説明

インターロイキン−22結合タンパク質に対する抗体と、代謝性疾患の処置のためのその使用

本発明は、インターロイキン−22結合タンパク質(特に、ヒトインターロイキン−22結合タンパク質(IL−22 BP))に結合する抗体および抗原結合断片に関し、インターロイキン−22が関係している生物学的応答の調節に関する。本発明はまた、インターロイキン−22が関係している疾患を処置するために抗体および抗原結合断片を使用する方法にも関する。本明細書中に開示される抗体は、肥満、糖尿病、脂質異常症、および高インシュリン血症等を含む代謝性疾患の診断、予防、または処置に有用である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
技術分野
本発明は、一般にサイトカインのインターロイキン−22に関する。具体的には、本発明は、インターロイキン−22結合タンパク質に結合し、これを中和する抗体および抗原結合断片に関する。
【背景技術】
【0002】
発明の背景
インターロイキン−22(IL−22)またはIL−TIF(インターロイキン−10関連T細胞由来誘導因子)は、IL−10に構造的に関係しているサイトカインであり、これは、マウスTリンパ球の中でIL−9によって誘導される遺伝子の産物として最初に同定された(Dumoutier,L.ら、2000、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、97:10144)。インビトロでは、IL−22の発現は、IL−9、抗CD3 Abs、またはコンカナバリンA(Con A)で刺激されたTヘルパー細胞の中、およびIL−9で刺激された肥満細胞の中で見られる。インビボでは、IL−22の産生は、抗CD3およびリポ多糖(LPS)が投与された脾臓細胞の中で明らかになっている。IL−22の生物学的役割は、炎症プロセス、および多数の代謝性疾患(例えば、肥満、糖尿病、脂質異常症、および高インシュリン血症)に関与していると考えられている。
【0003】
IL−22は、その標的細胞上でその特異的受容体複合体を活性化させる。IL−22受容体複合体は2つの鎖から構成されている。一方の鎖であるIL−22RAは、IL−22結合に特異的である。他方の鎖であるIL−10Rβは、IL−10と共有されている。IL−10RβはCRF2−4とも呼ばれ、IL−10のシグナル伝達に必要である。IL−22RAはCRF2−9とも記載され、これは特許データベースにおいてZCYTOR11と呼ばれているオーファン受容体であり、Xieら(2000、J.Biol.Chem.275:31335)によってIL−22Rと改名するよう提案された。IL−22受容体の鎖はいずれも、クラスIIサイトカイン受容体ファミリーに属する。
【0004】
ヒトにおいて、IL−22についての遺伝的に異なる可溶性受容体が最近同定された。この可溶性受容体は40kDaの大きさであり、210アミノ酸(aa)の長さである。これは、可溶性IL−22 R/CRF2−10と命名されており、IL−22受容体−α2またはIL−22結合タンパク質(IL−22BP)とも呼ばれている。2つの選択的スプライシング型が、標準的な210aaの形態に加えて報告されている。1つのスプライシング型は短縮型であり、131aaの長さを有する。第2のスプライシング型は242aaの成熟分子である。長い形態は胎盤で見られ、IL−22およびIL−20活性の両方を調節することができる。標準的な形態の210aaのIL−22結合タンパク質は、IL−22活性のアンタゴニストであることが示されている。IL−22BPは、IL−22に結合して、IL−22受容体サブユニットを発現するBaF3細胞の中で明らかにされているIL−22の生体活性(Xuら、PNAS、2001、第98巻:9511−9516)、IL−22応答性のヒト肺ガンA549細胞の中でのSTAT活性化、HepG2細胞の中でのサイトカインのシグナリング−3(SOCS−3)の発現のサプレッサの誘導(Kotenkoら、ournal of Immunology、2001 第166巻:7096−7103)を中和することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
発明の要旨
本発明により、ヒトの生体活性に特異的に結合してこれをブロックする抗体、特に、単離されたヒト化抗体、または単離されたヒト抗体もしくはその生物学的に活性な部分が提供される(IL−22BP)。
【課題を解決するための手段】
【0006】
1つの態様においては、本発明の抗体はIL−22BPに結合し、ヒトIL−22とIL−22BPとの間での相互作用を調節する。そのような調節によって、IL−22のIL−22BPとの相互作用がブロックされ、それにより、IL−22受容体複合体に結合することができる遊離のIL−22分子のレベルが高まり、IL−22に対する標的組織または細胞の生物学的応答の増強がもたらされた。
【0007】
1つの実施形態において、本発明の抗体はポリクローナルであり、IL−22とIL−22BPとの間での相互作用を特異的に阻害する。別の実施形態においては、本発明の抗体はモノクローナルであり、IL−22とIL−22BPとの間での相互作用を特異的に阻害する。
【0008】
最も好ましい実施形態においては、本発明の抗体は単離された抗体またはその生物学的に活性な部分であり、これは、IL−22結合タンパク質もしくは配列番号2、3、および4に示されるようなその変異体に結合して、その生体活性を中和することができる。
【0009】
別の態様においては、本発明は、治療有効量の抗IL−22結合タンパク質抗体を投与する工程を含む、代謝性疾患の処置方法である。
【0010】
さらに別の態様においては、本発明は、単離され精製された抗体を含む薬学的組成物に関する。本発明はまた、単離され精製された抗体から本質的に構成されている薬学的組成物にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
好ましい実施形態の詳細な説明
本明細書中および特許請求の範囲で使用される場合には、用語「ヒト化抗体」は、50%を超えるヒトペプチド配列、好ましくは70%を超える、最も好ましくは90%を超えるヒトペプチド配列から構成されており、ヒトに治療有効量で注射されると最小の抗原性を生じるヒト抗体として定義される。本発明の好ましい実施形態は、特異的なペプチド結合ドメインとヒトFc領域とを有しているヒト抗体およびペプチボディ(peptibody)である。しかし、本発明には、IL−22BPに結合することができ、一方で、IL−22BPのIL−22との相互作用をブロックすることもできる任意のタンパク質が含まれ得る。そのようなタンパク質は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、抗原結合断片、またはヒトFc領域を有している任意のペプチドなどであり得るが、これらに限定されない。
【0012】
Fcドメインを有しているランダムに作成されたペプチドは「ペプチボディ」として知られている。Feigeらに2003年12月9日に発行された米国特許第6,660,843号(その全体が引用により本明細書中に組み入れられる)を参照のこと。これらには、N末端、C末端、アミノ酸側鎖に対して、またはこれらの部位の2つ以上に対して連結した1つ以上のペプチドが含まれる。ペプチボディ技術により、1つ以上のリガンドまたは受容体、腫瘍ホーミングペプチド、膜輸送ペプチドなどをターゲッティングするペプチドが取り込まれている治療薬を設計することが可能である。ペプチボディ技術は、多数のそのような分子の設計において有用であることが証明されており、これには、直鎖ペプ
チドおよびジスルフィドによって拘束されているペプチド、「タンデムなペプチド多量体」(すなわち、Fcドメインの一本鎖の上の2つ以上のペプチド)が含まれる。例えば、米国特許第6,660,843号;2003年10月15日に公開された米国特許出願番号2003/0195156(2002年11月21日に公開されたWO02/092620に対応する);2003年9月18日に公開された米国特許出願番号2003/0176352(2003年4月17日に公開されたWO03/031589に対応する);1999年10月22日に公開された米国整理番号09/422,838(2000年5月4日に公開されたWO00/24770に対応する);2003年12月11日に公開された米国特許出願番号2003/0229023、2003年7月17日に公開されたWO03/057134;2003年9月18日に提出された米国特許出願番号10/666,480(2004年4月1日に公開されたWO04/026329に対応する)(これらのそれぞれが、全体において引用により本明細書中に組み入れられる)を参照のこと。
【0013】
以下の実施例では、本発明の抗体の産生が教示され、そのような抗体の有効性が明らかにされる。引用される全ての参考文献は、その全体が本明細書中に取り込まれる。
【実施例1】
【0014】
実施例
1.マウスIL−22結合タンパク質(IL−22BP)遺伝子のクローニング
マウスIL−22結合タンパク質遺伝子(図1、ヌクレオチド配列、配列番号1)のクローニングには、Weiss,B.ら,(Genes Immun.5:330−336、2004、GenBank登録番号:AJ555484)に記載されているものに類似するプロトコールを使用した。簡単に説明すると、マウスの脾臓から全RNAを、Qiagen RNeasy単離キット(Qiagen GmbH)を使用して抽出した。全長のマウスIL−22BP cDNAを、Qiagen OneStep RT−PCRキットを使用してクローニングした。PCR増幅には、遺伝子特異的プライマー5’−atg atg cct aag cat tgc ctt c−3’(配列番号5)および5’−tca gac ctt caa ttt caa cag ctc−3’(配列番号6)を使用した。PCR産物をPCR4ベクター(Invitrogen)ベクターにクローニングし、配列分析によって確認した。
【0015】
mIL−22BP cDNAの2つのサブクローンを、鋳型として全長cDNAを使用して作成した。第1のクローンであるmIL−22BPαにはアミノ酸32から133が含まれており、推定のシグナル配列は含まれていなかった(図2)。第2のクローンであるmIL−22BPβには、アミノ酸140から210が含まれていた(図3)。全長のマウスIL−22BPとサブクローンの配列比較を図4に示す。mIL−22BPα配列を、PCRプライマー5’−cgg ggt acc aag gtc cga ttt
cag tcc a−3’(配列番号7)および5’−gcg gcc gct caa gtc acg acc gga gga tc−3’(配列番号8)を使用してクローニングした。mIL−22BPβ配列は、PCRプライマー5’−cgg ggt acc tct ttg cgg gtg ctt ctc−3’(配列番号9)および5’−gcg gcc gct cac att tca gcc act acg ca−3’(配列番号10)を使用してクローニングした。増幅させたDNA断片をpMD18−T(Takara)にクローニングし、プラスミドを調製した。mIL−22BPαおよびmIL−22BPβを含むプラスミドをNotIとKpnIとで消化し、発現ベクターpET32a(Novagen)にクローニングした。mIL−22BPαとmIL−BPβの配列を、それぞれ配列番号11および13に示すように、DNA配列分析によって確認した。
2.組み換え体mIL−22BPαおよびmIL−22BPβタンパク質の発現
組み換え体mIL−22BPαおよびmIL−22BPβの発現には、Wei Chi−Chenら(Genes and Immunity 第4巻:p204、2003)に記載されている方法と類似する方法を使用した。簡単に説明すると、E.Coli BL21(+)株(Stratagene)を発現宿主として使用した。宿主細胞を、アンピシリン(100μg/mL)を含むLuria−Bertani(LB)培地中で培養した。タンパク質の発現を、1mMのイソプロピル−b−D−チオガラクトシドを用いて誘導した。細胞ペレットをホモジナイザーで破壊させ、mIL−32BPαおよびmIL−22BPβ封入体を遠心分離によって得た。封入体を、50mMのTriszHCl、100mMのNaCl、1mMのEDTA、1mMのDTT、および0.5%(wt/vol)のデオキシコール酸ナトリウム、pH8で洗浄した。封入体を4℃で一晩、100mMのNaHPO、10mMのTris−HCl、および8Mの尿素(Urea)(pH8.0)中で可溶化させた。溶液を、100,000×gで30分間遠心分離し、上清を回収した。組み換え体mIL−22BPタンパク質をNi−NTAスピンキット(Qiagen GmbH、Germany)を使用するNi−NTAアガロースクロマトグラフィーを使用して精製した。精製したmIL−22BPタンパク質をエンテロキナーゼ(Invitrogen)で処理して、チオレドキシン融合タンパク質を除去した。mIL−22BPα(配列番号12)およびmIL−22BPβ(配列番号14)タンパク質の純度を、SDS−PAGEおよびクマシーブルー染色分析に基づいて>90%と概算した。
3.抗mIL−22BP抗体の調製
ウサギを、mIL−22BPに対するポリクローナル抗体を産生するために使用した。組み換え体mIL−22BPαおよびmIL−22BPβタンパク質を、ウサギを免疫化するための割合(重量で1:1)で混合した。免疫化溶液には、Current Protocol in Immunology、Coliganら編、1994に記載されているように、2.0mLのPBSと2.0mLの完全なフロイントアジュバント(CFA、Sigma)の中に1.5mgのmIL−22BPαと1.5mgのmIL−22BPβタンパク質との混合物を含めた。それぞれのウサギに2.0mLの免疫化溶液を、ウサギの背中の4部位への皮下注射によって投与した。初回免疫の後、ウサギに、同じ量のタンパク質と不完全なフロイントアジュバント(IFA、Sigma)を、3週目および6週目に再び皮下注射した。血清試料を6週目に採取し、抗体力価をELISAによって決定した(Current Protocol in Immunology、Coliganら編、1994)。両方のウサギにおいて決定した抗体力価は、mIL−22BPαおよびmIL−22BPβのいずれに対しても、1:1×10より高かった。
【0016】
【表1】

【0017】
4.プロテインAで精製した抗IL−22BP抗体
通常のウサギおよび免疫化したウサギに由来する抗体血清免疫グロブリン(IgG)を、プロテインAセファロースカラムを使用して精製した(Current Protocol in Immunology、Coliganら編、1994)。精製したIgGをPBSに溶解させ、4℃で維持した。図5は、免疫化を行っていない通常のウサギから精製したIgG(NR−Ig)、およびmIL−22BPで免疫化したウサギから精製したIgG(BPR−Ig)を含むSDS−PAGEゲルを示す。プロテインAカラムクロマトグラフィーの純度は、95%より高いと試算した。
5.抗IL−22BP抗体はインビボでIL−22の生体活性をブロックする
雌のC57BL/6マウス(16週例、体重19から24グラム)を、マウスIL−22結合タンパク質に対するプロテインAで精製したウサギポリクローナル抗体の、0.2mLのPBS中で1匹の動物あたり0.1mgまたは1.0mgの用量で、1回の(皮下)注射で処置した。対照マウスには、抗原で免疫化されていないウサギから単離した精製した免疫グロブリン(IgG)を投与した。対照グループには、同じ用量のIgG、すなわち、0.2mLのPBS中で1匹の動物あたり0.1mgまたは1.0mgを投与した。血清を注射後7日目に処置したマウスから回収し、−20℃で保存した。トリグリセリド(TG)の血清レベルを、自動血液化学分析器(Synchron Lxi 725、Beckman Coulter Inc.USA)を使用して測定した。
【0018】
結果:TGの血清レベルを表2に示す。精製した対照IgGで処置したマウスは、正常な血清TGレベルを有していた。組み換え体mIL−22BPαとmIL−22BPβとで免疫化したウサギから精製したIgGで処置したマウスは、有意に低い血清TGレベルを生じた(p=0.049およびp=0.018)。この結果は、中和抗体を使用したインビボでのIL−22結合タンパク質のブロックによって、血清TGレベルを有意に低下させることができたことを示している(図6)。
【0019】
【表2】

【0020】
このように、本発明の好ましい実施形態を完全に記載する。記載は特定の実施形態に関するが、本発明がこれらの具体的な詳細の変形を用いて行われる場合があることは、当業者に明らかであろう。したがって、本発明は、本明細書中に示される実施例に限定される
ようには解釈されるべきではない。
【0021】
例えば、当業者には、本発明が、配列番号2、3、および4に示される他のIL−22結合タンパク質およびその変異体に結合し、その生体活性を中和することにおいて使用され得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】図1は、全長のマウスIL−22BP配列である。
【図2】図2は、マウスIL−22BPα配列である。
【図3】図3は、マウスIL−22BPβ配列である。
【図4】図4は、全長のmIL−22BP、mIL−22BPα、およびmIL−22BPβの配列アラインメントである。
【図5】図5は、プロテインAで精製された抗IL−22BP抗体である。
【図6】図6は、インビボでのIL−22BPに応答した血清トリグリセリド(TG)レベルの低下を示すグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヒトインターロイキン−22結合タンパク質およびその誘導体に特異的に結合する、単離され精製された抗体(ポリクローナルまたはモノクローナル)。
【請求項2】
前記抗体がIL−22に対するIL−22結合タンパク質の結合を特異的に阻害する、請求項1に記載の単離され精製された抗体。
【請求項3】
前記抗体が、肥満、糖尿病、脂質異常症、および高インシュリン血症からなる群より選択される代謝性疾患の診断、予防、または処置のために使用される、請求項2に記載の単離され精製された抗体。
【請求項4】
前記抗体が、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、抗原結合断片、Fc領域を有している任意のペプチド、またはそれらの任意の誘導体である、請求項3に記載の単離され精製された抗体。
【請求項5】
前記抗体がヒト化されている、請求項4に記載の単離され精製された抗体。
【請求項6】
前記抗体がトランスジェニック技術または遺伝子ターゲッティング技術によってマウスの中で作製された完全なヒト抗体である、請求項4に記載の単離され精製された抗体。
【請求項7】
前記抗体が、50%を超えるヒトペプチド配列から構成されている、請求項5に記載の単離され精製された抗体。
【請求項8】
ヒトインターロイキン−22結合タンパク質およびその誘導体に特異的に結合する、単離され精製された抗体を含む薬学的組成物。
【請求項9】
前記抗体がIL−22に対するIL−22結合タンパク質の結合を特異的に阻害する、請求項8に記載の薬学的組成物。
【請求項10】
前記抗体が、肥満、糖尿病、脂質異常症、および高インシュリン血症からなる群より選択される代謝性疾患の診断、予防、または処置のために使用される、請求項9に記載の薬学的組成物。
【請求項11】
前記抗体が、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、抗原結合断片、Fc領域を有している任意のペプチド、またはそれらの任意の誘導体である、請求項10に記載の薬学的組成物。
【請求項12】
前記抗体がヒト化されている、請求項11に記載の薬学的組成物。
【請求項13】
前記抗体がトランスジェニック技術または遺伝子ターゲッティング技術によってマウスの中で作製された完全なヒト抗体である、請求項11に記載の薬学的組成物。
【請求項14】
前記抗体が、50%を超えるヒトペプチド配列から構成されている、請求項12に記載の薬学的組成物。
【請求項15】
単離され精製された抗体と薬学的に許容される担体とを含む薬学的組成物を製造する方法であって、前記抗体が、ヒトインターロイキン−22結合タンパク質およびその誘導体に特異的に結合する、方法。
【請求項16】
薬学的有効量の単離され精製された抗体を投与する工程を含む、ヒトの処置の方法であって、前記抗体が、ヒトインターロイキン−22結合タンパク質およびその誘導体に特異的に結合する、方法。
【請求項17】
前記抗体が、肥満、糖尿病、脂質異常症、および高インシュリン血症からなる群より選択される代謝性疾患の処置のために使用される、請求項16に記載のヒトの処置の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公表番号】特表2009−521503(P2009−521503A)
【公表日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−547761(P2008−547761)
【出願日】平成18年12月21日(2006.12.21)
【国際出願番号】PCT/US2006/062450
【国際公開番号】WO2007/076422
【国際公開日】平成19年7月5日(2007.7.5)
【出願人】(508123261)ディー・エイチ・ワイ・アンド・カンパニー・リミテッド (2)
【氏名又は名称原語表記】DHY & CO., LTD
【Fターム(参考)】