WO2017002928A1 - 新規な肺疾患治療剤および/またはそのスクリーニング方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a novel therapeutic agent for lung diseases and / or a screening method thereof.
- Pulmonary diseases include acute bronchitis due to acute inflammation caused by viruses, bacteria, etc., chronic bronchial asthma that mainly develops due to airway inflammation due to eosinophils, and lung structural disorders caused by inflammation of alveolar epithelium Chronic inflammation caused by various causes such as interstitial pneumonia, cigarette smoking, alveolar wall destruction, bronchial mucous gland hypertrophy, etc., resulting in increased shortness of breath, cough, sputum etc. Many inflammatory lung diseases are known, such as obstructive pulmonary disease (COPD: Chronic Obstructive Pulmonary Disease).
- COPD chronic Obstructive Pulmonary Disease
- a signal transduction molecule called a chemotactic factor released in the initial stage is localized to inflammatory cells such as neutrophils, basophils, eosinophils, and macrophages.
- inflammatory cells such as neutrophils, basophils, eosinophils, and macrophages.
- migration promotes migration
- the migrated inflammatory cells liberate damaging enzymes and radicals to damage tissues and simultaneously release cytokines and the like, thereby causing further migration and activation of inflammatory cells.
- the infiltrated inflammatory cells damage the bronchial and pulmonary tissues, ultimately resulting in impaired respiratory function such as reduced respiratory flow and oxygen exchange capacity, characteristic of each disease. Will cause.
- the lung structure and lung function are markedly inhibited, and in many cases, the disease progresses to an intractable disease that eventually causes fibrosis and honeycomb lungs.
- corticosteroids are effective in mild to moderate bronchial asthma (non-patent literature) 1).
- corticosteroids are used during acute exacerbations, and immunosuppressants are also used in combination as necessary. Further progress requires hypoxemia, which necessitates oxygen therapy, including home oxygen therapy.
- corticosteroids have also been reported to prevent COPD exacerbations, the effects of COPD on the pathological condition are limited (see Non-Patent Document 2).
- Steroid therapy is also used for pulmonary fibrosis, but lesions often remain, and side effects of steroids and acute exacerbations due to weight loss / discontinuation are often seen, and it is never satisfactory in the clinic. Development of new therapeutic agents is desired.
- AT rich interactive domain 5A (AT Rich Interactive Domain 5A, hereinafter abbreviated as Arid5A) has been reported as a stabilized protein of IL-6 mRNA (see, for example, Non-Patent Document 3).
- An object of the present invention is to provide a more effective pulmonary disease therapeutic agent and a screening method thereof.
- the present invention includes the following.
- a pulmonary disease therapeutic agent and / or preventive agent comprising an Arid5A inhibitor as an active ingredient.
- a pulmonary disease therapeutic agent and / or preventive agent according to [1] wherein the Arid5A inhibitor is one or more substances selected from the group consisting of nucleic acid oligos and Arid5A antibodies.
- the nucleic acid oligo is an oligo composed of natural and non-natural RNA or DNA.
- a screening method for candidate substances useful for the treatment and / or prevention of lung diseases comprising: (A) detecting the effect of the test substance on the expression of Arid5A, and (b) selecting a substance that decreases the expression of Arid5A compared to the case where the test substance is not used.
- a method comprising: [6] A screening method for candidate substances useful for the treatment and / or prevention of lung diseases, the method comprising: (A) a step of administering a test substance to an experimental animal; (B) measuring the effect on the expression of Arid5A by PCR, and (c) selecting a substance that decreases the expression of Arid5A compared to the case where the test substance is not administered to an experimental animal, A method comprising: [7] A screening method for candidate substances useful for the treatment and / or prevention of lung diseases, the method comprising: (A) detecting the influence of the test substance on the function of Arid5A, and (b) selecting a substance that decreases the function of Arid5A as compared with the case where the test substance is not used.
- a method comprising: [8] The method for screening a candidate substance useful for the treatment and / or prevention of lung disease according to [7], wherein the function of Arid5A is stabilization of IL-6 mRNA. [9] The screening method according to any one of [5] to [8], wherein the lung disease is pulmonary fibrosis. [10] A method for treating and / or preventing a pulmonary disease, comprising administering an Arid5A inhibitor. [11] An Arid5A inhibitor for use in the treatment and / or prevention of lung diseases. [12] Use of an Arid5A inhibitor for the manufacture of a therapeutic and / or prophylactic agent for lung diseases.
- the pulmonary disease therapeutic agent of the present invention provides a high therapeutic effect for pulmonary diseases.
- the present invention can provide a screening method for a therapeutic agent exhibiting a high therapeutic effect.
- Arid5A-deficient mice (A) Upper: wild-type Arid5A allele, middle: targeting vector, lower: expected mutant allele. The major part of the DNA binding domain is replaced with Neo-cassette with both ends sandwiched by loxp sequences. (B) Genotype analysis by Southern blotting analysis; wild type (+ / +), heterozygous type (+/-). It is a graph which shows the survival rate of an Arid5A deficient mouse
- FIG. 7 is a graph showing IL6, TNF, and IFN- ⁇ levels in lung lavage fluid in Arid5A-deficient mice and wild-type mice on day 7 after bleomycin was injected into the trachea.
- the present invention relates to a therapeutic agent for lung diseases and a screening method thereof.
- Arid5A in the present invention refers to AT rich interactive domain 5A (AT Rich Interactive Domain 5A, hereinafter abbreviated as “Arid5A”), and is reported as a stabilizing protein of IL-6 mRNA.
- human Arid5A includes various isoforms (NCBI accession numbers NP997646.1, XP0067122666.1, XP0067122655.1, XP005263918.1, XP005263913.1, XP0052639.17.1, etc.).
- various isoforms are also included for mouse Arid5A (NCBI accession numbers NP00165676.1, NP00165677.1, NP0012775655.1, NP0012777656.1, NP666108.2, etc.).
- the “Arid5A inhibitor” refers to a substance that inhibits the expression of Arid5A and / or a substance that inhibits the function of Arid5A.
- the Arid5A inhibitor may be a substance that directly inhibits Arid5A expression itself, or may be a substance that binds to a molecule affected by Arid5A (such as IL-6 mRNA) and indirectly inhibits the biological function of Arid5A.
- a substance that inhibits stabilization of IL-6 mRNA by binding to IL-6 mRNA competitively with Arid5A can be mentioned.
- human IL-6 mRNA includes various isoforms (NCBI accession numbers NM000000600.3, XM005249745.2, etc.).
- mouse IL-6 mRNA includes various isoforms (NCBI accession number NM031168.1, etc.).
- Examples of the Arid5A inhibitor in the present invention include, but are not particularly limited to, low molecular weight substances such as anti-Arid5A antibodies, nucleic acid oligos, and chlorpromazine.
- a preferred example of the Arid5A inhibitor of the present invention is siRNA.
- RNA interference is a method (Genes and Development, 16, 948-958 (2002)) reported as a method for suppressing gene expression using RNA, and has a double or double sequence having the same or similar sequence as the target gene.
- RNA interference is a method (Genes and Development, 16, 948-958 (2002)) reported as a method for suppressing gene expression using RNA, and has a double or double sequence having the same or similar sequence as the target gene.
- the expression of the Arid5A gene can be inhibited using siRNA or antisense nucleic acid that exhibits an RNA interference effect on the expression of the Arid5A gene.
- nucleic acid oligo in the present invention means an oligomer of a nucleic acid that controls the function of the Arid5A gene or protein, and includes siRNA, shRNA, antisense nucleic acid, decoy nucleic acid, and nucleic acid aptamer.
- siRNA means a double-stranded RNA consisting of short strands that are not toxic to cells, for example, 15 to 49 base pairs, preferably 15 to 35 base pairs, and more preferably 21 to 30 base pairs. It can be.
- ShRNA is RNA in which single-stranded RNA constitutes a double strand through a hairpin structure.
- SiRNA and shRNA need not be completely identical to the target gene, but have at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more sequence homology.
- the portion of double-stranded RNA in which the RNAs in siRNA and shRNA are paired is not limited to a perfect pair, but mismatch (corresponding base is not complementary), bulge (base corresponding to one strand) Etc.) may include an unpaired portion.
- both bulges and mismatches may be contained in the double-stranded RNA region where the RNAs in the dsRNA pair with each other.
- the “antisense nucleic acid” in the present invention is an antisense nucleic acid complementary to a transcription product of DNA encoding Arid5A. There are several factors as described below for the action of an antisense nucleic acid to suppress the expression of a target gene.
- the antisense sequence used in the present invention may suppress the expression of the target gene by any of the actions described above.
- an antisense sequence complementary to the untranslated region near the 5 'end of Arid5A mRNA is designed, it is considered effective for inhibiting translation of the gene.
- sequences complementary to the coding region or the 3 'untranslated region can also be used.
- a translation region of a gene but also a sequence complementary to an untranslated region can be used.
- the nucleic acid containing the antisense sequence of the sequence of an untranslated region is included in the antisense nucleic acid used in the present invention.
- the antisense nucleic acid preferably has a complementarity of 90% or more, most preferably 95% or more, to the transcription product of the target gene.
- the length of the antisense RNA that effectively inhibits the expression of the target gene using the antisense sequence is not particularly limited.
- the “decoy nucleic acid” in the present invention is a nucleic acid oligo having homology with the IL-6 mRNA sequence recognized by Arid5A. Instead of IL-6 mRNA sequence, it binds to Arid5A and inhibits the function of Arid5A.
- the “anti-Arid5A antibody” in the present invention can be obtained as a polyclonal antibody or a monoclonal antibody using known means.
- the origin of the antibody used in the present invention is not particularly limited, but is preferably derived from a mammal, more preferably a human-derived antibody.
- Mammal-derived monoclonal antibodies include those produced by hybridomas and those produced by hosts transformed with expression vectors containing antibody genes by genetic engineering techniques. This antibody inhibits the functional expression of Arid5A by binding to Arid5A.
- Antibody-producing hybridomas can basically be prepared as follows using known techniques. That is, using Arid5A as a sensitizing antigen, this is immunized according to a normal immunization method, and the resulting immune cells are fused with a known parent cell by a normal cell fusion method, and monoclonal antibodies are obtained by a normal screening method. It can be produced by screening antibody-producing cells.
- the anti-Arid5A antibody can be prepared as follows.
- human Arid5A used as an antigen for obtaining an antibody can be obtained by using the Arid5A gene / amino acid sequence disclosed in known literature.
- Arid5A The gene sequence of Arid5A is inserted into a known expression vector system to transform an appropriate host cell, and then the desired Arid5A protein is purified from the host cell or culture supernatant by a known method. What is necessary is just to use Arid5A protein as a sensitizing antigen.
- An Arid5A protein prepared by chemical synthesis may also be used as a sensitizing antigen.
- the mammal to be immunized with the sensitizing antigen is not particularly limited, but is preferably selected in consideration of compatibility with the parent cell used for cell fusion. Animals such as mice, rats, hamsters and the like are used.
- Immunization of animals with a sensitizing antigen is performed according to a known method.
- a sensitizing antigen is injected into a mammal intraperitoneally or subcutaneously.
- the sensitizing antigen is diluted to an appropriate amount with PBS (Phosphate-Buffered Saline), physiological saline, etc. and suspended, and if necessary, an appropriate amount of an ordinary adjuvant such as Freund's complete adjuvant is mixed and emulsified. It is preferred to administer several times every 4 to 21 days.
- an appropriate carrier can be used during immunization with the sensitizing antigen.
- immune cells are removed from the mammal and subjected to cell fusion.
- Spleen cells are particularly preferred as preferable immune cells to be subjected to cell fusion.
- Mammalian myeloma cells as the other parent cells to be fused with the immune cells are already known in various cell lines such as P3X63Ag8.653 (J. Immunol. 123, 1548-1550 (1979)). Used as appropriate.
- the cell fusion of the immunocytes and myeloma cells can be basically performed according to a known method, for example, the method of Milstein et al. (Methods Enzymol., 73, 3-46 (1981)).
- the cell fusion is performed, for example, in a normal nutrient culture medium in the presence of a cell fusion promoter.
- a cell fusion promoter for example, polyethylene glycol (PEG), Sendai virus (HVJ), or the like is used as the fusion accelerator, and an auxiliary agent such as dimethyl sulfoxide can be added and used to increase the fusion efficiency as desired.
- the usage ratio of immune cells and myeloma cells is preferably 1 to 10 times that of myeloma cells.
- the culture solution used for the cell fusion for example, RPMI1640 culture solution suitable for growth of the myeloma cell line, MEM culture solution, and other normal culture solutions used for this kind of cell culture can be used.
- Serum supplements such as fetal calf serum (FCS) can be used in combination.
- a predetermined amount of the immune cells and myeloma cells are mixed well in the culture solution and preheated to about 37 ° C., for example, a PEG solution having an average molecular weight of about 1,000 to 6,000. Is usually added at a concentration of 30 to 60% (w / v) and mixed to form the desired fused cell (hybridoma). Subsequently, cell fusion agents and the like that are undesirable for the growth of the hybridoma can be removed by adding an appropriate culture solution successively and centrifuging to remove the supernatant.
- the hybridoma is selected by culturing in a normal selective culture solution such as a HAT culture solution (a culture solution containing hypoxanthine, aminopterin and thymidine). Culturing with the HAT culture solution is continued for a time sufficient for the cells other than the target hybridoma (non-fused cells) to die, usually several days to several weeks. Then, a normal limiting dilution method is performed to screen and clone hybridomas that produce the target antibody.
- a normal selective culture solution such as a HAT culture solution (a culture solution containing hypoxanthine, aminopterin and thymidine). Culturing with the HAT culture solution is continued for a time sufficient for the cells other than the target hybridoma (non-fused cells) to die, usually several days to several weeks. Then, a normal limiting dilution method is performed to screen and clone hybridomas that produce the target antibody.
- human lymphocytes are sensitized in vitro with the desired antigen protein or antigen-expressing cells, and sensitized B lymphocytes are human myeloma cells such as U266.
- a desired human antibody having a binding activity to a desired antigen or antigen-expressing cell can be obtained (see Japanese Patent Publication No. 1-59878).
- antigens or antigen-expressing cells may be administered to a transgenic animal having a repertoire of human antibody genes, and a desired human antibody may be obtained according to the method described above (see International Patent Application Publication No. WO93 / 12227, etc.).
- the hybridoma producing the monoclonal antibody thus produced can be subcultured in a normal culture solution and can be stored for a long time in liquid nitrogen.
- the hybridoma is cultured according to a normal method and obtained as a culture supernatant, or the hybridoma is administered to a mammal compatible therewith to proliferate, A method of obtaining ascites is employed.
- the former method is suitable for obtaining highly pure antibodies, while the latter method is suitable for mass production of antibodies.
- a recombinant antibody produced by cloning an antibody gene from a hybridoma, incorporating it into an appropriate vector, introducing it into a host, and producing it using a gene recombination technique can be used.
- a recombinant antibody produced by cloning an antibody gene from a hybridoma incorporating it into an appropriate vector, introducing it into a host, and producing it using a gene recombination technique
- a recombinant antibody produced by cloning an antibody gene from a hybridoma, incorporating it into an appropriate vector, introducing it into a host, and producing it using a gene recombination technique.
- mRNA encoding the variable (V) region of the antibody is isolated from a cell producing the target antibody, for example, a hybridoma. Isolation of mRNA may be performed by a known method such as guanidine ultracentrifugation (Chirgwin, JM et al., Biochemistry (1979) 18, 5294-5299), AGPC method (Anal. Biochem. (1987) 162, 156-159) etc. to prepare total RNA, and mRNA is prepared using mRNA Purification Kit (manufactured by Pharmacia). Alternatively, mRNA can be directly prepared by using QuickPrep mRNA Purification Kit (Pharmacia).
- the antibody V region cDNA is synthesized from the obtained mRNA using reverse transcriptase.
- the synthesis of cDNA can be performed using AMV Reverse Transscriptase First-strand cDNA Synthesis Kit or the like.
- 5'-Ampli FINDER RACE Kit (Clontech) and 5'-RACE method using PCR (Frohman, M. A. et al., Proc. Natl. Acad. Sci.) are used for cDNA synthesis and amplification. USA (1988) 85, 8998-9002; Belyavsky, A. et al., Nucleic Acid Res. (1989) 17, 2919-2932).
- the target DNA fragment is purified from the obtained PCR product and ligated with vector DNA. Further, a recombinant vector is prepared from this, introduced into Escherichia coli, etc., and colonies are selected to prepare a desired recombinant vector.
- the base sequence of the target DNA is confirmed by a known method such as the deoxy method.
- DNA encoding the desired antibody V region is obtained, it is ligated with DNA encoding the desired antibody constant region (C region) and incorporated into an expression vector.
- DNA encoding the V region of the antibody may be incorporated into an expression vector containing DNA of the antibody C region.
- an antibody gene is incorporated into an expression vector so as to be expressed under the control of an expression control region, for example, an enhancer or a promoter, as described later.
- an expression control region for example, an enhancer or a promoter, as described later.
- host cells can be transformed with this expression vector to express the antibody.
- a recombinant antibody that has been artificially modified for the purpose of reducing xenoantigenicity to humans such as a chimeric antibody, a humanized antibody, a human antibody, etc.
- modified antibodies can be produced using known methods.
- a chimeric antibody is obtained by ligating the DNA encoding the antibody V region obtained as described above with DNA encoding the human antibody C region, incorporating it into an expression vector, introducing it into a host, and producing it (See European Patent Application Publication No. EP 125023, International Patent Application Publication No. WO 92-19759). Using this known method, a chimeric antibody useful in the present invention can be obtained.
- a humanized antibody is also called a reshaped human antibody or a humanized antibody, and a complementarity determining region (CDR) of a non-human mammal, for example, a mouse antibody, is transplanted to the complementarity determining region of a human antibody.
- CDR complementarity determining region
- the general gene recombination technique is also known (see European Patent Application Publication No. EP125023, International Patent Application Publication No. WO92-19759).
- oligonucleotides were prepared so that the DNA sequence designed to link the CDR of the mouse antibody and the framework region (FR) of the human antibody had an overlapping portion at the end. It is synthesized from nucleotides by PCR. It is obtained by ligating the obtained DNA with DNA encoding the human antibody C region, then incorporating it into an expression vector, introducing it into a host and producing it (European Patent Application Publication No. EP239400, International Patent Application Publication No. WO92). -19759).
- the FR of the human antibody to be linked via CDR one that forms a favorable antigen binding site in the complementarity determining region is selected. If necessary, the amino acid in the framework region of the variable region of the antibody may be substituted so that the complementarity determining region of the reshaped human antibody forms an appropriate antigen-binding site (Sato, K. et al., Cancer). Res. (1993) 53, 851-856).
- the human antibody C region is used for the chimeric antibody and the humanized antibody.
- Examples of the human antibody C region include C ⁇ , and for example, C ⁇ 1, C ⁇ 2, C ⁇ 3, or C ⁇ 4 can be used.
- the human antibody C region may be modified to improve the stability of the antibody or its production.
- the chimeric antibody is composed of a variable region of a non-human mammal-derived antibody and a C region derived from a human antibody, and the humanized antibody is a complementarity determining region of a non-human mammal-derived antibody, a framework region and a C region derived from a human antibody Since the antigenicity in the human body is reduced, it is useful as an antibody used in the present invention.
- variable region of a human antibody can be expressed as a single chain antibody (svFv) on the surface of the phage by the phage display method, and a phage that binds to the antigen can be selected.
- svFv single chain antibody
- the DNA sequence encoding the variable region of the human antibody that binds to the antigen can be determined. If the DNA sequence of scFv that binds to the antigen is clarified, an appropriate expression vector of the sequence can be prepared and a human antibody can be obtained.
- the antibody gene constructed as described above can be expressed and obtained by a known method.
- it can be expressed by a commonly used useful promoter, an antibody gene to be expressed, a DNA in which a poly A signal is operably linked to the 3 'downstream side thereof, or a vector containing the same.
- a promoter / enhancer a human cytomegalovirus early promoter / enhancer (human cytomegalovirus immediate early promoter / enhancer) can be mentioned.
- viral promoters / enhancers such as retrovirus, polyomavirus, adenovirus, simian virus 40 (SV40), and human elongation factor 1 ⁇ (HEF1 ⁇ ).
- a promoter enhancer derived from mammalian cells such as the above may be used.
- Escherichia coli it can be expressed by functionally combining a commonly used useful promoter, a signal sequence for antibody secretion, and an antibody gene to be expressed.
- the promoter include lacZ promoter and araB promoter.
- the lacZ promoter the method of Ward et al. (Ward, ES et al., Nature (1989) 341, 544-546; Ward, ES et al., FASEB J. (1992) 6, 2422-2427), when using the araB promoter, the method of Better et al. (Better, M. et al., Science (1988) 240, 1041-1043) may be used.
- the pe1B signal sequence As a signal sequence for antibody secretion, the pe1B signal sequence (Lei, SP et al., J. Bacteriol. (1987) 169, 4379-4383) may be used when it is produced in the periplasm of E. coli. . After separating the antibody produced in the periplasm, the structure of the antibody is appropriately refolded and used (see, for example, WO 96/30394).
- the origin of replication those derived from SV40, polyoma virus, adenovirus, bovine papilloma virus (BPV) and the like can be used. Further, for the purpose of gene copy number amplification in the host cell system, the expression vector is used as a selection marker.
- An aminoglycoside phosphotransferase (APH) gene, a thymidine kinase (TK) gene, an E. coli xanthine guanine phosphoribosyltransferase (Ecogpt) gene, a dihydrofolate reductase (dhfr) gene and the like can be included.
- Production systems for antibody production include in vitro and in vivo production systems.
- in vitro production systems include production systems using eukaryotic cells and production systems using prokaryotic cells.
- animal cells When eukaryotic cells are used, there are production systems using animal cells, plant cells, or fungal cells.
- animal cells include (1) mammalian cells such as CHO, COS, myeloma, BHK (baby hamster kidney), Hela, Vero, etc. (2) amphibian cells such as Xenopus oocytes, or (3) Insect cells such as sf9, sf21, and Tn5 are known.
- plant cells cells derived from Nicotiana tabacum are known and may be cultured in callus.
- fungal cells examples include yeasts such as Saccharomyces, such as Saccharomyces cerevisiae, and filamentous fungi such as Aspergillus, such as Aspergillus aspergillus.
- yeasts such as Saccharomyces, such as Saccharomyces cerevisiae
- filamentous fungi such as Aspergillus, such as Aspergillus aspergillus.
- prokaryotic cells there are production systems using bacterial cells.
- Known bacterial cells include Escherichia coli (E. coli) and Bacillus subtilis.
- An antibody can be obtained by introducing a desired antibody gene into these cells by transformation, and culturing the transformed cells in vitro. Culture is performed according to a known method. For example, DMEM, MEM, RPMI 1640, and IMDM can be used as a culture solution, and a serum supplement such as fetal calf serum (FCS) can be used in combination.
- the antibody may be produced in vivo by transferring the cell into which the antibody gene has been introduced into the peritoneal cavity of the animal.
- examples of in vivo production systems include production systems using animals and production systems using plants. When animals are used, there are production systems using mammals and insects.
- an antibody gene is introduced into these animals or plants, and the antibodies are produced and collected in the animals or plants.
- an antibody gene is inserted in the middle of a gene encoding a protein inherently produced in milk such as goat ⁇ -casein and adjusted as a fusion gene.
- a DNA fragment containing the fusion gene into which the antibody gene has been inserted is injected into a goat embryo, and the embryo is introduced into a female goat.
- the desired antibody is obtained from the milk produced by the transgenic goat obtained from the goat that received the embryo or its progeny.
- hormones may be used in the transgenic goat as appropriate (Ebert, KM et al., Bio / Technology (1994) 12 699-702).
- silkworms When silkworms are used, silkworms are infected with baculovirus into which the antibody gene of interest is inserted, and desired antibodies are obtained from body fluids of these silkworms (Maeda, S. et al., Nature (1985) 315, 592-594). ). Further, when tobacco is used, the target antibody gene is inserted into a plant expression vector such as pMON530, and this vector is introduced into a bacterium such as Agrobacterium tumefaciens. This bacterium is infected with tobacco, for example, Nicotiana tabacum, and a desired antibody is obtained from the leaves of this tobacco (Julian, K.-C. Ma et al., Eur. J. Immunol. (1994) 24, 131-138). .
- DNAs encoding the antibody heavy chain (H chain) or light chain (L chain) are separately incorporated into an expression vector and simultaneously transformed into the host.
- the host may be transformed by incorporating DNAs encoding H and L chains into a single expression vector (see International Patent Application Publication No. WO94-11523).
- the antibody produced and expressed as described above can be separated from the inside and outside of the cell and from the host and purified to homogeneity. Separation and purification of the antibody used in the present invention can be performed by affinity chromatography.
- Examples of the column used for affinity chromatography include a protein A column and a protein G column.
- Examples of the carrier used for the protein A column include HyperD, POROS, Sepharose F., and the like. F etc. are mentioned.
- the antibodies used in the present invention can be separated and purified by appropriately selecting and combining chromatography, filters, ultrafiltration, salting out, dialysis and the like other than the affinity chromatography.
- chromatography include ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration, and the like. These chromatography methods can be applied to HPLC (high performance liquid chromatography). Moreover, you may use reverse phase HPLC (reverse phase HPLC).
- the concentration of the antibody obtained above can be measured by measuring absorbance or ELISA. That is, in the case of measuring the absorbance, after appropriately diluting with PBS ( ⁇ ), the absorbance at 280 nm is measured, and 1 mg / ml is calculated as 1.350D.
- the measurement can be performed as follows. That is, 100 ⁇ l of goat anti-human IgG (manufactured by TAG) diluted to 1 ⁇ g / ml with 0.1 M bicarbonate buffer (pH 9.6) was added to a 96-well plate (manufactured by Nunc) and incubated at 4 ° C. overnight. Is immobilized. After blocking, 100 ⁇ l of an appropriately diluted antibody or antibody-containing sample used in the present invention or human IgG (manufactured by CAPPEL) as a standard is added and incubated at room temperature for 1 hour.
- the antibody used in the present invention may be a conjugated antibody bound to various molecules such as polyethylene glycol (PEG), radioactive substances, and toxins. Such a conjugated antibody can be obtained by chemically modifying the obtained antibody. Antibody modification methods have already been established in this field.
- the “antibody” in the present invention includes these conjugated antibodies.
- the antibody of the present invention includes not only a bivalent antibody typified by IgG but also a monovalent antibody or a multivalent antibody typified by IgM as long as it binds to Arid5A.
- the multivalent antibodies of the present invention include multivalent antibodies that all have the same antigen-binding site, or multivalent antibodies that have some or all different antigen-binding sites.
- the antibody of the present invention may be a bispecific antibody as long as it binds to Arid5A.
- Bispecific antibody refers to an antibody having variable regions that recognize different epitopes in the same antibody molecule, but the epitope may exist in different molecules or in the same molecule. It may be. That is, in the present invention, the bispecific antibody can also have an antigen binding site that recognizes a different epitope of Arid5A. It is also possible to use a bispecific antibody in which one recognition site recognizes Arid5A and the other recognition site recognizes an antigen other than Arid5A.
- bispecific antibodies can be produced by combining two types of antibodies with different recognition antigens.
- the antibody to be bound may be a half molecule of an antibody each having an H chain and an L chain, or may be a quarter molecule of an antibody consisting of only an H chain.
- bispecific antibody-producing fused cells can be prepared by fusing hybridomas that produce different monoclonal antibodies.
- bispecific antibodies can be produced by genetic engineering techniques.
- the antibody of the present invention may be a low molecular weight antibody as long as it binds to Arid5A.
- the low molecular weight antibody includes an antibody fragment in which a part of a full-length antibody (a whole antibody, such as a whole IgG) is deleted. As long as it binds to Arid5A, partial deletion of the antibody molecule is tolerated.
- the antibody fragment in the present invention preferably contains either or both of a heavy chain variable region (VH) and a light chain variable region (VL).
- VH heavy chain variable region
- VL light chain variable region
- the amino acid sequence of VH or VL can include additions, deletions and / or substitutions. Furthermore, as long as it binds to Arid5A, either or both of VH and VL can be deleted.
- the antibody fragment may be chimerized or humanized.
- Specific examples of the antibody fragment include Fab, Fab ′, F (ab ′) 2, Fv and the like.
- Specific examples of the low molecular weight antibody include, for example, Fab, Fab ′, F (ab ′) 2, Fv, scFv (single-chain Fv), diabody (Diabody), sc (Fv) 2 (single- chain (Fv) 2).
- Multimers eg, dimers, trimers, tetramers, polymers
- Antibody fragments can be generated by digesting antibodies with enzymes.
- enzymes that produce antibody fragments include, for example, papain, pepsin, and plasmin.
- DNA encoding these antibody fragments can be constructed, introduced into an expression vector, and then expressed in an appropriate host cell (for example, Co MS et al., J. Immunol. (1994) 152). , 2968-2976, Better M. & Horwitz A. H., Methods in Enzymology (1989) 178, 476-496, Puckthun A. & Skerra A., Methods in Enzymology, (1989) 15L4, 1989-157 , Methods in Enzymology (1986) 121, 652-663, Rousseaux J. et al., Methods in Enzymology (1986) 121, 663-669, ird R.E. & Walker B.W., Trends Biotechnol. (1991) 9,132-137).
- a digestive enzyme cleaves an antibody at a specific position to give an antibody fragment having a specific structure as follows.
- any part of the antibody can be deleted: Papain digestion: Fab; Pepsin digest: F (ab ′) 2 or F (ab ′); Plasmin digestion: Facb.
- ScFv is obtained by linking antibody VH and VL.
- VH and VL are linked via a linker, preferably a peptide linker (Huston JS et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1988) 85, 5879-5883).
- VH and VL in scFv may be derived from any of the antibodies described herein as antibodies.
- any single chain peptide consisting of about 3 to 25 residues can be used as a linker.
- V regions can be linked by, for example, the PCR method as described above.
- DNA sequence encoding antibody H chain or H chain V region and all or desired partial amino acid sequence of DNA sequence encoding antibody L chain or L chain V region The encoding DNA is used as a template.
- DNAs encoding the V regions of the H chain and the L chain are each amplified by PCR using primers having sequences corresponding to the sequences at both ends of the DNA to be amplified.
- DNA encoding a peptide linker moiety is prepared.
- DNA encoding a peptide linker can also be synthesized using PCR.
- the assembly PCR primer is a primer set capable of amplifying DNA encoding the full-length sequence of scFv to be synthesized.
- a base sequence that can be linked to each V region DNA is added to [peptide linker DNA].
- these DNAs are ligated, and the full length of scFv is finally generated as an amplification product by the primer for assembly PCR.
- an expression vector containing them and a recombinant cell transformed with the expression vector can be obtained according to a conventional method. Further, the scFv can be obtained by culturing the resulting recombinant cells and expressing the DNA encoding the scFv.
- Diabodies refer to bivalent low molecular weight antibodies constructed by gene fusion (Holliger P. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1993) 90, 6444-6448, EP 404097, WO 93 / 11161). Diabodies are dimers composed of two polypeptide chains. Usually, in the polypeptide chain constituting the dimer, VL and VH are connected to each other by a linker in the same chain.
- the polypeptide chain linker in the diabody is generally short enough that VL and VH in the same chain cannot bind to each other.
- the amino acid residues constituting the linker are preferably 2 to 12 residues, more preferably 3 to 10 residues, and particularly about 5 residues. Therefore, VL and VH encoded on the same polypeptide chain cannot form scFv, but dimerize so as to form two Fvs between different polypeptide chains. As a result, the diabody has two antigen binding sites.
- sc (Fv) 2 is a low molecular weight antibody in which two VHs and two VLs are linked to form a single chain by a linker (Hudson PJ & Kortt AA, J. Immunol. Methods ( 1999) 231, 177-189).
- sc (Fv) 2 can be prepared, for example, by linking two scFvs with a linker.
- two VH and two VL with a linker starting from the N-terminal side of the single-chain polypeptide, [VH]-[Linker]-[VL]-[Linker]-[VH]-[Linker]-[VL] It can also be produced by tying in the order of.
- the order of the two VHs and the two VLs is not particularly limited to the above arrangement, and may be arranged in any order. For example, the following arrangements can also be mentioned.
- any peptide linker that can be introduced by genetic engineering, or a synthetic compound linker (for example, a linker disclosed in Protein Engineering (1996) 9, 299-305) or the like may be used. it can.
- a peptide linker is preferred.
- the length of the peptide linker is not particularly limited, and can be appropriately selected by those skilled in the art according to the purpose.
- the amino acid residue constituting the peptide linker is 1 to 100 amino acids, preferably 3 to 50 amino acids, more preferably 5 to 30 amino acids, particularly preferably 12 to 18 amino acids (for example, 15 amino acids).
- the amino acid sequence constituting the peptide linker can be any sequence as long as it does not inhibit the scFv binding action.
- the V regions can be linked using a synthetic chemical linker (chemical crosslinking agent).
- a crosslinking agent usually used for crosslinking such as peptide compounds can be used in the present invention.
- a crosslinking agent usually used for crosslinking such as peptide compounds can be used in the present invention.
- pharmaceutically acceptable materials such as preservatives and stabilizers may be added.
- “Pharmaceutically acceptable” may be a material that itself has a therapeutic effect on the above pulmonary disease, or may be a material that does not have the therapeutic effect, and can be administered together with the therapeutic agent. It means an acceptable material. Moreover, it is a material which does not have a therapeutic effect, Comprising: The material which has a synergistic effect or an additive stabilization effect by using together with an Arid5A inhibitor may be sufficient.
- Examples of materials that are acceptable for formulation include sterilized water, physiological saline, stabilizers, excipients, buffers, preservatives, surfactants, chelating agents (EDTA, etc.), binders, and the like.
- examples of the surfactant include nonionic surfactants such as sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monocaprylate, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate; glycerin monocaprylate, glycerin monomylate.
- nonionic surfactants such as sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monocaprylate, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate; glycerin monocaprylate, glycerin monomylate.
- Typical examples include those having HLB 6-18 such as glycerin fatty acid ester such as glycerin monostearate.
- surfactant examples include anionic surfactants such as alkyl sulfates having an alkyl group having 10 to 18 carbon atoms such as sodium cetyl sulfate, sodium lauryl sulfate, and sodium oleyl sulfate; polyoxyethylene Polyoxyethylene alkyl ether sulfates having an average addition mole number of ethylene oxide of 2 to 4 and an alkyl group of 10 to 18 carbon atoms such as sodium lauryl sulfate; Carbon atoms of the alkyl group such as sodium lauryl sulfosuccinate Typical examples include alkylsulfosuccinic acid ester salts having 8 to 18 numbers; natural surfactants such as lecithin, glycerophospholipid; fingophospholipids such as sphingomyelin; and sucrose fatty acid esters of fatty acids having 12 to 18 carbon atoms. Can be mentioned.
- anionic surfactants such as alkyl sulfates having an
- Preferred surfactants for use in the formulations of the present invention are polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polysorbate 20, 40, 60 or 80, with polysorbates 20 and 80 being particularly preferred.
- Polyoxyethylene polyoxypropylene glycol represented by poloxamer such as Pluronic F-68 (registered trademark) is also preferable.
- buffering agent phosphoric acid, citric acid buffer, acetic acid, malic acid, tartaric acid, succinic acid, lactic acid, potassium phosphate, gluconic acid, caprylic acid, deoxycholic acid, salicylic acid, triethanolamine, fumaric acid Other organic acids, etc., or carbonate buffer, Tris buffer, histidine buffer, imidazole buffer and the like can be mentioned.
- a solution formulation may be prepared by dissolving in an aqueous buffer known in the field of solution formulation.
- concentration of the buffer is generally 1 to 500 mM, preferably 5 to 100 mM, and more preferably 10 to 20 mM.
- the drug in the present invention may contain other low molecular weight polypeptides, proteins such as serum albumin, gelatin and immunoglobulin, saccharides such as amino acids, polysaccharides and monosaccharides, carbohydrates, and sugar alcohols.
- proteins such as serum albumin, gelatin and immunoglobulin
- saccharides such as amino acids, polysaccharides and monosaccharides, carbohydrates, and sugar alcohols.
- saccharides and carbohydrates such as polysaccharides and monosaccharides include dextran, glucose, fructose, lactose, xylose, mannose, maltose, sucrose, trehalose, and raffinose.
- examples of the sugar alcohol include mannitol, sorbitol, inositol and the like.
- aqueous solution for injection for example, physiological saline, isotonic solutions containing glucose and other adjuvants, such as D-sorbitol, D-mannose, D-mannitol, sodium chloride, etc.
- Adjuvants such as alcohols (ethanol, etc.), polyalcohols (propylene glycol, PEG, etc.), nonionic surfactants (polysorbate 80, HCO-50), etc. may be used in combination.
- it may further contain a diluent, a solubilizer, a pH adjuster, a soothing agent, a sulfur-containing reducing agent, an antioxidant and the like.
- microcapsules such as hydroxymethylcellulose, gelatin, poly [methylmethacrylic acid]
- colloid drug delivery systems liposomes, albumin microspheres, microemulsions, nanoparticles, nanocapsules, etc.
- a method of making a drug a sustained-release drug is also known and can be applied to the present invention (Langer et al., J. Biomed. Mater. Res. 1981, 15: 167-277; Langer, Chem. Tech. 1982, 12: 98-105; US Pat. No.
- the pharmaceutically acceptable carrier to be used is selected appropriately or in combination from the above depending on the dosage form, but is not limited thereto.
- the Arid5A inhibitor of the present invention when used as a medicine for humans or other animals, in addition to directly administering these substances to a patient, it can also be formulated and administered by a known pharmaceutical method. It is. In the case of formulation, the above-described formulation-acceptable materials may be added.
- All drugs in the present invention can be administered in the form of pharmaceuticals, and can be administered systemically or locally orally or parenterally.
- intravenous injection such as infusion, intramuscular injection, intraperitoneal injection, subcutaneous injection, suppository, enema, oral enteric solvent, etc.
- the effective dose is selected in the range of 0.001 mg to 100 mg per kg of body weight per time.
- a dose of 0.1 to 1,000 mg, preferably 0.1 to 50 mg per patient can be selected.
- an effective dose is an effective dose such that an amount of free antibody is present in the blood.
- the administration schedule is 2 times / week or once / week to once / 2 weeks, once / 3 weeks, once / 4 weeks, etc. while observing the state after administration and observing the trend of blood test values It is also possible to adjust such as extending the administration interval.
- pulmonary diseases widely include diseases related to the lungs and respiratory organs, such as acute bronchitis, bacterial pneumonia, lung abscess, pulmonary tuberculosis, nontuberculous pulmonary mycobacterial disease, pulmonary mycosis , Pulmonary parasitic disease, opportunistic infection (pneumocystis pneumonia, cytomegalovirus pneumonia), aspiration pneumonia, cold syndrome, influenza and other infectious respiratory diseases; reflective obstructive pulmonary disease (COPD), diffuse panbronchiolitis Airway obstructive diseases such as bronchial asthma, hypersensitivity pneumonia, eosinophilic pneumonia, allergic bronchopulmonary aspergillosis, drug-induced pneumonia, eosinophilic polyangiogenic granulomatosis, etc .; idiopathic Interstitial pneumonia, radiation pneumonia, sarcoidosis, idiopathic organizing pneumonia, collagen disease lung and other interstitial lung disease; lung cancer, metastatic lung tumor, benign tumor of the
- the pulmonary disease therapeutic agent and / or preventive agent of the present invention provides a drug useful for the treatment of pulmonary fibrosis that is not limited to the cause of the pulmonary disease.
- Pulmonary fibrosis is a disease characterized by diffuse fibrosis in the alveolar wall, with dry cough and dyspnea during exertion as the main symptom. In a narrow sense, it refers to the end condition of interstitial pneumonia. Means a coexistence of strict fibrosis and interstitial pneumonia.
- the present invention relates to a method for screening a pharmaceutical composition for treating or preventing lung disease by suppressing the expression and / or function of Arid5A.
- the screening method of the present invention first comprises detecting the influence of the test substance on the expression and / or function of Arid5A.
- the function of Arid5A is to stabilize IL-6 mRNA by, for example, binding specifically to the stem loop of IL-6 mRNA and competitively inhibiting the action of Regnase-1 that specifically destroys IL-6 mRNA.
- the effects on the expression and / or function of Arid5A include, for example, suppressing the expression of Arid5A, inhibiting the function of Arid5A by binding to Arid5A, and binding to IL-6 mRNA competitively with Arid5A Examples include, but are not limited to, inhibiting the function of Arid5A.
- the process of selecting the substance which reduces this expression and / or a function compared with the case where a test substance is not used is included.
- Arid5A is contacted with a test substance.
- Arid5A used in the method of the present invention includes proteins functionally equivalent to the above-mentioned known Arid5A.
- proteins include, but are not limited to, Arid5A mutants, alleles, variants, homologs, Arid5A partial peptides, or fusion proteins with other proteins.
- the variant of Arid5A in the present invention is a naturally occurring protein comprising an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, inserted and / or added in the amino acid sequence described above, and the amino acid described above
- a protein functionally equivalent to a protein consisting of a sequence can be mentioned.
- a protein encoded by a naturally derived DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising the aforementioned base sequence, and a protein functionally equivalent to a protein comprising the aforementioned amino acid sequence It can be mentioned as a variant of Arid5A.
- the number of amino acids to be mutated is not particularly limited, but is usually within 30 amino acids, preferably within 15 amino acids, and more preferably within 5 amino acids (for example, within 3 amino acids).
- the amino acid residue to be mutated is preferably mutated to another amino acid in which the properties of the amino acid side chain are conserved.
- amino acid side chain properties include hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y, V) and hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G).
- “functionally equivalent” means that the target protein has a biological function or biochemical function equivalent to Arid5A.
- Arid5A specifically binds to the stem loop of IL-6 mRNA and contributes to stabilization of IL-6 mRNA by antagonistically inhibiting the action of Regnase-1 that specifically destroys IL-6 mRNA.
- the biological function and biochemical function of Arid5A include stabilization of IL-6 mRNA.
- DNA encoding a “functionally equivalent protein” of the target protein methods well known to those skilled in the art include methods using hybridization technology or polymerase chain reaction (PCR) technology. It is done. That is, for those skilled in the art, DNA having high homology with Arid5A is usually isolated using the base sequence of Arid5A or a part thereof as a probe, and an oligonucleotide that specifically hybridizes to Arid5A as a primer. It is to go. Thus, DNA encoding a protein having a function equivalent to Arid5A that can be isolated by hybridization technology or PCR technology is also included in the DNA of the present invention.
- PCR polymerase chain reaction
- a hybridization reaction is preferably performed under stringent conditions.
- stringent hybridization conditions refer to hybridization of 6M urea, 0.4% SDS, 0.5 ⁇ SSC or equivalent stringency. Isolation of DNA with higher homology can be expected by using conditions with higher stringency, for example, 6M urea, 0.4% SDS, 0.1 ⁇ SSC.
- the isolated DNA is considered to have high homology with the amino acid sequence of the target protein at the amino acid level. High homology means a sequence of at least 50% or more, more preferably 70% or more, more preferably 90% or more (for example, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more) in the entire amino acid sequence.
- the biological species from which Arid5A used in the method of the present invention is derived is not limited to a specific biological species.
- human, monkey, mouse, rat, guinea pig, pig, cow, yeast, insect and the like can be mentioned.
- the state of Arid5A used in the first embodiment is not particularly limited, and may be, for example, a purified state, a state expressed in a cell, a state expressed in a cell extract, or the like.
- the purification of Arid5A can be performed by a known method.
- Examples of cells expressing Arid5A include cells expressing endogenous Arid5A and cells expressing exogenous Arid5A.
- Examples of the cells expressing the endogenous Arid5A include, but are not limited to, cells derived from animal tissues and cultured cells.
- the cultured cells are not particularly limited, and for example, commercially available cells can be used.
- the biological species from which cells expressing endogenous Arid5A are derived is not particularly limited and includes humans, monkeys, mice, rats, guinea pigs, pigs, cows, yeasts, insects and the like.
- the exogenous Arid5A-expressing cell can be prepared, for example, by introducing a vector containing DNA encoding Arid5A into the cell. Introduction of the vector into the cells can be performed by a general method such as calcium phosphate precipitation, electric pulse perforation, lipofectamine method, microinjection method and the like.
- the exogenous Arid5A-containing cells can be prepared, for example, by inserting DNA encoding Arid5A into a chromosome by a gene transfer method using homologous recombination.
- the biological species from which the cells into which such exogenous Arid5A is introduced are not limited to mammals, and may be any biological species for which a technique for expressing foreign proteins in the cells has been established.
- examples of the cell extract in which Arid5A is expressed include, for example, those obtained by adding a vector containing DNA encoding Arid5A to a cell extract contained in an in vitro transcription / translation system.
- the in vitro transcription / translation system is not particularly limited, and a commercially available in vitro transcription / translation kit can be used.
- test substance in the present invention is not particularly limited.
- a single substance such as a natural compound, an organic compound, an inorganic compound, a nucleic acid, a protein, a peptide, and a compound library, a nucleic acid library, and a peptide library
- gene library expression products include gene library expression products, cell extracts, cell culture supernatants, fermented microorganism products, marine organism extracts, plant extracts, prokaryotic cell extracts, eukaryotic single cell extracts or animal cell extracts, etc. Can do.
- the test substance can be appropriately labeled and used as necessary. Examples of the label include a radiolabel and a fluorescent label. Further, in addition to the test substance, a mixture obtained by mixing a plurality of these test substances is also included.
- “contact” is performed according to the state of Arid 5A.
- Arid5A if Arid5A is in a purified state, it can be carried out by adding a test substance to the purified preparation.
- it if it is expressed in a cell or in a cell extract, it can be added by adding a test substance to the cell culture solution or cell extract, or by directly administering it to a laboratory animal, respectively.
- It can be carried out.
- the test substance is a protein
- a vector containing DNA encoding the protein is introduced into a cell expressing Arid5A, or the vector is added to a cell extract expressing Arid5A. It is also possible to do this.
- a two-hybrid method using yeast or animal cells can be used.
- the expression and / or function of Arid5A is then measured.
- the function of Arid5A can include stabilization of IL-6 mRNA.
- the function of Arid5A can be indirectly measured by coexisting Arid5A and a test substance and measuring the degradation inhibitory effect of IL-6 mRNA. Then, a test substance having a decreased or increased expression and / or function as compared with the case where the test substance is not contacted is selected.
- tissues such as spleen are removed and the expression and / or function of Arid5A in specific cells such as macrophages and the expression level of IL-6 mRNA are measured.
- PCR polymerase chain reaction
- RT-PCR reverse transcription-chainase chain reaction
- real-time PCR-based technologies hybridization-based technologies, and / or other detection technologies. Etc. can be appropriately selected.
- PCR in the present application includes a method for measuring various DNAs, RNAs, and the like by a technique based on PCR and amplification derived therefrom. Since Arid5A is a protein that contributes to the stabilization of IL-6 mRNA, when Arid5A expression is inhibited in the cell, IL-6 mRNA expression is suppressed, but TNF- ⁇ mRNA expression is suppressed. Is known to have no effect.
- test substance affects the expression of IL-6 mRNA but does not affect the expression of TNF- ⁇ mRNA
- a substance that affects the expression of Arid5A ie
- the selected test substance includes a substance that decreases the expression and / or function of Arid5A, and suppresses the expression and / or function of Arid5A, thereby showing an effect of treating or preventing lung disease as a result it is conceivable that.
- a test substance is first contacted with Arid5A, and then binding between Arid5A and the test substance is detected.
- the binding between Arid5A and the test substance can be detected by, for example, a label attached to the test substance bound to Arid5A (for example, a label capable of quantitative measurement such as a radiolabel or a fluorescent label).
- a labeling agent can also be bound to Arid5A. Binding can also be detected by immobilizing a test substance or Arid5A on a resin or chip. A change in the function of Arid5A caused by the binding of the test substance to Arid5A can also be detected as an index.
- a test substance that binds to Arid5A is then selected.
- the selected substance includes a substance that decreases the expression or function of Arid5A, and suppressing the expression or function of Arid5A is considered to exhibit the effect of treating or preventing lung disease as a result.
- a test substance is brought into contact with cells expressing Arid5A, and then the expression level of Arid5A is measured.
- the expression level of Arid5A can be measured by methods known to those skilled in the art.
- the transcription level of the gene can be measured by extracting mRNA of the gene according to a standard method and performing Northern hybridization or RT-PCR using the mRNA as a template.
- the expression level of the gene can be measured using DNA array technology.
- a fraction containing Arid5A encoded by the gene can be collected according to a standard method, and the expression level of the Arid5A can be detected by electrophoresis such as SDS-PAGE to measure the translation level of the gene.
- electrophoresis such as SDS-PAGE
- the antibody against Arid5A those described above can be used.
- a test substance having a reduced expression level of Arid5A is then selected as compared with the case where the test substance is not contacted.
- the selected substance includes a substance that decreases the expression of Arid5A, and it is considered that suppressing the expression of Arid5A results in an effect of treating or preventing lung disease as a result. Since Arid5A is a protein that contributes to the stabilization of IL-6 mRNA, when Arid5A expression is inhibited in the cell, IL-6 mRNA expression is suppressed, but TNF- ⁇ mRNA is suppressed. It is known that expression is not affected.
- test substance affects the expression of IL-6 mRNA but does not affect the expression of TNF- ⁇ mRNA
- a substance that affects the expression of Arid5A, ie As a result, it is possible to screen for substances having an effect of treating or preventing lung diseases.
- a cell or a cell extract having DNA having a reporter gene operably linked downstream of the promoter region of DNA encoding Arid5A is first provided.
- “functionally linked” means that the transcriptional factor binds to the promoter region of the Arid5A gene so that expression of the reporter gene is induced, and the promoter region of the Arid5A gene and the reporter gene Is connected. Therefore, even when the reporter gene is bound to another gene and forms a fusion protein with another gene product, the expression of the fusion protein is caused by the transcription factor binding to the promoter region of the Arid5A gene. If it is derived, it is included in the meaning of the above “functionally coupled”.
- the reporter gene is not particularly limited as long as its expression can be detected.
- a CAT gene, a lacZ gene, a luciferase gene, a ⁇ -glucuronidase gene (GUS) and a GFP that are commonly used by those skilled in the art.
- a gene etc. can be mentioned.
- the reporter gene also includes DNA encoding Arid5A.
- a cell or cell extract having a DNA to which a reporter gene is operably linked downstream of the promoter region of DNA encoding Arid5A can be prepared by the method described above.
- test substance is then brought into contact with the cells or the cell extract.
- expression level of the reporter gene in the cell or the cell extract is measured.
- the expression level of the reporter gene can be measured by methods known to those skilled in the art depending on the type of reporter gene used. For example, when the reporter gene is a CAT gene, the expression level of the reporter gene can be measured by detecting acetylation of chloramphenicol by the gene product. When the reporter gene is a lacZ gene, the color of the dye compound is detected by the catalytic action of the gene expression product. When the reporter gene is a luciferase gene, the fluorescence of the fluorescent compound by the catalytic action of the gene product is detected.
- the expression level of the gene can be measured by the method described above.
- a test substance that decreases or increases the expression level of the reporter gene is then selected as compared with the case where the test substance is not contacted.
- the selected substance includes a substance that decreases the expression of Arid5A, and it is considered that suppressing the expression of Arid5A results in the effect of treating or preventing lung disease.
- the test substance is first contacted with IL-6 mRNA, and then the binding between IL-6 mRNA and the test substance is detected.
- the binding between IL-6 mRNA and the test substance can be detected by, for example, a label attached to the test substance bound to IL-6 mRNA (for example, a label capable of quantitative measurement such as a radiolabel or a fluorescent label).
- a labeling agent can also be bound to IL-6 mRNA. Binding can also be detected by immobilizing a test substance or IL-6 mRNA on a resin or chip.
- Changes in the activity of IL-6 mRNA caused by binding of a test substance to IL-6 mRNA can also be detected as an indicator.
- a test substance that binds to IL-6 mRNA is then selected.
- the selected substance includes a substance that decreases the expression and / or function of Arid5A, and suppressing the expression or function of Arid5A is considered to have an effect of treating or preventing lung disease as a result.
- the test substance is first contacted with IL-6 mRNA, then Arid5A is further contacted, and then the function of Arid5A is measured.
- the function of Arid5A can be measured as described above.
- the test substance which reduced or increased the said function compared with the case where a test substance is not made to contact is selected.
- the selected test substance includes a substance that decreases the function of Arid5A, and it is considered that the function of treating or preventing lung disease is exhibited by suppressing the function of Arid5A.
- Example 1 Generation of Arid5A knockout mouse (FIG. 1) C57BL / 6 wild type mice (6-8 weeks) were obtained from CLEA, and Arid5A knockout mice (No. CDB0602K: www.cdb.riken.jp/arg/mutant%20mice%20list.html ) were obtained from www.cdb. It was prepared by the method of riken.jp/arg/Methods.html .
- Example 2 Induction of lung injury in Arid5A knockout mice (lung disease model) Anesthesia was performed by intraperitoneally administering 40 ng / mouse of tribromoethanol (avatin) to 8-9 week old Arid5A knockout mice (Arid5A ⁇ / ⁇ ) and wild type mice (body weight 20-25 g, respectively). Thereafter, bleomycin (BLM) was infused intratracheally at a dose of 2 mg / kg.
- bleomycin BLM
- FIG. 3 shows lung tissue photographs of Arid5A knockout mice and wild-type mice 7 days after administration of BLM. Further, the excised lung tissue was embedded in paraffin, a 6 ⁇ m-thick section was prepared, and hematoxylin-eosin (H & E) staining was performed (FIG. 4). As a result, the lungs of wild-type mice were inflamed and atrophied by intratracheal injection of BLM, and neutrophil accumulation was observed (FIGS. 3b and 4b), whereas the lung state of Arid5A knockout mice Did not change from normal (FIGS. 3a and 4a).
- lung lavage fluid (BAL fluid) 7 days after intratracheal injection of BLM was collected. Specifically, tracheal intubation was performed, 1.5 mL of sterile physiological saline was injected, and the washing solution was collected in two portions. This operation was performed a total of 3 times per mouse. The amount of lung lavage fluid collected was about 90% on average with respect to the injected volume. The recovery rate of this washing solution was almost constant regardless of the treatment conditions and types of mice (wild type and Arid5A knockout mice). The collected lung lavage fluid was centrifuged at 300 ⁇ g for 10 minutes, and the cells were collected and counted using a hemocytometer.
- the leukocyte fraction was evaluated based on the cell preparation. That is, slides were prepared by Cytospin (Tomy Seiko Co., Tokyo, Japan) and stained with Diff-Quick (made by Kokusai Reagent Co., Ltd.). In addition, the amounts of IL-6, TNF ⁇ and IFN ⁇ in the lung lavage fluid were measured (FIG. 5). As a result, as shown in FIG. 5, in wild type mice, the concentration of IL-6 detected in lung lavage fluid 7 days after intratracheal injection of BLM was about 150 pg / mL, whereas Arid5A knockout mice Was about 30 pg / mL. TNF ⁇ and IFN ⁇ were not detected in either wild type mice or Arid5A knockout mice.
- Arid5A siRNA (SASI_Mm02_00341523 (sigma)) or control siRNA (100 nM) was introduced into the mouse macrophage cell line RAW264.7 by electroporation. After culturing for 24 hours, the cells were stimulated with LPS (100 ng / mL) for 24 hours, and RNA was extracted from the obtained cells. The mRNA level of Arid5A was quantified by qPCR (FIG. 6). In addition, the concentrations of IL-6 and TNF- ⁇ in each culture supernatant were quantified by ELISA (FIGS. 7 and 8). As shown in FIG.
- Example 4 Method for Screening Candidate Substances Useful for Treatment of Lung Disease
- C57BL / 6 mice (6-8 weeks old) peritoneal macrophages were treated with LPS (1 ⁇ g / mL) in the presence or absence of the test substance (20 ⁇ M).
- the relative expression levels of Arid5A, IL-6 and TNF- ⁇ mRNA in the stimulated peritoneal macrophages were measured by quantitative PCR (qPCR).
- qPCR quantitative PCR
- For Arid5A mRNA the expression levels were measured 2 hours after LPS stimulation, and for IL-6 mRNA and TNF- ⁇ mRNA, 2 hours, 6 hours, 12 hours, and 24 hours after LPS stimulation.
- the results of using chlorpromazine (CPZ) as the test substance are shown in FIGS.
- CPZ is a substance that inhibits the expression of Arid5A mRNA itself.
- CPZ is a substance that also inhibits the expression of IL-6 mRNA affected by Arid5A, and has no effect on TNF- ⁇ mRNA that is known not to be affected by Arid5A. It was a substance.
- CPZ is a substance that specifically inhibits the stabilization of IL-6 mRNA, and that inflammatory cytokines such as IL-6 are involved and / or is effective in the treatment of lung diseases. .
- it is possible to obtain a substance effective for treating pulmonary diseases by screening a substance that inhibits intracellular expression of Arid5A mRNA, and also to obtain IL-6 mRNA.
- the present invention provides a pharmaceutical composition having a high therapeutic effect and preventive effect on lung diseases.
- the present invention can provide a screening method for a pulmonary disease therapeutic agent and / or prophylactic agent exhibiting a high therapeutic effect.
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Abstract
肺疾患の治療剤および/または予防剤、ならびにそのスクリーニング方法を提供する。 Arid5A阻害剤を有効成分として含有する肺疾患の治療剤および/または予防剤、ならびにそのスクリーニング方法である。
Description
本発明は、新規な肺疾患治療剤および/またはそのスクリーニング方法に関する。
肺疾患としては、ウイルス、細菌等に起因する急性炎症による急性気管支炎、好酸球による気道炎症によって主に発症する慢性の気管支喘息、肺胞上皮の炎症に起因して肺構造障害が生じる間質性肺炎、喫煙等の種々の原因により肺に慢性炎症が生じ、肺胞壁の破壊、気管支粘液腺の肥大等が起き、その結果息切れ、咳嗽、喀痰等が増加する病気とされている慢性閉塞性肺疾患(COPD: Chronic Obstructive Pulmonary Disease)等、多くの炎症性肺疾患が知られている。
上記炎症性肺疾患の病態形成として、まず初期段階において遊離された走化性因子と呼ばれる情報伝達分子が、好中球、好塩基球、好酸球、マクロファージ等の炎症性細胞の局所への遊走を促し、遊走した炎症性細胞が障害性の酵素やラジカルを遊離して組織を障害すると同時にサイトカイン等を放出することによってさらなる炎症性細胞の遊走および活性化をもたらすことが知られている。このような炎症が気道で発症した場合、浸潤した炎症性細胞は気管支および肺の組織を障害し、最終的には各疾患に特徴的な呼吸流量や酸素交換能の低下といった呼吸機能の障害を引き起こすことになる。さらに肺構造と肺機能が著しく阻害され、最終的には線維化、蜂巣肺を生ずる難治性の疾患へと進行していくものも多い。
このような炎症性肺疾患の治療には、抗炎症作用を有する薬剤が使用されており、すでに軽度~中等度の気管支喘息では副腎皮質ステロイドが著効することが知られている(非特許文献1参照)。また、間質性肺炎の治療においても、その急性増悪時に副腎皮質ステロイドが用いられ、必要に応じて免疫抑制剤も併用されている。さらに進行すると、低酸素血症が必発するので、在宅酸素療法を含む酸素療法が必要となる。副腎皮質ステロイドはCOPDの増悪を予防することも報告されているが、COPDの病態に対する効果は限定的である(非特許文献2参照)。肺線維症に対してもステロイド療法が行われているが、病変が残存することが多く、ステロイド剤の副作用や減量・中止による急性増悪もしばしば見られ、臨床において決して満足できるものではないため、新たな治療薬の開発が望まれている。
ATリッチインターラクティブドメイン5A(AT Rich Interactive Domain 5A、以下Arid5Aと略す)はIL-6mRNAの安定化タンパク質として報告されている(例えば、非特許文献3参照)。
GINA Guideline,2006
N.Engl.J.Med.,1999,340(25),1948~1953
PNAS,110,23,9404-9414(2013)
しかしながら、Arid5Aと肺疾患との関係は知られていなかった。
本発明は、より有効な肺疾患治療剤、並びにそのスクリーニング方法を提供することを目的とする。
本発明は、より有効な肺疾患治療剤、並びにそのスクリーニング方法を提供することを目的とする。
本発明は、具体的には以下を含む。
〔1〕Arid5A阻害剤を有効成分とする、肺疾患治療剤および/または予防剤である。
〔2〕Arid5A阻害剤が、核酸オリゴ、およびArid5A抗体からなる群より選ばれる1種以上の物質である、〔1〕記載の肺疾患治療剤および/または予防剤である。
〔3〕核酸オリゴが、天然および非天然のRNAまたはDNAからなるオリゴである、〔2〕記載の肺疾患治療剤および/または予防剤である。
〔4〕肺疾患が、肺線維症である、〔1〕~〔3〕のいずれか記載の肺疾患治療剤および/または予防剤である。
〔5〕肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質のArid5Aの発現に対する影響を検出する工程、および
(b)被験物質を用いない場合と比較して、Arid5Aの発現を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法である。
〔6〕肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質を、実験動物に投与する工程、
(b)該Arid5Aの発現に対する影響についてPCRにて測定する工程、および
(c)被験物質を実験動物に投与しない場合と比較して、Arid5Aの発現を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法である。
〔7〕肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質のArid5Aの機能に対する影響を検出する工程、および
(b)被験物質を用いない場合と比較して、Arid5Aの機能を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法である。
〔8〕〔7〕に記載の肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該Arid5Aの機能がIL-6mRNAの安定化である方法である。
〔9〕肺疾患が、肺線維症である、〔5〕~〔8〕のいずれか記載のスクリーニング方法である。
〔10〕Arid5A阻害剤を投与することを含んでなる、肺疾患の治療および/または予防方法である。
〔11〕肺疾患の治療および/または予防に使用するためのArid5A阻害剤である。
〔12〕肺疾患の治療剤および/または予防剤の製造のためのArid5A阻害剤の使用である。
〔1〕Arid5A阻害剤を有効成分とする、肺疾患治療剤および/または予防剤である。
〔2〕Arid5A阻害剤が、核酸オリゴ、およびArid5A抗体からなる群より選ばれる1種以上の物質である、〔1〕記載の肺疾患治療剤および/または予防剤である。
〔3〕核酸オリゴが、天然および非天然のRNAまたはDNAからなるオリゴである、〔2〕記載の肺疾患治療剤および/または予防剤である。
〔4〕肺疾患が、肺線維症である、〔1〕~〔3〕のいずれか記載の肺疾患治療剤および/または予防剤である。
〔5〕肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質のArid5Aの発現に対する影響を検出する工程、および
(b)被験物質を用いない場合と比較して、Arid5Aの発現を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法である。
〔6〕肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質を、実験動物に投与する工程、
(b)該Arid5Aの発現に対する影響についてPCRにて測定する工程、および
(c)被験物質を実験動物に投与しない場合と比較して、Arid5Aの発現を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法である。
〔7〕肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質のArid5Aの機能に対する影響を検出する工程、および
(b)被験物質を用いない場合と比較して、Arid5Aの機能を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法である。
〔8〕〔7〕に記載の肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該Arid5Aの機能がIL-6mRNAの安定化である方法である。
〔9〕肺疾患が、肺線維症である、〔5〕~〔8〕のいずれか記載のスクリーニング方法である。
〔10〕Arid5A阻害剤を投与することを含んでなる、肺疾患の治療および/または予防方法である。
〔11〕肺疾患の治療および/または予防に使用するためのArid5A阻害剤である。
〔12〕肺疾患の治療剤および/または予防剤の製造のためのArid5A阻害剤の使用である。
本発明の肺疾患治療剤により、肺疾患の高い治療効果が奏される。また、本発明により高い治療効果を示す治療剤のスクリーニング方法を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、肺疾患の治療剤、並びにそのスクリーニング方法に関する。
本発明は、肺疾患の治療剤、並びにそのスクリーニング方法に関する。
本発明における「Arid5A」とは、ATリッチインターラクティブドメイン5A(AT Rich Interactive Domain 5A、以下Arid5Aと略す)のことであり、IL-6mRNAの安定化タンパク質として報告されている。例えばヒトArid5Aとしては、各種アイソフォームも含まれる(NCBIアクセッション番号NP997646.1、XP006712266.1、XP006712265.1、XP005263918.1、XP005263913.1、XP005263917.1など)。また、マウスArid5Aについても同様に、各種アイソフォームも含まれる(NCBIアクセッション番号NP00165676.1、NP00165677.1、NP001277655.1、NP001277656.1、NP666108.2など)。
本発明における「Arid5A阻害剤」とは、Arid5Aの発現を阻害する物質および/またはArid5Aの機能を阻害する物質のことをいう。Arid5A阻害剤は、Arid5Aの発現自体を直接阻害する物質でもよいし、Arid5Aにより影響を受ける分子(IL-6mRNA等)に結合してArid5Aの生物学的機能を間接的に阻害する物質でもよいが、好ましくは、Arid5Aと競合的にIL-6mRNAと結合することによりIL-6mRNAの安定化を阻害する物質が挙げられる。例えばヒトIL-6mRNAとしては、各種アイソフォームも含まれる(NCBIアクセッション番号NM000600.3、XM005249745.2など)。また、マウスIL-6mRNAについても同様に、各種アイソフォームも含まれる(NCBIアクセッション番号NM031168.1など)。
本発明におけるArid5A阻害剤としては、例えば、抗Arid5A抗体、核酸オリゴ、クロルプロマジンなどの低分子物質などが挙げられるが、特に限定されるものではない。本発明のArid5A阻害剤の好ましい例として、siRNAが挙げられる。
Arid5Aの発現阻害は、例えばArid5A遺伝子の発現に対するRNA干渉(RNA interference)効果を利用することによって実現可能である。RNA干渉は、RNAを利用して遺伝子の発現を抑制する方法として報告された方法(Genes and Development,16, 948-958(2002))であり、標的遺伝子と同一もしくは類似した配列を有する二重鎖RNAを細胞に導入すると、導入した外来遺伝子および標的内在遺伝子の発現がいずれも抑制される現象である。具体的には、Arid5A遺伝子の発現に対するRNA干渉効果を示すsiRNAやアンチセンス核酸を使用して、Arid5A遺伝子の発現阻害が可能である。
本発明における「核酸オリゴ」は、Arid5A遺伝子もしくはタンパク質の機能を制御する核酸のオリゴマーを意味し、siRNA、shRNA、アンチセンス核酸、デコイ核酸、核酸アプタマーが含まれる。
本発明における核酸オリゴとして好ましくは、siRNAまたはshRNAを挙げることができる。siRNAは、細胞で毒性を示さない範囲の短鎖からなる二重鎖RNAを意味し、例えば15~49塩基対と、好適には15~35塩基対と、さらに好適には21~30塩基対とすることが出来る。また、shRNAは、一本鎖のRNAがヘアピン構造を介して二重鎖を構成しているRNAである。
siRNAおよびshRNAは、標的遺伝子と完全に同一である必要はないが、少なくとも70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の配列の相同性を有する。
siRNAおよびshRNAにおけるRNA同士が対合した二重鎖RNAの部分は、完全に対合しているものに限らず、ミスマッチ(対応する塩基が相補的でない)、バルジ(一方の鎖に対応する塩基がない)などにより不対合部分が含まれていてもよい。本発明においてはdsRNAにおけるRNA同士が対合する二重鎖RNA領域中に、バルジおよびミスマッチの両方が含まれていてもよい。
また、本発明における「アンチセンス核酸」は、Arid5AをコードするDNAの転写産物と相補的なアンチセンス核酸である。アンチセンス核酸が標的遺伝子の発現を抑制する作用としては、以下のような複数の要因が存在する。すなわち、RNA二重鎖認識によるRNase活性による分解、三重鎖形成による転写開始阻害、RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造が作られた部位とのハイブリッド形成による転写抑制、合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害、イントロンとエキソンの接合点でのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、スプライソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行抑制、翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳抑制、mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻止、および核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現抑制などである。これらの中でも、転写、スプライシング、または翻訳の過程を阻害して、標的遺伝子の発現を抑制する。
本発明で用いられるアンチセンス配列は、上記のいずれの作用で標的遺伝子の発現を抑制してもよい。一つの態様としては、Arid5AのmRNAの5’端近傍の非翻訳領域に相補的なアンチセンス配列を設計すれば、遺伝子の翻訳阻害に効果的であるものと考えられる。しかし、コード領域もしくは3’側の非翻訳領域に相補的な配列も使用し得る。このように遺伝子の翻訳領域だけでなく非翻訳領域に相補的な配列も使用しうる。このように、遺伝子の翻訳領域だけでなく、非翻訳領域の配列のアンチセンス配列を含む核酸も、本発明で利用されるアンチセンス核酸に含まれる。アンチセンス核酸は標的とする遺伝子の転写産物に対して好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の相補性を有する。アンチセンス配列を用いて、効果的に標的遺伝子の発現を阻害するアンチセンスRNAの長さは、特に制限されない。
本発明における「デコイ核酸」はArid5Aが認識するIL-6のmRNA配列と相同性がある核酸オリゴである。IL-6のmRNA配列の代わりにArid5Aに結合し、Arid5Aの機能を阻害する。
本発明における「抗Arid5A抗体」は、公知の手段を用いてポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体として得ることができる。本発明で使用される抗体の由来は特に限定されるものではないが、好ましくは哺乳動物由来であり、より好ましくはヒト由来の抗体を挙げることが出来る。哺乳動物由来のモノクローナル抗体としては、ハイブリドーマに産生されるもの、および遺伝子工学的手法により抗体遺伝子を含む発現ベクターで形質転換した宿主に産生されるものがある。この抗体はArid5Aと結合することにより、Arid5Aの機能発現を阻害する。
抗体産生ハイブリドーマは、基本的には公知技術を使用し、以下のようにして作製できる。すなわち、Arid5Aを感作抗原として使用して、これを通常の免疫方法にしたがって免疫し、得られる免疫細胞を通常の細胞融合法によって公知の親細胞と融合させ、通常のスクリーニング方法により、モノクローナルな抗体産生細胞をスクリーニングすることによって作製できる。
具体的には、抗Arid5A抗体を作製するには次のようにすればよい。例えば、抗体取得の抗原として使用されるヒトArid5Aは公知の文献に開示されたArid5A遺伝子/アミノ酸配列を用いることによって得られる。
Arid5Aの遺伝子配列を公知の発現ベクター系に挿入して適当な宿主細胞を形質転換させた後、その宿主細胞中または、培養上清中から目的のArid5Aタンパク質を公知の方法で精製し、この精製Arid5Aタンパク質を感作抗原として用いればよい。また、化学合成によって作製したArid5Aタンパク質も感作抗原として用いても良い。また、Arid5Aタンパク質と他のタンパク質との融合タンパク質を感作抗原として用いてもよい。
感作抗原で免疫される哺乳動物としては、特に限定されるものではないが、細胞融合に使用する親細胞との適合性を考慮して選択するのが好ましく、一般的にはげっ歯類の動物、例えば、マウス、ラット、ハムスター等が使用される。
感作抗原を動物に免疫するには、公知の方法にしたがって行われる。例えば、一般的方法として、感作抗原を哺乳動物の腹腔内または、皮下に注射することにより行なわれる。具体的には。感作抗原をPBS(Phosphate-Buffered Saline)や生理食塩水等で適当量に希釈、懸濁したものを所望により通常のアジュバンド、例えば、フロイント完全アジュバントを適量混合し、乳化後、哺乳動物に4~21日毎に数回投与するのが好ましい。また、感作抗原免疫時に適当な担体を使用することができる。
このように免疫し、血清中に所望の抗体レベルが上昇するのを確認した後に、哺乳動物から免疫細胞が取り出され、細胞融合に付される。細胞融合に付される好ましい免疫細胞としては、特に脾細胞が挙げられる。
前記免疫細胞と融合される他方の親細胞としての哺乳動物のミエローマ細胞は、すでに、公知の種々の細胞株、例えば、P3X63Ag8.653(J.Immunol.123,1548-1550(1979))等が適宜使用される。
前記免疫細胞とミエローマ細胞の細胞融合は基本的には公知の方法、たとえば、ミルシュタインらの方法(Methods Enzymol.,73,3-46(1981))等に準じて行なうことができる。
より具体的には、前記細胞融合は例えば、細胞融合促進剤の存在下に通常の栄養培養液中で実施される。融合促進剤としては例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、センダイウィルス(HVJ)等が使用され、更に所望により融合効率を高めるためにジメチルスルホキシド等の補助剤を添加使用することもできる。
免疫細胞とミエローマ細胞との使用割合は、例えば、ミエローマ細胞に対して免疫細胞を1~10倍とするのが好ましい。前記細胞融合に用いる培養液としては、例えば、前記ミエローマ細胞株の増殖に好適なRPMI1640培養液、MEM培養液、その他、この種の細胞培養に用いられる通常の培養液が使用可能であり、さらに牛胎児血清(FCS)等の血清補液を併用することもできる。
細胞融合は、前記免疫細胞とミエローマ細胞との所定量を前記培養液中でよく混合し、予め、37℃程度に加熱したPEG溶液、例えば、平均分子量1,000~6,000程度のPEG溶液を通常、30~60%(w/v)の濃度で添加し、混合することによって目的とする融合細胞(ハイブリドーマ)が形成される。続いて、適当な培養液を逐次添加し、遠心して上清を除去する操作を繰り返すことによりハイブリドーマの生育に好ましくない細胞融合剤等を除去できる。
当該ハイブリドーマは、通常の選択培養液、例えば、HAT培養液(ヒポキサンチン、アミノプテリンおよびチミジンを含む培養液)で培養することにより選択される。当該HAT培養液での培養は、目的とするハイブリドーマ以外の細胞(非融合細胞)が死滅するのに十分な時間、通常数日~数週間継続する。ついで、通常の限界希釈法を実施し、目的とする抗体を産生するハイブリドーマのスクリーニングおよびクローニングが行なわれる。
また、ヒト以外の動物に抗原を免疫して上記ハイブリドーマを得る他に、ヒトリンパ球をin vitroで所望の抗原タンパク質または抗原発現細胞で感作し、感作Bリンパ球をヒトミエローマ細胞、例えばU266と融合させ、所望の抗原または抗原発現細胞への結合活性を有する所望のヒト抗体を得ることもできる(特公平1-59878号公報参照)。さらに、ヒト抗体遺伝子のレパートリーを有するトランスジェニック動物に抗原または抗原発現細胞を投与し、前述の方法に従い所望のヒト抗体を取得してもよい(国際特許出願公開番号WO93/12227等を参照)。
このようにして作製されるモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマは、通常の培養液中で継代培養することが可能であり、また、液体窒素中で長期保存することが可能である。
当該ハイブリドーマからモノクローナル抗体を取得する方法としては、当該ハイブリドーマを通常の方法にしたがい培養し、その培養上清として得る方法、あるいはハイブリドーマをこれと適合性がある哺乳動物に投与して増殖させ、その腹水として得る方法などが採用される。前者の方法は、高純度の抗体を得るのに適しており、一方、後者の方法は、抗体の大量生産に適している。
本発明には、モノクローナル抗体として、抗体遺伝子をハイブリドーマからクローニングし、適当なベクターに組み込んで、これを宿主に導入し、遺伝子組換え技術を用いて産生させた組換え型抗体を用いることができる(例えば、Borrebaeck C.A.K.and Larrick J.W. THERAPEUTIC MONOCLONAL ANTIBODIES,Published in the United Kingdom by MACMILLAN PUBLISHERS LTD, 1990参照)。
具体的には、目的とする抗体を産生する細胞、例えばハイブリドーマから、抗体の可変(V)領域をコードするmRNAを単離する。mRNAの単離は、公知の方法、例えば、グアニジン超遠心法(Chirgwin,J.M.et al.,Biochemistry(1979)18,5294-5299)、AGPC法(Anal. Biochem.(1987)162,156-159)等により全RNAを調製し、mRNA Purification Kit(Pharmacia製)等を使用してmRNAを調製する。また、QuickPrep mRNA Purification Kit(Pharmacia製)を用いることによりmRNAを直接調製することが出来る。
得られたmRNAから逆転写酵素を用いて抗体V領域のcDNAを合成する。cDNAの合成は、AMV Reverse Transcriptase First-strand cDNA Synthesis Kit等を用いて行なうことができる。また、cDNAの合成および増幅を行うには5’‐Ampli FINDER RACE Kit(Clontech製)およびPCRを用いた5’-RACE法(Frohman,M。A.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1988)85,8998-9002;Belyavsky,A.et.al.,Nucleic Acid Res.(1989)17, 2919-2932)を使用することができる。得られたPCR産物から目的とするDNA断片を精製し、ベクターDNAと連結する。さらに、これより組換えベクターを作製し、大腸菌等に導入してコロニーを選択して所望の組換えベクターを調製する。目的とするDNAの塩基配列を公知の方法、例えば、デオキシ法により確認する。
目的とする抗体のV領域をコードするDNAが得られれば、これを所望の抗体定常領域(C領域)をコードするDNAと連結し、これを発現ベクターへ組み込む。または、抗体のV領域をコードするDNAを、抗体C領域のDNAを含む発現ベクターへ組み込んでもよい。
本発明で使用される抗体を製造するには、後述のように抗体遺伝子を発現制御領域、例えば、エンハンサー、プロモーターの制御のもとで発現するよう発現ベクターに組み込む。次に、この発現ベクターにより宿主細胞を形質転換し、抗体を発現させることができる。
本発明では、ヒトに対する異種抗原性を低下させること等を目的として人為的に改変した遺伝子組換え型抗体、例えば、キメラ(Chimeric)抗体、ヒト化(Humanized)抗体、ヒト(Human)抗体等を使用できる。これらの改変抗体は、既知の方法を用いて製造することができる。
キメラ抗体は、前記のようにして得た抗体V領域をコードするDNAを、ヒト抗体C領域をコードするDNAと連結し、これを発現ベクターに組み込んで宿主に導入し産生させることにより得られる(欧州特許出願公開番号EP125023、国際特許出願公開番号WO92-19759参照)。この既知の方法を用いて、本発明に有用なキメラ抗体を得ることができる。
ヒト化抗体は、再構成(reshaped)ヒト抗体またはヒト型化抗体とも称され、ヒト以外の哺乳動物、例えばマウス抗体の相補性決定領域(CDR)をヒト抗体の相補性決定領域へ移植したものであり、その一般的な遺伝子組換え手法も知られている(欧州特許出願公開番号EP125023、国際特許出願公開番号WO92-19759参照)。
具体的には、マウス抗体のCDRとヒト抗体のフレームワーク領域(FR;framework region)を連結するように設計したDNA配列を、末端部にオーバーラップする部分を有するように作製した数個のオリゴヌクレオチドからPCR法により合成する。得られたDNAをヒト抗体C領域をコードするDNAと連結し、次いで発現ベクターに組み込んで、これを宿主に導入し産生させることにより得られる(欧州特許出願公開番号EP239400、国際特許出願公開番号WO92-19759参照)。
CDRを介して連結されるヒト抗体のFRは、相補性決定領域が良好な抗原結合部位を形成するものが選択される。必要に応じ、再構成ヒト抗体の相補性決定領域が適切な抗原結合部位を形成するように抗体の可変領域のフレームワーク領域のアミノ酸を置換してもよい(Sato,K.et al.,Cancer Res.(1993)53,851-856)。
キメラ抗体、ヒト化抗体には、ヒト抗体C領域が使用される。ヒト抗体C領域としては、Cγが挙げられ、例えばCγ1、Cγ2、Cγ3またはCγ4を使用することができる。また、抗体またはその産生の安定性を改善するために、ヒト抗体C領域を修飾してもよい。
キメラ抗体はヒト以外の哺乳動物由来抗体の可変領域とヒト抗体由来のC領域からなり、ヒト化抗体はヒト以外の哺乳動物由来抗体の相補性決定領域とヒト抗体由来のフレームワーク領域およびC領域からなり、ヒト体内における抗原性が低下しているため、本発明に使用される抗体として有用である。
また、ヒト抗体の取得方法としては先に述べた方法のほか、ヒト抗体ライブラリーを用いて、パンニングによりヒト抗体を取得する技術も知られている。例えば、ヒト抗体の可変領域を一本鎖抗体(svFv)としてファージディスプレイ法によりファージの表面に発現させ、抗原に結合するファージを選択することもできる。選択されたファージの遺伝子を解析すれば、抗原に結合するヒト抗体の可変領域をコードするDNA配列を決定することができる。抗原に結合するscFvのDNA配列が明らかになれば、当該配列の適当な発現ベクターを作製し、ヒト抗体を取得することができる。これらの方法は既に衆知であり、WO92/01047、WO92/20791、WO93/06213、WO93/11236、WO93/19172、WO95/01438、WO95/15388等の各号を参考にすることができる。
前記のように構築した抗体遺伝子は、公知の方法により発現させ、取得することができる。哺乳類細胞の場合、常用される有用なプロモーター、発現される抗体遺伝子、その3’側下流にポリAシグナルを機能的に結合させたDNAあるいはそれを含むベクターにより発現させることができる。例えばプロモーター/エンハンサーとしては、ヒトサイトメガロウィルス前期プロモーター/エンハンサー(human cytomegalovirus immediate early promoter/enhancer)を挙げることができる。
また、その他に本発明で使用される抗体発現に使用できるプロモーター/エンハンサーとして、レトロウィルス、ポリオーマウィルス、アデノウィルス、シミアンウィルス40(SV40)等のウィルスプロモーター/エンハンサーやヒトエロンゲーションファクター1α(HEF1α)等の哺乳類細胞由来のプロモーターエンハンサーを用いればよい。
例えば、SV40プロモーター/エンハンサーを使用する場合、Mulliganらの方法(Mulligan,R.C.et al.,Nature(1979)277,108-114)、また、HEF1αプロモーター/エンハンサーを使用する場合、Mizushimaらの方法(Mizushima,S.and Nagata,S.Nucleic Acids Res.(1990)18,5322)に従えば容易に実施することができる。
大腸菌の場合、常用される有用なプロモーター、抗体分泌のためのシグナル配列、発現させる抗体遺伝子を機能的に結合させて発現させることができる。例えばプロモーターとしては、lacZプロモーター、araBプロモーターを挙げることが出来る。lacZプロモーターを使用する場合、Wardらの方法(Ward,E.S.et al.,Nature(1989)341,544-546;Ward,E.S.et al.,FASEB J.(1992)6,2422-2427)、araBプロモーターを使用する場合、Betterらの方法(Better,M.et al.,Science(1988)240,1041-1043)に従えばよい。
抗体分泌のためのシグナル配列としては、大腸菌のペリプラズムに産生させる場合、pe1Bシグナル配列(Lei,S.P.et al.,J.Bacteriol.(1987)169,4379-4383)を使用すればよい。ペリプラズムに産生された抗体を分離した後、抗体の構造を適切にリフォールド(refold)して使用する(例えば、WO96/30394を参照)。
複製起源としては、SV40、ポリオーマウィルス、アデノウィルス、ウシパピローマウィルス(BPV)等の由来のものを用いることができ、さらに、宿主細胞系で遺伝子コピー数増幅のため、発現ベクターは選択マーカーとして、アミノグリコシドホスホトランスフェラーゼ(APH)遺伝子、チミジンキナーゼ(TK)遺伝子、大腸菌キサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Ecogpt)遺伝子、ジヒドロ葉酸還元酵素(dhfr)遺伝子等を含むことができる。
本発明で使用される抗体の製造のために、任意の産生系を使用することができる。抗体製造のための産生系は、in vitroおよびin vivoの産生系がある。in vitroの産生系としては、真核細胞を使用する産生系や原核細胞を使用する産生系が挙げられる。
真核細胞を使用する場合、動物細胞、植物細胞、または真菌細胞を用いる産生系がある。動物細胞としては、(1)哺乳類細胞、例えば、CHO、COS、ミエローマ、BHK(baby hamster kidney)、Hela、Veroなど、(2)両性類細胞、例えば、アフリカツメガエル卵母細胞、あるいは(3)昆虫細胞、例えば、sf9、sf21、Tn5などが知られている。植物細胞としては、ニコチアナ・タバクム(Nicotiana tabacum)由来の細胞が知られており、これをカルス培養すればよい。真菌細胞としては、酵母、例えば、サッカロミセス(Saccharomyces)属、例えばサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、糸状菌、例えばアスペルギルス属(Aspergillus)、例えばアスペルギルス・ニガー(Aspergillus・niger)などが知られている。
原核細胞を使用する場合、細菌細胞を用いる産生系がある。細菌細胞としては、大腸菌(E.coli)、枯草菌が知られている。
原核細胞を使用する場合、細菌細胞を用いる産生系がある。細菌細胞としては、大腸菌(E.coli)、枯草菌が知られている。
これらの細胞に、目的とする抗体遺伝子を形質転換により導入し、形質転換された細胞をin vitroで培養することにより抗体が得られる。培養は、公知の方法に従い行う。例えば、培養液として、DMEM、MEM、RPMI1640、IMDMを使用することができ、牛胎児血清(FCS)等の血清補液を併用することもできる。また、抗体遺伝子を導入した細胞を動物の腹腔内へ移すことにより、in vivoにて抗体を産生してもよい。
一方、in vivoの産生系としては、動物を使用する産生系や植物を使用する産生系が挙げられる。動物を使用する場合、哺乳類動物、昆虫を用いる産生系などがある。
一方、in vivoの産生系としては、動物を使用する産生系や植物を使用する産生系が挙げられる。動物を使用する場合、哺乳類動物、昆虫を用いる産生系などがある。
哺乳類動物としては、ヤギ、ブタ、ヒツジ、マウス、ウシなどを用いることができる(Vicki Glaserm,SPECTRUM Biotechnology Applications,1993)。また、昆虫としては、カイコを用いることができる。植物を使用する場合、例えばタバコを用いることができる。
これらの動物または植物に抗体遺伝子を導入し、動物または植物の体内で抗体を産生させ、回収する。例えば、抗体遺伝子をヤギβカゼインのような乳汁中に固有に産生されるタンパク質をコードする遺伝子の途中に挿入して融合遺伝子として調整する。抗体遺伝子が挿入された融合遺伝子を含むDNA断片をヤギの胚へ注入し、この胚を雌のヤギへ導入する。胚を受容したヤギから得られるトランスジェニックヤギまたはその子孫が産生する乳汁から所望の抗体を得る。トランスジェニックヤギから産生される所望の抗体を含む乳汁量を増加させるために、適宜ホルモンをトランスジェニックヤギに使用してもよい(Ebert,K.M.et al.,Bio/Technology(1994)12,699-702)。
また、カイコを用いる場合、目的の抗体遺伝子を挿入したバキュロウィルスをカイコに感染させ、このカイコの体液より所望の抗体を得る(Maeda,S.et al.,Nature(1985)315,592-594)。さらに、タバコを用いる場合、目的の抗体遺伝子を植物発現ベクター、例えばpMON530に挿入し、このベクターをAgrobacterium tumefaciensのようなバクテリアに導入する。このバクテリアをタバコ、例えばNicotiana tabacumに感染させ、本タバコの葉より所望の抗体を得る(Julian,K.-C.Ma et al.,Eur.J.Immunol.(1994)24,131-138)。
上記のようにin vitroまたはin vivoの産生系にて抗体を産生する場合、抗体重鎖(H鎖)または軽鎖(L鎖)をコードするDNAを別々に発現ベクターに組み込んで宿主を同時形質転換させてもよいし、あるいはH鎖およびL鎖をコードするDNAを単一の発現ベクターに組み込んで、宿主を形質転換させてもよい(国際特許出願公開番号WO94-11523参照)。
前記のように産生、発現された抗体は、細胞内外、宿主から分離し、均一にまで精製することができる。本発明で使用される抗体の分離、精製はアフィニティークロマトグラフィーにより行なうことができる。アフィニティークロマトグラフィーに用いるカラムとしては、例えば、プロテインAカラム、プロテインGカラムが挙げられる。プロテインAカラムに用いる担体として、例えば、HyperD、POROS、SepharoseF.F等が挙げられる。その他、通常のタンパク質で使用されている分離、精製方法を使用すればよく、何ら限定されるものではない。
例えば、上記アフィニティークロマトグラフィー以外のクロマトグラフィー、フィルター、限外濾過、塩析、透析等を適宜選択、組み合わせれば、本発明で使用される抗体を分離、精製することができる。クロマトグラフィーにとしては、例えば、イオン交換クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、ゲル濾過等が挙げられる。これらのクロマトグラフィーはHPLC(high performance liquid chromatography)に適用しうる。また、逆相HPLC(reverse phase HPLC)を用いてもよい。
上記で得られた抗体の濃度測定は吸光度の測定またはELISA等により行なうことができる。すなわち、吸光度の測定による場合には、PBS(-)で適当に希釈した後、280nmの吸光度を測定し、1mg/mlを1.350Dとして算出する。また、ELISAによる場合は以下のように測定することができる。すなわち、0.1M重炭酸緩衝液(pH9.6)で1μg/mlに希釈したヤギ抗ヒトIgG(TAG製)100μlを96穴プレート(Nunc製)に加え、4℃で一晩インキュベーションし、抗体を固相化する。ブロッキングの後、適宜希釈した本発明で使用される抗体または抗体を含むサンプル、あるいは標品としてヒトIgG(CAPPEL製)100μlを添加し、室温にて1時間インキュベーションする。
洗浄後、5,000倍アルカリフォスフォターゼ標識ヒトIgG(Bio Source製)100μl加え、室温にて1時間インキュベートする。洗浄後、基質溶液を加え、インキュベーションの後、MICROPLATE READER Model 3550(Bio-Rad製)を用いて405nmでの吸光度を測定し、目的の抗体の濃度を算出する。
本発明に使用する抗体は、ポリエチレングリコール(PEG)、放射性物質、トキシン等の各種分子と結合したコンジュゲート抗体でもよい。このようなコンジュゲート抗体は、得られた抗体に化学的な修飾を施すことによって得ることができる。なお、抗体の修飾方法はこの分野においてすでに確立されている。本発明における「抗体」にはこれらのコンジュゲート抗体も包含される。
本発明の抗体には、Arid5Aに結合する限り、IgGに代表される二価抗体だけでなく、一価抗体、若しくはIgMに代表される多価抗体も含まれる。本発明の多価抗体には、全て同じ抗原結合部位を有する多価抗体、または、一部もしくは全て異なる抗原結合部位を有する多価抗体が含まれる。
さらに、本発明の抗体は、Arid5Aに結合する限り、二重特異性抗体(bispecific antibody)であってもよい。二重特異性抗体とは、異なるエピトープを認識する可変領域を同一の抗体分子内に有する抗体をいうが、当該エピトープは異なる分子中に存在していてもよいし、同一の分子中に存在していてもよい。すなわち本発明において、二重特異性抗体はArid5Aの異なるエピトープを認識する抗原結合部位を有することもできる。また、一方の認識部位がArid5Aを認識し、他方の認識部位がArid5A以外の抗原を認識する二重特異性抗体とすることも可能である。
二重特異性抗体を製造するための方法は公知である。たとえば、認識抗原が異なる2種類の抗体を結合させて、二重特異性抗体を作製することができる。結合させる抗体は、それぞれがH鎖とL鎖を有する抗体の1/2分子であっても良いし、H鎖のみからなる抗体の1/4分子であっても良い。あるいは、異なるモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを融合させて、二重特異性抗体産生融合細胞を作製することもできる。さらに、遺伝子工学的手法により二重特異性抗体が作製できる。
本発明の抗体は、Arid5Aに結合する限り、低分子化抗体であってもよい。低分子化抗体は、全長抗体(whole antibody、例えばwhole IgG等)の一部分が欠損している抗体断片を含む。Arid5Aに結合する限り、抗体分子の部分的な欠損は許容される。本発明における抗体断片は、重鎖可変領域(VH)および軽鎖可変領域(VL)のいずれか、または両方を含んでいることが好ましい。VHまたはVLのアミノ酸配列は、付加、欠失および/または置換を含むことができる。さらにArid5Aに結合する限り、VHおよびVLのいずれか、または両方の一部を欠損させることもできる。また、抗体断片はキメラ化やヒト化されていてもよい。抗体断片の具体例としては、例えば、Fab、Fab'、F(ab')2、Fvなどを挙げることができる。また、低分子化抗体の具体例としては、例えば、Fab、Fab'、F(ab')2、Fv、scFv(single-chain Fv)、ダイアボディー(Diabody)、sc(Fv)2(single-chain (Fv)2)などを挙げることができる。これら抗体の多量体(例えば、ダイマー、トリマー、テトラマー、ポリマー)も、本発明の抗体に含まれる。
抗体断片は、抗体を酵素で消化して生成させることができる。抗体断片を生成する酵素として、例えばパパイン、ペプシン、あるいはプラスミンなどが公知である。あるいは、これら抗体断片をコードするDNAを構築し、これを発現ベクターに導入した後、適当な宿主細胞で発現させることができる(例えば、Co M.S.ら、J.Immunol.(1994)152,2968-2976、Better M.& Horwitz A.H.、Methods in Enzymology(1989)178,476-496、Pluckthun A.& Skerra A.、Methods in Enzymology(1989)178,497-515、Lamoyi E.、Methods in Enzymology(1986)121,652-663、Rousseaux J.ら、Methods in Enzymology(1986)121,663-669、Bird R.E.& Walker B.W.、Trends Biotechnol.(1991)9,132-137)。
消化酵素は、抗体を特定の位置で切断し、次のような特定の構造の抗体断片を与える。一方、遺伝子工学的手法を利用すると、抗体の任意の部分を欠失させることができる:
パパイン消化:Fab;
ペプシン消化:F(ab')2またはF(ab');
プラスミン消化:Facb。
パパイン消化:Fab;
ペプシン消化:F(ab')2またはF(ab');
プラスミン消化:Facb。
scFvは、抗体のVHとVLとを連結することにより得られる。scFvにおいて、VHとVLは、リンカー、好ましくはペプチドリンカーを介して連結される(Huston J.S.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1988)85,5879-5883)。scFvにおけるVHおよびVLは、本明細書に抗体として記載されたもののいずれの抗体由来であってもよい。V領域を連結するペプチドリンカーには、特に制限はない。例えば3から25残基程度からなる任意の一本鎖ペプチドをリンカーとして用いることができる。
V領域は、たとえば上記のようなPCR法によって連結することができる。PCR法によるV領域の連結のために、抗体のH鎖またはH鎖V領域をコードするDNA配列、および抗体のL鎖またはL鎖V領域をコードするDNA配列の全部あるいは所望の部分アミノ酸配列をコードするDNAが鋳型として利用される。増幅すべきDNAの両端の配列に対応する配列を有するプライマーを用いたPCR法によって、H鎖とL鎖のV領域をコードするDNAがそれぞれ増幅される。次いで、ペプチドリンカー部分をコードするDNAを用意する。ペプチドリンカーをコードするDNAもPCRを利用して合成することができる。このとき利用するプライマーの5'側に、別に合成された各V領域の増幅産物と連結できる塩基配列を付加しておく。次いで、[VH DNA]、[ペプチドリンカーDNA]、[VL DNA]の各DNAと、アセンブリーPCR用のプライマーを利用してPCR反応を行う。アセンブリーPCR用のプライマーは、[VH DNA]の5'側にアニールするプライマーと、[VL DNA]の3'側にアニールするプライマーとの組み合わせからなる。すなわちアセンブリーPCR用プライマーとは、合成すべきscFvの全長配列をコードするDNAを増幅することができるプライマーセットである。一方[ペプチドリンカーDNA]には各V領域DNAと連結できる塩基配列が付加されている。その結果、これらのDNAが連結され、さらにアセンブリーPCR用のプライマーによって、最終的にscFvの全長が増幅産物として生成される。一旦scFvをコードするDNAが作製されると、それらを含有する発現ベクター、および該発現ベクターにより形質転換された組換え細胞が常法に従って取得できる。また、その結果得られる組換え細胞を培養して該scFvをコードするDNAを発現させることにより、該scFvが取得できる。
ダイアボディーは、遺伝子融合により構築された二価(bivalent)の低分子化抗体を指す(Holliger P.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1993)90,6444-6448、EP404097、WO93/11161)。ダイアボディーは、2本のポリペプチド鎖から構成されるダイマーである。通常、ダイマーを構成するポリペプチド鎖は、各々、同じ鎖中でVLおよびVHがリンカーにより結合されている。ダイアボディーにおける当該ポリペプチド鎖のリンカーは、一般に、同一鎖中のVLとVHが互いに結合できない程度に十分短い。具体的には、リンカーを構成するアミノ酸残基は、2~12残基が好ましく、さらに3~10残基が好ましく、特には5残基程度である。そのため、同一ポリペプチド鎖上にコードされるVLとVHとは、scFvを形成できず、別のポリペプチド鎖間で2つのFvを形成するように二量体化する。その結果、ダイアボディーは2つの抗原結合部位を有することとなる。
sc(Fv)2は、2つのVHおよび2つのVLをリンカーで結合して一本鎖にした低分子化抗体である(Hudson P.J.& Kortt A.A.、J.Immunol.Methods(1999)231,177-189)。sc(Fv)2は、例えば、2つのscFvをリンカーで結ぶことによって作製できる。あるいは、一本鎖ポリペプチドのN末端側を基点として2つのVHおよび2つのVLをリンカーで、
[VH]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VL]
の順に結ぶことによっても作製できる。なお2つのVHと2つのVLの順序は特に上記配置に限定されず、どのような順序で並べられていてもよい。例えば以下のような配置も挙げることができる。
[VL]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VL]
[VH]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VH]
[VH]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VL]
[VL]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VH]
[VL]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VH]
複数のリンカーは、同じ種類のリンカーであってもよいし、異なる種類のリンカーであってもよい。
[VH]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VL]
の順に結ぶことによっても作製できる。なお2つのVHと2つのVLの順序は特に上記配置に限定されず、どのような順序で並べられていてもよい。例えば以下のような配置も挙げることができる。
[VL]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VL]
[VH]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VH]
[VH]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VL]
[VL]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VH]
[VL]-[リンカー]-[VH]-[リンカー]-[VL]-[リンカー]-[VH]
複数のリンカーは、同じ種類のリンカーであってもよいし、異なる種類のリンカーであってもよい。
抗体の可変領域を結合するリンカーとしては、遺伝子工学により導入し得る任意のペプチドリンカー、または合成化合物リンカー(例えば、Protein Engineering(1996)9,299-305に開示されるリンカー)等を用いることができる。本発明においてはペプチドリンカーが好ましい。ペプチドリンカーの長さは特に限定されず、目的に応じて当業者が適宜選択することができる。通常、ペプチドリンカーを構成するアミノ酸残基は、1から100アミノ酸、好ましくは3から50アミノ酸、更に好ましくは5から30アミノ酸、特に好ましくは12から18アミノ酸(例えば、15アミノ酸)である。ペプチドリンカーを構成するアミノ酸配列は、scFvの結合作用を阻害しない限り、任意の配列とすることができる。
あるいは、合成化学物リンカー(化学架橋剤)を利用してV領域を連結することもできる。ペプチド化合物などの架橋に通常用いられている架橋剤を本発明に利用することができる。例えばN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)、ジスクシンイミジルスベレート(DSS)、ビス(スルホスクシンイミジル)スベレート(BS3)、ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)(DSP)、ジチオビス(スルホスクシンイミジルプロピオネート)(DTSSP)、エチレングリコールビス(スクシンイミジルスクシネート)(EGS)、エチレングリコールビス(スルホスクシンイミジルスクシネート)(スルホ-EGS)、ジスクシンイミジル酒石酸塩(DST)、ジスルホスクシンイミジル酒石酸塩(スルホ-DST)、ビス[2-(スクシンイミドオキシカルボニルオキシ)エチル]スルホン(BSOCOES)、ビス[2-(スルホスクシンイミドオキシカルボニルオキシ)エチル]スルホン(スルホ-BSOCOES)などを用いることが可能である。
本発明における肺疾患の治療剤または予防剤には、保存剤や安定剤等の製剤上許容しうる材料が添加されていてもよい。製剤上許容しうるとは、それ自体は上記の肺疾患の治療効果を有する材料であってもよいし、当該治療効果を有さない材料であってもよく、上記治療剤とともに投与可能な製剤上許容される材料を意味する。また、治療効果を有さない材料であって、Arid5A阻害剤と併用することによって相乗的効果もしくは相加的な安定化効果を有する材料であってもよい。
製剤上許容される材料としては、例えば滅菌水や生理食塩水、安定剤、賦形剤、緩衝剤、防腐剤、界面活性剤、キレート剤(EDTA等)、結合剤等を挙げることができる。
本発明において、界面活性剤としては非イオン界面活性剤を挙げることができ、例えばソルビタンモノカプリレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート等のソルビタン脂肪酸エステル;グリセリンモノカプリレート、グリセリンモノミリテート、グリセリンモノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル等のHLB6~18を有するもの、等を典型的例として挙げることができる。
また、界面活性剤としては陰イオン界面活性剤も挙げることができ、例えばセチル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイル硫酸ナトリウム等の炭素原子数10~18のアルキル基を有するアルキル硫酸塩;ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム等の、エチレンオキシドの平均付加モル数が2~4でアルキル基の炭素原子数が10~18であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩;ラウリルスルホコハク酸エステルナトリウム等の、アルキル基の炭素原子数が8~18のアルキルスルホコハク酸エステル塩;天然系の界面活性剤、例えばレシチン、グリセロリン脂質;スフィンゴミエリン等のフィンゴリン脂質;炭素原子数12~18の脂肪酸のショ糖脂肪酸エステル等を典型的例として挙げることができる。
本発明における薬剤には、これらの界面活性剤の1種または2種以上を組み合わせて添加することができる。本発明の製剤で使用する好ましい界面活性剤は、ポリソルベート20、40、60または80などのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルであり、ポリソルベート20および80が特に好ましい。また、ポロキサマー(プルロニックF-68(登録商標)など)に代表されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールも好ましい。
本発明において緩衝剤としては、リン酸、クエン酸緩衝液、酢酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸、乳酸、リン酸カリウム、グルコン酸、カプリル酸、デオキシコール酸、サリチル酸、トリエタノールアミン、フマル酸等、他の有機酸等、あるいは、炭酸緩衝液、トリス緩衝液、ヒスチジン緩衝液、イミダゾール緩衝液等を挙げることが出来る。
また溶液製剤の分野で公知の水性緩衝液に溶解することによって溶液製剤を調製してもよい。緩衝液の濃度は一般には1~500mMであり、好ましくは5~100mMであり、さらに好ましくは10~20mMである。
また、本発明における薬剤は、その他の低分子量のポリペプチド、血清アルブミン、ゼラチンや免疫グロブリン等の蛋白質、アミノ酸、多糖および単糖等の糖類や炭水化物、糖アルコールを含んでいてもよい。
本発明において、多糖および単糖等の糖類や炭水化物としては、例えばデキストラン、グルコース、フラクトース、ラクトース、キシロース、マンノース、マルトース、スクロース、トレハロース、ラフィノース等を挙げることができる。
本発明において、糖アルコールとしては、例えばマンニトール、ソルビトール、イノシトール等を挙げることができる。
注射用の水溶液とする場合には、例えば生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液、例えば、D-ソルビトール、D-マンノース、D-マンニトール、塩化ナトリウムが挙げられ、適当な溶解補助剤、例えばアルコール(エタノール等)、ポリアルコール(プロピレングリコール、PEG等)、非イオン性界面活性剤(ポリソルベート80、HCO-50)等と併用してもよい。
所望によりさらに希釈剤、溶解補助剤、pH調整剤、無痛化剤、含硫還元剤、酸化防止剤等を含有してもよい。
所望によりさらに希釈剤、溶解補助剤、pH調整剤、無痛化剤、含硫還元剤、酸化防止剤等を含有してもよい。
また、必要に応じ、マイクロカプセル(ヒドロキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリ[メチルメタクリル酸]等のマイクロカプセル)に封入したり、コロイドドラッグデリバリーシステム(リポソーム、アルブミンミクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子およびナノカプセル等)としたりすることもできる("Remington's Pharmaceutical Science 16th edition", Oslo Ed., 1980等参照)。さらに、薬剤を徐放性の薬剤とする方法も公知であり、本発明に適用し得る(Langer et al., J.Biomed.Mater.Res. 1981, 15: 167-277; Langer,Chem. Tech. 1982, 12: 98-105;米国特許第3,773,919号;欧州特許出願公開(EP)第58,481号; Sidman et al., Biopolymers 1983, 22: 547-556;EP第133,988号)。
使用される製剤上許容しうる担体は、剤型に応じて上記の中から適宜あるいは組合せて選択されるが、これらに限定されるものではない。
使用される製剤上許容しうる担体は、剤型に応じて上記の中から適宜あるいは組合せて選択されるが、これらに限定されるものではない。
本発明のArid5A阻害剤をヒトや他の動物の医薬として使用する場合には、これらの物質自体を直接患者に投与する以外に、公知の製剤学的方法により製剤化して投与を行うことも可能である。製剤化する場合には、上記に記載の製剤上許容される材料を添加しても良い。
本発明におけるすべての薬剤は、医薬品の形態で投与することが可能であり、経口的または非経口的に全身あるいは局所的に投与することができる。例えば、点滴などの静脈内注射、筋肉内注射、腹腔内注射、皮下注射、坐薬、注腸、経口性腸溶剤などを選択することができ、患者の年齢、症状により適宜投与方法を選択することができる。有効投与量は、一回につき体重1kgあたり0.001mgから100mgの範囲で選ばれる。あるいは、患者あたり0.1~1,000mg、好ましくは0.1~50mgの投与量を選ぶことができる。好ましい投与量、投与方法は、たとえば抗Arid5A抗体の場合には、血中にフリーの抗体が存在する程度の量が有効投与量であり、具体的な例としては、体重1kgあたり1ヶ月(4週間)に0.1mgから40mg、好ましくは1mgから20mgを1回から数回に分けて、例えば2回/週、1回/週、1回/2週、1回/4週などの投与スケジュールで点滴などの静脈内注射、皮下注射などの方法で、投与する方法などである。投与スケジュールは、投与後の状態の観察および血液検査値の動向を観察しながら2回/週あるいは1回/週から1回/2週、1回/3週、1回/4週のように投与間隔を延ばしていくなど調整することも可能である。
本発明において、肺疾患とは、肺および呼吸器に関わる疾患を広く含むものであり、例えば、急性気管支炎、細菌性肺炎、肺膿瘍、肺結核、非結核性肺抗酸菌症、肺真菌症、肺寄生虫症、日和見感染(ニューモシスチス肺炎、サイトメガロウイルス肺炎)、誤嚥性肺炎、かぜ症候群、インフルエンザ等の感染性呼吸器疾患;反省閉塞性肺疾患(COPD)、びまん性汎細気管支炎等の気道閉塞性疾患;気管支喘息、過敏性肺炎、好酸球肺炎、アレルギー性気管支肺アスペルギルス証、薬剤性肺炎、好酸球性多発血管炎性肉芽腫症等のアレルギー性肺疾患;突発性間質性肺炎、放射線肺炎、サルコイドーシス、突発性器質化肺炎、膠原病肺等の間質性肺疾患;肺癌、転移性肺腫瘍、肺の良性腫瘍、縦隔腫瘍等の腫瘍性肺疾患;肺血栓塞栓症、肺動脈性肺高血圧症、肺水腫等の肺血管性病変;胸膜炎、膿胸、胸膜腫瘍、気胸等の胸膜疾患;急性呼吸不全(ARDS)、慢性呼吸不全等の呼吸不全等をいう。
また、本発明の肺疾患治療剤および/または予防剤は、上記肺疾患の起因に限定されない肺線維症の治療にも有用な薬剤を提供するものである。肺線維症とは、肺胞壁におけるびまん性線維増殖を特徴とし、乾性咳嗽や労作時呼吸困難を主症状とする疾患であり、狭義には間質性肺炎の終末病態を指すが、広義には狭義の肺線維症と間質性肺炎との併存状態を意味する。
本発明は、Arid5Aの発現および/または機能を抑制することによる肺疾患を治療または予防する医薬組成物のスクリーニング方法に関する。
本発明のスクリーニング方法は、まず被験物質のArid5Aの発現および/または機能に対する影響を検出することを含む。Arid5Aの機能としては例えば、IL-6mRNAのステムループに特異的に結合し、IL-6mRNAを特異的に破壊するRegnase-1の作用を拮抗的に阻害することにより、IL-6mRNAの安定化に寄与することが挙げられる。したがって、Arid5Aの発現および/または機能に対する影響としては例えば、Arid5Aの発現を抑制すること、Arid5Aに結合することによりArid5Aの機能を阻害すること、Arid5Aと競合的にIL-6mRNAと結合することによりArid5Aの機能を阻害すること等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
また、被験物質を用いない場合と比較して、該発現および/または機能を減少させる物質を選択する工程を含む。
また、被験物質を用いない場合と比較して、該発現および/または機能を減少させる物質を選択する工程を含む。
本発明のスクリーニング方法の第一の態様においては、まずArid5Aに被験物質を接触させる。
本発明の方法に使用されるヒト由来のArid5Aのアミノ酸配列は既述の通りである。本発明の方法に使用されるArid5Aには、上記の公知のArid5Aと機能的に同等なタンパク質を包含する。このようなタンパク質には、例えば、Arid5Aの変異体、アレル、バリアント、ホモログ、Arid5Aの部分ペプチド、または他のタンパク質との融合タンパク質などが挙げられるがこれらに限定されない。
本発明におけるArid5Aの変異体としては、既述のアミノ酸配列において1もしくは複数のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加したアミノ酸配列からなる天然由来のタンパク質であって、既述のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等なタンパク質を挙げることができる。また、既述の塩基配列からなるDNAとストリジェントな条件下でハイブリダイズする天然由来のDNAよりコードされるタンパク質であって、既述のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等なタンパク質も、Arid5Aの変異体として挙げることができる。
本発明において、変異するアミノ酸数は特に制限されないが、通常、30アミノ酸以内であり、好ましくは15アミノ酸以内であり、さらに好ましくは5アミノ酸以内(例えば、3アミノ酸以内)であると考えられる。変異するアミノ酸残基においては、アミノ酸側鎖の性質が保存されている別のアミノ酸に変異されることが望ましい。例えば、アミノ酸側鎖の性質としては、疎水性アミノ酸(A,I,L,M,F,P,W,Y,V)、親水性アミノ酸(R,D,N,C,E,Q,G,H,K,S,T)、脂肪族側鎖を有するアミノ酸(G,A,V,L,I,P)、水酸基含有側鎖を有するアミノ酸(S,T,Y)、硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(C,M)、カルボン酸およびアミド含有側鎖を有するアミノ酸(D,N,E,Q)、塩基含有側鎖を有するアミノ酸(R,K,H)、芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(H,F,Y,W)を挙げることができる(括弧内はいずれもアミノ酸の一文字標記を表す)。あるアミノ酸配列に対する1または複数個のアミノ酸残基の欠失、付加および/または他のアミノ酸配列による置換により修飾されたアミノ酸配列を有するポリペプチドがその生物学的活性を維持することは既に知られている。
本発明において「機能的に同等」とは、対象となるタンパク質が、Arid5Aと同等の生物学的機能や生化学的機能を有することを指す。Arid5AはIL-6mRNAのステムループに特異的に結合し、IL-6mRNAを特異的に破壊するRegnase-1の作用を拮抗的に阻害することにより、IL-6mRNAの安定化に寄与する。本発明において、Arid5Aの生物学的機能や生化学的機能としてはIL-6mRNAの安定化を挙げることができる。
目的のタンパク質と「機能的に同等なタンパク質」をコードするDNAを調製するために、当業者に良く知られた方法としては、ハイブリダイゼーション技術やポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術を利用する方法が挙げられる。即ち、当業者にとっては、Arid5Aの塩基配列もしくはその一部をプローブとして、またArid5Aに特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマーとして、Arid5Aと高い相同性を有するDNAを単離することは通常行いうることである。このようにハイブリダイズ技術やPCR技術により単離しうるArid5Aと同等の機能を有するタンパク質をコードするDNAもまた本発明のDNAに含まれる。
このようなDNAを単離するためには、好ましくはストリンジェントな条件下でハイブリダイゼーション反応を行う。本発明においてストリンジェントなハイブリダイゼーション条件とは、6M尿素、0.4%SDS、0.5xSSCの条件またはこれと同等のストリンジェンシーのハイブリダイゼーションを指す。よりストリンジェンシーの高い条件、例えば、6M尿素、0.4%SDS、0.1xSSCの条件を用いることにより、より相同性の高いDNAの単離を期待することができる。これにより単離されたDNAは、アミノ酸レベルにおいて、目的タンパク質のアミノ酸配列と高い相同性を有すると考えられる。高い相同性とは、アミノ酸配列全体で、少なくとも50%以上、さらに好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上(例えば、95%、96%、97%、98%、99%以上)の配列の同一性を指す。アミノ酸配列や塩基配列の同一性は、カーリンおよびアルチュールによるアルゴリズムBLAST(Proc.Natl.Acad.Sci.ISA 87:2264-2268,1990,Proc Natl Acad Sci USA 90:5873,1993)を用いて決定できる。BLASTのアルゴリズムに基づいたBLASTNやBLASTXと呼ばれるプログラムが開発されている(Altschul SF,et al: J Mol Biol 215:403,1990)。BLASTNを用いて塩基配列を解析する場合は、パラメーターは、例えばscore=100,wordlength=12とする。また、BLASTXを用いてアミノ酸配列を解析する場合は、パラメーターは、例えばscore=50,wordlength=3とする。BLASTとGapped BLASTプログラムを用いる場合は、各プログラムのデフォルトパラメータを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は公知である。
本発明の方法に使用されるArid5Aの由来となる生物種としては、特定の生物種に限定されるものではない。例えば、ヒト、サル、マウス、ラット、モルモット、ブタ、ウシ、酵母、昆虫などが挙げられる。
第一の態様に用いられるArid5Aの状態としては、特に制限はなく、例えば精製された状態、細胞内に発現した状態、細胞抽出液内に発現した状態などであってもよい。
Arid5Aの精製は周知の方法で行うことができる。また、Arid5Aが発現している細胞としては、内在性のArid5Aを発現している細胞、または外来性のArid5Aを発現している細胞が挙げられる。上記内在性のArid5Aを発現している細胞としては、動物の組織由来の細胞、培養細胞などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。上記培養細胞としては、特に制限はなく、例えば、市販のものを用いることが可能である。内在性のArid5Aを発現している細胞が由来する生物種としては、特に制限はなく、ヒト、サル、マウス、ラット、モルモット、ブタ、ウシ、酵母、昆虫などが挙げられる。また、上記外来性のArid5Aを発現している細胞は、例えば、Arid5AをコードするDNAを含むベクターを細胞に導入することで作製できる。ベクターの細胞への導入は、一般的な方法、例えば、リン酸カルシウム沈殿法、電気パルス穿孔法、リポフェクタミン法、マイクロインジェクション法等によって実施することができる。また、上記外来性のArid5Aを有する細胞は、例えばArid5AをコードするDNAを、相同組み替えを利用した遺伝子導入法により、染色体へ挿入することで作製することができる。このような外来性のArid5Aが導入される細胞が由来する生物種としては、哺乳類に限定されず、外来タンパク質を細胞内に発現させる技術が確立されている生物種であればよい。
また、Arid5Aが発現している細胞抽出液は、例えば試験管内転写翻訳系に含まれる細胞抽出液に、Arid5AをコードするDNAを含むベクターを添加したものを挙げることができる。該試験管内転写翻訳系としては、特に制限はなく、市販の試験管内転写翻訳キットなどを使用することが可能である。
本発明における「被験物質」は、特に限定されるものではなく、例えば天然化合物、有機化合物、無機化合物、核酸、タンパク質、ペプチド等の単一物質、並びに化合物ライブラリー、核酸ライブラリー、ペプチドライブラリー、遺伝子ライブラリーの発現産物、細胞抽出物、細胞培養上清、発酵微生物産生物、海洋生物抽出物、植物抽出物、原核細胞抽出物、真核単細胞抽出物もしくは動物細胞抽出物等を挙げることができる。上記被験物質は必要に応じて適宜標識して用いることができる。標識としては、例えば、放射標識、蛍光標識等を挙げることができる。また、上記被験物質に加えて、これらの被験物質を複数種混合した混合物も含まれる。
また、本発明において「接触」は、Arid5Aの状態に応じて行う。例えば、Arid5Aが精製された状態であれば、精製標品に被験物質を添加することにより行うことができる。また、細胞内に発現した状態または細胞抽出液内に発現した状態であれば、それぞれ、細胞の培養液または該細胞抽出液に被験物質を添加することにより、若しくは実験動物に直接投与することにより、行うことができる。被験物質がタンパク質の場合には、例えば、該タンパク質をコードするDNAを含むベクターをArid5Aが発現している細胞へ導入する、または該ベクターをArid5Aが発現している細胞抽出液に添加することで行うことも可能である。また、例えば、酵母または動物細胞等を用いた2ハイブリッド法を利用することも可能である。
第一の態様では、次いで、Arid5Aの発現および/または機能を測定する。Arid5Aの機能としては、IL-6mRNAの安定化を挙げることができる。具体的にはArid5Aと被験物質を共存させ、IL-6mRNAの分解抑制効果を測定すること等により間接的にArid5Aの機能を測定することができる。次いで被験物質を接触させない場合と比較して、上記発現および/または機能を低下もしくは増加させた被験物質を選択する。なお、被験物質を実験動物に投与した場合には、脾臓等の組織を摘出し、マクロファージ等の特定の細胞におけるArid5Aの発現および/または機能、IL-6mRNAの発現量等を測定する。発現量の測定はPCR(polymerase chain reaction)やRT-PCR(reverse transcription- polymerase chain reaction),リアルタイムPCRなどの増幅を基にした技術やハイブリダイゼーションを基にした技術、および/または他の検出技術など適宜選択できる。本願における「PCR」はPCRおよびそれから派生した増幅を基にした技術による各種DNA、RNA等の測定方法が含まれる。Arid5AはIL-6のmRNAの安定化に寄与するタンパクであるため、細胞内でArid5Aの発現が阻害されると、IL-6のmRNAの発現は抑制されるが、TNF-αのmRNA発現には影響がないことが知られている。そこで、被験物質について、IL-6のmRNAの発現には影響を与えるがTNF-αのmRNAの発現には影響を与えないことを確認することで、Arid5Aの発現に影響を与える物質、即ち、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を有する物質をスクリーニングすることも可能である。選択された被験物質には、Arid5Aの発現および/または機能を低下させる物質が含まれ、Arid5Aの発現および/または機能を抑制することによって、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。
第二の態様では、まずArid5Aに被験物質を接触させ、次いでArid5Aと被験物質との結合を検出する。検出方法としては、特に制限はない。Arid5Aと被験物質との結合は、例えば、Arid5Aに結合した被験物質に付された標識(例えば、放射標識や蛍光標識など定量的測定が可能な標識)によって検出することができる。また、Arid5Aに標識剤を結合することもできる。被験物質またはArid5Aを樹脂やチップなどに固定化して結合を検出することもできる。Arid5Aへの被験物質の結合により生じるArid5Aの機能変化を指標に検出することもできる。
本態様では、次いで、Arid5Aと結合する被験物質を選択する。選択された物質にはArid5Aの発現または機能を減少させる物質が含まれ、Arid5Aの発現または機能を抑制することによって、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。
本態様では、次いで、Arid5Aと結合する被験物質を選択する。選択された物質にはArid5Aの発現または機能を減少させる物質が含まれ、Arid5Aの発現または機能を抑制することによって、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。
本発明のスクリーニング法の第三の態様としては、まずArid5Aを発現する細胞に被験物質を接触させ、次いでArid5Aの発現レベルを測定する。Arid5Aの発現レベルの測定は、当業者に公知の方法によって行うことができる。例えば該遺伝子のmRNAを定法に従って抽出し、このmRNAを鋳型としたノーザンハイブリダイゼーション法、またはRT-PCR法を実施することによって該遺伝子の転写レベルの測定を行うことができる。さらに、DNAアレイ技術を用いて、該遺伝子の発現レベルを測定することも可能である。
また、該遺伝子からコードされるArid5Aを含む画分を定法に従って回収し、該Arid5Aの発現をSDS-PAGE等の電気泳動法で検出することにより、遺伝子の翻訳レベルの測定を行うこともできる。また、Arid5Aに対する抗体を用いて、ウェスタンブロッディング法を実施し、Arid5Aの発現を検出することにより、遺伝子の翻訳レベルの測定を行うことも可能である。Arid5Aに対する抗体については、上記に記載したものを用いることができる。
第三の態様では、次いで被験物質を接触させていない場合と比較して、該Arid5Aの発現レベルを減少させた被験物質を選択する。選択された物質には、Arid5Aの発現を減少させる物質が含まれ、Arid5Aの発現を抑制することによって、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。なお、Arid5AはIL-6のmRNAの安定化に寄与するタンパクであるため、細胞内でArid5Aの発現が阻害されると、IL-6のmRNAの発現は抑制されるが、TNF-αのmRNA発現には影響がないことが知られている。そこで、被験物質について、IL-6のmRNAの発現には影響を与えるがTNF-αのmRNAの発現には影響を与えないことを確認することで、Arid5Aの発現に影響を与える物質、即ち、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を有する物質をスクリーニングすることも可能である。
本発明のスクリーニング法の第四の態様としては、まずArid5AをコードするDNAのプロモーター領域の下流にレポーター遺伝子が機能的に結合したDNAを有する細胞または細胞抽出液を提供する。
第四の態様において、「機能的に結合した」とは、Arid5A遺伝子のプロモーター領域に転写因子が結合することにより、レポーター遺伝子の発現が誘導されるように、Arid5A遺伝子のプロモーター領域とレポーター遺伝子とが結合していることをいう。従って、レポーター遺伝子が他の遺伝子と結合しており、他の遺伝子産物との融合タンパク質を形成する場合であっても、Arid5A遺伝子のプロモーター領域に転写因子が結合することによって、該融合タンパク質の発現が誘導されるものであれば、上記「機能的に結合した」の意に含まれる。
第四の態様において、「機能的に結合した」とは、Arid5A遺伝子のプロモーター領域に転写因子が結合することにより、レポーター遺伝子の発現が誘導されるように、Arid5A遺伝子のプロモーター領域とレポーター遺伝子とが結合していることをいう。従って、レポーター遺伝子が他の遺伝子と結合しており、他の遺伝子産物との融合タンパク質を形成する場合であっても、Arid5A遺伝子のプロモーター領域に転写因子が結合することによって、該融合タンパク質の発現が誘導されるものであれば、上記「機能的に結合した」の意に含まれる。
上記レポーター遺伝子としては、その発現が検出可能なものであれば特に制限されず、例えば、当業者において一般的に使用されるCAT遺伝子、lacZ遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子、β-グルクロニダーゼ遺伝子(GUS)およびGFP遺伝子等を挙げることができる。また、上記レポーター遺伝子には、Arid5AをコードするDNAもまた含まれる。
Arid5AをコードするDNAのプロモーター領域の下流にレポーター遺伝子が機能的に結合したDNAを有する細胞または細胞抽出液は、上述の方法にて調製することが可能である。
Arid5AをコードするDNAのプロモーター領域の下流にレポーター遺伝子が機能的に結合したDNAを有する細胞または細胞抽出液は、上述の方法にて調製することが可能である。
第四の態様では、次いで上記細胞または上記細胞抽出液に被験物質を接触させる。次いで、該細胞または該細胞抽出液における上記レポーター遺伝子の発現レベルを測定する。
レポーター遺伝子の発現レベルは、使用するレポーター遺伝子の種類に応じて、当業者に公知の方法により測定することができる。例えば、レポーター遺伝子がCAT遺伝子である場合には、該遺伝子産物によるクロラムフェニコールのアセチル化を検出することによって、レポーター遺伝子の発現レベルを測定することができる。レポーター遺伝子がlacZ遺伝子である場合には、該遺伝子発現産物の触媒作用による色素化合物の発色を検出することにより、また、ルシフェラーゼ遺伝子である場合には、該遺伝子産物の触媒作用による蛍光化合物の蛍光を検出することにより、また、β-グルクロニダーゼ遺伝子(GUS)である場合には、該遺伝子発現産物の触媒作用によるGlucuron(ICN社)の発光や5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-グルクロニド(X-Gluc)の発色を検出することにより、レポーター遺伝子の発現レベルを測定することができる。
また、Arid5A遺伝子をレポーターとする場合、該遺伝子の発現レベルの測定は、上述した方法で行うことができる。
第四の態様においては、次いで被験物質を接触させていない場合と比較して、該レポーター遺伝子の発現レベルを減少または増加させた被験物質を選択する。選択された物質にはArid5Aの発現を減少させる物質が含まれ、Arid5Aの発現を抑制することによって、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。
第五の態様においては、まずIL-6mRNAに被験物質を接触させ、次いでIL-6mRNAと被験物質との結合を検出する。検出方法としては、特に制限はない。IL-6mRNAと被験物質との結合は、例えば、IL-6mRNAに結合した被験物質に付された標識(例えば、放射標識や蛍光標識など定量的測定が可能な標識)によって検出することができる。また、IL-6mRNAに標識剤を結合することもできる。被験物質またはIL-6mRNAを樹脂やチップなどに固定化して結合を検出することもできる。IL-6mRNAへの被験物質の結合により生じるIL-6mRNAの活性変化を指標に検出することもできる。
本態様では、次いで、IL-6mRNAと結合する被験物質を選択する。選択された物質にはArid5Aの発現および/または機能を減少させる物質が含まれ、Arid5Aの発現または機能を抑制することによって、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。
本態様では、次いで、IL-6mRNAと結合する被験物質を選択する。選択された物質にはArid5Aの発現および/または機能を減少させる物質が含まれ、Arid5Aの発現または機能を抑制することによって、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。
第六の態様においては、まずIL-6mRNAに被験物質を接触させ、さらにArid5Aを接触させ、次いで、Arid5Aの機能を測定する。Arid5Aの機能としては、上述のような形で測定することができる。次いで被験物質を接触させない場合と比較して、上記機能を低下もしくは増加させた被験物質を選択する。選択された被験物質には、Arid5A機能を低下させる物質が含まれ、Arid5Aの機能を抑制することによって、結果的に肺疾患を治療または予防する効果を示すものと考えられる。
実施例1.Arid5Aノックアウトマウスの作製(図1)
CLEA社からC57BL/6野生型マウス(6-8週)を入手し、Arid5Aノックアウトマウス(No.CDB0602K:www.cdb.riken.jp/arg/mutant%20mice%20list.html)をwww.cdb.riken.jp/arg/Methods.htmlの方法により作製した。Arid5A遺伝子のDNA結合ドメインの主要部分を、両端をloxP配列で挟んだNeo-cassetteによって置換するように構築したターゲッティングベクターを、TT2株ES細胞にエレクトロポレーション法により導入した。相同的組み換えによる遺伝子破壊は、Arid5Aの遺伝子の3’UTRに対するプローブを使用したサザンブロッティング法により確認し、得られた変異ES細胞を用いてキメラマウスを作製した。変異アレルのジャームライントランスミッションの確認は、キメラマウスをC57BLマウスと交配して得られた次世代のマウスのゲノムDNAを用いた、サザンブロッティング解析およびゲノムPCR(プライマー1:5’-ATACTTTCTCGGCAGGAGCA-3’;プライマー2:5’-TGAATGAACTGCAGGACGAG-3’)により行った。ヘテロ接合型の変異マウスは特定病原体のフリーの環境下で飼育し、C57BLマウスと5回の戻し交配を行った。
CLEA社からC57BL/6野生型マウス(6-8週)を入手し、Arid5Aノックアウトマウス(No.CDB0602K:www.cdb.riken.jp/arg/mutant%20mice%20list.html)をwww.cdb.riken.jp/arg/Methods.htmlの方法により作製した。Arid5A遺伝子のDNA結合ドメインの主要部分を、両端をloxP配列で挟んだNeo-cassetteによって置換するように構築したターゲッティングベクターを、TT2株ES細胞にエレクトロポレーション法により導入した。相同的組み換えによる遺伝子破壊は、Arid5Aの遺伝子の3’UTRに対するプローブを使用したサザンブロッティング法により確認し、得られた変異ES細胞を用いてキメラマウスを作製した。変異アレルのジャームライントランスミッションの確認は、キメラマウスをC57BLマウスと交配して得られた次世代のマウスのゲノムDNAを用いた、サザンブロッティング解析およびゲノムPCR(プライマー1:5’-ATACTTTCTCGGCAGGAGCA-3’;プライマー2:5’-TGAATGAACTGCAGGACGAG-3’)により行った。ヘテロ接合型の変異マウスは特定病原体のフリーの環境下で飼育し、C57BLマウスと5回の戻し交配を行った。
実施例2:Arid5Aノックアウトマウスにおける肺障害の誘導(肺疾患モデル)
8~9週齢のArid5Aノックアウトマウス(Arid5A-/-)および野生型マウス(それぞれ体重20-25g)に対し、トリブロモエタノール(アバチン)を40ng/匹、腹腔内投与して麻酔を行った。その後、ブレオマイシン(BLM)を2mg/kgの用量で気管内に注入した。
8~9週齢のArid5Aノックアウトマウス(Arid5A-/-)および野生型マウス(それぞれ体重20-25g)に対し、トリブロモエタノール(アバチン)を40ng/匹、腹腔内投与して麻酔を行った。その後、ブレオマイシン(BLM)を2mg/kgの用量で気管内に注入した。
(生存率)
上記マウスについて4週間にわたって生存率を観察した。
その結果、野生型マウスは徐々に生存率が低下し、3週間後には全て死亡した。それに対し、Arid5Aノックアウトマウスでは肺障害が殆ど起こらず、4週間後の生存率は80%であった(図2)。
上記マウスについて4週間にわたって生存率を観察した。
その結果、野生型マウスは徐々に生存率が低下し、3週間後には全て死亡した。それに対し、Arid5Aノックアウトマウスでは肺障害が殆ど起こらず、4週間後の生存率は80%であった(図2)。
(肺組織の観察)
上記マウスについて、BLMの気管内注入3日後および7日後に、10%中性リン酸緩衝ホルマリン液を気管内投与し、肺組織を固定後摘出した。BLM投与7日後のArid5Aノックアウトマウスおよび野生型マウスの肺組織写真を図3に示す。さらに、摘出した肺組織をパラフィン包埋し、厚さ6μmの切片を作成し、ヘマトキシリン-エオジン(H&E)染色を行った(図4)。
その結果、野生型マウスの肺はBLMの気管内注入により炎症を起こして萎縮し、好中球の集積が見られたのに対して(図3b、図4b)、Arid5Aノックアウトマウスの肺の状態は正常と変わらなかった(図3a、図4a)。
上記マウスについて、BLMの気管内注入3日後および7日後に、10%中性リン酸緩衝ホルマリン液を気管内投与し、肺組織を固定後摘出した。BLM投与7日後のArid5Aノックアウトマウスおよび野生型マウスの肺組織写真を図3に示す。さらに、摘出した肺組織をパラフィン包埋し、厚さ6μmの切片を作成し、ヘマトキシリン-エオジン(H&E)染色を行った(図4)。
その結果、野生型マウスの肺はBLMの気管内注入により炎症を起こして萎縮し、好中球の集積が見られたのに対して(図3b、図4b)、Arid5Aノックアウトマウスの肺の状態は正常と変わらなかった(図3a、図4a)。
(肺洗浄液の調製と解析)
肺胞における炎症細胞の集積を評価するために、BLMの気管内注入7日後の肺洗浄液(BAL fluid)を回収した。具体的には、気管挿管を行い、1.5mLの無菌生理食塩水を注入後、2回に分けて洗浄液を回収した。この操作を1匹のマウス当たり合計3回行った。回収できた肺洗浄液の量は、注入量に対して平均約90%であった。この洗浄液の回収率は、マウスの処理条件や種類(野生型およびArid5Aノックアウトマウス)によらずほぼ一定であった。回収した肺洗浄液を300xg、10分遠心して細胞を回収し、血球計算版を用いて計数した。白血球分率は細胞標品に基づいて評価した。即ち、スライドはサイトスピン(トミー精工社、東京、日本)により調製し、ディフ・クイック(国際試薬社製)で染色した。また、肺洗浄液中のIL-6、TNFαおよびIFNγ量を測定した(図5)。
その結果、図5に示す通り、野生型マウスでは、BLMの気管内注入7日後の肺洗浄液中に検出されるIL-6の濃度は約150pg/mLであったのに対して、Arid5Aノックアウトマウスでは約30pg/mLであった。なお、TNFαおよびIFNγは、野生型マウス、Arid5Aノックアウトマウス共に検出されなかった。
肺胞における炎症細胞の集積を評価するために、BLMの気管内注入7日後の肺洗浄液(BAL fluid)を回収した。具体的には、気管挿管を行い、1.5mLの無菌生理食塩水を注入後、2回に分けて洗浄液を回収した。この操作を1匹のマウス当たり合計3回行った。回収できた肺洗浄液の量は、注入量に対して平均約90%であった。この洗浄液の回収率は、マウスの処理条件や種類(野生型およびArid5Aノックアウトマウス)によらずほぼ一定であった。回収した肺洗浄液を300xg、10分遠心して細胞を回収し、血球計算版を用いて計数した。白血球分率は細胞標品に基づいて評価した。即ち、スライドはサイトスピン(トミー精工社、東京、日本)により調製し、ディフ・クイック(国際試薬社製)で染色した。また、肺洗浄液中のIL-6、TNFαおよびIFNγ量を測定した(図5)。
その結果、図5に示す通り、野生型マウスでは、BLMの気管内注入7日後の肺洗浄液中に検出されるIL-6の濃度は約150pg/mLであったのに対して、Arid5Aノックアウトマウスでは約30pg/mLであった。なお、TNFαおよびIFNγは、野生型マウス、Arid5Aノックアウトマウス共に検出されなかった。
実施例3:Arid5AのsiRNAによるIL-6の発現制御
マウスマクロファージ細胞株RAW264.7に、Arid5AのsiRNA( SASI_Mm02_00341523 (sigma))またはコントロールのsiRNA(100nM)をエレクトロポレーション法にて導入した。24時間の培養後、細胞をLPS(100ng/mL)で24時間刺激し、得られた細胞からRNAを抽出した。Arid5AのmRNAレベルをqPCRによって定量した(図6)。また、それぞれの培養上清中のIL-6およびTNF-αの濃度をELISA法によって定量した(図7および8)。図6に示す通り、RAW264.7にArid5AのsiRNAを導入したことにより、Arid5AのmRNA発現レベルが顕著に低下した。また、図7および図8に示す通り、Arid5AのsiRNAを導入した細胞においては、LPS刺激によって産生されるIL-6の量が減少したのに対して、TNF-αの量には変化がなかった。
マウスマクロファージ細胞株RAW264.7に、Arid5AのsiRNA( SASI_Mm02_00341523 (sigma))またはコントロールのsiRNA(100nM)をエレクトロポレーション法にて導入した。24時間の培養後、細胞をLPS(100ng/mL)で24時間刺激し、得られた細胞からRNAを抽出した。Arid5AのmRNAレベルをqPCRによって定量した(図6)。また、それぞれの培養上清中のIL-6およびTNF-αの濃度をELISA法によって定量した(図7および8)。図6に示す通り、RAW264.7にArid5AのsiRNAを導入したことにより、Arid5AのmRNA発現レベルが顕著に低下した。また、図7および図8に示す通り、Arid5AのsiRNAを導入した細胞においては、LPS刺激によって産生されるIL-6の量が減少したのに対して、TNF-αの量には変化がなかった。
実施例4:肺疾患の治療に有用な候補物質のスクリーニング方法
C57BL/6マウス(6~8週齢)の腹腔マクロファージを、被験物質(20μM)存在下または非存在下において、LPS(1μg/mL)で刺激した。定量PCR(qPCR)によって、上記刺激した腹腔マクロファージにおけるArid5A、IL-6およびTNF-αのmRNAの相対発現レベルを測定した。Arid5AのmRNAについては、LPS刺激2時間後、IL-6のmRNAおよびTNF-αのmRNAついては、LPS刺激2時間後、6時間後、12時間後、24時間後の発現レベルを測定した。被験物質として、クロルプロマジン(CPZ)を使用した結果を図9~11に示す。
C57BL/6マウス(6~8週齢)の腹腔マクロファージを、被験物質(20μM)存在下または非存在下において、LPS(1μg/mL)で刺激した。定量PCR(qPCR)によって、上記刺激した腹腔マクロファージにおけるArid5A、IL-6およびTNF-αのmRNAの相対発現レベルを測定した。Arid5AのmRNAについては、LPS刺激2時間後、IL-6のmRNAおよびTNF-αのmRNAついては、LPS刺激2時間後、6時間後、12時間後、24時間後の発現レベルを測定した。被験物質として、クロルプロマジン(CPZ)を使用した結果を図9~11に示す。
図9に示す通り、CPZ存在下でLPS刺激した腹腔マクロファージにおいては、CPZ非存在下の場合と比較して、LPS刺激2時間後において、Arid5AのmRNAの発現が顕著に抑制された。また、図10に示す通り、CPZ存在下でLPS刺激した腹腔マクロファージにおいては、CPZ非存在下の場合と比較して、LPS刺激2時間後、6時間後において、IL-6のmRNAの発現が顕著に抑制された。一方、図11に示す通り、CPZは、TNF-αのmRNAの発現に対しては何らの影響も与えなかった。
この結果より、CPZは、Arid5AのmRNAの発現自体を阻害する物質であることがわかった。また、CPZは、Arid5Aにより影響を受けるIL-6のmRNAの発現も阻害する物質であり、かつ、Arid5Aにより影響を受けないことが知られているTNF-αのmRNAには何ら影響を与えない物質であった。このことから、CPZはIL-6のmRNAの安定化を特異的に阻害する物質であり、IL-6等の炎症性サイトカインが関与するおよびまたは肺疾患の治療に有効であることが示唆された。このように、細胞内のArid5AのmRNAの発現を阻害する物質をスクリーニングすることにより、およびまたは肺疾患の治療に有効である物質を得ることが可能であるし、また、IL-6のmRNAの発現を阻害するが、TNF-αのmRNAには何ら影響を与えない物質をスクリーニングすることによっても、Arid5Aの作用を阻害する物質を効率的にスクリーニングすることが可能であると思われる。これらの方法によって、およびまたは肺疾患の治療に有効である物質を効率よくスクリーニングすることができる。
本発明により、肺疾患の高い治療効果および予防効果を有する医薬組成物が提供される。また、本発明により高い治療効果を示す肺疾患治療剤および/または予防剤のスクリーニング方法を提供することができる。
Claims (9)
- Arid5A阻害剤を有効成分とする、肺疾患治療剤および/または予防剤。
- Arid5A阻害剤が、核酸オリゴ、およびArid5A抗体からなる群より選ばれる1種以上の物質である、請求項1記載の肺疾患治療剤および/または予防剤。
- 核酸オリゴが、天然および非天然のRNAまたはDNAからなるオリゴである請求項2記載の肺疾患治療剤および/または予防剤。
- 肺疾患が、肺線維症である、請求項1~3のいずれか1項記載の肺疾患治療剤および/または予防剤
- 肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質のArid5Aの発現に対する影響を検出する工程、および
(b)被験物質を用いない場合と比較して、Arid5Aの発現を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法。 - 肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質を、実験動物に投与する工程、
(b)該Arid5Aの発現に対する影響についてPCRにて測定する工程、および
(c)被験物質を実験動物に投与しない場合と比較して、Arid5Aの発現を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法。 - 肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該方法は、
(a)被験物質のArid5Aの機能に対する影響を検出する工程、および
(b)被験物質を用いない場合と比較して、Arid5Aの機能を減少させる物質を選択する工程、
とを含んでなる方法。 - 請求項7に記載の肺疾患の治療および/または予防に有用な候補物質のスクリーニング方法であって、該Arid5Aの機能がIL-6mRNAの安定化である方法。
- 肺疾患が、肺線維症である請求項5~8のいずれか1項記載のスクリーニング方法。
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