養物容積の1/6の25%PEG6000(フルカ(Fluka))、3MのNaClを添加することによりファージを沈殿させた。沈殿したファージをPBS、1%BSA中に再懸濁し、0.45μmフィルターで無菌ろ過した。
ヒト・アフィニティー精製α−CHIPS31-113−IgGの抗ファージ反応性
2つのMaxisorb96ウェル・プレート(ヌンク(Nunc)、米国ニューヨーク州ロチェスター(Rochester))をPBS中、1μg・mL−1のマウスM13モノクローナル抗体(アマーシャム・ファーマシア・バイオテック社(Amersham Pharmacia Biotech Inc.)、米国ニュージャージー州ピスカタウェイ(Piscataway))と共に一晩4℃でインキュベートした。プレートをPBS−0.05%Tween-20で3回洗浄し、200μLのPBS−0.05%Tween-20、5%BSAにより37℃で1時間ブロッキングした。プレートをPBS−0.05%Tween-20及び100μLのPBSで洗浄し、M13ファージ又はCHIPS31-113タンパク質(2×1011cfu mL-1)を発現するM13ファージを添加して37℃で1時間インキュベートした。洗浄後、プレートを100μLのヒト・アフィニティー精製α−CHIPS31-113−IgG、又は種々の濃度のウサギ−α−CHIPS−IgGと共に37℃で1時間インキュベートした。次に、プレートを洗浄し、100μLのヤギ−α−ヒトIgG−HRP(ジャクソン・イムノリサーチ(Jackson ImmunoResearch)、米国ペンシルベニア州ウェスト・グローブ(West Grove))又は最適濃度のヤギ−α−ウサギIgG−HRP(サザン・バイオテック(Southern Biotech)、米国アラバマ州バーミングハム(Birmingham))を添加した。プレートを3回洗浄し、基質(0.67mg・mL-1のo−フェニレンジアミン、35mMのクエン酸ナトリウム、67mMのNaPO3、pH5及び0.012%H22)を添加した。反応を100μLの1MのH2SO4で停止させたうえ490nmで吸光度を計測した。
ランダム・ペプチド・ファージ・ライブラリ及びファージ選択
ファージ・ライブラリをニュー・イングランド・バイオラブズ(New England Biolabs)(マサチューセッツ州イプスウィッチ(Ipswich))から購入した。Ph.D.−7(商標)ファージ・ディスプレイ・ペプチド・ライブラリは、リンカー配列(Gly−Gly−Gly−Ser)によりバクテリオファージM13の主要なコート・タンパク質pIIIのN末端に融合した7merのランダム・ペプチドからなる。このライブラリは約2.8×109の電気穿孔された配列(207=1.28×109の考えられ得る7残基配列と比較して)からなり、10μLのファージ・ストック中の各配列について約70コピーを産生する。Ph.D.−C7C(商標)ライブラリのランダム化したセグメントは一対のシステイン残基に隣接し、これらはファージ構築中に酸化されてジスルフィド結合をなし、結果として提示されるペプチドが標的のループとして供される。Ph.D.−7(商標)及びPh.D.−C7C(商標)ライブラリを使用してヒトIgGのエピトープをCHIPSタンパク質の表面にマッピングし、100μLのprotein-Gコーティング磁気ビーズ(ダイナル(Dynal))を1mLのPBS−0.05%Tween-20で3回洗浄した。洗浄したビーズを1mLのPBS−0.05%Tween-20、5%BSAにより22℃で1時間ブロッキングした。ビーズを4回洗浄し、1mLのPBS−0.05%Tween-20中に再懸濁した。これらのブロッキングしたビーズの半分を使用してファージ・ストックを事前に選別した。従って、10μLのPh.D.−7(商標)及び10μLのPh.D.−C7C(商標)を、ブロッキングされたビーズを含有する180μLのPBS−0.05%Tween-20中に懸濁し、継続的に攪拌しながら22℃で30分間インキュベートした。
1μLのアフィニティー精製ヒト−α−CHIPS31-113−IgG(300μg・mL-1、最終濃度は約10nM)を事前に選別されたファージに添加し、22℃で30分間インキュベートした。ファージ/IgG懸濁液をブロッキングしたビーズの残りに添加し、22℃で30分間インキュベートした。ビーズをPBS−0.05%Tween-20で10回洗浄して結合しなかったファージを洗い落とした。洗浄ステップにおけるTween濃度は連続するラウンドにおいて段階的に0.5%まで上昇させてストリンジェンシーを高くした。結合したファージを125μLの0.2Mグリシン、pH2.2、0.1%BSAにより8分間で溶出し、その後溶出液のpHを15μLの1Mトリス−HCL、pH8で直ちに中和した。
溶出液を増幅し、増幅したファージの10μLを次の選択ラウンドの入力として使用した。ファージ選択の特異性をさらに高めるため、第4ラウンドで結合したファージをCHIPSタンパク質による競合溶出を使用して溶出した。結合したファージを1.8mg・mL-1のCHIPSと共に一晩インキュベーションすることにより溶出した。
ファージの滴定及び増幅
ライブラリ・ファージはlacZα遺伝子を保因する通常のクローニング・ベクターM13mp19に由来するため、ファージ・プラークはXgal及びIPTGを含有する培地にプレーティングされると青色に見える。環境中の繊維状ファージは典型的には、同じ培地にプレーティングされるとき、白色のプラークを生じる。
10mLのLB培地に単一コロニーER2738大腸菌を接種し、対数期中期(OD600約0.5)まで激しく振盪しながら37℃でインキュベートした。トップ・アガー(50%LB寒天、50%LB培地)を融解して、約45℃まで冷却した。3mLの融解したトップ・アガーを200μLのER2738大腸菌に添加し、LB/IPTG/Xgalプレート(0.5mMのIPTG、80μg・mL-1のXgalを含有するLB寒天プレート)の上層に流し込んだ。1μLのファージ溶出液を使用して10倍連続希釈液を作製した。LB培地中の各希釈液の10μLを調製済みの培養プレート上にスポッティングし、37℃で一晩インキュベートした。翌日、プラークを計数することによりファージ力価を計算した。
残りのファージ溶出液を対数期初期(OD6000.4〜0.5)に20mLのER2738大腸菌培養物に添加し、激しく振盪しながら37℃で4.5時間インキュベートした。培養細胞を10000rpmで10分間、4℃で遠心した。上清を新しい試験管に流し込んで1/6容量の25%PEG6000(フルカ(Fluka))、3MのNaClを添加し、ファージを4℃で一晩沈殿させた。沈殿したファージを10000rpm、4℃で15分間遠心した。増幅したファージを含有するペレットを200μLのPBS中に再懸濁し、上記のとおり滴定した。4回目の選択ラウンド後はファージ増幅は行わず、ファージをDNA配列決定により直接特性決定した。
結合ファージの特性決定
ER2738大腸菌の一晩培養物をLB培地中に1:100希釈した。滴定プレートから48個の種々のプラークをピペットの先端で穿刺して1mLの希釈培養物に移す。感染させた培養物を37℃で4.5〜5時間インキュベートした。培養物を13600rpmで30秒間遠心し、500μLの上清を新しい微量遠心管に移した。200μLのPEG6000、3MのNaClを添加し、ファージを22℃で10分間沈殿させた。試料を13600rpmで10分間遠心した。ペレットを100μLのヨウ化物緩衝液(4MのNaI、10mMのEDTA、pH8)中に再懸濁して250μLの95%EtOHを添加し、22℃で10分間インキュベートすることにより一本鎖ファージDNAを選好的に沈殿させた。試料を13600rpmで10分間遠心し、ペレットを70%EtOHで洗浄して乾燥させ、'−96PIII配列決定用プライマー(5'−CCCTCATAGTTAGCGTAACG−3'[配列番号2]、ニュー・イングランド・バイオラブズ(New England Biolabs))を使用して配列決定に回した。
エピトープ・マッピング
選択されたファージのアミノ酸配列をClustal-Wを使用して整列させた(アイヤール(Aiyar)、2000年、Methods. Mol. Biol. 132:221−41頁を参照)。コンセンサス配列を、CHIPS31-121 PDBファイル(PDBアクセスコード1XEE)及びPyMol分子グラフィックス・プログラムを使用して、CHIPSタンパク質の表面上に手動でマッピングした(デラノ(DeLano)、2002年、「The PyMol Molecular Graphics System」、デラノ・サイエンティフィック(Delano Scientific)、サン・カルロス(San Carlos)を参照)。
選択されたファージの結合特異性
ファージELISAを使用して選択されたファージのアフィニティー精製ヒト−α−CHIPS31-113−IgGに対する結合特異性を試験した。96ウェルのMaxisorbプレートを4℃のPBS中、100μg・mL-1のアフィニティー精製ヒト−α−CHIPS31-113IgGにより一晩コーティングした。プレートをPBS−0.05%Tween-20で4回洗浄し、300μLのPBS−0.05%Tween-20、5%BSAにより37℃で1時間ブロッキングした。同時に、第2のMaxisorbプレートをPBS−0.05%Tween-20、5%BSAによりブロッキングして、BSAコーティング・プラスチックとの結合性についての対照として供した。プレートを4回洗浄し、PBS−0.05%Tween-20、1%BSA中の種々の希釈の精製ファージ・ストックと共に37℃で1時間インキュベートした。プレートを4回洗浄し、37℃で1時間、PBS−0.05%Tween-20、1%BSA中の50μLのマウス−α−M13−mAb(1μg・mL−1)(アマーシャム(Amersham))と共にインキュベートした。プレートを洗浄し、50μLのウサギ−α−マウスIgG−HRP(PBS−0.05%Tween-20、1%BSA中1:2000)と共に37℃で1時間インキュベートした。洗浄後、100μLの基質を添加し、反応を150μLの1MのHClにより停止させた。492nmの吸光度をELISAプレート・リーダーで計測した。
hu−α−ペプチドIgGのアフィニティー精製
カップリングを効率的にするため、ファージ由来配列が損なわれている7アミノ酸のペプチドを、3個のグリシン及び1個のシステインの追加的なC末端スペーサーと合成した(イソジェン・ライフ・サイエンス(Isogen Life Science);オランダ国アイセルスタイン(IJsselstein)及びバイオ−シンセシス(Bio-Synthesis);テキサス州ルイスビル(Lewisville))。2つの対照ペプチドを組み入れ、1つはヒトC5a受容体に対し特異的なmAb(クローンS5/1)により認識される最小の7mer配列(カップリング用にGGGC[配列番号3]が加わる)(バイオ−シンセシス(Bio-Synthesis))、及びCHIPSのN末端部分が損なわれている38merペプチド(最初の37アミノ酸と、それに加え追加的なシステイン;ペプスキャン・システムズ(Pepscan Systems);オランダ国レリスタッド(Lelystad))である。ペプチドをH2O中に溶解し、−20℃で保管した。ELISAのため、ペプチドをpH8の0.1Mのトリス/HCl中に25μg・mL−1に希釈したうえ、10mMのN−サクシニミジル3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)により30分間処理して遊離アミノ基を組み込み、さらにH2Oで洗浄したNunc Covalink NHプレートに90分間コーティングした。その後、他のELISAと同じプロトコルに従いプレートを処理した。ペプチドを固体マトリクスに結合させるため、まず初めにペプチドをアガロース結合トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP、ピアス(Pierce))を使用して還元し、続いて5mMのEDTAを含有するpH8.3の50mMのトリス/HCl緩衝液中のスルホ結合アガロースビーズ(ピアス(Pierce))と混合して室温で2時間インキュベートした。未反応基をL−システインでブロッキングし、ビーズを結合緩衝液及びPBSで広範囲に洗浄した。小型1mlカラムを使用して、CHIPSについて記載したとおり静脈内注射用のヒト免疫グロブリン製剤(サンキン(Sanquin))由来のIgGをアフィニティー精製した。溶出したIgGを100μg・mL-1の純粋ヒトアルブミンと混合してPBSに対し一晩透析し、実際のIgG含量をELISAにより測定した。
表面プラズモン共鳴を使用した選択されたペプチドに対する抗体結合性の分析
アフィニティー精製抗体及びプールされたヒトIgGの合成ペプチド及びCHIPSタンパク質に対する結合性についてBiacore 1000機器で調べた。C末端システイン残基を含有するペプチドを、N−エチル−N'(ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)及びN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)の化学物質をチオール・カップリング・キット(ファーマシア・バイオコア(Pharmacia Biacore))と共に使用して、カルボキシメチルデキストラン・センサー・チップCM5にカップリングして、CM5デキストランを活性化した。活性化した後、20μLの2−(2−ピリジニルジチオ(pyrdinyldithio))エタンアミン(PDEA)を注入し、続いて0.1MのNaAc、1MのNaCl、pH4中の35μLのシステイン含有ペプチド、1mg・mL-1を7分間で注入した。未反応基を20μLのL−システインを4分間注入してブロッキングした。CHIPSカップリングについては、20μLのCHIPS(1mg・mL-1)をEDC/NHS活性化センサー・チップに直接注入した。センサー・チップ表面の残った反応性基を、50μLの1Mエタノールアミン−HCL、pH8.5(ファーマシア(Pharmacia))を注入して飽和させた。
5μL・分-1の一定流量で25℃において結合アッセイを行った。アフィニティー精製抗体及びIV−IgGをHBS−EP緩衝液(150mMのNaCl、3mMのEDTA及び0.005%界面活性剤P20を含有する10mMのHEPES(pH7.4))中に希釈した。抗体を固定化したペプチドと210秒間にわたり相互作用させた後、2分間の解離工程を続けた。さらに競合について調べるため、抗体を1mg・mL-1のCHIPSタンパク質と共にプレインキュベートした。アフィニティー精製α−ペプチド抗体を10μg・mL-1の濃度で試験した。チップを10mMのグリシン−HCl(pH1.5)で3分間洗浄することにより残存する結合抗体をセンサー・チップ表面から除去した。
結果
CHIPS31-113の活性
本出願人は過去に、C5aR遮断活性の完全な保存を示したCHIPS31-121タンパク質について記載した(ハース(Haas)ら、2005年、J Mol Biol 353(4):859−872頁を参照)。より小型の活性CHIPS変異体を求めて本出願人はタンパク質の折り畳まれたコアの外部のC末端部分を欠失させた(ハース(Haas)ら、2005年、J Mol Biol 353(4):859−872頁を参照)。図14は、種々のCHIPS変異体の活性を野生型CHIPSと比較して示す。全てのCHIPS変異体が、C5a誘導性活性化U937/C5aR細胞を阻害することができた。
アフィニティー精製α−CHIPS抗体は立体構造依存性エピトープを認識する
固定化したCHIPS樹脂を装填したカラムを使用して、プールされたヒトIgGをアフィニティー精製した。本出願人は、一組のCHIPS由来25merペプチドに対するアフィニティー精製α−CHIPS抗体の結合性を全CHIPS配列にわたり試験した(ハース(Haas)ら、2004年、J Immunol 173(9):5704−11頁を参照)。図15に示されるとおり、野生型CHIPS及びCHIPSのN末端に由来するペプチドのみがアフィニティー精製α−CHIPS抗体により認識された。これは、こうしたα−CHIPS抗体が残基30〜113の線状エピトープを認識しないことを示唆する。
CHIPSタンパク質における立体構造依存性エピトープの存在を確認するため、本出願人は、2つの異なるアフィニティー精製抗体調製物(α−CHIPS1-121及びα−CHIPS31-113)の野生型CHIPS(CHIPSwt)、及び2つのトランケート型CHIPSタンパク質(CHIPS31-121及びCHIPS31-113)に対する反応性を試験した。図16は、全ての抗体がCHIPSタンパク質と反応することを示す。アフィニティー精製α−CHIPS1-121はN末端に対し特異的なエピトープを含有するが(図15)、種々のCHIPS変異体に対する反応性について、調製物間に有意な差はない。これは、線状エピトープを上回る過剰な立体構造依存性エピトープを示している可能性がある。立体構造依存性エピトープに対し特異的なCHIPS特異的マウスモノクローナル抗体が対照として供された。
アフィニティー精製α−CHIPS IgGは野生型M13ファージと反応しない
アフィニティー精製α−CHIPS31-113IgG調製物中に存在するヒト−α−ファージIgGは、潜在的にファージ選択実験を妨害する可能性がある。従って本出願人は、空のM13ファージ(野生型pIII表面タンパク質を発現するM13ファージ)に対するアフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGの結合性をELISAにより試験した。図17は、アフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGが野生型M13ファージとは反応しないが、CHIPSタンパク質を発現するM13ファージを完全に認識することを示す。100μg・mL-1の濃度までのアフィニティー精製α−CHIPS IgGを使用した。このような高濃度であっても、バックグラウンドと比較して空のファージに対する結合性に差はなかった。従って本出願人は、アフィニティー精製α−CHIPS31-113IgG調製物中に、選択実験を妨害し得る有意な量のα−ファージ抗体は存在しないと結論付ける。
組換えファージのバイオパニング及び特性決定
アフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGを使用して2つのランダム・ペプチド・ファージ・ライブラリからファージを選択し、ヒトIgGのエピトープをCHIPSタンパク質表面上にマッピングした。4ラウンドのバイオパニング後、48個の組換えファージ・クローンが無作為に選択され、DNA配列決定により特性決定された。47個のクローンの配列は表3に示される(クローン27の配列決定は失敗した)。配列「MNKTWYP」[配列番号4]がこの47本の配列セットで12回出現し、従ってこれが最も豊富であり、それに続くのは4回選択された「MNKTFWF」[配列番号5]であった。興味深いことに、配列「FNKSYYG」[配列番号6]は3回出現したが、これらの配列は遺伝的な配列が異なっており、従って単一の選択されたファージの単純な増幅ではない(データは示さず)。本出願人は2つの異なるライブラリ(Ph.D.−7(商標)及びPh.D.−C7C(商標))を混合して着手したが、選択された配列は全て、Ph.D.−7(商標)ライブラリに由来した。
Figure 2009534026
表3:4ラウンドのパニング後の47個の組換えファージ・クローンのペプチド配列。Ph.D.−7(商標)とPh.D.−C7C(商標)とを組み合わせたランダム・ペプチド・ファージ・ライブラリをアフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGとの結合性について4回の連続的なパニング・ラウンドで選択した。最終ラウンドのファージを、高いCHIPS濃度(1.7mg・mL-1)による競合作用を使用して選択的に溶出した。48個の単一ファージを増幅し、単離された一本鎖DNAを配列決定した(クローン27の配列決定は失敗した)。データは、発現したランダム・ペプチドに相当する翻訳配列を示す。
選択されたペプチドは、表4に示されるとおり、そのアミノ酸配列に基づき種々の群に分けることができた。さらに、各群内での配列の類似性に基づき、本出願人はコンセンサス配列を計算した。各群内において整列させた配列間で出現頻度の最も高かったアミノ酸をコンセンサス残基として分類した。各群のコンセンサス配列は表4に示される。
選択された配列を、図18に示されるとおり、PyMol分子グラフィックス・プログラム及びCHIPS31−121 pdbファイル(PDBアクセスコード1XEE)を使用してCHIPSタンパク質の表面上に手動でマッピングした。選択された配列から第4のエピトープを同定した。ファージφ45)により発現した配列「PLRASQ」[配列番号55]は47個の配列決定された組換えファージのなかで1回しか出現しなかったが、この配列はCHIPS分子の表面上に完全にマッピングできた。さらに、ファージφ16により発現したペプチド配列(「ALQASRH」[配列番号56])がこの「エピトープ」に対し極めて高い類似性を示す。予測されたエピトープに対する類似性が最も高いペプチド配列を発現する8個の種々の組換えファージを、ELISAによりさらに特性決定した(表5)。図19aは、これらのファージがアフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGと特異的に結合するものの、BSAとは結合しない(図19b)ことを示す。先に本出願人は、アフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGが空のファージとは反応しないことを示した(図17)。従って本出願人は、選択されたファージのアフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGとの結合性が発現するペプチドに特異的であると結論付ける。
Figure 2009534026
表4:ペプチド配列の分類。Ph.D.−7(商標)ファージ・ライブラリから選択されたペプチド配列を、アミノ酸配列に基づき種々の群に分けた。括弧内の数字は、2回以上見られた配列の数を示す。3つの異なる群を区別できる。また、各群のコンセンサス配列も示される。各群内において整列させた配列間で出現頻度の最も高かったアミノ酸を、コンセンサス残基として分類した。
合成ペプチドはマッピングされたエピトープを模倣する
ファージ選択及びエピトープ・マッピングで得られた結果に基づき、4つの異なるペプチドを合成した(挿入図20)。全てのペプチドがC末端システイン残基を含み、チオール・カップリング化学反応による固定化が可能であった。CHIPSタンパク質のN末端はヒトIgGのエピトープを含むことが分かった(図15)ため、N末端の37CHIPS残基及び追加的なシステインを含んでなる合成ペプチド(pep1−38)を陽性対照として使用した。このペプチドをチオール活性化セファロースとカップリングして種々のアフィニティー・カラムを作成した。これらのカラムを使用してヒトIgGをアフィニティー精製した。アフィニティー精製α−ペプチド抗体の種々のペプチド及びCHIPS分子に対する結合性をELISAにより検証し(データは示さず)、Biacore 1000機器で調べた(図20)。
アフィニティー精製α−ペプチド抗体は、IVIgGと比較したとき、それらの特異的ペプチドとの結合性について増加を示す。アフィニティー精製抗体を1mg・mL-1のCHIPSと共にプレインキュベートしても、この相互作用は低下しない。α−552及びα−554抗体はペプチド552及び554と交差反応する。これらのペプチドは配列の類似性が高いため(挿入図20)、これは意外なことではない。
アフィニティー精製α−ペプチド抗体はIVIgGと比較してCHIPSタンパク質との結合性について増加を示す。この相互作用は、アフィニティー精製α−ペプチド抗体を1mg・mL−1のCHIPSと共にプレインキュベートすると妨げられる。
Figure 2009534026
表5:さらなる特性決定のために選択された配列。ELISAによるさらなる特性決定のため、本出願人はマッピングされたエピトープに基づき種々のペプチドを発現する8個のファージを選択した。
考察
抗体エピトープは多くの場合に、タンパク質の一次配列中で互いに離間しているアミノ酸によって形成されるが、折り畳まれた分子の表面上の反応部位としては一つにまとまっている。本出願人は、アフィニティー精製α−CHIPS抗体がCHIPSタンパク質の残基31と113との間の直鎖部分を認識できないことから、これはCHIPSの場合に特に当てはまることを示す。結果的に、小さい欠失及び置換であっても分子の構造に相当な影響を及ぼし得るため、エピトープ・マッピングにおけるトランケートされた分子の有用性は限られている。ランダム・ペプチド・ライブラリの使用は、エピトープ・マッピングのトランケート分子による制約を克服する。
先行研究は、モノクローナル抗体の線状エピトープの同定(ヤング(Yang)ら、2005年、J Immunol Methods 304(1−2):15−29頁)及び立体構造依存性エピトープの同定(クック(Cook)ら、1998年、J Autoimmun 11(3):205−211頁;マイヤー(Myers)ら、2000年、J Immunol 165(7):3830−3838頁;シャウ(Shaw)ら、2002年、Biochem J 363(第1部):137−145頁)におけるランダム・ペプチド・ファージ・ディスプレイ・ライブラリの使用可能性を示している。これらの研究により、ファージ・ディスプレイにより発現するペプチドは立体構造依存性エピトープを模倣してアフィニティー精製を可能にするコンホメーションをとる能力を有することが示されている。この研究では、CHIPS上のエピトープはランダム・ペプチド・ファージ・ディスプレイ・ライブラリを使用してマッピングされた。本出願人の知る限りでは、ポリクローナル抗体調製物における立体構造依存性エピトープのマッピングを報告するのは本研究が最初である。
本出願人は、アフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGとの結合性についてファージを選択した。シュルデルベルグ(Schluederberg)ら(1980年、Nature 283(5749):792−4頁)は、M13と区別のつかないファージをヒト便から単離できることを示した。M13ファージは環境中に多量にあるにもかかわらず、本出願人の示したところによれば、本出願人のアフィニティー精製抗体調製物はいかなる検出可能なレベルのα−M13ファージ抗体も含まない。しかしながら、選択されたファージのα−CHIPS抗体との結合性についての特異性を高めるため、本出願人は高濃度のCHIPSによる競合溶出法を用いた。
4回の選択ラウンド後、47個のクローンを配列決定した。ファージ選択は多種多様な要因に依存する。例えば、提示されたペプチド配列中のアルギニンはpIIIの分泌を妨げる。結果的に、Argを含有するペプチドのクローンは、積極的に選択不可とされる(ピータース(Peters)ら、1994年、J Bacteriol 176(14):4296−4305頁を参照)。また、洗浄ステップのストリンジェンシー及び性質も、特定のファージを好み得る(スミス及びペトレンコ(Smith & Petrenko)、1997年、Chem Rev 97(2):391−410頁を参照)。従って、配列「MNKTWMP」[配列番号86]は単離される頻度が最も高かったが、これ以上の結論はこの観察からは推測できない。Ph.D.−7(商標)及びPh.D.−C7C(商標)の双方のライブラリとも約2.8×109の電気穿孔された配列からなり(207=1.28×109の考えられ得る7残基配列と比較して)、位置に明らかな偏りのない多様な配列を含む。この大型ライブラリから、本出願人はCHIPS分子の表面にマッピングできた4本の配列を選択した。これらの類似性は偶然の一致によって説明できるものではなく、従って本出願人は、これらの配列が立体構造依存性エピトープに相当するものと結論付ける。
各々予測エピトープとの類似性が最も高い異なるペプチド配列を発現する8個のファージについてのさらなる特性決定をELISAにより行った。これらのファージはアフィニティー精製α−CHIPS IgGとの結合性を示す。先に本出願人は、アフィニティー精製α−CHIPS IgGがいかなる検出可能な量の抗M13ファージ抗体も含まないことを示した。従って本出願人は、この相互作用が発現したペプチドに特異的であると結論付ける。
発現したペプチドがCHIPSタンパク質上の立体構造依存性エピトープを模倣できたことを確認するため、追加的な実験を行った。ファージ・ライブラリから選択されたペプチドと類似した合成ペプチドを使用して、本出願人はCHIPSタンパク質を特異的に認識したIgGのプールからの抗体をアフィニティー精製した。これらのアフィニティー精製抗体はそれらの特異的ペプチドと相互作用させた。この相互作用はCHIPSタンパク質とは競合しなかった。こうした観察から本出願人は、種々のコンホメーションの合成ペプチドを認識するIV−IgGプール中にα−ペプチド抗体が存在すると結論付ける。これらのコンホメーションのほとんどはCHIPS立体構造依存性エピトープとは異なり、従ってCHIPSタンパク質と競合しない。合成ペプチドはスペーサー(Gly−Gly−Gly−Cys[配列番号87])を含むため、精製された抗体調製物はα−スペーサー又はα−スペーサー−ペプチド抗体を含む可能性がある。
アフィニティー精製α−ペプチド抗体のCHIPSタンパク質との結合研究から、CHIPSタンパク質を特異的に認識するサブセットが明らかとなる。これらの抗体により認識されるCHIPSタンパク質表面上のエピトープのコンホメーションは限られており、従って異なるペプチドのコンホメーションを認識する他のα−ペプチド抗体との競合はない。
CHIPSは小さくコンパクトに折り畳まれたタンパク質であるが、存在するエピトープの総量を推定するのは困難である。本出願人の使用したPh.D.−7(商標)及びPh.D.−C7C(商標)ライブラリは、発現するペプチドのサイズが7残基に限定されており、従って模倣されるエピトープのサイズが限られる。本出願人は4つのエピトープをCHIPS分子の表面上にマッピングした。より大型のペプチドを発現するライブラリを使用したさらなる選択を用いて、さらなるエピトープを同定し得る。
本出願人は、CHIPSのC5aRの遮断を担う部分であるCHIPS31-113分子に焦点を置く。興味深いことに、本出願人は線状エピトープを模倣するペプチド・ファージは単離しなかった。これはアフィニティー精製α−CHIPS抗体とCHIPS由来ペプチドとの間に相互作用が観察されなかったペプスキャン(pepscan)ELISAの結果と一致する。
α−CHIPS IgGのアフィニティー精製について、本出願人は大規模なドナー群から得られたIgGのプールから開始した。様々な人がエピトープのサブセットを認識する可能性が最も高い。今後の研究において記載された選択技法を使用することにより、異なる人々の間でのエピトープ認識の分布についてより多くの洞察を得ることができる。
実施例C−例示的変異CHIPSポリペプチドI
CHIPSペプチドELISA:ライブラリの一点計測
目標:粗細胞溶解液中におけるCHIPS突然変異体に対するペプチド結合能力を測定すること
概要:タンデム・サンドイッチELISAを、ストレプトアビジンをコーティングとして最適化した後、CHIPSが結合するビオチン化C5aRペプチドをモノクローナル抗体mAb 2H7により、続いて二次HRPコンジュゲートポリクローナル抗体及び基質により検出した。精製した組換えCHIPSwtによる標準曲線を各ELISAプレートについて準備した。492nmの吸光度を計測して標準の濃度に対しプロットしたうえ、4パラメータ曲線適合モデルで分析し、そこから突然変異体のペプチド結合を計算して比活性として発現した濃度と相関させた。
材料及び方法
10×PBS(バイオウィタッカー(BioWhittaker)#BE17−517Q、ロット4MB0102)
PBS Tween 20(0.05%)(メディカゴ(Medicago)#09−8410−100、ロット113303)
BSA(メルク(Merck)#1.12018.0100、ロットK54593318527)
CellyticB(シグマ(Sigma)#B−3553、ロット114K65156)
Sigma fast OPD(シグマ(Sigma)#P9186、ロット055K8204)
F96 Maxisorp(ヌンク(Nunc)#442404、ロット079027)
96ウェルU字型PPプレート

ストレプトアビジン1mg/ml(シグマ(Sigma)、ロット120K1249)
CD88−N末端ペプチド:ABCF−1、6.3 mg/ml(ロット050805KaB)
mAb 2H7モノクローナル抗体、1mg/ml(ユトレヒト(Utrecht)、ロット2004−12)
ウサギ抗マウスIg−HRP(ダコ(Dako)#P0260、ロット00006983)
rCHIPSwt、1.8mg/ml(ユトレヒト(Utrecht)、ロット2004−12−02)
CHIPS対照(溶解液):CHIPSwt、K69A、2mut

CHIPSライブラリ:

器具:
ELISA洗浄器ELx405(バイオテック・インスツルメント(BioTek Instruments))
振盪台Titramax 1000(ハイドルフ・インスツルメント(Heidolph Instruments))
FLUOstar Optima(BMG)ソフトウェア
Excel
GraphPad、シグマ(Sigma)

緩衝液:
コーティング緩衝液:1×PBS:100mlの10×PBSを900mlの脱イオン水に添加する。
洗浄緩衝液(buffert):PBS+0.05%Tween 20(PBST):錠剤を1個、1000mlの脱イオン水に添加する。
アッセイ緩衝液A:PBST+1%BSA(w/v)+1%Cellytic(v/v)
アッセイ緩衝液B:PBST+1%BSA(w/v)
ブロッキング液:PBST+4%BSA(w/v)
プロトコル(3プレート)
1.コーティング:ストレプトアビジン5.0μg/mlをコーティング緩衝液(PBS)中に調製する。96ウェルMaxisorpプレートに100μl/ウェルをピペットで移す。一晩4℃でインキュベートする。
2.ブロッキング:ブロッキング液200μl/ウェルを添加する。室温(RT)で1時間(h)、600rpmの振盪台(S)でインキュベートする。
3.ビオチン化ペプチド:CD88−N末端ペプチドABCF−1:アッセイ緩衝液B(PBST+1%BSA)中0.3μg/ml。希釈原液1:10=0.63mg/ml。
32mlの緩衝液+15.2μlのペプチド(0.63mg/ml)。
100μl/ウェルを添加する。室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
4.rCHIPSwt標準曲線:15mlの試験管において:アッセイ緩衝液A中に3倍連続希釈液を調製する、1000〜0.42ng/ml。
アッセイ緩衝液A中rCHIPSwt(原液1.8mg/ml)の1:100希釈液:5μLのCHIPS+495μLの緩衝液=18μg/ml
1000ng/ml:85μlのCHIPS+1445μlの緩衝液
333ng/ml:500μlのCHIPS(1000ng/ml)+1000μlの緩衝液(buffert)

合計8通りの濃度

対照及びライブラリ:3倍連続希釈液1:300、1:900及び1:2700を96ウェルU字型PPプレートに調製する(ロボットか、又は手動で)。
1:5希釈液:150μlの溶解液+600μlのアッセイ緩衝液B(PBST+1%BSA)
1:100希釈液:25μl(1:5希釈液)+475μlのアッセイ緩衝液A(PBST+1%BSA+1%CL)
1:300希釈液:150μl(1:100希釈液)+300μlのアッセイ緩衝液A

1:900及び1:2700。

100μl/ウェルを標準曲線用及び対照用に2つ、ライブラリ用に一点をピペットで移す。ブランク:100μlのアッセイ緩衝液Aを4つのウェルにピペットで移す。
室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
5.抗体の検出:アッセイ緩衝液B(PBS+1%BSA)中、Mab 2H7、1μg/ml
32μlの抗体+32mlの緩衝液
100μl/ウェルをピペットで移す。室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
6.二次抗体:ウサギ抗マウスIg−HRP。アッセイ緩衝液B中に1:2000希釈液を調製する。
16μlの抗体+32mlの緩衝液。
100μl/ウェルを添加する。室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
7.拡張洗浄:洗浄緩衝液200ml/ウェルを添加する。室温で5分間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
8.基質:基質:Sigma fast OPD。(指示に従う)。2つの緩衝液−及び2つの基質錠剤を40mlの脱イオン水中に溶解する。100μl/ウェルを添加する。暗所において室温で約3〜6分間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
1MのHCl、150μl/ウェルを添加することにより反応を停止させる。
抗体を492nmで計測する。
*****全てのステップ間:#3×96GreinerをEL405においてPBSTで3回洗浄する******
Figure 2009534026
計算
標準曲線をBMGリーダー・ソフトウェア、Excel及び/又はSigma GraphPadを使用して分析した(図21を参照)。
Excel:標準曲線、対照及びブランクの平均値を計算する。ブランクのCV(%)を計算する。
全てのデータ点についてブランクの減算を行う。
GraphPadにおいて:標準曲線:標準のLog濃度に対する吸光度をプロットする。モデルにおいて曲線のフィッティングを行う:変数のシグモイド曲線適合。EC50値及びR2値を記録する。対照及びライブラリにおけるペプチド結合を分析する。(抗体492をYとして、未知数をxとすると、結合性がLog濃度として求まる。再計算:10^(log濃度)=濃度。
Figure 2009534026
CHIPS1004抗CHIPS ELISA。二次スクリーニングにおける1:1000希釈液中のライブラリの一点計測
目標:一点計測において、ヒトポリクローナル抗CHIPSとの結合性が低下したクローンの選択を可能にすること。
概要:一次スクリーニング(ファージ・ディスプレイ)から選択されたK69Aに基づく変異クローンをタンデム・サンドイッチELISAでヒト抗CHIPS結合性について試験した。ELISAは、CHIPSの最初の30アミノ酸(N末端)に対し結合するモノクローナル抗体をコーティング抗体として、及びポリクローナルヒト抗CHIPS IgGに対し結合するモノクローナル抗体を検出抗体として最適化した。HRPをコンジュゲートしたポリクローナル抗体を第2の抗体として、その後HRP基質を使用した。精製された組換えCHIPSwtによる標準曲線を各ELISAプレートについてプレート間対照として準備し、K69A溶解液の連続希釈液を使用してライブラリを計算及び比較した。492nmの吸光度を計測し、濃度に対してプロットして、傾きが可変のシグモイド曲線適合モデルで分析した。予測結合性(抗体)を突然変異体についてK69Aのように計算した。期待値からの偏差:計測値−予測値を計算して記録した。
材料及び方法:
10×PBS(バイオウィタッカー(BioWhittaker)#BE17−517Q、ロット4MB0102)
PBS Tween 20(0.05%)(メディカゴ(Medicago)#09−8410−100、ロット113303)
脱脂粉乳(センパー(Semper)、ロット041203)
CellyticB(シグマ(Sigma)#B−3553、ロット114K65156)
Sigma fast OPD(シグマ(Sigma)#P9186、ロット055K8204)
F96 Maxisorp(ヌンク(Nunc)#442404、ロット079027)
96ウェルU字型PPプレート(ヌンク(Nunc)#267245、ロット075860)

mAb 2H7モノクローナル抗体、1mg/ml(ユトレヒト(Utrecht)、ロット2004−12)
ヒト抗CHIPS(31−113)IgG(HaCHIPS)、2.54 mg/ml(アリゲーター・バイオサイエンス(Alligator Bioscience)、050223KaB)
ヤギ抗ヒトIgG(Fcγ)−HRP(ジャクソン・イムノテック・リサーチ(Jackson Immunotech Research)、#、ロット64067)
rCHIPSwt、1.8mg/ml(ユトレヒト(Utrecht)、ロット2004−12−02)
CHIPS突然変異体:

器具:
ELISA洗浄器ELx405(バイオテック・インスツルメント(BioTek Instruments))
振盪台Titramax 1000(ハイドルフ・インスツルメント(Heidolph Instruments))
Multiscan Ascent(ラブシステムズ(Labsystems))
GraphPad、シグマ(Sigma)
Excel

緩衝液:
コーティング緩衝液:1×PBS:100mLの10×PBSを900mLの脱イオン水に添加する。
洗浄緩衝液(buffert):PBS+0.05%Tween 20(PBST):錠剤を1つ、1000mLの脱イオン水に添加する。
アッセイ緩衝液A:PBST+1%脱脂粉乳(MP)(w/v)+1%Cellytic(v/v)
アッセイ緩衝液B:PBST+1%MP(w/v)
ブロッキング液:PBST+3%MP(w/v)
希釈緩衝液:1.25×PBS(12.5mlの10×PBSを87.5mlの脱イオン水に添加する。
プロトコル(3プレート)
1.コーティング:モノクローナル抗体mAb 2H7、3.0μg/mlをコーティング緩衝液(PBS)中に調製する。
96ウェルMaxisorpプレートに100μl/ウェルをピペットで移す。
一晩4℃でインキュベートする。
2.ブロッキング:ブロッキング液200μl/ウェルを添加する。室温(RT)で1時間(h)、600rpmの振盪台(S)でインキュベートする。
3.試料:rCHIPSwt標準曲線1000〜0.06ng/ml。エッペンドルフ管において:アッセイ緩衝液A(PBST+1%MP+1%Callytic)中に4倍連続希釈液を調製する。
rCHIPSwt(原液1.8mg/ml)のアッセイ緩衝液A中1:100希釈液:
5μLのCHIPS+495μLの緩衝液=18μg/ml

連続希釈:
1000ng/ml:33μlのCHIPSwt(18μg/ml)+651μlの緩衝液
250ng/ml:150μlのCHIPS(1000ng/ml)+450μlの緩衝液

合計8通りの濃度

対照K69A(溶解液):4倍連続希釈液1:100〜1:102400を2つのクローンから調製する。
96ウェルU字型PPプレートにおいて:1.25×PBS中の1:5希釈液:60μlの溶解液+240μlの1.25×PBS
エッペンドルフ管において:
1:100 30mlの溶解液+570μlのアッセイ緩衝液B
1:400 150μl(1:100希釈液)+450μlのアッセイ緩衝液A

合計6通りの濃度

対照wt、2mut(溶解液)及びライブラリ:96ウェルU字型PPプレートにおいてアッセイ緩衝液A中の1:1000希釈液を調製する。
1.25×PBS中の1:5希釈液:60μlの溶解液+240μlの1.25×PBS
アッセイ緩衝液A(PBST+1%MP+1%cellytic)中の1:100希釈液
対照wt及び2mut(溶解液):75μl(1:5希釈液)+1425μlの緩衝液
ライブラリ:15μl(1:5希釈液)+285μlの緩衝液

ELISAプレートに対し(プレートレイアウトに従い):
rCHIPSwt標準曲線及び対照K69A:100ml/ウェルをピペットで移す。
対照wt及び2mut(溶解液)及びライブラリ:90μlのアッセイ緩衝液A+10μlの試料(1:100希釈液)をピペットで移す。
ブランク:アッセイ緩衝液A、100μl/ウェルを3つのウェルに移す。

室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
4.抗体の検出:アッセイ緩衝液B中のヒト抗CHIPS(31−113)0.1μg/ml。
原液の1:10希釈液:5μl+295μlのアッセイ緩衝液B=254μg/ml
13.4μlのHaCHIP(254μg/ml)+34mlのアッセイ緩衝液B

100μl/ウェルをピペットで移す。室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
5.二次抗体:アッセイ緩衝液B中1:12000希釈のヤギ抗ヒトIgG−HRP。
3μlの抗体+35mlのアッセイ緩衝液B

100μl/ウェルを添加する。室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
6.拡張洗浄:200μlの洗浄緩衝液を添加する。室温で5分間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
7.基質:Sigma fast OPD。(指示に従う)。2つの緩衝液及び2つの基質錠剤を40mlの脱イオン水中に溶解する。100μl/ウェルを添加する。
暗所において室温で約3〜6分間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
1MのHClを150μl/ウェルで添加することにより反応を停止させる。
抗体を492nmで計測する。
*****全てのステップ間:#3×96GreinerをEL405においてPBSTで3回洗浄する******
Figure 2009534026
計算:
CHIPSwt標準曲線をExcel及びSigma GraphPadを使用して分析した。
ブランクの平均値及びCV(%)を計算する(Excel)
全てのデータ点についてブランクの減算を行う(Excel)
CHIPSwt標準曲線:抗体492nmを標準のLog濃度に対しプロットする。
モデル「傾きが可変のシグモイド曲線適合」(GraphPad)で曲線のフィッティングを行う。
EC50値及びR2値を記録する。
K69A溶解液(2つの試料)について同じ計算を行う。EC50、R2及び最高値(抗体)を計測する。
最高値を100%の結合性として用いてK69Aについて結合%として値を再計算する。(Excel)
クローンについて結合%を計算する=結合性の計測値(Excel)

K69A標準曲線:結合%をK69Aのlog濃度に対しプロットする。
モデル「傾きが可変のシグモイド曲線適合」(GraphPad)で曲線のフィッティングを行う。
発現ELISAで計測された濃度を用いて、曲線適合モデルをクローンに対するヒト抗CHIPSの結合性の計算に使用する=結合性の計算値

クローンの結合性の計測値と結合性の計算値との間の偏差を計算する。

導入された突然変異がヒト抗CHIPSへの結合に影響しない場合、突然変異体の結合性の計算値はK69Aの結合性の計測値と等しいはずである。導入された突然変異が結合性に影響する場合、結合性の計測値と計算値とは一致しないことになる。弱い結合物の示す阻害能力はK69Aより低くなり、偏差は負値となる。
偏差(差異)=計測値−計算値。
Figure 2009534026
CHIPS1004発現ELISA。1:100及び1:500希釈液中のライブラリの一点計測
目標:pRSETベクターにおける発現後の粗細胞溶解液中のCHIPS突然変異体の濃度を測定すること。
概要:タンデム・サンドイッチELISAを、CHIPSの最初の30アミノ酸(N末端)と結合する2つのモノクローナル抗体をコーティング抗体及び検出抗体として最適化した。HRPをコンジュゲートさせたポリクローナル抗体を第2の抗体として、続いてHRP発光基質を使用した。精製した組換えCHIPSwtによる標準曲線を各ELISAプレートについて準備した。相対発光量(RLU)を計測して標準の濃度に対しプロットし、4パラメータ曲線適合モデルで分析することにより突然変異体の濃度を計算した。
材料及び方法:
10×PBS(バイオウィタッカー(BioWhittaker)#BE17−517Q、ロット4MB0102)
PBS Tween 20(0.05%)(メディカゴ(Medicago)#09−8410−100、ロット113303)
BSA(メルク(Merck)#1.12018.0100、ロットK54593318527)
CellyticB(シグマ(Sigma)#B−3553、ロット114K65156)
Super Signal ELISA Pico化学発光基質(ピアス(Pierce)#37069、ロットFK97655)
96ウェル平底高結合白色LIA−プレート(グライナー(Greiner)#655074、ロット04410129)
96ウェルU字型PPプレート

mAb 2H7モノクローナル抗体、1mg/ml(ユトレヒト(Utrecht)、ロット2004−12)
ウサギ抗CHIPS−N−Pep IgG、6mg/ml(ユトレヒト(Utrecht)、ロット2000−12−06)
ヤギ抗ウサギIgG(H+L)−HRP(サザン・バイオテクノロジーズ(Southern Biotechnologies)#40−50−05、ロットC4103−S194D)
rCHIPSwt、1.8mg/ml(ユトレヒト(Utrecht)、ロット2004−12−02)
CHIPS突然変異体:

器具:
ELISA洗浄器ELx405(バイオテック・インスツルメント(BioTek Instruments))
振盪台Titramax 1000(ハイドルフ・インスツルメント(Heidolph Instruments))
FLUOstar Optima(BMG)ソフトウェア
Excel
GraphPad、シグマ(Sigma)

緩衝液:
コーティング緩衝液:1×PBS:100mLの10×PBSを900mLの脱イオン水に添加する。
洗浄緩衝液(buffert):PBS+0.05%Tween 20(PBST):錠剤1つを1000mLの脱イオン水に添加する。
アッセイ緩衝液A:PBST+1%BSA(w/v)+1%Cellytic(v/v)
アッセイ緩衝液B:PBST+1%BSA(w/v)
ブロッキング液:PBST+4%BSA(w/v)
プロトコル(6プレート)
1.コーティング:モノクローナル抗体mAb 2H7、3.0μg/mlをコーティング緩衝液(PBS)中に調製する。96ウェル白色高結合平底LIAプレートに100μl/ウェルをピペットで移す。
一晩4℃でインキュベートする。
2.ブロッキング:ブロッキング液200μl/ウェルを添加する。室温(RT)で1時間(h)、600rpmの振盪台(S)でインキュベートする。
3.試料:rCHIPSwt標準曲線800〜1.6ng/ml。15mlの試験管において:2倍連続希釈液(アッセイ緩衝液A中)を10段階で調製し、そのうち8つの濃度を標準曲線に使用した(表10を参照)。
rCHIPSwt(原液1.8mg/ml)のアッセイ緩衝液A中1:100希釈液:
5μLのCHIPS+495μLの緩衝液=18μg/ml
Figure 2009534026
プロトコルに従い100μL/ウェルを2つに添加する。

対照(溶解液):アッセイ緩衝液B(PBS+1%BSA)中に1:100希釈液を調製する。
1:100希釈液について:100μl/ウェルを2つに添加する。
1:500希釈液について:20μl+80μlのアッセイ緩衝液A/ウェルを2つに添加する。

CHIPS突然変異体(溶解液):96ウェルU字型PPプレートにおいてアッセイ緩衝液B(PBS+1%BSA)中に1:100希釈液を調製する。
1:100希釈液について:ELISAプレートに100μl/ウェルを添加する。
1:500希釈液について:20μl/ウェル+80μlのアッセイ緩衝液A(PBS+1%BSA+1%Cellytic)/ウェルを添加する。一点。
ブランク:100μlのアッセイ緩衝液Aを少なくとも2つのウェルに添加する。

室温で2時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
4.抗体の検出:アッセイ緩衝液B(PBS+1%BSA)中のウサギ抗CHIPS−N−pep、3μg/ml
31μlの抗体+62mlの緩衝液
100ml/ウェルをピペットで移す。室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
5.二次抗体:ヤギ抗ウサギIgG(H+L)−HRP。アッセイ緩衝液B中に1:20000希釈液を調製する。
3.1μlの抗体+62mlの緩衝液。
100μl/ウェルを添加する。室温で1時間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
6 拡張洗浄:洗浄緩衝液200ml/ウェルを添加する。室温で5分間、600rpmの振盪台でインキュベートする。
7.基質:Suiper Signal pico:同量の溶液AとBとを混合する(暗所)。100μ/ウェルを添加する。1分間600rpmで振盪する(暗所)。発光を計測する。標準曲線で最高濃度の80%の設定にする。(約3000)。
*****全てのステップ間:#3×96GreinerをEL405においてPBSTで3回洗浄する******
Figure 2009534026
計算:
BMGリーダー・ソフトウェア、Excel及び/又はSigma GraphPadを使用して標準曲線を分析した(図25を参照)。
ブランクのCV(%)を計算する。
全てのデータ点についてブランクの減算を行う。
標準曲線:RLUの平均値を標準のLog濃度に対しプロットする。
モデル「4パラメータ適合」(ソフトウェア)又は「傾きが可変のシグモイド曲線適合」(GraphPad)で曲線のフィッティングを行う。EC50値及びR2値を記録する。
曲線適合モデルを使用して試料の濃度を計算する。
抗CHIPS抗体ELISA及びペプチドELISAで分析した例示的クローンから得られた結果の概要が、表12に示される。
Figure 2009534026
実施例D−例示的変異CHIPSポリペプチドII
材料及び方法
さらなる例示的変異CHIPSポリペプチドの特性を調べた。
発現ELISA、特異的結合試験及び抗CHIPS ELISAを上記のとおり行った。
結果
結果は表13に示される。
Figure 2009534026
実施例E−例示的変異CHIPSポリペプチドIII
材料及び方法
ランダム突然変異誘発
CHIPS変異体の多様なライブラリを作成するため、ランダム突然変異誘発の種々の方法を使用した。GeneMorph II(ストラタジーン(Stratagene))を製造者の推奨するとおりに実行した。簡潔にいえば、1ng又は10pgのDNA(突然変異K61A、K69A又はK100Aを有するCHIPS遺伝子)を、250ngの各プライマー(フォワード:5'−TCGCGGCC CAGCCGGCCATGGCCTTTACTTTTGAACCG−3'[配列番号88]及びリバース:5'−GCCTGCGG CCGCAGATCTACCATTAATTA CATAAG−3')[配列番号89]、0.8mMのdNTP、1×Mutazyme緩衝液、2.5UのMutazymeDNAポリメラーゼ、総容量50μlから構成されるPCR反応液に添加した。PCRプログラムは、95℃で2分間の変性ステップ、95℃で1分間、60℃で1分間及び72℃で1分間を40サイクル、及び最後に72℃で10分間の伸長で構成された。突然変異が高頻度のライブラリと突然変異頻度が低いライブラリとを得るため、1ngのライブラリをもう1ラウンドのGenemorph II突然変異誘発に供した。このときには、PCR反応液中のDNA量は10ngであった。
エラー・プローンPCRを過去に記載されるとおり実行した(レオン(Leung)ら、1989年、Technique 1:11−15頁)。突然変異頻度の高いライブラリを1つと、突然変異頻度の低いライブラリを1つとを作成した。簡潔にいえば、10ngのDNAを、20μMの各プライマー(上記)、0.8mMのdNTP(ニュー・イングランド・バイオラブズ(New England Biolabs)、米国マサチューセッツ州)、1×AmpliTaq反応緩衝液、それぞれ3.2mMの追加dGTP又はdTTP、7.5mMのMgCl2、0.64mMのMnCl2、2.5UのAmpliTaq熱安定性DNAポリメラーゼ(アプライド・バイオシステムズ(Applied Biosystems)、米国カリフォルニア州)、総容量50μlから構成されるPCR反応液に添加した。PCRプログラムは、94℃で5分間の変性ステップ、94℃で30秒間、55℃で30秒間及び72℃で40秒間を20サイクル、及び最後に72℃で10分間の伸長で構成された。PCR産物をpGEM−Tベクター(プロメガ(Promega))に、製造者の推奨に従いサブクローニングし、配列を検証して塩基交換を評価した。
FIND(登録商標)技法を使用した変異体CHIPSライブラリの生成
特定の一実施形態において、アリゲーター・バイオサイエンスAB(Alligator Bioscience AB))のFIND(登録商標)(Fragment Induced Diversity)技法を使用して、参照により本明細書に援用される国際公開第2002/48351号パンフレット、国際公開第03/097834号パンフレット及びPCT/GB第2006/004294号明細書に記載のとおり、変異体を生成した。
ファージ・ディスプレイ
変異CHIPSポリペプチドのライブラリは、ファージミドpFAB75(エングバーグ(Engberg))SfiI及びNotI部位にクローニングして大腸菌TOP10F’(インビトロジェン(Invitrogen)、米国カリフォルニア州カールズバッド(Carlsbad))に形質転換することにより、ファージ粒子上で発現させた。VSCM13(ストラタジーン(Stratagene)、米国カリフォルニア州ラ・ホーヤ(La Jolla))をヘルパー・ファージとして使用して、ファージ・ストックを標準プロトコルに従い調製した。対数増殖期の培養物にヘルパー・ファージを感染させて(感染効率:約20)、振盪なしに37℃で30分間、インキュベートした。重感染した大腸菌を遠沈させたうえ、これを使用してアンピシリン(50μg/ml)、カナマイシン(10μg/ml)、テトラサイクリン(10μg/ml)及びイソプロピル−β−D−チオガラクトシド(IPTG)(1mM)を補充したLBに接種した。培養物を30℃で振盪しながら約15時間成長させ、その後遠心によりペレット状にしてポリエチレングリコール/NaCl沈殿に供した。1%ウシ血清アルブミン(BSA)(シグマ・アルドリッチ(Sigma-Aldrich)、米国ミズーリ州セントルイス(St. Louis))を含有するPBS中にファージを再び溶解し、0.45μmフィルターでろ過した。
C5aRペプチド親和性についてのポジティブ選択
アミノ酸7−28(アナスペック(AnaSpec)、米国)及びストレプトアビジン・コーティング磁気Dynabeads(ダイナル(Dynal)、ノルウェー国)から構成されるビオチン化C5aRペプチドに対し選択を行なった。磁気スタンド上で2分間の分離を行なった。選択に先立ち、ストレプトアビジン・ビーズ(50μl)を1mlの選択用緩衝液(3%BSA及び0.05%Tween-20を含有するPBS)中で3回洗浄した。500μlのファージ・ストック(約1011個のファージ粒子を含有)を洗浄したビーズと共に室温で30分間、回転させながらプレインキュベートすることで、可能性のあるストレプトアビジン結合物の一切を除去した。ペプチドを事前に選別されたファージに10-7Mの最終濃度で添加し、混合物を1時間、室温で回転させながらインキュベートした。同時に、50μlのストレプトアビジン・ビーズを選択用緩衝液中で1時間、室温で回転させながらブロッキングした。ペプチド/ファージ混合物をビーズに添加したうえ、さらに15分間、室温で回転させながらインキュベートした。次にビーズを1mlの選択用緩衝液中で5回、続いて1mlのPBS中で3回洗浄した。ペプチド結合物を溶出させるため、450μlの0.1Mグリシン、0.1%BSA、pH2.2を洗浄したビーズに添加した。室温で10分間インキュベートした後、50μlの1Mトリス、pH9.0を添加して溶出液を中和した。数マイクロリットルの溶出ファージを確保して得られたファージの滴定に使用し、一方残りの溶出ファージは対数増殖期の大腸菌TOP10F’(インビトロジェン(Invitrogen)、米国カリフォルニア州カールズバッド(Carlsbad))を感染させて新しいファージ・ストックを調製するために使用した。次にこの選択プロトコルを再度、上記のとおり繰り返した。
ヒト抗CHIPS IgG親和性についてのネガティブ選択
ポジティブ選択の第2ラウンドの直後、CHIPSファージ・ストックをヒト抗CHIPS31-113IgG親和性についてのネガティブ選択のラウンドに供した。ヒト抗CHIPS31-113IgGでコーティングされた磁気ビーズを1mlの選択用緩衝液で3回洗浄し、次に1mlの選択用緩衝液で1時間、室温で回転させながらブロッキングした。ポジティブ選択の溶出液をビーズに添加して、室温で15分間インキュベートした。磁性体上で分離した後、上清を溶出液1として確保した。4ラウンドの溶出を行なった;100μlのPBSをビーズに添加した後、5分間室温でインキュベートした。磁性体上で分離した後、このPBSを溶出液2として確保した。これを2回繰り返した(溶出液3及び4)。溶出液1と溶出液2〜4のプールとを用いて、対数増殖期の大腸菌TOP10F’(インビトロジェン(Invitrogen)、米国カリフォルニア州カールズバッド(Carlsbad))を感染させ、次に大腸菌からファージミドを精製した。
大腸菌におけるライブラリのクローニング及び発現
ファージ選択の後、選択されたCHIPS変異体のプールをpFAB75ベクターから切り離し、pRSETベクター(インビトロジェン(Invitrogen))BbsI及びBglII部位にクローニングすることにより、大腸菌溶解液中で発現させた。ライブラリを大腸菌BL21 star DE3 pLysS(インビトロジェン(Invitrogen))に形質転換し、50μg/mlのアンピシリン及び34/mlのクロラムフェニコールを補充したLB寒天を入れた20cmのQtrayプレートにプレーティングし、37℃で一晩インキュベートした。翌日、大腸菌コロニーを採取し、Qpixロボットを使用して、50μg/mlのアンピシリン及び34μg/mlのクロラムフェニコールを補充した150μlのLBを含む96ウェルGreiner丸底プレートに接種した。培養物を37℃、78%の湿度でMultitronプレート振盪機により700rpmで振盪しながら一晩インキュベートした。5μlの一晩培養物を145μlのLB/アンピシリン/クロラムフェニコールに37℃で上記のとおり接種することにより、一晩培養物から一日培養物を調製した。タンパク質発現を誘導するため、3時間後に0.5mMのIPTG(イソプロピルβ−D−チオガラクトシド)を培養物に添加し、次に培養物をさらに3時間培養した。PBS−0.05%Tween-20、完全EDTA非含有プロテアーゼ阻害剤(ロシュ(Roche))、25U/mlのベンゾナーゼ(Benzonase)(シグマ(Sigma))及び1KU/mlのrLysozyme(ノバジェン(Novagen))から構成される90μlの緩衝液中に大腸菌ペレットを凍結融解することにより、タンパク質を大腸菌溶解液中で発現させた。溶解液を室温で10分間、振盪しながらインキュベートした。この溶解液の画分20μlを1%BSA含有PBS−0.05%Tween-20中に10倍希釈した。希釈溶解液及び未希釈溶解液は全て、ELISAによる分析まで−20℃に保った。
抗CHIPS ELISA
CHIPS変異体のアフィニティー精製ヒト抗CHIPS31-113との結合を計測するため、Maxisorb96又は384ウェル・プレート(ヌンク(Nunc)、米国ニューヨーク州ロチェスター(Rochester))に、一晩4℃でPBS中の1μg/mlのマウス抗CHIPS N末端mAb 2H7(ハースJI(Haas JI)、2004)をコーティングした。プレートを洗浄緩衝液(0.05%Tween 20含有PBS)で3回洗浄し、ブロッキング緩衝液(PBS−0.05%Tween-20、3%粉乳含有)中、室温で1時間ブロッキングした。プレートを上記のとおり洗浄し、続いてCHIPSクローンからの溶解液(上記のとおり希釈したもの)を添加して室温で1時間インキュベートした。プレートを洗浄した後、さらに希釈緩衝液(PBS−0.05%Tween-20、1%粉乳含有)中0.1μg/mlのアフィニティー精製ヒト抗CHIPS31-113ポリクローナルIgGと共に室温で1時間インキュベートした。プレートを再び洗浄し、希釈緩衝液中に1/10000希釈されたヤギ−抗ヒトIgG HRP(ジャクソン・イムノリサーチ(Jackson ImmunoResearch)、米国ペンシルベニア州ウェスト・グローブ(West Grove))と共に室温で1時間インキュベートした。プレートをさらに3回洗浄し、Super Signal ELISA Pico化学発光基質(ピアス(Pierce))を添加して発光を計測した。
発現ELISA
大腸菌溶解液中のCHIPS変異体の発現レベルを計測するため、上記のとおりELISAを実施したが、但しコーティングには3μg/mlのmAb 2H7を使用し、且つブロッキング緩衝液はPBS−0.05%Tween-20、4%BSA含有で構成され、希釈緩衝液はPBS−0.05%Tween-20、1%BSA含有で構成された。さらに、検出には1/20000希釈の3μg/mlのポリクローナルウサギ抗CHIPS N末端IgG及びヤギ抗ウサギIgG−HRP(サザン・バイオテック(Southern Biotech))を使用した。
阻害ELISA
CHIPS変異体のアフィニティー精製ヒト抗CHIPS31-113との結合を野生型CHIPSタンパク質との競合で計測するため、阻害ELISAを実施した。洗浄ステップ、ブロッキング及び希釈は、発現ELISAと同様に行った。コーティングには50ng/mlの精製野生型CHIPSを使用した。次に、CHIPS変異体の5倍連続希釈液(0.16〜2500ng/ml)をNuncポリプロピレン・プレートにおいて60ng/mlのアフィニティー精製ヒト抗CHIPS31-113ポリクローナルIgGと混合し、室温で2時間インキュベートした。次に、混合物のうち100μlをELISAプレートに添加し、さらに室温で2時間インキュベートした。1/12000希釈のヤギ−抗ヒトIgG HRPにより検出を行った。上記のとおりOPD基質を使用した。
ペプチドELISA
上記のC5aR7−28ペプチドに対するCHIPS変異体の結合性を計測するため、発現ELISAについて記載されたとおりELISAを実施したが、但しコーティングには5μg/mlのストレプトアビジン(シグマ(Sigma))を使用した。さらに、プレートを洗浄及びブロッキングした後、C5aRペプチドを最終濃度が0.3μg/mlになるまで添加した。CHIPS溶解液をxxx希釈液中に添加した。1μg/mlのmAb 2H7及びウサギ抗マウスIgG−HRP(ダコ(Dako))、1/2000希釈により検出を行った。OPD基質(35ml;34.7mMのクエン酸Na、66.7mMのNaPO4、0.01%H22中O−フェニレンジアミン錠剤1錠)を添加して検出した。1MのHClを添加して反応を停止させたうえ、492nmで吸光度を記録した。
上述の発現ELISAも参照のこと。
組み合わせELISA
組み合わせELISAは、抗CHIPS ELISAとペプチドELISAとの組み合わせである。このELISAをペプチドELISAについて記載されるものと同様に実施したが、次の点は修正した。ブロッキングにはPBS−0.05%Tween-20、2%BSA含有を使用し、検出には0.1μg/mlのアフィニティー精製ヒト抗CHIPS31-113ポリクローナルIgG/ヤギ−抗ヒトIgG HRP、1/6000希釈を使用した。Super Signal ELISA Pico化学発光基質(ピアス(Pierce))をHRP基質として使用して発光を計測した。
選択方針
突然変異体の結合は、常に野生型CHIPSの抗CHIPS抗体又はペプチドとの結合結果と比較した(結合%を計算した)。一次スクリーニングからの最良の突然変異体を、以下の基準に基づき選択した。
1.ペプチドとの結合が少なくとも80%
2.組み合わせELISAにおいて抗CHIPS抗体との結合が70%未満。二重ELISAにおける野生型結合の3%/ペプチドELISAにおける結合%が、0.05〜0.6でなければならない。
選択されたクローンは、二次スクリーニングにおいて上記のとおりの発現ELISA及び抗CHIPS ELISAにより分析した。
好ましいクローン(抗CHIPS抗体との結合が40%未満を呈する)を抗CHIPS ELISA及び阻害ELISAでさらに分析した。上記の基準に基づく最良の42個のクローンを発現させたうえ、インビトロ/インビボ細胞実験において結合性について分析した。高濃度のCHIPS変異体を発現させるため、無細胞発現系であるExpressway無細胞大腸菌発現キット(インビトロジェン(Invitrogen))を使用した。製造者の記載するとおり発現を実施した。簡潔にいえば、マイクロタイター・プレートにおいて0.5μgのプラスミドDNAを、大腸菌抽出物、反応緩衝液、アミノ酸及びT7酵素混合物と混合し、30℃で30分間、振盪しながらインキュベートした。アミノ酸を含む栄養供給緩衝液を試料に添加して、30℃で5.5時間、さらにインキュベートした。プレートを遠心し、タンパク質を含む上清を、U937/C5aR細胞上でのC5aRに対する結合アッセイ、及び好中球(天然でC5aR及びfMPLを発現する)上でのC5aR及びfMPL結合についての結合アッセイで分析されるまで−20℃で保管した。こうしたアッセイはインビトロで発現させた材料により2回実行し、別個にC5aR結合性について分析してクローンを順位付けした。10個の最良な成績のクローンをさらなる分析用に選択した。
U937/C5aR細胞に対する結合性
25μlのRPMI/HAS中7.5×104個のU937/C5aR細胞を25μlのCHIPS溶解液と共に氷上で30分間インキュベートした。細胞をRPMI/HASにより1回洗浄し、再懸濁して50μlの5μg/ml 2H7抗体と共に氷上で30分間インキュベートした。1回洗浄して再懸濁し、50μlの1/50希釈ヤギ−抗マウス−RPE抗体と共に氷上で30分間インキュベートした。RPMI/HASにより1回洗浄して250μlの0.5%パラホルムアルデヒド/RPMI/HAS中に再懸濁し、ボルテックスした。4℃の暗所に保管した。FACSにより分析して平均値を計測した。
CHIPS活性バイオアッセイ・デュアルfMLP−F/a−C5aR−PE(マイクロタイター・プレート)
CHIPS(希釈液)の複数の試料を生物活性についてヒト好中球によりfMLP及びC5aの双方について同時に試験するための手順。CHIPS含有試料は、FITC−fMLP及び抗C5aR mAbが細胞と結合するのを妨げ得る。第2のインキュベーション・ステップは、mAbをPEで染色して、試料をフロー・サイトメトリーにより分析する。
上記の細胞ベースのアッセイで示される結合性が最高位に順位付けされる10個のクローンを選択した(下記「結果」を参照)。
結果
FIND(登録商標)技法を使用して生成された例示的変異CHIPSポリペプチドが、以下の表14に開示される(上記の細胞ベースのアッセイで示される結合性が最高位に順位付けされる10個のクローンに相当する)。
Figure 2009534026
従って、クローンF3.03は以下のアミノ酸配列からなる。
FTFEPFPTNEEIESNKKMLEKEKAYKESFKNSGLPTTLGKLDERLRNYLNKGTKNSAQFEKMVILTENGYYTVYLTPLAEDRKNVELLGMYKTYFFKKGESKSSYVIKVRS
配列番号90
特定の実験において、「S3.23」と指定されるさらなる1つの突然変異CHIPSポリペプチドを使用し、これは113位及び114位のアミノ酸RSを伴う配列番号1のアミノ酸1〜112に相当し、以下の突然変異を含む。
K40N、D42V、N77Y、D83G、L90P、N111K及びG112V。
上記の選択されたインビトロ発現クローンについてのさらなる結合データが表15に示される。
Figure 2009534026
抗CHIPS ELISA試験及び阻害ELISA試験の結果が、それぞれ図26及び27に詳細に示される。これらの知見から、スクリーニング過程のデータが示すところによれば、抗CHIPS抗体のCHIPS突然変異体に対する結合性は野生型と比較して低下することが確認される。
一連のさらなる実験において、上記に示されるものからの例示的突然変異体を修飾して、N末端の30アミノ酸と、C末端の最後の1つのアミノ酸とを欠失させた。従ってこの修飾突然変異体は、表14に示される突然変異が組み込まれる配列番号1のアミノ酸31〜113に相当する。
C5aRの修飾31−113突然変異体による阻害が図28に示される。いずれも安定にトランスフェクトされたタンパク質としてU937細胞中で発現するか、又は好中球で自然に発現するF3.08、F3.39及びF3.50突然変異体の発現及び精製と、それに続くこれらのC5aRに対する結合の分析から、スクリーニング・データが結合特性の保持を実証していることが確認された。
実施例F−CHIPSアミノ酸の表面可触性及び近接性
材料及び方法
アミタイ(Amitai)ら、2004年、J. Mol. Biol. 344:1135−1146頁に記載されるとおり、NACCESSプログラムを使用してRSA値を測定した(ハバード(Hubbard)、1996年、NACCESS,2.1.1編、「Biomolecular Structure and Modelling Unit」、英国ロンドン、ユニバーシティ・カレッジ(University College)もまた参照)。
簡潔には、NACCESSプログラムは、ファンデルワールス表面の周囲に所与のサイズのプローブを回転させることにより画定される原子が接触可能な表面を計算する。このプログラムは、リー及びリチャーズ(Lee & Richards)(1971年)J. Mol. Biol. 55、379−400頁の方法を実行するものである。プログラムは最大20000個の原子の寸法を決定し、ユーザはプローブ・サイズ及び原子半径を変化させることができる。プログラムは3つのファイルを出力する。
(1)原子可触性ファイル(.asaファイル)、各原子についての接触可能な表面の計算値をPDBファイルとして、並びに割り当てられたファンデルワールス半径を含む。
(2)残基可触性(.rsa)ファイル、各タンパク質又は核酸残基上の原子が接触可能な表面積の合計、並びに伸長したALA−x−ALAトリペプチドにおける(アミノ酸についての)当該残基タイプの可触性と比較した可触性%として計算される各残基の相対可触性を含む。ハバード、キャンベル及びソーントン(Hubbard, Campbell & Thornton)(1991年)J. Mol. Biol. 220、507−530頁を参照のこと。
(3)ログファイル(.log)、計算に関する情報を含む。
相対表面可触性(RSA)
野生型CHIPSタンパク質内のアミノ酸の相対表面可触性(RSA)が表15に示される。RSA>30%は、露出した残基を示すものと見なされる。
Figure 2009534026
Figure 2009534026
予測機能性残基
野生型CHIPSタンパク質内の予測された機能性アミノ酸残基が表16に示される。
(注記:タンパク質コアの残基はタンパク質表面の残基より近接性の値が高い。しかしながら、活性部位残基はタンパク質表面にあるが、近接性の値はコア残基よりさらに高い)
閾値:
近接性Zスコア≧1
3≦相対表面積≦200
Figure 2009534026
健常ヒトドナー(n=168)におけるIgG抗CHIPS力価の度数分布。力価は、バックグラウンド値を減じた後の0.300の吸光度を与える対数希釈として定義した。平均力価は3.62であり、SDは0.72であった。挿入されている記号は6人の対象者の研究に参加する前の抗CHIPS力価を表す(ELISAごとに参照としてヒトプール血清に対し補正された3つの値の平均値)。 ボランティアの血清中に検出されたCHIPSの薬力学。CHIPSは特異的捕捉ELISAによりCHIPSの静脈注射後の様々な時点で計測した。塗りつぶされていない記号はプラセボを、及び塗りつぶされている記号はCHIPS被投与者を表す。 ヒト抗CHIPS IgGはCHIPSの捕捉ELISAによる検出を妨げる。様々な濃度のヒトプール血清中にスパイクされ、捕捉ELISAにより計測された2.5ng・mL-1のCHIPSの回収。 ヒト抗CHIPS IgGはCHIPSの捕捉ELISAによる検出を妨げる。Protein-G Sepharoseに通液してヒト血清由来のIgGを欠乏させることにより、CHIPS捕捉ELISAに対する阻害効果はなくなる。様々な濃度のCHIPSを、緩衝液(●)、1%ヒト血清(1人のドナー由来;▲)、又はProtein-G-Sepharose通液後の1%血清(▼)と共にインキュベートした。データはある代表的な実験を示す。 CHIPSは末梢血好中球の表面上で回収される。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面に結合したCHIPSの存在をウサギ−抗CHIPS抗体により検出した。個々の対象者が示される;白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値は、様々な時点におけるEDTA全血試料中のゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される(T=0、15、60、240分及び24時間後)。二次的なFITC標識されたコンジュゲートについてのバックグラウンドMFL値は6であった。 CHIPSは末梢血好中球の表面上で回収される。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面に結合したCHIPSの存在をウサギ−抗CHIPS抗体により検出した。個々の対象者が示される;白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値は、様々な時点におけるEDTA全血試料中のゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される(T=0、15、60、240分及び24時間後)。二次的なFITC標識されたコンジュゲートについてのバックグラウンドMFL値は6であった。 CHIPSは末梢血好中球の表面上で回収される。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面に結合したCHIPSの存在をウサギ−抗CHIPS抗体により検出した。個々の対象者が示される;白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値は、様々な時点におけるEDTA全血試料中のゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される(T=0、15、60、240分及び24時間後)。二次的なFITC標識されたコンジュゲートについてのバックグラウンドMFL値は6であった。 CHIPSは末梢血好中球の表面上で回収される。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面に結合したCHIPSの存在をウサギ−抗CHIPS抗体により検出した。個々の対象者が示される;白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値は、様々な時点におけるEDTA全血試料中のゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される(T=0、15、60、240分及び24時間後)。二次的なFITC標識されたコンジュゲートについてのバックグラウンドMFL値は6であった。 CHIPSは末梢血好中球の表面上で回収される。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面に結合したCHIPSの存在をウサギ−抗CHIPS抗体により検出した。個々の対象者が示される;白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値は、様々な時点におけるEDTA全血試料中のゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される(T=0、15、60、240分及び24時間後)。二次的なFITC標識されたコンジュゲートについてのバックグラウンドMFL値は6であった。 CHIPSは末梢血好中球の表面上で回収される。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面に結合したCHIPSの存在をウサギ−抗CHIPS抗体により検出した。個々の対象者が示される;白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値は、様々な時点におけるEDTA全血試料中のゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される(T=0、15、60、240分及び24時間後)。二次的なFITC標識されたコンジュゲートについてのバックグラウンドMFL値は6であった。 ヒト末梢血好中球におけるFPRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のFPRの存在をFITC標識されたfMLPにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるFPRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のFPRの存在をFITC標識されたfMLPにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるFPRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のFPRの存在をFITC標識されたfMLPにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるFPRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のFPRの存在をFITC標識されたfMLPにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるFPRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のFPRの存在をFITC標識されたfMLPにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるFPRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のFPRの存在をFITC標識されたfMLPにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるC5aRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のC5aRの存在をFITC標識された抗CD88mAbにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるC5aRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のC5aRの存在をFITC標識された抗CD88mAbにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるC5aRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のC5aRの存在をFITC標識された抗CD88mAbにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるC5aRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のC5aRの存在をFITC標識された抗CD88mAbにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるC5aRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のC5aRの存在をFITC標識された抗CD88mAbにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 ヒト末梢血好中球におけるC5aRの発現。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、好中球の表面上のC5aRの存在をFITC標識された抗CD88mAbにより検出した。白いバーはプラセボを、及び黒いバーはCHIPS被投与者を表す。値はゲートにかけられた好中球の平均蛍光(MFL)として表される。 生体外での全血fMLP刺激後の末梢血好中球の阻害指数。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、EDTA抗凝固処理血液を緩衝液及びfMLPと共に30分間37℃でインキュベートし、CD11b及びCD62Lの双方の発現を分析した。すべての時点について、CD11b及びCD62Lの発現は緩衝液で処理された対照試料の相対値として表された(CD11b発現については相対的上昇及びCD62L発現については相対的低下)。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD62Lについての相対値/CD11bについての相対値)。データは、プラセボ(○)、血清及び好中球CHIPS陰性(−)対象者(●)及びCHIPS陽性(+)対象者(■)の平均値±SDとして表される。 循環末梢白血球のレベル。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、WBC計数を実施した。(1.1及び1.6は、それぞれ1日と1時間又は6時間を示す)。WBCについてのデータはT=0の値の相対値として表される。値はプラセボ(●)及びCHIPS被投与者(▲)についての平均値±SDである。 循環血清炎症マーカーCRPのレベル。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、CRP計測を実施した。(1.1及び1.6は、それぞれ1日と1時間又は6時間を示す)。CRPについてのデータはmg・L-1として表される。値はプラセボ(●)及びCHIPS被投与者(▲)についての平均値±SDである。 循環免疫複合体(CIC)のレベルにより計測したときのCHIPSの有害作用。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、このマーカーについて特異的アッセイを実施した。データはT=0の値の相対値として表され、プラセボ(●)及びCHIPS被投与者(▲)についての平均値±SDとして示される。 循環マスト細胞マーカー・トリプターゼのレベルにより計測したときのCHIPSの有害作用。CHIPSの静脈注射後の様々な時点で、このマーカーについて特異的アッセイを実施した。データはT=0の値の相対値として表され、プラセボ(●)及びCHIPS被投与者(▲)についての平均値±SDとして示される。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの静脈注射後の様々な時点における循環末梢血好中球上のCD11b及びCD62Lの発現指標。各対象者について、CD11b及びCD62Lの発現をT=0における最初の発現レベルに対し時点毎に正規化した。これらの値を使用して各対象者についての時点毎の活性化指標を計算した(CD11bについての相対値/CD62Lについての相対値)。 CHIPSの健常ヒト対象者における免疫原性。CHIPSに対する特異的IgG力価を全対象者において試験開始前及び試験終了7日後及び42日後に測定した。値は、プラセボ(●)及びCHIPS被投与者(■)についての平均値±SDである。 CHIPS−IgG複合体によりインビトロで誘導された好中球上での相対的CD11b発現。健常ボランティアから単離された好中球を、20μg・mL-1のアフィニティー精製ヒトα−CHIPS IgGを伴い(■)、又は伴わず(●)、高濃度のCHIPSに曝露した。FcγRの役割について取り組むため、細胞をmAb抗FcRII(IV−3)及びF(ab’)2抗FcRIII(3G8)の遮断により前処理し、洗浄したうえ、これを使用して緩衝液(□)又は抗CHIPS IgG(○)中においてCHIPSで刺激した。曝露後、細胞を蛍光標識された抗CD11b mAbと共に氷上でインキュベートし、細胞の活性化レベルを測定した。データは緩衝液のみ(CHIPS又はIgGなし)のなかの細胞のCD11b発現の相対値として表され、平均値±SEM(n≧3)として示される。 CHIPS及びアラニン置換突然変異体により生体外で誘導された全血好中球上での相対的なCD11b発現。健常ボランティア由来のEDTA血を野生型CHIPS(CHIPSwt)、46位のアルギニンをアラニンに置換した突然変異体(CHIPSR46A)及び69位のリジンをアラニンに置換した突然変異体(CHIPSK69A)に濃度を増加させながら曝露した。CD11b発現を氷上での特異的mAbにより測定し、データは緩衝液のみの細胞の相対値として平均値±SEM(n≧3)で表された。 特異的抗CHIPS IgG力価と生体外での全血好中球の最大刺激に必要なCHIPSの量との間の相関。健常ボランティア由来のEDTA血を、濃度を増加させながらCHIPSに曝露し、CD11b発現を細胞活性化の指標として計測した。IgG抗CHIPS力価をELISAにより測定し、0.300の吸光度を与える対数血清希釈として定義した。式y=切片+傾き×ln(x)を用いて回帰分析を行った。 CHIPS31-113はC5a誘導性細胞活性化を阻害する。Fluo-3標識U937/C5aR細胞を緩衝液又は1μg・mL-1のCHIPS(CHIPSwt)又はトランケート型CHIPS(CHIPS31-121及びCHIPS31-113)と共にインキュベートした。細胞は種々の濃度のC5aで刺激し、細胞活性化を表す蛍光の増加をフローサイトメーターで計測した。 アフィニティー精製α−CHIPS抗体をCHIPS由来ペプチドを結合するその能力について試験した。50μLのCHIPS(1μg・mL-1)又はCHIPS由来ペプチド(10μM)を96ウェル・マイクロタイター・プレートにコーティングした。プレートを5%BSAでブロッキングし、アフィニティー精製α−CHIPS抗体と共にインキュベートした。結合した抗体を、ペルオキシダーゼ・コンジュゲート・ヤギ−α−ヒト−IgGによりTMBを基質として検出した。 種々のアフィニティー精製α−CHIPS抗体を、CHIPS又はトランケート型CHIPS変異体と相互作用するその能力についてELISAにより試験した。1μg・mL-1のCHIPS又はトランケート型CHIPSを96ウェル・マイクロタイター・プレートにコーティングした。ウェルを洗浄し、種々の濃度のアフィニティー精製抗体と共にインキュベートした。種特異的ペルオキシダーゼ・コンジュゲート・ヤギIgG及びTMBを使用して結合した抗体を検出した。CHIPS特異的マウスモノクローナル抗体(2G8)を対照として使用した。 種々のアフィニティー精製α−CHIPS抗体を、CHIPS又はトランケート型CHIPS変異体と相互作用するその能力についてELISAにより試験した。1μg・mL-1のCHIPS又はトランケート型CHIPSを96ウェル・マイクロタイター・プレートにコーティングした。ウェルを洗浄し、種々の濃度のアフィニティー精製抗体と共にインキュベートした。種特異的ペルオキシダーゼ・コンジュゲート・ヤギIgG及びTMBを使用して結合した抗体を検出した。CHIPS特異的マウスモノクローナル抗体(2G8)を対照として使用した。 種々のアフィニティー精製α−CHIPS抗体を、CHIPS又はトランケート型CHIPS変異体と相互作用するその能力についてELISAにより試験した。1μg・mL-1のCHIPS又はトランケート型CHIPSを96ウェル・マイクロタイター・プレートにコーティングした。ウェルを洗浄し、種々の濃度のアフィニティー精製抗体と共にインキュベートした。種特異的ペルオキシダーゼ・コンジュゲート・ヤギIgG及びTMBを使用して結合した抗体を検出した。CHIPS特異的マウスモノクローナル抗体(2G8)を対照として使用した。 ヒト・アフィニティー精製α−CHIPS31-113−IgGの抗ファージ反応性。maxisorb96ウェル・プレートを、CHIPSを発現するM13ファージ、野生型ファージ又は緩衝液でコーティングすることにより、ヒト・アフィニティー精製α−CHIPS31-113−IgGの反応性について試験した。データは、抗体調製物が発現したCHIPSタンパク質のみと反応し、野生型ファージとは反応しないことを示す。 CHIPS分子の表面上にマッピングされた立体構造依存性エピトープ。 CHIPS分子の表面上にマッピングされた立体構造依存性エピトープ。 CHIPS分子の表面上にマッピングされた立体構造依存性エピトープ。 CHIPS分子の表面上にマッピングされた立体構造依存性エピトープ。 選択されたファージの特性決定。8個の種々のファージをアフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGを結合するその能力について試験した。100μg・mL-1のアフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGを96ウェルELISAプレートにコーティングした。種々の希釈の増幅されたファージ・ストックをコーティングしたプレートと共にインキュベートした。結合したファージをα−M13mAbを使用して検出した。選択されたファージはアフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGと結合できた。 選択されたファージの特性決定。8個の種々のファージをアフィニティー精製α−CHIPS31-113IgGを結合するその能力について試験した。100μg・mL-1のBSAを96ウェルELISAプレートにコーティングした。種々の希釈の増幅されたファージ・ストックをコーティングしたプレートと共にインキュベートした。結合したファージをα−M13mAbを使用して検出した。選択されたファージはBSAとは結合できなかった。 アフィニティー精製抗体及びIVIgGのCHIPSタンパク質及び合成ペプチドに対する結合性。マッピングされたエピトープ配列を含んでなるとともに追加的なGGGC[配列番号3]スペーサー及びCHIPSのN末端(pep1−38)に由来する合成ペプチドを含む7merのペプチドを使用してヒトIgGをアフィニティー精製した。アフィニティー精製α−ペプチド抗体調製物(10μg・mL-1)を、CM5センサー・チップの表面に共有結合した個々のペプチド及び野生型CHIPSに結合するその能力について試験した。SPR応答を固定化リガンドの量及びサイズについて補正した。黒いバーは種々のアフィニティー精製抗体の結合を表す。白いバーは1mg・mL-1のCHIPSと共にプレインキュベートした抗体の結合を示す。 アフィニティー精製抗体及びIVIgGのCHIPSタンパク質及び合成ペプチドに対する結合性。マッピングされたエピトープ配列を含んでなるとともに追加的なGGGC[配列番号3]スペーサー及びCHIPSのN末端(pep1−38)に由来する合成ペプチドを含む7merのペプチドを使用してヒトIgGをアフィニティー精製した。アフィニティー精製α−ペプチド抗体調製物(10μg・mL-1)を、CM5センサー・チップの表面に共有結合した個々のペプチド及び野生型CHIPSに結合するその能力について試験した。SPR応答を固定化リガンドの量及びサイズについて補正した。黒いバーは種々のアフィニティー精製抗体の結合を表す。白いバーは1mg・mL-1のCHIPSと共にプレインキュベートした抗体の結合を示す。 アフィニティー精製抗体及びIVIgGのCHIPSタンパク質及び合成ペプチドに対する結合性。マッピングされたエピトープ配列を含んでなるとともに追加的なGGGC[配列番号3]スペーサー及びCHIPSのN末端(pep1−38)に由来する合成ペプチドを含む7merのペプチドを使用してヒトIgGをアフィニティー精製した。アフィニティー精製α−ペプチド抗体調製物(10μg・mL-1)を、CM5センサー・チップの表面に共有結合した個々のペプチド及び野生型CHIPSに結合するその能力について試験した。SPR応答を固定化リガンドの量及びサイズについて補正した。黒いバーは種々のアフィニティー精製抗体の結合を表す。白いバーは1mg・mL-1のCHIPSと共にプレインキュベートした抗体の結合を示す。 アフィニティー精製抗体及びIVIgGのCHIPSタンパク質及び合成ペプチドに対する結合性。マッピングされたエピトープ配列を含んでなるとともに追加的なGGGC[配列番号3]スペーサー及びCHIPSのN末端(pep1−38)に由来する合成ペプチドを含む7merのペプチドを使用してヒトIgGをアフィニティー精製した。アフィニティー精製α−ペプチド抗体調製物(10μg・mL-1)を、CM5センサー・チップの表面に共有結合した個々のペプチド及び野生型CHIPSに結合するその能力について試験した。SPR応答を固定化リガンドの量及びサイズについて補正した。黒いバーは種々のアフィニティー精製抗体の結合を表す。白いバーは1mg・mL-1のCHIPSと共にプレインキュベートした抗体の結合を示す。 アフィニティー精製抗体及びIVIgGのCHIPSタンパク質及び合成ペプチドに対する結合性。マッピングされたエピトープ配列を含んでなるとともに追加的なGGGC[配列番号3]スペーサー及びCHIPSのN末端(pep1−38)に由来する合成ペプチドを含む7merのペプチドを使用してヒトIgGをアフィニティー精製した。アフィニティー精製α−ペプチド抗体調製物(10μg・mL-1)を、CM5センサー・チップの表面に共有結合した個々のペプチド及び野生型CHIPSに結合するその能力について試験した。SPR応答を固定化リガンドの量及びサイズについて補正した。黒いバーは種々のアフィニティー精製抗体の結合を表す。白いバーは1mg・mL-1のCHIPSと共にプレインキュベートした抗体の結合を示す。 アフィニティー精製抗体及びIVIgGのCHIPSタンパク質及び合成ペプチドに対する結合性。マッピングされたエピトープ配列を含んでなるとともに追加的なGGGC[配列番号3]スペーサー及びCHIPSのN末端(pep1−38)に由来する合成ペプチドを含む7merのペプチドを使用してヒトIgGをアフィニティー精製した。アフィニティー精製α−ペプチド抗体調製物(10μg・mL-1)を、CM5センサー・チップの表面に共有結合した個々のペプチド及び野生型CHIPSに結合するその能力について試験した。SPR応答を固定化リガンドの量及びサイズについて補正した。黒いバーは種々のアフィニティー精製抗体の結合を表す。白いバーは1mg・mL-1のCHIPSと共にプレインキュベートした抗体の結合を示す。 CHIPSペプチドELISA:標準曲線 抗CHIPS ELISA:CHIPSwt標準曲線 抗CHIPS ELISA:CHIPSK69A吸光度 抗CHIPS ELISA:CHIPSK69A結合 発現ELISA:CHIPSwt標準曲線 抗CHIPS ELISAにより計測したときの例示的CHIPS突然変異体のヒト抗CHIPS抗体との結合(配列の詳細については実施例Eを参照)。 阻害ELISAにより計測したときの野生型CHIPSタンパク質との競合における例示的CHIPS突然変異体のヒト抗CHIPS抗体との結合(配列の詳細については実施例Eを参照)。 配列番号1のアミノ酸31〜113に基づく例示的CHIPS突然変異体によるU937細胞のC5aRの阻害。 配列番号1のアミノ酸31〜113に基づく例示的CHIPS突然変異体による好中球のC5aRの阻害。
Figure 2009534026

Claims (60)

  1. 黄色ブドウ球菌の走化性阻害タンパク質(「CHIPS」)の生物活性を有するポリペプチドであって、配列番号1のアミノ酸配列の変異体を含んでなる、ポリペプチド。
  2. 以下のアミノ酸、
    N31、S32、G33、L34、P35、K40、D42、R46、Y48、K50、G52、T53、K54、N55、S56、A57、Q58、K61、E67、K69、L76、N77、P79、D83、L90、K92、K100、K101、S104、K105、S107、Y108、N111及びG112
    の1つ又は複数が修飾されている、請求項1に記載のポリペプチド。
  3. 1つ又は複数の表面エピトープが修飾されている、請求項1又は2に記載のポリペプチド。
  4. 前記表面エピトープが、以下の群のエピトープ、
    (a)N68、K69、G70、Y71及びY72を含んでなるエピトープ、
    (b)N55、K100、T53、S107及びY108を含んでなるエピトープ、
    (c)N111、K95、Y94、Y97及びY71を含んでなるエピトープ、
    (d)N55、K54、T53及びY108を含んでなるエピトープ、
    (e)N55、K100、S107,Y108、Y48及びG52を含んでなるエピトープ、
    (f)N111、K95、Y94、Y97及びY71を含んでなるエピトープ、
    (g)Q58、K100、S107及びY108を含んでなるエピトープ、
    (h)K69、L34及び/又はL90、P35、K92及びE67を含んでなるエピトープ、
    (i)G39、K40、L34、P35、K92及びE67を含んでなるエピトープ、
    (j)P79、L76、R46、A57、S56及びQ58を含んでなるエピトープ、
    (k)G35、L34、K92、G33、S32及びN31を含んでなるエピトープ、
    (l)N31、S32、G33、K50、K61、S104、N111及びG112を含んでなるエピトープ、及び
    (m)N55、K100、S107、S108を含んでなるエピトープ、
    から選択される、請求項3に記載のポリペプチド。
  5. 配列番号1に対して以下のアミノ酸、
    N31、S32、G33、L34、P35、K40、D42、R46、Y48、K50、G52、T53、K54、N55、S56、A57、Q58、K61、E67、K69、L76、N77、P79、D83、L90、K92、K100、K101、S104、K105、S107、Y108、N111及びG112
    の1つ又は複数においてアミノ酸置換を含む配列番号1のアミノ酸1〜112を含んでなるか、又はそれらから構成される、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  6. 配列番号1に対して以下のアミノ酸突然変異、
    N31A、S32A、G33A、L34A、P35A、Y48A、Y48H、K50N、G52A、T53A、N55A、S56A、K61A、K69A、P79A、L90A、L90P、K92R、K100R、S104Y、S107A、Y108、N111I、N111K及びG112V
    の1つ又は複数を含んでなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  7. ヒトにおける免疫原性が野生型CHIPSタンパク質より低い、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  8. 前記ポリペプチドの生物活性が、野生型CHIPSタンパク質の生物活性より高い、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  9. 好中球のC5a誘導性活性化の阻害能及び好中球のfMLP誘導性活性化の阻害能を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  10. 好中球のC5a誘導性活性化及び/又は好中球のfMLP誘導性活性化が、少なくとも10%、例えば少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、及び好ましくは100%阻害される、請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  11. 500アミノ酸長より短い、例えば、400、300、200、150、140、130、125、121、120、119、118、117、116、115、114、113、112、111、110、109、108、107、106、105、104、103、102、101、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、40、30以下のアミノ酸長より短い、請求項1〜10のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  12. 110〜130アミノ酸長、例えば110〜120アミノ酸長である、請求項1〜11のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  13. 112アミノ酸長である、請求項12に記載のポリペプチド。
  14. 配列番号1のアミノ酸配列の断片、又はその変異体を含んでなるか、又はそれらから構成される、請求項1〜13のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  15. 配列番号1のアミノ酸配列のアミノ酸31〜113、又はその変異体を含んでなるか、又はそれらから構成される、請求項14に記載のポリペプチド。
  16. 以下の修飾、
    (a)K40E、K69A、N111K及びG112V、
    (b)G112V、
    (c)K54R、K69R、K100R及びK105R、
    (d)K40N及びK92R、
    (e)S104Y及びN111I、
    (f)K69A及びG112V、
    (g)K69T、
    (h)Y48H、D83G及びL90P、
    (i)K50N、
    (j)K69A、K100R及びK101R、
    (k)K69A、
    (l)N31A、
    (m)S32A、
    (n)G33A、
    (o)L34A、
    (p)P35A、
    (q)Y48A、
    (r)G52A、
    (s)T53A、
    (t)N55A、
    (u)S56A、
    (v)E67A、
    (w)P79A、
    (x)L90A、
    (y)S107A、及び
    (z)Y108A、
    及びこれらの組み合わせを有する配列番号1のアミノ酸1〜112から構成されるポリペプチドからなる群から選択される、請求項1〜15のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  17. 配列番号1のアミノ酸配列のN末端又はC末端のいずれか、又はその内部に挿入される1つ又は複数の追加的なアミノ酸を含んでなるか、又はそれらから構成される、請求項1〜16のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  18. 少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、15又は20個の追加的なアミノ酸を含んでなるか、又はそれらから構成される、請求項17に記載のポリペプチド。
  19. 6個の追加的なアミノ酸を含んでなるか、又はそれらから構成される、請求項18に記載のポリペプチド。
  20. 前記追加的なアミノ酸が、配列番号1のアミノ酸配列のC末端に位置する、請求項17、18又は19に記載のポリペプチド。
  21. 前記アミノ酸が、以下の修飾
    K40E、K69A、N111K及びG112V
    を有する配列番号1のアミノ酸1〜112から構成される、請求項17〜20のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  22. 野生型配列に対して以下のアミノ酸突然変異
    K40、D42、K50、K69、N77、D83、L90、K92、K100、K105、N111及びG112
    の1つ又は複数を含んでなる、請求項1〜21のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  23. 野生型配列に対して以下のアミノ酸突然変異
    K40E、K40N、D42V、K50N、K69R、N77Y、D83G、L90P、K92R、K100R、K105R、N111K、N111I及びG112V
    の1つ又は複数を含んでなる、請求項22に記載のポリペプチド。
  24. 以下の修飾、
    (a)K50N、K69R、N77Y、K92R、N111K及びG112V、
    (b)K40E、D42V、N77Y、K100R、K105R、N111K及びG112V、
    (c)K50N、N77Y、K92R、N111K及びG112V、
    (d)K40E、D42V、N77Y、N111K及びG112V、
    (e)K40E、D42V、N77Y、K92R、N111K及びG112V、
    (f)K50N、N77Y、N111K及びG112V、
    (g)K40E、D42V、K50N、N77Y、K92R、N111K及びG112V、
    (h)K40N、K50N、N77Y、K92R及びN111I、
    (i)K40N、N77Y、D83G、L90P、N111K及びG112V、及び
    (j)K50N、N77Y、K92R、K100R及びN111I、
    及びこれらの組み合わせを有する配列番号1のアミノ酸1〜112を含んでなるか、又はそれらから構成されるポリペプチドからなる群から選択される、請求項22又は23に記載のポリペプチド。
  25. アミノ酸R及びSを、それぞれ113位及び114位に含んでなる、請求項24に記載のポリペプチド。
  26. 以下の修飾、
    (a)K50N、K69R、N77Y、K92R、N111K及びG112V、
    (b)K40E、D42V、N77Y、K100R、K105R、N111K及びG112V、
    (c)K50N、N77Y、K92R、N111K及びG112V、
    (d)K40E、D42V、N77Y、N111K及びG112V、
    (e)K40E、D42V、N77Y、K92R、N111K及びG112V、
    (f)K50N、N77Y、N111K及びG112V、
    (g)K40E、D42V、K50N、N77Y、K92R、N111K及びG112V、
    (h)K40N、K50N、N77Y、K92R及びN111I、
    (i)K40N、N77Y、D83G、L90P、N111K及びG112V、及び
    (j)K50N、N77Y、K92R、K100R及びN111I、
    及びこれらの組み合わせを有する配列番号1のアミノ酸31〜113を含んでなるか、又はそれらから構成されるポリペプチドからなる群から選択される、請求項22又は23に記載のポリペプチド。
  27. 請求項1〜26のいずれか一項に記載ポリペプチドをコードする核酸分子。
  28. DNA分子である、請求項27に記載の核酸分子。
  29. 請求項26又は27に記載の核酸分子を含んでなるベクター。
  30. 発現ベクターである、請求項29に記載のベクター。
  31. pRSET及びpHIPからなる群から選択される、請求項29又は30に記載のベクター。
  32. 請求項27又は26に記載の核酸分子又は請求項29〜31のいずれか一項に記載のベクターを含んでなる宿主細胞。
  33. 請求項1〜26のいずれか一項に記載のポリペプチドを産生するための方法であって、請求項27又は28に記載の核酸分子又は請求項30又は31に記載のベクターを含んでなる宿主細胞集団を、前記ポリペプチドが発現する条件下で培養するステップと、そこから前記ポリペプチドを単離するステップとを含んでなる、方法。
  34. 請求項1〜26のいずれか一項に記載のポリペプチドを含んでなる薬理学的組成物。
  35. 医薬品に使用するための請求項1〜26のいずれか一項に記載のポリペプチド。
  36. 補体5a(C5a)及び/又はN−ホルミルペプチドfMLPの生物活性を阻害するための医薬の調製における請求項1〜26のいずれか一項に記載のポリペプチドの使用。
  37. 前記医薬がC5a受容体の機能を阻害するためのものである、請求項36に記載の使用。
  38. 前記医薬がホルミル化ペプチド受容体の機能を阻害するためのものである、請求項36又は37に記載の使用。
  39. 前記C5a受容体及び/又はホルミル化ペプチド受容体が、好中球、単球及び/又は内皮細胞に位置する、請求項37又は38に記載の使用。
  40. 前記医薬が、補体5a(C5a)及び/又はN−ホルミルペプチドfMLPにより誘導される好中球の活性化を阻害するためのものである、請求項36〜39のいずれか一項に記載の使用。
  41. 前記医薬が炎症を処置するためのものである、請求項36〜40のいずれか一項に記載の使用。
  42. 前記医薬が、急性反応性関節炎、急性移植片拒絶反応、成人呼吸窮迫症候群(ARDS)、アルコール性肝炎、同種移植、アルツハイマー病、動脈硬化、アルサス反応、喘息、アテローム性動脈硬化症、アトピー性皮膚炎、細菌性髄膜炎、気管支原性肺癌、水疱性類天疱瘡(bullos pemphigoid)、熱傷、心肺バイパス術、心血管疾患、慢性気管支炎、慢性リンパ性白血病、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、接触性皮膚炎、クローン病、皮膚T細胞リンパ腫、嚢胞性線維症、皮膚病、中枢神経系の疾患、子宮内膜症、実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)、実験的アレルギー性神経炎(EAN)、凍傷、胃癌、胃腸疾患、泌尿生殖器疾患、痛風、ヘリコバクター・ピロリ菌胃炎(Heliobacter pylori gastritis)、血液透析、遺伝性血管浮腫、過敏性肺炎、特発性肺線維症、免疫複合体(IC)誘発性血管炎、虚血性ショック、虚血再灌流エピソード、虚血再灌流傷害、関節疾患、(大)血管手術、金属ヒューム熱、多発性硬化症、多系統臓器不全、重症筋無力症、心筋梗塞、膵炎、腹膜炎、胸気腫(pleural emphesema)、心肺バイパス術後(CPB)炎症、乾癬、反復性緊張外傷(RSI)、呼吸器疾患、関節リウマチ、敗血症、敗血症性ショック、副鼻腔炎、皮膚疾患、脳卒中、全身性エリテマトーデス(SLE)、移植、(外傷性)脳損傷、潰瘍性大腸炎、尿路感染症、血液漏出症候群、血管炎及び異種移植からなる群から選択される疾患又は病態を処置するためのものである、請求項36〜41のいずれか一項に記載の使用。
  43. 前記医薬が再灌流傷害を処置するためのものである、請求項42に記載の使用。
  44. 前記再灌流傷害が、急性心筋梗塞(AMI)、冠動脈バイパス・グラフト(CABG)、脳卒中及び/又は臓器移植に付随する、請求項43に記載の使用。
  45. 前記医薬が急性呼吸窮迫症候群(ARDS)を処置するためのものである、請求項42に記載の使用。
  46. 請求項1〜26のいずれか一項に記載のポリペプチドを産生するための方法であって、
    (a)野生型CHIPSタンパク質又はその変異体をコードする1つ又は複数の親ポリヌクレオチド分子を提供するステップ、
    (b)前記1つ又は複数の親ポリヌクレオチド分子をヌクレアーゼにより消化してポリヌクレオチド断片を生成するステップ、
    (c)ステップ(b)で生成された前記ポリヌクレオチド断片を互いに接触させるステップ、及び
    (d)前記断片を互いにアニールして増幅することで、前記1つ又は複数の親ポリヌクレオチド分子によりコードされる配列と比較して改変されたアミノ酸配列を有する変異CHIPSポリペプチドをコードする少なくとも1本のポリヌクレオチド配列を生成するステップ、
    を含んでなる、方法。
  47. 前記ステップ(d)で産生された前記少なくとも1本のポリヌクレオチド配列を発現させて、得られたポリペプチドを野生型CHIPSタンパク質の生物活性についてスクリーニングするステップ(e)をさらに含んでなる、請求項46に記載の方法。
  48. 前記野生型CHIPSタンパク質の生物活性が、好中球のC5a誘導性活性化及び/又は好中球のfMLP誘導性活性化を阻害する能力である、請求項47に記載の方法。
  49. 前記得られたポリペプチドを、前記野生型CHIPSタンパク質に対する免疫原性の低減についてスクリーニングするステップ(f)をさらに含んでなる、請求項46〜48のいずれか一項に記載の方法。
  50. ステップ(a)における前記1つ又は複数の親ポリヌクレオチド分子が一本鎖である、請求項46〜49のいずれか一項に記載の方法。
  51. ステップ(b)における前記ヌクレアーゼがエキソヌクレアーゼである、請求項46〜50のいずれか一項に記載の方法。
  52. ステップ(d)が所定の変異性のオリゴヌクレオチドを付加するステップを含んでなる、請求項46〜51のいずれか一項に記載の方法。
  53. ステップ(e)が、前記得られたポリペプチドをC5aR及び/又はFPRに対する結合能力について試験するステップを含んでなる、請求項47〜52のいずれか一項に記載の方法。
  54. 詳細な説明を参照して実質的に本明細書に記載されるとおりのポリペプチド。
  55. 詳細な説明を参照して実質的に本明細書に記載されるとおりの核酸分子。
  56. 詳細な説明を参照して実質的に本明細書に記載されるとおりのベクター。
  57. 詳細な説明を参照して実質的に本明細書に記載されるとおりの宿主細胞。
  58. 詳細な説明を参照して実質的に本明細書に記載されるとおりのポリペプチドを産生するための方法。
  59. 詳細な説明を参照して実質的に本明細書に記載されるとおりの薬理学的組成物。
  60. 詳細な説明を参照して実質的に本明細書に記載されるとおりのポリペプチドの使用。
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