JP6750148B2 - 糖鎖切断抗体の製造方法及び均一糖鎖抗体 - Google Patents
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Description
抗体は、当業者周知の遺伝子組換え技術により作製することができる。すなわち、抗体遺伝子を挿入した抗体発現ベクターを、カイコ、酵母等へ導入することにより取得することができる。例えば、抗体は次の方法で得ることができる。抗体の重鎖および軽鎖のcDNAを単離し、BmNPVポリヘドリンの5’非翻訳領域配列(特開2008−125366)を含むプライマーを用いたPCRを行うことにより、重鎖および軽鎖cDNAの5′末端にBmNPVポリヘドリンの5’非翻訳領域配列を付加する。得られた抗体の重鎖cDNAを、カイコ形質転換用ベクターpMSG3.1MG(特開2012−182995)のNruIサイトに挿入し、次いで、Eco47IIIサイトに軽鎖cDNAを挿入して、抗体cDNAをカイコに組み込むためのプラスミドベクターを完成させる。
一態様において、本発明は、抗体又はそのFc断片に結合する所望の糖鎖構造を有する糖鎖(対象糖鎖)の定量的情報を決定する方法であって、(a)当該抗体又はそのFc断片をプロテアーゼで処理することを備える、プロテアーゼ処理ステップ、及び、(b)前記プロテアーゼ処理ステップにより得られた糖ペプチドのうち、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを測定することを備える、測定ステップを備える方法に関する。
一態様において、本発明はエンドグリコシダーゼによる抗体結合糖鎖の切断量に関する情報を決定する方法に関する。具体的には、本発明は、
抗体又はFcに結合する糖鎖であって、所望の糖鎖構造を有する1種類の糖鎖である対象糖鎖の、エンドグリコシダーゼ処理による、切断量に関する情報を決定する方法であって、
(a)前記抗体又はそのFcをエンドグリコシダーゼと反応させることを備える、反応ステップ、
(b)エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理して糖ペプチドを生成させることを備える、プロテアーゼ処理ステップ
(c)エンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理して糖ペプチドを生成させることを備える、プロテアーゼ処理ステップ、
(d)前記プロテアーゼ処理ステップにおいて、エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することにより得られた糖ペプチドであって、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを定量することを備える、定量ステップ、
(e)前記プロテアーゼ処理ステップにおいて、エンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することにより得られた糖ペプチドであって、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを定量することを備える、定量ステップ、及び、
(f)エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcについて前記定量ステップで得られた定量値、及びエンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcについて前記定量ステップで得られた定量値から、前記エンドグリコシダーゼ処理による前記対象糖鎖の切断量に関する情報を決定することを備える、決定ステップを備える方法に関する。
エンドグリコシダーゼ処理による、不均一の糖鎖構造を有する抗体又はそのFcに結合する糖鎖であって、所望の糖鎖構造を有する糖鎖である2種類以上の対象糖鎖のそれぞれの切断量に関する情報を決定する方法であって、
(a)前記抗体又はそのFcをエンドグリコシダーゼと反応させることを備える、反応ステップ、
(b)エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理して糖ペプチドを生成させることを備える、プロテアーゼ処理ステップ、
(c)エンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理して糖ペプチドを生成させることを備える、プロテアーゼ処理ステップ、
(d)前記プロテアーゼ処理ステップにおいて、エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することにより得られた糖ペプチドであって、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを定量することを備える、定量ステップ、
(e)前記プロテアーゼ処理ステップにおいて、エンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することにより得られた糖ペプチドであって、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを定量することを備える、定量ステップ、
(f)それぞれの対象糖鎖について、エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcについて前記定量ステップ得られた定量値、及びエンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcについて前記定量ステップで得られた定量値から、前記エンドグリコシダーゼによるそれぞれの対象糖鎖の切断量に関する情報を決定することを備える、決定ステップを備える方法。
を含む。
更なる態様において、本発明は、アクセプターの調製方法に使用するための、2種類以上のエンドグリコシダーゼの組み合わせを決定する方法に関する。具体的には、本発明は、 抗体に結合した糖鎖を切断するために使用するのに適した2種類以上のエンドグリコシダーゼの組み合わせを決定する方法であって、
上述の抗体結合糖鎖の切断量に関する情報の決定方法を用いて不均一の糖鎖構造を有する抗体又はそのFcに結合する糖鎖であって、所望の糖鎖構造を有する2種類以上の対象糖鎖のエンドグリコシダーゼによる切断量に関する情報を決定するステップ、
得られた対象糖鎖のエンドグリコシダーゼによる切断量に関する情報から、相補的な糖鎖切断を示す2種類以上のエンドグリコシダーゼの組み合わせを選択するステップ、及び、
選択された2種類以上のエンドグリコシダーゼを前記抗体に結合した糖鎖を切断するために使用するのに適したエンドグリコシダーゼの組み合わせとして決定するステップを備える方法に関する。
上述の抗体結合糖鎖の切断量に関する情報の決定方法を用いて不均一の糖鎖構造を有する抗体又はそのFcに結合する糖鎖であって、所望の糖鎖構造を有する2種類以上の対象糖鎖のエンドグリコシダーゼによる切断量に関する情報を決定するステップ、
得られた対象糖鎖のエンドグリコシダーゼによる切断量に関する情報から、相補的な糖鎖切断を示す2種類以上のエンドグリコシダーゼの2通り以上の組み合わせを選択するステップ、及び、
選択された2種類以上のエンドグリコシダーゼの2通り以上の組み合わせのそれぞれについて、上述の抗体結合糖鎖の切断量に関する情報の決定方法を用いて対象糖鎖の切断量に関する情報を決定するステップ、及び、
前記対象糖鎖の切断量に関する情報を比較することにより、抗体に結合した糖鎖を切断するために使用するのに適した2種類以上のエンドグリコシダーゼの組み合わせを決定するステップを備える方法であってもよい。
前記プロテアーゼ処理ステップにより得られた糖ペプチドのうち、各糖鎖構造を有する糖ペプチドを定量する定量ステップは、マススペクトルにより行うことができる。
認することができる。
別の態様において、本発明は、抗体に結合した糖鎖を切断してアクセプターを製造する方法に関する。具体的には、本発明は、糖鎖が切断された抗体(例えば、IgG抗体の場合、297番目のアスパラギンに結合する糖鎖のうち、N−アセチルグルコサミン以外の糖鎖が切断された抗体)の製造方法であって、抗体と複数のエンドグリコシダーゼとを反応させることを備える方法に関する。ここで、複数のエンドグリコシダーゼは、エンドグリコシダーゼD,エンドグリコシダーゼH,エンドグリコシダーゼS、エンドグリコシダーゼM、エンドグリコシダーゼLL、エンドグリコシダーゼF1、エンドグリコシダーゼF2、及びエンドグリコシダーゼF3からなる群から選択される2種類以上のエンドグリコシダーゼであってもよい。
(i)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼS
(ii)エンドグリコシダーゼSとエンドグリコシダーゼLL
(iii)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼLL
(iv)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼH
(v)エンドグリコシダーゼSとエンドグリコシダーゼH
(vi)エンドグリコシダーゼF1とエンドグリコシダーゼF2
(vii)エンドグリコシダーゼF1とエンドグリコシダーゼF3
(viii)エンドグリコシダーゼF2とエンドグリコシダーゼF3
(iX)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼSとエンドグリコシダーゼLL
(X)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼSとエンドグリコシダーゼH
(Xi)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼSとエンドグリコシダーゼF1
更に本発明は、前記方法により調製されたアクセプターを用いた均一糖鎖抗体又はそのFc断片の調製方法を提供する。すなわち、本発明は、所望の均一な糖鎖構造を有する糖鎖が結合した抗体(均一糖鎖結合抗体)又はそのFc断片を製造する方法であって、
上述の方法によりアクセプターを調製する、アクセプター調製ステップ、及び、
該アクセプターと糖鎖ドナーとをグライコシンターゼを用いて反応させて、前記所望の均一な糖鎖構造を有する糖鎖が結合された抗体又はそのFc断片を生成させる抗体生成ステップを備える方法に関する。
式:
A−GlcNAc−Oxa+GlcNAc−抗体→A−GlcNAc−抗体+H2O
(式中、Aは糖質を示す、GlcNAc−OxaとはGlcNAcのオキサゾリン誘導体を示す。)
(1)EndoLLのDNAのクローニング
既知のエンド−β−N−アセチルグルコサミニダーゼの部分アミノ酸配列と相同性の高いアミノ酸配列をもつタンパク質を産生するラクトコッカス・ラクティスの該アミノ酸配列をNCBI blastpにて検索し、相当するゲノム配列を元にプライマーを設計した。以下にセンス、アンチセンスのプライマー配列を記す。
5’ ttggaggattttatgaaaaaatcg 3’ (配列番号3)
EndoLL stopR(アンチセンスプライマー)
5’ tcagctatttttttgtcctaatacttg 3’ (配列番号4)
5’ gggcccctgggatccaaaaaatcgaaaaaa 3’ (配列番号5)
6P1−EndoLL−R(アンチセンスプライマー)
5’ atgcggccgctcgagttagctatttttttg 3’ (配列番号6)
作成されたEndoLLは、自動塩基配列決定機(Applied Biosystems社製3730x1 DNA analyzer)を用いて配列決定を行い、その核酸配列を配列番号1に示す。
宿主としては大腸菌BL−21(DE3)株を用いた。形質転換はInoue H,et al., Gene, 96, 23−28(1990)の方法に従った。選抜はカルベニシリンを50μg/mlとなるよう添加したLB寒天培地上で行い、生育したコロニーをカルベニシリンを50μg/mlとなるよう添加したLB液体培地に植菌して37℃で培養して、OD600が0.8に達した時点で培養液を急冷しIPTGを終濃度50μg/mlとなるよう加えた。培養液は20℃で一晩回転振盪培養を行った後に集菌した。
(1)ベクターの作製
マウスハイブリドーマcDNAより、マウスIgG1の重鎖および軽鎖のcDNAを単離した。次に、BmNPVポリヘドリンの5′非翻訳領域配列(特開2008−125366)を含むプライマーを用いたPCRを行うことにより、重鎖および軽鎖cDNAの5′末端にBmNPVポリヘドリンの5′非翻訳領域配列を付加した。得られたマウスIgG1の重鎖cDNAを、カイコ形質転換用ベクターpMSG3.1MG(特開2012−182995)のNruIサイトに挿入し、次いで、Eco47IIIサイトに軽鎖cDNAを挿入して、マウスIgG1cDNAをカイコに組み込むためのプラスミドベクターを完成させた。
(2)トランスジェニックカイコの作製
上記のプラスミドベクターをPlasmid Midi Kit(QIAGEN)で精製した後、ヘルパープラスミドであるpHA3PIG(Nat.Biotechnol.18,81−84(2000))とプラスミド量が1:1になるように混合し、さらにエタノール沈殿を行った後、DNA濃度が200μg/mlなるようにインジェクションバッファー(0.5mMリン酸バッファーpH7.0,5mM KCl)に溶解した。このベクター混合液を、産卵後2〜8時間の前胚盤葉期のカイコ卵(カイコ胚)に、一つの卵あたり約15〜20nlの液量で微量注入した。
ベクターDNAを微量注入した卵を25℃でインキュベートし、孵化したカイコを飼育した。得られた生殖可能な成虫を交配し、F1世代の卵塊を得た。産卵日から5〜6日目のF1卵塊を蛍光実体顕微鏡で観察することにより、眼や神経系から緑色蛍光を発するトランスジェニックカイコの卵をスクリーニングした。緑色蛍光を発する卵から孵化したカイコを飼育して、マウスIgG1cDNAが組み込まれたトランスジェニックカイコを樹立した。
上記のトランスジェニックカイコを、BmNPV由来のトランスアクチベーターであるIE1遺伝子を発現するカイコ(特開2012−182995)と交配した。IE1遺伝子から合成されるIE1タンパク質は、pMSG3.1MGに含まれるBmNPV由来のhr3エンハンサーや、セリシン1プロモーターに作用し、中部絹糸腺における組換えタンパク質の発現量を増加させることが知られている(Biotechnol. Bioeng. 106,860−870(2010))。交配して得られたF2世代のカイコから、マウスIgG1cDNAとIE1遺伝子の両方を有するカイコを選別し、これらのカイコを飼育して繭を作らせた。
(3)マウスIgG1の精製
マウスIgG1cDNAとIE1遺伝子を有するカイコの繭を、抽出バッファー(PBS,0.1% TritonX−100,0.5M NaCl)に浸漬し、30分間室温で撹拌して繭抽出液を調製した。抽出液を0.45μmのフィルターで濾過し、プロテインGカラム(ProteinG Sepharose4 Fast Flow,GEヘルスケア)に供した。カラムからのIgG1の溶出には、0.1Mグリシン塩酸緩衝液(pH2.7)を使用した。溶出したIgG1溶液に1M Tris(pH9.0)を加えて中和し、最後にPBSに対して透析した。
カイコ絹糸腺から産生されるマウスIgG1(1mg)とEndoS(2μg)、EndoLL(2μg)およびRemove−iT Endo−D((NEB社)150ユニット)を50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)中に加え、総量500μlとして37℃で17時間静置した。この反応液に50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)で平衡化したAb−Capcher ExTra(プロテノバ社)75μlを加えて室温で3時間回転振盪し、ゲル担体に抗体を吸着させた。450μlのPBSで5分間洗浄する作業を計3回行った担体に150μlの0.1Mグリシン塩酸緩衝液(pH2.7)を加え室温で5分間振盪し、溶出させ、溶出液に1Mトリス塩酸緩衝液(pH9.0)を2.5μl加えて中和した。この溶出作業を計3回行い、その溶出液をまとめてアミコンウルトラ−0.5(NMWL30kDa)で濃縮しPBSに置換した。得られた965μgのマウスIgG1アクセプターのうち0.5μgを同時加水分解前のマウスIgG1同量と並べて10%SDS−PAGEにて泳動して分子量を確認した。
カイコ絹糸腺から産生されるマウスIgG1(4μg)およびEndoS、EndoLL、Remove−iT Endo−D、Endo−H(NEB)またはEndo−M(東京化成)単体(1μg)を緩衝液中に加え、総量20μlとして37℃で6時間静置した。緩衝液はEndoS、EndoLLまたはRemove−iT Endo−Dの場合、50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)を、Endo−Hの場合50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)を、Endo−Mの場合、50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)を用いた。反応後のマウスIgG1(0.5μg)を10%SDS−PAGEにて泳動して分子量を確認した。
カイコ絹糸腺から産生されるマウスIgG1(15μg)を100mM炭酸水素アンモニウム水溶液(30μL)に溶かし、1.0%(w/v)RapiGest水溶液(3μL)、を加え、90℃で15分間加熱し、室温で30分間静置する。この溶液にシークエンスグレードのトリプシン(0.25mg/ml,5μL)を加え、37℃で12時間反応させる。反応溶液を90℃30分間、加熱する事により酵素を失活させ、G−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、濃縮する。これにDMF(5μL)を加え、60℃5分間、加熱し、200mM無水安息香酸−メタノール溶液(100μL)を加え、超音波洗浄機を用いて30分間超音波しながら反応を行い、0.5M水酸化ナトリウム水溶液(60μL)を加え、室温にて30分間撹拌した。その後、水(200μL)を加え、EtOAc(400μL)にて3回洗浄した後に減圧濃縮を行った。この反応物をG−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、C18 Spinカラム(10mg)にロードし、水(2mL)で十分洗浄した後に、25%アセトニトリル水溶液(650μL)、50%アセトニトリル水溶液 (650μL)で回収し、減圧濃縮を行った。この試料に水(20μL)、Sepharose4B(wet50μL)、エタノール(100μL)、n−ブタノール(400μL)の順番で加え、室温で1時間、撹拌する。その後、溶液をエンプティカラムに移してn−ブタノール:エタノール:水=8:2:1(v/v/v)(2mL)で洗浄し、エタノール:水=1:2(v/v)(2mL)でマウスIgG1糖ペプチドを回収し、減圧濃縮した。
種々のエンド酵素(Endo−M,EndoLL,Endo−H,Endo−D,EndoS,Endo−D+EndoS, Endo−M+Endo−D,Endo−M+EndoS,Endo−D+Endo−H,EndoS+Endo−H,Endo−D+EndoLL,EndoS+EndoLL,Endo−F1,Endo−F2,Endo−F3,Endo−F1+Endo−F2,Endo−F1+Endo−F3,Endo−F2+Endo−F3)によって処理が施されたカイコ絹糸腺産生マウスIgG1(15μg)をそれぞれ100mM炭酸水素アンモニウム水溶液(30μL)に溶かし、1.0%(w/v)RapiGest水溶液(3μL)、を加え、90℃で15分間加熱し、室温で30分間静置する。この溶液にシークエンスグレードのトリプシン(0.25mg/ml,5μL)を加え、37℃で12時間反応させる。反応溶液を90℃30分間、加熱する事により酵素を失活させ、G−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、濃縮する。これにDMF(5μL)を加え、60℃5分間、加熱し、200mM無水安息香酸−メタノール溶液(100μL)を加え、超音波洗浄機を用いて30分間室温で超音波しながら反応を行い、0.5M水酸化ナトリウム水溶液(60μL)を加え、室温にて30分間撹拌した。その後、水(200μL)を加え、EtOAc(400μL)にて3回洗浄した後に減圧濃縮を行った。この反応物をG−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、C18 Spinカラム(10mg)にロードし、水(2mL)で十分洗浄した後に、25%アセトニトリル水溶液(650μL)、50%アセトニトリル水溶液 (650μL)で回収し、減圧濃縮を行った。この試料に水(20μL)、Sepharose4B(wet50μL)、エタノール(100μL)、n−ブタノール(400μL)の順番で加え、室温で1時間、撹拌する。その後、溶液をエンプティカラムに移してn−ブタノール:エタノール:水=8:2:1(v/v/v)(2mL)で洗浄し、エタノール:水=1:2(v/v)(2mL)でマウスIgG1糖ペプチドを回収し、減圧濃縮した。
5′末端にBmNPVポリヘドリンの5′非翻訳領域配列を付加したトラスツズマブ重鎖および軽鎖の遺伝子を人工合成した。これら合成遺伝子を、実施例2に記載した方法によりカイコ形質転換用ベクターpMSG3.1MGに挿入した後、カイコ卵に微量注入することにより、トラスツズマブ遺伝子が組み込まれたトランスジェニックカイコを作製した。さらに、IE1遺伝子を発現するカイコと交配して、トラスツズマブ遺伝子とIE1遺伝子の両方を有するカイコを作製し、これらのカイコを飼育して繭を作らせた。得られた繭から、実施例2に記載した方法により、カイコ絹糸腺で産生されたトラスツズマブを精製した。
カイコ絹糸腺から産生されるトラスツズマブ(500μg)とEndoS(1μg)、EndoLL(1μg)およびRemove−iT Endo−D((NEB社)100ユニット)を50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)中に加え、総量200μlとして37℃で22時間静置した。この反応液に50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)で平衡化したAb−Capcher ExTra(プロテノバ社)10μlを加えて室温で30分回転振盪し、ゲル担体に抗体を吸着させた。500μlのPBSで室温、5分間洗浄した担体に100μlの0.1Mグリシン塩酸緩衝液(pH2.7)を加え、溶出させ、溶出液に1Mトリス塩酸緩衝液(pH9.0)を0.3μl加えて中和した。この溶出作業を計2回行い、溶出液をまとめてアミコンウルトラ−0.5(NMWL30kDa)で濃縮しながらPBSにバッファー置換した。得られた438μgのトラスツズマブアクセプターのうち0.5μgを同時加水分解前のマウスIgG1同量と並べて10%SDS−PAGEにて泳動した。
カイコ絹糸腺から産生されるトラスツズマブ(4μg)とEndoS、EndoLL、Remove−iT Endo−D(NEB)、Endo−H(NEB)またはEndo−M(東京化成)のいずれか単体(1μg)、またはカイコ絹糸腺から産生されるトラスツズマブ(4μg)とRemove−iT Endo−D(1μg)およびEndoS(1μg)を緩衝液中に加え、総量20μlとして37℃で6時間静置した。緩衝液はEndoS、EndoLL、Remove−iT Endo−DまたはEndoSとRemove−iT Endo−Dの同時加水分解の場合、50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)を、Endo−Hの場合50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)を、Endo−Mの場合、50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)を用いた。反応後のトラスツズマブ(0.5μg)を10%SDS−PAGEにて泳動した。
カイコ絹糸腺から産生されるトラスツズマブ糖ペプチドGlu−Glu−Gln−Tyr−Asn(Glycan)−Ser−Thr−Tyr−Argの解析
カイコ絹糸腺から産生されるトラスツズマブ(20μg)を100mM炭酸水素アンモニウム水溶液(50μL)に溶かし、1.0%(w/v)RapiGest水溶液(5μL)、を加え、90℃で15分間加熱し、室温で30分間静置する。この溶液にシークエンスグレードのトリプシン(0.25mg/ml,5μL)を加え、37℃で30時間反応させる。反応溶液を90℃30分間、加熱する事により酵素を失活させ、G−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、濃縮する。これに水(20μL)とピリジン(10μL)を加え、200mM安息香酸−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ジメチルホルムアミド溶液(20μL)を加え、57℃で12時間反応を行い、0.5M水酸化ナトリウム水溶液(60μL)を加え、室温にて30分間撹拌した。その後、水(200μL)を加え、EtOAc(400μL)にて3回洗浄した後に減圧濃縮を行った。この反応物をG−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、C18 Spinカラム(10mg)にロードし、水(2mL)で十分洗浄した後に、25%アセトニトリル水溶液(650μL)、50%アセトニトリル水溶液 (650μL)で回収し、減圧濃縮を行った。この試料に水(20μL)、Sepharose4B(wet50μL)、エタノール(100μL)、n−ブタノール(400μL)の順番で加え、室温で1時間、撹拌する。その後、溶液をエンプティカラムに移してn−ブタノール:エタノール:水=8:2:1(v/v/v)(2mL)で洗浄し、エタノール:水=1:2(v/v)(2mL)でトラスツズマブ糖ペプチドを回収し、減圧濃縮した。
カイコ絹糸腺産生トラスツズマブのエンド酵素による消化の解析
種々のエンド酵素(Endo−M,Endo−H,Endo−D,EndoS,Endo−D+EndoS)によって処理が施されたカイコ絹糸腺産生トラスツズマブ(20μg)をそれぞれ100mM炭酸水素アンモニウム水溶液(50μL)に溶かし、1.0%(w/v)RapiGest水溶液(5μL)、を加え、90℃で15分間加熱し、室温で30分間静置する。この溶液にシークエンスグレードのトリプシン(0.25mg/ml,5μL)を加え、37℃で30時間反応させる。反応溶液を90℃30分間、加熱する事により酵素を失活させ、G−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、濃縮する。これに水(20μL)とピリジン(10μL)を加え、200mM安息香酸−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ジメチルホルムアミド溶液(20μL)を加え、57℃で12時間反応を行い、0.5M水酸化ナトリウム水溶液(60μL)を加え、室温にて30分間撹拌した。その後、水(200μL)を加え、EtOAc(400μL)にて3回洗浄した後に減圧濃縮を行った。この反応物をG−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、C18 Spinカラム(10mg)にロードし、水(2mL)で十分洗浄した後に、25%アセトニトリル水溶液(650μL)、50%アセトニトリル水溶液(650μL)で回収し、減圧濃縮を行った。この試料に水(20μL)、Sepharose4B(wet50μL)、エタノール(100μL)、n−ブタノール(400μL)の順番で加え、室温で1時間、撹拌する。その後、溶液をエンプティカラムに移してn−ブタノール:エタノール:水=8:2:1(v/v/v)(2mL)で洗浄し、エタノール:水=1:2(v/v)(2mL)でトラスツズマブ糖ペプチドを回収し、減圧濃縮した。
カイコ絹糸腺産生トラスツズマブの糖鎖改変
実施例8で調製したカイコ絹糸腺産生トラスツズマブアクセプター(2mg)、糖供与体として糖オキサゾリン(1.875μmol、A2またはG2またはG0またはM3)および糖転移酵素としてGST−EndoS D233Q(200μg)を50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.5)中に加え、総量500μlとして37℃で3時間静置した。この反応液に同緩衝液で平衡化したCOSMOGEL GST−Accept(ナカライテスク社)をベッドボリューム50μl加えて室温で30分回転振盪を行いGST−EndoS D233Qを吸着させた。このゲル担体を除いた液に同じく50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.5)で平衡化したAb−Capcher ExTra(プロテノバ社)ベッドボリューム30μlを加えて室温で1時間回転振盪し、ゲル担体に抗体を吸着させた。ゲル担体は500μlのNETNバッファー(50mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)、150mM塩化ナトリウム、1mMEDTAおよび0.1%(w/w)NP−40)で5分間回転振盪して洗浄する作業を2回行った後、500μlのPBSでリンスした。洗浄した担体に10ベッドボリュームの0.1Mグリシン塩酸(pH2.7)を加え室温で15分間回転振盪し、フロースルーに1Mトリス塩酸緩衝液(pH9.0)を1/30ボリューム加えて中和した。中和した溶出液はビバスピン−500(NMWL30kDa)(ザルトリウス社)で濃縮した後PBSに溶液置換した。得られた1.3mgの糖鎖改変抗体のうち1μgを10%SDS−PAGEにかけたところ、糖オキサゾリン4種ともに糖受容体に転移されたために高分子側にシフトしたことが確認された(図13及び図14)。
糖鎖改変した抗体の精製とHPLC分析
カイコ絹糸腺から産生したトラスツズマブを糖鎖改変した抗体(A2体、G2体、G0体、M3体)(500μg)を4℃条件下で設置したAKTA−FPLCシステムを用いて、MonoSカラム(GE healthcare社製、4.6×100mm)を使用して、流速1.35ml/minで20mM酢酸ナトリウム水溶液(pH4.15)と20mM酢酸ナトリウム+500mM塩化ナトリウム水溶液の2液によるステップワイズのグラジェント溶出により、分離し、Amicon Ultra−15−10k(Millipore社製)の限外濾過フィルターを用いて濃縮した。分離精製の確認は、HPLCシステム(島津社製)を用いたPropac WCX−10(4.0×250mm)と280nmのUV検出を使用して、流速1.0ml/minで10mM酢酸ナトリウム水溶液(pH4.15)と10mM酢酸ナトリウム+1000mM塩化ナトリウム水溶液の2液によるグラジェント溶出により行った。その結果、糖鎖改変した抗体(A2体、G2体、G0体、M3体)をすべて分離精製できている事を確認した(代表的な例として、A2体のデータを図15及び図16に示す)。
糖鎖改変した抗体のMS分析
精製した糖鎖改変した抗体(A2体、G2体、G0体、M3体)(20μg)をそれぞれ100mM炭酸水素アンモニウム水溶液(50μL)に溶かし、1.0%(w/v)RapiGest水溶液(5μL)、を加え、90℃で15分間加熱し、室温で30分間静置する。この溶液にシークエンスグレードのトリプシン(0.25mg/ml,5μL)を加え、37℃で30時間反応させる。反応溶液を90℃30分間、加熱する事により酵素を失活させ、G−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、濃縮する。これに水(20μL)とピリジン(10μL)を加え、200mM安息香酸−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ジメチルホルムアミド溶液(20μL)を加え、57℃で12時間反応を行い、0.5M水酸化ナトリウム水溶液(60μL)を加え、室温にて30分間撹拌した。その後、水(200μL)を加え、EtOAc(400μL)にて3回洗浄した後に減圧濃縮を行った。この反応物をG−25カラム(0.8×6cm,3mL)で脱塩し、C18 Spinカラム(10mg)にロードし、水(2mL)で十分洗浄した後に、25%アセトニトリル水溶液(650μL)、50%アセトニトリル水溶液 (650μL)で回収し、減圧濃縮を行った。この試料に水(20μL)、Sepharose4B(wet50μL)、エタノール(100μL)、n−ブタノール(400μL)の順番で加え、室温で1時間、撹拌する。その後、溶液をエンプティカラムに移してn−ブタノール:エタノール:水=8:2:1(v/v/v)(2mL)で洗浄し、エタノール:水=1:2(v/v)(2mL)でトラスツズマブ糖ペプチドを回収し、減圧濃縮した。
糖鎖改変した抗体とFcγRIIIa−V158の結合試験
LG.Prestaらの報告(J.Biol.Chem.(2001)276,6591−6604)を参考にして、糖鎖改変したトラスツズマブ(A2体、G2体、G0体、M3体)のFcγRIIIa−V158に対する結合試験を行った。ヒト型FcγRIIIa−V158溶液(novoprotein社製、10μg/ml of PBS、100μl)をELISA用マイクロプレート(Thermoscienfitic社製)に加えて4℃で一晩固定化した後に、0.14M食塩、1%BSA、及び0.05%Tween20含有50mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)でブロッキングを行った。各ステップ間に0.14M食塩及び0.05%Tween20含有50mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)で5回洗浄を行った。次に、精製した糖鎖改変したトラスツズマブ(A2体、G2体、G0体、及びM3体)、改変していないトラスツズマブ(Intact体)、PNGaseFを用いて糖鎖切断した抗体(aglycon体)、並びに、CHO細胞で作成されたトラスツズマブ(CHO体、F.Hoffmann−La Roche社製)をそれぞれ0.14M食塩、1%BSA及び0.05%Tween20含有50mMトリス塩酸緩衝液(pH8.0)で希釈した。各希釈溶液(100μl)は、ヒト型FcγRIIIa−V158を固定化したプレートウェルに加えて、27℃で2時間結合させた。プレートから抗体溶液を取り除き、十分に洗浄した後、プレートに結合している抗体の量をHRPコンジュゲートproteinG(Bio−rad社製)を用いて検出した。発色試薬としてTMB溶液(eBioscience社製)を反応させ、0.18M硫酸水溶液でクエンチした後にプレートリーダーで450nmの波長を検出した。
糖鎖改変した抗体のADCCリポーター試験
Promega社製のADCCreporterBioassayキットを用いて糖鎖改変したトラスツズマブ(A2体、G2体、G0体、M3体)に対する抗体依存性細胞傷害(ADCC)活性を測定した。
ターゲット細胞には、Her2レセプターが高発現のヒト乳癌細胞(SKBR−3)とヌードマウス可移植性ヒト乳癌細胞(BT−474)を、エフェクタ細胞としてFc−γ受容体IIIaのV158バリアントを安定に発現し、ホタルルシフェラーゼの発現を駆動するNFAT応答配列を安定に保持する遺伝子組換えJurkat細胞を用いて行った。
SKBR−3細胞とBT−474細胞は、10%FBSを含有するRPMI培地で培養し、96穴プレートに1ウェル当たり1,500個の細胞を継代した。これを100μLの無血清RPMI1640培地で洗浄し、50μLのADCCアッセイ培地(RPMI1640+MEM−NEAA(必須アミノ酸)+4%Super−low IgG FBS(Hyclone社製))に交換し、一晩培養した。次に、精製した糖鎖改変したトラスツズマブ(A2体、G2体、G0体、M3体)並びに改変していないトラスツズマブ(Intact体)、PNGaseFを用いて糖鎖切断した抗体(aglycon体)、CHO細胞で作成されたトラスツズマブ(CHO体、F.Hoffmann−La Roche社製)をADCCアッセイ培地で希釈した様々な濃度溶液(25μl)をターゲット細胞が入ったウェルに加えて、37℃で30分静置した。エフェクタ細胞:ターゲット細胞の比率を50:1にする為にJurkat ADCCリポーター細胞をADCCアッセイ培地で懸濁した溶液(25μl)を1ウェル当たり75,000個になるように加えて、37℃、5%CO2インキュベータ内で20時間静置した。その後、培養液に等量のBio−Gloルシフェラーゼ反応液(Promega社製)を加えて15分間室温で反応させた後にルシフェラーゼの化学発光を検出した。その結果を図19及び図20に示す。
Claims (12)
- 糖鎖が切断された抗体又はそのFcの製造方法であって、該抗体又はそのFcを複数のエンドグリコシダーゼと反応させて該糖鎖を切断することを備える方法であって、
前記複数のエンドグリコシダーゼが、エンドグリコシダーゼD及びエンドグリコシダーゼSを含む方法。 - 前記複数のエンドグリコシダーゼが、以下の(iX)〜(Xi)のいずれか一つの組み合わせである、請求項1に記載の方法:
(iX)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼSとエンドグリコシダーゼLL(X)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼSとエンドグリコシダーゼH
(Xi)エンドグリコシダーゼDとエンドグリコシダーゼSとエンドグリコシダーゼF1。 - 糖鎖が切断された抗体又はそのFcが、抗体又はそのFcと直接結合するN−アセチルグルコサミン以外の糖鎖が切断された抗体又はそのFcである、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 糖鎖が切断された抗体又はそのFcが、IgG抗体又はそのFcの297番目のアスパラギンと直接結合するN−アセチルグルコサミン以外の糖鎖が切断された抗体又はそのFcである、請求項3に記載の方法。
- 所望の複数のエンドグリコシダーゼで処理された抗体又はそのFcに結合する所望の糖鎖構造を有する対象糖鎖の定量的情報を決定する方法であって、(a)前記抗体又はそのFcを前記複数のエンドグリコシダーゼと反応させることを備える、反応ステップ、ここで、前記複数のエンドグリコシダーゼが、エンドグリコシダーゼD及びエンドグリコシダーゼSを含み、(b)反応ステップ後の前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することを備える、プロテアーゼ処理ステップ、(c)前記プロテアーゼ処理ステップにより得られた糖ペプチドのうち、前記対象糖鎖を有する糖ペプチドを測定することを備える、測定ステップ、及び、対象糖鎖を有する糖ペプチドの測定値から前記エンドグリコシダーゼで処理された抗体又はそのFcに結合する対象糖鎖の定量的情報を決定することを備える、決定ステップを備える方法。
- 前記定量的情報が、前記所望の糖鎖構造を有する糖鎖の量である、請求項5に記載の方法。
- 抗体又はFcに結合する糖鎖であって、所望の糖鎖構造を有する1種類の糖鎖である対象糖鎖の、複数のエンドグリコシダーゼ処理による、切断量に関する情報を決定する方法であって、
(a)前記抗体又はそのFcを前記複数のエンドグリコシダーゼと反応させることを備える、反応ステップ、ここで、前記複数のエンドグリコシダーゼが、エンドグリコシダーゼD及びエンドグリコシダーゼSを含み、
(b)エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理して糖ペプチドを生成させることを備える、プロテアーゼ処理ステップ
(c)エンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理して糖ペプチドを生成させることを備える、プロテアーゼ処理ステップ、
(d)前記プロテアーゼ処理ステップにおいて、エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することにより得られた糖ペプチドであって、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを定量することを備える、定量ステップ、
(e)前記プロテアーゼ処理ステップにおいて、エンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することにより得られた糖ペプチドであって、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを定量することを備える、定量ステップ、及び、
(f)エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcについて前記定量ステップで得られた定量値、及びエンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcについて前記定量ステップで得られた定量値から、前記エンドグリコシダーゼ処理による前記対象糖鎖の切断量に関する情報を決定することを備える、決定ステップを備える方法。 - 複数のエンドグリコシダーゼ処理による、不均一の糖鎖構造を有する抗体又はそのFcに結合する糖鎖であって、所望の糖鎖構造を有する糖鎖である2種類以上の対象糖鎖のそれぞれの切断量に関する情報を決定する方法であって、
(a)前記抗体又はそのFcを前記複数のエンドグリコシダーゼと反応させることを備える、反応ステップ、ここで、前記複数のエンドグリコシダーゼが、エンドグリコシダーゼD及びエンドグリコシダーゼSを含み、
(b)エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理して糖ペプチドを生成させることを備える、プロテアーゼ処理ステップ、
(c)エンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理して糖ペプチドを生成させることを備える、プロテアーゼ処理ステップ、
(d)前記プロテアーゼ処理ステップにおいて、エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することにより得られた糖ペプチドであって、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを定量することを備える、定量ステップ、
(e)前記プロテアーゼ処理ステップにおいて、エンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcをプロテアーゼで処理することにより得られた糖ペプチドであって、前記対象糖鎖が結合した糖ペプチドを定量することを備える、定量ステップ、
(f)それぞれの対象糖鎖について、エンドグリコシダーゼと反応させた前記抗体又はそのFcについて前記定量ステップ得られた定量値、及びエンドグリコシダーゼと反応させていない前記抗体又はそのFcについて前記定量ステップで得られた定量値から、前記エンドグリコシダーゼによるそれぞれの対象糖鎖の切断量に関する情報を決定することを備える、決定ステップを備える方法。 - 抗体がカイコにより産生された抗体である、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 抗体が、非ヒト抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、又は、ヒト抗体である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の方法。
- 所望の均一な糖鎖構造を有する糖鎖が結合した抗体又はそのFcを製造する方法であって、
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の方法により糖鎖が切断された抗体又はそのFcであるアクセプター抗体又はアクセプターFcを調製することを備える、アクセプター調製ステップ、及び、
該アクセプター抗体又はアクセプターFcと糖鎖ドナーをグライコシンターゼを用いて反応させて、前記所望の均一な糖鎖構造を有する糖鎖が結合された抗体又はそのFcを生成させることを備える、抗体生成ステップを備える方法。 - 前記所望の均一な糖鎖構造を有する糖鎖が、高マンノース型糖鎖、または複合型糖鎖である、請求項11に記載の方法。
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