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JP5105468B2 - Creation of antibodies that function in cells and identification of proteins that control cell phenotypes - Google Patents

Creation of antibodies that function in cells and identification of proteins that control cell phenotypes Download PDF

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JP5105468B2
JP5105468B2 JP2006328529A JP2006328529A JP5105468B2 JP 5105468 B2 JP5105468 B2 JP 5105468B2 JP 2006328529 A JP2006328529 A JP 2006328529A JP 2006328529 A JP2006328529 A JP 2006328529A JP 5105468 B2 JP5105468 B2 JP 5105468B2
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Description

本発明は、シングルドメインで抗体として機能するラクダ重鎖抗体の重鎖可変領域(VHH)を人為的にランダム配列化することで構築した細胞内発現ベクターで構成されるシングルドメイン・イントラボディ発現ライブラリー(VHH発現ライブラリー)に関するものであり、それをヒト由来培養細胞内にトランスフェクションしてその中から表現型の変化が表れた細胞を単離した後、さらにその細胞中からシングルドメイン・イントラボディ発現ベクターを単離し、ランダム配列部位を同定する工程を含む、細胞の表現型を制御する細胞内抗体(イントラボディ)のスクリーニング方法および細胞内抗体の製造方法に関する。
ここで、細胞内抗体(イントラボディ)とは、細胞内で抗原となる分子を認識して結合する能力を発揮する抗体を意味するものであるが、抗体の1部分であっても抗体と同様の抗原認識機能を有する場合、たとえばシングルドメイン・イントラボディ(VHH)なども含む。
そして、本発明は、単離した細胞内抗体を用いて、細胞の表現型を制御する細胞内生理活性物質を同定する方法、および同定した細胞内活性物質を標的とする医薬組成物に関する。
また、本発明は、転移性癌の走化性抑制活性を有する、単離した細胞内抗体自体およびその抗原認識部位に対応するペプチド自体に関するものであり、さらにそれらをコードする遺伝子、およびその発現ベクター、これらを用いる転移性癌治療用医薬組成物もその発明に含む。
The present invention provides a single domain intrabody expression live consisting of an intracellular expression vector constructed by artificially randomizing the heavy chain variable region (VHH) of a camel heavy chain antibody that functions as an antibody in a single domain. And a phenotypic change cell was isolated from the cultured human-derived cultured cell, and then a single domain intra region was isolated from the cell. The present invention relates to a method for screening an intracellular antibody (intrabody) for controlling a phenotype of a cell and a method for producing an intracellular antibody, including the steps of isolating a body expression vector and identifying a random sequence site.
Here, an intracellular antibody (intrabody) means an antibody that exhibits the ability to recognize and bind to an antigen molecule in the cell, but even a part of the antibody is the same as the antibody. For example, a single domain intrabody (VHH) is also included.
The present invention also relates to a method for identifying an intracellular physiologically active substance that controls a cell phenotype using an isolated intracellular antibody, and a pharmaceutical composition that targets the identified intracellular active substance.
The present invention also relates to an isolated intracellular antibody itself and a peptide corresponding to the antigen recognition site thereof, which have chemotaxis inhibitory activity for metastatic cancer, and a gene encoding them, and expression thereof Vectors and pharmaceutical compositions for treating metastatic cancer using these are also included in the invention.

癌細胞の転移は、組織内の腫瘍細胞が原発巣を離れて移動し、血管内皮を突き抜けて血流に乗って身体の様々な部分に移動した後、また血管内皮を突き抜けて他の組織に移動後に腫瘍形成を行う現象であり、遺伝子の変異の他に、複数の正および負の因子が複雑に関与している。癌という病気において、細胞の癌化もさることながら、この転移という現象が癌患者の死亡率に直結しているのは明らかで、仮に腫瘍が発見されたとしても転移を抑えることさえできれば、外科的処置や放射線療法などとの組み合わせによって、患者の死亡率は大きく低下することが見込まれることから、転移抑制の問題は、臨床における癌治療の大きな課題の一つである(非特許文献4〜7)。   Cancer cell metastasis occurs when tumor cells in a tissue move away from the primary focus, penetrate the vascular endothelium, travel to the bloodstream, move to various parts of the body, and then penetrate the vascular endothelium to other tissues. This is a phenomenon in which tumor formation occurs after migration. In addition to gene mutation, multiple positive and negative factors are involved in a complex manner. In the disease of cancer, it is clear that this phenomenon of metastasis is directly linked to the mortality rate of cancer patients, as well as the canceration of cells, and even if a tumor is found, if it can be suppressed, surgery The problem of metastasis suppression is one of the major problems of clinical cancer treatment because the mortality of patients is expected to be greatly reduced by combination with clinical treatment or radiotherapy (Non-Patent Documents 4 to 4). 7).

癌細胞の転移において、細胞の移動能力そのものの活性化は転移性癌細胞の本質的な表現型のひとつである。これまでの多くの研究で、転移については細胞の形状を制御するアクチン骨格の協奏的再構成や、GTP加水分解酵素であるRhoファミリータンパク質の時間的かつ空間的活性化を介した細胞の移動能力変化が関与していることが明らかになってきているが(非特許文献8〜12)、分子レベルでの作用機構、上流でのシグナル制御、転移の潜在的標的遺伝子はいまだ十分には解明されていない(非特許文献13)。転移に関与する遺伝子を同定する様々な方法論の一つとして、転移に関与する遺伝子を同定する方法論はこれまでいろいろと検討されている(非特許文献14、15)。本発明者らは細胞内で機能する抗体(イントラボディ)を用いて、細胞内部のタンパク質の機能を阻害し、それによる細胞の転移能力機能の変化との関連付けから、転移関連タンパク質を同定するという手法を開発した。この「細胞内部で標的タンパク質の機能を阻害するイントラボディ」は、転移性の悪性癌細胞に対する分子レベルでの治療薬と考えることも可能である(非特許文献16、17)。このようなイントラボディを用いることができれば、従来の遺伝子ノックアウト法や遺伝子サイレンシング法では解明できなかった、複雑で多様な細胞内のシグナル伝達経路をより明確かつ正確に把握することができる。   In the metastasis of cancer cells, the activation of the cell migration ability itself is one of the essential phenotypes of metastatic cancer cells. In many studies to date, the ability of cells to migrate through the concerted reorganization of the actin skeleton, which controls cell shape, and the temporal and spatial activation of Rho family proteins that are GTP hydrolases Although it has become clear that changes are involved (Non-Patent Documents 8 to 12), the mechanism of action at the molecular level, upstream signal regulation, and potential target genes for metastasis are still fully elucidated. (Non-Patent Document 13). As one of various methodologies for identifying genes involved in metastasis, various methodologies for identifying genes involved in metastasis have been studied (Non-Patent Documents 14 and 15). The present inventors use an antibody (intrabody) that functions in a cell to inhibit the function of the protein inside the cell and thereby identify a metastasis-related protein from the association with the change in the function of the cell's metastatic ability. A method was developed. This “intrabody that inhibits the function of the target protein inside the cell” can also be considered as a therapeutic agent at the molecular level for metastatic malignant cancer cells (Non-patent Documents 16 and 17). If such an intrabody can be used, complex and diverse intracellular signal transduction pathways that could not be elucidated by the conventional gene knockout method or gene silencing method can be grasped more clearly and accurately.

しかしながら、転移性の悪性癌細胞に対する分子レベルでの治療薬となり得る優れたイントラボディはいまだ提供されておらず、そのイントラボディをスクリーニングするための効果的な手段も確立していなかった。   However, an excellent intrabody that can be a therapeutic agent at the molecular level for metastatic malignant cancer cells has not yet been provided, and an effective means for screening the intrabody has not been established.

一方、一般的なスクリーニング方法としては、ある細胞や個体に対してなんらかの人為的な遺伝子変異操作を行って表現型の異なる変異体の集団を作成し、特定の表現型を基にスクリーニングを行い目的の表現型を有する変異体を単離した後、その変異体について変異と表現型の関連性に解析を行うことによって遺伝子機能を解析するという手法が、分子生物学の解析方法として古くから用いられてきた。   On the other hand, a general screening method is to create a group of mutants with different phenotypes by performing some artificial gene mutation operation on a certain cell or individual, and perform screening based on a specific phenotype. The method of analyzing gene function by isolating a mutant having the phenotype of the gene and then analyzing the relationship between the mutant and the phenotype has long been used as an analysis method for molecular biology. I came.

具体的には、ランダム配列を持つペプチドを細胞内で発現させ、細胞の変化を基にスクリーニングを行うという手法であり、例えば、酵母のシグナル伝達をブロックするペプチド(非特許文献1)、抗癌剤であるTaxolに対する耐性を付与するペプチド(非特許文献2)、IL-4によるシグナリングをブロックするペプチド(非特許文献3)などが報告されている。   Specifically, it is a technique of expressing a peptide having a random sequence in a cell and screening based on the change of the cell. For example, a peptide that blocks yeast signal transduction (Non-patent Document 1), an anticancer agent Peptides that confer resistance to certain Taxol (Non-patent Document 2), peptides that block IL-4 signaling (Non-patent Document 3), and the like have been reported.

しかし、これらの、「ランダム配列を持つ短鎖ペプチド発現ライブラリーを細胞内で発現させて細胞の表現型を変化させるペプチドを同定する」という方法では、ペプチドの水溶性の低さや細胞内部のタンパク質分解酵素による影響などの問題から、細胞抽出物へ作用させて免疫沈降させることが難しいため、相互作用する標的タンパク質を同定することは極めて難しい。   However, these methods of “identifying peptides that change the phenotype of a cell by expressing a short peptide expression library having a random sequence in the cell” identify the low water solubility of the peptide or the protein in the cell. Since it is difficult to cause immunoprecipitation by acting on cell extracts due to problems such as the effects of degrading enzymes, it is extremely difficult to identify target proteins that interact with each other.

しかも、単なるランダム配列を持つペプチドをそのまま用いることになるので、特定の三次構造を安定に保持することが困難であり、細胞内部の標的分子との相互作用に関する特異性や親和性の低下が危惧される。
この観点からは、全体として何らかの意味ある立体構造を基本骨格として有し、その一部分だけが多様な配列になるような発現ライブラリーの構築が望まれ、抗体様のタンパク質(ペプチド)はその基本骨格の候補となる。
Moreover, since a peptide having a simple random sequence is used as it is, it is difficult to stably maintain a specific tertiary structure, and there is a concern that specificity and affinity for interaction with a target molecule inside the cell may be reduced. It is.
From this point of view, it is desired to construct an expression library that has some meaningful three-dimensional structure as a basic skeleton as a whole, and only a part of it has various sequences, and antibody-like proteins (peptides) Candidate for

しかしながら、通常の細胞内部で用いられるリコンビナントの抗体の場合、まず通常の方法で抗原を認識するモノクローナル抗体産生ハイブリドーマを作成した後、そのcDNAから一本鎖抗体(single chain Fv : scFv)をコードするDNAを含む細胞内発現ベクターを構築することになるから、標準的免疫動物のマウスやラット由来の抗体であり、重鎖(VH)と軽鎖(VL)の複合体が基本となる。   However, in the case of a recombinant antibody used inside a normal cell, a monoclonal antibody-producing hybridoma that recognizes the antigen is first prepared by a normal method, and then a single chain antibody (single chain Fv: scFv) is encoded from the cDNA. Since an intracellular expression vector containing DNA is constructed, it is an antibody derived from a mouse or rat of a standard immunized animal, and is basically a complex of heavy chain (VH) and light chain (VL).

一本鎖抗体(scFv)は、その重鎖と軽鎖をフレキシブルなペプチドリンカーで繋いだものであるから、その立体構造は必ずしももとの抗体ほどに安定ではない。また細胞内部で機能するかどうかという選択基準は、抗体作成時に反映されていないため、試験管内で機能しても細胞内部で発現させた場合に期待通りの機能を発揮できるとは限らない。   Since a single chain antibody (scFv) has its heavy chain and light chain connected by a flexible peptide linker, its three-dimensional structure is not necessarily as stable as the original antibody. In addition, since the selection criteria as to whether or not it functions inside a cell is not reflected at the time of antibody production, even if it functions in a test tube, it does not always exhibit the expected function when expressed inside the cell.

この他近年盛んに行われているスクリーニング方法として、RNA干渉に基づいて遺伝子機能を抑制するsiRNAのライブラリーなどを用いて、細胞の表現型を変化させる遺伝子を同定する手法があるが、この方法で観察するのはあくまで遺伝子レベルでの抑制であるため、標的タンパク質が翻訳後に複数の機能や性質を持っていた場合(たとえば酵素活性、複合体形成能、細胞内局在変化、糖鎖修飾やリン酸化などの翻訳後修飾)、その機能のどれが重要な要因かを解明することは不可能である。   Another screening method that has been actively used in recent years is a method for identifying genes that change the phenotype of cells using a library of siRNAs that suppress gene function based on RNA interference. In the case of the target protein, it is only suppression at the gene level, so if the target protein has multiple functions and properties after translation (for example, enzyme activity, complex-forming ability, intracellular localization change, sugar chain modification, It is impossible to elucidate which function is important because of post-translational modifications such as phosphorylation.

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本発明は、癌細胞などの細胞の表現型を制御する因子を決定し、同時に当該因子に対する特異的な細胞内抗体(イントラボディ)を提供することを目的とするものである。とりわけ、転移性の悪性癌細胞に対する分子レベルでの治療薬となり得る優れた細胞内抗体を提供することを目的とするものである。
また、他の観点からは、本発明は、細胞の表現型の変化をもたらす機能を細胞内で発揮する抗体を得ることができる発現ライブラリー自体と当該発現ライブラリーを用いたスクリーニング方法、細胞の表現型を制御する因子の同定方法の提供を目的とするものである。
An object of the present invention is to determine a factor that controls the phenotype of a cell such as a cancer cell, and at the same time to provide a specific intracellular antibody (intrabody) against the factor. In particular, it is an object of the present invention to provide an excellent intracellular antibody that can be a therapeutic agent at the molecular level against metastatic malignant cancer cells.
From another point of view, the present invention also provides an expression library itself capable of obtaining an antibody that exerts a function that causes a change in the phenotype of the cell in the cell, a screening method using the expression library, The object is to provide a method for identifying a factor that controls a phenotype.

発明者らは上記目的を達成できる発現ライブラリーとスクリーニング方法を鋭意検討した結果、従来イントラボディとして用いられていた一本鎖抗体(scFv)の代わりに、軽鎖を持たず、重鎖のみで抗原を認識するラクダの抗体に着目した(非特許文献21)。
このラクダ抗体の重鎖は、その抗原認識を担う可変ドメイン(VHH)だけでも抗体同様に機能し、その分子量は約15kDaで、一般的なIgGの分子量(約165kDa)やscFvの分子量(約28kDa)に比べて非常に小さい。また三つある超可変領域(CDR)の配列の1部を変更しても熱力学的に安定で翻訳後のホールディングミスが低い(非特許文献22)ことが予想されたので、本発明者らは、当該ラクダ重鎖抗体のVHHに対して、大腸菌等で発現させてもアグリゲーションを起こして不溶化し難いなどの、タンパク質工学的な取り扱いが容易であることを期待した。
As a result of intensive investigation of an expression library and a screening method that can achieve the above-mentioned object, the inventors have no heavy chain instead of a single chain antibody (scFv) that has been used as an intrabody. We focused on camel antibodies that recognize antigens (Non-patent Document 21).
The camel antibody heavy chain functions in the same way as the antibody with only the variable domain (VHH) responsible for antigen recognition, and its molecular weight is approximately 15 kDa. The molecular weight of general IgG (approximately 165 kDa) and the molecular weight of scFv (approximately 28 kDa) ) Is very small. Further, even if one part of the three hypervariable region (CDR) sequences was changed, it was predicted that the thermodynamically stable and post-translational holding error was low (Non-patent Document 22). Expected that the camel heavy chain antibody VHH would be easy to handle in terms of protein engineering, such as being difficult to be insolubilized by aggregation even when expressed in Escherichia coli or the like.

そして、ラクダ抗体のVHHにあるCDRは、マウスやヒトなどの一般的な抗体の重鎖可変領域(VH)にあるCDRと同様に三つあるが、VHHの3番目のCDR(CDR3)はVHのそれ(10アミノ酸前後)と比べて相対的に長いものが見られる(16〜24アミノ酸)。標的分子(抗原)が疎水的なくぼみや溝に基質結合部位を持つタイプの酵素の場合に、そのくぼみに長いCDR3が入り込んで酵素機能を効果的に阻害したことが報告されている(非特許文献23、24)ことから、本発明者らは、CDRのうちでも特にCDR3領域に着目した。   And there are three CDRs in the camel antibody VHH, similar to the CDRs in the heavy chain variable region (VH) of general antibodies such as mice and humans, but the third CDR of VHH (CDR3) is VHH. Compared to that (around 10 amino acids), it is relatively long (16-24 amino acids). It has been reported that when the target molecule (antigen) is a type of enzyme having a substrate binding site in a hydrophobic depression or groove, a long CDR3 enters the depression and effectively inhibits the enzyme function (non-patented) From the literatures 23 and 24), the present inventors paid particular attention to the CDR3 region among the CDRs.

VHHがイントラボディとして働くことは、試験管内および植物細胞内で酵素(starch
branching enzyme A : SBE A)の活性を抑制した例が報告されており、VHHをイントラボディとして発現させた場合に植物細胞抽出物中において、SBE A酵素活性を、SBE A遺伝子を標的とするアンチセンスによるSBE Aの発現抑制によるものよりも効果的に抑制した(非特許文献25)。
The fact that VHH acts as an intrabody is an enzyme (starch) in vitro and in plant cells.
An example in which the activity of branching enzyme A: SBE A) is suppressed has been reported, and when VHH is expressed as an intrabody, SBE A enzyme activity is detected in plant cell extracts as anti-antibody targeting the SBE A gene. It was more effectively suppressed than that due to SBE A expression suppression by sense (Non-patent Document 25).

以上のことから、本発明者らは、効果的な発現ライブラリーの構築にあたって、ラクダの重鎖抗体の重鎖可変領域(VHH)を用いることとし、VHHにおける三つあるその超可変領域(相補性決定領域:CDR)の一つをランダム配列化したリコンビナント抗体が細胞内部で発現できるようなVHH発現ベクターライブラリー(シングルドメイン・イントラボディ発現ライブラリー)を構築した。
当該VHH発現ベクターをすべて培養細胞にトランスフェクトして培養を続ければ、どのシングルドメイン・イントラボディが発現したかによって細胞の性質が変化するので、その表現型の変化を観察して、目的の表現型の変化を示した細胞を選別する。実施例では、転移性の高いヒトの繊維肉腫由来の培養細胞にトランスフェクションし、その中から移動能力が低下した細胞を選り分ける。このスクリーニングによって得られた細胞から発現ベクターを回収して、そこにコードされているシングルドメイン・イントラボディのランダム配列部分を決定することで、細胞の表現型を変化させる機能を有するイントラボディ(細胞内抗体)、たとえば細胞死を誘導せずに転移性癌細胞の移動能力を低下させる機能を有するイントラボディを得ることができる。
From the above, the present inventors decided to use the heavy chain variable region (VHH) of a camel heavy chain antibody in the construction of an effective expression library, and the three hypervariable regions (complementary) in VHH. A VHH expression vector library (single domain intrabody expression library) was constructed so that a recombinant antibody in which one of the sex determining regions (CDR) was randomly sequenced could be expressed inside the cell.
If all the VHH expression vectors are transfected into cultured cells and culture is continued, the properties of the cells will change depending on which single domain / intrabody is expressed. Select cells that showed type changes. In the examples, cultured cells derived from human fibrosarcoma with high metastatic potential are transfected, and cells having a reduced migration ability are selected from the cells. Intrabodies (cells) that have the function of changing the phenotype of cells by recovering expression vectors from the cells obtained by this screening and determining the random sequence portion of the single domain intrabody encoded therein. Internal antibody), for example, an intrabody having a function of reducing the migration ability of metastatic cancer cells without inducing cell death.

このイントラボディが有する抗原認識部位に対応するペプチドは、通常そのままで、もしくは環化により抗原結合性を有するので、イントラボディをコードするDNAのみならず、当該ペプチドをコードするDNAも、たとえば癌細胞などで発現させることにより、癌細胞の表現型を決定する因子を阻害することができるので、これらDNAを細胞内で発現できる発現ベクター、および当該発現ベクターは、遺伝子治療用医薬組成物として用いることができる。
また、上記スクリーニング法で得られたイントラボディを用いて細胞型を変化させた際に特異的に結合している因子を選択することにより、細胞の表現型を決定する因子をスクリーニングすることができる。
Since the peptide corresponding to the antigen recognition site of this intrabody is usually intact or has antigen binding properties by cyclization, not only the DNA encoding the intrabody but also the DNA encoding the peptide can be used, for example, in cancer cells. Can be used to inhibit factors that determine the phenotype of cancer cells, so that these DNAs can be expressed in cells, and the expression vectors should be used as pharmaceutical compositions for gene therapy. Can do.
Further, by selecting a factor that specifically binds when the cell type is changed using the intrabody obtained by the above screening method, a factor that determines the phenotype of the cell can be screened. .

本発明者らは実際に、このVHH発現ライブラリーを用いたスクリーニング法を転移性癌細胞に適用したことで転移性癌細胞の走化性を抑制する細胞内抗体(SD-iAb-47)を得た後、当該細胞内抗体と特異的に結合し、複合体を形成する細胞内タンパク質hnRNP-K(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K)を同定することができた。このhnRNP-Kと呼ばれるタンパク質は実に多様な機能を有しており、いまだその全ては解明されていない(非特許文献18−20)が、本発明者らはSD-iAb-47を用いて詳細な実験を行った結果、hnRNP-Kが細胞運動に深く関与しており、潜在的な癌治療の標的因子となりうることを世界で初めて証明することができた。   The present inventors actually applied an intracellular antibody (SD-iAb-47) that suppresses the chemotaxis of metastatic cancer cells by applying a screening method using this VHH expression library to metastatic cancer cells. Then, the intracellular protein hnRNP-K (heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K) that specifically binds to the intracellular antibody to form a complex could be identified. This protein called hnRNP-K has a wide variety of functions, and not all of them have yet been elucidated (Non-patent Documents 18-20). However, the present inventors have used SD-iAb-47 in detail. As a result, we were able to prove for the first time in the world that hnRNP-K is deeply involved in cell motility and could be a potential target for cancer therapy.

本発明は、これらの知見に基づいて上記したように完成に至ったものであるが、これらをまとめると以下のとおりである。
(1) ラクダの重鎖抗体の重鎖可変領域(VHH)をコードする塩基配列からなるDNAであって、その相補性決定領域(CDR)をコードする塩基配列の1部がランダム化されたDNAが組み込まれた細胞内発現ベクターで構成される、VHH発現ライブラリー。
(2) 前記相補性決定領域(CDR)をコードする塩基配列のうちランダム化される1部のDNAが、3番目のCDR(CDR3)をコードする塩基配列の全部もしくは1部に相当するDNAであって、1番目および2番目のCDR(CDR1およびCDR2)はそのままである、前記(1)記載のVHH発現ライブラリー。
(3) 前記CDR3をコードする塩基配列の全部もしくは1部に相当するDNAであって、ランダム化されるDNAが、5〜24コドンに相当する塩基配列を有するDNAであり、当該DNAの両端には制限酵素認識配列が導入されていることを特徴とする、前記(2)記載のVHH発現ライブラリー。
(4) 前記細胞内発現ベクターが、CMVプロモーターを有するプラスミドベクターである、前記(1)ないし(3)のいずれかに記載のVHH発現ライブラリー。
(5) 前記ラクダの重鎖抗体が、抗ニワトリリゾチーム抗体由来のものである、前記(1)ないし(4)のいずれかに記載のVHH発現ライブラリー。
(6) 前記(1)ないし(5)のいずれかに記載のVHH発現ライブラリーを用いて、
(a)該ライブラリーのVHH発現ベクターで培養細胞を形質転換し、培養細胞の表現型の変化を観察する工程、
(b)(a)で表現型が変化した培養細胞を分離し、該培養細胞内部から発現ベクターを回収する工程、
(c)(b)で回収された発現ベクターに含まれる前記ランダム化された塩基配列を含むDNAを増幅する工程、
(d)(c)で増幅されたDNAの塩基配列を解析し、抗原認識部位のアミノ酸配列を決定する工程、
を含むことを特徴とする、細胞の表現型決定に関与する生理活性物質の活性を促進もしくは減退させる抗原認識部位を有する細胞内抗体のスクリーニング方法。
(7) 前記(c)のDNAを増幅する工程が、(b)で回収した発現ベクターを用いて大腸菌を形質転換して増幅するものであり、さらに、得られた発現ベクターのプールに対して、前記(a)〜(c)の工程を繰り返すものである、前記(6)記載のスクリーニング方法。
(8) 前記(6)または(7)記載のスクリーニング方法において、前記(a)で形質転換する培養細胞が癌細胞株であり、その表現型変化の観察が走化性の低下の観察であることを特徴とする、癌細胞の走化性を抑制する抗原認識部位を有する細胞内抗体のスクリーニング方法。
(9) 前記(1)ないし(5)のいずれかに記載のVHH発現ライブラリーを用いて、
(a)該ライブラリーのVHH発現ベクターで培養細胞を形質転換し、培養細胞の表現型の変化を観察する工程、
(b)(a)で表現型が変化した培養細胞を分離し、該培養細胞内部から発現ベクターを回収する工程、
(c)(b)で回収された発現ベクターに含まれる前記ランダム化された塩基配列を含むDNAを増幅する工程、
(d)(c)で増幅されたDNAの塩基配列を解析し、抗原認識部位のアミノ酸配列を決定する工程、
(e)(d)で決定されたアミノ酸配列を有する可変領域をコードするDNAを含み、所望の細胞内で発現するベクターを合成する工程、
を含むことを特徴とする、細胞の表現型決定に関与する生理活性物質の活性を促進もしくは減退させる細胞内抗体発現用ベクターの製造方法。
(10) 前記(c)のDNAを増幅する工程が、(b)で回収した発現ベクターを用いて大腸菌を形質転換して増幅するものであり、さらに、得られた発現ベクターのプールに対して、前記(a)〜(c)の工程を繰り返すものである、前記(9)記載の細胞内抗体発現用ベクターの製造方法。
(11) 前記(9)または(10)記載の細胞内抗体発現用ベクターの製造方法において、前記(a)で形質転換する培養細胞が癌細胞株であり、その表現型変化の観察が走化性の低下の観察であることを特徴とする、癌細胞の走化性もしくは転移を抑制する細胞内抗体発現用ベクターの製造方法。
(12) 前記(9)ないし(11)に記載のいずれかの細胞内抗体発現用ベクターの製造方法により得られた、細胞の表現型決定に関与する生理活性物質の活性を促進もしくは減退させる細胞内抗体発現用ベクター。
(13) 前記(11)に記載の細胞内抗体発現用ベクターの製造方法により得られた、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する細胞内抗体発現用ベクター。
(14) 細胞内抗体発現用ベクターが有する可変領域をコードするDNAが、その重鎖CDR3中に「YLAGVEVWRRRVGLC(配列番号14)」をコードする塩基配列を含むことを特徴とする、前記(13)の細胞内抗体発現用ベクター。
(15) 前記(13)に記載の細胞内抗体発現用ベクターを用いて細胞を形質転換して細胞内で産生される、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する細胞内抗体。
(16) 前記(1)ないし(5)のいずれかに記載のVHH発現ライブラリーを用いて、
(a)該ライブラリーのVHH発現ベクターで培養細胞を形質転換し、細胞内抗体の作用による細胞の表現型の変化を観察する工程、
(b)表現型が変化した培養細胞を分離し、該培養細胞内部から発現ベクターを回収する工程、
(c)(b)で回収した発現ベクターを、大腸菌に形質転換して増幅させる工程、
(d)(c)で増幅させた発現ベクターのプールに対して、前記(a)〜(c)の工程を繰り返す工程、
(e)細胞の発現型を変化させる細胞内抗体の抗原認識部位を特定する工程、
(f)(e)で特定した抗原認識部位を有する細胞内抗体をコードする塩基配列とタグ配列を含む発現ベクターを用い、形質転換した培養細胞内で細胞内抗体を発現させる工程、
(g)(f)で発現させた細胞内抗体と内在タンパク質との複合体を沈降させ、細胞内抗体が有するタグを指標に回収する工程、
を含むことを特徴とする、細胞の特定の表現型決定に関与する細胞内生理活性物質の同定方法。
(17) 前記(16)に記載の工程(f)において、細胞内抗体をコードする塩基配列に結合させるタグ配列は、ストレプトアビジンの特異的結合分子をコードするものであり、工程(g)が、その特異的結合分子と細胞内抗体の複合体を、細胞溶解液中からストレプトアビジン固定化担体を用いてアフィニティー沈降させた後、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分子量分画を行い、液体クロマトグラフィー/タンデム質量スペクトル分析計を用いて特異的結合分子を解析する工程であることを特徴とする、前記(16)に記載の細胞内生理活性物質の同定方法。
(18) 前記(16)または(17)記載の細胞内生理活性物質の同定方法において、前記培養細胞が転移性癌細胞株であり、その表現型変化の観察が走化性の低下の観察であることを特徴とする、転移性癌細胞の走化性に関与するタンパク質を同定する方法。
(19) 前記(18)記載の同定方法を用いて同定された転移性癌細胞の走化性に関与する細胞内タンパク質を癌治療の標的分子とし、前記(13)または(14)記載の細胞内抗体発現ベクターを有効成分として含有する、転移性癌の走化性を抑制するための癌治療用組成物。
(20) 転移性癌細胞の走化性に関与する細胞内タンパク質が、hnRNP-K(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K)である、前記(19)に記載の転移性癌の走化性を抑制するための癌治療用組成物。
(21) 前記(14)の細胞内抗体発現用ベクターを有効成分として含有する、前記(20)に記載の転移性癌の走化性を抑制するための癌治療用組成物。
(22) 「YLAGVEVWRRRVGLC(配列番号14)」のアミノ酸配列からなるペプチド。
(23) 「YLAGVEVWRRRVGLC(配列番号14)」を含むアミノ酸配列からなる、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有するペプチド。
(24) 「YLAGVEVWRRRVGLC(配列番号14)」のアミノ酸配列をコードするDNA。
(25) 「5’-TATTTGGCTGGGGTTGAGGTTTGGCGTAGGAGGGTTGGTTTGTGT-3’(配列番号15)」の塩基配列からなるDNA。
(26) 「5’-TATTTGGCTGGGGTTGAGGTTTGGCGTAGGAGGGTTGGTTTGTGT-3’(配列番号15)」の塩基配列を含み、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有するペプチドをコードするDNA。
(27) 重鎖CDR3のアミノ酸配列が、配列番号14からなるアミノ酸配列を含んでいることを特徴とする、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する重鎖可変領域を有する細胞内抗体。
(28) 細胞内抗体のアミノ酸配列が、重鎖CDR3のアミノ酸配列以外はラクダ重鎖抗体由来のアミノ酸配列であることを特徴とする、前記(27)に記載の細胞内抗体。
(29) 前記(27)または(28)記載の、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する抗原認識部位を含む重鎖可変領域を含む細胞内抗体をコードするDNA。
(30) 前記(24)ないし(26)または(29)のいずれかに記載の細胞内抗体をコードするDNAを含み、転移性癌細胞内で発現して癌細胞の走化性を抑制するペプチドもしくは細胞内抗体を産生する発現ベクター。
(31) 前記(30)記載の発現ベクターを有効成分として含有する、転移性癌の走化性を抑制するための癌治療用組成物。
The present invention has been completed as described above based on these findings, and these are summarized as follows.
(1) DNA comprising a base sequence encoding the heavy chain variable region (VHH) of a camel heavy chain antibody, wherein a part of the base sequence encoding the complementarity determining region (CDR) is randomized A VHH expression library comprising an intracellular expression vector into which is incorporated.
(2) One part of DNA to be randomized among base sequences encoding the complementarity determining region (CDR) is DNA corresponding to all or one part of the base sequence encoding the third CDR (CDR3). The VHH expression library according to (1), wherein the first and second CDRs (CDR1 and CDR2) are the same.
(3) DNA corresponding to all or part of the base sequence encoding the CDR3, wherein the randomized DNA has a base sequence corresponding to 5 to 24 codons, and is located at both ends of the DNA. Is a VHH expression library according to (2), wherein a restriction enzyme recognition sequence is introduced.
(4) The VHH expression library according to any one of (1) to (3), wherein the intracellular expression vector is a plasmid vector having a CMV promoter.
(5) The VHH expression library according to any one of (1) to (4), wherein the camel heavy chain antibody is derived from an anti-chicken lysozyme antibody.
(6) Using the VHH expression library according to any one of (1) to (5),
(A) transforming cultured cells with the VHH expression vector of the library and observing changes in the phenotype of the cultured cells;
(B) separating the cultured cells whose phenotype has changed in (a) and recovering the expression vector from the cultured cells;
(C) amplifying the DNA containing the randomized base sequence contained in the expression vector recovered in (b),
(D) analyzing the base sequence of the DNA amplified in (c) and determining the amino acid sequence of the antigen recognition site;
A method for screening an intracellular antibody having an antigen recognition site that promotes or reduces the activity of a physiologically active substance involved in phenotyping of a cell.
(7) The step of amplifying the DNA of (c) is to amplify by transforming Escherichia coli using the expression vector recovered in (b). The screening method according to (6), wherein the steps (a) to (c) are repeated.
(8) In the screening method according to (6) or (7), the cultured cell transformed in (a) is a cancer cell line, and the observation of the phenotypic change is the observation of decreased chemotaxis A method for screening an intracellular antibody having an antigen recognition site that suppresses the chemotaxis of cancer cells.
(9) Using the VHH expression library according to any one of (1) to (5),
(A) transforming cultured cells with the VHH expression vector of the library and observing changes in the phenotype of the cultured cells;
(B) separating the cultured cells whose phenotype has changed in (a) and recovering the expression vector from the cultured cells;
(C) amplifying the DNA containing the randomized base sequence contained in the expression vector recovered in (b),
(D) analyzing the base sequence of the DNA amplified in (c) and determining the amino acid sequence of the antigen recognition site;
(E) synthesizing a vector containing a DNA encoding a variable region having the amino acid sequence determined in (d) and expressed in a desired cell;
A method for producing an intracellular antibody expression vector that promotes or reduces the activity of a physiologically active substance involved in phenotyping of a cell.
(10) The step of amplifying the DNA of (c) is for transforming and amplifying Escherichia coli using the expression vector recovered in (b), and for the obtained pool of expression vectors. The method for producing an intracellular antibody expression vector according to (9), wherein the steps (a) to (c) are repeated.
(11) In the method for producing an intracellular antibody expression vector according to (9) or (10), the cultured cell transformed in (a) is a cancer cell line, and observation of its phenotypic change is chemotaxis A method for producing an intracellular antibody expression vector that suppresses cancer cell chemotaxis or metastasis, characterized by observing a decrease in sexiness.
(12) A cell obtained by the method for producing an intracellular antibody expression vector according to any one of (9) to (11), wherein the activity of a physiologically active substance involved in phenotyping of a cell is promoted or reduced. An internal antibody expression vector.
(13) An intracellular antibody expression vector having the activity of inhibiting the chemotaxis of metastatic cancer cells, obtained by the method for producing an intracellular antibody expression vector according to (11).
(14) The DNA encoding a variable region of an intracellular antibody expression vector contains a base sequence encoding “YLAGVEVWRRRVGLC (SEQ ID NO: 14)” in its heavy chain CDR3 (13) Intracellular antibody expression vectors.
(15) An intracellular antibody having a chemotactic inhibitory activity of metastatic cancer cells produced by transforming a cell with the intracellular antibody expression vector according to (13).
(16) Using the VHH expression library according to any one of (1) to (5),
(A) a step of transforming a cultured cell with the VHH expression vector of the library and observing a change in the phenotype of the cell due to the action of an intracellular antibody;
(B) a step of isolating a cultured cell having a changed phenotype and recovering an expression vector from the inside of the cultured cell;
(C) transforming the expression vector recovered in (b) into E. coli and amplifying it,
(D) repeating the steps (a) to (c) for the pool of expression vectors amplified in (c),
(E) identifying an antigen recognition site of an intracellular antibody that changes the expression type of the cell;
(F) a step of expressing an intracellular antibody in transformed cultured cells using an expression vector comprising a base sequence encoding an intracellular antibody having the antigen recognition site identified in (e) and a tag sequence;
(G) a step of precipitating a complex of the intracellular antibody and the endogenous protein expressed in (f), and collecting the tag of the intracellular antibody using as an index,
A method for identifying an intracellular physiologically active substance involved in determining a specific phenotype of a cell, comprising:
(17) In the step (f) described in the above (16), the tag sequence to be bound to the nucleotide sequence encoding the intracellular antibody encodes a specific binding molecule of streptavidin, and the step (g) The complex of the specific binding molecule and the intracellular antibody is affinity precipitated from the cell lysate using a streptavidin-immobilized carrier, followed by molecular weight fractionation by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and liquid chromatography. The method for identifying an intracellular physiologically active substance according to (16) above, which is a step of analyzing a specific binding molecule using a chromatography / tandem mass spectrometer.
(18) In the method for identifying an intracellular physiologically active substance according to (16) or (17), the cultured cell is a metastatic cancer cell line, and the observation of the phenotypic change is the observation of a decrease in chemotaxis. A method for identifying a protein involved in the chemotaxis of metastatic cancer cells, characterized in that it is.
(19) The cell according to (13) or (14) above, wherein an intracellular protein involved in the chemotaxis of metastatic cancer cells identified using the identification method according to (18) above is used as a target molecule for cancer treatment. A composition for cancer treatment for suppressing the chemotaxis of metastatic cancer, comprising an internal antibody expression vector as an active ingredient.
(20) The intracellular protein involved in the chemotaxis of metastatic cancer cells is hnRNP-K (heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K), for suppressing the chemotaxis of metastatic cancer according to the above (19) A composition for cancer treatment.
(21) The composition for cancer treatment for suppressing the chemotaxis of metastatic cancer according to (20), which comprises the intracellular antibody expression vector of (14) as an active ingredient.
(22) A peptide comprising the amino acid sequence of “YLAGVEVWRRRVGLC (SEQ ID NO: 14)”.
(23) A peptide having an activity of suppressing the chemotaxis of metastatic cancer cells, comprising an amino acid sequence including “YLAGVEEVWRRRVGLC (SEQ ID NO: 14)”.
(24) DNA encoding the amino acid sequence of “YLAGVEVWRRRVGLC (SEQ ID NO: 14)”.
(25) DNA comprising the base sequence of “5′-TATTTGGCTGGGGTTGAGGTTTGGCGTAGGAGGGTTGGTTTGTGT-3 ′ (SEQ ID NO: 15)”.
(26) A DNA encoding a peptide comprising the base sequence of “5′-TATTTGGCTGGGGTTGAGGTTTGGCGTAGGAGGGTTGGTTTGTGT-3 ′” (SEQ ID NO: 15) and having a chemotactic inhibitory activity on metastatic cancer cells.
(27) An intracellular antibody having a heavy chain variable region having a chemotactic inhibitory activity of metastatic cancer cells, wherein the amino acid sequence of heavy chain CDR3 comprises the amino acid sequence consisting of SEQ ID NO: 14.
(28) The intracellular antibody according to (27) above, wherein the amino acid sequence of the intracellular antibody is an amino acid sequence derived from a camel heavy chain antibody other than the amino acid sequence of heavy chain CDR3.
(29) A DNA encoding an intracellular antibody comprising a heavy chain variable region containing an antigen recognition site having chemotactic inhibitory activity of metastatic cancer cells according to (27) or (28).
(30) A peptide comprising the DNA encoding the intracellular antibody according to any of (24) to (26) or (29), which is expressed in metastatic cancer cells and suppresses chemotaxis of cancer cells Alternatively, an expression vector that produces intracellular antibodies.
(31) A composition for cancer treatment for suppressing the chemotaxis of metastatic cancer, comprising the expression vector according to (30) as an active ingredient.

本発明におけるシングルドメイン・イントラボディ発現ライブラリー、すなわちVHH発現ライブラリー(SD-iAb発現ライブラリー)は、莫大な費用と時間、人手を必要とするゲノムワイドなRNAiライブラリーなどに比べて遥かに簡単かつ低コストで構築することが可能である。   The single domain intrabody expression library according to the present invention, that is, the VHH expression library (SD-iAb expression library), is far more expensive than the genome-wide RNAi library that requires enormous cost, time and manpower. It can be constructed easily and at low cost.

RNAiライブラリーなどでは、それらを細胞に導入した際に、既に標的タンパク質が存在している分については抑制することができないので、それらが本来の細胞機能によって代謝されるまでその影響が残ってしまう。従って標的タンパク質の発現量が多く、安定で分解速度が低い場合には効果的に抑制できない。その点、発明者らのSD-iAb発現ライブラリーはタンパク質レベルで標的タンパク質に作用するので、ライブラリーを作用した際に既に存在している分についても、その抑制機能を発揮することができるので有利である。
そして、実際に、このVHH発現ライブラリーを用いたスクリーニング法を用いたことではじめて、転移性癌細胞の走化性を抑制する細胞内抗体(SD-iAb-47)を得ることができたばかりでなく、このSD-iAb-47と特異的に結合し、複合体を形成する細胞内タンパク質hnRNP-Kを細胞の走化性を制御する因子として同定することができ、潜在的な癌治療の標的因子も提供できた。
In RNAi libraries, etc., when they are introduced into a cell, the target protein already exists cannot be suppressed, so the effect remains until they are metabolized by the original cell function. . Therefore, it cannot be effectively suppressed when the expression level of the target protein is large, stable and the degradation rate is low. In that respect, our SD-iAb expression library acts on the target protein at the protein level, so it can exert its inhibitory function even if it already exists when the library is acted on. It is advantageous.
In fact, only by using the screening method using this VHH expression library, an intracellular antibody (SD-iAb-47) that suppresses the chemotaxis of metastatic cancer cells has just been obtained. In addition, the intracellular protein hnRNP-K that specifically binds to and forms a complex with this SD-iAb-47 can be identified as a factor that controls cell chemotaxis. Factors could also be provided.

一般に細胞機能を抑制してその表現型変化に基づく遺伝子機能のスクリーニングはRNAi現象を利用した遺伝子ノックアウト法や相同組み換え現象に基づく遺伝子ノックダウン法が用いられるが、遺伝子のノックアウトおよびノックダウンが致死であるhnRNP-Kのような因子はそのスクリーニングでは得られない。標的遺伝子の翻訳産物(タンパク質)の機能のうち、一部分のみを抑制するということが可能であるSD-iAbを用いた本発明の方法であれば、そうした発現抑制が致死に直結するタンパク質機能の解析を実現することができる。   In general, gene function screening based on RNAi phenomenon or gene knockdown based on homologous recombination is used for screening of gene function based on phenotypic change by suppressing cell function, but gene knockout and knockdown are lethal. Some factors like hnRNP-K cannot be obtained by the screening. If the method of the present invention using SD-iAb, which can suppress only a part of the function of the translation product (protein) of the target gene, analysis of the protein function that directly leads to lethal such expression suppression Can be realized.

発明者らのSD-iAb発現ライブラリーを用いる方法論は、RNAi技術や従来の遺伝子ノックダウン法を補う方法ということができるものであり、今後の細胞機能の分子生物学的解析において非常に重要且つ有用なツールである。   The methodologies using the SD-iAb expression library of the inventors can be said to be a method that supplements RNAi technology and conventional gene knockdown methods, and are very important in molecular biological analysis of future cell functions. It is a useful tool.

また、実施例おいて得られたシングルドメイン・イントラボディSD-iAb-47は、本来高い走化性を示す癌細胞であるHT1080の走化性を、細胞死を起こすことなく効率的に抑制し、さらにそれに基づくHT1080の浸潤能も効果的に抑制した。このことは、シングルドメイン・イントラボディSD-iAb-47を転移性の高い悪性癌細胞に導入することで、癌治療に貢献できることを意味している。タンパク質として導入する場合にはSD-iAb-47そのものが癌治療薬となる。   In addition, the single domain intrabody SD-iAb-47 obtained in the Examples efficiently suppresses the chemotaxis of HT1080, which is a cancer cell that originally exhibits high chemotaxis, without causing cell death. Furthermore, the invasion ability of HT1080 based on it was also effectively suppressed. This means that introduction of single-domain intrabody SD-iAb-47 into malignant cancer cells with high metastasis can contribute to cancer treatment. When introduced as a protein, SD-iAb-47 itself is a cancer therapeutic agent.

シングルドメイン・イントラボディSD-iAb-47を転移性の高い悪性癌細胞に導入することで、癌治療に貢献できる。その発現ベクターを細胞内部に導入する手法の場合には、遺伝子治療法という形で使用することが可能である。その際に、SD-iAb-47中の選択されたランダム配列からなるペプチドも癌細胞の走化性抑制には有効であり、それをコードするDNAの発現ベクターも癌治療薬として使用できる。
そして、同様のスクリーニング法で得られるシングルドメイン・イントラボディについては、このSD-iAb-47と同様の効果が期待できるものである。
Introducing single domain intrabody SD-iAb-47 into highly metastatic malignant cancer cells can contribute to cancer treatment. In the case of the technique of introducing the expression vector into the cell, it can be used in the form of gene therapy. At that time, a peptide comprising a selected random sequence in SD-iAb-47 is also effective in suppressing the chemotaxis of cancer cells, and an expression vector for the DNA encoding it can also be used as a cancer therapeutic agent.
A single domain intrabody obtained by the same screening method can be expected to have the same effect as SD-iAb-47.

実施例の結果から、SD-iAb発現ライブラリーを用いた転移性癌細胞の走化性抑制機能に基づくスクリーニングの結果、細胞死を誘導することなく走化性を効率よく抑制する細胞内抗体SD-iAb-47が得られ、その相互作用する標的タンパク質がhnRNP-Kであることが明らかとなった。標的タンパク質hnRNP-Kが細胞の走化性に関与しているという事実はこの実施例で初めて得られた知見であり、その細胞質局在濃度を低下させることによって癌細胞の転移を抑制することができることから、新たな癌治療のターゲット因子と考えることができる。したがって、さらに、hnRNP-Kに結合する物質を探索することでhnRNP-Kの走化性機能を抑制する物質を得ることができ、このようにして得られた物質は、転移性癌治療薬として用いることができる。hnRNP-Kの走化性機能を抑制する物質がタンパク質の場合は、それをコードする遺伝子が、遺伝子治療薬となる。   From the results of the Examples, as a result of screening based on the chemotaxis suppressing function of metastatic cancer cells using the SD-iAb expression library, an intracellular antibody SD that efficiently suppresses chemotaxis without inducing cell death. -iAb-47 was obtained, revealing that the interacting target protein was hnRNP-K. The fact that the target protein hnRNP-K is involved in cell chemotaxis is the first finding obtained in this example, and it can suppress the metastasis of cancer cells by reducing its cytoplasmic local concentration. Because it can, it can be considered as a new target for cancer treatment. Therefore, by further searching for a substance that binds to hnRNP-K, a substance that suppresses the chemotactic function of hnRNP-K can be obtained, and the substance thus obtained is used as a therapeutic agent for metastatic cancer. Can be used. When the substance that suppresses the chemotaxis function of hnRNP-K is a protein, the gene encoding it is a gene therapy drug.

実施例においては転移性癌細胞の走化性という表現型に着目したスクリーニングを行っているが、細胞表面の抗原提示パターンの変化を標識した抗体で検出し、セルソーターなどの機械で単離する、最新のスクリーニング技術と組み合わせることで、実施例で行った以外にも多様な表現型変化にもとづくスクリーニングを行うことが可能である。   In the examples, screening is performed with a focus on the phenotype of chemotaxis of metastatic cancer cells, but changes in the antigen presentation pattern on the cell surface are detected with a labeled antibody and isolated by a machine such as a cell sorter. In combination with the latest screening technology, it is possible to perform screening based on various phenotypic changes other than those performed in the examples.

本発明は、ラクダの重鎖抗体の重鎖可変領域(VHH)をコードする塩基配列からなるDNAであって、その相補性決定領域(CDR)をコードする塩基配列の1部がランダム化されたDNAが組み込まれた細胞内発現ベクターで構成される、VHH発現ライブラリーに係る発明である。前記相補性決定領域(CDR)をコードする塩基配列のうちランダム化されるDNAは、3つのCDRのいずれの1部でもよいが、好ましくは、3番目のCDR(CDR3)をコードする塩基配列の全部もしくは1部に相当するDNAがランダム化され、かつ1番目および2番目のCDR(CDR1およびCDR2)はそのままである場合であって、より好ましくは、CDR3をコードする塩基配列の全部もしくは1部に相当するDNAのうちで、5〜24コドン(最も好ましくは、15コドン)に相当する塩基配列を有するDNAがランダム化され、さらに当該DNAの両端には制限酵素認識配列が導入されていることが好ましい。
また、前記細胞内発現ベクターは、細胞内(好ましくは哺乳動物細胞内)で発現できるベクターであれば何でもよいが、同時に大腸菌内でも発現可能であるものが好ましく、特に、CMVプロモーターを有するプラスミドベクターが好ましい。
前記ラクダの重鎖抗体は、いずれの抗原を認識する抗体であってもよいが、すでに全塩基配列が決定されているものが好ましく、たとえば抗ニワトリリゾチーム抗体由来のものを用いることができる。
The present invention is a DNA comprising a base sequence encoding the heavy chain variable region (VHH) of a camel heavy chain antibody, wherein a part of the base sequence encoding the complementarity determining region (CDR) is randomized. The invention relates to a VHH expression library composed of an intracellular expression vector into which DNA is incorporated. Of the nucleotide sequence encoding the complementarity determining region (CDR), the DNA to be randomized may be any one of the three CDRs, but preferably the nucleotide sequence encoding the third CDR (CDR3). The DNA corresponding to all or one part is randomized, and the first and second CDRs (CDR1 and CDR2) are left as they are. More preferably, all or one part of the nucleotide sequence encoding CDR3 DNA having a nucleotide sequence corresponding to 5 to 24 codons (most preferably 15 codons) is randomized, and a restriction enzyme recognition sequence is introduced at both ends of the DNA. Is preferred.
The intracellular expression vector may be any vector that can be expressed in a cell (preferably in a mammalian cell), but is preferably a vector that can be expressed in E. coli at the same time, and in particular, a plasmid vector having a CMV promoter. Is preferred.
The camel heavy chain antibody may be any antibody that recognizes any antigen, but preferably has the entire base sequence determined, for example, an antibody derived from an anti-chicken lysozyme antibody.

本発明は、前記VHH発現ライブラリーを用いて、
(a)該ライブラリーのVHH発現ベクターで培養細胞を形質転換し、培養細胞の表現型の変化を観察する工程、
(b)(a)で表現型が変化した培養細胞を分離し、該培養細胞内部から発現ベクターを回収する工程、
(c)(b)で回収された発現ベクターに含まれる前記ランダム化された塩基配列を含むDNAを増幅する工程、
(d)(c)で増幅されたDNAの塩基配列を解析し、抗原認識部位のアミノ酸配列を決定する工程、
を含むことを特徴とする、細胞の表現型決定に関与する生理活性物質の活性を促進もしくは減退させる抗原認識部位を有する細胞内抗体のスクリーニング方法に係るものである。
この(a)〜(c)工程が、1回のスクリーニング工程に相当し、この工程は1回のみでもよいが、好ましくは、得られた発現ベクターのプールに対して2〜10回程度、より好ましくは4,5回繰り返すことが望ましい。DNAの増幅方法としては、得られたプラスミド中のランダム配列をPCR法を用いて増幅し、直接配列決定することもできるし、得られた発現ベクターを用いて大腸菌を形質転換してコロニー化することで増幅してから、ランダム領域の塩基配列を決定することもできる。
The present invention uses the VHH expression library,
(A) transforming cultured cells with the VHH expression vector of the library and observing changes in the phenotype of the cultured cells;
(B) separating the cultured cells whose phenotype has changed in (a) and recovering the expression vector from the cultured cells;
(C) amplifying the DNA containing the randomized base sequence contained in the expression vector recovered in (b),
(D) analyzing the base sequence of the DNA amplified in (c) and determining the amino acid sequence of the antigen recognition site;
The present invention relates to a method for screening an intracellular antibody having an antigen recognition site that promotes or reduces the activity of a physiologically active substance involved in cell phenotype determination.
The steps (a) to (c) correspond to a single screening step, and this step may be performed only once, but preferably about 2 to 10 times for the obtained pool of expression vectors. It is desirable to repeat 4 or 5 times. As a method for amplifying DNA, random sequences in the obtained plasmid can be amplified by PCR method and directly sequenced, or the obtained expression vector can be used to transform Escherichia coli to colonize. Thus, after amplification, the base sequence of the random region can be determined.

本発明のスクリーニング方法の標的となる前記(a)で形質転換する細胞は、培養可能な細胞であって、その表現型の変化が観察できるものであればどのような細胞でもよいが、典型的には癌細胞株であり、その表現型の変化としては、観察が容易な走化性の変化(実施例参照)、接着性の変化、色素生成能の変化、フォーカス形成能変化、アポトーシス誘導薬剤や抗癌剤などへの耐性変化、寒天培地上での生育能変化などが好ましい。
実施例においては転移性癌細胞の走化性という表現型に着目したスクリーニングを行っているが、細胞表面の抗原提示パターンの変化を標識した抗体で検出し、セルソーターなどの機械で単離する、最新のスクリーニング技術と組み合わせることで、多様な表現型変化にもとづくスクリーニングを行うことが可能である。
The cells transformed in (a) that are targets of the screening method of the present invention may be any cells that can be cultured and can observe changes in their phenotype. Is a cancer cell line, and phenotypic changes include easy-to-observe chemotaxis changes (see Examples), adhesion changes, chromogenic changes, focus-forming ability changes, apoptosis-inducing drugs Changes in resistance to anticancer agents and anticancer agents, and changes in growth ability on agar medium are preferred.
In the examples, screening is performed with a focus on the phenotype of chemotaxis of metastatic cancer cells, but changes in the antigen presentation pattern on the cell surface are detected with a labeled antibody and isolated by a machine such as a cell sorter. In combination with the latest screening technology, screening based on various phenotypic changes is possible.

実施例において、細胞内抗体SD-iAbは細胞質内部に非局在化しているが、核やミトコンドリア、小胞体に局在させるようなシグナルペプチド配列を付加することで、細胞内抗体の機能を制御することが可能である。   In the examples, the intracellular antibody SD-iAb is delocalized inside the cytoplasm, but the function of the intracellular antibody is controlled by adding a signal peptide sequence that is localized in the nucleus, mitochondria, and endoplasmic reticulum. Is possible.

実施例において、核内局在シグナルであるVP-16を付加されたSD-iAb-47は、細胞の走化性を低下させる機能を持たない。このことは、細胞内抗体の細胞内部での局在状態とその細胞の表現型への影響力に重要な相関が存在することを意味している。スクリーニング時にそうした付加配列を用いることで、より多彩な細胞表現型制御が可能である。   In Examples, SD-iAb-47 to which VP-16, which is a nuclear localization signal, is added does not have a function of reducing cell chemotaxis. This means that there is an important correlation between the intracellular localization of intracellular antibodies and their influence on the phenotype of the cells. By using such additional sequences during screening, more diverse cell phenotype control is possible.

また、本発明は、前記記載のVHH発現ライブラリーを用いて、
(a)該ライブラリーのVHH発現ベクターで培養細胞を形質転換し、培養細胞の表現型の変化を観察する工程、
(b)(a)で表現型が変化した培養細胞を分離し、該培養細胞内部から発現ベクターを回収する工程、
(c)(b)で回収された発現ベクターに含まれる前記ランダム化された塩基配列を含むDNAを増幅する工程、
(d)(c)で増幅されたDNAの塩基配列を解析し、抗原認識部位のアミノ酸配列を決定する工程、
(e)(d)で決定されたアミノ酸配列を有する可変領域をコードするDNAを含み、所望の細胞内で発現するベクターを合成する工程、
を含むことを特徴とする、細胞の表現型決定に関与する生理活性物質の活性を促進もしくは減退させる細胞内抗体発現用ベクターの製造方法に係るものであり、好ましくは、前記(c)のDNAを増幅する工程が、(b)で回収した発現ベクターを用いて大腸菌を形質転換して増幅するものであり、さらに、得られた発現ベクターのプールに対して、前記(a)〜(c)の工程を繰り返すものである。
そして、典型的には、前記(a)で形質転換する培養細胞が癌細胞株であり、その表現型変化の観察が走化性の低下の観察であることを特徴とする、癌細胞の走化性もしくは転移を抑制する細胞内抗体発現用ベクターの製造方法に係るものである。
The present invention also uses the VHH expression library described above,
(A) transforming cultured cells with the VHH expression vector of the library and observing changes in the phenotype of the cultured cells;
(B) separating the cultured cells whose phenotype has changed in (a) and recovering the expression vector from the cultured cells;
(C) amplifying the DNA containing the randomized base sequence contained in the expression vector recovered in (b);
(D) analyzing the base sequence of the DNA amplified in (c) and determining the amino acid sequence of the antigen recognition site;
(E) synthesizing a vector containing a DNA encoding a variable region having the amino acid sequence determined in (d) and expressed in a desired cell;
A method for producing an intracellular antibody expression vector that promotes or reduces the activity of a physiologically active substance involved in cell phenotyping, preferably the DNA of (c) above Is amplified by transforming E. coli using the expression vector recovered in (b), and the above-mentioned pools of expression vectors are further subjected to the above (a) to (c). This process is repeated.
Typically, the cultured cell transformed in the above (a) is a cancer cell line, and the observation of the phenotypic change is the observation of the decrease in chemotaxis, The present invention relates to a method for producing an intracellular antibody expression vector that suppresses oxidization or metastasis.

さらに、本発明は前記記載の細胞内抗体発現用ベクターの製造方法により得られた、細胞の表現型決定に関与する生理活性物質の活性を促進もしくは減退させる細胞内抗体発現用ベクター自体に係る発明である。好ましくは、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する細胞内抗体発現用ベクターに係るものであり、より好ましくは、当該細胞内抗体発現用ベクターが有する可変領域をコードするDNAが、その重鎖CDR3中に「YLAGVEVWRRRVGLC(配列番号14)」をコードする塩基配列を含むものである。   Furthermore, the present invention relates to an intracellular antibody expression vector itself that promotes or reduces the activity of a physiologically active substance involved in cell phenotype determination obtained by the above-described method for producing an intracellular antibody expression vector. It is. Preferably, it relates to an intracellular antibody expression vector having a chemotactic inhibitory activity of metastatic cancer cells, and more preferably, a DNA encoding a variable region of the intracellular antibody expression vector is The chain CDR3 contains a base sequence encoding “YLAGVEVWRRRVGLC (SEQ ID NO: 14)”.

また、本発明は、前記細胞内抗体発現用ベクターを用いて細胞を形質転換して細胞内で産生される、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する細胞内抗体自体に係る発明である。好ましくはラクダ重鎖抗体由来の重鎖可変領域(VHH)を基本骨格とし、重鎖CDR3中に「YLAGVEVWRRRVGLC(配列番号14)」を有するものであり、典型的には実施例で得られたSD-iAb-47に係るものである。   Further, the present invention is an invention relating to an intracellular antibody itself having a chemotaxis inhibitory activity of metastatic cancer cells produced by transforming cells using the intracellular antibody expression vector. . Preferably, it has a heavy chain variable region (VHH) derived from a camel heavy chain antibody as a basic skeleton, and has “YLAGVEVWRRRVGLC (SEQ ID NO: 14)” in the heavy chain CDR3, typically SD obtained in the Examples. -This is related to iAb-47.

本発明は、前記VHH発現ライブラリーを用いて、
(a)該ライブラリーのVHH発現ベクターで培養細胞を形質転換し、細胞内抗体の作用による細胞の表現型の変化を観察する工程、
(b)表現型が変化した培養細胞を分離し、該培養細胞内部から発現ベクターを回収する工程、
(c)(b)で回収した発現ベクターを、大腸菌に形質転換して増幅させる工程、
(d)(c)で増幅させた発現ベクターのプールに対して、前記(a)〜(c)の工程を繰り返す工程、
(e)細胞の発現型を変化させる細胞内抗体の抗原認識部位を特定する工程、
(f)(e)で特定した抗原認識部位を有する細胞内抗体をコードする塩基配列とタグ配列を含む発現ベクターを用い、形質転換した培養細胞内で細胞内抗体を発現させる工程、
(g)(f)で発現させた細胞内抗体と内在タンパク質との複合体を沈降させ、細胞内抗体が有するタグを指標に回収する工程、
を含むことを特徴とする、細胞の特定の表現型決定に関与する細胞内生理活性物質の同定方法にかかる発明である。
上記工程(f)において、細胞内抗体をコードする塩基配列に結合させるタグ配列は、公知タグ配列、たとえば、たとえば一般的なヒスチジンタグの他、Sigma社製のFLAGタグ、Merck社製(旧Novagen社製)のT7・タグ、HSV・Tag、CBD・Tag、GST・Tag、S・Tagなどを利用できるが、好ましくはストレプトアビジンの特異的結合分子をコードするものである。また、上記工程(g)において、その特異的結合分子と細胞内抗体の複合体を、細胞溶解液中からストレプトアビジン固定化担体などを用いてアフィニティー沈降させた後の工程として、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分子量分画を行い、液体クロマトグラフィー/タンデム質量スペクトル分析計を用いて特異的結合分子を解析する工程を設けてもよい。
また、前記培養細胞は好ましくは癌細胞株であり、どのような表現型の変化を観察してもよいが、典型的には転移性癌細胞株を用い、その走化性の低下を観察することにより、転移性癌細胞の走化性に関与するタンパク質を同定する方法に係る発明である。
The present invention uses the VHH expression library,
(A) a step of transforming a cultured cell with the VHH expression vector of the library and observing a change in the phenotype of the cell due to the action of an intracellular antibody;
(B) a step of isolating a cultured cell having a changed phenotype and recovering an expression vector from the inside of the cultured cell;
(C) transforming the expression vector recovered in (b) into E. coli and amplifying it,
(D) repeating the steps (a) to (c) for the pool of expression vectors amplified in (c),
(E) identifying an antigen recognition site of an intracellular antibody that changes the expression type of the cell;
(F) a step of expressing an intracellular antibody in transformed cultured cells using an expression vector comprising a base sequence encoding an intracellular antibody having the antigen recognition site identified in (e) and a tag sequence;
(G) a step of precipitating a complex of the intracellular antibody and the endogenous protein expressed in (f), and collecting the tag of the intracellular antibody using as an index,
The invention relates to a method for identifying an intracellular physiologically active substance involved in determination of a specific phenotype of a cell.
In the above step (f), the tag sequence to be bound to the base sequence encoding the intracellular antibody is a known tag sequence, for example, a general histidine tag, a FLAG tag manufactured by Sigma, Merck (formerly Novagen) T7 • tag, HSV • Tag, CBD • Tag, GST • Tag, S • Tag, etc., manufactured by the same company, can be used, but preferably encodes a specific binding molecule for streptavidin. In the step (g), SDS-polyacrylamide is used as a step after affinity-precipitation of the complex of the specific binding molecule and the intracellular antibody from the cell lysate using a streptavidin-immobilized carrier or the like. A step of performing molecular weight fractionation by gel electrophoresis and analyzing specific binding molecules using a liquid chromatography / tandem mass spectrometer may be provided.
The cultured cell is preferably a cancer cell line, and any phenotypic change may be observed. Typically, a metastatic cancer cell line is used to observe a decrease in chemotaxis. Thus, the invention relates to a method for identifying a protein involved in the chemotaxis of metastatic cancer cells.

そして、本発明は、前記同定方法で同定された細胞内タンパク質を標的とする、前記細胞内抗体発現用ベクターを有効成分として含有する、転移性癌の走化性を抑制するための癌治療用組成物に係るものであり、特に標的となる細胞内タンパク質はhnRNP-Kが好ましい。   And this invention contains the said intracellular antibody expression vector which targets the intracellular protein identified by the said identification method as an active ingredient, The cancer treatment for suppressing the chemotaxis of metastatic cancer In particular, hnRNP-K is preferred as the target intracellular protein.

別の観点からみると、本発明は、「YLAGVEVWRRRVGLC(配列番号14)」のアミノ酸配列を含む、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有するペプチドおよび配列番号14のアミノ酸配列をコードするDNAに係る発明である。好ましくは、配列番号14のアミノ酸配列の両端が繋がり、環化したペプチドとして用いることができる。
また、本発明は、重鎖CDR3のアミノ酸配列が、配列番号14からなるアミノ酸配列を含んでいる重鎖可変領域を有する細胞内抗体であって、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する細胞内抗体に係る発明である。好ましくは、重鎖CDR3のアミノ酸配列以外はラクダ重鎖抗体由来のアミノ酸配列である。
また、本発明は、上記転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する重鎖可変領域を含む細胞内抗体をコードするDNAに係る発明であり、また当該DNAを含む発現ベクターであって、転移性癌細胞内で発現して癌細胞の走化性を抑制するペプチドもしくは細胞内抗体を産生する発現ベクターに係る発明である。
さらに、本発明は、当該発現ベクターを有効成分として含有する、転移性癌の走化性を抑制するための癌治療用組成物に係る発明でもある。
From another point of view, the present invention relates to a peptide having an amino acid sequence of “YLAVEVWRRRRGLC (SEQ ID NO: 14)” having a chemotactic inhibitory activity of metastatic cancer cells and a DNA encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14. It is such an invention. Preferably, both ends of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14 are connected and can be used as a cyclized peptide.
The present invention also relates to an intracellular antibody having a heavy chain variable region in which the amino acid sequence of heavy chain CDR3 comprises the amino acid sequence consisting of SEQ ID NO: 14, and has an activity of inhibiting chemotaxis of metastatic cancer cells. It is an invention related to intracellular antibodies. Preferably, an amino acid sequence derived from a camel heavy chain antibody other than the amino acid sequence of heavy chain CDR3.
The present invention also relates to a DNA encoding an intracellular antibody comprising a heavy chain variable region having chemotaxis suppressing activity of the metastatic cancer cell, and an expression vector containing the DNA, It is an invention relating to an expression vector that produces a peptide or intracellular antibody that is expressed in sex cancer cells and suppresses the chemotaxis of cancer cells.
Furthermore, the present invention is also an invention relating to a composition for cancer treatment for suppressing the chemotaxis of metastatic cancer, comprising the expression vector as an active ingredient.

以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
(実施例1)
イントラボディの基本骨格として、既に遺伝子配列が報告されているラクダ抗体の抗ニワトリリゾチーム抗体由来のVHH(cAb-Lys3)を選択し、発現ベクターは、哺乳動物細胞中で強力な遺伝子発現を行うサイトメガロウィルス由来のCMVプロモーターを有するInvitrogen社のpcDNA3.1-Hygroを用いた(図1A)。発現ベクターpcDNA3.1/Hygroに抗ニワトリゾチーム−ラクダ抗体cAb-Lys3がクローニングされたプラスミド「pcDNA3.1/Hygro-cAb-Lys3」のDNA配列を(配列番号1)として示す。なお、(配列番号1)に含まれる抗ニワトリゾチーム−ラクダ抗体cAb-Lys3のORFに対応するDNA配列(C末端にヒスチジンタグを有する)を(配列番号8)として示し、アミノ酸配列を(配列番号11)として示す。VHHのC末端にFLAGタグ配列を持つようにして、その発現をウェスタンブロットで確認した。実際のスクリーニング時にはFLAGタグ配列ではなくヒスチジンタグ配列を持つものを使用した。骨格となるcAb-Lys3のCDR3の前後には、ランダム配列をクローニングするための制限酵素Sfi I認識部位を導入した(図1B)。pcDNA3.1/Hygroプラスミドベクターのうち、pcDNA3.1/HygroのCDR3部分に制限酵素Sfi I認識部位を導入したプラスミド「pcDNA3.1/Hygro-VHH-Sfi」のDNA配列を(配列番号2)として示す。なお、(配列番号2)中のVHH-SfiのORFに対応するDNA配列(C末端にヒスチジンタグを有する)を(配列番号9)として示し、アミノ酸配列を(配列番号12)として示す。
この基本骨格となるVHH(VHH-Sfi)が哺乳動物細胞(ヒト腎臓由来の293T細胞)で発現することを、抗FLAG抗体を用いたウェスタンブロッティング法で確認した(図1C)。
その結果が良好であったことから、両端に上記のSfi I認識部位にクローニングできるような配列を有し、その内部にランダム化された配列を15コドン分持つDNAを化学合成し、制限酵素Sfi Iで消化した上記発現ベクターに連結した。ランダム配列部分は一般的なNNKコドン法(NはA, G, C, Tのいずれか、KはGもしくはTのどちらかに限定)を用い、20種類のアミノ酸が比較的均等に出現しつつ、終止コドンの出現頻度を最小限に抑えることとした。当該cAb-Lys3由来のCDR3は、そのN末端とC末端をジスルフィド結合で繋いで環化させると、それだけで抗原であるニワトリリゾチームとcAb-Lys3と同じ様式で結合することが報告されていることから(非特許文献26)、骨格となるcAb-Lys3のCDR1およびCDR2についてはそのままとした。「pcDNA3.1/Hygro-VHH-Sfi」プラスミドベクターのVHH-Sfi制限部位に導入するランダムDNAライブラリーのテンプレートDNA「dSD-iAb-lib」のDNA配列を(配列番号3)として示す。「dSD-iAb-lib」は、化学合成した一本鎖DNAで、上流プライマー(配列番号4)および下流プライマー(配列番号5)を用いてPCRし、二本鎖DNAにした後、Sfi Iで消化してpcDNA3.1/Hygro-VHH-Sfiプラスミドベクターにクローニングした。このpcDNA3.1/Hygro-VHH-SfiプラスミドベクターのVHH-Sfiの制限酵素SfiI認識部位に15コドン分のランダムDNA配列が導入されたプラスミド「pcDNA3.1/Hygro-dSD-iAb-lib」のDNA配列を(配列番号6)として示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
VHH (cAb-Lys3) derived from the anti-chicken lysozyme antibody of the camel antibody whose gene sequence has already been reported is selected as the basic skeleton of the intrabody, and the expression vector is a site that performs strong gene expression in mammalian cells Invitrogen pcDNA3.1-Hygro having a CMV promoter derived from megalovirus was used (FIG. 1A). The DNA sequence of the plasmid “pcDNA3.1 / Hygro-cAb-Lys3” obtained by cloning the anti-chick sozyme-camel antibody cAb-Lys3 into the expression vector pcDNA3.1 / Hygro is shown as (SEQ ID NO: 1). The DNA sequence (having a histidine tag at the C terminus) corresponding to the ORF of the anti-chicken sozyme-camel antibody cAb-Lys3 contained in (SEQ ID NO: 1) is shown as (SEQ ID NO: 8), and the amino acid sequence (SEQ ID NO: 8) 11). The expression was confirmed by Western blotting with a FLAG tag sequence at the C-terminal of VHH. In actual screening, those having a histidine tag sequence instead of a FLAG tag sequence were used. A restriction enzyme Sfi I recognition site for cloning random sequences was introduced before and after CDR3 of cAb-Lys3 serving as the backbone (FIG. 1B). Among the pcDNA3.1 / Hygro plasmid vectors, the DNA sequence of the plasmid “pcDNA3.1 / Hygro-VHH-Sfi” in which the restriction enzyme Sfi I recognition site is introduced into the CDR3 part of pcDNA3.1 / Hygro is (SEQ ID NO: 2) Show. The DNA sequence corresponding to the VHH-Sfi ORF in (SEQ ID NO: 2) (having a histidine tag at the C-terminus) is shown as (SEQ ID NO: 9), and the amino acid sequence is shown as (SEQ ID NO: 12).
It was confirmed by Western blotting using an anti-FLAG antibody that VHH (VHH-Sfi) serving as the basic skeleton was expressed in mammalian cells (293T cells derived from human kidney) (FIG. 1C).
Since the result was good, a DNA having a sequence that can be cloned into the above Sfi I recognition site at both ends and a randomized sequence corresponding to 15 codons was chemically synthesized, and the restriction enzyme Sfi Ligated with the above expression vector digested with I. The random sequence part uses the general NNK codon method (N is one of A, G, C, T, K is limited to either G or T), and 20 types of amino acids appear relatively evenly. Therefore, it was decided to minimize the frequency of appearance of stop codons. The CDR3 derived from cAb-Lys3 has been reported to bind to the antigen chick lysozyme in the same manner as cAb-Lys3 when the N-terminus and C-terminus are linked by a disulfide bond and cyclized. (Non-patent Document 26), CDR1 and CDR2 of cAb-Lys3 as a skeleton were left as they were. The DNA sequence of the template DNA “dSD-iAb-lib” of the random DNA library introduced into the VHH-Sfi restriction site of the “pcDNA3.1 / Hygro-VHH-Sfi” plasmid vector is shown as (SEQ ID NO: 3). “DSD-iAb-lib” is a chemically synthesized single-stranded DNA, which is PCR-prepared using an upstream primer (SEQ ID NO: 4) and a downstream primer (SEQ ID NO: 5) to form a double-stranded DNA, and then Sfi I Digested and cloned into pcDNA3.1 / Hygro-VHH-Sfi plasmid vector. DNA of plasmid "pcDNA3.1 / Hygro-dSD-iAb-lib" in which a random DNA sequence of 15 codons is introduced into the restriction enzyme SfiI recognition site of VHH-Sfi of this pcDNA3.1 / Hygro-VHH-Sfi plasmid vector The sequence is shown as (SEQ ID NO: 6).

化学合成したランダム配列からなるDNAと制限酵素Sfi Iで消化した上記発現ベクターを通常の方法で連結した後、それを用いて一般的な遺伝子工学用の大腸菌株を形質転換し増幅した。その大腸菌プールの一部をとってコロニー化し、36クローンの大腸菌それぞれが持つプラスミド(発現ベクター)のCDR3領域をコードするDNA配列を解析した結果、終止コドンが含まれていて完全なVHHが発現しないものの比率(終止コドン含有率)は33%であった。NNKコドン法でランダム配列を作成した場合、終止コドンの出現率は3.125%であることから、1コドンあたりに終止コドンが出現しない確率は100−3.125=96.875%となる。従って15アミノ酸が連続した場合、その中で終止コドンが出現しない確率は0.96875の15乗で0.621となり、約62 %である。このことから、15アミノ酸が連続した場合、そのうち終止コドンを含むプラスミドの存在確率は100−62=38%であり、この値は実際の終止コドン含有率33%にほぼ等しいことがわかった。ランダム配列を含む発現ベクターライブラリーの多様性を上記の形質転換効率から2.7×106種と見積もり、さらに終止コドン含有率38%から計算して、完全なVHHを発現する発現ライブラリーの多様性を1.7×106種と見積もった。 The chemically synthesized DNA consisting of a random sequence and the above expression vector digested with the restriction enzyme Sfi I were ligated by a conventional method, and then a general E. coli strain for genetic engineering was transformed and amplified using it. A portion of the E. coli pool was colonized, and the DNA sequence encoding the CDR3 region of the plasmid (expression vector) of each of 36 clones of E. coli was analyzed. As a result, a complete VHH was not expressed because it contained a stop codon. The ratio of products (stop codon content) was 33%. When a random sequence is created by the NNK codon method, since the appearance rate of stop codon is 3.125%, the probability that a stop codon does not appear per codon is 100−3.125 = 96.875%. Therefore, when 15 amino acids are consecutive, the probability that a stop codon does not appear therein is 0.96875 to the 15th power of 0.621, which is about 62%. From this, when 15 amino acids are consecutive, the existence probability of a plasmid containing a stop codon is 100-62 = 38%, and this value is almost equal to the actual stop codon content of 33%. Diversity of the expression vector library that expresses the complete VHH by estimating the diversity of the expression vector library including the random sequence as 2.7 × 10 6 from the above transformation efficiency and calculating from the stop codon content 38% Was estimated to be 1.7 × 10 6 species.

こうして構築したVHH発現プラスミドライブラリーが、本当に完全長のVHHを哺乳動物培養細胞発現しているかを、293T培養細胞および抗FLAGタグ抗体を用いてウェスタンブロッティング法で解析した(図1C)。
その結果、ランダム配列を持つ発現ライブラリーから発現するVHHライブラリーは、哺乳動物培養細胞において、そのC末端にFLAGタグを持つことから正しいフレームで翻訳されること、またその起源である抗ニワトリリゾチーム抗体VHH(cAb-Lys3)およびその基本骨格であるSfi Iクローニングサイトを導入したVHHであるVHH-Sfiとほぼ同じ分子量であることが確認された。
以上のように、CDR3のみをランダム配列化したVHHライブラリーを細胞内部で正しく発現させることの出来る「pcDNA3.1/Hygro-dSD-iAb-lib」からなる発現プラスミドライブラリー(SD-iAb発現ライブラリー)の構築に成功した。
The VHH expression plasmid library constructed in this way was analyzed by Western blotting using a 293T cultured cell and an anti-FLAG tag antibody to determine whether a full-length VHH was expressed in mammalian cultured cells (FIG. 1C).
As a result, the VHH library expressed from an expression library with a random sequence is translated in the correct frame because it has a FLAG tag at its C-terminus in cultured mammalian cells, and its origin is anti-chicken lysozyme. It was confirmed that the molecular weight was almost the same as that of VHH-Sfi, which is VHH into which the antibody VHH (cAb-Lys3) and its basic skeleton Sfi I cloning site were introduced.
As described above, an expression plasmid library (SD-iAb expression live) consisting of “pcDNA3.1 / Hygro-dSD-iAb-lib” that can correctly express a VHH library in which only CDR3 is randomly arranged inside the cell. Rally) was successfully constructed.

(実施例2)
上記のようにして得たSD-iAb発現ライブラリーを、転移性の高いヒト繊維肉腫由来の癌細胞株HT1080にトランスフェクションし、24時間後、細胞の走化性アッセイを行った(非特許文献27、28)。図2Aはその操作を模式的に表したものである。上記SD-iAb発現ライブラリーのトランスフェクションによって細胞内部で発現したSD-iAbによる影響を受けなかった細胞は下部チャンバーの走化性誘引物質に誘引されて膜を通過し、一方、その影響によって走化性が低下した細胞は、上部チャンバーに残っている。これらの走化性が低下した細胞を集め、細胞内部から発現ベクターを回収し、それを用いて大腸菌を形質転換して増幅させた。この操作が1回のスクリーニングとなる。
(Example 2)
The SD-iAb expression library obtained as described above was transfected into a highly metastatic human fibrosarcoma-derived cancer cell line HT1080, and a cell chemotaxis assay was performed 24 hours later (Non-patent Document) 27, 28). FIG. 2A schematically shows the operation. Cells not affected by SD-iAb expressed inside the cells by transfection of the above-mentioned SD-iAb expression library are attracted to the chemotactic attractant in the lower chamber and pass through the membrane. Cells with reduced virulence remain in the upper chamber. These cells with reduced chemotaxis were collected, the expression vector was collected from the inside of the cell, and E. coli was transformed and amplified using it. This operation is a single screening.

このスクリーニングによって得られた発現ベクタープールは、「転移性癌細胞の走化性の低下を引き起こすSD-iAbをコードする発現プラスミドベクター」の含有率が元のSD-iAb発現ライブラリーより高くなったプラスミド集団と言うことができる。
ここで、得られたプラスミド中のランダム配列をPCR法を用いて増幅し、直接配列決定することもできるし、プラスミドで大腸菌を形質転換してコロニー化することで増幅し、ランダム領域の塩基配列を決定することもできる。しかし、1回のスクリーニングではバックグラウンドとなる細胞を多く含むと考えられるので、このスクリーニング操作(細胞走化性アッセイ)を4回繰り返し、目的のSD-iAbの含有率を高めた。
各々のスクリーニング後に得られるプラスミド量を正確に定量することは困難であったが、回収したプラスミドで形質転換した大腸菌をプレートに撒いてコロニー化し、コントロールとなるVHH-Sfi発現ベクターを用いた大腸菌形質転換効率を用いて標準化した数値を比較することで、スクリーニングで得られるプラスミド量の変化の傾向を評価した。
The expression vector pool obtained by this screening has a higher content of “expression plasmid vector encoding SD-iAb that causes a decrease in chemotaxis of metastatic cancer cells” than the original SD-iAb expression library. It can be referred to as a plasmid population.
Here, the random sequence in the obtained plasmid can be amplified using the PCR method and directly sequenced, or amplified by transforming E. coli with the plasmid and colonized, and the nucleotide sequence of the random region Can also be determined. However, since it is considered that a single screening contains a large number of background cells, this screening procedure (cell chemotaxis assay) was repeated four times to increase the content of the target SD-iAb.
Although it was difficult to accurately quantify the amount of plasmid obtained after each screening, Escherichia coli transformed with the recovered plasmid was spread on a plate, colonized, and E. coli strains using the control VHH-Sfi expression vector. The tendency of change in the amount of plasmid obtained by screening was evaluated by comparing the standardized values using the conversion efficiency.

各々のスクリーニング後に得られるプラスミド量の変化の傾向を評価した結果、スクリーニングごとに回収されるプラスミド量が増加することがわかった(図2B)。   As a result of evaluating the tendency of changes in the amount of plasmid obtained after each screening, it was found that the amount of plasmid recovered in each screening increased (FIG. 2B).

また各スクリーニングで走化性が低下して膜上に残っている細胞を染色してみると、明らかにその細胞の数が増加している様子が観測された(図2C)。   In addition, when the chemotaxis decreased in each screening and the cells remaining on the membrane were stained, it was clearly observed that the number of the cells increased (FIG. 2C).

最終的に、1535個の大腸菌クローンを回収し、その内96クローンからプラスミドを回収して配列解析を行ったところ、ランダム領域の配列として「YLAGVEVWRRRVGLC(配列番号14)」というアミノ酸配列をコードするもののみが複数回出現した。DNA配列も「TATTTGGCTGGGGTTGAGGTTTGGCGTAGGAGGGTTGGTTTGTGT(配列番号15)のDNA配列に収束していた。このアミノ酸配列をコードするDNAについて既存のデータベースをサーチしてみたが、有意な関連性や相同性を持つ配列は見つからず、天然には存在しない新規のアミノ酸配列であることがわかった。そこで、我々はこのアミノ酸配列をCDR3に持つ細胞内抗体(VHH)をSD-iAb-47と命名した。当該SD-iAb-47(「pcDNA3.1/Hygro-SD-iAb-47」)のDNA配列を(配列番号7)として示す。なお、(配列番号7)中のSD-iAb-47のORFに対応するDNA配列は(配列番号10)であり、アミノ酸配列は(配列番号13)である。   Finally, 1535 E. coli clones were recovered, and 96 of them were recovered from plasmids and sequence analysis was performed. As a random region sequence, an amino acid sequence "YLAVEVWRRRVGLC (SEQ ID NO: 14)" was encoded. Only appeared multiple times. The DNA sequence also converged to the DNA sequence of “TATTTGGCTGGGGTTGAGGTTTGGCGTAGGAGGGTTGGTTTGTGT (SEQ ID NO: 15). I searched an existing database for DNA encoding this amino acid sequence, but I could not find a sequence with significant relevance or homology. Therefore, we found that this is a novel amino acid sequence that does not exist in nature, and we named the intracellular antibody (VHH) having this amino acid sequence in CDR3 as SD-iAb-47. The DNA sequence of ("pcDNA3.1 / Hygro-SD-iAb-47") is shown as (SEQ ID NO: 7). The DNA sequence corresponding to the ORF of SD-iAb-47 in (SEQ ID NO: 7) is (SEQ ID NO: 10), and the amino acid sequence is (SEQ ID NO: 13).

(実施例3)
細胞内抗体SD-iAb-47が相互作用する標的タンパク質が何であるかを同定するために、SD-iAb-47のC末端にストレプトアビジンと特異的に相互作用するタグ配列をつけた融合タンパク質(SD-iAb-47-SBT)をコードするDNAを含む哺乳動物細胞発現ベクターを構築した。この時、コントロールとして同様のタグをVHH-Sfiに結合した融合タンパク質(VHH-Sfi-SBT)発現ベクターも用意した。
(Example 3)
To identify the target protein with which the intracellular antibody SD-iAb-47 interacts, a fusion protein with a tag sequence that specifically interacts with streptavidin at the C-terminus of SD-iAb-47 ( A mammalian cell expression vector containing DNA encoding SD-iAb-47-SBT) was constructed. At this time, a fusion protein (VHH-Sfi-SBT) expression vector in which the same tag was bound to VHH-Sfi was also prepared as a control.

それぞれの細胞内発現ベクターをトランスフェクションした転移性癌細胞から溶出液を調整し、ストレプトアビジンを固定化したアガロースビーズと混ぜてインキュベートしたあと、上記タグとストレプトアビジンとの相互作用に基づいて、SD-iAb-47-SBTおよびそれが結合する内在タンパク質を沈降させて回収した。SD-iAb-47-SBTと標的タンパク質の相互作用が弱いことも考えて、上記作業中のアガロースビーズの洗浄は出来る限り温和な条件で行った。この一連の操作の概念図を図3Aに示す。   Prepare the eluate from metastatic cancer cells transfected with each intracellular expression vector, incubate with mixed agarose beads with immobilized streptavidin, and then SD based on the interaction between the tag and streptavidin. -iAb-47-SBT and the endogenous protein to which it binds were precipitated and recovered. Considering that the interaction between SD-iAb-47-SBT and the target protein is weak, washing of the agarose beads during the above operation was performed under the mildest conditions possible. A conceptual diagram of this series of operations is shown in FIG. 3A.

同様の操作をVHH-Sfi-SBT発現ベクターを用いて行い、それぞれから得られたアフィニティー沈降物質をSDS変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)で解析した(図3B)。非特異吸着タンパク質を含めて多くの内在タンパク質が得られたが、コントロールであるVHH-Sfi-SBTによるアフィニティー沈降による結果を比較して明確に差が見えたのは、55-70kDaのレンジにおける三つのバンドであった。それらをゲルから切り出して液体クラマトグラフィー/タンデム質量スペクトル解析(LC-MS/MS)でアミノ酸配列を解析し、タンパク質データベースサーチによって同定した結果、それら一つ一つが別のタンパク質で、それぞれ上からケラチン(keratin)、hnRNP-K(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K)、ビメンチン(vimentin)であることがわかった。   The same operation was performed using the VHH-Sfi-SBT expression vector, and the affinity precipitated substances obtained from each were analyzed by SDS-denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) (FIG. 3B). Many endogenous proteins, including nonspecifically adsorbed proteins, were obtained, but there was a clear difference between the results of affinity precipitation with the control VHH-Sfi-SBT. There were two bands. They were cut out of the gel, analyzed by liquid chromatography / tandem mass spectrometry (LC-MS / MS), and identified by protein database search. (Keratin), hnRNP-K (heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K), and vimentin.

ケラチンについてはこの手の実験手法において高頻度で見られる実験者由来のコンタミネーションであると考え、標的タンパク質の候補をhnRNP-Kおよびビメンチンに絞り、これら二つの候補タンパク質についての抗体を用意して、上記のアフィニティー沈降物質についてウェスタンブロッティング解析を行った。なお、この際は非特異的な相互作用を減らすため、厳しい条件での洗浄操作を行っている。その結果、SD-iAb-47-SBTを用いた沈降物質中にはhnRNP-Kが見られたがビメンチンを検出することはできなかった。一方、コントロールであるVHH-Sfi-SBTを用いて調整した沈降物質中にはどちらも検出することはできなかった(図3C)。以上のことから、SD-iAb-47-SBTのCDR3部分(YLAGVEVWRRRVGLC)に特異的に結合するタンパク質をhnRNP-K(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K)と特定した。   Keratin is considered to be a contamination derived from an experimenter that is frequently seen in this type of experimental method, and the target protein candidates are narrowed down to hnRNP-K and vimentin, and antibodies for these two candidate proteins are prepared. Western blotting analysis was performed on the affinity precipitated substance. In this case, the washing operation is performed under severe conditions in order to reduce non-specific interactions. As a result, hnRNP-K was found in the precipitated material using SD-iAb-47-SBT, but vimentin could not be detected. On the other hand, neither could be detected in the precipitated material prepared using VHH-Sfi-SBT as a control (FIG. 3C). Based on the above, a protein that specifically binds to the CDR3 portion (YLAGVEVWRRRVGLC) of SD-iAb-47-SBT was identified as hnRNP-K (heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K).

同定したhnRNP-Kは、基本的には核に多く存在するRNA結合タンパク質の1種で、転写制御からメッセンジャーRNA(mRNA)のスプライシングや核内プロセッシング、細胞質中でのmRNAの翻訳やそのターンオーバー、さらに細胞分裂におけるクロマチンリモデリングなど、極めて多様な細胞機能に関与していることが報告されている(非特許文献18、29〜34)。これらのことからhnRNP-Kは、DNAおよびRNAに直接関与する細胞内のプロセスに関与する様々なタンパク質に結合し、相互間のクロストークを促進させることでシグナル伝達を効率化する足場(ドッキング・プラットフォーム)として機能していると考えられている(非特許文献35)。   The identified hnRNP-K is basically one of many RNA-binding proteins that are present in the nucleus, from transcriptional regulation to messenger RNA (mRNA) splicing and nuclear processing, mRNA translation in the cytoplasm and its turnover. Furthermore, it has been reported that it is involved in extremely diverse cell functions such as chromatin remodeling in cell division (Non-patent Documents 18, 29 to 34). From these, hnRNP-K binds to various proteins involved in intracellular processes directly involved in DNA and RNA, and promotes cross-talk between them, thereby enhancing the efficiency of signal transduction (docking (Non-patent Document 35).

このタンパク質の相互作用や機能は、その存在が発見されて以来、増加の一途を辿っている。例えばhnRNP-KのC末端よりに存在するSH3結合領域は、非受容体型プロテインキナーゼであるSrcファミリーと相互作用することが知られているし(非特許文献36、37)、細胞接着を制御したり(非特許文献38)、リン酸化を受けて細胞質に局在を変化させて翻訳阻害を起すことも報告されている(非特許文献39)。これらの機能発現の場が核内であったり細胞質であったりするのは、hnRNP-Kが特徴的な核-細胞質間の行き来するシャトリングシグナル配列を持っており、状況に応じてその局在を変化させることが出来るからであると考えられている(非特許文献34)。   The interaction and function of this protein has been increasing since its existence was discovered. For example, the SH3 binding region present from the C-terminus of hnRNP-K is known to interact with the Src family of non-receptor protein kinases (Non-patent Documents 36 and 37) and regulates cell adhesion. (Non-Patent Document 38), it has also been reported that translational inhibition is caused by phosphorylation and changing the localization in the cytoplasm (Non-Patent Document 39). These functional expression sites are in the nucleus or in the cytoplasm because hnRNP-K has a characteristic shuttling signal sequence that goes back and forth between the nucleus and the cytoplasm. It is thought that it is because it can change (nonpatent literature 34).

このように、hnRNP-Kと呼ばれるタンパク質は実に多様な機能を有しており、いまだその全ては解明されていなかったが、本発明者らは実施例1のVHH発現ライブラリーを用いたスクリーニング法を転移性癌細胞に適用したことによって転移性癌細胞の走化性抑制活性を有するシングルドメイン・イントラボディ(SD-iAb-47)を得ることができ、SD-iAb-47と特異的に結合して複合体を形成する細胞内タンパク質としてhnRNP-Kを同定することができたものである。さらに、下記の実施例4〜5において、SD-iAb-47を用いて詳細な実験を行った結果、発明者らは、hnRNP-Kが細胞運動に深く関与しており、潜在的な癌治療の標的因子となりうることを世界で初めて証明することができた。
すなわち、このことは、SD-iAb-47およびそれをコードするDNAを転移性癌治療剤として用いることができるばかりでなく、hnRNP-Kに結合してその活性を抑制することができる物質を探索すれば、当該物質もまた、同様に転移性癌治療薬として用いることができることを示したことである。
As described above, the protein called hnRNP-K has a variety of functions, and not all of them have been elucidated yet. The present inventors have performed a screening method using the VHH expression library of Example 1. Can be applied to metastatic cancer cells to obtain a single domain intrabody (SD-iAb-47) that has the chemotactic inhibitory activity of metastatic cancer cells and specifically binds to SD-iAb-47 As a result, hnRNP-K could be identified as an intracellular protein forming a complex. Furthermore, as a result of detailed experiments using SD-iAb-47 in the following Examples 4 to 5, the inventors found that hnRNP-K is deeply involved in cell motility, and potential cancer treatment It was the first time in the world that it could be a target factor for
This means that not only can SD-iAb-47 and the DNA encoding it be used as a metastatic cancer therapeutic agent, but also a substance that can bind to hnRNP-K and suppress its activity. This indicates that the substance can also be used as a therapeutic agent for metastatic cancer.

(実施例4)
実施例2で得られた細胞内抗体SD-iAb-47による走化性抑制について、実際にそれが転移性癌細胞(HT1080)の走化性を抑制するか否かについて確認実験を行った。細胞内抗体SD-iAb-47発現ベクターの他、コントロールとしてVHH-Sfi発現ベクター、スクリーニングにかける前のプラスミドプール(SD-iAb発現ベクターライブラリー)、4ラウンド目のスクリーニングで得られたプラスミドプール(SD-iAb5th発現ベクターライブラリー)を比較対象として用意した。これらの発現ベクターでトランスフェクションした細胞を用いて上記スクリーニングと同じ要領で走化性アッセイを行い、走化性の低下した細胞を回収し、そこから得られたプラスミドで大腸菌を形質転換してコロニー数をカウントしたところ、他に比べてSD-iAb-47発現ベクターを内在する大腸菌コロニーの数が明らかに多かった(図4A)。また走化性アッセイにおいて、下部チャンバーに移動せずフィルター上に残っている細胞を染色して観察すると、コントロールに比べてSD-iAb-47発現ベクターをトランスフェクションした細胞の方が明確に多いことがわかった(図4B)。
Example 4
Regarding chemotaxis suppression by the intracellular antibody SD-iAb-47 obtained in Example 2, a confirmation experiment was conducted as to whether or not it actually suppresses chemotaxis of metastatic cancer cells (HT1080). In addition to the intracellular antibody SD-iAb-47 expression vector, VHH-Sfi expression vector as a control, plasmid pool before screening (SD-iAb expression vector library), plasmid pool obtained by the fourth round screening ( SD-iAb5th expression vector library) was prepared for comparison. Perform chemotaxis assay using cells transfected with these expression vectors in the same manner as in the above screening, collect cells with reduced chemotaxis, transform E. coli with the resulting plasmid, and colony When the number was counted, the number of E. coli colonies harboring the SD-iAb-47 expression vector was clearly higher than the others (FIG. 4A). In chemotaxis assays, when cells that do not migrate to the lower chamber and remain on the filter are stained and observed, the number of cells transfected with the SD-iAb-47 expression vector is clearly greater than that of the control. (Figure 4B).

さらに、膜に加えて細胞外基質を重層したものを用い、より実際の癌細胞転移に近い状況を再現することができる「浸潤アッセイ」(非特許文献40)を行った。上記同様のコントロール(VHH-Sfi発現ベクター)の他、4ラウンド目のスクリーニングで得られたプラスミドプール(SD-iAb 5th発現ベクターライブラリー)と比較すると、SD-iAb-47発現ベクターをトランスフェクションした細胞が細胞外基質を通り抜けることのできた細胞(すなわち浸潤能を保持した細胞)の数は、染色結果(図4C左)および細胞数計測(図4C右)の双方で、明らかに低下していることがわかった。   Furthermore, an “invasion assay” (Non-patent Document 40) was performed, which can reproduce the situation closer to actual cancer cell metastasis using a layer in which an extracellular matrix is layered in addition to a membrane. In addition to the control (VHH-Sfi expression vector) similar to the above, compared to the plasmid pool (SD-iAb 5th expression vector library) obtained in the fourth round of screening, the SD-iAb-47 expression vector was transfected. The number of cells that could pass through the extracellular matrix (ie, cells that retained invasive ability) was clearly reduced both in the staining results (FIG. 4C left) and the cell counts (FIG. 4C right). I understood it.

さらなる確認として、コントロール(VHH-Sfi発現ベクタートランスフェクション細胞)とSD-iAb-47発現ベクタートランスフェクション細胞それぞれを密集状態で培養した状態に溝を作り、その溝の埋まり具合を観察することで(スクラッチアッセイ)、接着状態の細胞の移動能力を評価した(非特許文献41)。6時間後にその様子を観察した結果、明らかにSD-iAb-47発現ベクタートランスフェクション細胞の方がコントロールよりも溝への移動能力が低下していた(図4D)。以上の実験結果は、細胞内抗体SD-iAb-47が、本来高い走化性を示す癌細胞であるHT1080の走化性を、細胞死を起こすことなく効率的に抑制し、さらにそれに基づくHT1080の浸潤能の低下を引き起こすことを明確に示すものである。上記の結果から、SD-iAb発現ライブラリーを用いた転移性癌細胞の走化性抑制機能に基づくスクリーニングの結果、細胞死を誘導することなく走化性を効率よく抑制する細胞内抗体SD-iAb-47が得られ、その相互作用する標的タンパク質がhnRNP-Kであることが明らかとなった。   As a further confirmation, the control (VHH-Sfi expression vector-transfected cells) and SD-iAb-47 expression vector-transfected cells were cultivated in a dense state, and a groove was formed and observed ( Scratch assay), the ability of cells in the attached state to migrate was evaluated (Non-Patent Document 41). As a result of observing the state after 6 hours, SD-iAb-47 expression vector-transfected cells clearly had a lower ability to move to the groove than the control (FIG. 4D). The above experimental results show that the intracellular antibody SD-iAb-47 efficiently suppresses the chemotaxis of HT1080, which is a cancer cell that originally exhibits high chemotaxis, without causing cell death. It is clearly shown that it causes a decrease in the infiltration ability. From the above results, as a result of screening based on the chemotaxis suppressing function of metastatic cancer cells using the SD-iAb expression library, intracellular antibody SD- that efficiently suppresses chemotaxis without inducing cell death iAb-47 was obtained, revealing that the interacting target protein was hnRNP-K.

(実施例5)
次に、細胞の走化性とhnRNP-Kとの関連性に焦点を当て、血清を抜いた状態の培地中の細胞に対する、走化性誘引物質であるフィブロネクチンによる走化現象に基づく実験を行った。既にhnRNP-Kの細胞内における分布が、血清の存在によって核内優先的に局在する状態から核と細胞質双方に分散する状態へ変化することが報告されているので(非特許文献39)、まずこの報告例が再現できるかを、抗hnRNP-K抗体によるウェスタンブロッティング法を用いて経時的に調べた(図5A)。
(Example 5)
Next, focusing on the relationship between cell chemotaxis and hnRNP-K, we conducted experiments based on the chemotaxis phenomenon induced by fibronectin, a chemotactic attractant, for cells in medium without serum. It was. Since it has already been reported that the distribution of hnRNP-K in cells changes from a state preferentially localized in the nucleus to a state dispersed in both the nucleus and cytoplasm due to the presence of serum (Non-patent Document 39). First, whether or not this report could be reproduced was examined over time using Western blotting with an anti-hnRNP-K antibody (FIG. 5A).

無血清倍地条件下の細胞ではhnRNP-Kは核優先的な分布を示しているが、血清添加後、時間の経過と供に細胞質での存在量が増加することが確認された(図5A)。血清に代わって走化性誘引物質であるフィブロネクチンを用いた場合でも、同様の結果が得られた(図5B)。一方で、SD-iAb-47が発現している細胞では、そうした細胞質におけるhnRNP-Kの存在量の増加は観察されなかった(図5Bおよび図5C)。   In cells under serum-free medium, hnRNP-K shows a nuclear-preferred distribution, but it was confirmed that the abundance in the cytoplasm increases with the passage of time after addition of serum (FIG. 5A). ). Similar results were obtained when fibronectin, a chemotactic attractant, was used instead of serum (FIG. 5B). On the other hand, in cells expressing SD-iAb-47, no increase in the amount of hnRNP-K present in the cytoplasm was observed (FIGS. 5B and 5C).

以上の結果は、SD-iAb-47がhnRNP-Kと結合することで、何らかの作用により誘引物質であるフィブロネクチンによるhnRNP-Kの細胞質存在量の増加が阻害され、それによって転移性癌細胞HT1080の走化性が抑制されたことを示すものである。言い換えれば、hnRNP-Kの細胞質における機能の一つが、細胞の運動能力を正に制御するシグナル伝達に深く関与しているということであるから、その機能を細胞質でのみ阻害することで有力な癌転移の阻害効果が期待できる。このような細胞内の局所的機能阻害は、siRNAなどによる標的タンパク質全体の発現抑制を起こすような技術では不可能である。   The above results indicate that the binding of SD-iAb-47 to hnRNP-K inhibits the increase in the cytosolic abundance of hnRNP-K by fibronectin, an attractant, due to some action. It shows that chemotaxis was suppressed. In other words, one of the functions of hnRNP-K in the cytoplasm is that it is deeply involved in signal transduction that positively regulates the motility of cells, so it is a powerful cancer by inhibiting that function only in the cytoplasm. It can be expected to inhibit metastasis Such intracellular local function inhibition is not possible with a technique that suppresses the expression of the entire target protein with siRNA or the like.

そのことを確認するために、shRNA発現ベクターを用いてsiRNAによるhnRNP-K発現抑制(遺伝子ノックダウン)を試みたところ、細胞死が観測されたことからhnRNP-Kが細胞生存に不可欠であることがわかった。また従来から遺伝子ノックアウト法によるhnRNP-Kノックアウトマウスなどの報告例も無い。従って、hnRNP-Kを標的にしたsiRNA等の投与は正常細胞にも細胞死を起こしてしまう可能性が高く、重篤な副作用を引き起こす恐れがある。   In order to confirm this, suppression of hnRNP-K expression by siRNA using shRNA expression vector (gene knockdown) was attempted, and cell death was observed, indicating that hnRNP-K is essential for cell survival. I understood. In addition, there have been no reports of hnRNP-K knockout mice by gene knockout method. Therefore, administration of siRNA or the like targeting hnRNP-K is likely to cause cell death in normal cells, and may cause serious side effects.

また、SD-iAb-47が持つヒスチジンタグを利用した抗ヒスチジン抗体による免疫染色から、SD-iAb-47が細胞内部全般に非局在化して存在していることを確認した。さらに核局在シグナルを持つVP16タンパク質を融合させた融合タンパク質(SD-iAb-47-VP16)発現ベクターを構築し、核内にSD-iAb-47を局在させてみた(図5D)。これらを用いて図5Bと同様のファイブロネクチンによるhnRNP-Kの細胞内分布変化を見てみると、核内に局在するSD-iAb-47-VP16では、hnRNP-Kの細胞質存在量の増加を十分に抑え切れていないことがわかった(図5E)。またそれらによる走化性への影響を膜上に残った細胞の染色状況で比較したところ、SD-iAb-47-VP16では走化性が抑制されていないことがわかった(図5F)。このことからも、核内に局在するSD-iAb-47(SD-iAb-47-VP16)では転移性癌細胞の走化性を抑制することは困難であることがわかった。
これに対して、本発明で得られたイントラボディ(SD-iAb-47)を用いれば、上述のように細胞内の局所的機能阻害が可能であり、hnRNP-Kの核内での機能を落とすことなく、細胞質での機能を低下させることができ、それによって癌細胞周辺の正常細胞に影響を与えることなく、癌細胞の転移のみを抑制することが可能となる。このことは、厳密な癌細胞特異的ドラッグデリバリーを必要とせず、かつ副作用の少ない抗癌治療に道を開くものである。
Moreover, it was confirmed by immunostaining with an anti-histidine antibody using the histidine tag of SD-iAb-47 that SD-iAb-47 was delocalized throughout the cell. Furthermore, a fusion protein (SD-iAb-47-VP16) expression vector fused with a VP16 protein having a nuclear localization signal was constructed, and SD-iAb-47 was localized in the nucleus (FIG. 5D). Using these, the changes in the intracellular distribution of hnRNP-K by fibronectin as in FIG. 5B are observed. In SD-iAb-47-VP16 localized in the nucleus, the cytoplasmic abundance of hnRNP-K is increased. It was found that was not sufficiently suppressed (FIG. 5E). Moreover, when the influence on the chemotaxis by them was compared with the staining situation of the cells remaining on the membrane, it was found that the chemotaxis was not suppressed by SD-iAb-47-VP16 (FIG. 5F). This also indicates that it is difficult to suppress the chemotaxis of metastatic cancer cells with SD-iAb-47 (SD-iAb-47-VP16) localized in the nucleus.
On the other hand, if the intrabody (SD-iAb-47) obtained in the present invention is used, it is possible to inhibit the local function in the cell as described above, and the function of hnRNP-K in the nucleus can be inhibited. Without dropping, the function in the cytoplasm can be reduced, thereby making it possible to suppress only cancer cell metastasis without affecting normal cells around the cancer cell. This opens the way for anti-cancer therapy that does not require strict cancer cell-specific drug delivery and has few side effects.

このように、hnRNP-Kは細胞の走化性に関与する重要なタンパク質であるが、このことは、本発明のSD-iAb発現ライブラリーを用いたスクリーニング法によってはじめて発見することができたhnRNP-Kの新規の機能である。癌の転移に関しては、独立した様々なスクリーニング方法によって数多くの関連遺伝子が同定されており、その機構は非常に複雑な細胞内シグナル伝達の上に成り立っていると考えられる(非特許文献42〜44)。従って効果的な癌転移治療に結びつけるためには、その分子レベルでのメカニズムをできうるかぎり詳細且つ正確に理解することが必要とされている。細胞機能を抑制してその表現型変化に基づく遺伝子機能のスクリーニングとして一般的に用いられるRNAi技術では、遺伝子のノックダウンが致死であるhnRNP-Kのような因子は同定できない。特にhnRNP-Kはその局在変化が細胞の表現型(走化性)に直接影響しており、発現そのものを低下させるRNAi現象に基づく方法では見つけることのできない機能である。本発明のスクリーニング法は、このような因子の検索に最適な方法である。   Thus, hnRNP-K is an important protein involved in cell chemotaxis, and this can be discovered for the first time by the screening method using the SD-iAb expression library of the present invention. -K new feature. Regarding cancer metastasis, many related genes have been identified by various independent screening methods, and the mechanism is considered to be based on extremely complicated intracellular signal transduction (Non-Patent Documents 42 to 44). ). Therefore, in order to link to effective cancer metastasis treatment, it is necessary to understand the molecular mechanism as detailed and accurate as possible. RNAi technology, which is commonly used for screening of gene function based on phenotypic changes by suppressing cell function, cannot identify factors such as hnRNP-K, which are lethal in gene knockdown. In particular, hnRNP-K is a function that cannot be found by a method based on the RNAi phenomenon in which the change in localization directly affects the phenotype (chemotaxis) of the cell and decreases the expression itself. The screening method of the present invention is an optimal method for searching for such factors.

本発明におけるシングルドメイン・イントラボディ発現ライブラリー(VHH発現ライブラリー)は、簡単かつ低コストで構築することが可能であるばかりか、タンパク質レベルで標的タンパク質に作用するので、ライブラリーを作用した際に既に存在している分子に対してもその抑制機能を発揮することができ、しかも標的遺伝子の翻訳産物(タンパク質)の機能のうち、一部分のみを抑制するということも可能であるため、遺伝子のノックアウトやノックダウンが致死に直結するタンパク質機能の解析を実現することができる。当該発現ライブラリーを用いる方法論は、RNAi技術や従来の遺伝子ノックダウン法を補う方法ということができるものであり、今後の細胞機能の分子生物学的解析において非常に重要且つ有用なツールに発展すると考えられる。   The single domain intrabody expression library (VHH expression library) in the present invention can be constructed easily and at low cost, and also acts on a target protein at the protein level. It is also possible to exert its inhibitory function against molecules already present in the gene, and it is also possible to suppress only a part of the function of the target gene translation product (protein). Analysis of protein function that knockout or knockdown directly leads to lethality can be realized. The methodology using the expression library can be said to be a method that complements RNAi technology and conventional gene knockdown methods, and will develop into a very important and useful tool for future molecular biological analysis of cell functions. Conceivable.

また、当該スクリーニング方法を用いて得られたシングルドメイン・イントラボディは、癌の遺伝子治療用医薬組成物としても有用であり、当該イントラボディと相互作用する細胞内物質を同定することにより、新たな癌治療のターゲット因子を得ることができる。   In addition, the single domain intrabody obtained by using the screening method is also useful as a pharmaceutical composition for cancer gene therapy, and by identifying intracellular substances that interact with the intrabody, Target factors for cancer treatment can be obtained.

A:VHHを発現する遺伝子の模式図。 シングルドメイン・イントラボディ(SD-iAb)発現ベクターの構築についての図である。VHHは哺乳動物細胞発現ベクターであるpcDNA3.1-Hygroにクローニングされている。この遺伝子はCMVプロモーターによって発現を制御される。B:ランダム配列化されるCDR3のDNA配列。 起源となる抗ニワトリリゾチームのラクダ抗体(cAb-Lys3)のDNA配列を上段に、SD-iAbライブラリーの基本骨格となるVHH-SfiのDNA配列を下段に示す。一文字表記のアミノ酸配列はVHH-SfiのDNA配列が正規のフレームで翻訳された場合のものである。C:抗FLAGタグ抗体を用いたウェスタンブロッティング法によるSD-iAb発現ベクターの機能確認。VHH-SfiおよびSD-iAb発現ベクターライブラリーのうち2種類のクローンを無作為に選んでヒト培養細胞中で発現させると、正しいフレームで翻訳され、コントロールであるcAb-Lys3と同じ分子量のタンパク質(約15kDa)が得られる。A: Schematic diagram of a gene expressing VHH. It is a figure about construction of a single domain intrabody (SD-iAb) expression vector. VHH has been cloned into pcDNA3.1-Hygro, a mammalian cell expression vector. This gene is regulated by the CMV promoter. B: CDR3 DNA sequence to be randomly sequenced. The DNA sequence of the origin anti-chicken lysozyme camel antibody (cAb-Lys3) is shown in the upper row, and the DNA sequence of VHH-Sfi, which is the basic skeleton of the SD-iAb library, is shown in the lower row. The one-letter amino acid sequence is that when the VHH-Sfi DNA sequence is translated in a regular frame. C: Confirmation of the function of the SD-iAb expression vector by Western blotting using an anti-FLAG tag antibody. When two clones of the VHH-Sfi and SD-iAb expression vector libraries were randomly selected and expressed in cultured human cells, they were translated in the correct frame and had the same molecular weight as the control cAb-Lys3 ( About 15 kDa) is obtained.

走化性アッセイスクリーニング(1):走化性アッセイスクリーニングの概念図 SD-iAb発現ベクターライブラリーのトランスフェクションによって発現した細胞内抗体によって、細胞の移動能が抑制されている細胞を、走化性アッセイによって単離する方法論(走化性アッセイスクリーニング)についての図である。Chemotaxis assay screening (1): Conceptual diagram of chemotaxis assay screening Cells that have been inhibited in cell migration by intracellular antibodies expressed by transfection of the SD-iAb expression vector library FIG. 2 is a diagram for a method of isolating by assay (chemotaxis assay screening).

走化性アッセイスクリーニング(2):各ラウンド後に回収される目的プラスミド量。各ラウンドにおけるスクリーニング後に回収されるプラスミド量を、それによる大腸菌の形質転換効率の相対比較で評価したグラフ。形質転換は常にコントロールであるVHH-Sfiとセットで行い、その形質転換効率で標準化した値を白色のバーで示した。Chemotaxis assay screening (2): Amount of target plasmid recovered after each round. The graph evaluated the relative amount of the transformation efficiency of colon_bacillus | E._coli by the amount of plasmid collect | recovered after the screening in each round. Transformation was always performed as a set with the control VHH-Sfi, and the value normalized by the transformation efficiency was indicated by a white bar.

走化性アッセイスクリーニング(3):各ラウンド後に膜上に残っている目的細胞量。走化性アッセイ後に、移動できず膜上に残っている細胞を染色したもの。染色が濃い方が多くの細胞が残っていることを示す。各ラウンドで得られたプラスミドプールを一度大腸菌に形質転換した後に増幅し、プラスミド量を一定に調整してトランスフェクションし直し、走化性アッセイを再び行った時の結果。スクリーニングが進むにつれて移動能が低下した細胞の比率が増加していることがわかる。Chemotaxis assay screening (3): The amount of target cells remaining on the membrane after each round. Stained cells that cannot migrate and remain on the membrane after chemotaxis assay. A darker staining indicates that more cells remain. Results obtained when the plasmid pool obtained in each round was once transformed into Escherichia coli, amplified, re-transfected after adjusting the amount of plasmid to a constant value, and the chemotaxis assay was performed again. It can be seen that as the screening progresses, the proportion of cells with reduced mobility increased.

SD-iAb-47が結合する標的タンパク質の同定(1):スクリーニングで得られた細胞内抗体SD-iAb-47を用いた標的タンパク質のアフィニティー精製の概念図。ストレプトアビジン結合配列(SBT)をつけたSD-iAb-47-SBTを細胞内部で発現させ、それに結合した標的タンパク質ごとストレプトアビジン固定化アガロースビーズで捕まえて沈降させる。温和な条件で洗浄した後、変性させてビーズから回収し、SDS-PAGEで分子量の大きさに従って分離する。Identification of target protein to which SD-iAb-47 binds (1): Conceptual diagram of affinity purification of target protein using intracellular antibody SD-iAb-47 obtained by screening. SD-iAb-47-SBT with streptavidin binding sequence (SBT) is expressed inside the cell, and the target protein bound to it is captured with streptavidin-immobilized agarose beads and precipitated. After washing under mild conditions, it is denatured and recovered from the beads, and separated by SDS-PAGE according to the molecular weight.

SD-iAb-47が結合する標的タンパク質の同定(2):SDS-PAGEの結果。コントロールであるVHH-Sfi-SBTを発現した細胞から得られたものと比較して、矢印で示した3本のバンドがSD-iAb-47-SBTを発現した場合に特徴的に現れた。Identification of target protein to which SD-iAb-47 binds (2): SDS-PAGE results. Compared to those obtained from cells expressing VHH-Sfi-SBT as a control, the three bands indicated by arrows appeared characteristically when SD-iAb-47-SBT was expressed.

SD-iAb-47が結合する標的タンパク質の同定(3):PVDF膜にトランスファーしてウェスタンブロットで解析しなおした結果。SD-iAb-47-SBTを用いてアフィニティー沈降した場合、先に同定した3本のバンド由来のタンパク質のうち、hnRNP-Kは検出されたがビメンチンは検出されなかった。VHH-Sfi-SBTを用いてアフィニティー沈降した場合はhnRNP-Kもビメンチンも検出されなかった。Inputはアフィニティー沈降に用いた細胞溶解物を泳動したものである。Identification of target protein to which SD-iAb-47 binds (3): Results of transfer to a PVDF membrane and reanalysis by Western blot. When affinity precipitation was performed using SD-iAb-47-SBT, hnRNP-K was detected but no vimentin was detected among the proteins derived from the three bands identified above. When affinity precipitation was performed using VHH-Sfi-SBT, neither hnRNP-K nor vimentin was detected. Input is a migration of cell lysate used for affinity precipitation.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞移動能に対する抑制効果の確認(1):走化性アッセイ後に得られるプラスミドで形質転換した際に出現するコロニー数の比較。SD-iAb-47および4ラウンドのスクリーニング後のプラスミドプールを用いてトランスフェクションした細胞について走化性アッセイを行った結果、コントロールおよびまったくスクリーニングを行っていないプラスミドプールによるそれと比較すると、より多くの細胞が移動能を失って膜上に残っていることが間接的に示唆された。Confirmation of inhibitory effect on cell migration ability by intracellular antibody SD-iAb-47 (1): Comparison of number of colonies appearing when transformed with plasmid obtained after chemotaxis assay. A chemotaxis assay was performed on cells transfected with SD-iAb-47 and the plasmid pool after 4 rounds of screening, resulting in more cells compared to that with the control and the plasmid pool without any screening. Indirectly suggested that it lost its mobility and remained on the membrane.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞移動能に対する抑制効果の確認(2):上部チャンバーの膜上に残っている細胞を染色した結果。SD-iAb-47を発現した細胞では、より多く膜上に残っている(すなわち濃く染色される)。Confirmation of inhibitory effect on cell migration ability by intracellular antibody SD-iAb-47 (2): Results of staining cells remaining on the membrane in the upper chamber. In cells expressing SD-iAb-47, more remains on the membrane (ie, it is darkly stained).

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞移動能に対する抑制効果の確認(3):浸潤アッセイを行った結果、細胞外基質を通り抜けて下部チャンバーへ移動した細胞を染色したもの。Confirmation of inhibitory effect on cell migration ability by intracellular antibody SD-iAb-47 (3): As a result of invasion assay, cells that migrated through the extracellular matrix to the lower chamber were stained.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞移動能に対する抑制効果の確認(4):浸潤アッセイを行った結果、その細胞数をカウントして相対値比較したもの。コントロールであるVHH-Sfi発現ベクターをトランスフェクションしたものに比べてSD-iAb-47発現ベクターおよび4ラウンド後のスクリーニングで得られたプラスミドプールをトランスフェクションした細胞のほうが細胞外基質を透過する能力が低下しているのがわかる。Confirmation of inhibitory effect on cell migration ability by intracellular antibody SD-iAb-47 (4): As a result of invasion assay, the number of cells was counted and the relative value was compared. Cells transfected with the SD-iAb-47 expression vector and the plasmid pool obtained after 4 rounds of screening are more capable of permeating the extracellular matrix than those transfected with the control VHH-Sfi expression vector. You can see that it is decreasing.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞移動能に対する抑制効果の確認(5):スクラッチアッセイの結果。VHH-Sfi発現ベクターおよびSD-iAb-47発現ベクターをトランスフェクションした転移性癌細胞HT1080の単層コンフルエント状態の細胞に溝を作り、移動能力を評価した。6時間後の溝の埋まり具合の比較から、SD-iAb-47による細胞移動能の低下が直接観測された。Confirmation of inhibitory effect on cell migration ability by intracellular antibody SD-iAb-47 (5): Results of scratch assay. Grooves were formed in monolayer confluent cells of metastatic cancer cells HT1080 transfected with the VHH-Sfi expression vector and SD-iAb-47 expression vector, and the migration ability was evaluated. From the comparison of the groove filling after 6 hours, a decrease in cell migration ability by SD-iAb-47 was directly observed.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞質に存在するhnRNP-Kへの影響と細胞の移動能低下の関連性(1):血清によるhnRNP-Kの細胞質存在量の増加をウェスタンブロット法で経時的に解析した結果。hnRNP-Kの細胞質および核内の存在量比は、血清によって変化する。Relationship between the effects of intracellular antibody SD-iAb-47 on hnRNP-K present in the cytoplasm and decreased cell migration (1): Increase in cytoplasmic abundance of hnRNP-K by serum over time by Western blotting Results of analysis. The abundance ratio in the cytoplasm and nucleus of hnRNP-K varies with serum.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞質に存在するhnRNP-Kへの影響と細胞の移動能低下の関連性(2):細胞質と核との分画が正しく行われていることの確認。細胞質と核との分画が正しく行われていることのマーカーとして、hnRNP-A2/B1(核内に局在)とGAPDH(細胞質に局在)をウェスタンブロット法で検出した。走化性誘引因子であるフィブロネクチンによって引き起こされるhnRNP-Kの細胞質存在量の増加は、SD-iAb-47によって抑制される。The relationship between the effect of intracellular antibody SD-iAb-47 on hnRNP-K present in the cytoplasm and the decrease in cell migration ability (2): Confirmation that cytoplasm and nucleus fractionation are performed correctly. As markers for the correct fractionation of cytoplasm and nucleus, hnRNP-A2 / B1 (localized in the nucleus) and GAPDH (localized in the cytoplasm) were detected by Western blotting. The increase in the cytoplasmic abundance of hnRNP-K caused by the chemotactic attractant fibronectin is suppressed by SD-iAb-47.

図14の実験結果を定量してグラフ化した結果。The result of having quantified and graphed the experimental result of FIG.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞質に存在するhnRNP-Kへの影響と細胞の移動能低下の関連性(3):SD-iAb-47および核内局在シグナルVP-16をつけたSD-iAb-47-VP16の細胞内局在を、それらがもつヒスチジンタグに対する蛍光標識された抗体を用いて免疫染色で可視化した結果。核はHoechst染色して検出した。The relationship between the effects of intracellular antibody SD-iAb-47 on hnRNP-K in the cytoplasm and decreased cell migration (3): SD with SD-iAb-47 and nuclear localization signal VP-16 -Results obtained by visualizing the intracellular localization of iAb-47-VP16 by immunostaining using fluorescently labeled antibodies against their histidine tags. Nuclei were detected by Hoechst staining.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞質に存在するhnRNP-Kへの影響と細胞の移動能低下の関連性(4):図14と同様の実験を核内に局在するSD-iAb-47-VP16について行った結果。SD-iAb-47-VP16の抑制効果は、SD-iAb-47による抑制効果に比べて弱い。Relationship between the effect of intracellular antibody SD-iAb-47 on hnRNP-K present in the cytoplasm and the decrease in cell mobility (4): SD-iAb-47 localized in the nucleus similar to FIG. -Results of VP16. The inhibitory effect of SD-iAb-47-VP16 is weaker than that of SD-iAb-47.

細胞内抗体SD-iAb-47による細胞質に存在するhnRNP-Kへの影響と細胞の移動能低下の関連性(5):走化性アッセイの結果。SD-iAb-47-VP16を発現させた場合、移動能が低下して膜上に残っている細胞数はSD-iAb-47を発現させた場合に比べて低下する。写真は2回の独立に行った結果を示している(上段が1回目、下段は2回目の結果)。The relationship between the effect of intracellular antibody SD-iAb-47 on hnRNP-K present in the cytoplasm and the decrease in cell migration ability (5): results of chemotaxis assay. When SD-iAb-47-VP16 is expressed, the mobility is reduced and the number of cells remaining on the membrane is lower than when SD-iAb-47 is expressed. The photo shows the results of two independent runs (upper row is the first and lower row is the second).

Claims (5)

重鎖CDR3のアミノ酸配列が、配列番号14からなるアミノ酸配列であり、かつ重鎖CDR3以外の重鎖可変領域のアミノ酸配列がラクダ重鎖可変領域由来のアミノ酸配列であることを特徴とする、転移性癌細胞の走化性抑制活性を有する重鎖可変領域を有する細胞内抗体。 The amino acid sequence of heavy chain CDR3 is the amino acid sequence consisting of SEQ ID NO: 14, and the amino acid sequence of the heavy chain variable region other than heavy chain CDR3 is an amino acid sequence derived from a camel heavy chain variable region, Antibody having heavy chain variable region having chemotaxis activity of sex cancer cells. 前記重鎖可変領域のアミノ酸配列が、配列番号13に示されるアミノ酸配列の1〜130番目のアミノ酸配列であることを特徴とする、請求項に記載の重鎖可変領域を有する細胞内抗体。 The intracellular antibody having a heavy chain variable region according to claim 1 , wherein the amino acid sequence of the heavy chain variable region is the amino acid sequence of 1 to 130 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13. 請求項又はに記載の細胞内抗体をコードするDNAを含み、転移性癌細胞内で発現して癌細胞の走化性を抑制する細胞内抗体を産生する発現ベクター。 An expression vector comprising the DNA encoding the intracellular antibody according to claim 1 or 2 , and producing an intracellular antibody that is expressed in metastatic cancer cells and suppresses the chemotaxis of cancer cells. 請求項に記載の発現ベクターを有効成分として含有する、転移性癌の走化性を抑制するための癌治療用組成物。 A cancer therapeutic composition for suppressing the chemotaxis of metastatic cancer, comprising the expression vector according to claim 3 as an active ingredient. 前記転移性癌における癌治療の標的分子が、細胞内タンパク質hnRNP-K(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K)である、請求項に記載の癌治療用組成物。 The composition for cancer treatment according to claim 4 , wherein the target molecule for cancer treatment in the metastatic cancer is an intracellular protein hnRNP-K (heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K).
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