JP3856471B2 - 安定なタンパク質:リン脂質の組成物および方法 - Google Patents

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Description

発明の背景
本発明は、溶融小球状(molten globular state)に変化することのできるタンパク質の二次および三次構造を安定化させるのに有用なタンパク質:リン脂質構造に関する。特に、本発明は、より高い安定性およびより長いシェルフライフを示し、高温での製剤において、また新規の供給送達賦形剤として使用することができるG-CSF:リン脂質およびMGDF:リン脂質組成物に関する。
いくつかのタンパク質が溶融小球状(MGS)に変化することが示されている。Van der Goot, F.G., Nature 354, 408−410(1991)。溶融小球状のタンパク質は天然タンパク質と同等の二次構造を示すが、堅固な三次構造を欠く。Pitsynら、FEBS Letters 262:1, 20−24(1990)。一部の場合には、この状態への遷移はそれまで隠されていたタンパク質の疎水性領域の露出を伴う。臨界疎水性残基を露出することにより、MGSはタンパク質の凝集および沈降における中間体となりうる。MGSの立体配座は、遠紫外領域における円偏光二色性を芳香族側鎖のスペクトル(近紫外円偏光二色性および蛍光)と比較することによって検出することができる。溶融小球状状態は、遠紫外円偏光二色性変化の不在下で芳香族スペクトルの変化を示し、Bychkovaら、FEBS Letters 238:231−234(1988)、一部のタンパク質による膜透過に関与すると考えられる、Bychkovaら、FEBS Letters 238:231−234(1988);Van der Goot, F.G., Nature 354, 408−410(1991)。
顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)は、凝集の前にMGSに遷移することが知られているタンパク質のひとつである。ヒト組換えG-CSFは、感染に対抗するために使用される白血球の一種である好中球を選択的に刺激する。現在、組換えG−CSFであるフィルグラスチム(Filgrastim)が治療に使用されている。種々の条件下でのG-CSFの構造が広汎に検討されてきた;Luら、J. Biol.Chem. Vol. 267, 8770−8777(1992)。その疎水特性のゆえに、G-CSFは長期的なシェルフライフの製剤することが困難である。一部の疎水性タンパク質の製剤は、長期保存中にダイマーおよびより高次の凝集物(マクロ領域)の形成によって活性を失う。保存中にはアミド分解や酸化のような他の化学的変化も起こりうる。さらに、G-CSFを製剤するには変性に対しても保護しなければならず、特にタンパク質の二次および三次構造の安定性を保持するように注意しなければならない。
ヒトGM-CSFは、マクロファージおよび顆粒球性始原細胞のin vitroでの増殖のために継続的に必要とされる22-kDaの糖タンパク質である。この物質はまた、これらの始原細胞が顆粒球およびマクロファージを形成する不可逆的作用を制御する。その他の生物学的作用には、成熟細胞型の機能的作用の調節;Goughら、Nature, 309, 763−767(1984)、ならびに認識された化学的誘因物質への走化性の上昇;Williamsら、Hematology, 4th ed.(1990)が含まれると考えられる。GM-CSFは同時に単球の産生を刺激し、従って単球減少症のような単球性障害の治療において有用であると考えられる。
ヒトGM-CSFは多くのソースから入手し、精製することができる。組換えヒトGM-CSFの生産のための方法は、以前にBurgessら、Blood, 69:1, 43−51(1987)によって記述されている。本文中に参考文献として包含される米国特許5,047,504号(Boone)は、原核宿主細胞発現の産物としてグリコシル化されていない形態のGM-CSFの商業規模量の生産を可能にした。
MGDFあるいは巨核球増殖分化因子は、循環血小板レベルの主要な調節因子であると思われる、最近クローン化されたサイトカインである。次の文献参照:Bartley, T.D.ら、Cell 77:1117−1124(1994);Lok, S.ら、Nature 369:565−568(1994);de Sauvage, F.J.ら、Nature 369:533−538(1994);Miayazaki, H.ら、Exp. Hematol. 22:838(1994);Kuter, D.J.ら、PNAS USA, 91:11104−11108(1994)。MGDFはまたトロンボポイエチン(TPO)、mpl-リガンド、メガトポイエチンとも称される。成熟ヒトMGDFは全体で332個のアミノ酸を持つタンパク質である。このタンパク質および対応するcDNAの配列を本文中の図29に示す。
チャイニーズハムスター卵巣(CHO)および大腸菌細胞において生産した組換えMGDFは、in vivoでマウス、ラットおよびサルにおいて巨核球および/あるいは血小板を特異的に刺激あるいは増加させる生物学的活性を持つことが明らかにされている。Hunt, P.ら、Blood 84(10):390A(1994)参照。図29の1位のアミノ酸から始まって少なくとも151個のアミノ酸に及ぶように切断したヒトMGDF分子はin vivoでの生物学的活性を保持している。また、ヒト配列のMGDFタンパク質のN末端で最初の6個のアミノ酸までを取り除いて、生物学的活性を保持することが可能である。それ故、生物学的活性は図29に示すヒトMGDFの成熟アミノ酸配列の7位から151位(両端を含む)までのアミノ酸内に保持されていると思われる。
天然に生じるMGDFはグリコシル化された分子である。天然MGDFのグリコシル化パターンは、MGDFにおいて認められた2つのキー領域に関連する。この分子の活性部分に相当する、ヒトMGDFの最初の約151個のアミノ酸配列は、赤血球の産生を刺激することができるサイトカイン、エリスロポイエチン(EPO)と顕著な相同性を持ち、ヒトMGDFの「EPO様」領域と称される。成熟タンパク質の残りのアミノ酸は、いわゆる「N結合炭水化物」領域を構成する。これらはN結合グリコシル化のための部位の全部ではないにしても大部分を含むからである。ヒトMGDFには、6個のN結合グリコシル化部位が存在し、そのすべてがN結合グリコシル化領域に含まれる。いずれの領域もO結合グリコシル化部位を含む。分子中には推定上12-14のO結合グリコシル鎖が存在する。CHO細胞において組換えによって発現されたヒトMGDF DNAに関する実験的証拠は、EPO様領域では少なくとも2つのO結合部位が1位(Ser)と37位(Thr)でグリコシル化されていることを示している。
G-CSFやMGDFのようなタンパク質はある種の特定条件下で安定化されうるが、さらにこれらやその他のタンパク質の二次および三次構造を安定化させることにより、シェルフライフを延長させる必要がある。そのようなタンパク質を処理するためにこれまでに試みられたひとつの方法がリポソームの使用である。リポソームは水不溶性の極性脂質、特にリン脂質によって形成される完全に閉鎖された脂質二重層の膜である。リポソーム小胞は単一の膜二重層を持つこともあり(単層性)、あるいは複数の膜二重層を持つこともある(多層性)。二重層は、親水性(極性)の「頭部」領域と疎水性(無極性)の「尾部」領域を持つ2つの脂質単層から成り、親水性の頭部が水相の方に向うのに対し、疎水性の尾部は二重層の中心の方向に向う。リポソームの安定性、硬さおよび透過性は、リン脂質組成の変化、温度変化、ステロールの包含あるいは電荷した両親媒分子の取り込みによって変わりうる。リポソームの基礎構造は当業者に周知の様々な技術によって作製できる。
リポソームはその形成過程において、水性チャネルに水溶質を捕獲し、種々の速度でそれらを放出することができる。リポソームは細胞内に酵素を導入し、その代謝を変化させうることが発見されて(Gregoriadis, New Engl. J. Med. 295, 704−710, 765−770(1976))、リポソームは標的薬剤送達の探求に対する回答であると伝えられた。その結果、リポソームの疎水層あるいは疎水核内に隠された薬剤、ビタミンおよびタンパク質の緩徐放出デポ剤としてのリポソームの使用に関して、製薬業界において数多くの開発研究が行われている。
薬物担体としてのリポソームの使用の成功は限られている。そのような使用を試みた研究者達がいくつかの問題に遭遇したためである。たとえば、リポソームは封入された抗原に対する強力な免疫学的付加物として作用することが知られており、外因性由来の酵素あるいは他のタンパク質がリポソーム内に封入されたときには警戒が必要である。また、薬剤の拡散速度を制御することは困難である。これはリポソームに固有の不安定性と一部の薬剤の拡散を促進するある種の血液成分の存在によるものである。さらに、一部の物質は、その性質上リポソーム内にほとんど封入されず、従って循環中に速やかに拡散する。最後に、肝臓あるいは脾臓以外の細胞あるいは器官を標的するという問題があった。リポソーム、リポソーム内に取り込まれた物質、および薬物担体としてのリポソームの使用に関連した問題についての卓越した総説は、「生物学および医学における薬物担体」14章、287−341(Academic Press, N.Y., 1979)に掲載されているGregory Gregoriaidisによる「リポソーム」である。
薬物担体としてリポソームを利用する試みに関しては多くの報告があるが、ペプチドおよび/あるいはタンパク質の構造を安定化させることにより治療用ペプチドあるいはタンパク質のシェルフライフを向上させる目的でのリポソームの使用についてはほとんど開示されていない。「治療用ペプチドおよびタンパク質」と題するPCT/US90/05163において、Hostetlerらは、空気/水界面におけるポリペプチドおよび/あるいはタンパク質の蓄積を防ぐため、ならびに容器表面へのポリペプチドおよび/あるいはタンパク質の吸着を防ぐために、ポリペプチドおよび/あるいはタンパク質を可溶化するための医薬上許容されうる希釈薬としての空(empty)のリポソームの使用を開示している。Hostetlerらは、負に電荷したリン脂質を約50モル%まで付加しうること、また中性リン脂質であるホスファチジルコリンが好ましいリポソームであることを開示している。Hostetlerらはポリペプチドおよび/あるいはタンパク質の構造を安定化させることが示された希釈薬については開示していない。
「腫瘍壊死因子のリポソーム製剤の調製と特性」と題するPCT/US91/07694、Hungら、では、表面に結合したあるいはリポソーム内に被包された、脂質親和性に変化させた腫瘍壊死因子(TNF)分子が記述されている。リポソーム性脂質親和性TNF分子はin vivoでの安定性が高いことが報告されている。安定性とは、TNF−リポソームが、in vivoで系内へのTNFの漏出が低いあるいは低下傾向にあることを指す。好ましいリポソームは中性脂質であった。Hungらは、賦形剤がタンパク質構造への安定化作用を持つTNF組成については開示していない。
タンパク質、たとえばG-CSFあるいはMGDFを負に電荷した脂質小胞と接触させ、それによって直接、熱誘発の凝集、変性、活性喪失、および二次構造の展開(unfolding)に対してタンパク質を安定化させることに関しては、文献からは何も引き出せない。高温を必要とする製剤工程(たとえばG-CSFおよび/あるいはMGDFのポリマー内への取り込み)において有用である、ならびに新規の送達賦形剤として使用される(たとえばPEG化(pegylated)G−CSFの経口投与)という恩恵をもたらす組成物への需要が存在する。本発明はそのような組成を提供するものである。
発明の概要
本発明は、溶融小球状態条件下でタンパク質に疎水性賦形剤、例えば、リソ−リン脂質もしくは他のリポソーム、を添加することがそのタンパク質の二次及び三次構造を直接安定化し、それにより熱誘発凝集、変性、及び失活からタンパク質が保護されることに向けられている。特には、本発明は、安定なG−CSF:リン脂質及びMGDF:リン脂質組成物に向けられている。驚くべきことに、好ましいG−CSF:リン脂質及びMDGF:リン脂質組成物は、冷却によるタンパク質二次構造の完全な回復を伴いつつ、10−95℃の間で数回循環させることが可能である。これらの組成物は、新規輸送担体としての使用の他に、高温を要する処方手順に有用である。加えて、これらの組成物は、タンパク質単体と比較して長期の貯蔵有効期間を示し、かつタンパク質とリン脂質との相互作用がガラスバイアルへのタンパク質の吸着を防ぐ。
好ましい態様において、タンパク質:リン脂質複合体は、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(DOPG)、ジミリストイルホスファチジルグリセロール(DMPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)、エッグホスファチジルグリセロール、ジオレオイルホルファチジルエタノールアミン(DOPE)、エッグホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジン酸(DOPA)、ジミリストイルホスファチジン酸(DMPA)、ジパルミトイルホスファチジン酸(DPPA)、ジオレオイルホスファチジルセリン(DOPS)、ジミリストイルホスファチジルセリン(DMPS)、ジパルミトイルホスファチジルセリン(DPPS)、エッグホスファチジルセリン、リソホスファチジルグリセロール、リソホスファチジルエタノールアミン、リソホスファチジルセリンから選択される負に荷電したリポソームを含む。DOPG、負荷電不飽和リン脂質が特に好ましい。本発明は、さらに、3.0−7.5の範囲に維持されるpH、及び少なくとも10:1の脂質:タンパク質比を包含する。
本発明の好ましい態様を提供するさらなる要素には、等張性調整剤;緩衝剤;及びpH調整剤の1以上の使用の他に、タンパク質:リン脂質複合体における化学修飾タンパク質の使用が含まれる。当該技術の知識を有する者に理解されるであろうように、本発明はこれらのさらなる要素の様々な組み合わせを有する安定なタンパク質:リン脂質組成物を包含する。
【図面の簡単な説明】
図1は、DOPG小胞の存在下(曲線1)及び非存在下(曲線2)におけるrhG−CSFの蛍光放射スペクトルを表す。rhG−CSFの濃度は0.2mg/mlであった。DOPG:rhG−CSF比(曲線1)は100:1(モル:モル)であった。
図2は、増加する脂質:タンパク質比のrhG−CSF蛍光に対する効果を示す。F0は初期蛍光(脂質なし)であり、Fは、脂質を添加して脂質:rhG−CSFの指示されたモル比を達成した後の蛍光を指す。図2(a)は、DOPG:rhG−CSFの混合物についてのF/F0(■)及び最大放射波長(△)を示す。図2(b)はDOPC:rhG−CSFの混合物についてのF/F0(■)及び最大放射波長(△)を示す。
図3は、DOPG小胞の非存在下(●)及び存在下(○)における、KIによるrhG−CSF蛍光の消光のスターン−ボルマー(Stern−Volmer)プロットを示す。消光実験は、rhG−CSF(0.2mg/ml)及びDOPG:rhG−CSF(100:1モル比)にKIのアリコートを添加することにより行った。
図4は、ピレンデカン酸添加の際のrhG−CSFトリプトファン蛍光の消光を表す。放射波長は327nmであった。DOPG:rhG−CSF比は100:1(モル比)であった。
図5は、様々な脂質の非存在下及び存在下における、rhG−CSFについてのF強度変化を示すグラフである。各事例において、脂質:タンパク質比は100:1(モル比)であった。
図6は、様々な脂質の非存在下及び存在下における、rhG−CSFについての最大放射のシフトの比較を示すグラフである。各事例において、脂質:タンパク質比は100:1(モル比)であった。
図7は、rhG−CSF(曲線1)のCDに対するDMPC(曲線2)、DMPG(曲線3)、及びDMPA(曲線4)の効果を示す。各事例において、脂質:タンパク質比は、水中、pH6.0で、50:1(モル比)であった。
図8は、rhG−CSF(曲線1)又はDOPG:rhG−CSF(140:1モル比)(曲線2)のCDに対する昇温の効果を示す。rhG−CSF濃度は、水中、pH6.0で、80μg/mlであった。温度は、10−90℃から、100℃/時の速度で走査した。
図9は、rhG−CSF(曲線1)及びDOPG:rhG−CSF(45:1モル比)(曲線2)についての示差走査熱量サーモグラムを示す。試料中のrhG−CSFの濃度は1mg/ml(水中でpH7.0)であった。走査速度は90℃/時であった。
図10は、rhG−CSF(曲線1)及びDOPG:rhG−CSF(140:1モル比)(曲線2)のCDに対する温度サイクルの影響を示す。試料を、矢印で示されるように、急速に95℃に加熱し、かつ10℃に冷却した。試料中のrhG−CSF濃度は80μg/ml、pH6.0であった。
図11は、rhG−CSF(曲線1)及びDMPG:rhG−CSF(150:1モル比)(曲線2)のCDに対する温度サイクルの影響を示す。試料を95℃に加熱し、10℃に冷却した。試料中のrhG−CSF濃度は80μg/ml、pH6.0であった。
図12は、rhG−CSF(曲線1)及びDPPG:rhG−CSF(150:1モル比)(曲線2)のCDに対する温度サイクルの影響を示す。試料を95℃に加熱し、10℃に冷却した。試料中のrhG−CSF濃度は80μg/ml、pH6.0であった。
図13は、様々な脂質の、凍結乾燥過程でのrhG−CSFを安定化する能力を示すグラフである。各事例における脂質:タンパク質比は100:1であった。安定性は、骨髄検定における生体外活性の保持に基づいた。rhG−CSF単独では凍結乾燥プロセスに耐えることができないので、用いられる対照は脂質が存在しない未処理rhG−CSFである。
図14は、rhG−CSFの生体内活性に対する様々な脂質の効果を示す。活性(WBCカウント)はハムスターの皮下注射の後に測定した。rhG−CSF用量は、100:1の脂質:タンパク質比で、100μg/kgであった。
図15は、rhG−CSFの生体内活性に対する様々な脂質の効果を示す。活性(WBCカウント)は、ハムスターの皮下注射の後に測定した。rhG−CSF用量は、50:1の脂質:タンパク質比で、100μg/kgであった。
図16は、DOPGの非存在下及び存在下における、様々なpHでの、CHO−G−CSFについてのF強度変化の比較を示すグラフである。各事例において、脂質:タンパク質比は100:1(モル比)であった。
図17は、DOPGの非存在下及び存在下における、様々なpHでの、CHO−G−CSFについての最大放射のシフトの比較を示すグラフである。各事例において、脂質:タンパク質比は100:1(モル比)であった。
図18は、PEG−G−CSF(−)及びDMPG:PEG−G−CSF(17:1モル比)(----)のCDに対する温度サイクルの影響を示す。試料を90℃に加熱し、10℃に冷却した。図19は:(a)PBS、pH7.0中でのGM-CSFのCDに対する温度サイクルの影響を示す。10℃でのGM−CSF(−)を、90℃に加熱した後10℃に冷却したGM−CSF(----)と比較する;(b)DPPG:PEG−G−CSF(17:1モル比)のCDに対する温度サイクルの影響を示す。10℃でのDPPG:GM−CSF(−)を、90℃に加熱した後10℃に冷却したDPPG:GM−CSF(----)と比較する。
図20は:(a)DOPGの非存在下及び存在下における、rhG−CSFの十二指腸内注入に対する全WBC応答の結果を示す。rhG−CSF用量は750μg/kgであり、脂質:タンパク質比は100:1であった;(b)DOPGの非存在下及び存在下における、PEG−G−CSFの+二指腸内注入に対する全WBC応答の結果を示す。PEG−G−CSF用量は750μg/kgであり、脂質:タンパク質比は100:1であった。
図21は、十二指腸内ポンプ注入の後のPEG−G−CSFの血清レベルに対するDOPGの効果を示す。PEG−G−CSF用量は750μg/kgであり、脂質:タンパク質比は100:1であった。
図22は、DMPG小胞の存在下及び非存在下におけるMGDFの蛍光放射スペクトルを表す。MGDFの濃度は0.1mg/mlであった。このMGDFは大腸菌由来MGDF1−163であった。DMPG:MGDF比は100:1(モル:モル)であった。
図23は、MGDF蛍光に対する、増大する脂質:タンパク質比の効果を示す。このMGDFは大腸菌由来MGDF1−163であった。pH5.0(−○−)及びPH7.0(−●−)でのDMPG:MGDF混合物の最大放射波長が示されている。
図24は、DMPG小胞の非存在下(○)及び存在下(●)における、KIによるMGDF蛍光の消光のスターン−ボルマープロットを示す。このMGDFは大腸菌由来MGDF1−163であった。消光実験は、MDGF(0.1mg/ml)及びDMPG:MGDF(100:1モル比)にKIのアリコートを添加することにより行った。
図25は、MGDF(○)及びDMPG:MGDF(100:1モル比)(●)のCDに対する温度サイクルの影響を示す。このMGDFは大腸菌由来MGDF1−163であった。残存ヘリシティ%は、各サイクル後に10℃で検出されるCDの量を指す(1サイクル=試料を急速に95℃に加熱し、10℃に冷却した)。
図26は、様々な濃度の尿素の存在下におけるMGDF(±DMPG)変性の程度を示す。MGDF(−□−)及びDMPG:MGDF(−■−)蛍光放射最大の他に、MGDF(−○−)及びDMPG:MGDF(−●−)についての円偏光二色性MREが示されている。このMGDFは大腸菌由来MGDF1−163であった。DMPG:MGDF比は100:1(モル:モル)であった。
図27は、MGDF(±DMPG)及びPEG−MGDF(±DMPG)についての最大蛍光放射のグラフ表示である。このMGDFは大腸菌由来MGDF1−163であり、PEG−MGDFはモノ−PEG化(mono−pegylated)大腸菌由来MGDF1−163であった。DMPG:MGDF及びDMPG:PEG−MGDF比は、100:1(モル:モル)であった。
図28は、様々なPEG−MGDF濃度での、ガラスバイアルに対するPEG−MGDF(±DMPG)吸着の程度を示す。このMGDFは大腸菌由来MGDF1−163であり、PEG−MGDFはモノ−PEG化(ポリエチレングリコール化)大腸菌由来MGDF1−163であった。室温で18時間のインキュベーションの後にガラスバイアルから回収可能な放射標識MGDFの量をカウントすることにより、PEG−MGDF(−□−)及びDMPG:PEG−MGDF(−○−)の回収%を検定した。図29は、シグナルペプチド(アミノ酸−21ないし−1)及び成熟アミノ酸配列(1−332)を含む、ヒトMGDFのDNA及びアミノ酸配列(配列番号1及び2)を示す。
図30は、結果として実質的なモノ−ポリエチレングリコール化生成物を生じる、モノ−メトキシ−ポリエチレングリコールアルデヒドを用いる、N−末端残基のα−アミノ基での部位特異的MGDF還元アルキル化の例を示す。
図31は、正常マウスにおける、血小板総数の観点からのDMPG:MGDF及びDMPG:PEG−MGDFの生体内活性を示す。このMGDFは大腸菌由来MGDF1−163であり、PEG−MGDFはモノ−ポリエチレングリコール化大腸菌由来MGDF1−163であった。DMPG:MGDF及びDMPG:PEG−MGDF用量は100μg/kg及び300μg/kgであり、脂質:タンパク質比は100:1であった。
発明の詳細な説明
本発明の組成物は、以下に続く検討でより詳細に記述され、以下に示される実施例により例示される。実施例には、本発明の種々の態様が示され、種々のタンパク質・リン脂質組成物の安定性および生物活性の試験結果が包含される。驚くべきことに、脂質小胞を有するタンパク質の相互反応はタンパク質のタンパク構造を直接的に安定化し、それにより脂質の不存在下でタンパク質を変性させる条件下でさえ、タンパク質に安定化効果を及ぼす。
ポリエチレングリコール分子を付着(接着)させたG−CSF(上述のとおり)を使用して、化学的に修飾されたG−CSF:リン脂質組成物の経口投与もここに記載されている。
本発明の実施に使用することが考えられるのは、溶融した小球状状態に移行する能力のある種々のタンパク質である。考えられる具体的なタンパク質は、前述のG−CSF,GM−CSF,MGDF,M−CSF,インターフェロン(アルファ、ベータおよびガンマ)、インターロイキン(1−11)、エリスロポイエチン(EPO)、線維芽細胞成長因子、幹細胞因子、神経成長因子、BDNF,NT3,血小板由来成長因子、および腫瘍成長因子(アルファ、ベータ)のような種々の造血性因子を含むサイトカインが挙げられる。他のタンパク質は、MGSに移行する能力について評価されうる。問題のタンパク質がMGSに移行する能力があれば、問題のタンパク質は負に荷電されたリポソーム小胞と接触し得、安定化効果が評価される。
一般に、本発明の実施に有用なG−CSFは、哺乳類生物から純粋に単離された野性型、または代替的に化学的合成手段の、またはゲノムあるいはcDNAクローニングによりまたは遺伝子合成により得られる外因性DNA配列の原核または真核宿主発現の産生物でありうる。適切な原核宿主としては、種々の細菌(例えば、E.coli)細胞が挙げられる。適切な真核宿主としては、酵母(例えば、エス.セレビジアエ(S.cerevisiae))および哺乳類(例えば、チャイニーズハムスター卵巣、サル)細胞が挙げられる。使用される宿主によって、G−CSF発現産生物は、哺乳類または他の真核生物の糖(炭水化物)でグリコシル化されてもよく、またはグリコシル化されていなくてもよい。本発明は、G−CSF、組換え体G−CSFのような任意のそして全ての形態を使用することを意図し、特にE.coli由来のものが、最も商業的に実施しやすい点で好ましい。
本発明に使用される化学的に修飾されるべきG−CSFは、天然のヒトG−CSF(nhG−CSF)または、原核または真核宿主細胞発現のような組換え体核酸法の産生物のいずれでもよい。一般に、考えられる化学的修飾は、G−CSF分子自身に化学的部分を付着させることである。タンパク質修飾および融合タンパク質を記載する概論文献は、フランシスのフォーカス・オン・グロース・ファクターズ(Focus on Growth Factors)、3巻、4−10(1992年5月)(イギリス、ロンドン エヌ2オー オーエルディー、フリエルン バーネット レーン、マウントビュー コートのメディスクリプトにより出版)である。例えば、「ケミカリー モディファイド グラヌロサイト コロニー スティミュレイティング ファクター」という表題で、ポリエチレングリコール分子が付着したG−CSFを製造するための材料および方法を記載したEP0401384を参照されたい。付着は、タンパク質に直接、または活性剤に対して架橋として作用する部分に結合させることよりなる。共有結合は付着の最も安定なものとして好ましい。化学的修飾は、G−CSFの効果を制御、支持または拡張するのに寄与しうる。これは、例えば、化学的に修飾されたG−CSFが循環に達する時間の量を制御する効果を示す。化学的修飾剤の例は、その誘導体を含めたポリエチレングリコール組成物である。
投与を有効にする任意の化学的に修飾されたG−CSF標品は、本発明を実施するのに使用することが考えられる。当業者の技術者が認識する公知方法により効力が測定されうる。ペギル化(pegylated,PEG化)G−CSF、特にペギル化E.coli由来G−CSF、そして詳細にはトリ−テトラ ペギル化E.coli由来G−CSFが好ましい。
G−CSFは、2.5〜5.0のpH範囲で、3次構造を失うことおよびアルファ螺旋含量が増加することに関与する立体配座の変化が起こるという事実にもかかわらず、酸性条件下で最も安定であると報告されてきた。ナルヒらのジェイ.プロテイン ケム(J.Protein Chem.)、10巻、359−367(1991年)。この立体配座の変化は、溶融した小球状状態(MGS)の特徴である。したがって、MGSに移行する能力のある他のタンパク質に働く処方剤(フォーミュレーター)の場合には、G−CSFに働く処方剤は、凝集および変性を防ぐために、2次および3次構造を加熱誘導で折畳みを解くことから保護しなければならない。
本発明に有用なGM−CSFは、哺乳類生物から純粋に単離された野性型、あるいはゲノムまたはcDNAクローニングによるかまたは遺伝子合成により得られた外因性DNA配列の原核または真核宿主発現の産生物であってよい。適切な原核宿主としては、種々の細菌(例えば、E.coli)細胞が挙げられる。適切な真核宿主としては、酵母(例えば、エス.セレビジアエ)および哺乳類(例えば、チャイニーズハムスター卵巣、サル)細胞が挙げられる。使用される宿主によって、GM−CSF発現産生物は、哺乳類または他の真核生物の糖でグリコシル化されてもよく、またはグリコシル化されていなくてもよい。本発明は、GM−CSF、組換え体GM−CSFのような任意のそして全ての形態を使用することが考えられ、特にE.coli由来のものが、最も商業的に実施しやすい点で好ましい。
ここで使用される「MGDF」の語は、天然に発生するMGDF、天然に発生するMGDFの断片並びに巨核球および/または血小板の成長、発達および/または生成を特異的に刺激する生物活性を持たせるように天然に発生するMGDFのものを十分に複製するようなアミノ酸配列及びグリコシル化を有する人為的に発生するポリペプチドを包含する。
好ましい具体例として、MGDFは、真核または原核宿主細胞に形質移入された外因性DNA配列の発現の産生物である。すなわち、好ましい具体例として、MGDFは「組換え体MGDF」である。好ましい真核宿主は哺乳類であり、特にCHO細胞であるのが好ましく、そして好ましい原核宿主は細菌であり、特にE.coliであるのが好ましい。組換え体MGDFは、ここにおよびMGDFのクローニングおよび発現に関してここで引用した出版物に記載した手段により有利に生成される。
いくつかのさらに好ましいMGDF分子は、ここで図29に基づき、以下に示すアミノ酸配列を示す。
MGDF1−332 図29のアミノ酸1−332
MGDF1−191 図29のアミノ酸1−191
MGDF1−183 図29のアミノ酸1−183
MGDF1−174 図29のアミノ酸1−174
MGDF1−163 図29のアミノ酸1−163
MGDF1−153 図29のアミノ酸1−153
MGDF1−152 図29のアミノ酸1−152
MGDF1−151 図29のアミノ酸1−151
MGDF7−332 図29のアミノ酸7−332
MGDF7−191 図29のアミノ酸7−191
MGDF7−183 図29のアミノ酸7−183
MGDF7−174 図29のアミノ酸7−174
MGDF7−163 図29のアミノ酸7−163
MGDF7−153 図29のアミノ酸7−153
MGDF7−152 図29のアミノ酸7−152
MGDF7−151 図29のアミノ酸7−151
上述の各々の場合に、Met−LysはさらにそのN−末端に含まれる。
MGDFの種々の類似体も本発明に使用することが考えられる。ここで使用する場合、「MGDFの類似体」は、MGDFのアミノ酸配列に1つまたはそれ以上の変化を伴い、その結果糖付着の部位のタイプ(N−またはO−結合)、数または位置に変化を生じたMGDFを意味する。MGDF類似体(類)は、天然の配列のMGDF(例えば、ヒトMGDF)と比較して少なくとも同等の生物活性を残しており、生物活性についての分析で測定する場合、実質的により高い活性を持ちうる。得られる類似体は天然のヒト/組換え体MGDFより少ないかまたは多い(好ましくは多い)糖鎖を有しうる。
カルボキシ末端伸長が少なくとも1つの別の糖部位を提供するMGDFのカルボキシ末端から伸長する1つまたはそれ以上のアミノ酸を有する類似体も、本発明の類似体の範囲内に含まれる。MGDFのカルボキシ末端は、使用されるMGDFの特定の形態(例えば、MGDF 1−332アミノ酸、またはMGDF 1−163アミノ酸)によって変化する。1つまたはそれ以上のN−またはO−結合グリコシル化部位を含むようなアミノ酸をカルボキシ末端に加えることにより、別の糖部位を、MGDF種のカルボキシ末端に付加しうる。
本発明は、化学的に修飾されたMGDF組成物も広範に包含する。一般に、予測される化学的修飾は、MGDFタンパク質が少なくとも1つのポリエチレングリコール分子(すなわち、ペギル化(PEG化)MGDF)に結合するMGDF産生物である。MGDFのペギル化は、当業界で公知の任意のペギル化反応により行われうる。例えば、フォーカス・オン・グロース・ファクターズ(Focus on Growth Factors)、3(2)、4−10(1992年);EP 0154316号;EP 0401384号;およびペギル化に関してここで引用した他の出版物参照。ペギル化は、反応性ポリエチレングリコール分子(または類似の反応性水溶性ポリマー)とのアシル化反応またはアルキル化反応を介して行われるのが好ましい。
一般にアシル化によるペギル化は、ポリエチレングリコール(PEG)の反応性エステル誘導体をMGDFタンパク質と反応させることを包含する。任意の公知または実質的に発見された反応性PEG分子を使用してMGDFのペギル化を行いうる。好ましい活性化PEGエステルは、N−ヒドロキシスクシンイミド(「NHS」)にエステル化されたPEGである。ここで使用する場合、「アシル化」は、以下のタイプのMGDFとPEGのような水溶性ポリマーとの間の結合:アミド、カルバメート、ウレタン等を制限なしに包含することが考えられる。バイオコンジュゲート ケム.(Bioconjugate Chem.)、5巻、133−140(1994)参照。反応条件は、ペギル化の分野で公知の任意のものまたはそれらの実質的に発展したものから選択しうるが、修飾されるべきMGDF種を不活性化するであろう温度、溶媒、およびpHのような条件は避けるべきである。
アシル化によるペギル化をすると、一般的にポリペギル化MGDF産生物を生じ、ここでリシンε−アミノ基はアシル結合基を介してペギル化される。連結結合はアミドであるのが好ましい。得られる産生物は、実質的にモノ、ジまたはトリペギル化のみ(例えば≧95%)であるのも好ましい。しかし、より高い程度のペギル化(MGDFのリシンε−アミノ酸基と、MGDFのアミノ末端でのα−アミノ基を加えた最大数まで)を示す数種は、結局使用される特定の反応条件により形成されるのが通常である。所望であれば、とりわけ透析、塩析、超遠心、イオン交換クロマトグラフィ、ゲル濾過クロマトグラフィおよび電気泳動を含む標準精製技術により、より精製されたペギル化種を混合物、特に未反応の種から分離しうる。
アルキル化によるべギル化は、一般に還元剤の存在下で、PEGの末端アルデヒド誘導体をMGDFのようなタンパク質と反応させることを包含する。アルキル化によるペギル化を行うと、ポリペギル化MGDFも生じ得る。さらに、ここに記載されたとおりの反応条件を操作して、実質的にMGDF種のN末端のα−アミノ基のみでペギル化(すなわち、モノペギル化種)し得る。モノペギル化産生物を得るためのMGDFとの具体的な還元性アルキル化反応を図30に示す。モノペギル化またはポリペギル化のいずれの場合にも、PEG基は、−CH2−NH−基を介してタンパク質に付着しているのが好ましい。特に−CH2−基に関して、このタイプの結合は、ここでは「アルキル」結合を意味する。
還元的アルキル化を介してモノペギル化産生物を生成するための誘導体化は、MGDFでの誘導体化を可能にする1級アミノ基のタイプの違い(リシン対N−末端)による反応性の違いを利用する。反応は、タンパク質のリシン残渣のε−アミノ基とN−末端残渣のα−アミノ基のものとのpKaの差異を利用させるpH(以下参照)で行われる。このような選択的誘導体により、アルデヒドのような反応性基を含む水溶性ポリマーをタンパク質に付着することが制御される。ポリマーとの接合は、タンパク質のN−末端で優勢に起こり、そしてリシン側鎖アミノ基のような他の反応性基の修飾は顕著には起こらない。
したがって、好ましい態様として、本発明はペギル化MGDFに関し、ここでPEG基(類)は、アシルまたはアルキル基を介して付着している。上で検討したとおり、このような産生物はモノペギル化またはポリペギル化(例えば、2−6、好ましくは2−5のPEG基を含有する)であってもよい。PEG基は一般にアミノ酸のαまたはεアミノ基でタンパク質に付着しているが、PEG基は、適切な反応条件下でPEG基に付着しはじめるのに十分に反応性を有するタンパク質に付着した任意のアミノ基に付着することも考えられる。
アシル化及びアルキル化アプローチの両方で使用されるポリマー分子は、水溶性ポリマー又はそれらの混合物の中から選択される。選択されたポリマーは、それが結合しているタンパク質が生理学的環境のような水性環境中で沈殿しないように水溶性でなくてはならない。選択されたポリマーは、好ましくは、重合度を本発明の方法で与えられるように調節することができるように、アシル化のための活性エステル又はアルキル化のためのアルデヒドのような1個の反応性基を有するように変性しなくてはならない。好ましい反応性PEGアルデヒドは、水安定性であるポリエチレングリコールプロピオンアルデヒド又はそのモノC1〜C10アルコキシ若しくはアリールオキシ誘導体である。このポリマーは、分枝型又は非分枝型であってよい。好ましくは、最終製品製剤の治療使用のために、このポリマーは医薬上許容できるであろう。この水溶性ポリマーは、例えば、ポリエチレングリコール、モノメトキシ−ポリエチレングリコール、デキストラン、ポリ(N−ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセリン)及びポリビニルアルコールからなる群から選択することができる。アシル化反応のために、選択されたポリマー(群)は1個の反応性エステル基を有していなくてはならない。本発明の還元性アルキル化のために、選択されたポリマー(群)は1個の反応性アルデヒド基を有していなくてはならない。一般的に、水溶性ポリマーは、天然に生じるグリコシル残基からは選択されないであろう。それは、これらが普通、哺乳類組み換え発現システムによって一層便利に製造されるためである。このポリマーはどのような分子量のものであってもよく、分枝型又は非分枝型であってよい。
本発明で使用するための特に好ましい水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコール、略称PEGである。本明細書で使用するとき、ポリエチレングリコールは、モノ−(C1〜C10)アルコキシ若しくはアリールオキシ−ポリエチレングリコールのような、他のタンパク質を誘導するために使用されたPEGの全ての形を包含することを意味する。ペギル化MGDFの製造方法は一般的に、(a)MGDFペプチドを(PEGの反応性エステル又はアルデヒド誘導体のような)ポリエチレングリコールと、MGDFが1個又は2個以上のPEG基と結合するようになる条件下で反応させる工程及び(b)反応生成物(群)を得る工程からなっている。一般に、アシル化反応のための最適反応条件は、公知のパラメーター及び所望の結果に基づいてケース・バイ・ケースで決定されるであろ。例えば、PEG:タンパク質の比が大きくなると、ポリ−ペギル化生成物のパーセントが大きくなる。
他の重要な考慮はポリマーの分子量である。一般に、ポリマーの分子量が高くなると、タンパク質に結合することができるポリマー分子の数は少なくなる。同様に、これらのパラメーターを最適化するとき、ポリマーの枝分かれを考慮に入れなくてはならない。一般的に、分子量が高くなると(又は、枝分かれが多くなると)ポリマー:タンパク質比が高くなる。一般に、本発明で意図されるペギル化反応について、好ましい分子量は約2kDa〜約100kDa(用語「約」は±1kDaを示す)である。好ましい平均分子量は約5kDa〜約50kDaであり、特に好ましくは約12kDa〜約25kDaであり、最も好ましくは20kDaである。水溶性ポリマーのMGDFタンパク質に対する比は、一般に1:1〜100:1の範囲であり、好ましくは(ポリペギル化のために)1:1〜20:1及び(モノペギル化のために)1:1〜5:1であろう。
上記の条件を使用して、還元性アルキル化によって、アミノ末端でα−アミノ基を有する全てのMGDFタンパク質へのポリマーの選択的結合が与えられ、モノポリマー/MGDFタンパク質共役体の実質的に均一な製剤が与えられる。本明細書に於いて用語「モノポリマー/MGDFタンパク質結合体」は、MGDFタンパク質分子に結合した1個のポリマー分子からなる組成物を意味するために使用される。モノポリマー/MGDFタンパク質結合体は好ましくは、リシンアミノ側基以外のN−末端に位置しているポリマー分子を有する。この製剤は好ましくは、90%より多いモノポリマー/MGDFタンパク質結合体、更に好ましくは95%より多いモノポリマー/MGDFタンパク質結合体であり、観察できる分子の残りは未反応物(即ち、ポリマー単位のないタンパク質)である。下記の実施例に、少なくとも約90%のモノポリマー/タンパク質結合体及び約10%の未反応タンパク質である製剤を与える。このモノポリマー/タンパク質結合体は生物学的活性を有する。
本発明の組成物で有用な脂質小胞体は、問題にしているタンパク質と相互作用し得る負に帯電したリポソームである。使用が意図されている特別のリポソームには、ジオレオイルホスファチジルグリセリン(DOPG)、ジミリストイルホスファチジルグリセリン(DMPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセリン(DPPG)、卵ホスファチジルグリセリン、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、卵ホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジン酸(DOPA)、ジミリストイルホスファチジン酸(DMPA)、ジパルミトイルホスファチジン酸(DPPA)、ジオレオイルホスファチジルセリン(DOPS)、ジミリストイルホスファチジルセリン(DMPS)、ジパルミトイルホスファチジルセリン(DPPS)、卵ホスファチジルセリン、リゾホスファチジルグリセリン、リゾホスファチジルエタノールアミン、リゾホスファチジルセリンが含まれる。使用する特別のリポソームに依存して、リポソームの量を変化させることができる。
タンパク質:リン脂質組成物には好ましくは、溶液のpHを所望の範囲内に維持するために緩衝剤が含まれる。好ましい緩衝剤には、酢酸ナトリウム、リン酸ナトリウム及びクエン酸ナトリウムが含まれる。これらの緩衝剤の混合物も使用することができる。組成物で有用な緩衝剤の量は、使用する特別の緩衝剤及び溶液のpHに大きく依存している。例えば、酢酸塩はpH6よりもpH5で一層有効な緩衝剤であり、それでpH6よりもpH5で溶液中でより少ない酢酸塩を使用することができる。本発明の組成物についての好ましいpH範囲はpH3.0〜7.5である。
本発明の組成物は更に、溶液を等張にし、溶液を注射のためにより適合なものとする等張性調整剤を含有しうる。最適の調整剤は、濃度0−150mMの塩化ナトリウムである。
有効量の本発明のポリペプチド産物と、医薬として許容できる希釈剤、保存剤、可溶化剤、乳化剤、アジュバント及び/又は担体を含有する医薬組成物も本発明に含まれる。このような組成物は、上記タンパク質の物理的状態、安定性及び生体利用性に影響を与える。例えば、Remingtons Pharmaceutical Sciences, 18版, 1435-1712(Mack Publishing Co., Easton,PA.,1990)(引用により本明細書に含まれるものとする)を参照。ある特定の場合に、上記タンパク質の有効量を規定するものは、所望の治療結果、治療する状態又は疾患の程度、患者の肉体的状態などの、知識のある臨床医が考慮する種々の因子による。
E.coli由来rhG−CSFを含む好適実施態様では、使用するリポソーム小胞(ベシクル)は、10mM酢酸ナトリウムを含む、DOPG:G−CSFの比が50:1で、pH4.5のDOPGである。
E.coli由来rhGM−CSFを含む好適実施態様では、使用するリポソームベシクルは、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を含む、DMPG:GM−CSFの比が17:1で、pH7.0のDMPGである。
化学修飾された(ポリエチレングリコール化された(pegylated))E.coli由来rhG−CSFを含む好適実施態様では、rhG−CSFは、3個−4個ポリエチレングリコール化されたものであり、使用するリポソームベシクルは、DMPG:PEG−G−CSFの比が17:1で、pH4.5のDMPGである。
E.coli由来MGDF1−163を含む好適実施態様では、使用するリポソームベシクルは、10mM酢酸ナトリウム、5%ソルビトール中の、DMPG:MGDFの比が100:1で、pH5.0のDMPGである。
化学修飾された(ポリエチレングリコール化された)E.coli由来MGDF1−163を含む好適実施態様では、MGDFは、還元的アルキル化を介して1個のポリエチレングリコール化されたもの(20kDa)であり、使用するリポソームベシクルは、10mM酢酸ナトリウム、5%ソルビトール中の、DMPG:MGDFの比が100:1で、pH5.0のDMPGである。
CHO由来MGDF1−332を含む好適実施態様では、使用するリポソームベシクルは、10mM酢酸ナトリウム、5%ソルビトール中の、DMPG:MGDFの比が100:1で、pH5.0のDMPGである。
特定のタンパク質:脂質組成物に関し、本発明を記載し説明したが、種々の関連組成物及び治療方法が本発明の範囲内に存在しうることは、当業者に明らかであろう。
以下の実施例で、本発明の種々の面をより詳細に説明する。
実施例1
組換えヒトG−CSF(rhG−CSF)を脂質ベシクルに導入することの可能性を試験するために、最初の実験を行った。米国特許第4,810,643号(Souza)に記載されているように、ヒトG−CSFをコードするDNA配列でE.coli細胞をトランスフェクトする組換えDNA技術を用いて、rhG−CSFを産生させた。希塩酸(pH4.0)中で4mg/mL溶液としてrhG−CSFを調製した。全ての脂質をAvanti Polar Lipids(Alabaster, Ala)から得、クロロホルム中最終濃度100mg/mLで、窒素下−20℃で保存した。
G−CSF:リン脂質複合体の調製
G−CSFとの組合せ用の脂質ベシクルを調製するために、適切な脂質30μmolをガラス管に分配し、窒素ガス流を用いて乾燥し薄フィルムを形成させた。脂質フィルムを少なくとも2時間真空乾燥し、微量のクロロホルムも除去した。蒸留脱イオン水(ddH2O)、リン酸緩衝化生理食塩水pH7.2(Gibco/BRL“D−PBS”)、又は150mM NaCl1mL中で脂質フィルムを水和させた。次に、浴型音波処理器(Laboratory supplies, Hicksville,N.Y.)でサンプルの音波処理を行った。サンプルが視覚的に透明になるまで(通常10−15分間)、音波処理を続けた。使用するまで、サンプルを窒素下4℃で保存した。最終脂質濃度は30mMであった。あるいは、脂質ベシクルは、上記のように脂質300μmolを採り、窒素下乾燥、脱水することにより、調製できた。上記のように、乾燥脂質フィルムを、適切な水溶液10mL中で水和させた。次いで、卓上型乳化器(Microfluidics Model 110S, Microfluidics, Inc. Cambridge, MA)を10,000psiで操作して、サンプルを微流動化した。サンプルを装置にかけることを10回繰返した。次に、上記のように、微流動化サンプルを4℃で保存した。
G−CSF:リン脂質複合体は、G−CSF(上記)とある特定の脂質(上記)を混合して調製した。混合は、渦まき回転、攪拌、又は穏やかな振蕩によって行った。種々のモル比の脂質:G−CSFを調製し、タンパク質の膜挿入及び安定化を評価した。例えば、脂質:G−CSFが40:1モル比であり、G−CSFが0.2mg/mLであるサンプル3mL(水中)を調製するために、G−CSF保存溶液150μLを脂質44μL(30mM保存溶液、音波処理により水中で調製)と混合し、水を加え、最終サンプル容量3mLにする。5分インキュベーションを勧める(必須ではないが)が、ここではサンプルを使用する前、又はアッセイする前に5分インキュベーションを行った。
G−CSFはまた、微流動化前の水和脂質と混合できる。上記のように、次なる混合物の微流動化により、脂質膜内へのG−CSFの導入が起る。
G−CSF:リン脂質複合体の解析
1.トリプトファン発光スペクトル
rhG−CSFには2個のトリプトファン残基があり、それらは局所環境状態に非常に感受性が高い。それ故、rhG−CSFがリポソームと接触しているときのrhG−CSFトリプトファン蛍光を測定するために、解析を行った。蛍光発光極大の青へのシフトは、トリプトファンがより疎水性環境にあり、それ故rhG−CSFは脂質膜に埋め込まれたということを示唆する。トリプトファン蛍光解析の優れた総説はPrinciples of Fluorescence Microscopy, J.Lakowicz, 11章(Plenum Press,New York, 1983)である。
G−CSF:脂質複合体(上記)のトリプトファン蛍光は、サンプルを280nmで励起し、速度1nm/秒、1nmの変化量で285〜420nmの発光を走査してアッセイした。サンプル容量は3mLであり、G−CSFの最終濃度は、全てのサンプルで0.2mg/mLであった。脂質:G−CSF比は変化させた。全ての蛍光測定は、PTI Alphascan fluorometer(South Brunswick, NJ)を用いて行った。全ての測定を25℃で行い、循環水浴に連結している水ジャケットキュベットホルダーの使用中、この温度を維持した。発光スペクトルを集め、PTIによって提供されたデータソフトウエアを用いて解析した。
DOPGからなる小単ラメラベシクルの存在下及び不存在下のrhG−CSFの蛍光スペクトルを図1に示す。rhG−CSFは、DOPGベシクル不存在下334nmに極大発光を有する。脂質:タンパク質比100:1でのDOPG存在下、rhG−CSFトリプトファン蛍光は327nmへの蛍光極大発光の青方シフト及び蛍光強度の劇的増加を示す。DOPG存在下での蛍光発光の低波長化は、トリプトファンが天然タンパク質よりより疎水性の環境に存在することを示唆する。図2に示すように、蛍光シフトはDOPG:G−CSFのモル比に依存し、DOPG:G−CSF比が10:1になると、膜挿入が検出できる。
2.ヨウ素イオン消光実験
ヨウ素イオンはトリプトファン蛍光の有効な衝突性消光剤であり、脂質膜には侵入できない。それ故、ヨウ素イオンによるトリプトファン蛍光の有効な消光は、バルクの水性溶媒へ該残基が曝されていることを示し、タンパク質のトリプトファンが水性溶媒から隔離されているときには、ヨウ素イオン消光が起らない。これらの実験で、G−CSF及びDOPG:G−CSF組成物(脂質:タンパク質比100:1)を用いた。サンプルの最初の読み(F0)をとり、記録した後、ヨウ化カリウム(KI)(5M保存液)の添加量を増大させた後、蛍光強度を測定した。サンプルとKI溶液の両方が、Leeら、Biochem.Biophys.Acta, 984:174-182(1989)及びLe Doanら、Biochem. Biophys. Acta, 858:1-5(1986)に記載されているように、1mM Na2SO3(最終濃度)を含むように調製した。Na2SO3の添加は、タンパク質及び膜の非極性領域に分配しうるI2の生成を防止する。データをStern-Volmer式(F0/F=1+KKI[KI])(F0及びFは、それぞれ濃度[KI]でのKIの不存在下及び存在下のサンプルの蛍光強度である)によって解析した。KKIは、G−CSFトリプトファン残基のKI消光のStern-Volmer消光定数である;Lehrer,S.,Biochemistry 10:3254-3263(1979)。
データのStern-Volmerプロットを図3に示す。DOPGベシクルの不存在下、rhG−CSF蛍光はKIによって有効に消光される。DOPGの存在下、データのStern-Volmerプロットは線形であり、ヨウ素イオンは両方のトリプトファンによく接近できないことを示す。データによると、DOPG不存在下でヨウ素イオンが接近できるトリプトファン残基に、DOPG存在下でヨウ素イオンが接近できなくなる。それ故、このトリプトファンを含むrhG−CSFの一部分はDOPG二重層に埋もれているにちがいない。
3.エネルギートランスファー測定
以前に示されたように、トリプトファン供給体とピレンデカン酸などの脂質可溶性蛍光受容体の間でエネルギートランスファーが起ることができる。何故ならば、このプローブの励起スペクトルはトリプトファンの発光スペクトルとかなり重なり合うからである。Friereら、Biochemistry 22:1675-1680(1983)。該タンパク質が脂質膜に挿入するならば、トリプトファンからピレンへのエネルギートランスファーによりトリプトファン蛍光の消光が起るであろう。この実験では、種々の脂質:G−CSF複合体のトリプトファン発光強度を、ピレンデカン酸(テトラヒドロフラン中の30μg/mL保存液)の種々の量の添加前(F0)及び後(F)で記録した。ピレンデカン酸とサンプルの混合を促進するために、ピレンデカン酸添加の間サンプルを絶えず攪拌した。F/F0の比は、G−CSFトリプトファンと疎水性であるエネルギー受容体ピレンデカン酸の間で起るエネルギートランスファーの量に比例する。
図4は、DOPGの存在下(脂質:タンパク質比100:1)のrhG−CSFの消光特性を、添加したピレンデカン酸の関数として示す。非常に低い濃度(1モル%未満)のピレンデカン酸で消光が起り、膜の構造及び挙動に対するこの蛍光プローブの影響は最小である。ピレンデカン酸は急速に脂質二重層に分配することを予想することができるので、本データは、rhG−CSFが、トリプトファンからピレン受容体への有効なエネルギートランスファーが起るために十分に深くDOPG膜に埋め込まれていることを示す。rhG−CSFの存在下及び不存在下、ピレンデカン酸−標識DOPGベシクルの励起スペクトルを調べることによって、エネルギートランスファーを確認した。
上記解析により、rhG−CSFはDOPGのような不飽和リン脂質と密接に相互作用できることが分る。DOPGベシクルの存在下、rhG−CSFトリプトファンは、水可溶性蛍光消光剤から保護されるが、疎水性蛍光プローブへのエネルギートランスファーを介する消光に感受性がある。共に考慮すると、データにより、rhG−CSFはDOPGからなる膜に挿入できることが分る。10:1比(脂質:G−CSF)に達すると、膜挿入は検出できる。この比の数は、該タンパク質の挿入部分の廻りの脂質数を表している可能性がある。
実施例2
この実施例では、rhG−CSFの他のリン脂質と相互作用する能力を、上記のようにF/F0強度と極大発光の比較を用いて測定した。各場合で、脂質:rhG−CSFのモル比は100:1であった。
図5は、種々の脂質の不存在下と存在下のrhG−CSFのF/F0データを示す。図6は同一組成物の発光極大データを示す。図5と図6のデータは、rhG−CSFは、DOPGの他に、DMPG、DPPG、及び有効性は小さいがホスファチジルエタノールアミン(PE)とホスファチジルセリン(PS)に挿入できることを示す。更に、NG−DOPE(PE頭部をより陰性にしたDOPEサンプル)は、DOPEよりもrhG−CSFの挿入が向上していることが知見された。
DOPC、DMPC及びDPPCは中性脂質であり、これらのベシクルは、rhG−CSFの極大発光又は蛍光強度に殆ど又は全く効果を有しない。このことは、これらのリン脂質と相互作用が起らなかったことを示す(図5、図6、及び図7の曲線2を参照)。
上記データは、モルテングロビュール状態への遷移ができるタンパク質は種々の脂質ベシクルに挿入できることを示す。しかし、このrhG−CSF:脂質相互作用は、陰性荷電の脂質ベシクルを用いるときのみ起る。陰性荷電脂質ベシクルの中で、より大きい陰性荷電をもったベシクルがより強いrhG−CSF:脂質相互作用をもたらすように考えられる。
実施例3
この実施例では、DOPGとrhG−CSFとの相互作用をタンパク質の安定性に関連するものとして測定した。Peltier型サーモスタット制御細胞保持器及び磁力式攪拌器を具備したJasco J−720装置において円二色性測定を行なった。222nmにおける円二色性を、80μg/mlの最終rhG−CSF濃度及び6.0のpH値を用いて測定した。Microcal MC−2熱量計を用いて示差走査熱量測定を行なった。rhG−CSF(1mg/ml;水中)またはDOPG:rhG−CSF(45:1 モル/モル;水中)の試料を90℃/時の速度で走査した。データを蓄積し、Microcalソフトウェアを用いて分析した。
円二色性(222nm)を上昇する温度の関数として測定することにより、G−CSFのα−ヘリシティーの温度誘導型変化を追跡することができる。pH6.0において熱により誘導されるrhG−CSFの変性(unfolding)を図8に示す。曲線は、温度60℃から70℃にかけてかなり急激な転移が起こり、その結果α−ヘリシティーが失われることを示している。上記転移後、rhG−CSFは溶液から不可逆的に沈澱する。変性の温度範囲は図9に示した、示差走査熱量測定により得られたpH7.0におけるrhG−CSFの融点に類似する。
これに対して、DOPG:rhG−CSF試料ではα−ヘリシティーは温度が上昇するにつれて徐々に失われ、rhG−CSF単独の場合と異なり、DOPG:rhG−CSFの温度誘導型変性が協調的(cooperative)なものであるとは考えられない(図8)。この結論は、示差走査熱量測定が示す融解転移の欠如によっても証明される(図9)。注目に値するが、DOPG:rhG−CSF試料は95℃まで加熱された後にα−ヘリシティーを回復し得、冷却すればヘリシティーを完全に回復することから95℃と10℃との間での周期的温度変化を行なわせることが可能である(図10参照)。単独のrhG−CSFは、上記のような条件下では不可逆的に変性し、溶液から沈澱する。
DMPG及びDPPGがG−CSFの円二色性に及ぼす作用も調べた。150:1の脂質対rhG−CSF比を用いた。DOPGの場合同様、DMPG及びDPPGもrhT−CSFの二次構造を安定化する(図11〜13)。
これらのデータは、rhG−CSFとDOPG、DMPG及びDPPGとの相互作用によって、rhG−CSFが単独では不安定となる条件下に前記タンパク質の安定性が向上することを証明している。上記相互作用はrhG−CSFの二次及び三次構造を直接安定化する。
実施例4
この実施例では、rhG−CSFとDOPGとの相互作用をrhG−CSFの生物活性に関連するものとして測定した。rhG−CSFのin vitro活性を、Zsebo等,Immunobiology 172, pp.175−184, 1986に記載されているネズミ骨髄細胞によるG−CSF依存性[3H]−チミジン摂取を用いてアッセイした。活性アッセイは総て三重に行なった。in vivo活性は、ハムスターへの皮下注射(rhG−CSF用量100μg/kg)及び白血球(WBC)計数によって測定した。
1. in vitro活性
A.
DOPG不在下及び存在下でのrhG−CSFの比活性を測定した。熱処理したrhG−CSF及びDOPG:rhG−CSF試料も試験した。結果を表1にまとめる。
Figure 0003856471
表1に示したように、DOPG二重層内への挿入はrhG−CSFの生物活性に悪影響を及ぼさない。10分間85℃に加熱した後のrhG−CSFは検出可能な活性を有せず、該タンパク質は沈澱する。同様に処理した後のDOPG:rhG−CSFは加熱しないrhG−CSFの活性の〜85%を保持し、冷却すると二次構造を完全に回復する。
B.
様々な脂質の、rhG−CSFを凍結乾燥の間安定化する能力も調べた。rhG−CSFを様々な脂質と組み合わせた試料を凍結乾燥し、活性について(先に述べたように)アッセイした。rhG−CSFと混合したDOPG、DMPG及びDPPGは凍結乾燥後、rhG−CSF生物活性の〜100%保持を可能にする(図14)。rhG−CSF単独では凍結乾燥後に生存できなかった。
2. in vivo活性
脂質不在下及び存在下でのrhG−CSFの活性(WBC数)を測定した。第0日に、皮下注射(rhG−CSF用量100μg/kg)後の活性を測定した。五つの異なる脂質:rhG−CSF複合体をアッセイしたが、いずれの脂質:rhG−CSF複合体もin vivo活性を保持した(図15及び16)。
上述の試験は、負荷電脂質二重層内への挿入がrhG−CSFの生物活性に悪影響を及ぼさないことを証明している。加えて、脂質の保護作用によってrhG−CSFは凍結乾燥過程の間保護されると考えられる。
実施例5
この実施例では、化学的に改質したG−CSF(ペグ化G−CSF;PEG−G−CSF)及び真核宿主細胞の発現産物として得られたG−CSF(CHO−G−CSF)をその負荷電脂質小胞と相互作用する能力について試験した。CHO−G−CSFの場合、測定は(先の実施例1に述べた)強度F/F0及び発光極大の比較を用いて行なった。脂質対タンパク質のモル比は常に100:1とした。PEG−G−CSFの場合は円二色性分析に基づいて測定を行なった。
用いたCHO−G−CSFは、Souzaの米国特許第4,810,643号に開示されている、ヒトG−CSFをコードするDNA配列でチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞をトランスフェクトする組み換えDNA技術を用いて製造した。CHO−G−CSFはPBSを媒質としてpH7の0.6mg/ml溶液に調製した。CHO−G−CSFはrhG−CSFと同様にしてDOPGと相互作用することが判明し、その際各試料はDOPGの存在下により高い螢光強度を示し、かつ発光極大のブルーシフトも示した(図17及び18)。従って、DOPGとの相互作用は、G−CSFの組み換え形態の何らかの特殊性に起因するものではない。
この実験で用いたPEG−G−CSFは、(PEG 6000を用いて)トリ−テトラペグ化した大腸菌由来G−CSFであった。先に述べた操作を用いてDMPG:PEG−G−CSF(17:1 モル/モル)試料を調製した。DMPG:PEG−G−CSF試料は加熱後に二次構造を完全に回復することが判明した(図19)。PEG分子の存在にもかかわらず、この誘導体タンパク質は天然タンパク質と同様にして脂質と相互作用し得た。
上記データは、G−CSFと負荷電脂質小胞との相互作用に関連する安定化作用が原核宿主細胞の発現産物として得られるrhG−CSFに特有のものではないことを示している。MGSへと転移(transitioning)可能な化学的に改質されリポソーム小胞と接触したタンパク質、即ちこの実験で用いたPEG−G−CSF:DMPGも安定化作用を示した。
実施例6
この実施例では、DMPG及びDPPGがGM−CSFに及ぼす作用を調べた。GM−CSFはBooneの米国特許第5,047,504号に開示された組み換えヒトGM−CSFとし、これを、リン酸緩衝食塩液(PBS)を媒質としてpH7.0の1mg/ml溶液に調製した。17:1の脂質対GM−CSF比を用い、先に述べた円二色性分析を用いて熱安定性を測定した。DMPG及びDPPGはGM−CSFの熱安定性、即ち加熱後の二次構造回復を改善し得る(図20a及び20b)。
このようなデータは、溶融球状へと転移可能なタンパク質であって、該タンパク質に改善された熱安定性を付与する負荷電脂質小胞と相互作用するものの別の例を示している。
実施例7
この実施例では、DOPG:PEG−G−CSF複合体を用いて、腸管内投与後にG−CSFに対する治療応答を高める可能性を評価した。この実験用のDOPGは実施例1に述べたように調製し、またPEG−G−CSFは実施例5に述べたように調製した。100μmolの脂質(797μl)を真空乾燥し、これに1mlのミリQ水を添加して脂質の100mM溶液を製造した。この溶液を音波処理水浴(Lab. Supply Inc., Hicksville, NYから入手可能なモデルG 112SP1T)中で5分間、または該脂質溶液が透明となるまで音波処理した。1mM HCl中の90nmolの天然rhG−CSFまたはPEG−G−CSFに9μmolのDOPGの溶液(90μl)を添加した。溶液を攪拌し、1mM HClで最終体積2mlとした。ラットへの十二指腸内投与では物質を、動物に移植した浸透圧ポンプ内に設置した。この方法では物質が24時間にわたって放出される。
rhG−CSFとPEG−G−CSFとの両方を脂質と共にかまたは脂質無しで投与した動物の全WBC分析の結果を図21に示す。図21aは、天然G−CSFの注入では賦形剤対照に比較してWBC応答が刺激されないことを示している。この添加はrhG−CSFに対する動物の治療応答に対してさほどの衝撃とならない。
ペグ化G−CSFに対するラットの応答を図21bに示す。この図からは、単独のPEG−G−CSFがWBC応答を刺激したことが知見され得る。WBCの上昇は基線量に戻るまでの48時間維持される。DOPGと配合したPEG−G−CSFもWBC応答を刺激し、その応答はPEG−G−CSF単独の場合のほぼ2倍である。これらの結果は、注入後に測定したPEG−G−CSFの血清中レベルによって確認できる(図21)。
上記データは、経口用PEG−G−CSF製剤にDOPGなどのアニオン性脂質を含有させると誘導化タンパク質によって誘起される治療応答が増大すると考えられることを証明するものである。関与する機序は目下のところ判明していない。
実施例8
この実施例では、DMPGがMGDFに及ぼす作用を調べた。MGDFは組み換えヒト大腸菌由来MGDF 1−163とし、これを、10mM酢酸ナトリウム、5%ソルビトールを媒質として用いてpH5.0の1.0mg/ml溶液に調製した。DMPG:MGDF複合体は実施例1に述べたようにして調製した。
DMPG:MGDF複合体の分析
1. トリプトファン発光スペクトル
MGDF中には1個のトリプトファン残基が有り(51位)、これを用いてMGDFとDMPG小胞との相互作用を監視した。DMPG:MGDF複合体のトリプトファン螢光を、0.1mg/mlのMGDF濃度を用いて実施例1に述べたようにしてアッセイした。DMPGから成る小さな単ラメラ小胞の存在下及び不在下でのMGDFの螢光スペクトルを図22に示す。MGDFは、DMPG小胞不在下では336nmのところに発光極大を有する。DMPGが脂質対タンパク質比100:1で存在すると、MGDFトリプトファン螢光は螢光発光極大の328nmへのブルーシフトを示す。DMPGの存在下に発せられる螢光が短波長であることにより、トリプトファンが天然タンパク質に比べてより疎水性の環境に有ることが示唆される。また、図23に示したように、螢光シフトはDMPG対MGDFのモル比に左右され、その際DMPG対MGDF比が8〜30:1に達すると膜内への挿入が検出可能となる。螢光の変化はモル比100:1以上において最大となり、またpH値を7.0から5.0に下げると、MGDFはDMPG小胞に対して明らかにより高い親和性を示す。このことは、或る種のアミノ酸(例えばヒスチジン)の滴定を用いて相互作用を促進または抑制し得ることを示唆している。
2. ヨウ化物消光実験
この実験では、MGDF及びDMPG:MGDF組成物(DMPG対MGDF比100:1)を用いて、実施例1に述べたヨウ化物消光実験を行なった。データのStern−Volmerプロットを図24に示す。DMPG小胞不在下では、MGDF螢光はKIによって有効に消光される。これに対して、DMPG存在下ではヨウ化物はトリプトファンに作用できず、このことから、MGDFのトリプトファン保有部分はDMPG二重層内に埋没しているであろうと考えられる。
上述の分析から、G−CSF及びGM−CSFの場合同様、MGDFもDMPGのような不飽和リン脂質と密接に相互作用し得ることは明らかである。DMPG小胞の存在下に、MGDFトリプトファンは水溶性螢光消光剤から保護される。総合的にみて、データはMGDFがDMPGから成る膜内へ挿入され得ることを示している。膜内への挿入は(DMPG対MGDFの)比が8:1に到達すると検出可能となり、前記比の数字はタンパク質の挿入部分を囲繞する脂質の数を表わし得る。
実施例9
この実施例では、DMPG:MGDFの相互作用がタンパク質の安定性に及ぼす作用を調べた。熱安定性、尿素の存在下での安定性、及びMGDF(±DMPG)の貯蔵寿命安定性を評価した。各検査では、100:1のDMPG:MGDFモル比を使用した。
1.熱安定性
MGDF単独の又はDMPG小胞内に挿入したMGDFの円二色性(222nmでのCD)を、実施例3,図10に記載したように95℃〜10℃の熱サイクルの関数として監視した。残留CD%とは、各サイクル(1サイクルは10℃−>95℃−>10℃)の後に(10℃で)検出されたCDの量を指定の組成物の非加熱試料のCDと比較した値を指す。MGDFは3サイクル加熱するとヘリシティーの70%以上を喪失するが、DMPG:MGDFでは同一条件下で元のαヘリシティーが完全に保持される(図25を参照されたい)。
2.尿素の存在下での安定性
尿素は、タンパク質を変性させ得るカオトロピック試薬である。MGDF(±DMPG)の平衡変性を、蛍光(即ち三次構造の測定)及び円二色性(即ち二次構造の測定)により監視した。図26に示すように、タンパク質の三次構造が喪失すると、トリプトファン残基が水相により露出されてMGDFの発光波長がより長い波長にシフトし、二次構造が喪失すると、αヘリシティーが喪失するために平均残分楕円率(mean residue elipicity)(MRE)の負値がちいさくなる。DMPGの不在下では、三次構造を50%喪失させるのに約3M尿素が必要であるが、DMPGの存在下では50%の構造を喪失させるのに8Mの尿素が必要である。同様に、DMPGの不在下でMGDF MREの50%を喪失させるには、DMPGの存在下での9M尿素に対し7M尿素が必要である。
3.貯蔵寿命安定性
以下の表2に示す条件下で大腸菌MGDF 1−163(±DMPG)を貯蔵し、次いで100mMリン酸緩衝液、10%エタノール、0.2%Tween−20、pH6.9を移動相とするToso−HaasG3000SWXLカラムをもちいるサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)で試験した。試料をエタノール及びTween−20で希釈して、移動相で使用したのと同一濃度とし、試験毎に10−20μgの試料を注入した。カラム温度は40℃に維持した。生成する凝集MGDFは非凝集タンパク質よりも早く溶離し、凝集体ピーク及びモノマーピークの曲線下の面積を測定することによりこのMGDFを定量する。データでは凝集体ピークにおける総MGDF%を示す。
Figure 0003856471
表2に示すように、DMPGにより、貯蔵時における凝集体の生成は大幅に減少する。従って、DMPGを使用してMGDFの貯蔵寿命を延ばすことができる。
上記データは、MGDFがDMPG小胞と相互作用すると、MGDFだけでは不安定な条件下でのタンパク質の安定性が高まる。この相互作用により、尿素のような変性剤の存在下でMGDFの二次構造及び三次構造を直接安定化し、様々な温度でのMGDFの貯蔵寿命はかなり改善される。
実施例10
この実施例では、化学的に改質させたMGDF 1−163(モノPEG化(20kDa)MGDF 1−163(PEG−MGDF))と負電荷脂質小胞との相互作用能力を試験した。PEG−MGDFについては、(上述の実施例1及び8に記載したように)F/F0強さ及び発光最大値の比較を用いて測定を行った。いずれの場合も、脂質:タンパク質のモルは100:1であった。
上記実験で使用したPEG−MGDFは、モノメトキシ−ポリエチレングリコールアルデヒド(MePEG)(平均分子量:20kDa)を還元的アルキル化において用いたモノPEG化(20kDa)大腸菌由来MGDF 1−163である。4−20%2プレキャスト勾配ゲル(NOVEX)を用いるドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動により、PEG−MGDF接合体の相同性を調べた。46.9kDaタンパク質の位置に対応する主要バンド一つが判明した。
次いで、上述の手順を用いて、DMPG:PEG−MGDF(100:1モル/モル)試料を調製した。DMPG:PEG−MGDF試料は加熱後に二次構造を完全に回復することが判明した(図27)。この誘導体化タンパク質は、PEG分子が存在するにもかかわらず、天然タンパク質と同様に脂質と相互作用し得た。
このデータは、MGDFと負電荷脂質小胞との相互作用に関連する発光最大シフトが、原核生物宿主細胞の発現産物として得られたMGDFのみに特有のものではないことを示している。科学的に改質させたrhG−CSFで実証されたように、DMPG:PEG−MGDFも発光シフトを示した。データは、科学的に改質させたMGDFがDMPGからなる膜内に進入し得ることを示している。
実施例11
この実施例では、DMPG:PEG−MGDFの相互作用がガラスバイアルへのMGDF吸着の問題に及ぼす作用を評価した。約11pg/mlの[125I]−PEG−MGDFを濃度の異なる非標識PEG−MGDFと合わせて、指定のPEG−MGDF最終濃度にした(図28を参照されたい)。示されている場合にはDMPGを希釈液に含めた(図27も参照されたい)。3ccのガラスバイアル(Kimble)内に1mLの調製物を入れた。室温で18時間インキュベートした後にガラスバイアルから回収できる放射性標識MGDFの量をカウントして、PEG−MGDFの回収%を調べた。図28に示すように、PEG−MGDFはタンパク質濃度が下がると容易にガラス容器に吸着し、吸着は0.1−50μg/mlの範囲で特に高い。対照的に、DMPG:PEG−MGDF試料は、0.1−50μg/mlのPEG−MGDFの範囲では、ガラスに殆ど吸着しない。
実施例12
この実施例では、DMPG:MGDF 1−163及びDMPG:PEG−MGDF 1−163の相互作用がMGDF 1−163及びPEG−MGDF 1−163の生物活性に及ぼす作用を調べた。MGDF 1−163は大腸菌に由来し、脂質:タンパク質の比率は100:1であった。100μg/kg及び300μg/kgのMGDF、PEG−MGDF、DMPG:MGDF又はDMPG:PEG−MGDFで処理したマウスの血小板数を測定し、結果を図31に示す。正常雌Balb/cマウスの皮下に1日1回で8日間、各形態を指定濃度で投与した。最後の注射から24時間後に、尾静脈で切除した小側面(lateral)由来の試験血液を採取した。Sysmex電子血液細胞分析機(Baxter Diagnostics, Inc. Irvine, CA)を用いて血液細胞を分析した。データは、4匹の動物の測定値の平均±この平均の標準誤差として示す。全白血球細胞数又は赤血球細胞数のような他の血液細胞パラメーターは上記処置の鋭気要を受けなかった(データは示さず)。結果は、大腸菌MGDF 1−163をPEG化すると分子のin vivo活性が増したことを示している。更に重要であるが、上記検査は、負電荷脂質の二層内への挿入が様々なMGDF形態の生物活性に悪影響を及ぼさないことを示している。
配列表
配列番号:1
配列の長さ:1342
配列の型:核酸
鎖の数:一本鎖
トポロジー:直鎖状
配列の種類:cDNA
配列の特徴
特徴を表す記号:CDS
存在位置:99...621
配列
Figure 0003856471
Figure 0003856471
配列番号:2
配列の長さ:174
配列の型:アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列の種類:タンパク質
配列
Figure 0003856471

Claims (24)

  1. 溶融小球状態に変化し得る、明細書に記載の図29のアミノ酸配列において7〜151番目のアミノ酸配列を含むMGDFと、負に荷電したリン脂質から構成されたインタクトなリン脂質リポソーム小胞との混合によって形成されたリポソーム−MGDF複合体から成り、該MGDFの一部分だけが該リポソーム小胞の脂質部分に挿入されていることを特徴とする組成物。
  2. 前記組成物がpH3.0〜7.5を有し、少なくとも10:1の脂質対MGDF比を有することを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  3. 前記リポソーム小胞が、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(DOPG)、ジミリストイルホスファチジルグリセロール(DMPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)、タマゴホスファチジルグリセロール、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、タマゴホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジン酸(DOPA)、ジミリストイルホスファチジン酸(DMPA)、ジパルミトイルホスファチジン酸(DPPA)、ジオレオイルホスファチジルセリン(DOPS)、ジミリストイルホスファチジルセリン(DMPS)、ジパルミトイルホスファチジルセリン(DPPS)、タマゴホスファチジルセリン、リソホスファチジルグリセロール、リソホスファチジルエタノールアミン、及び、リソホスファチジルセリンから成るグループから選択されることを特徴とする請求項1または2に記載の組成物。
  4. MGDFが天然ヒトMGDFであるかまたは原核性もしくは真核性宿主細胞の発現産物として得られることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. MGDFが、
    MGDF1−332 図29のアミノ酸1−332
    MGDF1−191 図29のアミノ酸1−191
    MGDF1−183 図29のアミノ酸1−183
    MGDF1−174 図29のアミノ酸1−174
    MGDF1−163 図29のアミノ酸1−163
    MGDF1−153 図29のアミノ酸1−153
    MGDF1−152 図29のアミノ酸1−152
    MGDF1−151 図29のアミノ酸1−151
    MGDF7−332 図29のアミノ酸7−332
    MGDF7−191 図29のアミノ酸7−191
    MGDF7−183 図29のアミノ酸7−183
    MGDF7−174 図29のアミノ酸7−174
    MGDF7−163 図29のアミノ酸7−163
    MGDF7−153 図29のアミノ酸7−153
    MGDF7−152 図29のアミノ酸7−152及び
    MGDF7−151 図29のアミノ酸7−151
    からなる群から選択される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
  6. MGDFがポリエチレングリコールによってPEG付加処理されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
  7. MGDFがモノ−PEG化MGDF(mPEG−MGDF)であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. PEG基がN末端に結合していることを特徴とする請求項6又は7に記載の組成物。
  9. 更に医薬として許容される担体を含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  10. 前記MGDFが大腸菌由来のMGDFであり、前記リポソーム小胞がDMPGであり、前記組成物が100:1のDMPG対MGDF比及びpH5.0を有しかつ10mMの酢酸ナトリウム及び5%のソルビトールを含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。
  11. 前記MGDFがモノ−PEG化した大腸菌由来のMGDF(mPEG−MGDF)であり、前記リポソーム小胞がDMPGであり、組成物が100:1のDMPG対mPEG−MGDF比及びpH5.0を有しかつ10mMの酢酸ナトリウム及び5%のソルビトールを含有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物。
  12. 前記MGDFがCHO由来のMGDFであり、前記リポソーム小胞がDMPGであり、前記組成物が100:1のDMPG対MGDF比及びpH5.0を有しかつ10mMの酢酸ナトリウム及び5%のソルビトールを含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。
  13. 溶融小球状態に変化し得る、明細書に記載の図29のアミノ酸配列において7〜151番目のアミノ酸配列を含むMGDFと負に荷電したインタクトなリン脂質リポソーム小胞とを混合し、前記MGDFの一部分だけを前記リポソーム小胞の脂質部分に挿入し、リポソーム−MGDF組成物を得る段階から成るリポソーム−MGDF組成物の調製方法。
  14. 前記組成物がpH3.0〜7.5を有し、少なくとも10:1の脂質対MGDF比を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 前記リポソーム小胞が、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(DOPG)、ジミリストイルホスファチジルグリセロール(DMPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)、タマゴホスファチジルグリセロール、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、タマゴホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジン酸(DOPA)、ジミリストイルホスフアチジン酸(DMPA)、ジパルミトイルホスファチジン酸(DPPA)、ジオレオイルホスファチジルセリン(DOPS)、ジミリストイルホスファチジルセリン(DMPS)、ジパルミトイルホスファチジルセリン(DPPS)、タマゴホスファチジルセリン、リソホスファチジルグリセロール、リソホスファチジルエタノールアミン、及び、リソホスファチジルセリンから成るグループから選択された脂質から調製されることを特徴とする請求項13または14に記載の方法。
  16. MGDFが天然ヒトMGDFであるかまたは原核性もしくは真核性宿主細胞の発現産物として得られることを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載の方法。
  17. MGDFが大腸菌又はCHO由来の発現産物である、請求項13〜16のいずれか1項に記載の方法。
  18. MGDFが、
    MGDF1−332 図29のアミノ酸1−332
    MGDF1−191 図29のアミノ酸1−191
    MGDF1−183 図29のアミノ酸1−183
    MGDF1−174 図29のアミノ酸1−174
    MGDF1−163 図29のアミノ酸1−163
    MGDF1−153 図29のアミノ酸1−153
    MGDF1−152 図29のアミノ酸1−152
    MGDF1−151 図29のアミノ酸1−151
    MGDF7−332 図29のアミノ酸7−332
    MGDF7−191 図29のアミノ酸7−191
    MGDF7−183 図29のアミノ酸7−183
    MGDF7−174 図29のアミノ酸7−174
    MGDF7−163 図29のアミノ酸7−163
    MGDF7−153 図29のアミノ酸7−153
    MGDF7−152 図29のアミノ酸7−152及び
    MGDF7−151 図29のアミノ酸7−151
    からなる群から選択される、請求項13〜17のいずれか1項に記載の方法。
  19. MGDFがポリエチレングリコールによってPEG付加処理されていることを特徴とする請求項13〜18のいずれか1項に記載の方法。
  20. MGDFがモノ−PEG化MGDF(mPEG−MGDF)であることを特徴とする請求項13〜19のいずれか1項に記載の方法。
  21. PEG基をN末端に結合させることを特徴とする請求項19又は20に記載の方法。
  22. 前記組成物が医薬として許容される担体を含有することを特徴とする請求項13〜21のいずれか1項に記載の方法。
  23. 前記挿入が前記脂質小胞の脂質二重層内への前記MGDFの挿入を包含することを特徴とする請求項13〜22のいずれか1項に記載の方法。
  24. 前記リポソーム−MGDF組成物を前記MGDFの二次構造の変性に逆らって直接的に安定化することを特徴とする請求項13〜23のいずれか1項に記載の方法。
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