JP2009515520A - 肝細胞成長因子イントロン融合蛋白 - Google Patents
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Abstract
イントロンコード部分を含有する肝細胞成長因子(HGF)のアイソフォームを包含するリガンドのアイソフォーム、及び、HGFアイソフォームを含有する医薬組成物を提供する。HGFリガンドアイソフォーム及びそれを含有する組成物は癌及び他の血管形成性の疾患のような疾患の治療方法において使用できる。本発明のアイソフォームは、HGFリガンドのK4ドメインの全て又は一部分を含有する単離されたHGFポリペプチドアイソフォームである。一部分はK4ドメインにより呈される活性を付与するために十分であり、或いは、そこに由来する少なくとも10、15、20、25、30以上のアミノ酸を含有する。これ等に包含されるものはイントロン融合蛋白であるHGFアイソフォームポリペプチドである。単離されたHGFポリペプチドアイソフォームはまたSerPドメインの全て又は部分を包含できる。
Description
関連出願
優先権の利益は、Pei Jin,H.Michael ShepardおよびIrene Niへの表題「HEPATOCYTE GROWTH FACTOR INTRON FUSION PROTEINS」の2005年11月10日に出願された米国仮出願第60/735,609号に対して主張される。
優先権の利益は、Pei Jin,H.Michael ShepardおよびIrene Niへの表題「HEPATOCYTE GROWTH FACTOR INTRON FUSION PROTEINS」の2005年11月10日に出願された米国仮出願第60/735,609号に対して主張される。
この出願は、Pei Jin,H.Michael、ShepardおよびIrene Niへの表題「HEPATOCYTE GROWTH FACTOR INTRON FUSION PROTEINS」の同日に出願された米国出願(代理人管理番号第17118−045001/2824号)(これもまた、米国仮出願第60/735,609号に対する優先権を主張する)に関する。
この出願はまた、表題「INTRON FUSION PROTEINS,AND METHODS OF IDENTIFYING AND USING SAME」の、2004年5月14日に出願された米国出願第10/846,113号および対応する国際PCT出願第WO05/016966号(2005年2月24日公開)にも関する。この出願はまた、表題「CELL SURFACE RECEPTOR ISOFORMS AND METHODS OF IDENTIFYING AND USING THE SAME」の2005年5月13日に出願された米国出願第11/129,740号および2005年5月13日に出願された対応する国際PCT出願第US2005/17051号にも関する。この出願はまた、表題「ISOFORMS OF RECEPTOR FOR ADVANCED GLYCATION END PRODUCTS (RAGE) AND METHODS OF IDENTIFYINGAND USING SAME」の2005年5月4日に出願された米国仮出願第60/678,076号および表題「METHODS FOR PRODUCTION OF RECEPTOR AND LIGAND ISOFORMS」の同日に出願された米国出願(代理人管理番号第17118−041P01/P2822号)にも関する。
許容される場合は、上記した出願、暫定出願及び国際出願並びに本明細書の開示全体を通して記載される何れかの出願の各々の要件は参照により本明細書に組み込まれる。
発明の分野
イントロンコード部分を含有する肝細胞成長因子(HGF)のアイソフォームを包含するリガンドのアイソフォーム、及び、HGFアイソフォームを含有する医薬組成物を提供する。HGFリガンドアイソフォーム及びそれを含有する組成物は癌及び他の血管形成性の疾患のような疾患の治療方法において使用できる。
イントロンコード部分を含有する肝細胞成長因子(HGF)のアイソフォームを包含するリガンドのアイソフォーム、及び、HGFアイソフォームを含有する医薬組成物を提供する。HGFリガンドアイソフォーム及びそれを含有する組成物は癌及び他の血管形成性の疾患のような疾患の治療方法において使用できる。
発明の背景
成長因子は多くの異なる細胞型により生産され、そして、オートクリン及びパラクリンの機序を介してその作用を発揮する。それらは細胞の分裂、分化及び遊走の刺激剤又は抑制剤として機能し、そして発癌に関与しており、その場合それらは種々の機能、例えば細胞増殖、細胞侵襲、転移形成、血管形成、局所免疫系機能及び細胞外マトリックス合成に影響する。特に腫瘍細胞の侵襲及びその後の転移の樹立は癌の進行及び重症度に関連する壊滅的な事象である。
成長因子は多くの異なる細胞型により生産され、そして、オートクリン及びパラクリンの機序を介してその作用を発揮する。それらは細胞の分裂、分化及び遊走の刺激剤又は抑制剤として機能し、そして発癌に関与しており、その場合それらは種々の機能、例えば細胞増殖、細胞侵襲、転移形成、血管形成、局所免疫系機能及び細胞外マトリックス合成に影響する。特に腫瘍細胞の侵襲及びその後の転移の樹立は癌の進行及び重症度に関連する壊滅的な事象である。
肝細胞成長因子(HGF、別名散乱因子)はc−metプロト癌遺伝子に対する成長因子リガンドである(MET受容体)。正常組織においては、HGFは臓器形成及び組織再生の間の組織の構築及び再構築において、例えば胚組織、例えば肝臓、腎臓、肺、乳腺、歯牙、胎盤及び骨格筋の発生において、役割を果たしている。HGFは又成熟組織の再生及び保護において役割を果たしている。しかしながら悪性組織においては、腫瘍細胞はその侵襲及び転移の挙動のためにHGFの生物学的作用を利用している。HGFは細胞−細胞接着、細胞マトリックス会合、細胞外マトリックスの蛋白分解性の崩壊、細胞運動性及び血管形成を調節することにより、腫瘍の侵襲的挙動を促進する。
多くの癌を包含する増殖性及び血管形成性の疾患における関与のため、HGFは治療介入の標的となっている。HGF又はその受容体METをターゲティングする小分子治療薬が設計されている。そのような細胞表面受容体及び/又は他の血管形成受容体又はそのリガンドをターゲティングする治療薬として小分子を設計することは可能であるが、そのような方策には多くの制約が伴う。小分子は無差別的となり、意図する標的以外の受容体にも影響する場合がある。更に又、一部の小分子は不可逆的又は実質的に不可逆的に受容体に結合する(即ちナノモル未満の結合親和性)。このような探求法の利点は確認されていない。受容体及び/又は受容体リガンドに対する抗体を治療薬として使用できる。しかしながら抗体治療は対象において免疫応答をもたらす場合があり、そしてそのため、そのような治療は治療における合併症を回避するためには広範な個人向け調整を必要とする場合が多い。即ち、癌及び望ましくない細胞増殖及び血管形成反応の関与する他の疾患を包含する疾患の治療のための治療薬の要望は満足されないままとなっている。従って、本明細書に記載する目的のうちでも、そのような治療薬及び候補治療薬を識別又は発見するための方法及び治療の方法を提供することを目的とする。
要旨
本発明により提供されるものは、癌及び望ましくない細胞増殖、血管形成性及び炎症性の反応の関与する他の疾患を包含する疾患の治療のための治療薬である。更に提供されるものは、候補治療薬を識別又は発見するための方法及び治療薬を用いた治療方法である。治療薬はポリペプチド又は修飾ポリペプチド、例えばペプチドミメティック結合を含むポリペプチドである。
本発明により提供されるものは、癌及び望ましくない細胞増殖、血管形成性及び炎症性の反応の関与する他の疾患を包含する疾患の治療のための治療薬である。更に提供されるものは、候補治療薬を識別又は発見するための方法及び治療薬を用いた治療方法である。治療薬はポリペプチド又は修飾ポリペプチド、例えばペプチドミメティック結合を含むポリペプチドである。
HGFポリペプチドアイソフォームを提供する。アイソフォームに包含されるものはHGFリガンドのK4ドメインの全て又は一部分を含有する単離されたHGFポリペプチドアイソフォームである。一部分はK4ドメインにより呈される活性を付与するために十分であり、或いは、そこに由来する少なくとも10、15、20、25、30以上のアミノ酸を含有する。これ等に包含されるものはイントロン融合蛋白であるHGFアイソフォームポリペプチドである。単離されたHGFポリペプチドアイソフォームはまたSerPドメインの全て又は部分を包含できる。
HGFアイソフォームの例示されるものは、ヒトHGF遺伝子のような同種のHGF遺伝子(即ち全てのエクソンを包含するHGFリガンドをコードする遺伝子)のイントロン1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16及び17から選択されるイントロンの全て又は一部分を包含するヌクレオチドの配列によりコードされるものである。その対立遺伝子の配列は配列番号1に記載する通りである。更に提供されるものはその対立遺伝子、種又は他の変異体であるHGFアイソフォーム、例えば自身に対して同種のHGFリガンドが、配列番号1の相当する部分によりコードされるアミノ酸の配列とその完全長にわたって少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有するようなアイソフォームである。イントロンによりコードされる部分は1つのコドン、例えば終止コドン、又は、得られるHGFアイソフォームがエクソンの末端において終止するか、又はイントロンによりコードされるアミノ酸1、2、3つ以上を包含するようにより多いコドンであることができる。
同様に提供されるものは、N末端ドメインの全て又は部分、K1ドメインの全て又は部分、K2ドメインの全て又は部分又はK3ドメインの全て又は部分又はその何れかの組合せを包含する上記した単離されたHGFポリペプチドアイソフォームである。提供されるアイソフォームに包含されるものは、イントロン11の全て又は一部分を包含する核酸分子によりコードされるものである。一部分は1つのコドン、例えば終止コドンであることができ、これにより、得られるアイソフォームがエクソンの末端で終止し、そして、他のアミノ酸を包含しないようにすることができ、或いは、一部分は、イントロンによりコードされるアミノ酸1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21個〜全てまでをアイソフォームが包含するように1つより多いコドンであることができる。例示される実施形態においては、アイソフォームは、イントロン11によりコードされるアミノ酸1、2又は3つを包含する。
提供されるものは、配列番号10、12、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列と少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するか、及び/又はその対立遺伝子又は種変異体であるHGFポリペプチドアイソフォームである。HGFポリペプチドの例示される対立遺伝子変異体は配列番号16に記載するアミノ酸の配列を有する。結果として、HGFアイソフォームは特定のアイソフォームの部分である何れかのエクソン又はイントロン中に存在する変異を包含することになる。本明細書に記載するHGFアイソフォーム変異体に包含されるものは、配列番号10、12、18又は20の何れかに記載のアミノ酸と同数のアミノ酸を含有するものである。
提供されるアイソフォームに包含されるものは、イントロン13の全て又は一部分を包含する核酸分子によりコードされるものである。一部分は1つのコドン、例えば終止コドンであることができ、これにより、得られるアイソフォームがエクソンの末端で終止し、そして、他のアミノ酸を包含しないようにすることができ、或いは、一部分は、イントロン13によりコードされるアミノ酸1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21個〜全てまでをアイソフォームが包含するように1つより多いコドンであることができる。例示される実施形態においては、アイソフォームは、イントロン131によりコードされるアミノ酸1、2又は3つを包含する。提供されるものは、配列番号14に記載のアミノ酸の配列と少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%又は100%の配列同一性を有するHGFポリペプチドアイソフォーム、並びに、その対立遺伝子又は種変異体、例えば自身の配列が配列番号16に示される対立遺伝子変異体の部分である。これ等には配列番号14に記載するアミノ酸と同数のアミノ酸を含有する変異体が包含される。
本明細書において提供される単離されたHGFポリペプチドアイソフォームはHGFポリペプチドの拮抗剤として作用するもの、例えば同種のHGFポリペプチド;MET受容体に結合するもの;有糸分裂誘発、形態形成及び遊走誘発(motogenesis)から選択されるMET媒介活性1つ以上を抑制するもの;血管形成を抑制するもの;グリコサミノグリカン、例えばヘパリンスルフェートに結合するもの;血管形成分子(angiogenic molecule)、例えばATPシンターゼ、アンジオモチン(angiomotin)、αvβ3インテグリン、アネキシンII、MET、VEGFR及びFGFRの何れかに結合するもの;同種のHGF、FGF−2及び/又はVEGFにより誘導される血管形成を抑制するもの;及び、HGF拮抗剤であり、血管形成を抑制するものを包含する。HGFアイソフォームはこれ等の活性及び/又は他の活性の何れかの1つ以上を保有することができる。
同様に提供されるものは、製薬上許容しうる担体中にHGFポリペプチドアイソフォーム1つ以上を含有する医薬組成物である。医薬組成物は何れかの適当な経路による投与のために製剤できる。組成物は追加的な活性剤、例えば限定しないが、他の抗癌剤及び/又は抗血管形成剤を包含できる。HGFアイソフォームの量は、特定の活性、例えば同種のHGFポリペプチドに拮抗すること、例えば、同種のHGFに拮抗することが有糸分裂誘発、遊走誘発及び形態形成の何れかの1つ以上から選択されるMET媒介活性1つ以上を抑制する場合;及び/又は同種のHGF、FGF−2及び/又はVEGFにより誘導された血管形成のような血管形成を抑制することのために有効なものとする。
HGFポリペプチドの何れかをコードする核酸分子が提供される。提供される核酸分子はエクソンの全て又は部分及びイントロン5以外のイントロンに由来する少なくとも1つのコドンを含有する。イントロンは第1の遺伝子座を包含する何れかの遺伝子座において終止コドンを含有できる。例えば、提供されるものはエクソンイントロン接合部にわたるオープンリーディングフレームをコードする核酸分子であり、この場合オープンリーディングフレームはイントロン11又は13のようなイントロン(イントロン5以外)内の終止コドンにおいて終了する。同様に提供されるものは、終止コドンがイントロン13のようなイントロン内の第1のコドンである核酸分子である。例示的実施形態においては、配列番号9、11、13、17及び19の何れか1つに記載のヌクレオチドの配列又はその対立遺伝子変異体、例えば配列番号15における変異1つ以上又は種変異体を含有する核酸分子が提供される。同様に提供されるものは、K4ドメインの全て又は部分を包含し、そして、配列番号9、11、13、17又は19の何れかと少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有するか;又は配列番号9、11、13、17又は19の何れかに記載のヌクレオチドの配列を含む核酸分子に対して、自身の完全長の少なくとも70%にわたって中又は高ストリンジェンシーの条件下にハイブリダイズする、上記したアイソフォームをコードする核酸分子であって、ここでコードされるポリペプチドはK4ドメインを含有し、そして、イントロン由来のコドン少なくとも1つを含有する。同様に提供されるものは、記載した核酸分子の何れかの縮重コドンを含有する核酸分子である。同様に提供されるものは、HGF遺伝子のスプライシング変異体であり、そして、イントロン5以外のイントロンの全て又は一部分を包含する核酸分子である。これ等の核酸分子の何れかによりコードされるポリペプチド、並びに核酸分子の何れかを含有するベクターも提供される。ベクターは真核生物及び原核生物のベクター、発現ベクター、例えば哺乳類発現ベクター、及び遺伝子療法に適するベクターを包含する。例示されるベクターはウィルスベクター、例えば限定しないが、アデノウィルスベクター、アデノ関連ウィルスベクター、EBVベクター、SV40ベクター、サイトメガロウィルスベクター、ワクシニアウィルスベクター、ヘルペスウィルスベクター、レトロウィルスベクター及びレンチウィルスベクターである。同様に包含されるものは人工染色体である。ベクターはエピソーム型又は組み込み型であることができる。
ベクターを含有する細胞が提供される。細胞は真核生物の細胞、例えば哺乳類及び昆虫の細胞、及び原核生物の細胞を包含する。
治療方法が提供される。方法は本明細書に記載されるHGFアイソフォームを含有する医薬組成物を投与することにより、及び/又は、そのようなアイソフォームをコードする核酸分子の導入を介した遺伝子療法により、行うことができる。遺伝子療法方法は対象又は適合する原料から取り出した宿主細胞内への導入を包含するエクスビボの方法、及び、局所的、限局的及び系統的な投与を包含するインビボの方法を包含する。エクスビボ投与はインビトロで細胞内に核酸を投与すること、及びその後の対象内への細胞の投与を包含できる。細胞は適当なドナー由来、又は治療すべき対象、例えばヒト由来であることができる。
アイソフォーム1つ以上を含有する医薬組成物を投与することにより疾患又は状態を治療するための方法が提供される。アイソフォームは血管形成、細胞増殖、細胞遊走、腫瘍細胞成育及び/又は腫瘍細胞転移を抑制するものであることができる。治療される状態は、例えば限定しないが、癌、血管形成性の疾患及びマラリアを包含する。血管形成性の疾患は眼科疾患、子宮内膜症、関節炎又は他の慢性又は急性の炎症性疾患を包含する。例示される疾患は、慢性関節リューマチ、変形性関節症、乾癬、オスラー・ウェバー症候群、子宮内膜症、スティル病、心筋の血管形成、末梢血管拡張症、血友病性関節炎、加齢関連の黄斑変性、未熟児網膜症、角膜移植に対する拒絶、全身エリテマトーデス、アテローム性動脈硬化症、血管新生緑内障、脈絡膜血管新生、水晶体後線維増症、腱麻痺(perosis)、神経線維腫、血管腫、聴神経腫、神経線維腫、トラコーマ、化膿性肉芽腫及び糖尿病関連疾患、例えば増殖性糖尿病性網膜症及び血管疾患、炎症性肺疾患、クローン病及び乾癬である。治療することができる癌は、胃癌、肺癌、乳癌、結腸癌、膵臓癌、前立腺癌及び他の腫瘍及び血液の癌を包含し、そして、癌腫、リンパ腫、芽腫、肉腫及び白血病又はリンパ様悪性疾患、扁平上皮細胞癌、肺癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、肺の扁平上皮癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃及び腹部の癌、胃腸の癌、膵臓癌、神経膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、ヘパトーム、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌又は腎癌、前立腺癌、外陰部癌、甲状腺癌、肝癌腫、肛門癌、陰茎癌並びに頭頚部癌を包含する。使用すべき特定のアイソフォームは必要に応じて実験的に決定できる。組成物は腫瘍の侵襲又は腫瘍の転移を抑制するため、及び/又は、血管形成を抑制するために投与できる。
別の部分に直接又はリンカーを介して間接的に連結しているHGFアイソフォームを含有する結合体が提供される。結合体は融合蛋白及びさらには化学結合体も包含する。結合体はHGFアイソフォーム又はそのドメイン又はその機能的部分、及び異なるHGFアイソフォーム由来、又は、細胞表面受容体(CSR)アイソフォーム又はリガンドアイソフォーム由来の第2の一部分を含有できる。細胞表面受容体アイソフォームは例えば細胞表面受容体アイソフォームの細胞外ドメインの全て又は部分を包含する。細胞表面受容体アイソフォームは受容体チロシンキナーゼ、例えばヘルスタチンポリペプチドの全て又は部分を包含する。例示されるヘルスタチンポリペプチドは配列番号186〜200の何れか1つに記載のアミノ酸の配列又はその対立遺伝子又は種変異体を包含する。
同様に提供されるものは、あるHGFアイソフォームの全て又は少なくとも1つのドメイン、及び、異なるHGFアイソフォーム又は他の細胞表面受容体アイソフォームの全て又は少なくとも1つのドメインを含有するキメラポリペプチドである結合体、例えばイントロン融合蛋白である。他のキメラポリペプチドはあるHGFアイソフォームの全て又は少なくとも1つのドメイン、及び、細胞表面受容体アイソフォームのイントロンコード部分を包含する。
同様に提供されるものは、HGFアイソフォーム1つ以上、及び他の細胞表面受容体アイソフォーム1つ以上;及び/又は、治療薬を含有する組み合わせである。そのような組み合わせはアイソフォーム及び/又は薬品が別個の組成物中、又は、単一の組成物中にあるものを包含する。組み合わせは、任意の使用説明書と共に、及び/又は、他の試薬及び組み合わせの成分の投与及び使用のための器具及び成分と共に、キットとして提供できる。組み合わせを投与することによる治療の方法が提供される。各成分は別個、同時、間歇的に、単一の組成物中、又は、その組み合わせにおいて投与できる。
組み合わせ又は結合体内に包含させるための細胞表面受容体アイソフォームは例えば限定しないが、VEGFR、FGFR、DDR、TNFR、PDGFR、MET、TIE、RAGE、EPH又はHERのアイソフォームを包含する。アイソフォームはイントロン融合蛋白であることができる。例示されるMetアイソフォームはが配列番号85、87、89、91、93、95、97、99、101、103、105、107、109、111、113及び114の何れか1つから選択されるアミノ酸の配列を含有する。
同様に包含されるものは、蛋白に直接又はリンカーを介して連結されたCD45ポリペプチドのフラグメントを含有する融合蛋白又は結合体であり、ここでCD45のフラグメントは炭水化物又はグリコシル化部位を付加するために選択され、従ってそのような部位少なくとも1つ及びポリペプチドのような連結した部分の血清中半減期を延長させるために十分な量を包含する。融合蛋白はポリペプチドに直接又は間接的に連結したCD45ポリペプチド又はそのフラグメントを含有し;結合体は非ペプチド部分、典型的には治療薬に直接又は間接的に連結したCD45ポリペプチド又はそのフラグメントを含有する。連結した薬剤は蛋白及び他の薬剤、例えば小分子治療薬を包含する。連結した蛋白は治療用蛋白、例えばCSR又はリガンドアイソフォーム、又はサイトカイン、CSR、リガンド、成長因子、ホルモン又は末端に追加のアミノ酸を包含する形態を包含する。CD45ポリペプチド又はフラグメントはグリコシル化部位又は炭水化物の十分な数を含有し、これにより、蛋白の血清中半減期は1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%以上増大する。連結は直接、又は化学的連結、例えばペプチド連結又は化学的リンカー(chemical linker)、例えばヘテロ2官能性リンカーから生じた連結を介したものであることができ、及び/又は、それは光切断可能なリンカー(photocleavable linker)であることもできる。融合蛋白の結合体は場合によりポリペプチド又はペプチド又はアミノ酸のリンカーを包含し、これは1〜30、1〜10、2〜10又は2〜15以上のアミノ酸残基を含有できる。例示されるCD45ポリペプチド又はそのフラグメントは配列番号272、274、275、276、277、278、279、281、283、285、287、289、291、293及び295の何れかに記載のアミノ酸の配列及びそのフラグメント及びその変異体を含有する。
CD45蛋白に連結した蛋白はリガンド、例えばHGF又はそのアイソフォーム、CSR又はCSRアイソフォーム又はリガンドの形態、追加のアミノ酸を含有するCSR又はアイソフォームであることができる。例示される蛋白は限定しないが、
(詳細な説明)
概略
A.定義
B.肝細胞成長因子(HGF)及びMET受容体
1.HGF
a.HGFドメイン構造
i.N末端ドメイン
ii.クリングルドメイン
iii.β−鎖
2.HGF変異体
a.HGFスプライシング変異体
b.HGF対立遺伝子変異体
3.MET受容体
C.HGFアイソフォーム
1.HGFアイソフォームのクラス
2.オルタナティブスプライシング及びHGFアイソフォームの形成
a.イントロン修飾及びイントロン融合蛋白
i.天然のイントロン融合蛋白
ii.コンビナトリアルイントロン融合蛋白
b.エクソン修飾により形成されるアイソフォーム
2.HGFアイソフォームポリペプチド構造
3.HGFアイソフォーム活性
a.細胞表面作用の改変
b.競合的拮抗剤
c.負の作用を示す抑制性のアイソフォーム
D.HGFアイソフォームを識別して形成するための方法
1.アイソフォームを識別して単離するための方法
2.アイソフォームの対立遺伝子及びスプライシング変異体の識別
E.例示されるHGFアイソフォーム
1.HGFアイソフォーム
2.HGFイントロン融合蛋白
F.HGFアイソフォームポリペプチドをコードする核酸を製造するための方法
1.合成遺伝子及びポリペプチド
2.HGFアイソフォームのクローニング及び単離の方法
3.発現系
a.原核生物発現
b.酵母
c.昆虫細胞
d.哺乳類細胞
e.植物
G.アイソフォーム結合体
1.アイソフォーム融合
a.HGFアイソフォームポリペプチドの進歩した製造のためのHGFアイソフォーム融合
i.組織プラスミノーゲン活性化物質
ii.TPA−HGFイントロン融合蛋白融合
b.キメラ及び合成のイントロン融合ポリペプチド
c. HGF多量体及び多量体化ドメイン
i.ペプチドリンカー
ii.ポリペプチド多量体化ドメイン
(a)免疫グロブリンドメイン
(i)FCドメイン
(ii)キャビティー内への突出(即ちノブ及びホール)
(b)ロイシンジッパー
(i)FOS及びJUN
(ii)GCN4
(c)他の多量体化ドメインR/PKA−AD/AKAP
d.HGF融合を形成及びクローニングする方法
2.ターゲティング剤/ターゲティング剤結合体
3.ペプチドミメティックアイソフォーム
H.血清中半減期及び他の治療特性を改変するための方法
1.N−連結及びO−連結グリコシル化
2.グリコシル化の作用
3.グリコシル化のための治療上の使用
4.血清中半減期を改変するためのCD45の使用
a.CD45の機能
b.CD45の2量体化及びグリコシル化
c.CD45の融合蛋白
d.CD45融合蛋白の結合体
e.治療用CD45融合蛋白
f.グリコシル化を測定するための方法
g.製造及びグリコシル化増大の方法
h.HGF−CD45融合蛋白及び治療上の使用
I.HGFアイソフォーム特異的抗体を製造及び単離する方法
J.HGFアイソフォーム活性を評価又はモニターするための試験
1.リガンド結合試験及びHGF結合試験
2.リガンド2量体化
3.複合体形成
4.MET及びERK1/2ホスホリル化試験
5.形態形成/血管形成試験
6.有糸分裂誘発/増殖試験
7.遊走誘発/細胞遊走試験
8.アポトーシス試験
9.動物モデル
a.腫瘍抑制試験
b.血管形成性の疾患
K.HGFアイソフォーム及びHGFアイソフォーム組成物の製造、製剤化及び投与
L.HGFアイソフォームのインビボ発現及び遺伝子療法
1.核酸の送達
a.ベクター−エピソーム型及び組み込み型
b.人工染色体及び他の非ウィルス性ベクター送達方法
c.リポソーム及び他のカプセル化形態及び核酸分子を含有する細胞の投与
2.インビトロ及びエクスビボの送達
3.全身、局所及び限局型の送達
M.HGF及び癌及び血管形成
1.腫瘍生育及び転移
a.有糸分裂誘発
b.遊走誘発及び形態形成
2.血管形成
a.血管形成プロセス
b.血管形成における細胞表面受容体
c.腫瘍血管形成におけるHGF
d.他の血管疾患におけるHGF
3.HGFアイソフォーム及び癌及び血管形成
N.HGFアイソフォームを用いた例示される治療
1.癌
2.血管形成性の疾患
a.関節炎及び慢性炎症性疾患
b.眼の疾患
c.子宮内膜症
3.マラリア
4.複合療法
5.HGFアイソフォーム活性の評定
O.実施例。
概略
A.定義
B.肝細胞成長因子(HGF)及びMET受容体
1.HGF
a.HGFドメイン構造
i.N末端ドメイン
ii.クリングルドメイン
iii.β−鎖
2.HGF変異体
a.HGFスプライシング変異体
b.HGF対立遺伝子変異体
3.MET受容体
C.HGFアイソフォーム
1.HGFアイソフォームのクラス
2.オルタナティブスプライシング及びHGFアイソフォームの形成
a.イントロン修飾及びイントロン融合蛋白
i.天然のイントロン融合蛋白
ii.コンビナトリアルイントロン融合蛋白
b.エクソン修飾により形成されるアイソフォーム
2.HGFアイソフォームポリペプチド構造
3.HGFアイソフォーム活性
a.細胞表面作用の改変
b.競合的拮抗剤
c.負の作用を示す抑制性のアイソフォーム
D.HGFアイソフォームを識別して形成するための方法
1.アイソフォームを識別して単離するための方法
2.アイソフォームの対立遺伝子及びスプライシング変異体の識別
E.例示されるHGFアイソフォーム
1.HGFアイソフォーム
2.HGFイントロン融合蛋白
F.HGFアイソフォームポリペプチドをコードする核酸を製造するための方法
1.合成遺伝子及びポリペプチド
2.HGFアイソフォームのクローニング及び単離の方法
3.発現系
a.原核生物発現
b.酵母
c.昆虫細胞
d.哺乳類細胞
e.植物
G.アイソフォーム結合体
1.アイソフォーム融合
a.HGFアイソフォームポリペプチドの進歩した製造のためのHGFアイソフォーム融合
i.組織プラスミノーゲン活性化物質
ii.TPA−HGFイントロン融合蛋白融合
b.キメラ及び合成のイントロン融合ポリペプチド
c. HGF多量体及び多量体化ドメイン
i.ペプチドリンカー
ii.ポリペプチド多量体化ドメイン
(a)免疫グロブリンドメイン
(i)FCドメイン
(ii)キャビティー内への突出(即ちノブ及びホール)
(b)ロイシンジッパー
(i)FOS及びJUN
(ii)GCN4
(c)他の多量体化ドメインR/PKA−AD/AKAP
d.HGF融合を形成及びクローニングする方法
2.ターゲティング剤/ターゲティング剤結合体
3.ペプチドミメティックアイソフォーム
H.血清中半減期及び他の治療特性を改変するための方法
1.N−連結及びO−連結グリコシル化
2.グリコシル化の作用
3.グリコシル化のための治療上の使用
4.血清中半減期を改変するためのCD45の使用
a.CD45の機能
b.CD45の2量体化及びグリコシル化
c.CD45の融合蛋白
d.CD45融合蛋白の結合体
e.治療用CD45融合蛋白
f.グリコシル化を測定するための方法
g.製造及びグリコシル化増大の方法
h.HGF−CD45融合蛋白及び治療上の使用
I.HGFアイソフォーム特異的抗体を製造及び単離する方法
J.HGFアイソフォーム活性を評価又はモニターするための試験
1.リガンド結合試験及びHGF結合試験
2.リガンド2量体化
3.複合体形成
4.MET及びERK1/2ホスホリル化試験
5.形態形成/血管形成試験
6.有糸分裂誘発/増殖試験
7.遊走誘発/細胞遊走試験
8.アポトーシス試験
9.動物モデル
a.腫瘍抑制試験
b.血管形成性の疾患
K.HGFアイソフォーム及びHGFアイソフォーム組成物の製造、製剤化及び投与
L.HGFアイソフォームのインビボ発現及び遺伝子療法
1.核酸の送達
a.ベクター−エピソーム型及び組み込み型
b.人工染色体及び他の非ウィルス性ベクター送達方法
c.リポソーム及び他のカプセル化形態及び核酸分子を含有する細胞の投与
2.インビトロ及びエクスビボの送達
3.全身、局所及び限局型の送達
M.HGF及び癌及び血管形成
1.腫瘍生育及び転移
a.有糸分裂誘発
b.遊走誘発及び形態形成
2.血管形成
a.血管形成プロセス
b.血管形成における細胞表面受容体
c.腫瘍血管形成におけるHGF
d.他の血管疾患におけるHGF
3.HGFアイソフォーム及び癌及び血管形成
N.HGFアイソフォームを用いた例示される治療
1.癌
2.血管形成性の疾患
a.関節炎及び慢性炎症性疾患
b.眼の疾患
c.子宮内膜症
3.マラリア
4.複合療法
5.HGFアイソフォーム活性の評定
O.実施例。
A.定義
特段の記載が無い限り、本明細書において使用する全ての専門的及び技術的な用語は本発明が属する当該分野の当業者が共通して理解しているものと同様の意味を有する。本明細書の開示全体を通じて言及する全ての特許、特許出願、公開された出願及び公開物、GENBANK配列、ウエブサイト及び他の公開された資料は特段の記載が無い限り参照により全体が本明細書に組み込まれる。本明細書に記載する用語に関して複数の定義がある場合は本セクションにおけるものが優先するものとする。URL又は他のそのような識別子又はアドレスに言及する場合は、その表な識別子は変更される場合があり、そしてインターネット上の特定の情報は常時変化しているが、等しい情報は知られており、そして例えばインターネット及び/又は適切なデータベースを検索すること等により容易に入手できるものと理解される。それらに関する言及はそのような情報の入手可能性及び公的流布の証拠と見なす。
特段の記載が無い限り、本明細書において使用する全ての専門的及び技術的な用語は本発明が属する当該分野の当業者が共通して理解しているものと同様の意味を有する。本明細書の開示全体を通じて言及する全ての特許、特許出願、公開された出願及び公開物、GENBANK配列、ウエブサイト及び他の公開された資料は特段の記載が無い限り参照により全体が本明細書に組み込まれる。本明細書に記載する用語に関して複数の定義がある場合は本セクションにおけるものが優先するものとする。URL又は他のそのような識別子又はアドレスに言及する場合は、その表な識別子は変更される場合があり、そしてインターネット上の特定の情報は常時変化しているが、等しい情報は知られており、そして例えばインターネット及び/又は適切なデータベースを検索すること等により容易に入手できるものと理解される。それらに関する言及はそのような情報の入手可能性及び公的流布の証拠と見なす。
本明細書においては、リガンドは受容体1つ以上に結合する細胞外の物質、一般的にはポリペプチドである。リガンドは可溶性であることができ、或いは膜貫通蛋白であることができる。本明細書の目的のためには、リガンドは受容体に結合し、そして受容体によるシグナル伝達を誘導する。
本明細書においては、シグナル伝達とは、例えば、転写因子のような最終調節分子がシグナルに応答して修飾されるまで、一連の中間体分子を経由してシグナルを転移させる膜貫通細胞表面受容体によるリガンドの結合の結果としての蛋白ホスホリル化のような一連の逐次的事象を指す。シグナル伝達によりトリガーされる応答は特定の遺伝子の活性化を包含する。遺伝子の活性化は更なる作用に繋がるが、その理由は遺伝子は蛋白として発現され、その大部分は酵素、転写因子、又はリガンド−受容体相互作用の生物学的活性の何れか1つ以上を媒介する他の代謝活性調節物質であるためである。
本明細書においては、肝細胞成長因子(HGF)とは有糸分裂誘発、形態形成及び遊走誘発を誘導するMET受容体のリガンドを指す。通常はHGFは発生中及び成熟した組織における臓器形成及び組織再生に関与質得る。悪性組織においては、HGFは腫瘍細胞の侵襲、遊走及び増殖を促進することで腫瘍形成に寄与することにより、癌の進行に寄与する。HGFは又癌の生育及び拡張及び他の血管形成性の疾患に寄与する血管形成因子である。一例とし、ヒトHGFは、31アミノ酸シグナルペプチド、アミノ酸34〜124の間にあるN末端ドメインアミノ酸128〜206の間にあるクリングル1ドメイン、アミノ酸241〜288の間にあるクリングル2ドメイン、アミノ酸305〜383の間にあるクリングル3ドメイン、アミノ酸391〜469の間にあるクリングル4ドメイン、及びアミノ酸495〜728の間にあるセリンプロテアーゼドメインを有する728アミノ酸残基のリガンドをコードしている(例えば図2の配列番号3参照)。前駆体蛋白は切断されて69kDaのα−鎖及び34kDaのβ−鎖よりなるジスルフィド結合へテロ2量体を形成する単量体である。HGF遺伝子は17イントロンにより中断された18エクソンよりなる(例えば図1参照)。HGFの例示されるゲノム配列は配列番号1に記載する通りである。HGFのオルタナティブスプライシング変異体が存在する。2つの知られたスプライシング変異体であるNK1及びNK2はN末端ドメイン、及びクリングル1ドメイン(NK1)又はクリングル2及びクリングル2ドメイン(NK2)を含有するトランケーションされたHGFアイソフォームである。NK1及びNK2はMETシグナリングの部分的アゴニストである。NK4と命名されたHGFの操作された変異体がHGFの酵素的切断により形成されており、そして、HGF−METシグナリングの拮抗剤である。HGFは種変異体及び配列番号1に記載するHGFの対立遺伝子変異の何れか1つを包含するHGFの対立遺伝子変異体を包含する。HGFは又ヒト以外の異なる種、例えばウシ、イヌ、ネコ、マウス、ラット、ウマ又はその他においても識別されている。HGFの例示される種変異体は配列番号246〜251の何れか1つに記載の通りである。
本明細書においては、細胞表面受容体(CSR)は細胞の表面上に発現される蛋白であり、そして典型的には、膜貫通ドメイン又は細胞の表面に自身をアンカリングする他の一部分を包含する。受容体として、それは、シグナル伝達又はリガンド内在化のような細胞表面受容体の活性を媒介するか、それに関与するリガンドに結合する。細胞表面受容体は限定しないが、単一の膜貫通受容体及びG蛋白カップリング受容体を包含する。受容体チロシンキナーゼ、例えば成長因子受容体もまた細胞表面受容体に包含される。
本明細書においては、受容体チロシンキナーゼ(RTK)とは、蛋白の成長因子受容体ファミリーのメンバーである蛋白、典型的には糖蛋白を指す。成長因子受容体は典型的には細胞成育、細胞分裂、分化、代謝及び細胞遊走を包含する細胞プロセスに関与している。RTKはまた細胞増殖、分化及び細胞消長の決定並びに腫瘍生育に関与していることがわかっている。RTKは細胞外ドメイン、膜スパニング(膜貫通)ドメイン及び細胞内チロシンキナーゼドメインを包含する保存されたドメイン構造を有する。典型的には、細胞外ドメインはポリペプチド成長因子又は細胞膜関連分子又は他のリガンドに結合する。チロシンキナーゼドメインは受容体の正及び負の調節に関与している。例示されるRTKはMET受容体である。
RTKの2量体化は受容体の触媒的チロシンキナーゼドメイン及びチロシンの自己ホスホリル化を活性化する。キナーゼドメインにおける自己ホスホリル化はチロシンキナーゼドメインを活性化された状態に維持する。蛋白の他の領域の自己ホスホリル化は他の細胞蛋白との受容体の相互作用に影響する。一部のRTKにおいては、細胞外ドメインへのリガンドの結合は受容体の2量体化をもたらす。一部のRTKにおいては、受容体はリガンドの非存在下に2量体化できる。2量体化は又受容体の過剰発現によっても増大させることができる。
本明細書においては、アイソフォームとは相当する蛋白と比較した場合にアイソフォームのアミノ酸配列及びコードされるポリペプチドにおける相違のために同種の蛋白の完全長の野生型(優勢な)の形態と比較して改変されたポリペプチド構造を有する蛋白を指す。本明細書の目的のためには、アイソフォームは細胞表面受容体(CSR)のアイソフォーム及びCSRのリガンドのアイソフォームを包含する。一般的に本明細書に記載するアイソフォームは蛋白の優勢な形態の酵素活性のような活性又は蛋白の構造を改変するために十分なドメイン又はその一部分を欠いている(か又は挿入を含むか、その両方である)。本明細書で改変された活性を有するアイソフォームに言及する場合は、蛋白の完全長又は優勢な形態と比較した場合のアイソフォームの異なる構造又は配列に起因する活性における改変を指す。アイソフォームに言及する場合、活性の改変とは、特定のアイソフォームと優勢な又は野性型の形態との間の活性の相違を指す。活性の相違は活性の増強又は低減を包含する。1つの実施形態において、活性の改変は活性の低減であり;低減は受容体の野生型及び/又は優勢な形態と比較して少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5又は10倍であることができる。典型的には、活性は5、10、20、50、100又は1000倍以上低減する。例えば、リガンドは受容体に結合でき、そして、シグナル伝達を開始するか、それに関与する。
本明細書においては、リガンドアイソフォームとはリガンドの野生型又は優勢な形態のポリペプチドと比較してドメイン又はドメインの一部分を欠いているか、又は、アミノ酸1つ以上の挿入等によるドメインの崩壊を有するリガンドを指す。典型的には、そのようなアイソフォームは同種の受容体をコードする遺伝子のオルタナティブスプライシング変異体によりコードされる。本明細書に記載するリガンドアイソフォームに包含されるものは、受容体に結合できるがシグナル伝達を開始しないもの、又は低減されたレベルのシグナル伝達を開始するものである。そのようなリガンドアイソフォームはリガンド拮抗剤として作用し、そして野生型リガンドと比較してアゴニストとしては低減された活性を保有している。リガンドアイソフォームは一般的にリガンドの野生型完全長及び/又は優勢な形態の活性を改変するために十分なドメイン又はその一部分を欠いており、及び/又はその受容体の活性をモジュレートし、及び/又はドメインとしての構造的特徴を欠いている。そのようなリガンドアイソフォームはまた挿入及び再配列を包含する。リガンドアイソフォームは相当する野生型リガンドからは改変された活性を示すものを包含し;例えばアイソフォームはそれが受容体の2量体化を誘導することができないようにリガンドのドメインの改変を包含することができる。そのような例において、アイソフォームはその受容体に対して完全長野生型リガンドと結合において競合できるが、受容体によるシグナリングは低減又は抑制できる。一般的に活性はリガンドの野生型及び/又は優勢な形態と比較して少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5又は10倍、アイソフォームにおいては改変される。典型的には、活性は少なくとも2、5、10、20、50、100又は1000倍以上改変される。1つの実施形態において、リガンドアイソフォームによる活性の改変はリガンドの優勢な形態と比較した場合の活性の低減である。
本明細書においては、細胞表面受容体(CSR)アイソフォーム、例えば受容体チロシンキナーゼのアイソフォームは、受容体の野生型及び/又は優勢な形態と比較して活性を改変又はモジュレートするために十分なドメイン又はその一部分を欠いているか、又はドメインのような構造的特徴を欠いている。CSRアイソフォームは受容体からは改変された生物学的活性1つ以上を有するアイソフォームを包含することができ;例えばアイソフォームは受容体の正の作用を示す調節ポリペプチドから受容体の負の作用を示す調節ポリペプチドに、例えば受容体ドメインをリガンドとするように、アイソフォームを改変するp185−HER2の細胞外ドメインの改変を包含できる。一般的に、活性は受容体の野生型及び/又は優勢な形態と比較して少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5又は10倍、アイソフォームにおいては改変される。典型的には、活性は少なくとも2、5、10、20、50、100又は1000倍以上改変される。1つの実施形態において、活性の改変は活性の低減である。
本明細書においては、イントロン融合蛋白はドメイン1つ以上又はドメイン1つ以上の一部分を欠いているアイソフォームを指す。更に又、イントロン融合蛋白はエクソンコドンに作動可能に連結した終止コドンを包含するコドン(蛋白の優勢な、又は野性型の形態を参照)1つ以上を含有する核酸分子によりコードされる。イントロン部分は終止コドンであることができ、これによりエクソンイントロン接合部において終止するイントロン融合蛋白をもたらす。イントロン融合蛋白の活性は典型的には、一般的にイントロンアミノ酸残基のトランケーション、欠失及び/又は挿入のために、優勢な形態とは異なっている。このような活性は受容体との相互作用の変化、又は同時刺激性の受容体又はリガンド、受容体リガンド又はコファクター又は受容体活性の他のモジュレーターとの相互作用における相違のために生じる間接的変化を包含する。細胞又は組織から単離された、又は細胞又は組織から単離されたそのようなポリペプチドの配列を有するイントロン融合蛋白は、「天然」である。天然に存在しないがイントロンへの分子の連結により合成又は製造されるものは、「合成」又は「組み換え」又は「コンビナトリアル」と称される。イントロン融合蛋白に包含されるものは、ドメイン1つ以上又はドメイン1つ以上の一部分を欠いていることにより、同種の受容体又はリガンドの活性の改変が、イントロン融合蛋白とその受容体又はリガンドとの間の相互作用又は他の相互作用を介してもたらされているCSRアイソフォーム又はリガンドアイソフォームである。一般的にそのようなアイソフォームはCSR又はリガンド遺伝子によりコードされる野生型又は優勢な形態と比較して短鎖化されている。しかしながらそれらはエクソン部分において挿入又は他の修飾を包含でき、そしてそのため、優勢な形態と同じ大きさ又はより大型のものとなることができる。しかしながら各々は、エクソンの末端におけるCSR又はリガンドアイソフォームのトランケーション、又は、イントロンによりコードされるアミノ酸1、2、3、4、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75以上の付加のいずれかをもたらす、イントロンコード部分に由来する少なくとも1つのコドン(終止コドンを包含する)を包含する核酸分子によりコードされる。
イントロン融合蛋白は、オルタナティブスプライシングされたRNAによりコードされるか、及び/又は、例えばインシリコで識別されたRNA分子から、潜在的スプライシング部位を識別すること、そして次に組み換え法によりそのような分子を製造することにより、合成により製造することができる。典型的には、イントロン融合蛋白は、相当するポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNAの相当する配列中に存在しないイントロン融合蛋白コードRNAにおける終止コドン1つ以上の存在により、短鎖化される。イントロンがエクソン部分とインフレームにオープンリーディングフレームを包含する場合は、イントロンコード部分はポリペプチドに挿入できる。アミノ酸及び/又は終止コドンの付加は、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態とは大きさ及び配列において異なっているイントロン融合蛋白をもたらす。
本明細書の目的のためのイントロン融合蛋白は、天然、コンビナトリアル及び合成のイントロン融合蛋白を包含する。天然のイントロン融合蛋白とは、遺伝子のエクソン1つ以上によりコードされるポリペプチドの部分1つ以上に連結したイントロンによりコードされるアミノ酸1つ以上を含有するオルタナティブスプライシングされたRNA分子によりコードされるポリペプチドを指す。オルタナティブスプライシングされたmRNAは単離されるか、又は、遺伝子内でスプライシングドナーとアクセプター部位を連結することにより、合成により製造できる。天然のイントロン融合蛋白はアミノ酸1つ以上を含有するか、又はイントロンが第1のコドンとして終止コドンを含有するためにエクソン−イントロン接合部においてトランケーションされる。天然のイントロン融合蛋白は一般的に細胞及び/又は組織中に存在する。イントロン融合蛋白は、例えば、スプライシングドナー及びアクセプター部位を識別すること及び可能なコードされたスプライシング変異体を識別することにより、遺伝子によりコードされる配列に基づいて、合成により製造することができる。コンビナトリアルなイントロン融合蛋白とはポリペプチドの野生型又は優勢な形態と比較して短鎖化されているポリペプチドを指す。典型的には、短鎖化により、活性が改変されるように、ポリペプチドから1つ以上のドメイン又はその一部分が除去される。コンビナトリアルなイントロン融合蛋白は同じ遺伝子から誘導された、又は、関連する遺伝子ファミリーにおける遺伝子から誘導された、天然のイントロン融合蛋白中で欠失している1つ以上のドメイン又はその一部分において、天然のイントロン融合蛋白を模倣している場合が多い。天然に存在しないが、結果として生じるコンストラクトがCSRの活性をモジュレートするようにイントロンに分子を連結することにより合成又は製造されるものは、「合成」とされる。
本明細書においては、イントロン融合蛋白又はCSR又はリガンドアイソフォームに言及する場合の天然とは、動物のゲノム内においてコードされている、及び/又は、動物において生産又は形成されるか、又は、遺伝子から生産できる何れかの蛋白、ポリペプチド又はペプチド又はそのフラグメント(適切なスプライシングアクセプター/ドナー部位の存在による)を指す。天然のイントロン融合蛋白は対立遺伝子変異体及び種変異体を包含する。イントロン融合蛋白は翻訳後修飾できる。
本明細書においては、エクソンとはRNAに転写され、そしてスプライシング及び他のRNAプロセシングの後にmRNA(メッセンジャーRNA)のようなRNAの成熟した形態となるヌクレオチドの配列を含有する核酸分子を指す。mRNAは作動可能に連結したエクソン1つ以上を含有する。エクソンはポリペプチド又はポリペプチドの一部分をコードできる。エクソンは又翻訳されていない配列、例えば翻訳調節配列を含有できる。エクソン配列は遺伝子ファミリーメンバーの間で保存されており、相同性を呈する場合が多い。
本明細書においては、イントロンとは、RNA内に転写され、そして次に典型的にはスプライシングによりRNAから取り外されてRNAの成熟した形態、例えばmRNAを生じさせるヌクレオチドの配列を指す。典型的には、イントロンのヌクレオチド配列は成熟したRNA内へは取り込まれず、又、典型的にはイントロンの配列又はその一部分が翻訳又はポリペプチドに取り込まれたりもしない。スプライシングシグナル配列、例えばスプライシングドナー及びアクセプターはRNAからイントロンを除去するために細胞のスプライシング機序により使用される。1つのスプライシング変異体中のイントロンは別の変異体におけるエクソンとなりえる(即ちスプライシングされた転写物内に存在する)ことに留意しなければならない。従って、イントロン融合蛋白をコードするスプライシングされたmRNAはエクソン及びイントロンを包含できる。
本明細書においては、スプライシングとはmRNA中のイントロンが除去されエクソンが作動可能に連結することによりメッセンジャーRNA(mRNA)が生じるような、RNA成熟化のプロセスを指す。
本明細書においては、オルタナティブスプライシングとは遺伝子から複数のmRNAを形成するプロセスを指す。オルタナティブスプライシングは遺伝子の全量未満のエクソンを作動可能に連結すること、及び/又は遺伝子から誘導された全ての転写物中には存在しない1つ以上の交互のエクソン又はイントロンを作動可能に連結することを包含できる。
本明細書においては、エクソンの欠失とはポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNA分子と比較して少なくとも1つのエクソンを欠いている核酸分子を生産するオルタナティブRNAスプライシングの事象を指す。欠失したエクソンを有するRNA分子はそのようなオルタナティブスプライシングにより、又は、何れかの他の方法、例えばエクソンを欠失させるインビトロの方法により生産できる。
本明細書においては、エクソン挿入とは、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNA分子中に典型的には存在しないエクソン少なくとも1つを含有する核酸分子を生産するオルタナティブRNAスプライシングの事象を指す。挿入されたエクソンを有するRNA分子はそのようなオルタナティブスプライシングにより、又は、何れかの他の方法、例えばエクソンを付加又は挿入させるインビトロの方法により生産できる。
本明細書においては、エクソン伸長とは、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNA中の相当するエクソンよりも長さ(エクソン中に含有されるヌクレオチドの数)において高値であるエクソン少なくとも1つを含有する核酸分子を生産するオルタナティブRNAスプライシングの事象を指す。伸長されたエクソンを有するRNA分子はそのようなオルタナティブスプライシングにより、又は、何れかの他の方法、例えばエクソンを伸長させるインビトロの方法により生産できる。一部の場合においては、本明細書に記載する通り、エクソン伸長により生産されたmRNAはイントロン融合蛋白をコードする。
本明細書においては、エクソントランケーションとはポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNA分子中の相当するエクソンと比較してエクソン1つ以上が長さ(ヌクレオチドの数)において低値となるようにエクソン1つ以上のトランケーション又は短鎖化を含有する核酸分子を生産するオルタナティブRNAスプライシングの事象を指す。トランケーションされたエクソンを有するRNA分子はそのようなオルタナティブスプライシングにより、又は、何れかの他の方法、例えばエクソンをトランケーションするインビトロの方法により生産できる。
本明細書においては、イントロン保持とはエクソン1つ以上に作動可能に連結したイントロン又はその一部分を含有する核酸分子を生産するオルタナティブRNAスプライシングの事象を指す。イントロン又はその一部分(一般的に終止コドンのみを包含する1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15以上のコドンをコードするイントロン部分)を保持するRNA分子はそのようなオルタナティブスプライシングにより、又は、何れかの他の方法、例えば保持されたエクソンを有するRNA分子を製造するインビトロの方法により生産できる。一部の場合においては、本明細書に記載する通り、イントロン保持により生産されたmRNAはイントロン融合蛋白をコードする。
本明細書においては、遺伝子配列とも称する遺伝子とは少なくとも1つのポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を包含するRNA内に転写されるヌクレオチドの配列(イントロン及びエクソン)を指す。遺伝子はRNAの転写及びプロセシングを調節するヌクレオチドの配列を包含する。遺伝子は又、プロモーター及びエンハンサーのようなヌクレオチドの調節配列、及び、翻訳調節配列を包含する。
本明細書においては、本明細書に記載するコードされたポリペプチドを参照する場合の同種の遺伝子とは、優勢なポリペプチドをコードし、そして特定のアイソフォームと同じ遺伝子である遺伝子配列を指す。本明細書の目的のためには、同種の遺伝子は天然の遺伝子又は組み換えDNA手法の使用等により合成される遺伝子を包含できる。一般的に、同種の遺伝子はまた特定の細胞又は組織の優勢な形態である。
本明細書においては、スプライシング部位はイントロンの除去及び/又はエクソンの連結に関与する遺伝子内のヌクレオチド1つ以上を指す。スループット部位はスプライシングアクセプター部位及びスプライシングドナー部位を包含する。
本明細書においては、オープンリーディングフレームとは機能的ポリペプチド又はその一部分、典型的には少なくとも約50アミノ酸をコードするヌクレオチドの配列を指す。オープンリーディングフレームは完全長のポリペプチド又はその一部分をコードできる。オープンリーディングフレームは、終止コドンがイントロンにあり、そしてイントロンの全て又は一部分が転写されたmRNAにある場合に、1つ以上のエクソン又はエクソンとイントロンを作動可能に連結することにより形成できる。
本明細書においては、ポリペプチドとは共有結合したアミノ酸2つ以上を指す。「ポリペプチド」及び「蛋白」という用語は本明細書においては互換的に使用する。
本明細書においては、核酸分子又は蛋白の短鎖化を参照する場合のトランケーション又は短鎖化とは、蛋白又は核酸分子の野生型又は優勢な形態と比較して完全長未満であるヌクレオチド又はアミノ酸の配列を指す。
本明細書においては、レファレンス遺伝子とは遺伝子内のイントロン及びエクソンをマッピングするために使用できる遺伝子を指す。レファレンス遺伝子は遺伝子内のイントロン及びエクソンをマッピングするために例えば発現された遺伝子配列と比較することができるゲノムDNA又はその一部分であることができる。レファレンス遺伝子は又、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードする遺伝子であることができる。
本明細書においては、未成熟終止コドンはポリペプチドの野生型又は優勢な形態のような蛋白の完全長の形態を生成又は発生させるために使用される終止コドンよりも前の配列のオープンリーディングフレーム内に生じた終止コドンである。未成熟終止コドンの出現は例えばオルタナティブスプライシング及び突然変異の結果である場合がある。
本明細書においては、発現された遺伝子配列とは、遺伝子から転写された、又は転写されたと予測されるヌクレオチドの何れかの配列を指す。発現された遺伝子配列は、限定しないが、cDNA、EST、及び、例えばスプライシング部位の推定及びスプライシングされた配列のインシリコの形成に基づいた発現配列のインシリコの推定を包含する。
本明細書においては、発現された配列タグ(EST)は発現された遺伝子配列から形成されたヌクレオチドの配列である。ESTはmRNAの集団を用いてcDNAを製造することにより形成される。cDNA分子は例えばmRNA上に存在するポリAテールからプライミングすることにより製造できる。cDNA分子は又、mRNAにおいて内在的にcDNA合成をプライミングするオリゴヌクレオチド1つ以上を用いたランダムプライミングにより製造できる。形成されたcDNA分子を配列決定し、そして配列は典型的にはデータベース中に格納される。ESTデータベースの例はncbi.nlm.nih.gov/dbESTにおいてオンラインで知ることができるdbESTである。各EST配列は典型的には独特の識別子を割り付けられ、そして情報、例えばヌクレオチドの配列、長さ、発現される組織型、及び他の関連データが識別子に関連付けられる。
本明細書においては、本明細書に記載するアイソフォームを参照する場合の同種のリガンドとは特定のアイソフォームと同じ遺伝子によりコードされるリガンドを指す。一般的に、同種のリガンドは又、特定の細胞又は組織における優勢な形態である。
本明細書においては、野生型の形態、例えばポリペプチドの野生型の形態とは、遺伝子によりコードされるポリペプチドを指す。典型的には、野生型の形態とは、機能又は構造を改変する突然変異又は他の修飾を伴わない遺伝子(又はそれから誘導されたRNA又は蛋白)を指し;野生型の形態には種内及び種間の対立遺伝子変異が包含される。
本明細書においては、優勢な形態、例えばポリペプチドの優勢な形態とは、遺伝子から生産された主要なポリペプチドであるポリペプチドを指す。「優勢な形態」とは原料毎に変動する。例えば、異なる細胞又は組織の型は、例えばオルタナティブスプライシングにより、及び/又はオルタナティブ蛋白プロセシングにより、ポリペプチドの異なる形態を製造できる。各細胞又は組織の型において、異なるポリペプチドが「優勢な形態」であることができる。
本明細書においては、ドメインとは、構造モチーフ1つ以上よりなる蛋白内で独立して折畳構造(例えばアルファヘリックス及び/又はベータ鎖がループ領域により連結されたものの組み合わせ)を形成できる、及び/又はキナーゼ活性のような機能的活性により認識される、ペプチド鎖の一部分(典型的には3以上、一般的に5又は7以上のアミノ酸の配列)を指す。蛋白は1つ又は1つより多い、区別されたドメインを有することができる。例えば、ドメインはその中の配列の関連ファミリーメンバーに対する相同性、例えば細胞外ドメインを定義するモチーフとの相同性により、識別、定義又は区別されることができる。別の例においては、ドメインはその機能により、例えば酵素活性、例えばキナーゼ活性、又は生体分子と相互作用する能力、例えばDNA結合、リガンド結合及び2量体化により、区別することができる。ドメインが独立して、又は他の分子と融合した状態で、活性、例えば蛋白分解活性又はリガンド結合を発揮することができるように、ドメインは独立して生物学的機能又は活性を示すことができる。ドメインはポリペプチド由来のアミノ酸の直鎖配列又はアミノ酸の非直鎖配列であることができる。多くのポリペプチドが複数のドメインを含有する。例えば受容体チロシンキナーゼは典型的には細胞外ドメイン、膜スパニング(膜貫通)ドメイン及び細胞内チロシンキナーゼドメインを包含する。
本明細書においては、ドメインの全て又は一部分を欠いているポリペプチドとは、同種のポリペプチドと比較してドメインの1つ以上のアミノ酸又は全てのアミノ酸の欠失を有するポリペプチドを指す。ドメインの全て又は一部分を欠いているポリペプチドにおいて欠失しているアミノ酸は同種のポリペプチドのドメイン内において隣接しているアミノ酸であることができるが、必ずしも隣接している必要はない。ドメインの全て又は一部分を欠いているポリペプチドは変化、例えば同種のポリペプチドの活性と比較した場合のポリペプチドの活性の消失又は低下、又は同種のポリペプチドと比較した場合のポリペプチド内の構造の消失又は付加を呈することができる。
本明細書においては、ドメインの一部分、例えばクリングルドメイン、即ちK4又はセリンプロテアーゼ、即ちSerPは、ドメインの少なくとも1つのアミノ酸、典型的には2、3、4、5、6、8、10、15以上のアミノ酸、ただしドメインを構成するアミノ酸の全てよりは少数を包含する。例えば、同種のリガンドがクリングルドメインを有する場合は、クリングルドメインの全て又は部分を書いているリガンドアイソフォームポリペプチドは同種のリガンドにおける同じアミノ酸の位置に相当するアミノ酸の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20以上のアミノ酸の欠失を有することができる。そのような部分を含有する本明細書に記載する何れかのアイソフォームは所望の活性、例えば細胞表面受容体の活性のモジュレーションを示す。
本明細書においては、ドメインを含有するポリペプチドとは同種のリガンドの相当するドメインを参照する場合に完全なドメインを含有するポリペプチドを指す。完全なドメインは同種のポリペプチド内のその特定のドメインの定義を参照しながら決定される。例えば、ドメインを含むリガンドアイソフォームとは同種のリガンドに存在るような完全なドメインに相当するドメインを含有するアイソフォームを指す。同種のリガンドが例えばアミノ酸位置241〜288に47アミノ酸のクリングルドメインを含有する場合、そのようなクリングルドメインを含むリガンドアイソフォームは同種のリガンドの47アミノ酸ドメインと実質的な同一性を有する47アミノ酸ドメインを含有する。実質的な同一性とは同種のリガンドのドメインと比較した場合に対立遺伝子変異及び保存的置換を含有できるドメインを指す。実質的に同一であるドメインは同種のリガンドのドメインと比較した場合にアミノ酸の欠失、非保存的置換又は挿入を有さない。ドメイン(即ちクリングルドメイン、セリンプロテアーゼドメイン)は頻繁には特定の蛋白におけるドメインとの構造及び/又は配列の相同性により識別される。
そのようなドメインはそれを識別することができる当業者の知る通りである。本明細書における例示のためには、定義を示すが、名称により特定のドメインを認識することは当業者のよく知る通りであると理解される。必要に応じて適切なソフトウエアを使用してドメインを識別することができる。
本明細書においては、N末端ドメインはドメインのPANモジュールスーパーファミリーに属し、これはまた血漿中プレカリクレイン/凝固因子XIファミリーのアップルドメイン及び種々の線虫蛋白のドメインを包含する。PANドメインモジュールは3つのジスルフィド架橋の保存されたコアを含有する。ファミリーの一部のメンバーにおいては、ドメインのN及びC末端を連結する追加的な第4のジスルフィド架橋が存在する。ドメインは多様な蛋白に存在する。一部においては、ドメインは蛋白−蛋白相互作用を媒介し、他のものにおいては蛋白−炭水化物相互作用を媒介する。HGFはMET受容体及びヘパリン分子に結合するN末端ドメインを含有する。HGFのN末端ドメインの構造は2つのジスルフィド架橋により安定化される特徴的なヘアピンループ構造を含有する。
本明細書においては、クリングルドメインは約80アミノ酸を含有し、そして、3つの内在ジスルフィド結合及び追加的な保存された残基により定義される特徴的な折畳パターンを有する。一般的に、クリングルドメインは蛋白−蛋白相互作用に関与している。配列番号3に記載するものとして本明細書に記載する例示HGFは4つのクリングルドメインを含有する。
本明細書においては、セリンプロテアーゼドメインとは一般的に共通の閉鎖型ベータバレル構造を共有するペプチダーゼの大きな群を指す。典型的には、プロテアーゼドメインはプロテアーゼの触媒活性部分である。蛋白のプロテアーゼドメインは、例えばその触媒中心のような、その蛋白分解活性のために必要なその蛋白の不可欠特性の全てを含有する。セリンプロテアーゼの触媒中心は3つのアミノ酸、即ちアスパラギン酸、ヒスチジン及びセリンの触媒3要素である。本明細書に記載する例示HGFにおいては、触媒3要素における残基は、蛋白が蛋白分解活性を有さないように突然変異している。
本明細書においては、対立遺伝子変異体又は対立遺伝子変異とは、集団内の遺伝子のレファレンス形態とは異なる遺伝子によりコードされるポリペプチドを指す(即ち対立遺伝子によりコードされる)。典型的には、遺伝子のレファレンス形態は種のある集団又は単一のレファレンスメンバー由来のポリペプチドの野生型の形態及び/又は優勢な形態をコードする。典型的には、対立遺伝子変異体は同じ種由来の野生型及び/又は優勢な形態と少なくとも80%、90%、95%以上のアミノ酸同一性を有する。
本明細書においては、種変異体とは種間及び種内における同じポリペプチドの変異体を指す。一般的に、種間対立遺伝子変異体は他の種の野生型及び/又は優勢な形態と少なくとも約60%、70%、80%、85%、90%、95%以上の同一性、例えばポリペプチドの野生型及び/又は優勢な形態と96%、97%、98%、99%以上の同一性を有する。
本明細書においては、修飾とはポリペプチドのアミノ酸の配列又は核酸分子のヌクレオチドの配列の修飾を指し、そして、それぞれアミノ酸及びヌクレオチドの欠失、挿入及び交換を包含する。
本明細書においては、指定された(designated)とは、レファレンス又は比較の点としてン分子又はその部分の選択を指す。例えばドメインは選択されたドメイン内において修飾されるポリペプチドを構築する目的のために指定されたドメインとして選択できる。他の例においては、あるイントロンは、選択されたイントロンを包含又は排除するRNA転写物を識別する目的のために指定されたイントロンとして、選択することができる。
本明細書においては、アゴニストとは受容体による最大の応答を誘発する分子を指す。
本明細書においては、部分的アゴニストとは受容体による応答を誘発するが、得られる最大応答はアゴニストのものよりも低値である分子を指す(例えば生理学的リガンド)。
本明細書においては、拮抗剤又は競合的拮抗剤とは、自身が受容体の活性化をもたらすことなく受容体結合に関して野生型又は優勢なリガンドと競合する分子を指す。
本明細書においては、リガンド拮抗剤とはCSRとのリガンドの相互作用から生じる活性に拮抗するアイソフォームの活性を指す。
本明細書においては、抑制する及び抑制とは、未抑制の活性と相対比較して生物学的活性のような活性の低下を指す。
本明細書においては、活性とはポリペプチドのような生物学的分子の機能又は機能呈示又は変化又は相互作用を指す。限定することなく例示すれば、そのような活性は、複合体形成、2量体化、多量体化、受容体関連キナーゼ活性又は他の酵素又は触媒活性、ホスホリル化、脱ホスホリル化、自己ホスホリル化、他の分子と複合体を形成する能力、リガンド結合、触媒又は酵素活性、活性化、例えば自己活性化及び他のポリペプチドの活性化、他の分子の機能の抑制又はモジュレーション、シグナル伝達及び/又は細胞応答の刺激又は抑制、例えば細胞増殖(有糸分裂誘発)、遊走(遊走誘発)、分化(形態形成)、血管形成、生育、分解、膜局在、膜結合及び腫瘍形成性に関わるものである。活性は本明細書に記載する試験により、そして、当該分野で知られた何れかの適当な試験、例えば限定しないが、インビトロ試験、例えば細胞系試験、インビボ試験、例えば特定の疾患に関する動物モデルにおける試験により評価することができる。生物学的活性とはインビボで示される活性を指す。本明細書の目的のためには、生物学的活性とは本明細書に記載するポリペプチドにより示される活性の何れかを指す。
本明細書においては、複合体形成とは蛋白2分子のような分子2個以上の相互作用により複合体が形成されることを指す。相互作用は非共有結合及び/又は共有結合によるものであることができ、そして限定しないが、疎水性及び静電性の相互作用、ファンデルワールス力及び水素結合を包含する。一般的に、蛋白−蛋白相互作用は疎水性相互作用及び水素結合が関与するものである。複合体形成は環境条件、例えば温度、pH、イオン強度及び圧力、並びに蛋白濃度により影響される場合がある。
本明細書においては、2量体化とは受容体の2分子のような同じ型の2分子の相互作用を指す。2量体化は2つの同一の分子が相互作用するホモ2量体化を包含する。2量体化は又、2つの異なる分子、例えばある受容体の2つのサブユニットのヘテロ2量体化、及び、2つの異なる受容体分子の2量体化を包含する。典型的には、2量体化には各分子内に含有される2量体化ドメインの相互作用を介して各々互いに相互作用する2分子が関与している。
本明細書においては、有糸分裂誘発とはある薬剤が有糸分裂及び細胞増殖を誘導するプロセスを指す。
本明細書においては、遊走誘発とは細胞の移動又は遊走を調節するプロセスを指し、そして一般的に一箇所から他の場所への細胞の集団の移動が調節されることを意味する。
本明細書においては、形態形成とは細胞、組織又は臓器の分化及び成長を指す。分化は臓器形成の場合のように、臓器又は部分の構造の形成の間に起こる場合がある。分化は又、細胞がより特殊化された形態又は機能に向けて変化を起こしている場合のように、細胞レベルにおいて起こる場合もある。
本明細書においては、血管形成とは新しい血管の形成を指す。
本明細書においては、「抗血管形成」又は「血管抑制性」の分子とは血管形成を抑制する分子を指す。
本明細書においては、モジュレート又はモジュレーションとは蛋白のような分子の活性の変化を指す。例示される活性は限定しないが、シグナル伝達及び蛋白ホスホリル化のような活性を包含する。モジュレーションは活性の増大(即ちアゴニスト活性のアップレギュレーション)、活性の低減(即ちダウンレギュレーション又は抑制)又は活性における何れかの他の改変(例えば周期性、頻度、持続時間及び動態)を包含する。モジュレーションは状況に応じたものであることができ、そして典型的にはモジュレーションは指定された状態、例えば野生型の蛋白、構成的状態の蛋白、指定された細胞型又は状態において発現される蛋白等と比較される。
本明細書においては、細胞表面受容体の活性をモジュレートすることに言及する場合は、それはCSR又はリガンドアイソフォームが受容体とある態様において相互作用し、これにより、活性、例えば限定しないがリガンド結合、2量体化及び/又は他のシグナル伝達関連活性が改変されることを意味する。
本明細書においては、改変された活性を有するリガンドアイソフォーム、例えばHGFアイソフォームに言及する場合、これは、CSR又はリガンドアイソフォームの同種の受容体又はリガンドと比較した場合の異なる構造又は配列による活性の改変を指す。
本明細書においては、組成物とは何れかの混合物を指す。それは溶液、懸濁液、液体、粉末、ペーストの水性、非水性のもの、又はその何れかの組み合わせであることができる。
本明細書においては、組み合わせとは2つ以上の品目の間又は品目内における何れかの会合を指す。組み合わせは2つ以上の別個の品目、例えば2つの組成物又は2つの収集物であることができ、その混合物、例えば2つ以上の品目の単一の混合物又は何れかのその変形例であることができる。組み合わせの要素は一般的に機能的に関連するか関係付けられる。キットは組み合わせ又はその要素の使用のための説明書を場合により包含する、及び/又は、キットが意図する方法において使用される他の試薬及び容器及び道具及び装置を場合により包含スル、パッケージされた組み合わせである。
本明細書においては、薬学的作用とは疾患又は障害の治療のため、又はその症状の緩解のために意図される薬剤の投与により観察される作用を指す。
本明細書においては、治療とは状態、障害又は疾患又は他の適応症の症状が緩解又は別様に有益に改変される何れかの態様を意味する。
本明細書においては、HGFの関与する疾患又はHGF媒介疾患とは、HGFが役割を果たしており、そのためその活性のモジュレーションが疾患又は疾患の症状の治療に影響するような何れかの疾患を指す。HGF媒介疾患に包含されるものは、HGF−METシグナリングが関与するMET媒介疾患、並びに他のCSR、例えばFGFR又はVEGFRによるシグナリングが関与する他の血管形成性の疾患である。そのような疾患の例は、癌及び望ましくない細胞増殖、血管形成及び炎症反応又は応答が関与している他の疾患を包含する。
本明細書においては、治療効果とは疾患又は状態の症状を改変、典型的には改善又は緩解するか、又は、疾患又は状態を治癒させる、対象の治療から得られる効果を意味する。治療有効量とは対象に投与後の治療効果をもたらす組成物、分子又は化合物の量を指す。
本明細書においては、「対象」という用語は人間のような哺乳類を包含する動物を指す。
本明細書においては、患者とはヒト対象を指す。
本明細書においては、血管形成性の疾患(又は血管形成関連疾患)は血管形成の均衡が改変されるかその時期が改変される疾患である。血管形成性の疾患は血管形成の改変、例えば望ましくない脈管形成が起こるものを包含する。そのような疾患は限定しないが、細胞増殖性の障害、例えば癌、糖尿病性網膜症及び他の糖尿病合併症、炎症性疾患、子宮内膜症及び過剰な脈管形成が疾患プロセスの部分となっている他の疾患、例えば上記したものを包含する。
本明細書においては、インシリコとはコンピューターを用いて実施される研究及び実験を指す。インシリコの方法は、限定しないが、分子モデリング試験、生体分子ドッキング実験及び分子構造及び/又はプロセス、例えば分子相互作用の仮想的標示を包含する。
本明細書においては、生物学的試料とは生体又はウィルスの原料又は巨大分子及び生物学的分子の他の原料から得られる何れかの試料を指し、そして核酸又は蛋白又は他の巨大分子の入手元となり得る対象の何れかの細胞型又は組織を包含する。生物学的試料は生物学的原料から直接得られた試料又は処理された試料であることができる。例えば、増幅される単離された核酸は生物学的試料を構成する。生物学的試料は限定しないが、体液、例えば血液、血漿、血清、脳脊髄液、滑液、尿及び汗、動物及び植物由来の組織及び臓器の試料、及び、それらから誘導された処理済試料を包含する。同様に包含されるものは土壌及び水の試料及び他の環境試料、ウィルス、細菌、カビ、藻類、原生動物及びそれらの成分である。
本明細書においては、巨大分子は数百〜数百万の分子量を有する何れかの分子を指す。巨大分子はペプチド、蛋白、ヌクレオチド、核酸、及び、一般的には生物により合成されるが合成により、又は、組み換え分子生物学の方法を用いても製造できる他のこのような分子を包含する。
本明細書においては、生物学的分子は天然に存在する何れかの化合物又はその誘導体である。例示される生物学的分子は限定しないが、オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、蛋白、ペプチド、アミノ酸、ペプチド核酸(PNA)、オリゴ糖類及び単糖類を包含する。
本明細書においては、「核酸」という用語は1本鎖及び/又は2本鎖のポリヌクレオチド、例えばデオキシリボ核酸(DNA)及びリボ核酸(RNA)並びにRNA又はDNAの何れかの類縁体又は誘導体を指す。同様に「核酸」という用語に包含されるものは、ペプチド核酸(PNA)、ホスホロチオエートDNA及び他のこのような類縁体及び誘導体又はそれらの組み合わせのような核酸の類縁体である。核酸はデオキシリボ核酸(DNA)及びリボ核酸(RNA)のようなポリヌクレオチドを指すことができる。用語は更に、等価物として、ヌクレオチド類縁体、1本鎖(センス又はアンチセンス)及び2本鎖ポリヌクレオチドから作成したRNA又はDNAの誘導体、変異体及び類縁体を包含する。デオキシリボヌクレオチドはデオキシアデノシン、デオキシシチジン、デオキシグアノシン及びデオキシチミジンを包含する。RNAについては、ウラシル塩基はウリジンである。
本明細書においては、「ポリヌクレオチド」という用語は、デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸(RNA)及び例えばヌクレオチド類縁体又はホスホジエステル結合以外の「骨格」結合、例えばホスホトリエステル結合、ホスホロアミデート結合、ホスホロチオエート結合、チオエステル結合又はペプチド結合(ペプチド核酸)を含有するDNA又はRNAの誘導体を包含する、少なくとも2つの連結されたヌクレオチド又はヌクレオチド誘導体を含有するオリゴマー又は重合体を指す。「オリヌクレオチド」という用語はもまた本明細書においては「ポリヌクレオチド」と本質的に同義に使用されるが、当業者の知る通り、オリヌクレオチド、例えばPCRプライマーは一般的に約50〜100ヌクレオチド長より短い。
ポリヌクレオチドはヌクレオチド類縁体、例えばポリヌクレオチドの質量の差異をもたらす質量修飾ヌクレオチド;ポリヌクレオチドの検出を可能にする蛍光、放射性、ルミネセント又はケミルミネセントの標識のような検出可能な標識を含有するヌクレオチド;又は固体支持体へのポリヌクレオチドの固定化を容易にするビオチン又はチオール基のような反応性の基を含有するヌクレオチドを包含することができる。ポリヌクレオチドは又、例えば化学的、酵素的又は光分解により選択的に切断できる骨格1つ以上を含有できる。例えばポリヌクレオチドは1つ以上のデオキシリボヌクレオチド、それに後続する1つ以上のリボヌクレオチド、それに後続できる1つ以上のデオキシリボヌクレオチドを包含でき、そのような配列は塩基加水分解によりリボヌクレオチド配列において切断可能である。ポリヌクレオチドは又切断に対して比較的抵抗性である結合1つ以上を含有することができ、例えばキメラオリゴヌクレオチドプライマーが挙げられ、これに含まれることができるものはペプチド核酸結合により連結されたヌクレオチド及び3’末端の少なくとも1つのヌクレオチドであり、これはホスホジエステル結合又は他の適当な結合により連結され、そしてポリメラーゼにより伸長することができる。ペプチド核酸配列は当該分野で良く知られている方法を用いて製造できる(例えばWeiler等、Nucleic acids Res.25:2792−2799(1997)参照)。
本明細書においては、合成とは、合成の配列及び合成の遺伝子に関する場合、組み換え法により、及び/又は、化学合成法により製造された核酸分子を指す。
本明細書においては、オリゴヌクレオチドとはDNA、RNA、核酸類縁体、例えばPNA及びこれ等の組み合わせを包含する重合体を指す。本明細書の目的のためには、プライマー及びプローブは1本鎖オリゴヌクレオチドであるか、又は部分的に1本鎖のオリゴヌクレオチドである。
本明細書においては、プライマーとは、プライマー伸長産物の合成を開始できる原料となる2つ以上、一般的には3つより多いデオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチドを含有するオリゴヌクレオチドを指す。合成に適する実験条件はヌクレオシドトリホスフェート及び重合と伸長のための物質、例えばDNAポリメラーゼ、及び適当な緩衝液、温度及びpHの存在を包含する。
本明細書においては、組み換えDNA法を用いることによる組み換え手段による製造とは、クローニングされたDNAによりコードされる蛋白を発現するための分子生物学のよく知られた方法の使用を指す。
本明細書においては、分子、例えば核酸分子、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド又は抗体に言及する場合の「単離された」とは、分子がその自然環境において存在する状態から人為的に改変されていることを示す。例えば、組み換え宿主細胞により製造され、及び/又はその内部に含有されている分子は、「単離された」と見なされる。同様に、ネイティブの原料又は組み換え宿主細胞から部分的又は実質的に精製されているか、又は、合成法により製造されている分子は、「単離された」と見なされる。意図する用途に応じて、単離された分子は何れかの形態、例えば動物、細胞又はその抽出液中;脱水され、蒸気、溶液又は懸濁液中に、又は固体支持体上に固定化されて存在することができる。
本明細書においては、「ベクター」という用語は、自身が連結されている別の核酸を輸送することができる核酸分子である。ベクターの1つの型はエピソーム、即ち余剰な染色体の複製が可能な核酸である。ベクターは自己複製及び/又は自身が連結されている核酸の発現が可能なものを包含する。自身が作動可能に連結している遺伝子の発現を指向できるベクターは本明細書においては「発現ベクター」ト称する。一般的に、発現ベクターは「プラスミド」の形態である場合が多く、これは、そのベクター形態において染色体には結合しない一般的には環状の2本鎖DNAループである。プラスミドがベクターの最も一般的に使用されている形態であるため、「プラスミド」及び「ベクター」は互換的に使用される。発現ベクターの他の形態は等価な機能を発揮し、そして後に当該分野で知られる用になるものを包含する。
本明細書においては、「トランスジェニック動物」とは、動物の細胞の1つ以上が人的介入により、例えば当該分野で良く知られているトランスジーン手法により導入された異種の核酸を含有する、何れかの動物、一般的に非ヒト動物、例えば哺乳類、鳥類又は両生類を指す。核酸は直接、又は間接的に細胞の前駆体内への導入により、意図的な遺伝子操作により、例えばマイクロインジェクションによるか、又は組み換えウィルスによる乾癬により、細胞内に導入される。この分子は染色体内に安定に組み込まれることができ、即ち、染色体の部分として複製できるか、又は、それは染色体外で複製するDNAであることができる。典型的なトランスジーン動物においては、トランスジーンは細胞に蛋白の組み換え型を発現させる。
本明細書においては、レポーター遺伝子コンストラクトは転写制御配列に作動可能に連結したレポーターをコードする核酸を包含する核酸分子である。レポーター遺伝子の転写はこれ等の配列により制御される。これ等の制御配列の少なくとも1つ以上の活性は、直接、又は間接的に、他の分子、例えば細胞表面蛋白、細胞内のシグナル伝達に関与する蛋白又は小分子により調節される。転写制御配列はプロモーター及びプロモーターの活性をモジュレートする他の調節領域、例えばエンハンサー配列、又はRNAポリメラーゼの活性又は効率をモジュレートする制御配列を包含する。このような配列は本明細書においては創傷して転写制御エレメント又は配列と称する。更に又、コンストラクトは形成されるmRNAの翻訳を改変するヌクレオチドの配列を包含し、これによりレポーター遺伝子産物の量を改変することができる。
本明細書においては、「レポーター」又は「レポーター部分」とは、目的の分子、例えば細胞により発現される蛋白、又は生物学的粒子の検出を可能にする何れかの一部分を指す。典型的なレポーター部分は、例えば、蛍光蛋白、例えば赤色、青色及び緑色蛍光蛋白(例えばRenilla種及び他の種由来のGFPを提供する米国特許6,232,107参照)、E.coli由来のlacZ遺伝子、アルカリホスファターゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)及び他のこのようなよく知られた遺伝子を包含する。細胞内での発現のためには、本明細書において「レポーター遺伝子」と称するレポーター部分をコードする核酸は目的の蛋白との融合蛋白として、又は目的のプロモーターの制御下に、発現することができる。
本明細書においては、核酸の配列に言及する場合の「作動可能に連結」という表現は、1本鎖又は2本鎖の形態に関わらずDNA又はRNAのような核酸の1片内に核酸分子又はそのセグメントが共有結合的に連結されていることを意味する。セグメントは必ずしも隣接しておらず、むしろ2つ以上の要素は、要素がそれらの意図する態様に置いてそれらが機能できるようにする関係にあるように並列している。例えば、RNAのセグメント(エクソン)はスプライシング等により共有結合的に連結することにより単一のRNA分子を形成することができる。別の例においては、DNAセグメントは共有結合的に連結することができ、これにより一方のセグメント上の調節配列の制御がもう一方のセグメントの発現又は複製又は別のそのような制御を制御することができる。即ち、レポーター又は何れかの他のポリヌクレオチドに作動可能に連結した調節領域、又は、調節領域に作動可能に連結したレポーター又は何れかのポリヌクレオチドの場合は、ポリヌクレオチド/レポーターの発現は調節領域により影響又は制御(例えばモジュレート又は改変、例えば増大又は低減)される。遺伝子発現については、ヌクレオチドの配列及び調節配列は適切な分子シグナル、例えば転写活性化蛋白が調節配列に結合した場合に遺伝子発現を制御又は可能にするような態様において連結される。異種核酸、例えばDNAの、ヌクレオチドの調節及びエフェクター配列、例えばプロモーター、エンハンサー、転写及び翻訳の終止部位及び他のシグナル配列への作動可能な連結は、そのようなDNAとそのようなヌクレオチド配列の間の関係を指す。例えば、プロモーターへの異種DNAの作動可能な連結は、そのようなDNAの転写が、読み枠においてDNAを特異的に認識し、結合し、そして転写するRNAポリメラーゼによりプロモーターから開始されるような、DNAとプロモーターの間の物理的関係を指す。
本明細書においては、ポリペプチドのアミノ酸に言及する場合の「作動可能に連結」という用語はアミノ酸の共有結合(直接又は間接)を指す。例えばリガンドをコードする遺伝子のイントロンによりコードされる少なくとも1つのアミノ酸に作動可能に連結したHGFのようなリガンドの少なくとも1つのドメインはリガンド由来のドメインのアミノ酸がリガンド遺伝子由来のイントロンによりコードされるアミノ酸に共有結合的に連結されていることを意味する。典型的にはペプチド結合を介した直接のそのような連結は、例えばリンカーを介するか、又は非ペプチド連結を介して間接的に行うこともできる。従って、細胞表面受容体をコードする遺伝子のイントロンによりコードされる少なくとも1つのアミノ酸に作動可能に連結したリガンドの少なくとも1つのドメインを含有するポリペプチドはイントロン融合蛋白であることができる。そのようなポリペプチドをコードする核酸は、イントロン配列がスプライシングされるか、又は別様に、細胞表面受容体のドメインをコードするエクソン配列にインフレームに共有結合する場合に、製造できる。核酸分子の翻訳は、イントロン配列によりコードされる終止コドンを最小限含有するアミノ酸のイントロンコード部分がリガンドのドメインに共有結合しているポリペプチドを生成する。それらは又、イントロンを含有する部分にエクソンを含有する部分を連結することによる合成による生成が可能であり、その例としては、エクソンがイントロン部分とは異なる、又はその逆であるアイソフォーム、例えば異なるリガンドアイソフォーム又は細胞表面受容体アイソフォームによりコードされているキメライントロン融合蛋白が挙げられる。
本明細書においては、アイソフォーム及びイントロン融合蛋白のようなポリペプチドの形成に言及する場合の「核酸から形成された」という表現は、ポリペプチド分子の記号通りの形成、及び、アミノ酸の配列への核酸配列の翻訳に由来するポリペプチドのアミノ酸配列の形成を包含する。
本明細書においては、結合体とは核酸又はポリペプチドが共に連結していることを指す。コンジュゲーションは直接又は間接的に行うことができる。一部の例においては、ペプチドリンカー、制限酵素リンカー、又は他のリンカーのようなリンカーを使用できる。コンジュゲーションはまた化学的に、例えばへテロ二官能性交差結合試薬を用いることにより行うこともできる。
本明細書においては、交差結合とは共有結合により2つ以上の分子を化学結合させるプロセスを指す。交差結合試薬は蛋白又は他の分子上の特定の官能基(第1アミン、スルヒドリル等)に対する反応性の末端を含有する。交差結合剤はホモ又はへテロ二官能性交差結合剤を包含する。ホモ2官能性交差結合剤は2つの同一の反応性の基を有し、そして頻繁には、蛋白を相互に交差結合するか、又は、第4構造を安定化させるために1工程反応操作法において使用される。ヘテロ二官能性交差結合剤は望ましくない重合又は自己コンジュゲーションを最小限にするために役立つ、逐次的(2段階)コンジュゲーションを可能にする2つの異なる反応性の基を保有する。
本明細書においては、融合蛋白とは組み換えDNA手法を介して作成される蛋白を指し、そして、1つの遺伝子の核酸配列の全て又は部分を、他の遺伝子の核酸配列の全て又は部分と作動可能に連結することにより得られる。一部の場合においては、融合は2つ以上の蛋白又はペプチドを含有するキメラ蛋白をコードできる。
本明細書においては、ポリペプチドに言及する場合の製造とは、発現された蛋白(又は回収可能又は単離可能な発現された蛋白)の発現及び回収を指す。蛋白の製造に影響することができる要因は選択された発現系及び宿主細胞、細胞培養条件、宿主細胞による蛋白の分泌、及び、精製目的のために蛋白を検出する能力を包含する。蛋白の製造は例えば細胞培養培地内への蛋白の分泌を評価することによりモニタリングできる。
本明細書においては、「進歩した製造」とは対照ポリペプチドの製造と比較してポリペプチドの製造の増大を指す。例えばアイソフォーム融合蛋白の製造を融合蛋白ではない、又は、異なる融合を含有する相当するアイソフォームと比較する。例えばtPAプレ/プロ配列を含有するアイソフォームの製造を、自身の内因性シグナル配列を含有するアイソフォームと比較できる。一般的に、蛋白の製造は、概ね、又は少なくとも、1、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10倍又はそれ以上、向上させることができる。典型的には、蛋白の製造は、アイソフォーム融合ではない、又は同じ融合を含有しない相当するアイソフォームと比較して、5、10、20、30、40、50倍又はそれ以上向上させることができる。
本明細書においては、分泌とは外部の細胞環境内に、又は、グラム陰性細菌の場合はペリプラズムの空間内に蛋白が輸送されるプロセスを指す。一般的に分泌は細胞内における分泌経路を介して生じ、例えば真核生物の細胞においては、これには小胞体及びゴルジ体が関与する。
本明細書においては、「前駆体配列」又は「前駆体ペプチド」又は「前駆体ポリペプチド」とは、プロセシングされ、そして、プロセシング又は切断の前にはポリペプチドの末端、典型的にはアミノ末端に存在する、アミノ酸の配列を指す。前駆体配列は連結されたポリペプチドの分泌及び/又はトラフィッキングを起こすアミノ酸の配列を包含する。前駆体配列は機能的部分1つ以上を包含できる。例えば、プレ配列(シグナルポリペプチド)及び/又はプロ配列を包含できる。ポリペプチドから成熟ポリペプチドへのプロセシングによりポリペプチドからの前駆体配列の切断が起こる。前駆体配列は、それがプレ配列及びプロ配列を包含している場合は、プレ/プロ配列とも称することができる。
本明細書においては、「プレ配列」、「シグナル配列」、「シグナルペプチド」、「リーダー配列」又は「リーダーペプチド」とは、分泌経路に蛋白をターゲティングし、そして、小胞体膜に転座した後は発生中の鎖から切断される発生中のポリペプチドのアミノ末端における配列を指す。
本明細書においては、プロ配列とはポリペプチドに連結された場合に、例えば限定しないが、正しい折畳み及び成熟ポリペプチドのジスルフィド結合の形成に寄与すること、プロペプチドの切断時のポリペプチドの活性化に寄与すること、及び/又は認識部位としての寄与等の多様な調節機能を示すことができるプロペプチドをコードする配列を指す。一般的に、プロ配列は分泌の前に細胞内で分解されるが、エキソプロテアーゼにより細胞外で分解される場合もある。一部の例においては、プロ配列は自己触媒的に分解されるが、別の例においては他のポリペプチドプロテアーゼがプロ配列を分解する。
本明細書においては、相同とは相互に相当し、そして相互に同一であるか、極めて同様である(即ち相同体である)異なる種に由来する核酸分子又はポリペプチドのような分子を指す。
本明細書においては、異種とは活性又は配列においてユニークである核酸又はポリペプチドのような分子を指す。異種分子は別個の遺伝子原料又は種から誘導できる。本明細書の目的のためには、異種分子は、起源に関わらず、CSR又はリガンドアイソフォーム又はその対立遺伝子変異体以外の、蛋白又はポリペプチドである。即ち、CSR又はリガンドアイソフォームに異種である分子は、CSR又はリガンドアイソフォームから誘導されておらず、それに内因性のものではなく、そしてその配列と相同でもない配列を含有する何れかの分子を包含する。本明細書の目的の異種分子の例は同じか又は異なる種の異なるポリペプチドに由来する分泌シグナル、タグ、例えば融合タグ又は標識、又はCSRアイソフォーム又はリガンドと相同ではなく、自身の配列がこのものと同じではない何れかの他の分子の全て又は部分を包含する。異種分子は融合又はキメラ分子の形成のための目的の核酸又はポリペプチドの配列に融合させることができる。
本明細書においては、異種分泌シグナルとは、CSR又はリガンドアイソフォームのシグナル配列とは配列が異なる同じか又は異なる種に由来するポリペプチドに由来するシグナル配列を指す。異種分泌シグナルはそれの誘導元である宿主細胞において使用でき、或いは、それはシグナル配列の誘導元である細胞とは異なる宿主細胞で使用できる。
本明細書においては、内因性前駆体配列又は内因性シグナル配列とは、ポリペプチドの全て又は部分に会合している天然に存在するシグナル配列を指す。CSR及びリガンドアイソフォームのシグナル配列の大まかな位置は、その相当する同種の受容体又はリガンドシグナル配列に基づけば、当業者の知る通りである。しかしながらシグナルペプチドのC末端境界は、典型的にはシグナルペプチドC末端境界の何れかの側の約5アミノ酸以下において、変動してよい。シグナル配列を発見し、そしてその切断部位を予測するためのアルゴリズムを入手することができ、そしてそれは当該分野で知られているものである(例えばChou等、(2001)、Proteins 42:136;McGeoch等、(1985)Virus Res.3:271;von Heijne等、(1986)Nucleic Acids Res.14:4687を参照できる)。
本明細書においては、組織プラスミノーゲン活性化物質(tPA)とはフィブリン溶解活性を有し、そして典型的には5ドメイン(フィンガー、成長因子、クリングル−1、クリングル−2、及びプロテアーゼドメイン)を有する構造を有する外因性(組織型)プラスミノーゲン活性化物質を指す。哺乳類t−PAはヒトを包含する何れかの動物に由来するt−PAを包含する。他の種は、限定しないが、ウサギ、ラット、ブタ、非ヒト霊長類、ウマ、ネズミ、イヌ、ネコ、ウシ及びヒツジのtPAを包含する。ヒト及び非ヒト種由来の前駆体ポリペプチドを包含するtPAをコードする核酸は当該分野で知られている。
本明細書においては、tPA前駆体とはtPA由来のプレ配列及びプロ配列を包含するアミノ酸残基の配列を指す(即ちプレ/プロ配列、例えば米国特許6,693,181及び米国特許4,766,075参照)。このポリペプチドは天然にtPAと会合しており、そして細胞由来のtPAの分泌を指向するように作用する。tPAに関わる例示される前駆体配列は配列番号253に記載する通りであり、そして配列番号252に記載する核酸配列によりコードされている。前駆体配列はシグナル配列(アミノ酸1〜23)及びプロ配列(アミノ酸24〜35)を包含する。プロ配列は2つのプロテアーゼ切断部位を有し、うち1つは残基32の後方、もう1つは残基35の後方にある。前駆体配列の例示される種変異体は配列番号258〜265の何れか1つに記載の通りであり;例示されるヌクレオチド及びアミノ酸の対立遺伝子変異体は配列番号256又は257に記載する通りである。
本明細書においては、tPA全基体配列の全て又は一部分とは、細胞由来のtPAのプロセシング及び/又は分泌を指向するために十分なtPA前駆体配列のアミノ酸の何れかの隣接する部分を指す。前駆体配列の全て又は一部分は配列番号253に示され、そして配列番号252によりコードされる野生型又は優勢なtPA前駆体配列、配列番号257に示されるその対立遺伝子変異体、又は、配列番号256〜265に示される種変異体の全て又は一部分を包含できる。例えば、配列番号253に記載する例示されるtPA前駆体配列については、tPA前駆体配列の一部分はアミノ酸1〜23、又はアミノ酸24〜35、24〜32又はアミノ酸33〜35、又は配列番号253に記載するアミノ酸1〜35の何れかの他の隣接する配列を包含できる。
本明細書においては、例えばアイソフォームの活性な部分に言及する場合のポリペプチドの活性な部分とは、活性を有するポリペプチドの一部分を指す。
本明細書においては、蛋白の精製とは、例えばDNA、細胞膜及び他の蛋白を包含する細胞及び組織の成分を含有できるホモジネート等から蛋白を単離するプロセスを指す。蛋白は当該分野で知られた種々の方法の何れか、例えばその等電点に応じて段階的pHを有するゲル又はイオン交換カラムを通過させて泳動させることにより、それらのサイズ又は分子量に応じてサイズエクスクルージョンクロマトグラフィーを介するか又はSDS−PAGE(ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲルクロマトグラフィー)分析によるか、又はそれらの疎水性に応じて、精製することができる。他の精製手法は、例えば限定しないが、沈殿又はアフィニティークロマトグラフィー、例えばイムノアフィニティークロマトグラフィー及びこれ等の方法の何れかの組合せを包含する他の手法及び方法を包含する。更に又、精製は分子上のタグ、例えばアフィニティー精製用のhisタグ又は識別用の検出可能なマーカーを使用することにより容易にすることができる。
本明細書においては、検出とは蛋白の可視化(眼によるか、装置による)を可能にする方法を包含する。蛋白は蛋白に特異的な抗体を用いて可視化できる。蛋白の検出は又、エピトープタグ又は標識を包含するタグに蛋白を融合させることにより、容易にすることができる。
本明細書においては、「タグ」とは典型的にはポリペプチドのN又はC末端に吹かされるアミノ酸の配列を指す。ポリペプチドに融合したタグを包含させることは、ポリペプチドの精製及び/又は検出を容易にすることができる。
本明細書においては、エピトープタグは、抗体形成の対象となり得るエピトープを与えるには十分であるが、それが融合するポリペプチドの活性を妨害しない程度に十分短い残基を有するアミノ酸の配列を包含する。適当なタグポリペプチドは一般的に少なくとも6アミノ酸残基、通常は約8〜50アミノ酸残基を有する。
本明細書においては、標識は標識されたアイソフォームを形成するように、アイソフォームに直接又は間接的に結合体化される検出可能な化合物又は組成物を指す。標識はそれ自体検出可能であるか(例えば放射性同位体方式又は蛍光標識)、又は、酵素標識の場合は、基質化合物の組成物の化学的改変を触媒することができ、それを次に検出する。標識の非限定的な例は蛍光発生部分、緑色蛍光蛋白又はルシフェラーゼを包含する。
本明細書においては、融合タグポリペプチドはタグポリペプチドに融合されたアイソフォームポリペプチドを含有するキメラポリペプチドを指す。
本明細書においては、発現とは遺伝子のコードされた情報を細胞内に存在して作動している構造に変換するプロセスを指す。発現された遺伝子はmRNAに転写させ、その後蛋白に翻訳されるもの、及び、RNAに転写されるが蛋白に翻訳されないもの(例えば転移及びリボソームRNA)を包含する。本明細書の目的のためには、発現される蛋白は細胞内部、例えば細胞質内に保持されることができ、又は、細胞から分泌されることができる。蛋白の全発現も挙げられる。
本明細書においては、融合コンストラクトとは、ある核酸分子に由来するあるコーディング配列及び別の核酸分子由来のコーディング配列を含有する核酸配列を指し、ここで、融合コンストラクトが宿主細胞内で転写及び翻訳される場合に2つの蛋白を含有する蛋白が製造されるようにコーディング配列は同じ読み枠にある。2つの分子はコンストラクト中隣接するか、又は1、2、3以上、ただし典型的には10、9、8、7、6アミノ酸より少数を含有するリンカーポリペプチドにより分離されていることができる。融合コンストラクトによりコードされる蛋白産物は融合ポリペプチドと称される。
本明細書においては、アイソフォーム融合蛋白又はアイソフォーム融合ポリペプチドとは、イントロン配列を有するか有さないアイソフォーム由来のコーディング配列、及び、前駆体配列又はエピトープタグのような別のポリペプチドをコードするコーディング配列を含有する核酸分子によりコードされるポリペプチドを指す。核酸は、アイソフォーム融合コンストラクトが転写及び翻訳される場合に、アイソフォームポリペプチドが別のペプチドに直接又はリンカーを介して連結されているアイソフォーム融合ポリペプチドが製造されるように作動可能に連結している。アイソフォームポリペプチドは典型的にはN又はC末端又は両方において、他のポリペプチド1つ以上に連結している。
本明細書においては、プロモーター領域とは、それが作動可能に連結しているDNAの転写を制御する遺伝子のDNAの一部分を指す。プロモーター領域はRNAポリメラーゼの認識、結合及び転写の開始のために十分であるDNAの特異的な配列を包含する。プロモーター領域のこの一部分をプロモーターと称する。更に又、プロモーター領域はRNAポリメラーゼのこの認識、結合及び転写開始活性をモジュレートする配列を包含する。これ等の配列はシス作用することができ、或いは、トランス作用因子に応答することができる。プロモーターは調節の性質に応じて構成的であるか、又は調節されることができる。
本明細書においては、調節領域は作動可能に連結された遺伝子の発現に正又は負の方向に影響するシス作用ヌクレオチド配列を意味する。調節領域は遺伝子の誘導(即ち増大した転写のためには物質又は刺激を必要とする)発現をもたらすヌクレオチドの配列を包含する。インデューサーが存在するか又は増大した濃度にある場合、遺伝子発現を増大させることができる。調節領域は又、遺伝子発現の抑制をもたらす配列を包含する(即ち物質又は刺激が転写を低減する)。リプレッサーが存在するか又は増大した濃度にある場合、遺伝子発現を低減させることができる。調節領域は多くのインビボの生物学的活性、例えば細胞増殖、細胞成育及び死滅、細胞分化及び免疫モジュレーションに対して、影響、モジュレート又は制御することが知られている。調節領域は典型的にはトランス作用性の蛋白1つ以上に結合し、これにより遺伝子の転写の増大又は低減の何れかが生じる。
遺伝子調節領域の特定の例はプロモーター及びエンハンサーである。プロモーターは転写又は翻訳の開始部位の周囲に位置する、典型的には翻訳開始部位の5’側に位置する配列である。プロモーターは通常は翻訳開始部位の1Kb以内に位置するが、更に遠位に、例えば2Kb、3Kb、4Kb、5Kb以上〜10Kbまでに位置することもできる。エンハンサーは遺伝子の5’又は3’側に位置する場合、又はエクソン又はイントロン又はその一部に位置する場合は、遺伝子発現に影響することがわかっている。エンハンサーは又遺伝子からかなりの距離で、例えば約3Kb、5Kb、7Kb、10Kb、15Kb以上の距離で機能できる。
調節領域は又、プロモーター領域に加えて、翻訳、イントロンのシグナルのスプライシング、mRNAのインフレームの翻訳を可能にする遺伝子の正しい読み枠の維持を促進する配列、及び、終止コドン、リーダー配列及び融合相手の配列、多重遺伝子又はポリシストロン性のメッセージの形成のための内部リボソーム結合部位(IRES)エレメント、目的の遺伝子の転写の適切なポリアデニル化を与えるポリアデニル化のシグナル及び終止コドンを包含し、そして、場合により発現ベクター内に包含されることができる。
本明細書においては、本明細書において出現する種々のアミノ酸配列内に存在する「アミノ酸」は、そのよく知られた3文字又は1文字の略記法に従って識別される(表1参照)。種々のDNAフラグメント中に存在するヌクレオチドは当該分野で日常的に使用されている標準的な1文字の表記で表記される。
本明細書においては、「アミノ酸残基」とは、自身のペプチド連結部におけるポリペプチドの化学分解(加水分解)により形成されるアミノ酸を指す。本明細書に記載するアミノ酸残基は一般的に「L」異性体の形態にある。「D」異性体形態の残基は、所望の機能的特性がポリペプチドにより保持されれば、何れかのL−アミノ酸残基と置換してよい。NH2はポリペプチドのアミノ末端に存在する遊離のアミノ基を指す。COOHはポリペプチドのカルボキシル末端に存在する遊離のカルボキシ基を指す。J.Biol.Chem.,243:3552−59(1969)に記載され、そして37CFR§§1.821〜1.822において採択されている標準的なポリペプチド命名法に沿って、アミノ酸残基に関する略記を表1に示す。
ペプチド又は蛋白において、アミノ酸の適当な保存された置換は当業者の知る通りであり、そして、一般的に、結果として生じる分子の生物学的活性を改変せずに行うことができる。当業者の知る通り、一般的に、ポリペプチドの非必須領域における単一のアミノ酸の置換は生物学的活性を実質的に改変しない(例えばWatson等、Molecular Biology of the Gene,4th Edition,1987,The Benjamin/Cummings Pub.co.,p.224参照)。
そのような置換は以下の表2に記載するものに従って行ってよい。
本明細書においては、ペプチドミメティックとは特定のペプチドの生物学的に活性な形態のコンホーメーション及び特定の立体化学的特徴を模倣している化合物である。一般的に、ペプチドミメティックは、化合物の所望の特性は模倣するが、生物学的に活性なコンホーメーションの消失及び結合の崩壊をもたらす柔軟性のような望ましくない特性は模倣しないように設計される。ペプチドミメティックは生物学的に活性な化合物から、バイオアイソスターの望ましくない特性に寄与する特定の基又は結合を置き換えることにより製造できる。バイオアイソスターは当業者の知る通りである。例えばメチレンバイオアイソスターCH2Sはエンケファリン類縁体におけるアミド代替物として使用されている(例えばSpatola(1983)pp.267−357、Chemistry and Biochemistry of Amino Acids,Peptides, and Proteins,Weinstein,Ed.volume7,Marcel Dekker,New York参照)。経口投与できるモルヒネはペプチドエンドルフィンのペプチドミメティックである化合物である。本明細書の目的のためには、ポリペプチドの骨格を形成する1つ以上のペプチド結合がバイオアイソスターと置き換えられているポリペプチドがペプチドミメティックである。
本明細書においては、2つの蛋白又は核酸の間の「同様性」とは、蛋白のアミノ酸の配列又は核酸のヌクレオチド配列の間の関連性を指す。同様性は残基の配列及びそこに含有される残基の同一性及び/又は相同性の程度に基づくことができる。蛋白又は核酸の間の同様性の程度を評価するための方法は当該分野で知られている。例えば配列同一性を評価する1つの方法においては、2つのアミノ酸又はヌクレオチド配列を、配列の間の同一性が最高レベルとなるような態様においてアラインする。「同一性」はアミノ酸又はヌクレオチド配列が不変である程度を指す。アミノ酸配列、そしてある程度まではヌクレオチド配列のアライメントは又、アミノ酸(又はヌクレオチド)における保存的な相違及び/又は頻繁な置換を考慮することができる。保存的な相違は関与する残基の物理化学的な特性が温存されるものである。アライメントは全般的(配列の全長にわたる、そして全残基を包含する比較配列のアライメント)又は限局的(最も同様な領域のみを包含する配列の一部分のアライメント)であることができる。
「同一性」とはそれ自体、当該分野でよく知られた意味を有し、そして公開されている手法を用いて計算できる(例えばComputational Molecular Biology,Lesk,A.M.編、Oxford University Press,New York,1988;Biocompuring:Informatics and Genome Projects,Smith,D.W.編、Academic Press,New York,1993;Computer Analysis of Sequence Data,Part I,Griffin,A.M.,and Griffin,H.G.編、Humana Press,New Jersey,1994;Sequence Analysis in Molecular Biology,von Heinje,G.,Academic Press,1987;及びSequence Analysis Primer,Gribskov,M.及びDevereux,J.編、M Stockton Press,New York,1991参照)。2つのポリヌクレオチド又はポリペプチドの間の同一性を計測するために多くの方法が存在するが、「同一性」という用語は当該分野で良く知られている(Carrillo,H.&Lipman,D.,SLAM J Applied Math 48:1073(1988))。
本明細書においては、他のポリペプチドと比較した場合のあるポリペプチドの完全長に沿って比較される配列の同一性は、ポリペプチド中のその完全長に沿ったアミノ酸の同一性のパーセンテージを指す。例えば、ポリペプチドAが100アミノ酸を有し、そしてポリペプチドBがポリペプチドAのアミノ酸1〜95と同一である95アミノ酸を有する場合、配列同一性をポリペプチドBの完全長と比較しながらポリペプチドAの完全長に沿って比較すれば、ポリペプチドBは95%の同一性を有する。後に考察する通り、そして当該分野で知られる通り、同一性を評価するための種々のプログラム及び方法が当該分野で知られている。高レベルの同一性、例えば90%又は95%の同一性はソフトウエアを用いることなく容易に測定できる。
本明細書においては、相同(核酸及び/又はアミノ酸配列に関する)とは、約25%以上の配列相同性、典型的には約25%、40%、60%、70%、80%、85%、90%又は95%以上の配列相同性を意味し;厳密なパーセンテージは必要に応じて特定できる。本明細書の目的のためには「相同性」及び「同一性」」という用語は頻繁には、特段の記載が無い限り互換的に使用される。一般的に、パーセンテージ相同性又は同一性を求めるためには、最高等級のマッチが得られるように配列をアラインする(例えばComputational Molecular Biology,Lesk,A.M.等、Oxford University Press,New York,1988;Biocomputing:Informatics and Genome Projects,Smith,D.W.編、Academic Press,New York,1993;Computer Analysis of Sequence Data,Part I,Griffin,A.M.,and Griffin,H.G.編、Humana Press,New Jergey,1994;Sequence Analysis in Molecular Biology,von Heinje,G.,Academic Press,1987;及びSequence Analysis Primer,Gribskov,M.and Devereux,J.編、M Stockton Press,New York,1991;Carrillo等(1988)SIAM J Applied Math 48:1073参照)。配列相同性により、保存されたアミノ酸の数は標準的なアライメントアルゴリズムプログラムにより求められ、そして各供給元により確立されたデフォルトギャップペナルティーと共に使用できる。実質的に相同の核酸分子は典型的には中等度のストリンジェンシー又は高ストリンジェンシーにおいて目的の核酸の完全長にわたりハイブリダイズする。同様に意図されるものはハイブリダイズしている核酸分子においてコドンの代わりに縮重したコドンを含有する核酸分子である。
何れかの2つの核酸分子が少なくとも60%、70%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%又は99%「同一」又は「相同」であるヌクレオチド配列を有するかどうかは例えばPearson等(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444に記載のデフォルトパラメーターを用いる「FESTA」のような知られたコンピューターアルゴリズム(他のプログラムはGCGプログラムパッケージ(Devereux,J.等、Nucleic Acids Research 12(I):387(1984)を包含する)、BLASTP、BLASTN、FASTA(Altschul,S.F.等、J Molec Biol 215:403(1990);Guide to Huge Computers,Martin J.Bishop編、Academic Press,San Diego,1994及びCarrillo等(1988)SIAM J Applied Math 48:1073)を用いて調べることができる。例えば、National Center for Biotechnology Information databaseのBLAST関数を用いて同一性を求めることができる。他の市販又は公的に入手できるプログラムにはDNAStarの「MagAlign」プログラム(Madison,WI)及びUniversity of Wisconsin Genetics Computer Group(UWG)の「Gap」プログラム(Madison,WI)が包含される。蛋白及び/又は核酸分子のパーセント相同性又は同一性は例えばGAPコンピュータープログラムを用いながら配列情報を比較することにより求めることができる(例えばSmith and Waterman((1981)Adv.Appl.Math.2:482再検討によるNeedlemanr等(1970)J.Mol.Biol.48:443参照)。慨すれば、GAPプログラムは、同様であるアラインされた記号(即ちヌクレオチド又はアミノ酸)の数を2配列のより短いほうにおける記号の総数で割ったものとして同様性を定義する。GAPプログラムに関するデフォルトパラメーターは(1)一要素の比較マトリックス(同一性に対する1及び非同一性に対する0の値を含有)及びSchwartz and Dayhoff編のATLAS OF PROTEIN SEQUENCE AND STRUCTURE,National Biomedical Research Foundation,pp.353−358(1979)に記載のGribskov等(1986)のNucl.Acids Res.14:6745の加重比較マトリックス;(2)各ギャップにつき3.0のペナルティー及び各ギャップにおける各記号に付き追加の0.10ペナルティー;及び(3)末端ギャップにペナルティー無しとすることができる。
従って、本明細書においては、「同一性」又は「相同性」という用語は被験及びレファレンスのポリペプチド又はポリヌクレオチドの間の比較を表す。本明細書においては、少なくとも「90%同一」という用語はレファレンスの核酸又はポリペプチドのアミノ酸と相対比較して90〜99.99のパーセント同一性を指す。90%以上のレベルの同一性は、例示目的と推定した場合に、100アミノ酸の被験及びレファレンスポリペプチド長を比較したという事実を示している。被験ポリペプチド中のアミノ酸の10%(即ち100のうち10)以下がレファレンスポリペプチドのものと異なる。同様の比較は被験及びレファレンスポリヌクレオチドの間で行うこともできる。そのような相違はポリペプチドの全長にわたって無作為に分布した点突然変異として示すことができ、或いは、それらは最大許容可能、例えば10/100アミノ酸相違(約90%同一性)までの可変長の1つ以上の位置においてクラスター化していることができる。相違は核酸又はアミノ酸の置換、挿入又は欠失として定義される。約85〜90%超の相同性又は同一性のレベルにおいて、結果はプログラム及びギャップペナルティー設定とは独立していなければならず;そのような高いレベルの同一性は頻繁にはソフトウエアに依存することなく手作業のアライメントにより容易に評価することができる。
本明細書においては、アラインされた配列はヌクレオチド又はアミノ酸の配列における相当する位置をアラインするための相同性(同様性及び/又は同一性)の使用を指す。典型的には、50%以上の同一性で関連付けられている2つ以上の配列をアラインする。配列のアラインされたセットは、相当する位置においてアラインされた2つ以上の配列と称し、そしてゲノムDNA配列とアラインしたRNA、例えばEST及び他のcDNAから誘導された配列をアラインすることを包含できる。
本明細書においては、「プライマー」とは、適切な緩衝液中において、そして適当な温度において、適切な条件下(例えば4種のヌクレオチドトリホスフェート及び重合剤、例えばDNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ又は逆転写酵素の存在下)鋳型指向DNA合成の開始点として作用することができる核酸分子を指す。当然ながら、特定の核酸分子は「プローブ」として、そして「プライマー」として作用することができる。しかしながら、プライマーは伸長のための3’ヒドロキシル基を有する。プライマーは種々の方法、例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、逆転写酵素(RT)−PCR、RNA PCR、LCR、多重PCR、パンハンドルPCR、キャプチャーPCR、伸長PCR、3’及び5’RACE、インサイチュPCR、ライゲーション媒介PCR及び他の増幅プロトコルにおいて使用できる。
本明細書においては、「プライマー対」とは、増幅すべき(例えばPCRによる)配列の5’末端とハイブリダイズする5’(上流)プライマー、及び、増幅すべき配列の3’末端の相補体とハイブリダイズする3’(下流)プライマーを包含するプライマーのセットを指す。
本明細書においては、「特異的にハイブリダイズする」とは標的核酸分子への核酸分子(例えばオリゴヌクレオチド)の相補塩基対形成によるアニーリングを指す。特異的ハイブリダイゼーションに影響するインビトロ及びインビボのパラメーター、例えば特定の分子の長さ及び組成については、当該分野で良く知られている。インビトロハイブリダイゼーションに特に関連するパラメーターは更に、アニーリング及び洗浄の温度、緩衝液の組成及び塩の濃度を包含する。高ストリンジェンシーで非特異的結合核酸分子を除去するための例示される洗浄条件は、0.1xSSPE、0.1%SDS、65℃、そして中ストリンジェンシーでは0.2xSSPE、0.1%SDS、50℃である。等価なストリンジェンシー条件は当該分野で知られている。等業者であれば、特定の用途のために適切である標的核酸分子への核酸分子の特異的ハイブリダイゼーションを達成するためにこれ等のパラメーターを容易に調節できる。
本明細書においては、有効量は疾患又は障害の症状を防止、治癒、緩解、停止又は部分的に停止するために必要な治療薬の量である。
本明細書においては、単位剤型とは当該分野で知られる通り、ヒト及び動物対象に適し、そして個別にパッケージされている物理的に個別の単位を指す。
本明細書においては、単数表記は特段の記載が無い限り複数表記も包含する。即ち、「細胞外ドメイン」を含む化合物は、1つ又は複数の細胞外ドメインを有する化合物を包含する。
本明細書においては、範囲及び量は「約」を付した特定の値又は範囲として表現できる。約は又厳密な量も包含する。従って「約5塩基」とは「約5塩基」及び、さらには「5塩基」を意味する。
本明細書においては、「任意の」又は「場合により」とはその後に記載される事象又は状況が実際に起こるか、実際には起こらないこと、そして、記載がそのような事象又は状況が起こる場合、及びそれが起こらない場合を包含することを意味している。例えば場合により置換された基とはその基が未置換又は置換されていることを意味している。
本明細書においては、何れかの保護基、アミノ酸及び他の化合物に関する略記法は、特段の記載が無い限りその一般的な用法に従い、認知された略記法、又はIUPAC−IUB Commission on Biochemical Nomenclatureとする((1972)Biochem.11:1726参照)。
B.肝細胞成長因子(HGF)及びMET受容体
本明細書に提供するものとして肝細胞成長因子(HGF)のアイソフォームがある。HGFアイソフォームは挿入及び/又は欠失があるため生じるHGFアイソフォームが1つ以上の活性又は機能において、又は構造においてHGFと比較して相違を呈する点において、同種のリガンドとは異なっている。活性又は機能は、限定しないが、受容体2量体化、細胞シグナリング、細胞遊走、細胞成育及び増殖、及び血管形成を包含する。HGFアイソフォームは複数の活性、例えばHGF受容体、METのモジュレーターとしての活性、及び、血管形成抑制活性を有している。本明細書に記載するHGFアイソフォームには、VEGFRリガンド又はFGFRリガンドのモジュレーションによりVEGFR又はFGFRのような他の成長因子受容体の活性をモジュレーションするものが包含され、そして更に一般的な血管形成抑制活性を有するHGFアイソフォームも包含される。本明細書に記載するHGFアルカリホスファターゼに包含されるものは、MET受容体拮抗剤活性を示し、そして更に抗血管形成活性を呈するものである。
本明細書に提供するものとして肝細胞成長因子(HGF)のアイソフォームがある。HGFアイソフォームは挿入及び/又は欠失があるため生じるHGFアイソフォームが1つ以上の活性又は機能において、又は構造においてHGFと比較して相違を呈する点において、同種のリガンドとは異なっている。活性又は機能は、限定しないが、受容体2量体化、細胞シグナリング、細胞遊走、細胞成育及び増殖、及び血管形成を包含する。HGFアイソフォームは複数の活性、例えばHGF受容体、METのモジュレーターとしての活性、及び、血管形成抑制活性を有している。本明細書に記載するHGFアイソフォームには、VEGFRリガンド又はFGFRリガンドのモジュレーションによりVEGFR又はFGFRのような他の成長因子受容体の活性をモジュレーションするものが包含され、そして更に一般的な血管形成抑制活性を有するHGFアイソフォームも包含される。本明細書に記載するHGFアルカリホスファターゼに包含されるものは、MET受容体拮抗剤活性を示し、そして更に抗血管形成活性を呈するものである。
1.HGF
肝細胞成長因子(HGF、別名スキャッター因子、SF及びヘパトポエチンA)は種々の上皮及び内皮細胞をターゲティングする多面性因子である。HGFは臓器再成、臓器形成、胚発生及び発癌において役割を果たしている。有糸分裂誘発、遊走誘発(細胞の運動性の増強)及び形態形成の活性を有している。HGFの特定の生理学的機能は、上皮−間葉相互作用を媒介することによる種々の臓器の臓器形成の支援、及び、腫瘍−間質相互作用を媒介することによる腫瘍における血管新生の促進を包含する。HGFは例えばプラスミノーゲン、tPA、uPA、及び第XII因子のような他のセリンプロテアーゼの触媒ドメインに相同であるプロテアーゼドメインを含有する。しかしながらHGFは触媒3要素を構成する3アミノ酸のうちの2つの改変(即ちH534Q及びS673Y)のために、プロテアーゼ活性を示さない。
肝細胞成長因子(HGF、別名スキャッター因子、SF及びヘパトポエチンA)は種々の上皮及び内皮細胞をターゲティングする多面性因子である。HGFは臓器再成、臓器形成、胚発生及び発癌において役割を果たしている。有糸分裂誘発、遊走誘発(細胞の運動性の増強)及び形態形成の活性を有している。HGFの特定の生理学的機能は、上皮−間葉相互作用を媒介することによる種々の臓器の臓器形成の支援、及び、腫瘍−間質相互作用を媒介することによる腫瘍における血管新生の促進を包含する。HGFは例えばプラスミノーゲン、tPA、uPA、及び第XII因子のような他のセリンプロテアーゼの触媒ドメインに相同であるプロテアーゼドメインを含有する。しかしながらHGFは触媒3要素を構成する3アミノ酸のうちの2つの改変(即ちH534Q及びS673Y)のために、プロテアーゼ活性を示さない。
例示されるヒトHGFはN末端アミノ酸1〜31においてシグナル配列を含有する728アミノ酸の単一のオープンリーディングフレーム前駆体によりコードされている。成熟HGF蛋白は蛋白分解的にプロセシングすることにより、配列番号3に記載する例示HGFのアミノ酸32〜494に伸長する69kDaのアルファ鎖(2量体の重鎖とも称する)及び配列番号3に記載する例示HGFのアミノ酸495〜728に伸長する34kDaのベータ鎖(2量体の軽鎖とも称する)よりなるジスルフィド連結したヘテロ2量体分子となる。HGF分子のアルファ鎖は蛋白結合モジュールとして機能する4クリングル構造を含有し、そしてベータ鎖はセリンプロテアーゼ(SerP)様ドメインを含有する(例えば図2参照)。例えば、配列番号3として本明細書に記載し、配列番号2によりコードされている例示完全長HGFポリペプチドにおいては、シグナルペプチドはアミノ酸1〜31に位置し、N末端ドメインはアミノ酸34〜124に位置し、クリングル1ドメインはアミノ酸128〜206に位置し、クリングル2ドメインはアミノ酸211〜288に位置し、クリングル3ドメインはアミノ酸305〜383に位置し、クリングル4ドメインはアミノ酸391〜469に位置し、アルファ及びベータ鎖の間の中間鎖はアミノ酸487〜604に位置し、そしてセリンプロテアーゼ(SerP、ペプチダーゼS1)ドメインはアミノ酸495〜728に位置する。
HGF遺伝子(配列番号1)は17イントロンにより中断された18エクソンよりなる(例えば図1参照)。HGFのエクソン1は5’未翻訳領域及び分泌に関わるシグナルペプチドを含有し、エクソン2及びエクソン3は2つのジスルフィド結合により安定化されるヘアピンループ領域であるNドメインをコードし、エクソン4〜11は4つのクリングルをコードし、各グリングルは2つのエクソンによりコードされ、エクソン12はアルファ及びベータ鎖の間にスペーサーを含有し、そして残余の6エクソンはSerP様ドメインをコードする(例えばSeki等(1991)Gene 102:231参照)。配列番号1として本明細書に示すHGFの例示されるゲノム配列においては、エクソン1はヌクレオチド1〜253を包含し、これはヌクレオチド位置166で始まる開始コドンを有し;イントロン1はヌクレオチド254〜7264を包含し;エクソン2はヌクレオチド7265〜7431を包含し;イントロン2はヌクレオチド7432〜11333を包含し;エクソン3はヌクレオチド11334〜11445を包含し;イントロン3はヌクレオチド11446〜12833を包含し;エクソン4はヌクレオチド12834〜12948を包含し;イントロン4はヌクレオチド12949〜17874を包含し;エクソン5はヌクレオチド17875〜18117を包含し;イントロン5はヌクレオチド18118〜25016を包含し;エクソン6はヌクレオチド25017〜25137を包含し;イントロン6はヌクレオチド25138〜26665を包含し;エクソン7はヌクレオチド26666〜26784を包含し;イントロン7はヌクレオチド26785〜40357を包含し;エクソン8はヌクレオチド40358〜40532を包含し;イントロン8はヌクレオチド40533〜44119を包含し;エクソン9はヌクレオチド44120〜44247を包含し;イントロン9はヌクレオチド44248〜49289を包含し;エクソン10はヌクレオチド49290〜49392を包含し;イントロン10はヌクレオチド49393〜52771を包含し;エクソン11はヌクレオチド52772〜52905を包含し;イントロン11はヌクレオチド52906〜58617を包含し;エクソン12はヌクレオチド58618〜58656を包含し;イントロン12はヌクレオチド58657〜59893を包含し;エクソン13はヌクレオチド59894〜59991を包含し;イントロン13はヌクレオチド59992〜62772を包含し;エクソン14はヌクレオチド62773〜62847を包含し;イントロン14はヌクレオチド62848〜63709を包含し;エクソン15はヌクレオチド63710〜63850を包含し;イントロン15はヌクレオチド63851〜64383を包含し;エクソン16はヌクレオチド64384〜64490を包含し;イントロン16はヌクレオチド64491〜64601を包含し;エクソン17はヌクレオチド64602〜64747を包含し;イントロン17はヌクレオチド64748〜67379を包含し;そしてエクソン18はヌクレオチド67380〜68009を包含する。
HGFはMETと標記される受容体のモジュレーションを介してその活性の種々のものに関与している。これ等の活性は細胞、例えば癌細胞の運動性、有糸分裂誘発及び形態形成、並びに血管形成の促進に関与するものを包含する。例えば、HGFは肝細胞(Nakamura等(1991)、Prog.in Growth Factor Res.3:67)、上皮細胞(Dignass等(1994)Biochem.Biophys.Res.Comm.202:701)、内皮細胞(Bussolino等(1992)J.Cell Biol.119:629)、皮膚線維芽細胞(Kataoka等(1993)Cell Biol.Internat.17:65)、メラノサイト(Matsumoto等(1991)Biochem.Biophys.Res.Comm.176:45)及び造血前駆細胞(Kmiecik等(1992)Blood 80:2454)に対する有糸分裂誘発因子として機能する。更に又、HGFは内皮細胞及び多くの上皮細胞、例えば肝細胞に対する、そして細胞侵襲性を増強する数種の腫瘍細胞に対する有糸分裂誘発因子として機能する(Stoker等(1987)Nature 327:239;Weidner等(1991)Proc.Natl.Acad.Sci.88:7001)。HGFは又腎上皮細胞による細管形成(Montesano等(1991)Cell 67:901)、乳房上皮細胞による小管形成(Tsafarty等(1992)Science 257:1258)及び肝細胞による索形成(Michalopoulos等(1993)Am.J.Physiol.156:443)を誘導する形態形成因子として機能する。HGFの他の特性は例えば腫瘍細胞における細胞毒性又は細胞増殖抑制性の因子(Shiota等(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.89:373)として、及び、血管形成因子(Morishita等(2004)Curr.Gene Ther.4:199)としての活性を包含する。更に又、HGFは樹状細胞機能を抑制する等の免疫調節活性も示す(Okunishi等(2005)J Immunol.175:4745)。
一部のHGF媒介活性はその受容体METの結合及びチロシン−自己ホスホリル化により誘導され、それに後続してMETの細胞質ドメインへのシグナリング分子及び/又はアダプター蛋白の群のリクルートメントが起こり、これにより多重シグナリングカスケードの活性化が起こり、これが細胞内及び細胞外応答の完全なネットワークを形成する。HGF結合によりMETは多くのSH2含有シグナルトランスデューサー、例えばホスホチジルイノシトール3−キナーゼ、ホスホリパーゼC−γ、Stat3、Grb2及びGrb2関連ドッキング蛋白Gab1と契合し、そしてRas−有糸分裂誘発物質活性化蛋白キナーゼ(MAPK)経路を間接的に活性化する。シグナリング経路及びシグナリング分子の異なる組み合わせ、及び/又は、応答の規模の相違が、HGF/METの多様な活性に寄与している。更に又、HGFの活性は細胞の型並びに異なる細胞の環境により影響される。
HGFによるMET活性化の機序は単鎖HGFから2鎖の形態への切断を必要とする。HGFの単鎖形態は受容体結合を保持しているが、HGFの2鎖形態の生物学的活性を欠いており、このため、HGF活性の拮抗剤として機能する。2鎖形態への切断はコンホーメーションの変化をもたらし、恐らくはドメインの再配列をもたらすと考えられる(Chirgadze等(1998)FEBS Letters 430:126)。典型的には受容体チロシンキナーゼ、例えばMETの活性化は、その同種のリガンドの結合時の単量体から2量体の状態への遷移を必要とする。その結果、リガンドは2つの結合部位を保有するか、又は自体が2量体であることの何れかを要する。2鎖形態へのHGFのコンホーメーション変化は受容体活性化の前のHGFの2量体化を可能にすると考えられる。SerPドメインの間の相互作用は、SerPドメインはHGFの生物学的活性には重要であるが受容体結合には重要ではないことから、2量体の相互作用を安定化させることができる。ヘパリン及びヘパリンスルフェートは完全長2量体を更に安定化させることができ、そして天然のHGFアイソフォーム単量体、NK1及びNK2にとって、アゴニスト活性のために重要である(Chirgadze等(1998)FEBS Letters430:126)。
a.HGFドメイン構造
構造−機能試験はHGFドメインの機能を解明している。N末端ドメインのヘアピンループ、クリングル1又は2、又はSerPドメインの何れかの欠失はHGFの生物学的活性を根絶させる。一方、クリングル3又はクリングル4の欠失を有する分子は低減されているが計測可能な活性を示す(Chirgadze等(1998)FEBS Letters 430:126)。HGFのα鎖はMET受容体への結合を担っており、この相互作用はN末端ドメイン及び第1クリングル(K1)ドメインにより主に媒介されている。
構造−機能試験はHGFドメインの機能を解明している。N末端ドメインのヘアピンループ、クリングル1又は2、又はSerPドメインの何れかの欠失はHGFの生物学的活性を根絶させる。一方、クリングル3又はクリングル4の欠失を有する分子は低減されているが計測可能な活性を示す(Chirgadze等(1998)FEBS Letters 430:126)。HGFのα鎖はMET受容体への結合を担っており、この相互作用はN末端ドメイン及び第1クリングル(K1)ドメインにより主に媒介されている。
i.N末端ドメイン
配列番号3に記載する例示HGFのアミノ酸34〜124を含有するN末端ドメインは自身の受容体METとの高親和性の相互作用のために必要な細胞表面上のヘパリンスルフェートグリコサミノグリカン(HSGAG)への結合に関与するとされている。典型的には、リガンドのHUSGAG又は可溶性ヘパリンへの結合は、豊富ではないシグナル伝達に関与する高親和性チロシンキナーゼ受容体によるリガンドの安定化及び/又は局在化を促進する。ヘパリン結合はチロシンキナーゼ受容体の2量体化を刺激することによりシグナリングを増強できるリガンドオリゴマー化を促進する。種々の成長因子、例えばHGF、FGF1及びFGF2が特定の受容体の相互作用を補填し、接着力を強化している二次結合部位をもたらすためにヘパリン含有共受容体2依存している。例えば、細胞表面からHSGAGを切断するヘパリナーゼによる細胞の処理は、HGF−MET交差結合を減衰させ、そして細胞への可溶性ヘパリンの投与はHGF媒介機能を改変する(Sakata等(1997)J Biol Chem.,272:9457)。HGFのヘパリン結合部位はHGFのN末端ドメインにおける塩基性及び/又は極性の残基より構成され(Zhou等(1998)Structure,6:109)、そして、研究によれば、ドメインのオリゴマー化を誘導するためには、ヘパリンは、組み換えK1ドメインに対してではなく、組み換えN末端ドメインに添加するだけで十分であることがわかっている(Sakata等(1997)J Biol Chem.,272:9457)。結果的に、HGFのN末端ドメインはリガンドのオリゴマー化、受容体結合及び受容体の活性化及びシグナリングのために必要なヘパリン又は内因性HSGAG結合能力を保持している。自身の受容体METの結合のためのHGFのN末端ドメインの必要性は、操作されたHGFアイソフォームNK4の拮抗活性の厳密な決定要因としてN末端ドメインを示唆している(後述のKuba等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.279:846参照)。
配列番号3に記載する例示HGFのアミノ酸34〜124を含有するN末端ドメインは自身の受容体METとの高親和性の相互作用のために必要な細胞表面上のヘパリンスルフェートグリコサミノグリカン(HSGAG)への結合に関与するとされている。典型的には、リガンドのHUSGAG又は可溶性ヘパリンへの結合は、豊富ではないシグナル伝達に関与する高親和性チロシンキナーゼ受容体によるリガンドの安定化及び/又は局在化を促進する。ヘパリン結合はチロシンキナーゼ受容体の2量体化を刺激することによりシグナリングを増強できるリガンドオリゴマー化を促進する。種々の成長因子、例えばHGF、FGF1及びFGF2が特定の受容体の相互作用を補填し、接着力を強化している二次結合部位をもたらすためにヘパリン含有共受容体2依存している。例えば、細胞表面からHSGAGを切断するヘパリナーゼによる細胞の処理は、HGF−MET交差結合を減衰させ、そして細胞への可溶性ヘパリンの投与はHGF媒介機能を改変する(Sakata等(1997)J Biol Chem.,272:9457)。HGFのヘパリン結合部位はHGFのN末端ドメインにおける塩基性及び/又は極性の残基より構成され(Zhou等(1998)Structure,6:109)、そして、研究によれば、ドメインのオリゴマー化を誘導するためには、ヘパリンは、組み換えK1ドメインに対してではなく、組み換えN末端ドメインに添加するだけで十分であることがわかっている(Sakata等(1997)J Biol Chem.,272:9457)。結果的に、HGFのN末端ドメインはリガンドのオリゴマー化、受容体結合及び受容体の活性化及びシグナリングのために必要なヘパリン又は内因性HSGAG結合能力を保持している。自身の受容体METの結合のためのHGFのN末端ドメインの必要性は、操作されたHGFアイソフォームNK4の拮抗活性の厳密な決定要因としてN末端ドメインを示唆している(後述のKuba等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.279:846参照)。
ヘパリンとの相互作用を介して受容体の2量体化を促進することの外に、ヘパリンスルフェートとのN末端ドメインの相互作用はまた受容体非依存性血管形成抑制においても役割を果たしている。HGFN末端ドメインの組み換えペプチドは、HGF/MET相互作用を途絶させることによるのではなく、むしろ、HSGAGを包含する内皮GAGへのHGFの結合に干渉することにより、血管形成を抑制する。更に又、HGF N末端ドメインの抗血管形成の役割は、N末端ドメインが複数のGAG依存性成長因子、例えばHGF、FGF2及びVEGFに対してそれらが細胞表面上のGAGと相互作用する能力をブロックすることにより拮抗作用を示すことができるため、HGFに限定されない(Merkulova−Rainon等(2003)J Biol Chem.278:37400)。
ii.クリングルドメイン
HGFはK1、K2、K3及びK4と標記されるクリングルドメイン4つを含有する。配列番号3に記載するHGFの例示アミノ酸配列に基づけば、K1ドメインはアミノ酸128〜206を包含し、K2ドメインはアミノ酸211〜288を包含し、K3ドメインはアミノ酸305〜383を包含し、そして、K4ドメインはアミノ酸391〜469を包含する。クリングルドメインの蛋白−蛋白相互作用への参加はHGFの受容体結合部位がそのクリングルドメイン1つ以上の内部に局在することを示唆している。HGFのK1ドメインの突然変異誘発によるHGF活性の低下はMET結合におけるK1の役割を間接的に裏付けている。K1ドメインがHGF活性を模倣することができることを示す他の研究は、機能的K1/MET相互作用を直接明らかにしている。例えば、N末端ドメインではなくK1ドメイン単独でMET受容体に結合して活性化するために十分であり、それは例えば受容体チロシンキナーゼの活性化、MAPキナーゼ活性化、細胞運動性及び細胞増殖の誘導により行える。K1媒介機能はヘパリン依存性及びヘパリン非依存性であり;例えば有糸分裂誘発シグナリングのK1刺激はヘパリン依存性であるが、細胞運動性のK1刺激はヘパリン非依存性である(Rubin等(2001)J Biol Chem.276:32977)。K1ドメイン自身はヘパリンに結合せず、ヘパリンスルフェートは、MET受容体とのヘパリンスルフェートの直接の相互作用のようなHGF−ヘパリンスルフェート結合ではない機序を介してK1シグナリングを促進していることが示唆される。実際、他の成長因子リガンド/受容体は機能のためにはヘパリン結合を必要とする。例えば、FGFRを介したFGFシグナリングはFGFヘパリンスルフェート結合のみならず、FGFRとヘパリンスルフェートの間の相互作用も必要とする。これを裏付けるものとして、METの細胞外ドメインはヘパリン結合部位を含有している。即ち、K1誘導の遊走誘発及び有糸分裂誘発応答を媒介することに関するヘパリンスルフェートの矛盾した必要性は、異なる細胞応答を媒介する細胞内エフェクターをMET−ヘパリンスルフェート相互作用がリクルートメントしていることを示唆している。完全長HGF又はHGFのアイソフォーム(NK1、後述参照)と比較した場合にDNA合成及び細胞運動性の刺激において組み換えK1の力価が低減されていることは、ヘパリンスルフェートに結合できるN末端ドメインを含有するHGFはリガンドの自己会合をモジュレートすることによりHGFシグナリングを強化していることを示唆している。
HGFはK1、K2、K3及びK4と標記されるクリングルドメイン4つを含有する。配列番号3に記載するHGFの例示アミノ酸配列に基づけば、K1ドメインはアミノ酸128〜206を包含し、K2ドメインはアミノ酸211〜288を包含し、K3ドメインはアミノ酸305〜383を包含し、そして、K4ドメインはアミノ酸391〜469を包含する。クリングルドメインの蛋白−蛋白相互作用への参加はHGFの受容体結合部位がそのクリングルドメイン1つ以上の内部に局在することを示唆している。HGFのK1ドメインの突然変異誘発によるHGF活性の低下はMET結合におけるK1の役割を間接的に裏付けている。K1ドメインがHGF活性を模倣することができることを示す他の研究は、機能的K1/MET相互作用を直接明らかにしている。例えば、N末端ドメインではなくK1ドメイン単独でMET受容体に結合して活性化するために十分であり、それは例えば受容体チロシンキナーゼの活性化、MAPキナーゼ活性化、細胞運動性及び細胞増殖の誘導により行える。K1媒介機能はヘパリン依存性及びヘパリン非依存性であり;例えば有糸分裂誘発シグナリングのK1刺激はヘパリン依存性であるが、細胞運動性のK1刺激はヘパリン非依存性である(Rubin等(2001)J Biol Chem.276:32977)。K1ドメイン自身はヘパリンに結合せず、ヘパリンスルフェートは、MET受容体とのヘパリンスルフェートの直接の相互作用のようなHGF−ヘパリンスルフェート結合ではない機序を介してK1シグナリングを促進していることが示唆される。実際、他の成長因子リガンド/受容体は機能のためにはヘパリン結合を必要とする。例えば、FGFRを介したFGFシグナリングはFGFヘパリンスルフェート結合のみならず、FGFRとヘパリンスルフェートの間の相互作用も必要とする。これを裏付けるものとして、METの細胞外ドメインはヘパリン結合部位を含有している。即ち、K1誘導の遊走誘発及び有糸分裂誘発応答を媒介することに関するヘパリンスルフェートの矛盾した必要性は、異なる細胞応答を媒介する細胞内エフェクターをMET−ヘパリンスルフェート相互作用がリクルートメントしていることを示唆している。完全長HGF又はHGFのアイソフォーム(NK1、後述参照)と比較した場合にDNA合成及び細胞運動性の刺激において組み換えK1の力価が低減されていることは、ヘパリンスルフェートに結合できるN末端ドメインを含有するHGFはリガンドの自己会合をモジュレートすることによりHGFシグナリングを強化していることを示唆している。
一般的にクリングルドメインはまた、クリングルドメインを含有する多くの蛋白により明らかな通り、その蛋白結合能力のために血管形成の抑制に関わっている。例えば、アンジオスタチン(プラスミノーゲンのK1−K4ドメインを含有する分子)は内皮細胞の増殖及び遊走を抑制し、そしてアポトーシスを誘導する。同様に、プロトロンビンのK2ドメイン、tPAのK1−K2ドメイン及びuPAのK1ドメインは全て、抗血管形成特性を示す。クリングルドメインによる血管形成の抑制の機序は内皮細胞に対する推定上の血管形成性の結合分子との相互作用、例えばATPシンターゼ、アンジオモチン、αvβ3
インテグリン、アネキシンII、又は何れかの1つ以上の成長因子受容体、例えばMETへの結合が関与していると推定される(Matsumoto等(2005)Biochem Biophys Res Commun.333:316;Kuba等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.279:846)。即ち、K1−K4ドメインは、HGFのN末端ドメイン又はβ鎖の非存在下において、HGFの血管形成抑制活性を媒介するために十分である(Kuba等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.279:846)。K1ドメインはまた成長因子誘導血管形成機能、例えばFGF2により刺激された内皮細胞増殖を抑制するために独立して機能する(Xin等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.277:186)。最初の2つのクリングルドメインと組み合わせたK3及びK4は上記した通り抗血管形成特性を示し、そして又受容体活性化に必要なβ鎖との相互作用を促進する場合に重要となる(後述参照)。
インテグリン、アネキシンII、又は何れかの1つ以上の成長因子受容体、例えばMETへの結合が関与していると推定される(Matsumoto等(2005)Biochem Biophys Res Commun.333:316;Kuba等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.279:846)。即ち、K1−K4ドメインは、HGFのN末端ドメイン又はβ鎖の非存在下において、HGFの血管形成抑制活性を媒介するために十分である(Kuba等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.279:846)。K1ドメインはまた成長因子誘導血管形成機能、例えばFGF2により刺激された内皮細胞増殖を抑制するために独立して機能する(Xin等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.277:186)。最初の2つのクリングルドメインと組み合わせたK3及びK4は上記した通り抗血管形成特性を示し、そして又受容体活性化に必要なβ鎖との相互作用を促進する場合に重要となる(後述参照)。
iii.β鎖
配列番号3に記載する例示HGFのアミノ酸495〜728を含有するHGFのβ鎖は構造的にはセリンプロテアーゼに似ており、そしてセリンプロテアーゼ(SerP)ドメインを含有するが、触媒3要素内の非保存的置換2つにより蛋白分解活性を欠いている。HGFのβ鎖はMET受容体に結合できず、そして単独ではHGFの活性の何れも示さない。しかしながら、β鎖の欠失はHGFの生物学的活性の消失をもたらすものの、α鎖単独でHGF受容体に結合できる(Date等(1997)FEBS Letters 420:1−6)。本質的にHGFの全4クリングルドメインを含有するα鎖(NK4アイソフォーム、後述)及びHGFのβ鎖を共に含有する組み換え分子を用いた細胞の同時刺激はHGF応答を誘導する(Matsumoto等(1998)J Biol Chem.36:22913)。N末端ドメイン及び2つのクリングルドメインのみを含有するHGFアイソフォームのβ鎖への投与はβ鎖による受容体結合又は受容体活性化を支援しない。これ等の結果はβ鎖との相互作用のためにHGFのK3及びK4ドメインの存在に依存しているα及びβ鎖の間の協同的相互作用を示唆している。即ち、HGFのβ鎖は、最適な活性化及びその後のHGF媒介有糸分裂誘発、形態形成及び遊走誘発の応答をもたらす細胞内シグナル伝達経路の活性化のために必要である。
配列番号3に記載する例示HGFのアミノ酸495〜728を含有するHGFのβ鎖は構造的にはセリンプロテアーゼに似ており、そしてセリンプロテアーゼ(SerP)ドメインを含有するが、触媒3要素内の非保存的置換2つにより蛋白分解活性を欠いている。HGFのβ鎖はMET受容体に結合できず、そして単独ではHGFの活性の何れも示さない。しかしながら、β鎖の欠失はHGFの生物学的活性の消失をもたらすものの、α鎖単独でHGF受容体に結合できる(Date等(1997)FEBS Letters 420:1−6)。本質的にHGFの全4クリングルドメインを含有するα鎖(NK4アイソフォーム、後述)及びHGFのβ鎖を共に含有する組み換え分子を用いた細胞の同時刺激はHGF応答を誘導する(Matsumoto等(1998)J Biol Chem.36:22913)。N末端ドメイン及び2つのクリングルドメインのみを含有するHGFアイソフォームのβ鎖への投与はβ鎖による受容体結合又は受容体活性化を支援しない。これ等の結果はβ鎖との相互作用のためにHGFのK3及びK4ドメインの存在に依存しているα及びβ鎖の間の協同的相互作用を示唆している。即ち、HGFのβ鎖は、最適な活性化及びその後のHGF媒介有糸分裂誘発、形態形成及び遊走誘発の応答をもたらす細胞内シグナル伝達経路の活性化のために必要である。
2.HGF変異体
a.HGFスプライシング変異体
HGFの完全長アイソフォームに加えて、HGFの少なくとも3つの追加的スプライシング変異体がインビボで発見されている。欠失HGF(delHGF、配列番号24)と称される1つのものは最初のクリングルドメインに5アミノ酸欠失を含有する。delHGFは完全長HGFと同様の活性を示す。NK1(配列番号30)及びNK2(配列番号22)と称される他の2つのHGF天然変異体はN末端Nドメインとそれに後続する第1のクリングルドメイン(NK1)又は最初の2つのクリングルドメイン(NK2)を含有する。NK1及びNK2は完全長HGFの機能の多くを示すが、実験研究によればこれ等のHGFアイソフォームに関して拮抗剤及びアゴニストの役割が提案されている。NK4と称される操作されたHGF変異体はN末端Nドメイン及び全ての4つのクリングルドメインを含有し、そして、それはMETへの結合に関して完全長HGFと競合できるため拮抗剤として機能するが、受容体の検出可能なホスホリル化を刺激することはできない。HGFの別の提案されるアイソフォームは配列番号26又は28に記載するものを包含する。
a.HGFスプライシング変異体
HGFの完全長アイソフォームに加えて、HGFの少なくとも3つの追加的スプライシング変異体がインビボで発見されている。欠失HGF(delHGF、配列番号24)と称される1つのものは最初のクリングルドメインに5アミノ酸欠失を含有する。delHGFは完全長HGFと同様の活性を示す。NK1(配列番号30)及びNK2(配列番号22)と称される他の2つのHGF天然変異体はN末端Nドメインとそれに後続する第1のクリングルドメイン(NK1)又は最初の2つのクリングルドメイン(NK2)を含有する。NK1及びNK2は完全長HGFの機能の多くを示すが、実験研究によればこれ等のHGFアイソフォームに関して拮抗剤及びアゴニストの役割が提案されている。NK4と称される操作されたHGF変異体はN末端Nドメイン及び全ての4つのクリングルドメインを含有し、そして、それはMETへの結合に関して完全長HGFと競合できるため拮抗剤として機能するが、受容体の検出可能なホスホリル化を刺激することはできない。HGFの別の提案されるアイソフォームは配列番号26又は28に記載するものを包含する。
NK1及びNK2のアゴニスト又は拮抗剤活性は状況によるものであり、そして、細胞の型及び/又は実験条件に依存している。特に、これ等のHGFアイソフォームのアゴニスト機能はヘパリン結合能力と相関している。その理由はHGF及びトランケーションされたHGFの形態であるNK1及びNK2の受容体結合及び活性化の機序には重要な相違があることである。成熟したHGFは2量体リガンドの形成及び/又は受容体チロシンキナーゼのコンホーメーション変化の誘導によりMET受容体2量体化を誘導するが、これはNK1及びNK2単独ではそれらが単量体として存在するため不可能である。ヘパリン又はGAGの存在は一部の成長因子のリガンドのリガンド2量体化及び/又はリガンド−受容体オリゴマー化を促進することができる。これにより単量体の成長因子は受容体活性化に必要な受容体2量体化を誘導できるようになる。NK1の結晶構造は、ヘパリンスルフェートの反復単位は2つのNK1分子とそれぞれのN末端ドメインとの相互作用を介して結合し、これによりリガンド2量体化及び関連する受容体キナーゼの交差活性化を促進するというモデルを予測させる(Rubin等(2001)J Biol Chem.,276:32977)。即ち、HGFはヘパリンスルフェートを欠いた細胞において完全に活性であるのに対し、NK1及びNK2はヘパリン存在下又はヘパリンスルフェートをディスプレイする細胞においてのみ活性である。NK1及びNK2は共に、細胞表面上のヘパリン又は緊密に関連するヘパリンスルフェートグリコサミノグリカン(HSGAG)への結合を媒介するN末端ドメインを保持している。例えば、ヘパリンを欠いている細胞(即ちヘパリンスルフェート(HS)−欠損CHO細胞)においてはNK1はMETに結合できない。これとは対照的に、ヘパリン発現細胞又はヘパリン欠損細胞へのヘパリンの添加は、HGFアイソフォームのリガンド結合及びMETのリガンド依存性活性化の増大を呈する(Sakata等(1997)J Biol Chem.272:9457)。更に又、NK1及びNK2はヘパリンの存在下では増殖活性を保持しているが非存在下では保持していない(Schwall等(1996)J Cell Biol.133:709−718)。即ち、ヘパリンの存在下、又はヘパリン発現細胞の存在下では、NK1及びNK2はHGFの極めて同様の特性を有するアゴニストとして機能できるが、ヘパリンの非存在下では拮抗剤として機能できる。重要な点は使用する細胞の型及びヘパリンの存在に応じて、NK1及びNK2はアゴニスト又は拮抗剤の何れかとして機能できることである。
トランスジェニックマウスを用いたNK1及びNK2の活性化のインビボの試験はNK1とNK2の機能が区別されることを示している。NK1トランスジェニックマウスはHGFトランスジェニックマウスと同様の表現型を示し、NK1が実際に部分的アゴニストであり、インビボで受容体に結合して活性化する能力を保持していることを示唆している(Jakubczak等(1998)Mol.Cell.Biol.18:1275)。これとは対照的に、NK2に関してトランスジェニックであるマウスは解離したアゴニスト及び拮抗剤の表現型を示す。NK2トランスジェニックマウスはMET駆動転移性播種の遊走誘発特性に関してアゴニスト活性を示すが、HGF及びNK1トランスジェニックマウスにおいて観察される調節不全の細胞成育と比較した場合に拮抗剤の有糸分裂誘発活性を示す(Otsuka等(2000)Mol Cell Biol.20:2055)。
HGFの操作された変異体であるNK4(配列番号32)はHGFの真の拮抗剤である。NK4はHGFの有糸分裂誘発、遊走誘発、形態形成及び腫瘍抑制活性に拮抗する。NK4はエラスターゼを用いて高度に精製された組み換えHGFを酵素的に消化することにより製造される。エラスターゼによるHGFの消化は2つのフラグメント、即ちN末端ヘパリンドメイン及び4つのクリングルドメインを包含するα鎖のN末端477アミノ酸よりなるフラグメント(NK4と称する)、及び、β鎖及びβ鎖とジスルフィド架橋を形成する487Cysを含有するαの一部分を含有する第2のフラグメントを生じさせる。HGFと比較して親和性は低値であるもののNK4はMETと結合するが、ただしβ鎖の非存在のために受容体を活性化することはできない。例えばNK1又はNK2を包含する他のHGFアイソフォームとは異なり、NK4におけるK4の存在はHGFにおけるコンホーメーション変化を誘導し、これにより、β鎖が存在しない限り、受容体の2量体化及び活性化を抑制する(Matsumoto等(1998)J Biol Chem.,36:22913)。即ち、NK4はMET受容体へのHGFの結合に関して競合的に競合し、そしてこれにより、HGFの生物学的機能に拮抗する。例えばNK4は癌細胞、例えば乳癌、膀胱癌、結腸直腸癌の細胞、前立腺、神経膠腫、膵臓、胃、胚及び卵巣の癌細胞を包含する癌細胞のHGF誘導細胞遊走、侵襲及び接着を抑制する(Jiang等(2005)Crit Rev Onc.Hema.53:35)。NK4はまた内皮細胞からのHGF誘導血管細管形成(Jiang等(1999)Clin Cancer Res 5:3695)及びHGFシグナリングにより媒介される細胞接着及び堅固な接合の崩壊(Matrin等(2004)Cell Biol Int 28:361)を包含するHGFの他の機能も抑制する。NK4由来のN末端ドメインの欠失はNK4媒介HGF拮抗活性を消失させ、N末端ドメインがMETへのNK4の結合のために重要であることを明らかにしている(Kuba等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.279:846)。
HGFの拮抗剤として作用する外に、NK4は又一般的な抗血管形成特性も示す。NK4の抗血管形成特性、例えば内皮細胞の増殖及び遊走の抑制は、NK4がHGF−媒介機能のみならず、FGF−2及びVEGF−媒介機能も拮抗するため、MET受容体とは独立している。HGFのクリングルドメインは血管形成の抑制に関連しており(Kuba等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.279:846)、そして実際に、HGFのK1ドメインは、第1のクリングルドメイン単独でFGF−2により刺激される細胞増殖を抑制し、そしてウシ大動脈内皮細胞のアポトーシスを増強するために十分であることから、NK4の血管形成抑制活性に関与していると示唆されている(Xin等(2000)Biochem.Biophys.Res.Commun.277:186)。N末端ドメインは又、それがヘパリンへの結合に関して成長因子、例えばHGF、FGF−2及びVEGFと競合することから、ある程度の抗血管形成機能を示す(Merkulova−Rainon等(2003)J Biol Chem.278:37400)。即ち、クリングルドメイン、特にK1はNK4の血管形成抑制活性を担っているのに対し、HGFのN末端ドメインは内皮細胞への血管形成性成長因子の結合の競合的抑制を介して抗血管形成活性を増強する(Matsumoto等(2005)Biochem Biophys Res Commun.333:316)。NK4は、腫瘍転移の抑制、侵襲の抑制、細胞外マトリックス分解の抑制及び腫瘍血管形成の抑制のような多様な抗腫瘍活性を媒介する、HGF拮抗剤及び一般的な血管形成抑制剤としてのその2重機能により、広範な抗癌治療薬候補として受け入れられている(Matsumoto等(2005)Biochem.Biophys.Res.Commun.333:316)。
b.HGF変異体
変異は集団又は種のメンバー内(対立遺伝子変異)で、そして、種間(種変異)においても起こる。HGFの対立遺伝子変異体は配列番号1又は2と比較して1つ以上のヌクレオチド変化、又は、配列番号3と比較して1つ以上のアミノ酸変化を含有することができる。対立遺伝子変異はHGF遺伝子のエクソン又はイントロンの配列の何れか1つ以上において起こりえる。HGF蛋白をコードする核酸及びコードされたHGFポリペプチドはHGFの対立遺伝子変異体を包含できる。HGFの例示される対立遺伝子変異体は表3に記載する。例示されるHGF対立遺伝子変異体は配列番号15に記載する何れかの1つ以上のヌクレオチド変化又は配列番号16に記載の何れかの1つ以上のアミノ酸変化を包含できる。
変異は集団又は種のメンバー内(対立遺伝子変異)で、そして、種間(種変異)においても起こる。HGFの対立遺伝子変異体は配列番号1又は2と比較して1つ以上のヌクレオチド変化、又は、配列番号3と比較して1つ以上のアミノ酸変化を含有することができる。対立遺伝子変異はHGF遺伝子のエクソン又はイントロンの配列の何れか1つ以上において起こりえる。HGF蛋白をコードする核酸及びコードされたHGFポリペプチドはHGFの対立遺伝子変異体を包含できる。HGFの例示される対立遺伝子変異体は表3に記載する。例示されるHGF対立遺伝子変異体は配列番号15に記載する何れかの1つ以上のヌクレオチド変化又は配列番号16に記載の何れかの1つ以上のアミノ酸変化を包含できる。
1つの実施形態において、HGFにおける対立遺伝子変異体は配列番号3に記載する同種のHGFと比較して何れかの1つ以上のアミノ酸変化を包含できる。例えば、1つ以上のアミノ酸の変異はHGFのN末端ドメインにおいて起こることができる。対立遺伝子変異体は、例えばKがNにより置き換えられることができる78位におけるアミノ酸変化、又は例えばFがLにより置き換えられることができる82位におけるアミノ酸変化を包含できる。HGFの対立遺伝子変異体はまたHGFのクリングルドメインの何れか1つにおいて生じることもできる。例えば、対立遺伝子変異体は例えばSがIにより置き換えられることができる153位における、又は例えばPがTにより置き換えられることができる180位におけるアミノ酸変化のようなK1ドメインにおけるアミノ酸変化を包含できる。追加のアミノ酸変化はK3ドメインにおいて起こることができる。対立遺伝子変異体は例えばMがVにより置き換えられることができる293位における、又は例えばLがMにより置き換えられることができる300位における、又は、例えばEがKにより置き換えられることができる304位における、又は、例えばVがAにより置き換えられることができる317位における、又は、例えばPがSにより置き換えられることができる325位における、又は、例えばYがDにより置き換えられることができる330位における、又は、例えばEがKにより置き換えられることができる336位におけるアミノ酸変化を包含できる。対立遺伝子変異体は又、例えばHがNにより置き換えられることができる387位における、又はDがNにより置き換えられることができる416位におけるアミノ酸変化のようなK4ドメインにおいて生じることができる。他の対立遺伝子変異はHGFのセリンプロテアーゼドメインにおいて生じることができる。対立遺伝子変異体は例えばRがQにより置き換えられることができる494位における、又は、例えばIがVにより置き換えられることができる505位における、又は、例えばVがIにより置き換えられることができる509位における、又は、例えばDがEにより置き換えられることができる558位における、又は、例えばCがRにより置き換えられることができる561位における、又は、例えばDがNにより置き換えられることができる592位における、又は、例えばSがNにより置き換えられることができる595位におけるアミノ酸変化を包含できる。
一部の場合において、ヌクレオチド又はアミノ酸の相違は、生物学的活性に対して検出可能な作用を有さない、又は実質的に有さない「サイレント」なものであることができる。他の例においては、対立遺伝子変異体はトランケーションされた、又は短鎖化されたポリペプチドをもたらすことができる。例えば、例えばGがNにより置き換えられることができるヌクレオチド位1256における対立遺伝子変異は、短鎖化された翻訳蛋白をもたらす終止コドンに対する変化をもたらす。他の例においては、対立遺伝子変異体は、例えばリガンドの野生型又は優勢な形態に関する場合、疾患、状態又は生物学的活性における変化に関連することができる。
3.MET受容体
MET受容体(別名c−MET、肝細胞成長因子受容体、HGFR)は膜貫通145kDaβ鎖にジスルフィド結合した細胞外50kDaα鎖よりなるヘテロ2量体分子に蛋白分解的に切断される前駆体蛋白として生産される受容体チロシンキナーゼ(RTK)である。完全にプロセシングされたMET蛋白においては、αサブユニットは蛋白−蛋白相互作用に関与するSemaドメイン及びMET関連配列と称されるシステインリッチのモチーフを含有する。膜を横断し、そして細胞外及び細胞内にあるβサブユニットは膜近傍ドメイン、触媒ドメイン及びC末端テール部を包含する3つの機能的ドメインを含有する。HGFはMETに対するリガンドである。METへのHGFの結合は、受容体の2量体化及び膜近傍、触媒及び細胞質テールドメイン内の多数の残基上のホスホリル化をトリガーし、これにより、受容体の内在化、触媒活性及び多重基質ドッキングを調節する。例えば、膜近傍ドメインはセリンのホスホリル化によりMETのキナーゼ活性を阻害するSer985残基を含有し;Ser985の脱ホスホリル化によりHGF依存性MET活性化が可能となる。膜近傍ドメインは又ユビキチン化のためにMETをターゲティングすることによるMETの負の調節及びプロテオソーム経路による分解に関与するTyr1003を含有する。METの触媒ドメイン内のホスホリル化部位は、Tyr1230、Tyr1234及びTyr1235を包含し、そして細胞質テール部内のホスホリル化部位はTyr1349及びTyr1356を包含する。METのホスホリル化及び活性化は多重アダプター蛋白(例えばGrb2、Shc、Cbl、Crk、コルテクチン、パキシリン及びGAB1)を包含する多くの細胞内シグナリング蛋白及び種々の他のシグナルトランスデューサー(例えばPI3−キナーゼ、FAK、Src、ERK 1/2、JNK 1/2、PLC−ガンマ及びSTAT−3)の結合及び/又はホスホリル化をもたらす。
MET受容体(別名c−MET、肝細胞成長因子受容体、HGFR)は膜貫通145kDaβ鎖にジスルフィド結合した細胞外50kDaα鎖よりなるヘテロ2量体分子に蛋白分解的に切断される前駆体蛋白として生産される受容体チロシンキナーゼ(RTK)である。完全にプロセシングされたMET蛋白においては、αサブユニットは蛋白−蛋白相互作用に関与するSemaドメイン及びMET関連配列と称されるシステインリッチのモチーフを含有する。膜を横断し、そして細胞外及び細胞内にあるβサブユニットは膜近傍ドメイン、触媒ドメイン及びC末端テール部を包含する3つの機能的ドメインを含有する。HGFはMETに対するリガンドである。METへのHGFの結合は、受容体の2量体化及び膜近傍、触媒及び細胞質テールドメイン内の多数の残基上のホスホリル化をトリガーし、これにより、受容体の内在化、触媒活性及び多重基質ドッキングを調節する。例えば、膜近傍ドメインはセリンのホスホリル化によりMETのキナーゼ活性を阻害するSer985残基を含有し;Ser985の脱ホスホリル化によりHGF依存性MET活性化が可能となる。膜近傍ドメインは又ユビキチン化のためにMETをターゲティングすることによるMETの負の調節及びプロテオソーム経路による分解に関与するTyr1003を含有する。METの触媒ドメイン内のホスホリル化部位は、Tyr1230、Tyr1234及びTyr1235を包含し、そして細胞質テール部内のホスホリル化部位はTyr1349及びTyr1356を包含する。METのホスホリル化及び活性化は多重アダプター蛋白(例えばGrb2、Shc、Cbl、Crk、コルテクチン、パキシリン及びGAB1)を包含する多くの細胞内シグナリング蛋白及び種々の他のシグナルトランスデューサー(例えばPI3−キナーゼ、FAK、Src、ERK 1/2、JNK 1/2、PLC−ガンマ及びSTAT−3)の結合及び/又はホスホリル化をもたらす。
METは上皮細胞及び肝細胞において高度に発現されるが、胚中心B細胞及び終末分化形質細胞を包含する造血系起源の他の細胞上でも発現される。METは又多くの癌組織中及び固形腫瘍上で発現される。通常は、HGF−METシグナリングは胚の発生に関与しているが、METシグナリングは又、癌細胞の成育、侵襲、運動性及び転移を媒介し、並びに、腫瘍における血管形成を促進する。癌における役割に加えて、METは又、宿主細胞アクチン細胞骨格を再配列すること、及び、感染細胞のアポトーシスを抑制することによる等ホストを感染に対して感受性とするシグナルのメディエーターとしてマラリア感染の発症において重要な要因となっている(Carrolo等(2003)Nat Med.,9:1316;Leiriao等(2005)Cell Microbiol.7:603)。
例示されるMET受容体(GenBank No.NP_000236、配列番号34記載)はアミノ酸1〜307にα鎖及びアミノ酸308〜1390にβ鎖を含有し、残基956〜1390にβ鎖の細胞内ドメインを有する。METはアミノ酸55〜500のSemaドメインを特徴としている。METにおいては、Semaドメインはリガンド結合の外に受容体2量体化に関与している。MET蛋白は又アミノ酸519〜562のプレキシンシステインリッチリピート及びアミノ酸563〜655、アミノ酸657〜739及びアミノ酸742〜836の3つのIPT/TIGドメインを特徴とする。IPTとはプレキシン(P)と転写因子(T)により共有されている免疫グロブリン(I)様折り畳みを意味する。TIGは転写因子における免疫グロブリン様ドメイン(転写因子(T)IG)を意味する。METにおけるTIGドメインは細胞外マトリックスと受容体シグナリングの間の相互作用の一部を媒介する際に役割を果たしていると考えられる。MET蛋白は又、アミノ酸933〜955の膜貫通ドメイン、それに後続するアミノ酸956で始まる膜近傍ドメイン、アミノ酸1078〜1337の細胞質蛋白キナーゼドメイン、及び細胞質テールを特徴とする。
C.HGFアイソフォーム
本明細書において提供されるものは、HGFアイソフォーム、及び、MET受容体活性を介する場合を包含する有糸分裂誘発、形態形成及び血管形成をモジュレートするためにHGFアイソフォームを使用する方法である。1つの実施形態において、本明細書に記載するHGFアイソフォームはアイソフォームをコードする核酸が17イントロンの何れかの1つ以上の部分又は全体を保持している点において、完全長HGF同種のリガンドとは異なっている。結果として生じるHGFアイソフォーポリペプチドは、HGF蛋白が同種のHGFの1つ以上のドメイン全て又は一部分の崩壊又は排除を包含し、これにより同種のリガンドト比較して1つ以上の活性又は機能における相違を呈するように、挿入及び/又は欠失を含有する。例えば、HGFアイソフォームがHGFと比較した場合に呈する変化としては、限定しないが、シグナルペプチド、N末端ドメイン、1つ以上のクリングルドメイン及び/又はSerPドメインの全て又は部分の排除及び/又は崩壊を包含することができる。本明細書に記載するHGFアイソフォームは細胞表面受容体、例えばMET受容体、VEGFR又はFGFRの活性をモジュレートするために使用できる。それらは又、インビボ又はインビトロのターゲティングされた細胞又は組織に対する薬品又は毒素又は核酸のような分子の送達のためのターゲティング剤としても使用できる。
本明細書において提供されるものは、HGFアイソフォーム、及び、MET受容体活性を介する場合を包含する有糸分裂誘発、形態形成及び血管形成をモジュレートするためにHGFアイソフォームを使用する方法である。1つの実施形態において、本明細書に記載するHGFアイソフォームはアイソフォームをコードする核酸が17イントロンの何れかの1つ以上の部分又は全体を保持している点において、完全長HGF同種のリガンドとは異なっている。結果として生じるHGFアイソフォーポリペプチドは、HGF蛋白が同種のHGFの1つ以上のドメイン全て又は一部分の崩壊又は排除を包含し、これにより同種のリガンドト比較して1つ以上の活性又は機能における相違を呈するように、挿入及び/又は欠失を含有する。例えば、HGFアイソフォームがHGFと比較した場合に呈する変化としては、限定しないが、シグナルペプチド、N末端ドメイン、1つ以上のクリングルドメイン及び/又はSerPドメインの全て又は部分の排除及び/又は崩壊を包含することができる。本明細書に記載するHGFアイソフォームは細胞表面受容体、例えばMET受容体、VEGFR又はFGFRの活性をモジュレートするために使用できる。それらは又、インビボ又はインビトロのターゲティングされた細胞又は組織に対する薬品又は毒素又は核酸のような分子の送達のためのターゲティング剤としても使用できる。
1つ以上のHGFアイソフォーム、典型的には1つ以上の異なるアイソフォームを含有する医薬組成物が提供される。医薬組成物は癌、又は異常な血管形成が顕在化する他の疾患、マラリア及びMET又は血管形成性受容体、例えばVEGFR又はFGFRの関与が疑われるか、関与しているか、又はそれらが参加している当該分野で知られた他の疾患を包含する疾患を治療するために使用できる。癌には、乳癌、肺癌、結腸癌、胆嚢癌、胃癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌及び前立腺癌、神経膠芽腫、リンパ腫、悪性黒色腫及びその他が包含される。
同様に提供されるものは、医薬組成物を投与することによる、又はHGFアイソフォームを送達することによる、例えばアイソフォームをコードするベクターを投与することによる、疾患及び状態の治療の方法である。投与はインビボ又はエクスビボで行える。
本明細書においては、HGFアイソフォーム及びHGFアイソフォームをコードする核酸分子を製造することを包含する、HGFアイソフォームを製造、単離及び製剤するための方法が提供される。更に又、METシグナリングの他のモジュレーターとのHGFアイソフォームの組み合わせも提供される。
1.HGFアイソフォームのクラス
記載した通り、HGFアイソフォームは、同種のリガンドと比較した場合に活性を除去又は低減又は別様に改変するため、例えばこれに対して正又は負の作用を有するために十分な程度、HGFの野生型又は優勢な形態と比較した場合に、ドメイン又はドメインの一部分を欠失するか、又はドメインの崩壊を有するポリペプチドである。HGFアイソフォームはオルタナティブスプライシングによるか、又は組み換え又は合成の方法により形成できる、HGF遺伝子のスプライシング変異体(又は組み換え短鎖化変異体)を呈する。HGFアイソフォームはオルタナティブスプライシングされたRNAによりコードされることができる。HGFアイソフォームは又、組み換え法により、そして、インシリコ又は合成の方法を用いることにより形成することもできる。
記載した通り、HGFアイソフォームは、同種のリガンドと比較した場合に活性を除去又は低減又は別様に改変するため、例えばこれに対して正又は負の作用を有するために十分な程度、HGFの野生型又は優勢な形態と比較した場合に、ドメイン又はドメインの一部分を欠失するか、又はドメインの崩壊を有するポリペプチドである。HGFアイソフォームはオルタナティブスプライシングによるか、又は組み換え又は合成の方法により形成できる、HGF遺伝子のスプライシング変異体(又は組み換え短鎖化変異体)を呈する。HGFアイソフォームはオルタナティブスプライシングされたRNAによりコードされることができる。HGFアイソフォームは又、組み換え法により、そして、インシリコ又は合成の方法を用いることにより形成することもできる。
典型的には、オルタナティブスプライシングされたRNAから生成したHGFアイソフォームは遺伝子によりコードされるポリペプチドの優勢な形態ではない。一部の例においては、HGFアイソフォームは組織特異的又は発生段階特異的なポリペプチドであることができ、又は、疾患特異的であることができる(即ち、組織毎に、又は非疾患状態と比較して疾患状態において異なるレベルで発現されることができ、又は、疾患のプロセス又は進行の段階において、又はその間に、組織において発現されるのみであってよい)。HGFアイソフォームをコードすることができるオルタナティブスプライシングされたRNAの形態は、限定しないが、エクソン欠失、エクソン保持、エクソン伸長、エクソントランケーション及びイントロン保持オルタナティブスプライシングRNAを包含する。HGFアイソフォームに包含されるものはイントロン融合蛋白である。
2.HGFアイソフォームのオルタナティブスプライシング及び形成
真核生物における遺伝子は、一般的にプレmRNAと称されるRNA産物にRNAポリメラーゼにより転写されるイントロン及びエクソンを包含する。プレmRNAは典型的には中間産物であり、これは更にRNAスプライシング及びプロセシングによりプロセシングされることにより最終的なメッセンジャーRNA(mRNA)を形成する。典型的には、最終mRNAはエクソン配列を含有し、そしてイントロンをスプライシングアウトすることにより得られる。イントロン及びエクソンの境界は、イントロンを除去しエクソン配列を共に連結するためのシグナル及び基質として細胞のスプライシング機序により使用されるヌクレオチドの配列である、スプライシング接合部により表される。エクソンは共に作動可能に連結することにより成熟したRNA分子を形成する。典型的には、mRNA中の1つ以上のエクソンがポリペプチドをコードするオープンリーディングフレームを含有する。多くの場合において、オープンリーディングフレームは2つ以上のエクソンを作動可能に連結することにより形成でき;例えばコーディング配列はエクソン接合部に及んでおり、そしてオープンリーディングフレームは接合部を跨いで維持される。
真核生物における遺伝子は、一般的にプレmRNAと称されるRNA産物にRNAポリメラーゼにより転写されるイントロン及びエクソンを包含する。プレmRNAは典型的には中間産物であり、これは更にRNAスプライシング及びプロセシングによりプロセシングされることにより最終的なメッセンジャーRNA(mRNA)を形成する。典型的には、最終mRNAはエクソン配列を含有し、そしてイントロンをスプライシングアウトすることにより得られる。イントロン及びエクソンの境界は、イントロンを除去しエクソン配列を共に連結するためのシグナル及び基質として細胞のスプライシング機序により使用されるヌクレオチドの配列である、スプライシング接合部により表される。エクソンは共に作動可能に連結することにより成熟したRNA分子を形成する。典型的には、mRNA中の1つ以上のエクソンがポリペプチドをコードするオープンリーディングフレームを含有する。多くの場合において、オープンリーディングフレームは2つ以上のエクソンを作動可能に連結することにより形成でき;例えばコーディング配列はエクソン接合部に及んでおり、そしてオープンリーディングフレームは接合部を跨いで維持される。
RNAは又単一の遺伝子から種々の異なるmRNA転写物を生成するようにオルタナティブスプライシングを起こすことができる。オルタナティブスプライシングされたmRNAは異なる数及び/又は配置のエクソンを含有できる。例えば、10エクソンを有する遺伝子は種々のオルタナティブスプライシングmRNAを形成できる。一部のmRNAは全10エクソンを含有し、一部は僅か9、8、7、6、5等を有する。更に又、例えば10エクソン中9つを有する産物が種々のmRNAに包含され、その各々は異なるエクソンを消失していることができる。オルタナティブスプライシングmRNAは優勢な又は野生型の形態をコードするRNAには典型的には存在しない追加的なエクソンを含有できる。エクソンの付加及び欠失はRNAの5’エクソン、3’エクソン及び内部のエクソンのそれぞれ付加及び欠失を包含する。オルタナティブスプライシングされたRNA分子はまた、RNAに作動可能に連結した、又はその内部にあるイントロン又はイントロンの一部分の付加を包含する。例えば、野生型又は優勢なの形態をコードするRNA内のスプライシングにより通常除去されるイントロンはオルタナティブスプライシングされたRNA内に存在することができる。イントロン及びイントロンの一部分は例えば2エクソン間において、RNA内で作動可能に連結できる。イントロン又はイントロンの一部分はRNAの一端において、例えば転写物の3’末端において、作動可能に連結することができる。一部の例においては、RNA内のイントロン配列の存在は、イントロン内のポリアデニル化配列に基づいて転写を終止させる。
オルタナティブRNAスプライシングパターンは細胞及び組織の型に応じて変動できる。オルタナティブRNAスプライシングはまた生物、細胞又は組織型の発生段階により調節できる。例えば、RNAスプライシング酵素及びRNAスプライシングを調節するポリペプチドは特定の細胞及び組織の型において異なる濃度で、そして、特定の発生段階において存在することができる。一部の場合において、特定の酵素又は調節ポリペプチドは特定の細胞又は組織の型において、そして特定の発生段階において非存在であることができる。これ等の相違は細胞又は組織の型又は段階内でのRNAの異なったスプライシングパターンをもたらすことができ、これによりmRNAの異なる集団を与える。そのような複雑性は特定の細胞方又は発生段階に対して適切である蛋白産物を多く形成することができる。
オルタナティブスプライシングされたmRNAは本明細書においてはアイソフォームとも称する種々の異なるポリペプチドを形成することができる。そのようなアイソフォームは欠失、付加及び短鎖化を有するポリペプチドを包含できる。例えば、エクソンにより通常コードされているオープンリーディングフレームの一部分をオルタナティブスプライシングされたmRNAにおいて除去することにより、より短鎖のポリペプチドを得ることができる。アイソフォームはN末端又はC末端において除去されたアミノ酸を有することができ、或いは、欠失は内部であることができる。アイソフォームはエクソン欠失の結果としてドメイン又はドメインの一部分を欠いていることができる。オルタナティブスプライシングされたmRNAは又追加的配列を有するポリペプチドを形成できる。例えば終止コドンをエクソン内に含有でき;このエクソンがmRNAに包含されない場合は、終止コドンは存在せず、そしてオープンリーディングフレームは下流のエクソンに含有される配列内に引き継がれる。そのような例においては、追加的なオープンリーディングフレーム配列が追加的なアミノ酸残基をポリペプチドに付加し、そして新しいドメイン又はその一部分の付加をもたらすことができる。
a.イントロン修飾及びイントロン融合蛋白
オルタナティブRNAスプライシングパターンにより形成できるHGFアイソフォームに包含されるものは融合蛋白とも称されるイントロン修飾を介して形成されるアイソフォームである。1つの例において、HGFアイソフォームはHGFの野生型又は優勢な形態をコードするmRNA転写物と比較して1つ以上のイントロンが保持されているようにオルタナティブスプライシングにより形成される。取り込まれたイントロン配列は1つ以上のイントロン又はその一部分を包含できる。そのようなmRNAはイントロン保持の機序により生じさせることができる。例えばスプライシング機序がイントロン1つ以上を除去してしまうよりも前に、プレmRNAを核から細胞の細胞質に移出する。一部の場合においては、スプライシング部位を例えば細胞蛋白により能動的にブロックすることによりイントロン1つ以上のスプライシングを防止することができる。
オルタナティブRNAスプライシングパターンにより形成できるHGFアイソフォームに包含されるものは融合蛋白とも称されるイントロン修飾を介して形成されるアイソフォームである。1つの例において、HGFアイソフォームはHGFの野生型又は優勢な形態をコードするmRNA転写物と比較して1つ以上のイントロンが保持されているようにオルタナティブスプライシングにより形成される。取り込まれたイントロン配列は1つ以上のイントロン又はその一部分を包含できる。そのようなmRNAはイントロン保持の機序により生じさせることができる。例えばスプライシング機序がイントロン1つ以上を除去してしまうよりも前に、プレmRNAを核から細胞の細胞質に移出する。一部の場合においては、スプライシング部位を例えば細胞蛋白により能動的にブロックすることによりイントロン1つ以上のスプライシングを防止することができる。
1つ以上のイントロン配列の保持はHGFの野生型又は優勢なの形態と比較して短鎖化されているHGFアイソフォームをコードする転写物を形成できる。保持されたイントロン配列は転写物中に終止コドンを導入しこれによりコードされたポリペプチドを早期に終止させることができる。保持されたイントロン配列はまた、1つ以上のアミノ酸がHGFのドメインに挿入されるように転写物内へのコドン1つ以上を挿入する等、HGFポリペプチド内に追加的なアミノ酸を導入できる。イントロンの保持はHGFアイソフォームをコードする転写物内への完全又は部分的なイントロン配列の封入を包含する。保持されたイントロン配列は、包囲するエクソンに対してコドンがインフレームとなるようにヌクレオチドに導入することができ、或いは、それは転写物にフレームシフトを導入することができる。イントロン保持転写物の例示されるヌクレオチド配列は配列番号9,11又は13を包含する。
一般的にイントロン融合蛋白は、何れかの1つ以上のイントロン配列の保持のために、同種のリガンドト比較して生物学的活性を改変するために十分な程度に、ドメイン又はドメインの一部分を欠いているか、又は、追加的なドメイン又はドメインの一部分を含有している。更に又、イントロン融合蛋白はエクソンコードアミノ酸に作動可能に連結したエクソンによりコードされないアミノ酸1つ以上を含有することができ、これにより、HGFによりコードされる野生型又は優勢な形態と比較して長鎖化又は短鎖かされたアイソフォームをもたらすことができる。典型的には、イントロン融合蛋白はHGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNAの相当する配列内には存在しないイントロン融合蛋白コードRNA内の終止コドン1つ以上の存在により短鎖化される。アミノ酸及び/又は終止コドンの付加は、重合体の野生型又は優勢な形態とは大きさ及び配列において異なるイントロン融合蛋白をもたらすことができる。
イントロン融合蛋白は生物学的活性1つ以上において修飾されることができる。例えば、イントロン融合蛋白におけるアミノ酸の付加は、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態と比較して生物学的活性を追加、拡張又は修飾することができる。例えばイントロンコードアミノ酸配列の蛋白への融合は新しい官能性を有するドメインの付加をもたらす。イントロンコードポリペプチドの蛋白への融合もまた、例えば生物学的活性を抑制することにより、例えば受容体2量体化の抑制及び/又は受容体シグナリングの抑制により、蛋白の既存の生物学的活性をモジュレートできる。
イントロン融合蛋白は天然及びコンビナトリアルなイントロン融合蛋白を包含する。天然のイントロン融合蛋白は遺伝子のエクソン1つ以上に作動可能に連結した1つ以上のイントロン又はその一部分を含有するオルタナティブスプライシングされたRNAによりコードされる。コンビナトリアルなイントロン融合蛋白は組み換え又は合成手段により形成され、そして頻繁には、イントロンコード配列がエクソン配列に作動可能に連結していることにより、同じ遺伝子配列から誘導された、又は、関連する遺伝子ファミリーにおける遺伝子配列から誘導された天然のイントロン融合蛋白の場合のように1つ以上のドメイン又はその一部分が欠失又は付加されているポリペプチドをコードすることができるという点において天然のイントロン融合蛋白を模倣している。
i.天然のイントロン融合蛋白
天然のイントロン融合蛋白は、イントロン保持RNA分子及び一部のエクソン伸長RNAのような、イントロン配列並びにエクソン配列を含有するmRNAを包含するオルタナティブスプライシングされたmRNAのクラスから形成される。それらは、存在し、細胞又は組織から単離できるか、又はデータベース中で識別できる全てのそのような変異体を包含する。可能であり、そしてイントロン由来の1つ以上のコドン(終止コドンのみも包含)を包含する如何なるスプライシング変異体も天然のイントロン融合蛋白と見なす。
天然のイントロン融合蛋白は、イントロン保持RNA分子及び一部のエクソン伸長RNAのような、イントロン配列並びにエクソン配列を含有するmRNAを包含するオルタナティブスプライシングされたmRNAのクラスから形成される。それらは、存在し、細胞又は組織から単離できるか、又はデータベース中で識別できる全てのそのような変異体を包含する。可能であり、そしてイントロン由来の1つ以上のコドン(終止コドンのみも包含)を包含する如何なるスプライシング変異体も天然のイントロン融合蛋白と見なす。
1つ以上のイントロン又はその一部分の保持は、本明細書においては天然のイントロン融合蛋白と称するアイソフォームの形成をもたらすことができる。例えば、イントロン配列はRNAスプライシングによりエクソン配列に作動可能に連結されるオープンリーディングフレームを含有できる。イントロンコード配列は例えばポリペプチドのN又はC末端の何れかにおいて、又はポリペプチドの内部において、ポリペプチドにアミノ酸を付加させることができる。一部の例においては、イントロン配列は又終止コドン1つ以上を含有できる。エクソンの1つ以上においてオープンリーディングフレームと作動可能に連結しているイントロンコード終止コドンはコードされたポリペプチドを終止させることができる。即ち、終止コドンの結果として短鎖かされたアイソフォームを製造できる。一部の例において、mRNA内に保持されているイントロンはオープンリーディングフレームにアミノ酸1つ以上及び終止コドンの付加をもたらし、これによりイントロンコード配列で終止するアイソフォームが生成する。
本明細書において提供されるものは、イントロン保持により形成される天然のイントロン融合蛋白、例えばイントロンによりコードされるドメイン又はドメインの部分の付加を有するイントロン融合蛋白、及び欠失した1つ以上のドメイン又はドメインの一部分を有するイントロン融合蛋白である。例えば、典型的には遺伝子のmRNA内にあるエクソン配列の代わりにイントロン配列を作動可能に連結できる。即ちエクソンによりコードされるドメイン又はその一部分を欠失させ、そしてイントロンコードアミノ酸をコードされたポリペプチド内に包含させる。
別の例においては、mRNA内に典型的に存在するエクソンに加えてイントロン配列を作動可能に連結させる。1つの例においては、作動可能に連結させたイントロン配列はポリペプチドをコードするエクソン配列に対してインフレームに終止コドンを導入できる。別の例においては、作動可能に連結したイントロン配列はポリペプチド内にアミノ酸1つ以上を導入できる。1つの実施形態において、インフレームの終止コドンは又、ポリペプチドをコードするエクソン配列に作動可能に連結することにより、C末端においてイントロンコードアミノ酸を有するポリペプチドをコードするmRNAを形成する。
天然のイントロン融合蛋白の1つの例において、イントロン配列によりコードされるアミノ酸1つ以上はポリペプチドのC末端において作動可能に連結される。例えば、イントロン融合蛋白は、RNAの5’末端のエクソン配列1つ以上とそれに後続するRNAの3’末端の1つ以上のイントロン配列又はイントロン配列の一部分を含有する核酸配列から形成される。このような核酸から生成されたイントロン融合蛋白はN末端におけるエクソンコードアミノ酸及びC末端におけるイントロン配列によりコードされる1つ以上アミノ酸を含有する。別の例においては、イントロン融合蛋白は、エクソン配列1つ以上にイントロン配列内にコードされる終止コドンを作動可能に連結し、これにより短鎖化されたポリペプチドをコードする核酸配列を形成することにより、核酸から形成される。
ii.コンビナトリアルなイントロン融合蛋白
イントロン融合蛋白は又、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態と比較して修飾されているポリペプチドを製造するための組み換え法及び/又はインシリコ及び合成の方法により形成できる。典型的には、そのようなHGFアイソフォームは遺伝子のエクソン配列に作動可能に連結したイントロン配列の存在のために野生型又は優勢な形態と比較して修飾された配列を有する。例えば、本明細書において更に記載する通り、使用可能なソフトウエアプログラム、イントロン及びエクソンを使用することにより、配列及びコードされる蛋白のドメインをHGF遺伝子のような核酸中で識別することができる。エクソン1つ以上及びイントロン配列又はその一部分を含有するポリペプチドをコードする組み換え核酸分子を合成できる。そのような組み換え分子は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10以上のアミノ酸及び/又はエクソンに作動可能に連結したイントロンによりコードされる終止コドンを含有することができ、これによりイントロン融合蛋白を生成する。
イントロン融合蛋白は又、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態と比較して修飾されているポリペプチドを製造するための組み換え法及び/又はインシリコ及び合成の方法により形成できる。典型的には、そのようなHGFアイソフォームは遺伝子のエクソン配列に作動可能に連結したイントロン配列の存在のために野生型又は優勢な形態と比較して修飾された配列を有する。例えば、本明細書において更に記載する通り、使用可能なソフトウエアプログラム、イントロン及びエクソンを使用することにより、配列及びコードされる蛋白のドメインをHGF遺伝子のような核酸中で識別することができる。エクソン1つ以上及びイントロン配列又はその一部分を含有するポリペプチドをコードする組み換え核酸分子を合成できる。そのような組み換え分子は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10以上のアミノ酸及び/又はエクソンに作動可能に連結したイントロンによりコードされる終止コドンを含有することができ、これによりイントロン融合蛋白を生成する。
組み換え手段により形成されるイントロン融合蛋白はコードされたイントロン配列の存在のために野生型又は優勢な形態と比較して、より長鎖又は短鎖であるポリペプチドを包含できる。典型的には、コンビナトリアルなイントロン融合蛋白は野生型又は優勢な形態と比較して短鎖化されたポリペプチドである。例えば、組み換え分子はアミノ酸1つ以上及び/又はエクソンに作動可能に連結したイントロンによりコードされる終止コドンを含有することができ、これによりHGFの野生型又は優勢な形態より短鎖であるアイソフォームを製造する。短鎖化は1つ以上のドメイン又はその一部分を除去できる。これ等のトランケーションされた形態は内部、N末端、C末端又はその組み合わせにおいて、欠失を有することができる。別の例において、イントロン配列は、イントロンコードアミノ酸配列がHGFポリペプチド内への追加のアミノ酸の導入、例えばHGFのドメイン内にアミノ酸1つ以上が挿入されるような転写物内へのコドン1つ以上の挿入をもたらすか、又はドメインの付加をもたらす場合には、長鎖化された蛋白を生じさせるこができる。或いは、コードされるイントロン配列は、終止コドンが下流のエクソン内で読まれないために長鎖化された転写物をもたらすように、HGF転写物のフレームシフトをもたらすことができる。この方法の部分として、潜在的な免疫原性エピトープは、モチーフスキャニングを用いて認識し、そして保存的なアミノ酸置換を用いるか、又はPEG化のような当該分野で良く知られている他の修飾により、修飾できる。一般的に、何れの治療用イントロン融合蛋白も、最適化された薬物動態を達成、又は免疫原性を回避するために、この同じ方法で修飾することができる。
b.エクソン修飾により形成されるアイソフォーム
HGFアイソフォームはまた、HGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNAの相当するエクソンと相対比較した場合のエクソンの修飾により形成できる。エクソンの修飾はエクソントランケーション、エクソン伸長、エクソン欠失及びエクソン挿入のようなオルタナティブスプライシングされたRNAの形態を包含する。これ等のオルタナティブスプライシングされたRNA分子は、追加のアミノ酸を包含することにより、及び/又は、HGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態に存在するアミノ酸残基を欠くことにより、HGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態とは異なるHGFアイソフォームをコードすることができる。
HGFアイソフォームはまた、HGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNAの相当するエクソンと相対比較した場合のエクソンの修飾により形成できる。エクソンの修飾はエクソントランケーション、エクソン伸長、エクソン欠失及びエクソン挿入のようなオルタナティブスプライシングされたRNAの形態を包含する。これ等のオルタナティブスプライシングされたRNA分子は、追加のアミノ酸を包含することにより、及び/又は、HGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態に存在するアミノ酸残基を欠くことにより、HGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態とは異なるHGFアイソフォームをコードすることができる。
挿入されたエクソンは、挿入されたエクソンによりコードされる追加のアミノ酸を、RNA内に存在する他のエクソンに作動可能に連結することができる。挿入されたエクソンは又、1つ以上の終止コドンを含有することができ、これによりRNAコードポリペプチドはそのような終止コドンの結果として終始する。そのような終止コドンを含有するエクソンがポリペプチドの野生型又は優勢な形態のポリペプチド終止のために使用される終止コドンを含有するエクソンの上流に挿入される場合、短鎖化されたポリペプチドを製造できる。
挿入されたエクソンは、エクソンが挿入された場合に、挿入されたエクソンによりコードされる追加のアミノ酸を有するポリペプチドの野生型又は優勢な形態のアミノ酸配列を含有するアイソフォームをRNAがコードするように、オープンリーディングフレームを維持することができる。挿入されたエクソンによりコードされる追加のアミノ酸がアイソフォームにおいてそれぞれN末端、C末端又は内分において連結されるように、挿入されるエクソンはRNAの5’側、3’側又は内部に挿入されることができる。挿入されるエクソンは又、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態におけるアミノ酸の配列の一部分のみを含有するアイソフォームが形成されるように、自身が挿入されるRNAの読み枠を変化させることができる。そのようなアイソフォームは挿入されたエクソンによりコードされるアミノ酸配列を追加的に含有することができ、そして又、挿入されたエクソン内に含有される終止コドンの結果として終止することができる。
HGFアイソフォームはまた、エクソン欠失事象から製造できる。エクソンの欠失は、例えばアミノ酸をコードする配列を除去することにより、並びに、ポリペプチドをコードするRNAの読み枠の変化により、代替サイズのポリペプチドを製造できる。エクソン欠失はコードされるポリペプチドからアミノ酸1つ以上を除去することができ;そのようなアミノ酸はRNA配列内のエクソンの位置に応じて、ポリペプチドに対してN末端、C末端又は内部であることができる。RNA内のエクソンの欠失は又、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態には存在しないアミノ酸1つ以上を含有するアイソフォームが製造されるように読み枠のシフトを誘発することができる。読み枠のシフトは又、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態の場合とは異なる配列において終止するアイソフォームを製造する読み枠中の終止コドンをもたらすことができる。1つの例において、読み枠のシフトはポリペプチドの野生型又は優勢な形態と比較して短鎖化されたアイソフォームを製造する。そのような短鎖化されたアイソフォームは又ポリペプチドの野生型又は優勢な形態には存在しないアミノ酸の配列を含有できる。
HGFアイソフォームは又RNAにおけるエクソン伸長により製造できる。エクソン伸長内に含有される追加的配列は追加のアミノ酸をコードすることができ、及び/又は、ポリペプチドを終止させる終止コドンを含有することができる。インフレームの終止コドンを含有するエクソン挿入はエクソン伸長の配列において終止する短鎖化アイソフォームを製造できる。エクソン挿入は又、RNAの読み枠をシフトさせることができ、これによりポリペプチドの野生型又は優勢な形態には存在しないアミノ酸1つ以上を含有するアイソフォーム、及び/又は、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態の場合とは異なる配列において終止するアイソフォームをもたらすことができる。エクソン伸長はポリペプチドの野生型又は優勢な形態をコードするRNAのイントロン内に含有される配列を包含でき、そしてこれによりイントロン融合蛋白を製造する。
HGFアイソフォームは又エクソントランケーションにより製造できる。エクソントランケーションを有するRNA分子はポリペプチドの野生型又は優勢な形態と比較して短鎖化されたポリペプチドを製造できる。エクソントランケーションは又、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態には存在しないアミノ酸1つ以上を含有するアイソフォームが製造されるように読み枠のシフトをもたらすことができる。読み枠のシフトは又、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態の場合とは異なる配列において終止するアイソフォームを製造する読み枠中の終止コドンをもたらすことができる。
エクソン修飾を包含するオルタナティブスプライシングRNA分子は生物学的活性を低減又は除去するために十分な程度ドメイン又はその一部分を欠いているHGFアイソフォームを製造できる。例えば、エクソン修飾RNA分子はドメイン又はその一部分を欠いた短鎖化HGFポリペプチドをコードできる。エクソン修飾RNA分子は又、挿入されたアミノ酸により、及び/又は、ポリペプチドの野生型又は優勢な形態には存在しないアミノ酸1つ以上でドメインを中断する読み枠のシフトにより、ドメインが中断されているポリペプチドをコードできる。
2.HGFアイソフォームポリペプチドの構造
例示されるHGF遺伝子(例えば配列番号1、図1参照)は17イントロンで中断された蛋白コーディング配列を含有する18エクソンを包含する。配列が配列番号2に記載される核酸分子によりコードされることができる配列番号3に記載するポリペプチドのようなHGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態において、18エクソンはRNAスプライシングにより連結されることにより、シグナル配列、N末端ドメイン、4クリングルドメイン(K1−K4)及びSerPを包含する728アミノ酸ポリペプチドをコードする転写物を形成する(例えば図2参照)。本明細書に記載するもののようなHGFアイソフォームは、HGFのスプライシングパターンがHGFの野生型又は優勢な形態をコードする転写物と比較して改変されるように、オルタナティブスプライシングにより形成できる。
例示されるHGF遺伝子(例えば配列番号1、図1参照)は17イントロンで中断された蛋白コーディング配列を含有する18エクソンを包含する。配列が配列番号2に記載される核酸分子によりコードされることができる配列番号3に記載するポリペプチドのようなHGFポリペプチドの野生型又は優勢な形態において、18エクソンはRNAスプライシングにより連結されることにより、シグナル配列、N末端ドメイン、4クリングルドメイン(K1−K4)及びSerPを包含する728アミノ酸ポリペプチドをコードする転写物を形成する(例えば図2参照)。本明細書に記載するもののようなHGFアイソフォームは、HGFのスプライシングパターンがHGFの野生型又は優勢な形態をコードする転写物と比較して改変されるように、オルタナティブスプライシングにより形成できる。
エクソン欠失、エクソン保持、エクソン伸長、エクソントランケーション又はイントロン保持による等、オルタナティブスプライシングにより形成されるHGFアイソフォームは、一般的に、リガンドの野生型又は優勢な形態のHGFポリペプチドと比較して、ドメイン又はドメインの一部分を欠いているか、又はアミノ酸1つ以上の挿入等によりドメインにおける崩壊を有するリガンドをもたらす。HGFアイソフォームは又、リガンドの野生型及び/又は優勢な形態と比較して新しいドメイン及び/又は機能を含有できる。HGFアイソフォームのポリペプチド配列における欠失、崩壊又は挿入は、例えばドメイン1つ以上の排除によるか、HGF遺伝子のイントロンによりコードされるもののようなドメイン又はその一部分の付加により、HGFの場合と比較して活性を改変するか、又はHGFと比較して構造を変化させるために十分なものである。本明細書において提供されるものは、HGFポリペプチドのドメイン全て又は部分を欠いているイントロン保持により形成されるHGFアイソフォームである。本明細書において提供されるHGFアイソフォームはまた同種のリガンドト比較してコードされるアイソフォームの内部、又はN又はC末端に挿入されたイントロンコードアミノ酸を包含できる。
HGFアイソフォームはリガンドの野生型又は優勢な形態のポリペプチド配列と比較してドメイン1つ以上又はドメイン1つ以上の一部分を欠いていることができる。例えば、HGFアイソフォームはSerPドメイン又はSerPドメインの一部分を欠いていることができる。そのようなアイソフォームはHGFアイソフォームは配列番号3のアミノ酸495〜728に記載するアミノ酸の一部又は全てを欠いていることができる。SerPドメインを欠いているHGFアイソフォームの例は、配列番号10、12、18又は20を包含し、そしてSerPドメインの一部を欠いているHGFアイソフォームの例は配列番号14を包含する。HGFアイソフォームはクリングルドメインの全て又は一部分を欠いていることができる。そのようなアイソフォームはK1、K2、K3又はK4ドメインを包含する4クリングルドメインの何れかの1つ以上又は何れかの1つ以上の一部分を欠いているアイソフォームを包含する。HGFアイソフォームは第1のクリングルドメインの一部分、第1のクリングルドメインの全て、第2のクリングルドメインの一部分、第2のクリングルドメインの全て、第3のクリングルドメインの一部分、第3のクリングルドメインの全て、第41のクリングルドメインの一部分及び/又は第4のクリングルドメインの全て、又はこれ等の組み合わせを欠いていることができる。そのようなアイソフォームは配列番号3のアミノ酸128〜206(K1)、211〜288(K2)、305〜383(K3)及び/又は391〜469(K4)として記載されるアミノ酸の一部又は全てを欠いていることができる。K1ドメインの一部分を欠いているHGFアイソフォームの例は配列番号10及び18を包含する。HGFアイソフォームはまたN末端ドメインの全て又は一部分を欠いていることができる。
HGFアイソフォームは、HGFの野生型又は優勢な形態のポリペプチド配列と比較した場合のアミノ酸1つ以上の挿入等によるドメインの崩壊を包含できる。例えばHGFアイソフォームはシグナルペプチド中、N末端ドメイン中、クリングルドメイン1つ以上中、及び/又はSerPドメイン中のアミノ酸1つ以上の挿入を包含できる。
HGFアイソフォームは又配列内へのドメイン又は部分的ドメインの付加を包含するHGFポリペプチド配列を包含できる。例えばHGFアイソフォームは蛋白のC末端におけるアミノ酸の付加を包含でき、この場合、そのようなアミノ酸はHGFの野生型及び/又は優勢な形態において観察されない。ポリペプチド配列のC末端における追加のアミノ酸配列を包含するHGFアイソフォームの例は配列番号10、12、18又は20を包含する。
HGFアイソフォームポリペプチドは又、正式にはドメインの一部分ではないが、指定されたドメインの間(本明細書においては連結領域と称する)に観察されるアミノ酸を含有できる。HGFアイソフォームは又、連結領域1つ以上における挿入、欠失及び/又は崩壊を包含できる。連結領域における崩壊を含むHGFアイソフォームの例は配列番号10、12、18又は20を包含する。
3.HGFアイソフォームの活性
本明細書において提供されるHGFアイソフォームはHGFの野生型又は優勢な形態と比較した場合に、異なる、又は改変された活性を保有することができる。HGFアイソフォームはMETシグナリングのアゴニスト、部分アゴニスト又は拮抗剤であることができる。HGFアイソフォームは又HGF−METシグナリングとは無関係の他の活性を示すことができる。一般的に、本明細書において提供されるHGFアイソフォームは例えばリガンド拮抗剤として作用することによりその受容体であるMETの活性を抑制する。本明細書において提供されるHGFアイソフォームはVEGF及びFGF−2を包含する他の成長因子リガンドによる血管形成活性を抑制できる。改変された活性は、例えば、改変されたシグナル伝達及び/又は細胞表面分子1つ以上との改変された相互作用を包含する。
本明細書において提供されるHGFアイソフォームはHGFの野生型又は優勢な形態と比較した場合に、異なる、又は改変された活性を保有することができる。HGFアイソフォームはMETシグナリングのアゴニスト、部分アゴニスト又は拮抗剤であることができる。HGFアイソフォームは又HGF−METシグナリングとは無関係の他の活性を示すことができる。一般的に、本明細書において提供されるHGFアイソフォームは例えばリガンド拮抗剤として作用することによりその受容体であるMETの活性を抑制する。本明細書において提供されるHGFアイソフォームはVEGF及びFGF−2を包含する他の成長因子リガンドによる血管形成活性を抑制できる。改変された活性は、例えば、改変されたシグナル伝達及び/又は細胞表面分子1つ以上との改変された相互作用を包含する。
一般的に、活性は、リガンドの野生型及び/又は優勢な形態と比較して少なくとも0.1、0.5、1、2、3、4、5又は10倍、アイソフォームにより改変される。典型的には、活性は10、20、50、100又は1000以上改変される。例えばアイソフォームはリガンドの野生型及び/又は優勢な形態と比較して活性において低減されることができる。アイソフォームは又リガンドの野生型及び/又は優勢な形態と比較して活性において増大されることができる。HGFアイソフォームの活性を評価する場合、アイソフォームはHGFの野生型及び/又は優勢な形態と比較することができる。例えば、HGFアイソフォームは配列番号3に記載するHGFポリペプチドと比較して活性において改変されることができる。アイソフォームは又、HGFの野生型及び/又は優勢な形態の存在下、又はVEGF又はFGF−2のような他の成長因子の野生型及び/又は優勢な形態の存在下においてHGFアイソフォームの活性を評価することにより、拮抗剤又は阻害剤としての活性について試験できる。
a.細胞表面作用の改変
1つの例において、HGFアイソフォームは受容体相互作用を包含する細胞表面相互作用において改変されている。例えばアイソフォームは例えばMET受容体のような受容体1つ以上に対する結合親和性において低減される。別の例においては、アイソフォームは受容体1つ以上に対する親和性において増強される。HGFアイソフォームは又他の細胞表面分子へのその結合において改変されることができる。1つの例において、アイソフォームはヘパリン又はヘパリンスルフェートのようなGAGへの結合において改変されることができる。別の例においては、アイソフォームは血管形成に関与する他の細胞表面蛋白、例えば、内皮ATPシンターゼ、アンジオモチン、αvβ3インテグリン、アネキシンII、何れかの1つ以上の成長因子受容体、例えばMET、FGFR又はVEGFR、又は成長因子受容体と協調して血管形成応答を誘導することが知られている何れかの他の細胞表面分子への結合において改変されることができる。アイソフォームは又受容体又は他の細胞表面結合分子に対する特異性において改変されることができる。例えば、アイソフォームは1つの受容体又は他の細胞表面蛋白と、他の受容体又は細胞表面蛋白よりも優先して結合することができ、その場合、そのような優先的な結合はHGFの野生型又は優勢な形態の受容体特異性との比較におけるものである。受容体又は細胞表面相互作用において改変されるアイソフォームはN末端ドメインの全て又は一部分を欠いているか、又は、N末端ドメインの崩壊を有しているアイソフォームを包含できる。改変された受容体又は細胞表面結合を有するHGFアイソフォームは又、K1、K2、K3又はK4ドメインの何れかの1つ以上の全て又は一部分を欠いているアイソフォームを包含できる。受容体相互作用において改変されているHGFアイソフォームは又、単量体アイソフォームを包含するHGFの野生型又は優勢な形態と比較した場合にコンホーメーション変化を有するアイソフォームを包含することができる。
1つの例において、HGFアイソフォームは受容体相互作用を包含する細胞表面相互作用において改変されている。例えばアイソフォームは例えばMET受容体のような受容体1つ以上に対する結合親和性において低減される。別の例においては、アイソフォームは受容体1つ以上に対する親和性において増強される。HGFアイソフォームは又他の細胞表面分子へのその結合において改変されることができる。1つの例において、アイソフォームはヘパリン又はヘパリンスルフェートのようなGAGへの結合において改変されることができる。別の例においては、アイソフォームは血管形成に関与する他の細胞表面蛋白、例えば、内皮ATPシンターゼ、アンジオモチン、αvβ3インテグリン、アネキシンII、何れかの1つ以上の成長因子受容体、例えばMET、FGFR又はVEGFR、又は成長因子受容体と協調して血管形成応答を誘導することが知られている何れかの他の細胞表面分子への結合において改変されることができる。アイソフォームは又受容体又は他の細胞表面結合分子に対する特異性において改変されることができる。例えば、アイソフォームは1つの受容体又は他の細胞表面蛋白と、他の受容体又は細胞表面蛋白よりも優先して結合することができ、その場合、そのような優先的な結合はHGFの野生型又は優勢な形態の受容体特異性との比較におけるものである。受容体又は細胞表面相互作用において改変されるアイソフォームはN末端ドメインの全て又は一部分を欠いているか、又は、N末端ドメインの崩壊を有しているアイソフォームを包含できる。改変された受容体又は細胞表面結合を有するHGFアイソフォームは又、K1、K2、K3又はK4ドメインの何れかの1つ以上の全て又は一部分を欠いているアイソフォームを包含できる。受容体相互作用において改変されているHGFアイソフォームは又、単量体アイソフォームを包含するHGFの野生型又は優勢な形態と比較した場合にコンホーメーション変化を有するアイソフォームを包含することができる。
自身の受容体であるMETを包含する細胞表面分子との相互作用において改変されているHGFアイソフォームはシグナル伝達の側面1つ以上において改変されることができる。アイソフォームは、HGFの野生型又は優勢な形態と比較して、受容体又は他の細胞表面蛋白、例えば血管形成応答に関与する蛋白に由来する細胞応答の誘導、増強、抑制又は防止を包含する細胞応答の1つ以上のモジュレーションにおいて改変されることができる。HGFアイソフォームにより改変できる細胞応答の例は、限定しないが、有糸分裂誘発、遊走誘発、形態形成及び/又は血管形成性の応答の誘導を包含する。
b.競合的拮抗剤
HGFアイソフォームは受容体結合に関して同種のHGFの野生型又は優勢な形態のような他のHGF形態と競合することができる。即ちそのようなアイソフォームはMET受容体に結合でき、そして他のHGFポリペプチドに結合するために使用できる受容体の量を低減する。HGFの受容体1つ以上に対して結合及び競合するHGFアイソフォームは、シグナル伝達に参加しないか、同種のHGFと比較してシグナル伝達に参加する自身の能力が低減しているHGFアイソフォームを包含する。
HGFアイソフォームは受容体結合に関して同種のHGFの野生型又は優勢な形態のような他のHGF形態と競合することができる。即ちそのようなアイソフォームはMET受容体に結合でき、そして他のHGFポリペプチドに結合するために使用できる受容体の量を低減する。HGFの受容体1つ以上に対して結合及び競合するHGFアイソフォームは、シグナル伝達に参加しないか、同種のHGFと比較してシグナル伝達に参加する自身の能力が低減しているHGFアイソフォームを包含する。
MET細胞表面受容体に結合することにより優勢なリガンドト競合するHGFアイソフォーム拮抗剤は同種のHGFリガンドのN末端ドメイン及びクリングルドメインの何れかの1つ以上の全て又は部分を包含できる。拮抗剤HGFアイソフォームは、アイソフォームはその受容体に結合していてもシグナル伝達をモジュレートしないようにドメイン1つ以上を欠いていることができる。例えばそのようなアイソフォームはSerPドメインの全て又は一部分を包含するβ鎖の全て又は一部分を欠いていることができる。1つの例において、HGFアイソフォームはSerPドメインのアミノ酸1つ以上を欠いており、例えば配列番号3に記載するHGFポリペプチドのアミノ酸495〜728に相当するアミノ酸1つ以上を欠いている。HGFアイソフォーム拮抗剤は又4クリングルドメインの何れか1つの全て又は一部分を欠いていることができる。1つの例において、HGFアイソフォームは配列番号3に記載する同種のリガンドのクリングルドメインの何れか1つに相当するアミノ酸1つ以上、例えば配列番号3のアミノ酸128〜206(K1)、211〜288(K2)、305〜383(K3)及び/又は391〜469(K4)の間にあるアミノ酸1つ以上を欠いている。
c.負の作用を示す抑制性のアイソフォーム
HGFアイソフォームは又他のポリペプチドの活性をモジュレートできる。モジュレートされるポリペプチドはHGFの野生型又は優勢な形態であることができ、又は、別の成長因子、例えば限定しないが、FGF−2又はVEGFの野生型又は優勢な形態であることができる。HGFアイソフォームは又別のHGF、FGF−2又はVEGFのアイソフォーム、例えば疾患又は状態において発現されるアイソフォームをモジュレートできる。そのようなHGFアイソフォームは成長因子リガンド/受容体対の野生型又は優勢な形態の生物学的活性1つ以上を防止又は抑制することにより負の作用を示すリガンドとして作用することができる。HGFアイソフォームはHGF又は他の成長因子ポリペプチドの活性をモジュレートするために直接又は間接的に相互作用できる。負の作用を示すリガンドは受容体のリガンド結合ドメインに結合又は影響する必要はなく、又、受容体へのリガンドの結合に影響する必要もない。
HGFアイソフォームは又他のポリペプチドの活性をモジュレートできる。モジュレートされるポリペプチドはHGFの野生型又は優勢な形態であることができ、又は、別の成長因子、例えば限定しないが、FGF−2又はVEGFの野生型又は優勢な形態であることができる。HGFアイソフォームは又別のHGF、FGF−2又はVEGFのアイソフォーム、例えば疾患又は状態において発現されるアイソフォームをモジュレートできる。そのようなHGFアイソフォームは成長因子リガンド/受容体対の野生型又は優勢な形態の生物学的活性1つ以上を防止又は抑制することにより負の作用を示すリガンドとして作用することができる。HGFアイソフォームはHGF又は他の成長因子ポリペプチドの活性をモジュレートするために直接又は間接的に相互作用できる。負の作用を示すリガンドは受容体のリガンド結合ドメインに結合又は影響する必要はなく、又、受容体へのリガンドの結合に影響する必要もない。
1つの例において、HGFアイソフォームは受容体の2量体化及び/又は成長因子の血管形成応答を媒介するために必要な細胞表面蛋白への結合に関して別の成長因子リガンドト競合することができる。例えば、HGFアイソフォームはヘパリン又はGAGへの結合に関して別の成長因子リガンドト競合することができ、これにより、同種の受容体のリガンド媒介シグナリングのために必要な2量体リガンドの形成を防止する。そのようなHGFアイソフォームはGAGへの結合のために十分なHGFのN末端ドメインの全て又は一部分を包含する。HGFアイソフォームは更に、HGFアイソフォームがGAGに結合するが、それ自体受容体の2量体化及び活性化を誘導しない限り、同種のHGFの何れか1つ以上のK1、K2、K3又はK4ドメイン又はSerPドメインの全て又は一部分を欠くことができる。
別の例においては、HGFアイソフォームは別のリガンド受容体対により誘導されたシグナリングをモジュレートするか、それと協調する細胞表面分子に結合できる。例えば、HGFアイソフォームは血管形成応答に関与する蛋白、例えば内皮ATPシンターゼ、アンジオモチン、αvβ3インテグリン、アネキシンII、MET、FGFR又はVEGFRのような成長因子受容体、又は、HGF、VEGF、FGF−2又は他の成長因子のその受容体への結合により誘導される血管形成シグナリングをモジュレート及び/又はこれと協調する何れかの他の細胞表面分子に結合することができる。そのようなHGFアイソフォームはK1ドメインの全て又は一部分を包含する。HGFアイソフォームは更に、HGFアイソフォームが血管形成分子に結合して成長因子により誘導される血管形成応答をモジュレートするが、それ自体MET受容体活性化を誘導しない限り、N末端ドメイン、K2、K3、K4又はSerPドメインの何れかの1つ以上の全て又は一部分を欠いていることができる。
D.HGFアイソフォームを識別して形成するための方法
アイソフォームは種々の方法のいずれかにより識別子、生成することができる。例えば、それらは、配列アライメント及びドメインマッピング及び選択のようなバイオインフォマティクスの方法と組み合わせたクローニング法を用いる遺伝子及び発現産物(RNA分子)の分析及び同定により識別できる。
アイソフォームは種々の方法のいずれかにより識別子、生成することができる。例えば、それらは、配列アライメント及びドメインマッピング及び選択のようなバイオインフォマティクスの方法と組み合わせたクローニング法を用いる遺伝子及び発現産物(RNA分子)の分析及び同定により識別できる。
1.アイソフォームを識別して単離するための方法
HGFアイソフォームを識別して単離するための例示される方法は発現された遺伝子配列のクローニング及びゲノムDNA配列のような遺伝子配列とのアライメントを包含する。発現された配列、例えばcDNA分子又はcDNA分子の領域を単離する。プライマーはcDNA又はcDNAの領域を増幅するように設計できる。1つの例においては、HGF遺伝子のオープンリーディングフレームの開始コドンにオーバーラップ又はフランキングするプライマーを設計し、そして、オープンリーディングフレームの終止コドンにオーバーラップ又はフランキングするプライマーを設計する。プライマーはオープンリーディングフレームをコードする核酸分子を増幅するためにmRNAを使用した逆転写PCR(RT−PCR)のようなPCRにおいて使用できる。そのような核酸分子はアイソフォームをコードするものを識別するために配列決定できる。1つの例においては、予測される大きさ(例えばコードされる野生型又は優勢な形態に関して予測される大きさ)とは異なる大きさ(例えば分子質量)の核酸分子を候補アイソフォームとして選択する。次にそのような核酸分子を例えば本明細書に記載した方法により分析することにより、更に特定の特性を有する位ホスフェートコード分子を選択することができる。
HGFアイソフォームを識別して単離するための例示される方法は発現された遺伝子配列のクローニング及びゲノムDNA配列のような遺伝子配列とのアライメントを包含する。発現された配列、例えばcDNA分子又はcDNA分子の領域を単離する。プライマーはcDNA又はcDNAの領域を増幅するように設計できる。1つの例においては、HGF遺伝子のオープンリーディングフレームの開始コドンにオーバーラップ又はフランキングするプライマーを設計し、そして、オープンリーディングフレームの終止コドンにオーバーラップ又はフランキングするプライマーを設計する。プライマーはオープンリーディングフレームをコードする核酸分子を増幅するためにmRNAを使用した逆転写PCR(RT−PCR)のようなPCRにおいて使用できる。そのような核酸分子はアイソフォームをコードするものを識別するために配列決定できる。1つの例においては、予測される大きさ(例えばコードされる野生型又は優勢な形態に関して予測される大きさ)とは異なる大きさ(例えば分子質量)の核酸分子を候補アイソフォームとして選択する。次にそのような核酸分子を例えば本明細書に記載した方法により分析することにより、更に特定の特性を有する位ホスフェートコード分子を選択することができる。
得られた核酸配列を用いてコンピューター分析を実施することにより更に候補アイソフォームを選択する。例えばcDNA配列を選択された候補遺伝子のゲノム配列とアラインする。そのようなアライメントは手作業により、又は、スプライシング変異体の分析のためのコンピュータープログラムであるSIM4のようなバイオインフォマティクスプログラムを用いることにより、実施できる。カノニカルなドナー−アクセプタースプライシング部位(例えばGT−AG)を有する配列を選択する。エクソン欠失、エクソン保持、エクソン伸長及びイントロン保持のようなオルタナティブスプライシングされた産物を呈する分子を選択できる。
単離された核酸分子の配列分析は又、野生型又は優勢な形態と比較した場合にドメイン及び/又は機能を保持しているか欠いているアイソフォームを更に選択するために使用できる。例えば、単離された核酸分子によりコードされるアイソフォームは蛋白ドメインを識別するために本明細書に記載したもののようなバイオインフォマティクスプログラムを用いて分析できる。次にドメイン又はその一部分を保持又は欠いているアイソフォームを選択することができる。
1つの実施形態において、活性を低減するために十分な程度、SerPドメイン又はその一部分を欠いているアイソフォームを選択する。例えば、SerPドメインのアミノ酸1つ以上を欠いているか、又は、アミノ酸1つ以上の挿入のようなSerPドメインの崩壊を有するアイソフォームを選択する。SerPドメイン又はその一部分を欠いており、そして、失われたドメイン又はドメインの一部分の代わりに作動可能に連結しているアミノ酸1つ以上を有するアイソフォームを選択できる。そのようなアイソフォームはエクソン伸長、イントロン保持、エクソン欠失及びエクソン挿入のようなオルタナティブスプライシング事象の結果であることができる。一部の場合においてはそのようなオルタナティブスプライシングされたRNA分子は、RNAの読み枠を改変、及び/又は、野生型又は優勢な形態をコードするRNA中には観察されない配列を作動可能に連結する。
別の実施形態においては、少なくとも1つのクリングルドメイン又はクリングルドメインの一部分を欠いているアイソフォームを選択する。例えば、K1、K2、K3又はK4ドメインの何れかの1つ以上及び/又は何れかの1つ以上の一部分を欠いているアイソフォームを選択する。そのようなアイソフォームはK1ドメインのアミノ酸1つ以上を欠いているものを包含できる。例えば、HGFアイソフォームは配列番号3のアミノ酸128〜206に相当するアミノ酸の1つ以上を欠いていることができる。そのようなアイソフォームはSerPドメインを欠いていることができる。アイソフォームはエクソン伸長、イントロン保持、エクソン欠失及びエクソン挿入のようなオルタナティブスプライシング事象の結果であることができる。一部の場合においてはそのようなオルタナティブスプライシングされたRNA分子は、RNAの読み枠を改変、及び/又は、野生型又は優勢な形態をコードするRNA中には観察されない配列を作動可能に連結する。そのようなアイソフォームはHGFの野生型又は優勢な形態には観察されない追加のアミノ酸配列を包含できる。1つの例においては、追加のアミノ酸配列はHGFアイソフォームのC末端に含有される。
HGFアイソフォームをコードし、そしてHGFの野生型又は優勢な形態とは異なる活性を有する核酸分子を選択できる。1つの例においては、アイソフォームがMETによるシグナル伝達を刺激しないようにSerPドメインを欠いたHGFアイソフォームを選択する。別の例においては、少なくとも1つのクリングルドメインの全て又は一部分を欠いているがMET及び/又は他の細胞表面相互作用相手、例えばヘパリンへの結合を維持しており、そして、リガンド相互作用及びシグナル伝達を包含する、自身の成長因子リガンドにより刺激される成長因子受容体の生物学的活性1つ以上を改変するHGFアイソフォームを選択する。
2.アイソフォームの対立遺伝子及びスプライシング変異体の識別
HGFアイソフォームのようなリガンドアイソフォームの対立遺伝子変異体及び種変異体を形成又は識別することができる。そのような変異体は、特定のHGFアイソフォーム又は同種のHGFとはアミノ酸1つ以上において異なっている。対立遺伝子変異は集団のメンバー内に起こり、そして種変異は種間に起こる。例えば、アイソフォームは遺伝子の異なる対立遺伝子から誘導でき;核対立遺伝子は他のものとはアミノ酸相違1つ以上を有することができる。そのような対立遺伝子は保存的及び/又は非保存的なアミノ酸の相違を有することができる。対立遺伝子変異体は又個々の対象又は動物モデル又は他の動物のような異なる対象から生成又は識別されるアイソフォームを包含する。アミノ酸変化はアイソフォームの生物学的活性のモジュレーションをもたらすことができる。一部の場合において、アミノ酸の相違は生物学的活性に対する検出可能な影響を有さないか、実質的に有さない「サイレント」なものであることができる。アイソフォームの対立遺伝子変異体はまた突然変異誘発により形成することができる。このような突然変異誘発はランダム又は指向性のものであることができる。例えば、アミノ酸配列を改変するか、又は潜在的グリコシル化部位を改変することによりアイソフォームのグリコシル化における変化、例えばアイソフォームのある部位における代替グリコシル化、グリコシル化の増大又は抑制をもたらす対立遺伝子変異体アイソフォームを形成できる。対立遺伝子変異体アイソフォームはアイソフォームに対し配列において少なくとも90%同一であることができる。一般的に、同じ種に由来する対立遺伝子変異体アイソフォームはアイソフォームに対して少なくとも95%、96%、97%、98%、99%同一であり、典型的には対立遺伝子変異体はアイソフォームに対して98%、99%、99.5%同一である。
HGFアイソフォームのようなリガンドアイソフォームの対立遺伝子変異体及び種変異体を形成又は識別することができる。そのような変異体は、特定のHGFアイソフォーム又は同種のHGFとはアミノ酸1つ以上において異なっている。対立遺伝子変異は集団のメンバー内に起こり、そして種変異は種間に起こる。例えば、アイソフォームは遺伝子の異なる対立遺伝子から誘導でき;核対立遺伝子は他のものとはアミノ酸相違1つ以上を有することができる。そのような対立遺伝子は保存的及び/又は非保存的なアミノ酸の相違を有することができる。対立遺伝子変異体は又個々の対象又は動物モデル又は他の動物のような異なる対象から生成又は識別されるアイソフォームを包含する。アミノ酸変化はアイソフォームの生物学的活性のモジュレーションをもたらすことができる。一部の場合において、アミノ酸の相違は生物学的活性に対する検出可能な影響を有さないか、実質的に有さない「サイレント」なものであることができる。アイソフォームの対立遺伝子変異体はまた突然変異誘発により形成することができる。このような突然変異誘発はランダム又は指向性のものであることができる。例えば、アミノ酸配列を改変するか、又は潜在的グリコシル化部位を改変することによりアイソフォームのグリコシル化における変化、例えばアイソフォームのある部位における代替グリコシル化、グリコシル化の増大又は抑制をもたらす対立遺伝子変異体アイソフォームを形成できる。対立遺伝子変異体アイソフォームはアイソフォームに対し配列において少なくとも90%同一であることができる。一般的に、同じ種に由来する対立遺伝子変異体アイソフォームはアイソフォームに対して少なくとも95%、96%、97%、98%、99%同一であり、典型的には対立遺伝子変異体はアイソフォームに対して98%、99%、99.5%同一である。
例えばHGFアイソフォーム、例えば本明細書に記載するHGFアイソフォームはHGFポリペプチドにおける対立遺伝子変異を包含できる。例えば、HGFアイソフォームは同種のHGFの対立遺伝子変異体中に存在する1つ以上のアミノ酸相違を包含できる。1つの例において、HGFアイソフォームは配列番号16に記載する対立遺伝子変異1つ以上を包含する。対立遺伝子変異の例はN末端ドメイン、クリングルドメイン又はSerPドメインにおける変異体、例えば限定しないが、配列番号16に記載するアミノ酸78、82、153、180、293、300、304、317、325、330、336、387、416、494、505又は509に相当する位置におけるアミノ酸の変異を包含する。HGFアイソフォームは又同種のHGFの種変異体を包含する。
E.例示されるHGFアイソフォーム
1.HGFアイソフォーム
HGFのアイソフォームが提供される。特に、トランケーションされているがK4領域の少なくとも全て又は一部分を包含し、ただしN末端ドメイン、K1、K2、K3又はSerPドメインの全て又は一部分の1つ以上を欠いているHGFのアイソフォームが提供される。
1.HGFアイソフォーム
HGFのアイソフォームが提供される。特に、トランケーションされているがK4領域の少なくとも全て又は一部分を包含し、ただしN末端ドメイン、K1、K2、K3又はSerPドメインの全て又は一部分の1つ以上を欠いているHGFのアイソフォームが提供される。
2.HGFイントロン融合蛋白
本明細書において提供されるものはHGFアイソフォームをコードする核酸分子におけるイントロンコード配列の保持のために同種のHGFと比較して改変されたドメイン機構を有する例示的HGFアイソフォームである。
本明細書において提供されるものはHGFアイソフォームをコードする核酸分子におけるイントロンコード配列の保持のために同種のHGFと比較して改変されたドメイン機構を有する例示的HGFアイソフォームである。
本明細書において提供されるHGFアイソフォームはエクソンに作動可能に連結したイントロン5を除くHGFの何れかのイントロンの全て又は一部分を包含する核酸分子によりコードされる。イントロン部分は、エクソンの末端において終止するHGFアイソフォームをもたらす終止コドンを包含する1つのコドンを包含でき、又は、HGFアイソフォームがイントロンコード残基を包含するようにより多くのコドンを包含できる。
例示されるHGFアイソフォームのイントロン/エクソン構造を図1に示す。その配列は配列番号1に記載する通りである。配列番号1に記載するHGFの例示されるゲノム配列においては、本明細書で提供されるHGFアイソフォームはHGFの何れかのイントロンの全て又は一部分、例えば、ヌクレオチド254〜7264を包含するイントロン1、ヌクレオチド7432〜11333を包含するイントロン2、ヌクレオチド11446〜12833を包含するイントロン3、ヌクレオチド12949〜17874を包含するイントロン4、ヌクレオチド25138〜26665を包含するイントロン6、ヌクレオチド26785〜40357を包含するイントロン7、ヌクレオチド40533〜44119を包含するイントロン8、ヌクレオチド44248〜49289を包含するイントロン9、ヌクレオチド49393〜52771を包含するイントロン10、ヌクレオチド52906〜58617を包含するイントロン11、ヌクレオチド58657〜59893を包含するイントロン12、ヌクレオチド59992〜62772を包含するイントロン13、ヌクレオチド62848〜63709を包含するイントロン14、ヌクレオチド63851〜64383を包含するイントロン15、ヌクレオチド64491〜64601を包含するイントロン16及びヌクレオチド64748〜67379を包含するイントロン17の全て又は一部分を包含できる。例示されるHGFアイソフォームはHGF遺伝子のイントロン11又はイントロン13の全て又は一部分を保持している。アイソフォームのイントロンコード部分はイントロンに作動可能に連結したエクソン配列に対してN末端側、C末端側又は内部に存在できる。
1つの実施形態において、本明細書において提供されるHGFのイントロン融合蛋白又はその対立遺伝子変異体は、HGFアイソフォームが拮抗性及び/又は抗血管形成性の活性を示すように完全長同種のHGFのドメインの全て又は一部分を欠いている。本明細書において提供されるアイソフォームは同種のHGFのN末端ドメインの一部分、K1ドメインの一部分、K2ドメインの一部分、K3ドメインの一部分、K4ドメインの一部分、及び、SerPドメインの全て又は一部分又はこれ等の組み合わせの1つ以上を欠いている。トランケーション及び欠失は、選択されれば、上記活性を有するアイソフォームを生成する。
アイソフォームはアイソフォーム内において内部にあるか、N又はC末端にあるイントロン1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16又は17の何れかの1つ以上に由来するイントロンコードアミノ酸を包含し、或いは、アイソフォームはエクソンの末端でトランケーションされている。本明細書において提供されるHGFアイソフォーム及びその対立遺伝子変異体は抗血管形成活性を示すことができる。例えば、アイソフォームはN末端ドメインの全て又は一部分、K1ドメインの一部分、K2ドメインの全て又は一部分、K3ドメインの全て又は一部分、K4ドメインの全て又は一部分、又は、SerPドメインの全て又は一部分又はこれ等の組み合わせを欠いていることができる。アイソフォームはアイソフォーム内において内部にあるか、N又はC末端にあるイントロン1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16又は17の何れかの1つ以上に由来するイントロンコードアミノ酸を包含できる。一部の例においては、抗血管形成性であるアイソフォームも又拮抗活性を示すことができる。
本明細書において提供されるHGFアイソフォームに包含されるものは、自身のコード核酸分子がSR023A02と標記されるものである。それに関する核酸及びアミノ酸配列は配列番号9又は17に記載する。クローンSR023A02は1471塩基を含有し、C末端コード末端においてイントロン部分を包含する。イントロン部分はイントロン11の最初の34ヌクレオチドを含有する。イントロン11の部分は終止コドンが後続する3アミノ酸をコードする。クローンにおいてこの部分はエクソン1〜11のオープンリーディングフレームに作動可能に連結している。コードされたHGFアイソフォームは同種のHGFと比較してトランケーションされており、そしてC末端における3イントロンコードアミノ酸を包含する。SR023A02は、各々がSR023A02アイソフォームをコードするが、2アミノ酸において異なっている、自身の配列が配列番号10又は18に示される467アミノ酸HGFアイソフォームポリペプチドをコードする。配列番号10は82位にLeu及び320位にSerを含有する。配列番号18はこれ等の位置にそれぞれPhe及びProを有し、これ等は配列番号3に記載する同種のHGFのアミノ酸に相当する。これはアミノ酸1〜31におけるN末端のシグナル配列、及び、及びアミノ酸34〜124におけるシグナル配列の後のN末端ドメインを含有する。配列番号3に記載する同種の受容体と比較して、SR023A02コードHGFアイソフォームはK1ドメインにおけるアミノ酸161〜165の欠失を含有している(例えば図2参照)。更に又、このアイソフォームは配列番号3のアミノ酸211〜288、305〜383及び391〜469に相当するK2、K3及びK4ドメインを包含し、そしてSerPドメインを欠いている。SR023A02にコードされるアイソフォームは又、配列番号3に記載する同種のHGFには存在しないK4ドメインの後の追加的3アミノ酸(アミノ酸465〜467)を包含する。同様に提供されるものは、SR023A02の対立遺伝子及び種変異体である。これ等は、別の原料からそれらを単離するか、又は、同種の受容体の既知配列に基づいてそれらを合成することにより製造される。これ等は、コードする核酸が配列番号2とは異なる残基において相違している。例示されるHGF対立遺伝子変異体は配列番号15及び16に記載する。
本明細書において提供されるものは、SR023A08と標記される核酸分子によりコードされる別の例示的HGFアイソフォームであり、その配列は配列番号11又は19に記載する。SR023A08はイントロン11の最初の34ヌクレオチドを含有するC末端におけるイントロン部分を包含する1495塩基を含有する。イントロン11の部分はコードされるポリペプチドのエクソン1〜11のオープンリーディングフレームに作動可能に連結した終止コドンが後続する3アミノ酸をコードしており、これにより、同種のHGFと比較してトランケーションされたHGFアイソフォームをもたらす。SR023A08によりコードされるHGFアイソフォームは、SR023A08アイソフォームを各々がコードするが1つのアミノ酸において異なっている配列番号12又は20に記載する472アミノ酸を含有する。配列番号12は304位にLysを含有するが、配列番号20はこの位置にGluを含有し、これは配列番号3に記載する同種のHGFのアミノ酸に相当する。このアイソフォームはアミノ酸1〜31のN末端にシグナルペプチド、アミノ酸34〜124にN末端ドメイン、アミノ酸128〜206にK1ドメイン、アミノ酸211〜288にK2ドメイン、アミノ酸305〜383にK3ドメイン、及びアミノ酸391〜469にK4ドメインを包含する(例えば図2参照)。SR023A08によりコードされるHGFアイソフォームはSerPドメインを欠いているが、配列番号3に記載する同種のHGFには存在しないK4ドメインの後の追加的3アミノ酸(アミノ酸470〜472)を含有する。SR023A08変異体、例えば対立遺伝子及び種変異体を提供する。これ等はコードする核酸が配列番号2とは異なる残基において相違している。例示されるHGF対立遺伝子変異体は配列番号16に記載されており、そして配列番号15においてコードされている。
クローンSR023A09によりコードされる別の例示されるHGFアイソフォームが提供される。コードされる核酸配列は配列番号13に記載する。このクローンはイントロン13の最初の66ヌクレオチドを含有するC末端におけるイントロン部分を包含する1613塩基を含有する。イントロン13の部分はコードされるポリペプチドのエクソン1〜13のオープンリーディングフレームに作動可能に連結した終止コドンをコードしており、これにより、同種のHGFと比較してトランケーションされたHGFアイソフォームをもたらす。SR023A09コードアイソフォームはシグナル配列を包含する514アミノ酸長である。アイソフォームのアミノ酸配列は配列番号14に記載する通りである。アイソフォームはアミノ酸1〜31にN末端シグナル配列、アミノ酸34〜124にN末端ドメイン、アミノ酸128〜206にK1ドメイン、アミノ酸211〜288にK2ドメイン、アミノ酸305〜383にK3ドメイン、及びアミノ酸391〜469にK4ドメインを含有する(例えば図2参照)。このアイソフォームはアミノ酸514においてトランケーションされており、従って、配列番号3に記載する同種のHGFのアミノ酸515〜728に相当するSerPドメインの部分を欠いている。SR023A08コードHGFアイソフォームの対立遺伝子及び種変異体を包含する変異体を提供する。これ等はそれぞれ同種ののHGF又はポリペプチドの配列番号15又は16に記載する対立遺伝子変異の何れか1つのような対立遺伝子変異を包含する。
F.HGFアイソフォームポリペプチドをコードする核酸を製造するための方法
HGFアイソフォーム核酸分子及びポリペプチドを形成するための例示される方法は当該分野で知られた分子生物学の手法を包含する。そのような方法はPCR、合成遺伝子構築、及び、単離及び/又は合成された核酸フラグメントのインビトロのライゲーションのような核酸分子に関するインビトロの合成方法を包含する。HGFアイソフォーム核酸分子は又、クローニング方法、例えば細胞から単離されたRNA及びDNAのPCR、及び、ハイブリダイゼーション及び/又は発現スクリーニング法による核酸分子ライブラリのスクリーニングにより単離できる。
HGFアイソフォーム核酸分子及びポリペプチドを形成するための例示される方法は当該分野で知られた分子生物学の手法を包含する。そのような方法はPCR、合成遺伝子構築、及び、単離及び/又は合成された核酸フラグメントのインビトロのライゲーションのような核酸分子に関するインビトロの合成方法を包含する。HGFアイソフォーム核酸分子は又、クローニング方法、例えば細胞から単離されたRNA及びDNAのPCR、及び、ハイブリダイゼーション及び/又は発現スクリーニング法による核酸分子ライブラリのスクリーニングにより単離できる。
HGFアイソフォームポリペプチドはインビトロ及びインビボの合成方法を用いながらHGFアイソフォーム核酸分子から形成できる。HGFアイソフォームは投与及び治療のために要するアイソフォームの必要量及び形態を製造するために適する何れかの生物中で発現させることができる。発現宿主は原核生物及び真核生物、例えばE.coli、酵母、植物、昆虫細胞、哺乳類細胞、例えばヒト細胞系統及びトランスジェニック動物を包含する。HGFアイソフォームは又、それらが発現される細胞及び生物、例えばアイソフォームが組み換え生産される細胞及び生物、及び、オルタナティブスプライシング事象により生産されるゲノム的にコードされたアイソフォームのような組み換え手段によらずにアイソフォームが合成されるものから単離できる。
1.合成遺伝子及びポリペプチド
HGFアイソフォーム核酸分子及びポリペプチドは合成的な遺伝子合成を用いながら当業者の知る方法により合成できる。そのような方法において、HGFアイソフォームのポリペプチド配列は「逆翻訳」されることにより、アイソフォームをコードする核酸分子1つ以上を形成する。次に逆翻訳された核酸分子を例えば自動化DNA合成技術を用いることによりDNAフラグメント1つ以上として合成する。次にフラグメントを作動可能に連結することによりアイソフォームをコードする核酸分子を形成する。核酸分子は又、追加的な核酸分子、例えば、ベクター、転写及び翻訳を調節するための調節配列、及び他のポリペプチドコード核酸分子と連結することもできる。アイソフォームコード核酸分子はまた例えばトラッキングのための標識、例えば放射標識及び蛍光部分に連結することもできる。
HGFアイソフォーム核酸分子及びポリペプチドは合成的な遺伝子合成を用いながら当業者の知る方法により合成できる。そのような方法において、HGFアイソフォームのポリペプチド配列は「逆翻訳」されることにより、アイソフォームをコードする核酸分子1つ以上を形成する。次に逆翻訳された核酸分子を例えば自動化DNA合成技術を用いることによりDNAフラグメント1つ以上として合成する。次にフラグメントを作動可能に連結することによりアイソフォームをコードする核酸分子を形成する。核酸分子は又、追加的な核酸分子、例えば、ベクター、転写及び翻訳を調節するための調節配列、及び他のポリペプチドコード核酸分子と連結することもできる。アイソフォームコード核酸分子はまた例えばトラッキングのための標識、例えば放射標識及び蛍光部分に連結することもできる。
逆翻訳のプロセスはHGFアイソフォームのような目的の何れかのポリペプチドに関するヌクレオチド遺伝子配列を得るために遺伝子コードを使用する。遺伝子コードは縮重しており、64のコドンが20アミノ酸及び3終止コドンを特定する。このような縮重により、核酸の設計及び形成において柔軟性が得られ、そしてこれにより例えば制限部位を付加することにより核酸フラグメントの連結及び各合成フラグメント内のユニークな識別子配列の設置を容易にすることができる。遺伝子コードの縮重は又、望ましくないヌクレオチド配列、例えば望ましくない制限部位、スプライシングドナー又はアクセプター部位、又は、効率的な翻訳のためには潜在的に有害である他のヌクレオチド配列を回避するための核酸分子の設計を可能にする。更に又、生物は場合により特定のコドンの使用及び/又はGC対ATヌクレオチドの所定の比を優先する場合がある。即ち、遺伝子コードの縮重により特定の生物又は生物の群における発現のために専用化した核酸分子の設計が可能となる。更に又、核酸分子は配列の最適化(又は非最適化)に基づいた発現の異なるレベルのために設計できる。逆翻訳は、ポリペプチドをコードするコドンを選択することにより実施する。そのようなプロセスは遺伝子コードとポリペプチド配列の表を用いながら手作業で実施できる。或いは、コンピュータープログラム、例えば公的に入手可能なソフトウエアを使用することにより逆翻訳された核酸配列を発生させることができる。
逆翻訳された核酸分子を合成するためには、核酸合成の分野で使用可能な何れかの方法を使用できる。例えば、ヌクレオチドのHGFアイソフォームをコードする配列のフラグメントに相当する個々のオリゴヌクレオチドを標準的な自動化方法により合成し、そしてアニーリング又はハイブリダイゼーション反応において共に混合する。そのようなオリゴヌクレオチドは、一般的には約100ヌクレオチド長の相補配列のデュプレックス形成時に形成されるオーバーラップ1本鎖オーバーハングを用いながらオリゴヌクレオチドから遺伝子を自己組立させることができるように、合成される。デュプレックスDNA内の単一のヌクレオチド「ニック」を例えばバクテリオファージT4DNAリガーゼによるライゲーションを用いてシールする。次に例えば制限エンドヌクレアーゼリンカー配列を使用することにより蛋白発現に適する種々の組み換えDNAベクターの何れか1つに合成遺伝子を挿入することができる。別の同様の方法においては、オーバーラップオリゴヌクレオチドのシリーズを化学的オリゴヌクレオチド合成法により製造する。これ等のオリゴヌクレオチドのアニーリングにより、ギャップを有するDNA構造がもたらされる。DNAポリメラーゼIのような酵素により触媒されるDNA合成を用いてこれ等のギャップを充填することができ、そしてライゲーションを用いてデュプレックス構造における全てのニックをシールする。形成された線状DNAデュプレックスを増幅するためにはPCR及び/又は他のDNA増幅の手法を適用できる。
ベクター、例えば蛋白発現ベクター又はコア蛋白コーディングDNA配列の増幅のために設計されたベクター内に合成された遺伝子をクローニングする目的のための制限エンドヌクレアーゼ部位を含有するリンカー配列を包含する追加的なヌクレオチド配列を、HGFアイソフォームをコードする核酸分子に連結することができる。更に又、機能的DNAエレメントを特定する追加的ヌクレオチド配列を、アイソフォームをコードする核酸分子に作動可能に連結することができる。そのような配列の例は、限定しないが、細胞内蛋白発現を促進するように設計されたプロモーター配列、及び、蛋白の分泌を促進するように設計された分泌配列を包含する。追加的な核酸配列、例えば蛋白結合領域を特定する配列もまたアイソフォームをコードする核酸分子に連結できる。そのような領域は限定しないが、特定の標的細胞内へのアイソフォームの取り込みを促進する、又は別様に合成遺伝子の薬物動態を増強する配列を包含する。
HGFアイソフォームは又、自動化された合成ポリペプチド合成を用いて合成できる。クローニング及び/又はインシリコで発生したポリペプチド配列をフラグメントとして合成し、次に化学的に連結することができる。或いは、アイソフォームを単一のポリペプチドとして合成できる。次にそのようなポリペプチドを本明細書に記載する試験及び治療投与において使用できる。
2.HGFアイソフォームのクローニング及び単離の方法
HGFアイソフォームは核酸分子をクローニング及び単離するための当該分野で知られた何れかの使用可能な方法を用いてクローニング及び単離を行える。そのような方法は核酸のPCR増幅及びライブラリのスクリーニング、例えば核酸のハイブリダイゼーションスクリーニング、抗体系のスクリーニング及び活性系のスクリーニングを包含する。
HGFアイソフォームは核酸分子をクローニング及び単離するための当該分野で知られた何れかの使用可能な方法を用いてクローニング及び単離を行える。そのような方法は核酸のPCR増幅及びライブラリのスクリーニング、例えば核酸のハイブリダイゼーションスクリーニング、抗体系のスクリーニング及び活性系のスクリーニングを包含する。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を包含する核酸の増幅のための方法を用いることによりアイソフォームをコードする核酸分子を単離できる。核酸含有材料を出発物質とし、これより、アイソフォームコード核酸分子を単離で切る。例えば、DNA及びmRNA調製物、細胞抽出液、組織抽出液、体液資料(例えば血液、血清、唾液)及び健常者及び/又は罹患した対象に由来する試料を増幅法において使用できる。核酸ライブラリもまた出発物質の原料として使用できる。プライマーはアイソフォームを増幅するために設計できる。例えばプライマーは、アイソフォームの形成元となった発現配列に基づいて設計できる。プライマーはアイソフォームアミノ酸配列の逆翻訳に基づいて設計できる。増幅により形成された核酸分子を配列決定し、そしてアイソフォームをコードすることを確認することができる。
アイソフォームをコードする核酸分子は又、ライブラリスクリーニングを用いて単離できる。例えば、cDNA分子のような発現されたRNA転写物を提示する核酸ライブラリは、HGFアイソフォーム又はその部分をコードする核酸分子とのハイブリダイゼーションによりスクリーニングできる。例えば、HGF遺伝子由来のイントロン配列又はその一部分を用いながら、相同配列へのハイブリダイゼーションに基づいてイントロン保持含有分子を得るべくスクリーニングすることができる。発現ライブラリのスクリーニングを用いてHGFアイソフォームをコードする核酸分子を単離できる。例えば、発現ライブラリは特定のアイソフォーム又はアイソフォームの一部分を認識する抗体を用いてスクリーニングできる。HGFアイソフォーム又はアイソフォームに含有される領域又はペプチドに特異的に結合する抗体を得ることができ、及び/又は製造できる。アイソフォームに特異的に結合する抗体を用いてアイソフォームをコードする核酸分子を含有する発現ライブラリをスクリーニングできる。アイソフォーム特異的抗体を製造するための例示される方法は後に記載する。
3.発現系
天然及びコンビナトリアルなイントロン融合蛋白を包含するHGFアイソフォームはインビボ及びインビトロの方法を包含する当該分野で知られた何れかの方法により製造できる。HGFアイソフォームは投与及び治療のために要するHGFアイソフォームの必要量及び形態を製造するために適する何れかの生物中で発現させることができる。発現宿主は原核生物及び真核生物、例えばE.coli、酵母、植物、昆虫細胞、哺乳類細胞、例えばヒト細胞系統及びトランスジェニック動物を包含する。発現宿主はその蛋白生産レベルにおいて、並びに発現された蛋白上に存在する翻訳後修飾の型において異なることができる。発現宿主の選択は、これ等及び他の要因、例えば調節及び安全性の問題、製造コスト及び精製の必要性及び方法に基づいて行うことができる。
天然及びコンビナトリアルなイントロン融合蛋白を包含するHGFアイソフォームはインビボ及びインビトロの方法を包含する当該分野で知られた何れかの方法により製造できる。HGFアイソフォームは投与及び治療のために要するHGFアイソフォームの必要量及び形態を製造するために適する何れかの生物中で発現させることができる。発現宿主は原核生物及び真核生物、例えばE.coli、酵母、植物、昆虫細胞、哺乳類細胞、例えばヒト細胞系統及びトランスジェニック動物を包含する。発現宿主はその蛋白生産レベルにおいて、並びに発現された蛋白上に存在する翻訳後修飾の型において異なることができる。発現宿主の選択は、これ等及び他の要因、例えば調節及び安全性の問題、製造コスト及び精製の必要性及び方法に基づいて行うことができる。
多くの発現ベクターが入手可能であり、当該分野で知られており、そしてHGFアイソフォームの発現のために使用できる。発現ベクターの選択は宿主発現系の選択により影響される。一般的に、発現ベクターは転写プロモーター及び任意のエンハンサー、翻訳シグナル及び転写及び翻訳の終止シグナルを包含できる。安定な形質転換のために使用される発現ベクターは典型的には形質転換された細胞の選択及び維持を可能にする選択可能なマーカーを有する。一部の場合において、複製起点を用いてベクターのコピー数を増幅させることができる。
HGFアイソフォームは又融合蛋白として利用又は発現させることができる。例えばアイソフォーム融合はアイソフォームに追加的機能を付加させるために形成できる。アイソフォーム融合蛋白の例は、限定しないが、シグナル配列、例えば局在化用のタグ、例えばHis6タグ又はmycタグ、又は精製用タグ、例えばGST融合、及び蛋白分泌及び/又は膜会合を指向するための配列の融合を包含する。
a.原核生物発現
原核生物、特にE.coliがHGFアイソフォームのような蛋白の大量を生産するための系を提供する。E.coliの形質転換は当該分野で良く知られている簡素で迅速な手法である。E.coliのための発現ベクターは誘導プロモーターを含有でき、そのようなプロモーターは高レベルの蛋白発現の誘導のため、及び、宿主細胞に対して何らかの毒性を呈する蛋白の発現のために有用である。誘導プロモーターの例はlacプロモーター、trpプロモーター、ハイブリッドtacプロモーター、T7及びSP6RNAプロモーター及び温度調節λPLプロモーターを包含する。
原核生物、特にE.coliがHGFアイソフォームのような蛋白の大量を生産するための系を提供する。E.coliの形質転換は当該分野で良く知られている簡素で迅速な手法である。E.coliのための発現ベクターは誘導プロモーターを含有でき、そのようなプロモーターは高レベルの蛋白発現の誘導のため、及び、宿主細胞に対して何らかの毒性を呈する蛋白の発現のために有用である。誘導プロモーターの例はlacプロモーター、trpプロモーター、ハイブリッドtacプロモーター、T7及びSP6RNAプロモーター及び温度調節λPLプロモーターを包含する。
アイソフォームはE.coliの細胞質環境において発現できる。細胞質は還元性の環境であり、そして一部の分子に対しては、これは不溶性の封入体の形成をもたらす場合がある。ジチオスレイトール及びβ−メルカプトエタノールのような還元剤及び塩酸グアニジン及び尿素のような変性剤を用いることにより蛋白を再可溶化することができる。代替の方策は酸化性の環境及びシャペロニン様及びジスルフィドのイソメラーゼを与え、そして可溶性蛋白の生産をもたらすことができる細菌のペリプラズムの空間におけるHGFアイソフォームの発現である。典型的にはペリプラズムに蛋白を指向させる発現すべき蛋白にリーダー配列を融合させる。次にリーダーをペリプラズム内部のシグナルペプチダーゼにより除去する。ペリプラズムターゲティングリーダー配列の例はペクテートリアーゼ遺伝子由来のpelBリーダー及びアルカリホスファターゼ遺伝子から誘導されたリーダーを包含する。一部の場合において、ペリプラズム発現は発現された蛋白の培地中への漏出を可能にする。蛋白の分泌は培地上澄みからの迅速で簡素な精製を可能にする。分泌されない蛋白は、浸透圧溶解によりペリプラズムから得ることができる。細胞質発現と同様に、一部の場合において蛋白は不溶性となり、変性剤及び還元剤を用いて可溶化及び再折り畳みを促進することができる。誘導及び生育の温度もまた発現レベル及び溶解しえに影響する場合があり、典型的には25℃〜37℃の温度を使用する。典型的には、細菌はアグリコシル化蛋白を生成する。即ち、蛋白が機能のためにグリコシル化を要する場合は、宿主細胞からの精製の後にインビトロでグリコシル化を付加することができる。
b.酵母
Saccharomyces cerevisae、Schizosaccharomyces pombe、Yarrowia lipolytica、Kluyveromyces lactis及びPichia pastorisはHGFアイソフォームの製造のために使用できるよく知られた酵母発現宿主である。酵母はエピソーム複製ベクターを用いるか、又は、相同組み換えによる安定な染色体組み込みにより、形質転換できる。典型的には、誘導プロモーターを使用して遺伝子発現を調節する。そのようなプロモーターの例はGAL1、GAL7及びGAL5、及び、メタロチオネインプロモーター、例えばCUP1、AOX1又は他のPichia又は他の酵母のプロモーターを包含する。発現ベクターは頻繁には形質転換されたDNAの選択及び維持のためにLEU2、TRP1、HIS3及びURA3のような選択可能なマーカーを包含する。酵母において発現された蛋白は頻繁には可溶性である。シャペロニン、例えばBip及び蛋白ジスルフィドイソメラーゼを用いた同時発現により発現レベルと溶解性を向上させることができる。更に又、酵母において発現された蛋白は、Saccharomyces cerevisae由来の酵母交配型アルファ因子分泌シグナルのような分泌シグナルペプチド融合、及び、酵母細胞表面蛋白、例えばAga2p交配接着受容体又はArxula adeninivoransのグルコアミラーゼとの融合を用いた分泌を指向することができる。Kex−2プロテアーゼのようなプロテアーゼ切断部位は、融合した配列がそれらの分泌経路退出時に発現ポリペプチドから除去されるように操作することができる。酵母は又、Asn−X−Ser/Thrモチーフのグリコシル化も可能である。
Saccharomyces cerevisae、Schizosaccharomyces pombe、Yarrowia lipolytica、Kluyveromyces lactis及びPichia pastorisはHGFアイソフォームの製造のために使用できるよく知られた酵母発現宿主である。酵母はエピソーム複製ベクターを用いるか、又は、相同組み換えによる安定な染色体組み込みにより、形質転換できる。典型的には、誘導プロモーターを使用して遺伝子発現を調節する。そのようなプロモーターの例はGAL1、GAL7及びGAL5、及び、メタロチオネインプロモーター、例えばCUP1、AOX1又は他のPichia又は他の酵母のプロモーターを包含する。発現ベクターは頻繁には形質転換されたDNAの選択及び維持のためにLEU2、TRP1、HIS3及びURA3のような選択可能なマーカーを包含する。酵母において発現された蛋白は頻繁には可溶性である。シャペロニン、例えばBip及び蛋白ジスルフィドイソメラーゼを用いた同時発現により発現レベルと溶解性を向上させることができる。更に又、酵母において発現された蛋白は、Saccharomyces cerevisae由来の酵母交配型アルファ因子分泌シグナルのような分泌シグナルペプチド融合、及び、酵母細胞表面蛋白、例えばAga2p交配接着受容体又はArxula adeninivoransのグルコアミラーゼとの融合を用いた分泌を指向することができる。Kex−2プロテアーゼのようなプロテアーゼ切断部位は、融合した配列がそれらの分泌経路退出時に発現ポリペプチドから除去されるように操作することができる。酵母は又、Asn−X−Ser/Thrモチーフのグリコシル化も可能である。
c.昆虫細胞
特にバキュロウィルス発現を用いた昆虫細胞はHGFアイソフォームのようなポリペプチドを発現するために有用である。昆虫細胞は高レベルの蛋白を発現氏、そしてより高等な真核生物により使用される翻訳後の修飾の大部分が可能である。バキュロウィルスは真核生物発現の安全性を向上させ、調節の問題を低減する限定的な宿主の範囲を有する。典型的な発現ベクターはバキュロウィルスのポリヘドリンプロモーターのような高レベルの発現のためのプロモーターを使用する。一般的に使用されるバキュロウィルス系は、バキュロウィルス類、例えばAutographa californica核ポリヘドローシスウィルス(AcNPV)及びBombyx mori核ポリヘドローシスウィルス(BmNPV)及び昆虫細胞系統、例えばSpodoptera frugiperdaから誘導されたSf9、Pseudaletia unipuncta(A7S)及びDanaus plexippus(DpN1)を包含する。高レベルの発現のためには、発現すべき分子のヌクレオチド配列をウィルスのポリヘドリン開始コドンの直ぐ下流に融合する。哺乳類分泌シグナルは昆虫細胞中で正確にプロセシングされ、そして発現された蛋白を培地中に分泌するために使用できる。更に又、細胞系統Pseudaletia unipuncta(A75)及びDanaus plexippus(DpN1)は哺乳類細胞系と同様のグリコシル化パターンで蛋白を生産する。
特にバキュロウィルス発現を用いた昆虫細胞はHGFアイソフォームのようなポリペプチドを発現するために有用である。昆虫細胞は高レベルの蛋白を発現氏、そしてより高等な真核生物により使用される翻訳後の修飾の大部分が可能である。バキュロウィルスは真核生物発現の安全性を向上させ、調節の問題を低減する限定的な宿主の範囲を有する。典型的な発現ベクターはバキュロウィルスのポリヘドリンプロモーターのような高レベルの発現のためのプロモーターを使用する。一般的に使用されるバキュロウィルス系は、バキュロウィルス類、例えばAutographa californica核ポリヘドローシスウィルス(AcNPV)及びBombyx mori核ポリヘドローシスウィルス(BmNPV)及び昆虫細胞系統、例えばSpodoptera frugiperdaから誘導されたSf9、Pseudaletia unipuncta(A7S)及びDanaus plexippus(DpN1)を包含する。高レベルの発現のためには、発現すべき分子のヌクレオチド配列をウィルスのポリヘドリン開始コドンの直ぐ下流に融合する。哺乳類分泌シグナルは昆虫細胞中で正確にプロセシングされ、そして発現された蛋白を培地中に分泌するために使用できる。更に又、細胞系統Pseudaletia unipuncta(A75)及びDanaus plexippus(DpN1)は哺乳類細胞系と同様のグリコシル化パターンで蛋白を生産する。
昆虫細胞における代替発現系は安定に形質転換される細胞の使用である。細胞系統、例えばSchnieder2(S2)及びKc細胞(Drosophila melanogaster)及びC7細胞(Aedes albopictus)を発現のために使用できる。Drosophilaのメタロチオネインプロモーターを用いることによりカドミウム又は銅による重金属誘導の存在下に高レベル発現を誘導することができる。発現ベクターは典型的には、ネオマイシン及びハイグロマイシンのような選択可能なマーカーの使用により維持される。
d.哺乳類細胞
哺乳類発現系を用いてHGFアイソフォームを発現することができる。発現コンストラクトはウィルス感染、例えばアデノウィルスにより、又は直接DNA転移、例えばリポソーム、リン酸カルシウム、DEAE−デキストランにより、及び、物理的手段、例えばエレクトロポレーション及びマイクロインジェクションにより、哺乳類細胞に転移させることができる。哺乳類細胞のための発現ベクターは典型的には、mRNAキャップ部位、TATAボックス、翻訳開始配列(Kozakコンセンサス配列)及びポリアデニル化エレメントを包含する。そのようなベクターは頻繁には高レベル発現のための転写プロモーターエンハンサー、例えばSV40プロモーターエンハンサー、ヒトサイトメガロウィルス(CMV)プロモーター及びラウス肉腫ウィルス(RSV)の長鎖末端リピートを包含する。これ等のプロモーターエンハンサーは多くの細胞型において活性である。組織及び細胞型のプロモーター及びエンハンサー領域もまた発現のために使用できる。例示されるプロモーター/エンハンサー領域は、限定しないが、エラスターゼI、インスリン、免疫グロブリン、マウス乳腫瘍ウィルス、アルブミン、アルファフィトプロテイン、アルファ−1−抗トリプシン、ベータグロビン、ミエリン塩基性蛋白、ミオシン軽鎖2及びゴナドトロピン放出ホルモン遺伝子制御のような遺伝子に由来するものを包含する。選択可能なマーカーを用いて発現コンストラクトを有する細胞を選択及び維持することができる。選択可能なマーカーの例は、限定しないが、ハイグロマイシンBホスホトランスフェラーゼ、アデノシンデアミナーゼ、キサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ、アミノグリコシドホスホトランスフェラーゼ、ジヒドロホレート還元酵素及びチミジンキナーゼを包含する。TCR−ζ及びFcεRI−γのような細胞表面シグナリング分子との融合は細胞表面上の活性上体の蛋白の発現を指向できる。
哺乳類発現系を用いてHGFアイソフォームを発現することができる。発現コンストラクトはウィルス感染、例えばアデノウィルスにより、又は直接DNA転移、例えばリポソーム、リン酸カルシウム、DEAE−デキストランにより、及び、物理的手段、例えばエレクトロポレーション及びマイクロインジェクションにより、哺乳類細胞に転移させることができる。哺乳類細胞のための発現ベクターは典型的には、mRNAキャップ部位、TATAボックス、翻訳開始配列(Kozakコンセンサス配列)及びポリアデニル化エレメントを包含する。そのようなベクターは頻繁には高レベル発現のための転写プロモーターエンハンサー、例えばSV40プロモーターエンハンサー、ヒトサイトメガロウィルス(CMV)プロモーター及びラウス肉腫ウィルス(RSV)の長鎖末端リピートを包含する。これ等のプロモーターエンハンサーは多くの細胞型において活性である。組織及び細胞型のプロモーター及びエンハンサー領域もまた発現のために使用できる。例示されるプロモーター/エンハンサー領域は、限定しないが、エラスターゼI、インスリン、免疫グロブリン、マウス乳腫瘍ウィルス、アルブミン、アルファフィトプロテイン、アルファ−1−抗トリプシン、ベータグロビン、ミエリン塩基性蛋白、ミオシン軽鎖2及びゴナドトロピン放出ホルモン遺伝子制御のような遺伝子に由来するものを包含する。選択可能なマーカーを用いて発現コンストラクトを有する細胞を選択及び維持することができる。選択可能なマーカーの例は、限定しないが、ハイグロマイシンBホスホトランスフェラーゼ、アデノシンデアミナーゼ、キサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ、アミノグリコシドホスホトランスフェラーゼ、ジヒドロホレート還元酵素及びチミジンキナーゼを包含する。TCR−ζ及びFcεRI−γのような細胞表面シグナリング分子との融合は細胞表面上の活性上体の蛋白の発現を指向できる。
多くの細胞系統、例えばマウス、ラット、ヒト、サル、ニワトリ及びハムスター細胞を哺乳類発現のために使用できる。例示される細胞系統は、限定しないが、CHO、Balb/3T3、HeLa、MT2、マウスNS0(非分泌)及び他の骨髄腫細胞系統、ハイブリドーマ及びヘテロハイブリドーマ細胞系統、リンパ球、線維芽細胞、Sp2/0、COS、NIH3T3、HEK293、293S、2B8及びHKB細胞を包含する。細胞系統は又、細胞培養培地由来の分泌蛋白の精製を容易にする血清非含有の培地に適合される。そのような例の1つは血清非含有EBNA−1細胞系統である(Pham等、(2003)Biotgechnol.Bioeng.84:332−42)。
e.植物
トランスジェニック植物細胞及び植物を使用してHGFアイソフォームを発現させることができる。発現コンストラクトは典型的には直接のDNA転移、例えばプロトプラストへのマイクロプロジェクタイルボンバードメント及びPEG媒介転移を用いながら、そしてアグロバクテリウム媒介形質転換により、植物内に転移される。発現ベクターはプロモーター及びエンハンサーの配列、転写終止エレメント及び翻訳制御エレメントを包含できる。発現ベクター及び形質転換の手法は通常はArabidopsis及びタバコのような双子葉植物宿主とトウモロコシ及びコメのような単子葉植物宿主との間で区別される。発現のために使用される植物の例は、カリフラワーモザイクウィルスプロモーター、ノパリンシンターゼプロモーター、リボースビスホスフェートカルボキシラーゼプロモーター及びユビキチン及びUBQ3プロモーターを包含する。選択可能なマーカー、例えばハイグロマイシン、ホスホマンノースイソメラーゼ及びネオマイシンホスホトランスフェラーゼが形質転換細胞の選択及び維持を容易にするために頻繁に使用されている。形質転換された植物細胞は細胞、凝集塊(カルス組織)として培養物中で維持するか、又は、完全体植物に再生することができる。トランスジェニック植物細胞は又CSRアイソフォームを生産するように操作された藻類を包含できる(例えばMayfield等(2003)PNAS100:438−442参照)。植物は哺乳類細胞とは異なるグリコシル化パターンを有しているため、これ等の宿主において生産されるCSRアイソフォームの選択に影響する場合がある。
トランスジェニック植物細胞及び植物を使用してHGFアイソフォームを発現させることができる。発現コンストラクトは典型的には直接のDNA転移、例えばプロトプラストへのマイクロプロジェクタイルボンバードメント及びPEG媒介転移を用いながら、そしてアグロバクテリウム媒介形質転換により、植物内に転移される。発現ベクターはプロモーター及びエンハンサーの配列、転写終止エレメント及び翻訳制御エレメントを包含できる。発現ベクター及び形質転換の手法は通常はArabidopsis及びタバコのような双子葉植物宿主とトウモロコシ及びコメのような単子葉植物宿主との間で区別される。発現のために使用される植物の例は、カリフラワーモザイクウィルスプロモーター、ノパリンシンターゼプロモーター、リボースビスホスフェートカルボキシラーゼプロモーター及びユビキチン及びUBQ3プロモーターを包含する。選択可能なマーカー、例えばハイグロマイシン、ホスホマンノースイソメラーゼ及びネオマイシンホスホトランスフェラーゼが形質転換細胞の選択及び維持を容易にするために頻繁に使用されている。形質転換された植物細胞は細胞、凝集塊(カルス組織)として培養物中で維持するか、又は、完全体植物に再生することができる。トランスジェニック植物細胞は又CSRアイソフォームを生産するように操作された藻類を包含できる(例えばMayfield等(2003)PNAS100:438−442参照)。植物は哺乳類細胞とは異なるグリコシル化パターンを有しているため、これ等の宿主において生産されるCSRアイソフォームの選択に影響する場合がある。
G.アイソフォーム結合体
種々のHGFアイソフォームの合成結合体が提供される。1つの例において、HGFアイソフォームはアイソフォームの分泌を誘発するポリペプチドのような別のポリペプチドをコードする核酸分子に直接又は間接的に連結した融合蛋白として提供される。一部の例においては、融合蛋白はキメラポリペプチドをもたらすことができる。例えば、キメラは細胞外ドメイン及びC末端部分、例えばイントロンコード蛋白が異なるアイソフォームに由来するポリペプチドを包含できる。同様に合成形態に包含されるものは、アイソフォーム又はそのイントロンコード部分が、別の薬剤、例えばターゲティング剤又は標的物質に、又は、METのような細胞表面受容体(CSR)に対してCSRの活性がモジュレートされるようにHGFアイソフォーム又はHGFアイソフォームのイントロンコード部分を提示する何れかの他の分子に、直接又はリンカーを介して連結されている結合体である。同様に提供されるものは、形成されるポリペプチドペプチドミメティックが未修飾形態と比較してプロテアーゼに対する耐性のような向上した特性を有するように、ペプチド骨格中の1つ以上の結合がバイオアイソスター又は他の結合により置き換えられている「ペプチドミメティック」アイソフォームである。
種々のHGFアイソフォームの合成結合体が提供される。1つの例において、HGFアイソフォームはアイソフォームの分泌を誘発するポリペプチドのような別のポリペプチドをコードする核酸分子に直接又は間接的に連結した融合蛋白として提供される。一部の例においては、融合蛋白はキメラポリペプチドをもたらすことができる。例えば、キメラは細胞外ドメイン及びC末端部分、例えばイントロンコード蛋白が異なるアイソフォームに由来するポリペプチドを包含できる。同様に合成形態に包含されるものは、アイソフォーム又はそのイントロンコード部分が、別の薬剤、例えばターゲティング剤又は標的物質に、又は、METのような細胞表面受容体(CSR)に対してCSRの活性がモジュレートされるようにHGFアイソフォーム又はHGFアイソフォームのイントロンコード部分を提示する何れかの他の分子に、直接又はリンカーを介して連結されている結合体である。同様に提供されるものは、形成されるポリペプチドペプチドミメティックが未修飾形態と比較してプロテアーゼに対する耐性のような向上した特性を有するように、ペプチド骨格中の1つ以上の結合がバイオアイソスター又は他の結合により置き換えられている「ペプチドミメティック」アイソフォームである。
修飾された特性1つ以上を有するHGFアイソフォーム結合体を設計して生成することができる。これ等の特性は限定しないが、増大した分泌又は発現を包含する増大した生産を包含する。例えば、HGFアイソフォームは未修飾のHGFアイソフォームと比較して向上した分泌を示すように修飾できる。他の特性は増大した蛋白の安定性、例えば増大した蛋白の半減期、増大した熱耐容性、及び/又は、1つ以上のプロテアーゼに対する耐性を包含する。例えば、HGFアイソフォームはインビトロ及び/又はインビボの蛋白安定性を増大するように修飾できる。インビボの安定性は特定の投与条件下における蛋白の安定性、例えば血液、唾液及び/又は消化液中の安定性を包含できる。
HGFアイソフォームは又、蛋白の修飾の分野で知られた何れかの方法を用いて結合体化されたポリペプチドを生成することなく修飾された特性を示すように修飾できる。そのような方法は部位指向性及びランダムな突然変異誘発を包含できる。非天然アミノ酸及び/又はポリペプチドのアミノ酸間の非天然共有結合をHGFアイソフォームに導入することにより蛋白の安定性を向上させることができる。そのような修飾されたHGFアイソフォームにおいて、アイソフォームの生物学的機能は未修飾アイソフォームと比較して不変のままとすることができる。一部の例においては、修飾されたHGFアイソフォームは又、結合体、例えば融合蛋白、キメラ蛋白又は本明細書に記載する他の結合体として提供できる。本明細書に記載し、そして当該分野で知られている生物学的機能に関する試験のような試験を用いることにより、修飾されたHGFアイソフォームの生物学的機能を評価することができる。
融合蛋白又は合成結合体としての合成HGFアイソフォームの連結は直接又は間接であることができる。一部の例においては、連結は核酸リンカー、例えば制限酵素リンカー又はコードされたポリペプチドの折り畳み又は安定性を誘起する他のペプチドリンカーにより促進することができる。ポリペプチド結合体の連結は又、化学連結によるものであるか、又は、当該分野で知られた、又は本明細書に記載するようなヘテロ二官能性リンカーにより促進することができる。例示されるペプチドリンカー及びヘテロ二官能性交差結合試薬は以下に記載する通りである。例えば、例示されるペプチドリンカーは、限定しないが、(Gly4Ser)n、(Ser4Gly)n及び(AlaAlaProAla)n(例えば配列番号270参照)、ただしnは1〜4、例えば1、2、3又は4であるもの、例えば:
(1)Gly4Ser+NcoI末端、配列番号266
(1)Gly4Ser+NcoI末端、配列番号266
アミノ基とチオール基の間に共有結合を形成するため、及び、蛋白にチオール基を導入するために使用される多数のヘテロ二官能性交差結合試薬が当該分野で知られている(例えばそのような試薬の調製及び使用を記載し、そのような試薬の市販元を提示しているPIERCE CATALOG, ImmunoTechnology Catalog & Handbook,1992−1993を参照でき;更に又例えばCumber等(1992)Bioconjugate Chem.3:397−401;Thorp等(1987)Cancer Res.47:5924−5931;Gordon等(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.84:308−312;Walden等(1986)J.Mol.Cell Immunol.2:191−197;Carlsson等(1978)Biochem.J.173:723−737;Maran等(1987)Anal.Biochem.162:163−170;Wawrzynczak等(1992)Br.J.Cancer 66:361−366;Fattom等(1992)Infection & Immun.60:584−589参照)。これ等の試薬は、N末端部分とC末端イントロンコード部分との間、又は、これ等の部分の各々とリンカーの間に共有結合を結合するために使用してよい。これ等の試薬は限定しないが、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP;ジスルフィドリンカー);スルホスクシンイミジル6−[3−(2−ピリジルジチオ)プロピオン−アミド]ヘキサノエート(スルホ−LC−SPDP);スクシンイミジルオキシカルボニル−α−メチルベンジルチオスルフェート(SMBT、ヒンダードジスルフィドリンカー);スクシンイミジル6−[3−(2−ピリジルジチオ)プロピオンアミド]ヘキサノエート(LC−SPDP);スルホスクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(スルホ−SMCC);スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)ブチレート(SPDB;ヒンダードジスルフィド結合リンカー);スルホスクシンイミジル2−(7−アジド−4−メチルクマリン−3−アセトアミド)エチル−1,3’−ジチオプロピオネート(SAED);スルホスクシンイミジル7−アジド−4−メチルクマリン−3−アセテート(SAMCA);スルホスクシンイミジル6−[アルファ−メチル−アルファ−(2−ピリジルジチオ)トルアミド]ヘキサノエート(スルホ−LC−SMPT);1,4−ジ−[3’−(2’−ピリジルジチオ)プロピオンアミド]ブタン(DPDPB);4−スクシンイミジルオキシカルボニル−α−メチル−α−(2−ピリジルチオ)トルエン(SMPT、ヒンダードジスルフェートリンカー);スルホスクシンイミジル6−[α−メチル−α−(2−ピリミジルジチオ)トルアミド]ヘキサノエート(スルホ−LC−SMPT);m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS);m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスルホスクシンイミドエステル(スルホ−MBS);N−スクシンイミジル(4−ヨードアセチル)アミノベンゾエート(SIAB;チオエーテルリンカー);スルホスクシンイミジル−(4−ヨードアセチル)アミノベンゾエート(スルホ−SIAB);スクシンイミジル−4−(p−マレイミドゲニル)ブチレート(SMPB);スルホスクシンイミジル4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート(スルホ−SMPB);アジドベンゾイルヒドラジド(ABH)を包含する。これ等のリンカーは、例えば、柔軟性又は溶解性を増大させるか、又は立体障害を与えるか排除するもののようなペプチドリンカーと組み合わせて使用できる。ポリペプチド分子を他の分子に連結させるための当該分野で知られた何れかの他のリンカーも使用できる。一般的な特性は、得られる分子が生体適合性であること(ヒトを包含する動物への投与のため)及び得られる分子が細胞表面分子、例えばMET受容体、血管形成分子又は他の細胞表面分子又は受容体の活性をモジュレートすることである。
HGFアイソフォーム結合体を含有する医薬組成物を製造することができ、そして例えば生理学的に許容される賦形剤中で結合体の治療有効量を投与することにより治療を行う。HGFアイソフォーム結合体は又融合蛋白としてのHGFアイソフォーム結合体をコードする核酸を含有するベクターを送達することによる等、インビボの治療方法において使用できる。
1.アイソフォーム融合
HGFアイソフォーム融合はHGFの核酸配列の別の核酸配列との作動可能な連結を包含する。HGFアイソフォームに接続できる核酸分子は限定しないが、細胞内蛋白発現を促進するように設計されたプロモーター配列、蛋白分泌を促進するように設計された分泌配列、転写及び翻訳を調節する調節配列、CD45の部分又は免疫グロブリンのFc部分のようなコードされたポリペプチドの血清中安定性を調節する分子、及び、他のポリペプチドコード核酸分子、例えばターゲティングされた物質又はターゲティング薬剤をコードするもの、又は他のリガンド又は細胞表面受容体イントロン融合蛋白の全て又は一部をコードするものを包含する。融合配列は発現ベクターの成分であることができ、或いは、発現ベクター内に挿入されるアイソフォーム核酸配列の一部であることができる。融合は2つ以上の遺伝子によりコードされるキメラ蛋白をもたらすことができるか、又は、融合した配列が分泌経路へのポリペプチドの分泌の後に切断されるシグナル配列である場合のように融合はHGFアイソフォームポリペプチドのみをコードする蛋白配列をもたらすことができる。1つの例においては、HGFアイソフォームの全て又は一部分に融合した核酸はプロモーター配列、エピトープ又は融合タグ又は分泌シグナルのようなアイソフォームの生産を向上させる何れかの核酸配列を包含することができる。別の例においては、HGFアイソフォーム融合は後に記載するもののようなHGFアイソフォーム結合体を生産するためのターゲティングされた物質又はターゲティング剤との融合を包含できる。更に又、HGFアイソフォームの全て又は一部分をコードする核酸を他のリガンド又は細胞表面受容体イントロン融合アイソフォーム又はそのイントロン部分をコードする核酸に接続することによりキメライントロン融合蛋白を形成することができる。例示されるHGFキメラは後に記載する。
HGFアイソフォーム融合はHGFの核酸配列の別の核酸配列との作動可能な連結を包含する。HGFアイソフォームに接続できる核酸分子は限定しないが、細胞内蛋白発現を促進するように設計されたプロモーター配列、蛋白分泌を促進するように設計された分泌配列、転写及び翻訳を調節する調節配列、CD45の部分又は免疫グロブリンのFc部分のようなコードされたポリペプチドの血清中安定性を調節する分子、及び、他のポリペプチドコード核酸分子、例えばターゲティングされた物質又はターゲティング薬剤をコードするもの、又は他のリガンド又は細胞表面受容体イントロン融合蛋白の全て又は一部をコードするものを包含する。融合配列は発現ベクターの成分であることができ、或いは、発現ベクター内に挿入されるアイソフォーム核酸配列の一部であることができる。融合は2つ以上の遺伝子によりコードされるキメラ蛋白をもたらすことができるか、又は、融合した配列が分泌経路へのポリペプチドの分泌の後に切断されるシグナル配列である場合のように融合はHGFアイソフォームポリペプチドのみをコードする蛋白配列をもたらすことができる。1つの例においては、HGFアイソフォームの全て又は一部分に融合した核酸はプロモーター配列、エピトープ又は融合タグ又は分泌シグナルのようなアイソフォームの生産を向上させる何れかの核酸配列を包含することができる。別の例においては、HGFアイソフォーム融合は後に記載するもののようなHGFアイソフォーム結合体を生産するためのターゲティングされた物質又はターゲティング剤との融合を包含できる。更に又、HGFアイソフォームの全て又は一部分をコードする核酸を他のリガンド又は細胞表面受容体イントロン融合アイソフォーム又はそのイントロン部分をコードする核酸に接続することによりキメライントロン融合蛋白を形成することができる。例示されるHGFキメラは後に記載する。
コードされたHGFアイソフォーム融合蛋白は精製されたアイソフォーム蛋白の活性に悪影響を与えない追加のアミノ酸を含有できる。例えば追加のアミノ酸は、融合蛋白において例えば好ましい立体配置をもたらすために、コードされた融合配列からコードされたアイソフォーム蛋白を分離するリンカー配列として融合蛋白中に包含させることができる。分離体として使用してよいそのような追加のアミノ酸の数は変動してよく、そして一般的には60アミノ酸を超えない。例示されるリンカー配列は後に記載する。別の例においては、融合蛋白は制限酵素リンカー配列によりコードされるアミノ酸残基を含有できる。追加的な例においては、アイソフォーム融合蛋白はHGFアイソフォームの他の分子との融合の接合部において選択的切断部位を含有できる。例えば、そのような選択的切断部位は選択的な酵素的、蛋白分解的、化学的又は他の切断に対して感受性な部位をもたらすアミノ酸残基1つ以上を含んでよい。1つの例においては、追加のアミノ酸は部位特異的プロテアーゼによる切断のための認識部位であることができる。融合蛋白は更にプロセシングすることにより自身から融合ポリペプチドを切断することができ;例えばアイソフォーム蛋白がエピトープタグに融合しているが治療目的等のため追加のアミノ酸を有さない状態が望まれる場合等である。
a.HGFアイソフォームポリペプチドの進歩した製造のためのHGFアイソフォーム融合
本明細書において提供されるものはHGFアイソフォームの向上した生産のためのHGF融合ポリペプチドをコードする核酸配列である。配列番号9、11、13、17又は19の何れか1つに記載のもののようなHGFアイソフォームの核酸を、機能的分泌配列を代替及び/又は提供する相同又は異種の前駆体配列に融合させることができる。他の例示されるHGFアイソフォームは、配列番号21、23、25、27、29及び31の何れか1つに記載され、そして配列番号22、24、26、28、30又は32の何れか1つに記載されるポリペプチドをコードする同種のHGFの他の天然及び操作されたアイソフォームの変異体を包含できる。1つの例においては、同種のHGFリガンドのネイティブの内因性前駆体シグナル配列を含有するイントロン融合蛋白アイソフォームのようなアイソフォームは、その前駆体配列を、異種又は相同の前駆体配列、例えば組織プラスミノーゲン活性化物質の前駆体配列又は当業者の知る何れかの他のシグナル配列で置き換えることにより、HGFアイソフォームポリペプチドの分泌及び生産を向上させることができる。前駆体配列は宿主細胞から分泌されるべき組み換え蛋白のN末端に自身を位置させることにより、最も効果的に利用される。核酸前駆体配列は、前駆体配列コーディング領域がアイソフォームコーディング領域の上流(即ち5’側)にあり、それと同じ読み枠内にあることによりアイソフォーム融合をもたらすような態様において、HGFアイソフォームのコーディング領域を含有する核酸に作動可能に接続することができる。アイソフォーム融合を宿主細胞内で発現させることにより、HGFアイソフォームのアミノ末端に自身のカルボキシ末端が接続された前駆体配列を含む融合ポリペプチドを提供することができる。融合ポリペプチドは宿主細胞から分泌される。典型的には、前駆体配列を融合ポリペプチドから分泌プロセス中に切断し、分泌されたアイソフォームを外部細胞環境中、又は、一部の場合においてはペリプラズム空間に蓄積させる。
本明細書において提供されるものはHGFアイソフォームの向上した生産のためのHGF融合ポリペプチドをコードする核酸配列である。配列番号9、11、13、17又は19の何れか1つに記載のもののようなHGFアイソフォームの核酸を、機能的分泌配列を代替及び/又は提供する相同又は異種の前駆体配列に融合させることができる。他の例示されるHGFアイソフォームは、配列番号21、23、25、27、29及び31の何れか1つに記載され、そして配列番号22、24、26、28、30又は32の何れか1つに記載されるポリペプチドをコードする同種のHGFの他の天然及び操作されたアイソフォームの変異体を包含できる。1つの例においては、同種のHGFリガンドのネイティブの内因性前駆体シグナル配列を含有するイントロン融合蛋白アイソフォームのようなアイソフォームは、その前駆体配列を、異種又は相同の前駆体配列、例えば組織プラスミノーゲン活性化物質の前駆体配列又は当業者の知る何れかの他のシグナル配列で置き換えることにより、HGFアイソフォームポリペプチドの分泌及び生産を向上させることができる。前駆体配列は宿主細胞から分泌されるべき組み換え蛋白のN末端に自身を位置させることにより、最も効果的に利用される。核酸前駆体配列は、前駆体配列コーディング領域がアイソフォームコーディング領域の上流(即ち5’側)にあり、それと同じ読み枠内にあることによりアイソフォーム融合をもたらすような態様において、HGFアイソフォームのコーディング領域を含有する核酸に作動可能に接続することができる。アイソフォーム融合を宿主細胞内で発現させることにより、HGFアイソフォームのアミノ末端に自身のカルボキシ末端が接続された前駆体配列を含む融合ポリペプチドを提供することができる。融合ポリペプチドは宿主細胞から分泌される。典型的には、前駆体配列を融合ポリペプチドから分泌プロセス中に切断し、分泌されたアイソフォームを外部細胞環境中、又は、一部の場合においてはペリプラズム空間に蓄積させる。
場合により、融合核酸であるイントロン融合蛋白を包含するHGFアイソフォームは、アイソフォームポリペプチドの精製及び/又は検出を促進する融合タグをコードする配列のような別の核酸配列との作動可能な連結を包含できる。融合タグの非限定的な例はmyxタグ、Poly−Hisタグ、GSTタグ、Flagタグ、蛍光又はルミネセント部分、例えばGFP又はルシフェラーゼ、又は当業者の知る何れかの他のエピトープ又は融合タグを包含する。別の実施形態においては、HGFアイソフォームの核酸配列は内因性のシグナル配列を含有でき、そして、融合タグをコードする核酸配列との融合を包含できる。多くの前駆体配列、例えばシグナル配列及びプロ配列及び/又は融合タグ配列が識別されており、そして当該分野で知られており、例えば限定しないが、本明細書において提供され説明されているものが挙げられ、そして、アイソフォーム核酸分子と組み合わせて使用されることを意図している。前駆体配列はアイソフォームの遺伝子又はcDNAに対して相同又は異種であってよく、或いは、前駆体配列は化学合成できる。大部分の例においては、シグナルペプチド及び/又はプロペプチドの存在を介した宿主細胞からのアイソフォームポリペプチドの分泌は分泌されたイントロン融合蛋白ポリペプチドからのシグナルペプチド又はプロペプチドの除去をもたらすことになる。
i.組織プラスミノーゲン活性化物質
組織プラスミノーゲン活性化物質(tPA)はチモーゲンであるプラスミノーゲンをその活性型プラスミンに変換することにより止血を調節するセリンプロテアーゼである。他のセリンプロテアーゼと同様、tPAは蛋白分解性のプロセシングにより活性化される不活性なチモーゲンとして合成され、分泌される。特定すれば、tPA由来の成熟部分活性単一鎖チモーゲン形態は、プラスミン、組織カリクレイン又は第Xa因子により触媒される配列番号255のArg−310の後の切断により更にプロセシングされて2鎖の完全に活性な形態になることができる。tPAはフィブリンに富む領域である血塊の直ぐ周囲の領域において内皮細胞により血中に分泌される。tPAはフィブリン凝固の調節物質であるプラスミンへのプラスミノーゲンの変換に関する自身の高い触媒活性のためにフィブリン溶解を調節する。プラスミンは又、自身のチモーゲン形態のtPAによる分解時に触媒活性2鎖形態に変換されるセリンプロテアーゼである。プラスミンは種々の場所においてフィブリンメッシュを切断することにより血塊のフィブリンネットワークを分解させる機能を有し、これにより他のプロテイナーゼにより、又は腎又は肝により消去される循環フラグメントの生産をもたらす。
組織プラスミノーゲン活性化物質(tPA)はチモーゲンであるプラスミノーゲンをその活性型プラスミンに変換することにより止血を調節するセリンプロテアーゼである。他のセリンプロテアーゼと同様、tPAは蛋白分解性のプロセシングにより活性化される不活性なチモーゲンとして合成され、分泌される。特定すれば、tPA由来の成熟部分活性単一鎖チモーゲン形態は、プラスミン、組織カリクレイン又は第Xa因子により触媒される配列番号255のArg−310の後の切断により更にプロセシングされて2鎖の完全に活性な形態になることができる。tPAはフィブリンに富む領域である血塊の直ぐ周囲の領域において内皮細胞により血中に分泌される。tPAはフィブリン凝固の調節物質であるプラスミンへのプラスミノーゲンの変換に関する自身の高い触媒活性のためにフィブリン溶解を調節する。プラスミンは又、自身のチモーゲン形態のtPAによる分解時に触媒活性2鎖形態に変換されるセリンプロテアーゼである。プラスミンは種々の場所においてフィブリンメッシュを切断することにより血塊のフィブリンネットワークを分解させる機能を有し、これにより他のプロテイナーゼにより、又は腎又は肝により消去される循環フラグメントの生産をもたらす。
tPAの前駆体ポリペプチドは配列番号255に記載され、そして配列番号253において例示される完全長tPA配列の残基1〜35によりコードされるプレ配列及びプロ配列を包含する。tPAの前駆体配列はアミノ酸1〜23を包含するシグナル配列を含有し、そして更に、配列番号253又は255に記載する例示tPA配列のアミノ酸24〜32及び33〜35を包含する2プロ配列を含有する。tPAのシグナル配列はERにおいて同時翻訳的に切断され、そしてプロ配列は配列番号253又は255に記載する例示配列のアミノ酸29〜32に存在する配列RFRRの後のフリンプロセシング部位における切断によりゴルジ体内で除去される。tPAのプロ配列のフリン切断は、3アミノ酸プロ配列そして成熟ポリペプチドtPA配列内において配列番号253又は255に記載する例示tPA配列のアミノ酸33〜35に記載するエキソペプチダーゼ切断部位であるGARを保持している。保持されたプロ配列部位の切断はプラスミン様細胞外プロテアーゼにより媒介され、配列番号253又は255に記載するSer36で始まる成熟tPAポリペプチドが得られる。プロテアーゼ阻害剤、例えばアプロチニンを培地中に包含させることにより、エキソペプチダーゼ切断が防止でき、そしてこれによりtPAの成熟ポリペプチド中にGARプロ配列を保持できる(Berg等(1991)Biochem Biophys Res Comm,179:1289)。
典型的にはtPAは構成的分泌経路により分泌されるが、一部の細胞においてはtPAは調節された態様に置いて分泌される。例えば内皮細胞においては、tPAの調節された分泌は例えばヒスタミン、血小板活性化因子又はプリンヌクレオチドによる内皮細胞の活性化の後に誘導され、そして内皮細胞内Ca2+及びcAMPシグナリングを必要とする(Knop等(2002)Biochem Biophys Acta 1600:162)。別の細胞、例えば神経細胞においては、tPAの分泌を誘導できる特定の刺激は、運動、精神的ストレス、電気痙攣療法及び手術を包含する(Parmer等(1997)J Biol Chem 272:1976)。tPAの調節された分泌を媒介する機序はtPAポリペプチド自身上のシグナルを必要とするのに対し、tPAのシグナル配列にのみ作動可能に連結したGFP分子がカルバコール刺激非存在下に構成的に分泌されるためtPAのシグナル配列はtPAの構成的分泌を効率的に媒介する(Lochner等(1998)Mol Biol Cell,9:2463)。tPAシグナル配列の非存在下においてはtPA/GFPハイブリッド蛋白は細胞から分泌されない。
tPAのプレ/プロ配列を包含する例示されるtPA前駆体配列は配列番号253に記載するとおりであり、そして配列番号252に記載する核酸配列によりコードされている。tPAのシグナル配列は配列番号255のアミノ酸1〜23を包含し、プロ配列は配列番号255のアミノ酸24〜35を包含し、これによりフリン切断プロ配列はアミノ酸24〜32を包含し、そして、プラスミン様エキソプロテアーゼ切断プロ配列はアミノ酸33〜35を包含する。tPAプレ/プロ配列の対立遺伝子変異体もまた本明細書において提供され、例えば配列番号256又は257に記載するものが挙げられる。更に又、哺乳類及び非哺乳類の起源のtPAのプレ/プロ配列のアイソフォーム蛋白融合も意図され、例示される配列は配列番号258〜265に記載する通りである。
ii.tPA−HGFイントロン融合蛋白融合
本明細書において提供されるものはHGFイントロン融合蛋白アイソフォームの向上した生産のためのtPA−HGFアイソフォームポリペプチドをコードする核酸配列である。tPAプレ/プロ配列に作動可能に連結した配列番号10、12、14、18又は20に記載したアミノ酸をコードする配列番号9、11又は13の何れか1つのような、HGFのイントロン融合蛋白アイソフォーム又はその対立遺伝子変異体を包含するHGFアイソフォームをコードする核酸配列が提供される。tPAプレ/プロ配列は配列番号253の1〜35に記載するアミノ酸をコードする配列番号252に記載するtPAプレ/プロ配列を包含できる。一部の例においては、tPAプレ/プロ配列はHGFの内因性前駆体シグナル配列の置き換え及び/又はイントロン融合蛋白ポリペプチドの分泌のための最適な前駆体配列の提供が可能である。
本明細書において提供されるものはHGFイントロン融合蛋白アイソフォームの向上した生産のためのtPA−HGFアイソフォームポリペプチドをコードする核酸配列である。tPAプレ/プロ配列に作動可能に連結した配列番号10、12、14、18又は20に記載したアミノ酸をコードする配列番号9、11又は13の何れか1つのような、HGFのイントロン融合蛋白アイソフォーム又はその対立遺伝子変異体を包含するHGFアイソフォームをコードする核酸配列が提供される。tPAプレ/プロ配列は配列番号253の1〜35に記載するアミノ酸をコードする配列番号252に記載するtPAプレ/プロ配列を包含できる。一部の例においては、tPAプレ/プロ配列はHGFの内因性前駆体シグナル配列の置き換え及び/又はイントロン融合蛋白ポリペプチドの分泌のための最適な前駆体配列の提供が可能である。
別の実施形態において、配列番号10、12、14、18又は20に記載したアミノ酸をコードする配列番号9、11又は13の何れか1つに記載したHGFアイソフォーム又はその対立遺伝子変異体は、tPAのプレ/プロ配列のフリン切断部位までの核酸配列を包含するtPAのプレ/プロ配列の一部に作動可能に連結することができ(配列番号253に記載する例示tPAプレ−プロ配列のコードされたアミノ酸1〜32)、これにより、アミノ酸GARをコードする核酸を排除することができる(配列番号253に記載する例示tPAプレ−プロ配列のコードされたアミノ酸33〜35)。更に又、配列番号10、12、14、18又は20に記載したアミノ酸をコードする配列番号9、11又は13の何れか1つに記載したもののようなHGFアイソフォーム又はその対立遺伝子変異体の核酸配列は、配列番号252又は253に記載するようなtPAのプレ/プロ配列の全て又は一部分の対立遺伝子変異体との作動可能な連結を包含でき、或いは、配列番号258〜265の何れか1つに記載のような哺乳類及び非哺乳類起源の他のtPAのプレ/プロ配列の全て又は一部分との作動可能な連結を包含できる。本明細書において提供するHGFイントロン融合蛋白−tPAプレ/プロ融合配列は向上した生産のためのHGFアイソフォームポリペプチドの増強された細胞における発現及び分泌を示すことができる。
別の実施形態において、配列番号10、12、14、18又は20に記載したアミノ酸をコードする配列番号9、11又は13の何れか1つのようなHGFアイソフォーム又はその対立遺伝子変異体をコードする核酸配列は配列番号253に記載する例示tPAプレ/プロ配列のアミノ酸1〜23をコードする例示シグナル配列のようなtPAプレ/プロ配列のみのプレ配列(シグナル配列)との作動可能な連結を包含できる。本明細書において提供されるHGFイントロン融合蛋白−tPAプレ配列融合は向上した生産のためのHGFアイソフォームポリペプチドの増強された細胞における発現及び分泌を示すことができる。
別の実施形態において、同種のHGFリガンドの内因性シグナル配列を含有する配列番号10、12、14、18又は20に記載したアミノ酸をコードする配列番号9、11又は13の何れか1つのようなHGFアイソフォーム又はその対立遺伝子変異体をコードする核酸配列はHGFアイソフォーム内因性シグナル配列とHGFアイソフォームコーディング配列の間にtPAプロ配列の挿入があるtPAプロ配列との融合を包含できる。1つの例において、tPAプロ配列は配列番号253に記載する例示tPAプレ/プロ配列のアミノ酸24〜32をコードする核酸配列を包含する。別の例においては、tPAプロ配列は配列番号253に記載する例示tPAプレ/プロ配列のアミノ酸33〜35をコードする核酸配列を包含する。追加的な例において、tPAプロ配列は配列番号253に記載する例示tPAプレ/プロ配列のアミノ酸24〜35をコードする核酸配列を包含する。他のtPAプロ配列は配列番号256又は257に記載するようなtPAプレ/プロ配列の対立遺伝子変異体のアミノ酸24〜32、33〜35又は24〜35を包含できる。本明細書において提供されるHGFイントロン融合蛋白−tPAプロ配列融合は向上した生産のためのHGFアイソフォームポリペプチドの増強された細胞における発現及び分泌を示すことができる。
更に又、イントロン融合蛋白ポリペプチドの向上した分泌のためのHGFアイソフォーム、HGFイントロン融合蛋白−tPAプレ/プロ配列融合、HGFイントロン融合蛋白−tPAプレ配列融合、及び/又は、HGFイントロン融合蛋白−tPAプロ配列融合は場合により更にHGFアイソフォームポリペプチドの精製及び/又は検出を容易にする融合タグ1、2、3つ以上を包含することができる。一般的に、特定のタグに関するコーディング配列は、アミノ又はカルボキシ末端上において、リンカー領域の存在下又は非存在下、HGFアイソフォームポリペプチドをコードする核酸分子のコーディング配列とインフレームにスプライシングされることができる。融合が配列のアミノ末端上にある場合は、融合タグは内因性又は異種の前駆体配列の間に置かれることができる。1つの実施形態において、融合タグ、例えばc−mycタグ、8XHisタグ、又は当該分野で知られた何れかの他の融合タグはHGFアイソフォーム内因性シグナル配列とHGFコーディング配列の間に置かれることができる。別の実施形態においては、融合タグは異種前駆体配列、例えば配列番号252に記載のtPAのプレ/プロ配列、プレ配列又はプロ配列とHGFアイソフォームコーディング配列の間に置かれることができる。別の実施形態においては融合タグはHGFアイソフォーム融合ポリペプチド配列をコードする核酸のカルボキシ末端上に直接置かれることができる。一部の場合において、HGFアイソフォーム融合は内因性又は異種の前駆体配列と融合タグとの間にリンカーを含有できる。本明細書において提供される融合タグ1つ以上を含有するHGFアイソフォーム、例えばHGFイントロン融合蛋白−tPA融合は向上した生産のためのHGFアイソフォームポリペプチドのより容易な検出及び/又は精製を容易にすることができる。
b.キメラ及び合成のイントロン融合ポリペプチド
同様に提供されるものは、キメラHGF融合ポリペプチドである。キメラHGFアイソフォームは遺伝子の2つ以上の全て又は一部分によりコードされる蛋白であり、別のポリペプチドに作動可能に連結したコードされるHGF配列の全て又は一部分を含有するポリペプチドをもたらす。一般的に、キメラHGFアイソフォームは別のポリペプチド又は他の分子にN末端において作動可能に連結下HGFイントロン融合ポリペプチドに由来するイントロンを包含するHGFアイソフォームの全て又は一部分を含有し、これにより、結果として生じる分子は細胞表面分子、特にRTK受容体又は他の血管形成性の分子、例えば炎症応答、血管形成、血管新生及び/又は細胞増殖に参加する経路に関与する何れかの活性をモジュレートする。これ等の合成「ポリペプチド」に包含されるものはHGFアイソフォームの全て又は一部分がイントロン融合蛋白の全て又は一部分、例えば配列番号36〜245に記載する配列及びコードされたアミノ酸の何れか1つの全て又は一部分に連結しているキメライントロン融合ポリペプチドである。例示されるキメライントロン融合ポリペプチドはヘルスタチンのイントロン8部分に連結したHGFアイソフォームの全て又は一部分を包含する(例えば配列番号231〜245及び配列番号216〜230に記載するコードされるアミノ酸を参照)。例示されるヘルスタチン又はそのイントロン8部分は配列番号201〜245に記載する通りである。以下に示す表4は配列番号186に記載するプロミネントなヘルスタチン分子のアミノ酸341〜419の間に包含されるプロミネントなイントロン8(配列番号216)と比較してヘルスタチンのイントロン8コード部分における変異を識別している。例示されるイントロン8及びヘルスタチン分子、例えばイントロン8又はヘルスタチンの変異体の配列識別子(配列番号)はカッコ内に記載する。他のヘルスタチン変異体は対立遺伝子変異体、特に細胞外ドメイン部分における変異を有するものを包含する。
同様に提供されるものは、キメラHGF融合ポリペプチドである。キメラHGFアイソフォームは遺伝子の2つ以上の全て又は一部分によりコードされる蛋白であり、別のポリペプチドに作動可能に連結したコードされるHGF配列の全て又は一部分を含有するポリペプチドをもたらす。一般的に、キメラHGFアイソフォームは別のポリペプチド又は他の分子にN末端において作動可能に連結下HGFイントロン融合ポリペプチドに由来するイントロンを包含するHGFアイソフォームの全て又は一部分を含有し、これにより、結果として生じる分子は細胞表面分子、特にRTK受容体又は他の血管形成性の分子、例えば炎症応答、血管形成、血管新生及び/又は細胞増殖に参加する経路に関与する何れかの活性をモジュレートする。これ等の合成「ポリペプチド」に包含されるものはHGFアイソフォームの全て又は一部分がイントロン融合蛋白の全て又は一部分、例えば配列番号36〜245に記載する配列及びコードされたアミノ酸の何れか1つの全て又は一部分に連結しているキメライントロン融合ポリペプチドである。例示されるキメライントロン融合ポリペプチドはヘルスタチンのイントロン8部分に連結したHGFアイソフォームの全て又は一部分を包含する(例えば配列番号231〜245及び配列番号216〜230に記載するコードされるアミノ酸を参照)。例示されるヘルスタチン又はそのイントロン8部分は配列番号201〜245に記載する通りである。以下に示す表4は配列番号186に記載するプロミネントなヘルスタチン分子のアミノ酸341〜419の間に包含されるプロミネントなイントロン8(配列番号216)と比較してヘルスタチンのイントロン8コード部分における変異を識別している。例示されるイントロン8及びヘルスタチン分子、例えばイントロン8又はヘルスタチンの変異体の配列識別子(配列番号)はカッコ内に記載する。他のヘルスタチン変異体は対立遺伝子変異体、特に細胞外ドメイン部分における変異を有するものを包含する。
何れの適当なリンカーも、得られるHGFキメラ分子が細胞表面受容体、例えばMET受容体又は他の細胞表面分子、例えば血管形成性の分子と相互作用し、そして細胞表面分子の活性をモジュレート、典型的には抑制する限りにおいて、選択することができる。リンカーは所望の特性を付加させるため、例えば血清中安定性、溶解性及び/又は細胞内濃度を増大させるため、又はリンカー1つ以上がN末端部分とイントロンコード部分の間に挿入されている近接部により誘発される立体障害を低減するために、選択することができる。得られる分子は細胞表面分子、特にRTK又は他の血管形成性の分子、例えば炎症応答、血管新生、血管形成及び細胞増殖及び腫瘍の進行に関与する経路に関与する何れかのものの活性をモジュレートする能力を保持するように選択される。
c.HGF多量体及び多量体化ドメイン
アイソフォーム多量体、例えばHGF多量体は、アイソフォームの2量体、3量体又はより高次の多量体が形成されるように1つ又は1つより多いポリペプチドが共有結合的に連結、非共有結合的に連結、又は、化学的に連結した多量体であることができる。多量体のポリペプチド成分は同じかまたは異なっていることができる。典型的には本明細書において提供される多量体は本明細書において提供されるHGFアイソフォームの何れか1つ以上、例えば配列番号10、12、18又は20に記載の何れかの間で形成される。一部の例においては、多量体はHGFアイソフォームと別のCSR又はリガンドアイソフォームの間に形成されることができる。例示されるCSRアイソフォームは限定しないが、ペプチド及び配列番号36〜245に記載するポリペプチドをコードする核酸分子及びその変異体を包含する。
アイソフォーム多量体、例えばHGF多量体は、アイソフォームの2量体、3量体又はより高次の多量体が形成されるように1つ又は1つより多いポリペプチドが共有結合的に連結、非共有結合的に連結、又は、化学的に連結した多量体であることができる。多量体のポリペプチド成分は同じかまたは異なっていることができる。典型的には本明細書において提供される多量体は本明細書において提供されるHGFアイソフォームの何れか1つ以上、例えば配列番号10、12、18又は20に記載の何れかの間で形成される。一部の例においては、多量体はHGFアイソフォームと別のCSR又はリガンドアイソフォームの間に形成されることができる。例示されるCSRアイソフォームは限定しないが、ペプチド及び配列番号36〜245に記載するポリペプチドをコードする核酸分子及びその変異体を包含する。
ポリペプチドの多量体は例えばFcドメインの間の相互作用を介した2量体化により形成でき、又は、それらは共有結合的に接続することができる。2つのアイソフォームポリペプチドの間の多量体化は自発的であるか、又は、ポリペプチド2つ以上の強制的な連結により起こることができる。1つの例において、多量体はアイソフォームポリペプチド上のシステイン残基の間に形成されるジスルフィド結合により連結できる。別の例においては、多量体は例えばへテロ二官能性リンカーを使用することによるなど、化学的な連結を介して2ポリペプチド間に形成できる。
i.ペプチドリンカー
ペプチドリンカーはポリペプチド多量体を製造するために使用できる。1つの例においては、ペプチドリンカーは第1のポリペプチドのC末端と第2のポリペプチドN末端に融合させることができる。この構造は、少なくとも1つ、好ましくは2、3、4つ以上の可溶性ポリペプチドがそれらのそれぞれの末端においてペプチドリンカーを介して相互に連結するように多数回反復できる。例えば、多量体ポリペプチドは配列Z1−X−Z2を有することができ、ここでZ1及びZ2は各々CSR又はリガンドアイソフォームの全て又は一部分の配列であり、そしてXはペプチドリンカーの配列である。一部の例においては、Z1及び/又はZ2はアイソフォームポリペプチドの全て又は一部分である。別の例においては、Z1及びZ2は同じであり、或いはそれらは異なっている。別の例においては、ポリペプチドはZ1−X−Z2(−X−Z)nの配列を有し、ここで「n」は何れかの整数、即ち一般的には1又は2である。典型的には、ペプチドリンカーは最終的に形成されるポリペプチドが可溶性となるために十分な長さのものである。ペプチドリンカーの例は、グリシンセリンポリペプチド、例えば−Gly−Gly−、GGGGG(配列番号313)、GGGGS(配列番号311)又は(GGGGS)n、SSSSG(配列番号312)又は(SSSSG)nを包含する。
ペプチドリンカーはポリペプチド多量体を製造するために使用できる。1つの例においては、ペプチドリンカーは第1のポリペプチドのC末端と第2のポリペプチドN末端に融合させることができる。この構造は、少なくとも1つ、好ましくは2、3、4つ以上の可溶性ポリペプチドがそれらのそれぞれの末端においてペプチドリンカーを介して相互に連結するように多数回反復できる。例えば、多量体ポリペプチドは配列Z1−X−Z2を有することができ、ここでZ1及びZ2は各々CSR又はリガンドアイソフォームの全て又は一部分の配列であり、そしてXはペプチドリンカーの配列である。一部の例においては、Z1及び/又はZ2はアイソフォームポリペプチドの全て又は一部分である。別の例においては、Z1及びZ2は同じであり、或いはそれらは異なっている。別の例においては、ポリペプチドはZ1−X−Z2(−X−Z)nの配列を有し、ここで「n」は何れかの整数、即ち一般的には1又は2である。典型的には、ペプチドリンカーは最終的に形成されるポリペプチドが可溶性となるために十分な長さのものである。ペプチドリンカーの例は、グリシンセリンポリペプチド、例えば−Gly−Gly−、GGGGG(配列番号313)、GGGGS(配列番号311)又は(GGGGS)n、SSSSG(配列番号312)又は(SSSSG)nを包含する。
連結部分は例えばHuston等(1988)PNA S85:5879−5888、Whitlow等(1993)Protein Engineering 6:989−995及びNewton等(1996)Biochemistry 35:545−553に記載されている。他の適当なペプチドリンカーは参照により本明細書に組み込まれる米国特許4,751,180又は4,935,233に記載されているものの何れかを包含する。所望のペプチドリンカーをコードするポリヌクレオチドは、アイソフォーム中の何処か、又はN又はC末端において、又は例えばtPAプレプロ配列のような前駆体配列番号の間に、インフレームに、何れかの適当な従来の手法を用いながら挿入することができる。
ii.ポリペプチド多量体化ドメイン
2つ以上のポリペプチドの相互作用は、自身等が相互作用して安定な構造を形成することができる何れかの部分又は他のポリペプチドへの、直接又は間接的な自身の連結により促進できる。例えば、別個のコードされるポリペプチド鎖を多量体化により接続することにより、ポリペプチドの多量体化を多量体化ドメインにより媒介させることができる。典型的には、多量体化ドメインは第1のキメラポリペプチドと第2のキメラポリペプチドの間の安定な蛋白−蛋白相互作用の形成をもたらす。キメラポリペプチドは例えば、多量体化ドメインをコードする核酸とのアイソフォームポリペプチドをコードする核酸の連結(直接又は間接)を包含する。ホモ又はヘテロ多量体ポリペプチドは、別個のキメラポリペプチドの同時発現から形成できる。第1及び第2のキメラポリペプチドは同じかまたは異なっていることができる。
2つ以上のポリペプチドの相互作用は、自身等が相互作用して安定な構造を形成することができる何れかの部分又は他のポリペプチドへの、直接又は間接的な自身の連結により促進できる。例えば、別個のコードされるポリペプチド鎖を多量体化により接続することにより、ポリペプチドの多量体化を多量体化ドメインにより媒介させることができる。典型的には、多量体化ドメインは第1のキメラポリペプチドと第2のキメラポリペプチドの間の安定な蛋白−蛋白相互作用の形成をもたらす。キメラポリペプチドは例えば、多量体化ドメインをコードする核酸とのアイソフォームポリペプチドをコードする核酸の連結(直接又は間接)を包含する。ホモ又はヘテロ多量体ポリペプチドは、別個のキメラポリペプチドの同時発現から形成できる。第1及び第2のキメラポリペプチドは同じかまたは異なっていることができる。
一般的に、多量体化ドメインは安定な蛋白−蛋白相互作用の形成ガ可能である何れのものも包含する。多量体化ドメインは免疫グロブリン配列、ロイシンジッパー、疎水性領域、親水性領域、又は、ホモ又はヘテロ多量体のキメラ分子間の分子間ジスルフィド結合を形成する遊離チオールを介して相互作用できる。更に又、多量体化ドメインは例えば米国特許出願08/399,106に記載されているような陥没部を含むアミノ酸配列に相補な隆起部を含むアミノ酸配列を包含できる。そのような多量体化領域は、立体的相互作用が安定な相互作用を促進するのみならず、更にキメラ単量体の混合物からのホモ2量体を超えたヘテロ2量体の形成を促進するように操作することができる。一般的に、隆起部は、第1のポリペプチドの界面に由来する小型のアミノ酸側鎖をより大きい側鎖(例えばチロシン又はトリプトファン)で置き換えることにより構築される。隆起部と同一又は同様のサイズの代償キャビティーは、場合により、大型のアミノ酸側鎖をより小さいもの(例えばアラニン又はスレオニン)で置き換えることにより第2のポリペプチドの界面上に形成される。
キメラアイソフォームポリペプチド、例えば本明細書において提供されるHGFアイソフォームポリペプチドは、何れかの箇所において、ただし典型的にはそのN又はC末端を介して、多量体化ドメインのN又はC末端に接続させることにより、究極的には発現時においてキメラポリペプチドを形成することができる。
得られるキメラポリペプチド及びそれから形成される多量体は何れかの適当な方法により、例えばプロテインA又はプロテインGのカラム上でのアフィニティークロマトグラフィーにより精製できる。異なるキメラポリペプチドをコードする2つの核酸分子を細胞に形質転換する場合は、ホモ及びヘテロ2量体の形成が起こることになる。発現のための条件は、ヘテロ2量体の形成がホモ2量体の形成より優先されるように調節できる。
(a)免疫グロブリンドメイン
多量体化ドメインは、別のアミノ酸配列の多量体化ドメインと分子間ジスルフィド結合を形成するために反応できる遊離チオール部分を含むものを包含する。例えば、多量体化ドメインはIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgMおよびIgEに由来するような、免疫グロブリン分子の一部分を包含できる。一般的に、そのような一部分は免疫グロブリン定常領域(Fc)である。抗体誘導ポリペプチドの種々の部分(Fcドメインを包含)に融合した融合蛋白の製造は、例えばAshkenazi等(1991)PNAS 88:10535;Byrn等(1990)Nature,344:677;及びHollenbaugh and Aruffo(1992)、“Construction of Immunoglobulin Fusion Proteins”、Current Protocols in Immunology,Suppl.4,pp.10.19.1−10.19.11に記載されている。
多量体化ドメインは、別のアミノ酸配列の多量体化ドメインと分子間ジスルフィド結合を形成するために反応できる遊離チオール部分を含むものを包含する。例えば、多量体化ドメインはIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、IgD、IgMおよびIgEに由来するような、免疫グロブリン分子の一部分を包含できる。一般的に、そのような一部分は免疫グロブリン定常領域(Fc)である。抗体誘導ポリペプチドの種々の部分(Fcドメインを包含)に融合した融合蛋白の製造は、例えばAshkenazi等(1991)PNAS 88:10535;Byrn等(1990)Nature,344:677;及びHollenbaugh and Aruffo(1992)、“Construction of Immunoglobulin Fusion Proteins”、Current Protocols in Immunology,Suppl.4,pp.10.19.1−10.19.11に記載されている。
抗体は特異的抗原に結合し、そして、ジスルフィド結合により共有結合的に連結された2つの同一の重鎖及び2つの同一の軽鎖を含有する。重鎖及び軽鎖は抗原に結合する可変領域及び定常(C)領域を含有する。欠く鎖において、1つのドメイン(V)は分子の抗体特異性に応じて可変のアミノ酸配列を有する。他のドメイン(C)は同じクラスの分子の間で共通したむしろ一定の配列を有している。ドメインはアミノ末端から順次番号付けされる。例えば、IgG軽鎖はそれぞれ軽鎖可変ドメイン及び軽鎖定常ドメインと称される順序VL−CLでN末端からC末端に連結した2つの免疫グロブリンドメインよりなる。IgG重鎖は可変重鎖ドメイン、定常重鎖ドメイン1、定常重鎖ドメイン2及び定常重鎖ドメイン3と称される順序VH−CH1−CH2−CH3でN末端からC末端に連結した4つの免疫グロブリンドメインよりなる。得られる抗体分子は4鎖分子であり、ここで各重鎖はジスルフィド結合により軽鎖に連結され、そして2つの重鎖はジスルフィド結合により相互に連結される。重鎖の連結はヒンジ領域として知られている重鎖の柔軟性領域により媒介される。抗体分子のフラグメントは例えば酵素的切断により形成できる。例えばパパインによるプロテアーゼ切断により、重鎖定常領域の2量体Fcドメインが2つのFab領域切断される(即ち可変領域を含有する部分)から切断される。
ヒトにおいては、デルタ(δ)、ガンマ(γ)、ミュウ(μ)及びアルファ(α)及びイプシロン(ε)と標記される自身の重鎖に基づいて分類される5つの抗体アイソタイプが存在し、それぞれ抗体のIgD、IgG、IgM、IgA及びIgEクラスを生じさせる。IgA及びIgGクラスはサブクラスIgA1、IgA2、IgG1、IgG2、IgG3及びIgG4を含有する。免疫グロブリン重鎖の間の配列の相違は、種々のアイソタイプを、例えばCドメインの数、ヒンジ領域の存在及び鎖間のジスルフィド結合の数及び位置において異なるものとする。例えば、IgM及びIgE重鎖はヒンジ領域を置き換える余剰のC度目(C4)を含有する。IgG、IgD及びIgAのFc領域はそのCγ3、Cδ3及びCα3ドメインを介して相互に対形成するが、IgM及びIgEのFc領域はそのCμ4及びCイプシロン4ドメインを介して2量体化する。IgM及びIgAはそれぞれ10及び4の抗原結合部位を有する多量体構造を形成する。
本明細書において提供される免疫グロブリンキメラポリペプチドは完全長の免疫グロブリンポリペプチドを包含する。或いは、免疫グロブリンポリペプチドは完全長未満であり、即ち重鎖、軽鎖、Fab、Fab2、Fv又はFcを含有している。1つの例において、免疫グロブリンキメラポリペプチドは単量体、又はヘテロ又はホモ多量体として、そして特に2量体又は4量体として組み立てられる。鎖又は種々の構造の基本単位を利用することにより単量体及びヘテロ及びホモ多量体を組み立てることができる。例えばアイソフォームポリペプチドは免疫グロブリン分子のCH、CL、VH又はVLドメインの全て又は一部分を包含する免疫グロブリン分子の全て又は一部分に融合させることができる(例えば米国特許出願5,116,964参照)。キメラアイソフォームポリペプチドは適切な核酸分子で形質転換された哺乳類細胞により容易に生産及び分泌させることができる。分泌された形態は、アイソフォームポリペプチドが重鎖2量体中にあるもの;軽鎖単量体又は2量体;及びアイソフォームポリペプチドが1つ以上の軽鎖又は重鎖に融合した重鎖及び軽鎖のヘテロ4量体、例えば4つ全てまでの可変領域類縁体が置換されているヘテロ4量体を包含する。一部の例においては、1つ又は1つより多い核酸融合分子を宿主細胞に形質転換することにより、多量体のアイソフォーム部分が同じか又は異なる多量体を製造できる。一部の例においては、非アイソフォームポリペプチド軽鎖−重鎖可変様ドメインが存在することにより、ヘテロ二官能性の抗体を生成する。別の例においては、キメラポリペプチドは、2ポリペプチドの非共有結合又は共有結合性の相互作用が分子を会合させてホモ又はヘテロ2量体とする、ヒンジジスルフィドを欠いた免疫グロブリン分子の部分に融合させることができる。
(i)Fcドメイン
典型的には、免疫グロブリンキメラポリペプチド融合、例えばHGFアイソフォームとの融合の免疫グロブリン部分は免疫グロブリンポリペプチドの重鎖、最も常用的には重鎖の定常ドメインを包含する。ヒトIgGサブタイプに関する重鎖定常領域の例示配列が知られている。例えば、配列番号296に記載する例示重鎖定常領域については、CH1ドメインはアミノ酸1〜98に相当し、ヒンジ領域はアミノ酸99〜110に相当し、CH2ドメインはアミノ酸111〜223に相当し、そして、CH3ドメインはアミノ酸224〜330に相当する。
典型的には、免疫グロブリンキメラポリペプチド融合、例えばHGFアイソフォームとの融合の免疫グロブリン部分は免疫グロブリンポリペプチドの重鎖、最も常用的には重鎖の定常ドメインを包含する。ヒトIgGサブタイプに関する重鎖定常領域の例示配列が知られている。例えば、配列番号296に記載する例示重鎖定常領域については、CH1ドメインはアミノ酸1〜98に相当し、ヒンジ領域はアミノ酸99〜110に相当し、CH2ドメインはアミノ酸111〜223に相当し、そして、CH3ドメインはアミノ酸224〜330に相当する。
1つの例において、免疫グロブリンポリペプチドキメラ蛋白は免疫グロブリンポリペプチドのFc領域を包含できる。典型的には、このような融合は免疫グロブリン重鎖の定常領域の少なくとも機能的に活性なヒンジ、CH2及びCH3ドメインを保持している。例えば、IgG1の完全長Fc配列は配列番号296に記載する配列のアミノ酸99〜330を包含する。多くのFcドメイン、例えば自身のT細胞活性が低減又は排除されている変異体Fcドメインが知られている。連結を行う厳密な部位は重要ではなく:特定の部位はよく知られており、そしてアイソフォームポリペプチドの生物学的活性、分泌又は結合特性を最適化するために選択できる。Fcドメインの例示される配列は配列番号297又は配列番号298に記載する。
hIgG1Fcに加えて、他のFc領域もまた本明細書において提供されるアイソフォームポリペプチド内に包含させることができる。例えば、Fc/FcγR相互作用により媒介されるエフェクター機能を最小限としたい場合は、補体又はエフェクターの細胞のリクルートメントが乏しいIgGアイソタイプ、例えばIgG2又はIgG4のFcとの融合が意図される。更に又、Fc融合は、抗体クラス、例えば限定しないが、抗体のIgG(ヒトサブクラスIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4を包含)、IgA(ヒトサブクラスIgA1及びIgA2を包含)、IgD、IgE及びIgMクラスの何れかに属する免疫グロブリン遺伝子により実質的にコードされる免疫グロブリン配列を含有することができる。更に又、リンカーを用いることによりFcを別のポリペプチドに共有結合することによりFcキメラを形成できる。
修飾されたFcドメインもまた知られている(例示される修飾に関しては例えば米国特許公開2006/0024298;及び国際特許公開WO2005/063816参照)。ある例においては、Fc領域は野生型免疫グロブリン重鎖のFc領域のエフェクター機能から改変(即ち増減)されたエフェクター機能を有するものである。抗体のFc領域は多くのFc受容体及びリガンドト相互作用し、エフェクター機能と称される重要な機能的能力のアレイを付与する。Fcエフェクター機能は例えばFc受容体結合、補体固定及びT細胞枯渇活性を包含する、例えば米国特許6,136,310参照)。T細胞枯渇活性、Fcエフェクター機能及び抗体安定性を試験する方法は当該分野で知られている。例えばIgG分子のFc領域はFcγRと相互作用する。これ等の受容体は種々の免疫細胞、例えば単球、マクロファージ、好中球、樹状細胞、好酸球、肥満細胞、血小板、B細胞、大型顆粒リンパ球、ランゲルハンス細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞及びγδT細胞において発現される。Fc/FcγR複合体の形成はこれ等のエフェクター細胞を結合抗原の部位にリクルートし、典型的には、細胞内におけるシグナリング事象及び重要なその後の免疫応答、例えば炎症メディエーターの放出、B細胞活性化、エンドサイトーシス、貪食作用及び細胞毒性攻撃をもたらす。細胞毒性及び貪食作用のエフェクター機能を媒介する能力は、抗体がターゲティングされた細胞を破壊する潜在的な機序である。FcγRを発現する細胞毒性細胞による標的細胞上の結合抗体の認識及び溶解は抗体依存性細胞媒介細胞毒性(ADCC)と称される。種々の抗体アイソタイプに関する他のFc受容体はFcεR(IgE)、FcαR(IgA)及びFcμR(IgM)を包含する。
即ち、修飾されたFcドメインはFc受容体に対して改変された親和性を有することができ、例えば限定しないが、親和性は増大又は低値又は非存在となっている。例えば、異なるIgGサブクラスはFcγRに対して異なる親和性を有し、IgG1及びIgG3は典型的にはIgG2及びIgG4よりも受容体に実質的により良好に結合する。更に又、異なるFcγRは異なるエフェクター機能を媒介する。FcγR1、FcγRIIa/c及びFcγRIIIaは、免疫受容体チロシン系活性化モチーフ(ITAM)を有する細胞内ドメインを有することを特徴とする免疫複合体トリガー活性化の正の調節物質である。しかしながらFcγRIIbは免疫受容体チロシン系抑制モチーフ(ITIM)を有し、そしてしたがって抑制性である。即ち、受容体に対するFc領域の親和性を改変することは、Fcドメインにより誘導されるエフェクター機能をモジュレートできる。
1つの例において、例えばADCCのようなエフェクター機能をより良好に媒介するために特定のFcγRへの最適化結合のために修飾されているFc領域を使用する。そのような修飾されたFc領域は配列番号297に記載する例示Fc配列の
別の例においては、FcγRとの結合を低減又は除去する置換を有する種々のFc突然変異体が知られている。そのようなムテインはFcにより媒介されるエフェクター機能の低減又は排除が必要である場合に有用である。標的抗原を担持する細胞の殺傷ではなく拮抗性が望ましい場合が頻繁である。そのようなFcの例は米国特許5,457,035に記載されているFcムテインである。例示されるFcムテインは配列番号299に記載する。
別の例においては、FcRnへの自身の結合において修飾されているFc領域を利用することによりFcキメラポリペプチドの薬物動態を向上させることができる。FcRnは新生仔FcRであり、その結合はエンドソームからのエンドサイトーシスを起こした抗体を血流中に戻して再使用させる。このプロセスが完全長分子の大型性による腎濾過の妨害と組み合わせられて、1〜3週間の範囲という望ましい抗体血清中半減期が得られる。FcからFcRnへの結合は又、抗体輸送における役割を果たしている。
典型的には、ポリペプチド多量体はFcポリペプチドに同じかまたは異なるアイソフォームポリペプチド2つを直接又は肝説的に連結することにより形成されたキメラ蛋白2つの2量体である。一部の例においては、HGFアイソフォーム−Fcキメラ蛋白をコードする遺伝子融合を適切な発現ベクター内に挿入する。得られるFcキメラ蛋白は組み換え発現ベクターで形質転換された宿主細胞内で発現させることができ、多くの同様の抗体分子を組み立てることが可能となり、その場合、鎖間ジスルフィド結合がFc部分の間に形成し、2価のポリペプチドを生じさせる。典型的には、宿主細胞及び発現系を哺乳類発現系とすることによりFc蛋白の安定化のためのグリコシル化が可能となる。この位置におけるグリコシル化が考慮されない場合は他の宿主細胞も使用できる。
結果として得られるFc部分を含有するキメラポリペプチド及びそれから形成される多量体はプロテインA又はプロテインGカラム上のアフィニティークロマトグラフィーにより容易に精製できる。異なるキメラポリペプチドをコードする2核酸分子を細胞に形質転換する場合は、Fcドメインを担持するキメラ分子も同様にジスルフィド連結ホモ2量体として発現されることになるため、ヘテロ2量体の形成が生化学的に達成されるはずである。即ち、ホモ2量体は、細胞内ジスルフィドに作用するのではなく細胞間ジスルフィドの破壊を優先する条件下において低減できる。典型的には、異なる細胞外部分を有するキメラ単量体を等モル量で混合し、そして酸化することにより、ホモ及びヘテロ2量体の混合物を形成する。この混合物の成分はクロマトグラフィー手法により分離される。或いは、この型のヘテロ2量体の形成は、アイソフォームポリペプチド、次いでhIgGのFcドメイン、次いでc−jun又はc−fosロイシンジッパーの何れかを含有する融合分子を遺伝子的操作して発現させることにより偏向させることができる(後述参照)。ロイシンジッパーはヘテロ2量体を優先的に形成するため、それらはヘテロ2量体の形成を駆動するために所望により使用できる。Fc領域を含有するキメラポリペプチドはまた金属キレーター又は他のエピトープによるタグを包含させるために操作することもできる。タグ付けされたドメインは金属キレートクロマトグラフィーによる、及び/又は、抗体による迅速精製のために使用することができ、これにより、バイオアッセイにおけるウエスタンブロット、免疫沈降、又は活性枯渇/ブロッキングの検出を可能にする。
(ii)キャビティー内への突出(即ちノブアンドホール)
多量体はホモオリゴマー化よりもヘテロオリゴマー化を促進するように第1のキメラポリペプチド及び第2のキメラポリペプチドの間の界面を含有するように操作できる。典型的には第1及び第2のキメラポリペプチドの一方又は両方の多量体化ドメインは、ヘテロ2量化を促進及び/又は誘発するように抗体分子界面が修飾されているような、修飾された抗体フラグメントである。一部の場合において、抗体分子は修飾されたFc領域である。即ち修飾は、第1のFcポリペプチド内への隆起部及び第2のFcポリペプチド内へのキャビティーの導入を包含し、この場合、隆起部はキャビティー中に位置付け可能であり、これにより第1及び第2のFc含有キメラポリペプチドの複合体形成が誘発されるようにする。
多量体はホモオリゴマー化よりもヘテロオリゴマー化を促進するように第1のキメラポリペプチド及び第2のキメラポリペプチドの間の界面を含有するように操作できる。典型的には第1及び第2のキメラポリペプチドの一方又は両方の多量体化ドメインは、ヘテロ2量化を促進及び/又は誘発するように抗体分子界面が修飾されているような、修飾された抗体フラグメントである。一部の場合において、抗体分子は修飾されたFc領域である。即ち修飾は、第1のFcポリペプチド内への隆起部及び第2のFcポリペプチド内へのキャビティーの導入を包含し、この場合、隆起部はキャビティー中に位置付け可能であり、これにより第1及び第2のFc含有キメラポリペプチドの複合体形成が誘発されるようにする。
典型的には第1のキメラポリペプチド及び第2のキメラポリペプチドの安定な相互作用は免疫グロブリン定常ドメインのCH3ドメインの十分な一部分を含有する同じかまたは異なる多量体化ドメインの界面相互作用を介する。種々の構造的及び機能的データによれば、抗体重鎖会合がCH3ドメインにより指向されていることが示唆されている。例えば、X線結晶分析によれば、Fc領域におけるヒトIgG1重鎖間の分子間会合は、CH3ドメイン間の広範な蛋白/蛋白相互作用を包含しているのに対し、グリコシル化されたCH2ドメインはその炭水化物を介して相互作用することが明らかにされている(Deisenhofer等(1981)Biochem.20:2361)。更に又、重鎖がトランケーションされてCH2及びCH3ドメインが除去されない限り、哺乳類細胞内で抗体発現の間に効率的に形成される2つの重鎖間ジスルフィド結合が存在する(King等(1992)Biochem.J.281:317)。即ち、重鎖の組立がジスルフィド結合形成を誘発するのであって、その逆ではないと考えられる。CH3ドメインの界面の操作は異なる重鎖のヘテロ多量体の形成を誘発し、そして、相当するホモ多量体の組立を妨害する(例えば米国特許5,731,168;国際特許出願WO98/50431及びWO2005/063816;Ridgway等(1996)Protein Engineering,9:617−621)。
即ち、本明細書において提供される多量体は第1及び第2のキメラアイソフォームポリペプチド(第1及び第2のポリペプチドは同じかまたは異なる)の界面の間に形成することができ、この場合、第1のポリペプチドの多量体化ドメインは隆起部を含有するように修飾されているFcドメインのCH3界面の十分な一部分を少なくとも含有し、そして、第2のポリペプチドの多量体化ドメインはキャビティーを含有するように修飾されているFcドメインのCH3界面の十分な一部分を少なくとも含有する。修飾されたCH3界面の全て又は十分な一部分はIgG、IgA、IgD、IgE又はIgM免疫グロブリン由来であることができる。種々の免疫グロブリン分子のCH3ドメインにおける修飾をターゲティングした界面残基は米国特許5,731,168に記載されている。一般的に多量体化ドメインは例えばIgG1のようなIgG抗体から誘導したCH3ドメインの全て又は十分な一部分である。
ポリペプチド中の隆起部又はキャビティーを形成するための置き換え及び/又は修飾のためにターゲティングされるアミノ酸は典型的には第2のポリペプチドの界面におけるアミノ酸1つ以上と相互作用又は接触する界面アミノ酸である。隆起部アミノ酸を含有するように修飾された第1のポリペプチドは、第1のポリペプチドの界面から突出し、そしてこれにより第2のポリペプチドの鱗屑界面における代償キャビティー内に位置付けることができる側鎖少なくとも1つを有するアミノ酸によるネイティブ又は元のアミノ酸の置き換えを包含する。より頻繁には、置き換えアミノ酸は元のアミノ酸残基よりも大きな側鎖体積を有するものである。隆起部を形成するために理想的な置き換えアミノ酸となるものを識別するためにアミノ酸残基の特性を測定及び/又は評価することは当業者の知る通りである。一般的に、隆起部の形成のための置き換え残基は天然に存在するアミノ酸残基であり、そして例えばアルギニン(R)、フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)又はトリプトファン(W)を包含する。一部の例においては、置き換えのために識別される元の残基は、小さい側鎖を有するアミノ酸残基、例えばアラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グリシン、セリン、スレオニン又はバリンである。
キャビティーを含有するように修飾される第2のポリペプチドは、第2のポリペプチドの界面から陥没し、そしてこれにより第1のポリペプチドの界面からの相当する隆起部を収容することができる側鎖少なくとも1つを有するアミノ酸によるネイティブ又は元のアミノ酸の置き換えを包含するものである。頻繁には、置き換えアミノ酸は元のアミノ酸残基よりも小さな側鎖体積を有するものである。キャビティーを形成するために理想的な置き換え残基となるものを識別するためにアミノ酸残基の特性を測定及び/又は評価することは当業者の知る通りである。一般的に、キャビティーの形成のための置き換え残基は天然に存在するアミノ酸残基であり、そして例えばアラニン(A)、セリン(S)、スレオニン(T)及びバリン(V)を包含する。一部の例においては、置き換えのために識別された元のアミノ酸はより大きな側鎖を有するアミノ酸、例えばチロシン、アルギニン、フェニルアラニン又はトリプトファンである。
例えばヒトIgG1のCH3界面には、各面から1090Å2陥入する反平行β鎖4つの上に位置する各ドメイン上の16残基が関与している(例えばDeisenhofer等(1981)Biochemistry,20:2361−2370;Miller等(1990)J Mol.Biol.,216,965−973;Ridgway等(1996)Prot.Engin.,9:617−621;米国特許5,731,168参照)。隆起部又はキャビティーを形成するためのCH3ドメインの修飾は、例えば米国特許5,731,168;国際特許出願WO98/50431及びWO2005/063816;及びRidgway等(1996)Prot.Engin.,9:617−621に記載されている。例えば、隆起部又はキャビティーを形成するためのCH3ドメインの修飾は配列番号296に記載する配列の界面アミノ酸
一部の例においては、1つより多い界面相互作用を起こすことができる。例えば修飾はまた隆起部を形成するための第1のポリペプチドにおける2つ以上の修飾、及び、キャビティーを形成するための第2のポリペプチドにおける2つ以上の修飾を包含する。そのような修飾の例は、第1のポリペプチドにおけるT249Y及びF288Aの修飾及び第2のポリペプチドにおけるT277W及びY290Tの修飾;第1のポリペプチドにおけるT277W及びF288Wの修飾及び第2のポリペプチドにおけるT277S及びY290Aの修飾;又は第1のポリペプチドにおけるF288A及びY290A及び第2のポリペプチドにおけるT249W及びT277Sの修飾を包含する
Fcドメイン又はその変異体のような何れかの免疫グロブリン分子又はその変異体の全て又は一部分を包含する本明細書に記載した別の多量体化ドメインの場合と同様、CH3隆起部/キャビティー修飾を含有するFc変異体は、何れかの箇所においてアイソフォームポリペプチドに、ただし典型的には自身のN又はC末端を介して第1及び/又は第2のアイソフォームポリペプチドのN又はC末端に接続されることにより、キメラポリペプチドを形成できる。連結はリンカーを介して直接又は間接的であることができる。更に又、キメラポリペプチドは融合蛋白であることができるか、又は、例えば共有結合又は非共有結合性の相互作用を介した化学的連結により形成できる。典型的には、ノブアンドホールの分子はCH3隆起部修飾を含有するFc変異体に連結した第1のアイソフォームポリペプチドのCH3キャビティー修飾を含有するFc変異体に連結した第2のアイソフォームポリペプチドとの同時発現により形成される。
Fcドメイン又はその変異体のような何れかの免疫グロブリン分子又はその変異体の全て又は一部分を包含する本明細書に記載した別の多量体化ドメインの場合と同様、CH3隆起部/キャビティー修飾を含有するFc変異体は、何れかの箇所においてアイソフォームポリペプチドに、ただし典型的には自身のN又はC末端を介して第1及び/又は第2のアイソフォームポリペプチドのN又はC末端に接続されることにより、キメラポリペプチドを形成できる。連結はリンカーを介して直接又は間接的であることができる。更に又、キメラポリペプチドは融合蛋白であることができるか、又は、例えば共有結合又は非共有結合性の相互作用を介した化学的連結により形成できる。典型的には、ノブアンドホールの分子はCH3隆起部修飾を含有するFc変異体に連結した第1のアイソフォームポリペプチドのCH3キャビティー修飾を含有するFc変異体に連結した第2のアイソフォームポリペプチドとの同時発現により形成される。
(b)ロイシンジッパー
多量体を製造するための別の方法ではロイシンジッパードメインの使用を行う。ロイシンジッパーはそれらが観察される蛋白の多量体化を誘発するペプチドである。典型的には、ロイシンジッパーは数種の蛋白の保存されたドメインとして存在する4〜5ロイシン残基を含有する反復7価モチーフを指すために使用される用語である。ロイシンジッパーは短鎖平行コイルドコイルとして折り畳まれ、そして、自身がドメインを形成している蛋白のオリゴマー化を担うことができる。ロイシンジッパーは当初は数種のDNA結合蛋白中で同定され(例えばLandschulz等(1988)Science240:1759参照)、そしてその後種々の蛋白中で発見されるようになった。知られたロイシンジッパーに包含されるものは、天然に存在するペプチド及びその誘導体で2量体化又は3量体化するものである。ロイシンジッパーペプチドに直接又は間接的に連結したアイソフォームポリペプチドを含有する組み換えキメラ蛋白は適当な宿主細胞中で発現させることができ、そして形成したポリペプチド多量体を培地上澄みから回収できる。
多量体を製造するための別の方法ではロイシンジッパードメインの使用を行う。ロイシンジッパーはそれらが観察される蛋白の多量体化を誘発するペプチドである。典型的には、ロイシンジッパーは数種の蛋白の保存されたドメインとして存在する4〜5ロイシン残基を含有する反復7価モチーフを指すために使用される用語である。ロイシンジッパーは短鎖平行コイルドコイルとして折り畳まれ、そして、自身がドメインを形成している蛋白のオリゴマー化を担うことができる。ロイシンジッパーは当初は数種のDNA結合蛋白中で同定され(例えばLandschulz等(1988)Science240:1759参照)、そしてその後種々の蛋白中で発見されるようになった。知られたロイシンジッパーに包含されるものは、天然に存在するペプチド及びその誘導体で2量体化又は3量体化するものである。ロイシンジッパーペプチドに直接又は間接的に連結したアイソフォームポリペプチドを含有する組み換えキメラ蛋白は適当な宿主細胞中で発現させることができ、そして形成したポリペプチド多量体を培地上澄みから回収できる。
ロイシンジッパードメインは短鎖平行コイルドコイルとして折り畳まれる(O’Shea等(1991)Science,254:539)。平行コイルドコイルの一般的な構成は1953年にCrickにより最初に提唱された「ノブイントゥーホール」充填により特徴付けられている(Acta Crystallogr.,6:689)。ロイシンジッパードメインにより形成される2量体は(abcdefg)nと標記される7価のリピートにより安定化され(例えばMcLachlan and Stewart(1978)J.Mol.Biol.98:293参照)、この場合、残基a及びdが一般的には疎水性の残基であり、dがロイシンであり、これはヘリックスの同じ面上に並べられる。反対に荷電した残基はg及びeの位置に共通して生じる。即ち、2つのヘリックス型のロイシンジッパードメインから形成された平行コイルドコイルにおいて、第1のヘリックスの疎水性側鎖により形成された「ノブ」が第2のヘリックスの側鎖の間に形成された「ホール」内に充填される。
dの位置にあるロイシン残基は大きな疎水性安定化エネルギーを与え、そして2量体形成のために重要である(Krystek等(1991)Int.J.Peptide Res.38:229)。疎水性安定化エネルギーは螺旋型の単量体からのコイルドコイルの形成のための主な駆動力を与える。静電気的相互作用もまたコイルドコイルの化学量論及び幾何学に寄与している。
(i)fos及びjun
2つの核形質転換蛋白、fos及びjunはネズミプロトオンコジーンc−mycの遺伝子産物と同様にロイシンジッパードメインを示す。ロイシンジッパードメインはこれ等の蛋白における生物学的活性(DNA結合)のために必要である。核オンコジーンfos及びjunの産物はヘテロ2量体を優先的に形成するロイシンジッパードメインを含有する(O’Shea等(1989)Science,245:646;Turner and Tijian(1989)Science,243:1689)。例えば、ヒト転写因子c−jun及びc−fosのロイシンジッパードメインは1:1の化学量論において安定なへテロ2量体を形成することがわかっている(例えばBusch and Sassone−Corsi(1990)Trends Genetics,6:36−40;Gentz等(1989)Science,243:1695−1699参照)。jun−junホモ2量体もまた形成することがわかっているが、それらはjun−fosへテロ2量体よりも約1000倍低安定性である。
2つの核形質転換蛋白、fos及びjunはネズミプロトオンコジーンc−mycの遺伝子産物と同様にロイシンジッパードメインを示す。ロイシンジッパードメインはこれ等の蛋白における生物学的活性(DNA結合)のために必要である。核オンコジーンfos及びjunの産物はヘテロ2量体を優先的に形成するロイシンジッパードメインを含有する(O’Shea等(1989)Science,245:646;Turner and Tijian(1989)Science,243:1689)。例えば、ヒト転写因子c−jun及びc−fosのロイシンジッパードメインは1:1の化学量論において安定なへテロ2量体を形成することがわかっている(例えばBusch and Sassone−Corsi(1990)Trends Genetics,6:36−40;Gentz等(1989)Science,243:1695−1699参照)。jun−junホモ2量体もまた形成することがわかっているが、それらはjun−fosへテロ2量体よりも約1000倍低安定性である。
即ち、典型的には、本明細書において提供されるアイソフォームポリペプチド多量体はjun−fos組み合わせを用いて形成される。一般的にc−jun又はc−fosのロイシンジッパードメインは融合遺伝子を遺伝子操作することによりポリペプチドのアイソフォームのC末端においてインフレームに融合する。c−jun又はc−fosのロイシンジッパードメインの例示される配列はそれぞれ配列番号300及び301に記載する。一部の場合において、ロイシンジッパーの配列は、例えばシステイン残基を付加させてジスルフィド結合の形成を可能とすること、又は、C末端にチロシン残基を付加させてペプチド濃度の測定を容易にすることにより、修飾できる。修飾されたc−jun又はc−fosのロイシンジッパードメインの例示される配列はそれぞれ配列番号302及び303に記載する。更に又、ロイシンジッパーとのアイソフォームポリペプチドの連結は、柔軟性リンカードメイン、例えばIgGのヒンジ領域、又は、種々の長さ及び組み合わせにおけるグリシン、セリン、スレオニン又はアラニンのような小型アミノ酸の他のポリペプチドリンカーを指向するか、又は使用することができる。一部の場合において、コードされるポリペプチドのC末端からのロイシンジッパーの分離は例えばトロンビン切断部位のようなプロテアーゼ切断部位をコードする配列との融合により行うことができる。更に又、キメラ蛋白は、例えば金属キレートクロマトグラフィーによる迅速な精製を可能にする6XHisタグによるか、及び/又は、ウエスタンブロット上の検出、免疫沈降又は活性枯渇/ブロッキングバイオアッセイを可能にする例えばmycタグのような対応する抗体が入手可能であるエピトープによりタグ付けすることができる。
(ii)GCN4
ロイシンジッパードメインは又、S.cerevisiaeの窒素代謝の全般的制御に関与する遺伝子のファミリーの転写活性化物質(GCN4)として機能する核蛋白中にも存在する。GCN4ロイシンジッパードメインの例示される配列を配列番号304に示す。蛋白は2量化してGCN4の認識配列を含有するプロモーター配列に結合することができ、これにより窒素枯渇時に転写を活性化することができる。GCN4ロイシンジッパードメインを提示する合成ペプチドのa及びd残基におけるアミノ酸置換はロイシンジッパードメインのオリゴマー化特性を変化させる。例えば、aの位置の全ての残基がイソロイシンに変化すれば、ロイシンジッパーはなお平行2量体を形成する。この変化に加えてdの位置の全てのロイシン残基もまたイソロイシンに変化すれば、結果として生じるペプチドは自発的に3量体平行コイルドコイルを溶液中に形成する。GCN4ロイシンジッパードメインの3量体及び4量体の形態の例示される配列はそれぞれ配列番号305及び306に示す。
ロイシンジッパードメインは又、S.cerevisiaeの窒素代謝の全般的制御に関与する遺伝子のファミリーの転写活性化物質(GCN4)として機能する核蛋白中にも存在する。GCN4ロイシンジッパードメインの例示される配列を配列番号304に示す。蛋白は2量化してGCN4の認識配列を含有するプロモーター配列に結合することができ、これにより窒素枯渇時に転写を活性化することができる。GCN4ロイシンジッパードメインを提示する合成ペプチドのa及びd残基におけるアミノ酸置換はロイシンジッパードメインのオリゴマー化特性を変化させる。例えば、aの位置の全ての残基がイソロイシンに変化すれば、ロイシンジッパーはなお平行2量体を形成する。この変化に加えてdの位置の全てのロイシン残基もまたイソロイシンに変化すれば、結果として生じるペプチドは自発的に3量体平行コイルドコイルを溶液中に形成する。GCN4ロイシンジッパードメインの3量体及び4量体の形態の例示される配列はそれぞれ配列番号305及び306に示す。
(c)他の多量体化ドメイン
他の多量体化ドメインは当該分野で知られており、そして別個に形成され、発現されるポリペプチド2つ以上の蛋白−蛋白相互作用を促進するものである。ポリペプチドの間又は内部で蛋白−蛋白相互作用をもたらすために使用できる他の多量体化ドメインの例は、限定しないが、バルナーゼ−バルスターモジュール(例えばDeyev等(2003)Nat.Biotechnol.21:1486−1492参照);特定の蛋白ドメインの選択(例えばTerkikh等(1997)PNAS 94:1663−1668及びMuller等(1998)FEBS Lett.422:259−264参照);特定のペプチドモチーフの選択(例えばde Kruif等(1996)J.Biol.Chem.271:7630−7634及びMuller等(1998)FEBS Lett.432:45−49);及び増強された安定性のためのジスルフィド架橋の使用(de Kruif等(1996)J.Biol.Chem.271:7630−7634及びSchmiedl等(2000)Protein Eng.13:725−734)を包含する。多量体化ドメインの別の型の例は例えばPKA/AKAP相互作用に関して後述するような、異なるサブユニットポリペプチドの間の蛋白−蛋白相互作用により多量体化が促進されるものである。
他の多量体化ドメインは当該分野で知られており、そして別個に形成され、発現されるポリペプチド2つ以上の蛋白−蛋白相互作用を促進するものである。ポリペプチドの間又は内部で蛋白−蛋白相互作用をもたらすために使用できる他の多量体化ドメインの例は、限定しないが、バルナーゼ−バルスターモジュール(例えばDeyev等(2003)Nat.Biotechnol.21:1486−1492参照);特定の蛋白ドメインの選択(例えばTerkikh等(1997)PNAS 94:1663−1668及びMuller等(1998)FEBS Lett.422:259−264参照);特定のペプチドモチーフの選択(例えばde Kruif等(1996)J.Biol.Chem.271:7630−7634及びMuller等(1998)FEBS Lett.432:45−49);及び増強された安定性のためのジスルフィド架橋の使用(de Kruif等(1996)J.Biol.Chem.271:7630−7634及びSchmiedl等(2000)Protein Eng.13:725−734)を包含する。多量体化ドメインの別の型の例は例えばPKA/AKAP相互作用に関して後述するような、異なるサブユニットポリペプチドの間の蛋白−蛋白相互作用により多量体化が促進されるものである。
(i)R/PKA−AD/AKAP
多量体ポリペプチドは又cAMP依存性蛋白キナーゼ(PKA)の調節(R)サブユニット(例えば配列番号307又は配列番号309参照)とAキナーゼアンカー蛋白(AKAP、例えばRossi等(2006)PNAS 103:6841−6846参照)のアンカリングドメイン(AD)(例えば配列番号308又は配列番号310参照)の間の蛋白−蛋白相互作用を利用して形成することができる。Rサブユニットの2つの型(RI及びRII)がPKAに存在し、各々がα及びβアイソフォームを有する。Rサブユニットは2量体として存在し、そして全てのRIIに関して、2量体化ドメインは44アミノ末端残基内に存在する。AKAPはそのADドメインとの相互作用を介して、PKAのRサブユニットと相互作用することによりその活性を調節する。AKAPは2量体Rサブユニットにのみ結合する。例えば、ヒトRIIαについては、ADは23アミノ末端残基から形成される疎水性表面に結合する。
多量体ポリペプチドは又cAMP依存性蛋白キナーゼ(PKA)の調節(R)サブユニット(例えば配列番号307又は配列番号309参照)とAキナーゼアンカー蛋白(AKAP、例えばRossi等(2006)PNAS 103:6841−6846参照)のアンカリングドメイン(AD)(例えば配列番号308又は配列番号310参照)の間の蛋白−蛋白相互作用を利用して形成することができる。Rサブユニットの2つの型(RI及びRII)がPKAに存在し、各々がα及びβアイソフォームを有する。Rサブユニットは2量体として存在し、そして全てのRIIに関して、2量体化ドメインは44アミノ末端残基内に存在する。AKAPはそのADドメインとの相互作用を介して、PKAのRサブユニットと相互作用することによりその活性を調節する。AKAPは2量体Rサブユニットにのみ結合する。例えば、ヒトRIIαについては、ADは23アミノ末端残基から形成される疎水性表面に結合する。
d.HGF融合の形成及びクローニングの方法
DNA配列が得られ、そして連結することにより融合蛋白をコードするDNA配列が得られる方法は組み換えDNA技術の分野においてよく知られている。HGFアイソフォームに融合するべき配列に関するDNA、例えば限定しないが、HGFアイソフォームの配列、前駆体シグナル配列、融合タグ、別のアイソフォーム又はそのイントロンコード蛋白、又は何れかの他の所望の配列を種々の方法、例えばオリゴヌクレオチド合成装置を用いた合成;適切な制限酵素消化による配列を含有する生物、細胞又はベクター等からの標的DNAの単離により形成することができ;或いは、適切なプライマーを用いたゲノムDNAのPCRにより標的入手元から得ることができる。PCR法においては、全PCR配列がPCR増幅時に標的核酸配列内に取り込まれるように、小型エピトープタグ、例えばmycタグ、Hisタグ又は他の小型エピトープタグに関する配列、及び/又は、何れかの他の追加的DNA配列、例えば制限酵素リンカー配列又はプロテアーゼ切断部位配列を含有する、HGFアイソフォーム配列のような標的配列に対して指向されたプライマーを操作することができる。例示される実施形態においては、プライマーはベクター内への配列のクローニングを促進するためにHGFアイソフォーム配列又は他の標的配列内に制限酵素部位を導入できる。
DNA配列が得られ、そして連結することにより融合蛋白をコードするDNA配列が得られる方法は組み換えDNA技術の分野においてよく知られている。HGFアイソフォームに融合するべき配列に関するDNA、例えば限定しないが、HGFアイソフォームの配列、前駆体シグナル配列、融合タグ、別のアイソフォーム又はそのイントロンコード蛋白、又は何れかの他の所望の配列を種々の方法、例えばオリゴヌクレオチド合成装置を用いた合成;適切な制限酵素消化による配列を含有する生物、細胞又はベクター等からの標的DNAの単離により形成することができ;或いは、適切なプライマーを用いたゲノムDNAのPCRにより標的入手元から得ることができる。PCR法においては、全PCR配列がPCR増幅時に標的核酸配列内に取り込まれるように、小型エピトープタグ、例えばmycタグ、Hisタグ又は他の小型エピトープタグに関する配列、及び/又は、何れかの他の追加的DNA配列、例えば制限酵素リンカー配列又はプロテアーゼ切断部位配列を含有する、HGFアイソフォーム配列のような標的配列に対して指向されたプライマーを操作することができる。例示される実施形態においては、プライマーはベクター内への配列のクローニングを促進するためにHGFアイソフォーム配列又は他の標的配列内に制限酵素部位を導入できる。
1つの例において、HGFアイソフォーム融合配列は、操作された組み換え部位におけるベクターへのPCR増幅されたDNA標的配列のライゲーションの連続ラウンドにより形成できる。例えば、HGFアイソフォーム、融合タグ、相同又は異種の前駆体配列の核酸配列、又は、他の所望の核酸配列を、対向する鎖にハイブリダイズし、そして標的DNA内の目的の領域にフランキングするプライマーを用いながらPCR増幅できる。標的DNA分子を発現することがわかっている細胞又は組織又は他の入手元、又は標的DNA分子に関する配列を含有するベクターをPCR増幅事象の出発産物として使用できる。PCR増幅産物は、配列を更に組み換え操作するため、例えばベクター内に既に含有される別の核酸配列との融合を形成するため、又は標的分子の発現のために、ベクター内にサブクローニングできる。
PCR増幅に使用するPCRプライマーはまた核酸配列の作動可能な連結を促進するために操作できる。例えば、非鋳型相補5’伸長をプライマーに付加することにより増幅そのものに大きな影響を与えることなくPCR産物の種々の増幅後調整が可能となる。例えばこれ等の5’伸長は制限部位、プロモーター配列、エピトープタグ配列等を包含できる。1つの例において、融合配列を形成する目的のためには、プライマー内に取り込むことができる配列は、例えば、増幅されたPCR産物がエピトープタグとの目的の核酸配列の融合を効果的に含有するように、mycエピトープタグ又は他の小型エピトープタグをコードする配列を包含する。
別の例においては、プライマーへの制限酵素部位の取り込みは、例えば核酸配列のライゲーションのための粘性末端を与えることにより、適合する制限部位を含有するベクター内への増幅産物のサブクローニングを容易にすることができる。多数のPCR増幅産物の単一のベクターへのサブクローニングは、種々の核酸配列を作動可能に連結又は融合するための方策として用いることができる。プライマー配列に導入できる制限酵素部位の例は、限定しないが、Xho I制限部位、Nhe I制限部位、Not I制限部位、EcoRI制限部位又はXba I制限部位を包含できる。ベクター内にPCR産物をサブクローニングするための別の方法は平滑末端クローニング、TAクローニング、ライゲーション非依存性クローニング及びインビボクローニングを包含する。
プライマー内への効果的な制限酵素部位の形成は、粘性末端を、或いは一部の制限酵素の場合は平滑末端を、後のサブクローニングのために露出させるための適合する制限酵素によるPCRフラグメントの消化を促進する。制限酵素に対する自身の適合性を保持するようにプライマー内に制限酵素部位を操作する場合には、考慮すべき数種の要因が存在する。第1に、PCRプライマーにおける操作された制限部位の上流への2〜6余剰塩基の付加は増幅産物の消化の効率を大きく増大させる。制限酵素による制限酵素部位の消化を向上させるために使用できる他の方法は、DNAをブロックできる熱安定性ポリメラーゼがある場合はそれを除去するためのプロテイナーゼK処理、Klenow又はT4DNAポリメラーゼを用いた末端ポリッシング、及び/又は、スペルミジンの付加を包含する。PCR産物の消化効率を向上させるための代替方法はまた、増幅後のフラグメントのコンカタマー化を包含できる。これを達成するためには、先ず、浄化済みPCR産物をT4ポリヌクレオチドキナーゼで処理する(プライマーがまだホスホリル化されていない場合)。Pfuのようなプルーフリーディング熱安定性ポリメラーゼを使用した場合は末端は既に平滑となっていてよく、或いは、Taqのような非プルーフリーディング酵素を使用する場合は増幅されたPCR産物をT4 DNAポリメラーゼで処理することにより末端をポリッシュすることができる。PCR産物はT4 DNAリガーゼを用いてライゲーションできる。これにより制限酵素部位をフラグメント末端から効率的に離脱させ、そして効率的な消化が可能となる。
例えば目的の配列との融合を形成するためのベクター内への曝露制限酵素部位を含有するPCR産物のサブクローニングの前に、未切断で残存しているものから消化されたPCR産物を分割することが必要な場合がある。そのような例においては、プライマーの5’末端における蛍光タグの付加はPCR前に付加することができる。これにより、良好に消化されているものは消化時に蛍光標識を消失してしまうことになるため、消化産物の識別を可能にする。
一部の例においては、融合配列の形成のためのベクター内への後のサブクローニングのための制限部位を含有する増幅されたPCR産物の使用は、融合蛋白産物中への制限酵素リンカー配列の取り込みをもたらすことができる。一般的に、このようなリンカー配列は短鎖であり、そして配列が作動可能に連結している限り、ポリペプチドの機能を減損しない。
アイソフォーム融合蛋白をコードする核酸分子は核酸分子を含むベクターの形態で提供できる。そのようなベクターの1つの例はプラスミドである。多くの発現ベクターが使用可能であり、当該分野で知られており、そして、アイソフォーム融合を包含するHGFアイソフォームの発現のために使用できる。発現ベクターの選択は宿主発現系の選択により影響される場合がある。一般的に、発現ベクターは転写プロモーター及び場合によりエンハンサー、翻訳シグナル及び転写及び翻訳の終止シグナルを包含できる。安定な形質転換のために使用される発現ベクターは典型的には、形質転換細胞の選択及び維持を可能にする選択可能なマーカーを有する。一部の場合においては、ベクターのコピー数を増幅するために複製起点を使用できる。
2.ターゲティング剤/ターゲティング剤結合体
HGFポリペプチドアイソフォームはまたアイソフォームと他の薬剤の間の結合体として提供できる。結合体はアイソフォームが相互作用する相手の受容体に対し、及び/又は、アイソフォームの送達のための別のターゲティングされた受容体に対し、ターゲティングするために使用できる。そのような結合体はターゲティングされた物質及び/又はターゲティング剤とのHGFアイソフォームの連結を包含する。結合体は、例えばターゲティングされた物質又はターゲティング剤をコードするDNAが、リンカー領域を有するか有することなく、HGFアイソフォームをコードするDNAに作動可能に連結している融合蛋白の発現によるものを包含する何れかの適当な方法により生産できる。蛋白結合体は又、HGFアイソフォームポリペプチドの化学的カップリングにより、典型的には成分中に存在するかそれに付加されたシステイン残基間のジスルフィド結合を介して、又はアミド結合又は他の適当な結合を介して、例えば本明細書において提供されるか当該分野で知られているヘテロ二官能性交差結合試薬を用いることにより、製造することができる。イオン性又は他の連結もまた意図される。
HGFポリペプチドアイソフォームはまたアイソフォームと他の薬剤の間の結合体として提供できる。結合体はアイソフォームが相互作用する相手の受容体に対し、及び/又は、アイソフォームの送達のための別のターゲティングされた受容体に対し、ターゲティングするために使用できる。そのような結合体はターゲティングされた物質及び/又はターゲティング剤とのHGFアイソフォームの連結を包含する。結合体は、例えばターゲティングされた物質又はターゲティング剤をコードするDNAが、リンカー領域を有するか有することなく、HGFアイソフォームをコードするDNAに作動可能に連結している融合蛋白の発現によるものを包含する何れかの適当な方法により生産できる。蛋白結合体は又、HGFアイソフォームポリペプチドの化学的カップリングにより、典型的には成分中に存在するかそれに付加されたシステイン残基間のジスルフィド結合を介して、又はアミド結合又は他の適当な結合を介して、例えば本明細書において提供されるか当該分野で知られているヘテロ二官能性交差結合試薬を用いることにより、製造することができる。イオン性又は他の連結もまた意図される。
結合体は、直接、又はリンカーを介して、1つ以上のターゲティングされた物質:(HGFアイソフォーム)n、(L)q及び(ターゲティングされた物質)mに連結されたHGFアイソフォーム1つ以上を含有でき、ここで少なくとも1つのHGFアイソフォームは直接又はリンカー(L)1つ以上を介して、ターゲティングされた物質少なくとも1つに連結されている。そのような結合体はまた、標的、例えば治療のための標的細胞型に結合するために十分なHGFアイソフォームの何れかの部分を用いて製造できる。結合体のエレメント間の何れの適当な会合、及び、n及びmが1より大きい整数でありqがゼロ又は1より大きい何れかの整数であるエレメントの何れの数も、得られる結合体がMETのようなターゲティングされる細胞表面受容体又はターゲティングされた細胞型に相互作用する限り、意図されるものとする。
例示されるターゲティングされた物質は、細胞表面において、又はそれを介して作用する薬剤及び毒素のような他の細胞毒性分子、及び、細胞内で作用するものを包含する。そのような部分の例は、HGFアイソフォームとカップリングされた場合にターゲティングされることができる、崩壊して例えばイオン化アルファ粒子又はベータ粒子を送達する放射性核種、放射性原子、又は、X線又はガンマ線を包含する。他の例はアイソフォームとカップリングすることによりターゲティングされる化学療法剤を包含する。例えば、ゲルダナマイシはプロテオソームをターゲティングする。アイソフォーム−ゲルダナマイシン分子は細胞内プロテオソームに対して指向させることができ、ターゲティングされたアイソフォームを分解し、そしてプロテオソームにおいてゲルダナマイシンを放出する。他の毒性分子は毒素、例えばリシン、サポリン及びホラガイ又は軟体動物門の他のメンバーに由来する天然物を包含する。ターゲティングされた物質との結合体の他の例は、抗体又は抗体フラグメントと、例えば蛋白融合として、カップリングしたHGFアイソフォームである。例えば、アイソフォームは特定の細胞表面マーカーに結合して好中球、ナチュラルキラー細胞及びマクロファージにおいてキラーT細胞活性を誘導する抗体のFcフラグメントにカップリングできる。種々の毒素は当該分野で良く知られている。
結合体は、直接、又はリンカーを介して、1つ以上のターゲティングされた物質:(HGFアイソフォーム)n、(L)q及び(ターゲティング剤)mに連結されたHGFアイソフォーム1つ以上を含有でき、ここで少なくとも1つのHGFアイソフォームは直接又はリンカー(L)1つ以上を介して、ターゲティングされた物質少なくとも1つに連結されている。結合体のエレメント間の何れの適当な会合、及び、n及びmが1より大きい整数でありqがゼロ又は1より大きい何れかの整数であるエレメントの何れの数も、得られる結合体がターゲティングされた細胞型のような標的と相互作用する限り、意図されるものとする。
ターゲティング剤は特定の組織又は細胞の型又は臓器のような標的にHGFアイソフォームをターゲティングする如何なる分子も包含する。ターゲティング剤の例は細胞表面抗原、細胞表面受容体、細胞表面上又は細胞膜内部の蛋白、脂質及び炭水化物の部分、細胞表面上に突出しているか分泌されている分子、及び、他の細胞外分子を包含する。ターゲティング剤として有用な分子は、限定しないが、有機化合物;無機化合物;金属複合体;受容体;酵素;抗体;蛋白;核酸;ペプチド核酸;DNA;RNA;ポリヌクレオチド;オリゴヌクレオチド;オリゴ糖;脂質;リポ蛋白;アミノ酸;ペプチド;ポリペプチド;ペプチドミメティック;炭水化物;コファクター;薬品;プロドラッグ;レクチン;糖類;糖蛋白;生物学的分子;巨大分子;生物重合体;重合体;及び他のこのような生物学的材料を包含する。ターゲティング剤として有用な例示される分子は受容体に対するリガンド、例えば蛋白性及び小分子のリガンド、及び抗体及び結合蛋白、例えば抗原結合蛋白を包含する。
或いは、特定の受容体又は他の分子と特異的に相互作用するHGFアイソフォームはターゲティング剤であり、そして毒素、薬品又は核酸分子のようなターゲティングされた物質に連結される。核酸分子はターゲティングされた細胞において転写及び/又は翻訳されることができ、或いは、それは調節核酸分子であることができる。
HGFアイソフォームは直接ターゲティングされた物質(又はターゲティング剤)に連結するか、リンカーを介してよい。リンカーはペプチド及び非ペプチドリンカーを包含し、そして、ターゲティングされた物質又はHGFアイソフォームに対するターゲティング剤の近接部により誘発される立体障害を緩和又は低減するため、及び/又は、結合体の他の特性、例えば特異性、毒性、溶解性、血清中安定性及び/又は細胞内利用性を増大又は改変するため、及び/又は、HGFアイソフォームとターゲティングされた物質又はターゲティング剤との間の連結の柔軟性を増大するため等、機能性に関して選択することができる。連結は化学的交差結合により、例えば本明細書に記載するヘテロ二官能性交差結合剤を使用することにより、行うこともできる。連結及びコンジュゲーションの方法の例は当該分野で知られている(例えばWO00/04926参照)。HGFアイソフォームは又、リポソーム及びカプセル化又は捕獲された分子の送達を指向する他のそのような分子を用いてターゲティングされることもできる。
3.ペプチドミメティックアイソフォーム
同様に提供されるものは、結果として形成されるポリペプチドペプチドミメティックが未修飾形態と比較して進歩した特性、例えばプロテアーゼに対する耐性を有するように、ペプチド骨格中の結合(又は他の結合)1つ以上がバイオアイソスター又は他の結合により置き換えられている「ペプチドミメティック」アイソフォームである。
同様に提供されるものは、結果として形成されるポリペプチドペプチドミメティックが未修飾形態と比較して進歩した特性、例えばプロテアーゼに対する耐性を有するように、ペプチド骨格中の結合(又は他の結合)1つ以上がバイオアイソスター又は他の結合により置き換えられている「ペプチドミメティック」アイソフォームである。
H.血清中半減期及び他の治療特性を改変するための方法
血清中半減期、安定性、溶解性の増大、及び/又は、ポリペプチドの免疫原性の低減のための方法が本明細書において提供される。蛋白の炭水化物含有量を増大させることはこれ等の特性に影響する場合がある。炭水化物含有量を増大させるための方法は標的蛋白内へのグリコシル化のためのコンセンサス部位1つ以上の導入を包含する。炭水化物含有量は又標的部分内の既存のグリコシル化部位のパターン又はスペーシングを改変することにより増大することもできる。コンセンサスグリコシル化部位の導入又はコンセンサスグリコシル化部位の改変は、アミノ酸置換により、又は、グリコシル化のためのコンセンサス部位を含有するポリペプチド配列の付加により、行うことができる。グリコシル化のためのコンセンサス部位を含有するポリペプチド配列は、標的蛋白のアミノ又はカルボキシ末端のいずれかに融合させることができ、或いは、標的蛋白内に生じるように操作することによりその炭水化物含有量を増大させることができる。
血清中半減期、安定性、溶解性の増大、及び/又は、ポリペプチドの免疫原性の低減のための方法が本明細書において提供される。蛋白の炭水化物含有量を増大させることはこれ等の特性に影響する場合がある。炭水化物含有量を増大させるための方法は標的蛋白内へのグリコシル化のためのコンセンサス部位1つ以上の導入を包含する。炭水化物含有量は又標的部分内の既存のグリコシル化部位のパターン又はスペーシングを改変することにより増大することもできる。コンセンサスグリコシル化部位の導入又はコンセンサスグリコシル化部位の改変は、アミノ酸置換により、又は、グリコシル化のためのコンセンサス部位を含有するポリペプチド配列の付加により、行うことができる。グリコシル化のためのコンセンサス部位を含有するポリペプチド配列は、標的蛋白のアミノ又はカルボキシ末端のいずれかに融合させることができ、或いは、標的蛋白内に生じるように操作することによりその炭水化物含有量を増大させることができる。
本明細書において提供されるものは、ポリペプチドの炭水化物含有量を増大させるための方法、及び、増大した炭水化物含有量を有するポリペプチド産物である。特に、CD45蛋白の全て又は一部分を含有する融合蛋白が提供される。CD45の一部分は1つ以上、一般的には、2,3、4つ以上のグリコシル化部位を包含するように選択する。この一部分を蛋白のN末端、C末端又は内部に融合させる。挿入のための部位は、蛋白が活性、特に治療活性を保持するように選択する。CD45フラグメントの挿入はそのような活性を実質的に改変してはならず、そして活性の少なくとも1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%以上が保持されるように選択する。保持される活性の特定の量は、炭水化物含有量を増大させるべき蛋白及びその意図される用途に応じたものである。必要に応じて、量は実験的に決定できる。一部の蛋白、例えばプロテアーゼは活性が高値であるため、活性の僅か1%の保持が多くの目的のためになお十分である。他の蛋白はその目的の妥協以前に活性の10%損失を忍容するのみであってよい。活性を評価するための試験は、全てとはいえなくとも大部分の治療用蛋白及び他の活性蛋白について使用可能であり、或いは、開発することもできる。
1.N−連結及びO−連結グリコシル化
蛋白はグリコシル化を増大させる何れかの態様において修飾することができる。例えば、それらはN−連結又はO−連結グリコシル化部位を付加することにより修飾することができる。O−連結グリコシル化は標的蛋白におけるSer又はThr残基のヒドロキシル基へのN−アセチルガラクトサミン(GalNac)のような単糖類の添加により生じる。コラーゲンにおいては、ヒドロキシリジンのヒドロキシル基にガラクトースを付加する。グリコシルトランスフェラーゼはその後、修飾された残基に別の炭水化物部分を付加させることにより、成熟したO−グリカンを形成する。O−連結オリゴ糖は典型的には1〜4糖残基を含有する。O−連結グリコシル化は伸長したベータターン部のような蛋白の二次構造により定義される部位において生じる。N−連結グリコシル化はコンセンサスモチーフAsn−X−Se/Thrを有するAsn残基のアミド窒素への14残基オリゴ糖N−アセチルグルコサミン(GlcNAc)の付加により生じ、ここでXはPro以外の何れかのアミノ酸である。グリコシルトランスフェラーゼはその後、付加されたオリゴ糖を改変して成熟したN−グリカンを形成する。N−連結オリゴ糖はマンノース、N−アセチルグルコサミンを含有し、そして典型的には負荷電のシアル酸残基において各々が終止する、炭水化物の分枝数個を有する。蛋白の二次構造はグリコシル化のための標的としてのコンセンサス部位の利用性に影響する場合がある。
蛋白はグリコシル化を増大させる何れかの態様において修飾することができる。例えば、それらはN−連結又はO−連結グリコシル化部位を付加することにより修飾することができる。O−連結グリコシル化は標的蛋白におけるSer又はThr残基のヒドロキシル基へのN−アセチルガラクトサミン(GalNac)のような単糖類の添加により生じる。コラーゲンにおいては、ヒドロキシリジンのヒドロキシル基にガラクトースを付加する。グリコシルトランスフェラーゼはその後、修飾された残基に別の炭水化物部分を付加させることにより、成熟したO−グリカンを形成する。O−連結オリゴ糖は典型的には1〜4糖残基を含有する。O−連結グリコシル化は伸長したベータターン部のような蛋白の二次構造により定義される部位において生じる。N−連結グリコシル化はコンセンサスモチーフAsn−X−Se/Thrを有するAsn残基のアミド窒素への14残基オリゴ糖N−アセチルグルコサミン(GlcNAc)の付加により生じ、ここでXはPro以外の何れかのアミノ酸である。グリコシルトランスフェラーゼはその後、付加されたオリゴ糖を改変して成熟したN−グリカンを形成する。N−連結オリゴ糖はマンノース、N−アセチルグルコサミンを含有し、そして典型的には負荷電のシアル酸残基において各々が終止する、炭水化物の分枝数個を有する。蛋白の二次構造はグリコシル化のための標的としてのコンセンサス部位の利用性に影響する場合がある。
グリコシル化反応は小胞体(ER)及びシス、メジアル及びトランスゴルジ槽を包含する分泌経路に関与する細胞内小器官の管腔内において生じる。シグナル配列はERに対して発生中のポリペプチドをターゲティングすることができる。シグナル配列は野生型の蛋白中に存在でき、或いは、標的蛋白をコードするヌクレオチド配列へのシグナルペプチドをコードするヌクレオチド配列の融合による組み換えDNA手法を介して操作することができる。
2.グリコシル化の作用
グリコシル化は蛋白の安定性及び溶解性を増大させ、そして免疫原性を低減することによりポリペプチドの血清中半減期を増大することができる。グリコシル化は蛋白の蛋白分解を低減することにより蛋白の安定性を増大することができる。グリコシル化は熱分解、変性剤への曝露、酸素フリーラジカルによる損傷、及び、pH変化から蛋白を保護することができる。グリコシル化は又細胞表面受容体を包含する他の蛋白への結合が関与する場合があるクリアランスの機序を標的蛋白が回避できるようにすることができる。シアル酸を含有する炭水化物部分は蛋白の溶解性に影響する場合がある。シアル酸部分は高度に親水性であり、標的蛋白の疎水性の残基を遮蔽できる。これにより標的蛋白の凝集及び沈殿が低減する。低減した凝集はまた標的蛋白に対する免疫応答の防止を支援する。炭水化物は更に、免疫系由来の免疫原性配列を遮蔽できる。炭水化物部分により占有された空間の容量は免疫系の対象となりえる使用可能な表面積を低減することができる。これ等の特性は標的蛋白の免疫原性の低減をもたらす。
グリコシル化は蛋白の安定性及び溶解性を増大させ、そして免疫原性を低減することによりポリペプチドの血清中半減期を増大することができる。グリコシル化は蛋白の蛋白分解を低減することにより蛋白の安定性を増大することができる。グリコシル化は熱分解、変性剤への曝露、酸素フリーラジカルによる損傷、及び、pH変化から蛋白を保護することができる。グリコシル化は又細胞表面受容体を包含する他の蛋白への結合が関与する場合があるクリアランスの機序を標的蛋白が回避できるようにすることができる。シアル酸を含有する炭水化物部分は蛋白の溶解性に影響する場合がある。シアル酸部分は高度に親水性であり、標的蛋白の疎水性の残基を遮蔽できる。これにより標的蛋白の凝集及び沈殿が低減する。低減した凝集はまた標的蛋白に対する免疫応答の防止を支援する。炭水化物は更に、免疫系由来の免疫原性配列を遮蔽できる。炭水化物部分により占有された空間の容量は免疫系の対象となりえる使用可能な表面積を低減することができる。これ等の特性は標的蛋白の免疫原性の低減をもたらす。
3.グリコシル化のための治療上の使用
蛋白の血清中半減期を増大させることはそれらが治療薬として使用される潜在性を向上させることができる。身体による治療用蛋白の急速なクリアランスは治療の効力を低減し、そして、患者により必要とされる注射の回数を増大させる。治療用蛋白のグリコシル化を増強することのような方法を介して血清中半減期を増大させることは、頻繁な注射の必要性を緩解できる。グリコシル化の他の作用、例えば標的蛋白の溶解性及び免疫原性低下は治療用蛋白にとって望ましい特性である。増大した溶解性は治療用蛋白の送達のための適当な組成物の選択肢を増大させることができ、そして、身体内に入った後に標的組織に到達する治療用蛋白の能力を増強することができる。蛋白の免疫原性を低下させることは、有害免疫応答の可能性を低減できる。
蛋白の血清中半減期を増大させることはそれらが治療薬として使用される潜在性を向上させることができる。身体による治療用蛋白の急速なクリアランスは治療の効力を低減し、そして、患者により必要とされる注射の回数を増大させる。治療用蛋白のグリコシル化を増強することのような方法を介して血清中半減期を増大させることは、頻繁な注射の必要性を緩解できる。グリコシル化の他の作用、例えば標的蛋白の溶解性及び免疫原性低下は治療用蛋白にとって望ましい特性である。増大した溶解性は治療用蛋白の送達のための適当な組成物の選択肢を増大させることができ、そして、身体内に入った後に標的組織に到達する治療用蛋白の能力を増強することができる。蛋白の免疫原性を低下させることは、有害免疫応答の可能性を低減できる。
自身のグリコシル化を増大させるために操作できる治療用蛋白の例は限定しないが、成長因子、抗体、サイトカイン、例えば腫瘍壊死因子及びインターロイキン、及び、細胞毒性剤及び本明細書に開示する、そして当該分野で知られた他の薬剤を包含する。そのような薬剤は限定しないが、腫瘍壊死因子、α−インターロイキン、β−インターロイキン、神経成長因子、血小板誘導成長因子、組織プラスミノーゲン活性化物質;又は生物学的応答のモディファイアー、例えばリンホカイン、インターロイキン−I(IL−1)、インターロイキン−2(IL−2)、インターロイキン−6(IL−6)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、エリスロポエチン(EPO)、プロ凝固剤、例えば組織因子及び組織因子変異体、プロアポトーシス剤、例えばFASリガンド、線維芽細胞成長因子(FGF)、神経成長因子及び他の成長因子を包含する。
4.血清中半減期を改変するためのCD45の使用
CD45は重度にグリコシル化された単一の膜貫通ドメインである細胞外ドメイン及び直列に2連となったホスファターゼドメインを含有する細胞内ドメインを含有する膜貫通蛋白チロシンホスファターゼである。CD45の細胞外ドメイン又はそのフラグメントへの標的蛋白の融合は、組み換え蛋白の全体的炭水化物含有量を増大させることにより標的蛋白の血清中半減期を改変、特に増大するために操作することができる。CD45融合蛋白の製造のためのCD45細胞外ドメイン又はそのフラグメントの使用のための方法が本明細書において提供される。
CD45は重度にグリコシル化された単一の膜貫通ドメインである細胞外ドメイン及び直列に2連となったホスファターゼドメインを含有する細胞内ドメインを含有する膜貫通蛋白チロシンホスファターゼである。CD45の細胞外ドメイン又はそのフラグメントへの標的蛋白の融合は、組み換え蛋白の全体的炭水化物含有量を増大させることにより標的蛋白の血清中半減期を改変、特に増大するために操作することができる。CD45融合蛋白の製造のためのCD45細胞外ドメイン又はそのフラグメントの使用のための方法が本明細書において提供される。
例示される完全長CD45ポリペプチドは配列番号271に記載する核酸配列によりコードされる配列番号272として本明細書において提供される。CD45の対立遺伝子変異体は配列番号271と比較してヌクレオチド変化1つ以上、又は、配列番号272と比較してアミノ酸変化1つ以上を含有できる。対立遺伝子変異はCD45遺伝子のエクソン又はイントロン配列の何れか1つ以上において生じることができる。CD45蛋白をコードする核酸及びコードされたCD45ポリペプチドはCD45の対立遺伝子変異体を包含できる。例示されるCD45対立遺伝子変異体は配列番号273に記載する通り何れかの1つ以上のヌクレオチド変化、又は、配列番号274に記載する通り何れかの1つ以上のアミノ酸変化を包含できる。更に又、炭水化物含有量を増大させるためにCD45を添加する場合は、グリコシル化部位に影響する、及び/又は、追加的グリコシル化部位を付加させる変異及び修飾を導入できる。従って本明細書に開示する、そして当該分野で知られたCD45ポリペプチドの変異体を使用できる。そのような変異体は本明細書に開示するCD45ポリペプチドに対し、又は、その対立遺伝子及び種変異体に対して、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%の同一性を有することができる。
a.CD45の機能
CD45は造血起源の全有核細胞上で発現され、そしてリンパ球受容体の活性化及び発生において機能を果たしている。CD45の細胞内ホスファターゼドメインは、基質結合をブロックすることによりキナーゼ活性を阻害するペプチド活性化ループ上の抑制性のホスフェートの除去により、Srcファミリーの蛋白チロシンキナーゼ、例えばLck及びFynの活性をモジュレートする。これ等のキナーゼの活性化はT細胞活性化、T細胞発生およびB細胞発生に対し、B細胞受容体(BCR)活性化を介して寄与している。
CD45は造血起源の全有核細胞上で発現され、そしてリンパ球受容体の活性化及び発生において機能を果たしている。CD45の細胞内ホスファターゼドメインは、基質結合をブロックすることによりキナーゼ活性を阻害するペプチド活性化ループ上の抑制性のホスフェートの除去により、Srcファミリーの蛋白チロシンキナーゼ、例えばLck及びFynの活性をモジュレートする。これ等のキナーゼの活性化はT細胞活性化、T細胞発生およびB細胞発生に対し、B細胞受容体(BCR)活性化を介して寄与している。
b.CD45の2量体化及びグリコシル化
CD45の活性は受容体の2量体化により制御できる。細胞外領域の2量体化は細胞内ホスファターゼ活性の不活性化をもたらすことができる。阻害はあるCD45蛋白の抑制性構造の別のCD45蛋白のホスファターゼドメインとの相反的相互作用を介して起こる。CD45の2量体は受容体の不活性の形態を示すのに対し、CD45の単量体型は受容体の活性な又は「プライミングされた」状態を示し、ここで、活性のホスファターゼはリンパ球活性化に応答するための準備状態にある。受容体2量体化の相違はCD45細胞外領域の炭水化物含有量の変化を介して達成できる。増大したグリコシル化はCD45の単量体形態の増大を誘発し、増大したホスファターゼ活性をもたらす。細胞外例示のグリコシル化は又、細胞表面へのCD22及びガレクチン−1のようなレクチンの結合を増進するが、これ等の蛋白は一般的にT細胞糖蛋白に結合し、そしてCD45ホスファターゼドメインを介したシグナリングには関与していないと考えられる。
CD45の活性は受容体の2量体化により制御できる。細胞外領域の2量体化は細胞内ホスファターゼ活性の不活性化をもたらすことができる。阻害はあるCD45蛋白の抑制性構造の別のCD45蛋白のホスファターゼドメインとの相反的相互作用を介して起こる。CD45の2量体は受容体の不活性の形態を示すのに対し、CD45の単量体型は受容体の活性な又は「プライミングされた」状態を示し、ここで、活性のホスファターゼはリンパ球活性化に応答するための準備状態にある。受容体2量体化の相違はCD45細胞外領域の炭水化物含有量の変化を介して達成できる。増大したグリコシル化はCD45の単量体形態の増大を誘発し、増大したホスファターゼ活性をもたらす。細胞外例示のグリコシル化は又、細胞表面へのCD22及びガレクチン−1のようなレクチンの結合を増進するが、これ等の蛋白は一般的にT細胞糖蛋白に結合し、そしてCD45ホスファターゼドメインを介したシグナリングには関与していないと考えられる。
CD45のグリコシル化の変化は受容体のグリコシル化ドメインをコードするエクソンのオルタナティブスプライシングを介して達成できる。エクソン4、5及び6(それぞれA、B及びCと命名)は可変のシアル酸修飾により重度にO−グリコシル化される蛋白のN末端近傍のポリペプチド領域をコードする。4、5及び6エクソンのオルタナティブスプライシングによりCD45の異なるアイソフォームが生成する。アイソフォームの細胞外領域は、大部分は炭水化物含有量の相違のために、大きさ、形状及び電荷において変動する。全3ドメインを欠いているCD45アイソフォームROは約180kDaの大きさであるのに対し、A、B及びCドメインを包含するCD45アイソフォームRABCは約220〜240kDaである。CD45のRO及びRABCアイソフォームは細胞型、発生段階及び細胞活性化状態に応じて、示差的に発現される。例えば、活性化されたT細胞は刺激の初日には高レベルのRABCアイソフォームを発現し、その後活性化が低減するに従って発現をROアイソフォームに徐々に切り替える。別の例においては、活性化のためにプライミングされるナイーブのT細胞は高レベルのRABCアイソフォームを発現するのに対し、より低値のチロシンキナーゼ活性化を有するメモリーT細胞はROアイソフォームを発現する。他のオルタナティブスプライシングCD45変異体はA、B及びCドメインの種々の組み合わせを包含するアイソフォームをコードする。例えば210kDaアイソフォームはA及びB又はB及びCドメインを含有し、そして200kDaアイソフォームはBドメインを含有する。
細胞外ドメインの残余もまた重度にグリコシル化される。この領域はシステインリッチドメイン(d1)とそれに後続する3種のフィブロネクチンIII型リピートドメイン(d2、d3及びd4)を含有する。この領域におけるグリコシル化は主にN−連結グリコシル化である。N−連結結合体はポリ(N−アセチルラクトサミン)基及びα−2,6シアル酸残基を含有するテトラ及びトリアンテナ状の複合体型炭水化物鎖である。これ等のドメインのN−連結グリコシル化はB細胞のCD22、血清マンナン結合蛋白及び小胞体中に観察されるグリコシダーゼIIレクチンの結合に寄与する。CD45のこれ等の蛋白の結合は、それぞれ、細胞接着、胸腺細胞成熟化及び炭水化物含有量の改変に寄与する。
CD45の融合蛋白はポリペプチド及びCD45の蛋白フラグメント及びそのフラグメントの組み合わせを含有する。CD45フラグメントは上記表5において概説し、そして配列番号281、283、285、287、289、291、293、295に記載するCD45の細胞外領域及びその変異体から誘導する。本明細書において提供されるものは、細胞表面受容体(CSR)アイソフォーム及びCD45の細胞外ドメインから誘導されたCD45蛋白フラグメント及びそのフラグメントの組み合わせを含有するCD45融合蛋白である。別の実施形態においては、CD45融合蛋白はCSRアイソフォーム及びグリコシル化部位1つ以上を含有するCD45蛋白フラグメント又はそのフラグメントの組み合わせを含有する。例示されるCD45蛋白フラグメントは限定しないが、配列番号281、283、285、287、289、291、293、295に記載するペプチド、及びその変異体、例えば対立遺伝子及び種変異体、及びこれ等のCD45蛋白に対して少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%以上の配列同一性を有する何れかを包含する。例示されるCD45蛋白フラグメントは配列番号280、282、284、286、288、290、292、294に記載するヌクレオチド及びその種及び対立遺伝子変異体を包含する変異体の配列を含有する核酸分子によりコードされる。例示されるCSRアイソフォームは限定しないが、配列番号36〜245に記載するポリペプチド及びその変異体をコードするペプチド及び核酸分子を包含する。別の実施形態においては、CD45融合蛋白をコードする核酸分子はCSRアイソフォーム及びCD45蛋白又はそのフラグメントを含有し、そして本明細書において提供される。配列番号281、283、285、287、289、291、293及び295に記載するペプチド配列及び配列番号280、282、284、286、288、290、292及び294に記載する核酸配列の変異体は、それぞれ配列番号273及び274に記載する通り提供される。
本明細書において提供されるものはリガンドアイソフォーム及びCD45蛋白又はそのフラグメントを含有するCD45融合蛋白である。本明細書において提供されるものは、リガンドアイソフォーム及びCD45の細胞外ドメインから誘導されたCD45蛋白フラグメント又はそのフラグメントの組み合わせを含有するCD45融合蛋白である。別の実施形態においては、リガンドアイソフォーム及び1つ以上の推定グリコシル化部位を含有するCD45蛋白フラグメント又はそのフラグメントの組合せを含有するCD45融合蛋白である。例示される蛋白フラグメントは限定しないが、配列番号281、283、285、287、289、291、293、295に記載するペプチド及びその変異体を包含する。例示されるCD45蛋白フラグメントは配列番号280、282、284、286、288、290、292、294に記載する核酸及びその変異体によりコードされる。例示されるリガンドアイソフォームは限定しないが、配列番号10〜14、18、20に記載するポリペプチド又はその変異体をコードするペプチド及び核酸分子を包含する。別の実施形態においては、CD45融合蛋白をコードする核酸分子はリガンドアイソフォーム及びCD45蛋白又はそのフラグメントを含有し、そして本明細書において提供される。
CD45融合蛋白は配列番号280〜295に記載するペプチド及びその変異体の全CD45蛋白のフラグメント又はその部分の組み合わせを含有できる。CD45の対立遺伝子変異体は又種変異体を包含する。CD45はヒト意外にも多数の種、例えば限定しないが、他の哺乳類、鳥類、魚類、爬虫類、両生類及び昆虫類に存在する。CD45の種変異体の例示される配列は限定しないが、配列番号275〜279に記載されるチンパンジー、マウス、ラット、イヌ及びニワトリを包含する。
他の実施形態においては、CD45融合蛋白はCSRアイソフォームの生物学的活性及び/又は治療活性な変異体、及びCD45蛋白又はそのフラグメントを含有する。他の実施形態においては、CD45融合蛋白はリガンドアイソフォームの生物学的活性及び/又は治療活性な変異体、及びCD45蛋白又はそのフラグメントを含有する。
CD45−CSRアイソフォーム又はCD45−リガンドアイソフォーム融合蛋白をコードする核酸分子を含有するベクターも、ベクター又は核酸分子を含有する細胞と同様、提供される。提供される核酸分子に包含されるものは、イントロン及びエクソンを含有するものであり、ここでイントロンは終止コドンを含有し;核酸分子はエクソンイントロン接合部に及んでいるオープンリーディングフレームをコードし;そしてオープンリーディングフレームはイントロン内の終止コドンにおいて終了する。イントロンはコードされるポリペプチドのアミノ酸1つ以上をコードすることができ、或いは、コドンはイントロン中の最初のコドン(及び恐らくは唯一のコドン)であることができる。
CD45又はそのフラグメントと融合することができる蛋白アイソフォームの網羅的ではないリストは、例えば限定しないが、配列番号10〜14、18、20及び36〜245に記載するポリペプチド及びポリペプチドをコードする核酸、そのフラグメント及び変異体を含有するCSRアイソフォーム及びリガンドアイソフォームを包含する。
d.CD45融合蛋白の結合体
CD45融合蛋白に接続できる核酸分子は、限定しないが、例えば細胞内蛋白発現を促進するように設計されたプロモーター配列、蛋白分泌を促進するように設計された分泌配列、転写及び翻訳を調節するための調節配列、免疫グロブリンのFc部分のようなコードされたポリペプチドの血清中安定性を調節する分子、及び、ターゲティングされた物質又はターゲティング剤をコードするもの又は別のリガンド又は細胞表面受容体イントロン融合蛋白の全て又は一部分をコードするもののような他のポリペプチドコード核酸分子を包含する。融合配列は発現ベクターの成分であることができ、又は、それは発現ベクターに挿入された核酸配列の部分であることができる。1つの実施形態において、CD45融合蛋白は、例えばウエスタンブロット、蛍光顕微鏡、免疫組織化学分析、免疫沈降及びカラム精製によるなど、当該分野で知られた手法による融合蛋白の検出及び/又は単離のために使用されるペプチド配列タグを含有できる。例示される配列タグは限定しないが、mycタグ、ポリHisタグ、GSTタグ、Flagタグ、蛍光又はルミネセント部分、例えばGFP又はルシフェラーゼ、又は当該分野で知られた何れかの他のエピトープ又は融合タグを包含する。別の実施形態においては、CD45融合蛋白は追加的に融合蛋白の分泌を可能及び/又は増強するために使用されるシグナル配列ペプチドを含有する。例示されるシグナル配列ペプチドは限定しないが、本明細書に開示するtPAプレ/プロシグナル配列(例えば配列番号256〜265参照)を包含する。追加的な結合体、例えばターゲティング剤結合体、交差結合剤、ポリペプチドリンカー及び別のポリペプチドの全て又は一部分に対する融合を、セクションGに記載した通り、CD45融合蛋白に適用できる。
CD45融合蛋白に接続できる核酸分子は、限定しないが、例えば細胞内蛋白発現を促進するように設計されたプロモーター配列、蛋白分泌を促進するように設計された分泌配列、転写及び翻訳を調節するための調節配列、免疫グロブリンのFc部分のようなコードされたポリペプチドの血清中安定性を調節する分子、及び、ターゲティングされた物質又はターゲティング剤をコードするもの又は別のリガンド又は細胞表面受容体イントロン融合蛋白の全て又は一部分をコードするもののような他のポリペプチドコード核酸分子を包含する。融合配列は発現ベクターの成分であることができ、又は、それは発現ベクターに挿入された核酸配列の部分であることができる。1つの実施形態において、CD45融合蛋白は、例えばウエスタンブロット、蛍光顕微鏡、免疫組織化学分析、免疫沈降及びカラム精製によるなど、当該分野で知られた手法による融合蛋白の検出及び/又は単離のために使用されるペプチド配列タグを含有できる。例示される配列タグは限定しないが、mycタグ、ポリHisタグ、GSTタグ、Flagタグ、蛍光又はルミネセント部分、例えばGFP又はルシフェラーゼ、又は当該分野で知られた何れかの他のエピトープ又は融合タグを包含する。別の実施形態においては、CD45融合蛋白は追加的に融合蛋白の分泌を可能及び/又は増強するために使用されるシグナル配列ペプチドを含有する。例示されるシグナル配列ペプチドは限定しないが、本明細書に開示するtPAプレ/プロシグナル配列(例えば配列番号256〜265参照)を包含する。追加的な結合体、例えばターゲティング剤結合体、交差結合剤、ポリペプチドリンカー及び別のポリペプチドの全て又は一部分に対する融合を、セクションGに記載した通り、CD45融合蛋白に適用できる。
e.治療用CD45融合蛋白
CD45−CSR融合蛋白及び/又はクリングルドメイン−リガンド融合蛋白は炎症性疾患、免疫疾患、癌、及び、異常な血管形成又は血管新生又は細胞増殖が顕在化している他の疾患を包含する疾患を治療するために使用できる。癌は、乳癌、肺癌、結腸癌、胃癌、膵臓癌及び他のものを包含する。炎症性疾患は例えば、糖尿病性網膜症及び/又は神経障害及び糖尿病の他の炎症性血管合併症、自己免疫疾患、例えば自己免疫性糖尿病、アテローム性動脈硬化症、クローン病、糖尿病性腎臓病、嚢胞性線維症、子宮内膜症、糖尿病誘導血管傷害、炎症性腸疾患、アルツハイマー病及び他の神経変性疾患、及び、増殖性応答、免疫応答及び炎症応答が関与する当該分野で知られた他の疾患、及び、CSRの関与が示唆されるか、関与している、又は、役割を果たしている他のものを包含する。
CD45−CSR融合蛋白及び/又はクリングルドメイン−リガンド融合蛋白は炎症性疾患、免疫疾患、癌、及び、異常な血管形成又は血管新生又は細胞増殖が顕在化している他の疾患を包含する疾患を治療するために使用できる。癌は、乳癌、肺癌、結腸癌、胃癌、膵臓癌及び他のものを包含する。炎症性疾患は例えば、糖尿病性網膜症及び/又は神経障害及び糖尿病の他の炎症性血管合併症、自己免疫疾患、例えば自己免疫性糖尿病、アテローム性動脈硬化症、クローン病、糖尿病性腎臓病、嚢胞性線維症、子宮内膜症、糖尿病誘導血管傷害、炎症性腸疾患、アルツハイマー病及び他の神経変性疾患、及び、増殖性応答、免疫応答及び炎症応答が関与する当該分野で知られた他の疾患、及び、CSRの関与が示唆されるか、関与している、又は、役割を果たしている他のものを包含する。
f.グリコシル化を測定するための方法
グリコシル化の程度及びパターンを評価するための方法が本明細書において提供される。アミノ酸残基の修飾は当該分野で知られた方法により評価することができ、そしてトリプシンマッピング、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、アニオン交換クロマトグラフィー、円偏光二色性、蛍光団標識、質量スペクトル分析、結晶学的分析、ゲル電気泳動及びPVDF膜からのオリゴ糖遊離の酵素的分解を包含できる。変動する特異性を示しビオチン又はジゴキシゲニンと結合体化されたレクチンのパネルを用いたウエスタンブロットは糖蛋白上に観察される所定の糖エピトープの広範な範囲を識別できる。ウエスタンブロットは又CD45細胞外ドメインのグリコシル化を特異的に測定するために使用できる。CD45の細胞外ドメインを検出し、そしてCD45のグリコシル化変異体を区別できる抗体が入手可能である。
グリコシル化の程度及びパターンを評価するための方法が本明細書において提供される。アミノ酸残基の修飾は当該分野で知られた方法により評価することができ、そしてトリプシンマッピング、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、アニオン交換クロマトグラフィー、円偏光二色性、蛍光団標識、質量スペクトル分析、結晶学的分析、ゲル電気泳動及びPVDF膜からのオリゴ糖遊離の酵素的分解を包含できる。変動する特異性を示しビオチン又はジゴキシゲニンと結合体化されたレクチンのパネルを用いたウエスタンブロットは糖蛋白上に観察される所定の糖エピトープの広範な範囲を識別できる。ウエスタンブロットは又CD45細胞外ドメインのグリコシル化を特異的に測定するために使用できる。CD45の細胞外ドメインを検出し、そしてCD45のグリコシル化変異体を区別できる抗体が入手可能である。
g.製造及びグリコシル化増大の方法
CD45融合蛋白の製造のための方法が本明細書において提供される。哺乳類発現系をセクションF3dに記載する通りCD45融合蛋白を発現させるために使用できる。チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞系は、この細胞型が組み換え蛋白の高発現を示し、そして蛋白のグリコシル化が可能であることから、糖蛋白の製造のために頻繁に選択される。内因性野生型ヒト蛋白と同様のグリコシル化パターンで糖蛋白を生産することができるGlycoExpressTM細胞系統(Glycotope)のような操作されたヒト細胞系統も使用される。操作されたヒト細胞系統は、それらが治療用糖蛋白の血清中半減期及び免疫原性に影響するグリコシル化蛋白を適切にシアリレートする能力を保有しているため、治療用蛋白の製造のために好ましい。
CD45融合蛋白の製造のための方法が本明細書において提供される。哺乳類発現系をセクションF3dに記載する通りCD45融合蛋白を発現させるために使用できる。チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞系は、この細胞型が組み換え蛋白の高発現を示し、そして蛋白のグリコシル化が可能であることから、糖蛋白の製造のために頻繁に選択される。内因性野生型ヒト蛋白と同様のグリコシル化パターンで糖蛋白を生産することができるGlycoExpressTM細胞系統(Glycotope)のような操作されたヒト細胞系統も使用される。操作されたヒト細胞系統は、それらが治療用糖蛋白の血清中半減期及び免疫原性に影響するグリコシル化蛋白を適切にシアリレートする能力を保有しているため、治療用蛋白の製造のために好ましい。
h.HGF−CD45融合蛋白及び治療上の使用
HGFアイソフォームをCD45又はそのフラグメントに融合することによりCD45−HGF融合蛋白を形成できる。HGFアイソフォームは、CD45の細胞外ドメインから誘導したCD45蛋白フラグメント又はそのフラグメントの組合せに融合できる。例示されるCD45蛋白フラグメントは限定しないが、配列番号281、283、285、287、289、291、293、295に記載するペプチド及びその変異体を包含する。例示されるCD45蛋白フラグメントは配列番号280、282、284、286、288、290、292、294に記載する核酸及びその変異体によりコードされる。CD45フラグメントに融合できる例示されるHGFアイソフォーム及びその対立遺伝子変異体は限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20を包含する。CD45フラグメントに融合できる追加的なHGFポリペプチドは限定しないが、配列番号3、22、24、26、28、30、32及び246〜251に記載するポリペプチドを包含する。
HGFアイソフォームをCD45又はそのフラグメントに融合することによりCD45−HGF融合蛋白を形成できる。HGFアイソフォームは、CD45の細胞外ドメインから誘導したCD45蛋白フラグメント又はそのフラグメントの組合せに融合できる。例示されるCD45蛋白フラグメントは限定しないが、配列番号281、283、285、287、289、291、293、295に記載するペプチド及びその変異体を包含する。例示されるCD45蛋白フラグメントは配列番号280、282、284、286、288、290、292、294に記載する核酸及びその変異体によりコードされる。CD45フラグメントに融合できる例示されるHGFアイソフォーム及びその対立遺伝子変異体は限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20を包含する。CD45フラグメントに融合できる追加的なHGFポリペプチドは限定しないが、配列番号3、22、24、26、28、30、32及び246〜251に記載するポリペプチドを包含する。
CD45−HGF融合蛋白はHGFの活性、例えば血管形成、細胞成育、形態形成、遊走誘発又は腫瘍転移を抑制、又は反対に増強することができる。
CD45−HGF融合蛋白は異常な血管形成の関与する疾患を治療、防止又は緩解するために使用できる。CD45−HGF融合蛋白は血管形成関連疾患、例えば限定しないが、慢性関節リューマチ、変形性関節症、乾癬、オスラー・ウェバー症候群、子宮内膜症、スティル病、心筋の血管形成、末梢血管拡張症、血友病性関節炎、加齢関連の黄斑変性、未熟児網膜症、角膜移植に対する拒絶、全身エリテマトーデス、アテローム性動脈硬化症、血管新生緑内障、脈絡膜血管新生、水晶体後線維増症、腱麻痺、神経線維腫、血管腫、聴神経腫、神経線維腫、トラコーマ、化膿性肉芽腫及び糖尿病関連疾患、例えば増殖性糖尿病性網膜症及び血管疾患を治療するために使用できる。
CD45−HGF融合蛋白は癌、例えば限定しないが、扁平細胞癌(例えば扁平上皮細胞癌)、肺癌、例えば小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、肺の扁平上皮癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃及び腹部の癌、例えば胃腸の癌、膵臓癌、神経膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、ヘパトーム、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌又は腎癌、前立腺癌、外陰部癌、甲状腺癌、肝癌腫、肛門癌、陰茎癌並びに頭頚部癌の転移の治療及び防止において使用できる。
I.HGFアイソフォーム特異的抗体を製造及び単離する方法
抗体、例えばポリクローナル及びモノクローナル抗体及びそのフラグメントを製造し、単離する方法は当該分野で良く知られている。組み換え及び合成の抗体を製造し、単離する方法も当該分野で良く知られている。例えば、そのような抗体は固相ペプチド合成を用いて構築するか、又は、組み換えにより製造することができ、その際には、候補ポリペプチドに特異的に結合する抗体の抗原結合部位のヌクレオチド及びアミノ酸の配列の情報を使用する。抗体はまた可変重鎖及び過編軽鎖又はその抗原結合部分を含有するコンビナトリアルライブラリをスクリーニングすることにより得ることもできる。ポリクローナル、モノクローナル及び非天然の抗体を製造、単離及び使用する方法は、例えばKontermann and Dubel編(2001)「Antibody Engineering」、Springer Verlag;Howard and Bethell編(2001)「Basic Methods in Antibody Production and Characterization」CRC Press;及びO’Brien and Aitkin編(2001)「Antibody Phage Display」Humana Pressにおいて検討されている。そのような抗体はまた、例えば細胞、組織又は抽出液中のHGFアイソフォームの発現を検出するために、アイソフォームポリペプチドの存在を調べるスクリーニングにおいて使用できる。
抗体、例えばポリクローナル及びモノクローナル抗体及びそのフラグメントを製造し、単離する方法は当該分野で良く知られている。組み換え及び合成の抗体を製造し、単離する方法も当該分野で良く知られている。例えば、そのような抗体は固相ペプチド合成を用いて構築するか、又は、組み換えにより製造することができ、その際には、候補ポリペプチドに特異的に結合する抗体の抗原結合部位のヌクレオチド及びアミノ酸の配列の情報を使用する。抗体はまた可変重鎖及び過編軽鎖又はその抗原結合部分を含有するコンビナトリアルライブラリをスクリーニングすることにより得ることもできる。ポリクローナル、モノクローナル及び非天然の抗体を製造、単離及び使用する方法は、例えばKontermann and Dubel編(2001)「Antibody Engineering」、Springer Verlag;Howard and Bethell編(2001)「Basic Methods in Antibody Production and Characterization」CRC Press;及びO’Brien and Aitkin編(2001)「Antibody Phage Display」Humana Pressにおいて検討されている。そのような抗体はまた、例えば細胞、組織又は抽出液中のHGFアイソフォームの発現を検出するために、アイソフォームポリペプチドの存在を調べるスクリーニングにおいて使用できる。
J.HGFアイソフォーム活性を評価又はモニターするための試験
一般的に、本明細書において提供されるHGFアイソフォームはリガンドの野生型又は優勢な形態と比較して構造及び1つ以上の活性において改変を示す。特にアイソフォームはHGF拮抗活性及び/又は抗血管形成活性を示す。そのため、アイソフォームは治療薬候補となる。必要に応じて、識別されたアイソフォームをインビトロ及びインビボの試験を用いてスクリーニングすることにより、HGFアイソフォームの活性をモニタリング又は識別することができ、そしてそのような活性又は活性の改変を示す、及び/又は、受容体結合を示す、又はHGF媒介MET活性化をモジュレート、及び/又は、成長因子血管形成活性をモジュレートするHGFアイソフォームを選択することができる。
一般的に、本明細書において提供されるHGFアイソフォームはリガンドの野生型又は優勢な形態と比較して構造及び1つ以上の活性において改変を示す。特にアイソフォームはHGF拮抗活性及び/又は抗血管形成活性を示す。そのため、アイソフォームは治療薬候補となる。必要に応じて、識別されたアイソフォームをインビトロ及びインビボの試験を用いてスクリーニングすることにより、HGFアイソフォームの活性をモニタリング又は識別することができ、そしてそのような活性又は活性の改変を示す、及び/又は、受容体結合を示す、又はHGF媒介MET活性化をモジュレート、及び/又は、成長因子血管形成活性をモジュレートするHGFアイソフォームを選択することができる。
本明細書に例示する試験を含む何れかの適当な試験を用いることができる。HGFの活性に関する多くの試験が当該分野で知られている。試験はHGFアイソフォームの活性のHGFリガンドの野生型又は優勢な形態の活性との比較を可能にし、これにより、活性を欠いているアイソフォームを識別することができる。更に又、試験はMET受容体又はFGFR又はVEGFRを包含する血管形成に関与するもののような他の成長因子受容体の活性をモジュレートするアイソフォームの識別を可能にする。HGF及びHGFアイソフォームに関する試験は限定しないが、リガンド結合試験、受容体2量体化/オリゴマー化試験、MET及びERKホスホリル化試験、増殖及び有糸分裂誘発試験、遊走誘発試験、形態形成試験及びアポトーシス試験を包含する。
或いは、又は追加的に、HGFアイソフォームはMETの活性をモジュレート、及び/又は他の細胞表面蛋白、例えばGAG、例えばヘパリン、又は血管形成に関与する他の細胞表面蛋白、例えば成長因子受容体及び他の血管形成誘導分子、例えばαvβ3インテグリン又はアンジオモチンと結合又は相互作用する。識別されたアイソフォームはそのような活性があるものを得るためにスクリーニングできる。活性及びMET及び/又は他の細胞表面蛋白との機能的相互作用を識別するためにアイソフォームをスクリーニングする試験は当該分野で知られている。当業者は特定のアイソフォームをMET又は他の細胞表面蛋白との相互作用に関して試験することができ、及び/又は、HGFと比較した場合の活性の変化があるかどうか試験することができる。一部を本明細書において例示する。
1.リガンド結合試験及びHGF結合試験
HGFアイソフォーム結合は細胞へのHGFの結合と比較した場合のHGFアイソフォームの結合を評価することにより直接評価できる。一部の例においては、内皮細胞、又はHGFと結合することが知られている他の細胞へのHGFアイソフォームの結合を評価することにより、HGFと比較した場合のHGFアイソフォームの結合の改変、即ち増強又は抑制の何れかが起こっているかを調べることができる。他の例においては、METを発現することがわかっている細胞への結合に関して、HGF又は他の知られたリガンドを用いながら競合的試験を使用することができる。
HGFアイソフォーム結合は細胞へのHGFの結合と比較した場合のHGFアイソフォームの結合を評価することにより直接評価できる。一部の例においては、内皮細胞、又はHGFと結合することが知られている他の細胞へのHGFアイソフォームの結合を評価することにより、HGFと比較した場合のHGFアイソフォームの結合の改変、即ち増強又は抑制の何れかが起こっているかを調べることができる。他の例においては、METを発現することがわかっている細胞への結合に関して、HGF又は他の知られたリガンドを用いながら競合的試験を使用することができる。
MET受容体との結合に関してHGFアイソフォームがHGFと競合する能力を評価することができる。HGF及びHGFアイソフォームをクロラミンT法(Nakamura等、1997、Cancer Res.57,3305−3313参照)により放射性ヨウ素化し、そして125I−HGF及び125I−HGFアイソフォームの比放射能を測定する。MET受容体を通常発現する細胞を結合試験用のマルチウェルプレート中で培養する。細胞を氷冷結合緩衝液中で平衡化し、そして過剰モル比の未標識のHGF又はHGFアイソフォームの存在下又は非存在下、種々の濃度の125I−HGF及び125I−HGFアイソフォームと共にインキュベートする。競合的結合試験のためには、固定された濃度の125I−HGF及び種々の濃度の未標識HGF又はHGFアイソフォームを細胞と共にインキュベートする。インキュベーション期間の後、細胞を洗浄し、可溶化し、そして結合標識蛋白をガンマカウンターを用いて計測する。
MET又はヘパリンを包含する細胞表面分子へのHGFの結合は直接又は間接的に、1つ又は1つより多い細胞表面分子に関して計測できる。例えばヘパリンに結合するHGFアイソフォームの能力を計測できる。別の試験においては、免疫沈降を用いて細胞表面分子結合を評価する。細胞溶解物をHGFアイソフォームと共にインキュベートする。αvβ3、ヘパリン又は成長因子受容体のような細胞表面分子に対する抗体を用いて複合体を免疫沈降する。複合体中のHGFアイソフォームの量は、抗HGF抗体による免疫沈降物のウエスタンブロットを用いて定量及び/又は検出する。細胞表面分子結合試験は又、他の分子の存在下のリガンドへの結合を包含できる。例えば、HGFアイソフォームによる細胞表面分子結合は可溶性ヘパリンの存在下で評価できる。
2.リガンド2量体化
HGFアイソフォームを包含するHGFリガンドの2量体化はアイソフォームが2量体を形成するかどうかを調べるために試験できる。例えばアイソフォームをビス(スルホスクシンイミジル)スベレートのような交差結合剤の存在下又は非存在下においてインキュベートすることができる。一部の例においては、ヘパリンを試料に添加できる。クエンチングの後、試料をSDS−PAGEにより分割することができ、そしてクーマシーブルー蛋白染色による染色によるか、又は抗HGF抗体又は抗HGFアイソフォーム抗体を用いることにより、蛋白を検出できる。蛋白のバンドを分析することにより、交差結合試薬と共にインキュベートしなかった蛋白、又はヘパリンの非存在下でインキュベートした蛋白と比較した場合のより高値の分子量を、試料内の単量体、2量体又は他の複合体化形態の存在を評価することによるなどして、評価することができる。
HGFアイソフォームを包含するHGFリガンドの2量体化はアイソフォームが2量体を形成するかどうかを調べるために試験できる。例えばアイソフォームをビス(スルホスクシンイミジル)スベレートのような交差結合剤の存在下又は非存在下においてインキュベートすることができる。一部の例においては、ヘパリンを試料に添加できる。クエンチングの後、試料をSDS−PAGEにより分割することができ、そしてクーマシーブルー蛋白染色による染色によるか、又は抗HGF抗体又は抗HGFアイソフォーム抗体を用いることにより、蛋白を検出できる。蛋白のバンドを分析することにより、交差結合試薬と共にインキュベートしなかった蛋白、又はヘパリンの非存在下でインキュベートした蛋白と比較した場合のより高値の分子量を、試料内の単量体、2量体又は他の複合体化形態の存在を評価することによるなどして、評価することができる。
3.複合体形成
複合体形成、例えばHGFリガンド又はHGFアイソフォームによるMET RTKの2量体化を検出及び/又は計測することができる。一般的に、RTKの受容体2量体化が活性化のために必要である。METシグナリングの拮抗剤はMETに結合するが、2量体化又は活性化を誘導することはできない。例えば、単離されたポリペプチドを共に混合し、ゲル電気泳動及びウエスタンブロットに付すことができる。HGF及び/又はHGFアイソフォームもまた細胞及び細胞抽出液、例えば全細胞又は分画された抽出物に添加し、そしてゲル電気泳動及びウエスタンブロットに付すことができる。ポリペプチドを認識する抗体を用いて単量体、2量体及び他の複合体化形態の存在を検出できる。一部の例においては、ヘパリンを添加するか、又は細胞をヘパリナーゼで処理した後に、複合体形成実験を行うことができる。
複合体形成、例えばHGFリガンド又はHGFアイソフォームによるMET RTKの2量体化を検出及び/又は計測することができる。一般的に、RTKの受容体2量体化が活性化のために必要である。METシグナリングの拮抗剤はMETに結合するが、2量体化又は活性化を誘導することはできない。例えば、単離されたポリペプチドを共に混合し、ゲル電気泳動及びウエスタンブロットに付すことができる。HGF及び/又はHGFアイソフォームもまた細胞及び細胞抽出液、例えば全細胞又は分画された抽出物に添加し、そしてゲル電気泳動及びウエスタンブロットに付すことができる。ポリペプチドを認識する抗体を用いて単量体、2量体及び他の複合体化形態の存在を検出できる。一部の例においては、ヘパリンを添加するか、又は細胞をヘパリナーゼで処理した後に、複合体形成実験を行うことができる。
4.MET及びERK1/2ホスホリル化試験
HGFアイソフォームは、MET受容体の活性化に影響する、又は、METのHGF誘導を妨害するその能力について、METのホスホリル化状態を計測することにより評価することができる。通常はMET受容体を発現する内皮細胞、例えばヒト皮膚微小血管内皮細胞を一夜血清飢餓状態とする。次に細胞を10分間種々の濃度のHGFアイソフォームで前処理した後、HGF又は血清非含有培地の何れかを添加する。細胞を陽性対照としてナトリウムオルトバナデート(Na3VO4)単独で処理することができる。インキュベーション時間の後、細胞を洗浄し、可溶化する。細胞抽出液の等蛋白量を抗MET抗体、例えば抗MET C−12(Santa Cruz Biotechnology,Santa Cruz,CA)で免疫沈降させる。免疫沈降物を洗浄し、SDS−PAGEによる分離に付し、そして膜に移行させる。MET受容体のチロシンホスホリル化の量をPY99又はPY20(Santa Cruz Biotechnology,Santa Cruz,CA及びChemicon International,Inc.,Temecula,CA)のような抗ホスホチロシン抗体との免疫反応性により評価する。
HGFアイソフォームは、MET受容体の活性化に影響する、又は、METのHGF誘導を妨害するその能力について、METのホスホリル化状態を計測することにより評価することができる。通常はMET受容体を発現する内皮細胞、例えばヒト皮膚微小血管内皮細胞を一夜血清飢餓状態とする。次に細胞を10分間種々の濃度のHGFアイソフォームで前処理した後、HGF又は血清非含有培地の何れかを添加する。細胞を陽性対照としてナトリウムオルトバナデート(Na3VO4)単独で処理することができる。インキュベーション時間の後、細胞を洗浄し、可溶化する。細胞抽出液の等蛋白量を抗MET抗体、例えば抗MET C−12(Santa Cruz Biotechnology,Santa Cruz,CA)で免疫沈降させる。免疫沈降物を洗浄し、SDS−PAGEによる分離に付し、そして膜に移行させる。MET受容体のチロシンホスホリル化の量をPY99又はPY20(Santa Cruz Biotechnology,Santa Cruz,CA及びChemicon International,Inc.,Temecula,CA)のような抗ホスホチロシン抗体との免疫反応性により評価する。
MET受容体誘導の別の指標はMET経路における下流のキナーゼの活性化である。ERK1/2のようなキナーゼはHGF誘導MET受容体活性化に続くホスホリル化を介して活性化される。HGFアイソフォームは、単独又はHGFの存在下において、ERK1/2ホスホリル化に影響するその能力について評価できる。上記した通りHGFアイソフォーム及び/又はHGFによる処理の後、全細胞抽出液をSDS−PAGEに付し、膜に移行させる。ホスホリル化されたERK1/2の量を抗ホスホERK1/2抗体(New England Biolabs,Beverly,MA)との免疫反応性により評価する。
ERK1/2ホスホリル化に関する試験は又、bFGF受容体及びVEGF受容体のような他の血管形成性の受容体の活性化を抑制するHGFアイソフォームの能力を評価するためにも使用できる。HGFアイソフォームによる前処理の後、細胞をbFGF又はVEGFと共に所定時間インキュベートする。全細胞抽出液を上記した通りERK1/2のホスホリル化について試験する。
5.形態形成/血管形成試験
インビトロでHGF誘導血管形成に影響するHGFアイソフォームの能力は細管形成の計測により評価できる。内皮細胞、例えばヒト臍静脈内皮細胞(HUVECS)をMatrigelTM(BD Biosciences,San Jose,CA)でコーティングしたマルチウェルプレートにプレーティングし、一夜インキュベートする。次に培地を吸引し、血清非含有培地、HGF、HGFアイソフォーム又はHGFとHGFアイソフォームの組み合わせの何れかを含有する追加のMatrigelTMを細胞に積相する。一夜インキュベートした後、細胞を位相差顕微鏡下に観察する。細胞のランダムな視野を撮影し、細管の長さを計測する。HGFの代わりにHGFアイソフォームも細管形成を促進する他の血管形成因子、例えばbFGF及びVEGFと共に同時インキュベートすることにより、血管形成を促進する他の因子の作用に対してHGFアイソフォームが有する作用を評価することができる。
インビトロでHGF誘導血管形成に影響するHGFアイソフォームの能力は細管形成の計測により評価できる。内皮細胞、例えばヒト臍静脈内皮細胞(HUVECS)をMatrigelTM(BD Biosciences,San Jose,CA)でコーティングしたマルチウェルプレートにプレーティングし、一夜インキュベートする。次に培地を吸引し、血清非含有培地、HGF、HGFアイソフォーム又はHGFとHGFアイソフォームの組み合わせの何れかを含有する追加のMatrigelTMを細胞に積相する。一夜インキュベートした後、細胞を位相差顕微鏡下に観察する。細胞のランダムな視野を撮影し、細管の長さを計測する。HGFの代わりにHGFアイソフォームも細管形成を促進する他の血管形成因子、例えばbFGF及びVEGFと共に同時インキュベートすることにより、血管形成を促進する他の因子の作用に対してHGFアイソフォームが有する作用を評価することができる。
この試験の別のバージョンではHGFの原料としてのMRC5細胞のようなHGF生産線維芽細胞を用いる。内皮細胞、例えばHUVECSをMatrigelTMでコーティングしたTranswellチャンバー(6.5mm直径のポリカーボネート膜、0.45μm孔径、Costar)の下部チャンバー内に入れる。一夜インキュベートした後、培地を吸引し、血清非含有培地又はHGFアイソフォームの何れかを含有する追加のMatrigelTMを細胞に積相する。HGF発現MRC5細胞をTranswellプレートの上部チャンバー内の血清非含有培地に入れる。一夜インキュベートした後、細管の長さを計測する。ELISAによりHGFの存在を確認するために下部チャンバーの培地を分析する。上部チャンバーのMRC5細胞から単離したRNAもまたHGFの生産を評価するためにRT−PCRにより分析することができる。
コラーゲンゲル中の3次元培養もまた、MDCK細胞のような細胞中の細管形成を観察するために使用できる。細胞の所定量を0.2%氷冷コラーゲン溶液に懸濁する。溶液がゲル化した後、種々の濃度のHGFアイソフォーム及び/又はHGFを含有する培地を添加し、そして細胞を6時間培養する。HGF処理をしない対照MDCK細胞は球状の嚢胞として生育することになるのに対し、HGFによる処理は分枝化する細管形成を誘発することになる。HGFアイソフォーム存在下の細管形成の抑制は細管の数及び細管の長さの計測により評価できる。HGFの代わりに、他の血管形成因子、例えばFGF−2及びVEGFを用いてコラーゲンゲル内の細管形成を促進することができ、そしてHGFアイソフォームのそれらの形態形成活性に対する作用を評価できる。
6.有糸分裂誘発/増殖試験
内皮細胞のHGF、FGF−2及びVEGF誘導有糸分裂誘発活性に対するHGFアイソフォームの作用は細胞増殖を計測することにより評価できる。所定の密度の内皮細胞をゼラチン処理したマルチウェル組織培養プレート上にプレーティングし、一夜インキュベートする。培地を、HGF、FGF−2、VEGF又はその組み合わせと共にHGFアイソフォームを種々の濃度で含有する新しい培地と交換する。72時間後、細胞をトリプシンで分散させ、Coulterカウンターを用いて計数する。細胞増殖の定量は又、3−(4,5−ジメチルチサゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)法を用いて実施することもできる(例えばYonekura等、2003 Biochem J.370:1097−1109参照)。
内皮細胞のHGF、FGF−2及びVEGF誘導有糸分裂誘発活性に対するHGFアイソフォームの作用は細胞増殖を計測することにより評価できる。所定の密度の内皮細胞をゼラチン処理したマルチウェル組織培養プレート上にプレーティングし、一夜インキュベートする。培地を、HGF、FGF−2、VEGF又はその組み合わせと共にHGFアイソフォームを種々の濃度で含有する新しい培地と交換する。72時間後、細胞をトリプシンで分散させ、Coulterカウンターを用いて計数する。細胞増殖の定量は又、3−(4,5−ジメチルチサゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)法を用いて実施することもできる(例えばYonekura等、2003 Biochem J.370:1097−1109参照)。
7.遊走誘発/細胞遊走試験
HGFアイソフォームはHGF誘導細胞運動性を妨害するその能力に関して評価できる。内皮細胞をマルチウェルプレート中で培養ディッシュ表面に堅固に接着するまで培養する。次に新しい培地を添加し、軽質鉱物油を積層することにより蒸発を防止する。HGF、HGFアイソフォーム又はその組み合わせを含有する培地を添加し、画像をデジタルカメラ及び維持露出レコーダーで記録する。移動距離を各フレーム由来の細胞の所定数から計算する。
HGFアイソフォームはHGF誘導細胞運動性を妨害するその能力に関して評価できる。内皮細胞をマルチウェルプレート中で培養ディッシュ表面に堅固に接着するまで培養する。次に新しい培地を添加し、軽質鉱物油を積層することにより蒸発を防止する。HGF、HGFアイソフォーム又はその組み合わせを含有する培地を添加し、画像をデジタルカメラ及び維持露出レコーダーで記録する。移動距離を各フレーム由来の細胞の所定数から計算する。
HGF誘導細胞遊走に対するHGFアイソフォームの作用はまた内皮細胞創傷試験により評価できる。内皮細胞をプレート上で培養し、コンフルエントに達するまで生育させる。細胞を82ゲージ針で傷害し、約200μmの創傷を作成する。次に細胞を洗浄し、HGFアイソフォーム、HGF又はそれらの組合せを含有する新しい培地を添加する。細胞遊走の画像を上記した通り記録し、創傷前線にわたる遊走距離を計算する。
細胞の遊走は又、Boydenチャンバー試験の変法を用いて評価することもできる。内皮細胞、例えばヒト皮膚微小血管内皮細胞を血清飢餓状態とし、次に13.4μg/mlのフィブロネクチンでコーティングしたTranswellプレート(6.5mm直径のポリカーボネート膜、5μm孔径、Costar,Cambridge,MA)の内部上に置く。HGFアイソフォームの存在下又は非存在下でHGF、FGF−2又はVEGFを含有する培地を外部チャンバーに添加し、所定時間インキュベートする。フィルターの下面まで膜を経由して遊走する細胞の数は、各ウェルにおいて無作為に選択した顕微鏡視野中の細胞を計数することにより定量する。
HGF処理に応答した細胞の解離に関連する細胞の通行は細胞散乱試験により分析できる。HGF誘導細胞分散に対してHGFアイソフォームが有している作用を計測できる。細胞、例えばMDCK腎上皮細胞をHGFアイソフォーム、HGF又はそれらの組み合わせの存在下にマルチウェルプレート中で培養する。一夜インキュベートした後、細胞をヘモトキシリンで染色し、写真撮影する。HGF非存在下の対照細胞は堅固なコロニーを形成することになるのに対し、HGF処理は細胞の散乱を誘導する。
8.アポトーシス試験
HGFは細胞毒性剤、例えば放射線照射及び特定の癌治療薬、例えばシスプラチン、カントテシン、アドリアマイシン及びタキソールで処理された細胞に対して抗アポトーシス作用を示す。HGF処理の抗アポトーシス作用を改変するHGFアイソフォームの能力を計測できる。細胞を種々の濃度のHGFアイソフォーム及び/又はHGFを含有する培地と共に細胞を培養する。次に細胞をインキュベーション期間中細胞毒性剤に曝露し、そして細胞の生存性を3−(4,5−ジメチルチサゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT、Sigma)試験を用いて計測する。
HGFは細胞毒性剤、例えば放射線照射及び特定の癌治療薬、例えばシスプラチン、カントテシン、アドリアマイシン及びタキソールで処理された細胞に対して抗アポトーシス作用を示す。HGF処理の抗アポトーシス作用を改変するHGFアイソフォームの能力を計測できる。細胞を種々の濃度のHGFアイソフォーム及び/又はHGFを含有する培地と共に細胞を培養する。次に細胞をインキュベーション期間中細胞毒性剤に曝露し、そして細胞の生存性を3−(4,5−ジメチルチサゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT、Sigma)試験を用いて計測する。
アポトーシス細胞は核染色により可視化できる特徴的な核フラグメント化を示す。HGFで処理した細胞は細胞毒性剤に応答した核フラグメント化の低減を示す。HGFのこの作用を拮抗するHGFアイソフォームの能力を評価することができる。細胞をスライドガラスにプレーティングし、細胞毒性剤、次いでHGF及び/又はHGFアイソフォームで上記した通り処理する。細胞の核をHoechst 33342染色剤及び蛍光顕微鏡を用いながら励起光波長350nm及び発光光波長450nmにおいて可視化する。
核フラグメント化はアポトーシスの間のゲノムDNAの切断の結果であり、そして2本鎖及び1本鎖切断(ニック)をもたらし、これが染色体DNAのラダリングをもたらし、そしてこれはHGF処理により抑制される。DNAフラグメント化試験を用いることにより、HGFアイソフォーム及び/又はHGFの存在下の細胞毒性剤に応答した染色体DNAラダリングの程度を計測することができる。処理の後、細胞を可溶化し、そして、それぞれRNase A及びプロテイナーゼKで処理することにより、RNA及び蛋白を試料から除去する。染色体DNAを沈殿させ、アポトーシス細胞中に存在するDNAラダーを可視化するための衆寡エチジウムと共にアガロースゲル上で電気泳動する。
DNAフィルター溶出試験もまたアポトーシス細胞におけるDNA切断の程度を計測するために使用できる。細胞を[3H]チミジンと共に32時間インキュベートした後に、同位体非含有培地中で2時間インキュベートする。次に細胞を種々の濃度のHGFアイソフォーム及び/又はHGFで前処理し、次に細胞毒性剤で処理する。一夜インキュベートした後、細胞をトリプシン中に再懸濁し、ポリカーボネート膜に適用する。細胞を膜上で溶解させ、アルカリ溶出することにより1本鎖DNA切断を検出する。試料をシンチレーションカウンターで計数し、dpm溶出/(dpmフィルター結合+dpm総溶解物)として計測する。より大型の未フラグメント化DNA片はより緩徐に溶出され;従って、時間の関数としての溶出したDNAの量はDNA損傷に比例する。
DNA切断を計測する別の方法はTUNEL染色であり、これは酵素反応において修飾されたヌクレオチドで遊離の3’−OH末端を標識することによりDNA切断を識別する。このプロトコルは単細胞レベルにおいてアポトーシスを検出し、定量することができる。Apotagインサイチュアポトーシス検出キット(Invitrogen,Carlsbad,CA)のような市販のキットをTUNEL染色に使用することができる。上記した通りHGFアイソフォーム及び/又はHGFによる処理の後、細胞をトリプシン処理し、そしてサイトスピン遠心分離によりスライドガラスに移行させる。細胞を透過性とし、その後、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ、ジゴキシゲニン−dUTP、抗ジゴキシゲニンHRP及びジアミノベンジジンを添加する免疫細胞化学操作に付す。細胞をメチルグリーンで逆染色し、スライド当たり細胞の所定数のうちTUNEL陽性細胞数を計数することにより定量する。標識細胞の割合をアポトーシス指数として表示する。この実験に関する陽性対照では標識操作の前にDNA鎖切断を誘導するためにDNase IIと共に細胞をインキュベートする。
カスパーゼ−3活性の測定はアポトーシスプログラムの誘導の別の計測法である。上記した通りHGFアイソフォーム及び/又はHGFで処理した後、細胞を可溶化し、蛍光原性の基質Ac−DEVO−AFCと共にインキュベートする。カスパーゼ−3の阻害剤であるZ−DEVD−CMK(Bio−Rad)を対照として使用できる。基質の切断は励起光波長400nm及び発光光波長520nmにおいてスペクトル蛍光計で測定する。活性は対照阻害剤の存在下のピーク値を差し引くことにより求める。
HGFの抗アポトーシス作用はホスファチジルイノシトール−3−キナーゼ(PI3K)経路を介したAKTの活性化により媒介されると考えられている。インビトロのキナーゼ試験を実施することによりAKT活性のHGF誘導を抑制するHGFアイソフォームの能力を評価することができる。MET受容体を過剰発現するSK−LMS−1細胞をHA−AKT1又はHA−AKT2をコードするプラスミドでトランスフェクトし、一夜血清枯渇させる。次に細胞を種々の濃度のHGFアイソフォーム及び/又はHGFで処理する。HGFの添加の前のPI3K阻害剤、例えばウオルトマニン又はLY294002により処理を、AKT阻害に関する陽性対照として使用することができる。細胞を溶解し、AKT蛋白を抗HA抗体及び/又は抗AKT抗体を用いて免疫沈降させる。試料の半量をAKT蛋白量の規格化のために使用する。試料の残り半量は、[γ−32P]ATP及び基質としてのヒストン2Bと共にAKT蛋白をインキュベートするキナーゼ試験のために使用する。試料をSDS/PAGE及びオートラジオグラフィーに付す。
9.動物モデル
a.腫瘍抑制試験
腫瘍の生育及び転移に対するHGFアイソフォームの作用を評価するための多くの試験が当該分野で知られている。HGF−MET経路により影響される種々の癌のモデルは、標的組織内への細胞又は細胞系統、例えば癌性細胞又は種々の成長因子で形質転換された細胞の注射を包含できる。例えば、ヒトHGF及びマウスMETで形質転換したC−127細胞を無胸腺ヌードマウスに皮下注射することにより2〜3週間以内にマウスに転移腫瘍が形成される。組み換えHGFアイソフォームを一定期間にわたり定期的に注射し、腫瘍サイズを計測する。更に又、放射線又は化学療法剤を包含する複合療法をHGFアイソフォーム処理に加えて送達することにより、抗腫瘍療法の相加的、又は相乗的な作用を調べることができる。
a.腫瘍抑制試験
腫瘍の生育及び転移に対するHGFアイソフォームの作用を評価するための多くの試験が当該分野で知られている。HGF−MET経路により影響される種々の癌のモデルは、標的組織内への細胞又は細胞系統、例えば癌性細胞又は種々の成長因子で形質転換された細胞の注射を包含できる。例えば、ヒトHGF及びマウスMETで形質転換したC−127細胞を無胸腺ヌードマウスに皮下注射することにより2〜3週間以内にマウスに転移腫瘍が形成される。組み換えHGFアイソフォームを一定期間にわたり定期的に注射し、腫瘍サイズを計測する。更に又、放射線又は化学療法剤を包含する複合療法をHGFアイソフォーム処理に加えて送達することにより、抗腫瘍療法の相加的、又は相乗的な作用を調べることができる。
特定の癌におけるHGFアイソフォーム治療を試験するために有用な癌の動物モデルの一部の例は以下のものを包含する。
神経膠腫。悪性神経膠腫は中枢神経系の最も一般的な癌であり、そして放射線及び化学療法に対して生得に抵抗性であることから予後不良となる。悪性神経膠腫は高レベルのHGFを発現する。HGFシグナリングを抑制することはインビトロ及びインビボで悪性表現型を逆行させることがわかっている。神経膠腫のマウスモデルではHGFで形質転換した9L細胞をラットの尾状核−被殻に注射することにより脳腫瘍を形成する。これ等の腫瘍の大きさ及び転移を分析するためにHGFアイソフォームの注射を行うことができる。
神経膠腫の他のモデルは内因性HGF/METシグナリングに関するオートクラインであるU−118ヒト神経膠腫細胞系統(GBM)のような細胞系統の異種移植片を包含する。GBM細胞を無胸腺ヌードマウスに皮下注射して腫瘍を形成し、腫瘍生育に対するHGFアイソフォームの作用を評価できる。HGFアイソフォームの注射は異種移植片注射時に開始することができ、或いは、HGFアイソフォームは腫瘍が確立した時点で腫瘍内に注射できる。
結腸癌。結腸癌はヒトにおいて最も一般的な癌の1つである。その特徴は高比率での肝臓転移に起因する転移疾患による高い死亡率である。結腸癌転移のマウスモデルではマウスの脾臓へのMC−38結腸癌細胞の注射を行う。転移結節を接種後約21日に観察する。HGFアイソフォーム投与後、腫瘍結節の数と大きさ、結節中の血管密度、結節中のアポトーシス細胞数、及び、MET活性化の程度を評価できる。」
膵臓癌。膵臓癌は極めて予後不良な癌の高度に悪性の形態である。膵臓癌のマウスモデルではヌードマウスの膵臓内への膵臓癌細胞系統SUIT−2細胞の同所注射を行う。4週間以内にマウスは腹腔に播種する大型の塊を形成することになる。生存及び腫瘍生育を評価するために、腫瘍生育の間の種々の時期にHGFアイソフォームの投与を開始することができる。
膵臓癌。膵臓癌は極めて予後不良な癌の高度に悪性の形態である。膵臓癌のマウスモデルではヌードマウスの膵臓内への膵臓癌細胞系統SUIT−2細胞の同所注射を行う。4週間以内にマウスは腹腔に播種する大型の塊を形成することになる。生存及び腫瘍生育を評価するために、腫瘍生育の間の種々の時期にHGFアイソフォームの投与を開始することができる。
当該分野で使用できる癌進行におけるHGFの試験のための別のマウスモデルは、限定しないが、胃癌、胆嚢癌、肺癌、リンパ腫、肝細胞癌、悪性黒色腫、乳癌及び卵巣癌を包含する。
b.血管形成性の疾患
過剰な血管新生に関連する疾患の動物モデルは当業者の知る通りである。動物癌モデルに置ける腫瘍の血管形成の試験の外に、増殖性糖尿病性網膜症のような疾患の研究のために動物モデルを使用できる。そのようなモデルの1つにおいては、インスリン様成長因子(IGF−1)を眼において過剰発現するトランスジェニックマウスを使用する。これ等のマウスは網膜血管の血管閉塞、静脈の弛緩及び数珠状化、拡張された毛細管の非灌流区域、網膜内微小血管異常(IRMA)及び網膜内及びガラス体の内部の血管新生を呈する。HGFアイソフォームの投与により血管形成に対するHGFシグナリング抑制の作用を観察できる。VEGF及び/又はFGF−2のような血管形成因子の存在下のHGFアイソフォームの作用もまた研究できる。
過剰な血管新生に関連する疾患の動物モデルは当業者の知る通りである。動物癌モデルに置ける腫瘍の血管形成の試験の外に、増殖性糖尿病性網膜症のような疾患の研究のために動物モデルを使用できる。そのようなモデルの1つにおいては、インスリン様成長因子(IGF−1)を眼において過剰発現するトランスジェニックマウスを使用する。これ等のマウスは網膜血管の血管閉塞、静脈の弛緩及び数珠状化、拡張された毛細管の非灌流区域、網膜内微小血管異常(IRMA)及び網膜内及びガラス体の内部の血管新生を呈する。HGFアイソフォームの投与により血管形成に対するHGFシグナリング抑制の作用を観察できる。VEGF及び/又はFGF−2のような血管形成因子の存在下のHGFアイソフォームの作用もまた研究できる。
血管増殖を研究するための別のモデルはウサギの角膜内に移植したFGF−2又はVEGF含有ペレットにより角膜血管新生を誘導する角膜マイクロポケット試験である。角膜における血管新生の程度は血管の長さ、数、分枝化の項目において計測できる。HGFアイソフォームの作用は移植、注射又は当該分野で知られた他の送達法により評価できる。
K.HGFアイソフォーム及びHGFアイソフォーム組成物の製造、製剤化及び投与
HGFアイソフォーム及びHGFアイソフォーム組成物を当業者の知る何れかの経路、例えば筋肉内、静脈内、皮内、腹腔内、皮下、硬膜外、経鼻、経口、直腸内、局所、吸入、口内(例えば舌下)及び経皮投与又は他の経路により投与するために製剤することができる。HGFアイソフォームは何れかの好都合な経路により、例えば注入又は瞬時注射により、上皮又は粘膜皮膚ライニング(例えば口腔粘膜、直腸及び腸の粘膜等)を介した吸収により投与でき、そして、他の生物学的活性剤と共に、逐次的、完結的又は同じ組成物内で投与することができる。投与は治療患部に応じて限局的、局所又は全身投与であることができる。治療を要する区域への限局的投与は、例えば限定しないが、手術中の限局的注入、局所適用、例えば手術後の創傷包帯との組み合わせ、注射により、カテーテル使用により、座薬使用により、又はインプラント使用により達成できる。投与は又、制御放出システム、例えば制御放出製剤及び装置制御放出、例えばポンプ使用等を包含できる。所定の症例において最も適当である経路は種々の要因、例えば疾患の性質、疾患の進行、疾患の重症度及び使用される特定の組成物に応じたものである。
HGFアイソフォーム及びHGFアイソフォーム組成物を当業者の知る何れかの経路、例えば筋肉内、静脈内、皮内、腹腔内、皮下、硬膜外、経鼻、経口、直腸内、局所、吸入、口内(例えば舌下)及び経皮投与又は他の経路により投与するために製剤することができる。HGFアイソフォームは何れかの好都合な経路により、例えば注入又は瞬時注射により、上皮又は粘膜皮膚ライニング(例えば口腔粘膜、直腸及び腸の粘膜等)を介した吸収により投与でき、そして、他の生物学的活性剤と共に、逐次的、完結的又は同じ組成物内で投与することができる。投与は治療患部に応じて限局的、局所又は全身投与であることができる。治療を要する区域への限局的投与は、例えば限定しないが、手術中の限局的注入、局所適用、例えば手術後の創傷包帯との組み合わせ、注射により、カテーテル使用により、座薬使用により、又はインプラント使用により達成できる。投与は又、制御放出システム、例えば制御放出製剤及び装置制御放出、例えばポンプ使用等を包含できる。所定の症例において最も適当である経路は種々の要因、例えば疾患の性質、疾患の進行、疾患の重症度及び使用される特定の組成物に応じたものである。
種々の送達系が知られており、HGFアイソフォームを投与するために使用でき、その例は限定しないが、リポソーム中のカプセル化、微粒子、マイクロカプセル、化合物を発現できる組み換え細胞、受容体媒介エンドサイトーシス、及び、レトロウィルス送達系のようなHGFアイソフォームをコードする核酸分子の送達を包含する。
HGFアイソフォームを含有する医薬組成物を製造できる。一般的に、製薬上許容しうる組成物は当局の認可の観点から製造するか、又は、別様に、動物及びヒトにおける使用に関する一般的に認知された薬局方に従って製造される。医薬組成物はアイソフォームを共に投与する希釈剤、アジュバント、賦形剤又はベヒクルのような担体を包含できる。そのような製薬用の担体は滅菌された液体、例えば水又は油脂、例えば石油、動物、植物又は合成起源のもの、例えばピーナツ油、大豆油、鉱物油及びゴマ油であることができる。医薬組成物が静脈内投与される場合は水が典型的な担体である。食塩水及び水性デキストロース及びグリセロール溶液もまた特に注射溶液用の液体担体として使用できる。組成物は活性成分と共に、希釈剤、例えば乳糖、スクロース、リン酸2カルシウム又はカルボキシメチルセルロース;潤滑剤、例えばステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム及びタルク;及びバインダー、例えば澱粉、天然ゴム、例えばアカシアゼラチンガム、グルコース、糖蜜、ポリビニルピロリドン、セルロース及びその誘導体、ポビドン、クロスポビドン及び当該分野で知られた他のそのようなバインダーを含有できる。適当な製薬用賦形剤は澱粉、グルコース、乳糖、スクロース、ゼラチン、麦芽、コメ、コムギ、白墨、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥脱脂乳、グリセロール、プロピレン、グリコール、水及びエタノールを包含する。組成物は所望により更に、少量の水和又は乳化剤、又はpH緩衝剤、例えば酢酸塩、クエン酸ナトリウム、シクロデキストリン誘導体、ソルビタンモノラウレート、トリエタノールアミンナトリウムアセテート、トリエタノールアミンオレエート及び他のこのような物質を含有できる。これ等の組成物は溶液、懸濁液、乳液、錠剤、丸薬、カプセル、粉末及び除放性製剤の形態を取ることができる。組成物は伝統的なバインダー及び担体、例えばトリグリセリドを用いながら座薬として製剤することができる。経口製剤は標準的な担体、例えば医薬品用等級のマンニトール、乳糖、澱粉、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウム及び他のこのような物質を包含できる。適当な製薬用担体の例はE.W.Martinの「Remington’s Pharmaceutical Sciences」に記載されている。そのような組成物は、患者への適切な投与のための形態が与えられるように、治療有効量の化合物を一般的には精製された形態において適当な量の担体と共に含有することになる。製剤は投与様式に適合していなければならない。
製剤は、化合物又は製薬上許容しうるその誘導体の適当な量を含有する錠剤、カプセル、丸薬、粉末、顆粒、滅菌非経腸溶液又は懸濁液、及び経口用の溶液又は懸濁液、及び油/水の乳液のような単位用量剤型においてヒト及び動物への投与のために提供される。薬学的に治療上活性の化合物及びその誘導体は典型的には単位用量剤型又は多用量剤型において製剤され、投与される。単位用量各々は必要な薬学的担体、ベヒクル又は希釈剤と組み合わせて所望の治療効果をもたらすために十分な所定量の治療活性化合物を含有する。単位用量剤型の例はアンプル及びシリンジ及び個包装の錠剤又はカプセルを包含する。単位用量剤型はその分割量又は倍加量において投与できる。多用量剤型は分離された単位用量剤型において投与されるべき単一の容器内に包装された同一の単位用量剤型の複数である。多用量剤型の例はバイアル、錠剤又はカプセルのビン、又は、パイント又はガロンのビンを包含する。従って、多用量剤型は包装において分離されない単位用量の多数の分量である。
0.005%〜100%の範囲で活性成分を含有し残余は非毒性の担体からなる剤型又は組成物を製造できる。経口投与のためには、医薬組成物は、例えば、結合剤(例えば予備ゼラチン化トウモロコシ澱粉、ポリビニルピロリドン又はヒドロキシプロピルメチルセルロース);充填剤(例えば乳糖、微結晶セルロース又はリン酸水素カルシウム);潤滑剤(例えばステアリン酸マグネシウム、タルク又はシリカ);錠剤崩壊剤(例えばバレイショ澱粉又はナトリウム澱粉グリコレート);又は水和剤(例えばラウリル硫酸ナトリウム)のような製薬上許容しうる賦形剤と共に従来の手段により製造された錠剤又はカプセルの形態をとることができる。錠剤は当該分野で良く知られている方法によりコーティングできる。
薬学的調製品はまた液体形態、例えば溶液、シロップ又は懸濁液であることができ、又は、使用前に水又は他の適当なベヒクルで再形成する薬品として提示することができる。そのような液体調製物は懸濁剤(例えばソルビトールシロップ、セルロース誘導体又は水添食用脂肪);乳化剤(例えばレシチン又はアカシア);非水性のベヒクル(例えばアーモンド油、油性エステル又は分画植物油);及び保存料(例えばメチル又はプロピル−p−ヒドロキシベンゾエート又はソルビン酸)のような製薬上許容しうる添加剤と共に従来の手段により製造できる。
直腸投与に適する製剤は、単位用量の座薬として提供できる。これ等は、活性成分を例えばカカオ脂のような従来の固体担体1つ以上に添加混合し、次に得られた混合物を成形することにより製造できる。
皮膚又は眼への局所適用に適する製剤は軟膏、クリーム、ローション、ペースト、ゲル、スプレー、エアロゾル及びオイルを包含する。例示される担体はワセリン、ラノリン、ポリエチレングリコール、アルコール及びこれ等の2種以上の組み合わせを包含する。局所用製剤は又、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、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ(アルキレングリコール)、ポリ/ヒドロキシアルキル、(メタ)アクリレート又はポリ(メタ)アクリルアミドから選択される濃厚化剤0.05〜15、20、25重量%を含有できる。局所用製剤は頻繁には点眼により、又は、結膜嚢内に軟膏として適用される。更に又、眼、顔面洞部及び外耳道の灌注又は潤滑化のために使用できる。更に又、前眼房及び他の箇所に注射することもできる。液体状態の局所用製剤もまた活性成分が放出される元となるストリップ又はコンタクトレンズの形態の親水性3次元重合体マトリックスとして存在できる。
吸入による投与のためには、本明細書において使用するための化合物は適当な圧縮不活性ガス、例えば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素又は他の適当なガスと共に、加圧パック又はネブライザーからエアロゾルスプレー商品の形態において送達できる。加圧エアロゾルの場合、投与単位は計量された量を送達するための弁を設けることにより設定できる。例えば吸入器又は注入器において使用するためのゼラチンのカプセル及びカートリッジは、化合物及び適当な粉末基剤、例えば乳糖又は澱粉の粉末混合物を含有するように製剤できる。
口内(舌下)投与に適する製剤は例えばフレーバー添加基剤、通常はスクロース及びアカシア又はトラガカント中に活性化合物を含有するドロップ剤;及び不活性基剤、例えばゼラチン及びグリセリン又はスクロース及びアカシア中に化合物を含有するトローチ剤を包含する。
HGFアイソフォームの医薬組成物は注射による、例えば瞬時注射又は連続注入による非経腸投与のために製剤できる。注射用製剤は添加した保存料と共に単位剤型として、例えばアンプル中、又は多用量容器中に提示することができる。組成物は油性又は水性ベヒクル中の懸濁液、溶液又は乳液であることができ、そして、製剤用物質、例えば懸濁剤、安定化剤及び/又は分散剤を含有できる。或いは、活性成分は使用前に適当なベヒクル、例えば滅菌発熱物質非含有の水又は他の溶媒で再形成するための粉末形態であることができる。
経皮投与に適する製剤を提供する。それらは何れかの適当なフォーマット、例えば長時間レシピエントの皮膚に緊密に接触した状態で残存させるために適合された別個のパッチ剤として提供できる。そのようなパッチ剤は活性化合物に対して例えば0.1〜0.2Mの濃度の場合により緩衝された水溶液中に活性化合物を含有する。経皮投与に適する製剤はまたイオントフォレシス(例えばPharmaceutical Research 3(6),318(1986))により送達することができ、そして典型的には活性化合物の場合により緩衝された水溶液の形態をとる。
医薬組成物は又、制御放出製剤及び/又は送達装置により投与できる(例えば米国特許
特定の実施形態においては、リポソーム及び/又はナノ粒子もまたHGFアイソフォーム投与と共に使用できる。リポソームは水性媒体中に分散され、そして、マルチラメラベシクル(MLV)とも称されるマルチラメラの同心円の二層ベシクルを自発的に形成するリン脂質から形成される。MLVは一般的に25nm〜4μmの直径を有する。MLVの超音波処理により、コア中に水溶液を含有する200〜500オングストロームの範囲の直径を有する小型ユニラメラベシクル(SUV)が形成される。
リン脂質は、水中に分散する場合に、脂質の水に対するモル比に応じてリポソーム以外の種々の構造を形成することができる。低い比の場合は、リポソームが形成される。リポソームの物理的特性はpH、イオン強度及び2価カチオンの存在により変動する。リポソームはイオン性及び極性の物質に対しては低い透過性を示すことができるが、高温では相転移を起こし、これがその透過性を顕著に改変する。相転移では、ゲル状態として知られている緊密に充填された秩序のある構造から、流体状態として知られている緩慢に充填された低秩序の構造に変化する。これは特徴的な相転移温度において発生し、そしてイオン、糖類及び薬品に対する透過性を増大させる。
リポソームは種々の機序、即ち:マクロファージ及び好中球のような細網内皮系の貪食細胞によるエンドサイトーシス;非特異的な弱い疎水性又は静電性の力によるか、又は、細胞表面成分との特異的相互作用による、細胞表面への吸着;原形質膜内へのリポソームの脂質二層の挿入による原形質細胞膜の融合と、それに伴って同時に起こる細胞質内へのリポソーム内容物の放出;及びリポソーム脂質の細胞又はサブ細胞膜への移行かその逆の事象によるものでリポソーム内容物を伴わないもの;を介して細胞と相互作用する。リポソーム製剤を変動することによりどの機序を作動させるかを改変できるが、1つより多くを同時に作動させてもよい。
ナノカプセルは一般的に安定で再現性のある態様において化合物を捕獲する。細胞内重合体過剰付加による副作用を回避するため、そのような超精密粒子(約0.1μmの大きさ)はインビボで分解できる重合体を用いて設計しなければならない。これ等の要件に合致する生体分解性のポリアルキルシアノアクリレートナノ粒子が本明細書における使用を意図しており、そしてそのような粒子は容易に作成できる。
投与方法は、蛋白分解性の分解及び抗原及び免疫原性の応答を介した免疫学的介入のような分解性のプロセスへのHGFアイソフォームの曝露を低減するようなものを使用できる。そのような方法の例は治療部位への限局的投与を包含する。治療薬のPEG化は蛋白分解に対する抵抗性を増大し、血漿中半減期を増大し、そして抗原性及び免疫原性を低減することが報告されている。PEG化方法の例は当該分野で知られている(例えばLu and Felix,Int.J.Peptide Protein Res.,43:127−138,1994;Lu and Felix,Peptide Res.,6:142−6,1993;Felix et al.,Int.J.Peptide Res.,46:253−64,1995;Benhar等、J.Biol.Chem.,269:13398−404,1994;Brumeanu等、J Immunol.,154:3088−95,1995を参照でき;更に又、Caliceti等(2003)Adv.Drug Deliv.Rev.55(10):1261−77及びMolineux(2003)Pharmacotherapy 23(8Pt2):3S−8Sも参照できる)。PEG化は又、インビボの核酸分子の送達において使用できる。例えば、アデノウィルスのPEG化は安定性及び遺伝子転移を増大できる(例えばCheng等(2003)Pharm.Res.20(9):1444−51参照)。
望ましい血中レベルは血漿中レベルにより確認される通り活性剤の連続注入により維持することができる。当然ながら、毒性又は骨髄、肝又は腎の機能不全により治療を終止、中断又は低用量への調節を行う方法及び時期は担当医師の知る通りである。逆に臨床応答が十分ではない(毒性副作用を除く)場合に、より高用量への調節を行う方法及び時期も同様に担当医師の知る通りである。活性剤は例えば経口、肺、非経腸(筋肉内、腹腔内、静脈内(IV)又は皮下注射)、吸入(微細粉末製剤を使用)、経皮、鼻内、膣内、直腸内又は舌下の投与経路により投与され、そして、各投与経路に対して適切な剤型において製剤できる(例えば国際PCT出願WO93/25221及びWO94/17784;及び欧州特許出願613,683参照)。
HGFアイソフォームは治療される患者に対して望ましくない副作用を与えることなく治療上有用な作用を呈するために十分な量において製薬上許容しうる中に包含される。治療有効濃度は本明細書に記載する試験のような知られたインビトロ及びインビボの経において化合物を試験することにより実験的に決定できる。
組成物中のHGFアイソフォームの濃度は複合体の吸収、不活性化及び排出の速度、複合体の物理化学的特性、投薬日程、及び洞よされる量並びに当該分野で知られた他の要因に応じたものである。疾患又は状態の治療、例えば癌又は血管形成の治療のために投与されるべきHGFアイソフォームの量は標準的な臨床手法により決定できる。更に又、インビトロ試験及び動物モデルを最適な用量範囲を識別する際の手立てとしてよい。厳密な用量は実験的に決定できるが、投与経路及び疾患の重篤性に応じたものとなる。投与のための適当な用量範囲は約0.01pg/kg体重〜1mg/kg体重、より典型的には0.05mg/kg〜200mg/kgHGFアイソフォーム:患者体重の範囲となり得る。
HGFアイソフォームは1回で投与でき、或いは、時間間隔を置いて投与されるべきより低用量の多数回に分割することができる。HGFアイソフォームは例えば数時間、数日間、数週間又は数ヶ月にわたる治療時間の過程に野生型って1投薬以上において投与できる。一部の場合においては、連続投与が有用である。厳密な用量及び治療持続時間は治療すべき疾患の関数であり、そして既知試験プロトコルを用いながら実験的に、又はインビボ又はインビトロの試験データからの推定により、決定できる。濃度及び用量の値もまた軽減すべき状態の重症度に応じて変動できる。更に又、何れかの特定の対象に対して、特定の投薬用法は、個体の必要性及び組成物を投与しているか投与を監督している人間の専門的判断に従って、経時的に調節すべきであり、そして、本明細書に記載した濃度範囲は例示に過ぎず、そして組成物及びそれを含有する組み合わせの範囲又は使用を限定する意図はないと理解すべきである。組成物は毎時、毎日、毎週、毎月、毎年又は1回投与できる。遺伝子療法のためのポリペプチドを含有する組成物並びに核酸を含有する組成物の投与様式は、限定しないが、患部内、腹腔内、筋肉内及び静脈内投与を包含する。同様に包含されるものは注入、髄腔内、皮下、リポソーム媒介及び貯蔵媒介の投与である。同様に包含されるものは経鼻、眼内、局所、限局的及び耳内の送達である。用量は実験的に決定でき、そして適応症上、投与様式及び対象に応じたものである。例示される用量は0.1、1、10、100、200mg/日/kg対象体重以上を包含する。
L.HGFアイソフォームのインビボ発現及び遺伝子療法
HGFアイソフォームは核酸分子の発現により細胞及び組織に送達できる。HGFアイソフォームはエクスビボの手法及び直接のインビボ発現を包含するHGFアイソフォームをコードする核酸分子として投与できる。
HGFアイソフォームは核酸分子の発現により細胞及び組織に送達できる。HGFアイソフォームはエクスビボの手法及び直接のインビボ発現を包含するHGFアイソフォームをコードする核酸分子として投与できる。
1.HGFの送達
核酸は当該分野で知られた何れかの方法により細胞及び組織に送達できる。
核酸は当該分野で知られた何れかの方法により細胞及び組織に送達できる。
a.ベクター−エピソーム型及び組み込み型
コードする核酸分子の発現によりHGFアイソフォームを投与するための方法は組み換えベクターの投与を包含する。ベクターは例えば複製起点を包含することよりエピソーム型であり続けるように設計することができ、或いは、細胞内の染色体に組み込まれるように設計することもできる。組み換えベクターはウィルスベクター及び非ウィルス性ベクターを包含できる。非限定的なウィルスベクターは例えばアデノウィルスベクター、ヘルペスウィルスベクター、レトロウィルスベクター及び当該分野で知られた何れかの他のウィルスベクターを包含する。非限定的な非ウィルス性ベクターは人工の染色体又はリポソーム又は他の非ウィルス性ベクターを包含する。HGFアイソフォームはまたウィルス及び非ウィルス性ベクターを使用したエクスビボの遺伝子発現において使用されることもできる。例えば、調節配列に作動可能に連結しているゲノム位置に、又は、ゲノム位置内の調節配列に作動可能に連結するように位置付けられるように、HGFアイソフォームコード核酸を組み込むことによる等、HGFアイソフォームを発現するように細胞を操作できる。次にそのような細胞を、治療を要する対象のような対象に対して限局的又は全身に投与することができる。
コードする核酸分子の発現によりHGFアイソフォームを投与するための方法は組み換えベクターの投与を包含する。ベクターは例えば複製起点を包含することよりエピソーム型であり続けるように設計することができ、或いは、細胞内の染色体に組み込まれるように設計することもできる。組み換えベクターはウィルスベクター及び非ウィルス性ベクターを包含できる。非限定的なウィルスベクターは例えばアデノウィルスベクター、ヘルペスウィルスベクター、レトロウィルスベクター及び当該分野で知られた何れかの他のウィルスベクターを包含する。非限定的な非ウィルス性ベクターは人工の染色体又はリポソーム又は他の非ウィルス性ベクターを包含する。HGFアイソフォームはまたウィルス及び非ウィルス性ベクターを使用したエクスビボの遺伝子発現において使用されることもできる。例えば、調節配列に作動可能に連結しているゲノム位置に、又は、ゲノム位置内の調節配列に作動可能に連結するように位置付けられるように、HGFアイソフォームコード核酸を組み込むことによる等、HGFアイソフォームを発現するように細胞を操作できる。次にそのような細胞を、治療を要する対象のような対象に対して限局的又は全身に投与することができる。
HGFアイソフォームは、治療を要する対象に対して投与されるウィルスにより発現させることができる。遺伝子療法に適するウィルスベクターはアデノウィルス、アデノ関連ウィルス、レトロウィルス、レンチウィルス及び上記した他のものを包含する。例えば、アデノウィルス発現技術は当該分野で良く知られており、そしてアデノウィルスの生産及び投与の方法も当該分野で良く知られている。アデノウィルスの血清型は例えばAmerican Type Culture Collection (ATCC,Rockville,MD)より入手可能である。アデノウィルスはエクスビボで使用することができ、例えば、治療を要する患者から細胞を単離し、そしてHGFアイソフォーム発現アデノウィルスベクターで形質導入する。適当な培養期間の後、形質導入された細胞を限局的及び/又は全身に対象に投与する。或いは、HGFアイソフォーム発現アデノウィルス粒子を単離し、対象の疾患又は状態を防止、治療又は緩解するための治療有効量の送達のための製薬上許容しうる担体中に製剤する。典型的には、アデノウィルス粒子は対象体重キログラム当たり1粒子〜1014粒子、一般的には対象体重キログラム当たり106又は108粒子〜1012粒子の範囲の用量で送達する。一部の状況においては、核酸原料には細胞をターゲティングする物質、例えば細胞表面膜蛋白又は標的細胞に特異的な抗体、又は、標的細胞上の受容体に対するリガンドを与えることが望ましい。
b.人工染色体及び他の非ウィルス性ベクター送達方法
核酸分子は人工染色体及び他の非ウィルス性ベクター内に導入することができる。人工染色体(例えば米国特許6,077,697及びPCT国際PCT出願WO02/097059参照)を操作してアイソフォームをコードし、発現するようにできる。
核酸分子は人工染色体及び他の非ウィルス性ベクター内に導入することができる。人工染色体(例えば米国特許6,077,697及びPCT国際PCT出願WO02/097059参照)を操作してアイソフォームをコードし、発現するようにできる。
c.リポソーム及び他のカプセル化形態及び核酸分子を含有する細胞の投与
核酸はベヒクル、例えばリポソーム内にカプセル化するか、又は、細胞、例えば細菌細胞、特に弱毒化細菌に導入するか、又は、ウィルスベクターに導入することができる。例えば、リポソームを使用する場合は、エンドサイトーシスに関連する細胞表面膜蛋白に結合する蛋白をターゲティングのため、及び/又は、取り込みを促進するために使用することができ、例えば特定の細胞方に対して向性のカプシド蛋白又はそのフラグメント、サイクリングにおいて内在化を起こす蛋白に対する抗体、及び細胞内局在化をターゲティングし、細胞内半減期を増大させる蛋白が挙げられる。
核酸はベヒクル、例えばリポソーム内にカプセル化するか、又は、細胞、例えば細菌細胞、特に弱毒化細菌に導入するか、又は、ウィルスベクターに導入することができる。例えば、リポソームを使用する場合は、エンドサイトーシスに関連する細胞表面膜蛋白に結合する蛋白をターゲティングのため、及び/又は、取り込みを促進するために使用することができ、例えば特定の細胞方に対して向性のカプシド蛋白又はそのフラグメント、サイクリングにおいて内在化を起こす蛋白に対する抗体、及び細胞内局在化をターゲティングし、細胞内半減期を増大させる蛋白が挙げられる。
2.インビトロ及びエクスビボの送達
エクスビボ及びインビボの方法に関しては、HGFアイソフォームをコードする核酸分子は、適当なドナー又は治療すべき対象から得られた細胞内に導入される。治療の目的のために核酸を導入することができる細胞は、例えば、治療すべき疾患又は状態に対して適切である何れかの所望の入手可能な細胞型、例えば限定しないが、上皮細胞、内皮細胞、ケラチノサイト、線維芽細胞、筋肉細胞、肝細胞、血球、例えばTリンパ球、Bリンパ球、単球、マクロファージ、好中球、好酸球、巨核球、顆粒球;種々の幹細胞又は先祖細胞、特に造血系の幹細胞又は先祖細胞、例えば骨髄、臍帯血、末梢血、胎児肝臓及びそれらの他の原料から得た幹細胞を包含する。
エクスビボ及びインビボの方法に関しては、HGFアイソフォームをコードする核酸分子は、適当なドナー又は治療すべき対象から得られた細胞内に導入される。治療の目的のために核酸を導入することができる細胞は、例えば、治療すべき疾患又は状態に対して適切である何れかの所望の入手可能な細胞型、例えば限定しないが、上皮細胞、内皮細胞、ケラチノサイト、線維芽細胞、筋肉細胞、肝細胞、血球、例えばTリンパ球、Bリンパ球、単球、マクロファージ、好中球、好酸球、巨核球、顆粒球;種々の幹細胞又は先祖細胞、特に造血系の幹細胞又は先祖細胞、例えば骨髄、臍帯血、末梢血、胎児肝臓及びそれらの他の原料から得た幹細胞を包含する。
エクスビボの投与のためには、治療すべき対象と適合するドナー由来の細胞、又は、治療すべき対象由来の細胞を取り出し、これ等の単離された細胞内に核酸を導入し、そして修飾された細胞を対象に投与する。治療は直接の投与、例えば多孔性の膜内へのカプセル化を行い、これを患者に移植する(例えば米国特許4,892,538及び5,283,187を参照)。インビトロで哺乳類細胞に核酸を転移させるために適する手法はリポソーム及びカチオン性脂質(例えばDOTMA、DOPE及びDC−Chol)、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、細胞融合、DEAE−デキストラン及びリン酸カルシウム沈降法を包含する。DNA送達の方法を用いてインビボでHGFアイソフォームを発現させることができる。そのような方法は核酸のリポソーム送達及びネイキッドDNA送達、例えばエレクトロポレーション、超音波及びリン酸カルシウム送達を用いた限局的及び全身への送達を包含する。他の手法にはマイクロインジェクション、細胞融合、染色体媒介遺伝子転移、マイクロ細胞媒介遺伝子転移及びスフェロプラスト融合を包含する。
HGFアイソフォームのインビボの発現は別の分子の発現に関連付けることができる。例えば、HGFアイソフォームの発現は、例えば操作されたウィルスにおける、又は細胞毒性ウィルス中で発現された、細胞毒性産物の発現に関連付けることができる。そのようなウィルスは治療効果の標的である特定の細胞型にターゲティングすることができる。発現されたHGFアイソフォームはウィルスの細胞毒性を増強するために使用できる。
HGFアイソフォームのインビボの発現は細胞特異性又は組織特異性のプロモーターのような特異的調節配列にHGFアイソフォームコード核酸分子を作動可能に連結することを包含できる。HGFアイソフォームは又、標的の細胞型及び/又は組織に対して特異的に感染及び/又は内部で複製するベクターから発現させることができる。誘導プロモーターはHGFアイソフォーム発現を選択的に調節するために使用できる。
3.全身、局所及び限局型の送達
ネイキッドの核酸として、又はベクター、人工染色体、リポソーム及び他のベヒクル内の核酸分子は、全身投与、局所、限局的及び他の投与経路で対象に投与できる。全身及びインビボの場合は、核酸分子又は核酸分子を含有するベヒクルを細胞にターゲティングできる。
ネイキッドの核酸として、又はベクター、人工染色体、リポソーム及び他のベヒクル内の核酸分子は、全身投与、局所、限局的及び他の投与経路で対象に投与できる。全身及びインビボの場合は、核酸分子又は核酸分子を含有するベヒクルを細胞にターゲティングできる。
投与は又、直接行うことができ、例えば細胞又は組織を典型的にターゲティングするベクター又は細胞の投与による。例えば、腫瘍細胞及び増殖中の細胞をHGFアイソフォームのインビボの発現のために細胞にターゲティングすることができる。アイソフォームのインビボ発現のために使用される細胞はまた患者の自己由来の細胞を包含する。そのような細胞を患者から取り出し、HGFアイソフォームの発現のための核酸を導入し、そして次に例えば注射又はエングラフトメントにより患者に投与する。
M.HGF及び癌及び血管形成
HGFはその受容体METを介して有糸分裂誘発、形態形成、遊走誘発及び血管形成の媒介において重要な役割を果たす。癌においては、これ等の活性は腫瘍の生育、血管新生及び転移に関与している(例えば図1参照)。原発腫瘍の転移は頻繁にはがん患者における高い死亡率に関連しており、そして腫瘍生育の転移性のプロセス、例えば腫瘍誘導血管形成を低減する治療は悪性の癌における予後を向上させると考えられる。癌の外に、HGFの血管形成特性は種々の血管疾患、例えば慢性関節リューマチ及び増殖性糖尿病性網膜症の進行に寄与する。HGFアイソフォーム、例えば本明細書において提供されるHGFアイソフォームを癌の生育及び拡張を抑制するためのMETの拮抗剤として使用することができ、そして更に、癌の進行又は他の血管疾患に関連する血管形成を抑制するための一般的な血管形成抑制分子としても使用できる。
HGFはその受容体METを介して有糸分裂誘発、形態形成、遊走誘発及び血管形成の媒介において重要な役割を果たす。癌においては、これ等の活性は腫瘍の生育、血管新生及び転移に関与している(例えば図1参照)。原発腫瘍の転移は頻繁にはがん患者における高い死亡率に関連しており、そして腫瘍生育の転移性のプロセス、例えば腫瘍誘導血管形成を低減する治療は悪性の癌における予後を向上させると考えられる。癌の外に、HGFの血管形成特性は種々の血管疾患、例えば慢性関節リューマチ及び増殖性糖尿病性網膜症の進行に寄与する。HGFアイソフォーム、例えば本明細書において提供されるHGFアイソフォームを癌の生育及び拡張を抑制するためのMETの拮抗剤として使用することができ、そして更に、癌の進行又は他の血管疾患に関連する血管形成を抑制するための一般的な血管形成抑制分子としても使用できる。
1.腫瘍生育及び転移
HGFは癌における悪性の挙動に関連する侵襲性、血管形成性及び転移性の応答に寄与する増殖、アポトーシス、遊走及び形態形成を包含する細胞プロセスを調節する。HGFに対する受容体であるMETは当初は、構成性のリガンド非依存性のチロシンキナーゼ活性及び細胞を形質転換する能力を有するtpr−metによりコードされるオンコジーン融合蛋白として単離された。METの過剰な活性化は腫瘍の生育、腫瘍細胞の運動性、細胞外マトリックスの侵襲及び血管形成を誘導することができる。多数の癌、例えば膀胱癌、乳癌、子宮頸癌、結腸癌、食道癌、胃癌、頭頚部癌、腎臓癌、肝癌、肺癌、咽頭癌、卵巣癌、膵臓癌、前立腺癌及び甲状腺癌、骨格菌の肉腫、軟組織肉腫、造血細胞悪性疾患、神経膠芽腫、黒色氏、中皮腫及びウイルムス腫瘍は、HGFシグナリングのオートクリンアップレギュレーションに寄与するHGF及び/又はMET発現の上昇したレベルを示す。c−met遺伝子の突然変異もまた、胃、頭部及び頚部、腎、肝、肺、卵巣及び甲状腺の癌において識別されている。高レベルのHGFを発現するように操作されたトランスジェニックマウスは間葉及び上皮の起源の組織学的に異なる腫瘍の広範なアレイを形成する。上昇したMET及び/又はHGFの発現を有する癌の動物モデルにおいて、MET受容体の活性化をブロックする抑制剤を用いた治療は腫瘍生育及び転移に良好な影響を与えている
形質転換から悪性及び転移にいたる癌の進行は増強された細胞の増殖、細胞死の回避、細胞−細胞摂食の崩壊、細胞外マトリックスの分解、及び増強された細胞のうんどうせい及び形態形成の関与する多工程のプロセスである。HGFは原発腫瘍の確立及び侵襲性、及び、細胞が原発腫瘍から脱着して循環系を移動して遠位の部位に至り二次腫瘍を形成する転移カスケードに関連するこれ等のプロセスの各々の調節に関与が示唆されている。
HGFは癌における悪性の挙動に関連する侵襲性、血管形成性及び転移性の応答に寄与する増殖、アポトーシス、遊走及び形態形成を包含する細胞プロセスを調節する。HGFに対する受容体であるMETは当初は、構成性のリガンド非依存性のチロシンキナーゼ活性及び細胞を形質転換する能力を有するtpr−metによりコードされるオンコジーン融合蛋白として単離された。METの過剰な活性化は腫瘍の生育、腫瘍細胞の運動性、細胞外マトリックスの侵襲及び血管形成を誘導することができる。多数の癌、例えば膀胱癌、乳癌、子宮頸癌、結腸癌、食道癌、胃癌、頭頚部癌、腎臓癌、肝癌、肺癌、咽頭癌、卵巣癌、膵臓癌、前立腺癌及び甲状腺癌、骨格菌の肉腫、軟組織肉腫、造血細胞悪性疾患、神経膠芽腫、黒色氏、中皮腫及びウイルムス腫瘍は、HGFシグナリングのオートクリンアップレギュレーションに寄与するHGF及び/又はMET発現の上昇したレベルを示す。c−met遺伝子の突然変異もまた、胃、頭部及び頚部、腎、肝、肺、卵巣及び甲状腺の癌において識別されている。高レベルのHGFを発現するように操作されたトランスジェニックマウスは間葉及び上皮の起源の組織学的に異なる腫瘍の広範なアレイを形成する。上昇したMET及び/又はHGFの発現を有する癌の動物モデルにおいて、MET受容体の活性化をブロックする抑制剤を用いた治療は腫瘍生育及び転移に良好な影響を与えている
形質転換から悪性及び転移にいたる癌の進行は増強された細胞の増殖、細胞死の回避、細胞−細胞摂食の崩壊、細胞外マトリックスの分解、及び増強された細胞のうんどうせい及び形態形成の関与する多工程のプロセスである。HGFは原発腫瘍の確立及び侵襲性、及び、細胞が原発腫瘍から脱着して循環系を移動して遠位の部位に至り二次腫瘍を形成する転移カスケードに関連するこれ等のプロセスの各々の調節に関与が示唆されている。
a.有糸分裂誘発
HGFの刺激は細胞増殖を誘導する。HGFの有糸分裂誘発の潜在能力は癌の型に応じて変動するが、HGFは明らかに数種の細胞周期増進活性を示す。HGF治療はMEK/ERK経路のような有糸分裂誘発シグナリング経路を誘導できる。HGFはまた細胞周期開始を早める高ホスホリル化Rb蛋白の蓄積をもたらすp27kip1をダウンレギュレートすることもできる。更に又、HGFシグナリングはオンコジーン形成に関与する細胞周期調節物質をアップレギュレートするLEF/TCF転写因子複合体の形成を増進するβ−カテニンの蓄積をもたらすことができる。
HGFの刺激は細胞増殖を誘導する。HGFの有糸分裂誘発の潜在能力は癌の型に応じて変動するが、HGFは明らかに数種の細胞周期増進活性を示す。HGF治療はMEK/ERK経路のような有糸分裂誘発シグナリング経路を誘導できる。HGFはまた細胞周期開始を早める高ホスホリル化Rb蛋白の蓄積をもたらすp27kip1をダウンレギュレートすることもできる。更に又、HGFシグナリングはオンコジーン形成に関与する細胞周期調節物質をアップレギュレートするLEF/TCF転写因子複合体の形成を増進するβ−カテニンの蓄積をもたらすことができる。
HGFの有糸分裂誘発特性はまたアポトーシスの抑制にも関連する。細胞生存因子のアップレギュレーションは癌細胞の重要な特徴であり、それらがアポトーシス性の細胞死を免れる能力に寄与している。HGF処理は血清飢餓、UV照射及び他の細胞毒性剤により誘導されるアポトーシスに対抗して細胞を保護することがわかっている。肝細胞などのような細胞における活性化METの構成的発現もまたアポトーシスを抑制できる。HGFの抗アポトーシス作用はホスファチジルイノシトール3−キナーゼ(PI3K)経路を介したAktキナーゼの活性化により部分的に媒介される。これを裏付けるものとして、HGFの抗アポトーシス作用はLY294002のようなPI3K阻害剤による処理によりブロックできることが研究により示されている。更に又、HGFは抗アポトーシス蛋白、例えばBCL−xL、MAPK及びGATA−4の発現及び/又は活性化を誘導することができる。HGFシグナリングはまた、アポトーシスプログラムにために重要である特定のカスパーゼの活性化を妨害することができる。MET受容体は又Fasに直接結合し、Fas誘導アポトーシスを防止する能力も有している。
HGF処理は癌の治療において用いられる細胞毒性剤を包含するDNA損傷剤により誘導されたアポトーシス作用を抑制することができる。研究によれば、HGF処理は肺癌、神経膠芽腫細胞、結腸癌細胞、乳癌細胞、頭部頚部の扁平上皮癌、骨髄腫細胞において、そして、上皮細胞系統において、細胞生存を増進している。一例としてMDA−MB−453ヒト乳癌細胞、EMT6マウス乳房腫瘍細胞、U373神経膠芽腫細胞又はMDCK腎上皮細胞のHGF処理はアドリアマイシン(ADR)、シスプラチン、カントテシン、タキソール、X線、ガンマ線照射又は紫外線照射のような細胞毒性剤により誘導されたアポトーシスに対向して細胞を保護する。アポトーシスの抑制に対するHGFの作用がある場合は、癌性の細胞におけるHGFの蓄積は癌の治療において観察されている放射線及び化学療法に抵抗性の表現型に寄与していると考えられる。即ちHGFシグナリングの抑制剤は癌の治療のための従来の細胞毒性剤との複合療法において使用される潜在性を有している。
b.遊走誘発及び形態形成
癌細胞が周囲の組織を侵襲氏、そして遠位の部位に遊走する能力は細胞の運動性の刺激に依存しており、そして、上皮及び内皮の細胞型の形態形成が関与している。これ等のプロセスは又、正常な臓器の発生及び創傷治癒のために重要である。しかしながら癌においては、細胞の運動性及び形態形成の調節不全が癌の進行及び転移に寄与している。それは更に又後述する通り腫瘍の血管形成にも重要である。HGFによる癌細胞の処理は多くのマトリックスにわたる細胞の急速な遊走を増進する。HGFはrho/rac経路の成分の活性化を介して細胞の移動及び形態形成を促進することができる。この経路は細胞骨格の再配列及び細胞−基盤接着のために重要である。rhoファミリーの数種のメンバーは癌において異常に発現される。HGF刺激により、MET受容体はc−CbI、PI3K、Grb2、Shc、Crk及びGab−1を包含するシグナリング分子に対するドッキング部位として機能する多数のチロシン残基上においてホスホリル化される。これ等の蛋白が次に、細胞骨格機序に連絡している下流のシグナリング経路を活性化し、接着結合部の分解、膜撹乱の刺激、及び指向性の細胞移動をもたらす。
癌細胞が周囲の組織を侵襲氏、そして遠位の部位に遊走する能力は細胞の運動性の刺激に依存しており、そして、上皮及び内皮の細胞型の形態形成が関与している。これ等のプロセスは又、正常な臓器の発生及び創傷治癒のために重要である。しかしながら癌においては、細胞の運動性及び形態形成の調節不全が癌の進行及び転移に寄与している。それは更に又後述する通り腫瘍の血管形成にも重要である。HGFによる癌細胞の処理は多くのマトリックスにわたる細胞の急速な遊走を増進する。HGFはrho/rac経路の成分の活性化を介して細胞の移動及び形態形成を促進することができる。この経路は細胞骨格の再配列及び細胞−基盤接着のために重要である。rhoファミリーの数種のメンバーは癌において異常に発現される。HGF刺激により、MET受容体はc−CbI、PI3K、Grb2、Shc、Crk及びGab−1を包含するシグナリング分子に対するドッキング部位として機能する多数のチロシン残基上においてホスホリル化される。これ等の蛋白が次に、細胞骨格機序に連絡している下流のシグナリング経路を活性化し、接着結合部の分解、膜撹乱の刺激、及び指向性の細胞移動をもたらす。
腫瘍の転移における細胞遊走の別の重要な要因は、細胞のアンカリング位置からのその解離及び散乱を増進する細胞の接触性の崩壊である。HGFシグナリングはβ−カテニン支援経路を介した細胞の散乱を増進し、細胞−細胞接触を維持するために重要であるE−カドヘリンのようなカドヘリンの漏出及び再分布をもたらす。
癌細胞の周囲組織への侵襲はまた細胞外マトリックスの分解を必要とする。HGFは蛋白分解性の酵素、例えばマトリックスメタロプロテイナーゼ、例えばMMp2、MMP7及びMMp9及びセリンプロテアーゼ、例えばプラスミノーゲン活性化物質uPAの分泌の刺激を介して癌細胞の侵襲性に寄与する。細胞外マトリックスのこの分解は原発腫瘍部位からの転移細胞の遊走、及び、遠位のドッキング部位における細胞の侵襲能力に寄与する。HGFは又腫瘍組織における細胞外マトリックス内に貯蔵される場合が多い。蛋白分解性酵素の分泌の後、この便利なHGF源が放出され、癌細胞の遊走及び侵襲に更に寄与することになる。細胞外マトリックスのヘパリンスルフェートグリコサミノグリカンもまたHGFとは独立してMETに結合し、運動性を調節する場合がある。
二次腫瘍生育の遠位の位置において、CD44及びインテグリンのような細胞表面分子は侵襲の遠位の部位への転移細胞のアンカリングにおいて役割を果たしている。HGF発現はCD44の発現を誘導できる。更に又、METはα6β4インテグリンのようなインテグリンとの相互作用を介したドッキングにおいて重要な役割を果たしている。
2.血管形成
血管形成因子(正及び負)に関する細胞受容体は多数の疾患のプロセスにおいて、例えば血管形成性の成長因子のバランスが改変されているか、及び/又は、血管形成の量又はタイミングが改変されている疾患及び状態において、介入点として機能できる。例えば、一部の状況において、腫瘍病巣に血液を供給する、そして、炎症応答及び他の異常な血管形成関連状態における血管形成のような、「不用な」血管形成は有害である場合がある。腫瘍の生育、又は慢性炎症における増殖の部位は、一般的に、その代謝上の必要性を支援するためには、近隣血管及び血管内皮細胞のリクルートメントを必要とする。その理由は組織内の酸素に対して拡散が限定されているためである。血管形成を要する状態の例は限定しないが、固形腫瘍及び血液学的悪性疾患、例えばリンパ腫、急性白血病及び多発性骨髄腫を包含し、これ等の場合、増大した数量の血管が病理学的な骨髄に観察される。血管形成のための刺激は、低酸素、炎症及びオンコジーンにおける遺伝子的罹患部又は疾患細胞遺伝子発現を改変する腫瘍抑制剤を包含する。
血管形成因子(正及び負)に関する細胞受容体は多数の疾患のプロセスにおいて、例えば血管形成性の成長因子のバランスが改変されているか、及び/又は、血管形成の量又はタイミングが改変されている疾患及び状態において、介入点として機能できる。例えば、一部の状況において、腫瘍病巣に血液を供給する、そして、炎症応答及び他の異常な血管形成関連状態における血管形成のような、「不用な」血管形成は有害である場合がある。腫瘍の生育、又は慢性炎症における増殖の部位は、一般的に、その代謝上の必要性を支援するためには、近隣血管及び血管内皮細胞のリクルートメントを必要とする。その理由は組織内の酸素に対して拡散が限定されているためである。血管形成を要する状態の例は限定しないが、固形腫瘍及び血液学的悪性疾患、例えばリンパ腫、急性白血病及び多発性骨髄腫を包含し、これ等の場合、増大した数量の血管が病理学的な骨髄に観察される。血管形成のための刺激は、低酸素、炎症及びオンコジーンにおける遺伝子的罹患部又は疾患細胞遺伝子発現を改変する腫瘍抑制剤を包含する。
a.血管形成プロセス
血管形成は循環内皮細胞前駆体(CEP)のリクルートメント、成長因子による新規内皮細胞(EC)生育の刺激、プロテアーゼによるECMの分解、ECの増殖、及び、腫瘍部位又は炎症により生じた他の増殖部位である標的への遊走を包含する幾つかの工程を包含する。これにより新しい毛細管が最終的に形成される。そのような血管は構造において正常である必要はない。それらは混沌とした構成及び血流を有する場合がある。血管内皮成長因子(VEGF)及びアンジオポエチンのような血管形成調節物質の不均衡のために、腫瘍又は炎症部位に供する新しい血管は屈曲して拡張し、直径は不均一であり、過剰な分枝部及び短絡部を伴っている。血流は変動し、低酸素誘導アポトーシス(頻繁にはp53発現の消失による)に対して耐性である変異体の選択の原因となる低酸素及びアシドーシスの領域を伴い;そしてプロ血管形成シグナルの生成が増強されている。疾患関連の血管壁は多くの開口部、拡張した内皮間の接合部、及び不連続又は欠落した基底膜を有し;これがこれ等の血管の高い血管透過性に寄与し、そして機能的なリンパ管/ドレナージの欠如と組み合わせられると、間質性高血圧をもたらす。疾患関連の血管は周皮細胞のような血管周囲の細胞及び組織の代謝的必要性に応答して血管作用性制御を通常は調節する平滑筋を欠いている場合がある。正常な血管とは異なり、腫瘍血管の血管ライニングはECの均質な層ではなく、頻繁にはECと腫瘍細胞のモザイクを含んでおり;腫瘍細胞により分泌されたECMをライニングとした癌細胞誘導血管チャンネルの概念は血管模倣物と称される。
血管形成は循環内皮細胞前駆体(CEP)のリクルートメント、成長因子による新規内皮細胞(EC)生育の刺激、プロテアーゼによるECMの分解、ECの増殖、及び、腫瘍部位又は炎症により生じた他の増殖部位である標的への遊走を包含する幾つかの工程を包含する。これにより新しい毛細管が最終的に形成される。そのような血管は構造において正常である必要はない。それらは混沌とした構成及び血流を有する場合がある。血管内皮成長因子(VEGF)及びアンジオポエチンのような血管形成調節物質の不均衡のために、腫瘍又は炎症部位に供する新しい血管は屈曲して拡張し、直径は不均一であり、過剰な分枝部及び短絡部を伴っている。血流は変動し、低酸素誘導アポトーシス(頻繁にはp53発現の消失による)に対して耐性である変異体の選択の原因となる低酸素及びアシドーシスの領域を伴い;そしてプロ血管形成シグナルの生成が増強されている。疾患関連の血管壁は多くの開口部、拡張した内皮間の接合部、及び不連続又は欠落した基底膜を有し;これがこれ等の血管の高い血管透過性に寄与し、そして機能的なリンパ管/ドレナージの欠如と組み合わせられると、間質性高血圧をもたらす。疾患関連の血管は周皮細胞のような血管周囲の細胞及び組織の代謝的必要性に応答して血管作用性制御を通常は調節する平滑筋を欠いている場合がある。正常な血管とは異なり、腫瘍血管の血管ライニングはECの均質な層ではなく、頻繁にはECと腫瘍細胞のモザイクを含んでおり;腫瘍細胞により分泌されたECMをライニングとした癌細胞誘導血管チャンネルの概念は血管模倣物と称される。
血管が急速に急性炎症の部位を侵襲する場合に同様の状況が起こる。血管形成性の血管のECは、ECの僅か0.01%のみが分裂している成人血管において観察される静態のECとは異なる。腫瘍血管形成の間、ECは高度に増殖性であり、成長因子受容体及び接着分子、例えばインテグリンを包含する活性化された内皮に特徴的な原形質膜蛋白を多数発現する。腫瘍は多くの機序を利用してその血管形成を増進し、そして各々の場合において、それらはこの目的のために正常な血管形成プロセスを転覆させる。この理由のため、内皮及び構造(血管新生の増大した分枝化を可能にする)に関して増殖性である血管形成因子の増大した生産が癌又は慢性炎症疾患のような患部において生じる可能性がある。
b.血管形成における細胞表面受容体
細胞表面受容体、例えば受容体チロシンキナーゼ(RTK)及びそれらのリガンドは血管形成の調節において役割を果たしている。血管形成性の内皮は休止期の内皮では観察されない多くの受容体を発現する。これ等には、RTK(即ちFGF、PDGF及びVEGF受容体)及び細胞外マトリックスに結合して内皮細胞の接着、遊走及び侵襲を媒介するインテグリンが包含される。活性化されたRTKにより媒介される機能は、内皮細胞の増殖、遊走及び増強された生存、並びに、血管周囲細胞及び血流運搬による循環内皮前駆体及び造血幹細胞の腫瘍へのリクルートメントの調節を包含する。
細胞表面受容体、例えば受容体チロシンキナーゼ(RTK)及びそれらのリガンドは血管形成の調節において役割を果たしている。血管形成性の内皮は休止期の内皮では観察されない多くの受容体を発現する。これ等には、RTK(即ちFGF、PDGF及びVEGF受容体)及び細胞外マトリックスに結合して内皮細胞の接着、遊走及び侵襲を媒介するインテグリンが包含される。活性化されたRTKにより媒介される機能は、内皮細胞の増殖、遊走及び増強された生存、並びに、血管周囲細胞及び血流運搬による循環内皮前駆体及び造血幹細胞の腫瘍へのリクルートメントの調節を包含する。
別のシグナリング経路も血管形成に関与する。間質細胞により生産されるアンジオポエチンAng1はRTK Tie−2に結合し、そして内皮細胞の細胞外マトリックス及び血管周囲細胞、例えば周皮細胞及び平滑筋との相互作用を増進することにより堅固で非漏出製の血管を形成する。PDGH及び塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF、別名FGF−2)はこれ等の血管周囲細胞のリクルートメントを支援する。Ang1は成熟血管の静態性及び安定性を維持するために必要とされ、そして、VEGF及び炎症性サイトカインにより通常は誘導される血管透過性を防止する。
間質細胞又は炎症性の細胞から分泌されるプロ血管形成サイトカイン、ケモカイン及び成長因子は血管新生に重要な寄与をもたらしており、それらにはbFGF、形質転換成長因子−α、TNF−アルファ及びIL−8が包含される。正常な内皮とは対照的に、血管形成内皮は内皮細胞の接着、遊走及び生存を媒介する細胞外マトリックス結合蛋白のインテグリンファミリーの特定数を過剰発現する。インテグリンは内皮細胞の拡張及び遊走を媒介し、そして内皮細胞のインテグリン発現をアップレギュレートすることができるHGF、VEGF及びbFGFにより誘導される血管形成のために必要とされる。VEGFは循環内皮細胞前駆体(CEP)及び造血幹細胞(HSC)の腫瘍への移動及びリクルートメントを増進し、そこでそれらは定着し、そして新血管の形成に協力すると考えられる。CEPはVEGFR2を発現するのに対し、HSCはVEGFR1、即ち受容体、又はVEGF及びP1GFを発現する。CEP及びHSCは両方とも共通の前駆体である血管芽細胞から誘導される。CEPは内皮細胞に分化すると考えられているのに対し、HSC誘導細胞(例えば腫瘍関連マクロファージ)の役割は内皮細胞の発芽及び安定化に必要な血管形成因子(VEGF、bFGF、アンジオポエチン)を分泌し、そして、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)を活性化させることにより細胞外マトリックスのリモデリング及び成長因子の放出をもたらすことであると考えられる。マウス腫瘍モデルにおいて、そしてヒト癌において、増大した数のCEP及びVEGFR1のサブセット又はVEGFR発現HSCが循環系中に検出され、これは血清中VEGFの上昇したレベルに相関していると考えられる。HGFはまた胚の発生、創傷治癒及び組織再生の間に生じる正常な生理学的血管形成にも寄与している。
c.腫瘍血管形成におけるHGF
血管新生は腫瘍生育において重要なプロセスである。原発腫瘍の生育及び転移部位の形成における重要な要素は、以前より存在している宿主血管からの新しい毛細管の形成を増進する腫瘍の能力である。腫瘍関連血管形成は微小環境からのシグナルに応答して増殖、遊走、侵襲及び分化する多くの異なる細胞型が関与する複雑なプロセスである。内皮細胞はHGF、VEGF、bFGF、Ang2及び他のプロ血管形成刺激に応答して宿主血管から発芽する。発芽はHGF/MET、VEGF/VEGFR2、Ang2/Tie−2及びインテグリン/細胞外マトリックスの相互作用により刺激される。骨髄誘導循環内皮前駆体はVEGFに応答して腫瘍に遊走し、内皮細胞に分化するのに対し、造血幹細胞は白血球に分化し、これには腫瘍関連マクロファージが包含され、これは血管形成性の成長因子を分泌し、そしてマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)を生産し、これが細胞外マトリックスをリモデリングし、そして結合成長因子を放出させる。
血管新生は腫瘍生育において重要なプロセスである。原発腫瘍の生育及び転移部位の形成における重要な要素は、以前より存在している宿主血管からの新しい毛細管の形成を増進する腫瘍の能力である。腫瘍関連血管形成は微小環境からのシグナルに応答して増殖、遊走、侵襲及び分化する多くの異なる細胞型が関与する複雑なプロセスである。内皮細胞はHGF、VEGF、bFGF、Ang2及び他のプロ血管形成刺激に応答して宿主血管から発芽する。発芽はHGF/MET、VEGF/VEGFR2、Ang2/Tie−2及びインテグリン/細胞外マトリックスの相互作用により刺激される。骨髄誘導循環内皮前駆体はVEGFに応答して腫瘍に遊走し、内皮細胞に分化するのに対し、造血幹細胞は白血球に分化し、これには腫瘍関連マクロファージが包含され、これは血管形成性の成長因子を分泌し、そしてマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)を生産し、これが細胞外マトリックスをリモデリングし、そして結合成長因子を放出させる。
HGFは血管内皮細胞における血管形成を増進する形態形成性変化の刺激により血管形成に寄与する。HGFシグナリングは内皮細胞において分枝化細管形成を刺激し、内皮細胞の運動性を改変する。HGFは又VEGF及びIL−8を包含する血管形成因子の発現をアップレギュレートすることができ、そして内皮細胞増殖を抑制して内皮細胞のアポトーシスを誘導するトロンボスポンジン−1(TPS−1)のような血管形成抑制因子のダウンレギュレーションをもたらす。HGFは又、上皮から間葉への転移及び血管形成に必要な細管及び管腔の形成の媒介に参加している。MET受容体を介したHGFシグナリングは血管形成に関連する形態形成性変化において重要な役割を果たしているが、HGF拮抗剤を用いた試験によれば、HGFの血管形成活性は部分的にはFGF及び/又はVEGFの受容体の活性化を介して機能していると考えられることが明らかになった。
腫瘍細胞が非血管区域に生じるか、そこに転移する場合、それらは低酸素及び栄養の欠乏により限定された大きさまでの生育を示す。この状態は他の限局的な増殖性疾患においても生じる可能性が高く、血管形成因子を生産する細胞の選択が可能となる。低酸素は腫瘍の血管形成の重要な調節要因となるが、転写因子低酸素誘導因子(HIF)1の安定化が関与するプロセスによるVEGF及びHGFの転写誘導を誘発する。正常酸素条件下では、EC HIF−1のレベルはVHL腫瘍サプレッサ遺伝子座によりコードされるユビキチンE3−リガーゼにより調節されるプロテオソーム媒介破壊により低レベルに維持される。低酸素条件下では、HIF−1蛋白はヒドロキシル化されず、そしてVHLとの会合は起こらず;従って、HIF−1レベルは上昇し、そしてHGF、VEGF、酸化窒素合成酵素(NOS)及びAng2を包含する標的遺伝子が誘導される。家族性の散発性腎細胞癌で起こるようなVHL遺伝子の消失もまた、HIF−1安定化及びVEGFの誘導をもたらす。大部分の腫瘍は貧弱な血流のために低酸素領域を有し、このような区域の腫瘍細胞はHIF−1発現に関しては陽性染色される。
d.他の血管疾患におけるHGF
血管形成は炎症性疾患において役割を果たしている。これ等の疾患は腫瘍の病巣と同様に増殖性の要素を有する。慢性関節リューマチにおいて、この1つの要素はパンヌスの形成をもたらす滑膜線維芽細胞の異常増殖を特徴とする。パンヌスは形質転換された細胞と共に一部の表現型の特徴を有する滑膜線維芽細胞よりなる。関節内でパンヌスが成長するに従い、それは多くのプロ血管形成シグナルを発現し、そして腫瘍と同様の新血管形成の要件の多くを経験する。追加的血液供給、新規血管形成の必要性は重大である。同様に、多くの慢性炎症状態が増殖性の要素を有し、それにおいては、それを構成する細胞の一部が形質転換された細胞に通常帰属する特徴を有する。
血管形成は炎症性疾患において役割を果たしている。これ等の疾患は腫瘍の病巣と同様に増殖性の要素を有する。慢性関節リューマチにおいて、この1つの要素はパンヌスの形成をもたらす滑膜線維芽細胞の異常増殖を特徴とする。パンヌスは形質転換された細胞と共に一部の表現型の特徴を有する滑膜線維芽細胞よりなる。関節内でパンヌスが成長するに従い、それは多くのプロ血管形成シグナルを発現し、そして腫瘍と同様の新血管形成の要件の多くを経験する。追加的血液供給、新規血管形成の必要性は重大である。同様に、多くの慢性炎症状態が増殖性の要素を有し、それにおいては、それを構成する細胞の一部が形質転換された細胞に通常帰属する特徴を有する。
過剰な血管形成が関与する状態の別の例は、増殖性糖尿病性網膜症(PDR)である(Lip等、Br J Ophthalmology 88:1543,2004)。PDRは血管形成性、炎症性及び増殖性の要素を有する。網膜の血管新生及びガラス体腔部への血管の陥入を特徴とし、増殖チャンネル周囲の出血及び瘢痕形成を伴う。HGF、VEGF及びアンジオポエチン−2の上昇した発現がPDR患者のガラス体液中に共通して検出される。この過剰発現は同様に疾患関連の血管のリモデリングと分枝化のために必要であり、これ等が次に疾患の増殖性の要素を支援する。VEGFは血管の透過性を増大させるために早期の段階において重要であるのに対し、HGFは血管新生における内皮細胞の生育において後期の段階で機能する。
3.HGFアイソフォーム及び癌及び血管形成
HGF/METシグナリングに拮抗する、及び/又は血管形成を抑制するHGFアイソフォームは、癌及び血管形成尾関連血管疾患の治療において使用できる。一般的に、血管形成阻害剤は、腫瘍に酸素を供給する血管の密度を低減することにより、腫瘍生育及び転移の強力な抑制剤となる。しかしながら、腫瘍の転移はまた血管の生育がない腫瘍の低酸素領域によっても寄与される。そのような低酸素は癌細胞内のMETのアップレギュレーションをもたらし、次にこれが、HGF/METシグナリング経路のアップレギュレーションを介して腫瘍の侵襲性生育能力をもたらす。即ちHGF/METシグナリングの抑制は抗血管形成療法と組み合わせて転移性生育を抑制することの追加的利点をもたらす。
HGF/METシグナリングに拮抗する、及び/又は血管形成を抑制するHGFアイソフォームは、癌及び血管形成尾関連血管疾患の治療において使用できる。一般的に、血管形成阻害剤は、腫瘍に酸素を供給する血管の密度を低減することにより、腫瘍生育及び転移の強力な抑制剤となる。しかしながら、腫瘍の転移はまた血管の生育がない腫瘍の低酸素領域によっても寄与される。そのような低酸素は癌細胞内のMETのアップレギュレーションをもたらし、次にこれが、HGF/METシグナリング経路のアップレギュレーションを介して腫瘍の侵襲性生育能力をもたらす。即ちHGF/METシグナリングの抑制は抗血管形成療法と組み合わせて転移性生育を抑制することの追加的利点をもたらす。
本明細書において提供されるものは、腫瘍形成及び/又は血管形成のプロセスにおける工程1つ以上をモジュレートできるHGFアイソフォームである。HGFアイソフォームの標的となる腫瘍生育及び血管形成の経路における例示される工程は図3に示す。HGFアイソフォームは単独で、間歇的に、単一又は2種以上の組成物中、又は、それらの他の組み合わせ中において投与できる。提供されるアイソフォームに属するものは、MET及び/又は他の受容体への結合に関してHGFと競合し、これにより循環HGFの相互作用を低減するものである。循環HGFの低減は癌発生における循環HGFの作用を減衰、例えば腫瘍の生育、侵襲及び腫瘍細胞の転移及び血管形成におけるその役割を抑制することができる。HGFアイソフォームは又、原発及び二次腫瘍の転移及び生育に寄与するものとしての血管形成並びに他の血管形成性の疾患を抑制することができる。
N.HGFアイソフォームを用いた例示される治療
本明細書において提供されるものは血管形成及び/又はMETの異常な活性化に関連する疾患及び状態に対するHGFアイソフォームを用いた治療の方法である。HGFアイソフォームは本明細書に記載したものを包含する種々の疾患及び状態の治療において使用できる。治療はポリペプチドとしての組成物として提供することができ、そしてターゲティング送達のためのターゲティング剤と連結又はリポソームのような送達ベヒクル中にカプセル化することができる、ポリペプチドの製剤を、適当な経路により投与することにより行うことができる。或いは、ポリペプチドをコードする核酸をネイキッドの核酸として、又は、ベクター、特に遺伝子療法ベクター中において、投与することができる。そのような遺伝子療法は対象から細胞を取り出すこと、ベクター又は核酸を細胞に導入すること、そして次に修飾した細胞を再導入することにより、エクスビボで行うことができる。遺伝子療法は又核酸又はベクターを直接投与することによりインビボで行うこともできる。
本明細書において提供されるものは血管形成及び/又はMETの異常な活性化に関連する疾患及び状態に対するHGFアイソフォームを用いた治療の方法である。HGFアイソフォームは本明細書に記載したものを包含する種々の疾患及び状態の治療において使用できる。治療はポリペプチドとしての組成物として提供することができ、そしてターゲティング送達のためのターゲティング剤と連結又はリポソームのような送達ベヒクル中にカプセル化することができる、ポリペプチドの製剤を、適当な経路により投与することにより行うことができる。或いは、ポリペプチドをコードする核酸をネイキッドの核酸として、又は、ベクター、特に遺伝子療法ベクター中において、投与することができる。そのような遺伝子療法は対象から細胞を取り出すこと、ベクター又は核酸を細胞に導入すること、そして次に修飾した細胞を再導入することにより、エクスビボで行うことができる。遺伝子療法は又核酸又はベクターを直接投与することによりインビボで行うこともできる。
本明細書において提供されるHGFアイソフォームを用いた治療は、限定しないが、細胞増殖及び血管新生に関連する疾患及び状態、例えば癌及び血管形成性の疾患、例えば慢性関節リューマチ、糖尿病性網膜症及び血管腫の治療を包含する。例示される治療及び前臨床試験を、HGFアイソフォームを用いた治療及び療法に関して説明する。そのような説明は例示を目的とするのみであり、特定のHGFアイソフォームに限定するものではない。当業者は、治療すべき疾患の型、疾患の重症度及び経過、分枝を予防又は治療目的の何れとして投与するのか、以前の療法、患者の臨床経過及び療法に対する応答、及び、担当医の判断に基づいて、投与すべき分子の適切な用量を決定できる。
1.癌
本明細書において提供されるものを包含するHGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号9〜14に記載するHGFアイソフォーム(及びコードする核酸)は癌を包含する細胞増殖性疾患の治療において使用できる。HGFシグナリングは、腫瘍の増殖及び侵襲に関連する細胞の成育、アポトーシスの抑制、細胞の形態形成、細胞接着及び細胞の運動性のような細胞プロセスに影響することにより癌の進行に寄与している。治療される癌の例は限定しないが、癌腫、リンパ腫、芽腫、肉腫及び白血病又はリンパ様悪性疾患を包含する。そのような癌の他の例は、扁平細胞癌(例えば扁平上皮細胞癌)、肺癌、例えば小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、肺の扁平上皮癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃及び腹部の癌、例えば胃腸の癌、膵臓癌、神経膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、ヘパトーム、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌又は腎癌、前立腺癌、外陰部癌、甲状腺癌、肝癌腫、肛門癌、陰茎癌並びに頭頚部癌を包含する。HGFアイソフォームにより治療可能な癌は一般的にMET受容体を発現する癌である。そのような癌はMETの発現を検出するための当該分野で知られた何れかの手段により、例えばRT−PCRにより、又は免疫組織化学的検討により、識別することができる。
本明細書において提供されるものを包含するHGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号9〜14に記載するHGFアイソフォーム(及びコードする核酸)は癌を包含する細胞増殖性疾患の治療において使用できる。HGFシグナリングは、腫瘍の増殖及び侵襲に関連する細胞の成育、アポトーシスの抑制、細胞の形態形成、細胞接着及び細胞の運動性のような細胞プロセスに影響することにより癌の進行に寄与している。治療される癌の例は限定しないが、癌腫、リンパ腫、芽腫、肉腫及び白血病又はリンパ様悪性疾患を包含する。そのような癌の他の例は、扁平細胞癌(例えば扁平上皮細胞癌)、肺癌、例えば小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、肺の扁平上皮癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃及び腹部の癌、例えば胃腸の癌、膵臓癌、神経膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、ヘパトーム、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌又は腎癌、前立腺癌、外陰部癌、甲状腺癌、肝癌腫、肛門癌、陰茎癌並びに頭頚部癌を包含する。HGFアイソフォームにより治療可能な癌は一般的にMET受容体を発現する癌である。そのような癌はMETの発現を検出するための当該分野で知られた何れかの手段により、例えばRT−PCRにより、又は免疫組織化学的検討により、識別することができる。
HGFアイソフォームを用いた癌の治療は腫瘍の生育及び転移を抑制できる。例えば、腫瘍細胞形成の動物モデルは、免疫無防備状態の無胸腺ヌードマウスにC6神経膠腫細胞を注射することにより作成できる。免疫無防備状態のマウスへの例えば1日1回のHGFアイソフォームの投与は、腫瘍の体積を低減し、そして腫瘍部位における細胞増殖を低減することができる。原発腫瘍の摘出により遠位の転移が頻発するルイス肺癌モデルと称される別のモデルにおいては、野生型ルイスは胃癌細胞の接種により生じた原発癌の切除の直前及び直後のHGFアイソフォームの投与により、肺表面の転移の数が減少する。
HGFアイソフォームは固形腫瘍の血管新生を呈する癌の治療のために使用できる。腫瘍の血管形成は腫瘍の生育及び転移にとって重要である。高血管性の腫瘍は転移を生じる危険性が増大している。HGFアイソフォームはHGFに加えてFGF及びVEGFのようなプロ血管形成因子の作用を抑制することにより血管の生育を抑制できる。HGFアイソフォームによる癌の治療のための療法は、腫瘍の血管発生及び生育を制御するために所定期間にわたってHGFアイソフォームの所定用量を投与することを包含する。HGFアイソフォームを腫瘍血管形成抑制のために使用できる例示される癌は限定しないが、乳房、結腸、膀胱、胃、肺、卵巣、膵臓及び前立腺の癌、リンパ腫及び悪性黒色腫を包含する。
2.血管形成性の疾患
本明細書において提供されるものを包含するHGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号9〜14に記載するHGFアイソフォーム(及びコードする核酸)は、異常な血管形成に関連する疾患、例えば慢性関節リューマチ、変形性関節症、乾癬、オスラー・ウェバー症候群、子宮内膜症、スティル病、心筋の血管形成、末梢血管拡張症、血友病性関節炎、加齢関連の黄斑変性、未熟児網膜症、角膜移植に対する拒絶、全身エリテマトーデス、アテローム性動脈硬化症、血管新生緑内障、脈絡膜血管新生、水晶体後線維増症、腱麻痺、神経線維腫、血管腫、聴神経腫、神経線維腫、トラコーマ、化膿性肉芽腫及び糖尿病関連疾患、例えば増殖性糖尿病性網膜症及び血管疾患の治療において使用できる。HGFアイソフォームを用いた治療のための疾患標的として意図される非限定的な血管形成性の疾患の例を以下に説明する。
本明細書において提供されるものを包含するHGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号9〜14に記載するHGFアイソフォーム(及びコードする核酸)は、異常な血管形成に関連する疾患、例えば慢性関節リューマチ、変形性関節症、乾癬、オスラー・ウェバー症候群、子宮内膜症、スティル病、心筋の血管形成、末梢血管拡張症、血友病性関節炎、加齢関連の黄斑変性、未熟児網膜症、角膜移植に対する拒絶、全身エリテマトーデス、アテローム性動脈硬化症、血管新生緑内障、脈絡膜血管新生、水晶体後線維増症、腱麻痺、神経線維腫、血管腫、聴神経腫、神経線維腫、トラコーマ、化膿性肉芽腫及び糖尿病関連疾患、例えば増殖性糖尿病性網膜症及び血管疾患の治療において使用できる。HGFアイソフォームを用いた治療のための疾患標的として意図される非限定的な血管形成性の疾患の例を以下に説明する。
a.関節炎及び慢性炎症性疾患
HGFアイソフォーム、例えば限定しないが、本明細書に記載したHGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアミノ酸の配列を含有するポリペプチドは、炎症性の疾患及び状態、例えば関節炎、炎症性肺疾患、クローン病及び乾癬の治療において使用できる。炎症性応答は脈管の拡張及び透過性亢進及び内皮細胞の活性化とその後の毛細管及び細静脈の血管形成性リモデリングを特徴とする。血管形成因子の刺激は正常な炎症応答の部分であり得るが、慢性炎症は頻繁には毛細管密度の顕著な増大及び血管の過剰な拡張を特徴とする。炎症組織は頻繁にはVEGF、FGF及びHGFのようなプロ血管形成因子のアップレギュレーションを誘発する低酸素である。血管形成の抑制は炎症組織への栄養の供給を低減し、組織への炎症細胞の進入をブロックし、そして、内皮細胞活性化及びサイトカイン及び細胞外マトリックスプロテイナーゼの分泌を防止する。
HGFアイソフォーム、例えば限定しないが、本明細書に記載したHGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアミノ酸の配列を含有するポリペプチドは、炎症性の疾患及び状態、例えば関節炎、炎症性肺疾患、クローン病及び乾癬の治療において使用できる。炎症性応答は脈管の拡張及び透過性亢進及び内皮細胞の活性化とその後の毛細管及び細静脈の血管形成性リモデリングを特徴とする。血管形成因子の刺激は正常な炎症応答の部分であり得るが、慢性炎症は頻繁には毛細管密度の顕著な増大及び血管の過剰な拡張を特徴とする。炎症組織は頻繁にはVEGF、FGF及びHGFのようなプロ血管形成因子のアップレギュレーションを誘発する低酸素である。血管形成の抑制は炎症組織への栄養の供給を低減し、組織への炎症細胞の進入をブロックし、そして、内皮細胞活性化及びサイトカイン及び細胞外マトリックスプロテイナーゼの分泌を防止する。
慢性関節リューマチ及び変形性関節症の患者の滑液中には、上昇したレベルのVEGF、FGF及びHGF及び他のプロ血管形成因子が観察される。慢性関節リューマチにおいては、滑膜パンヌスが過形成となり、関節軟骨及び周囲の骨を侵襲する。侵襲されたパンヌスへの必要な酸素及び栄養を提供するための滑膜中の増大した血管密度をもたらす血管の再組織化が起こる。増大した血管の透過性はまた浮腫及び関節の膨潤を増大させる場合がある。変形性関節症においては、やはり滑膜中の血管の再組織化が起こるが;侵襲パンヌスによる骨及び軟骨の分解の代わりに、軟骨の直接の血管侵襲及び骨軟骨接合部における増大した血管化による軟骨細胞の肥大及び軟骨内骨化が起こる。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いた慢性関節リューマチ及び変形性関節症の治療は関節の損傷をもたらす血管新生プロセスを抑制することによりこれ等の疾患に関連する症状を緩解することができる。
慢性線維増殖性の障害、例えば炎症性肺線維症は調節不全の血管形成を呈し、そして線維増殖症及び細胞外マトリックスの付着に寄与すると考えられる。血管形成の刺激は肺の炎症の間にアップレギュレートされるプロ血管形成因子の不均衡に起因して生じる。旺盛な血管新生が広範な間質性線維症を有する患者の肺において観察される。血管の再分布もまた、必要な気腔から更に離れるように血流を迂回させる炎症組織近傍の血管の形成に好都合な肺胞壁における低減した血管密度を介してガス交換の障害となる場合がある。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いた肺の炎症の治療は、血管のネットワークの望ましくない再分布及の防止及び組織炎症の低減において役立つものとなる。
血管の拡張及び膨大もまた乾癬及びクローン病のような他の炎症性疾患の進行において役割を果たしている。乾癬性の皮膚は異常に増殖する上皮細胞及び血管、毛細管漏出及びVEGF及びIL−8を包含するプロ血管形成因子の過剰生産を特徴とする。乾癬患部の下方の血管は豊富であり、延長されている。VEGFの発現増大を示す皮膚疾患もまた伏在する内皮細胞における豊富なVEGF受容体発現を示す。同様に、VEGFの上昇したレベルがクローン病のような炎症性腸疾患の患者の血清中に観察される。増大した血管透過性はマクロファージ浸潤のリクルートメント及び傷害を有する組織に対抗する免疫応答の刺激に寄与していると考えられる。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いた乾癬及びクローン病のような炎症性障害の治療は慢性の炎症に関連する症状を緩解することができる。
HGFアイソフォームは又アテローム性動脈硬化症のような血管疾患を治療するために使用できる。血管形成の刺激は、増大した血管の弛緩及び血管患部へのマクロファージのリクルートメントを介してアテローム性動脈硬化性のプラークの形成及び成長に寄与することができる。アテローム性動脈硬化性プラークの部位における増大した炎症応答が炎症の拡大をもたらす。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いた治療はアテローム性動脈硬化性の疾患におけるプラークの成長を防止するために使用できる。
b.眼の疾患
HGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列を含有するポリペプチドのような本明細書に記載したHGFアイソフォームは、加齢関連黄斑変性及び増殖性糖尿病性網膜症を包含する眼の疾患及び状態の治療において使用できる。加齢関連黄斑変性は蓄積した黄斑ドルーゼの蓄積、Brusch膜における細胞外付着、及び、網膜色素上皮(RPE)機能不全が黄斑ドルーゼに積層するRPE及び光受容体における細胞及び分子の変性により起こること、を原因とする視力喪失を伴う。RPEにおいて生じる細胞及び分子の変化は、一部は加齢眼における酸化的ストレスを原因とし、サイトカイン、マトリックス組織化、細胞接着及びアポトーシスに関する遺伝子の発現の改変を包含し、これにより、RPE−Bruch膜の境界において局所的な炎症応答が誘導される化膿性がある。例えば、酸化的ストレスは早期の加齢関連黄斑変性におけるRPE及び光受容体層中の血管形成因子、例えばHGFの蓄積を誘導し、そしてNFκB核局在及びアポトーシスを包含する種々の炎症事象を誘導する。HGFはRPE及び血管内皮細胞の分割及び遊走を刺激する。HGFは又、新しい血管の形成を増進する他の成長因子の生産を刺激し、そして、細胞外マトリックスへの血管細胞の侵襲により直接的に血管新生を支援する。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いた早期の段階の加齢関連黄斑変性の治療は疾患の症状1つ以上を緩解することができる。
HGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列を含有するポリペプチドのような本明細書に記載したHGFアイソフォームは、加齢関連黄斑変性及び増殖性糖尿病性網膜症を包含する眼の疾患及び状態の治療において使用できる。加齢関連黄斑変性は蓄積した黄斑ドルーゼの蓄積、Brusch膜における細胞外付着、及び、網膜色素上皮(RPE)機能不全が黄斑ドルーゼに積層するRPE及び光受容体における細胞及び分子の変性により起こること、を原因とする視力喪失を伴う。RPEにおいて生じる細胞及び分子の変化は、一部は加齢眼における酸化的ストレスを原因とし、サイトカイン、マトリックス組織化、細胞接着及びアポトーシスに関する遺伝子の発現の改変を包含し、これにより、RPE−Bruch膜の境界において局所的な炎症応答が誘導される化膿性がある。例えば、酸化的ストレスは早期の加齢関連黄斑変性におけるRPE及び光受容体層中の血管形成因子、例えばHGFの蓄積を誘導し、そしてNFκB核局在及びアポトーシスを包含する種々の炎症事象を誘導する。HGFはRPE及び血管内皮細胞の分割及び遊走を刺激する。HGFは又、新しい血管の形成を増進する他の成長因子の生産を刺激し、そして、細胞外マトリックスへの血管細胞の侵襲により直接的に血管新生を支援する。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いた早期の段階の加齢関連黄斑変性の治療は疾患の症状1つ以上を緩解することができる。
増殖性糖尿病性網膜症(PDR)は網膜の血管新生及びガラス体腔部への血管の陥入を特徴とし、これは増殖チャンネル周囲の出血及び瘢痕形成をもたらす。HGFの発現はPDRを有する患者の眼のガラス体液中で顕著に上昇している。VEGFの発現はPDRにおいてやはりアップレギュレートされ、そして血管の透過性を増大させるためにその早期の段階において重要であるのに対し、HGFは血管新生のために必要な内皮細胞の生育及び活性化のより後の段階において機能する。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いたPDRの治療はHGF及びVEGF経路による網膜血管生育刺激の抑制において役立つものとなる。
c.子宮内膜症
HGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列を含有するポリペプチドのような本明細書に記載したHGFアイソフォームは、子宮内膜症の治療において使用できる。調節された血管形成は女性の月経周期において生じる正常なプロセスであるが;子宮内膜症においては、子宮内膜は増強された内皮細胞増殖を特徴とする過剰な血管形成を示す。これ等の内皮細胞はプロ血管形成性のαvβ3インテグリンの高発現を有する。増大した生育は、卵巣、ファロピアン管、子宮を支持している靭帯、膣と直腸の間の区域、子宮の外表面及び骨盤腔のライニングを包含する腹腔の区域に移植して生育する結節又は患部の形成による腫瘍生育の特徴の一部を模倣している。生育は又、腸又は直腸、膀胱、膣、子宮頚部及び外陰部における腹部手術瘢痕においても観察される。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いた子宮内膜症の治療は過剰な子宮内膜の血管形成及び結節の成長の抑制において役立つものとなる。
HGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列を含有するポリペプチドのような本明細書に記載したHGFアイソフォームは、子宮内膜症の治療において使用できる。調節された血管形成は女性の月経周期において生じる正常なプロセスであるが;子宮内膜症においては、子宮内膜は増強された内皮細胞増殖を特徴とする過剰な血管形成を示す。これ等の内皮細胞はプロ血管形成性のαvβ3インテグリンの高発現を有する。増大した生育は、卵巣、ファロピアン管、子宮を支持している靭帯、膣と直腸の間の区域、子宮の外表面及び骨盤腔のライニングを包含する腹腔の区域に移植して生育する結節又は患部の形成による腫瘍生育の特徴の一部を模倣している。生育は又、腸又は直腸、膀胱、膣、子宮頚部及び外陰部における腹部手術瘢痕においても観察される。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いた子宮内膜症の治療は過剰な子宮内膜の血管形成及び結節の成長の抑制において役立つものとなる。
3.マラリア
HGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列を含有するポリペプチドのような本明細書に記載したHGFアイソフォームは、マラリアの治療において使用できる。マラリアの起因生物はPlasmodiumであり、これは肝細胞に感染して哺乳類の感染を開始する。HGFはHGFのその受容体METを介したシグナリングに依存している感染に対して肝細胞を感受性とする。HGFにより誘導されたMETシグナリングは肝細胞内の寄生虫の早期の発生のために必要な宿主細胞細胞骨格の形態形成性の再配列を誘導する。Plasmodiumによる肝細胞の感染はまたHGF−METシグナリングにより誘導される抗アポトーシスシグナルによっても寄与されている。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いたマラリアの治療はマラリアの感染を防止できる。
HGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列を含有するポリペプチドのような本明細書に記載したHGFアイソフォームは、マラリアの治療において使用できる。マラリアの起因生物はPlasmodiumであり、これは肝細胞に感染して哺乳類の感染を開始する。HGFはHGFのその受容体METを介したシグナリングに依存している感染に対して肝細胞を感受性とする。HGFにより誘導されたMETシグナリングは肝細胞内の寄生虫の早期の発生のために必要な宿主細胞細胞骨格の形態形成性の再配列を誘導する。Plasmodiumによる肝細胞の感染はまたHGF−METシグナリングにより誘導される抗アポトーシスシグナルによっても寄与されている。HGFアイソフォーム、例えば配列番号10、12、14、18又は20に記載したアイソフォームの1つ以上を用いたマラリアの治療はマラリアの感染を防止できる。
4.複合療法
本明細書において提供されるものを包含するHGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20に記載するHGFアイソフォーム(及びコードする核酸)は相互に組み合わせて、及び/又は他の薬剤、分子又は既存の薬剤及び治療薬と組み合わせて、本明細書に記載した、又は当該分野で知られた疾患及び状態、特に癌及び他の増殖性障害及び/又は異常な血管形成の関与するものの治療において使用できる。例えば、HGFアイソフォームは扁平細胞癌(例えば扁平上皮細胞癌)、肺癌、例えば小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、肺の扁平上皮癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃及び腹部の癌、例えば胃腸の癌、膵臓癌、神経膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、ヘパトーム、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌又は腎癌、前立腺癌、外陰部癌、甲状腺癌、肝癌腫、肛門癌、陰茎癌並びに頭頚部癌及び異常なMET活性化が関与する他の癌を包含する癌を治療する抗腫瘍剤と共に投与できる。
本明細書において提供されるものを包含するHGFアイソフォーム、例えば限定しないが、配列番号10、12、14、18又は20に記載するHGFアイソフォーム(及びコードする核酸)は相互に組み合わせて、及び/又は他の薬剤、分子又は既存の薬剤及び治療薬と組み合わせて、本明細書に記載した、又は当該分野で知られた疾患及び状態、特に癌及び他の増殖性障害及び/又は異常な血管形成の関与するものの治療において使用できる。例えば、HGFアイソフォームは扁平細胞癌(例えば扁平上皮細胞癌)、肺癌、例えば小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、肺の扁平上皮癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃及び腹部の癌、例えば胃腸の癌、膵臓癌、神経膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、ヘパトーム、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌又は腎癌、前立腺癌、外陰部癌、甲状腺癌、肝癌腫、肛門癌、陰茎癌並びに頭頚部癌及び異常なMET活性化が関与する他の癌を包含する癌を治療する抗腫瘍剤と共に投与できる。
抗腫瘍剤の例は、血管形成抑制剤、抗増殖剤、骨再吸収抑制剤、DNA修飾/修復剤、DNA合成抑制剤、DNA−RNA転写調節物質、酵素活性化剤、酵素阻害剤、HSP−90阻害剤、微小管抑制剤及び他の治療用補助物質を包含する。HGFアイソフォームと組み合わせて使用できる抗腫瘍剤の例は、限定しないが、アンジオスタチン、塩酸DL−α−ジフルオロメチルオルニチン固体、エンドスタチン、ゲニステイン、スタウロスポリン、サリドマイド、N−アセチル−D−スフィンゴシン、アロエ−エモジン、アピゲニン、ベルベリンクロリド型、ジクロロメチレンジホスホン酸2ナトリウム塩、エモジン、N−ヘキサノイル−D−スフィンゴシン、7β−ヒドロキシコレステロール、25−ヒドロキシコレステロール、ハイパーフォリン、パルテノリド、ラパマイシン、アレンドロネートナトリウム3水和物、エチロロネート2ナトリウム固体、パミドロネート2ナトリウム塩、アフィジコリン、硫酸ブレオマイシン、カルボプラチン、カルムスチン、クロラムブシル、シクロホスファミド1水和物、ダカルバジン、シス−ジアミン白金(II)2塩化物結晶、6,7−ジヒドロキシクマリン、メルファラン粉末、塩酸メトキシアミン、マイトマイシンC、2塩酸ミトキサントロン、オキサリプラチン固体、アメトプテリン、シトシンβ−D−アラビノフラノシド、5−フルオロ−5’−デオキシウリジン、ガンシクロビル、ヒドロキシ尿素、6−メルカプトプリン1水和物、塩酸ダウノルビシン、(−)−デグエリン、ホルメスタン、ホストリエシン、インドメタシン、オキサムフラチン、トリホスチンAG、尿トリプシン阻害剤、コレカルシフェロール、メラトニン、塩酸ラロキシフェン、タモキシフェン、トログリタゾン及び/又はゲルタナマイシンを包含する。
HGFアイソフォームはMET活性化を抑制する他の薬剤と組み合わせて投与できる。例えば、HGFアイソフォームはMET受容体の他の拮抗剤又は中和剤、例えば抗HGF抗体、切断不可能なプロHGF、METの組み換えSemaドメイン及び/又は可溶性METアイソフォームと共に投与できる。例示される可溶性METアイソフォームは配列番号84〜114に記載するMETアイソフォームの何れか1つを包含できる。HGFアイソフォームはまた、METの2量体化及びシグナリングを防止する薬剤、例えば優性阻害受容体、抗MET Sema抗体、ATP競合物質、SH2競合物質、PtdIns3K、MAPK又はSTAT3阻害剤のような特異的トランスデューサーの阻害剤、及び/又は、アンチセンス、リボザイム、RNAi又はMET発現をサイレント化する他の分子と組み合わせて投与できる。
イントロン融合蛋白及び癌及び異常な血管形成の関与する他の疾患を治療するための細胞表面受容体(CSR)ポリペプチドアイソフォームを包含する他の物質とのHGFアイソフォームの組み合わせが意図される(例えば本明細書及び同時係争中及び公開された米国特許出願09/942,959、09/234,208、09/506,079;米国特許暫定出願60/571,289、60/580,990及び60/666,825;及び米国特許6,414,130、公開国際PCT出願WO00/44403、WO01/61356、WO2005/016966に記載するものを参照)。細胞表面受容体アイソフォームはMETアイソフォーム又は他の細胞表面受容体アイソフォーム、例えば受容体チロシンキナーゼ又は腫瘍壊死因子受容体、例えばVEGFR、FGFR、PDGFR、MET、TIE、Eph、RAGE及びTNFRファミリーのメンバーのアイソフォームを包含できる。これ等は
組み合わせは、2種以上の細胞表面受容体又は癌細胞の増殖、生育、侵襲及び転移に関与する工程、及び/又は、血管形成及び/又は内皮細胞の維持の経路に関与する工程をターゲティングすることができ、或いは、2種以上の細胞表面受容体又は疾患過程、例えばこれ等の経路の一方又は両方の関与が示唆されている何れか、例えば血管形成性の疾患、例えば糖尿病、癌及び本明細書に記載し当該分野で知られた他の全てにおける工程をターゲティングすることができる。2種以上の薬剤は単一の組成物として投与することができ、或いは、同時、間歇的又は逐次的に2種以上の組成物(2種より多い薬剤がある場合)として投与できる。それらは別個に2種以上の組成物を含有するキットとして、又は、組み合わせられた組成物として、そして場合により投与に関する説明書及び/又はシリンジのような投与のための装置と共に、パッケージ化することができる。
5.HGFアイソフォーム活性の評定
必要に応じて、動物モデルを用いることにより候補治療薬であるHGFアイソフォームを評定することができる。評価することができるパラメーターは限定しないが、薬効及び濃度応答性、安全性、薬物動態、種間の換算及び組織分布を包含する。モデル動物試験は本明細書に記載並びに当該分野で知られた試験を包含する。動物モデルを用いることにより得られたデータから次に臨床治験の設計及びHGFアイソフォームを用いた治療のためのヒトの用量を推定することができ、例えば、薬効及び濃度応答性は動物モデルの結果から推定することができる。
必要に応じて、動物モデルを用いることにより候補治療薬であるHGFアイソフォームを評定することができる。評価することができるパラメーターは限定しないが、薬効及び濃度応答性、安全性、薬物動態、種間の換算及び組織分布を包含する。モデル動物試験は本明細書に記載並びに当該分野で知られた試験を包含する。動物モデルを用いることにより得られたデータから次に臨床治験の設計及びHGFアイソフォームを用いた治療のためのヒトの用量を推定することができ、例えば、薬効及び濃度応答性は動物モデルの結果から推定することができる。
以下の実施例は説明を目的とするのみであり、本発明の範囲を限定する意図はない。
HGFアイソフォームのクローニング
A.メッセンジャーRNAの製造
健常又は罹患した組織又は細胞系統に由来する主要ヒト組織型から単離したmRNAをClontech(BD Biosciences,Clontech,Palo Alto,CA)及びStratagene(La Jolla,CA)から購入した。等量のmRNAをプールし、逆転写系PCR増幅(RT−PCR)のための鋳型として使用した。
A.メッセンジャーRNAの製造
健常又は罹患した組織又は細胞系統に由来する主要ヒト組織型から単離したmRNAをClontech(BD Biosciences,Clontech,Palo Alto,CA)及びStratagene(La Jolla,CA)から購入した。等量のmRNAをプールし、逆転写系PCR増幅(RT−PCR)のための鋳型として使用した。
B.cDNA合成
mRNAを10分間40%DMSOの存在下70°Cで変性し、氷上でクエンチングした。第1鎖cDNAは、10%DMSO、50mMトリス塩酸(pH8.3)、75mMKCl、3mM MgCl2、10mM DTT、2mM各dNTP、5μg mRNA及び200単位のStratascript逆転写酵素(Stratagene,La Jolla,CA)を含有する20μl反応液中において200ngオリゴ(dT)又は20ngランダム6量体の何れかを用いて合成した。1時間37°Cでインキュベートした後、両方の反応液のcDNAをプールし、10単位のRNase H(Promega,Madison,WI)で処理した。
mRNAを10分間40%DMSOの存在下70°Cで変性し、氷上でクエンチングした。第1鎖cDNAは、10%DMSO、50mMトリス塩酸(pH8.3)、75mMKCl、3mM MgCl2、10mM DTT、2mM各dNTP、5μg mRNA及び200単位のStratascript逆転写酵素(Stratagene,La Jolla,CA)を含有する20μl反応液中において200ngオリゴ(dT)又は20ngランダム6量体の何れかを用いて合成した。1時間37°Cでインキュベートした後、両方の反応液のcDNAをプールし、10単位のRNase H(Promega,Madison,WI)で処理した。
C.PCR増幅
RT−PCRクローニングのためのフォワード及びリバースプライマーはHGFのスプライシング変異体をクローニングするように設計した。Hiller等(Genome Biology 2005.6:R58)の記載した方法を用いながら、フォワードプライマー(F1、F2)は開始コドンにフランキングするように選択し、そしてリバースプライマー(イントロン11R1、イントロン11R2又はイントロン13R1)はHGFゲノム配列(表6)のイントロン配列から選択した(表7参照)。各PCR反応は10ngの逆転写cDNA、0.2μMのF1/R1プライマー混合物、1mM Mg(OAc)2、0.2mMdNTP(Amersham,Piscataway,NJ)、1X XL−Buffer及び0.04U/μlrTthDNAポリメラーゼ(Applied Biosystems)を総量70μl中に含有するものとした。PCR条件は94℃45秒、60℃1分及び68℃2分を36サイクルとした。反応は68℃20分の伸長により終止した。ネステッドPCRは1μlの上記RT−PCR産物、F2/R2プライマー混合物、1mM Mg(OAc)2、0.2mM dNTP、1X XL−Buffer及び0.04U/μl rTth DNAポリメラーゼ(Applied Biosystems)を総量70μlで実施した。PCR条件は94℃45秒、60℃1分及び68℃2分を33サイクルとした。反応は68℃20分の伸長により終止した。
RT−PCRクローニングのためのフォワード及びリバースプライマーはHGFのスプライシング変異体をクローニングするように設計した。Hiller等(Genome Biology 2005.6:R58)の記載した方法を用いながら、フォワードプライマー(F1、F2)は開始コドンにフランキングするように選択し、そしてリバースプライマー(イントロン11R1、イントロン11R2又はイントロン13R1)はHGFゲノム配列(表6)のイントロン配列から選択した(表7参照)。各PCR反応は10ngの逆転写cDNA、0.2μMのF1/R1プライマー混合物、1mM Mg(OAc)2、0.2mMdNTP(Amersham,Piscataway,NJ)、1X XL−Buffer及び0.04U/μlrTthDNAポリメラーゼ(Applied Biosystems)を総量70μl中に含有するものとした。PCR条件は94℃45秒、60℃1分及び68℃2分を36サイクルとした。反応は68℃20分の伸長により終止した。ネステッドPCRは1μlの上記RT−PCR産物、F2/R2プライマー混合物、1mM Mg(OAc)2、0.2mM dNTP、1X XL−Buffer及び0.04U/μl rTth DNAポリメラーゼ(Applied Biosystems)を総量70μlで実施した。PCR条件は94℃45秒、60℃1分及び68℃2分を33サイクルとした。反応は68℃20分の伸長により終止した。
PCR産物を0.8%アガロースゲル上で電気泳動し、検出可能なバンドから得たDNAをGelstar(BioWhitaker Molecular Application,Walkersville,MD)で染色した。DNAバンドはQiaQuickゲル抽出キット(Qiagen,Valencia,CA)で抽出し、pDrive UA−クローニングベクター(Qiagen)にライゲーションし、そしてDH10B細胞(Invitrogen,Carlsbad,CA)に形質転換した。組み換えプラスミドは25μg/mlカナマイシン、0.1mM IPTG及び60μg/mlX−galを含有するLB寒天プレート上で選択した。各トランスフェクションに付き、12コロニーを無作為に釣菌し、そのcDNAインサートの大きさは、UAベクタープライマーを用いながらPCRにより測定した。クローンはM13フォワード及びリバースベクタープライマーを用いて両方向から配列決定した。全てのクローンはギャップ領域を横切って指定された配列決定終了までカスタムプライマーを用いて完全に配列決定した。
E.配列分析
SIM4(スプライシング変異体の分析のためのコンピュータープログラム)を用いた各cDNA配列をその対応するゲノム配列に対するアライメントによりオルタナティブスプライシングのコンピューター分析を実施した。カノニカル(例えばGT−AG)なドナー−アクセプタースプライシング部位を有する転写物のみを分析の対象とした。HGFアイソフォームをコードするクローンを更に検討した(下記表8参照)。
SIM4(スプライシング変異体の分析のためのコンピュータープログラム)を用いた各cDNA配列をその対応するゲノム配列に対するアライメントによりオルタナティブスプライシングのコンピューター分析を実施した。カノニカル(例えばGT−AG)なドナー−アクセプタースプライシング部位を有する転写物のみを分析の対象とした。HGFアイソフォームをコードするクローンを更に検討した(下記表8参照)。
G.例示されるHGFアイソフォーム
本明細書に記載した方法を用いて製造したHGFアイソフォームをコードする核酸分子の例を表8に記載する。HGFアイソフォームをコードする核酸分子が提供され、そしてその配列は配列番号9、11、13、17又は19に記載する。例示されるHGFアイソフォームのポリペプチドの配列を配列番号10、12、14、18又は20に記載する。
本明細書に記載した方法を用いて製造したHGFアイソフォームをコードする核酸分子の例を表8に記載する。HGFアイソフォームをコードする核酸分子が提供され、そしてその配列は配列番号9、11、13、17又は19に記載する。例示されるHGFアイソフォームのポリペプチドの配列を配列番号10、12、14、18又は20に記載する。
Claims (107)
- HGFリガンドのK4ドメインの全て又は一部分を含む単離されたHGFポリペプチドアイソフォームであって、該HGFポリペプチドがイントロン融合蛋白である、アイソフォーム。
- 前記HGFポリペプチドが同種のHGF遺伝子のイントロン1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16及び17から選択されるイントロンの全て又は一部分を包含するヌクレオチドの配列によりコードされる請求項1記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記同種のHGF遺伝子の配列が配列番号1に示されるか;又はその対立遺伝子又は種変異体である請求項1又は請求項2記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記HGFポリペプチドが、配列番号1の相当する部分によりコードされるアミノ酸の配列とその完全長にわたって少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有する請求項3記載の単離されたHGFポリペプチド。
- 前記同種のHGFポリペプチドが、配列番号1によりコードされるアミノ酸の配列と少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有する請求項3記載の単離されたHGFポリペプチド。
- N末端ドメインの全て又は部分、K1ドメインの全て又は部分、K2ドメインの全て又は部分又はK3ドメインの全て又は部分、あるいはその組合せを更に含有する請求項1〜5の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記イントロンがイントロン11の全て又は一部分である請求項2〜6の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドがイントロン11によりコードされるアミノ酸少なくとも1つに作動可能に連結している請求項1〜7の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドがイントロン11によりコードされるアミノ酸3つを含む請求項8記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記HGFポリペプチドが配列番号10、12、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列と少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有する請求項9記載の単離されたHGFポリペプチド。
- 配列番号10、12、18又は20の何れかに記載のアミノ酸の配列を含むか、又はその対立遺伝子変異体である請求項9又は10記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記対立遺伝子変異体が配列番号16に記載の対立遺伝子変異のアミノ酸1つ以上を含む請求項11記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドが配列番号10、12、18又は20の何れかに記載のアミノ酸と同数のアミノ酸を含有する請求項9〜12の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- Sepドメインの全てまたは一部をさらに含む、請求項1〜6の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記イントロンがイントロン13の全て又は部分である請求項13記載の単離されたHGFポリペプチド。
- 前記HGFポリペプチドが配列番号14に記載のアミノ酸の配列と少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有する請求項14記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 配列番号14に記載のアミノ酸の配列を含むか、又はその対立遺伝子又は種変異体である請求項14又は15記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記変異体が配列番号16に記載の対立遺伝子変異のアミノ酸1つ以上を含む請求項16記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドが配列番号14に記載するアミノ酸と同数のアミノ酸を含有する請求項15〜17の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドが同種のHGFポリペプチドの拮抗剤である請求項1〜18の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドがMET受容体に結合する請求項19記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドが有糸分裂誘発、形態形成及び遊走誘発の1つ以上から選択されるMET媒介活性を抑制する請求項20記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドが血管形成を抑制する請求項1〜18の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドがグリコサミノグリカンに結合する請求項22記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記グリコサミノグリカンがヘパリンスルフェートである請求項23記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドが血管形成分子に結合する請求項22記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記血管形成分子がATPシンターゼ、アンジオモチン、αvβ3インテグリン、アネキシンII、MET、VEGFR及びFGFRから選択される請求項25記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドが同種のHGF、FGF−2又はVEGFにより誘導される血管形成を抑制する請求項22〜26の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 前記ポリペプチドが拮抗性であり、そして血管形成を抑制する請求項1〜27の何れかに記載の単離されたHGFポリペプチドアイソフォーム。
- 請求項1〜28の何れかに記載のHGFポリペプチドアイソフォームを含む医薬組成物。
- 同種のHGFポリペプチドに拮抗するために有効なポリペプチドの量を含む請求項29記載の組成物。
- 同種のHGFと拮抗することが、有糸分裂誘発、遊走誘発及び形態形成の何れかの1つ以上から選択されるMET媒介活性1つ以上を抑制する請求項30記載の組成物。
- 血管形成を抑制するために有効な前記ポリペプチドの量を含む請求項29記載の組成物。
- 前記ポリペプチドが同種のHGF、FGF−2又はVEGFにより誘導される血管形成を抑制する請求項32記載の組成物。
- 抗癌剤及び/又は抗血管形成剤を更に含む請求項29〜33の何れかに記載の組成物。
- 請求項1〜28の何れかのHGFポリペプチドをコードする核酸分子。
- 同種のHGF遺伝子のイントロン1つの少なくともすべて又は部分及びエクソンを含むがイントロン5は含有しない核酸分子。
- 請求項36記載の核酸分子であって、下記特徴:
前記イントロンが終止コドンを含有し;
前記核酸分子がエクソンイントロン接合部にわたるオープンリーディングフレームをコードし;そして、
該オープンリーディングフレームが該イントロン内の終止コドンにおいて終了する、
核酸分子。 - 前記イントロンが、コードされたポリペプチドのアミノ酸1つ以上をコードする請求項37記載の核酸分子。
- 前記イントロンがイントロン11の全て又は一部分である請求項38記載の核酸分子。
- 配列番号9、11、17及び19の何れか1つに記載のヌクレオチドの配列又はその対立遺伝子又は種変異体を含む請求項39記載の核酸分子。
- 前記対立遺伝子変異体が配列番号15に記載の対立遺伝子変異の何れか1つである請求項40記載の核酸分子。
- 前記終止コドンが前記イントロン中の第1のコドンである請求項37記載の核酸分子。
- 前記イントロンがイントロン13の全て又は一部分である請求項42記載の核酸分子。
- 配列番号13に記載のヌクレオチドの配列又はその対立遺伝子変異体を含む請求項43記載の核酸分子。
- 前記対立遺伝子変異体が配列番号15に記載の対立遺伝子変異の何れか1つである請求項44記載の核酸分子。
- 核酸分子であって、該核酸分子が以下:
a)配列番号9、11、13、17、19の何れか1つに記載のヌクレオチドの配列およびその対立遺伝子変異体又は種を含む核酸分子;
b)請求項1記載のポリペプチドをコードし、そして、配列番号9、11、13、17又は19の何れかと少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の配列同一性を有する核酸分子;
c)配列番号9、11、13、17又は19の何れかに記載のヌクレオチドの配列を含む核酸分子に対して、自身の完全長の少なくとも70%にわたって中又は高ストリンジェンシーの条件下にハイブリダイズする核酸であって、ここでコードされるポリペプチドはK4ドメインを含有し、そして、イントロン由来のコドン少なくとも1つを含有する、核酸;
d)上記a)、b)又はc)の縮重コドンを含む核酸分子;及び、
e)HGF遺伝子のスプライシング変異体である核酸分子であって、該核酸分子がイントロン5以外のイントロンの全て又は一部分を包含する、核酸分子;
から選択される、核酸分子。 - 請求項35〜46の何れか1項に記載の核酸分子によりコードされるポリペプチド。
- 請求項35〜46の何れか1項に記載の核酸分子を含むベクター。
- 哺乳類発現ベクターである請求項48記載のベクター。
- アデノウィルスベクター、アデノ関連ウィルスベクター、EBV、SV40、サイトメガロウィルスベクター、ワクシニアウィルスベクター、ヘルペスウィルスベクター、レトロウィルスベクター、レンチウィルスベクター又は人工染色体から選択される請求項48記載のベクター。
- エピソーム性であるか、又は、自身が導入される細胞の染色体内に組み込まれる請求項50記載のベクター。
- 請求項48〜51の何れかに記載のベクターを含む細胞。
- 請求項35〜46の何れかに記載の核酸分子を対象に投与することを含むHGF媒介疾患の治療方法。
- 前記核酸分子が投与のためのベクターに導入される請求項53記載の治療方法。
- 前記ベクターが発現ベクターである請求項54記載の治療方法。
- 前記ベクターがエピソーム性である請求項55記載の治療方法。
- 前記発現ベクターがアデノウィルスベクター、アデノ関連ウィルスベクター、EBV、SV40、サイトメガロウィルスベクター、ワクシニアウィルスベクター、ヘルペスウィルスベクター、レトロウィルスベクター、レンチウィルスベクター又は人工染色体から選択される請求項54〜56記載の治療方法。
- 前記核酸がインビボ又はエクスビボで投与される請求項53〜57の何れかに記載の治療方法。
- エクスビボの治療がインビトロで細胞内に前記核酸を投与すること、及びその後の前記対象内への該細胞の投与を含む、請求項58記載の治療方法。
- 前記細胞が適当なドナーに由来するか、又は、治療すべき対象に由来する請求項59記載の治療方法。
- 前記対象がヒトである請求項53〜60に記載の治療方法。
- 請求項35〜46の何れかに記載の核酸分子、又は、請求項48〜51の何れかに記載のベクターを含む医薬組成物。
- 請求項29〜34及び62の何れかに記載の医薬組成物を投与することを含むHGF媒介疾患又は状態を治療する方法。
- 前記医薬組成物が、血管形成、細胞増殖、細胞遊走、腫瘍細胞成育又は腫瘍細胞転移を抑制するポリペプチドを含有する請求項63記載の方法。
- 前記疾患又は状態が癌、血管形成性の疾患又はマラリアからなる群より選択される請求項63又は64記載の方法。
- 前記血管形成性の疾患が眼科疾患、子宮内膜症、関節炎又は他の慢性炎症性疾患から選択される請求項65記載の方法。
- 前記血管形成性の疾患が慢性関節リューマチ、変形性関節症、乾癬、オスラー・ウェバー症候群、子宮内膜症、スティル病、心筋の血管形成、末梢血管拡張症、血友病性関節炎、加齢関連の黄斑変性、未熟児網膜症、角膜移植に対する拒絶、全身エリテマトーデス、アテローム性動脈硬化症、血管新生緑内障、脈絡膜血管新生、水晶体後線維増症、腱麻痺、神経線維腫、血管腫、聴神経腫、神経線維腫、トラコーマ、化膿性肉芽腫及び糖尿病関連疾患、例えば増殖性糖尿病性網膜症及び血管疾患、炎症性肺疾患、クローン病及び乾癬から選択される請求項66記載の方法。
- 前記癌が癌腫、リンパ腫、芽腫、肉腫及び白血病又はリンパ様悪性疾患、扁平上皮細胞癌、肺癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、肺の扁平上皮癌、腹膜の癌、肝細胞癌、胃及び腹部の癌、胃腸の癌、膵臓癌、神経膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、ヘパトーム、乳癌、結腸癌、直腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜又は子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌又は腎癌、前立腺癌、外陰部癌、甲状腺癌、肝癌腫、肛門癌、陰茎癌並びに頭頚部癌からなる群より選択される請求項66記載の方法。
- HGFアイソフォームを含む結合体。
- 前記結合体がHGFアイソフォーム又はそのドメイン又はその機能的部分、及び異なるHGFアイソフォーム由来か、又は別の細胞表面受容体(CSR)アイソフォームに由来する第2の一部分を含み;そして、
該部分が直接又はリンカーを介して連結している、請求項69記載の結合体。 - 細胞表面受容体アイソフォーム由来の前記第2の部分が、該細胞表面受容体アイソフォームの細胞外ドメインの全て又は部分である請求項70記載の結合体。
- 前記細胞表面受容体アイソフォームが受容体チロシンキナーゼである請求項70又は71記載の結合体。
- 前記第2の部分がヘルスタチンポリペプチドの全て又は部分である請求項70〜72の何れかに記載の結合体。
- 前記ヘルスタチンポリペプチドが配列番号186〜200の何れか1つに記載のアミノ酸の配列を含む請求項73記載の結合体。
- あるHGFアイソフォームの全て又は少なくとも1つのドメイン、及び、異なるHGFアイソフォーム又は他の細胞表面受容体アイソフォームの全て又は少なくとも1つのドメインを含むキメラポリペプチド。
- 前記細胞表面受容体アイソフォームがイントロン融合蛋白である請求項75記載のポリペプチド。
- あるHGFアイソフォームの全て又は少なくとも1つのドメイン、及び、細胞表面受容体アイソフォームのイントロンコード部分を含む請求項76記載のポリペプチド。
- 下記成分:
HGFアイソフォーム1つ以上;
他の細胞表面受容体アイソフォーム1つ以上;及び/又は、
治療薬;
を含む、組み合わせ。 - 前記アイソフォーム及び/又は薬品が別個の組成物中、又は、単一の組成物中にある請求項78記載の組み合わせ。
- 前記細胞表面受容体アイソフォームがVEGFR、FGFR、DDR、TNFR、PDGFR、MET、TIE、RAGE、EPH又はHERのアイソフォームである請求項78又は79記載の組み合わせ。
- 前記細胞表面受容体アイソフォームがMETアイソフォームである請求項80記載の組み合わせ。
- 前記アイソフォームがイントロン融合蛋白である請求項78〜81の何れかに記載の組み合わせ。
- 前記METアイソフォームが配列番号85、87、89、91、93、95、97、99、101、103、105、107、109、111、113及び114の何れか1つから選択されるアミノ酸の配列を含む請求項81又は82に記載の組み合わせ。
- 請求項78〜83の何れかに記載の組み合わせの成分を投与することを含み、各成分は別個、同時、間歇的に、単一の組成物中、又は、その組み合わせにおいて投与される、HGF媒介疾患の治療方法。
- 請求項29〜34及び62の何れかに記載の組成物を投与することを含む腫瘍の侵襲又は腫瘍の転移を抑制する方法。
- 請求項29〜34及び62の何れかに記載の組成物を投与することを含む血管形成を抑制する方法。
- 蛋白に直接又はリンカーを介して連結されたCD45ポリペプチドのフラグメントを含み、ここで該CD45のフラグメントは炭水化物又はグリコシル化部位を付加するために選択される、融合蛋白又は結合体。
- 前記蛋白が治療用蛋白である請求項87記載の融合蛋白。
- 前記融合蛋白が細胞表面受容体(CSR)又はリガンドのアイソフォームであるか、又は、サイトカイン又はCSR又はリガンド又は成長因子又はホルモン又は末端に追加のアミノ酸を含む形態である請求項87又は88に記載の融合蛋白。
- 前記CD45ポリペプチドがグリコシル化部位又は炭水化物の十分な数を含み、これにより、該蛋白の血清中半減期が1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%以上増大する請求項87〜89の何れかに記載の融合蛋白。
- 前記連結が場合により化学的リンカーを包含する化学的連結である請求項87〜90の何れかに記載の融合蛋白又は結合体。
- 前記リンカーがヘテロ2官能性リンカーから製造されるか、及び/又は光切断可能なリンカーである請求項91記載の融合蛋白又は結合体。
- 場合によりポリペプチド又はペプチド又はアミノ酸のリンカーを包含する融合蛋白である請求項87〜90の何れかに記載の融合蛋白又は結合体。
- 前記リンカーが1〜30、1〜10、2〜10又は2〜15アミノ酸残基を含有する請求項93記載の融合蛋白又は結合体。
- 前記CD45ポリペプチド又はそのフラグメントが配列番号272、274、275、276、277、278、279、281、283、285、287、289、291、293及び295の何れかに記載のアミノ酸の配列及びそのフラグメント及びその変異体を含む請求項87〜94の何れかに記載の融合蛋白又は結合体。
- 前記蛋白がリガンド又はCSRアイソフォーム又は追加のアミノ酸を含有する形態である請求項87〜95の何れかに記載の融合蛋白又は結合体。
- 前記蛋白がHGF又はそのアイソフォームである請求項97記載の融合蛋白又は結合体。
- 請求項78記載の組み合わせ;及び、場合により、
該組み合わせの使用のための説明書及びその使用のための説明書の1つ以上;
を含む、キット。 - HGF媒介疾患に関して対象を治療するための医薬の製剤のための請求項35〜46の何れかに記載の核酸分子の使用。
- HGF媒介疾患に関して対象を治療するための請求項35〜46の何れかに記載の核酸分子の使用。
- HGF媒介疾患に関して対象を治療するための医薬の製剤のための請求項29〜34の何れかに記載の医薬組成物の使用。
- HGF媒介疾患に関して対象を治療するための請求項29〜34の何れかに記載の医薬組成物の使用。
- HGF媒介疾患に関して対象を治療するための医薬の製剤のための請求項78〜83の何れかに記載の組み合わせの使用。
- HGF媒介疾患に関して対象を治療するための請求項78〜83の何れかに記載の組み合わせの使用。
- 前記HGF媒介疾患が、癌ならびに望ましくない細胞増殖の関与する他の疾患、ならびに望ましくない血管形成性および炎症性の反応又は応答の関与する疾患である請求項100〜105の何れかに記載の使用。
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