JP2017200915A - 成長因子モジュレーションのための組成物および方法 - Google Patents

成長因子モジュレーションのための組成物および方法 Download PDF

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Abstract

【課題】細胞シグナリングおよび/または細胞活性をモジュレートする薬剤を提供する。【解決手段】本明細書において、成長因子レベルおよび/または活性をモジュレートするのに有用なタンパク質、抗体、アッセイおよび方法が提供される。一部の実施形態において、このような成長因子は、タンパク質のTGF−βスーパーファミリーのメンバーである。【選択図】図3

Description

本発明の実施形態は、組換えタンパク質およびそのようなタンパク質に指向される抗体を含み得る。一部の実施形態において、このようなタンパク質および抗体は、TGF−βファミリーメンバー生物学の分野に関連し得る。
細胞シグナリング分子は、種々の細胞活性を刺激する。このようなシグナリングは、多くの場合、他の生体分子、細胞外マトリックス、および細胞マトリックスの少なくとも一つとの相互作用を介して、または特定の細胞環境もしくはニッチ内で厳密に調節されることが多い。このような相互作用は、直接または間接的であり得る。
細胞シグナリングカスケードは、多数の多様な生物学的経路、例として、限定されるものではないが、細胞成長のモジュレーション、組織ホメオスタシスのモジュレーション、細胞外マトリックス(ECM:extracellular matrix)ダイナミクス、細胞遊走のモジュレーション、侵入および免疫モジュレーション/抑制に関与する。一部の場合において、細胞シグナリングに関与するタンパク質は、潜在型形態で合成され、および/または封鎖され、シグナリングイベントに関与するためのある種の刺激を要求する。
細胞シグナリングおよび/または細胞活性をモジュレートする薬剤、ツールおよび方法が当技術分野において依然として必要とされている。
一部の実施形態において、本発明は、成長因子プロドメイン複合体(GPC:growth factor prodomain complex)、潜在型関連ペプチド(LAP:latency associated peptide)、LAP様ドメイン、ストレートジャケット領域、成長因子ドメイン、ファスナー領域、フーリン開裂部位領域、アーム領域、フィンガー領域、細胞外会合のためのN末端領域、潜在型ループ、α1ヘリカル領域、α2ヘリカル領域、RGD配列領域、トリガーループ領域およびボウタイ領域からなる群から選択される1つ以上のタンパク質モジュールを含む1つ以上のTGF−β関連タンパク質を含む組換えタンパク質を提供する。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、脊椎動物種からの1つ以上のタンパク質モジュールを含み得る。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、1つ以上の突然変異を含む1つ以上のタンパク質モジュールを含み得る。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、1つ以上のフーリン開裂部位領域を含む1つ以上の突然変異を含み得る。一部の実施形態において、このような突然変異は、本発明の組換えタンパク質の酵素的開裂を防止し得る。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、アミノ酸配列RXXRのアミノ酸配列RXGへの突然変異を含む1つ以上の突然変異を含み得る。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、アミノ酸配列RXXRのアミノ酸配列AXXAへの突然変異を含む1つ以上の突然変異を含み得る。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、細胞外会合のためのN末端領域を含む1つ以上の突然変異を含み得る。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、最初の約4、5、6または7つのN末端アミノ酸残基内に存在する少なくともの1つのシステイン残基の置換および/または欠失を含む1つ以上の突然変異を含み得る。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、少なくとも1つのシステイン残基の少なくとも1つのセリン
残基による1つ以上の置換を含み得る。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、LTBP1、LTBP1S、LTBP2、LTBP3、LTBP4、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3、フィブリリン−4、GARP、LRRC33およびそれらの組合せまたは断片からなる群から選択されるタンパク質と複合体化させることができる。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、1つ以上の検出可能な標識を含み得る。このような検出可能な標識は、ビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよび/またはフラッグ(flag)タグを含み得る。
一部の実施形態において、本発明は、少なくとも2つのTGF−β関連タンパク質からの1つ以上のタンパク質モジュールを含むキメラタンパク質であって、前記タンパク質モジュールは、成長因子プロドメイン複合体(GPC)、潜在型関連ペプチド(LAP)、LAP様ドメイン、ストレートジャケット領域、成長因子ドメイン、ファスナー領域、フーリン開裂部位領域、アーム領域、フィンガー領域、細胞外会合のためのN末端領域、潜在型ループ、α1ヘリカル領域、RGD配列領域、トリガーループ領域、ボウタイ領域、ならびに表2、3および11に列記のもののいずれかからなる群から選択され得るキメラタンパク質を提供する。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、1つ以上の脊椎動物種から選択される1つ以上のタンパク質モジュールを含み得る。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、GPCを含み得る。一部の実施形態において、このようなGPCは、TGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つのLAPまたはLAP様ドメインおよびTGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つの成長因子ドメインを含み得、LAPまたはLAP様ドメインおよび成長因子ドメインは、異なるTGF−βファミリーメンバーからのものである。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、少なくとも1つのLAPまたはLAP様ドメインおよび少なくとも1つの成長因子ドメインを含み得、それらのそれぞれは、TGF−β1、TGF−β2、TGF−β3、GDF−8、GDF−11およびインヒビンβAからなる群から選択される。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、1つ以上のGPCを含み得、少なくとも1つのN末端領域は、TGF−βファミリーメンバーからのものであり、少なくとも1つのC末端領域は、TGF−βファミリーメンバーからのものであり、N末端領域およびC末端領域は、異なるTGF−βファミリーメンバーからのものである。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、TGF−β1末端領域、TGF−β2末端領域、TGF−β3末端領域、GDF−8末端領域、GDF−11末端領域およびインヒビンβA末端領域から選択される少なくとも1つのN末端領域および少なくとも1つのC末端領域を含み得る。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、異なるTGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つのアーム領域を含む少なくとも1つのTGF−βファミリーメンバーからのGPCを含み得る。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、異なるTGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つのトリガーループ領域を含む少なくとも1つのTGF−βファミリーメンバーを含むGPCを含み得る。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、表12に列記されるタンパク質モジュール組合せのいずれかを含み得る。
一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、LTBP1、LTBP1S、LTBP2、LTBP3、LTBP4、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3、フィブリリン−4、GARPおよびLRRC33ならびにそれらの組合せまたは断片からなる群から選択されるタンパク質と複合体化させることができる。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、1つ以上の検出可能な標識を含み得る。一部の実施形態において、このような検出可能な標識は、少なくとも1つのビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよび/またはフラッグタグを含み得る。
一部の実施形態において、本発明は、本明細書に開示の組換えタンパク質および/またはキメラタンパク質のいずれかに指向される抗体を提供する。一部の実施形態において、このような抗体は、モノクローナル抗体を含む。一部の実施形態において、本発明の抗体は、実質的に単離されている。一部の実施形態において、本発明のモノクローナル抗体は、安定化抗体である。一部の実施形態において、本発明の安定化抗体は、1つ以上のGPCと会合している成長因子のレベルに対する遊離成長因子のレベルを低減させる。一部の実施形態において、安定化抗体は、成長因子依存性細胞シグナリングを低減させ得る。一部の実施形態において、本発明のモノクローナル抗体は、放出抗体を含み得る。このような抗体は、1つ以上のGPCと会合している成長因子のレベルに対する遊離成長因子のレベルを増加させ得る。一部の実施形態において、本発明の放出抗体は、成長因子依存性細胞シグナリングを増加させ得る。
一部の実施形態において、本発明は、本明細書に記載の組換えタンパク質のいずれかの1つ以上、キメラタンパク質のいずれかの1つ以上および/または抗体のいずれかの1つ以上を、少なくとも1つの賦形剤との組合せで含む組成物を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、本明細書に記載の1つ以上の組成物の使用を含む、対象または細胞ニッチ中の遊離成長因子のレベルをモジュレートする方法を提供する。一部のこのような方法において、成長因子シグナリングのレベルをモジュレートする。
一部の実施形態において、本発明は、1つ以上のアッセイの使用を含む所望の抗体を選択する方法であって、そのようなアッセイは、本発明の1つ以上の組換えタンパク質を含む方法を提供する。一部のこのような方法は、1)抗体結合アッセイを提供するステップ、2)結合アッセイを1つ以上の候補抗体と接触させるステップ、3)1つ以上の組換えタンパク質についての候補抗体親和性に関する結合データを得るステップ、および4)結合データに基づき、所望の抗体を選択するステップを含む。このような方法による結合アッセイとしては、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA:enzyme−linked
immunosorbent assay)および/または蛍光関連細胞ソーティング(FACS:fluorescence−associated cell sorting)ベースアッセイを挙げることができる。一部の場合において、このようなアッセイの組換えタンパク質は、配列番号153〜161および286〜292からなる群から選択されるタンパク質と複合体化させることができ、またはLTBP1、LTBP1S、LTBP2、LTBP3、LTBP4、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3、フィブリリン−4、GARP、LRRC33、パールカン、デコリン、エラスチンおよびコラーゲンからなる群から選択されるタンパク質と複合体化させることができる。一部の場合において、組換えタンパク質は、配列番号199〜236および273からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むキメラタンパク質を含み得る。
所望の抗体を選択する他の方法は、1)成長因子活性アッセイを提供するステップ、2)成長因子活性アッセイを1つ以上の候補抗体と接触させるステップ、3)成長因子活性データを得るステップ、および4)成長因子活性データに基づき、所望の抗体を選択するステップを含み得る。このような方法による成長因子活性アッセイは、ルシフェラーゼベースアッセイおよび増殖アッセイからなる群から選択される細胞ベースアッセイを含み得る。このような細胞ベースアッセイは、本発明の1つ以上の組換えタンパク質またはその複合体を発現する1つ以上の発現細胞を含み得る。このようなアッセイは、遺伝子発現データおよび/または生存データを生じさせる1つ以上の応答細胞をさらに含み得る。
一部の実施形態において、本発明は、本明細書に記載の組換えタンパク質のいずれかの1つ以上、本明細書に記載のキメラタンパク質のいずれかの1つ以上および/または本明細書に記載の抗体のいずれかの1つ以上ならびに少なくとも1つの医薬賦形剤を含む医薬
組成物を提供する。
本発明の一部の方法は、対象を本発明の組成物と接触させることを含む、対象におけるTGF−β関連徴候の治療を含む。TGF−β関連徴候としては、線維症徴候(例えば、肺線維症、腎線維症、肝線維症、心血管線維症、皮膚線維症、および骨髄の線維症)、骨髄線維症、癌または癌関連病態(例えば、大腸癌、腎癌、乳癌、悪性黒色腫および膠芽細胞腫)ならびに筋障害および/もしくは損傷[例えば、悪液質、筋ジストロフィー、慢性閉塞性肺疾患(COPD:chronic obstructive pulmonary disease)、運動ニューロン疾患、外傷、神経変性疾患、感染、関節リウマチ、不動症候群、サルコペニア、封入体筋炎および糖尿病]を挙げることができる。
一部の実施形態において、本発明は、本発明の組成物およびその使用説明書を含むキットを提供する。
上記および他の目的、特徴部および利点は、添付の図面において説明される以下の本発明の特定の実施形態の記載から明らかである。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、その代わりに本発明の種々の実施形態の原理を説明することに重点を置く。
TGF−βスーパーファミリー系統図。多様性は枝の長さに比例する。 翻訳される成長因子モノマーの線形表示の一実施形態の模式図。こうした実施形態において、翻訳される成長因子は、分泌シグナルペプチド、プロドメインおよび成長因子ドメインを含み得る。本図に示される実施形態による実施形態において、翻訳される成長因子は、プロドメインおよび成長因子領域間の開裂部位も含み得る。 成長因子プロドメイン複合体(GPC)の一実施形態、ならびに遊離成長因子ダイマーおよび遊離潜在型関連ペプチド(LAP)ダイマーの一実施形態の模式図。矢印は、遊離および複合体化形態間で変わる、この実施形態によるタンパク質の能力を示す。 標識特徴部およびタンパク質モジュールの少なくとも一方を有する遊離LAPダイマーおよび遊離成長因子ダイマーの1つの実施形態の模式図。 組換えGPCの一実施形態の模式図。 突然変異組換えGPCの一実施形態の模式図。 5つの組換えタンパク質の単独またはLTBPもしくはGARPとの複合体での模式的表示を示す図。 TGF−βファミリーメンバータンパク質間の構造ベースアラインメントを示す図[出典 シー(Shi)ら(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−β structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9、その内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)]。LTBPおよびGARPの少なくとも一方との相互作用に要求されるシステイン残基を枠により囲う。カムラチ・エンゲルマン症候群において突然変異している残基を星印により示す。プロテアーゼ開裂部位を上向き矢印により示す。タンパク質モジュールおよび二次構造エレメントを黒色バーにより示す。GDF−8のN末端において下線を付した残基は、代わりに予測されるシグナルペプチドプロセシング部位に対応する。「キメラモジュールブレイクポイント」は、構造特徴部が保存されており、全てのファミリーメンバーにおけるキメラタンパク質構築(ファミリーメンバー間のモジュールの交換)のためのモジュールを提供する領域を示す。N末端領域を(A)に示し、内側領域を(B)に示し、C末端領域を(C)に示す。 TGF−βファミリーメンバータンパク質間の構造ベースアラインメントを示す図。[出典 シー(Shi)ら(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−β structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9、その内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)]。LTBPおよびGARPの少なくとも一方との相互作用に要求されるシステイン残基を枠により囲う。カムラチ・エンゲルマン症候群において突然変異している残基を星印により示す。プロテアーゼ開裂部位を上向き矢印により示す。タンパク質モジュールおよび二次構造エレメントを黒色バーにより示す。GDF−8のN末端において下線を付した残基は、代わりに予測されるシグナルペプチドプロセシング部位に対応する。「キメラモジュールブレイクポイント」は、構造特徴部が保存されており、全てのファミリーメンバーにおけるキメラタンパク質構築(ファミリーメンバー間のモジュールの交換)のためのモジュールを提供する領域を示す。N末端領域を(A)に示し、内側領域を(B)に示し、C末端領域を(C)に示す。 TGF−βファミリーメンバータンパク質間の構造ベースアラインメントを示す図。[出典 シー(Shi)ら(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−β structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9、その内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)]。LTBPおよびGARPの少なくとも一方との相互作用に要求されるシステイン残基を枠により囲う。カムラチ・エンゲルマン症候群において突然変異している残基を星印により示す。プロテアーゼ開裂部位を上向き矢印により示す。タンパク質モジュールおよび二次構造エレメントを黒色バーにより示す。GDF−8のN末端において下線を付した残基は、代わりに予測されるシグナルペプチドプロセシング部位に対応する。「キメラモジュールブレイクポイント」は、構造特徴部が保存されており、全てのファミリーメンバーにおけるキメラタンパク質構築(ファミリーメンバー間のモジュールの交換)のためのモジュールを提供する領域を示す。N末端領域を(A)に示し、内側領域を(B)に示し、C末端領域を(C)に示す。 TGF−βファミリーメンバータンパク質間の構造ベースアラインメントを示す図。[出典 シー(Shi)ら(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−β structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9、その内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)]。LTBPおよびGARPの少なくとも一方との相互作用に要求されるシステイン残基を枠により囲う。カムラチ・エンゲルマン症候群において突然変異している残基を星印により示す。プロテアーゼ開裂部位を上向き矢印により示す。タンパク質モジュールおよび二次構造エレメントを黒色バーにより示す。GDF−8のN末端において下線を付した残基は、代わりに予測されるシグナルペプチドプロセシング部位に対応する。「キメラモジュールブレイクポイント」は、構造特徴部が保存されており、全てのファミリーメンバーにおけるキメラタンパク質構築(ファミリーメンバー間のモジュールの交換)のためのモジュールを提供する領域を示す。N末端領域を(A)に示し、内側領域を(B)に示し、C末端領域を(C)に示す。 TGF−βファミリーメンバータンパク質間の構造ベースアラインメントを示す図。[出典 シー(Shi)ら(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−β structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9、その内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)]。LTBPおよびGARPの少なくとも一方との相互作用に要求されるシステイン残基を枠により囲う。カムラチ・エンゲルマン症候群において突然変異している残基を星印により示す。プロテアーゼ開裂部位を上向き矢印により示す。タンパク質モジュールおよび二次構造エレメントを黒色バーにより示す。GDF−8のN末端において下線を付した残基は、代わりに予測されるシグナルペプチドプロセシング部位に対応する。「キメラモジュールブレイクポイント」は、構造特徴部が保存されており、全てのファミリーメンバーにおけるキメラタンパク質構築(ファミリーメンバー間のモジュールの交換)のためのモジュールを提供する領域を示す。N末端領域を(A)に示し、内側領域を(B)に示し、C末端領域を(C)に示す。 TGF−βファミリーに見出されるアミノ酸配列間の同一性パーセントを示す表を提示する図であって、図9Aは、プロタンパク質(プロドメインおよび成長因子)間の同一性パーセントを実証する図。 TGF−βファミリーに見出されるアミノ酸配列間の同一性パーセントを示す表を提示する図であって、成長因子ドメイン間の同一性パーセントを図9Bに提示する一方、プロドメイン間の同一性パーセントを図9Cに提示する図。 TGF−βファミリーに見出されるアミノ酸配列間の同一性パーセントを示す表を提示する図であって、成長因子ドメイン間の同一性パーセントを図9Bに提示する一方、プロドメイン間の同一性パーセントを図9Cに提示する図。 GDF−8(ミオスタチン)、GDF−11、インヒビンAおよびGDF−8ダイマー間で実施されたアラインメントを提示する図。矢印は、開裂部位を示す。内部相互作用に関与する領域を枠により囲う。黒色矩形は、キメラ構築物中の立体衝突に関与すると予測される残基の上に現れる。星印は、タンパク質モジュール中の重要なブレイクポイントを示す。 GDF−8(ミオスタチン)、GDF−11、インヒビンAおよびGDF−8ダイマー間で実施されたアラインメントを提示する図。矢印は、開裂部位を示す。内部相互作用に関与する領域を枠により囲う。黒色矩形は、キメラ構築物中の立体衝突に関与すると予測される残基の上に現れる。星印は、タンパク質モジュール中の重要なブレイクポイントを示す。 組換え抗原および抗体複合体の発現および精製を示す図(クーマシーブルー染色されたSDS−PAGE)。 TGF−β1/GARP複合体を安定的に発現する細胞系の分析からの結果を提示する図。空のベクター対照(A)、プロTGF−β1−GARP(B)またはTGF−β1LAP−GARP(C)により安定的に形質転換された300.19細胞を、発現タンパク質に指向される抗体により蛍光標識し、フローサイトメトリにより蛍光強度について試験した。ルシフェラーゼアッセイデータを(D)に提示し、これらの細胞とαβインテグリンを発現する細胞との共培養から得られたTGF−βシグナリング活性を示す。 TGF−β1/GARP複合体を安定的に発現する細胞系の分析からの結果を提示する図。空のベクター対照(A)、プロTGF−β1−GARP(B)またはTGF−β1LAP−GARP(C)により安定的に形質転換された300.19細胞を、発現タンパク質に指向される抗体により蛍光標識し、フローサイトメトリにより蛍光強度について試験した。ルシフェラーゼアッセイデータを(D)に提示し、これらの細胞とαβインテグリンを発現する細胞との共培養から得られたTGF−βシグナリング活性を示す。 クーマシー染色により可視化された、還元および非還元条件下でSDS−PAGEにより分離された組換えヒスチジンタグ化プロGDF−8を示す図。
成長因子は、種々の細胞活性を刺激する細胞シグナリング分子である。生体系内のこれらの幅広い影響に起因して、成長因子シグナリングは、多くの場合、他の生体分子、細胞外マトリックス、および細胞マトリックスの少なくとも一つとの相互作用を介して、または特定の細胞環境もしくはニッチ内で厳密に調節される。これらの相互作用は、直接または間接的であり得る。
トランスフォーミング成長因子β(TGF−β)ファミリーの成長因子は、種々の細胞プロセスに関与する。II型受容体への成長因子結合は、I型受容体リン酸化および活性
化をもたらす(デニコート,C.(Denicourt,C.)ら著、「トランスフォーミング成長因子β誘導細胞周期停止クロニクルの別のねじれ(Another twist in the transforming growth factor β−induced cell−cycle arrest chronicle)、米国科学アカデミー紀要(PNAS)、2003年、第100巻(第26号):p.15290〜1)。活性化されたI型受容体は、次いで、受容体関連SMAD(R−SMAD)をリン酸化し、共通SMAD(例えば、SMAD4)ダイマー/トリマー形成ならびに核移行を促進する。SMAD複合体は、補因子と協働してTGF−βファミリーメンバー標的遺伝子の発現をモジュレートする。
TGF−βファミリーメンバーシグナリングカスケードは、多数の多様な生物学的経路、例として、限定されるものではないが、細胞成長の阻害、組織ホメオスタシス、細胞外マトリックス(ECM)リモデリング、細胞遊走および侵入における上皮間葉移行(EMT:endothelial to mesenchymal transition)ならびに免疫モジュレーション/抑制ならびに間葉上皮移行に関与する。成長阻害および組織ホメオスタシスに関連するTGF−βシグナリングは、p21およびpl5INKの活性化を介して上皮、内皮、造血および免疫細胞に影響して細胞周期停止を媒介し、mycを抑制し得る。ECMリモデリングに関連して、TGF−βシグナリングは、線維芽細胞集団およびECM沈着(例えば、コラーゲン)を増加させ得る。細胞遊走および侵入に関連するTGF−βシグナリングは、上皮および/または内皮細胞に影響し得、幹細胞様表現型を誘導する。シグナリングのこの態様は、血管手術および/またはステント植込み術後の平滑筋細胞増殖における役割を担い得る。免疫系において、TGF−βリガンドは、T制御性細胞機能ならびに免疫前駆細胞成長およびホメオスタシスの維持に必要である。ほぼ全ての免疫細胞は、TGF−βについての受容体を含み、TGF−βノックアウトマウスは、部分的に炎症病変に起因して生後に死亡する。最後に、TGF−βは、ナチュラルキラー細胞のインターフェロンガンマ誘導活性化を抑制する(内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるウィー,J.(Wi,J.)ら著、2011年、ヘパトロジー(Hepatology)、第53巻(第4号)、p.1342〜51)。
TGF−βの潜在型形態の結晶構造の近年の解明は、全TGF−βファミリーについて最初であり、それらの複合体への深い洞察を提供する(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−β structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9)。TGF−βファミリーにおけるほぼ全てのシグナリングは、2つのI型および2つのII型受容体を含有するヘテロテトラマー受容体複合体によりダイマーリガンドが認識される共通の経路を通過する。それぞれの受容体は、セリン−トレオニンキナーゼドメインを有する。II型受容体は、I型受容体をリン酸化し、次いでそれが受容体調節Smadをリン酸化し、それが核中に移行し、核中で蓄積し、転写を調節する。
ヒトにおいてTGF−βファミリーの33個の異なるメンバーが存在する(図1)。メンバーとしては、骨形成タンパク質(BMP:bone morphogenetic protein)、インヒビン、アクチビン、成長分化因子(GDF:growth and differential factor)、ミオスタチン、ノーダル、抗ミュラー管ホルモン、およびレフティタンパク質が挙げられる。TGF−βファミリーメンバー、関連するシグナリング分子およびそれらの関係の概要は、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるマッサグ(Massague)著、2000年、ネイチャー・レビューズ・モレキュラー・セル・バイオロジー(Nature Reviews Molecular Cell Biology)、第1巻、p.169〜78に見出すことができる。一部の実施形態において、成熟成長因子は、それらのプロドメインとともに単一
のポリペプチド鎖として合成される(図2参照)。一部の実施形態において、このようなポリペプチド鎖は、成熟成長因子からのプロドメインの分離のための開裂部位を含み得る。一部の実施形態において、このような開裂部位は、プロタンパク質変換酵素により認識および開裂されるフーリン開裂部位である。
一般に、TGF−βファミリーメンバー成長因子ドメイン間の相同性は、比較的高い。興味深いことに、プロドメイン相同性は、かなり低い。この相同性の欠落は、ファミリーメンバー間の成長因子調節の変更における重要な因子であり得る。一部の場合において、プロドメインは、成長因子ドメインの適正なフォールディングおよび/またはダイマー化をガイドし得る。プロドメインは、一部の場合において、潜在型からの成長因子放出を引き起こす他のシグナルが受容されるまで、細胞外マトリックス(ECM)および/または細胞マトリックス中の規定の局在への成長因子の指向(分泌後)における重要な機能を有することがごく最近、認識された。潜在型からの放出は、成長因子が短い距離(例えば、約1細胞直径〜約数細胞直径、約2細胞直径〜約100細胞直径および/または約10細胞直径〜約10,000細胞直径)にわたり作用し得、それらが循環に到達したらクリアランスされる高度に局在化された環境中で生じ得る。一部の成長因子−プロドメイン複合体は、ホモダイマーとして分泌される。一部の実施形態において、プロドメイン−成長因子複合体は、ヘテロダイマーとして分泌させることができる。
本明細書において使用される場合、用語「TGF−β関連タンパク質」は、TGF−βアイソフォーム、TGF−βファミリーメンバーまたはTGF−βファミリーメンバー関連タンパク質を指す。TGF−βファミリーメンバーとしては、限定されるものではないが、図1に示され、および/または表1に列記されるもののいずれかを挙げることができる。これらとしては、限定されるものではないが、TGF−βタンパク質、BMP、ミオスタチン、GDFおよびインヒビンが挙げられる。一部の実施形態において、本発明は、TGF−β関連タンパク質を単離し、特徴決定し、および/またはモジュレートするためのツールおよび方法の少なくとも一方を提供する。本発明の態様は、TGF−β関連タンパク質シグナリングに関連する細胞活性を特徴決定し、および/またはモジュレートするためのツールおよび方法の少なくとも一方を提供する。他の実施形態において、本発明のツールは、1つ以上のTGF−β関連タンパク質の1つ以上の構成要素を含む抗原を含み得る。一部のツールは、本発明の抗原に指向される抗体を含み得る。追加の実施形態において、本発明のツールは、TGF−β関連タンパク質の検出および特徴決定の少なくとも一方、TGF−β関連タンパク質に指向される抗体の検出および特徴決定の少なくとも一方、および/または、TGF−β関連タンパク質に関連した細胞活性および/またはそれらの細胞シグナリングの検出および特徴決定の少なくとも一方のためのアッセイを含み得る。
目的タンパク質
TGF−β関連タンパク質は、多数の細胞プロセスに関与する。胚発生において、タンパク質のTGF−βファミリーの33個のメンバーが、主要な発生プロセスおよび多くの器官の形成の細部の調節に関与する。この調節のほとんどは、生前に生じるが、このファミリーは生後の多くのプロセス、例として、限定されるものではないが、免疫応答、創傷治癒、骨成長、内分泌機能および筋肉量を調節し続ける。TGF−β関連タンパク質は、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,919号明細書;2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722、969号明細書および2013年5月15日に出願された米国仮特許出願第61/823,552号明細書に列記および記載されている。
例示的なTGF−βファミリープロタンパク質、すなわち、分泌シグナル配列除去後の
タンパク質のリストを表1に示す。プロタンパク質は、プロドメインおよび成長因子を含有し、その前駆体である。表に、由来するTGF−βファミリーメンバーの名称およびプロタンパク質配列を示す。さらに、プロタンパク質変換酵素開裂部位を「太字」および「下線」において識別する。開裂時、得られるプロドメインは、この部位を保持する一方、成熟成長因子は、開裂部位の次から始まる。レフティ1およびレフティ2は、成熟成長因子の開始直前にプロタンパク質変換酵素により開裂されないことに留意されたい。









一部のプロドメインは、プロタンパク質変換酵素により開裂され得ることに留意されたい。本明細書において使用される場合、用語「プロタンパク質変換酵素」は、翻訳されたタンパク質からプロドメインを開裂してタンパク質成熟を促進する酵素を指す。本発明の一部のプロタンパク質変換酵素としては、スブチリシン様プロタンパク質変換酵素(SP
C:subtilisin−like proprotein convertase)ファミリーメンバー酵素が挙げられる。SPCファミリーは、カルシウム依存性セリンエンドプロテアーゼを含み、それとしては、限定されるものではないが、フーリン/PACE、PCl/3、PC2、PC4、PC5/6、PACE4およびPC7が挙げられる(内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるフラー(Fuller)ら著、2009年、インベスティゲイティブ・オフタルモロジー・アンド・ビジュアル・サイエンス(Invest Ophthalmol Vis Sci)、第50巻(第12号)、p.5759〜68)。GDF−11は、一部の場合において、PC5/6により開裂され得る。一部の場合において、プロタンパク質変換酵素は、表1に示されるもの以外の追加の部位におけるプロタンパク質を開裂し得る。一部の実施形態において、プロタンパク質は、第1の開裂部位(第1の部位は、N末端に最も近い部位である)において開裂され得る。他の実施形態において、プロタンパク質は、第1の開裂部位以外の開裂部位において開裂され得る。一部の場合において、プロタンパク質変換酵素開裂は、細胞内で生じ得る。一部の場合において、プロタンパク質変換酵素開裂は、細胞外で生じ得る。
多くのTGF−βファミリーメンバータンパク質は、プロドメインとともに合成される。一部のプロドメインは、開裂後に成長因子と会合しているままであり得る。このような会合は、細胞シグナリングについての成長因子の利用可能性をモジュレートする潜在型成長因子−プロドメイン複合体(GPC)を形成し得る。成長因子は、1つ以上の細胞外タンパク質との会合を介してGPC中の潜在型から放出され得る。一部の場合において、成長因子放出は、細胞外タンパク質相互作用を介してGPCに適用される力に依存し得る。このような力は、GPCのC末端および/またはN末端領域を引き寄せ得、会合成長因子の放出をもたらす。
一部のTGF−βファミリーメンバーにおいて、GPCのプロドメイン部分は、成長因子保持および保持される成長因子とそれらの受容体との相互作用の遮断を担う。これに関して機能するGPCのプロドメイン部分は、潜在型関連ペプチド(LAP)と称される。TGF−β1、2および3は、LAPを含むことが公知である。一部のプロドメインは、LAP様ドメインを含み得る。本明細書において使用される場合、用語「LAP様ドメイン」は、LAPと構造的に類似し得、またはそれと類似の様式で合成され得るが、成長因子/受容体相互作用を防止するように機能し得ないGPCのプロドメイン部分および/または遊離プロドメインを指す。GDF−8およびGDF−11は、LAP様ドメインを含む。
種々の因子に応じて、成長因子は、遊離または1つ以上のLAPもしくはLAP様ドメインと会合していてよい。図3は、成長因子ダイマーがLAPダイマーと会合し得る実施形態を示す模式図である。一部の実施形態において、GPCは、成長因子シグナリング、分泌、潜在型および/または潜在型GPCからの放出の異なる態様に必要なタンパク質モジュールを含む。本明細書において使用される場合、用語「タンパク質モジュール」は、タンパク質の任意の構成要素、領域および/または特徴部を指す。タンパク質モジュールは、長さが変動し得、1つ以上のアミノ酸を含む。タンパク質モジュールは、約2アミノ酸残基長〜約50アミノ酸残基長、約5アミノ酸残基長〜約75アミノ酸残基長、約10アミノ酸残基長〜約100アミノ酸残基長、約25アミノ酸残基長〜約150アミノ酸残基長、約125アミノ酸残基長〜約250アミノ酸残基長、約175アミノ酸残基長〜約400アミノ酸残基長、約200アミノ酸残基長〜約500アミノ酸残基長および/または少なくとも500アミノ酸残基長であり得る。
一部の実施形態において、タンパク質モジュールは、公知の機能特徴部を有する1つ以上の領域(例えば、タンパク質結合ドメイン、核酸結合ドメイン、疎水性ポケットなど)を含む。タンパク質モジュールは、成長因子シグナリング、分泌、潜在型および/または
潜在型立体構造からの放出の異なる態様に必要な機能タンパク質ドメインを含み得る。
一部の実施形態において、タンパク質モジュールは、TGF−β関連タンパク質から由来し得る。このようなタンパク質モジュールとしては、限定されるものではないが、潜在型関連ペプチド(LAP)、LAP様ドメイン、成長因子ドメイン、ファスナー領域、プロタンパク質変換酵素開裂部位(例えば、フーリン開裂部位)、B/TP開裂部位、アーム領域、フィンガー領域、細胞外タンパク質[例えば、潜在型TGF−β結合タンパク質(LTBP:latent TGF−β binding protein)、フィブリリンおよび/または糖タンパク質A反復優位型(GARP:glycoprotein A repetitions predominant)タンパク質]会合のための残基(例えば、システイン残基など)、潜在型ループ(本明細書において潜在型ラッソ(latency lasso)とも称される)、α1ヘリカル領域、α2ヘリカル領域、RGD配列およびボウタイ領域を挙げることができる。図4は、タンパク質モジュールを含むLAPおよび成長因子ダイマーを示す実施形態の模式図である。
一部の実施形態において、タンパク質モジュールは、1つ以上のTGF−βアイソフォーム(例えば、TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3)に由来し得る。このようなタンパク質モジュールは、表2に列記のタンパク質モジュールおよび/またはアミノ酸配列を含み得る。本発明の一部のタンパク質モジュールは、表2のものと類似するが、列記のものよりも追加または少ないアミノ酸を含むアミノ酸配列を含み得る。このようなアミノ酸配列は、約1つ多いもしくは少ないアミノ酸、約2つ多いもしくは少ないアミノ酸、約3つ多いもしくは少ないアミノ酸、約4つ多いもしくは少ないアミノ酸、約5つ多いもしくは少ないアミノ酸、約6つ多いもしくは少ないアミノ酸、約7つ多いもしくは少ないアミノ酸、約8つ多いもしくは少ないアミノ酸、約9つ多いもしくは少ないアミノ酸、約10個多いもしくは少ないアミノ酸または10個超多いもしくは少ないアミノ酸をN末端および/またはC末端の終端上に含み得る。





一部の実施形態において、LAPまたはLAP様ドメインは、TGF−β関連タンパク質および/またはGPCのプロドメイン部分を含む。一部のLAPまたはLAP様ドメインは、GPC中で成長因子と会合し得る。一部のLAPは、1つ以上の細胞受容体との成長因子会合を立体的に防止し得る。LAPまたはLAP様ドメインは、アーム領域および/またはストレートジャケット領域を含み得る。一部のLAPまたはLAP様ドメインは、本明細書において「ボウタイ領域」と称されるC末端領域を含み得る。一部のLAPまたはLAP様ドメインダイマーにおいて、それぞれのモノマーのボウタイ領域は、会合および/または相互作用し得る。このような会合は、TGF−βアイソフォームLAPのモノマー間で見出されるようなジスルフィド結合形成を含み得る。
一部の実施形態において、アーム領域は、トリガーループ領域を含み得る。トリガーループは、インテグリンと会合する領域を含み得る。このような領域は、RGD(Arg−Gly−Asp)を含むアミノ酸配列を含み得る。RGD配列を含む領域は、本明細書においてRGD配列領域と称される。一部の実施形態において、LAPまたはLAP様ドメインは、潜在型ループ(本明細書において、潜在型ラッソとも称される)を含む。一部の潜在型ループは、LAPまたはLAP様ドメインおよびGPC内に存在する成長因子間の会合を維持し得る。LAPまたはLAP様ドメインは、ファスナー領域も含み得る。このようなファスナー領域は、LAPまたはLAP様ドメインおよびGPC内に存在する成長因子間の会合を維持し得る。一部のファスナー領域は、成長因子保持を促進するLAPまたはLAP様ドメイン立体構造を維持し得る。
一部の場合において、GPCは、結合成長因子の解離のための酵素的開裂を要求し得る。このような開裂は、一部の場合において、BMP−1/トロイド様プロテイナーゼ(B/TP:BMP−1/Tolloid−like proteinase)ファミリーのメンバーにより実施され得る(内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるムイル(Muir)ら著、2011年、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(
J Biol Chem)、第286巻(第49号)、p.41905〜11)。これらのメタロプロテイナーゼとしては、限定されるものではないが、BMP−1、哺乳動物トロイドタンパク質(mTLD)、哺乳動物トロイド様1(mTLLl:mammalian tolloid−like 1)および哺乳動物トロイド様2(mTLL2:mammalian tolloid−like 2)を挙げることができる。このようなメタロプロテイナーゼにより開裂され得る例示的なGPCとしては、限定されるものではないが、GDF−8およびGDF−11を挙げることができる。一部の場合において、GDF−8は、mTLL2により開裂され得る。一部の場合において、トロイド開裂は、細胞内で生じ得る。一部の場合において、トロイド開裂は、細胞外で生じ得る。
ストレートジャケット領域は、α1ヘリカル領域を含み得る。一部の実施形態において、α1ヘリカル領域は、成長因子モノマー間に位置され得る。一部のα1ヘリカル領域は、LAPまたはLAP様ドメインのN末端領域を含む。α1ヘリカル領域は、細胞外会合のためのN末端領域も含み得る。このような細胞外会合は、細胞外マトリックスタンパク質および/または細胞外マトリックスと会合しているタンパク質を含み得る。一部の細胞外会合は、例として、限定されるものではないが、LTBP(例えば、LTBP1、LTBP2、LTBP3および/またはLTBP4)、フィブリリン(例えば、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3および/またはフィブリリン−4)、パールカン、デコリンおよび/またはGARP(例えば、GARPおよび/またはLRRC33)を挙げることができるタンパク質との会合を含み得る。N末端細胞外会合は、システイン残基間のジスルフィド結合を含み得る。一部の場合において、細胞外マトリックスタンパク質および/または細胞外マトリックスと会合しているタンパク質は、N末端領域以外のLAP/LAP様ドメインの1つ以上の領域との結合を含み得る。
一部の実施形態において、成長因子ドメインは、1つ以上の成長因子モノマーを含む。一部の成長因子ドメインは、成長因子ダイマーを含む。このような成長因子ドメインは、成長因子ホモダイマーまたはヘテロダイマー(異なるTGF−β関連タンパク質からの成長因子モノマーを含む)を含み得る。一部の成長因子ドメインは、フィンガー領域を含み得る。このようなフィンガー領域は、βプリーツシートを含み得る。フィンガー領域は、LAPまたはLAP様ドメインと会合し得る。一部のフィンガー領域は、成長因子ドメインおよびLAPまたはLAP様ドメイン間の会合を維持し得る。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、成長分化因子(GDF)タンパク質からのタンパク質モジュールを含み得る。このようなGDFタンパク質モジュールは、表3に列記のタンパク質モジュールおよび/またはアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態において、本発明のタンパク質モジュールは、表3のものと類似するが、列記のものよりも追加のまたは少ないアミノ酸を含むアミノ酸配列を含み得る。一部のこのようなアミノ酸配列は、約1つ多いまたは少ないアミノ酸、約2つ多いもしくは少ないアミノ酸、約3つ多いもしくは少ないアミノ酸、約4つ多いもしくは少ないアミノ酸、約5つ多いもしくは少ないアミノ酸、約6つ多いもしくは少ないアミノ酸、約7つ多いもしくは少ないアミノ酸、約8つ多いもしくは少ないアミノ酸、約9つ多いもしくは少ないアミノ酸、約10個多いもしくは少ないアミノ酸または10個超多いもしくは少ないアミノ酸をN末端および/またはC末端の終端上に含み得る。




本発明の一部の組換えタンパク質は、GDF−15、GDF−15シグナリング経路関連タンパク質ならびに/またはそれらのモジュールおよび/もしくは部分を含み得る。GDF−15は、肝中で高度に発現されるTGF−βファミリータンパク質である。GDF−15の発現は、肝損傷後に大幅に上方調節される(シャオ(Hsiao)ら著、2000年、モレキュラー・アンド・セルラー・バイオロジー(Mol Cell Biol)、第20巻(第10号)、p.3742〜51)。さらに、マクロファージ中のその発現は、おそらく接着分子発現の調節を介してアテローム性動脈硬化症に関する保護機能を提供し得る(プルーシュ(Preusch)ら著、2013年、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・メディカル・リサーチ(Eur J Med Res)、第18巻、p.19)。TGF−βファミリーのメンバー、GDF−15は他のメンバーと30%未満の相同性を含む一方、それによりファミリーの最も多様なメンバーとなる(内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるタンノ(Tanno)ら著、2010年、カレント・オピニオン・イン・ヘマトロジー(Curr Opin Hematol)、第17巻(第3号)、p.184〜90)。成熟形態は可溶性であり、血流中で見出すことができる。興味深いことに、循環中のGDF−15レベルは、ヘプシジンレベルと負に相関することが
見出され、このことは鉄負荷および/または代謝におけるGDF−15についての役割を示唆した(フィンケンシュテッド(Finkenstedt)ら著、2008年、ブリティッシュ・ジャーナル・オブ・ヘマトロジー(British Journal of Haematology)、第144巻、p.789〜93)。血液中のGDF−15の上昇は、例えば、β−サラセミアまたは赤血球生成不全貧血を罹患する対象における無効なおよび/またはアポトーシス性の赤血球生成にも関連する。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、アクチビンサブユニットからのタンパク質モジュールを含み得る。このようなタンパク質モジュールは、表4に列記のアクチビンサブユニットインヒビンβAのタンパク質モジュールおよび/またはアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態において、本発明のタンパク質モジュールは、表4のものと類似するが、列記のものよりも追加のまたは少ないアミノ酸を含むアミノ酸配列を含み得る。一部のこのようなアミノ酸配列は、約1つ多いもしくは少ないアミノ酸、約2つ多いもしくは少ないアミノ酸、約3つ多いもしくは少ないアミノ酸、約4つ多いもしくは少ないアミノ酸、約5つ多いもしくは少ないアミノ酸、約6つ多いもしくは少ないアミノ酸、約7つ多いもしくは少ないアミノ酸、約8つ多いもしくは少ないアミノ酸、約9つ多いもしくは少ないアミノ酸、約10個多いもしくは少ないアミノ酸または10個超多いもしくは少ないアミノ酸をN末端および/またはC末端の終端上に含み得る。

TGF−βファミリーメンバー間の成長因子ドメインは、より高度に保存されている一方、プロドメインは、ファミリーメンバー間のかなり低い同一性パーセントを含む(図9)。表5は、TGF−βアイソフォーム間のこの傾向を実証する。

プロドメインは、長さが約50〜約200、約100〜約400または約300〜約500アミノ酸残基で変動し得る。一部の実施形態において、プロドメインは、約169〜約433残基の範囲である。プロドメインは、配列が無関連であり、および/または相同性が低いことがある。一部のプロドメインは、類似のフォールドおよび/または三次元構造を有し得る。TGF−βファミリーメンバーのプロドメインは、潜在型ループを含み得る。このようなループは、プロリンリッチであり得る。潜在型ループ長は、成長因子フィンガー領域を包囲するそのようなループの能力を決定し得る。
一部の実施形態において、一部のTGF−βファミリーメンバーからのタンパク質モジュールは、他のTGF−βファミリーメンバーからのタンパク質モジュールとの低い配列同一性を含む。このような低い配列同一性は、区別されるタンパク質モジュールを有するそのようなファミリーメンバーについての特殊化された役割を示し得る。
GPCと細胞外タンパク質との会合は、プロドメイン−成長因子相互作用を強化し得る。一部の実施形態において、このような細胞外タンパク質としては、限定されるものではないが、LTBP、フィブリリンおよび/またはGARPを挙げることができる。一部の場合において、細胞外タンパク質会合は、成長因子がGPC中で潜在型であることを保持することが要求される。
GARP発現は、造血起源の細胞の表面上のGPCの表面発現に要求されることが示されている(トラン,D.Q.(Tran,D.Q.)ら著、「GARP(LRRC32)は、血小板および活性化FOXP3+制御性T細胞上の潜在型TGF−βの表面発現に不可欠である(GARP(LRRC32)is essential for the surface expression of latent TGF−β on platelets and activated FOXP3+ regulatory T
cells)」、米国科学アカデミー紀要(PNAS)、2009年6月2日、第106巻(第32号)、p.13445〜50)。GARPは、それらの細胞、例として、限定されるものではないが、制御性T細胞および/または血小板の表面上でGPCを定位置に保持するためのテザーとして作用し得る。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、TGF−β関連タンパク質のファミリーの骨形成タンパク質(BMP)を含み得る。BMPからの配列を含むタンパク質モジュールは、図8に開示のそれらのBMPモジュールのいずれかからの配列を含み得る。他のTGF−βファミリーメンバータンパク質に関連する一方、BMPは、一般に、SMAD1、5および8タンパク質を介してシグナリングする一方、TGF−βアイソフォーム(例えば、TGF−β1、TGF−β2およびTGF−β3)は、SMAD2およびSMAD3を介してシグナリングする。
一部のBMP受容体および/または共受容体も、他のTGF−βファミリーメンバータンパク質から区別される。これらの間には、タンパク質の分泌型ガイダンス分子(RGM)ファミリーがある。RGMタンパク質は、BMPシグナリングのための共受容体として
作用する。3つのRGMファミリーメンバー、RGMA、RGMBおよびRGMC[ヘモジュベリン(Hjv)としても公知]が存在する。1つ以上のBMPタンパク質モジュールを含む本発明の組換えタンパク質は、RGMタンパク質とのBMP相互作用を試験し、向上させ、および/または摂動させるための抗体および/またはアッセイの開発に有用であり得る。
GDF/BMP相互作用タンパク質の別のファミリーは、C末端システインノット様(CTCK)ドメイン含有タンパク質である。一部の場合において、CTCKドメイン含有タンパク質は、GDF/BMPシグナル伝達に関してアンタゴニスト的に作用し得る。CTCKドメイン含有タンパク質としては、限定されるものではないが、ケルベロス(Cerberus)、結合組織成長因子(CTGF)、DANドメインファミリーメンバー5(DAND5)、グレムリン−1(GREM1)、グレムリン−2(GREM2)、ムチン−19(MUC19)、ムチン−2(MUC2)、ムチン−5AC(MUC5AC)、ムチン−5B(MUC5B)、ムチン−6(MUC6)、腫瘍原性の神経芽腫サプレッサー(neuroblastoma suppressor of tumorigenicity)1(NBL1)、ノリン(Norrin)(NDP)、オトゲリン(Otogelin)(OTOG)、オトゲリン様タンパク質(OTOGL)、タンパク質CYR61(CYR61)、タンパク質NOVホモログ(NOV)、スクレロスチン(SOST)、スクレロスチンドメイン含有タンパク質1(SOSTDC1)、SCO−スポンジン(SSPO)、スリットホモログ1タンパク質(SLITl)、スリットホモログ2タンパク質(SLIT2)、スリットホモログ3タンパク質(SLIT3)、フォン・ヴィレブランド因子(VWF)、WNTl誘導性シグナリング経路タンパク質1(WISP1)およびWNTl誘導性シグナリング経路タンパク質3(WISP3)が挙げられる。
組換えタンパク質
一部の実施形態において、本発明は、組換えタンパク質を提供する。本明細書において使用される場合、用語「組換えタンパク質」は、人工遺伝子および/またはプロセス(例えば、遺伝子操作)により産生されるタンパク質を指す。このような組換えタンパク質は、1つ以上のTGF−β関連タンパク質からの1つ以上のタンパク質モジュールを含み得る。本明細書に開示の一部の組換えタンパク質は、組換え抗原として有用であり得る。本明細書において使用される場合、用語「組換え抗原」は、そのような組換え抗原上に存在する1つ以上のエピトープに指向される抗体の産生のために1つ以上の宿主を免疫化するために使用することができる組換えタンパク質を指す。一部の組換え抗原は、細胞ベース抗原であり得る。本明細書において使用される場合、用語「細胞ベース抗原」は、細胞表面上のそのような抗原の提示のために細胞中で発現される組換え抗原を指す。このような細胞ベース抗原に指向される抗体の産生のために宿主を免疫化するためにそのような細胞を使用することができる。
一部の実施形態において、本明細書に開示の組換えタンパク質は、治療薬として使用することができる。本明細書に開示の組換えタンパク質は、1つ以上の対象および/またはニッチへの投与および/または導入時に成長因子(例えば、TGF−β関連タンパク質を含む成長因子)レベルおよび/または活性(例えば、シグナリング)をモジュレートし得る。
一部の実施形態において、本明細書に開示の組換えタンパク質は、成長因子(例えば、TGF−β関連タンパク質を含む成長因子)レベルおよび/または活性(例えば、シグナリング)をアッセイするために使用することができる。本明細書に開示の一部の組換えタンパク質は、TGF−β関連タンパク質に指向される抗体の単離において使用することができる。本発明の組換えタンパク質は、安定化[2つの作用物質間の解離(例えば、GPCからの成長因子放出、1つ以上のタンパク質相互作用からのGPC放出)を低減させ、
または防止する]および/または放出[2つの作用物質間の解離(例えば、GPCからの成長因子放出、1つ以上のタンパク質相互作用からのGPC放出)を向上させる]抗体の発生における組換え抗原として使用することもできる。本発明の組換えタンパク質は、TGF−βファミリーメンバータンパク質ならびにその構成要素および/またはタンパク質モジュールを含み得る。本発明の一部の組換えタンパク質は、会合成長因子を有さないプロドメイン、フーリン開裂欠損突然変異体、細胞外タンパク質会合を欠損する突然変異体および/またはそれらの組合せを含み得る。
一部の実施形態において、組換えタンパク質は、検出可能な標識を含み得る。検出可能な標識は、組換えタンパク質の検出および/または単離を可能とするために使用することができる。一部の検出可能な標識は、ビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよび/またはフラッグタグを含み得る。このようなタグは、タグ化タンパク質を単離するために使用することができる。産生されるタンパク質は、1つ以上の3Cプロテアーゼ開裂部位をコードする付加アミノ酸を含み得る。このような部位は、3Cプロテアーゼ、例として、限定されるものではないが、ライノウイルス3Cプロテアーゼによる処理時の3Cプロテアーゼ開裂部位における開裂を可能とする。このような開裂部位は、導入して組換えタンパク質からの検出可能な標識の除去を可能とするために導入する。
組換えGPC
図5は、組換えGPCの実施形態を示す模式図である。TGF−βファミリーメンバータンパク質を含む図5による組換えタンパク質は、特徴部、例として、限定されるものではないが、成熟成長因子のC末端領域、プロドメインのN末端領域および/またはプロタンパク質開裂部位を含み得る。組換えTGF−βGPCのプロタンパク質開裂部位は、例えば、フーリンコンセンサス配列RXXRを含み得、Rは、アルギニンであり、Xは、TGF−βファミリーメンバー間で変動し得るアミノ酸残基を示す。それぞれのTGF−βファミリーメンバーについてのフーリン開裂部位配列(限定されるものではないが、フーリン単独による開裂、他のプロタンパク質変換酵素による開裂を挙げることができる)を、表1に示す。図5に示される実施形態による組換えGPCは、プロドメインのN末端領域内および/または近傍に1つ以上のシステイン残基も含み得る。このようなシステイン残基は、プロドメインのN末端から約1〜約10アミノ酸、約4〜約15アミノ酸、約5〜約20アミノ酸および/または約7〜約50アミノ酸で存在し得る。組換えGPCは、検出可能な標識も含み得る。このような検出可能な標識は、組換えGPCの検出および/または単離に有用であり得る。検出可能な標識は、2つ以上のヒスチジン(His)残基を含み得る。このような検出可能な標識は、本明細書においてポリヒスチジンタグと称することもできる。ポリヒスチジンタグとしては、6つのヒスチジン残基の鎖を含むヘキサヒスチジンタグまたはHIS−TAG(商標)(EMDバイオサイエンシズ(EMD Biosciences)、ダルムシュタット、独国)を挙げることができる。一部のポリヒスチジンタグは、本明細書に開示の組換えタンパク質のN末端において存在し得る。一部のポリヒスチジンタグは、本明細書に開示の組換えタンパク質のC末端において存在し得る。産生されるタンパク質は、1つ以上の3Cプロテアーゼ開裂部位をコードする付加アミノ酸を含み得る。このような部位は、3Cプロテアーゼ、例として、限定されるものではないが、ライノウイルス3Cプロテアーゼによる処理時に3Cプロテアーゼ開裂部位における開裂を可能とする。一部の開裂部位は、組換えタンパク質からの検出可能な標識の除去を可能とするために導入することができる。
本発明の一部の実施形態において、組換えGPCは、野生型配列と比較して1つ以上のアミノ酸の突然変異を含み得る。一部の場合において、タンパク質分解プロセシングの1つ以上の領域は、突然変異させることができる。このような領域は、プロタンパク質変換酵素開裂部位を含み得る。プロタンパク質変換酵素(例えば、フーリン)開裂部位突然変異は、その部位における酵素的開裂を防止し、および/または成長因子のそれらのプロド
メインからの酵素的開裂を防止する(図6参照)。RXXR配列を含む一部のプロタンパク質変換酵素開裂部位は、RXG(Xは、アミノ酸残基が変動可能であり得る部位を示す)に突然変異させることができる。このような突然変異は、本明細書において「D2G」突然変異と略記され、酵素的開裂に対して耐性であり得る。一部の実施形態において、RXXR配列を含むフーリン開裂部位は、AXXAに突然変異している。このようなAXXA配列も、酵素的開裂に対して耐性であり得る。
一部の実施形態において、トロイドおよび/またはトロイド様タンパク質によるタンパク質分解プロセシングの領域は、そのようなタンパク質分解プロセシングを防止するように突然変異させることができる。一部の実施形態において、GDF−8および/またはGDF−11上のトロイドプロセシング領域は、突然変異させることができる。一部の実施形態において、トロイドプロセシング領域内のアスパラギン酸残基のアラニン残基への突然変異は、トロイドプロセシングを防止する。GDF−8(ミオスタチン)プロタンパク質のアスパラギン残基76(D76)の突然変異は、潜在型GDF−8のタンパク質分解活性化を防止することが示されている(ウォルフマン,N.M.(Wolfman,N.M.)ら著、米国科学アカデミー紀要(PNAS)、2003年10月6日、第100巻(第26号)、p.15842〜6)。一部の実施形態において、GDF−11中のAsp120(D120、翻訳されるタンパク質からカウントした残基番号、配列番号4のプロタンパク質からのD98)は、トロイドプロセシングを防止するように突然変異させることができる(ゲ(Ge)ら著、2005年、モレキュラー・アンド・セルラー・バイオロジー(Mol Cell Biol)、第25巻(第14号)、p.5846〜58、それらの内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)。
一部の実施形態において、潜在性の低下した組換えGPCを形成するために1つ以上のアミノ酸を突然変異させることができる。このような突然変異は、本明細書において「活性化突然変異」と称される。これらの突然変異は、複合体プロドメインおよび成長因子ドメイン間の立体衝突の1つ以上の領域を導入し得る。本明細書において使用される場合、用語「立体衝突」は、2つのタンパク質間または同一タンパク質内の2つのドメインおよび/もしくはエピトープ間の相互作用を指す場合、三次元空間中の重複位置に起因するそのようなタンパク質、ドメインおよび/またはエピトープ間の反発性相互作用を指す。GPC中の立体衝突は、プロドメインおよび成長因子ドメイン間の親和性を低減させ得、遊離成長因子と潜在型成長因子との比の上昇をもたらす。一部の実施形態において、潜在性の向上した組換えGPCを形成するために1つ以上のアミノ酸を突然変異させることができる。このような突然変異は、本明細書において「安定化突然変異」と称される。これらの突然変異は、プロドメインおよび成長因子ドメイン間の親和性を増加させ得、潜在型成長因子に対する遊離成長因子の比の減少をもたらす。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、表6に列記の配列またはそれらの断片のいずれかを含み得る。






一部の実施形態において、活性化突然変異は、LAPまたはLAP様タンパク質ダイマー化に重要な残基を含み得る。一部の活性化突然変異は、TGF−βアイソフォーム(TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3)を含み得る。活性化突然変異を有する突然変異GPCは、カムラチ・エンゲルマン病(CED:Camurati−Engelmann disease)において同定された突然変異に対応する突然変異を含み得る。CEDを罹患する対象は、典型的には、TGF−β1の遺伝子異常を有する。このような対象において同定された突然変異としては、限定されるものではないが、残基Y81、R218、H222、C223およびC225の突然変異が挙げられる。残基C223およびC225は、LAPダイマー化におけるジスルフィド結合形成に必要である。R218、H222、C223および/またはC225の突然変異は、ジスルフィド結合形成およびLAPダイマー化の減弱または破壊をもたらし得る。一部の実施形態において、CED突然変異は、TGF−βの放出の上昇および/またはTGF−β活性の増加をもたらす。一部の実施形態において、CED突然変異を有するTGF−β1を含む組換えGPCは、表7に列記の配列を含む。これらのタンパク質中で示されるアミノ酸置換は、翻訳されるタンパク質(分泌シグナル配列の除去前)の開始点からカウントされる残基番号を反映する。




CED突然変異を含むGPCは、本発明に関していくつか使用することができる。一部の実施形態において、このようなGPCは、GARPと複合体化しているLAPまたはLAP様ドメインを含む組換えタンパク質を産生するために使用することができる。全GPCとGARPとの共発現は、一部の実施形態において、適正な会合およびフォールディングに必要であり得る。CED突然変異を含むGPCの発現を介して、成長因子は、所望のGARP−LAP複合体を残して解離し得る。これに関して、Y81H突然変異が有用であり得る。Y81H突然変異は、成長因子放出をもたらすが、C223およびC225残基におけるLAPモノマー間のジスルフィド結合を破壊しない。したがって、Y81H GPC突然変異体の発現を介して形成されるGARP−LAP複合体は、成長因子が解離したインタクトLAPダイマーを含み得る。一部の実施形態において、産生プロセスの間のフーリンの追加の共発現または過剰フーリンの添加も同様に、成長因子解離を向上させ得る。
CED突然変異を含むGPCは、成熟成長因子の産生および放出を可能とするように発現させることができる。本方法により発現される一部のGPC遊離成長因子は、例えば、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)において抗体反応性を評価するために使用することができる。CED突然変異を含む一部のGPCは、GPC結合成長因子の産生および放出を可能とするように発現させることができる。CED突然変異を含むGPCは、他のTGF−βファミリーメンバーからの1つ以上のタンパク質モジュールと発現されるTGF−β1LAP(またはそのタンパク質モジュールもしくは断片)を含むキメラタンパク質の産生および放出を可能とするように発現させることができる。このようなキメラタン
パク質は、TGF−β1LAPおよびTGF−β2またはTGF−β3成長因子ドメインを含み得る。
本発明の組換えタンパク質のフーリン開裂は、一部の場合において、細胞内で生じ得る。一部の場合において、本発明の組換えタンパク質のフーリン開裂は、細胞外で生じ得る。
一部の実施形態において、本発明の組換えGPCは、細胞外会合のための1つ以上のN末端領域中の突然変異を含み得る。本明細書において使用される場合、用語「細胞外会合のためのN末端領域」は、1つ以上のN末端領域との細胞外会合に必要であり得るタンパク質N末端における、またはその近傍の領域を指す。このような領域は、少なくとも最初のN末端残基、少なくとも最初の5つのN末端残基、少なくとも最初の10個のN末端残基、少なくとも最初の20個のアミノ酸残基および/または少なくとも最初の50個のアミノ酸残基を含み得る。一部の突然変異は、約1つのアミノ酸残基〜約30個のアミノ酸残基、約5つのアミノ酸残基〜約40個のアミノ酸残基および/または約10個のアミノ酸残基〜約50個のアミノ酸残基をタンパク質N末端において、またはその近傍に含み得る。このような領域は、LTBP、フィブリリンおよび/またはGARP会合のための残基を含み得る。一部の場合において、細胞外会合のためのN末端領域内および/またはその近傍に存在する1つ以上のシステイン残基が、このような会合に必要であり得る。一部の実施形態において、細胞外会合のためのN末端領域内および/またはその近傍に存在するシステイン残基は、最初の約2つのN末端残基、最初の約3つのN末端残基、最初の約4つのN末端残基、最初の約5つのN末端残基、最初の約6つのN末端残基、最初の約7つのN末端残基および/または少なくとも最初の30個のN末端残基内に存在する。細胞外会合のための1つ以上のN末端領域中の一部の突然変異は、そのようなシステイン残基の置換および/または欠失を含む。このような突然変異は、GPCおよび/またはプロドメインと、1つ以上の細胞外タンパク質、例として、限定されるものではないが、LTBP、フィブリリンおよび/またはGARPとの会合をモジュレートし得る。これらの突然変異は、1つ以上のシステインの別のアミノ酸による置換も含み得る。システイン残基置換は、本明細書において「C#X」と略記され、#は、元のシステイン残基の残基番号[プロタンパク質(シグナルペプチドを有さない)のN末端からカウント]を表し、Xは、置換に使用されるアミノ酸についての1文字アミノ酸コードを表す。このような置換に任意のアミノ酸を使用することができる。一部の場合において、システイン残基を置換するためにセリン(S)残基を使用する。このような突然変異の非限定的な例としては、C4S、C5Sおよび/またはC7Sを挙げることができる。TGF−β1からのN末端プロドメイン領域を含む組換えGPCにおいて、アミノ酸位置番号4において残留するシステイン残基を突然変異させることができる。TGF−β2からのN末端プロドメイン領域を含む組換えGPCにおいて、アミノ酸位置番号5において残留するシステイン残基を突然変異させることができる。TGF−β3からのN末端プロドメイン領域を含む組換えGPCにおいて、位置7におけるシステイン残基を突然変異させることができる。
一部の場合において、GPCの1つ以上の他の領域中の1つ以上のシステインは、置換または欠失させることができる。一部の実施形態において、このようなGPC改変は、プロドメインからの成熟成長因子の放出を促進し得る。一部の場合において、このようなシステインとしては、成熟成長因子、α2ヘリックス、ファスナー、潜在型ラッソおよび/またはボウタイ領域の1つ以上に存在するものを挙げることができる。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、1つ以上の種、例として、哺乳動物、例として、限定されるものではないが、マウス、ラット、ウサギ、ブタ、サルおよび/またはヒトに由来するタンパク質モジュールを含み得る。組換えタンパク質は、表8に列記の1つ以上の非ヒトタンパク質配列に由来する1つ以上のアミノ酸配列からの1
つ以上のアミノ酸を含み得る。一部の場合において、本発明の組換えタンパク質は、天然シグナルペプチドを有するまたは有さないこのような配列を含み得る。











一部の実施形態において、組換えタンパク質は、1つ以上の追加の組換え構成要素と組み合わせ、および/または複合体化させることができる。このような構成要素としては、GPCと会合することが公知の細胞外タンパク質、例として、限定されるものではないが、LTBP、フィブリリン、パールカン、GASP1/2タンパク質、フォリスタチン、フォリスタチン関連遺伝子(FLRG)、デコリンおよび/またはGARP(例として、限定されるものではないが、そのようなタンパク質の組換え体)を挙げることができる。本発明の一部の組換えGPCは、適正な発現および/またはフォールディングのためにそのような細胞外タンパク質の1つ以上と共発現させなければならない。
一部の実施形態において、複合体化LTBPとしては、限定されるものではないが、LTBP1、LTBP2、LTBP3および/またはLTBP4を挙げることができる。複合体化LTBPは、LTBP断片および/または突然変異を含み得る。組換えGPCと複合体化しているLTBPの一部の組換え体は、LTBPのオルタナティブスプライシングバリアントを含み得る。LTBP1の一部のこのようなバリアントは、N末端において短縮しており、本明細書においてLTBP1Sと称される。本発明の一部の組換えタンパク質は、表9に列記のアミノ酸配列を含むLTBP、その断片または突然変異体を含み得る。




一部の実施形態において、LTBPは、検出可能な標識を含み得る。検出可能な標識は、LTBPを含む組換えタンパク質の検出および/または単離を可能とするために使用することができる。一部の検出可能な標識は、ビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよび/またはフラッグタグを含み得る。このようなタグは、タグ化タンパク質を単離するために使用することができる。産生されるタンパク質は、1つ以上の3Cプロテアーゼ開裂部位をコードする付加アミノ酸を含み得る。このような部位は、3Cプロテアーゼ、例として、限定されるものではないが、ライノウイルス3Cプロテアーゼによる処理時に3Cプロテアーゼ開裂部位における開裂を可能とする。このような開裂部位は、組換えタンパク質からの検出可能な標識の除去を可能とするために導入することができる。
一部の実施形態において、GARP、例として、限定されるものではないが、GARPの組換え体は、組換えGPCと複合体化させることができる。本発明の一部の組換えGPCは、GARPと共発現させて適正なフォールディングおよび/または発現を確保することができる。他の実施形態において、GARPホモログ、ロイシンリッチリピート含有(leucine rich repeart containing)33(LRRC33)、またはその断片および/もしくは突然変異体を、GARP[本明細書においてロイシンリッチリピート含有32(LRRC32)とも称される]に代えて用いることができる。このようなLRRC33断片および/または突然変異体は、以下の表10に列記のLRRC33配列からの1つ以上の領域を含み得る。組換えGARPは、突然変異体および/またはGARP断片も含み得る。一部の組換えGARPは、可溶性であり得る(本明細書においてsGARPと称される)。
一部の実施形態において、組換えGARPは、表10に列記の1つ以上のアミノ酸配列を含み得る。本明細書において使用される一部の組換えGARPは、N末端残基AQなしで発現させることができる。発現されるGARPは、検出可能な標識を含み得る。このような検出可能な標識は、検出および/または単離を可能とするために使用することができる。一部の検出可能な標識は、ビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよび/またはフラッグタグを含み得る。このようなタグは、タグ化タンパク質を単離するために使用することができる。産生されるタンパク質は、1つ以上の3Cプロテアーゼ開裂部位をコードする付加アミノ酸を含み得る。このような部位は、3Cプロテアーゼ、例として、限定されるものではないが、ライノウイルス3Cプロテアーゼによる処理時に3Cプロテアーゼ開裂部位における開裂を可能とする。3Cプロテアーゼ開裂部位は、組換えタンパク質からの検出可能な標識の除去を可能とするために導入することができる。




LTBPに結合しているGPCは、GARPまたは他のマトリックスタンパク質に結合しているGPCについて見出される立体構造から区別される三次元立体構造を採用し得る。このことは、一部の場合において、GARP上のジスルフィド結合形成に利用可能な対応するシステインよりも互いからの異なる距離を含むGPCとのジスルフィド結合形成に利用可能なLTBP上のシステインの存在に起因し得る。三次元立体構造中のこのような差異は、GPC上のユニークな立体構造依存性エピトープを提供し得る。一部の実施形態において、本発明の抗体は、このような立体構造依存性エピトープに指向される。このような抗体は、結合タンパク質(例えば、LTBPまたはGARP)のアイデンティティに応じて成長因子活性を活性化または阻害するように選択的に機能し得る。一部の場合において、異なる立体構造依存性エピトープは、LTBPまたはGARPに結合しているプロTGF−βのN末端αヘリックス上に存在し得る。
本発明の組換えタンパク質は、GDF関連血清タンパク質(GASP:GDF−associated serum protein)1および/またはGASP−2と共発現させることができる。このような組換えタンパク質としては、限定されるものではないが、GDF−8および/またはGDF−11を挙げることができる。GASPは、GDF−8およびGDF−11に結合し、その活性を防止する循環タンパク質である(ヒル,J.J.(Hill,J.J.)ら著、2003年、モレキュラー・エンドクリノロジー(Mol Endocrinology)、第17巻(第6号)、p.1144−54およびヒル,J.J.(Hill,J.J.)ら著、2002年、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(JBC)、第277巻(第43号)、p.40735〜41、それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。興味深いことに、GDF−8およびGDF−11成長因子は、血清中の遊離が見出されない。約70%がGPC中に存在し、残り30%はGASPおよび他のタンパク質(例えば、フォリスタチン、フォリスタチン様関連遺伝子およびデコリン)と会合している。GASP−1および/またはGASP−2の発現を欠くマウスを使用する研究は、ミオスタチンおよび/またはGDF−11過剰活性を示す表現型を示す(リー(Lee)ら著、2013年、米国科学アカデミー紀要(PNAS)、第110巻(第39号)、p.E3713〜22)。GASP結合GDF−8および/またはGDF−11は、II型受容体に結合せず、関連細胞シグナルを伝達し得ない。
一部の組換えタンパク質は、パールカンと共発現させることができる。このような組換えタンパク質としては、限定されるものではないが、GDF−8を挙げることができる。セングル(Sengle)ら(セングル(Sengle)ら著、2011年、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J Biol Chem)、第286巻(第7号)、p.5087〜99、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)による研究は、GDF−8プロドメインがパールカンと会合することを見出した。さらなる研究は、パールカンノックアウトが筋肥大をもたらすことを示し、このことは、GDF−8およびパールカン間の相互作用がGDF−8活性に寄与し得ることを示唆する(シュウ(Xu)ら著、2010年、マトリックス・バイオロジー(Matrix Biol)、第29巻(第6号)、p.461〜70)。
一部の場合において、本発明の組換えタンパク質は、フォリスタチンおよび/またはFLRGと共発現させることができる。このような組換えタンパク質としては、限定されるものではないが、GDF−8を挙げることができる。フォリスタチンおよびFLRGの両方は、一部のTGF−βファミリーメンバータンパク質、例として、限定されるものではないが、GDF−8をアンタゴナイズすることが公知である(リー,S−J.(Lee,S−J.)ら著、2010年、モレキュラー・エンドクリノロジー(Mol Endocrinol)、第24巻(第10号)、p.1998〜2008、タケハラ−カサマツ,Y.(Takehara−Kasamatsu,Y.)ら著、2007年、ジャーナル・オブ・メディカル・インベスティゲーション(J Med Invest)、第54巻(第3−4号)、p.276〜88、それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。フォリスタチンは、遊離成長因子に結合し、受容体結合を防止することによりGDF−8活性を遮断することが示されている。フォリスタチンおよびFLRGの両方は、発生の間の成長因子活性のモジュレーションに関与する。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、デコリンと共発現させることができる。このような組換えタンパク質としては、限定されるものではないが、TGF−βおよびGDF−8を挙げることができる。デコリンは、TGF−β活性の公知のアンタゴニストであり(ジュウ,J.(Zhu,J.)ら著、2007年、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J Biol Chem)、第282巻、p.25852〜63、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)、他のTGF−βファミリーメンバー、例として、限定されるものではないが、GDF−8もアンタゴナイズし得る。TGF−βおよびGDF−8活性のデコリン依存性阻害は、種々の組織中の線維症を低減させることが示されている。デコリン発現は、遊離GDF−8の公知のインヒビターのフォリスタチンの発現を増加させることも示されている。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、図7に示されるものを含み得る。本発明の一部の組換えタンパク質は、図7に示される実施形態からのタンパク質モジュールの1つ以上の特徴部および/または組合せを含み得る。
組換え成長分化因子(GDF)、アクチビンおよびインヒビン
成長分化因子(GDF)、アクチビンおよびインヒビンは、多数の細胞および/または発生活性に関与するTGF−βファミリーメンバータンパク質である。本発明の一部の実施形態において、組換えタンパク質は、1つ以上のGDF、アクチビンおよび/またはインヒビンからの1つ以上のタンパク質モジュールを含み得る。さらなる実施形態において、GDFタンパク質モジュールは、GDF−8および/またはGDF−11タンパク質モジュールを含み得る。
潜在型複合体として分泌されるGDF−8およびGDF−11(セングル(Sengl
e)ら著、2011年、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J Biol Chem)、第286巻(第7号)、p.5087〜99;ゲ(Ge)ら著、2005年、モレキュラー・アンド・セルラー・バイオロジー(Mol Cell Biol)、第25巻(第14号)、p.5846〜58)は、ファスナー残基の保存を示す(TGF−β1のLys27およびTyr75;図8参照)。GDF−8(本明細書においてミオスタチンとも称される)は、筋肉量の調節に関与し、その欠損は、複数種、例として、ヒトにおいて筋肉量を増加させる(ロディノ−クラパック,L.R.(Rodino−Klapac,L.R.)ら著、2009年、マッスル・アンド・ナーブ(Muscle Nerve)、第39巻(第3号)、p.283〜96)。GDF−8は、潜在型形態で循環中で見出すことができるが、LTBP3に結合して(アンダーソン(Anderson)ら著、2007年、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J Biol Chem)、第283巻(第11号)、p.7027〜35)、またはパールカンに結合して(セングル(Sengle)ら著、2011年、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J Biol Chem)、第286巻(第7号)、p.5087〜99)、細胞外マトリックス中でも貯蔵され得る。GDF−8は、そのプロドメインと複合体化している一方、II型受容体ActRIIBとの受容体結合に関与し得ない(セングル(Sengle)ら著、2008年、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー(J Mol Biol.)、第381巻(第4号)、p.1025〜39.)。GDF−8は、主として筋肉中で発現される一方、GDF−11発現は、より全身性であり、その活性は、複数のプロセスに関与すると考えられる(リー(Lee)ら著、2013年、米国科学アカデミー紀要(PNAS)、第110巻(第39号)、p.E3713〜22)。これは、複数の組織、例として、限定されるものではないが、網膜、腎臓、膵臓および嗅覚系の発生に関与することが考えられる。これは、血液中の循環因子であることも考えられる(シンハ,M.(Sinha,M.)ら著、2014年、サイエンス・エクスプレス(Science Express)、第10巻、1126/science.1251152、p2〜6およびカチンパルディ,L.(Katsimpardi,L.)ら著、2014年、サイエンス・エクスプレス(Science Express)、第10巻、1126/science.1251141、それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。
GDF−8およびGDF−11は、かなりの相同性も共有する。プロドメインは48%のホモロジーを共有するにすぎない一方、GDF−8およびGDF−11成長因子ドメインは、90%の相同性を共有する(プロドメインおよび成長因子をまとめると60%の相同性)。
潜在型GPCからのGDF−8およびGDF−11の放出は、BMP1/トロイドメタロプロテイナーゼによるBMP/トロイド開裂部位(GDF−8中のArg75およびAsp76間およびGDF−11中のGly97およびAsp98間に局在)におけるプロドメインの開裂を要求する。この開裂は、α2ヘリックスおよびファスナー間に存在する。したがって、ストレートジャケットをほどく少なくとも2つの異なる方法、力およびタンパク質分解が、潜在型からファミリーメンバーを放出し得る。
一部の実施形態において、GDFを含む本発明の組換えタンパク質は、表11に列記の配列またはそれらの断片を含み得る。





アクチビンおよびインヒビンは、TGF−βファミリーメンバータンパク質であり、そのそれぞれの活性は、逆の機能をもたらすことが多い(ビレジクジアン(Bilezikjian)ら、2012年)。他のファミリーメンバーと同様に、これらのタンパク質は、生理学的にダイマーとして生じる。アクチビンおよびインヒビンは、部分的には、インヒビン−βA、インヒビン−βB、インヒビン−βCおよびインヒビン−βE(本明細書においてそれぞれβ−サブユニットA、B、CおよびEと称される)を含み得る同一のβ−サブユニットから構築される。アクチビンおよびインヒビン間の差異は、構造的に、アクチビンがβ−サブユニットダイマーである一方、インヒビンはヘテロダイマーであることであり、第2のサブユニットは、インヒビン−αである。アクチビンは、それらのサブユニットペアにちなんで命名され、その結果、アクチビンAは、2つのAサブユニットのホモダイマーを含み、アクチビンABは、AおよびBサブユニットのダイマーを含み、Bは、Bサブユニットのダイマーを含む、などである(メンスター(Muenster)ら、2011年)。アクチビンは、例として、限定されるものではないが、細胞成長、分化、プログラム細胞死、内分泌機能、細胞代謝、骨成長などを挙げることができる種々の機能に関与する。これらは、生殖ホルモン周期のそれらの制御のために特に認識される。アクチビンおよびインヒビンシグナリングは、これに関してアンタゴニスト的に機能することが多い。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、インテグリンを含み得る。インテグリンは、αおよびβサブユニットにより形成される細胞表面ヘテロダイマーであり、そのそれぞれは、膜貫通ドメインを有し、細胞外ドメインのN末端部分中で一緒になってリガンド結合部位を形成する。本発明の組換えタンパク質は、インテグリンおよび/またはインテグリンサブユニットを含み得る。このようなインテグリンおよび/またはインテグリンサブユニットは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,919号明細書に開示のもののいずれかを含み得る。
本発明の組換えタンパク質としては、細胞間接着分子1(ICAM−1:intercellular adhesion molecule 1)を挙げることができる。一部の場合において、本発明のICAM−1タンパク質を抗体発生および/または抗体試験の間の対照タンパク質として使用することができる。一部の場合において、ICAM−1は、ファージディスプレイ技術を使用する結合分子の選択の間の対照として使用することができる。一部の場合において、本発明のICAM−1のタンパク質は、1つ以上の検出可能な標識を含む。検出可能な標識としては、例えば、ヒスチジンタグを挙げることがで
きる。
キメラタンパク質
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、キメラタンパク質を含み得る。本明細書において使用される場合、用語「キメラタンパク質」は、少なくとも2つの異なるタンパク質[同一遺伝子(例えば、オルタナティブスプライシングから生じるバリアント)から、または異なる遺伝子から形成される]からの1つ以上のタンパク質モジュールを含むタンパク質を指す。キメラタンパク質は、2つ以上のTGF−βファミリーメンバータンパク質からのタンパク質モジュールを含み得る。このようなキメラタンパク質は、TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3からのタンパク質モジュールを含み得る。本発明の一部のキメラタンパク質は、タンパク質モジュール、例として、限定されるものではないが、表12(残基番号は、表1に列記のプロタンパク質配列に対応する)に列記のタンパク質モジュールおよび/またはアミノ酸配列を含み得る。本発明の一部のキメラタンパク質は、表12のものと類似のアミノ酸配列を含むが、列記のものよりも追加のまたは少ないアミノ酸を含むタンパク質モジュールを含み得る。このようなモジュールは、約1つ多いもしくは少ないアミノ酸、約2つ多いもしくは少ないアミノ酸、約3つ多いもしくは少ないアミノ酸、約4つ多いもしくは少ないアミノ酸、約5つ多いもしくは少ないアミノ酸、約6つ多いもしくは少ないアミノ酸、約7つ多いもしくは少ないアミノ酸、約8つ多いもしくは少ないアミノ酸、約9つ多いもしくは少ないアミノ酸、約10個多いもしくは少ないアミノ酸または10個超多いもしくは少ないアミノ酸をN末端および/またはC末端の終端上に含み得る。






一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、表12に列記のタンパク質モジュールのいずれかの組合せを含み得る。GPCを含む一部のキメラタンパク質は、表12に列記のタンパク質モジュールのいずれかにより置換されたタンパク質モジュールを含み得る。
一部の実施形態において、キメラタンパク質は、GDFおよび/またはインヒビンからのタンパク質モジュールを含み得る。このようなGDFとしては、GDF−11および/
またはGDF−8を挙げることができる。一部のこのようなキメラタンパク質は、GDF−11からのプロドメインおよびGDF−8からの成長因子を含み得る。このような実施形態において、キメラタンパク質は、GDF−11およびGDF−8間の置換N末端領域を含み得る。他の実施形態において、キメラタンパク質は、GDF−8からのプロドメインおよびGDF−11からの成長因子を含み得る。このようなキメラタンパク質は、GDF−11からのアミノ酸残基1〜108およびGDF−8からのタンパク質のアミノ酸残基90から終端を含み得る。一部のキメラタンパク質は、GDF−11からのアーム領域を含み得る。
本発明の一部のキメラは、GDF−11のアーム領域を含むGDF−8を含み得る。このようなキメラは、GDF−11アームからの残基F95およびキメラGPCのα2ヘリックス間の立体衝突に起因して不安定であり得る。したがって、一部の場合において、GDF8/GDF11/アクチビンキメラは、そのようなキメラタンパク質のアーム領域がα2ヘリックスを含有するように設計することができる。さらに、F95は、GDF11についての潜在型の付与における重要な残基であり得る。この残基は、TGF−β1中に見出されるカムラチ・エンゲルマン突然変異Y81H(図8参照)と類似の位置中に存在し、したがって、この残基のより小分子のアミノ酸、例えば、アラニンへの突然変異は、GPCからの成熟GDF11成長因子の解離を促進するために実施することができる。このような突然変異は、GDF11活性化抗体をスクリーニングするためのアッセイの設計における陽性対照分子として有用であり得る。
一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、タンパク質モジュール組合せ、例として、限定されるものではないが、表13に列記のタンパク質モジュールおよび/またはアミノ酸配列の組合せを含み得る。本発明の一部のキメラタンパク質は、表13のものと類似するアミノ酸配列が含むが、列記のものよりも追加のまたは少ないアミノ酸を含むタンパク質モジュールを含み得る。このようなアミノ酸配列は、約1つ多いもしくは少ないアミノ酸、約2つ多いもしくは少ないアミノ酸、約3つ多いもしくは少ないアミノ酸、約4つ多いもしくは少ないアミノ酸、約5つ多いもしくは少ないアミノ酸、約6つ多いもしくは少ないアミノ酸、約7つ多いもしくは少ないアミノ酸、約8つ多いもしくは少ないアミノ酸、約9つ多いもしくは少ないアミノ酸、約10個多いもしくは少ないアミノ酸または10個超多いもしくは少ないアミノ酸をN末端および/またはC末端の終端上に含み得る。









キメラタンパク質は、GPCと会合しているエピトープを特徴決定および/またはマッピングするために使用することができる。本明細書において使用される場合、用語「マッピングする」または「マッピング」は、1つ以上のタンパク質の1つ以上の機能領域の同定、特徴決定および/または決定を指す。このような特徴決定は、1つ以上のタンパク質モジュールおよび別の作用物質(例えば、別のタンパク質および/またはタンパク質モジュール)間の相互作用の決定に必要であり得る。一部のキメラタンパク質は、1つ以上のタンパク質および/またはタンパク質モジュールに関連する機能を特徴決定するために使用することができる。
一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、表14に列記の配列またはそ
れらの断片を含み得る。


一部の実施形態において、キメラタンパク質は、TGF−β2からの1つ以上のタンパク質モジュールを含み得る。TGF−β2成長因子についての結晶構造が解明されているが(ダオピン,S.(Daopin,S.)ら著、「トランスフォーミング成長因子−β2の結晶構造:スーパーファミリーについての特有のフォールド(Crystal structure of transforming growth factor−β2:an unusual fold for the superfamily)」、サイエンス(Science)、1992年、第257巻(第5068号)、p.369〜73)、活性化機序は依然として十分に理解すべきである。活性化は、TGF−β2トリガーループおよびαβインテグリン間の1つ以上の相互作用に依存し得る。TGF−β2トリガーループは、RGD配列に関連する類似の構造および/または機能特徴部を含み得る。TGF−β2トリガーループは、インテグリン、例として、限定されるものではないが、αβインテグリンに結合し得る。
マウス組織染色によれば、インテグリンサブユニットαは、骨格筋および心筋、内臓平滑筋、肝細胞、気道上皮、扁平上皮、脈絡叢上皮中で、さらには好中球上で広く発現される(パルマー,E.L.(Palmer,E.L.)ら著、「上皮および筋肉中に広く分布するβ1の新規相手のインテグリンαサブユニットの配列および組織分布(Sequence and tissue distribution of the integrin α subunit,a novel partner of β1 that is widely distributed in epithelia and muscle)」、ジャーナル・オブ・セル・バイオロジー(Journal of Cell Biology)、1993年、第123巻(第5号)、p.1289〜97)。αの発現は、E12.5よりも早期には検出されず、このことは、それが早期組織形態発生における主要な役割を担わないことを示唆する(ワン,A.(Wang,A.)ら著、「ネズミ胚中のインテグリンサブユニットαの発現(Expression
of the integrin subunit α in the murine embryo)」、デベロップメンタル・ダイナミクス(Developmental Dynamics)、1995年、第204巻、p.421〜31)。αのインビボ機能は、不明瞭である。ノックアウトマウスにおいて観察される表現型は、リンパ管弁発生における役割を示唆する(バジゴウ,E.(Bazigou,E.)ら著、「インテグリン−αは、リンパ管弁形態発生の間のフィブロネクチンマトリックスアセンブリに要求される(integrin−α is required for fibronectin matrix assembly during lymphatic valve morphogenesis)」、デベロップメンタル・セル(Dev Cell)、2009年8月、第17巻(第2号)、p.175〜86)。報告されたインテグリンαβの相互作用相手としては、VCAM−1、テネイシンCの第3Fnlllドメイン、オステオポンチン、ポリドム(polydom)/SVEP1、VEGF−AおよびNGFが挙げられる(ヨカサキ,Y.(Yokasaki,Y.)ら著、「テネイ
シンCのフィブロネクチンIII型リピート中のインテグリンαβについてのリガンド結合部位の同定(Identification of the ligand binding site for the integrin αβ in the third fibronectin type III repeat of tenascin C)」、ザ・ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(The Journal of Biological Chemistry)、1998年、第273巻(第19号)、p.11423〜8;マーシンキウィッツ,C.(Marcinkiewicz,C.)ら著、「MLDG含有ヘテロダイマーディスインテグリンの阻害効果は、インテグリンαβと、VCAM−1、テネイシン−C、およびオステオポンチンとの相互作用のための区別される構造的要件を明らかにする(Inhibitory
effects of MLDG−containing heterodimeric disintegrins reveal distinct structural requirements for interaction of the integrin αβ with VCAM−1,tenascin−C,and osteopontin)」、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(JBC)、2000年、第275巻(第41号)、p.31930〜7;オーメン,S.(Oommen,S.)ら著、「血管内皮成長因子A(VEGF−A)は、インテグリンαβへの直接結合を介して内皮および癌細胞遊走を誘導する(Vacular endothelial growth factor A (VEGF−A)induces endothelial and cancer cell migration through direct binding to integrin αβ)」、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(JBC)、2011年、第286巻(第2号)、p.1083〜92;サトウ−ニシウチ,R.(Sato−Nishiuchi,R.)ら著、「ポリドム/SVEP1は、インテグリンαβについてのリガンドである「Polydom/SVEP1 is a ligand for integrin αβ)」、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(JBC)、2012年、第287巻(第30号)、p.25615〜30;スタニスシェフスカ,I.(Staniszewska,I.)ら著、「インテグリンαβは、神経成長因子および他のニュートロフィンについての受容体である(Integrin αβ is
a receptor for nerve growth factor and other neurotrophins)」、ジャーナル・オブ・セル・サイエンス(Journal of Cell Science)、2007年、第121巻(第4部)、p.504〜13;ヨコサキ,Y.(Yokosaki,Y.)ら著、「インテグリンαβは、オステオポンチンのトロンビン開裂アミノ末端断片中の新規認識配列(SVVYGLR)に結合する(The integrin αβ binds to a novel recognition sequence(SVVYGLR)in the thrombin−cleaved amino−terminal fragment of osteopontin)」、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(JBC)、1999年、第274巻(第51号)、p.36328〜34)。
αβと相互作用するタンパク質上の結合部位は、直鎖ペプチドを使用してマッピングされている。これらの部位としては、テネイシンC(AEIDGIEL;配列番号237)、オステオポンチン(SVVYGLR;配列番号238)、ポリドム/SVEP1(EDDMMEVPY;配列番号239)およびVEGF−A(EYP)上の結合部位が挙げられる。αβおよびαβとは異なり、αβは、カノニカルRGD配列モチーフを要求しない。一部の、全てではないが、報告された標的は、酸性残基/疎水性残基/プロリンモチーフを有する。一部は、チロシン残基も含む。
TGF−β1およびTGFβ3のトリガーループは、RGD配列を担持し、αβ
よび/またはαβが結合して成長因子放出を可能とする。TGF−β2トリガーループ領域は、TGF−β1およびTGF−β3のものと異なり、配列FAGIDGTSTYTSGDQKTIKSTRKKNSGKTP(配列番号65)を含み、RGDトリマーを有さない。この領域のうち、残基AGIDGTST(配列番号240)は、αβ結合部位としてマッピングされたテネイシン−Cの第3FnIIIドメイン上のペプチドとアラインする。さらに、この領域に続くチロシンは、潜在的なαβ結合における役割を担い得る。したがって、TGF−β2へのαβ結合は、生理学的に関連し得る。一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、表15に列記の配列のいずれかを含むトリガーループ配列を含み得る。

一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、1つ以上のTGF−β2トリガーループを含み得る。このようなキメラタンパク質は、TGF−β2のものと類似の様式で調節される活性化(例えば、成長因子放出)を示し得る。本発明の一部のキメラタンパク質は、TGF−β関連タンパク質を含み得、1つ以上のタンパク質モジュールは、1つ以上のTGF−β2トリガーループを含む1つ以上のタンパク質モジュールにより置換されている。一部のキメラタンパク質は、TGF−β関連タンパク質を含み、少なくとも1つのRGD配列を含む1つ以上のタンパク質モジュールは、1つ以上のTGF−β2トリガーループを含む1つ以上のタンパク質モジュールにより置換されている。他の実施形態において、キメラタンパク質は、TGF−β1および/またはTGF−β3タンパク質を含み得、少なくとも1つのRGD配列を含む1つ以上のタンパク質モジュールは、1つ以上のTGF−β2トリガーループを含む1つ以上のタンパク質モジュールにより置換されている。このようなキメラタンパク質は、TGF−β1活性を示し得る。
一部の実施形態において、本発明のキメラタンパク質は、BMPからの1つ以上のタンパク質モジュールを含み得る。BMPからの配列を含むタンパク質モジュールは、図8に開示のそれらのBMPモジュールのいずれかからの配列を含み得る。1つ以上のBMPタンパク質モジュールを含む本発明のキメラタンパク質は、BMPの他のタンパク質、例として、限定されるものではないが、RGMタンパク質との相互作用を試験し、向上させ、および/または摂動させるための抗体および/またはアッセイの開発に有用であり得る。
キメラタンパク質は、検出可能な標識を含み得る。検出可能な標識は、キメラタンパク質の検出および/または単離を可能とするために使用することができる。このような検出可能な標識は、ビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよび/またはフラッグタグを含み得る。タグは、タグ化タンパク質を同定および/または単離するために使用することができる。産生されるタンパク質は、1つ以上の3Cプロテアーゼ開裂部位をコードする付加アミノ酸を含み得る。このような部位は、3Cプロテアーゼ、例として、限定されるものではないが、ライノウイルス3Cプロテアーゼによる処理時の3Cプロテアーゼ開裂部位における開裂を可能とする。3Cプロテアーゼ開裂部位は、キメラタンパク質からの検出可能な標識の除去を可能とするために導入することができる。
タンパク質発現
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質の合成は、当技術分野において公知の任意の方法により実施することができる。一部のタンパク質合成は、インビトロで実施することができる。一部のタンパク質合成は、細胞を使用して実施することができる。このような細胞は、細菌および/または真核細胞であり得る。一部の実施形態において、真核細胞をタンパク質合成に使用することができる。一部のこのような細胞は、哺乳動物細胞であり得る。タンパク質発現に使用される一部の哺乳動物細胞としては、限定されるものではないが、マウス細胞、ウサギ細胞、ラット細胞、サル細胞、ハムスター細胞およびヒト細胞を挙げることができる。このような細胞は、細胞系に由来し得る。他の実施形態において、ヒト細胞を使用することができる。さらなる実施形態において、細胞系としては、限定されるものではないが、HEK293細胞、CHO細胞、HeLa細胞、Sw−480細胞、EL4Tリンパ腫細胞、TMLC細胞、293T/17細胞、Hs68細胞、CCD1112sk細胞、HFF−1細胞、ケロイド線維芽細胞、A204細胞、LI7RIB細胞およびC12細胞を挙げることができる。
一部の実施形態において、293細胞が本発明の組換えタンパク質の合成に使用される。これらの細胞は、タンパク質をヒト様構造(例えば、グリカン)により翻訳後修飾するヒト細胞である。このような細胞は、容易に形質移入可能であり、スケーラブルであり、懸濁液培養物中で高密度に成長し得る。293細胞としては、293E細胞を挙げることができる。293E細胞は、EBNA1(エプスタイン・バーウイルス核抗原1)を安定的に発現するHEK293細胞である。一部の場合において、293E細胞は、血清フリー培地中で成長させて下流精製を簡易化することができる。一部の場合において、293−6E細胞(カナダ国立研究機関、オタワ、カナダ)を使用することができる。このような細胞は、トランケートEBNA1(EBNA1t)を発現し、向上した産生の組換えタンパク質を含み得、血清フリー培地中の成長および/またはタンパク質発現について最適化して下流の精製を簡易化することができる。一部の場合において、本発明の組換えタンパク質を発現させるために昆虫細胞を使用することができる。一部の場合において、昆虫細胞発現は、ヨトウガイ(Spodoptera frugiperda)細胞、例として、限定されるものではないが、Sf9および/またはSf−21細胞を使用して実施することができる。一部の場合において、昆虫細胞培養物は、イラクサギンウワバ(Trichoplusia ni)細胞、例として、限定されるものではないが、Tn−368および/またはハイ−ファイブ(HIGH−FIVE)(商標)BTI−TN−5B1−4細胞を含み得る。例示的な昆虫細胞系のさらなるリストは、内容が参照により全体とし
て本明細書に組み込まれる米国特許第5,024,947号明細書に見出すことができる。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、Fc融合タンパク質を創成するための抗体Fcドメインを含み得る。本明細書に記載の組換えタンパク質のいずれかとのFc融合タンパク質の形成は、当技術分野において公知の任意の方法、例として、チャイコフスキー,D.M.(Czajkowsky,D.M.)ら著、2012年、EMBOモレキュラー・メディシン(EMBO Mol Med)、第4巻(第10号)、p.1015〜28ならびに米国特許第5,116,964号明細書、米国特許第5,541,087号明細書および米国特許第8,637,637号明細書に記載のもの(それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)により実施することができる。本発明のFc融合タンパク質は、Fcヒンジ領域中のシステイン残基を介してIgG Fcのヒンジ領域に結合させることができる。得られるFc融合タンパク質は、抗体様構造を含み得るが、CHIドメインも軽鎖も有さない。一部の場合において、Fc融合タンパク質は、天然抗体と同等の薬物動態プロファイルを含み得る。一部の場合において、本発明のFc融合タンパク質は、延長された循環中の半減期および/または変更された生物学的活性を含み得る。一部の場合において、本発明のFc融合タンパク質は、本明細書に記載のTGF−βファミリータンパク質またはTGF−β関連タンパク質のいずれかを使用して調製することができる。一部の場合において、Fc融合タンパク質は、TGF−β、GDF−8および/またはGDF−11を含み得る。
本発明の組換えタンパク質をコードする配列は、発現のために当技術分野において公知の多数のDNAベクター中に挿入することができる。このようなベクターとしては、プラスミドを挙げることができる。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質をコードする配列は、pTT5ベクター(カナダ国立研究機関バイオテクノロジー研究所(NRC Biotechnology Research Institute、モントリオール、ケベック)中にクローニングする。他の実施形態において、pTT22、pTT28、pYD5、pYD7、pYD11(カナダ国立研究機関バイオテクノロジー研究所(NRC Biotechnology Research Institute)、モントリオール、ケベック)および/またはpMAベクター(ライフ・テクノロジーズ(Life Technologies)、カールスバッド、カリフォルニア)を使用することができる。ベクターは、本発明の組換えタンパク質をコードする配列の発現をモジュレートするためのプロモータ配列を含み得る。このようなプロモータは、構成的に活性であり得、ならびに/または外因性および/もしくは内因性因子により調節することができる。一部の外因性因子は、本発明の組換えタンパク質をコードする配列の発現を向上させ、または抑制するために使用することができる。一部のベクターは、本発明の組換えタンパク質を翻訳時に取り込むことができる核局在化シグナルをコードし得る。一部のベクターは、核外移行シグナルを含むmRNA転写物を産生し得る。改変pTT5ベクター(pTT5−WPRE)から転写されるRNAは、転写物の核外移行を容易にするエレメントを含有する。一部のベクターは、1つ以上のライゲーション非依存性クローニング(LIC)カセットの挿入により改変してより簡易なクローニングを提供することができる。
本発明の組換えタンパク質をコードするベクターは、当技術分野において公知の任意の方法、例として、限定されるものではないが、形質移入、エレクトロポレーションおよび/または形質導入により細胞に送達することができる。一部の実施形態において、ベクターは、宿主細胞中のベクター複製を向上させるための1つ以上のエレメントを含み得る。一部の実施形態において、ベクターは、EBNA−1を発現する細胞中のエピソーム複製のためのoriP部位を含み得る。
一部の場合において、細胞を安定的に形質移入して本発明の組換えタンパク質を産生す
る。安定的に形質移入された細胞は、細胞分裂の間に形質移入遺伝子を娘細胞に移し、したがって、形質移入の繰り返しの必要性を排除する。一部の場合において、形質移入遺伝子が形質移入細胞のゲノム中に安定的に挿入される。形質移入遺伝子は、細胞選択のための遺伝子、例えば、1つ以上の毒性または抑制化合物に対する耐性を付与する遺伝子を含み得る。このような遺伝子は、そのような1つ以上の毒性または抑制化合物(例えば、ピューロマイシン、ケノマイシン(kenomycin)など)の存在下で成長させた場合、形質移入遺伝子の安定的な取り込みを有する細胞のみの成長を支持するために使用することができる。細胞選択は、全組換えタンパク質発現レベルに基づき細胞を選択することも含み得る。このようなレベルの測定は、例えば、ウエスタンブロットおよび/またはELISAにより実施することができる。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質をコードするヌクレオチド配列は、1つ以上のウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)を含み得る。このようなエレメントを含むRNA核酸は、配列GCCACGGCGGAACUCAUCGCCGCCUGCCUUGCCCGCUGCUGGACAGGGGCUCGGCUGUUGGGCACUGACAAUUCCGUGGU(配列番号255)を含み得る。WPREを含むRNAは、配列AATCAACCTCTGGATTACAAAATTTGTGAAAGATTGACTGGTATTCTTAACTATGTTGCTCCTTTTACGCTATGTGGATACGCTGCTTTAATGCCTTTGTATCATGCTATTGCTTCCCGTATGGCTTTCATTTTCTCCTCCTTGTATAAATCCTGGTTGCTGTCTCTTTATGAGGAGTTGTGGCCCGTTGTCAGGCAACGTGGCGTGGTGTGCACTGTGTTTGCTGACGCAACCCCCACTGGTTGGGGCATTGCCACCACCTGTCAGCTCCTTTCCGGGACTTTCGCTTTCCCCCTCCCTATTGCCACGGCGGAACTCATCGCCGCCTGCCTTGCCCGCTGCTGGACAGGGGCTCGGCTGTTGGGCACTGACAATTCCGTGGTGTTGTCGGGGAAGCTGACGTCCTTTCCATGGCTGCTCGCCTGTGTTGCCACCTGGATTCTGCGCGGGACGTCCTTCTGCTACGTCCCTTCGGCCCTCAATCCAGCGGACCTTCCTTCCCGCGGCCTGCTGCCGGCTCTGCGGCCTCTTCCGCGTCTTCGCCTTCGCCCTCAGACGAGTCGGATCTCCCTTTGGGCCGCCTCCCCGCCTG(配列番号256)を含むDNAから転写させることができる。WPREは、WPREを含む核酸の翻訳を向上させ得る。このような翻訳の向上は、新たに転写されるmRNAの細胞質移行の増加に起因し得る。
一部の実施形態において、組換えタンパク質は、1つ以上の分泌シグナル配列を含み得る。本明細書において使用される場合、用語「分泌シグナル配列」は、タンパク質の一部である場合、細胞からのそのようなタンパク質の分泌をモジュレートするアミノ酸(またはそれらを核酸レベルにおいてコードするヌクレオチド)の鎖を指す。一部の分泌シグナル配列は、タンパク質末端において局在させることができる。他の実施形態において、分泌シグナル配列は、N末端アミノ酸配列であり得る。他の分泌シグナル配列は、Igカッパ鎖の分泌シグナルを含み得る。このようなIgカッパ鎖は、ヒトIgカッパ鎖であり得る。一部の実施形態において、分泌シグナル配列は、アミノ酸配列MDMRVPAQLLGLLLLWFSGVLG(配列番号257)を含み得る。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、適正な発現、フォールディング、分泌、活性および/または機能のために1つ以上の他のタンパク質との共発現を要求し得る。本発明の一部の組換えGPCは、LTBP、フィブリリンおよび/またはGARPと共発現させることができる。
一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、ビオチン化することができる。本明細書において使用される場合、用語「ビオチン化」は、1つ以上のビオチン標識の付着を指す。このようなビオチン標識は、ビオチン化された組換えタンパク質と、アビジンおよび/またはストレプトアビジンコート表面および/またはタンパク質との相互作用を容易にし得る。本明細書において使用される場合、「ビオチン標識」は、1つ以上のビオチン分子を含む検出可能な標識を指す。用語「ビオチン化された」は、1つ以上のビオチン標識を含む分子またはタンパク質を指す。ビオチン分子は、アビジンおよびストレプトアビジン分子に高親和性で結合する。この特性は、アビジンおよび/またはストレプトアビジンコート材料を使用してビオチン化タンパク質を捕捉するために使用することができる。本発明の一部の組換えGPCは、N末端近傍でビオチン化させることができる。このような組換えGPCは、アビジンおよび/またはストレプトアビジンコート細胞培養物表面に導入することができ、そのような結合GPCの配向および結合がGPCのLTBP、フィブリリンおよび/またはGARPへの配向および結合を模倣するような様式の表面へのビオチン化された組換えGPCの接着を可能とする。
一部の実施形態において、産生される組換えタンパク質は、品質管理目的のために分析して生物物理学的特性および生物活性特性の両方を評価することができる。生物物理学的特徴決定としては、還元および/または非還元SDS PAGE後のタンパク質移動パターンの評価を挙げることができる。生物物理学的特徴決定は、ゲル濾過、質量分析ならびに/またはLAPもしくはLAP様ドメインおよび成長因子ドメインの会合/解離の分析も含み得る。生物活性特性は、抗体との反応性ならびに/または解離成長因子および/もしくは潜在型GPCのシグナリング活性を評価することにより分析することができる。
産生される一部のタンパク質は、精製のための1つ以上の検出可能な標識[例えば、ポリヒスチジンタグ、フラッグタグなど]をコードする付加アミノ酸を含み得る。一部の実施形態において、タンパク質は、N末端標識されている。一部の実施形態において、タンパク質は、C末端標識されている。一部の実施形態において、タンパク質は、ビオチン化されている。一部の実施形態において、本発明の組換えタンパク質は、N末端ビオチン化されている。
産生されるタンパク質は、1つ以上の3Cプロテアーゼ開裂部位をコードする付加アミノ酸を含み得る。このような部位は、3Cプロテアーゼ、例として、限定されるものではないが、ライノウイルス3Cプロテアーゼによる処理時に3Cプロテアーゼ開裂部位の残基QおよびG間の開裂を可能とする。一部の実施形態において、このような開裂部位は、組換えタンパク質からの検出可能な標識の除去を可能とするために導入する。
一部の実施形態において、発現される成長因子プロタンパク質の改変は、酵素的開裂により実施することができる。一部の場合において、プロタンパク質変換酵素を使用することができる。このようなプロタンパク質変換酵素としては、限定されるものではないが、フーリン/PACE3、PCl/3、PC2、PC4、PC5/6、PACE4およびPC7を挙げることができる。プロタンパク質変換酵素の開裂は、溶液中または組織培養物中で実施することができる。一部の場合において、プロタンパク質変換酵素は、開裂されるべきプロタンパク質を発現する細胞中で発現させる。一部の場合において、プロタンパク質変換酵素は、開裂されるべきプロタンパク質を発現する細胞の組織培養物に添加する。
抗体
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、抗体またはその断片を含み得る。本明細書において使用される場合、用語「抗体」は、最も広い意味で称され、具体的には、種々の実施形態、例として、限定されるものではないが、モノクローナ
ル抗体、ポリクローナル抗体、多特異的抗体(例えば、少なくとも2つのインタクト抗体から形成される二重特異的抗体)、および抗体断片、例えば、ダイアボディを、それらが所望の生物学的活性を示す限りカバーする。抗体は、主としてアミノ酸ベース分子であるが、1つ以上の修飾(例として、限定されるものではないが、糖部分、蛍光部分、化学的タグなどの付加)も含み得る。
抗体生成における組換えおよびキメラタンパク質の使用
一部の実施形態において、本明細書に記載の組換えおよび/またはキメラタンパク質は、抗原(本明細書において抗原タンパク質と称される)として使用して抗体を生成することができる。このような抗原タンパク質は、類似の野生型タンパク質中の抗体生成について利用可能でないことがあるエピトープを含み得る。本発明の抗原タンパク質に指向される一部の抗体は、1つ以上のGPC)からの1つ以上の成長因子の放出をモジュレートし得る。一部のこのような抗体は、安定化[2つの作用物質間の解離(例えば、GPCからの成長因子放出、1つ以上のタンパク質相互作用からのGPC放出)を低減させ、または防止する]および/または放出[2つの作用物質間の解離(例えば、GPCからの成長因子放出、1つ以上のタンパク質相互作用からのGPC放出)を向上させる]抗体であり得る。本発明の抗原タンパク質は、TGF−β関連タンパク質ならびにその構成要素および/またはタンパク質モジュールを含み得る。一部の場合において、本発明の抗原タンパク質は、会合成長因子を有さないプロドメイン、フーリン開裂欠損突然変異体、細胞外タンパク質会合を欠損する突然変異体および/またはそれらの組合せを含み得る。
一部の実施形態において、抗原タンパク質は、TGF−β関連タンパク質および/またはそのモジュールを含み得る。このような抗原タンパク質は、成長因子がプロドメインと会合し、またはそれと立体的に近接する領域からのエピトープを含み得る。このようなエピトープに指向される本発明の抗体は、成長因子およびプロドメイン間の重複領域に結合し得る。このような抗体は、GPCからの成長因子の解離を立体的に阻害し得る。
一部の実施形態において、抗原タンパク質は、特定のGPCからのプロドメインのみまたは成長因子のみを含む。このような抗原タンパク質上に存在するエピトープは、インタクトGPC中でシールドされ得、または未露出であり得る。本発明の一部の抗体は、このようなエピトープに指向させることができる。このような抗体は、GPCからの成長因子解離を促進する放出抗体であり得る。さらなる抗体は、プロドメイン結合について遊離成長因子と競合し得、それによりGPCからの成長因子解離を促進する。
一部の実施形態において、抗原タンパク質は、プロタンパク質変換酵素(例えば、フーリン)開裂部位突然変異を含み得る。このような突然変異は、成長因子のそのプロドメインからの酵素的開裂を防止し得る。本発明の一部の抗体は、そのような突然変異タンパク質上に存在するエピトープに指向させることができる。このような抗体は、プロドメインおよび成長因子間の会合を安定化し得る。一部の実施形態において、フーリン開裂部位突然変異体は、本明細書に記載のD2G突然変異体を含む。
一部の実施形態において、プロドメインを含む抗原タンパク質は、LTBPおよび/またはGARPとのプロドメイン会合の減少をもたらすN末端突然変異を含み得、したがって、そうでなければそれらの会合によりシールドされ得るN末端領域中のエピトープを提示し得る。本発明の一部の抗体は、そのようなエピトープに指向させることができる。TGF−β1プロドメインを含む一部の抗原タンパク質は、C4S突然変異を含み得る。このような突然変異は、抗原タンパク質とLTBPおよび/またはGARPとの会合を防止し得、それによりそれらのタンパク質がN末端エピトープの提示に有用になる。C4S突然変異体に指向される抗体は、LTBPおよび/またはGARPとのGPC会合を防止し得る。C4S突然変異体に指向される一部の抗体は、特定のニッチ中の成長因子シグナリ
ングを低減させ得る。一部のこのような抗体は、細胞外マトリックスと確実に会合するGPCの能力を遮断することにより成長因子の放出を低減させ、または防止し得る。
一部の実施形態において、抗原タンパク質は、1つ以上の組換えLTBPを含み得る。このような組換えLTBPは、LTBP1、LTBP2、LTBP3、LTBP4、それらのオルタナティブスプライシングバリアントおよび/または断片を含み得る。組換えLTBPは、1つ以上の検出可能な標識を含むように改変することもできる。このような検出可能な標識としては、限定されるものではないが、ビオチン標識、ポリヒスチジンタグ、mycタグ、HAタグおよび/または蛍光タグを挙げることができる。
一部の実施形態において、抗原タンパク質は、1つ以上の組換えLTBPと複合体化している1つ以上の組換えタンパク質および/またはキメラタンパク質を含み得る。一部の抗原タンパク質は、1つ以上の組換えLTBPと複合体化しているプロタンパク質変換酵素開裂部位突然変異体(例えば、D2G突然変異体、AXXA突然変異体)を含み得る。一部のこのような組換えLTBPは、LTBP1Sを含み得る。一部の組換えLTBPは、1つ以上の検出可能な標識、例として、限定されるものではないが、ビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよび/またはフラッグタグを含み得る。
一部の実施形態において、抗原タンパク質は、GARP(またはそのホモログ、例として、限定されるものではないが、LRRC33)を含み得る。このようなGARPは、本明細書において組換えGARPと称される組換え体であり得る。一部の組換えGARPは、野生型GARPと比較して1つ以上の改変、トランケーションおよび/または突然変異を含み得る。組換えGARPは、可溶性になるように改変することができる。他の実施形態において、組換えGARPは、1つ以上の検出可能な標識を含むように改変する。さらなる実施形態において、このような検出可能な標識としては、限定されるものではないが、ビオチン標識、ポリヒスチジンタグ、フラッグタグ、mycタグ、HAタグおよび/または蛍光タグを挙げることができる。一部の実施形態において、抗原タンパク質は、1つ以上の組換えGARPと複合体化している1つ以上の組換えタンパク質および/またはキメラタンパク質を含み得る。一部の実施形態において、抗原タンパク質は、組換えGARPと複合体化しているLAP(例えば、TGF−βLAP)および/またはLAP様ドメインを含む。一部の実施形態において、抗原タンパク質は、組換えGARPと複合体化しているD2G突然変異体(例えば、TGF−βD2G突然変異体)を含む。一部の実施形態において、複合体化している組換えGARPは、GARPの可溶性形態(sGARP)であり得る。一部の実施形態において、sGARPは、1つ以上のビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよび/またはフラッグタグを含む。
一部の実施形態において、LAPおよび/またはLAP様ドメインと複合体化しているGARPは、アッセイにおける、および/または抗体発生のための抗原として望ましい。このような実施形態において、LAPおよび/またはLAP様ドメインは、CED突然変異を含み得る。このようなLAPおよび/またはLAP様ドメインは、GPCとして発現させて適正なタンパク質フォールディング、立体構造および/または発現を容易にすることができるが、存在するCED突然変異は、成長因子放出を向上させ得、所望のGARP−LAP(またはLAP様ドメイン)複合体を後に残す。GARP−LAP(またはLAP様ドメイン)複合体は、GARP会合GPCを特異的に標的化する放出抗体の産生における抗原として有用であり得る。
一部の実施形態において、CED突然変異を含むGPCは、低減した成長因子会合(遊離LAPもしくはLAP様ドメイン、ならびに/またはGARPおよび/もしくはLTBP/LAP複合体の両方として)を特徴とするLAP(またはLAP様ドメイン)の天然に集中した立体構造を安定化するように作用し得、それにより野生型タンパク質中で露出
されることが少ないエピトープを露出する。このような突然変異は、LAPまたはLAP−様ドメインの立体構造平衡をシフトして活性化抗体の産生を容易にし得る。
一部の実施形態において、本発明の抗原タンパク質は、GDF(例えば、GDF−11および/またはGDF−8)からの1つ以上のタンパク質モジュールを含み得る。一部の実施形態において、本発明の抗体は、GDF−8タンパク質モジュールを含む抗原タンパク質に指向させることができる。一部の実施形態において、このような抗体は、1つ以上のニッチ中のGDF−8レベルおよび/または活性をモジュレートし得る。一部の実施形態において、本発明の抗体は、GPCからのGDF−8成長因子の放出を防止し得る。一部の実施形態において、本発明の抗体は、筋組織を修復し、および/または向上させるために使用することができる。
一部の実施形態において、本明細書に記載の組換えタンパク質(例として、限定されるものではないが、キメラタンパク質)は、抗体発生のための重要な標的であり得るエピトープを同定およびマッピングするための試験において使用することができる。このような試験は、抗体結合時の成長因子放出またはGPCの安定化を促進し得るエピトープを同定するために使用することができる。
放出抗体
本明細書において使用される場合、用語「放出抗体」は、GPC、細胞、ニッチ、天然貯蔵部、または成長因子封鎖の任意の他の部位への抗体の導入時に、不活性成長因子および/またはプロドメイン会合成長因子に対する活性成長因子および/または遊離成長因子の比を増加させる抗体を指す。これに関して、放出抗体は、アゴニストとして特徴付けることができる。本明細書において使用される場合、用語「天然貯蔵部」は、レベルの増加した生体分子またはイオンが貯蔵される細胞、組織または器官内の位置を指す。例えば、細胞外マトリックスは、1つ以上の成長因子のための天然貯蔵部として作用し得る。
成長因子放出に必要な接触は、成長因子の放出のための、GPCもしくはその構成要素との、または細胞構造との抗体の直接的または間接的な接触と定義することができる。こうした細胞構造としては、例えば、細胞外および/または細胞のマトリックスタンパク質、細胞外および/または細胞のマトリックスと会合しているタンパク質[例えば、LTBP(例えば、LTBP1、LTBP2、LTBP3および/またはLTBP4)、フィブリリン(例えば、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3および/またはフィブリリン−4)、パールカン、デコリン、エラスチン、コラーゲンおよび/またはGARP(例えば、GARPおよび/またはLRRC33)]などである。成長因子の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%以上の放出が、本発明の抗体を放出抗体として特徴付けるために十分である。抗体投与後の成長因子放出は、局所的であり得、持続的な期間にわたり生じ得、放出のピークまたはスパイクを含み得ることが理解されたい。本発明の抗体は、1つ以上の成長因子を数分間、数時間、数日間またはそれより長く放出するように作用し得る。
放出プロファイルは、インビボ接触の約4時間〜約7日以内またはインビトロのより短い期間内の初期ピークまたはバーストを有し得る。例えば、初期ピークまたはバーストは、約4時間〜約5時間、または約4時間〜約6時間、または約4時間〜約7時間、または約4時間〜約8時間、または約4時間〜約9時間、または約4時間〜約10時間、または約4時間〜約11時間、または約4時間〜約12時間、または約4時間〜約24時間、または約4時間〜約36時間、または約4時間〜約48時間、または約1日〜約7日、または約1日〜約2日、または約1日〜約3日、または約1日〜約4日、または約4日〜約5日、または約4日〜約6日、または約4日〜約7日で生じ得る。本発明の化合物および/または組成物は、存在する成長因子の5〜100%の放出を刺激し得る。例えば、成長因
子放出のパーセントは、約5%〜約10%、または約5%〜約15%、または約5%〜約20%、または約5%〜約25%、または約10%〜約30%、または約10%〜約40%、または約10%〜約50%、または約10%〜約60%、または約20%〜約70%、または約20%〜約80%、または約40%〜約90%、または約40%〜約100%であり得る。
本明細書に記載の方法により生成される放出抗体は、表1に列記のプロタンパク質のいずれかを含むGPCから成長因子を放出するように生成することができる。一部の場合において、放出抗体は、TGF−βアイソフォームおよび/またはそのようなアイソフォームの1つ以上のモジュールを含むGPCに指向される。一部の場合において、放出抗体は、GDFおよび/またはGDFからの1つ以上のモジュールを含むGPCに指向される。
安定化抗体
本明細書において使用される場合、用語「安定化抗体」は、1つ以上のGPC、細胞、ニッチ、天然貯蔵部、および成長因子封鎖の任意の他の部位のうちの少なくとも一つへの抗体の導入時に、不活性成長因子および/またはプロドメイン会合成長因子に対する活性成長因子および/または遊離成長因子の比を減少させる抗体を指す。これに関して、抗体は、アンタゴニストして特徴付けることができる。本明細書において使用される場合、「アンタゴニスト」は、別のものの生理学的作用を干渉または阻害するものである。アンタゴニスト作用は、下流のシグナリングの刺激または活性化ももたらし得、したがって、アンタゴナイズされるものとは別個に別の経路に対してアゴニスト的に作用し得る。経路は、相互関連し、したがって、1つの非限定的な例において、TGF−βアンタゴニストはBMPアゴニストとして作用し得、その逆も同様である。細胞イベントに関して、本明細書において使用される場合、用語「下流」は、本発明の化合物および/または組成物による作用、結合または標的化後に起こる任意のシグナリングまたは細胞イベントを指す。
阻害または安定化に必要な接触は、抗体と、GPCもしくはその構成要素との間、または細胞構造との間の直接的または間接的接触であり得、それにより成長因子の放出が阻害される。こうした細胞構造としては、例えば、細胞外および/または細胞マトリックスタンパク質、細胞外および/または細胞マトリックスと会合しているタンパク質[例えば、LTBP(例えば、LTBP1、LTBP2、LTBP3および/またはLTBP4)、フィブリリン(例えば、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3および/またはフィブリリン−4)、パールカン、デコリン、エラスチン、コラーゲンおよび/またはGARP(例えば、GARPおよび/またはLRRC33)]などである。成長因子の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%以上の放出の阻害が、一部の場合において、本発明の抗体を阻害または安定化抗体として特徴付けるために十分であり得る。阻害抗体は、GPCを安定化し、それをヘテロダイマーとして捕捉し得る。
本発明の1つ以上の抗体との接触後の成長因子放出の阻害は、局所的であり得、持続的な期間にわたり生じ得、ピーク、トラフまたはスパイクを含み得ることを理解されたい。GPCを安定化するようにも機能する阻害抗体は、その放出キネティクスにより定義することができる。成長因子の放出および対応する放出キネティクスは、局所的なものであっても、直接計測し、または下流のシグナリングイベントにより推定することができる。一部の実施形態において、タンパク質もしくは核酸濃度または表現型応答の変化は、本発明の化合物および/または組成物の効果を示し得る。
本発明の抗体は、成長因子の放出を数分間、数時間または数日間にわたり阻害するように作用し得る。阻害および/または安定化プロファイルは、インビボ導入の約4時間〜約7日以内またはインビトロのより短い期間内の初期トラフを有し得る。例えば、阻害また
は安定化の初期トラフは、約4時間〜約5時間、または約4時間〜約6時間、または約4時間〜約7時間、または約4時間〜約8時間、または約4時間〜約9時間、または約4時間〜約10時間、または約4時間〜約11時間、または約4時間〜約12時間、または約4時間〜約24時間、または約4時間〜約36時間、または約4時間〜約48時間、または約1日〜約7日、または約1日〜約2日、または約1日〜約3日、または約1日〜約4日、または約4日〜約5日、または約4日〜約6日、または約4日〜約7日で生じ得る。本発明の化合物および/または組成物の導入は、存在する成長因子の5%〜100%の阻害および/または安定化をもたらし得る。例えば、成長因子阻害または安定化のパーセントは、約5%〜約10%、約5%〜約15%、約5%〜約20%、約5%〜約25%、約10%〜約30%、約10%〜約40%、約10%〜約50%、約10%〜約60%、約20%〜約70%、約20%〜約80%、約40%〜約90%または約40%〜約100%であり得る。
本明細書に記載の方法により生成される安定化抗体は、表1に列記のプロタンパク質のいずれかを含むGPCからの成長因子の放出を遮断するように生成することができる。このような抗体は、GPCプロテアーゼ開裂部位と物理的に相互作用し、および/またはそのような開裂部位を標的化し得るタンパク質分解酵素の相互作用を遮断し得る。一部の場合において、安定化抗体は、TGF−βアイソフォームおよび/またはそのようなアイソフォームの1つ以上のモジュールを含むGPCに指向される。一部の場合において、安定化抗体は、GDFおよび/またはGDFからの1つ以上のモジュールを含むGPCに指向される。
GDF−8を含むGPCに指向される安定化抗体は、そのような複合体のメタロプロテイナーゼ開裂を遮断し得る。このような薬剤は、そのようなGPCおよびそのようなGPCを標的化するメタロプロテイナーゼ間の相互作用を物理的に防止するようにGDF−8を含むGPCに結合し得る。メタロプロテイナーゼ自体を実際に標的化する薬剤は、既に記載されている(内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許第7,572,599号明細書参照)。
抗体選択
所望の抗体は、所望の抗原および/またはエピトープと会合する所望の抗体の能力に基づき2つ以上の候補抗体のより大きいプールから選択することができる。このような抗原および/またはエピトープとしては、限定されるものではないが、本明細書に記載のもののいずれか、例として、限定されるものではないが、組換えタンパク質、キメラタンパク質、GPC、プロドメイン(例えば、LAPまたはLAP−様ドメイン)、成長因子、タンパク質モジュール、LTBP、フィブリリン、GARP、TGF−β関連タンパク質および/またはそれらの突然変異体および/またはバリアントおよび/または複合体および/または組合せを挙げることができる。所望の抗体の選択は、抗体結合アッセイ、例えば、表面プラズモン共鳴ベースアッセイ、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)または蛍光関連細胞ソーティング(FACS)ベースアッセイを使用して実施することができる。このようなアッセイは、所望の抗原を利用して所望の抗体に結合させ、次いで1つ以上の検出方法を使用して結合を検出し得る。
一部の実施形態において、本発明の抗体は、2つ以上の候補抗体のより大きいプールから、複数種からの所望の抗原および/またはエピトープと会合するそれらの能力に基づき選択することができる(本明細書において「陽性選択」と称される)。
一部の実施形態において、このような種は、脊椎動物種を含み得る。一部の実施形態において、このような種は、哺乳動物種を含み得る。一部の実施形態において、このような種としては、限定されるものではないが、マウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、ブタ
、ウマ、ウシおよび/またはヒトを挙げることができる。
一部の実施形態において、2つ以上の候補抗体のより大きいプールから抗体を除去するために陰性選択を使用する。本明細書において使用される場合、用語「陰性選択」は、群からの1つ以上の因子の、1つ以上の不所望な抗原および/またはエピトープに結合するそれらの能力に基づく排除を指す。一部の実施形態において、不所望な抗原および/またはエピトープとしては、限定されるものではないが、本明細書に記載のもののいずれか、例として、限定されるものではないが、組換えタンパク質、キメラタンパク質、GPC、プロドメイン(例えば、LAPまたはLAP様ドメイン)、成長因子、タンパク質モジュール、LTBP、フィブリリン、GARP、TGF−β関連タンパク質および/またはそれらの突然変異体および/またはバリアントおよび/または組合せおよび/または複合体を挙げることができる。
一部の実施形態において、本発明の抗体は、所与のニッチ中の成長因子シグナリングおよび/またはレベル(例えば、TGF−β成長因子シグナリングおよび/またはレベル)を減少させるプロドメイン(例えば、GPCのプロドメイン部分および/または遊離LAPもしくはLAP様ドメイン)に指向させることができる。一部の実施形態において、本発明の抗体は、所与のニッチ中の成長因子シグナリングおよび/またはレベルを増加させるLAPまたはLAP様ドメインに指向させることができる。一部の実施形態において、本発明の抗体は、LTBP、フィブリリンおよび/またはGARPと複合体化している場合のみ、プロドメイン(例えば、LAPまたはLAP様ドメイン)および/またはGPCに指向させることができる。
一部の実施形態において、本発明の抗体は、2つ以上の候補抗体のより大きいプールから成長因子レベルおよび/または活性をモジュレートするそれらの能力に基づき選択することができる。一部の場合において、成長因子活性をモジュレートする候補抗体の能力を試験するために成長因子活性アッセイを使用することができる。成長因子活性アッセイとしては、以下に記載の細胞ベースアッセイを挙げることができる。成長因子活性に対する候補抗体の効果を決定するために使用することができる追加のアッセイとしては、限定されるものではないが、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、ウエスタンブロッティング、レポータアッセイ(例えば、ルシフェラーゼベースレポータアッセイまたは他の酵素ベースレポータアッセイ)、PCR分析、RT−PCR分析および/または当技術分野において公知の他の方法、例として、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,919号明細書および2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,969号明細書に記載の方法のいずれかを挙げることができる。
一部の実施形態において、本明細書に開示の1つ以上の組換えタンパク質または抗体は、抗体を試験し、発生させ、および/または選択するためのアッセイにおいて使用することができる。組換えGPCを発現させ、アッセイされる1つ以上の抗体の放出および/または安定化能を試験することができる。一部の実施形態において、組換えタンパク質は、アッセイの陽性または陰性対照構成要素として発現させることができる。一部の実施形態において、複数の組換えタンパク質を1回で発現させて成長因子放出および/または活性をモジュレートすることができ、そのような組換えタンパク質は、そのようなモジュレーションにおいて相乗的にまたはアンタゴニスト的に作用し得る。
一部の実施形態において、CED突然変異を含むGPCは、放出抗体を試験するために設計されるアッセイにおける成長因子活性のベースラインレベルを提供し得る。それというのも、これらの突然変異タンパク質はヒトにおける生物学的効果を産生するために十分であるためである。一部の実施形態において、CED突然変異を含むGPCは、放出抗体
のスクリーニングを目的とする活性アッセイにおける陽性対照として使用することができる。一部の実施形態において、CED突然変異を含むGPCは、安定化抗体活性のスクリーニングに使用することができる。それというのも、それらはインテグリンの不存在下で活性化され得ることが想定されるためである。このようなアッセイにおいて、CED突然変異を含むGPCは、細胞系(例えば、293細胞など)中で発現させることができ、成長因子活性および/または放出は、試験される抗体の存在下または不存在下で評価することができる。一部の実施形態において、CED突然変異を含むGPCと野生型GPC(例として、限定されるものではないが、TGF−β1、TGF−β2、またはTGF−β3)との共発現も使用して遊離成長因子レベルを調節することができる。このような実施形態において、遊離成長因子レベルのモジュレーションは、異なる比の野生型および突然変異GPC(例えば、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:10)の同時形質移入により達成することができる。一部の実施形態において、1つ以上の追加のレベルの遊離成長因子モジュレーションを追加するためにLTBP、フィブリリンまたはGARPのさらなる共発現を実施することができる。
抗体発生(antibody development)
一部の実施形態において、上記の抗体、抗体断片、それらのバリアントまたは誘導体を含む本発明の化合物および/または組成物は、本明細書に記載の抗原タンパク質に特異的に免疫反応性を有する。
本発明の抗体は、それらの標的分子により、それらを生成するために使用される抗原により、それらの機能(アゴニスト、アンタゴニスト、成長因子放出、GPC安定化、活性化および/または阻害抗体として)により、および/またはそれらが機能する細胞ニッチにより特徴決定することができる。
本明細書において使用される場合、用語「抗体断片」は、インタクト抗体の任意の部分を指す。一部の実施形態において、抗体断片は、インタクト抗体からの抗原結合領域を含む。抗体断片の例としては、限定されるものではないが、Fab、Fab’、F(ab’)、およびFv断片;ダイアボディ;直鎖抗体;単鎖抗体分子;および抗体断片から形成される多特異的抗体を挙げることができる。抗体のパパイン消化は、それぞれ単一の抗原結合部位を有する「Fab」断片と称される2つの同一抗原結合断片を産生する。名称が容易に結晶化するその能力を反映する残部の「Fc」断片も産生される。ペプシン処理は、2つの抗原結合部位を有し、依然として抗原を架橋し得るF(ab’)断片を生じさせる。本発明の化合物および/または組成物は、それらの断片の1つ以上を含み得る。本明細書における目的のため、「抗体」は、重鎖および軽鎖可変ドメインならびにFc領域を含み得る。
本明細書において使用される場合、用語「天然抗体」は、通常、2つの同一の軽(L)鎖および2つの同一の重(H)鎖から構成される150,000ダルトンのヘテロテトラマー糖タンパク質を指す。それぞれの軽鎖は、1つの共有ジスルフィド結合により重鎖に結合している一方、ジスルフィド結合の数は、異なる免疫グロブリンアイソタイプの重鎖間で変動する。それぞれの重鎖および軽鎖は、規則的に間隔の空いた鎖内ジスルフィド架橋も有する。それぞれの重鎖は、一端部において可変ドメイン(V)とそれに続くいくらかの定常ドメインを有する。それぞれの軽鎖は、一端部における可変ドメイン(V)およびその他端部における定常ドメインを有し;軽鎖の定常ドメインは、重鎖の第1の定常ドメインとアラインしており、軽鎖可変ドメインは重鎖の可変ドメインとアラインしている。
本明細書において使用される場合、用語「可変ドメイン」は、抗体間で配列が広く異なり、それぞれの特定の抗体のその特定の抗原についての結合および特異性において使用さ
れる規定の抗体ドメインを指す。
本明細書において使用される場合、用語「Fv」は、完全抗原認識および抗原結合部位を含む抗体断片を指す。これらの領域は、緊密な非共有会合の1つの重鎖および1つの軽鎖可変ドメインのダイマーからなる。
本明細書において使用される場合、用語「軽鎖」は、定常ドメインのアミノ酸配列に基づきカッパおよびラムダと称される2つの明確に異なるタイプの1つに割り当てられる任意の脊椎動物種からの抗体の構成要素を指す。抗体は、それらの重鎖の定常ドメインのアミノ酸配列に応じて、異なるクラスに割り当てることができる。インタクト抗体の5つの主要なクラスIgA、IgD、IgE、IgG、およびIgMが存在し、それらのいくつかは、サブクラス(アイソタイプ)、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、およびIgA2にさらに分けることができる。本明細書において使用される場合、用語「単鎖Fv」または「scFv」は、VおよびV抗体ドメインの融合タンパク質を指し、それらのドメインは、単一ポリペプチド鎖に一緒に結合している。一部の実施形態において、Fvポリペプチドリンカーにより、scFvが抗原結合のための所望の構造を形成することが可能となる。
本明細書において使用される場合、用語「二重特異的抗体」は、2つの異なる抗原に結合し得る抗体を指す。このような抗体は、典型的には、少なくとも2つの異なる抗体からの領域を含む。二重特異的抗体としては、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるリースマラ,G.(Riethmuller,G.)、2012年、キャンサー・イミュニティ(Cancer Immunity)、第12巻、p.12〜18、マーヴィン,J.S.(Marvin,J.S.)ら著、2005年、アクタ・ファーマコロジカ・シニカ(Acta Pharmacologica Sinica)、第26巻(第6号)、p.649〜58およびシェーファ,W.(Schaefer,W.)ら著、2011年、米国科学アカデミー紀要(PNAS)、第108巻(第27号)、p.11187〜92に記載のもののいずれかを挙げることができる。
本明細書において使用される場合、用語「ダイアボディ」は、2つの抗原結合部位を有する小分子抗体断片を指す。ダイアボディは、同一ポリペプチド鎖中で軽鎖可変ドメインVに連結している重鎖可変ドメインVを含む。短すぎて同一鎖上の2つのドメイン間の対合を可能としないリンカーを使用することにより、ドメインを別の鎖の相補的ドメインと強制的に対合させ、2つの抗原結合部位を創成する。ダイアボディは、例えば、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる欧州特許第404,097号明細書;国際公開第93/11161号パンフレット;およびホリンガー(Hollinger)ら(ホリンガー,P.(Hollinger,P.)ら著、「「ダイアボディ」:小分子二価および二重特異的抗体断片(“Diabodies”:Small bivalent and bispecific antibody fragments)」、米国科学アカデミー紀要(PNAS)、1993年、第90巻、p.6444〜8)により詳細に記載されている。
本明細書において使用される場合、用語「モノクローナル抗体」は、実質的に同種の細胞(またはクローン)の集団から得られる抗体を指し、すなわち、集団を構成する個々の抗体は同一であり、および/または同一のエピトープに結合し、但し、モノクローナル抗体の産生の間に生じ得る考えられるバリアント、例えば、一般に少量で存在するバリアントを除く。典型的には、異なる抗原決定基(エピトープ)に対して指向される異なる抗体を含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、それぞれのモノクローナル抗体は、抗原上の単一の抗原決定基に対して指向される。
修飾句「モノクローナル」は、実質的に同種の抗体の集団から得られる抗体の性質を示し、任意の特定の方法による抗体の産生を要求するものとして解釈すべきではない。本明細書におけるモノクローナル抗体としては、「キメラ」抗体(免疫グロブリン)およびそうした抗体の断片を含む。「キメラ」抗体において、重鎖および軽鎖の少なくとも一方の一部分は、特定種から由来する抗体中、または特定の抗体クラスもしくはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一もしくは相同である一方、その残りの鎖は、別の種に由来する抗体中、または別の抗体クラスもしくはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一もしくは相同である。
本明細書において使用される場合、用語「ヒト化抗体」は、1つ以上の非ヒト(例えば、ネズミ)抗体源からの最低限の部分を含み、残部が1つ以上のヒト免疫グロブリン源に由来するキメラ抗体を指す。ほとんどの部分について、ヒト化抗体は、ヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)であり、レシピエントの抗体からの超可変領域からの残基は、所望の特異性、親和性、および/または能力を有する非ヒト種、例えば、マウス、ラット、ウサギまたは非ヒト霊長類の抗体(ドナー抗体)からの超可変領域からの残基により置き換えられている。
本明細書において使用される場合、用語「超可変領域」は、抗原結合を担うアミノ酸残基を含む抗体の抗原結合ドメイン内の領域を指す。超可変領域内に存在するアミノ酸は、相補性決定領域(CDR:complementarity determining region)の構造を決定する。本明細書において使用される場合、用語「CDR」は、標的抗原またはエピトープに相補的な構造を含む抗体の領域を指す。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、抗体模倣体であり得る。本明細書において使用される場合、用語「抗体模倣体」は、抗体の機能または効果を模倣し、それらの分子標的に特異的に、および高親和性で結合する任意の分子を指す。一部の実施形態において、抗体模倣体は、フィブロネクチンIII型ドメイン(Fn3)をタンパク質足場として取り込むように設計されるモノボディであり得る(米国特許第6,673,901号明細書;米国特許第6,348,584号明細書)。一部の実施形態において、抗体模倣体は、当技術分野において公知のもの、例として、限定されるものではないが、アフィボディ(affibody)分子、アフィリン(affilin)、アフィチン(affitin)、アンチカリン(anticalin)、アビマー(avimer)、センチリン(Centyrin)、ダーピン(DARPIN)(商標)、Fynomer(フィノマー)およびクニッツ(Kunitz)ならびにドメインペプチドであり得る。他の実施形態において、抗体模倣体は、1つ以上の非ペプチド領域を含み得る。
本明細書において使用される場合、用語「抗体バリアント」は、天然抗体と比較してアミノ酸配列、組成または構造のいくらかの差異を含む、構造および/または機能が抗体に似ている生体分子を指す。
抗体の調製は、モノクローナルかポリクローナルかにかかわらず、当技術分野において公知である。抗体の産生技術は、当技術分野において周知であり、例えば、ハーロウ(Harlow)およびレーン(Lane)著、「抗体、実験室マニュアル(Antibodies,A Laboratory Manual)」、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー・プレス(Cold Spring Harbor Laboratory Press)、1988年;ハーロウ(Harlow)およびレーン(Lane)著、「抗体の使用:実験室マニュアル(Using Antibodies:A Laboratory Manual)」、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー・プレス(Cold Spring Harbor Laboratory Press)
、1999年および「治療抗体工学:医薬産業において最も強力な成長分野を推進する現在および将来の進歩(Therapeutic Antibody Engineering:Current and Future Advances Driving the Strongest Growth Area in the Pharmaceutical Industry)」、ウッドヘッド・パブリッシング(Woodhead Publishing)、2012年に記載されている。
標準的モノクローナル抗体生成
一部の実施形態において、抗体は、所望の標的抗原をコードする遺伝子を欠くノックアウトマウス中で生成される。このようなマウスは寛容化されず抗原を標的化するので、ヒトおよびマウス形態の抗原と交差反応し得るような抗原に対する抗体の生成のために、より良好に適合されうる。モノクローナル抗体の産生のため、宿主マウスを組換えタンパク質により免疫化してそのようなタンパク質に特異的に結合するリンパ球を誘発することができる。得られるリンパ球は回収し、不死化細胞系と融合させることができる。得られるハイブリドーマ細胞は、選択薬剤を有する好適な培養培地中で培養して融合細胞のみの増殖を支持することができる。
所望のハイブリドーマ細胞系は、標的ペプチドについての分泌抗体の結合特異性分析を介して同定することができ、限定希釈手順を介してそのような細胞のクローンをサブクローニングし、標準的方法により増殖させることができる。サブクローニングされたハイブリドーマ細胞により産生される抗体は、標準的免疫グロブリン精製手順により培養培地から単離および精製することができる。
組換え抗体
本発明の組換え抗体は、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,919号明細書、および2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,969号明細書に開示の方法のいずれかにより生成することができる。一部の実施形態において、組換え抗体は、本明細書に記載の方法により産生されたハイブリドーマ細胞を使用して産生することができる。抗体の重鎖および軽鎖可変領域cDNA配列は、標準的生化学技術を使用して決定することができる。トータルRNAは、抗体産生ハイブリドーマ細胞から抽出し、逆転写酵素(RT:reverse transcriptase)ポリメラーゼ連鎖反応(PCR:plymerase chain reaction)によりcDNAに変換することができる。PCR増幅は、得られたcDNAに対して実施して可変領域遺伝子を増幅することができる。このような増幅は、重鎖および軽鎖配列の増幅に特異的なプライマーの使用を含み得る。次いで、配列分析のために、得られたPCR産物をプラスミド中にサブクローニングすることができる。配列決定したら、発現ベクター中に抗体コード配列を配置することができる。ヒト化のため、相同ネズミ配列に代えて用いるためにヒト重鎖および軽鎖定常ドメインについてのコード配列を使用することができる。次いで、大規模翻訳のために哺乳動物細胞中に得られた構築物を形質移入することができる。
細胞毒性抗体の発生
一部の実施形態において、本発明の抗体は、抗体依存性細胞媒介細胞毒性(ADCC:antibody−dependent cell−mediated cytotoxicity)、補体依存性細胞毒性(CDC:complement−dependent cytotoxicity)および/または抗体依存性細胞食作用(ADCP:antibody−dependent cell phagocytosis)を誘導し得る。ADCCは、免疫細胞攻撃の結果として細胞が溶解される免疫機序である。このような免疫細胞としては、CD56+細胞、CD3−ナチュラルキラー(NK:natural killer)細胞、単球および好中球を挙げることができる(内容が参照により全
体として本明細書に組み込まれるストロール,W.R.(Strohl,W.R.)著、「治療抗体工学(Therapeutic Antibody Engineering)」、ウッドヘッド・パブリッシング(Woodhead Publishing)、フィラデルフィア、ペンシルベニア、2012年、第8章、p.186)。
一部の場合において、本発明の抗体は、ADCCまたはADCPが抗体結合時に望まれるか否かに応じて所与のアイソタイプを含むように操作されることができる。このような抗体は、例えば、アルダーソン,K.L.(Alderson,K.L.)ら著、ジャーナル・オブ・バイオメディシン・アンド・バイオテクノロジー(J Biomed Biotechnol)、2011年、第2011巻、p.379123)により開示の方法のいずれかにより操作されることができる。マウス抗体の場合において、異なるアイソタイプの抗体は、ADCCの促進においてより有効である。IgG2aは、例えば、ADCCの誘導においてIgG2bよりも有効である。マウスIgG2b抗体を含む本発明の一部の抗体は、IgG2a抗体を含むように再操作されることができる。このような再操作(リエンジニアリング)抗体は、細胞会合抗原の結合時にADCCの誘導においてより有効であり得る。
一部の実施形態において、本発明の方法により発生された抗体の可変領域をコードする遺伝子は、ヒトFc領域をコードする哺乳動物発現ベクター中にクローニングすることができる。このようなFc領域は、ヒトIgG1κからのFc領域を含み得る。IgG1κFc領域は、Fc受容体結合および抗体依存性細胞媒介細胞毒性ADCCを向上させることが公知のアミノ酸突然変異を含み得る。
一部の場合において、抗体は、ADCCを低減させるように操作されることができる。ADCCを活性化しない、または低いレベルのADCCを伴う抗体は、一部の場合において、免疫媒介クリアランス無し、または限定された免疫媒介クリアランスに起因して本発明の抗体実施形態に望ましいことがあり、循環中のより長い半減期を可能とする。
抗体断片ディスプレイライブラリースクリーニング技術
一部の実施形態において、本発明の抗体は、高スループット発見法を使用して産生および/または最適化することができる。このような方法としては、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,919号明細書、および2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,969号明細書に開示のディスプレイ技術(例えば、ディスプレイライブラリースクリーニング技術)のいずれかを挙げることができる。一部の実施形態において、合成抗体は、ディスプレイ技術(例えば、ファージディスプレイ技術)を使用して標的抗原をスクリーニングすることにより設計、選択または最適化することができる。ファージディスプレイライブラリーは、ウイルスコート上でユニーク抗体断片をそれぞれ発現する数百万から数十億のファージ粒子を含み得る。一部の場合において、それぞれの断片をコードするcDNAは、相補性決定領域(CDR)の可変ループをコードするユニーク配列を除き同一配列を含有し得る。CDRのV鎖は、ウイルスコートタンパク質(例えば、ウイルスpIIIコートタンパク質のN末端)に結合している融合タンパク質として発現させることができる。V鎖は、ウイルスコート中への複合体取り込みの前にペリプラズム中のV鎖とのアセンブリのために別個に発現させることができる。
選択のため、標的抗原は、インビトロで、陽性結合相手の沈殿のためにファージディスプレイライブラリー粒子とインキュベートすることができる。このプロセスは、本明細書において「ファージ濃縮」と称される。一部の場合において、ファージ濃縮は、固相ファージ濃縮を含む。このような濃縮によれば、標的抗原を基体(例えば、受動吸着による)に結合させ、ファージ粒子を含む1つ以上の溶液と接触させる。このような標的抗原につ
いての親和性を有するファージ粒子を溶液から沈殿させる。一部の場合において、ファージ濃縮は、標的抗原がファージ溶液と合わせられた溶液中に存在する液相ファージ濃縮を含む。このような方法によれば、標的抗原は、溶液からの回復および結合ファージの回収を容易にするための検出可能な標識(例えば、ビオチン標識)を含み得る。
選択後、沈殿したライブラリーメンバーのCDRをコードするcDNAは、結合ファージから配列決定することができる。このような配列は、組換え抗体産生のために抗体配列中に直接取り込み、またはインビトロ親和性成熟を介してさらなる最適化のために突然変異させ、利用することができる。
一部の場合において、広く多様なパネルの抗体を生成するためにファージディスプレイスクリーニングを使用することができる。このような多様性は、抗体配列の多様性および/または標的化されるエピトープの多様性により計測することができる。
親和性成熟技術
本発明の親和性成熟技術は、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,919号明細書および2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,969号明細書に開示のもののいずれかを含み得る。標的抗原に結合し得る抗体断片を同定した後(例えば、上記のファージディスプレイライブラリーの使用を介して)、親和性成熟のプロセスを介してそれらから高親和性突然変異体を得ることができる。親和性成熟技術は、標的抗原についての最大の親和性を有するCDRをコードする配列を同定するために使用する。このような技術を使用して、数百万から数十億のバリアントを創成するために選択CDR配列(例えば、本明細書に記載の方法により単離または生成されたもの)を全体としてランダムに、または規定の残基において突然変異させることができる。このようなバリアントは、標的抗原に結合するそれらの能力について親和性スクリーニング(例えば、ディスプレイライブラリースクリーニング)の繰り返しラウンドに供することができる。選択、突然変異および発現のこのような繰り返しラウンドは、標的抗原についての最大の親和性を有する抗体断片配列を同定するために実施することができる。このような配列は、組換え抗体産生のために抗体配列中に直接取り込むことができる。
抗体特徴決定
抗体を含む本発明の化合物および/または組成物は、食作用、飲作用による除去、または細胞外マトリックスおよび/もしくは細胞マトリックス中のアセンブリの阻害を介して1つ以上のGPCの局所濃度を減少させるように作用し得る。本発明の化合物および/または組成物の導入は、所与の区域中に存在する成長因子の5%〜100%の除去をもたらし得る。例えば、成長因子除去のパーセントは、約5%〜約10%、約5%〜約15%、〜約5%〜約20%、約5%〜約25%、約10%〜約30%、約10%〜約40%、約10%〜約50%、約10%〜約60%、約20%〜約70%、約20%〜約80%、約40%〜約90%または約40%〜約100%であり得る。
1つ以上の成長因子の放出、阻害または除去の計測は、標準または正常な生理学的条件下の成長因子の天然放出もしくは活性に対してインビトロまたはインビボで行うことができる。計測は、抗体の存在または不存在下に対して行うこともできる。成長因子レベル、放出、阻害または除去を計測するこのような方法としては、組織および/または体液(例えば、血清または血液)中の標準的計測、例えば、ウエスタンブロット、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、活性アッセイ、レポータアッセイ、ルシフェラーゼアッセイ、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)アレイ、遺伝子アレイ、リアルタイム逆転写酵素(RT)PCRなどが挙げられる。
本発明の抗体は、GPCまたはそれらの関連構造上の、またはそれに沿う多数のエピトープに結合し、またはそれと相互作用して成長因子シグナリングを向上させ、または阻害し得る。このようなエピトープとしては、GPC機能を変更し、向上させ、または阻害するための任意および全ての考えられる部位を挙げることができる。一部の実施形態において、このようなエピトープとしては、限定されるものではないが、成長因子、調節エレメント、GPC、GPCモジュレート因子、成長因子受容細胞もしくは受容体、LAPもしくはLAP様ドメイン、ファスナー領域、フーリン開裂部位、アーム領域、フィンガー領域、LTBP結合ドメイン、フィブリリン結合ドメイン、糖タンパク質A反復優位型(GARP)結合ドメイン、潜在型ラッソ、α1領域、RGD配列、ボウタイ領域、細胞外マトリックスおよび/もしくは細胞マトリックス構成要素上または内のエピトープならびに/または上記のいずれかの領域もしくは部分を合わせることにより形成されるエピトープが挙げられる。
本発明の化合物および/または組成物は、抗体認識の1つ以上のエピトープおよび/または領域への結合(可逆的または不可逆的)を介してそれらの効力を付与する。理論により拘束されるものではないが、抗体についてのこのような結合部位は、タンパク質、タンパク質ドメインまたは領域により形成されることが最も多い。しかしながら、結合部位は、生体分子、例えば、糖、脂質、核酸分子または結合エピトープの任意の他の形態を含み得る。
一部の実施形態において、本発明のアンタゴニスト抗体は、TGF−βプロドメインに結合し得、例えば、RGD部位を遮断することにより、または構造を安定化することにより、インテグリン媒介放出を安定化および防止する。このような抗体は、プロドメイン中の突然変異が過剰なTGF−β活性化を引き起こすカムラチ・エンゲルマン病の治療において有用である。このような抗体は、フィブリリンまたはLTBP中の突然変異がTGF−βおよびBMP活性化を変更するマルファン症候群においても有用である。
一部の実施形態において、本発明の抗体は、LTBPと会合しているGPCからのTGF−βの放出を選択的に阻害するが、GARPと会合しているものからの放出は阻害しない。このような抗体は、抗線維症治療薬として機能するが、最小の炎症効果を示す。一部の実施形態において、GPC−LTBP複合体結合抗体は、GPC−GARP複合体に結合しない。一部の実施形態において、このような抗体は、特定のLTBPまたはGPCに特異的であり得ないが、GARP結合部位に近接するまたはそれと重複するGPCに結合し得、その結果、結合はGARPにより妨げられるが、LTBPによっては妨げられない。一部の実施形態において、GARPおよびプロTGF−β間の1つ以上のコンビナトリアルエピトープに選択的に結合する抗体が提供される。本発明の一部の実施形態において、GARP−プロTGF−β複合体からのTGF−βの放出を誘導する化合物および/または組成物が提供される。このような抗体は、GARPプロドメイン二元複合体に結合するが、GARP−プロTGF−β三元複合体にも、GARP単独にも、プロドメイン単独にも結合しないそれらの能力について選択することができる。
あるいは、またはさらに、本発明の抗体は、GPCの内在化を誘導するリガンド模倣体として機能し得る。このような抗体は、非慣習的なペイロード担体として作用し得、結合またはコンジュゲート薬物ペイロードを規定のGPCおよび/またはGPC関連部位に送達および/または運搬するように作用する。
本発明の抗体により誘発される変化は、細胞の新形態変化をもたらし得る。本明細書において使用される場合、用語「新形態変化」は、新たなまたは異なる変化または変更を指す。例えば、抗体により標的化される特定のGPCと典型的に会合しない1つ以上の成長因子の放出または安定化を誘発する抗体は、新形態抗体であり、放出は、新形態変化であ
る。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、タンパク質分解イベントを変更および/または制御するように作用し得る。一部の実施形態において、このようなタンパク質分解イベントは、細胞内または細胞外イベントであり得る。一部の実施形態において、このようなタンパク質分解イベントとしては、フーリン開裂および/または他のタンパク質分解プロセシングイベントの変更を挙げることができる。一部の実施形態において、このようなタンパク質分解イベントは、成長因子シグナリング分子のタンパク質分解プロセシングまたは成長因子シグナリング分子により開始される下流カスケードを含み得る。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、成長因子(リガンド)またはそれらの受容体のダイマー化またはマルチマー化を誘導または阻害し得る。一部の実施形態において、このような作用は、モノマー、ダイマーもしくはマルチマー形態の安定化を介するものまたはダイマーもしくはマルチマー複合体の破壊を介するものであり得る。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、受容体群またはGPCまたは他のシグナリング分子ペアのいずれかを含むモノマー単位のホモおよび/またはヘテロダイマーに対して作用し得る。
本発明の抗体は、標的抗原の結合前に細胞中に内在化させることができる。内在化時、このような抗体は、1つ以上のシグナリングイベントを増加もしくは減少させ、1つ以上のGPCを放出もしくは安定化し、成長因子放出を遮断もしくは容易にし、および/または1つ以上の細胞ニッチを変更するように作用し得る。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上のGPC中の1つ以上の成長因子の滞留時間も変更し、ならびに/または細胞外マトリックスおよび/もしくは細胞マトリックス中の1つ以上のGPCの滞留時間も変更し得る。このような変更は、不可逆的局在化および/または一過的局在化をもたらし得る。
本発明の抗体は、当業者に公知の任意の方法を使用して設計、製造および/または選択することができる。一部の実施形態において、本発明の抗体および/または抗体産生細胞は、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,919号明細書および2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,969号明細書に列記の方法のいずれかにより産生する。
ノックアウトマウス中の抗体生成
一部の実施形態において、本発明の抗体は、1つ以上の所望の抗原をコードする遺伝子を欠くノックアウトマウス中で生成することができる。このようなマウスは、そのような抗原に対して寛容化されず、したがって、ヒトおよびマウス形態の抗原と交差反応する抗原に対する抗体を生成し得る。モノクローナル抗体の産生のため、宿主マウスを標的ペプチドにより免疫化してそのペプチドに特異的に結合するリンパ球を誘発する。リンパ球は回収し、不死化細胞系と融合させる。得られるハイブリドーマ細胞は、選択薬剤を有する好適な培養培地中で培養して融合細胞のみの増殖を支持する。
一部の実施形態において、1つ以上の成長因子遺伝子のノックアウトは、致死的であり、および/または生存不能な胎児もしくは新生児を産生し得る。一部の実施形態において、新生児動物は、わずか数週間(例えば、1、2、3、4または5週間)生存し得るにす
ぎない。このような実施形態において、免疫化は、新生児動物中で生後直後に実施することができる。オイダ(Oida)ら(オイダ,T.(Oida,T.)ら著、「TGF−βは、FoxP3誘導から独立してネズミCD4T細胞上の表面LAP発現を誘導する(TGF−β induces surface LAP expression on Murine CD4 T cells independent of FoxP3 induction)」、プロス・ワン(PLOS One)、2010年、第5巻(第11号)、p.e15523)は、生存を延長(典型的には、それらのマウスの生後3〜4週間)させるためのガレクチン−1注射の使用を介する新生児TGF−βノックアウトマウスの免疫化を実証している。ネズミTGF−βを発現する細胞により、生後8日目から開始して10日間1日おきにマウスを免疫化し、生後22日目に脾細胞を回収した。回収された脾細胞は骨髄腫細胞と融合させ、得られたハイブリドーマ細胞のうち、多くが抗LAP抗体を良好に産生することが見出された。本発明の一部の実施形態において、これらの方法は、抗体を生成するために使用することができる。一部の実施形態において、このような方法は、ヒト抗原の使用を含み得る。一部の実施形態において、免疫化に使用される細胞は、TGF−βおよびGARPを発現し得る。このような実施形態において、GARPは、天然膜貫通ドメインと発現させてGARP−TGF−β複合体を免疫化から使用される形質移入細胞の細胞表面にテザリングしたままにすることを可能とすることができる。一部の抗原は、LTBP(例えば、LTBP1S)にテザリングしているプロTGF−β1を含み得る。一部の場合において、抗原として他のTGF−βファミリーメンバーに関連する組換えタンパク質を使用することができる。
本発明の方法は、1つ以上の追加および/または改変ステップと組み合わせた、オイダ(Oida)らにより記載されている免疫化法の1つ以上のステップも含み得る。改変ステップとしては、限定されるものではないが、融合のための代替細胞型の使用、融合を実施する場合の変動数の脾細胞のプール、注射レジメンの変更、脾細胞回収の期日の変更、免疫原の変更および/または免疫原用量の変更を挙げることができる。追加のステップとしては、免疫化されたマウスからの他の組織(例えば、リンパ節)の回収を挙げることができる。
活性化および阻害抗体
本発明の抗体は、活性化および阻害抗体を含み得る。本明細書において使用される場合、用語「活性化抗体」は、成長因子活性を促進する抗体を指す。活性化抗体は、成長因子活性を促進する任意のエピトープを標的化する抗体を含む。このようなエピトープは、プロドメイン(例えば、LAPおよびLAP様ドメイン)、成長因子、または抗体が結合した場合に成長因子活性をもたらす他のエピトープ上に存在し得る。本発明の活性化抗体としては、限定されるものではないが、TGF−β活性化抗体、GDF−8活性化抗体、GDF−11活性化抗体およびBMP活性化抗体を挙げることができる。
本明細書において使用される場合、用語「阻害抗体」は、成長因子活性を低減させる抗体を指す。阻害抗体は、そのような抗体と会合した場合に成長因子活性を低減させる任意のエピトープを標的化する抗体を含む。このようなエピトープは、プロドメイン(例えば、LAPおよびLAP様ドメイン)、成長因子、または抗体が結合した場合に成長因子活性の低減をもたらす他のエピトープ上に存在し得る。本発明の阻害抗体としては、限定されるものではないが、TGF−β阻害抗体、GDF−8阻害抗体、GDF−11阻害抗体およびBMP阻害抗体を挙げることができる。
本発明の実施形態は、溶液中、細胞培養物中、および対象中の少なくとも一つにおいて、活性化抗体および阻害抗体の少なくとも一方を使用して成長因子シグナリングを改変する方法を含む。
抗LAPおよび抗LAP様ドメイン抗体
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、プロドメイン、例として、LAPおよび/またはLAP様ドメインを標的化する1つ以上の抗体を含み得る。このような抗体は、そのような抗体により結合される規定のLAPまたはLAP様ドメインに応じて、および/または標的化される規定のエピトープに応じて成長因子シグナリングを低減または上昇させ得る。本発明の抗LAPおよび/または抗LAP様タンパク質抗体は、GPCからの遊離成長因子の解離を促進し得る。このような解離は、GPCへの抗体結合時に誘導することができ、または解離は、遊離成長因子とLAPもしくはLAP様タンパク質との再会合を防止することにより促進することができる。一部の場合において、抗TGF−βLAP抗体が提供される。抗TGF−βLAP抗体は、TGF−β活性化抗体を含み得る。このような抗体は、一部の場合において、潜在型GPCからTGF−β遊離成長因子を放出することおよび/または遊離TGF−β成長因子とLAPとの再会合を防止することによりTGF−β活性を増加させ得る。一部の場合において、抗TGF−βLAP抗体は、プロTGF−βがLTBPと会合している場合により好ましくTGF−β活性を増加させ得る。一部の場合において、抗TGF−βLAPは、プロTGF−βがGARPと会合している場合により好ましくTGF−β活性を増加させ得る。一部の場合において、抗TGF−βLAP抗体は、他のTGF−β活性化因子(例えば、αβおよび/またはαβ)と相乗的に機能してTGF−β活性を増加させ得る。
バリエーション
本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の核酸、複数の核酸、核酸の断片により独立してコードされ得る全ポリペプチド、複数のポリペプチドまたはポリペプチドの断片または上記のいずれかのバリアントとして存在し得る。本明細書において使用される場合、用語「ポリペプチド」は、最も多くの場合ペプチド結合によって繋ぎ合わされたアミノ酸残基(天然または非天然)のポリマーを指す。この用語は、本明細書において使用される場合、任意のサイズ、構造、または機能のタンパク質、ポリペプチド、およびペプチドを指す。一部の場合において、コードされるポリペプチドは約50アミノ酸よりも小さく、その場合、そのポリペプチドはペプチドと称される。ポリペプチドがペプチドである場合、それは、少なくとも約2、3、4、または少なくとも5アミノ酸残基長である。したがって、ポリペプチドとしては、上記の遺伝子産物、天然存在ポリペプチド、合成ポリペプチド、ホモログ、オルソログ、パラログ、断片および他の均等物、バリアント、およびアナログが挙げられる。ポリペプチドは、単一分子であり得、または多分子複合体、例えば、ダイマー、トリマーもしくはテトラマーであり得る。これらは、単一鎖または複数鎖ポリペプチドも含み得、会合または結合していてよい。ポリペプチドという用語は、1つ以上のアミノ酸残基が対応する天然存在アミノ酸の人工化学アナログであるアミノ酸ポリマーにも当てはまり得る。
本明細書において使用される場合、用語「ポリペプチドバリアント」は、アミノ酸配列が天然または参照配列と異なる分子を指す。アミノ酸配列バリアントは、天然または参照配列と比較してアミノ酸配列内のある位置における置換、欠失、および/または挿入を有し得る。通常、バリアントは、天然または参照配列に対して少なくとも約50%の同一性(相同性)を有し、好ましくは、それらは、天然または参照配列に対して少なくとも約80%、より好ましくは、少なくとも約90%同一(相同)である。
一部の実施形態において、「バリアント模倣体」が提供される。本明細書において使用される場合、用語「バリアント模倣体」は、活性化配列を模倣する1つ以上のアミノ酸を含有するバリアントを指す。例えば、グルタミン酸は、ホスホ−トレオニンおよび/またはホスホ−セリンについての模倣体として機能し得る。あるいは、バリアント模倣体は、失活または模倣体を含有する産物の不活化をもたらし得、例えば、フェニルアラニンは、チロシンについての不活化置換として作用し得;またはアラニンは、セリンについての不
活化置換として作用し得る。本発明の化合物および/または組成物のアミノ酸配列は、天然存在アミノ酸を含み得、それ自体、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、またはそれらの断片であるとみなすことができる。あるいは、化合物および/または組成物は、天然および非天然存在アミノ酸の両方を含み得る。
本明細書において使用される場合、用語「アミノ酸配列バリアント」は、天然または出発配列と比較してアミノ酸配列のいくらかの差異を有する分子を指す。アミノ酸配列バリアントは、アミノ酸配列内のある位置における置換、欠失、および/または挿入を有し得る。本明細書において使用される場合、用語「天然」または「出発」は、配列を指す場合、比較することができる元の分子を指す相対的な用語である。天然または出発配列は、野生型配列と混合すべきでない。天然配列または分子は、野生型(天然に見出されるその配列)を表し得るが、野生型配列と同一である必要はない。
通常、バリアントは、天然配列に対して少なくとも約70%の相同性を有し、好ましくは、それらは、天然配列に対して少なくとも約80%、より好ましくは、少なくとも約90%相同である。
本明細書において使用される場合、用語「相同性」は、それがアミノ酸配列に適用される場合、配列をアラインし、必要に応じてギャップを導入して最大相同性パーセントを達成した後の第2の配列のアミノ酸配列中の残基と同一である候補アミノ酸配列中の残基の割合として定義される。アラインメントのための方法およびコンピュータプログラムは、当技術分野において周知である。相同性は、同一性パーセントの計算に依存するが、計算において導入されるギャップおよびペナルティに起因して値が異なり得ることを理解されたい。
本明細書において使用される場合、用語「ホモログ」は、それがアミノ酸配列に適用される場合、第2の種の第2の配列に対して実質的な同一性を有する他の種の対応する配列を意味する。
本明細書において使用される場合、用語「アナログ」は、親ポリペプチドの特性を依然として維持する1つ以上のアミノ酸変更、例えば、アミノ酸残基の置換、付加または欠失だけ異なるポリペプチドバリアントを含むことを意味する。
本明細書において使用される場合、用語「誘導体」は、用語「バリアント」と同義的に使用され、参照分子または出発分子に対して任意の手法で改変され、または変化した分子を指す。
本発明は、バリアントおよび誘導体を含むアミノ酸ベースであるいくつかのタイプの化合物および/または組成物を企図する。これらは、置換、挿入、欠失および共有結合バリアントおよび誘導体を含む。したがって、本発明の範囲内に、置換、挿入、付加、欠失および/または共有結合改変を含む化合物および/または組成物が含まれる。例えば、配列タグまたはアミノ酸、例えば、1つ以上のリジンを本発明のペプチド配列に付加することができる(例えば、N末端またはC末端の終端において)。配列タグは、ペプチド精製または局在化に使用することができる。ペプチド溶解度を増加させ、またはビオチン化を可能とするためにリジンを使用することができる。あるいは、ペプチドまたはタンパク質のアミノ酸配列のカルボキシおよびアミノ末端領域において局在するアミノ酸残基は、場合により、欠失させてトランケート配列を提供することができる。あるいは、あるアミノ酸(例えば、C末端またはN末端残基)は、例えば、可溶性または固体担体に結合しているより大きい配列の一部としての配列の発現としての配列の使用に応じて欠失させることができる。
「置換バリアント」は、タンパク質を指す場合、天然または出発配列中の少なくとも1つのアミノ酸残基が除去され、同一位置におけるその場所に異なるアミノ酸が挿入されたものである。置換は、分子中の1つのみのアミノ酸が置換された単置換であり得、またはそれらは、同一分子中で2つ以上のアミノ酸が置換された多置換であり得る。
本明細書において使用される場合、用語「保存的アミノ酸置換」は、通常、配列中に存在するアミノ酸を、類似したサイズ、電荷または極性を有する異なるアミノ酸によって置換することを指す。保存的置換の例としては、非極性(疎水性)残基、例えば、イソロイシン、バリンおよびロイシンの、別の非極性残基についての置換が挙げられる。同様に、保存的置換の例としては、ある極性(親水性)残基の、別のものについての置換、例えば、アルギニンおよびリジン間、グルタミンおよびアスパラギン間、ならびにグリシンおよびセリン間の置換が挙げられる。さらに、塩基性残基、例えば、リジン、アルギニンもしくはヒスチジンの、別のものについての置換、またはある酸性残基、例えば、アスパラギン酸またはグルタミン酸の、別の酸性残基についての置換が、保存的置換の追加の例である。非保存的置換の例としては、非極性(疎水性)アミノ酸残基、例えば、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニン、メチオニンの、極性(親水性)残基、例えば、システイン、グルタミン、グルタミン酸もしくはリジンについての置換、および/または、極性残基の非極性残基についての置換が挙げられる。
本明細書において使用される場合、用語「挿入バリアント」は、タンパク質を指す場合、天然または出発配列中の特定の位置におけるアミノ酸に直接隣接して1つ以上のアミノ酸が挿入されたものである。本明細書において使用される場合、用語「直接隣接」は、出発または参照アミノ酸のα−カルボキシまたはαアミノ官能基のいずれかに連結している隣接アミノ酸を指す。
本明細書において使用される場合、用語「欠失バリアント」は、タンパク質を指す場合、天然または出発アミノ酸配列中の1つ以上のアミノ酸が除去されたものである。通常、欠失バリアントは、分子の特定の領域中の1つ以上のアミノ酸が欠失している。
本明細書において使用される場合、用語「誘導体」は、本明細書において称される場合、有機タンパク質性または非タンパク質性誘導化剤による1つ以上の改変、および翻訳後修飾を含む天然または出発タンパク質のバリアントを含む。共有結合改変は、慣習的には、タンパク質の標的化アミノ酸残基を、選択側鎖もしくは末端残基と反応し得る有機誘導化剤と反応させることにより、または選択組換え宿主細胞中で機能する翻訳後修飾の機序を利用することにより導入する。得られる共有結合誘導体は、生物学的活性に重要な残基の同定を目的とするプログラムにおいて、免疫アッセイに、または組換え糖タンパク質の免疫親和性精製のための抗タンパク質抗体の調製に有用である。このような改変は、当業者の技能の範囲内であり、過度の実験を行うことなく実施される。
ある翻訳後修飾は、発現されるポリペプチドに対する組換え宿主細胞の作用の結果である。グルタミニルおよびアスパラギニル残基は、高頻度で翻訳後修飾により脱アミド化されて対応するグルタミルおよびアスパルチル残基になる。あるいは、これらの残基は、穏やかな酸性条件下で脱アミド化される。これらの残基のいずれかの形態が、本発明により使用されるタンパク質中に存在し得る。
他の翻訳後修飾としては、プロリンおよびリジンのヒドロキシル化、セリルまたはトレオニル残基のヒドロキシル基のリン酸化、リジン、アルギニン、およびヒスチジン側鎖のα−アミノ基のメチル化が挙げられる(T.E.クレイトン(T.E.Creighton)著、「タンパク質:構造および分子特性(Proteins:Structure
and Molecular Properties)」、W.H.フリーマン社(W.H.Freeman&Co.)、サンフランシスコ、p.79〜86(1983年))。
共有結合誘導体としては、具体的には、本発明のタンパク質が非タンパク質性ポリマーに共有結合している融合分子が挙げられる。非タンパク質性ポリマーは、通常、親水性合成ポリマー、すなわち、他の場合に天然に見出されないポリマーである。しかしながら、天然に存在し、組換え体またはインビトロ法により産生されるポリマーは、天然から単離されたポリマーであるため、有用である。親水性ポリビニルポリマー、例えば、ポリビニルアルコールおよびポリビニルピロリドンは、本発明の範囲内である。特に、ポリビニルアルキレンエーテル、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールが有用である。タンパク質は、種々の非タンパク質性ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたはポリオキシアルキレンに、米国特許第4,640,835号明細書;米国特許第4,496,689号明細書;米国特許第4,301,144号明細書;米国特許第4,670,417号明細書;米国特許第4,791,192号明細書または米国特許第4,179,337号明細書に記載の様式で結合させることができる。
本明細書において使用される場合、用語「特徴部」は、タンパク質を指す場合、分子の区別されるアミノ酸配列ベース構成要素として定義される。本発明のタンパク質の特徴部としては、表面発現物、局所的立体構造形状、フォールド、ループ、半ループ、ドメイン、半ドメイン、部位、末端またはそれらの任意の組合せが挙げられる。
本明細書において使用される場合、用語「表面発現物」は、タンパク質を指す場合、最外表面上に出現するタンパク質のポリペプチドベース構成要素を指す。
本明細書において使用される場合、用語「局所的立体構造形状」は、タンパク質を指す場合、タンパク質の限定空間内に局在するタンパク質のポリペプチドベース構造発現物を指す。
本明細書において使用される場合、用語「フォールド」は、タンパク質を指す場合、エネルギー最小化時に得られるアミノ酸配列の立体構造を指す。フォールドは、フォールディングプロセスの二次または三次レベルにおいて生じ得る。二次レベルフォールドの例としては、βシートおよびαヘリックスが挙げられる。三次フォールドの例としては、エネルギー力の凝集または分離に起因して形成されるドメインおよび領域が挙げられる。このように形成される領域としては、疎水性および親水性ポケットなどが挙げられる。
本明細書において使用される場合、用語「ターン」は、それがタンパク質立体構造に関する場合、ペプチドまたはポリペプチドの骨格の方向を変更し、1、2、3、またはそれより多いアミノ酸残基を含み得る屈曲部を指す。
本明細書において使用される場合、用語「ループ」は、タンパク質を指す場合、ペプチドまたはポリペプチドの骨格の方向を反転させ、4つ以上のアミノ酸残基を含むペプチドまたはポリペプチドの構造的特徴部を指す。オリバ(Oliva)らは、少なくとも5つのクラスのタンパク質ループを同定している(オリバ,B.(Oliva,B.)ら著、「タンパク質ループの構造の自動分類(An automated classification of the structure of protein loops)」、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー(J Mol Biol)、1997年、第266巻(第4号)、p.814〜30)。
本明細書において使用される場合、用語「半ループ」は、タンパク質を指す場合、それが由来するループの少なくとも半数のアミノ酸残基を有する同定ループの部分を指す。ル
ープは、偶数のアミノ酸残基を常に含有し得ないことを理解されたい。したがって、ループが奇数のアミノ酸を含有し、または含むと同定された場合において、奇数ループの半ループは、ループの整数部分または次の整数部分(ループのアミノ酸の数/2+/−0.5個のアミノ酸)を含む。例えば、7アミノ酸ループと同定されたループは、3つのアミノ酸または4つのアミノ酸(7/2=3.5+/−0.5で3または4になる)の半ループを産生し得る。
本明細書において使用される場合、用語「ドメイン」は、タンパク質を指す場合、1つ以上の同定可能な構造または機能特徴または特性(例えば、結合能、タンパク質−タンパク質の相互作用についての部位として機能する)を有するポリペプチドのモチーフを指す。
本明細書において使用される場合、用語「半ドメイン」は、タンパク質を指す場合、それが由来するドメインの少なくとも半数のアミノ酸残基を有する同定ドメインの部分を指す。ドメインが偶数のアミノ酸残基を常に含有し得ないことを理解されたい。したがって、ドメインが奇数のアミノ酸を含有し、または奇数のアミノ酸を含むと同定された場合において、奇数ドメインの半ドメインは、ドメインの整数部分または次の整数部分(ドメインのアミノ酸の数/2+/−0.5個のアミノ酸)を含む。例えば、7アミノ酸ドメインと同定されたドメインは、3つのアミノ酸または4つのアミノ酸(7/2=3.5+/−0.5で3または4になる)の半ドメインを産生し得る。サブドメインがドメインまたは半ドメイン内で同定され得、これらのサブドメインは、それらが由来したドメインまたは半ドメインで同定された構造または機能特性の全て未満の構造または機能特性を有することも理解されたい。本明細書のドメインタイプのいずれかを含むアミノ酸は、ポリペプチドの骨格に沿って隣接している必要はない(すなわち、非隣接アミノ酸が構造的にフォールドしてドメイン、半ドメイン、またはサブドメインを産生し得る)ことも理解されたい。
本明細書において使用される場合、用語「部位」は、それがアミノ酸ベースの実施形態に関する場合、「アミノ酸残基」および「アミノ酸側鎖」と同義に使用される。部位は、本発明のポリペプチドベース分子内で改変、操作、変更、誘導体化、または変動され得るペプチドまたはポリペプチド内の位置を表す。
本明細書で使用される場合、用語「末端(termini)」または「末端(terminus)」、タンパク質を指す場合、ペプチドまたはポリペプチドの端部を指す。このような端部は、ペプチドまたはポリペプチドの最初のまたは最終部位のみに限定されるのではなく、末端領域中の付加アミノ酸も含み得る。本発明のポリペプチドベース分子は、N末端(遊離アミノ基(NH2)を有するアミノ酸により終結する)およびC末端(遊離カルボキシル基(COOH)を有するアミノ酸により終結する)の両方を有すると特徴決定することができる。本発明のタンパク質は、一部の場合において、ジスルフィド結合または非共有結合力(マルチマー、オリゴマー)により一緒になっている複数のポリペプチド鎖から構成される。これらの種類のタンパク質は、複数のN末端およびC末端を有する。あるいは、ポリペプチドの末端は、それらが場合により、非ポリペプチドベース部分、例えば、有機コンジュゲートから開始し、またはそれで終了するように改変することができる。
これらの特徴部のいずれかが本発明の分子の構成要素であると同定または定義されると、これらの特徴部のいくつかの操作および/または改変のいずれも、移動、交換、反転、欠失、ランダム化または複製により実施することができる。さらに、特徴部の操作が本発明の分子への改変と同一の結果をもたらし得ることを理解されたい。例えば、ドメインの欠失を含む操作は、核酸に全長分子未満をコードさせる改変と同じような分子の長さの変
更をもたらす。
改変および操作は、当技術分野において公知の方法、例えば、部位特異的変異誘発により達成することができる。次いで、得られる改変分子は、インビトロまたはインビボアッセイ、例えば、本明細書に記載のもの、または当技術分野において公知の任意の他の好適なスクリーニングアッセイを使用して活性について試験することができる。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、同位体である1つ以上の原子を含み得る。本明細書において使用される場合、用語「同位体」は、1つ以上の追加の中性子を有する化学元素を指す。一部の実施形態において、本発明の化合物は、重水素化することができる。本明細書において使用される場合、用語「重水素化する」は、物質中の1つ以上の水素原子を重水素同位体により置き換えるプロセスを指す。重水素同位体は、水素の同位体である。水素の核は1つの陽子を含有する一方、重水素の核は陽子および中性子の両方を含有する。本発明の化合物および/または組成物は、重水素化して1つ以上の物理的特性、例えば、安定性を変化させ、または診断および/もしくは実験用途における化合物および/もしくは組成物の使用を可能とすることができる。
コンジュゲートおよび組合せ
本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の同種または異種分子と複合体化させ、コンジュゲートさせ、または組み合わせることができることが本発明により企図される。本明細書において使用される場合、用語「同種分子」は、出発分子に対して構造または機能の少なくとも1つが類似する分子を指す一方、「異種分子」は、出発分子に対して構造または機能の少なくとも1つが異なるものである。したがって、構造的ホモログは、実質的に構造的に類似し得る分子である。一部の実施形態において、このようなホモログは同一であり得る。機能的ホモログは、実質的に機能的に類似し得る分子である。一部の実施形態において、このようなホモログは同一であり得る。
本発明の化合物および/または組成物は、コンジュゲートを含み得る。本発明のこのようなコンジュゲートとしては、天然存在物質またはリガンド、例えば、タンパク質(例えば、ヒト血清アルブミン(HSA:human serum albumin)、低密度リポタンパク質(LDL:low−density lipoprotein)、高密度リポタンパク質(HDL:high−density lopoprotein)、またはグロブリン);炭水化物(例えば、デキストラン、プルラン、キチン、キトサン、イヌリン、シクロデキストリンまたはヒアルロン酸);または脂質を挙げることができる。コンジュゲートは、組換えまたは合成分子、例えば、合成ポリマー、例えば、合成ポリアミノ酸、オリゴヌクレオチド(例えば、アプタマー)でもあり得る。ポリアミノ酸の例としては、ポリリジン(PLL)、ポリL−アスパラギン酸、ポリL−グルタミン酸、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、ポリ(L−ラクチド−co−グリコライド)コポリマー、ジビニルエーテル−無水マレイン酸コポリマー、N−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミドコポリマー(HMPA)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリウレタン、ポリ(2−エチルアクルリル(ethylacryllic)酸)、N−イソプロピルアクリルアミドポリマー、またはポリホスファジンを挙げることができる。ポリアミンの例としては、ポリエチレンイミン、ポリリジン(PLL)、スペルミン、スペルミジン、ポリアミン、シュードペプチド−ポリアミン、ペプチド模倣ポリアミン、デンドリマーポリアミン、アルギニン、アミジン、プロタミン、カチオン脂質、カチオンポルフィリン、ポリアミンの第4級塩、またはαヘリカルペプチドが挙げられる。
一部の実施形態において、コンジュゲートは、標的化基も含み得る。本明細書において使用される場合、用語「標的化基」は、所望の領域、組織、細胞および/またはタンパク
質への薬剤の局在化を容易にする薬剤に付着している官能基または部分を指す。このような標的化基としては、限定されるものではないが、細胞または組織標的化剤または基(例えば、レクチン、糖タンパク質、脂質、タンパク質、規定の細胞型、例えば、腎細胞または他の細胞型に結合する抗体)を挙げることができる。一部の実施形態において、標的化基は、チロトロピン、メラノトロピン、レクチン、糖タンパク質、サーファクタントプロテインA、ムチン炭水化物、多価ラクトース、多価ガラクトース、N−アセチル−ガラクトサミン、N−アセチル−グルコサミン、多価マンノース、多価フコース、グリコシル化ポリアミノ酸、多価ガラクトース、トランスフェリン、ビスホスホネート、ポリグルタメート、ポリアスパルテート、脂質、コレステロール、ステロイド、胆汁酸、ホレート、ビタミンB12、ビオチン、RGDペプチド、RGDペプチド模倣体またはアプタマーを含み得る。
一部の実施形態において、標的化基は、タンパク質、例えば、糖タンパク質、またはペプチド、例えば、コリガンド(co−ligand)についての特異的親和性を有する分子、または抗体、例えば、規定の細胞型、癌細胞、内皮細胞、もしくは骨細胞に結合する抗体であり得る。標的化基は、ホルモンおよび/またはホルモン受容体も含み得る。
一部の実施形態において、標的化基は、規定の受容体を標的化し得る任意のリガンドであり得る。例としては、限定されるものではないが、ホレート、GalNAc、ガラクトース、マンノース、マンノース−6−リン酸、アパタマー(apatamer)、インテグリン受容体リガンド、ケモカイン受容体リガンド、トランスフェリン、ビオチン、セロトニン受容体リガンド、PSMA、エンドセリン、GCPII、ソマトスタチン、LDL、およびHDLリガンドが挙げられる。一部の実施形態において、標的化基は、アプタマーである。このようなアプタマーは、非修飾であり得、または本明細書に開示の修飾の任意の組合せを含み得る。
さらに他の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、細胞浸透ポリペプチドに共有結合によりコンジュゲートさせることができる。一部の実施形態において、細胞浸透ペプチドは、シグナル配列も含み得る。一部の実施形態において、本発明のコンジュゲートは、増加した安定性、増加した細胞形質移入および/または変更された生体分布(例えば、規定の組織または細胞型に標的化)を有するように設計することができる。
一部の実施形態において、コンジュゲート部分は、それらがクリアランスのために標的への検出可能な標識の付着を可能とするように本発明の化合物および/または組成物に付加することができる。このような検出可能な標識としては、限定されるものではないが、ビオチン標識、ユビキチン、蛍光分子、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)、c−myc、ヒスチジン(His)、フラッグ、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)、V5(パラミクソウイルスのシミアンウイルス5エピトープ)、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、セイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)およびジゴキシゲニンが挙げられる。
一部の実施形態において、本発明の化合物は、抗体FcドメインとコンジュゲートさせてFc融合タンパク質を創成することができる。本明細書に記載の化合物のいずれかとのFc融合タンパク質の形成は、当技術分野において公知の任意の方法、例として、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許第5,116,964号明細書、米国特許第5,541,087号明細書および米国特許第8,637,637号明細書に記載のものにより実施することができる。本発明のFc融合タンパク質は、Fcヒンジ領域中のシステイン残基を介してIgG Fcのヒンジ領域に結合している本発明の化合物を含み得る。得られるFc融合タンパク質は、抗体様構造を含み得るが、C
ドメインも軽鎖も有さない。一部の場合において、Fc融合タンパク質は、天然抗体と同等の薬物動態プロファイルを含み得る。一部の場合において、本発明のFc融合タンパク質は、延長された循環中の半減期および/または変更された生物学的活性を含み得る。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、疾患および/または病態の治療において互いに、または他の分子と組み合わせることができる。
核酸
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、核酸分子によりコードさせることができる。このような核酸分子としては、限定されるものではないが、DNA分子、RNA分子、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、mRNA分子、ベクター、プラスミドなどが挙げられる。一部の実施形態において、本発明は、本発明の化合物および/または組成物をコードする核酸分子を発現するようにプログラムまたは生成された細胞を含み得る。
使用方法
本発明の方法は、1つ以上の生体系中の成長因子活性を改変する方法を含む。このような方法は、1つ以上の生体系を本発明の化合物および/または組成物と接触させることを含み得る。一部の場合において、これらの方法は、生体系中(例えば、細胞ニッチまたは対象中)の遊離成長因子のレベルを改変することを含む。このような方法による化合物および/または組成物としては、限定されるものではないが、生体分子、例として、限定されるものではないが、本明細書に記載の組換えタンパク質、タンパク質複合体および/または抗体を挙げることができる。
一部の実施形態において、本発明の方法は、成長因子活性を開始または増加させるために使用することができ、その方法は本明細書において「活性化法」と称される。一部のこのような方法は、GPCからの成長因子放出および/または潜在型GPCへの成長因子再会合の阻害を含み得る。一部の場合において、活性化方法は、抗体、組換えタンパク質および/またはタンパク質複合体の使用を含み得る。一部の活性化方法によれば、1つ以上の活性化抗体を提供する。このような方法において、1つ以上の成長因子を放出させ、またはGPCに戻るのを防止することができる。1つの非限定的な例において、成長因子およびGPC間の解離を向上させ、および/またはGPCの再形成を防止する抗LAP抗体を提供することができる。
本発明の実施形態は、抗LAPおよび/または抗LAP様ドメイン抗体を使用して成長因子活性を改変する方法を含む。一部の場合において、このような方法は、TGF−β活性化抗体としての抗TGF−β−LAP抗体の使用を含み得る。一部の場合において、このような抗体を使用し、および/または試験する方法は、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるツァン,M.(Tsang,M.)ら著、1995年、サイトカイン(Cytokine)、第7巻(第5号)、p.389〜97に教示の方法のいずれかを含み得る。
一部の実施形態において、本発明の方法は、成長因子活性を低減させ、または排除するために使用することができ、その方法は本明細書において「阻害方法」と称される。一部のこのような方法は、GPC中の成長因子保持および/または潜在型GPCへの成長因子の再会合の促進を含み得る。一部の場合において、阻害方法は、抗体の使用を含み得る。
治療薬
一部の実施形態において、本発明の組成物および方法は、広範な疾患、障害および/または病態を治療するために使用することができる。一部の場合において、このような疾患、障害および/または病態は、TGF−β関連徴候であり得る。本明細書において使用さ
れる場合、用語「TGF−β関連徴候」は、TGF−βファミリーメンバータンパク質の発現、活性および/もしくは代謝に関連する任意の疾患、障害および/もしくは病態、または1つ以上のTGF−βファミリーメンバータンパク質の活性および/もしくはレベルのモジュレーションから利益を受け得る任意の疾患、障害および/もしくは病態を指す。TGF−β関連徴候としては、限定されるものではないが、線維症、加齢の貧血、癌(例として、限定されるものではないが、大腸癌、腎癌、乳癌、悪性黒色腫および膠芽細胞腫)、化学療法後の急速な造血の助長、骨治癒、内皮増殖症候群、喘息およびアレルギー、胃腸管疾患、大動脈瘤、オーファン徴候(例えば、マルファン症候群およびカムラチ・エンゲルマン病)、肥満、糖尿病、関節炎、多発性硬化症、筋ジストロフィー、筋委縮性側索硬化症(ALS:amyotrophic lateral sclerosis)、パーキンソン病、骨粗しょう症、骨関節炎、骨減少症、メタボリックシンドローム、栄養障害、器官萎縮、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、および食欲不振を挙げることができる。追加の徴候としては、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2013/0122007号明細書、米国特許第8,415,459号明細書または国際公開第2011/151432号パンフレットに開示のもののいずれかを挙げることができる。
疾患の治療または良化の効力は、例えば、疾患進行、疾患寛解、症状重症度、疼痛の低減、クオリティオブライフ、治療効果を持続するために要求される医薬の用量、疾患マーカのレベルまたは治療もしくは予防のために標的化される所与の疾患に適切な任意の他の計測可能なパラメータを計測することにより評価することができる。このようなパラメータのいずれか1つ、またはパラメータの任意の組合せを計測することにより治療または予防の効力をモニタリングすることは、十分に当業者の能力の範囲内である。本発明の組成物の投与に関連して、例えば、癌「に対して有効」は、臨床的に適切な様式の投与が少なくとも統計的に有意な患者の割合についての利益的効果、例えば、症状の改善、治癒、疾患負荷の低減、腫瘍量もしくは細胞数の低減、寿命延長、クオリティオブライフの改善、または特定のタイプの癌の治療に精通する医師により一般に好影響として認識される他の効果をもたらすことを示す。
治療または予防的効果は、疾患状態の1つ以上のパラメータの統計的に有意な改善が存在する場合に、または他の場合に予想される症状の悪化もしくは発達の停止により証明される。一例として、疾患の計測可能なパラメータの少なくとも10%の好ましい変化、好ましくは、少なくとも20%、30%、40%、50%またはそれより多い変化が、有効な治療を示し得る。本発明の所与の化合物または製剤についての効力は、当技術分野において公知の所与の疾患についての実験動物モデルを使用して判断することもできる。実験動物モデルを使用する場合、治療の効力は、統計的に有意な変化が観察される場合に証明される。
線維症のための治療薬
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、線維症の変更に有用であり得る。一部の実施形態において、このような化合物および/または組成物は、TGF−βのアンタゴニストである。TGF−βは、線維症応答の中心的なオーケストレータとして認識される。TGF−βを標的化する抗体は、多数の前臨床モデルにおいて線維症を減少させる。このような抗体および/または抗体ベース化合物としては、LY2382770(イーライ・リリー(Eli Lilly)、インディアナポリス、インディアナ)が挙げられる。それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許第6,492,497号明細書、米国特許第7,151,169号明細書および米国特許第7,723,486号明細書ならびに米国特許出願公開第2011/0008364号明細書に記載のものも含まれる。
線維症は、多くのタイプの組織破壊疾患の続発症としてよく見られる。通常、組織中のニッチを占有する分化細胞、前駆または幹細胞の破壊により新たな空間が創成される場合、デフォルト経路は、空の空間中の満たすための結合組織細胞、例えば、線維芽細胞の増殖であると考えられる。これに、組織の瘢痕化および永続的な消失をもたらす細胞外マトリックス構成成分、例として、コラーゲンの産生が伴う。
線維症の異なる態様は、その慢性性であり、それは、実質細胞の基礎となる破壊が終結され、または細胞が幹細胞プールにより、もしくは移植により置き換えられるまで継続治療を要求し得る。線維症は、反転させるよりも停止させることがかなり容易であると考えられている。TGF−βファミリーは、線維芽細胞の成長および細胞外マトリックス構成成分、例として、コラーゲンの産生の調節において中心的に重要である。インテグリンαβおよびαβ(およびおそらくαβ)は、TGF−β1および3の活性化に関与し得る。インテグリンVLA−1は、コラーゲンについての受容体であり、それらの活性化の後にのみリンパ球上で発現され、線維症疾患の発生に強力に関与する。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、線維症を阻害するためにTGF−βのインテグリンαβ、αβおよびαβ活性化を遮断するように設計される。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、GPCおよびLTBP間の相互作用部位を標的化する一方、GPCおよびGARP間の相互作用部位に影響を与えないように設計される。本発明のこのような化合物および/または組成物は、阻害抗体として作用し得、成長因子シグナリングを防止し、線維症を阻害する。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、TGF−β1、2および3またはそれらのキメラ抗原の1つ以上を標的化するように設計される。
本発明の化合物および/または組成物を治療的に使用することができる線維症徴候としては、限定されるものではないが、肺徴候[例えば、特発性肺線維症(IPF:Idiophatic Pulmonary Fibrosis)、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、アレルギー性喘息、急性肺損傷、好酸球性食道炎、肺動脈高血圧症および化学ガス損傷]、腎臓徴候[例えば、糖尿病性糸球体硬化症、巣状分節状糸球体硬化症(FSGS:Focal segmental glomeruloclerosis)、慢性腎疾患、腎移植および慢性拒絶に伴う線維症、IgA腎症および溶血性尿毒症症候群]、肝線維症[例えば、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH:Non−alcoholic steatohepatitis)、慢性ウイルス肝炎、寄生虫血症、先天性の代謝異常、毒素媒介性線維症、例えば、アルコール線維症、非アルコール性脂肪性肝炎−肝細胞癌(NASH−HCC:Non−alcoholic steatohepatitis−hepatocellular carcinoma)、原発性胆汁性肝硬変および硬化性胆管炎]、心血管線維症(例えば、心筋症、肥大性心筋症、アテローム性動脈硬化症および再狭窄)、全身性硬化症、皮膚線維症(例えば、全身性硬化症における皮膚線維症、びまん性皮膚全身性硬化症、強皮症、病理学的な皮膚瘢痕化、ケロイド、術後瘢痕化、瘢痕形成術、放射線誘導性瘢痕化および慢性創傷)および癌または続発性線維症(例えば、骨髄線維症、頭頸部癌、M7急性巨核芽球性白血病および粘膜炎)が挙げられる。本発明の化合物および/または組成物を使用して治療することができる線維症に関連する他の疾患、障害または病態としては、限定されるものではないが、マルファン症候群、スティフ皮膚症候群、強皮症、関節リウマチ、骨髄の線維症、クローン病、潰瘍性大腸炎、全身性エリテマトーデス、筋ジストロフィー、デュピュイトラン拘縮、カムラチ・エンゲルマン病、神経瘢痕化、増殖性硝子体網膜症、角膜損傷、緑内障ドレナージ術後の合併症および多発性硬化症が挙げられる。
線維症の変更についての本発明の化合物および/または組成物の効力の決定において有用なアッセイとしては、限定されるものではないが、線維芽細胞をカウントする組織学的
アッセイおよび当技術分野において公知の基本的な免疫組織化学分析が挙げられる。
動物モデルも、線維症の変更における本発明の化合物および/または組成物の効力の分析に利用可能である。このような分析に有用な動物線維症モデルの例としては、例えば、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるシェーファ,D.W.(Schaefer,D.W.)ら著、2011年、ヨーロピアン・レスピラトリー・レビュー(Eur Respir Rev)、第20巻、第120号、p.85〜97により教示されるもののいずれかを挙げることができる。このようなモデルとしては、限定されるものではないが、その刊行物の表1に記載のもの、例として、肺モデル、腎モデル、肝モデル、心血管モデルおよび/またはコラーゲン誘導モデルを挙げることができる。シェーファ(Schaefer)らは、線維症の治療におけるピルフェニドンの使用も教示している。一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、ピルフェニドンとの組合せで使用することができる。
一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、肺線維症の治療において使用することができる。肺線維症モデルを、本発明の化合物および/または組成物の開発および/または試験において使用することができる。肺線維症モデルとしては、ブレオマイシン誘導肺損傷モデルおよび/または慢性ブレオマイシン誘導肺損傷モデルを挙げることができる。ブレオマイシン誘導肺損傷モデルは、シェーファ(Schaefer)ら、およびさらにはホラン(Horan)ら(ホラン,G.S.(Horan G.S.)ら著、2008年、アメリカン・ジャーナル・オブ・レスピラトリー・アンド・クリティカル・ケア・メディシン(Am J Respir Crit Care Med)、第177巻(第1号)、p.56〜65、イーパブ(Epub)、2007年10月4日、それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)により記載されているとおり実施することができる。ホラン(Horan)の研究によれば、SV129マウスをブレオマイシンに気管曝露させ、肺線維症の発生をもたらす。このモデルについて、腹腔内注射を介して潜在的な治療薬を投与する一方、検視肺組織または気管支肺胞洗浄液回収物を線維症活性の指標としてのヒドロキシプロリンのレベルについてアッセイすることができる。同一の技術を使用して、コラーゲンIα2遺伝子プロモータによりドライブされるルシフェラーゼレポータ遺伝子を担持するマウスを、そのモデルにおいて使用することができ、その結果、コラーゲン遺伝子誘導に応じたルシフェラーゼ活性アッセイにより線維症活性を決定することができる。追加のブレオマイシン誘導肺モデルは、スラル(Thrall)ら(スラル,R.S.(Thrall、R.S.)ら著、1979年、アメリカン・ジャーナル・オブ・パソロジー(Am J Pathol)、第95巻、p.117〜30、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)により記載されるものにより実施することができる。追加の肺モデルとしては、マウス喘息モデルを挙げることができる。気道リモデリング(肺線維症)は、慢性喘息を有する対象において深刻な問題であり得る。喘息モデルとしては、ニアルズ(Nials)ら(ニアルズ,A.T.(Nials,A.T.)ら著、2008年、ディジーズ・モデルズ・アンド・メカニズムズ(Disease Models and Mechanisms)、第1巻、p.213〜20、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)により記載されるもののいずれかを挙げることができる。慢性閉塞性肺疾患(COPD)のモデルを使用することができる。このようなモデルとしては、ブラホス(Vlahos)ら(ブラホス,R.(Vlahos,R.)ら著、2014年、クリニカル・サイエンス(Clin Sci)、第126巻、p.253〜65、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)により記載のもののいずれかを挙げることができる。喫煙による肺気腫のモデルを使用することができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるマ(Ma)ら著、2005年、ジャーナル・オブ・クリニカル・インベスティゲーション(J Clin Invest)、第115巻、p.3460〜72に記載のとおり実施することができる。慢性肺線維症のモデルを使用するこ
とができる。げっ歯類におけるこのようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるロバーツ,S.N.(Roberts,S.N.)ら著、1995年、ジャーナル・オブ・パソロジー(J Pathol)、第176巻(第3号)、p.309〜18に記載の気管内フルオレセインイソチオシアネート(FITC:fluorescein isothiocyanate)点滴モデルにより実施することができる。アスベストおよびシリカ誘導肺損傷のモデルを使用することもできる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるコイン,P.G.(Coin,P.G.)ら著、1996年、アメリカン・ジャーナル・オブ・レスピラトリー・アンド・クリティカル・ケア・メディシン(Am J Respir Crit Care Med)、第154巻(第5号)、p.1511〜9に記載のとおり実施することができる。一部の場合において、肺放射線照射のモデルを使用することができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるポーラン,J.(Pauluhn,J.)ら著、2001年、トキシコロジー(Toxicology)、第161巻、p.153〜63に記載のとおり実施することができる。一部の場合において、ホルボールミリステートアセテート(PMA)誘導肺損傷モデルを使用することができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるテイラー,R.G.(Taylor,R.G.)ら著、1985年、ラボラトリー・インベスティゲーション(Lab Invest)、第52巻(第l号)、p.61〜70に記載のとおり実施することができる。
本発明の化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するために腎線維症モデルを利用することができる。一部の実施形態において、腎線維症の十分確立されたモデルの片側尿管閉塞(UUO:ureteral obstruction)モデルを使用することができる。このモデルにおいて、マウスを近位尿管結紮に供する。数時間から数日間の期間後、結紮により遮断された領域中で線維症を試験する(マ,L.J.(Ma,L.J.)ら著、2003年、アメリカン・ジャーナル・オブ・パソロジー(American Journal of Pathology)、第163巻(第4号)、p.1261〜73、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。一例において、この方法は、メング,X.M.(Meng,X.M.)ら(メング,X.M.(Meng、X.M.)ら著、「Smad2は、TGF−β/Smad3媒介腎線維症を保護する(Smad2 Protects against TGF−beta/Smad3−Mediated Renal Fibrosis)」、ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ソサエティ・オブ・ネフロロジー(J Am Soc Nephrol)、2010年9月、第21巻(第9号)、p.1477〜87、イーパブ(Epub)2010年7月1日)により利用されて腎線維症におけるSMAD−2の役割が試験された。SMAD−2は、TGF−β細胞シグナリング経路の細胞内メンバーである。一部の場合において、シクロスポリンA誘導腎症モデルを使用することができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるリング,H.(Ling,H.)ら著、2003年、ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ソサエティ・オブ・ネフロロジー(J Am Soc Nephrol)、第14巻、p.377〜88に記載のとおり実施することができる。一部の場合において、アルポート症候群の腎モデルを使用することができる。アルポート症候群試験においてコラーゲンIIIノックアウトを有するトランスジェニックマウスを使用することができる。これらのマウスは、それらの腎中で進行性線維症を発症する。アルポート症候群モデルは、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるコェプケ,M.L.(Koepke,M.L.)ら著、2007年、ネフロロジー・ダイアリシス・トランスプランテーション(Nephrol Dial Transplant)、第22巻(第4号)、p.1062〜9および/またはハーム,K.(Hahm,K.)ら著、2007年、アメリカン・ジャーナル・オブ・パソロジー(Am J Pathol)、第170巻(第1号)、p.110〜5に記載のとおり実施することができる。
一部の場合において、心血管線維症徴候の治療のための本発明の化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するために心血管線維症のモデルを使用することができる。一部の場合において、血管損傷モデルを使用することができる。このようなモデルとしては、バルーン損傷モデルを挙げることができる。一部の場合において、これらは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるスミス(Smith)ら著、1999年、サーキュレーション・リサーチ(Circ Res)、第84巻(第10号)、p.1212〜22に記載のとおり実施することができる。このモデルにおけるTGF−βの遮断は、新生内膜形成を遮断することが示された。したがって、本発明のTGF−β阻害抗体を使用して新生内膜形成を低減させ、および/または遮断することができる。
一部の実施形態において、肝線維症徴候の治療のための本発明の化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するために肝線維症のモデルを使用することができる。肝モデルとしては、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるイレダール,J.P.(Iredale,J.P.)著、2007年、ジャーナル・オブ・クリニカル・インベスティゲーション(J Clin Invest)、第117巻(第3号)、p.539〜48に記載のもののいずれかを挙げることができる。これらとしては、限定されるものではないが、表1および/または2に列記のモデルのいずれかが挙げられる。一部の場合において、肝モデルとしては、四塩化炭素誘導肝線維症モデルを挙げることができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるフジイ,T.(Fujii,T.)ら著、2010年、BMCガストロエンテロロジー(BMC Gastroenterology)、第10巻、p.79に記載の方法により実施することができる。
一部の実施形態において、線維症創傷徴候の治療のための本発明の化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するために創傷治癒のモデルを使用することができる。創傷モデルとしては、慢性創傷モデルを挙げることができる。
一部の場合において、GI関連線維症の治療のための本発明の化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するためにGI損傷関連線維症のモデルを使用することができる。このような損傷モデルとしては、限定されるものではないが、2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)誘導大腸炎モデルを挙げることができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるシャイフェル,F.(Scheiffele,F.)ら著、2002年、カレント・プロトコル・イン・イムノロジー(Curr Protoc Immunol)、第15章、第15.19部に記載のとおり実施することができる。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、骨髄の線維症に関連する疾患、障害および/または病態を治療するために使用することができる。一部の場合において、そのような化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するために骨髄の線維症モデルを使用することができる。モデルとしては、ラコウト,C.(Lacout,C.)ら著、2006年、ブラッド(Blood)、第108巻(第5号)、p.1652〜60に記載の骨髄細胞養子移植モデルおよびトランスジェニックマウスモデル、例として、限定されるものではないが、ヴァンヌッキ,A.M.(Vannucchi,A.M.)ら著、2002年、ブラッド(Blood)、第100巻(第4号)、p.1123〜32(それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)に記載のモデルを挙げることができる。さらなるモデルとしては、トロンボポエチン誘導骨髄線維症のモデルを挙げることができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるチャグラウイ,H.(Chagraoui,H.)ら著、2002年、ブラッド(Blood)、第100巻(第10号)、p.34
95〜503に記載のとおり実施することができる。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、筋ジストロフィー(MD:muscular dystrophy)、例として、限定されるものではないが、デュシェンヌ型MDおよびベッカー型MDに関連する疾患、障害および/または病態を治療するために使用することができる。一部の場合において、そのような化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するためにMDモデルを使用することができる。このようなモデルとしては、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるセコ,E.(Ceco,E.)ら著、2013年、フェデレーション・オブ・ヨーロピアン・バイオケミカル・ソサエティズ・ジャーナル(FEBS J)、第280巻(第17号)、p.4198〜209に記載のものを挙げることができる。
本発明の化合物および/または組成物は、一部の場合において、1つ以上の線維症徴候の治療のための1つ以上の他の治療薬と組み合わせることができる。このような他の治療薬の例としては、限定されるものではないが、LPA1受容体アンタゴニスト、リジルオキシダーゼ2阻害剤、ヘッジホッグ阻害剤、IL−3/IL−4阻害剤、CTGF阻害剤、抗αβ抗体および抗IL−13抗体を挙げることができる。
一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、TGF−β成長因子活性を増加させて線維症を促進して線維症が有利であり得る疾患、障害および/または病態を治療するように設計される。このような化合物としては、活性化抗体を挙げることができる。
骨髄線維症のための治療薬
骨髄線維症は、骨髄幹細胞中の突然変異により引き起こされる慢性血液癌である。疾患は、正常血液細胞を作製する能力の損害を特徴とする。患者は、脾腫および肝腫大を発症し、過剰の線維症が骨髄中で生じる。骨髄増殖性新生物(MPN:Myeloproliferative neoplasm)は、異なる臨床的特性を有する3つの関連タイプの骨髄線維症:原発性骨髄線維症(PMF:primary myelofibrosis)、本態性血小板血症および真性赤血球増加症の集合的名称である。3つ全ては、JAK−STAT細胞シグナリング経路の過剰活性シグナリングを有する(内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるクランプフィ(Klampfi)ら著、2013年、ニュー・イングランド・ジャーナル・オブ・メディシン(NEJM)、第369巻、p.2379〜90)。原発性骨髄線維症(PMF)は、血管新生、レチクリンおよびコラーゲン線維症の増加を特徴とする。疾患が進行するにつれ、破骨細胞の数が増加し、骨髄が吸引不能になる。PMFの一部の線維症は、幹細胞移植(SCT:stem cell transplantation)により反転させることができる。真性赤血球増加症を有する個体の98%が、過剰活性JAK−STATシグナリングをもたらす突然変異JAK2を有する。
MPNのための現在の治療薬としては、同種造血細胞移植(HCT:hematopoietic cell transplantation)およびヤヌスキナーゼ(JAK:Janus kinase)阻害が挙げられる。同種HCTは、最大10%の致死性ならびにグラフト不全および重大な副作用および毒性を伴う。JAK阻害療法は、MPNを治療するために2011年に承認されたJAK2の小分子阻害剤ルキソリチニブ(Rux)の使用を含む。Ruxは、インサイト・ファーマシューティカルズ(Incyte pharmaceuticals)(ウィルミントン、デラウェア)およびノバルティス(Novartis)(バーゼル、スイス)によりJAKAFI(登録商標)およびJAKAVI(登録商標)の名称で市販されている。Ruxは、脾腫および肝腫大を改善し得るが、治癒性でなく、一部の試験は、それほど利益を示さない(内容が参照により全体と
して本明細書に組み込まれるオデニケ,O.(Odenike,O.)著、2013年、ヘマトロジー(Hematology)、2013年(第l号)、p.545〜52)。
一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、骨髄増殖性障害、例として、限定されるものではないが、原発性骨髄線維症、二次骨髄線維症、本態性血小板血症、真性赤血球増加症、特発性骨髄線維症および慢性骨髄白血病を治療するために使用することができる。一部の場合において、治療は、骨髄線維症のための1つ以上の公知の治療法、例として、限定されるものではないが、同種HCT、JAK阻害、TGF−β1、2および3を遮断するためのフレソリムマブ(GC1008;ジェンザイム(Genzyme)、ケンブリッジ、マサチューセッツ)治療(内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるマスカレンハス,J.(Mascarenhas,J.)ら著、2014年、ロイケミア・アンド・リンフォーマ(Leukemia and Lymphoma)、第55巻、p.450〜2)、リジルオキシダーゼ活性およびコラーゲン架橋を遮断するためのシムツズマブ(ギリード・バイオサイエンシズ(Gilead Biosciences)、フォスターシティ、カリフォルニア)治療ならびに制御性マクロファージを刺激し、骨髄線維芽細胞を阻害するためのペントラキシン−2(プロメディオール(Promedior)、レキシントン、マサチューセッツ)治療との組合せで実施することができる。一部の場合において、骨髄線維症の治療向けの本発明のそのような化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するために骨髄増殖性障害のモデルを使用することができる。モデルとしては、ラコウト,C.(Lacout,C.)ら著、2006年、ブラッド(Blood)、第108巻(第5号)、p.1652〜60に記載の骨髄細胞養子移植モデルおよびトランスジェニックマウスモデル、例として、限定されるものではないが、ヴァンヌッキ,A.M.(Vannucchi,A.M.)ら著、2002年、ブラッド(Blood)、第100巻(第4号)、p.1123〜32(それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)に記載のモデルを挙げることができる。骨髄線維症モデルとしては、トロンボポエチン誘導骨髄線維症を挙げることができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるチャグラウイ,H.(Chagraoui,H.)ら著、2002年、ブラッド(Blood)、第100巻(第10号)、p.3495〜503に記載のとおり実施することができる。TGF−β1は、このモデルにより線維症の主アゴニストであることが示されている。さらなる骨髄線維症モデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるムラリー,A.(Mullally,A.)ら著、2010年、キャンサー・セル(Cancer Cell)、第17巻、p.584〜96に記載のとおり実施することができる。
瘢痕化および創傷治癒のための治療薬
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、創傷治癒および/または瘢痕形成の変更において有用であり得る。一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、適正な創傷治癒(例として、限定されるものではないが、慢性創傷)を確保し得る。一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、瘢痕形成の低減、治療およびまたは予防に使用することができる。このような化合物および/または組成物は、抗TGF−β抗体を含み得る。一部の場合において、創傷の治癒を促進するためにTGF−β活性化抗体を使用することができる。
鉄代謝の障害のための治療薬
一部の実施形態において、本発明の方法、化合物および/または組成物は、鉄代謝の障害を治療するために使用することができる。このような障害としては、低減した鉄レベルを含む障害(例えば、貧血)または上昇した鉄レベルを含む障害(例えば、ヘモクロマトーシス)を挙げることができる。BMP−6およびヘモジュベリンは、相互作用してヘプシジン発現をモジュレートする。本明細書に開示の一部の方法、化合物および/または組
成物は、ヘプシジンレベルを変更するために使用することができ、それにより体内鉄レベルを調節する。
本発明の一部の実施形態は、ヘプシジンアゴニストまたはヘプシジンアンタゴニストを含み得る。ヘプシジンアゴニストは、ヘプシジンの発現および/または生理学的作用を活性化または促進し得る。このようなアゴニストは、低いヘプシジンレベルおよび/または活性に起因して鉄過剰負荷の治療または予防において有用であり得る。一部の場合において、アゴニストは、既に罹患される鉄過剰負荷を反転させ得ないが、組織の鉄損傷を縮小させ得る。本発明の一部のヘプシジンアゴニストは、BMP−6/ヘモジュベリンシグナリングの活性化および/または向上を介してヘプシジンの産生を上昇させ得る。
ヘプシジンアンタゴニストは、ヘプシジンの発現および/または生理学的作用を遮断し、または低減させ得る。このようなアンタゴニストは、高いヘプシジンレベルに起因する鉄欠乏の場合において有用であり得る。一部の実施形態において、本発明のヘプシジンアンタゴニストは、ヘモジュベリンを介するBMP−6シグナリングを破壊する抗体を含み得る。
貧血は、赤血球および/またはヘモグロビン数の減少に伴う病態および/または疾患である。本発明の化合物および/または組成物は、貧血の治療において有用であり得る。このような貧血としては、炎症による貧血(AI:anemia of inflammation)とも称される慢性疾患の貧血(ACD:anemia of chronic
disease)を挙げることができる。ACDを有する対象は、関節リウマチ、癌、感染などに起因する慢性腎不全または急性炎症を罹患し得る。ACDを罹患する対象は、典型的には、上昇したレベルのヘプシジンおよび低下した赤血球生成を含む。サス(Sasu)ら(サス(Sasu)ら著、2010年、ブラッド(Blood)、第115巻(第17号)、p.3616〜24)による研究において、ヘプシジンについての高い親和性を有する抗体が炎症のマウスモデルにおけるネズミ貧血の治療において有効であった。この研究により、最も有効な治療は、抗体を赤血球生成刺激剤(ESA)と組み合わせることを含むことが見出された。したがって、本発明の一部の化合物および/または組成物は、ESAとの組合せで使用して効力を増加させることができる。ACDの治療に試験されている現在の抗ヘプシジン抗体としては、Ab12B9(アムジェン(Amgen)、サウザンドオークス、カリフォルニア)およびLY2787106(イーライ・リリー(Eli Lilly)、インディアナポリス、インディアナ)が挙げられる。FG4592(フィブロジェン(FibroGen)、サンフランシスコ、カリフォルニア)は、貧血を治療するために現在も使用される低酸素誘導因子(HIF)の小分子阻害剤である。
一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、胃バイパス術に伴う鉄欠乏性貧血(IDA:iron deficienty anemia)および/または炎症性腸疾患(IBD:inflammatory bowel disease)を有する対象を治療するために使用することができる。胃バイパス術により、対象は近位胃嚢および十二指腸のバイパスに起因して鉄を代謝する能力が低減したままとなる(ワーシュ(Warsh)ら、2013年、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。IBD患者は、腸内血液損失に起因する鉄欠乏および炎症に起因する吸収の減少を罹患することが多い。
本発明の一部の化合物および/または組成物は、鉄剤不応性鉄欠乏性貧血(IRIDA)を罹患する対象を治療するために使用することができる。IRIDAは、酵素マトリプターゼ−2の異常により引き起こされる遺伝子疾患である(デファルコ,L.(De Falco,L.)ら、2013年、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。膜貫通セリンプロテアーゼのマトリプターゼ−2は、重要なヘプシジン調節因子
である。マトリプターゼ−2は、ヘモジュベリンを酵素的に開裂し得る。異常マトリプターゼ−2活性を有する対象は、分解の欠落に起因する上昇したレベルのヘモジュベリンを有し、したがって、ヘプシジン発現は高いままであり、鉄レベルは低減する。疾患の特徴としては、限定されるものではないが、小球性低色素性貧血、トランスフェリンの低い飽和および正常から高いレベルのヘプシジンが挙げられる。IRIDAを有する一部の対象は、生後直後に診断されるが、多くは成人期まで診断されない。本明細書に記載の治療は、IRIDAに伴う不規則なヘプシジンレベルをモジュレートするために使用することができる。
鉄過剰負荷貧血は、輸血の結果として生じ得る。輸血された血液に伴う過剰鉄は、天然には分泌され得ず、除去のための追加の治療、例えば、キレート療法を要求する。このような治療法は、一般に、十分忍容されず、多くの副作用を含み得る。したがって、新たな、より良好な忍容される治療法が臨床的に必要とされる。追加の治療法としては、輸血非依存性サラセミア(NTDT)症候群を有する10歳以上の患者の治療のためのエックスジェード(EXJADE)(登録商標)が挙げられる。TGF−βスーパーファミリーメンバーを遮断するリガンドトラップACE−536も含まれる。エックスジェード(EXJADE)およびACE−536の両方が、赤血球生成を上昇させることが公知である。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、鉄過剰負荷を制御するために使用することができる。一部のこのような実施形態は、鉄を実質から、鉄がより良好に忍容されるマクロファージに再分布させるように機能し得る。一部の場合において、これはヘプシジンレベルの上昇を介して実施することができる。ガーデンジ(Gardenghi)ら(ガーデンジ(Gardenghi)ら著、2010年、ジャーナル・オブ・クリニカル・インベスティゲーション(JCI)、第120巻(第12号)、p.4466〜77)による研究において、ネズミヘプシジンの過剰発現は、β−サラセミアのマウスモデルおよびヘモクロマトーシスのマウスモデルにおいてヘモグロビンレベルを増加させ、鉄過剰負荷を減少させ得た(ヴィアッテ(Viatte)ら著、2006年、ブラッド(Blood)、第107巻、p.2952)。
循環中のGDF−15レベルは、ヘプシジンレベルと負に相関することが見出され、このことは、鉄負荷および/または代謝におけるGDF−15についての役割を示唆する(フィンケンシュテッド(Finkenstedt)ら著、2008年、ブリティッシュ・ジャーナル・オブ・ヘマトロジー(British Journal of Haematology)、第144巻、p.789〜93、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。GDF−15をコードする遺伝子の転写は、ストレスおよび/または低酸素条件下で上方調節させることができる。一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、GDF−15シグナリング活性を変更することにより鉄障害および/または貧血を罹患する対象を治療するために使用することができる。このような化合物および/または組成物は、GDF−15GPCを安定化もしくは脱安定化し得、またはGDF−15および1つ以上の補因子間の1つ以上の相互作用のモジュレーションを介して安定化もしくは脱安定化し得る抗体を含み得る。
ヘモクロマトーシスは、食事に含まれる鉄の過剰吸収に起因する鉄過剰負荷を特徴とする疾患である。遺伝性ヘモクロマトーシス(HH:hereditary hemochromatosis)において、この過剰負荷は、両親からのHFE遺伝子の共通の常染色体劣性コピーの遺伝的形質により引き起こされる。このような場合において、鉄は血漿中ならびに器官および組織、例として、限定されるものではないが、膵臓、肝臓および皮膚中に過剰負荷され得、鉄沈着により引き起こされる損傷をもたらす(ツッシング−ハンフレイズ(Tussing−Humphreys)ら、2013年)。HHのための現在の治療法としては、年に複数回の静脈切開術を挙げることができる。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、対象の鉄レベルをモジュレートすること
によりHHを治療するために使用することができる。
ヘプシジン(HAMP)および/またはヘモジュベリン(HFE2)遺伝子の突然変異は、若年性ヘモクロマトーシスとして公知のヘモクロマトーシスの重度の形態を担う(ロエット(Roetto)ら、2003年;パパニコラウオウ(Papanikolauou)ら、2004年)。若年性ヘモクロマトーシスに関連するヘモジュベリンの一部の突然変異は、タンパク質のミスフォールディングをもたらし、細胞からのヘモジュベリン分泌を低減させ、したがって、全ヘモジュベリンシグナリング活性を減少させる。他の突然変異は、他のシグナリング分子とのヘモジュベリン相互作用に影響する。突然変異G99Rを含むヘモジュベリンは、例えば、BMP−2に結合し得ない。突然変異L101Pを含むヘモジュベリンは、BMP−2ともネオゲニンとも会合し得ない。本発明の一部の治療実施形態は、ヘモジュベリンシグナリングのモジュレーションを含み得る。
化学療法の間、癌性細胞の成長および拡散を防止するために細胞分裂を一時的に停止させる。不所望な副作用は、骨髄細胞の活性細胞分裂に依存する赤血球細胞の損失である。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、化学療法に関連する貧血を治療するために使用することができる。
一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、本明細書に記載の治療薬のいずれかと組み合わせて効力を増加させることができる。
貧血、血小板減少症および好中球減少症のための治療薬
化学療法の間、癌性細胞の成長および拡散を防止するために細胞分裂を一時的に停止させる。不所望な副作用は、骨髄細胞の活性細胞分裂に依存する赤血球、血小板および白血球の損失である。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、貧血(赤血球の損失)、血小板減少症(血小板数の減少)および/または好中球減少症(好中球数の減少)を罹患する患者を治療するように設計することができる。
癌のための治療薬
本発明の化合物および/または組成物により種々の癌を治療することができる。本明細書において使用される場合、用語「癌」は、周囲組織に侵入し、新たな体内部位に転移する傾向がある未分化細胞の増殖を特徴とする種々の悪性新生物のいずれかを指し、そのような悪性新生物成長を特徴とする病理学的状態も指す。癌は、腫瘍または血液学的悪性腫瘍であり得、それとしては、限定されるものではないが、全てのタイプのリンパ腫/白血病、癌腫および肉腫、例えば、肛門、膀胱、胆管、骨、脳、乳房、頸部、結腸/直腸、子宮内膜、食道、眼、胆嚢、頭頸部、肝臓、腎臓、咽頭、肺、縦隔(胸部)、口腔、卵巣、膵臓、陰茎、前立腺、皮膚、小腸、胃、脊髄、尾骨、睾丸、甲状腺および子宮中に見出されるそれらの癌または腫瘍が挙げられる。
癌において、TGF−βは、成長促進または成長阻害のいずれかであり得る。一例として、膵癌において、SMAD4野生型腫瘍は、TGF−βに応答して成長の阻害が認められ得るが、疾患が進行するにつれ、構成的に活性化されるII型受容体が典型的に存在する。さらに、SMAD4ヌル膵癌が存在する。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の形態の癌においてユニークに機能するTGF−βシグナリング経路の構成要素を選択的に標的化するように設計される。白血病、または白血球細胞、すなわち、白血球の異常増殖を特徴とする血液もしくは骨髄の癌は、4つの主要な分類に分類することができ、それとしては、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ球性白血病(CLL)、急性骨髄性白血病または急性骨髄白血病(AML)(10および11番染色体[t(10、11)]、8および21番染色体[t(8;21)]、15および17番染色体[t(15;17)]間の転座、ならびに16番染色体中の反転[inv(16)]を有するAML;多分化異形成を有するAML、それとしては、過去
に骨髄異形成症候群(MDS)またはAMLに変形する骨髄増殖性疾患を有した患者が挙げられる;治療関連のAMLおよび骨髄異形成症候群(MDS)、そのカテゴリーとしては、過去に化学療法および/または放射線を有し、続いてAMLまたはMDSを発症する患者が挙げられる;d)特にカテゴリー化されないAML、それとしては、上記のカテゴリーに入らないAMLのサブタイプが挙げられる;ならびにe)系統不詳の急性白血病、白血病細胞を骨髄細胞ともリンパ腫細胞とも分類することができない場合、または両方の細胞型が存在する場合に生じる);ならびに慢性骨髄性白血病(CML:Chronic
myelogenous leukemia)が挙げられる。
このタイプの癌腫としては、限定されるものではないが、乳頭腫/癌腫、絨毛腫、内胚葉洞腫瘍、奇形腫、腺腫/腺癌、黒色腫、線維腫、脂肪腫、平滑筋腫、横紋筋腫、中皮腫、血管腫、骨腫、軟骨腫、神経膠腫、リンパ腫/白血病、扁平上皮癌、小細胞癌、大細胞未分化癌、基底細胞癌および副鼻腔未分化癌が挙げられる。
肉腫のタイプとしては、限定されるものではないが、軟部組織肉腫、例えば、胞状軟部肉腫、血管肉腫、皮膚線維肉腫、類腱腫、線維形成小円形細胞腫、骨外性軟骨肉腫、骨外性骨肉腫、線維肉腫、血管外皮腫、血管肉腫、カポジ肉腫、平滑筋肉腫、脂肪肉腫、リンパ管肉腫、リンパ肉腫、悪性線維性組織球腫、神経線維肉腫、横紋筋肉腫、滑膜肉腫、およびアスキン腫瘍、ユーイング肉腫(原発性神経外胚葉性腫瘍)、悪性血管内皮腫、悪性シュワン腫、骨肉腫、ならびに軟膏肉腫が挙げられる。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または方法を使用し、限定されるものではないが、大腸癌、腎癌、乳癌、悪性黒色腫および膠芽細胞腫を挙げることができる1つ以上のタイプの癌または癌関連病態を治療することができる(シュリンゲンシーペン(Schlingensiepen)ら、2008年;オーティット(Ouhtit)ら、2013年)。
高悪性度の神経膠腫(例えば、未分化星状細胞腫および膠芽細胞腫)は、悪性脳腫瘍の約60%を構成する。TGF−β2は、そのような神経膠腫の90%を上回って過剰発現され、発現レベルは腫瘍進行と相関することが見出されている。さらに、癌患者におけるmRNAレベルにおけるTGF−β2低減を使用する試験は、腫瘍アウトカムの有意な改善を示した(ボグダーン(Bogdahn)ら、2010年)。これらの研究に照らして、本発明の一部の組成物を治療的に使用して高悪性度の神経膠腫を有する個体を治療することができる。このような組成物は、遊離TGF−β2のレベルおよび/またはTGF−β2活性のレベルを低下させるように作用し得る。
一部の場合において、TGF−β2活性は、免疫学的腫瘍サーベイランスを損なう転移、血管新生、増殖および/または免疫抑制機能のモジュレーションを介して腫瘍発生に寄与し得る(シュリンゲンシーペン(Schlingensiepen)ら、2008年)。リード(Reed)ら(リード(Reed)ら、1994年)による研究は、大きい割合のメラニン細胞病巣、例として、原発性侵襲黒色腫および転移性黒色腫中のTGF−β2mRNA発現を実証した。本発明の一部の化合物および/または組成物は、そのような病巣中のTGF−β2活性および/またはレベルをモジュレートし、およびまたは病巣形成を予防するために使用することができる。脳実質中の黒色腫細胞成長は、TGF−β2活性により影響を受けることも示されている(チャン(Zhang)ら、2009年)。本発明の一部の化合物および/または組成物は、TGF−β2活性および/またはレベルのモジュレーションを介してそのような細胞成長を予防または制御するために使用することができる。
世界中の女性のなかで、乳癌は最も蔓延した形態の癌である。乳癌転移は、部分的には
、癌細胞および細胞外マトリックス構成要素、例えば、ヒアルロン酸(HA)間の相互作用を介して媒介される。CD44は、癌細胞上のHAについての主要な受容体であることが示されている(オーティット(Ouhtit)ら、2013年)。CD44およびHA間の相互作用は、細胞運動性、生存接着および増殖のモジュレーションをもたらす。TGF−β2転写は、CD44シグナリング活性によっても上方調節され、得られる細胞運動性の変化に寄与すると考えられている。不所望なことに、現在の治療法は、限定された効力を有し、多くは特異性の欠落に起因する副作用を有する。一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、TGF−β2上方調節により誘導される細胞活性を変更するために使用することができる。
本発明は、1つ以上の形態の癌を治療するための、本発明の化合物および/または組成物の、他の医薬品および/または他の治療方法と、例えば、公知の医薬品および/または公知の治療方法、例えば、それらの障害の治療に現在用いられるものなどとの組合せでの使用にさらに関する。例えば、本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の追加の抗癌治療、例えば、生物療法、化学療法およびラジオセラピーと同時に投与することもできる。したがって、治療としては、例えば、イマチニブ(グリーベック(Gleevac))、オールトランスレチノイン酸、モノクローナル抗体治療(ゲムツズマブ、オゾガマイシン)、化学療法(例えば、クロラムブシル、プレドニゾン、プレドニゾロン、ビンクリスチン、シタラビン、クロファラビン、ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、デシタビン、MDR1の阻害剤)、リツキシマブ、インターフェロン−α、アントラサイクリン薬(例えば、ダウノルビシンまたはイダルビシン)、L−アスパラギナーゼ、ドキソルビシン、シクロホスファミド、ドキソルビシン、ブレオマイシン、フルダラビン、エトポシド、ペントスタチン、またはクラドリビン)、骨髄移植、幹細胞移植、放射線療法、代謝拮抗薬(メトトレキセートおよび6−メルカプトプリン)、またはそれらの任意の組合せを挙げることができる。
放射線療法(ラジオセラピー、X線療法、または放射線照射とも称される)は、癌細胞を殺滅し、腫瘍を縮小させるためのイオン化放射線の使用である。放射線療法は、外部ビームラジオセラピー(EBRT:external beam radiotherapy)を介して外部から、または小線源療法を介して内部から施すことができる。放射線療法の効果は、治療される領域に局在化および限定される。放射線療法は、ほとんどの全てのタイプの固形腫瘍、例として、脳、乳房、頸部、咽頭、肺、膵臓、前立腺、皮膚、胃、子宮の癌、または軟部組織肉腫を治療するために使用することができる。放射線は白血病およびリンパ腫を治療するためにも使用される。
化学療法は、癌細胞を破壊し得る薬物による癌の治療である。現在の使用法において、用語「化学療法」は、通常、一般に標的療法とは対照的に急速に分裂する細胞に影響する細胞毒性薬を指す。化学療法薬は、種々の考えられる手法で、例えば、DNAの重複または新たに形成される染色体の分離により細胞分裂を干渉する。ほとんどの形態の化学療法は、全ての急速に分裂する細胞を標的化し、癌細胞に特異的でないが、多くの癌細胞がDNA損傷を修復することができない一方、正常細胞は一般に修復し得ることから、ある程度の特異性が生じ得る。
ほとんどの化学療法レジメンは、組合せで与えられる。例示的な化学療法薬としては、限定されるものではないが、5−FUエンハンサー、9−AC、AG2037、AG3340、アグリカナーゼ阻害剤、アミノグルテチミド、アムサクリン(m−AMSA)、アスパラギナーゼ、アザシチジン、バチマスタット(BB94)、BAY12−9566、BCH−4556、ビス−ナフタルイミド、ブスルファン、カペシタビン、カルボプラチン、カルムスタイン(Carmustaine)+ポリフェプロザン(Polifepr
Osan)、cdk4/cdk2阻害剤、クロロムブシル(Chlorombucil
)、CI−994、シスプラチン、クラドリビン、CS−682、シタラビンHCl、D2163、ダクチノマイシン、ダウノルビシンHCl、デポサイト(DepoCyt)、デキシフォスアミド(Dexifosamide)、ドセタキセル、ドラスタイン(Dolastain)、ドキシフルリジン、ドキソルビシン、DX8951f、E7070、EGFR、エピルビシン、エリスロポエチン、エストラムスチンリン酸ナトリウム、エトポシド(VP16−213)、ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、FK317、フラボピリドール、フロクスウリジン、フルダラビン、フルオロウラシル(5−FU)、フルタミド、フラジリン(Fragyline)、ゲムシタビン、ヘキサメチルメラミン(HMM)、ヒドロキシウレア(ヒドロキシカルバミド)、イホスファミド、インターフェロンα−2a、インターフェロンα−2b、インターロイキン−2、イリノテカン、ISI641、クレスチン(Krestin)、レモナール(Lemonal)DP2202、酢酸ロイプロリド(LHRH放出因子アナログ)、レバミゾール、LiGLA(ガンマ−リノレン酸リチウム)、ロジンシード(Lodine Seed)、ロメテクソール、ロムスチン(CCNU)、マリミスタット(Marimistat)、メクロレタミンHCl(ナイトロジェンマスタード)、酢酸メゲステロール、メグラミン(Meglamine)GLA、メルカプトプリン、メスナ、ミトグアゾン(メチル−GAG;メチルグリオキサールビスーグアニルヒドラゾン;MGBG)、ミトタン(o.p’−DDD)、ミトキサントロン、ミトキサントロンHCl、MMI270、MMP、MTA/LY231514、オクトレオチド、ODN698、OK−432、経口白金剤、経口トキソイド、パクリタキセル(タキソール(TAXOL)(登録商標))、PARP阻害剤、PD183805、ペントスタチン(2’デオキシコホルマイシン)、PKC412、プリカマイシン、プロカルバジンHCl、PSC833、ラリトレキセド、RASファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、RAS癌遺伝子阻害剤、セムスチン(メチル−CCNU)、ストレプトゾシン、スラミン、クエン酸タモキシフェン、タキサンアナログ、テモゾロミド、テニポシド(VM−26)、チオグアニン、チオテパ、トポテカン、チロシンキナーゼ、UFT(テガフル/ウラシル)、バルルビシン、硫酸ビンブラスチン、硫酸ビンデシン、VX−710、VX−853、YM116、ZD0101、ZD0473/アノーメッド(Anormed)、ZD1839、ZD9331が挙げられる。
生物療法は、体内免疫系を直接もしくは間接的に使用して癌を撲滅し、または一部の癌治療により引き起こされ得る副作用を弱める。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、例えば、それらが1つ以上の腫瘍に対する免疫系作用を刺激し得るという点で生物療法とみなすことができる。しかしながら、このアプローチは、他のそのような生物学的アプローチ、例えば、免疫応答改変療法、例えば、インターフェロン、インターロイキン、コロニー刺激因子、他のモノクローナル抗体、ワクチン、遺伝子療法の投与とともに生物療法とみなすこともでき、非特異的免疫調節剤も、本発明の化合物および/または組成物と組み合わせることができる抗癌療法と想定される。
小分子標的療法薬は、一般に、癌細胞内の突然変異、過剰発現、またはそうでなければ重要なタンパク質に対する酵素的ドメインの阻害剤、例えば、チロシンキナーゼ阻害剤イマチニブ(グリーベック(Gleevec)/グリベック(Glivec))およびゲフィチニブ(イレッサ(Iressa))である。本発明の化合物および/または組成物と使用することができるモノクローナル抗体療法の例としては、限定されるものではないが、乳癌において使用される抗HER2/neu抗体トラスツズマブ(ハーセプチン(Herceptin))、および種々のB細胞悪性腫瘍において使用される抗CD20抗体リツキシマブが挙げられる。一部の癌の成長は、あるホルモンを提供または遮断することにより阻害することができる。ホルモン感受性腫瘍の一般例としては、あるタイプの乳癌および前立腺癌が挙げられる。エストロゲンまたはテストステロンの除去または遮断は、重要な追加の治療であることが多い。ある癌において、ホルモンアゴニスト、例えば、プロゲストーゲンの投与は、治療的に有益であり得る。
癌免疫療法は、患者自身の免疫系を誘導して腫瘍を撲滅するように設計される多様な治療方針のセットを指し、それとしては、限定されるものではないが、表在性膀胱癌のための膀胱内BCG免疫療法、例えば、悪性黒色腫および腎細胞癌のための特異的免疫応答を生成するためのワクチン、ならびに患者からの樹状細胞に前立腺酸ホスファターゼペプチドを負荷して前立腺由来細胞に対する特異的免疫応答を誘導する前立腺癌のためのシプリューセル−Tの使用が挙げられる。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、T細胞阻害を防止するように設計される。このような化合物および/または組成物は、GPCのプロドメインからの、または細胞外マトリックスおよび/もしくは細胞マトリックス構成要素、例として、限定されるものではないが、GARP、フィブリリンもしくはLTBPからの成長因子の解離を防止し得る。
骨治癒のための治療薬
本発明の化合物および/または組成物は、骨障害を治療し、および/または骨治癒もしくは修復を改善するために使用することができる。骨の細胞リモデリングは、骨格統合性を維持するのに役立つ一生のプロセスである。このプロセスは、骨の異常および脆弱区域を修復するように機能する破骨細胞骨吸収および新たな骨形成のサイクルを含む。TGF−βファミリーメンバー、好ましくは、BMPは、破骨細胞による吸収および形成のプロセスのカップリングにおいて重要な因子であると考えられている。TGF−βファミリーメンバーは、骨マトリックス中で優勢であり、骨損傷により上方調節される。TGF−βファミリーメンバーは、完全に形成された骨マトリックスに強度を付与し、骨折に対する耐性を付与するとも考えられている。骨リモデリングにおけるTGF−βファミリーメンバーの役割により、それらは骨障害および疾患を治療するための潜在的な治療薬のための魅力的な標的となる。
多数の疾患および/または障害は、骨および関節を冒す。このような疾患および/または障害は、先天的、遺伝的および/または後天的であり得る。このような疾患および/または障害としては、限定されるものではないが、骨嚢胞、感染性関節炎、骨のパジェット病、オスグッド・シュラッター病、ケーラ骨疾患、骨棘(オステオファイト)、骨腫瘍、頭蓋骨癒合症、進行性骨化性線維形成異常症、線維性骨異形成、骨巨細胞腫、低ホスファターゼ血症、クリッペル・ファイル症候群、代謝性骨疾患、骨関節炎、変形性骨炎、嚢胞性線維性骨炎、恥骨骨炎、硬化性骨炎、腸骨硬化性骨炎、離断性骨軟骨症、骨軟骨腫、骨形成不全症、骨軟化症、骨髄炎、骨減少症、大理石骨病、骨粗しょう症、骨肉腫、多孔性骨化過剰症、原発性副甲状腺機能亢進症、腎性骨ジストロフィーおよび膝にたまった水が挙げられる。
骨発生および修復に対する治療薬の有効性を評価するためのマウスモデルは、当技術分野において周知である。ムハンマド(Mohammad)ら(ムハンマド,K.S.(Mohammad,K.S.)ら著、「TGF−βI型受容体キナーゼの薬理学的阻害は、骨に対する同化作用および抗異化作用効果を有する(Pharmacologic inhibition of the TGF−beta type I receptor
kinase has anabolic and anti−catabolic effects on bone)」、プロス・ワン(PLoS One)、2009年、第4巻(第4号)、p.e5275、イーパブ(Epub)、2008年4月16日)により実証される1つのこのようなモデルにおいて、TGF−βI型受容体の阻害が、1日2回の強力な阻害剤SD−208の強制経口投与を介してC57B1/6マウスにおいて実施された。続いて、骨ミネラル密度(BMD)がピクシマス(PIXImus)マウス密度計(GEルナII(GE Lunar II)、ファキシトロン・コーポレーション(Faxitron Corp.)、ホイーリング、イリノイ)を使用して分析された
。BMDの変化は、スキャンされた面積の変化割合として表現される。試験により、処理6週間後、雄マウスは4.12%の骨発生の増加を呈する一方、雌マウスは5.2%の増加を呈することが見出された。
本発明の化合物および/または組成物は、単純もしくは複雑骨折および/または骨修復のための治療法として有用であり得る。このような治療において、本発明の化合物および/または組成物を損傷部位に直接的に、または移植デバイスおよびコーティング生体マトリックス中への取り込みを介して導入することができる。さらに、本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上のGPCと一緒に治療区域中で供給し、そのようなGPCからの1つ以上の成長因子の持続放出を容易にする治療が企図される。
血管新生および内皮増殖病態のための治療薬
本発明の化合物および/または組成物は、血管新生および内皮増殖症候群、疾患または障害を治療するために使用することができる。用語「血管新生」は、本明細書において使用される場合、新たな血管の形成および/または再組織化を指す。血管新生疾患は、体内の血管新生の制御の損失を含む。このような場合において、血管成長、形成または再組織化は、過剰活性(例として、非制御細胞成長が増加した血液供給を要求する腫瘍成長および癌の間)または健常組織を持続するための不十分であり得る。このような病態としては、限定されるものではないが、血管腫、血管肉腫、毛細血管拡張症、リンパ管腫、先天性血管異常、腫瘍血管新生および術後血管構造を挙げることができる。過剰な血管新生は、癌、黄斑変性症、糖尿病性失明、関節リウマチ、乾癬および多くの他の病態に見られる。過剰な血管新生は、過剰な血管新生成長因子発現により促進されることが多い。本発明の化合物および/または組成物は、過剰な血管新生に関与する成長因子を遮断するように作用し得る。あるいは、本発明の化合物および/または組成物を利用して成長因子シグナリングを促進して血管新生が阻害される病態において血管新生を向上させることができる。このような病態としては、限定されるものではないが、冠動脈疾患、卒中、糖尿病および慢性創傷が挙げられる。
オーファン徴候および疾患のための治療薬
本発明の化合物および/または組成物は、オーファン徴候および/または疾患を治療するために使用することができる。このような疾患としては、マルファン症候群が挙げられる。この症候群は、身体成長および発生に影響を及ぼす結合組織障害である。最も重度に危険になる組織および器官としては、心臓、血管、骨、眼、肺および脊髄を包囲する結合組織が挙げられる。不所望なことに、この効果は生命を危険にさらし得る。マルファン症候群は、身体結合組織の主要な構成要素のフィブリリンを産生する遺伝子中の遺伝子突然変異により引き起こされる。潜在型TGF−β結合タンパク質(LTBP)は、フィブリリンタンパク質ファミリーメンバーに対して緊密な同一性を示すTGF−βシグナリングの重要な調節因子である。機能的LTBPは、活性TGF−βの放出の制御に要求される(オクル,R.(Oklu,R.)ら著、「潜在型トランスフォーミング成長因子β結合タンパク質(LTBP)ファミリー(The latent transforming
growth factor beta binding protein(LTBP)family)」、バイオケミカル・ジャーナル(Biochem J)、2000年12月15日、第352巻、第3部、p.601〜10)。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、TGF−βの放出プロファイルを変更するように設計される。このような実施形態において、化合物および/または組成物は、阻害抗体として特徴決定された抗体を含み得る。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、カムラチ・エンゲルマン病(CED)の治療において有用であり得る。この疾患は、主に骨を冒し、増加した骨密度をもたらす。特に、脚および腕部の長骨が冒され;しかしながら、皮膚および臀
部の骨も冒され得る。疾患は、脚および腕部疼痛ならびに種々の他の症状をもたらす。CEDは、極めてまれであり、世界中でおよそ200人の個体において報告されており、TGF−β遺伝子中の突然変異により引き起こされる。これらの個体の体内で産生されるTGF−βは、異常プロドメインを有し、過剰活性TGF−βシグナリングをもたらす(ヤンセンス,K.(Janssens,K.)ら著、「カムラチ・エンゲルマン病におけるトランスフォーミング成長因子−β1突然変異は、突然変異タンパク質の活性化または分泌のいずれかの変更によりシグナリングの増加をもたらす(Transforming growth factor−beta 1 mutations in Camurati−Engelmann disease lead to increased signaling by altering either activation or secretion of the mutant protein)」、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J Biol Chem)、2003年2月28日、第278巻(第9号)、p.7718〜24、イーパブ(Epub)、2002年12月18日)。シー(Shi)ら(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−beta structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9)により記載されているとおり、CED突然変異のうち、Y81Hは、TGF−βフィンガーを有するα2−ヘリックス残基を破壊する。電荷反転E169KおよびH222D突然変異は、プロドメインのダイマー化界面中のGlu169およびHis222間のpH調節塩架橋を破壊する。残基Arg218は、実質的に埋められ:それは、Tyr171とのカチオンπ結合および成長因子プロドメイン複合体(GPC)の「ボウタイ」領域の残基Asp226とのダイマー界面にわたる塩架橋を形成する。さらに、Cys223およびCys225のCED突然変異は、TGF−βの不活性形態での保持のためのボウタイ領域中のジスルフィド結合の重要性を実証する。この実施形態において、1つ以上の阻害抗体を含む本発明の化合物および/または組成物は、症状を緩和するように機能する。一部の実施形態において、投与は、新生児対象に対してなされる。
免疫疾患および自己免疫疾患および障害のための治療薬
本発明の化合物および/または組成物は、免疫障害および自己免疫障害を治療するために使用することができる。このような障害としては、限定されるものではないが、急性散在性脳脊髄炎(ADEM:Acute Disseminated Encephalogyelitis)、急性壊死性出血性白質脳炎、アジソン病、無ガンマグロブリン血症、円形脱毛症、アミロイドーシス、強直性脊椎炎、抗GBM/抗TBM腎炎、抗リン脂質症候群(APS:Antiphospholipid syndrome)、自己免疫性血管内皮腫、自己免疫性再生不良性貧血、自己免疫性自律神経障害、自己免疫性肝炎、自己免疫性脂質異常症、自己免疫性免疫不全症、自己免疫性内耳疾患(AIED:Autoimmune inner ear disease)、自己免疫性心筋炎、自己免疫性膵炎、自己免疫性網膜症、自己免疫性血小板減少性紫斑病(ATP:Autoimmune thrombocytopenic purpura)、自己免疫性甲状腺疾患、自己免疫性蕁麻疹、軸索および神経の神経障害、バロー病、ベーチェット病、水泡性類天疱瘡、心筋症、キャッスルマン病、セリアック病、シャーガス病、慢性疲労症候群、慢性炎症脱髄性多発性神経障害(CIDP:Chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy)、慢性再発性多発性骨髄炎(CRMO:Chronic recurrent multifocul ostomyelitis)、チャーグ・ストラウス症候群、瘢痕性類天疱瘡/良性粘膜類天疱瘡、クローン病、コーガン症候群、寒冷凝集素症、先天性心ブロック、コクサッキー心筋炎、クレスト病、本態性混合寒冷グロブリン血症、脱髄性神経障害、疱疹状皮膚炎、皮膚筋炎、デビック病(視神経脊髄炎)、I型糖尿病、円板状ループス、ドレスラー症候群、子宮内膜症、好酸球性食道炎、好酸球性筋膜炎、結節性紅斑、実験的アレルギー性脳脊髄炎、エ
バンス症候群、線維筋痛、線維化性肺胞炎、巨細胞性動脈炎(側頭動脈炎)、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、多発血管炎性肉芽腫症(GPA:Granulomatosis with Polyangiitis)(ウェゲナー病)、グレーブス病、ギラン・バレー症候群、橋本脳炎、橋本甲状腺炎、溶血性貧血、ヘノッホ・シェーンライン紫斑病、妊娠性疱疹、低ガンマグロブリン血症、特発性血小板減少性紫斑病(ITP:Idiopathic thrombocytopenic purpura)、IgA腎症、IgG4関連硬化症、免疫調節性リポタンパク質、封入体筋炎、インスリン依存型糖尿病(1型)、間質性膀胱炎、若年性関節炎、若年型糖尿病、川崎症候群、ランバート・イートン症候群、大血管障害、白血球破砕性血管炎、扁平苔癬、硬化性萎縮性苔癬、木質性結膜炎、線状IgA疾患(LAD:Linear IgA disease)、ループス(SLE)、ライム病、慢性メニエール病、顕微鏡的多発性血管炎、混合結合組織疾患(MCTD:Mixed connective tissue disease)、モーレン潰瘍、ムッハ・ハーベルマン病、多発性内分泌腫瘍症候群、多発性硬化症、筋炎、重症筋無力症、ナルコレプシー、視神経脊髄炎(デビック病)、好中球減少症、眼の瘢痕性類天疱瘡、視神経炎、回帰性リウマチ、PANDAS(連鎖球菌属(Streptococcus)に関連する小児自己免疫性神経精神疾患)、傍腫瘍性小脳変性症、発作性夜間ヘモグロビン尿症(PNH:Paroxysmal nocturnal hemoglobinuria)、パリー・ロンベルグ症候群、パーソネージ・ターナ症候群、扁平部炎(末梢ブドウ膜炎)、天疱瘡、末梢神経障害、静脈周囲の脳脊髄炎、悪性貧血、POEMS症候群、結節性多発動脈炎、多腺性自己免疫症候群I型、II型およびIII型、多腺性内分泌障害、リウマチ性多筋痛、多発筋炎、心筋梗塞後症候群、心膜切開後症候群、プロゲステロン皮膚炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、乾癬、乾癬性関節炎、特発性肺線維症;壊疽性膿皮症、赤芽球癆、レイノー現象、反応性関節炎、反射性交感神経性ジストロフィー、ライター症候群、再発性多発性軟骨炎、下肢静止不能症候群、後腹膜線維症、リウマチ熱、関節リウマチ、サルコイドーシス、シュミット症候群、強膜炎、強皮症、シェーグレン症候群、小血管炎、精子および精巣の自己免疫病、スティッフパーソン症候群、亜急性細菌性心内膜炎(SBE:Subacute bacterial endocarditis)、スザック症候群、交感性眼炎、高安動脈炎、側頭動脈炎/巨細胞性動脈炎、血小板減少性紫斑病(TTP:Thrombocytopenic purpura)、トロサ・ハント症候群、横断性脊髄炎、管自己免疫障害、潰瘍性大腸炎、未分化結合組織疾患(UCTD:Undifferentiated connective tissue disease)、ブドウ膜炎、小水疱水疱性皮膚病、血管炎、白斑ならびにヴェゲナー肉芽腫症(多発血管炎性肉芽腫症(GPA)としても公知)が挙げられる。
TGF−βは、白血球分化、増殖および活性化における活性役割を担い、それにより免疫および自己免疫疾患における重要な因子となる。さらに、TGF−βは、白血球の走化性を促進し、接着分子媒介局在化に影響を与える。心臓、肺および胃炎症におけるTGF−βについて役割が実証されている。さらに、SMAD3欠損マウスは、T細胞活性化損害および粘膜免疫性の低減の結果として慢性粘膜感染を生じやすい(ブローブ,G.C.(Blobe,G.C.)ら著、「ヒト疾患におけるトランスフォーミング成長因子βの役割(Role of transforming growth factor betain human disease)」、ニュー・イングランド・ジャーナル・オブ・メディシン(N Engl J Med)、2000年5月4日、第342巻(第18号)、p.1350〜8)。免疫抑制薬として、TGF−βは、炎症細胞の機能を阻害し、制御性T細胞の機能を向上させることが示されている。近年の研究は、潜在型TGF−β成長因子プロドメイン複合体(GPC)が、糖タンパク質A反復無名タンパク質(GARP)との相互作用を介して制御性T細胞に結合することを示している。実際、GARPは、T細胞とのTGF−β会合に必要である(トラン,D.Q.(Tran,D.Q.)ら著、「GARP(LRRC32)は、血小板および活性化FOXP3制御性T細胞上
の潜在型TGF−βの表面発現に不可欠である(GARP(LRRC32) is essential for the surface expression of latent TGF−β on platelets and activated FOXP3 regulatory T cells)」、米国科学アカデミー紀要(PNAS)、2009年、第106巻(第32号)、p.13445〜50)。この相互作用は、インテグリン依存的にGPCから活性TGF−βを放出するために必要なプラットフォームを提供する(ワン,R.(Wang,R.)ら著、「GARPは、TGF−βのバイオアベイラビリティおよび活性化を調節する(GARP regulates the
bioavailability and activation of TGF−β)」、モレキュラー・バイオロジー・オブ・ザ・セル(Mol Biol Cell)、2012年3月、第23巻(第6号)、p.1129〜39、イーパブ(Epub)2012年1月25日)。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、GARPおよびTGF−β間の相互作用をモジュレートする。このようなモジュレーションは、疾患(例えば、自己免疫疾患および/または癌)の治療のためにT細胞活性を選択的にモジュレートし得る。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、免疫および/または自己免疫障害の治療に使用することができる。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、GARP結合GPC、GARPまたはGARPおよびGPC間の相互作用部位を特異的に標的化し得る。一部の実施形態において、抗体を含む本発明の化合物および/または組成物は、GARP結合GPCからの成長因子(例として、限定されるものではないが、TGF−β)の放出を促進する一方、LTBP結合GPCからの成長因子放出に影響しないように設計される。本発明の化合物および/または組成物による免疫および自己免疫障害の治療は、標準的治療(SOC)との組合せで、または併用診断薬との相乗的組合せで存在し得る。
感染作用物質のための治療薬
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、例えば、1つ以上の感染を有する対象において感染性疾患および/または障害の治療に有用であり得る。一部の実施形態において、対象は、1つ以上の感染を有し、または1つ以上の感染を発症するリスクがある。本明細書において使用される場合、用語「感染」は、宿主内で繁殖し得る1つ以上の外来生物または作用物質の存在に起因する宿主中の疾患または病態を指す。感染は、典型的には、1つ以上の感染生物または作用物質による1つ以上の正常粘膜または他の組織障壁の破損を含む。1つ以上の感染を有する対象は、それらの体内に存在する1つ以上の客観的に計測可能な感染生物または作用物質を含む対象である。1つ以上の感染を有するリスクがある対象は、1つ以上の感染を発症しやすい対象である。このような対象としては、例えば、1つ以上の感染生物または作用物質への既知または疑われる曝露を有する対象を挙げることができる。一部の実施形態において、感染を有するリスクがある対象としては、免疫応答を感染生物および/または作用物質にマウントする能力の損傷に伴う病態を有する対象、例えば、先天性および/または後天性免疫不全を有する対象、放射線療法および/または化学療法を受ける対象、火傷損傷を有する対象、外的損傷を有する対象ならびに手術または他の侵襲性医学もしくは歯科的手術を受ける対象を挙げることもできる。
感染は、関与する感染生物および/または作用物質のカテゴリーに基づき細菌、ウイルス、真菌、および/または寄生虫として広く分類される。他の一般的でないタイプの感染として、例えば、リケッチア、マイコプラズマを含む感染、ならびにスクレイピー、ウシ海綿状脳症(BSE:bovine spongiform encephalopathy)、およびプリオン病(例えば、クールーおよびクロイツフェルト・ヤコブ病)を引き起こす作用物質も当技術分野において公知である。感染を引き起こす細菌、ウイルス、真菌、および寄生虫の例は、当技術分野において周知である。感染は、急性、亜急性、慢性、または潜在性であり得、それは、局在性または全身性であり得る。本明細書において
使用される場合、用語「慢性感染」は、自然または適応免疫応答の正常の作用によりクリアランスされず、長期間、数週間、数ヵ月間、および数年間の桁で対象中で持続するそれらの感染を指す。慢性感染は、感染作用物質の潜在性を反映し得、感染症状が存在しない期間、すなわち、無症候期を含み得る。慢性感染の例としては、限定されるものではないが、HIV感染およびヘルペスウイルス感染が挙げられる。さらに、感染は、宿主中の感染生物または作用物質の生活環の少なくとも1つの期の間、主に細胞内または細胞外感染であり得る。
本発明の化合物および/または組成物ならびに追加の治療剤は、同一の組成物中で組合せで(例えば、非経口的に)、別個の組成物の一部として、または本明細書に記載の別の方法により投与することができる。
眼関連疾患、障害および/または病態のための治療薬
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、眼に関連する疾患、障害および/または病態の治療において有用であり得る。これらとしては、限定されるものではないが、緑内障、ドライアイおよび/または角膜創治癒を挙げることができる。一部の実施形態において、化合物および/または組成物は、緑内障の治療において有用であり得る。証拠は、TGF−β2が緑内障において上方調節されることを示唆する(ピヒト,G.(Picht,G.)ら著、「異なるタイプの緑内障の房水中のトランスフォーミング成長因子β2レベルおよびフィルタリングブレブ発生との関連(Transforming growth factor beta 2 levels in the aqueous humor in different types of glaucoma and the relation to filtering bleb development)」、グレフェス・アーカイブ・フォア・クリニカル・エクスペリメンタル・オフタルモロジー(Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol)、2001年3月、第239巻(第3号)、p.199〜207;トリパーシ,R.C.(Tripathi,R.C.)ら著、「緑内障眼中の房水は、増加したレベルのTGF−β2を含有する(Aqueous humor in glaucomatous eyes contains an increased level of TGF−β2)」、エクスペリメンタル・アイ・リサーチ(Exp Eye Res)、1994年12月、第59巻(第6号)、p.723〜7)。これとしては、原発性開放隅角緑内障および若年性緑内障が挙げられる。TGF−β2が、眼圧を制御するヒト小柱網細胞(緑内障において機能不全であることが多い)における老化様効果を誘導し得る証拠も存在する(ユー,A.L.(Yu,A.L.)ら著、「TGF−β2は、ヒト小柱網細胞の老化に伴う変化を誘導する(TGF−β2 induces senescence−associated changes in human trabecular meshwork cells)」、インベスティゲイティブ・オフタルモロジー・アンド・ビジュアル・サイエンス(Invest Ophthalmol Vis Sci)、2010年11月、第51巻(第11号)。p.5718〜23)。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、緑内障により冒され、またはそれに関連する眼組織中またはその周辺の遊離TGF−β2とGPC結合(不活性)TGF−β2との比を減少させるために使用することができる。TGF−β関連タンパク質は、角膜創治癒にも影響を及ぼし得る(例えば、外科的修復および/またはレーシック治療後)(フー,M.I.(Huh,M.I.)ら著、「TGF−βアイソフォームの分布およびシグナリングは、角膜線維芽細胞創傷修復において介在する(Distribution of TGF−β isoforms and signaling intermediates in corneal fibrotic wound repair)」、ジャーナル・オブ・セルラー・バイオケミストリー(J Cell Biochem)、2009年10月1日、第108巻(第2号)、p.476〜88;スミオカ,T.(Sumioka,T.)ら著、「角膜内皮の損傷誘導線維症に対するTGF−β/
Smadシグナルを遮断する阻害効果(Inhibitory effect of blocking TGF−beta/Smad signal on injury−induced fibrosis of corneal endothelium)」、モレキュラー・ビジョン(Mol Vis)、2008年、第14巻、p.2272〜81、イーパブ(Epub)2008年12月11日;カリントン,L.M.(Carrington,L.M.)ら著、「TGF−βアイソフォームおよびそれらの阻害剤による早期角膜創治癒における主要段階の示差的調節(Differential regulation of key stages in early corneal wound healing by TGF−beta isoforms and their inhibitors)」、インベスティゲイティブ・オフタルモロジー・アンド・ビジュアル・サイエンス(Invest Ophthalmol Vis Sci)、2006年5月、第47巻(第5号)、p.1886〜94)。本発明の化合物および/または組成物は、角膜中のTGF−β関連タンパク質をモジュレートして創傷治癒を可能とし、および/または向上させるために使用することができる。このような化合物および/または組成物は、従来の試みが不成功である分野において受け入れられる。ミード(Mead)ら(ミード,A.L.(Mead,A.L.)ら著、「緑内障手術における新たな術後抗瘢痕化剤としての抗TGF−β2抗体の評価(Evaluation of anti−TGF−beta 2 antibody as a new postoperative anti−scarring agent in glaucoma surgery)」、インベスティゲイティブ・オフタルモロジー・アンド・ビジュアル・サイエンス(Invest Ophthalmol Vis Sci)、2003年8月、第44巻(第8号)、p.3394〜401)は、眼組織中の瘢痕化を予防するための抗TGF−β2抗体を発生させ;しかしながら、臨床試験の結果は決定的でなかった。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、TGF−β2レベル(遊離対GPC結合)をモジュレートするために使用することができ、それにより抗瘢痕化療法のアプローチの代替法を提供する。
心血管徴候のための治療薬
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の心血管徴候、例として、限定されるものではないが、心臓肥大を治療するために使用することができる。心臓肥大は、典型的には、心臓細胞の細胞容積の増加に起因する心臓の肥大を含む(アウリゲンマ(Aurigemma)著、2006年、ニュー・イングランド・ジャーナル・オブ・メディシン(N Engl J Med)、第355巻(第3号)、p.308〜10)。加齢に関連する心臓肥大は、部分的には、GDF−11の循環レベルの低減に起因し得る。ロッフレード(Loffredo)ら(ロッフレード(Loffredo)ら著、2013年、セル(Cell)、第153巻、p.828〜39)による研究は、若齢および老齢マウス間の循環系の融合が、心臓肥大に関する保護的効果を有することを見出した。この研究は、マウスの週齢とともに減少し、投与が心臓肥大も低減させ得ることを示し得る循環因子としてGDF−11を同定した。本発明の一部の化合物および/または組成物は、心臓肥大を治療および/または予防するために使用することができる。このような化合物および/または組成物は、一部の場合において、潜在型GPCからのGDF−11成長因子の解離の向上を介して循環GDF−11のレベルを上昇させるGDF−11アゴニストを含み得る。
一部の実施形態において、本発明の組成物および方法は、1つ以上のタイプの動脈障害を治療するために使用することができる。このような障害としては、限定されるものではないが、大動脈瘤の発症を挙げることができる。大動脈瘤は、種々の原因から生じ得るが、ほとんどは、最終的にTGF−β2の過剰発現をもたらす。ボアロー(Boileau)ら(ボアロー(Boileau)ら著、ネイチャー・ジェネティクス・レターズ(Nature Genetics Letters)、2012年、第44巻(第8号)、p
.916〜23、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)による研究は、胸部大動脈疾患に対して感受性の一部の遺伝型に関連するTGF−β2中の原因突然変異をカバーしなかった。興味深いことに、突然変異が、TGF−β2についてのハプロ不全を引き起こすことが予測されたが、そのような突然変異を有する個体の動脈組織は、免疫染色により決定されたとおり増加したレベルのTGF−β2を含んだ。類似の知見は、マルファン症候群を罹患する個体からの動脈組織中で見出された(ナタアトマジャ(Nataatmadja)ら、2006年)。一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、上昇したTGF−β2シグナリングを低減または予防するために使用することができ、そのような例において、それにより動脈瘤の発症および/または進行を制限する。
一部の実施形態において、心血管疾患、障害および/または病態の治療において使用される本発明の化合物および/または組成物を開発し、および試験するために動物モデルを使用することができる。一部の場合において、血管損傷モデルを使用することができる。このようなモデルとしては、バルーン損傷モデルを挙げることができる。一部の場合において、これらは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるスミス(Smith)ら著、1999年、サーキュレーション・リサーチ(Circ Res.)、第84巻(第10号)、p.1212〜22に記載のとおり実施することができる。
筋障害および/または損傷に関連する治療薬
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の筋障害および/または損傷を治療するために使用することができる。一部の場合において、このような化合物および/または組成物としては、限定されるものではないが、GDF−8、GDF−11および/またはアクチビン活性をモジュレートする抗体を挙げることができる。筋は、総体重の約40〜50%を構成し、それにより体内の最大器官になる。筋障害としては、悪液質(例えば、筋消耗)を挙げることができる。筋消耗は、種々の疾患および異化障害(例えば、HIV/AIDS、癌、癌悪液質、腎不全、鬱血性心疾患、筋ジストロフィー、非活動性萎縮、慢性閉塞性肺疾患、運動ニューロン疾患、外傷、神経変性疾患、感染、関節リウマチ、不動症候群、糖尿病など)に伴い得る。このような障害において、GDF−8および/またはアクチビンシグナリング活性は、筋異化に寄与し得る(ハン(Han)ら著、2013年、インターナショナル・ジャーナル・オブ・バイオケミストリー・アンド・セル・バイオロジー(Int J Biochem Cell Biol.)、第45巻(第10号)、p.2333〜47;リー(Lee)著、2010年、イムノロジー・エンドクライン・メタボリック・エージェンツ・イン・メディシナル・ケミストリー(Immunol Endocr Metab Agents Med Chem.)、第10巻、p.183〜94、それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。他の筋障害は、サルコペニアを含み得る。サルコペニアは、加齢に伴う筋および機能の進行性損失である。老齢者において、サルコペニアは、虚弱、衰弱、疲労および運動性の損失を引き起こし得る(モアリー(Morely)著、2012年、ファミリー・プラクティス(Family Practice)、第29巻、p.i44〜i48)。老齢人口の数が増加するにつれ、サルコペニアは、より深刻な公衆衛生上の問題に徐々になりつつある。ハムリック(Hamrick)ら(ハムリック(Hamrick)ら著、2010年、第69巻(第3号)、p.579〜83)による研究は、GDF−8阻害が、外側コンパートメント筋損傷を含む腓骨骨切り術のマウスモデル中の筋を修復し得ることを実証した。GDF−8プロペプチドの投与は、筋量を約20%だけ増加させ、骨折治癒を改善するために十分であった。本発明の一部の化合物および/または組成物は、GDF−8活性をモジュレートすることにより筋疾患、障害および/または損傷を治療するために使用することができる。一部の場合において、本発明の化合物は、GDF−8シグナリング活性を防止し、または低減させるGDF−8シグナリングアンタゴニストであり得る。
封入体筋炎(IBM:Inclusion body myositis)は、典型的には、中年から老年期に生じる進行性筋損失を特徴とする疾患である。この疾患は、筋中の自己抗原に対する自己免疫応答に起因して生じ、それが筋線維のT細胞侵入を引き起こし、筋線維破壊をもたらすと考えられている(グリーンベルグ(Greenberg)著、2012年、カレント・オピニオン・ニューロロジ(Curr Opin Neurol)、第25巻(第5号)、p.630〜9)。治療化合物、例として、GDF−8および/またはアクチビンシグナル伝達を妨害し、それにより筋の産生および強化を刺激する、II型アクチビン受容体を標的化する抗体ビマグルマブ(BYM338;ノバルティス(Novartis)、バーゼル、スイス)が調査されている[臨床試験番号NCT01925209、標題「sIBM患者における身体機能、筋強度、運動性に対する52週間におけるビマグルマブ/BYM338の効力および安全性(Efficacy and Safety of Bimagrumab/BYM338 at 52 Weeks on Physical Function,Muscle Strength,Mobility in sIBM Patients)」(レジリエント(RESILIENT))参照]。本発明の一部の化合物および/または組成物は、IBMを有する対象を治療するために使用することができる。一部の場合において、このような化合物および/または組成物は、GDF−8活性を遮断し得る(例えば、GDF−8GPCの安定化を介して)。IBMに加え、BYM338は、慢性閉塞性肺疾患(COPD)の治療について調査されている。一部の場合において、IBM治療に利用される本発明の化合物および/または組成物は、COPDも同様に治療するために使用することができる。一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、BYM338との組合せで、および/またはそれとの協調で投与することができる。
糖尿病のための治療薬
骨格筋は、栄養のためにグルコースを使用および貯蔵する。これに起因して、骨格筋は、循環グルコースレベルの重要な調節因子である。筋によるグルコースの取り込みは、収縮またはインスリン刺激のいずれかにより刺激され得る(参照により全体として本明細書に組み込まれるマクフェロン(McPherron)ら著、2013年、アディポサイト(Adipocyte)、第2巻(第2号)、p.92〜8)。グオ(Guo)ら(グオ(Guo)ら著、2012年、ダイアベティス(Diabetes)、第61巻(第10号)、p.2414〜23)による近年の研究は、GDF−8受容体欠損マウスをA−ZIP/F1マウス(リポジストロフィーマウス株、糖尿病モデルとして使用)と交配した場合、ハイブリッド子孫は、低減したレベルの血中グルコースおよび改善されたインスリン感受性を示すことを見出した。過食症(過剰摂食)もこれらのマウスにおいて低減された。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、糖尿病および/または過食症を治療するために使用することができる。一部のこのような治療は、血中グルコースを低減させ、および/またはインスリン感受性を改善するために使用することができる。一部の場合において、このような治療は、GDF−8シグナリングアンタゴニスト、例えば、GDF−8のそのプロドメインからの解離を防止する1つ以上の抗体を含み得る。
胃腸管疾患、障害および/または病態のための治療薬
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上のタイプの胃腸管(GI)障害を治療するために使用することができる。このような障害としては、限定されるものではないが、炎症性腸疾患(IBD)(例えば、クローン病および潰瘍性大腸炎)を挙げることができる。
TGF−β2は、腸ホメオスタシスにおいて役割を担い得、抗炎症役割を有し得、GI関連障害、例えば、粘膜炎およびある形態の大腸炎から保護する。一研究において、TG
F−β2は、腸の発生においてマクロファージ炎症応答を抑制し、炎症粘膜損傷から保護することが示された(マヘシュワリ(Maheshwari)ら、2011年)。興味深いことに、TGF−β2のレベルは母乳中で高く、このことは、TGF−β2が一部の場合において、局所的に機能し得ることを示唆する。実際、母乳中のTGF−β2は、炎症応答を減衰し得る(ラウタバ(Rautava)ら、2011年)。本発明の一部の化合物、組成物および/または方法は、ホメオスタシスの維持および/またはGI関連障害の管理においてGI TGF−β2レベルおよび/または活性をモジュレートするために使用することができる。
一部の場合において、GI関連疾患、障害および/または病態の治療のための本発明の化合物および/または組成物を開発し、および/または試験するためにGI関連疾患、障害および/または病態のモデルを使用することができる。一部の場合において、GI損傷モデルを使用することができる。このような損傷モデルとしては、限定されるものではないが、2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)誘導大腸炎モデルを挙げることができる。このようなモデルは、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるシェイフェル,F.(Scheiffele,F.)ら著、2002年、カレント・プロトコルズ・イン・イムノロジー(Curr Protoc Immunol.)、第15章、第15.19部に記載のとおり実施することができる。
獣医用途
一部の実施形態において、本発明の組成物および方法は、獣医医療、例として、非ヒト脊椎動物の医療および治療の分野において利用されることが企図される。本明細書において使用される場合、用語「脊椎動物」は、全ての脊椎動物、例として、限定されるものではないが、魚類、両生類、鳥類、爬虫類および哺乳動物(例として、限定されるものではないが、アルパカ、バンテン、バイソン、ラクダ、ネコ、ウシ、シカ、イヌ、ロバ、ガヤル、ヤギ、モルモット、ウマ、ラマ、マウス、サル、ラバ、ブタ、ウサギ、ラット、トナカイ、ヒツジ、スイギュウ、ヤクおよびヒト)を含む。本明細書において使用される場合、用語「非ヒト脊椎動物」は、ヒト(すなわち、ヒト(Homo sapiens))を除く任意の脊椎動物を指す。例示的な非ヒト脊椎動物としては、野生および飼育種、例えば、愛玩動物および家畜が挙げられる。家畜としては、材料、例えば、食物、労働、および派生製品、例えば、繊維および化学物質を産生するために農業環境において飼育される飼育動物が挙げられる。一般に、家畜は、潜在的な農業重要性を有する全ての哺乳動物、鳥類および魚類を含む。特に、四足食肉用動物としては、去勢雄牛、若齢雌牛、雌牛、子牛、雄牛、畜牛、ブタおよびヒツジが挙げられる。
バイオプロセス
一部の実施形態において、本発明は、宿主細胞中で、標的遺伝子の発現をモジュレートし、または成長因子シグナリング分子のレベルを変更し得、そのようなモジュレーションまたは変更は生物学的産物の産生を向上させる本発明の化合物および/または組成物とそのような細胞を接触させることにより、1つ以上の生物学的産物を産生する方法を提供する。本発明によれば、本発明の1つ以上の化合物および/または組成物を使用することによりバイオプロセス方法を改善することができる。これらは、1つ以上の化合物および/または組成物を補給、置き換えまたは添加することにより改善することもできる。
医薬組成物
本明細書に記載の医薬組成物は、バイオアベイラビリティ、治療窓および/または分布体積の1つ以上により特徴決定することができる。
バイオアベイラビリティ
一部の実施形態において、医薬組成物は、本発明の化合物および/または組成物とGP
Cとの複合体を含む。このような実施形態において、複合体は、複合体からの成長因子の一定の解離が所望の期間にわたり生じ得る所望の治療部位に移植することができる。一部の実施形態において、複合体の移植は、スポンジおよび/または骨様マトリックスと会合させて実施することができる。このような移植としては、限定されるものではないが、歯科移植部位および/または骨修復の部位を挙げることができる。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、フーリン欠損細胞中で作製する。このような細胞中で産生されるGPCは、インビボのフーリン開裂がGPCプロセシングの間に律速的である事実に起因して放出が減速される区域における治療に有用であり得る。一部の実施形態において、GPC中の1つ以上のトロイドおよび/またはフーリン部位が突然変異しており、内因性トロイドおよび/またはフーリンプロテアーゼの作用を減速させる。このような実施形態において、成長因子放出を減速させることができる(例えば、移植の部位において)。
本発明の抗体は、本明細書に記載の送達/製剤化剤またはビヒクルとともに組成物に製剤化される場合、本明細書に記載の送達剤を欠く組成物と比較して増加したバイオアベイラビリティを示し得る。本明細書において使用される場合、用語「バイオアベイラビリティ」は、対象に投与される所与の量の特定の薬剤の全身性利用可能性を指す。バイオアベイラビリティは、哺乳動物への化合物の投与後の未変化形態の化合物の曲線下面積(AUC:area under the curve)または最大血清もしくは血漿濃度(Cmax)を計測することにより評価することができる。AUCは、横軸(X軸)に沿う時間に対する縦軸(Y軸)に沿う化合物の血清または血漿濃度をプロットする曲線下面積の決定である。一般に、特定の化合物についてのAUCは、当業者に公知の方法を使用し、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるG.S.バンカー(G.S.Banker)著、「現代の薬学、薬物および薬科学(Modern Pharmaceutics,Drugs and the Pharmaceutical Sciences)」、第72巻、マーセル・デッカー、ニューヨーク社(Marcel Dekker,New York)、1996年に記載のとおり計算することができる。
max値は、対象への化合物の投与後に対象の血清または血漿中で達成される化合物の最大濃度である。特定の化合物のCmax値は、当業者に公知の方法を使用して計測することができる。本明細書において使用される場合、語句「バイオアベイラビリティを増加させること」または「薬物動態を改善すること」は、対象中の本発明の化合物および/または組成物の全身性利用可能性を増加させ得る作用を指す(AUC、Cmax、またはCminにより計測して)。一部の実施形態において、このような作用は、本明細書に記載の1つ以上の送達剤との共投与を含み得る。一部の実施形態において、化合物および/または組成物のバイオアベイラビリティは、少なくとも約2%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または約100%だけ増加し得る。
治療窓
本発明の化合物および/または組成物は、本明細書に記載の1つ以上の送達剤と製剤化される場合、本明細書に記載の1つ以上の送達剤を用いずに投与される化合物および/または組成物の治療窓と比較して化合物および/または組成物投与の治療窓の増加を示し得る。本明細書において使用される場合、用語「治療窓」は、治療効果を誘発する確率が高い、作用部位における治療有効物質の血漿濃度の範囲、またはレベルの範囲を指す。一部の実施形態において、化合物および/または組成物の治療窓は、本明細書に記載の1つ以
上の送達剤と共投与される場合、少なくとも約2%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または約100%だけ増加し得る。
分布体積
本発明の化合物および/または組成物は、本明細書に記載の1つ以上の送達剤と製剤化される場合、本明細書に記載の1つ以上の送達剤を欠く製剤と比較して、改善された(例えば、低減または標的化された)分布容積(Vdist)を示し得る。Vdistは、同一薬剤の血液または血漿中濃度に対する体内の薬剤の量に関する。本明細書において使用される場合、用語「分布容積」は、血液または血漿中と同一の濃度で、体内で薬剤の総量を含有するために要求される流体容積を指し:Vdistは、体内の薬剤の量/血液または血漿中の薬剤の濃度に等しい。例えば、10mg用量の所与の薬剤および10mg/Lの血漿濃度について、分布容積は1リットルである。分布容積は、薬剤が血管外組織中に存在する程度を反映する。大きい分布容積は、血漿タンパク質と比較して組織構成要素に結合する薬剤の傾向を反映する。臨床環境において、Vdistは、定常状態濃度を達成するための負荷用量を決定するために使用することができる。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物の分布容積は、本明細書に記載の1つ以上の送達剤と共投与される場合、少なくとも約2%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%減少し得る。
製剤、投与、送達および用量
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、医薬組成物である。本明細書において使用される場合、用語「医薬組成物」は、1つ以上の薬学的に許容可能な賦形剤と製剤化された本発明の化合物および/または組成物を指す。一部の実施形態において、医薬組成物は、場合により、1つ以上の追加の活性物質、例えば、治療および/または予防活性物質を含み得る。医薬剤の製剤および/または製造における一般的な考察は、例えば、レミントン(Remington)著、「製薬の科学および実践(The
Science and Practice of Pharmacy)、第21版、リッペンコット・ウィリアムズ・アンド・ウィルキンス(Lippincott Williams&Wilkins)、2005年(参照により本明細書に組み込まれる)に見出すことができる。
一部の実施形態において、組成物は、ヒト、ヒト患者、または対象に投与することができる。本開示の目的のため、語句「活性成分」は、一般に、本明細書に記載のとおり送達すべき本発明の化合物および/または組成物を指す。
本明細書に提供される医薬組成物の記載は、原則としてヒトへの投与に好適な医薬組成物を対象とするが、そのような組成物は、一般に、他の対象、例えば、非ヒト動物、例えば、非ヒト哺乳動物への投与に好適であることが当業者により理解される。組成物を種々の動物への投与に好適なものとするための、ヒトへの投与に好適な医薬組成物の改変は十分理解されており、通常の技能を有する獣医薬理学者は、そのような改変を、行うとしても単なる通常の実験により設計および/または実施することができる。医薬組成物の投与が企図される対象としては、限定されるものではないが、ヒトおよび/または他の霊長類;哺乳動物、例として、商業関連の哺乳動物、例えば、ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、ネコ
、イヌ、マウス、および/もしくはラット;ならびに/または鳥類、例として、商業関連の鳥類、例えば、猛禽類、ニワトリ、カモ、ガン、および/もしくはシチメンチョウが挙げられる。
一部の実施形態において、本明細書に記載の医薬組成物の製剤は、薬理学分野において公知の、または後に開発される任意の方法により調製することができる。一般に、このような調製方法は、活性成分を賦形剤および/または1つ以上の他の副成分と会合させるステップ、ならびに次いで、必要であればおよび/または所望により、生成物を所望の単一または多用量単位に分類、成形および/また包装するステップを含む。
一部の実施形態において、本発明の医薬組成物は、バルクで、単一単位用量として、および/または複数の単一単位用量として調製、包装および/または販売することができる。本明細書において使用される場合、用語「単位用量」は、所定量の活性成分を含む医薬組成物の個別量を指す。活性成分の量は、一般に、対象に投与される活性成分の投与量、および/またはそのような投与量の利便的な分数、例えば、そのような投与量の2分の1または3分の1などに等しい。
一部の実施形態において、本発明の医薬組成物中の活性成分、薬学的に許容可能な賦形剤、および/または任意の追加の成分の相対量は、アイデンティティ、サイズ、および/または治療すべき対象の病態に応じて、ならびにさらには組成物を投与すべき経路に応じて変動し得る。例として、組成物は、約0.1%〜100%、例えば、約0.5%〜約50%、約1%〜約30%、約5%〜約80%または少なくとも80%(w/w)の活性成分を含み得る。一部の実施形態において、活性成分は、調節エレメントおよび/またはGPCに指向される抗体である。
製剤
本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の賦形剤を使用して製剤化して、(1)安定性を増加させ;(2)細胞浸透性を増加させ;(3)持続性放出もしくは遅延放出を許容し(例えば、そのような製剤からの化合物および/または成長因子の);および/または(4)生体内分布を変更する(例えば、化合物を規定の組織または細胞型に標的化する)ことができる。さらに、慣習的な賦形剤、例えば、任意のおよび全ての溶媒、分散媒体、希釈剤、液体ビヒクル、分散助剤、懸濁助剤、表面活性剤、等張剤、増粘剤、乳化剤および保存剤に加え、本発明の製剤は、限定されるものではないが、リポソーム、脂質ナノ粒子、ポリマー、リポプレックス、コア−シェルナノ粒子、ペプチド、タンパク質、本発明の化合物および/または組成物により形質移入された細胞(例えば、対象中への移植のため)ならびにそれらの組合せを含み得る。
賦形剤
医薬組成物を製剤化するための種々の賦形剤および組成物を調製するための技術は、当技術分野において公知である(レミントン(Remington)著、「製薬の科学および実践(The Science and Practice of Pharmacy)、第21版、A.R.ジェンナロ(A.R.Gennaro)、リッペンコット・ウィリアムズ・アンド・ウィルキンス(Lippincott Williams&Wilkins)、ボルティモア、メリーランド、2006年参照;参照により本明細書に組み込まれる)。
一部の実施形態において、慣用の賦形剤媒体の使用は、本開示の範囲内で企図され、但し、任意の慣用の賦形剤媒体が、例えば、任意の不所望な生物学的効果を産生することにより、またはそうでなければ医薬組成物の任意の他の構成要素と有害に相互作用することにより物質および/またはそれらの誘導体と不適合であり得る場合を除く。
本明細書に記載の医薬組成物の製剤は、薬理学の分野において公知または後に開発される任意の方法により調製することができる。一般に、このような調製方法は、活性成分を賦形剤および/または他の副成分と会合させるステップを含む。
本開示による医薬組成物は、バルクで、単一単位用量として、および/または複数の単一単位用量として調製、包装、および/または販売することができる。
本開示の医薬組成物中の活性成分、薬学的に許容可能な賦形剤、および/または任意の追加の成分の相対量は、アイデンティティ、サイズ、および/または治療される対象の病態に応じて、ならびにさらには医薬組成物を投与することができる経路に応じて変動し得る。
一部の実施形態において、薬学的に許容可能な賦形剤は、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の純度である。一部の実施形態において、賦形剤は、ヒトにおける使用および/または動物への使用に承認されている。一部の実施形態において、賦形剤は、米国食品医薬品局により承認されている。一部の実施形態において、賦形剤は、医薬グレードである。一部の実施形態において、賦形剤は、米国薬局方(USP:United States Pharmacopoeia)、欧州薬局方(EP:European Pharmacopoeia)、英国薬局方および/または国際薬局方の基準を満たす。
一部の実施形態において、本発明の薬学的に許容可能な賦形剤としては、限定されるものではないが、不活性希釈剤、分散剤および/もしくは顆粒化剤、表面活性剤および/もしくは乳化剤、崩壊剤、結合剤、保存剤、緩衝剤、滑沢剤、ならびに/または油剤を挙げることができる。このような賦形剤を、場合により、医薬組成物中に含めることができる。
例示的な希釈剤としては、限定されるものではないが、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸二カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸ナトリウム ラクトース、スクロース、セルロース、微結晶性セルロース、カオリン、マンニトール、ソルビトール、イノシトール、塩化ナトリウム、乾燥デンプン、トウモロコシデンプン、粉糖など、および/またはそれらの組合せが挙げられる。
例示的な顆粒化剤および/または分散剤としては、限定されるものではないが、ジャガイモデンプン、トウモロコシデンプン、タピオカデンプン、デンプングリコール酸ナトリウム、クレイ、アルギン酸、グアーガム、シトラスパルプ、寒天、ベントナイト、セルロースおよび木製品、天然海綿体、カチオン交換樹脂、炭酸カルシウム、ケイ酸塩、炭酸ナトリウム、架橋ポリ(ビニル−ピロリドン)(クロスポビドン)、ナトリウムカルボキシメチルデンプン(デンプングリコール酸ナトリウム)、カルボキシメチルセルロース、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース(クロスカルメロース)、メチルセルロース、α化デンプン(デンプン1500)、微結晶性デンプン、水不溶性デンプン、カルシウムカルボキシメチルセルロース、ケイ酸アルミニウムマグネシウム(ヴィーガム(VEEGUM)(登録商標))、ラウリル硫酸ナトリウム、第4級アンモニウム化合物など、および/またはそれらの組合せが挙げられる。
例示的な表面活性剤および/または乳化剤としては、限定されるものではないが、天然乳化剤(例えば、アカシアゴム、寒天、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、トラガカント、コンドラックス(chondrux)、コレステロール、キサンタン、ペクチン、ゼラチン、卵黄、カゼイン、羊毛脂、コレステロール、ワックスおよびレシチン)、コロイド状クレイ(例えば、ベントナイト[ケイ酸アルミニウム]およびヴィーガムVEEGU
M(登録商標)[ケイ酸アルミニウムマグネシウム])、長鎖アミノ酸誘導体、高分子量アルコール(例えば、ステアリルアルコール、セチルアルコール、オレイルアルコール、モノステアリン酸トリアセチン、ジステアリン酸エチレングリコール、モノステアリン酸グリセリル、およびモノステアリン酸プロピレングリコール、ポリビニルアルコール)、カルボマー(例えば、カルボキシポリメチレン、ポリアクリル酸、アクリル酸ポリマー、およびカルボキシビニルポリマー)、カラゲナン、セルロース誘導体(例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、粉末セルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース)、ソルビタン脂肪酸エステル(例えば、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン[ツイーン(TWEEN)(登録商標)20]、ポリオキシエチレンソルビタン[ツイーンn(TWEENn)(登録商標)60]、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン[ツイーン(TWEEN)(登録商標)80]、モノパルミチン酸ソルビタン[スパン(SPAN)(登録商標)40]、モノステアリン酸ソルビタン[スパン(Span)(登録商標)60]、トリステアリン酸ソルビタン[スパン(Span)(登録商標)65]、モノオレイン酸グリセリル、モノオレイン酸ソルビタン[スパン(SPAN)(登録商標)80])、ポリオキシエチレンエステル(例えば、モノステアリン酸ポリオキシエチレン[MYRJ(登録商標)45]、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリエトキシル化ヒマシ油、ステアリン酸ポリオキシメチレン、およびソルトールSOLUTOL(登録商標))、スクロース脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル(例えばクレモホル(CREMOPHOR)(登録商標))、ポリオキシエチレンエーテル(例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル[BRIJ(登録商標)30])、ポリ(ビニル−ピロリドン)、モノラウリン酸ジエチレングリコール、オレイン酸トリエタノールアミン、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、オレイン酸エチル、オレイン酸、ラウリン酸エチル、ラウリル硫酸ナトリウム、プルオリンク(PLUORINC)(登録商標)F68、ポロキサマー(POLOXAMER)(登録商標)188、臭化セトリモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンザルコニウム、ドクサートナトリウムなど、ならびに/またはそれらの組合せが挙げられる。
例示的な結合剤としては、限定されるものではないが、デンプン(例えば、トウモロコシデンプンおよびデンプン糊);ゼラチン;糖(例えば、スクロース、グルコース、デキストロース、デキストリン、糖蜜、ラクトース、ラクチトール、マンニトール);天然および合成ゴム(例えば、アカシアゴム、アルギン酸ナトリウム、アイリシュモスのエキス、パンワール(panwar)ガム、ガティガム、イサポール(isapol)皮の粘液、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、微結晶性セルロース、酢酸セルロース、ポリ(ビニル−ピロリドン)、ケイ酸アルミニウムマグネシウム(ヴィーガム(Veegum)(登録商標))、およびカラマツアラボガラクタン(arabogalactan));アルギン酸塩;ポリエチレンオキシド;ポリエチレングリコール;無機カルシウム塩;ケイ酸;ポリメタクリレート;ワックス;水;アルコールなど;およびそれらの組合せが挙げられる。
例示的な保存剤としては、限定されるものではないが、酸化防止剤、キレート剤、抗菌保存剤、抗真菌保存剤、アルコール保存剤、酸性保存剤、および/または他の保存剤を挙げることができる。例示的な酸化防止剤としては、限定されるものではないが、αトコフェロール、アスコルビン酸、パルミチン酸アコルビル(acorbyl)、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、モノチオグリセロール、メタ重亜硫酸カリウム、プロピオン酸、没食子酸プロピル、アスコルビン酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、および/または亜硫酸ナトリウムが挙げられる。例示的なキレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、クエン酸一水和物、エデト酸二ナトリウム、エデト酸二カリウム、エデト酸、フマル酸、リンゴ酸、リン酸、エ
デト酸ナトリウム、酒石酸、および/またはエデト酸三ナトリウムが挙げられる。例示的な抗菌保存剤としては、限定されるものではないが、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、ブロノポール、セトリミド、塩化セチルピリジニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、クロロクレゾール、クロロキシレノール、クレゾール、エチルアルコール、グリセリン、ヘキセチジン、イミド尿素、フェノール、フェノキシエタノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、プロピレングリコール、および/またはチメロサールが挙げられる。例示的な抗真菌保存剤としては、限定されるものではないが、ブチルパラベン、メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、安息香酸カリウム、ソルビン酸カリウム、安息香酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、および/またはソルビン酸が挙げられる。例示的なアルコール保存剤としては、限定されるものではないが、エタノール、ポリエチレングリコール、フェノール、フェノール系化合物、ビスフェノール、クロロブタノール、ヒドロキシ安息香酸塩、および/またはフェニルエチルアルコールが挙げられる。例示的な酸性保存剤としては、限定されるものではないが、ビタミンA、ビタミンC、ビタミンE、β−カロテン、クエン酸、酢酸、デヒドロ酢酸、アスコルビン酸、ソルビン酸、および/またはフィチン酸が挙げられる。他の保存剤としては、限定されるものではないが、トコフェロール、酢酸トコフェロール、メシル酸デテロキシム(deteroxime)、セトリミド、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、ブチル化ヒドロキシトルエンド(hydroxytoluened)(BHT)、エチレンジアミン、ラウリル硫酸ナトリウム(SLS)、ラウリル硫酸エーテルナトリウム(SLES)、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム、グリダントプラス(GLYDANT PLUS)(登録商標)、フェノニップ(PHENONIP)(登録商標)、メチルパラベン、ゲルマール(GERMALL)(登録商標)115、ゲルマベン(GERMABEN)(登録商標)II、ネオロン(NEOLONE)(商標)、カトン(KATHON)(商標)、および/またはユーキシル(EUXYL)(登録商標)が挙げられる。
例示的な緩衝剤としては、限定されるものではないが、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、塩化アンモニウム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、クエン酸カルシウム、グルビオン酸カルシウム、グルセプト酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、D−グルコン酸、グリセロリン酸カルシウム、乳酸カルシウム、プロパン酸、レブリン酸カルシウム、ペンタン酸、二塩基性リン酸カルシウム、リン酸、三塩基性リン酸カルシウム、リン酸三カルシウム、酢酸カリウム、塩化カリウム、グルコン酸カリウム、カリウム混合物、二塩基性リン酸カリウム、一塩基性リン酸カリウム、リン酸カリウム混合物、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、二塩基性リン酸ナトリウム、一塩基性リン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム混合物、トロメタミン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アルギン酸、パイロジェンフリー水、等張食塩水、リンガー液、エチルアルコールなど、および/またはそれらの組合せが挙げられる。
例示的な滑沢剤としては、限定されるものではないが、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸、シリカ、タルク、麦芽、グリセリルベハネート(behanate)、硬化植物油、ポリエチレングリコール、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ロイシン、ラウリル硫酸マグネシウム、ラウリル硫酸ナトリウムなど、およびそれらの組合せが挙げられる。
例示的な油剤としては、限定されるものではないが、アーモンド油、杏仁油、アボカド油、ババス油、ベルガモット油、ブラックカラント種油、ルリチシャ油、ジュニパータール油、カモミール油、キャノーラ油、カラウェー油、カルナバ油、ヒマシ油、桂皮油、ココアバター油、ヤシ油、肝油、コーヒー油、トウモロコシ油、綿実油、エミュー油、ユー
カリ油、月見草油、魚油、亜麻仁油、ゲラニオール油、ウリ油、ブドウ種子油、ヘーゼルナッツ油、ヒソップ油、ミリスチン酸イソプロピル、ホホバ油、ククイナッツ油、ラバンジン油、ラベンダー油、レモン油、リツェアクベバ油、マカデミアナッツ油、ゼニアオイ油、マンゴー種子油、メドウフォーム種子油、ミンク油、ナツメグ油、オリーブ油、オレンジ油、オレンジラフィー油、パーム油、パーム核油、ピーチ核油、ラッカセイ油、ポピー種子油、カボチャ種子油、菜種油、米糠油、ローズマリー油、ベニバナ油、ビャクダン油、サザンカ油、セイボリー油、シーバックソーン油、ゴマ油、シアバター油、シリコーン油、大豆油、ヒマワリ油、ティーツリー油、アザミ油、ツバキ油、ベチベル油、クルミ油、および小麦胚種油が挙げられる。例示的な油剤としては、限定されるものではないが、ステアリン酸ブチル、トリカプリル酸グリセリル、トリカプリン酸グリセリル、シクロメチコーン、セバシン酸ジエチル、ジメチコーン360、ミリスチン酸イソプロピル、鉱油、オクチルドデカノール、オレイルアルコール、シリコーン油、および/またはそれらの組合せが挙げられる。
賦形剤、例えば、ココアバターおよび坐剤ワックス、着色剤、コーティング剤、甘味剤、矯味剤、および/または着香剤が、配合者の判断により組成物中に存在し得る。
製剤ビヒクル:リポソーム、リポプレックス、および脂質ナノ粒子
本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上のリポソーム、リポプレックスおよび/または脂質ナノ粒子を使用して製剤化することができる。一部の実施形態において、医薬組成物は、リポソームを含む。リポソームは、主として脂質二重層から構成され得、栄養素および医薬製剤の投与のための送達ビヒクルとして使用することができる人工調製小胞である。リポソームは、様々なサイズのものであり得、例えば、限定されるものではないが、数百ナノメートルの直径であり得、狭い水性コンパートメントにより離隔している一連の同心二重層を含有し得る多層小胞(MLV:multilamellar vesicle)、50nm未満の直径であり得る小型単細胞小胞(SUV:small unicellular vesicle)および50〜500nmの直径であり得る大型単層小胞(LUV:large unilamellar vesicle)であり得る。リポソーム構成要素としては、限定されるものではないが、非健常組織へのリポソームの付着を改善するため、またはイベント、例えば、限定されるものではないが、エンドサイトーシスを活性化するためのオプソニンまたはリガンドを挙げることができる。リポソームは、低または高pHを含み得る。一部の実施形態において、リポソームpHは、医薬製剤の送達を改善するために変動させることができる。
一部の実施形態において、リポソーム形成は、物理化学的特徴、例えば、限定されるものではないが、捕捉される医薬製剤、リポソーム成分、脂質小胞を分散させる媒体の性質、捕捉される物質の有効濃度、捕捉される物質の潜在的毒性、小胞の適用および/または送達の間に含まれる追加のプロセス、最適化サイズ、多分散性、意図される適用のための小胞の保存期間、バッチ間再現性ならびに安全および十分なリポソーム産物の大規模産生の可能性に依存し得る。
一部の実施形態において、製剤および組成物がインビボで異なる細胞型に受動的または活性的に指向されるように、製剤をアセンブルし、または組成物を変更することができる。
一部の実施形態において、製剤は、限定されるものではないが、ホレート、トランスフェリン、N−アセチルガラクトサミミン(GalNAc)により例示される製剤表面上の異なるリガンドの発現、および抗体標的アプローチを介して選択的に標的化することができる。
一部の実施形態において、本発明の医薬組成物は、リポソーム、リポプレックスおよび
/または脂質ナノ粒子とともに製剤化して機能の効力を改善することができる。このような製剤は、医薬組成物による細胞形質移入を増加させ得る。一部の実施形態において、リポソーム、リポプレックス、または脂質ナノ粒子は、医薬組成物安定性を増加させるために使用することができる。
一部の実施形態において、リポソームは、具体的には、1つ以上の抗体を含む医薬組成物のために配合される。このようなリポソームは、当技術分野において公知の技術、例えば、エプシュタイン(Eppstein)ら(エプシュタイン,D.A.(Eppstein,D.A.)ら著、「リポソーム封入ネズミインターフェロンガンマの生物学的活性は、細胞膜受容体により媒介される(Biological activity of liposome−encapsulated murine interferon gamma is mediated by a cell membrane receptor)」、米国科学アカデミー紀要(Proc Natl Acad Sci USA)、1985年6月、第82巻(第11号)、p.3688〜92);ウォン(Hwang)ら(ウォン,K.J.(Hwang,K.J.)ら著、「単層スフィンゴミエリン/コレステロールリポソームの肝臓取り込みおよび分解:速度論的研究(Hepatic uptake and degradation of unilamellar sphingomyelin/cholesterol liposomes:a kinetic study)」、米国科学アカデミー紀要(Proc Natl Acad
Sci USA)、1980年7月、第77巻(第7号)、p.4030〜4);米国特許第4,485,045号明細書および米国特許第4,544,545号明細書により記載されているものにより調製することができる。持続循環時間を有するリポソームの産生は、米国特許第5,013,556号明細書にも記載されている。
一部の実施形態において、抗体を含む本発明のリポソームは、ポリエチレングリコール誘導体化された脂質、例えば、ホスファチジルコリン、コレステロールおよびホスファチジルエタノールアミンを利用する逆相蒸発を使用して生成することができる。所望の直径のリポソームを押出するために規定細孔サイズを有するフィルタを使用する。別の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、マーチン(Martin)ら(マーチン,F.J.(Martin,F.J.)ら著、「予備形成小胞への免疫グロブリン断片の不可逆的カップリング。リポソーム標的化の改善された方法(Irreversible coupling of immunoglobulin fragments
to preformed vesicles.An improved method for liposome targeting)」、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J Biol Chem.)、1982年1月10日、第257巻(第1号)、p.286〜8)により記載されているとおり、リポソームの外部表面にジスルフィド交換反応によりコンジュゲートすることができる。
製剤ビヒクル:ポリマーおよびナノ粒子
本発明の化合物および/または組成物は、天然および/または合成ポリマーを使用して製剤化することができる。送達に使用することができるポリマーの非限定的な例としては、限定されるものではないが、DMRI/DOPE、ポロキサマー、キトサン、シクロデキストリン、およびポリ(乳酸−co−グリコール酸)(PLGA:poly(lactic−co−glycolic acid)ポリマーが挙げられる。一部の実施形態において、ポリマーは、生分解性であり得る。
一部の実施形態において、ポリマー製剤は、化合物および/または組成物の持続性放出および/または遅延放出を許容し得る(例えば、筋肉内および/または皮下注射後)。本発明の化合物および/または組成物についての変更された放出プロファイルは、例えば、延長された期間にわたり化合物放出をもたらし得る。ポリマー製剤は、本発明の化合物お
よび/または組成物の安定性を増加させるために使用することもできる。
一部の実施形態において、ポリマー製剤は、限定されるものではないが、ホレート、トランスフェリン、およびN−アセチルガラクトサミン(GalNAc)により例示される異なるリガンドの発現を介して選択的に標的化することができる(ベノア,D.S.(Benoit,D.S.)ら著、「標的化siRNA送達のためのホレート官能化RAFTポリマーの合成(Synthesis of folate−functionalized RAFT polymers for targeted siRNA delivery)」、バイオマクロモレキュールズ(Biomacromolecules)、2011年、第12巻、p.2708〜14;ロゼマ,D.B.(Rozema、D.B.)ら著、「肝細胞へのsiRNAの標的化インビボ送達のための動的ポリコンジュゲート(Dynamic polyconjugates for targeted in
vivo delivery of siRNA to hepatocytes)」、米国科学アカデミー紀要(Proc Natl Acad Sci USA)、2007年、第104巻、p.12982〜12887;デイビス,M.E.(Davis,M.E.)ら著、「自己集合シクロデキストリンポリマーベースナノ粒子を介するヒトにおけるsiRNAの最初の標的化送達:構想から臨床へ(The first targeted delivery of siRNA in humans via a self−assembling,cyclodextrin polymer−based
nanoparticle:from concept to clinic)、モレキュラー・ファーマコロジ(Mol Pharm)、2009年、第6巻、p.659〜668;デイビス,M.E.(Davis,M.E.)ら著、「標的化ナノ粒子を介して全身投与されたsiRNAからのヒトにおけるRNAiの証拠(Evidence of
RNAi in humans from systemically administered siRNA via targeted nanoparticles)、ネイチャー(Nature)、2010年、第464巻、p.1067〜70;それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。
本発明の化合物および/または組成物は、ポリマー、脂質、および/または他の生分解性薬剤、例えば、限定されるものではないが、リン酸カルシウムの組合せを使用してナノ粒子として製剤化することができる。一部の実施形態において、構成要素をコア−シェル、ハイブリッド、および/または多層アーキテクチャ中で組み合わせてナノ粒子構造の微調整を可能とすることができ、そうして送達を向上させることができる。本発明の抗体のために、自己集合してナノメートルサイズの小胞を形成するpH感受性ジブロックコポリマーのポリ(2−(メタクリロイルオキシ)エチルホスホリルコリン−ブロック−(2−(ジイソプロピルアミノ)エチルメタクリレート)、(PMPC−PDPA)(ポリマーソームとしても公知)をベースとする系を生理学的pHにおいて使用することができる。これらのポリマーソームは、生細胞内で比較的高い抗体ペイロードを良好に送達することが示されている(マッシナニ,M.(Massignani,M.)ら著、「抗体の細胞送達:有効な標的化細胞内イメージングおよび新たな治療ツール(Cellular delivery of antibodies:effective targeted
subcellular imaging and new therapeutic
tool)、ネイチャー・プロシーディングス(Nature Proceedings)、2010年。p.1〜17)。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物の送達のためのナノ粒子を形成するためにPEG電荷変換型ポリマー(ピテラ,F.(Pitella,F.)ら著、「細胞毒性がわずかな有効な遺伝子ノックダウンのためのリン酸カルシウムおよびPEG−ブロック電荷変換型ポリマーからのsiRNAを取り込むハイブリッドナノ粒子のエンドソームエスケープの向上(Enhanced endosomal escap
e of siRNA−incorporating hybrid nanoparticles from calcium phosphate and PEG−block charge−conversional polymer for efficient gene knockdown with negligible cytotoxicity)」、バイオマテリアルズ(Biomaterials)、2011年、第32巻、p.3106〜14)を使用することができる。一部の実施形態において、PEG電荷変換型ポリマーは、酸性pHにおいてポリカチオンに開裂させ、したがってエンドソームエスケープを向上させることによりPEG−ポリアニオンブロックコポリマーを改善し得る。
一部の実施形態において、ポリマーナノ粒子の複合体化、送達および/または内在化は、コアおよびシェルナノ粒子構成要素の両方の化学組成を変更することにより正確に制御することができる(シーグワルト,D.J.(Siegwart,D.J.)ら著、「細胞内送達のための化学的に多様なコア−シェルナノ粒子のコンビナトリアル合成(Combinatorial synthesis of chemically diverse core−shell nanoparticles for intracellular delivery)」、米国科学アカデミー紀要(Proc Natl Acad Sci USA)、2011年、第108巻、p.12996〜3001)。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物を送達するためにポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)のマトリックスを使用する。このようなマトリックスは、他者により記載されている(シャーウッド,J.K.(Sherwood,J.K.)ら著、「抗体送達系の制御(Controlled antibody delivery systems)」、ネイチャー・バイオテクノロジー(Nature Biotechnology)、1992年、第10巻、p.1446〜9)。
抗体製剤
本発明の抗体は、静脈内投与または血管外投与のために製剤化することができる(ドーアティ(Daugherty)ら著、「モノクローナル抗体治療薬についての製剤および送達の論点(Formulation and delivery issues for monoclonal antibody therapeutics)」、アドバンスト・ドラッグ・デリバリー・レビューズ(Adv Drug Deliv Rev.)、2006年8月7日、第58巻(第5−6号)、p.686〜706および米国特許出願公開第2011/0135570号明細書、それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。血管外投与経路としては、限定されるものではないが、皮下投与、腹腔内投与、脳内投与、眼内投与、病巣内投与、局所投与および筋肉内投与を挙げることができる。
一部の実施形態において、抗体構造は、治療薬としての有効性を改善するように改変することができる。改善としては、限定されるものではないが、熱力学的安定性の改善、Fc受容体結合特性の低減および/またはフォールディング効率の改善を挙げることができる。改変としては、限定されるものではないが、アミノ酸置換、グリコシル化、パルミトイル化および/またはタンパク質コンジュゲーションを挙げることができる。
一部の実施形態において、本発明の抗体は、酸化防止剤とともに製剤化して抗体酸化を低減させることができる。本発明の抗体は、添加剤とともに製剤化してタンパク質凝集を低減させることもできる。このような添加剤としては、限定されるものではないが、アルブミン、アミノ酸、糖、尿素、塩化グアニジニウム、ポリアルコール、ポリマー(例えば、ポリエチレングリコールおよびデキストラン)、界面活性剤(例として、限定されるものではないが、ポリソルベート20およびポリソルベート80)またはさらには他の抗体
を挙げることができる。
一部の実施形態において、本発明の抗体は、抗体構造および機能に対する水の影響を低減させるように製剤化することができる。このような製剤中の抗体調製物は、凍結乾燥させることができる。凍結乾燥に供される製剤は、抗体構造を保護および/または安定化するための炭水化物またはポリオール化合物を含み得る。このような化合物としては、限定されるものではないが、スクロース、トレハロースおよびマンニトールを挙げることができる。
一部の実施形態において、本発明の抗体は、ポリマーとともに製剤化することができる。一部の実施形態において、ポリマー製剤は、疎水性ポリマーを含み得る。このようなポリマーは、水中油中固体封入法を介してポリラクチド−co−グリコリドと配合されるマイクロスフェアであり得る。一部の実施形態において、エチレン−ビニルアセテートコポリマーを含むマイクロスフェアも、抗体送達に使用し、および/または送達部位における抗体放出の時間経過を延長させることができる。一部の実施形態において、ポリマーは、水性ゲルであり得る。このようなゲルは、例えば、カルボキシメチルセルロースを含み得る。一部の実施形態において、水性ゲルは、ヒアルロン酸ヒドロゲルも含み得る。一部の実施形態において、抗体は、組織、例として、限定されるものではないが、中枢神経系の組織中の持続送達を可能とするヒドラゾン結合を介してそのようなゲルに共有結合させることができる。
製剤ビヒクル:ペプチドおよびタンパク質
本発明の化合物および/または組成物は、ペプチドおよび/またはタンパク質とともに製剤化することができる。一部の実施形態において、医薬製剤を送達するためにペプチド、例えば、限定されるものではないが、細胞浸透ペプチドおよび/または細胞内送達を可能とするタンパク質/ペプチドを使用することができる。本発明の医薬製剤について使用することができる細胞浸透ペプチドの非限定的な例としては、細胞内空間への送達を容易にするポリカチオンに付着している細胞浸透ペプチド配列、例えば、HIV由来TATペプチド、ペネトラチン、トランスポータン、またはhCT由来細胞浸透ペプチドが挙げられる(例えば、カロン,N.J.(Caron,N.J.)ら著、「筋細胞中へのTat−eGFP融合タンパク質の細胞内送達(Intracellular delivery of a Tat−eGFP fusion protein into muscle cells)」、モレキュラー・セラピー(Mol Ther.)、2001年、第3巻(第3号)、p.310〜8;ランゲル,U.(Langel,U.)著、「細胞浸透ペプチド:方法および用途(Cell−Penetrating Peptides:Processes and Applications)」、CRCプレス(CRC
Press)、ボカラトン、フロリダ、2002年;エルアンダロウシ,S.(El−Andaloussi,S.)ら著、「細胞浸透ペプチド:機序および用途(Cell−penetrating peptides:mechanisms and applications)」、カレント・ファーマシューティカル・デザイン(Curr Pharm Des.)、2003年、第11巻(第28号)、p.3597〜611;およびデシャイエズ,S.(Deshayes,S.)ら著、「細胞浸透ペプチド:治療薬の細胞内送達のためのツール(Cell−penetrating peptides:tools for intracellular delivery of therapeutics)」、セルラー・アンド・モレキュラー・ライフ・サイエンシズ(Cell Mol Life Sci.)、2005年、第62巻(第16号)、1839〜49参照、それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。本発明の化合物および/または組成物は、細胞内空間への組成物の送達を向上させる細胞浸透剤、例えば、リポソームを含むように製剤化することもできる。本発明の化合物および/または組成物は、ペプチドおよび/またはタンパク質、例えば、限定されるものではな
いが、エイルロン・セラピューティクス(Aileron Therapeutics)(ケンブリッジ、マサチューセッツ)およびペルメオン・バイオロジクス(Permeon Biologics)(ケンブリッジ、マサチューセッツ)からのペプチドおよび/またはタンパク質と複合体化させて細胞内送達を可能とすることができる(クロニカン,J.J.(Cronican,J.J.)ら著、「スーパーチャージドタンパク質を使用するインビトロおよびインビボにおける哺乳動物細胞中への機能タンパク質の強力な送達(Potent delivery of functional proteins into mammalian cells in vitro and in vivo using a supercharged protein)」、ACSケミカルバイオロジー(ACS Chem Biol.)、2010年、第5巻、p.747〜52;マクノートン,B.R.(McNaughton,B.R.)ら著、「スーパーチャージドタンパク質による哺乳動物細胞浸透、siRNA形質移入、およびDNA形質移入(Mammalian cell penetration,siRNA transfection,and DNA transfection by supercharged proteins」、米国科学アカデミー紀要(Proc Natl Acad
Sci,USA)、2009年、第106巻、p.6111〜6;ヴェルディン,G.L.(Verdine,G.L.)ら著、「細胞内薬物標的のためのステープルドペプチド(Stapled peptides for intracellular drug targets)」、メソッズ・イン・エンジモロジー(Methods Enzymol.)、2012年、第503巻、p.3〜33;それらのそれぞれの内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)。
一部の実施形態において、細胞浸透ポリペプチドは、第1および第2のドメインを含み得る。第1のドメインは、スーパーチャージドポリペプチドを含み得る。第2のドメインは、タンパク質結合相手を含み得る。本明細書において使用される場合、タンパク質結合相手としては、限定されるものではないが、抗体およびその機能断片、足場タンパク質および/またはペプチドを挙げることができる。細胞浸透ポリペプチドは、タンパク質結合相手についての細胞内結合相手をさらに含み得る。一部の実施形態において、細胞浸透ポリペプチドは、本発明の化合物および/または組成物を導入することができる細胞から分泌させることができる。
ペプチドおよび/またはタンパク質を含む本発明の組成物は、細胞形質移入を増加させ、および/または化合物/組成物の生体内分布を変更するために使用することができる(例えば、特異的組織または細胞型を標的化することにより)。
製剤ビヒクル:細胞
本発明の化合物および/または組成物の細胞ベース製剤は、細胞形質移入を確保し(例えば、細胞担体中)、または生体内分布を変更するために使用することができる(例えば、細胞担体を特異的組織または細胞型に標的化することにより)。
細胞移入方法
種々の方法、例として、ウイルスおよび非ウイルス媒介技術が当技術分野において公知であり、細胞中への核酸またはタンパク質の導入に好適である。典型的な非ウイルス媒介技術の例としては、限定されるものではないが、エレクトロポレーション、リン酸カルシウム媒介移入、ヌクレオフェクション、ソノポレーション、熱ショック、マグネトフェクション、リポソーム媒介移入、マイクロインジェクション、マイクロプロジェクティル(microprojectile)媒介移入(ナノ粒子)、カチオンポリマー媒介移入(DEAE−デキストラン、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール(PEG)など)または細胞融合が挙げられる。
ソノポレーション、または細胞音波処理の技術は、細胞原形質膜の浸透性を改変するための音波(例えば、超音波周波数)の使用である。ソノポレーション法は、当技術分野において公知であり、インビボで核酸を送達するために使用される(ヨーン,C.S.(Yoon,C.S.)ら著、「超音波媒介遺伝子送達(Ultrasound−mediated gene delivery)」、エキスパート・オピニオン・オン・ドラッグ・デリバリー(Expert Opin Drug Deliv.)、2010年、第7巻、p.321〜30;ポステマ,M.(Postema,M.)ら著、「超音波指向薬物送達(Ultrasound−directed drug delivery)」、カレント・ファーマシューティカル・バイオテクノロジー(Curr Pharm Biotechnol.)、2007年、第8巻、p.355〜61;ニューマン,C.M.(Newman,C.M.)ら著、「遺伝子療法の進歩および展望:遺伝子移入のための超音波(Gene therapy progress and prospects:ultrasound for gene transfer)」、ジーン・セラピー(Gene Ther.)、2007年、第14巻(第6号)、p.465〜75;それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。ソノポレーション法は、当技術分野において公知であり、例えば、米国特許出願公開第2010/0196983号明細書中で細菌に関するものとして、および例えば、米国特許出願公開第2010/0009424号明細書(それらのそれぞれの内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)中では他の細胞型に関するものとして教示もされている。
エレクトロポレーション技術も当技術分野において周知であり、インビボで、および臨床的に核酸を送達するために使用される(アンドレ,F.M.(Andre,F.M.)ら著、「インビボ核酸電気移入:機序および実践の態様(Nucleic acids electrotransfer in vivo:mechanisms and practical aspects)」、カレント・ジーン・セラピー(Curr Gene Ther.)、2010年、第10巻、p.267〜80;キアレラ,P.(Chiarella,P.)ら著、「DNAワクチン接種プロトコルにおけるエレクトロポレーションの用途(Application of electroporation in DNA vaccination protocols)」、カレント・ジーン・セラピー(Curr Gene Ther.)、2010年、第10巻。p.281〜6;ホマン,P.(Hojman、P.)著、「筋電気移入の基本原理および臨床的進歩(Basic principles and clinical advancements of muscle electrotransfer」、カレント・ジーン・セラピー(Curr Gene Ther.)、2010年、第10巻、p.128〜38;それらのそれぞれの内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、エレクトロポレーションにより送達することができる。
投与および送達
本発明の化合物および/または組成物は、当技術分野において公知の標準的方法または経路のいずれかにより投与することができる。このような方法としては、治療有効アウトカムをもたらす任意の経路を挙げることができる。これらとしては、限定されるものではないが、腸、胃腸、硬膜外、経口、経皮、硬膜外(硬膜周囲)、脳内(大脳中に)、脳室内(脳室内中に)、皮膚(皮膚上への適用)、皮内(皮膚自体中に)、皮下(皮膚の下)、経鼻投与(鼻を介して)、静脈内(静脈中に)、動脈内(動脈中に)、筋肉内(筋肉中に)、心臓内(心臓中に)、骨内注入(骨髄中に)、鞘内(脊柱管中に)、腹腔内(腹膜中への注入または注射)、膀胱内注入、硝子体内(眼を介して)、陰茎内注射(陰茎の基部中に)、膣内投与、子宮内、羊膜外投与、経皮(全身分布のための無傷の皮膚を介する拡散)、経粘膜(粘膜を介する拡散)、吹送(吸い込み)、舌下、下唇、浣腸、点眼(結膜上に)、または点耳が挙げられる。具体的な実施形態において、本発明の化合物および
/または組成物は、それらの血液脳関門、血管関門、または他の上皮関門の横断を可能とする手法で投与することができる。製剤化および投与の方法としては、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2013/0122007号明細書、米国特許第8,415,459号明細書または国際公開第2011/151432号パンフレットに開示のもののいずれかを挙げることができる。本発明の化合物および/または組成物のための非限定的な投与経路を以下に記載する。
非経口および注射投与
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、非経口投与することができる。経口および非経口投与のための液体剤形としては、限定されるものではないが、薬学的に許容可能なエマルション、マイクロエマルション、液剤、懸濁液、シロップ剤、および/またはエリキシル剤が挙げられる。活性成分に加え、液体剤形は、当技術分野において一般に使用される不活性希釈剤、例えば、水または他の溶媒、可溶化剤および乳化剤、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油(例えば、綿実油、ラッカセイ油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油およびゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ならびにそれらの混合物などを含み得る。不活性希釈剤の他、経口組成物は、助剤、例えば、湿潤剤、乳化剤および懸濁化剤、甘味剤、矯味剤、および/または着香剤を含み得る。非経口投与のためのある実施形態において、組成物を可溶化剤、例えば、クレモホル(CREMOPHOR)(登録商標)、アルコール、油、変性油、グリコール、ポリソルベート、シクロデキストリン、ポリマー、および/またはそれらの組合せと混合する。他の実施形態において、界面活性剤、例えば、ヒドロキシプロピルセルロースを含める。
注射製剤、例えば、無菌注射水性または油性懸濁液は、好適な分散剤、湿潤剤、および/または懸濁化剤を使用する公知技術により製剤化することができる。無菌注射製剤は、非毒性の非経口的に許容可能な希釈剤および/または溶媒、例えば、1,3−ブタンジオール中の溶液としての無菌注射溶液、懸濁液、および/またはエマルションであり得る。用いることができる許容可能なビヒクルおよび溶媒には、水、リンガー液(米国薬局方)および等張塩化ナトリウム溶液がある。無菌固定油が、溶媒または懸濁化媒体として慣用的に用いられる。この目的のため、任意の無刺激性固定油、例として、合成モノまたはジグリセリドを用いることができる。注射剤の調製において脂肪酸、例えば、オレイン酸を使用することができる。
注射製剤は、例えば、細菌捕集フィルタを介する濾過により、および/または使用前に滅菌水もしくは他の無菌注射媒体中で溶解もしくは分散させることができる無菌固体組成物の形態の滅菌剤を取り込むことにより滅菌することができる。
活性成分の効果を延長させるため、皮下または筋肉内注射からの活性成分の吸収を減速させることが望ましいことが多い。これは、不十分な水溶性を有する結晶またはアモルファス材料の液体懸濁液の使用により達成することができる。活性成分の吸収速度は溶解速度に依存し、この場合、溶解速度は結晶サイズおよび結晶形態に依存し得る。あるいは、非経口投与される薬物形態の吸収の遅延は、薬物を油性ビヒクル中で溶解または懸濁させることにより達成される。注射デポー形態は、生分解性ポリマー、例えば、ポリラクチド−ポリグリコリド中の薬物のマイクロカプセルマトリックスを形成することにより作製される。薬物とポリマーとの比および用いられる特定のポリマーの性質に応じて、薬物放出の速度を制御することができる。他の生分解性ポリマーの例としては、ポリ(オルトエステル)およびポリ(無水物)が挙げられる。デポー注射製剤は、身体組織と適合性であるリポソームまたはマイクロエマルション中で薬物を捕捉することにより調製される。
経直腸および経膣投与
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、経直腸および/または経膣投与することができる。経直腸または経膣投与のための組成物は、典型的には、坐剤であり、それは、周囲温度において固体であるが、体温において液体であるため、直腸または膣腔中で融解し、活性成分を放出する好適な非刺激性の賦形剤、例えば、ココアバター、ポリエチレングリコールまたは坐剤ワックスと組成物を混合することにより調製することができる。
経口投与
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、経口投与することができる。経口投与のための固体剤形としては、カプセル剤、錠剤、ピル、散剤、および顆粒剤が挙げられる。このような固体剤形において、活性成分を、少なくとも1つの不活性な薬学的に許容可能な賦形剤、例えば、クエン酸ナトリウムもしくはリン酸二カルシウムおよび/または充填剤もしくは増量剤(例えば、デンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトール、およびケイ酸)、結合剤(例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリジノン、スクロース、およびアカシアゴム)、保湿剤(例えば、グリセロール)、崩壊剤(例えば、寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモまたはタピオカデンプン、アルギン酸、あるケイ酸塩、および炭酸ナトリウム)、溶解遅延剤(solution retarding agent)(例えば、パラフィン)、吸収促進剤(例えば、第4級アンモニウム化合物)、湿潤剤(例えば、セチルアルコールおよびモノステアリン酸グリセロール)、吸収剤(例えば、カオリンおよびベントナイトクレイ)、ならびに滑沢剤(例えば、タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム)、ならびにこれらの混合物などと混合する。カプセル剤、錠剤およびピルの場合、剤形は緩衝剤をさらに含み得る。
局所または経皮投与
本明細書に記載のとおり、本発明の化合物および/または組成物は、局所投与のために製剤化することができる。皮膚は、それが容易に到達可能なため、送達のための理想的な標的部位であり得る。一般に、3つの経路が本発明の化合物および/または組成物を皮膚に送達することが考えられる:(i)局所適用(例えば、局所/局部治療および/または化粧品用途のため);(ii)皮内注射(例えば、局所/局部治療および/または化粧品用途のため);および(iii)全身送達(例えば、皮膚および皮膚外領域の両方を冒す皮膚疾患の治療のため)。本発明の化合物および/または組成物は、当技術分野において公知のいくつかの異なるアプローチにより皮膚に送達することができる。
一部の実施形態において、本発明は、本発明の方法を利便的および/または効率的に実施するための種々の被覆材(例えば、創傷被覆材)または包帯(例えば、接着包帯)を提供する。典型的には、被覆材または包帯は、使用者が複数回治療を実施することを可能とするために十分な量の本明細書に記載の本発明の化合物および/または組成物を含み得る。
局所および/または経皮投与のための剤形としては、軟膏剤、ペースト剤、クリーム剤、ローション剤、ゲル剤、散剤、液剤、噴霧剤、吸入剤および/または貼付剤を挙げることができる。一般に、活性成分は、薬学的に許容可能な賦形剤ならびに/または任意の必要とされる保存剤および/もしくは緩衝液と無菌条件下で混合する。さらに、本発明は、本発明の化合物および/または組成物の体内への送達制御を提供する追加の利点を有することが多い経皮貼付剤の使用を企図する。このような剤形は、例えば、化合物および/または組成物を適正な媒体中で溶解または分散させることにより調製することができる。あ
るいは、またはさらに、速度は律速膜を提供し、ならびに/または化合物および/もしくは組成物をポリマーマトリックスおよび/またはル中で分散させることにより制御することができる。
局所投与に好適な製剤としては、限定されるものではないが、液体および/もしくは半液体製剤、例えば、塗布剤、ローション剤、水中油型および/もしくは油中水型エマルション、例えば、クリーム剤、軟膏剤および/もしくはペースト剤、ならびに/または液剤および/もしくは懸濁液が挙げられる。
局所投与可能な製剤は、例えば、約1%〜約10%(w/w)の活性成分を含み得るが、活性成分の濃度は、溶媒中の活性成分の溶解限度ほど高いことがある。局所投与のための製剤は、本明細書に記載の追加の成分の1つ以上をさらに含み得る。
デポー投与
本明細書に記載のとおり、一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、徐放のためのデポーに製剤化する。一般に、投与のために特異的器官または組織(「標的組織」)を標的化する。
本発明の一部の態様において、本発明の化合物および/または組成物は、標的組織内、またはそれに近接
して空間的に保持される。化合物および/または組成物が標的組織中で実質的に保持されるような条件下で、すなわち、組成物の少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、85、90、95、96、97、98、99、99.9、99.99%、または99.99%超が標的組織中で保持されるような条件下で、標的組織(1つ以上の標的細胞を含む)を化合物および/または組成物と接触させることにより、哺乳動物対象の標的組織に化合物および/または組成物を提供する方法が提供される。有利には、保持率は、1つ以上の標的細胞に進入する化合物および/または組成物の量を計測することにより決定する。例えば、対象に投与された化合物および/または組成物の少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%、または99.99%超が、投与後の一定の時点において細胞内に存在する。例えば、哺乳動物対象への筋肉内注射は、本発明の化合物および/または組成物ならびに1つ以上の形質移入試薬を含む水性組成物
を使用して実施することができ、保持率は、筋細胞中に存在する化合物および/または組成物の量を計測することにより決定する。
本発明のある態様は、本発明の化合物および/または組成物が標的組織中で実質的に保持されるような条件下で、標的組織(1つ以上の標的細胞を含む)を化合物および/または組成物と接触させることにより、哺乳動物対象の標的組織に本発明の化合物および/または組成物を提供する方法を対象とする。化合物および/または組成物は、目的の効果が少なくとも1つ以上の標的細胞中で産生されるように十分な活性成分を含む。一部の実施形態において、化合物および/または組成物は、一般に、1つ以上の細胞浸透剤を含むが、薬学的に許容可能な担体を有し、または有さない「裸
」製剤(例えば、細胞浸透剤も他の薬剤も有さない)も企図される。
一部の実施形態において、組織中の細胞中に存在する成長因子の量は、望ましくは増加する。好ましくは、成長因子のこの増加は、標的組織内の細胞に空間的に制限される。したがって、哺乳動物対象の組織中の目的成長因子の量を増加させる方法が提供される。一部の実施形態において、提供される単位量が、標的組織の所定の容積内に含有されるかなりの割合の細胞中で所望レベルの目的成長因子を産生するように決定されたことを特徴と
する化合物および/または組成物を含む製剤が提供される。
一部の実施形態において、製剤は、複数の異なる化合物および/または組成物を含み、1つまたは2つ以上が目的生体分子を標的化する。場合により、製剤は、化合物および/または組成物の細胞内送達を支援するための細胞浸透剤も含み得る。このような実施形態において、所定容積の標的組織内に含有されるかなりの割合の細胞中で目的生体分子を標的化する(一般に、隣接または遠位組織中の目的生体分子を標的化せずに)ために要求される化合物および/または組成物の用量を決定する。次いで、決定された用量を対象組織中に直接導入する。一部の実施形態において、本発明は、2回以上の投与で、または分割用量投与により送達すべき化合物および/または組成物を提供する。
経肺投与
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、経肺投与に好適な製剤で調製、包装、および/または販売することができる。一部の実施形態において、このような投与は、口腔を介する。一部の実施形態において、製剤は、活性成分を含む乾燥粒子を含み得る。このような実施形態において、乾燥粒子は、約0.5nm〜約7nmまたは約1nm〜約6nmの範囲の直径を有し得る。一部の実施形態において、製剤は、乾燥粉末を分散させるように推進剤の流れを向けることができる乾燥粉末リザーバを含むデバイスを使用する投与のための乾燥粉末の形態であり得る。一部の実施形態において、自己推進溶媒/粉末分注容器を使用することができる。このような実施形態において、活性成分は、密封容器中の低沸点推進剤中で溶解および/または懸濁させることができる。このような粉末は、重量基準の粒子の少なくとも98%が0.5nmを上回る直径を有し、数基準の粒子の少なくとも95%が7nm未満の直径を有する粒子を含み得る。あるいは、重量基準の粒子の少なくとも95%は、1nmを上回る直径を有し、数基準の粒子の少なくとも90%は、6nm未満の直径を有する。乾燥粉末組成物は、固体微粉末希釈剤、例えば、糖を含み得、単位用量形態で利便的に提供される。
低沸点推進剤は、一般に、大気圧において18.3℃(65°F)未満の沸点を有する液体推進剤を含む。一般に、推進剤は、組成物の50%〜99.9%(w/w)を構成し得、活性成分は、組成物の0.1%〜20%(w/w)を構成し得る。推進剤は、追加の成分、例えば、液体非イオン性および/または固体非イオン性界面活性剤および/または固体希釈剤(活性成分を含む粒子と同一の桁の粒子サイズを有し得る)をさらに含み得る。
肺送達のために製剤化される医薬組成物は、液剤および/または懸濁液の液滴の形態で活性成分を提供し得る。このような製剤は、活性成分を含む、場合により無菌の水性および/または希アルコール性液剤および/または懸濁液として調製、包装、および/または販売することができ、任意のネブライゼーションおよび/またはアトマイゼーションデバイスを使用して利便的に投与することができる。このような製剤は、1つ以上の追加の成分、例として、限定されるものではないが、矯味剤、例えば、サッカリンナトリウム、揮発性油、緩衝剤、表面活性剤、および/または保存剤、例えば、ヒドロキシ安息香酸メチルをさらに含み得る。この投与経路により提供される液滴は、約0.1nm〜約200nmの範囲の平均直径を有し得る。
鼻腔内、経鼻およびバッカル投与
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、経鼻および/または鼻腔内投与することができる。一部の実施形態において、肺送達に有用な本明細書に記載の製剤は、鼻腔内送達にも有用であり得る。一部の実施形態において、鼻腔内投与のための製剤は、活性成分を含み、約0.2μm〜500μmの平均粒子を有する粗粉末を含む。このような製剤は、鼻呼吸する様式で、すなわち、鼻の近くに保持された粉末の容器
からの鼻道を介する急速な吸入により投与する。
経鼻投与に好適な製剤は、例えば、約0.1%(w/w)ほど少なく、および100%(w/w)ほど多くの活性成分を含み得、本明細書に記載の追加の成分の1つ以上を含み得る。医薬組成物は、バッカル投与に好適な製剤で調製、包装、および/または販売することができる。このような製剤は、例えば、慣用の方法を使用して作製される錠剤および/またはトローチ剤の形態であり得、例えば、0.1%〜20%(w/w)の活性成分を含み得、残部は経口的に溶解可能および/または分解可能な組成物および場合により本明細書に記載の追加の成分の1つ以上を含む。あるいは、バッカル投与に好適な製剤は、活性成分を含む粉末ならびに/またはエアロゾル化および/もしくはアトマイズ化液剤および/もしくは懸濁液を含み得る。このような粉末化、エアロゾル化、および/またはエアロゾル化製剤は、分散された場合、約0.1nm〜約200nmの範囲の平均粒子および/または液滴サイズを含み得、本明細書に記載の任意の追加の成分の1つ以上をさらに含み得る。
経眼または経耳投与
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、経眼または経耳投与に好適な製剤で調製、包装および/または販売することができる。このような製剤は、例えば、点眼および/または点耳剤の形態、例として、例えば、水性および/または油性液体賦形剤中の活性成分の0.1/1.0%(w/w)液剤および/または懸濁液であり得る。このような点滴剤は、緩衝剤、塩、および/または本明細書に記載の1つ以上の他の任意の追加の成分をさらに含み得る。有用な他の経眼投与可能な製剤としては、活性成分を微結晶形態で、および/またはリポソーム調製物中で含むものが挙げられる。網膜下インサートを投与の形態として使用することもできる。
ペイロード投与:検出可能な薬剤および治療剤
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、生物学的標的への物質(「ペイロード」)の送達、例えば、標的の検出のための検出可能な物質の送達、または治療および/もしくは診断剤の送達が望まれる多数の異なるシナリオで使用することができる。検出法としては、限定されるものではないが、インビトロおよびインビボイメージング法の両方、例えば、免疫組織化学、生物発光イメージング(BLI:bioluminescence imaging)、磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、ポジトロン放射断層撮影(PET:position emission tomography)、電子顕微鏡観察、X線コンピュータ断層撮影、ラマンイメージング、光干渉断層撮影、吸収イメージング、サーマルイメージング、蛍光反射イメージング、蛍光顕微鏡観察、蛍光分子断層撮影イメージング、核磁気共鳴イメージング、X線イメージング、超音波イメージング、光音響イメージング、実験室アッセイ、またはタグ化/染色/イメージングが要求される任意の状況におけるものを挙げることができる。
一部の実施形態において、化合物および/または組成物は、リンカーおよびペイロードの両方を任意の有用な配向で含むように設計することができる。例えば、一端をペイロードに、ならびに他端を化合物および/または組成物に付着させるために2つの末端を有するリンカーを使用することができる。本発明の化合物および/または組成物は、2つ以上のペイロードを含み得る。一部の実施形態において、化合物および/または組成物は、1つ以上の開裂可能なリンカーを含み得る。一部の実施形態において、ペイロードは、リンカーを介して化合物および/または組成物に付着させることができ、例えば、細胞内のインビボトラッキングのために蛍光標識することができる。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、細胞中への可逆性
薬物送達において使用することができる。
本発明の化合物および/または組成物は、特異的オルガネラへのペイロード、例えば、検出可能な薬剤または治療剤の細胞内標的化において使用することができる。さらに、本発明の化合物および/または組成物は、治療剤を例えば、生存動物中の細胞または組織に送達するために使用することができる。例えば、本明細書に記載の化合物および/または組成物は、化学療法剤を送達して癌細胞を殺滅するために使用することができる。化合物および/または組成物は、1つ以上のリンカーを介して治療剤に付着させることができ、それは膜浸透を容易にし得、治療剤が細胞中に移動して細胞内標的に到達することを可能とする。
一部の実施形態において、ペイロードは、治療剤、例えば、細胞毒素、放射性イオン、化学療法薬、または他の治療剤であり得る。細胞毒素および/または細胞毒性剤としては、細胞に有害であり得る任意の薬剤を挙げることができる。例としては、限定されるものではないが、タキソール、サイトカラシンB、グラミシジンD、臭化エチジウム、エメチン、マイトマイシン、エトポシド、テニポシド、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジヒドロキシアントラシンジオン(dihydroxyanthracinedione)、ミトキサントロン、ミトラマイシン、アクチノマイシンD、1−デヒドロテストステロン、グルココルチコイド、プロカイン、テトラカイン、リドカイン、プロプラノロール、ピューロマイシン、メイタンシノイド、例えば、メイタンシノール(全体として本明細書に組み込まれる米国特許第5,208,020号明細書参照)、ラケルマイシン(CC−1065、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許第5,475,092号明細書、米国特許第5,585,499号明細書、および米国特許第5,846,545号明細書参照)、およびそれらのアナログまたはホモログが挙げられる。放射性イオンとしては、限定されるものではないが、ヨウ素(例えば、125ヨウ素または131ヨウ素)、89ストロンチウム、リン、パラジウム、セシウム、イリジウム、リン酸塩、コバルト、90イットリウム、153サマリウム、およびプラセオジムが挙げられる。他の治療剤としては、限定されるものではないが、代謝拮抗剤(例えばメトトレキサート、6−メルカプトプリン、6−チオグアニン、シタラビン、5−フルオロウラシル デカルバジン)、アルキル化剤(例えば、メクロレタミン、チオテパ クロラムブシル、ラケルマイシン(CC−1065)、メルファラン、カルムスチン(BSNU)、ロムスチン(CCNU)、シクロホスファミド、ブスルファン、ジブロモマンニトール、ストレプトゾトシン、マイトマイシンC5、ならびにシス−ジクロロジアミン白金(II)(DDP)(シスプラチン)、アントラサイクリン(例えば、ダウノルビシン(旧名ダウノマイシン)およびドキソルビシン)、抗生物質(例えば、ダクチノマイシン(旧名アクチノマイシン)、ブレオマイシン、ミトラマイシン、およびアントラマイシン(AMC))、および抗有糸分裂剤(例えば、ビンクリスチン、ビンブラスチン、タキソール、およびメイタンシノイド)が挙げられる。
一部の実施形態において、ペイロードは、検出可能な薬剤、例えば、種々の有機小分子、無機化合物、ナノ粒子、酵素または酵素基質、蛍光材料、発光材料(例えば、ルミノール)、生物発光材料(例えば、ルシフェラーゼ、ルシフェリン、およびエクオリン)、化学発光材料、放射性材料(例えば、18F、67Ga、81mKr、82Rb、111In、123I、133Xe、201Tl、125I、35S、14C、H、または99mTc(例えば、過テクネチウム酸塩(テクネチウム酸塩(VII)、TcO ))、および造影剤(例えば、金(例えば、金ナノ粒子)、ガドリニウム(例えば、キレートGd)、酸化鉄(例えば、超常磁性酸化鉄(SPIO:superparamagnetic iron oxide)、単結晶酸化鉄ナノ粒子(MION:monocrystalline iron oxide nanoparticle)、および超小型超常磁性酸化鉄(USPIO:ultrasmall superparamagnetic iron oxide))、マンガンキレート(例えば、Mn−DPDP)、硫酸バリウ
ム、ヨード造影剤(イオヘキソール)、マイクロバブル、またはペルフルオロカーボン)であり得る。このような光学的に検出可能な標識としては、例えば、限定されるものではないが、4−アセトアミド−4’−イソチオシアナトスチルベン−2,2’−ジスルホン酸;アクリジンおよび誘導体(例えば、アクリジンおよびアクリジンイソチオシアネート);、5−(2’−アミノメチル)アミノナフタレン−1−スルホン酸(EDANS);4−アミノ−N−[3−ビニルスルホニル)フェニル]ナフタルイミド−3,5−ジスルホネート;N−(4−アニリノ−1−ナフチル)マレイミド;アントラニルアミド;ボディパイ(BODIPY);ブリリアントイエロー、クマリンおよび誘導体(例えば、クマリン、7−アミノ−4−メチルクマリン(AMC、クマリン120)、および7−アミノ−4−トリフルオロメチルクマリン(クマリン151));シアニン色素;シアノシン;4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI);5’,5’’−ジブロモピロガロール−スルホンフタレイン(ブロモピロガロールレッド);7−ジエチルアミノ−3−(4’−イソチオシアナトフェニル)−4−メチルクマリン;ジエチレントリアミンペンタアセテート;4,4’−ジイソチオシアナトジヒドロ−スチルベン−2,2’−ジスルホン酸;4,4’−ジイソチオシアナトスチルベン−2,2’−ジスルホン酸;5−[ジメチルアミノ]ナフタレン−1−スルホニルクロリド(DNS、ダンシルクロリド);4−ジメチルアミノフェニルアゾフェニル−4’−イソチオシアネート(DABITC);エオシンおよび誘導体(例えば、エオシンおよびエオシンイソチオシアネート);エリスロシンおよび誘導体(例えば、エリスロシンBおよびエリスロシンイソチオシアネート);エチジウム;フルオレセインおよび誘導体(例えば、5−カルボキシフルオレセイン(FAM)、5−(4,6−ジクロロトリアジン−2−イル)アミノフルオレセイン(DTAF)、2’7’−ジメトキシ−4’5’−ジクロロ−6−カルボキシフルオレセイン、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、X−ローダミン−5−(および−6)−イソチオシアネート(QFITCまたはXRITC)、およびフルオレスカミン);2−[2−[3−[[1,3−ジヒドロ−1,1−ジメチル−3−(3−スルホプロピル)−2H−ベンズ[e]インドール−2−イリデン]エチリデン]−2−[4−(エトキシカルボニル)−1−ピペラジニル]−1−シクロペンテン−1−イル]エテニル]−1,1−ジメチル−3−(3−スルホプロピル)−1H−ベンズ[e]インドリウム水酸化物、内部塩、n,n−ジエチルエタナミンとの化合物(1:1)IR144;5−クロロ−2−[2−[3−[(5−クロロ−3−エチル−2(3H)−ベンゾチアゾール−イリデン)エチリデン]−2−(ジフェニルアミノ)−1−シクロペンテン−1−イル]エテニル]−3−エチルベンゾチアゾリウムペルクロレート(IR140);マラカイトグリーンイソチオシアネート;4−メチルウンベリフェロンオルトクレゾールフタレイン;ニトロチロシン;パラロスアニリン;フェノールレッド;B−フィコエリスリン;o−フタルジアルデヒド;ピレンおよび誘導体(例えば、ピレン、酪酸ピレン、およびスクシンイミジル1−ピレン);ブチレート量子ドット;リアクティブレッド4(シバクロン(CIBACRON)(商標)ブリリアントレッド3B−A);ローダミンおよび誘導体(例えば、6−カルボキシ−X−ローダミン(ROX)、6−カルボキシローダミン(R6G)、リサミンローダミンB塩化スルホニルローダミン(Rhod)、ローダミンB、ローダミン123、ローダミンXイソチオシアネート、スルホローダミンB、スルホローダミン101、およびスルホローダミン101の塩化スルホニル誘導体(テキサスレッド);N,N,N’,N’−テトラメチル−6−カルボキシローダミン(TAMRA)テトラメチルローダミン、およびテトラメチルローダミンイソチオシアネート(TRITC));リボフラビン;ロゾール酸;テルビウムキレート誘導体;シアニン−3(Cy3);シアニン−5(Cy5);シアニン−5.5(Cy5.5)、シアニン−7(Cy7);IRD700;IRD800;アレクサ(Alexa)647;ラジョルタブルー;フタロシアニン;ならびにナフタロシアニンが挙げられる。
一部の実施形態において、検出可能な薬剤は、活性化時に検出可能になる非検出可能な前駆体(例えば、蛍光性テトラジン−フルオロフォア構築物(例えば、テトラジン−ボデ
ィパイ(BODIPY)FL、テトラジン−オレゴングリーン488、またはテトラジン−ボディパイ(BODIPY)TMR−X)または酵素活性化可能蛍光性薬剤(例えば、プロセンス(PROSENSE)(登録商標)(ヴィスエン・メディカル(VisEn Medical))))であり得る。酵素標識組成物を使用することができるインビトロアッセイとしては、限定されるものではないが、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISAs)、免疫沈降アッセイ、免疫蛍光、酵素免疫アッセイ(EIA:enzyme immunoassay)、ラジオイムノアッセイ(RIA:radioimmunoassay)、およびウエスタンブロット分析が挙げられる。
組合せ
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の他の治療、予防、診断、またはイメージング剤との組合せで使用することができる。「との組合せで」は、薬剤を同時に投与し、および/または、送達のために一緒に製剤化しなければならないことを意味するものではないが、これらの送達の方法は、本開示の範囲内である。本発明の化合物および/または組成物は、1つ以上の他の所望の治療薬および/または医学的手順と同時に、それより前に、またはそれに続いて投与することができる。一般に、それぞれの薬剤は、その薬剤について決定される用量において、および/または時間スケジュールで投与する。一部の実施形態において、本開示は、医薬、予防、診断、またはイメージング組成物の、それらのバイオアベイラビリティを改善し、それらの代謝を低減させ、および/もしくは改変し、それらの排泄を阻害し、ならびに/またはそれらの体内分布を改変し得る薬剤との組合せの送達を包含する。
一部の場合において、本発明の化合物および/または組成物は、当技術分野において公知の1つ以上の治療剤と組み合わせることができる。このような薬剤としては、BYM338(ノバルティス(Novartis)、バーゼル、スイス)を挙げることができ、投与は、臨床試験番号NCT01925209、標題「sIBM患者における身体機能、筋強度、運動性に対する52週間におけるビマグルマブ/BYM338の効力および安全性(Efficacy and Safety of Bimagrumab/BYM338 at 52 Weeks on Physical Function,Muscle Strength,Mobility in sIBM Patients)」(レジリエント(RESILIENT))に開示の方法のいずれかを含み得る。本発明の化合物および/または組成物との組合せで使用することができる他の薬剤としては、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2013/0122007号明細書、米国特許第8,415,459号明細書または国際公開第2011/151432号パンフレットに開示のもののいずれかを挙げることができる。
投与および剤形
本開示は、薬物送達の科学の好ましい進歩を考慮して、任意の適切な経路による治療、医薬、診断またはイメージングのいずれかのための本発明の化合物および/または組成物の送達を包含する。送達は、裸、または配合送達であり得る。
裸送達
本発明の化合物および/または組成物は、裸形態で細胞、組織、器官および/または生物に送達することができる。本明細書において使用される場合、用語「裸」は、形質移入または浸透性を促進する薬剤も改変も有さずに送達される化合物および/または組成物を指す。裸化合物および/または組成物は、当技術分野において公知の、および本明細書に記載の投与経路を使用して細胞、組織、器官および/または生物に送達することができる。一部の実施形態において、裸送達としては、生理食塩水またはPBSなどの単純緩衝液中の製剤を挙げることができる。
製剤化された送達
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、本明細書に記載の方法を使用して製剤化することができる。製剤は、改変および/または未改変であり得る化合物および/または組成物を含み得る。製剤は、限定されるものではないが、細胞浸透剤、薬学的に許容可能な担体、送達剤、生体内分解性または生体適合性ポリマー、溶媒、および/または持続放出送達デポーをさらに含み得る。本発明の製剤化は、当技術分野において公知の、および本明細書に記載の投与経路を使用して細胞に送達することができる。
組成物は、当技術分野におけるいくつかの手法のいずれかで、例として、限定されるものではないが、直接浸漬または浸浴、カテーテルを介して、ゲル剤、散剤、軟膏剤、クリーム剤、ゲル剤、ローション剤、および/または点滴剤により、組成物によりコーティングまたは含浸された基材、例えば、ファブリックまたは生分解性材料を使用することなどにより、器官または組織への直接送達のために製剤化することもできる。
投与
本発明は、1つ以上の化合物および/または組成物を、それが必要とされる対象に投与することを含む方法を提供する。本発明の化合物および/または組成物、またはその予防的組成物は、疾患、障害および/または病態の予防、治療、診断、またはイメージングに有効な任意の量および任意の投与経路を使用して対象に投与することができる。要求される正確な量は、種、年齢および/または全身対象状態、疾患の重症度、特定の組成物、投与方式、活性方式などに応じて対象ごとに変動する。本発明による組成物は、典型的には、投与の容易性および投与量の均一性のために単位剤形に製剤化する。しかしながら、本発明の組成物の総1日使用量は、担当医により妥当な医学的判断の範囲内で決定されることを理解されたい。任意の特定の患者についての規定の治療有効、予防有効、または適切なイメージング用量レベルは、種々の因子、例として、治療される障害および障害の重症度;用いられる規定の化合物の活性;用いられる規定の組成物;患者の年齢、体重、全身的健康状態、性別および食事;用いられる規定の化合物の投与時間、投与経路、および排泄速度;治療の持続時間;用いられる規定の化合物との組合せで、またはそれと同時に使用される薬物;ならびに医学分野において周知の同様の因子に依存する。
ある実施形態において、本発明による組成物は、1日1回以上、1日当たり対象体重基準で約0.0001mg/kg〜約100mg/kg、約0.01mg/kg〜約50mg/kg、約0.1mg/kg〜約40mg/kg、約0.5mg/kg〜約30mg/kg、約0.01mg/kg〜約10mg/kg、約0.1mg/kg〜約10mg/kg、または約1mg/kg〜約25mg/kgを送達するために十分な投与量レベルにおいて投与して所望の治療、診断、予防、またはイメージング効果を得ることができる。所望の投与量は、1日3回、1日2回、1日1回、2日に1回、3日に1回、毎週1回、2週間に1回、3週間に1回、または4週間に1回送達することができる。
ある実施形態において、所望の投与量は、複数回投与(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14回、またはそれより多い投与)を使用して送達することができる。
本発明によれば、本発明の化合物および/または組成物は、分割用量レジメンにおいて投与することができる。本明細書において使用される場合、「分割用量」は、単一単位用量または総1日用量を2つ以上に分割した用量、例えば、単一単位用量の2回以上の投与である。本明細書において使用される場合、「単一単位用量」は、1用量/1回/単一経路/単一の接触点で、すなわち、単一投与イベントで投与される任意の治療薬の用量である。本明細書において使用される「総1日用量」は、24時間の期間で与えられ、または処方される量である。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は
、単一単位用量として投与することができる。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、分割用量で対象に投与することができる。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、緩衝液のみの中で、または、本明細書に記載の製剤中に製剤化することができる。本明細書に記載の医薬組成物は、例えば、局所、鼻腔内、気管内、または注射可能な(例えば、静脈内、眼内、硝子体内、筋肉内、心臓内、腹腔内、皮下)本明細書に記載の剤形に製剤化することができる。医薬剤の製剤化および/または製造における一般的考察は、例えば、レミントン(Remington)著、「製薬の科学および実践(The Science and Practice of
Pharmacy)」、第21版、リッペンコット・ウィリアムズ・アンド・ウィルキンス(Lippincott Williams&Wilkins)、2005年(参照により本明細書に組み込まれる)に見出すことができる。
コーティングまたはシェル
錠剤、糖衣錠、カプセル剤、ピル、および顆粒剤の固体剤形は、コーティングおよびシェル、例えば、腸溶コーティングおよび医薬製剤分野において周知の他のコーティングにより調製することができる。これらは、場合により、乳白剤を含み得、それらが活性成分のみを、またはそれを優先的に、腸管のある部分においては場合により遅延様式で放出する組成物のものであり得る。使用することができる包埋組成物の例としては、ポリマー物質およびワックスが挙げられる。類似タイプの固体組成物は、ラクトースおよび/または乳糖ならびに高分子量ポリエチレングリコールなどのような賦形剤を使用する軟および硬充填ゼラチンカプセル剤中の充填剤として用いることができる。
アッセイ
一部の実施形態において、本明細書に開示の組換えタンパク質(例として、限定されるものではないが、キメラタンパク質)および/またはそのようなタンパク質に指向される抗体は、本明細書に記載のアッセイを使用して発生させることができる。一部の実施形態において、本明細書に開示の組換えタンパク質(例として、限定されるものではないが、キメラタンパク質)および/またはそのようなタンパク質に指向される抗体は、本発明の他の組換えタンパク質および/または抗体を発生させるためのアッセイにおいて使用することができる。
結合アッセイ
一部の実施形態において、本発明は、結合アッセイを提供する。本明細書において使用される場合、用語「結合アッセイ」は、会合する2つ以上の因子の能力を評価するために使用されるアッセイを指す。このようなアッセイは、所望の抗体に結合する所望の抗原の能力を評価し、次いで結合を検出するために1つ以上の検出法を使用し得る。本発明の結合アッセイとしては、限定されるものではないが、表面プラズモン共鳴ベースアッセイ、ELISAおよびFACSベースアッセイを挙げることができる。本発明の結合アッセイは、本明細書に記載の1つ以上の組換えタンパク質、例として、限定されるものではないが、任意のTGF−βファミリーメンバータンパク質、任意のキメラタンパク質、任意の補因子および任意のモジュール、それらの組合せまたは断片の使用を含み得る。
細胞ベースアッセイ
一部の実施形態において、本発明は、細胞ベースアッセイを提供する。本明細書において使用される場合、用語「細胞ベースアッセイ」は、生細胞または細胞培養物の使用を含む少なくとも1つの局面を含むアッセイを指す。一部の実施形態において、これらは、本明細書において「成長因子放出アッセイ」と称されるGPCからの成長因子放出のモジュレーションの評価に有用であり得る。一部の実施形態において、細胞ベースアッセイは、本明細書において「成長因子活性アッセイ」と称される成長因子活性のモジュレーションの評価に有用であり得る。本発明の細胞ベースアッセイは、発現細胞および/または応答
細胞を含み得る。本明細書において称される発現細胞は、特定のアッセイにおいて分析される1つ以上の因子を発現する細胞である。このような発現は、天然であり得、または外来遺伝子の形質移入および/もしくは形質導入の結果であり得る。一部の実施形態において、発現細胞による1つ以上の因子の発現は、1つ以上の外来因子の添加により向上させ、または抑制することができる。一部の実施形態において、発現細胞は、細胞系(例えば、HEK293細胞、CHO細胞、TMLC細胞、293T/17細胞、Hs68細胞、CCD1112sk細胞、HFF−1細胞、ケロイド線維芽細胞またはSw−480細胞)を含み得る。一部の実施形態において、発現細胞を含む細胞系は、本発明の1つ以上の組換えタンパク質を発現し得る(例えば、天然に、ならびに/または形質移入、安定的形質移入、および/もしくは形質導入を介して)。
一部の実施形態において、成長因子放出/活性アッセイは、GPCを発現する発現細胞を含み得る。このような実施形態において、追加の因子を発現細胞中で共発現させ、および/または発現細胞と組み合わせてそのようなGPCからの成長因子放出に対するそれらの効果を決定することができる。一部の実施形態において、インテグリン(例として、限定されるものではないが、αβインテグリン、αβインテグリンおよび/またはαβインテグリン)は、共発現させ、および/またはそうでなければGPCを発現する発現細胞に導入する。一部の実施形態において、このような追加のインテグリン発現は、成長因子放出を容易にし得る。一部の実施形態において、LTBP、フィブリリンおよび/またはGARPおよび/またはそれらのバリアントを共発現させ、および/またはそうでなければ発現細胞中に導入する。
一部の実施形態において、1つ以上の遺伝子は、特定のアッセイの目的に応じて発現細胞中でノックアウト、ノックダウンおよび/またはそうでなければモジュレートすることができる。一部の実施形態において、1つ以上の遺伝子産物は、RNAおよび/またはタンパク質レベルにおいてモジュレートすることができる。一部の実施形態において、遺伝子産物は、発現細胞へのsiRNA分子の導入を介して低減させることができる。一部の実施形態において、LTBP、フィブリリンおよび/またはGARP遺伝子からの遺伝子産物は、低減させ、および/または本発明の発現細胞から排除することができる。
本発明の細胞ベースアッセイ、例として、限定されるものではないが、成長因子放出/活性アッセイは、応答細胞を含み得る。本明細書において使用される場合、用語「応答細胞」は、アッセイ中に導入される1つ以上の因子に対する応答を受ける細胞を指す。一部の実施形態において、このような応答は、遺伝子発現の変化を含み得、このような細胞は、導入される1つ以上の因子との接触時に1つ以上の遺伝子の転写をモジュレートする。一部の実施形態において、応答細胞は、表現型、挙動および/または生存率の変化を受け得る。
一部の実施形態において、応答細胞は、1つ以上のレポータ遺伝子を含む。本明細書において使用される場合、用語「レポータ遺伝子」は、典型的には、プロモータおよび1つ以上の検出可能な遺伝子産物をコードするタンパク質コード領域を含む合成遺伝子を指す。レポータ遺伝子は、典型的には、それらの発現を特定のアッセイにより分析される1つ以上の因子に応答してモジュレートすることができるような手法で設計される。これは、レポータ遺伝子のプロモータを操作することにより実施することができる。本明細書において使用される場合、プロモータという用語は、遺伝子の転写を開始させる遺伝子の一部を指す。プロモータは、典型的には、所与の遺伝子のアンチセンス鎖の3’末端におけるヌクレオチドを含み、遺伝子発現の間に転写されない。プロモータは、典型的には、1つ以上の転写因子およびRNAポリメラーゼ酵素との相互作用を介して機能して遺伝子のタンパク質コード部分の転写を開始させる。1つ以上の転写因子および/またはポリメラーゼ酵素と物理的に相互作用するプロモータのセグメントは、本明細書において応答エレメ
ントと称される。一部の実施形態において、レポータ遺伝子は、所与のアッセイにおいて分析される1つ以上の因子(例として、限定されるものではないが、成長因子)に対して応答性であることが公知のプロモータおよび/または応答エレメントを含むように設計される。応答細胞遺伝子発現の変化を当技術分野において利用可能な任意の方法により計測して遺伝子発現データを得ることができる。このような遺伝子発現データは、ルシフェラーゼ活性データの形態で得ることができる[相対光単位(RLU:relative light unit)に関して計測されることが多い]。
一部の場合において、応答細胞は、アッセイ中に導入される1つ以上の因子に応答して生存率の変化を受ける。このような応答細胞は、本明細書に記載の増殖アッセイにおいて使用することができる。応答細胞生存率の変化は、細胞カウントおよび/または当業者に公知の他の方法により検出して応答細胞生存率データを得ることができる。
レポータ遺伝子のタンパク質コード領域は、典型的には、1つ以上の検出可能なタンパク質をコードする。検出可能なタンパク質は、当技術分野において公知の1つ以上の方法を介して検出し得る任意のタンパク質を指す。このような検出法としては、限定されるものではないが、ウエスタンブロッティング、ELISA、検出可能なタンパク質の酵素活性のアッセイ(例えば、カタラーゼ活性、β−ガラクトシダーゼ活性および/またはルシフェラーゼ活性)、免疫細胞化学検出、表面プラズモン共鳴検出および/または蛍光検出可能タンパク質の検出を挙げることができる。レポータ遺伝子をアッセイにおいて使用する場合、検出可能なタンパク質の発現は、レポータ遺伝子中に存在するプロモータを活性化する、アッセイされる因子の能力と相関する。成長因子放出/活性アッセイを含む実施形態において、レポータ遺伝子プロモータは、典型的には、成長因子シグナリングに対して応答する。このような実施形態において、産生される検出可能なタンパク質のレベルは、成長因子シグナリングのレベルと相関し、所与の成長因子の放出および/または活性を示す。
一部の実施形態において、レポータ遺伝子は、ルシフェラーゼ酵素をコードする。ルシフェラーゼ酵素および基質分子間の化学反応は、発光反応である。このような発光反応に起因して、基質分子の添加および後続の発光の光検出を介してルシフェラーゼ酵素レベルを定量することができる。一部の実施形態において、本発明のレポータ遺伝子は、配列がフォチヌス・ピラリス(Photinus pyralis)からクローニングされたホタルルシフェラーゼをコードする。一部の実施形態において、本発明の応答細胞は、成長因子に対して応答性のプロモータを有するルシフェラーゼを発現するレポータ遺伝子を含む。このような実施形態において、ルシフェラーゼ活性は、成長因子活性レベルと相関し得、成長因子活性および/またはGPCからのその放出の決定を可能とする。
一部の実施形態において、レポータ遺伝子を細菌プラスミド中に挿入して複製を可能とし、および/または細胞中への導入を容易にする。一部の実施形態において、このようなプラスミドは、検出可能な遺伝子産物をコードする配列を含むように設計し、1つ以上の目的因子に対して応答性であり得るプロモータ配列を挿入するように操作することができる。これらのプラスミドは、本明細書において、レポータプラスミドと称される。本発明の一部の実施形態において、1つ以上の目的因子に対して応答性であり得るプロモータは、レポータプラスミド中に、検出可能な遺伝子産物をコードする配列の上流で挿入してそのようなレポータプラスミド内で機能レポータ遺伝子を形成することができる。少なくとも1つの機能レポータ遺伝子を含むレポータプラスミドは、本明細書においてレポータ構築物と称される。一部の実施形態において、本発明のレポータ構築物は、pGL2レポータプラスミド(プロメガ・バイオサイエンシズ(Promega BioSciences)社、マディソン、ウィスコンシン)、pGL3レポータプラスミド(プロメガ・バイオサイエンシズ(Promega BioSciences)社、マディソン、ウィスコ
ンシン)、pGL4レポータプラスミド(プロメガ・バイオサイエンシズ(Promega BioSciences)社、マディソン、ウィスコンシン)またはそれらのバリアントを含み得る。このようなレポータ構築物は、プロモータ活性化に応答してホタルルシフェラーゼを発現する。
一部の実施形態において、レポータ構築物は、発現細胞中に直接導入することができ、または1つ以上の応答細胞中に導入することができる。1つ以上のレポータ遺伝子を含む本発明の応答細胞は、本明細書においてレポータ細胞と称される。一部の実施形態において、レポータ細胞は、レポータ構築物により一過的に形質移入することができ、またはそのような構築物の安定的発現を含み得る(例えば、レポータ構築物は、細胞分裂のそれぞれのラウンドの間にゲノムDNAとともに連続的に複製される)。レポータ構築物を安定的に含む細胞系は、本明細書においてレポータ細胞系と称される。一部の実施形態において、レポータ細胞は、哺乳動物細胞である。一部の実施形態において、レポータ細胞は、マウス細胞、ウサギ細胞、ラット細胞、サル細胞、ハムスター細胞およびヒト細胞を含み得る。一部の実施形態において、レポータ遺伝子の一過的および/または安定的発現に有用な細胞系としては、限定されるものではないが、HEK293細胞、HeLa細胞、Sw−480細胞、TMLC細胞[アベ(Abe)ら(アベ,M.(Abe,M.)ら著、「プラスミノーゲン活性化因子インヒビター−1プロモータ−ルシフェラーゼ構築物により形質移入された細胞を使用するトランスフォーミング成長因子βについてのアッセイ(An assay for transforming growth factor−β using cells transfected with a plasminogen activator inhibitor−1 promoter−luciferase construct)」、アナリティカル・バイオケミストリー(Analytical Biochemistry)、1994年、第216巻、p.276〜84)により開示]、293T/17細胞、Hs68細胞、CCD1112sk細胞、HFF−1細胞、ケロイド線維芽細胞、A204細胞、L17RIB細胞[キャッシュ(Cash)ら(キャッシュ,J.N(Cash,J.N)ら著、「ミオスタチンの構造:フォリスタチン288:受容体利用およびヘパリン結合に対する洞察(The structure of myostatin:follistatin 288:insights into receptor utilization and heparin
binding)」、ザ・EMBOジャーナル(The EMBO Journal)、2009年、第28巻、p.2662〜76)により開示]、C12細胞およびEL4Tリンパ腫細胞を挙げることができる。
1つ以上のレポータ遺伝子および/またはレポータ細胞系を利用する実施形態において、このような細胞は、共培養系の一部としての発現細胞と培養することができる。一部の実施形態において、レポータ細胞/レポータ細胞系は、発現細胞とは別個に培養することができる。このような実施形態において、発現細胞からの溶解物および/または培地をレポータ細胞/レポータ細胞系培養物と合わせて発現される因子(例として、限定されるものではないが、成長因子)を評価することができる。
一部の実施形態において、本発明の細胞ベースアッセイは、発現細胞のみを含み得、応答細胞を含み得ない。このような実施形態において、発現されるタンパク質、例として、限定されるものではないが、GPCおよび/または成長因子は、細胞ベースでない1つ以上の方法により検出することができる。このような方法としては、限定されるものではないが、ウエスタンブロッティング、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、免疫細胞化学、表面プラズモン共鳴およびタンパク質検出の分野において公知の他の方法を挙げることができる。一部の実施形態において、発現細胞培養物および/または培養培地中のTGF−β放出は、ELISAにより検出することができる。一部の実施形態において、このようなアッセイは、複数種、例として、限定されるものではないが、ウシ、ニワトリ、
マウスおよびヒト中のTGF−βアイソフォーム1、2および3を認識し得る捕捉抗体としての抗TGF−β抗体のクローン1D11抗体(R&Dシステムズ(R&D Systems)、ミネアポリス、ミネソタ)を利用し得る。一部の実施形態において、ビオチン化抗TGF−β1ニワトリIgY(BAF240;R&Dシステムズ(R&D Systems)、ミネアポリス、ミネソタ)を検出抗体として使用することができる。一部の実施形態において、発現細胞培養物および/または培養培地中のGDF−8/ミオスタチン放出は、ELISAにより検出することができる。一部の実施形態において、GDF−8/ミオスタチンクアンチカイン(quantikine)ELISAキット(R&Dシステムズ(R&D Systems)、ミネアポリス、ミネソタ)を使用することができる。検出に使用することができる抗GDF−8/ミオスタチン抗体の例としては、AF1539、MAB788およびAF788(R&Dシステムズ(R&D Systems)、ミネアポリス、ミネソタ)が挙げられる。
一部の実施形態において、本発明のレポータ遺伝子は、成長因子応答性プロモータを含む。本明細書において使用される場合、用語「成長因子応答性プロモータ」は、1つ以上の成長因子により誘導される成長因子細胞シグナリングに応答して下流遺伝子の転写を容易にする遺伝子プロモータを指す。一部の実施形態において、成長因子応答性プロモータは、TGF−βファミリーメンバー成長因子シグナリングに対して応答性である。一部の実施形態において、本発明の成長因子応答性プロモータは、表16に列記の1つ以上の配列またはそれらの断片もしくはバリアントを含む。これらとしては、2つのバージョンのプラスミノーゲン活性化因子インヒビター1型(PAI−1)プロモータ[アベ,M.(Abe,M.)ら著、「プラスミノーゲン活性化因子インヒビター−1プロモータ−ルシフェラーゼ構築物により形質移入された細胞を使用するトランスフォーミング成長因子βについてのアッセイ(An assay for transforming growth factor−β using cells transfected with
a plasminogen activator inhibitor−1 promoter−luciferase construct)」、アナリティカル・バイオケミストリー(Analytical Biochemistry)、1994年、第216巻、p.276〜84)により開示のV1および国際公開第2011/034935号パンフレット(それらの内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる)に開示のV2]、コラーゲン1型α1プロモータ、コラーゲン1型α2プロモータ、FoxP3プロモータ、CAGA12プロモータ[ティース(Thies)ら(ティース,R.S.(Thies,R.S.)ら著、「GDF−8プロペプチドは、GDF−8に結合し、GDF−8受容体結合を阻害することにより生物学的活性をアンタゴナイズする(GDF−8 propeptide binds to GDF−8 and antagonizes biological activity by inhibiting GDF−8 receptor binding)」、グロース・ファクターズ(Growth Factors)、2001年、第18巻、p.251〜9)によるレポータとしてSmad依存性シグナリングに応答性およびアデノウイルス主要後期プロモータが挙げられる。





一部の実施形態において、ミンク肺上皮/PAIレポータ細胞系を使用することができる。ミンク肺上皮細胞は、TGF−βを産生しないが、高レベルのTGF−β受容体を発現する(ムンガー(Munger)ら)。ミンク肺上皮/PAIレポータ細胞系は、ルシフェラーゼ遺伝子のタンパク質コード部分の発現をモジュレートするTGF−β応答性遺伝子PAIおよび/またはCOL1Aからのプロモータエレメントを含むレポータ構築物を含む。一部の実施形態において、他のレポータ構築物をミンク肺上皮細胞と使用することができる。一部の実施形態において、SMAD3応答性レポータ構築物を使用することができる。
TGF−β2放出アッセイ
一部の実施形態において、本発明は、TGF−β2の放出および/または活性を検出するためのアッセイを提供する。このようなアッセイは、TGF−β2および/またはそれらの組換え体および/またはキメラタンパク質誘導体を含むGPCを発現する(例えば、天然に、ならびに/または形質移入、安定的形質移入、および/もしくは形質導入を介して)細胞系(例えば、HEK293細胞、293T/17細胞、Hs68細胞、CCD1112sk細胞、HFF−1細胞、ケロイド線維芽細胞またはSw−480細胞)を含み得る。一部の実施形態において、TGF−β2発現細胞中で追加の因子を発現させ、および/またはそれと組み合わせてTGF−β2成長因子放出に対するそれらの効果を決定する。一部の実施形態において、インテグリンを発現させることができる。一部の実施形態において、αβインテグリンを発現させることができる。
一部の実施形態において、TGF−β2放出は、本明細書に記載のものによる1つ以上
の成長因子放出アッセイにより検出することができる。一部の実施形態において、このようなアッセイは、TGF−β2放出および/または活性を計測するためのミンク肺上皮/PAIレポータ細胞系の使用を含み得る。一部の実施形態において、TGF−β2放出アッセイは、GPCからのTGF−β2放出および活性に関する阻害および/または活性化特性について抗体をスクリーニングするために使用することができる。
reg誘導アッセイ
reg細胞は、自己免疫の調節において重要なサプレッサー細胞機能を含む免疫細胞である。このような細胞は、FoxP3遺伝子の誘導後の前駆細胞に由来する(ウッド(Wood)およびサカグチ(Sakaguchi)著、ネイチャー・レビューズ(Nature Reviews)、2003年)。FoxP3は、転写因子であり、その発現は、TGF−β関連タンパク質によりある程度調節され得る。ワン(Wan)およびフラベル(Flavell)(2005年)は、外因性TGF−βに応答して、活性化初代T細胞はデノボFoxP3ならびに「ノックインされた」蛍光タンパク質発現およびサプレッサー細胞機能の誘導を示すことを実証した。トーン(Tone)ら(2008年)は、初代T細胞中のFoxP3発現をドライブするキーTGF−β応答性エンハンサーエレメントがEL4Tリンパ腫系中に存在することを実証した。一部の実施形態において、本発明は、レポータ構築物の発現をモジュレートするFoxP3遺伝子からのプロモータエレメントを含むレポータ構築物(本明細書においてFoxP3ドライブレポータ構築物と称される)を提供する。一部の実施形態において、FoxP3ドライブレポータ構築物は、TGF−β関連タンパク質細胞シグナリング活性に対して応答性のプロモータエレメントを含む。一部の実施形態において、FoxP3ドライブレポータ構築物は、1つ以上の細胞および/または細胞系に導入する(一過的および/または安定的)。このような細胞は、本明細書においてFoxP3ドライブレポータ細胞と称される。一部の実施形態において、このような細胞は、哺乳動物細胞である。一部の実施形態において、このような哺乳動物細胞としては、限定されるものではないが、マウス細胞、ウサギ細胞、ラット細胞、サル細胞、ハムスター細胞およびヒト細胞を挙げることができる。このような細胞は、細胞系に由来し得る。一部の実施形態において、ヒト細胞を使用することができる。一部の実施形態において、細胞系としては、限定されるものではないが、HEK293細胞、HeLa細胞、Sw−480細胞、EL4Tリンパ腫細胞、TMLC細胞、293T/17細胞、Hs68細胞、CCD1112sk細胞、HFF−1細胞、ケロイド線維芽細胞、A204細胞、LI7RIB細胞およびC12細胞を挙げることができる。一部の実施形態において、EL4Tリンパ腫細胞を使用することができる。EL4Tリンパ腫細胞は、TGF−β関連タンパク質シグナリングに対して応答性である転写エンハンサーエレメントを含むことが公知である。一部の実施形態において、FoxP3ドライブレポータ細胞は、FoxP3依存性遺伝子発現を活性化および/または阻害する能力について抗体をスクリーニングするために使用することができる。
増殖アッセイ
一部の実施形態において、本発明の細胞ベースアッセイは、増殖アッセイを含み得る。本明細書において使用される場合、用語「増殖アッセイ」は、細胞増殖に対する1つ以上の薬剤に対する効果を決定するアッセイを指す。
一部の場合において、増殖アッセイは、HT2増殖アッセイを含み得る。このようなアッセイは、例えば、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれるツァン,M.(Tsang,M.)ら著、1995年、サイトカイン(Cytokine)、第7巻(第5号)、p.389〜97に記載の方法により実施することができる。HT2細胞(ATCC CRL−1841)は、それらが培養培地中でTGF−β1に対して非感受性であるIL−2の存在下で成長させる。HT2細胞をIL−4含有培地に切り替えた場合、それらは増殖し続けるが、アポトーシスの誘導により培養培地中でTGF−β1に対して応
答する。IL−4含有培地中で、培養培地中のTGF−β1に起因する細胞死は用量依存的に生じ、それは、TGF−βシグナリング経路を干渉する多数の試薬により遮断することができる。これにより、TGF−β1活性化をモジュレートするための試薬をスクリーニングするためのこのアッセイの使用が可能となる。
細胞数の変化の検出は、一部の場合において、細胞中のATPレベルの検出および/または定量を介して実施することができる。ATPレベルは、典型的には、所与の試験試料、ウェル、プレートまたはディッシュ中に存在する細胞の数と相関する。一部の実施形態において、ATPレベルは、セルタイター−GLO(CELLTITER−GLO)(登録商標)発光細胞生存率アッセイ(Luminescent Cell Viability Assay)(プロメガ・バイオサイエンシズ(Promega BioSciences)社、マディソン、ウィスコンシン)を使用して測定することができる。
キットおよびデバイス
本発明の化合物および/または組成物のいずれかは、キット中に含めることができる。非限定的な例において、化合物および/または組成物を生成するための試薬、例として、抗原分子を1つ以上のキット中に含める。一部の実施形態において、キットは、本発明の化合物および/または組成物を創成および/または合成するための試薬および/または説明書をさらに含み得る。一部の実施形態において、キットは、1つ以上の緩衝液も含み得る。一部の実施形態において、本発明のキットは、タンパク質もしくは核酸アレイまたはライブラリーを作製するための構成要素を含み得、したがって、例えば、固体担体を含み得る。
一部の実施形態において、キット構成要素は、水性培地中で、または凍結乾燥形態で包装することができる。キットの容器手段は、一般に、少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、瓶、シリンジまたは構成要素を装入し、好ましくは、好適にアリコート化することができる他の容器手段を含む。2つ以上のキット構成要素(標識試薬および標識は、一緒に包装することができる)が存在する場合、キットは、一般に、追加の構成要素を別個に装入することができる第2、第3または他の追加の容器も含有し得る。一部の実施形態において、キットは、無菌の薬学的に許容可能な緩衝液および/または他の希釈剤を含有するための第2の容器手段も含み得る。一部の実施形態において、1つ以上のバイアル中に構成要素の種々の組合せを含めることができる。本発明のキットは、典型的には、本発明の化合物および/または組成物、例えば、タンパク質、核酸を含有するための手段、ならびに任意の他の試薬容器を市販のために厳重に密封して含み得る。このような容器は、所望のバイアルが保持される射出またはブロー成形プラスチック容器を含み得る。
一部の実施形態において、キット構成要素は、1つ以上の溶液中で提供する。一部の実施形態において、溶液は、水溶液であり、無菌水溶液が特に好ましい。一部の実施形態において、キット構成要素は、乾燥粉末として提供することができる。試薬および/または構成要素を乾燥粉末として提供する場合、そのような粉末は、好適な容量の溶媒の添加により再構成することができる。一部の実施形態において、溶媒は、別の容器手段中で提供することもできることが想定される。一部の実施形態において、標識色素を乾燥粉末として提供する。一部の実施形態において、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、120、130、140、150、160、170、180、190、200、300、400、500、600、700、800、900、1000マイクログラムまたは少なくとももしくは多くともそれらの量の乾燥色素を本発明のキット中で提供することが企図される。このような実施形態において、次いで、色素を任意の好適な溶媒、例えば、DMSO中で再懸濁させることができる。
一部の実施形態において、キットは、キット構成要素を用いるための、およびキット中
に含まれない任意の他の試薬の使用のための説明書を含み得る。説明書は、実行することができるバリエーションを含み得る。
一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、デバイスと組み合わせ、デバイス上にコーティングし、またはデバイス中に包埋することができる。デバイスとしては、限定されるものではないが、歯科インプラント、ステント、骨置換物、人工関節、弁、ペースメーカおよび/または他の移植可能な治療デバイスを挙げることができる。
定義
本明細書中の種々の箇所において、本開示の化合物の置換基を群で、または範囲で開示する。本開示は、そのような群および範囲のメンバーのそれぞれおよび全ての個々の下位の組合せを含むことが具体的に意図される。用語の定義の非限定的なリストを以下に示す。
活性:本明細書において使用される場合、用語「活性」は、事象が生じており、またはなされている状態を指す。本発明の組成物は、活性を有し得、この活性は、1つ以上の生物学的イベントを含み得る。一部の実施形態において、このような生物学的イベントは、成長因子および/または成長因子シグナリングを含み得る。一部の実施形態において、生物学的イベントは、成長因子および受容体相互作用に伴う細胞シグナリングイベントを含み得る。一部の実施形態において、生物学的イベントは、TGF−βまたはTGF−β関連タンパク質の、1つ以上の対応する受容体との相互作用に伴う細胞シグナリングイベントを含み得る。
組合せで投与する:本明細書において使用される場合、用語「組合せで投与する」または「組合せ投与」は、同時に、または対象がある時点において両方の薬剤に同時に曝露されるような、および/もしくは患者に対するそれぞれの薬剤の効果の重複が存在し得るような間隔内で投与される2つ以上の薬剤への1つ以上の対象の同時の曝露を指す。一部の実施形態において、少なくとも1つの用量の1つ以上の薬剤を、少なくとも1つの用量の1つ以上の他の薬剤の約24時間、12時間、6時間、3時間、1時間、30分、15分、10分、5分、または1分以内に投与する。一部の実施形態において、投与は、重複投与量レジメンで行う。本明細書において使用される場合、用語「投与量レジメン」は、時間間隔を空けた複数の用量を指す。このような用量は、規則的な間隔において生じ得、または投与の1つ以上の中断を含み得る。一部の実施形態において、個々の用量の本明細書に記載の本発明の1つ以上の化合物および/または組成物の投与は、組合せ(例えば、相乗)効果が達成されるように十分に近い間隔で一緒に行う。
動物:本明細書において使用される場合、用語「動物」は、動物界の任意のメンバーを指す。一部の実施形態において、「動物」は、任意の発生段階におけるヒトを指す。一部の実施形態において、「動物」は、任意の発生段階における非ヒト動物を指す。ある実施形態において、非ヒト動物は、哺乳動物(例えば、げっ歯類、マウス、ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、霊長類、またはブタ)である。一部の実施形態において、動物としては、限定されるものではないが、哺乳動物、鳥類、爬虫類、両生類、魚類および蠕虫が挙げられる。一部の実施形態において、動物は、トランスジェニック動物、操作された動物、またはクローンであり得る。
目的抗原または所望の抗原:本明細書において使用される場合、用語「目的抗原」または「所望の抗原」は、本明細書に記載の本発明の抗体および/またはそれらの断片、突然変異体、バリアント、および/または変更物と免疫特異的に結合し、またはそれと相互作用する本明細書に提供されるそれらのタンパク質および/または他の生体分子を指す。一
部の実施形態において、目的抗原は、TGF−β関連タンパク質、成長因子、プロドメイン、GPC、それらの間の重複のタンパク質モジュールまたは領域を含み得る。
およそ:本明細書において使用される場合、用語「およそ」または「約」は、1つ以上の目的値に適用される場合、記述される参照値と類似する値を指す。ある実施形態において、用語「およそ」または「約」は、特に記載のない限り、またはそうでなければ文脈から明らかでない限り、記述される参照値の前後(大きいまたは小さい)25%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、またはそれより小さい範囲内の値の範囲を指す(このような数が考えられる値の100%を超過する場合を除く)。
〜と会合する:本明細書において使用される場合、用語「〜と会合している」、「コンジュゲートしている」、「結合している」、「付着している」および「テザリングしている」は、2つ以上の部分に関して使用される場合、それらの部分が直接または結合剤として機能する1つ以上の追加の部分を介して互いに物理的に会合または連結して十分に安定的な構造を形成し、その結果、それらの部分がその構造が使用される条件、例えば、生理学的条件下で物理的に会合したままであることを意味する。「会合」は、厳密には、直接共有化学結合を介するものである必要はない。これは、「会合している」実体が物理的に会合しているままであるように十分に安定的なイオンまたは水素結合またはハイブリダイゼーションベースの連結性も示唆し得る。
生体分子:本明細書において使用される場合、用語「生体分子」は、アミノ酸ベース、核酸ベース、炭水化物ベースまたは脂質ベースなどの任意の天然分子である。
生物学的に活性:本明細書において使用される場合、語句「生物学的に活性」は、生体系および/または生物中で活性を有する任意の物質の特徴を指す。例えば、生物に投与された場合、その生物に対する生物学的効果を有する物質を生物学的に活性であるとみなす。特定の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、一部が生物学的に活性であり、または生物学的に関連するとみなされる活性を模倣する場合であっても、生物学的に活性とみなすことができる。
生体系:本明細書において使用される場合、用語「生体系」は、一緒に機能して細胞膜、細胞コンパートメント、細胞、組織、器官、器官系、多細胞生物、または任意の生物学的実体内である生物学的タスクを実行する器官、組織、細胞、細胞内構成要素、タンパク質、核酸、分子(例として、限定されるものではないが、生体分子)の群を指す。一部の実施形態において、生体系は、細胞内および/または細胞外細胞シグナリング生体分子を含む細胞シグナリング経路である。一部の実施形態において、生体系は、細胞外マトリックス、細胞マトリックスおよび/または細胞ニッチ内の成長因子シグナリングイベントを含む。
候補抗体:本明細書において使用される場合、用語「候補抗体」は、1つ以上の所望の抗体を選択することができる1つ以上の抗体のプールからの抗体を指す。
細胞マトリックス:本明細書において使用される場合、用語「細胞マトリックス」は、細胞膜の外側部と会合している生化学および構造的環境を指す。このような細胞膜としては、血小板細胞膜も挙げることができる。細胞マトリックスの構成要素としては、限定されるものではないが、プロテオグリカン、炭水化物分子、内在性膜タンパク質、糖脂質などを挙げることができる。一部の場合において、細胞マトリックス構成要素としては、成長因子および/または成長因子活性のモジュレータを挙げることができる。一部の細胞マトリックスタンパク質としては、インテグリン、GARPおよびLRRC33が挙げられる。
化合物:本明細書において使用される場合、用語「化合物」は、区別される化学実体を指す。この用語は、本明細書において、本発明のペプチド、タンパク質、タンパク質複合体または抗体を指すために使用することができる。一部の実施形態において、特定の化合物は、1つ以上の異性体または同位体形態(例として、限定されるものではないが、立体異性体、幾何異性体および同位体)で存在し得る。一部の実施形態において、化合物は、単一のそのような形態でのみ提供または利用する。一部の実施形態において、化合物は、2つ以上のそのような形態の混合物(例として、限定されるものではないが、立体異性体のラセミ混合物)として提供または利用する。当業者は、一部の化合物が異なるそのような形態で存在し、異なる特性および/または活性(例として、限定されるものではないが、生物学的活性)を示すことを認識する。このような場合において、本発明により使用される特定の形態の化合物を選択または回避することは当業者の技能の範囲内である。例えば、不斉置換炭素原子を含有する化合物は、光学活性またはラセミ体で単離することができる。光学活性出発材料から光学活性体を調製する方法は、当技術分野において公知であり、例えば、ラセミ混合物の分割または立体選択合成による。
保存されている:本明細書において使用される場合、用語「保存されている」は、それぞれ、比較される2つ以上の配列の同一位置で未変化で生じるものであるポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列のヌクレオチドまたはアミノ酸残基を指す。相対的に保存されているヌクレオチドまたはアミノ酸は、配列中のいずれかの場所で出現するヌクレオチドまたはアミノ酸よりも関連する配列間で保存されているものである。
一部の実施形態において、2つ以上の配列は、それらが互いに100%同一である場合、「完全に保存されている」と言われる。一部の実施形態において、2つ以上の配列は、それらが互いに少なくとも70%同一、少なくとも80%同一、少なくとも90%同一、または少なくとも95%同一である場合、「高度に保存されている」と言われる。一部の実施形態において、2つ以上の配列は、それらが互いに約70%同一、約80%同一、約90%同一、約95%、約98%、または約99%同一である場合、「高度に保存されている」と言われる。一部の実施形態において、2つ以上の配列は、それらが互いに少なくとも30%同一、少なくとも40%同一、少なくとも50%同一、少なくとも60%同一、少なくとも70%同一、少なくとも80%同一、少なくとも90%同一、または少なくとも95%同一である場合、「保存されている」と言われる。一部の実施形態において、2つ以上の配列は、それらが互いに約30%同一、約40%同一、約50%同一、約60%同一、約70%同一、約80%同一、約90%同一、約95%同一、約98%同一、または約99%同一である場合、「保存されている」と言われる。配列の保存は、オリゴヌクレオチドもしくはポリペプチドの全長に当てはまり得、またはそれらの部分、領域もしくは特徴部に当てはまり得る。
一実施形態において、保存されている配列は、連続的でない。当業者は、連続アラインメント中のギャップが配列間に存在する場合にアラインメントをいかに達成するか、および存在する挿入または欠失にかかわらず、対応する残基をいかにアラインするかを認識することができる。
送達:本明細書において使用される場合、「送達」は、化合物、物質、実体、部分、積み荷またはペイロードを送達する作用または様式を指す。
送達剤:本明細書において使用される場合、「送達剤」は、細胞、対象または他の生体系細胞への1つ以上の物質(例として、限定されるものではないが、本発明の化合物および/または組成物)のインビボ送達を少なくとも部分的に容易にする任意の薬剤を指す。
所望の抗体:本明細書において使用される場合、用語「所望の抗体」は、一部の場合において、候補抗体のプールから追及される抗体を指す。
脱安定化された:本明細書において使用される場合、用語「脱安定的」、「脱安定化する」、または「脱安定化された領域」は、同一領域または分子の出発、参照、野生型または天然形態よりも安定的でない領域または分子を意味する。
検出可能な標識:本明細書において使用される場合、「検出可能な標識」は、別の実体と付着し、取り込まれ、または会合する1つ以上のマーカ、シグナル、または部分を指し、それらのマーカ、シグナルまたは部分は、当技術分野において公知の方法、例として、ラジオグラフィ、蛍光、化学発光、酵素活性、吸光度、免疫学的検出などにより容易に検出される。検出可能な標識としては、放射性同位体、フルオロフォア、クロモフォア、酵素、色素、金属イオン、リガンド、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジンおよびハプテン、量子ドット、ポリヒスチジンタグ、mycタグ、フラッグタグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグなどを挙げることができる。検出可能な標識は、それらが付着し、取り込まれ、または会合する実体中の任意の位置において局在化させることができる。例えば、ペプチドまたはタンパク質中で付着し、取り込まれ、またはそれと会合する場合、それらは、アミノ酸、ペプチド、もしくはタンパク質内に存在し、またはNもしくはC末端において局在させることができる。
遠位:本明細書において使用される場合、用語「遠位」は、中心から離れて、または目的の箇所もしくは領域から離れて位置することを意味する。
操作された(人工的に改変された):本明細書において使用される場合、構造的か化学的かにかかわらず、出発点、野生型または天然分子とは異なる特徴部または特性を有するようにそれらを設計する場合、本発明の実施形態は、「操作されている」。したがって、操作された薬剤または実体は、その設計および産生の少なくとも一方が人の手の作用を含むものである。
エピトープ:本明細書において使用される場合、「エピトープ」は、免疫系の構成要素、例として、限定されるものではないが、抗体と相互作用し得る分子上の表面または領域を指す。一部の実施形態において、タンパク質またはタンパク質モジュールを指す場合、エピトープは、アミノ酸の直鎖ストレッチまたはフォールドされたアミノ酸鎖により形成される三次元構造を含み得る。
発現:本明細書において使用される場合、核酸配列の「発現」は、以下のイベントの1つ以上を指す:(1)DNA配列からのRNAテンプレートの産生(例えば、転写による);(2)RNA転写物のプロセシング(例えば、スプライシング、編集、5’キャップ形成、および/または3’末端プロセシングによる);(3)RNAのポリペプチドまたはタンパク質への翻訳;(4)ポリペプチドまたはタンパク質のフォールディング;および(5)ポリペプチドまたはタンパク質の翻訳後修飾。
細胞外マトリックス:本明細書において使用される場合、用語「細胞外マトリックス」または「ECM」は、典型的には、構造タンパク質およびシグナリング分子を含む細胞を包囲する区域および/または細胞間の区域を指す。細胞外マトリックスの構成要素としては、限定されるものではないが、細胞外環境の構造構成要素と直接または間接的に会合し得るタンパク質、核酸、膜、脂質および糖を挙げることができる。細胞外マトリックスの構造構成要素としては、限定されるものではないが、タンパク質、多糖(例えば、ヒアルロン酸)、グリコサミノグリカンおよびプロテオグリカン(例えば、硫酸ヘパリン、硫酸コンドロイチンおよび硫酸ケラチン)を挙げることができる。このような構造構成要素としては、限定されるものではないが、線維構成要素(例えば、コラーゲンおよびエラスチン)、フィブリリン、フィブロネクチン、ラミニン、アグリン、パールカン、デコリンなどを挙げることができる。細胞外マトリックスの構成要素であり得る他のタンパク質としては、LTBPが挙げられる。細胞外マトリックス構成要素としては、成長因子および/
または成長因子活性のモジュレータを挙げることもできる。
特徴部:本明細書において使用される場合、「特徴部」は、特徴、特性、または独特なエレメントを指す。
製剤:本明細書において使用される場合、「製剤」は、少なくとも本発明の化合物および/または組成物ならびに送達剤を含む。
断片:「断片」は、本明細書において使用される場合、部分を指す。例えば、タンパク質の断片は、培養細胞から単離された全長タンパク質を消化することにより得られたポリペプチドを含み得る。一部の実施形態において、タンパク質の断片は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、250またはそれより多いアミノ酸を含む。一部の実施形態において、抗体の断片は、酵素的消化に供され、またはそれ自体で合成された抗体の部分を含む。
機能的:本明細書において使用される場合、「機能的」生物学的分子は、特徴決定される特性および/または活性を示す構造を有し、それを示す形態の生物学的実体である。
相同性:本明細書において使用される場合、用語「相同性」は、ポリマー分子間、例えば、核酸分子(例えば、DNA分子および/またはRNA分子)間および/またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指す。一部の実施形態において、ポリマー分子は、それらの配列が少なくとも25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または99%同一または類似である場合、互いに「相同性」とみなされる。用語「相同的」は、必然的に少なくとも2つの配列(ポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列)間の比較を指す。本発明によれば、2つのポリヌクレオチド配列は、それらがコードするポリペプチドが少なくとも約20アミノ酸の少なくとも1つのストレッチについて少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、またはさらには99%である場合、相同的とみなされる。一部の実施形態において、相同的ポリヌクレオチド配列は、少なくとも4〜5つのユニークに規定されるアミノ酸のストレッチをコードする能力により特徴決定する。60ヌクレオチド長未満のポリヌクレオチド配列について、相同性は、典型的には、少なくとも4〜5つのユニークに規定されるアミノ酸のストレッチをコードする能力により決定する。本発明によれば、2つのタンパク質配列は、タンパク質が少なくとも約20アミノ酸の少なくとも1つのストレッチについて少なくとも約50%、60%、70%、80%、または90%同一である場合、相同的とみなされる。多くの実施形態において、相同的タンパク質は、大きい全体的な相同性の程度および少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50またはそれより多いアミノ酸の少なくとも1つの短いストレッチにわたる高い相同性の程度を示し得る。多くの実施形態において、相同的タンパク質は、1つ以上の特徴的な配列エレメントを共有する。本明細書において使用される場合、用語「特徴的な配列エレメント」は、関連タンパク質中に存在するモチーフを指す。一部の実施形態において、そのようなモチーフの存在は、特定の活性(例えば、生物学的活性)と相関する。
同一性:本明細書において使用される場合、用語「同一性」は、ポリマー分子間、例えば、オリゴヌクレオチド分子(例えば、DNA分子および/またはRNA分子)間、および/またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指す。2つのポリヌクレオチド配列の同一性パーセントの計算は、例えば、2つの配列を最適な比較目的のためにアラインすることにより実施することができる(例えば、最適なアラインメントのために第1および第2の核酸配列の一方または両方にギャップを導入することができ、比較目的のために同一
でない配列を無視することができる)。ある実施形態において、比較目的のためにアラインされる配列の長さは、参照配列の長さの少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、または100%である。次いで、対応するヌクレオチド位置のヌクレオチドを比較する。第1の配列中のある位置が第2の配列中の対応する位置と同一のヌクレオチドにより占有されている場合、分子はその位置において同一である。2つの配列間の同一性パーセントは、2つの配列の最適なアラインメントのために導入する必要があるギャップの数、およびそれぞれのギャップの長さを考慮し、配列により共有される同一位置の数の関数である。配列の比較および2つの配列間の同一性パーセントの決定は、数学的アルゴリズムを使用して達成することができる。例えば、2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、「計算分子生物学(Computational Molecular Biology)」、レスク,A.M.(Lesk,A.M.)編、オックスフォード大学プレス(Oxford University Press)、ニューヨーク、1988年;「生物計算科学:情報科学およびゲノムプロジェクト(Biocomputing:Informatics and Genome Projects)」、スミス,D.W.(Smith,D.W.)編、アカデミックプレス(Academic
Press)、ニューヨーク、1993年;「分子生物学における配列分析(Sequence Analysis in Molecular Biology)」、フォンハインチェ,G.(von Heinje,G.)著、アカデミックプレス(Academic Press)、1987年;「配列データのコンピュータ分析、第I部(Computer Analysis of Sequence Data,Part I)」、グリフィン,A.M.(Griffin,A.M.)、およびグリフィン,H.G.(Griffin、H.G.)編、ヒュマーナプレス(Humana Press)、ニュージャージ、1994年;ならびに「配列分析プライマー(Sequence Analysis Primer)」、グリプスコフ,M.(Gribskov,M.)およびデブルー,J.(Devereux,J.)編、Mストックトンプレス(M Stockton Press)、ニューヨーク、1991年(それらのそれぞれは、参照により本明細書に組み込まれる)に記載のものなどの方法を使用して決定することができる。例えば、2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、例えば、メイヤーズ(Meyers)およびミラー(Miller)(コンピュータ・アプリケーションズ・イン・ザ・バイオサイエンシズ(CABIOS)、1989年、第4巻、p.11〜17)のアルゴリズムを使用して決定することができ、これはALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれており、PAM120加重残基表(weight residue table)、ギャップ長さペナルティ12およびギャップペナルティ4を使用する。あるいは、2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、NWSgapdna.CMPマトリックスを使用するGCGソフトウェアパッケージ中のGAPプログラムを使用して決定することができる。配列間の同一性パーセントを決定するために一般に用いられる方法としては、限定されるものではないが、参照により本明細書に組み込まれるカリッロ,H(Carillo,H)、およびリップマン,D.(Lipman,D.)著、SIAMジャーナル・オン・アプライド・マスマティクス(SIAM J Applied Math.)、第48巻、p.1073(1988年)に開示のものが挙げられる。同一性を決定するための技術は、公的に利用可能なコンピュータプログラムにコード化されている。2つの配列間の相同性を決定するための例示的なコンピュータソフトウェアとしては、限定されるものではないが、GCGプログラムパッケージ、デベロー,J.(Devereux,J.)ら著、ヌクレイック・アシッズ・リサーチ(Nucleic Acids Research)、第12巻(第1号)、p.387(1984年))、BLASTP、BLASTN、およびFASTA アルツシュール,S.F.(Altschul,S.F.)ら著、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー(J.Molec.Biol)、第215巻、p.403(1990年))が挙げられる。
遺伝子の発現を阻害する:本明細書において使用される場合、語句「遺伝子の発現を阻害する」は、遺伝子の発現産物の量の低減を引き起こすことを意味する。発現産物は、遺伝子から転写されるRNA(例えば、mRNA)または遺伝子から転写されたmRNAから翻訳されるポリペプチドであり得る。典型的には、mRNAのレベルの低減は、それから翻訳されるポリペプチドのレベルの低減をもたらす。発現のレベルは、mRNAまたはタンパク質を計測するための標準的技術を使用して決定することができる。
インビトロ:本明細書において使用される場合、用語「インビトロ」は、生物(例えば、動物、植物、または微生物)内ではなく、人工的環境において、例えば、試験管または反応槽中、細胞培養物中、ペトリ皿中などで生じるイベントを指す。
インビボ:本明細書において使用される場合、用語「インビボ」は、生物(例えば、動物、植物、もしくは微生物またはそれらの細胞もしくは組織)内で生じるイベントを指す。
単離された:本明細書において使用される場合、用語「単離された」は、「分離された」と同義であるが、人の手によって分離が実施されたという推定を伴う。一実施形態において、単離された物質または実体は、それが事前に会合した(天然環境か実験環境かを問わない)構成要素の少なくとも一部から分離されたものである。単離された物質は、それらが会合していた物質に対して変動レベルの純度を有し得る。単離された物質および/または実体は、それらが最初に会合した他の構成要素の少なくとも約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、またはそれより多くから分離することができる。一部の実施形態において、単離された薬剤は、約80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約99%を上回って純粋である。本明細書において使用される場合、物質は、それが他の構成要素を実質的に含まない場合、「純粋」である。
実質的に単離された:「実質的に単離された」は、化合物が、それが形成または検出された環境から実質的に分離されることを意味する。部分分離物は、例えば、本開示の化合物が濃縮された組成物を含み得る。実質的分離物は、重量基準で少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97%、または少なくとも約99%の本開示の化合物、またはその塩を含有する組成物を含み得る。化合物およびその塩を単離する方法は、当技術分野において定型的である。一部の実施形態において、物質または実体の単離は、化学会合および/または結合の破壊を含む。一部の実施形態において、単離は、単離される物質または実体が既に合わさった構成要素からの分離のみを含み、そのような破壊を含まない。
リンカー:本明細書において使用される場合、リンカーは、2つ以上のドメイン、部分または実体を連結する部分を指す。一実施形態において、リンカーは、10個以上の原子を含み得る。さらなる実施形態において、リンカーは、原子の群、例えば、10〜1,000個の原子を含み得、原子または基、例えば、限定されるものではないが、炭素、アミノ、アルキルアミノ、酸素、硫黄、スルホキシド、スルホニル、カルボニル、およびイミンを含めることができる。一部の実施形態において、リンカーは、1つ以上のヌクレオチドを含む1つ以上の核酸を含み得る。一部の実施形態において、リンカーは、アミノ酸、ペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質を含み得る。一部の実施形態において、リンカーにより結合される部分としては、限定されるものではないが、原子、化学基、ヌクレオシド、ヌクレオチド、ヌクレオ塩基、糖、核酸、アミノ酸、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、タンパク質複合体、ペイロード(例えば、治療剤)、またはマーカ(例として
、限定されるものではないが、化学、蛍光、放射性または生物発光マーカ)を挙げることができる。リンカーは、任意の有用な目的に使用し、本明細書に記載のとおり、例えば、マルチマーまたはコンジュゲートを形成し、ペイロードを投与することができる。リンカー中に取り込むことができる化学基の例としては、限定されるものではないが、上記のとおりアルキル、アルケニル、アルキニル、アミド、アミノ、エーテル、チオエーテル、エステル、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリール、またはヘテロシクリル(それぞれは、場合により置換されていてよい)が挙げられる。リンカーの例としては、限定されるものではないが、不飽和アルカン、ポリエチレングリコール(例えば、エチレンまたはプロピレングリコールモノマー単位、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、またはテトラエチレングリコール)、およびデキストランポリマーが挙げられる。他の例としては、限定されるものではないが、還元剤または光分解を使用して開裂させることができるリンカー内の開裂可能な部分、例えば、ジスルフィド結合(−S−S−)またはアゾ結合(−N=N−)などが挙げられる。選択的に開裂可能な結合の非限定的な例としては、例えば、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP)、もしくは他の還元剤の使用、および/または光分解により開裂させることができるアミド結合、ならびに例えば、酸または塩基加水分解により開裂させることができるエステル結合が挙げられる。
改変された:本明細書において使用される場合、用語「改変された」は、親または参照分子または実体と比較して分子または実体の変化した状態または構造を指す。分子は、多くの手法で、例として、化学的、構造的、および機能的に改変することができる。一部の実施形態において、本発明の化合物および/または組成物は、非天然アミノ酸の導入により改変する。
突然変異:本明細書において使用される場合、用語「突然変異」は、変化および/または変更を指す。一部の実施形態において、突然変異は、タンパク質(例として、ペプチドおよびポリペプチド)および/または核酸(例として、ポリ核酸)の変化および/または変更であり得る。一部の実施形態において、突然変異は、タンパク質および/または核酸配列の変化および/または変更を含む。このような変化および/または変更は、1つ以上のアミノ酸(タンパク質および/またはペプチドの場合)および/またはヌクレオチド(核酸およびまたはポリ核酸の場合)の付加、置換およびまたは欠失を含み得る。突然変異がアミノ酸および/またはヌクレオチドの付加および/または置換を含む実施形態において、このような付加および/または置換は、1つ以上のアミノ酸および/またはヌクレオチド残基を含み得、改変されたアミノ酸および/またはヌクレオチドを含み得る。
天然存在:本明細書において使用される場合、「天然存在」は、人工的な支援も人の手の関与も伴わない天然の存在を意味する。
ニッチ:本明細書において使用される場合、用語「ニッチ」は、場所、帯域および/または環境を指す。一部の実施形態において、ニッチは、細胞ニッチを含む。本明細書において使用される場合、用語「細胞ニッチ」は、哺乳動物生物内の、またはそれに由来する組織、器官または器官系内の細胞系中の生理学的条件のユニークなセットを指す。細胞ニッチは、インビボ、インビトロ、エクスビボ、またはインサイチュで生じ得る。成長因子シグナリングに関与する複雑な性質および動的なプロセスを考慮すると、細胞ニッチは、機能的、空間的もしくは時間的に特徴決定することができ、または1つ以上の細胞を包含する任意の環境を指すために使用することができる。したがって、一部の実施形態において、細胞ニッチは、支持を提供する別の細胞、例えば、ナース細胞などに隣接する任意の細胞の環境を含む。一部の実施形態において、ニッチとしては、それぞれの内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる2012年11月6日に出願された米国仮特許出願第61/722,919号明細書および2012年11月6日に出願された米国仮特許
出願第61/722,969号明細書に記載のものを挙げることができる。
非ヒト脊椎動物:本明細書において使用される場合、「非ヒト脊椎動物」は、ヒト(Homo sapiens)を除く全ての脊椎動物、例として、野生および飼育種を含む。非ヒト脊椎動物の例としては、限定されるものではないが、哺乳動物、例えば、アルパカ、バンテン、バイソン、ラクダ、ネコ、ウシ、シカ、イヌ、ロバ、ガヤル、ヤギ、モルモット、ウマ、ラマ、ラバ、ブタ、ウサギ、トナカイ、ヒツジ、スイギュウ、およびヤクが挙げられる。
オフターゲット:本明細書において使用される場合、「オフターゲット」は、任意の1つ以上の標的、遺伝子および/または細胞転写物に対する任意の意図されない効果を指す。
作動可能に結合している:本明細書において使用される場合、語句「作動可能に結合している」は、2つ以上の分子、構築物、転写物、実体、部分などの間の機能的連結を指す。
パラトープ:本明細書において使用される場合、「パラトープ」は、抗体の抗原結合部位を指す。
受動吸着:本明細書において使用される場合、「受動吸着」は、固相反応物質を1つ以上の表面(例えば、膜、皿、培養皿、アッセイプレートなど)上で固定化する方法を指す。固定化は、典型的には、そのような反応物質および表面構成要素間の親和性に起因して生じる。
患者:本明細書において使用される場合、「患者」は、治療を求め得、もしくは必要とされ得、治療を要求し、治療を受けており、治療を受ける対象、または特定の疾患もしくは病態について熟練(例えば、資格)専門家による治癒中の対象を指す。
ペプチド:本明細書において使用される場合、用語「ペプチド」は、約50アミノ酸長以下、例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、または50アミノ酸長のアミノ酸の鎖を指す。
薬学的に許容可能な:語句「薬学的に許容可能な」は、本明細書において、過剰な毒性も、刺激も、アレルギー応答も、他の問題または合併症もなく、合理的な利益/リスク比と一致する、ヒトおよび動物の組織との接触における使用に好適な、妥当な医学的判断の範囲内であるそれらの化合物、材料、組成物、および/または剤形を指すために用いられる。
薬学的に許容可能な賦形剤:本明細書において使用される場合、用語「薬学的に許容可能な賦形剤」は、本明細書において使用される場合、医薬組成物中に存在し、対象中で実質的に非毒性および非炎症性である特性を有する活性成分(例えば、本明細書に記載の)以外の任意の成分を指す。一部の実施形態において、薬学的に許容可能な賦形剤は、活性剤を懸濁および/または溶解し得るビヒクルである。賦形剤としては、例えば、抗接着剤、酸化防止剤、結合剤、コーティング剤、圧縮助剤、崩壊剤、色素(着色剤)、エモリエント剤、乳化剤、充填剤(希釈剤)、皮膜形成剤またはコーティング剤、矯味剤、芳香剤、流動促進剤(流動向上剤)、滑沢剤、保存剤、印刷インク、吸着剤、懸濁化または分散剤、甘味剤、および水和水を挙げることができる。例示的な賦形剤としては、限定されるものではないが、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム(二塩基性)、ステアリン酸カルシウム、クロスカルメロース、架橋ポリビニルピロリドン、クエン酸、クロスポビドン、システイン、エチルセルロース、ゼラチン、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ラクトース、ステアリン酸マグネシウム、マルチトール、マンニトール、メチオニン、メチルセルロース、メチルパラベン、微結晶性セルロース、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポビドン、α化デンプン、プロピルパラベン、パルミチン酸レチニル、シェラック、二酸化ケイ素、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、クエン酸ナトリウム、デンプングリコール酸ナトリウム、ソルビトール、デンプン(トウモロコシ)、ステアリン酸、スクロース、タルク、二酸化チタン、ビタミンA、ビタミンE、ビタミンC、およびキシリトールが挙げられる。
薬学的に許容可能な塩:本明細書に記載の化合物の薬学的に許容可能な塩は、酸または塩基部分がその塩形態(例えば、遊離塩基基を好適な有機酸と反応させることにより生成される)である開示化合物の形態である。薬学的に許容可能な塩の例としては、限定されるものではないが、塩基性残基、例えば、アミンの鉱酸または有機酸塩;酸性残基、例えば、カルボン酸のアルカリまたは有機塩などが挙げられる。代表的な酸付加塩としては、酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、ショウノウ酸塩、カンファースルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプタン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヨウ化水素酸塩、2−ヒドロキシ−エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、2−ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモン酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉相酸塩などが挙げられる。代表的なアルカリまたはアルカリ土類金属塩としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなど、ならびに非毒性アンモニウム、第4級アンモニウム、およびアミンカチオン、例として、限定されるものではないが、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルアミンなどが挙げられる。薬学的に許容可能な塩としては、慣用の非毒性塩、例えば、非毒性無機または有機酸からのものが挙げられる。一部の実施形態において、薬学的に許容可能な塩は、慣用の化学的方法により、塩基性または酸性部分を含有する親化合物から調製する。一般に、このような塩は、それらの化合物の遊離酸または塩基形態を、化学量論量の適切な塩基または酸と、水中で、または有機溶媒中で、またはそれら2つの混合物中で反応させることにより調製することができ;一般に、非水性媒体、例えば、エーテル、酢酸エチル、エタノール、イソプロパノール、またはアセトニトリルが好ましい。好適な塩のリストは、それぞれが参照により全体として本明細書に組み込まれるレミントンの薬科学(Remington’s Pharmaceutical Sciences)、第17版、マック・パブリッシング社(Mack
Publishing Company)、イーストン、ペンシルベニア、1985年、p.1418、「薬学的塩:特性、選択、および使用(Pharmaceutical
Salts:Properties,Selection,and Use)」、P.H.シュタール(P.H.Stahl)およびC.G.ウェルムス(C.G.Wermuth)(編)、ウィリー−VCH(Wiley−VCH)、2008年、およびベルジ(Berge)ら著、ジャーナル・オブ・ファーマシューティカル・サイエンス(Journal of Pharmaceutical Science)、第66巻、p.1〜19(1977年)に見出される。薬学的に許容可能な溶媒和物:用語「薬学的に許容可能な溶媒和物」は、本明細書において使用される場合、好適な溶媒の分子が結晶格子中に取り込まれている化合物の結晶形態を指す。例えば、溶媒和物は、有機溶媒、水、またはそれらの混合物を含む溶液からの結晶化、再結晶、または沈殿により調製することができ
る。好適な溶媒の例は、エタノール、水(例えば、一、二および三水和物)、N−メチルピロリジノン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N’−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N’−ジメチルアセトアミド(DMAC)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMEU)、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2−(lH)−ピリミジノン(DMPU)、アセトニトリル(ACN)、プロピレングリコール、酢酸エチル、ベンジルアルコール、2−ピロリドン、安息香酸ベンジルなどである。水が溶媒である場合、溶媒和物は「水和物」と称される。一部の実施形態において、溶媒和物中に取り込まれる溶媒は、溶媒和物が投与(例えば、医薬組成物の単位剤形で)される生物に対して生理学的に忍容可能であるタイプのものまたはレベルにおけるものである。
薬物動態:本明細書において使用される場合、「薬物動態」は、それが生存生物に投与される物質の運命の決定に関する場合、分子または化合物の任意の1つ以上の特性を指す。薬物動態は、いくつかの区域、例として、吸収、分布、代謝ならびに排泄の程度および速度に分類される。これは、一般に、ADMEと称され:(A)吸収は、血液循環に進入する物質のプロセスであり;(D)分布は、身体の体液および組織全体にわたる物質の分散または消散であり;(M)代謝(または生体内転換)は、親化合物の娘代謝物への不可逆的転換であり;(E)排泄(または排除)は、身体からの物質の排除を指す。まれな場合、一部の薬物は、身体組織中で不可逆的に蓄積する。
物理化学的:本明細書において使用される場合、「物理化学的」は、物理および/または化学的特性のものまたはそれに関連するものを意味する。
予防:本明細書において使用される場合、用語「予防」は、感染、疾患、障害および/もしくは病態の発症の部分的もしくは完全な遅延;特定の感染、疾患、障害、および/もしくは病態の1つ以上の症状、特徴、または臨床的兆候の発症の部分的もしくは完全な遅延;特定の感染、疾患、障害、および/もしくは病態の1つ以上の症状、特徴、または兆候の発症の部分的もしくは完全な遅延;感染、特定の疾患、障害および/もしくは病態からの進行の部分的もしくは完全な遅延;ならびに/または感染、疾患、障害、および/もしくは病態に伴う病変を発症するリスクの減少を指す。
プロドラッグ:本開示は、本明細書に記載の化合物のプロドラッグも含む。本明細書において使用される場合、「プロドラッグ」は、化学または物理的変更時に治療薬として作用する物質、分子または実体についての基礎形態である任意の物質、分子または実体を指す。プロドラッグは、哺乳動物対象への投与前、投与時または投与後に活性薬物部分に変換されるまである手法で共有結合させ、または封鎖することができる。プロドラッグは、親化合物の定型的操作で、またはインビボのいずれかで修飾が開裂されるように、化合物中に存在する官能基を修飾することにより調製することができる。プロドラッグとしては、ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、またはカルボキシル基が、任意の基に結合しており、哺乳動物対象に投与された場合にそれが開裂して遊離ヒドロキシル、アミノ、スルフヒドリル、またはカルボキシル基をそれぞれ形成する化合物が挙げられる。プロドラッグの調製および使用は、両方とも参照により全体として本明細書に組み込まれるT.ヒグチ(T.Higuchi)およびV.ステラ(V.Stella)著、「新規送達系としてのプロドラッグ(Pro−drugs as Novel Delivery Systems)」、A.C.S.シンポジウムシリーズ(A.C.S.Symposium
Series)の第14巻、および薬物設計における生体可逆性担体(Bioreversible Carriers in Drug Design)、エドワード B.(Edward B.)編、ロシュ(Roche)、米国医薬協会(American Pharmaceutical Association)およびペルガモンプレス(Pergamon Press)、1987年に考察されている。
増殖する:本明細書において使用される場合、用語「増殖する」は、成長、拡張、複製もしくは増加し、または成長、拡張、複製もしくは増加を引き起こすことを意味する。「増殖性」は、増殖能を有することを意味する。「抗増殖性」は、増殖特性と逆の、またはそれに対向する特性を有することを意味する。
目的タンパク質:本明細書において使用される場合、用語「目的タンパク質」または「所望のタンパク質」は、本明細書に提供されるものならびにその断片、突然変異体、バリアント、および変更物を含む。
近位:本明細書において使用される場合、用語「近位」は、中心または目的の箇所もしくは領域のより近くに位置することを意味する。
精製された:本明細書において使用される場合、用語「精製する」は、不所望な構成要素、物質の汚染物、混合物または不完全物から実質的に純粋または澄明とすることを意味する。「精製された」は、純粋である状態を指す。「精製」は、純粋とするプロセスを指す。
領域:本明細書において使用される場合、用語「領域」は、帯域または一般区域を指す。一部の実施形態において、タンパク質またはタンパク質モジュールを指す場合、領域は、タンパク質もしくはタンパク質モジュールに沿うアミノ酸の直鎖配列を含み得、または三次元区域、エピトープおよび/もしくはエピトープのクラスタを含み得る。一部の実施形態において、領域は、末端領域を含む。本明細書において使用される場合、用語「末端領域」は、所与の薬剤の終端または末端において局在する領域を指す。タンパク質を指す場合、末端領域は、Nおよび/またはC末端を含み得る。N末端は、遊離アミノ基を有するアミノ酸を含むタンパク質の終端を指す。C末端は、遊離カルボキシル基を有するアミノ酸を含むタンパク質の終端を指す。したがって、Nおよび/またはC末端領域は、Nおよび/またはC末端ならびに包囲するアミノ酸を含み得る。一部の実施形態において、Nおよび/またはC末端領域は、約3アミノ酸〜約30アミノ酸、約5アミノ酸〜約40アミノ酸、約10アミノ酸〜約50アミノ酸、約20アミノ酸〜約100アミノ酸および/または少なくとも100アミノ酸を含む。一部の実施形態において、N末端領域は、N末端を含むが、C末端を含まない任意の長さのアミノ酸を含み得る。一部の実施形態において、C末端領域は、C末端を含むが、N末端を含まない任意の長さのアミノ酸を含み得る。
抗体認識の領域:本明細書において使用される場合、用語「抗体認識の領域」は、対応する抗体により特異的に認識および結合される1つ以上の抗原上の、または2つ以上の抗原間の1つ以上の領域を指す。一部の実施形態において、抗体認識の領域は、1、2、3、4、5、6、7、8、9または少なくとも10アミノ酸残基を含み得る。一部の実施形態において、抗体認識の領域は、2つのタンパク質間の、または互いに近接する同一タンパク質の2つのドメイン間の接合部を含む。
試料:本明細書において使用される場合、用語「試料」は、資源から採取され、および/または分析もしくは処理のために提供されるアリコートまたは部分を指す。一部の実施形態において、試料は、生物学的資源、例えば、組織、細胞または構成要素部分(例えば、体液、例として、限定されるものではないが、血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、羊膜液、羊膜帯血、尿、膣液および精液)からのものである。一部の実施形態において、試料は、生物全体またはその組織、細胞もしくは構成要素部分のサブセット、またはその分画もしくは一部、例として、限定されるものではないが、例えば、血漿、血清、脊髄液、リンパ液、皮膚の外部片、呼吸器、腸および尿生殖路、涙液、唾液、乳汁、血液細胞、腫瘍、器官から調製されるホモジネート、溶解物または抽出物であり得、またはそれを含み得る。一部の実施形態において、試料は、細胞構成要素、例えば、タンパク質
または核酸分子を含有し得る媒体、例えば、栄養ブロスまたはゲルであり、またはそれを含む。一部の実施形態において、「一次」試料は、資源のアリコートである。一部の実施形態において、一次試料を1つ以上の処理(例えば、分離、精製など)ステップに供して分析または他の使用のための試料を調製する。
シグナル配列:本明細書において使用される場合、語句「シグナル配列」は、タンパク質の輸送または局在化を指向し得る配列を指す。
単一単位用量:本明細書において使用される場合、「単一単位用量」は、1用量/1回/単一経路/単一の接触点で、すなわち、単一投与イベントで投与される任意の治療薬の用量である。一部の実施形態において、単一単位用量は、区別される剤形(例えば、錠剤、カプセル剤、貼付剤、充填シリンジ、バイアルなど)として提供する。
類似性:本明細書において使用される場合、用語「類似性」は、ポリマー分子間、例えば、ポリヌクレオチド分子(例えば、DNA分子および/またはRNA分子)間および/またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指す。互いのポリマー分子の類似性パーセントの計算は、同一性パーセントの計算と同一の様式で実施することができるが、但し、類似性パーセントの計算は、当技術分野において理解されるとおり保存的置換を考慮する。
分割用量:本明細書において使用される場合、「分割用量」は、単一単位用量または総1日用量を2つ以上に分割した用量である。
安定的:本明細書において使用される場合、「安定的」は、反応混合物から有用な純度の程度で単離後に残るほど十分に堅牢であり、好ましくは、有効な治療剤に配合することができる化合物または実体を指す。
安定化された:本明細書において使用される場合、用語「安定化する」、「安定化された」、「安定化された領域」は、安定をなし、または安定的になることを意味する。一部の実施形態において、安定性は、絶対値に対して計測する。一部の実施形態において、安定性は、参照化合物または実体に対して計測する。
対象:本明細書において使用される場合、用語「対象」または「患者」は、例えば、実験、診断、予防および/または治療目的のために本発明による組成物を投与することができる任意の生物を指す。典型的な対象としては、動物(例えば、哺乳動物、例えば、マウス、ラット、ウサギ、非ヒト霊長類、およびヒト)および/または植物が挙げられる。
実質的には:本明細書において使用される場合、用語「実質的には」は、目的の特徴または特性の全範囲もしくは程度またはそれに近い範囲もしくは程度を示す定性的条件を指す。生物学分野の当業者は、生物学的および化学的現象が、完了し、および/または完全性に進行し、もしくは絶対的結果を達成もしくは回避することは、あるとしても、まれであることを理解する。したがって、用語「実質的には」は、多くの生物学的および化学的現象において固有の完全性の潜在的な欠落を補足するために本明細書において使用される。
実質的に等しい:本明細書において使用される場合、用量間の時間差に関する場合、この用語は、プラス/マイナス2%を意味する。
実質的に同時に:本明細書において使用される場合、および複数の用量に関する場合、この用語は、典型的には、約2秒以内を意味する。
を罹患する:疾患、障害、および/または病態「を罹患する」個体は、疾患、障害、および/または病態の1つ以上の症状が診断されており、またはそれを呈する。
に対して感受性である:疾患、障害、および/または病態「に対して感受性である」個体は、その疾患、障害、および/または病態の症状が診断されておらず、および/またはそれを呈し得ないが、疾患またはその症状を発症する傾向を保有する。一部の実施形態において、疾患、障害、および/または病態(例えば、癌)に対して感受性である個体は、以下の1つ以上により特徴決定することができる:(1)その疾患、障害、および/または病態の発症に関連する遺伝子突然変異;(2)その疾患、障害、および/または病態の発症に関連する遺伝子多型;(3)その疾患、障害、および/または病態に関連するタンパク質および/または核酸の発現および/または活性の増加および/または減少;(4)その疾患、障害、および/または病態の発症に関連する習慣および/または生活様式;(5)その疾患、障害、および/または病態の家族の既往歴;ならびに(6)その疾患、障害、および/または病態の発症に関連する微生物への曝露および/またはそれによる感染。一部の実施形態において、疾患、障害、および/または病態に対して感受性である個体は、その疾患、障害、および/または病態を発症する。一部の実施形態において、疾患、障害、および/または病態に対して感受性である個体は、その疾患、障害、および/または病態を発症しない。
合成:用語「合成」は、人の手により産生、調製、および/または製造されることを意味する。本発明のポリヌクレオチドまたはポリペプチドまたは他の分子の合成は、化学的または酵素的であり得る。
「標的細胞」:本明細書において使用される場合、「標的細胞」は、任意の1つ以上の目的細胞を指す。この細胞は、インビトロ、インビボ、インサイチュまたは生物の組織もしくは器官中で見出すことができる。生物は、動物、好ましくは、哺乳動物、より好ましくは、ヒト、最も好ましくは、患者であり得る。
標的部位:用語「標的部位」は、本明細書において使用される場合、本発明の所与の化合物、組成物または方法により標的化される領域または区域を指す。標的部位としては、限定されるものではないが、細胞、組織、器官、器官系、ニッチなどを挙げることができる。
治療剤:用語「治療剤」は、対象に投与された場合、治療、診断、および/もしくは予防効果を有し、ならびに/または所望の生物学的および/もしくは薬理学的効果を誘発する任意の薬剤を指す。
治療有効量:本明細書において使用される場合、用語「治療有効量」は、感染、疾患、障害、および/または病態を罹患し、またはそれらに対して感受性である対象に投与された場合、感染、疾患、障害、および/または病態の症状を治療し、改善し、それらの発症を診断し、予防し、および/または遅延させるために十分である、送達すべき薬剤(例えば、核酸、薬物、治療剤、診断剤、予防剤など)の量を意味する。一部の実施形態において、治療有効量は、単一用量で提供する。一部の実施形態において、治療有効量は、複数の用量を含む投与量レジメンで投与する。当業者は、一部の実施形態において、単位剤形は、それがそのような投与量レジメンの一部として投与される場合に有効な量を含む場合、治療有効量の特定の薬剤または実体を含むとみなすことができることを認識する。
治療有効アウトカム:本明細書において使用される場合、用語「治療有効アウトカム」は、感染、疾患、障害、および/または病態の症状を治療し、改善し、それらの発症を診断し、予防し、および/または遅延させるために十分な、感染、疾患、障害、および/または病態を罹患し、またはそれらに対して感受性である対象におけるアウトカムを意味する。
総1日用量:本明細書において使用される場合、「総1日用量」は、24時間の期間で与えられ、または処方される量である。これは、単一単位用量として投与することができる。
転写因子:本明細書において使用される場合、用語「転写因子」は、例えば、転写の活性化または抑制によりDNAのRNAへの転写を調節するDNA結合タンパク質を指す。一部の転写因子は、転写の調節を単独で生じさせる一方、他の転写因子は、他のタンパク質と協調して作用する。一部の転写因子は、ある条件下で転写を活性化および抑制し得る。一般に、転写因子は、標的遺伝子の調節領域中の特異的標的配列または特異的コンセンサス配列と高度に類似する配列に結合する。転写因子は、標的遺伝子の転写を単独で、または他の分子との複合体で調節し得る。
治療:本明細書において使用される場合、用語「治療」は、特定の感染、疾患、障害、および/または病態の1つ以上の症状もしくは特徴の部分的または完全な緩和、良化、改善、軽減、それらの発症の遅延、進行の阻害、重症度の低減、および/または発生率の低減を指す。例えば、癌の「治療」は、腫瘍の生存、成長、および/または拡散の阻害を指し得る。治療は、疾患、障害、および/または病態に伴う病変を発症するリスクを減少させる目的のため、疾患、障害、および/もしくは病態の徴候を呈さない対象、ならびに/または疾患、障害、および/もしくは病態の初期徴候のみを呈する対象に施すことができる。
未改変:本明細書において使用される場合、「未改変」は、任意の手法で変化する前の任意の物質、化合物または分子を指す。未改変は、常にというわけではないが、野生型または天然形態の生体分子または実体を指し得る。分子または実体は、それぞれの改変産物が後続の改変のための「未改変」出発分子または実体として機能し得る一連の改変を受け得る。
均等物および範囲
当業者は、単に定型的な実験を使用して、本明細書に記載の本発明による具体的な実施形態の多くの均等物を認識し、または確認することができる。本発明の範囲は、上記の詳細な説明に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に記載されるものである。
特許請求の範囲において、冠詞、例えば、「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は、反対であることが記載されており、またはそうでなければ文脈から明確でない限り、1つまたは2つ以上を意味し得る。群の1つ以上のメンバー間の「または」を含む特許請求の範囲または詳細な説明は、反対であることが示されており、またはそうでなければ文脈から明らかでない限り、群メンバーの1つ、2つ以上、または全てが所与の産物またはプロセスに存在し、用いられ、またはそうでなければ関連する場合、満たされるとみなす。本発明は、群の正確に1つのメンバーが所与の産物またはプロセスに存在し、用いられ、またはそうでなければ関連する実施形態を含む。本発明は、2つ以上の、または全ての群メンバーが所与の産物またはプロセスに存在し、用いられ、またはそうでなければ関連する実施形態を含む。
用語「含む」は、無制限であるものとし、追加の要素またはステップの包含を許容するが、要求するものではないことも留意されたい。したがって、用語「含む」が本明細書において使用される場合、用語「からなる」も、包含および開示される。
範囲が与えられる場合、終点を含める。さらに、特に記載のない限り、またはそうでなければ、文脈および当業者の理解から明らかでない限り、範囲として表現される値は、文脈が特に明示しない限り範囲の下限値の単位の10分の1まで、本発明の異なる実施形態
において記述される範囲内の任意の規定値または下位範囲を想定し得ることを理解すべきである。
さらに、従来技術の範囲内である本発明の任意の特定の実施形態は、特許請求の範囲のいずれか1つ以上から明示的に排除され得ることを理解すべきである。このような実施形態は当業者に公知であると考えられるため、それらは、排除が本明細書に明示されていない場合であっても、排除され得る。本発明の組成物の任意の特定の実施形態(例えば、任意の核酸またはそれによりコードされるタンパク質;任意の産生方法;任意の使用方法など)は、従来技術の存在に関連するか否かにかかわらず、任意の理由でいずれか1つ以上の請求の範囲から排除され得る。
全ての引用源、例えば、参照文献、刊行物、データベース、データベースエントリ、および本明細書に引用される技術は、引用中で明示されていない場合であっても、参照により本出願に取り込まれる。引用源および本出願の記述が矛盾する場合、本出願の記述が優先される。
セクションおよび表の見出しは、限定的なものではない。
(実施例)
実施例1
タンパク質発現系
タンパク質発現は、293E細胞を使用して実施する。293E細胞は、EBNA1(エプスタイン・バーウイルス核抗原1)を安定的に発現するHEK293細胞である。これらの細胞は、タンパク質をヒト様構造(例えば、グリカン)により翻訳後修飾するヒト細胞である。このような細胞は、容易に形質移入可能およびスケーラブルであり、懸濁液培養物中で高密度に成長し得る。タンパク質産生の間、293E細胞は、血清フリー培地中で成長させて下流精製を容易にする。産生されるタンパク質の一部は、精製のための1つ以上の検出可能な標識をコードする付加アミノ酸を含む[例えば、ポリヒスチジンタグ、フラッグタグ(DYKDDDDK;配列番号265)など]。タンパク質は、N末端標識、C末端標識および/またはビオチン化する。
産生されるタンパク質の一部は、1つ以上の3Cプロテアーゼ開裂部位(LEVLFQGP;配列番号266)をコードする付加アミノ酸を含む。このような部位は、3Cプロテアーゼ、例としてライノウイルス3Cプロテアーゼによる処理時に3Cプロテアーゼ開裂部位の残基QおよびG間の開裂を可能とする。開裂部位は、組換えタンパク質からの検出可能な標識の除去を可能とするために導入する。
本発明の組換えタンパク質をコードする配列は、細胞中への形質移入のためにpTT5ベクター(カナダ国立研究機関バイオテクノロジー研究所(NRC Biotechnology Research Institute)、モントリオール、ケベック)中にクローニングする。このようなベクターは、小型(約4.4kb)であり、一過的形質移入を容易にし、堅牢なタンパク質合成のための強力なCMVプロモータを含み、EBNA1発現細胞中のエピソーム複製のためのoriPを含む。
実施例2
抗体の生成
標準的なモノクローナル抗体生成により産生される抗体
抗体は、所望の標的抗原をコードする遺伝子を欠くノックアウトマウス中で生成する。このようなマウスは、寛容化されずに抗原を標的化するので、ヒトおよびマウス形態の抗原と交差反応し得るような抗原に対する抗体を生成する。モノクローナル抗体の産生のため、宿主マウスを組換えタンパク質により免疫化してそれらのタンパク質に特異的に結合
するリンパ球を誘発する。リンパ球は回収し、不死化細胞系と融合する。融合細胞のみの成長を支持するために選択薬剤を有する好適な培養培地中で得られたハイブリドーマ細胞を培養する。
次いで、標的ペプチドについての分泌された抗体の結合特異性分析を介して所望のハイブリドーマ細胞系を同定し、限定希釈手順を介してそれらの細胞のクローンをサブクローニングし、標準的方法により成長させる。これらの細胞により産生された抗体は、標準的な免疫グロブリン精製手順により培養培地から単離および精製する。
組換え産生される抗体
組換えタンパク質は、上記の産生されたハイブリドーマ細胞を使用して産生する。抗体の重鎖および軽鎖可変領域cDNA配列は、標準的な生化学的手順を使用して決定する。トータルRNAは、抗体産生ハイブリドーマ細胞から抽出し、逆転写酵素(RT)ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によりcDNAに変換する。PCR増幅は、重鎖および軽鎖配列の増幅に特異的なプライマーを使用して得られたcDNAに対して実施する。次いで、配列分析のためにプラスミド中にPCR産物をサブクローニングする。配列決定したら、発現ベクター中に抗体コード配列を配置する。ヒト化のため、相同的ネズミ配列に代えて用いるためにヒト重鎖および軽鎖定常ドメインについてのコード配列を使用する。得られた構築物は、大規模翻訳し得る哺乳動物細胞中に形質移入する。
抗体断片ディスプレイライブラリースクリーニング技術を使用することにより産生される抗体
本発明の抗体は、高スループット発見法を使用して産生することができる。合成抗体は、ファージディスプレイライブラリーを使用して標的抗原をスクリーニングすることにより設計する。ファージディスプレイライブラリーは、数百万から数十億のファージ粒子から構成され、それぞれは、ユニークなFab抗体断片または単鎖可変断片(scFv)をそれらのウイルスコート上で発現する。Fab抗体断片ライブラリーにおいて、それぞれの断片をコードするcDNAは、相補性決定領域(CDR)の可変ループをコードするユニーク配列を除き同一配列を含有する。CDRのV鎖は、ウイルスpIIIコートタンパク質のN末端に結合している融合タンパク質として発現させる。V鎖は、ウイルスコート中への複合体の取り込み前に別個に発現させ、ペリプラズム中でV鎖とアセンブルする。標的抗原をインビトロで、ファージディスプレイライブラリーのメンバーとインキュベートし、結合したファージ粒子を沈殿させる。結合したファージから、結合したFabサブユニットのCDRをコードするcDNAを配列決定する。cDNA配列は、組換え抗体産生のために抗体配列中に直接取り込み、またはインビトロ親和性成熟を介してさらなる最適化のために突然変異させ、利用する。
親和性成熟技術を使用して産生される抗体
標的抗原に結合し得るFabは、上記のライブラリーを使用して同定し、親和性成熟のプロセスを介してそれらから高親和性突然変異体を得る。親和性成熟技術を使用し、標的抗原についての最大親和性を有するCDRをコードする配列を同定する。この技術を使用して、数百万から数十億のバリアントを創成するため、上記のファージディスプレイライブラリー選択プロセスを使用して単離されたCDR配列を全体としてランダムに、または規定の残基において突然変異させる。ファージディスプレイライブラリー中のFab抗体断片融合タンパク質中でこれらのバリアントを発現させ、標的抗原に結合するそれらの能力についてスクリーニングする。標的抗原についての最大親和性を有する抗体断片配列を同定するために選択、突然変異および発現の数回のラウンドを実施する。これらの配列は、組換え抗体産生のために抗体配列中に直接取り込むことができる。
実施例3
組換えタンパク質に指向される抗体の同定および特徴決定
組換えタンパク質は、実施例1の方法により合成し、または市販源から得る。発現される組換えタンパク質としては、表17に列記のものが挙げられる。

表17に列記の組換えタンパク質のヒトおよび非ヒト(例として、限定されるものではないが、マウス)アイソフォームの両方を発現させる。
実施例2に記載の方法により、発現される組換えタンパク質に結合する抗体を生成し、スクリーニングに供して所望の結合特性を有する抗体を同定する。所望の抗原についての親和性を実証する一方、不所望の抗原についての親和性の低減を示し、または親和性を示さない抗体候補を同定するためにELISAアッセイを最初に使用する。
TGF−β1GPCに指向される安定化抗体の同定
陽性および陰性選択抗原への結合を検出するためにELISAを使用してプロTGF−β1C4Sに指向される抗体をスクリーニングする。抗体は、プロドメイン(リガンドの有無にかかわらず)と会合し、TGF−βシグナリングを減少させるそれらの能力について全体的に評価する。ニュートラビジンによりELISAプレートをコーティングし、ビオチン化プロTGF−β1C4S組換えタンパク質とインキュベートする。付属のエレメント(例えば、ポリヒスチジンタグ、フラッグタグおよび/または3Cプロテイナーゼ開裂部位)に結合する抗体を同定および排除するため、そのような付属のエレメントの1つ以上を含むヒトICAM−1タンパク質とコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。遊離TGF−β1成長因子および/またはLAPに結合する抗体を同定および排除するため、ヒトTGF−β1LAPC4Sおよび/またはTGF−β1成長因子とコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。ネズミ型に特異的であり得る抗体は、ビオチン化ネズミプロTGF−β1C4SとコーティングされたELISAプレートをインキュベートすることにより同定する。ELISAプレート上で結合した抗体と会合する組換えタンパク質は、結合した組換えタンパク質上に存在する検出可能な標識に結合する検出(例えば、比色、蛍光)のための酵素とコンジュゲートしている二次抗体を使用して検出する。抗体は、追加の選択のラウンドについて選択し、または得られた結果に基づき試験プールから排除する。
プロTGF−β1C4Sに指向される抗体は、TGF−β1GPCを安定化するそれら
の能力についてさらに評価する。選択された抗体と、GPCおよび/またはαβインテグリンを発現する細胞をインキュベートし、TGF−β応答性レポータ構築物を含む細胞の培養物を処理して遊離成長因子依存性の遺伝子発現活性を検出するために得られた上清を使用する。選択された抗体により結合される抗体認識の領域および特異的細胞型(例えば、線維芽細胞および/またはT細胞)中の成長因子モジュレーションを特徴決定するために追加のアッセイを実施する。最後に、ビン抗体に対する交差遮断実験を使用し、および親和性分析装置、例として、限定されるものではないが、オクテット(Octet)(登録商標)(フォルテバイオ(ForteBio)、メンロパーク、カルフォルニア)ファミリー装置の使用を介して親和性結合を推定する。抗体は、代替TGF−βGPCアイソフォーム(例えば、TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3)および他の種からのTGF−β1GPCを安定化するそれらの能力に基づきさらに選択する。
遊離TGF−β1LAPに指向される放出抗体の同定
TGF−β1GPC放出抗体の生成のための1つの方式に従って、陽性および陰性選択抗原への結合を検出するためにELISAを使用してプロTGF−β1LAPC4Sに指向される抗体をスクリーニングする。抗体は、LAPと会合し、TGF−β1遊離成長因子レベルおよび/またはシグナリングを増加させるそれらの能力について全体的に評価する。ニュートラビジンによりELISAプレートをコーティングし、ビオチン化プロTGF−β1LAPC4S組換えタンパク質とインキュベートする。付属のエレメント(例えば、ポリヒスチジンタグ、フラッグタグおよび/または3Cプロテイナーゼ開裂部位)に結合する抗体を同定および排除するため、そのような付属のエレメントの1つ以上を含むヒトICAM−1タンパク質とコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。遊離TGF−β1成長因子に結合する抗体を同定および排除するため、ヒトTGFβ1成長因子とコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。潜在型TGF−β1に結合する抗体を同定および排除するため、ヒトTGF−β1C4SとコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。ネズミ型に特異的であり得る抗体は、ビオチン化ネズミTGF−β1LAPC4SとコーティングされたELISAプレートをインキュベートすることにより同定する。ELISAプレート上で結合した抗体と会合する組換えタンパク質は、結合した組換えタンパク質上に存在する検出可能な標識に結合する検出(例えば、比色、蛍光)のための酵素とコンジュゲートしている二次抗体を使用して検出する。抗体は、追加の選択のラウンドについて選択し、または得られた結果に基づき試験プールから排除する。
プロTGF−β1LAPC4Sに指向される抗体は、GPCからTGF−β1を放出するそれらの能力についてさらに評価する。選択された抗体と、GPCおよび/またはαβインテグリンを発現する細胞をインキュベートし、TGF−β応答性レポータ構築物を含む細胞の培養物を処理して遊離成長因子依存性の遺伝子発現活性を検出するために得られた上清を使用する。選択された抗体により結合される抗体認識の領域および特異的細胞型(例えば、線維芽細胞および/またはT細胞)中の成長因子モジュレーションを特徴決定するために追加のアッセイを実施する。最後に、ビン抗体に対する交差遮断実験を使用し、および親和性分析装置、例として、限定されるものではないが、オクテット(Octet)(登録商標)(フォルテバイオ(ForteBio)、メンロパーク、カリフォルニア)ファミリー装置の使用を介して親和性結合を推定する。抗体は、代替TGF−βGPCアイソフォーム(例えば、TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3)および他の種からのTGF−β1GPCを用いて潜在型成長因子に対する遊離成長因子を上昇させるそれらの能力に基づきさらに選択する。
LTBPとの関連でTGF−β1GPCに指向される安定化抗体の同定
陽性および陰性選択抗原への結合を検出するためにELISAを使用してLTBP1Sと複合体化しているプロTGF−β1に指向される抗体をスクリーニングする。抗体は、
プロドメインと会合し、TGF−βシグナリングを減少させるそれらの能力について全体的に評価する。ニュートラビジンによりELISAプレートをコーティングし、LTBP1S抗体プールと複合体化しているビオチン化プロTGF−β1とインキュベートし、1つ以上の検出可能な標識を含む組換えタンパク質とインキュベートする。付属のエレメント(例えば、ポリヒスチジンタグ、フラッグタグおよび/または3Cプロテイナーゼ開裂部位)に結合する抗体を同定および排除するため、そのような付属のエレメントの1つ以上を含むヒトICAM−1タンパク質とコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。遊離TGF−β1に結合する抗体を同定および排除するため、ヒトTGF−β1成長因子とコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。ネズミ型に特異的であり得る抗体は、LTBP1Sと複合体化しているネズミプロTGF−β1とコーティングされたELISAプレートをインキュベートすることにより同定する。ELISAプレート上で結合した抗体と会合する組換えタンパク質は、結合した組換えタンパク質上に存在する検出可能な標識に結合する検出(例えば、比色、蛍光)のための酵素とコンジュゲートしている二次抗体を使用して検出する。抗体は、追加の選択のラウンドについて選択し、または得られた結果に基づき試験プールから排除する。
LTBP1Sと複合体化しているプロTGF−β1に指向される抗体は、細胞上で発現されたαβによる活性化に対してTGF−β1GPCを安定化するそれらの能力についてさらに評価する。選択された抗体と、GPCおよび/またはαβインテグリンを発現する細胞をインキュベートし、TGF−β応答性レポータ構築物を含む細胞の培養物を処理して遊離成長因子依存性の遺伝子発現活性を検出するために得られた上清を使用する。選択された抗体により結合される抗体認識の領域および特異的細胞型(例えば、線維芽細胞および/またはT細胞)中の成長因子モジュレーションを特徴決定するために追加のアッセイを実施する。最後に、ビン抗体に対する交差遮断実験を使用し、および親和性分析装置、例として、限定されるものではないが、オクテット(Octet)(登録商標)(フォルテバイオ(ForteBio)、メンロパーク、カリフォルニア)ファミリー装置の使用を介して親和性結合を推定する。抗体は、代替TGF−βGPCアイソフォーム(例えば、TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3)および他の種からのTGF−β1GPCを安定化するそれらの能力に基づきさらに選択する。
GARPとの関連でTGF−β1LAPに指向される放出抗体の同定
陽性および陰性選択抗原への結合を検出するためにELISAを使用してsGARPと複合体化しているTGF−β1LAPに指向される抗体をスクリーニングする。抗体は、LAPと会合するが、遊離GARPと会合しないそれらの能力ならびにTGF−β1遊離成長因子レベルおよび/またはシグナリングを増加させるそれらの能力について全体的に評価する。ニュートラビジンによりELISAプレートをコーティングし、次いでsGARP抗体プールと複合体化しているビオチン化TGF−β1LAPとインキュベートし、1つ以上の検出可能な標識を含む組換えタンパク質とインキュベートする。付属のエレメント(例えば、ポリヒスチジンタグ、フラッグタグおよび/または3Cプロテイナーゼ開裂部位)に結合する抗体を同定および排除するため、そのような付属のエレメントの1つ以上を含むヒトICAM−1タンパク質とコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。遊離GARPに結合する抗体を同定および排除するため、sGARPとコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。ネズミ型に特異的であり得る抗体は、sGARPと複合体化しているネズミTGF−β1LAPとコーティングされたELISAプレートをインキュベートすることにより同定する。ELISAプレート上で結合した抗体と会合する組換えタンパク質は、結合した組換えタンパク質上に存在する検出可能な標識に結合する検出(例えば、比色、蛍光)のための酵素とコンジュゲートしている二次抗体を使用して検出する。抗体は、追加の選択のラウンドについて選択し、または得られた結果に基づき試験プールから排除する。
sGARPと複合体化しているTGF−β1LAPに指向される抗体は、GPCからTGF−β1を放出するそれらの能力についてさらに評価する。選択された抗体と、GPCおよび/またはαβインテグリンを発現する細胞をインキュベートし、TGF−β応答性レポータ構築物を含む細胞の培養物を処理して遊離成長因子依存性の遺伝子発現活性を検出するために得られた上清を使用する。
抗体は、T細胞特異的TGF−β依存性遺伝子発現を活性化する能力についても試験する。FoxP3は、T細胞中で発現される転写因子であり、免疫調節的であることが公知である。これは、T細胞表面GARPと会合しているTGF−βにより調節されることが公知である。選択された抗体と、GPCおよびGARPを発現する細胞をインキュベートし、FoxP3レポータ構築物を含むEL4細胞の培養物を処理するために得られた上清を使用する。
選択された抗体により結合される抗体認識の領域をおよび特異的細胞型(例えば、線維芽細胞および/またはT細胞)中の成長因子モジュレーション特徴決定するために追加のアッセイを実施する。最後に、ビン抗体に対する交差遮断実験を使用し、および親和性分析装置、例として、限定されるものではないが、オクテット(Octet)(登録商標)(フォルテバイオ(ForteBio)、メンロパーク、カリフォルニア)ファミリー装置の使用を介して親和性結合を推定する。抗体は、代替TGF−βGPCアイソフォーム(例えば、TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3)および他の種からのTGF−β1GPCを用いて潜在型成長因子に対する遊離成長因子を上昇させるそれらの能力に基づきさらに選択する。
GARPとの関連でTGF−β1GPCに指向される安定化抗体の同定
陽性および陰性選択抗原への結合を検出するためにELISAを使用してsGARPと複合体化しているプロTGF−β1に指向される抗体をスクリーニングする。抗体は、プロドメインと会合し、TGF−βシグナリングを減少させるそれらの能力について全体的に評価する。ニュートラビジンによりELISAプレートをコーティングし、次いでsGARP抗体プールと複合体化しているビオチン化プロTGF−β1とインキュベートし、1つ以上の検出可能な標識を含む組換えタンパク質とインキュベートする。付属のエレメント(例えば、ポリヒスチジンタグ、フラッグタグおよび/または3Cプロテイナーゼ開裂部位)に結合する抗体を同定および排除するため、そのような付属のエレメントの1つ以上を含むヒトICAM−1タンパク質とコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。遊離GARPに結合する抗体を同定および排除するため、ヒトsGARPとコーティングされたELISAプレートをインキュベートする。ネズミ型に特異的であり得る抗体は、sGARPと複合体化しているネズミプロTGF−β1とコーティングされたELISAプレートをインキュベートすることにより同定する。ELISAプレート上で結合した抗体と会合する組換えタンパク質は、結合した組換えタンパク質上に存在する検出可能な標識に結合する比色検出のための酵素(例えば、セイヨウワサビペルオキシダーゼ)とコンジュゲートしている二次抗体を使用して検出する。抗体は、追加の選択のラウンドについて選択し、または得られた結果に基づき試験プールから排除する。
sGARPと複合体化しているプロTGF−β1に指向される抗体は、TGF−β1GPCを安定化するそれらの能力についてさらに評価する。選択された抗体と、GPCを発現する細胞をインキュベートし、TGF−β応答性レポータ構築物を含む細胞の培養物を処理して遊離成長因子依存性の遺伝子発現活性を検出するために得られた上清を使用する。
抗体は、T細胞特異的TGF−β依存性遺伝子発現を低減させる能力についても試験する。選択された抗体とGPCおよびGARPを発現する細胞をインキュベートし、Fox
P3レポータ構築物を含むEL4細胞の培養物を処理するために得られた上清を使用する。選択された抗体により結合される抗体認識の領域および特異的細胞型(例えば、線維芽細胞および/またはT細胞)中の成長因子モジュレーションを特徴決定するために追加のアッセイを実施する。最後に、ビン抗体に対する交差遮断実験を使用し、および親和性分析装置、例として、限定されるものではないが、オクテット(Octet)(登録商標)(フォルテバイオ(ForteBio)、メンロパーク、カリフォルニア)ファミリー装置の使用を介して親和性結合を推定する。抗体は、代替TGF−βGPCアイソフォーム(例えば、TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3)および他の種からのTGF−β1GPCを安定化するそれらの能力に基づきさらに選択する。
実施例4
配列アラインメントを使用するキメラタンパク質設計
キメラタンパク質設計のため、保存されている構造特徴部およびそれらの特徴部の保存の程度を同定するためにTGF−βファミリーメンバーのアラインメントを構築した(図8)。N末端領域配列間の比較により、プロドメインのN末端領域間のより高いレベルの保存が明らかになった。この配列アラインメントおよびそれらのタンパク質モジュールの構造的特徴部に基づき、アームドメインがファミリーメンバー間で交換されている(全アームドメイン、または示されるアームドメインのサブセットのいずれか)キメラが設計されるように、TGF−βファミリーメンバーについての遺伝子キメラ設計方針を採用した。
具体的には、TGF−β1、TGF−β2および/またはTGF−β3のタンパク質モジュールを含むキメラの生成のため、標準的アプローチを使用してそれら3つのアラインメントを実施し、それらの配列アラインメントは、TGF−β2およびTGF−β3をブタTGF−β1の結晶構造と比較する相同性モデルを創成するために使用した(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−beta structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9)。手短に述べると、テンプレート構造および標準的手順を使用する標準的な空間的拘束の充足を伴う配列アラインメントに基づきTGF−β2またはTGF−β3の配列をモデリングした。提案されるキメラ組合せが立体衝突の区域をいかに含み得るかを可視化するためにこれらの三次元モデルを分析した。本明細書において使用される場合、用語「立体衝突」は、相互作用に関与するそれぞれの実体、それぞれの部分または2つ以上の部分を含む実体の形状および/または立体構造に悪影響を及ぼす2つ以上の実体および/または部分間の相互作用を指す。三次元モデリングにより、TGF−β2の潜在型ループおよびTGF−β1の成熟成長因子間の考えられる立体衝突が明らかになった。具体的には、TGF−β2潜在型ループは、側鎖がTGF−β1成長因子の領域と重複し得るD−Y−Pアミノ酸配列を含む。
実施例5
TGF−β2トリガーループを有するTGF−β1キメラタンパク質
TGF−β2についての活性化機序は、依然として十分に理解すべきである。活性化は、TGF−β2トリガーループおよびαβインテグリン間の1つ以上の会合に依存的であり得る。TGF−β2活性のこの機序を評価するため、TGF−β1を含むGPCを含むキメラタンパク質であって、配列SGRRGDLATI(配列番号242)を含むタンパク質モジュールは、配列GTSTYTSGDQKTIKSTRK(配列番号180)を含むTGF−β2トリガーループを含むタンパク質モジュールにより置換されているキメラタンパク質を合成する。細胞ベースアッセイによりこれらのキメラタンパク質(TGG−β1トリガーループ(短鎖)β2キメラタンパク質)の活性化機序を試験する。TGF−β2を含むGPC、TGF−β1トリガーループ(短鎖)β2を含むGPCおよび/
または突然変異TGF−β2(トリガーループは、突然変異Y240A、D245Aおよび/またはQ246Aを含む)を含むGPC(非活性対照として)のいずれかに加え、αβインテグリンを用いてまたは用いずに細胞(HEK293またはSw−480細胞)を形質移入する。成長因子放出を検出するためにレポータ細胞系を使用する。
実施例6
α9β1−TGF−β2結合および成長因子放出の評価
αβおよびTGF−β2間の結合ならびに後続の成長因子放出は、当技術分野において十分に理解されていない。この会合に関与する残基を解明することができれば、αβ−TGF−β2会合を破壊するように設計される抗体を発生させ、TGF−β2成長因子放出を特異的に標的化するためにそれを使用することができる。
TGF−β2の変更形態を含む突然変異体構築物およびキメラは、活性化アッセイにより試験し、その結果、TGF−β2上のαβ結合部位をマッピングすることができる。このことは、トリガーループ(一部の実施形態において、アミノ酸配列FAGIDGTSTYTSGDQKTIKSTRKKNSGKTP;配列番号65を含む)中またはその周囲のアミノ酸残基の欠失および/もしくは突然変異を有し、またはアラニンの残基特異的突然変異を有するTGF−β1/TGF−β2キメラを生成することにより行う。一部の場合において、TGF−β1またはTGF−β3は、αβ結合についての陰性対照として機能してもしなくてもよい。一部の実施形態において、αβ結合部位マッピングに使用される組換えタンパク質としては、表18に列記のものを挙げることができる。これとしては、トリガーループ内のアミノ酸欠失を含むプロTGF−β2−Ml、プロTGF−β2−M2、プロTGF−β2−M3、プロTGF−β2−M4およびプロTGF−β2−M5が挙げられる。Ile−AspのPhe−Thrへの2つの残基の突然変異を含むプロTGF−β2−M6も含まれる。最後に、トリガーループの部分がTGF−β1からのトリガーループの部分により置換されたTGF−β2を含むキメラタンパク質を含める。




細胞ベースアッセイにより、これらの組換えタンパク質の活性化機序を試験する。TGF−β2を含むGPC、トリガーループ中のそれぞれの残基についてのアラニン置換突然変異を含むGPC(それぞれの試験GPCは、単一置換を含む)(表18に列記の組換えタンパク質の1つ)および/またはTGF−β2の不活性突然変異体を含むGPC(非活性対照として)のいずれかに加え、αβインテグリンを用いてまたは用いずに細胞(HEK293またはSw−480細胞)を形質移入する。形質移入された細胞から採取された培地試料中の成長因子放出を検出するためにレポータ細胞系を使用する。トリガーループ内のどの残基がαβ依存性TGF−β2成長因子放出に必要であるかを決定するために結果を使用する。
実施例7
配列アラインメント
TGF−βファミリーメンバーの多重配列アラインメントは、シー(Shi)ら、2011年(シー,M.(Shi,M.)ら著、「潜在型TGF−β構造および活性化(Latent TGF−beta structure and activation)」、ネイチャー(Nature)、2011年6月15日、第474巻(第7351号)、p.343〜9)から適合させた。標準的方法を使用してヒトTGF−β1、TGF−β2、TGF−β3、GDF−11、インヒビンβA、インヒビンαA、BMP9、BMP2、BMP4、BMP7、BMP6、BMP8A、レフティ1、ならびにネズミTGF−β1、GDF11、GDF8ならびにカニクイザルTGF−β1、およびGDF8の配列をアラインメントに追加し、配列は全長タンパク質を含んだ(シグナルペプチド配列を除く)(図8)。
実施例8
ミオスタチン増殖アッセイ
アッセイの実施前に10%のウシ胎児血清(FBS:fetal bovine serum;ライフ・テクノロジーズ(Life Technologies)、カールスバッド、カリフォルニア)を有するダルベッコ改変必須培地(DMEM;ライフ・テクノロジーズ(Life Technologies)、カールスバッド、カリフォルニア)中でC12ネズミ筋芽細胞(米国培養細胞系統保存機関(ATCC)、マナサス、バージニア)を培養する。FBSの割合は、変動させ、および/または変動濃度のウシ血清アルブミン(BSA:bovine serum albumin)により置き換える。細胞増殖アッセイは、未コーティング96ウェルプレート中で実施する。C12培養物は、1ウェル当たり1000個の細胞において播種する。細胞を16時間付着させた後、ミオスタチン試験培地を添加する。標準曲線作成に組換えヒトミオスタチン(R&Dシステムズ(R&D Systems)、ミネアポリス、ミネソタ)を使用する。実験系のため、実験抗体による処理後、ミオスタチンを過剰発現する293E細胞からの上清を添加する。全ての試料は8つのレプリケートでランする。プレートは、37℃および5%のCOの雰囲気中で72時間インキュベートする。増殖は、セルタイター−Glo(CellTiter−Glo)(登録商標)発光細胞生存率アッセイ(Luminescent
Cell Viability Assay)(プロメガ・バイオサイエンシズ(Promega BioSciences)社、マディソン、ウィスコンシン)を使用して評価し、それにより、細胞溶解は、培養物中に存在する細胞の数に正比例して存在するATPの量に比例する発光シグナルを生成する(トーマス,M.(Thomas,M.)ら著、「筋肉成長の陰性調節因子ミオスタチンは、筋芽細胞増殖を阻害することにより機能する(Myostatin,a negative regulator of muscle growth,functions by inhibiting myoblast proliferation)、2000年、第275巻(第51号)、p.40235〜43)。
実施例9
ビオチン化によるGPC固定化およびインテグリン媒介成長因子放出の検出
本発明の組換えGPCは、N末端ビオチン化し、ストレプトアビジン/アビジンコーティング培養物表面上でインキュベートする。細胞培養物表面に種々のインテグリンを発現する細胞を添加し、24時間培養する。培地は取り出し、成長因子活性に応答してルシフェラーゼを発現する成長因子レポータ細胞培養物に添加する。24時間後、細胞は洗浄し、溶解させ、ルシフェラーゼ活性について分析する。
実施例10
Ni−NTAによるタンパク質精製
4mMのグルタミン、0.1%のプルロニック(Pluronic)F68および25μg/mlのG418が補給された血清フリー培地中(フリースタイル(FreeStyle)F17培地、ライフ・テクノロジーズ(Life Technologies)、カールスバッド、カリフォルニア)で、Hisタグ化タンパク質を発現する細胞(293−6E細胞)を培養する。これらの生存率が50%未満に降下したら、組織培養物上清を回収し、4℃の200×重力における10分間の遠心分離により澄明化する。次いで、0.22または0.45μm細孔フィルタに通すことにより上清を濾過する。トリス、NaClおよびNiClと濾過された上清を合わせ、最終濃度を50mMのトリスpH8.0、500mMのNaClおよび0.5mMのNiClとする。SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE:poly acrylamide gel electrophoresis)またはウエスタンブロットによる後の分析のために調整溶液の1mlを回収する一方、調整溶液の別の部分を洗浄したNi−NTA樹脂(ライフ・テクノロジーズ(Life Technologies)、カールスバッド、カリフォルニア)と、調整溶液300ml当たり5〜10mlのNi−NTA樹脂の濃度において合わせる。次いで、懸濁された磁気撹拌棒を使用してこの合わせた溶液を4℃において撹拌する(Ni−NTAアガロースの粉砕を防止するため)。次に、4℃の200×重力における10分間の遠心分離によりNi−NTA樹脂を回収する。
次に、15カラム容量(CV:column volume)の洗浄緩衝液(20mMのトリス、pH8.0、500mMのNaClおよび20mMのイミダゾール)によりカラムを洗浄する。分析のために最終洗浄物のアリコートを回収する。次いで、3CVの溶出緩衝液(20mMのトリス、pH8.0、500mMのNaClおよび300mMのイミダゾール)によりカラムを溶出させ、分析のために1/3カラム容量分画を回収する。
溶出させた回収分画のそれぞれにおいて280nmにおける吸光度を計測し、ブランク溶出緩衝液の280nmにおける吸光度と比較する。より初期の分画は、典型的には、イミダゾール勾配に起因して陰性吸収を有し;しかしながら、より多量のタンパク質を含有する分画は陽性値を有する。次いで、分析のためにSDS−PAGE上で回収された分画をランし、さらなる精製のために関連分画をプールする。
実施例11
GDF−8/GDF−ll/アクチビンキメラの設計
シュレディンガー・バイオルミネート(Schrodinger Bioluminate)ソフトウェアを使用してGDF−8およびGDF−11からのモジュールの組合せを含む潜在的なキメラタンパク質の三次元モデルを構築するためにTGF−βファミリーメンバーの構造ベースアラインメントを使用した。GDF−11のアーム領域を含むGDF−8のキメラモデル(配列番号216)により、GDF−11残基F95が関与する潜在的な立体衝突の領域が明らかになった。このモデルによれば、GDF−11アームからのF95は、キメラGPCのα2ヘリックスの脱安定化を引き起こす。したがって、キメラのアーム領域がα2ヘリックスを含有するようにGDF8/GDF11/アクチビンキメラを設計した。
実施例12
ELISA分析
抗体結合を評価するために酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)分析を実施する。より中性plを有するストレプトアビジンの脱グリコシル化型のニュートラビジンにより96ウェルELISAアッセイプレートをコーティングする。ヒスチジン(His)タグを用いてまたは用いずに標的タンパク質を発現させ、ビオチン化に供する。ニュートラビジンコーティングELISAアッセイプレートと室温において2時間、ビオチン化標的タンパク質をインキュベートし、洗浄緩衝液(25mMのトリス、150mMのNaCl、
0.1%のBSA、0.05%のツイーン(TWEEN)(登録商標)−20)により3回洗浄することにより未結合タンパク質を除去する。それぞれのウェルに試験される一次抗体を添加し、室温において1時間以上インキュベートする。次いで、洗浄緩衝液により3回洗浄することにより未結合抗体を除去する。次いで、それぞれのウェル中で室温において30分間、試験される一次抗体に結合し得、検出可能な標識とコンジュゲートしている二次抗体をインキュベートする。洗浄緩衝液により3回洗浄することにより未結合二次抗体を除去する。最後に、検出される二次抗体上に存在する検出可能な標識に応じて酵素反応、蛍光検出および/または発光検出により結合二次抗体を検出する。
実施例13
ファージ選択を使用する抗体の同定
標的抗原に結合する抗体パネルを生成するためにスクリーニングプログラムを実施する。抗体パネル多様性は、抗体配列の多様性とは反対にエピトープ多様性により計測する。固相ファージ濃縮方針および液相濃縮方針の両方を用いる。
使用前に標的抗原(固相および液相濃縮の両方について)を生物物理学的特徴決定、例として、還元および非還元SDS−PAGEに供して純度を確立し、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC:size exclusion chromatography)に供して許容可能な凝集レベルを確立する。さらに、標的抗原生物活性を確認するために機能アッセイを実施する。
3回のみのラウンドが必要であるとの見込みで2〜3回の濃縮のラウンドを実施する。後の使用のために選択ラウンド2〜4からのファージのアリコートを保存する。濃縮後、標的抗原および非標的抗原への結合を試験するためにELISAにより、ランダムに選択されたクローンをスクリーニングする。これらの分析に基づき、ヌクレオチド配列決定および区別される抗体の数ならびに単離の頻度および区別されるVおよびV領域の数の分析のために最大500個のクローンを選択する。これらの後続の分析に基づき、表面プラズモン共鳴技術(または同等のアプローチ)を使用するエピトープ関連性によるエピトープビニングのために最大100個のクローンを選択する。それぞれについての解離定数(koff)を決定し、さらなる特徴決定のために最大50個のクローンを選択する。
二価抗体構築物として最終候補を発現させ、精製し、それぞれについてのkoffを決定する。精製二価抗体を特徴決定するために細胞ベース機能アッセイを使用する。
実施例14
プロGDF−8の活性化を遮断する抗体の同定
プロGDF−8に結合し、成熟成長因子の放出を遮断する抗体を同定するために多様なパネルの抗体の産生を実施する。実施例12の方法により抗体生成を実施し、固相濃縮に組換えプロGDF−8を使用し、液相濃縮にビオチン化プロGDF−8を使用する。凝集レベルについて抗原調製物を試験して>95%がダイマー種であることを確保する。濃縮されたクローンのELISA分析において、6つの抗原への結合を評価する(プロGDF−8、GDF−8プロドメイン、GDF−8成長因子、ネズミプロGDF−8、プロGDF−11およびプロTGF−β1C4S)。ELISA分析に基づき選択されたクローンは配列決定し、実施例12の方法により抗体を発生させる。
実施例15
潜在型GPCからのGDF−11成長因子の放出を活性化する抗体の同定
GDF−11のプロドメインに結合し、成熟成長因子の放出を活性化する抗体を同定するために多様なパネルの抗体の産生を実施する。実施例12の方法により抗体生成を実施し、固相濃縮に組換えGDF−11プロドメインを使用し、液相濃縮にビオチン化GDF−11プロドメインを使用する。凝集レベルについて抗原調製物を試験して>95%がモ
ノマー種であることを確保する。濃縮されたクローンのELISA分析において、6つの抗原への結合を評価する(GDF−11プロドメイン、プロGDF−11、GDF−11成長因子、GDF−8プロドメイン、ネズミGDF−11プロドメインおよびプロTGF−β1C4S)。ELISA分析に基づき選択されたクローンは配列決定し、実施例12の方法により抗体を発生させる。
実施例16
プロTGF−B1/GARP複合体からのTGF−β1の放出を活性化する抗体の同定
sGARPと複合体化しているTGF−β1LAP(TGF−β1LAP−sGARP)に結合し、成熟成長因子の放出を活性化する抗体を同定するために多様なパネルの抗体の産生を実施する。実施例12の方法により抗体産生を実施し、固相濃縮に組換えビオチン化TGF−β1LAP−sGARPを使用し、液相濃縮にビオチン化TGF−β1LAP−sGARPを使用する。凝集レベルについて抗原調製物を試験して種の>95%がモノマーsGARPと複合体化しているダイマーTGF−β1LAPを含むことを確保する。濃縮されたクローンのELISA分析において、8つの抗原への結合を評価する(TGF−β1LAP−sGARP、プロTGF−b1−sGARP、sGARP、TGF−β1LAP C4S、プロTGF−β1C4S、LTBP1−プロTGF−b1、ICAM−1N−His、ICAM−1C−His)。ELISA分析に基づき選択されたクローンは配列決定し、実施例12の方法により抗体を発生させる。
実施例17
プロTGF−β1/GARP複合体からの成熟成長因子の放出を遮断する抗体の同定
プロTGF−β1およびGARPにより形成される複合体(プロTGFβ1−GARP)に結合し、成熟成長因子の放出を阻害する抗体を同定するために多様なパネル抗体の産生を実施する。実施例12の方法により抗体産生を実施し、固相濃縮に組換えビオチン化プロTGF−β1−sGARPを使用し、液相濃縮にビオチン化プロTGF−β1−GARPを使用する。凝集レベルについて抗原調製物を試験して種の>95%がモノマーsGARPと複合体化しているダイマープロTGF−β1を含むことを確保する。濃縮されたクローンのELISA分析において、8つの抗原への結合を評価する(プロTGF−β1−GARP、TGF−β1LAP、プロTGF−β1C4S、プロTGF−β1/LTBP1S複合体、TGF−β1LAP−sGARP、sGARP、ICAM−1C−His、ICAM−1N−His)。ELISA分析に基づき選択されたクローンは配列決定し、実施例12の方法により抗体を発生させる。
実施例18
LTBP1Sと複合体化しているプロTGF−β1からのTGF−β1の放出を遮断する抗体の同定
LTBP1Sと複合体化しているプロTGF−β1(プロTGF−β1−LTBP1S)に結合し、成熟成長因子の放出を阻害する抗体を同定するために多様なパネルの抗体の産生を実施する。実施例12の方法により抗体生成を実施し、固相濃縮に組換えプロTGF−β1−LTBP1Sを使用し、液相濃縮にビオチン化プロTGF−β1−LTBP1Sを使用する。凝集レベルについて抗原調製物を試験して種の>95%がモノマーLTBP1Sと複合体化しているダイマープロTGF−β1を含むことを確保する。濃縮されたクローンのELISA分析において、8つの抗原への結合を評価する(プロTGF−β1−LTBP1S、TGF−β1LAP、TGF−β1成長因子、プロTGF−β1C4S、ネズミプロTGF−β1−LTBP1S、LTBP1S、GDF−8プロドメインおよびプロTGF−β2)。ELISA分析に基づき選択されたクローンは配列決定し、実施例12の方法により抗体を発生させる。
実施例19
プロTGF−β1からのTGF−β1の放出を遮断するパン特異的抗体の同定
プロTGF−β1に結合し、成熟成長因子の放出を阻害する抗体を同定するために多様なパネルの抗体の産生を実施する。実施例12の方法により抗体生成を実施し、固相濃縮に組換えプロTGF−β1を使用し、液相濃縮にビオチン化プロTGF−β1を使用する。凝集レベルについて抗原調製物を試験して>95%がダイマー種であることを確保する。濃縮されたクローンのELISA分析において、7つの抗原への結合を評価する(TGF−β1LAP、TGF−β1成長因子、プロTGF−β1C4S、ネズミプロTGF−β1C4S、GDF−8プロドメインおよびプロTGF−β2)。ELISA分析に基づき選択されたクローンは配列決定し、実施例12の方法により抗体を発生させる。
実施例20
プロTGF−β1からのTGF−β1の放出を活性化するパン特異的抗体の同定
TGF−β1LAPに結合し、成熟成長因子の放出を活性化する抗体を同定するために多様なパネルの抗体の産生を実施する。実施例12の方法により抗体生成を実施し、固相濃縮に組換えTGF−β1LAP C4Sを使用し、液相濃縮にビオチン化TGF−β1LAP C4Sを使用する。凝集レベルについて抗原調製物を試験して>95%がダイマー種であることを確保する。濃縮されたクローンのELISA分析において、7つの抗原への結合を評価する(TGF−β1LAP C4S、プロTGF−β1C4S、ネズミプロTGF−β1C4S、TGF−β1成熟成長因子、プロGDF−8およびプロTGF−β2)。ELISA分析に基づき選択されたクローンは配列決定し、実施例12の方法により抗体を発生させる。
実施例21
TGF−β1ノックアウトマウスの免疫化
オイダ(Oida)ら(オイダ,T.(Oida,T.)ら著、「TGF−βは、FoxP3誘導から独立してネズミCD4T細胞上の表面LAP発現を誘導する(TGF−β
induces surface LAP expression on Murine CD4 T cells independent of FoxP3 induction)」、プロス・ワン(PLOS One)、2010年、第5巻(第11号)、p.e15523、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる)の方法により新生児マウスを免疫化する。TGF−β欠損新生児マウスは、ガレクチン−1注射を受けて生存を延長させる(典型的には、それらのマウスにおいて生後3〜4週間)。生後8日目から開始して10日間1日おきに腹腔内注射によりマウスを免疫化するために抗原タンパク質を安定的に産生する細胞(例えば、プロTGF−β1−GARPまたはTGF−β1LAP−GARP;10〜25μlのPBS中1〜4×106個の細胞)または精製抗原タンパク質を使用する。脾細胞は、生後22日目に回収する。回収された脾細胞は、SP2/0骨髄腫細胞と融合させる。得られたハイブリドーマ細胞は、抗プロTGF−β1抗体の良好な産生について評価する。
実施例22
TGF−β1複合体の発現およびタンパク質分析
実施例10の方法により、Hisタグ化LTBP1SまたはsGARPを用いてまたは用いずにプロTGF−β1発現を実施した。LTBP1SもsGARPも用いずに発現されたプロTGF−β1は、それらの因子およびN末端Hisタグとのプロドメイン会合を防止するためのC4S突然変異を含む。精製タンパク質を還元または非還元条件(タンパク質ダイマーまたは複合体を維持するため)下のいずれかでSDS−PAGEにより分析した。図11は、これらのタンパク質およびタンパク質複合体の良好な発現を示す結果を示す。
実施例23
TGF−β1/GARP複合体の細胞ベース抗原発現
(膜結合)GARPおよびプロTGF−β1またはTGF−β1LAPの両方を安定的に発現するプロB細胞リンパ腫細胞系を発生させた。pYD7ベクター(カナダ国立研究機関、オタワ、カナダ)中に膜会合GARPをクローニングした一方、pcDNA3.1ベクター(ライフ・テクノロジーズ(Life Technologies)、カールスバッド、カリフォルニア)中にプロTGF−β1およびTGF−β1LAPをクローニングした。これらのベクターは、それぞれブラスチシジンおよびG418ベース選択を可能とする。空のベクター対照またはGARPによりBALB/cスイスマウスからのプレB細胞リンパ腫由来細胞(本明細書において300.19細胞と称される)を形質移入し、プロTGF−β1またはTGF−β1LAPのいずれかと共発現させ、G418とブラスチシジンにより選択した。耐性細胞はサブクローニングし、単一コロニーを選択した。得られた細胞系から培養された細胞は、発現されるタンパク質に指向される抗体(蛍光粒子とコンジュゲートしている)によりプロービングし、蛍光強度についてフローサイトメトリにより試験した。図12は、得られた細胞から収集された蛍光強度データを示す。図12Aに空のベクター対照により形質移入された細胞に関連するベースライン値を示す一方、図12Bおよび12Cの上昇した蛍光強度は、GARP複合体の細胞表面発現を示す。表面発現されたタンパク質の定量は追加の分析を介して実施し、図12に示されるデータを生成するために使用される同一の蛍光標識細胞を、標準曲線の作成のために規定の抗体結合能を有するビーズと一緒にフローサイトメトリにより試験した。これらのビーズは、細胞を標識するために使用される同一の抗体により標識し、得られた蛍光値を使用して表面発現タンパク質に結合した抗体の数を外挿した。プロTGF−β1−GARPを発現する300.19細胞は、約83,000コピー/細胞を発現することが決定された一方、TGF−β1LAP−GARPを発現する300.19細胞は、約66,000コピー/細胞を発現することが決定された。
次に、潜在型GPCからTGF−β1成長因子を放出することが公知のαβインテグリンを発現する細胞の存在下でTGF−β1活性について細胞系を試験した。TGF−β受容体およびTGF−β応答性プロモータPAI−1によりドライブされるルシフェラーゼ遺伝子を含むレポータ細胞を処理するためにこれらの共培養物からの馴化培地を使用した。これは、中和抗体の抗TGF−βクローン1D11の存在下または不存在下で行った。得られたルシフェラーゼ活性をルミノメトリーにより評価した。結果は、空のベクターおよびTGF−β1LAP−GARP複合体を発現する細胞からの馴化培地がベースライン値と比較してルシフェラーゼ発現を誘導し得なかった一方、プロTGF−β1−GARPを発現する細胞からの馴化培地がルシフェラーゼ発現を誘導する能力の向上を示したことを示す(図12D参照)。
実施例24
プロTGF−β1−LTBP1の細胞ベース抗原発現
プロTGF−β1−LTBP1を安定的に発現するNIH3T3マウス線維芽細胞を発生させる。これらの分泌タンパク質は、細胞表面に結合し、または細胞外マトリックス中で堆積する。
実施例25
LTBP3発現
種々のモジュール、断片、N末端分泌シグナル配列(例えば、配列番号257)および/またはNもしくはC末端ヒスチジンタグを用いてまたは用いずに組換えLTBP3タンパク質を発現させる。一部の発現タンパク質中に含まれるモジュールとしては、表19に列記のものが挙げられる。

一部の発現タンパク質中に含まれるLTBP3断片としては、表20に列記のものが挙げられる。

発現されるさらなるタンパク質としては、表21に列記のものが挙げられる。

実施例26
GDF−8活性についての293T CAGA−ルシフェラーゼアッセイ
GDF−8活性をモジュレートする抗体を試験するためにCAGA−ルシフェラーゼアッセイを実施する。フィブロネクチンの50μg/ml溶液を調製し、100μlを96ウェルプレートのそれぞれのウェルに添加する。室温において30分間プレートをインキ
ュベートしてからPBSを使用して遊離フィブロネクチンを洗浄除去する。次いで、フィブロネクチンコーティングウェルに播種(完全成長培地中の2×10個の細胞/ウェル)するために制御プロモータまたはsmad1/2応答性CAGA配列を含むプロモータの制御下のpGL4の一過的または安定的発現を含む293T細胞(プロメガ(Promega)、マディソン、ウィスコンシン)を使用する。翌日、0.1%のウシ血清アルブミン(BSA)を有する150μl/ウェルの細胞培養培地により細胞を洗浄してから、試験抗体を用いてまたは用いずにGDF−8により処理する。37℃において6時間細胞をインキュベートしてからブライト−GLO(BRIGHT−GLO)(商標)試薬(プロメガ(Promega)、マディソン、ウィスコンシン)を製造業者の説明書に従って使用してルシフェラーゼ発現を検出する。
実施例27
FACSによるミオゲニン発現の検出
24ウェルプレート中で4×10個の細胞/ウェルにおいて257384ロンザ(Lonza)細胞(ロンザ(Lonza)、バーゼル、スイス)をプレーティングする。翌日、細胞培地を分化培地[2%のウマ血清を有するダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)/F12]により置き換える。変動濃度のGDF−8も、試験抗体の存在下または不存在下で分化培地中に含める。次いで、細胞を3日間分化させる。
3日間の期間後、ミオゲニン発現レベルの分析を介してそれぞれのウェルの分化状態を分析する。それぞれの処理群からの細胞をプールし、BDファーミンゲン(BD Pharmingen)(BDバイオサイエンシズ(BD Biosciences)、フランクリンレイクス、ニュージャージ)からの転写因子緩衝液セット(Transcription Factor Buffer Set)、製品番号562574を製造業者の説明書に従って使用する処理に供する。固定および透過化後、細胞に5μlのフィコエリスリン(PE)−ミオゲニンまたは1.25μlのPE対照を添加し、4℃において50分間インキュベートする。次いで、細胞を洗浄し、FACS緩衝液中で再懸濁させてから細胞蛍光をFACSにより分析する。
実施例28
HT2細胞増殖アッセイ
TGF−β活性をモジュレートする能力について抗体を試験するためにHT2細胞増殖アッセイを使用する。IL−4含有培地中のHT2細胞増殖は、遊離TGF−β成長因子の存在下で低減する。TGF−βGPCを安定化することにより、または遊離成長因子の放出および/もしくは蓄積を促進することにより遊離成長因子レベルをモジュレートする能力を有する抗体は、本明細書に記載のHT2培養系を使用して試験することができる。αβインテグリンを発現する細胞とプロTGF−βを発現する細胞を共培養する。種々の濃度の試験抗体、精製TGF−β1(陽性対照として)または陰性対照としての抗TGF−β抗体1D11(R&Dシステムズ(R&D Systems)、ミネアポリス、ミネソタ)により培養物を処理する。
HT2細胞は、成長培地(RPMI1640、10%のFBS、1%のP/S、4mMのGln、50μMのβ−メルカプトエタノールおよび10ng/mLのIL−2)中で、1.5×10個の細胞/mlにおいて培養して次の日に細胞が対数成長期になることを確保する。翌日、HT2アッセイ培地(RPMI1640、10%のFBS、1%のP/S、4mMのGln、50μMのβ−メルカプトエタノールおよび7.5ng/mLのIL−4)中で試験される細胞上清を希釈する。HT2細胞培養物から成長培地を除去し、サイトカインフリー培地により細胞を洗浄する。それぞれのHT2細胞培養ウェルに希釈上清を添加し、37℃および5%のCOにおいて48時間HT2細胞を培養する。次いで、セルタイターGLO(CELL−TITER GLO)(登録商標)試薬(プロメ
ガ(Promega)、マディソン、ウィスコンシン)を製造業者の説明書に従って使用してHT2細胞培養物中の細胞生存率を決定する。結果は、細胞生存率と相関する相対光単位(RLU)として得る。
実施例29
組換え発現されたGDF−8の分析
実施例10の方法により、ヒスチジンタグ化プロGDF−8を発現させた。還元または非還元条件(タンパク質ダイマーを維持するため)下のいずれかでSDS−PAGEにより精製タンパク質を分析した。図13は、それらのタンパク質およびタンパク質複合体の良好な発現を示す結果を示す。
実施例30
TGF−β2キメラ
TGF−β1およびTGF−β3からのアーム領域置換を有するTGF−β2を含むキメラタンパク質を合成する。キメラタンパク質は、N末端C5S突然変異も含む。これらの発現キメラタンパク質(表22に列記)は、一部の他のキメラタンパク質に対して改善された安定性を有する。

Claims (47)

  1. 配列番号1〜40、70、71、88、89、98〜109、116〜142、162〜170およびそれらの組合せまたは断片からなる群から選択される1つ以上のアミノ酸配列を含む組換えタンパク質。
  2. 前記組換えタンパク質が、配列番号143〜161、286〜294およびそれらの組合せまたは断片からなる群から選択される1つ以上の配列を含むタンパク質と複合体化している、請求項1に記載の組換えタンパク質。
  3. 前記組換えタンパク質が、潜在型TGF−β結合タンパク質(LTBP)1、LTBP1S、LTBP2、LTBP3、LTBP4、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3、フィブリリン−4、糖タンパク質A反復優位型(GARP)、ロイシンリッチリピート含有(LRRC)33およびそれらの組合せまたは断片からなる群から選択される1つ以上のタンパク質と複合体化している、請求項1に記載の組換えタンパク質。
  4. 前記組換えタンパク質が、1つ以上の検出可能な標識を含む、請求項1に記載の組換えタンパク質。
  5. 前記1つ以上の検出可能な標識は、少なくとも1つのビオチン標識、ポリヒスチジンタグおよびフラッグタグの少なくとも一つを含む、請求項4に記載の組換えタンパク質。
  6. 前記組換えタンパク質が、1つ以上の3Cプロテアーゼ開裂部位および1つ以上の分泌シグナル配列の少なくとも一方を含む、請求項1に記載の組換えタンパク質。
  7. 少なくとも2つのトランスフォーミング成長因子(TGF)−β関連タンパク質からの1つ以上のタンパク質モジュールを含むキメラタンパク質であって、前記1つ以上のタンパク質モジュールは、成長因子プロドメイン複合体(GPC)、潜在型関連ペプチド(LAP)、LAP様ドメイン、ストレートジャケット領域、成長因子ドメイン、ファスナー領域、フーリン開裂部位領域、アーム領域、フィンガー領域、細胞外会合のためのN末端領域、潜在型ループ、α1ヘリカル領域、RGD配列領域、トリガーループ領域、ボウタイ領域、LTBP会合のための残基、GARP会合のための残基、骨形成タンパク質(BMP)/トロイド開裂部位、および、配列番号38〜97または171〜198のアミノ酸配列のいずれかを含むタンパク質モジュール、からなる群から選択されるキメラタンパク質。
  8. 前記1つ以上のタンパク質モジュールは、1つ以上の脊椎動物種から選択される、請求項7に記載のキメラタンパク質。
  9. 前記キメラタンパク質が、GPCを含む、請求項7に記載のキメラタンパク質。
  10. 前記GPCは、
    i.TGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つのLAPまたはLAP様ドメイン、
    ii.TGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つの成長因子ドメイン
    を含み、
    iii.前記少なくとも1つのLAPまたはLAP様ドメインおよび前記少なくとも1つの成長因子ドメインは、異なるTGF−βファミリーメンバーからのものである、請求項9に記載のキメラタンパク質。
  11. 前記少なくとも1つのLAPまたはLAP様ドメインおよび前記少なくとも1つの成長因子ドメインは、TGF−β1、TGF−β2、TGF−β3、成長分化因子(GDF)−8、GDF−11およびインヒビンβAからなる群から選択されるTGF−βファミリーメンバータンパク質に由来する、請求項10に記載のキメラタンパク質。
  12. 前記GPCは、
    i.TGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つのN末端領域、
    ii.TGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つのC末端領域
    を含み、
    iii.前記少なくとも1つのN末端領域および前記少なくとも1つのC末端領域は、異なるTGF−βファミリーメンバーからのものである、請求項9に記載のキメラタンパク質。
  13. 前記少なくとも1つのN末端領域および前記少なくとも1つのC末端領域は、TGF−β1末端領域、TGF−β2末端領域、TGF−β3末端領域、GDF−8末端領域、GDF−11末端領域およびインヒビンβA末端領域からなる群から選択される、請求項12に記載のキメラタンパク質。
  14. 前記GPCは、少なくとも1つのTGF−βファミリーメンバーを含み、前記少なくとも1つのTGF−βファミリーメンバーは、代替TGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つのアーム領域を含む、請求項9に記載のキメラタンパク質。
  15. 前記GPCは、少なくとも1つのTGF−βファミリーメンバーを含み、前記少なくとも1つのTGF−βファミリーメンバーは、代替TGF−βファミリーメンバーからの少なくとも1つのトリガーループ領域を含む、請求項9に記載のキメラタンパク質。
  16. 前記キメラタンパク質が、タンパク質モジュール組合せを含み、前記タンパク質モジュール組合せは、配列番号199〜236および273からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項9に記載のキメラタンパク質。
  17. 前記キメラタンパク質が、
    i.LTBP1、LTBP1S、LTBP2、LTBP3、LTBP4、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3、フィブリリン−4、GARP、LRRC33、パールカン、デコリン、エラスチンおよびコラーゲンからなる群から選択されるタンパク質、または
    ii.配列番号153〜161、286〜294およびそれらの組合せまたは断片からなる群から選択される1つ以上のアミノ酸配列を含むタンパク質
    と複合体化している、請求項7に記載のキメラタンパク質。
  18. 前記キメラタンパク質が、1つ以上の検出可能な標識を含む、請求項7に記載のキメラタンパク質。
  19. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の組換えタンパク質または請求項7〜18のいずれか一項に記載のキメラタンパク質に結合し得る抗体。
  20. 前記抗体が、安定化抗体および阻害抗体の少なくとも一方である、請求項19に記載の抗体。
  21. 前記抗体が、放出抗体および活性化抗体の少なくとも一方である、請求項19に記載の
    抗体。
  22. 前記組換えタンパク質は、
    i.LTBP1、LTBP1S、LTBP2、LTBP3、LTBP4、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3、フィブリリン−4、GARP、LRRC33、パールカン、デコリン、エラスチンおよびコラーゲンからなる群から選択されるタンパク質、または
    ii.配列番号153〜161、286〜294およびそれらの組合せまたは断片からなる群から選択される1つ以上のアミノ酸配列を含むタンパク質
    と複合体化している、請求項19に記載の抗体。
  23. 前記抗体が、安定化抗体および阻害抗体の少なくとも一方である、請求項22に記載の抗体。
  24. 前記抗体が、放出抗体および活性化抗体の少なくとも一方である、請求項22に記載の抗体。
  25. 前記抗体が、モノクローナル抗体である、請求項19〜24のいずれか一項に記載の抗体。
  26. 前記抗体が、ヒトまたはヒト化抗体である、請求項19〜24のいずれか一項に記載の抗体。
  27. 生体系における成長因子活性をモジュレートする方法であって、
    請求項19〜26のいずれか一項に記載の抗体と前記生体系を接触させることを含む、方法。
  28. 所望の抗体を選択する方法であって、
    1つ以上のアッセイの使用を含み、前記1つ以上のアッセイは、1つ以上の組換えタンパク質を含み、前記1つ以上の組換えタンパク質は、配列番号1〜40、70、71、74、75、88、90、98〜142、162〜170、199〜236、273およびそれらの組合せまたは断片からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、方法。
  29. i.抗体結合アッセイを含む前記1つ以上のアッセイを提供するステップ、
    ii.前記抗体結合アッセイを1つ以上の候補抗体と接触させるステップ、
    iii.結合データを得るステップであって、前記結合データは、前記1つ以上の組換えタンパク質についての前記1つ以上の候補抗体の親和性を示すステップ、および
    iv.前記結合データに基づき、前記所望の抗体を選択するステップ
    を含む、請求項28に記載の方法。
  30. 前記抗体結合アッセイは、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、および蛍光関連細胞ソーティング(FACS)ベースアッセイの少なくとも一方を含む、請求項29に記載の方法。
  31. 前記1つ以上の組換えタンパク質は、
    i.LTBP1、LTBP1S、LTBP2、LTBP3、LTBP4、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3、フィブリリン−4、GARP、LRRC33、パールカン、デコリン、エラスチンおよびコラーゲンからなる群から選択されるタンパク質、または
    ii.配列番号153〜161、286〜294およびそれらの組合せまたは断片から
    なる群から選択される1つ以上のアミノ酸配列を含むタンパク質
    と複合体化している、請求項29に記載の方法。
  32. 前記1つ以上の組換えタンパク質は、キメラタンパク質を含み、前記キメラタンパク質は、配列番号199〜236および273からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項29に記載の方法。
  33. 前記キメラタンパク質は、
    i.LTBP1、LTBP1S、LTBP2、LTBP3、LTBP4、フィブリリン−1、フィブリリン−2、フィブリリン−3、フィブリリン−4、GARP、LRRC33、パールカン、デコリン、エラスチンおよびコラーゲンからなる群から選択されるタンパク質、または
    ii.配列番号153〜161、286〜294およびそれらの組合せまたは断片からなる群から選択される1つ以上のアミノ酸配列を含むタンパク質
    と複合体化している、請求項32に記載の方法。
  34. i.成長因子活性アッセイを含む前記1つ以上のアッセイを提供するステップ、
    ii.前記成長因子活性アッセイを1つ以上の候補抗体と接触させるステップ、
    iii.成長因子活性データを得るステップ、および
    iv.前記成長因子活性データに基づき、前記所望の抗体を選択するステップ
    を含む、請求項28に記載の方法。
  35. 前記成長因子活性アッセイは、ルシフェラーゼベースアッセイおよび増殖アッセイからなる群から選択される細胞ベースアッセイを含む、請求項34に記載の方法。
  36. 前記細胞ベースアッセイは、
    i.前記1つ以上の組換えタンパク質を発現する1つ以上の発現細胞、および
    ii.1つ以上の応答細胞を含み、
    前記成長因子活性データは、前記1つ以上の応答細胞から得られた遺伝子発現データおよび生存率データの少なくとも一方を含む、請求項35に記載の方法。
  37. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の組換えタンパク質、請求項7〜18のいずれか一項に記載のキメラタンパク質、および請求項19〜24のいずれか一項に記載の抗体のいずれか一つ、ならびに少なくとも1つの賦形剤を含む、組成物。
  38. 前記少なくとも1つの賦形剤は、薬学的に許容可能な賦形剤を含む、請求項37に記載の組成物。
  39. 対象におけるTGF−β関連徴候を治療する方法であって、
    前記対象を請求項38に記載の組成物と接触させることを含む、方法。
  40. 前記TGF−β関連徴候は、肺線維症、腎線維症、肝線維症、心血管線維症、皮膚線維症、および骨髄の線維症からなる群から選択される線維症徴候を含む、請求項39に記載の方法。
  41. 前記TGF−β関連徴候は、骨髄線維症を含む、請求項39に記載の方法。
  42. 前記TGF−β関連徴候は、1つ以上のタイプの癌または癌関連病態を含む、請求項39に記載の方法。
  43. 前記1つ以上のタイプの癌または癌関連病態は、大腸癌、腎癌、乳癌、悪性黒色腫および膠芽細胞腫からなる群から選択される、請求項42に記載の方法。
  44. 前記TGF−β関連徴候は、筋障害および損傷の少なくとも一方を1つ以上含む、請求項39に記載の方法。
  45. 前記筋障害および損傷の少なくとも一方の1つ以上は、悪液質、筋ジストロフィー、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、運動ニューロン疾患、外傷、神経変性疾患、感染、関節リウマチ、不動症候群、非活動性萎縮、サルコペニア、封入体筋炎および糖尿病からなる群から選択される、請求項44に記載の方法。
  46. 前記TGF−β関連徴候は、免疫障害および自己免疫障害の少なくとも一方を1つ以上含む、請求項39に記載の方法。
  47. 請求項37に記載の組成物およびその使用説明書を含むキット。
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