JP2019011331A - Notch3に対する抗体 - Google Patents

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フ,チアンセン
Tiancen Hu
ジェンキンス,デイビッド
Jenkins David
ペトロプーロス,コンスタンティン
Petropoulos Konstantin
ティール,フィリップ
Philippe Thiel
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Abstract

【課題】Notch3シグナル伝達など、他のNotch受容体によるシグナル伝達を変化させる方法および組成物の提供。【解決手段】Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを含む単離ポリペプチドであって、前記コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD:heterodimerization)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、前記LNR領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−Cからなる群から選択され、前記HDドメインが、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、前記リンカー領域が、LNR−A/Bリンカー、LNR−B/Cリンカー、LNR−HDリンカーからなる群から選択される、単離ポリペプチド。【選択図】なし

Description

関連出願
本出願は、それらの内容が参照によりそれらの全体において本明細書に組み込まれる、
2013年3月14日に出願された、米国仮出願第61/781,421号に対する優先
権を主張する。
本発明は一般に、Notch3と相互作用する、抗体またはそれらの断片に関する。特
に、本発明は、NRRドメインの、LNR領域およびHDに由来する、連続アミノ酸残基
および非連続アミノ酸残基を含む、Notch3または突然変異Notch3の少なくと
も1つのコンフォメーショナルエピトープを認識する、抗体またはそれらの断片に関する
Notchシグナル伝達とは、胎児の発生および成体組織の両方における、幹細胞の維
持、細胞の分化および増殖を含む生物学的機能の多様なセットを調節する、進化において
保存的な経路である(Kopan et al., (2009) Cell 137: 216-233;Guruharsha et al., (
2012) Nat Rev Genet. 13: 654-66;およびAndersson et al., (2001) Development 138:
3593-3612)。哺乳動物では、4つのNotch受容体(Notch1〜4)が記載され
ており、これらは、保存的なドメインアーキテクチャーを有する。細胞外ドメイン(EC
D)は、一連のEGF様リピートに後続する、3つのLNRリピートとヘテロ二量体化ド
メインとを含有するNRR(negative regulatory region)からなる。カノニカルのNo
tchシグナル伝達は、1つの細胞上のNotch受容体が、近傍の細胞上のリガンドと
相互作用すると、活性化する。哺乳動物には、5つの膜貫通型リガンド、3つのDelt
a様リガンド(DLL1、DLL4、およびDLL3)、および2つのJaggedリガ
ンド(Jagged1、Jagged2)が存在する。リガンドの結合は、NRRドメイ
ン内のS2部位における、ADAMプロテアーゼによるNotchの切断を結果としても
たらす。この初期の切断により、S3部位における、γ−セクレターゼ複合体による、後
続のNotch受容体の切断のための基質が作り出される。γ−セクレターゼによる切断
の後、Notchの細胞内ドメイン(ICD:intracellular domain)は、核へと移行し
、そこで、CSL転写因子(哺乳動物では、CBF−1/RBP−Jκ)および共活性化
因子であるmastermind(MAML1)と相互作用して、標的遺伝子の転写を活
性化させる。転写因子のHES/HEYファミリーは、十分に特徴付けられた、Notc
h標的遺伝子であるが、大多数の転写標的は、細胞型特異的である。
現在、がんにおけるNotch受容体についての証拠は主に、Notch1シグナル伝
達における変化に焦点を当てているが、他のNotch受容体に対してはほとんど焦点が
当てられていない。したがって、Notch3シグナル伝達など、他のNotch受容体
によるシグナル伝達を変化させる方法および組成物について研究し、これらを同定する必
要が存在する。
本開示は、Notch3内または突然変異Notch3内の、多数の顕著に異なるコン
フォメーショナルエピトープに関する。本開示はまた、NRRドメインの、LNR領域お
よびHDに由来する、連続アミノ酸残基および非連続アミノ酸残基を含む、Notch3
または突然変異Notch3の、少なくとも1つのコンフォメーショナルエピトープを認
識する、抗体またはそれらの断片にも関する。
したがって、一態様では、本開示は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピ
トープを含む単離ポリペプチドであって、コンフォメーショナルエピトープが、Notc
h3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(
HD:heterodimerization)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列お
よび非連続アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−C、
およびこれらのLNRの間の対応するリンカーからなる群から選択され、HDドメインが
、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、リンカー領域が、LNR−A/
Bリンカー、LNR−B/Cリンカー、LNR−HDリンカーからなる群から選択される
、単離ポリペプチドに関する。
別の態様では、本開示は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを含
む単離ポリペプチドであって、コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体
のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD)ドメ
イン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、
LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリックスであり、リンカ
ー領域が、LNR−A/Bリンカー、LNR−B/Cリンカー、LNR−HDリンカーか
らなる群から選択される、単離ポリペプチドに関する。
別の態様では、本開示は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを含
む単離ポリペプチドであって、コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体
のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD)ドメ
イン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、
LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリックスであり、リンカ
ー領域が、LNR−A/Bリンカー、LNR−B/Cリンカー、LNR−HDリンカーか
らなる群から選択される、単離ポリペプチドに関する。
別の態様では、本開示は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを認
識する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが、Notc
h3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(
HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配
列を含み、LNR領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−Cからなる群から選択され
、HDドメインが、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、抗体またはそ
の断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断する、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、抗体またはその断片は、Notch3受容体のLNR領域を、自己阻
害状態で安定化させる。一実施形態では、本開示は、LNR領域またはHDドメインが、
少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、突然変異Notch3受容体を提
示する。一実施形態では、Notch3突然変異体は、S1580L、およびG1487
D、またはこれらの組合せからなる群から選択される突然変異を含む。
別の態様では、本開示は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに特
異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが、
Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二
量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続ア
ミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリッ
クスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断する、単離抗体
またはその断片に関する。
一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、NRR領域のLNR−A/Bリ
ンカー内のアミノ酸残基をさらに含む。一実施形態では、コンフォメーショナルエピトー
プは、NRR領域のLNR−B/Cリンカー内のアミノ酸残基をさらに含む。一実施形態
では、コンフォメーショナルエピトープは、NRR領域のLNR−HDリンカー内のアミ
ノ酸残基をさらに含む。一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、HDβ4
−α3ループ内のアミノ酸残基をさらに含む。一実施形態では、コンフォメーショナルエ
ピトープは、LNR−A/Bリンカー内、LNR−B/Cリンカー内、LNR−HDリン
カー内、およびHDβ4−α3ループ内のアミノ酸残基をさらに含む。一実施形態では、
抗体またはその断片は、Notch3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させ
る。一実施形態では、Notch3受容体は、突然変異Notch3受容体であり、LN
R領域またはHDドメインは、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する。一
実施形態では、Notch3突然変異体は、S1580L D1587N、R1589Q
、Y1624H、A1608T、L1518M、A1537T、N1597K、L154
7V、R1526C(HD)およびG1487D、A1476T(LNR−C)、または
これらの組合せからなる群から選択される突然変異を含む。一実施形態では、コンフォメ
ーショナルエピトープは、アミノ酸残基1427〜1429(LNR−A/Bリンカーの
)、1442、1444〜1445、1447〜1450、1453、1458(LNR
−Bの)、1461〜1462、1464(LNR−B/Cリンカーの)、1507〜1
508、1510(LNR−HDリンカーの)、1592、1594〜1599、160
2(HDβ4−α3ループの)、および1606(HDα3へリックスの)、またはこれ
らのサブセットを含む。一実施形態では、抗体またはその断片のVHは、以下のNotc
h3残基:Cys1442、Pro1444、Ala1445、Ser1447、Ser
1448、Pro1449、Tyr1453、Cys1458、Gly1461、Gly
1462、Gly1464、Leu1592、Ser1594、Pro1595、Glu
1596、Asn1597、Asp1598、およびHis1599のうちの少なくとも
1つに結合する。一実施形態では、Notch3受容体は、突然変異Notch3受容体
であり、LNR領域またはHDドメインは、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異
を有する。一実施形態では、抗体またはその断片のVLは、以下のNotch3残基:G
ln1427、Cys1428、Glu1429、Pro1444、Ser1445、S
er1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Leu1507、L
eu1508、Arg1510、Leu1592、Asp1598、Pro1602、お
よびSer1606のうちの少なくとも1つに結合する。一実施形態では、抗体は、モノ
クローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、および合成抗体からな
る群から選択される。
別の態様では、本開示は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに特
異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが、
Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二
量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ
酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリックス
であり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断する、単離抗体また
はその断片に関する。
一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、NRR領域のLNR−B内のア
ミノ酸残基をさらに含む。一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、NRR
領域のLNR−B/Cリンカー内のアミノ酸残基をさらに含む。一実施形態では、コンフ
ォメーショナルエピトープは、HDα3−β5ループ内のアミノ酸残基をさらに含む。一
実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、LNR−B内、LNR−B/Cリン
カー内、およびHDα3−β5ループ内のアミノ酸残基をさらに含む。一実施形態では、
抗体またはその断片は、Notch3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させ
る。一実施形態では、突然変異体のNotch3受容体は、S1580L、R1510H
、D1587N、R1589Q、Y1624H、L1518M、A1537T、N159
7K、L1547V、R1526C(HD)、およびA1476T(LNR−C)、また
はこれらの組合せからなる群から選択される突然変異を含む。一実施形態では、コンフォ
メーショナルエピトープは、アミノ酸残基:1440(LNR−Bの)、1463、14
65〜1468(LNR−B/Cリンカーの)、1469〜1472、1474、148
6〜1487、(LNR−Cの)、1534(HDα2へリックスの)、ならびに161
8、1619、および1621(α3−β5ループの)、またはこれらのサブセットを含
む。一実施形態では、抗体またはその断片のVHは、以下のNotch3残基:Arg1
463、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、Tyr1
471、Tyr1474、Gln1486、およびGly1487のうちの少なくとも1
つに結合する。一実施形態では、抗体またはその断片のVLは、以下のNotch3残基
:Ser1440、Arg1465、Thr1466、Asn1468、Pro1469
、Val1470、Glu1472、Arg1434、Glu1618、Arg1619
、およびAsp1621のうちの少なくとも1つに結合する。一実施形態では、抗体は、
モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、および合成抗体か
らなる群から選択される。一実施形態では、抗体またはその断片は、Notch3リガン
ド駆動レポーター遺伝子アッセイ、FACSアッセイ、Notch3標的遺伝子mRNA
の定量化、TALL−1細胞のin vitroにおける増殖、およびNotch3細胞
内ドメイン(ICD)のガンマセクレターゼ切断形態の検出からなる群から選択されるア
ッセイにより評価される、Notch3シグナル伝達を阻害する。
別の態様では、本開示は、Notch3受容体に対する単離抗体またはその断片であっ
て、解離速度定数(K)を、少なくとも1×10−1、10−1、10
、1010−1、1011−1、1012−1、1013−1とし、抗体また
はその断片が、Notch3リガンド駆動レポーター遺伝子アッセイ、FACSアッセイ
、Notch3標的遺伝子mRNAの定量化、TALL−1細胞のin vitroにお
ける増殖、およびNotch3細胞内ドメイン(ICD)のガンマセクレターゼ切断形態
の検出からなる群から選択されるアッセイにより評価される、Notch3シグナル伝達
を阻害する、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、抗体またはその断片は、表2に記載された抗体と同じコンフォメーシ
ョナルエピトープに結合する。一実施形態では、抗体またはその断片は、表2に記載され
た抗体と交差競合する。
別の態様では、本開示は、Notch3受容体に対する単離抗体またはその断片であっ
て、配列番号9、配列番号29、配列番号49、配列番号69、配列番号89、配列番号
109、配列番号129、配列番号149、配列番号169、配列番号189、配列番号
209、および配列番号229;からなる群から選択されるVH、ならびに配列番号19
、配列番号39、配列番号59、配列番号79、配列番号99、配列番号119、配列番
号139、配列番号159、配列番号179、配列番号199、配列番号219、および
配列番号239からなる群から選択されるVL、またはこれらに対する同一性が97〜9
9%であるアミノ酸配列を含む、単離抗体またはその断片に関する。
別の態様では、本開示は、配列番号9を有する可変重鎖および配列番号19を有する可
変軽鎖配列、配列番号29を有する可変重鎖配列および配列番号39を有する可変軽鎖配
列、配列番号49を有する可変重鎖配列および配列番号59を有する可変軽鎖配列、配列
番号69を有する可変重鎖配列および配列番号79を有する可変軽鎖配列、配列番号89
を有する可変重鎖配列および配列番号99を有する可変軽鎖配列、配列番号109を有す
る可変重鎖配列および配列番号119を有する可変軽鎖配列、配列番号129を有する可
変重鎖配列および配列番号139を有する可変軽鎖配列、配列番号149を有する可変重
鎖配列および配列番号159を有する可変軽鎖配列、配列番号169を有する可変重鎖配
列および配列番号179を有する可変軽鎖配列、配列番号189を有する可変重鎖配列お
よび配列番号199を有する可変軽鎖配列、配列番号209を有する可変重鎖配列および
配列番号219を有する可変軽鎖配列、ならびに配列番号229を有する可変重鎖配列お
よび配列番号239を有する可変軽鎖配列からなる群から選択される、可変重鎖配列およ
び可変軽鎖配列を含む、単鎖抗体またはその断片に関する。
別の態様では、本開示は、配列番号9を有する可変重鎖および配列番号19を有する可
変軽鎖配列、配列番号29を有する可変重鎖配列および配列番号39を有する可変軽鎖配
列、配列番号49を有する可変重鎖配列および配列番号59を有する可変軽鎖配列、配列
番号69を有する可変重鎖配列および配列番号79を有する可変軽鎖配列、配列番号89
を有する可変重鎖配列および配列番号99を有する可変軽鎖配列、配列番号109を有す
る可変重鎖配列および配列番号119を有する可変軽鎖配列、配列番号129を有する可
変重鎖配列および配列番号139を有する可変軽鎖配列、配列番号149を有する可変重
鎖配列および配列番号159を有する可変軽鎖配列、配列番号169を有する可変重鎖配
列および配列番号179を有する可変軽鎖配列、配列番号189を有する可変重鎖配列お
よび配列番号199を有する可変軽鎖配列、配列番号209を有する可変重鎖配列および
配列番号219を有する可変軽鎖配列、ならびに配列番号229を有する可変重鎖配列お
よび配列番号239を有する可変軽鎖配列からなる群から選択される、可変重鎖配列およ
び可変軽鎖配列を含む、単離抗体またはその断片に関する。
別の態様では、本開示は、Notch3受容体に対する単離抗体またはその断片であっ
て、配列番号5、配列番号25、配列番号45、配列番号65、配列番号85、配列番号
105、配列番号125、配列番号145、配列番号165、配列番号185、配列番号
205、および配列番号225からなる群から選択される重鎖CDR3を含む、単離抗体
またはその断片に関する。
別の態様では、本開示は、配列番号3の重鎖可変領域CDR1、配列番号4の重鎖可変
領域CDR2、配列番号5の重鎖可変領域CDR3、配列番号13の軽鎖可変領域CDR
1、配列番号14の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号15の軽鎖可変領域CDR3
、配列番号23の重鎖可変領域CDR1、配列番号24の重鎖可変領域CDR2、配列番
号25の重鎖可変領域CDR3、配列番号33の軽鎖可変領域CDR1、配列番号34の
軽鎖可変領域CDR2、および配列番号35の軽鎖可変領域CDR3、配列番号43の重
鎖可変領域CDR1、配列番号44の重鎖可変領域CDR2、配列番号45の重鎖可変領
域CDR3、配列番号53の軽鎖可変領域CDR1、配列番号54の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号55の軽鎖可変領域CDR3、配列番号63の重鎖可変領域CDR1
、配列番号64の重鎖可変領域CDR2、配列番号65の重鎖可変領域CDR3、配列番
号73の軽鎖可変領域CDR1、配列番号74の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号
75の軽鎖可変領域CDR3、配列番号83の重鎖可変領域CDR1、配列番号84の重
鎖可変領域CDR2、配列番号85の重鎖可変領域CDR3、配列番号93の軽鎖可変領
域CDR1、配列番号94の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号95の軽鎖可変領域
CDR3、配列番号103の重鎖可変領域CDR1、配列番号104の重鎖可変領域CD
R2、配列番号105の重鎖可変領域CDR3、配列番号113の軽鎖可変領域CDR1
、配列番号114の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号115の軽鎖可変領域CDR
3、配列番号123の重鎖可変領域CDR1、配列番号124の重鎖可変領域CDR2、
配列番号125の重鎖可変領域CDR3、配列番号133の軽鎖可変領域CDR1、配列
番号134の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号135の軽鎖可変領域CDR3、配
列番号143の重鎖可変領域CDR1、配列番号144の重鎖可変領域CDR2、配列番
号145の重鎖可変領域CDR3、配列番号153の軽鎖可変領域CDR1、配列番号1
54の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号155の軽鎖可変領域CDR3、配列番号
163の重鎖可変領域CDR1、配列番号164の重鎖可変領域CDR2、配列番号16
5の重鎖可変領域CDR3、配列番号173の軽鎖可変領域CDR1、配列番号174の
軽鎖可変領域CDR2、および配列番号175の軽鎖可変領域CDR3、配列番号183
の重鎖可変領域CDR1、配列番号184の重鎖可変領域CDR2、配列番号185の重
鎖可変領域CDR3、配列番号193の軽鎖可変領域CDR1、配列番号194の軽鎖可
変領域CDR2、および配列番号195の軽鎖可変領域CDR3、配列番号203の重鎖
可変領域CDR1、配列番号204の重鎖可変領域CDR2、配列番号205の重鎖可変
領域CDR3、配列番号213の軽鎖可変領域CDR1、配列番号214の軽鎖可変領域
CDR2、および配列番号215の軽鎖可変領域CDR3、配列番号223の重鎖可変領
域CDR1、配列番号224の重鎖可変領域CDR2、配列番号225の重鎖可変領域C
DR3、配列番号233の軽鎖可変領域CDR1、配列番号234の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号235の軽鎖可変領域CDR3からなる群から選択される、重鎖可変
領域および軽鎖可変領域のCDR1、CDR2、およびCDR3を含む、単離抗体または
その断片に関する。
別の態様では、本開示は、抗体またはその断片と、薬学的に許容される担体とを含む、
医薬組成物に関する。
別の態様では、本開示は、Notch3シグナル伝達経路により媒介されるがんであっ
て、乳がん、結腸直腸がん、肺がん、多発性骨髄腫、卵巣がん、肝がん、胃がん、膵臓が
ん、前立腺がん、急性骨髄性白血病、t細胞性急性リンパ芽球性白血病、マントル細胞リ
ンパ腫、慢性リンパ球性白血病、ユーイング肉腫、慢性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性
白血病、リンパ腫、骨肉腫、有棘細胞癌、末梢神経鞘腫瘍、シュワン細胞腫、頭頸部がん
、膀胱がん、食道がん、神経膠芽腫、軟組織明細胞肉腫、悪性中皮腫、神経線維腫症、腎
がん、および黒色腫からなる群から選択されるがんの処置における使用のための、抗体ま
たはその断片に関する。
一実施形態では、抗体またはその断片を、Notch3シグナル伝達経路により媒介さ
れるがんであって、T細胞性急性リンパ芽球性白血病(TALL:T-cell acute lymphob
lastic leukemia)であるがんの処置のために使用する。
別の態様では、本開示は、Notch3シグナル伝達経路により媒介されるがんであっ
て、乳がん、結腸直腸がん、肺がん、多発性骨髄腫、卵巣がん、肝がん、胃がん、膵臓が
ん、前立腺がん、急性骨髄性白血病、T細胞性急性リンパ芽球性白血病、マントル細胞リ
ンパ腫、慢性リンパ球性白血病、ユーイング肉腫、慢性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性
白血病、リンパ腫、骨肉腫、有棘細胞癌、末梢神経鞘腫瘍、シュワン細胞腫、頭頸部がん
、膀胱がん、食道がん、神経膠芽腫、軟組織明細胞肉腫、悪性中皮腫、神経線維腫症、腎
がん、および黒色腫からなる群から選択されるがんを処置するための医薬としての使用の
ための抗体またはその断片に関する。一実施形態では、抗体またはその断片を、Notc
h3シグナル伝達経路により媒介されるがんであって、T細胞性急性リンパ芽球性白血病
(TALL)であるがんを処置するための医薬として使用する。
Notch3のドメイン構造を示す図である。 各領域のアミノ酸位置を有するNotch3 NRRのドメイン構造を示す図である。 ヒト、カニクイザルおよびマウス組換えタンパク質に結合するNotch3抗体のELISAデータを示す図である。 ヒト、カニクイザルおよびマウス組換えタンパク質に結合するNotch3抗体のELISAデータを示す図である。 ヒト、カニクイザルおよびマウス組換えタンパク質に結合するNotch3抗体のELISAデータを示す図である。 ヒト、カニクイザルおよびマウス組換えタンパク質に結合するNotch3抗体のBiacoreデータを示す図である。 種々のNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 種々のNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 種々のNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 HCC1143 Notch増幅細胞におけるNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 HCC1143 Notch増幅細胞におけるNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 HCC1143 Notch増幅細胞におけるNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 HCC1143 Notch増幅細胞におけるNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 HCC1143 Notch増幅細胞におけるNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 HCC1143 Notch増幅細胞におけるNotch3抗体のFACSデータを示す図である。 Notch3レポーター遺伝子アッセイにおけるNotchリガンド(Jagged1およびDelta1)の存在下でのNotch3抗体の阻害パーセントおよびIC50値を示す図である。 Notch3レポーター遺伝子アッセイにおけるNotchリガンド(Jagged1およびDelta1)の存在下でのNotch3抗体の阻害パーセントおよびIC50値を示す図である。 Notch3レポーター遺伝子アッセイにおけるNotchリガンド(Jagged1およびDelta1)の存在下でのNotch3抗体の阻害パーセントおよびIC50値を示す図である。 Notch3レポーター遺伝子アッセイにおけるNotchリガンド(Jagged1およびDelta1)の存在下でのNotch3抗体の阻害パーセントおよびIC50値を示す図である。 Notch3標的遺伝子mRNA定量を示す図である。 Notch3 NRR(上側)およびPEST(下側)突然変異を示す図である。 PEST突然変異を示す図である。 Notch3 NRR突然変異の特性を示すグラフである。 Notch3 NRR突然変異の特性を示すグラフである。 Notch3抗体の存在下でのTALL−1 mRNAおよび増殖の阻害を示すグラフである。 Notch3抗体の存在下でのTALL−1 mRNAおよび増殖の阻害を示すグラフである。 TALL−1細胞のみにおいてネオエピトープICD3抗体の存在を示すウェスタンブロットの写真である。 TALL−1細胞のみにおいてネオエピトープICD3抗体の存在を示すウェスタンブロットの写真である。 TALL−1細胞におけるNotch3抗体処置により減少したNotch3シグナル伝達を示すウェスタンブロットの写真である。 MDA−MB468細胞におけるNotch3抗体処置により減少したNotch3シグナル伝達を示すウェスタンブロットの写真である。 Ishikawaheraklio02_ER細胞におけるNotch3抗体処置による減少したNotch3シグナル伝達を示すウェスタンブロットの写真である。 TE−11細胞におけるNotch3抗体処置による減少したNotch3シグナル伝達を示すウェスタンブロットの写真である。 A549細胞におけるNotch3抗体処置による減少したNotch3シグナル伝達を示すウェスタンブロットの写真である。 Notch3増幅細胞株、HCC1143におけるNotch3抗体処置による減少したNotch3シグナル伝達を示すウェスタンブロットの写真である。 TALL−1異種移植片におけるin vivo PD研究のウェスタンブロットの写真である。 TALL−1異種移植片におけるin vivo PD研究のIHCの写真である。 MDA−MB468異種移植片におけるin vivo PD研究のウェスタンブロットの写真である。 MDA−MB468異種移植片におけるin vivo PD研究のウェスタンブロットの写真である。 (図17C)MDA−MB468異種移植片におけるin vivo PD研究のウェスタンブロットの写真である。 in vivo PD HLUX1823モデル異種移植片におけるウェスタンブロットの写真である。 in vivo有効性におけるTALL−1を示すマウスの写真である。 in vivo有効性におけるTALL−1を示すマウスの写真である。 NRR−A、NRR−B、NRR−CおよびNRR−Dと指定した、Notch3のNRRドメインにおける4つの異なるエピトープを識別するNotch3抗体のエピトープビニングを示す図である。 Notch3 NRR X線結晶構造の表面およびリボンの図;1)タンパク質のNおよびC末端;2)3つのLNRリピートおよび配位Ca2+イオン;3)L1419、自己阻害栓;4)S1およびS2部位;5)HDドメイン内の二次構造;ならびに6)Notch1およびNotch2とは顕著に異なる立体構造を有するNotch3における2つの領域(LNR−B/CリンカーならびにLNR−Cの前半およびHDドメインにおけるβ4−α3ループ)が標識される。 ヒトNotch1、2および3の配列アラインメントを示す図である。破線のボックスにおいて、Notch1またはNotch2と顕著に異なる構造を有するNotch3の領域を示す。 Notch3 NRRへの20350Fab結合の全体構造(左パネル)および標識されたエピトープ残基を有するNotch3 NRRについての詳細な相互作用(右パネル)を有する、3.2Åにおいて決定したNotch3/20350Fab複合体のX線結晶構造を示す図である。 Notch3 NRRへの20358Fab結合の全体構造(左パネル)および標識されたエピトープ残基を有するNotch3 NRRについての詳細な相互作用(右パネル)を有する、2.1Åにおいて決定したNotch3/20358Fab複合体のX線結晶構造を示す図である。 Notch3 NRRにおける20350および20358エピトープの比較を示す図である。2つの抗体がNotch3 NRにおける異なるエピトープに結合することを示すNotch3 NRRに重ね合わせたNotch3/20350Fab複合体およびNotch3/20358Fab複合体のX線結晶構造を示す図である。 20350、20358、およびA4のコンフォメーショナルエピトープにおけるアミノ酸残基を示す図である。 未結合状態におけるNotch3 NRRの平均重水素吸収を示すNotch3 NRR+Ca2+のHDx−MSエピトープマッピングを示す図である。 Notch3 NRRに結合する20350、20358抗体と共に絶対保護量を示すNotch3 NRR+Ca2+の差異プロットを示す図である。 Notch3 NRRに結合する20350および20358における保護される領域(黒色)を示す構造を示す図である。 HDx−MSにおける検出された保護領域に対する埋もれたX線アミノ酸残基の比較を示す図である。 20037および20358についてのCa2+を有しないNotch3 NRRについての相違プロットならびにNotch3 NRR構造上にマッピングした保護領域(黒色)を示す図である。 Notch3 NRR表面上にマッピングした抗体20377、20350、20358およびA4のコンフォメーショナルエピトープを示す図である。 抗体20337、20350、20358およびA4により覆われていないままのNotch3 NRR上の表面を示す図である。 抗体20337、20350、20358およびA4により覆われていないままのNotch3 NRRの表面上の潜在的コンフォメーショナルエピトープを示す図である。
詳細な説明
定義
本発明がよりたやすく理解されうるために、ある種の用語についてまず定義する。詳細
な説明を通して、さらなる定義も提示する。
本明細書で使用される「シグナル伝達」または「シグナル伝達活性」という語句は、細
胞の1つの部分から、細胞の別の部分への、シグナルの伝送を結果としてもたらす、増殖
因子の受容体への結合などのタンパク質間相互作用により一般に誘発される、生化学的因
果関係を指す。Notch3では、リガンドの結合は、NRRドメイン内のS2部位にお
ける、ADAMプロテアーゼによる、Notch3の切断を結果としてもたらす。この初
期の切断により、S3部位における、γ−セクレターゼ複合体による、後続のNotch
受容体の切断のための基質が作り出される。γ−セクレターゼによる切断の後、Notc
hの細胞内ドメイン(ICD)は、核へと移行し、そこで、CSL転写因子(哺乳動物で
は、CBF−1/RBP−Jκ)および共活性化因子であるmastermind(MA
ML1)と相互作用して、標的遺伝子の転写を活性化させる。
本明細書で使用される「Notch3」または「Notch3受容体」という用語は、
哺乳動物ヒトNotch3タンパク質を指す。Notch3のドメイン構造を、図1に描
示するが、これにより、リガンド結合性ドメイン(LBD)、LNR(Lin Notch Repeat
)とN末端ヘテロ二量体化ドメインおよびC末端ヘテロ二量体化ドメイン(それぞれ、H
D−NおよびHD−C)とを含むNRR(negative regulatory region)のほか、アンキ
リンドメイン(ANK)およびPESTドメインが示される。図2は、Notch3 N
RRの全体構造および対応するアミノ酸残基を示す:LNR−Aは、アミノ酸残基E13
83〜G1422を有し、LNR−A/Bリンカーは、アミノ酸残基Asp1423〜L
eu1431を有し、LNR−Bは、アミノ酸残基Gln1432〜Ala1460を有
し、LNR−B/Cリンカーは、アミノ酸残基Gly1461〜Asn1468を有し、
LNR−Cは、アミノ酸残基Pro1469〜Ser1502を有し、LNR−HDリン
カーは、アミノ酸残基Glu1503〜Arg1510を有し、HD−Nは、アミノ酸残
基Gly1511〜Arg1571を有し、HD−Cは、アミノ酸残基1572〜Ser
1640を有する。
ヒトNotch3を、下記の配列番号1として表す。

カニクイザルNotch3を、下記の配列番号2として表す。


本明細書で使用される「Notchリガンド」という用語は、Notch3受容体に結
合し、これを活性化させるポリペプチドを指す。Notch3リガンドの例は、Delt
a様リガンド(例えば、DLL1、DLL3、およびDLL4)およびJaggedリガ
ンド(例えば、Jagged1およびJagged2)を含むがこれらに限定されない。
Notch3の文脈で使用される「安定化」または「安定化させた」という用語は、N
otch3受容体の自己阻害コンフォメーションまたは自己阻害状態を直接維持する(こ
れをロックする、これをつなぎとめる、これを保持する、これに優先的に結合する、これ
を選好する)抗体またはその断片を指す。実施例で記載されるアッセイ、例えば、本明細
書で開示されるICD3抗体を使用するin vitroスクリーニングを使用して、安
定化させたNotch3受容体のシグナル伝達を測定することができる。
本明細書で使用される「リガンド依存性シグナル伝達」という用語は、リガンド(例え
ば、DeltaリガンドまたはJaggedリガンド)を介するNotch3の活性化を
指す。リガンドの結合は、Notch3のタンパク質分解性切断イベントを結果としても
たらし、これにより、Notch3シグナル伝達がもたらされる。抗体またはその断片は
、実施例で記載されるアッセイを使用して測定される通り、抗体またはその断片へと曝露
された細胞のNotch3シグナル伝達を、非処置(対照)細胞と比べて阻害しうる。N
otch3を発現させる細胞は、自然発生の細胞系の場合もあり、Notch3タンパク
質をコードする核酸を、宿主細胞へと導入することを介して、組換えにより作製される場
合もある。
本明細書で使用される「リガンド非依存性シグナル伝達」という用語は、細胞内のNo
tch3活性(例えば、NRRドメイン内のS2で切断され、その後、リガンドの結合に
対する要請の非存在下において、S3部位で切断されるNotch3)を指す。例えば、
リガンド非依存性Notch3の活性化は、Notch3の過剰発現/増幅またはNot
ch3内の突然変異の活性化の結果でありうる。抗体またはその断片は、実施例で記載さ
れるアッセイを使用して測定される通り、抗体またはその断片へと曝露された細胞のNo
tch3シグナル伝達を、突然変異させていない(対照)細胞と比べて阻害しうる。No
tch3を過剰発現させる細胞は、自然発生の細胞系(例えば、HCC1143、TAL
L−1)の場合もあり、Notch3タンパク質をコードする核酸を、宿主細胞へと導入
することを介して、組換えにより作製される場合もある。別の例では、細胞は、リガンド
依存性Notch3シグナル伝達およびリガンド非依存性Notch3シグナル伝達の両
方を示しうる。
本明細書で使用される「〜を遮断する」という用語は、相互作用または過程を停止させ
るかまたは防止すること、例えば、リガンド依存性シグナル伝達またはリガンド非依存性
シグナル伝達を停止させることを指す。
本明細書で使用される「〜を認識する」という用語は、そのコンフォメーショナルエピ
トープを見出し、これと相互作用する(例えば、これと結合する)、抗体またはその断片
を指す。
本明細書で使用される「抗体」という用語は、Notch3エピトープと相互作用し(
例えば、結合、立体障害、空間的分布の安定化により)、シグナル伝達を阻害する、全抗
体を指す。自然発生の「抗体」とは、ジスルフィド結合により相互接続された、少なくと
も2つの重(H)鎖および2つの軽(L)鎖を含む糖タンパク質である。各重鎖は、重鎖
可変領域(本明細書では、VHと略記される)と、重鎖定常領域とを含む。重鎖定常領域
は、3つのドメインである、CH1、CH2、およびCH3を含む。各軽鎖は、軽鎖可変
領域(本明細書では、VLと略記される)と、軽鎖定常領域とを含む。軽鎖定常領域は、
1つのドメインであるCLを含む。VH領域およびV領域は、フレームワーク領域(F
R:framework region)と称する、より保存的な領域を散在させた、相補性決定領域(C
DR:complementarity determining region)と称する、超可変領域へとさらに細分する
ことができる。各VHおよびVLは、アミノ末端からカルボキシ末端へと、以下の順序:
FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4で配置された、3つの
CDRおよび4つのFRからなる。重鎖および軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結
合性ドメインを含有する。抗体の定常領域は、免疫グロブリンの、免疫系の多様な細胞(
例えば、エフェクター細胞)および古典的補体系の第1の成分(Clq)を含む、宿主組
織または因子への結合を媒介しうる。「抗体」という用語は、例えば、モノクローナル抗
体、ヒト抗体、ヒト化抗体、ラクダ化抗体、キメラ抗体、単鎖Fv(scFv:single-c
hain Fv)、ジスルフィド連結されたFv(sdFv)、Fab断片、F(ab’)断片
、および抗イディオタイプ(抗Id)抗体(例えば、本開示の抗体に対する抗Id抗体を
含む)、ならびに上記のうちのいずれかのエピトープ結合性断片を含む。抗体は、任意の
アイソタイプ(例えば、IgG、IgE、IgM、IgD、IgA、およびIgY)、ク
ラス(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、およびIgA2)
、またはサブクラスの抗体でありうる。
軽鎖および重鎖のいずれも、構造的および機能的な相同性の領域へと分けられる。「定
常」という用語および「可変」という用語は、機能的に使用される。この点では、軽(V
L)鎖部分および重(VH)鎖部分のいずれの可変ドメインも、抗原認識および抗原特異
性を決定することが察知されるであろう。逆に、軽鎖の定常ドメイン(CL)および重鎖
の定常ドメイン(CH1、CH2、またはCH3)は、分泌、経胎盤移動性、Fc受容体
の結合、補体の結合など、重要な生物学的特性を付与する。慣例により、定常領域ドメイ
ンの番号付けは、それらが抗体の抗原結合性部位またはアミノ末端から遠位となるにつれ
て、大きくなる。N末端は、可変領域であり、C末端には、定常領域がある。CH3ドメ
インおよびCLドメインは実際、重鎖および軽鎖のカルボキシ末端のそれぞれを含む。
本明細書で使用される「抗体断片」という語句は、Notch3エピトープと特異的に
相互作用し(例えば、結合、立体障害、空間的分布の安定化により)、シグナル伝達を阻
害する能力を保持する、抗体の1または複数の部分を指す。結合性断片の例は、VLドメ
イン、VHドメイン、CLドメイン、およびCH1ドメインからなる一価断片である、F
ab断片;ヒンジ領域におけるジスルフィド架橋により連結された2つのFab断片を含
む二価断片である、F(ab)断片;VHおよびCH1ドメインからなる、Fd断片;
抗体の単一のアームのVLおよびVHドメインからなる、Fv断片;VHドメインからな
る、dAb断片(Ward et al., (1989) Nature 341:544-546);ならびに単離相補性決定
領域(CDR)を含むがこれらに限定されない。
さらに、Fv断片の2つのドメインである、VLとVHとは、個別の遺伝子によりコー
ドされるが、それらが、単一のタンパク質鎖(単鎖Fv(scFv)として公知である;
例えば、Bird et al., (1988) Science 242:423-426;およびHuston et al., (1988) Pro
c. Natl. Acad. Sci. 85:5879-5883を参照されたい)であって、その中でVL領域とVH
領域とが対合して、一価分子を形成する、単一のタンパク質鎖として作製されることを可
能とする、合成リンカーを介する組換え法を使用して、VLとVHとを接合することがで
きる。このような単鎖抗体もまた、「抗体断片」という用語の中に包摂されることを意図
する。これらの抗体断片は、当業者に公知の従来の技法を使用して得られ、無傷抗体と同
じ様式で、有用性についてスクリーニングされる。
抗体断片はまた、単一ドメイン抗体、マキシボディー、ミニボディー、イントラボディ
ー、ダイアボディー、トリアボディー、テトラボディー、v−NAR、およびbis−s
cFv(例えば、Hollinger and Hudson, (2005) Nature Biotechnology 23:1126-1136を
参照されたい)へと組み込むこともできる。抗体断片は、III型フィブロネクチン(F
n3:Fibronectin type III)(フィブロネクチンポリペプチドによるモノボディーにつ
いて記載する、米国特許第6,703,199号を参照されたい)などのポリペプチドに
基づく足場へとグラフトすることもできる。
抗体断片は、相補的な軽鎖ポリペプチドと併せて、抗原結合性領域の対を形成する、タ
ンデムFvセグメント(VH−CH1−VH−CH1)の対を含む単鎖分子へと組み込む
ことができる(Zapata et al., (1995) Protein Eng. 8:1057-1062;および米国特許第5
,641,870号)。
本明細書で使用される「モノクローナル抗体」または「モノクローナル抗体組成物」と
いう語句は、実質的に同一なアミノ酸配列を有するか、または同じ遺伝子供給源から導出
される、抗体、抗体断片、二特異性抗体などを含むポリペプチドを指す。この用語はまた
、単一の分子組成を有する抗体分子の調製物も含む。モノクローナル抗体組成物は、特定
のエピトープに対する単一の結合特異性およびアフィニティーを表示する。
本明細書で使用される「ヒト抗体」という語句は、フレームワーク領域およびCDR領
域のいずれもが、ヒト由来の配列から導出された、可変領域を有する抗体を含む。さらに
、抗体が、定常領域を含有する場合はまた、定常領域も、このようなヒト配列、例えば、
ヒト生殖細胞系列配列、もしくはヒト生殖細胞系列配列の突然変異させた変化形、または
例えば、Knappik et al., (2000) J Mol Biol 296:57-86において記載されている通り、
ヒトフレームワーク配列の解析から導出される、コンセンサスのフレームワーク配列を含
有する抗体から導出される。免疫グロブリン可変ドメイン、例えば、CDRの構造および
位置は、周知の番号付けスキーム、例えば、Kabatによる番号付けスキーム、Cho
thiaによる番号付けスキーム、またはKabatとChothiaとの組合せ(例え
ば、Sequences of Proteins of Immunological Interest, U.S. Department of Health a
nd Human Services (1991), eds. Kabat et al.;Lazikani et al., (1997) J. Mol. Bio
. 273:927-948;Kabat et al., (1991) Sequences of Proteins of Immunological Inter
est, 5th edit., NIH Publication no. 91-3242 U.S. Department of Health and Human
Services;Chothia et al., (1987) J. Mol. Biol. 196:901-917;Chothia et al., (198
9) Nature 342:877-883;およびAl-Lazikani et al., (1997) J. Mol. Biol. 273:927-94
8を参照されたい)を使用して、定義することができる。
本明細書で開示されるヒト抗体は、ヒト配列によりコードされないアミノ酸残基(例え
ば、in vitroにおけるランダム突然変異誘発もしくは部位特異的突然変異誘発に
より導入される突然変異、またはin vivoにおける体細胞突然変異により導入され
る突然変異、あるいは安定性または製造を促進する保存的置換)を含みうる。
本明細書で使用される「ヒトモノクローナル抗体」という語句は、フレームワーク領域
およびCDR領域のいずれもが、ヒト配列から導出された可変領域を有する、単一の結合
特異性を表示する抗体を指す。一実施形態では、ヒトモノクローナル抗体は、不死化細胞
へと融合させた、ヒト重鎖トランス遺伝子および軽鎖トランス遺伝子を含むゲノムを有す
る、トランスジェニックの非ヒト動物、例えば、トランスジェニックマウスから得られた
B細胞を含む、ハイブリドーマにより作製される。
本明細書で使用される「組換えヒト抗体」という語句は、組換え手段により調製された
か、発現させたか、創出されたか、または単離された全てのヒト抗体であって、ヒト免疫
グロブリン遺伝子に対してトランスジェニックであるかもしくはトランスクロモソーマル
である動物(例えば、マウス)またはこれから調製されたハイブリドーマから単離された
抗体、ヒト抗体を発現させるように形質転換された宿主細胞、例えば、トランスフェクト
ーマから単離された抗体、組換えのコンビナトリアルヒト抗体ライブラリーから単離され
た抗体などのヒト抗体と、ヒト免疫グロブリン遺伝子、ヒト免疫グロブリン配列の全部ま
たは一部の、他のDNA配列へのスプライシングを伴う他の任意の手段により調製された
か、発現させたか、創出されたか、または単離された抗体とを含む。このような組換えヒ
ト抗体は、フレームワーク領域およびCDR領域が、ヒト生殖細胞系列の免疫グロブリン
配列から導出された可変領域を有する。しかし、ある種の実施形態では、このような組換
えヒト抗体は、in vitroにおける突然変異誘発(または、ヒトIg配列に対して
トランスジェニックである動物を使用する場合は、in vivoにおける体細胞突然変
異誘発)にかけることができるので、組換え抗体のV領域およびV領域のアミノ酸配
列は、ヒト生殖細胞系列のV配列およびV配列から導出され、これらと類縁ではある
が、in vivoのヒト抗体の生殖細胞系列レパートリー内に天然では存在しえない配
列である。
2つの実体の間の特異的結合とは、平衡定数(K)(kon/koff)を、少なく
とも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも
5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも
10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×
10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10
−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10
−1、少なくとも1010−1、少なくとも5×1010−1、少なくとも10
11−1、少なくとも5×1011−1、少なくとも1012−1、少なくとも5
×1012−1、少なくとも1013−1、少なくとも5×1013−1、少なく
とも1014−1、少なくとも5×1014−1、少なくとも1015−1、また
は少なくとも5×1015−1とする結合を意味する。
抗体(例えば、Notch3結合性抗体)に「特異的に(または選択的に)結合する」
という語句は、タンパク質および他の生物学的物質の異種集団内の、コグネイト抗原(例
えば、ヒトNotch3)の存在を決定する、結合反応を指す。上記で言及した平衡定数
(K)に加え、本明細書で開示されるNotch3結合性抗体はまた、解離速度定数(
)(koff/kon)を、5×10−2M未満、10−2M未満、5×10−3
未満、10−3M未満、5×10−4M未満、10−4M未満、5×10−5M未満、1
−5M未満、5×10−6M未満、10−6M未満、5×10−7M未満、10−7
未満、5×10−8M未満、10−8M未満、5×10−9M未満、10−9M未満、5
×10−10M未満、10−10M未満、5×10−11M未満、10−11M未満、5
×10−12M未満、10−12M未満、5×10−13M未満、10−13M未満、5
×10−14M未満、10−14M未満、5×10−15M未満、もしくは10−15
未満とするか、またはこれを下回り、Notch3に、非特異的抗原(例えば、HSA)
への結合についてのそのアフィニティーの、少なくとも2倍のアフィニティーで結合する
ことも典型的である。
一実施形態では、抗体またはその断片は、本明細書で記載されるか、または当業者に公
知の方法(例えば、BIAcoreアッセイ、ELISA、FACS、SET)(Bia
core International AB、Uppsala、Sweden)を使用
して評価される通り、解離定数(K)を、3000pM未満、2500pM未満、20
00pM未満、1500pM未満、1000pM未満、750pM未満、500pM未満
、250pM未満、200pM未満、150pM未満、100pM未満、75pM未満、
10pM未満、1pM未満とする。本明細書で使用される「Kassoc」または「K
」という用語が、特定の抗体−抗原間相互作用の会合速度を指すのに対し、本明細書で使
用される「Kdis」または「K」という用語は、特定の抗体−抗原間相互作用の解離
速度を指す。本明細書で使用される「K」という用語は、Kの、Kに対する比(す
なわち、K/K)から得られる解離定数を指し、モル濃度(M)として表される。抗
体についてのK値は、当技術分野で十分に確立された方法を使用して決定することがで
きる。抗体のKを決定するための方法は、表面プラズモン共鳴の使用を介するか、また
はBiacore(登録商標)システムなど、バイオセンサーシステムの使用を介する。
本明細書で使用される「アフィニティー」という用語は、単一の抗原性部位における、
抗体と抗原との間の相互作用の強度を指す。各抗原性部位内では、抗体「アーム」の可変
領域は、弱い非共有結合的な力を介して、多数の部位において、抗原と相互作用するので
、相互作用が多いほど、アフィニティーも大きい。
本明細書で使用される「アビディティー」という用語は、抗体−抗原複合体の全体的安
定性または強度についての有用な尺度を指す。アビディティーは、3つの主要な因子:抗
体のエピトープに対するアフィニティー、抗原および抗体を合わせた価数、ならびに相互
作用する部分の構造的配置により統御されている。最終的に、これらの因子は、抗体の特
異性、すなわち、特定の抗体が、正確な抗原エピトープに結合する可能性を規定する。
本明細書で使用される「価数」という用語は、ポリペプチド内の、潜在的な標的結合性
部位の数を指す。各標的結合性部位は、標的分子上の1つの標的分子または特異的部位(
すなわち、エピトープ)に特異的に結合する。ポリペプチドが、複数の標的結合性部位を
含む場合、各標的結合性部位は、同じ分子に特異的に結合する場合もあり、異なる分子に
特異的に結合する場合もある(例えば、異なる分子、例えば、異なる抗原に結合する場合
もあり、同じ分子上の異なるエピトープに結合する場合もある)。
本明細書で使用される「アンタゴニスト抗体」という語句は、本明細書で記載されるア
ッセイ、例えば、ICD3アッセイにより決定される通り、Notch3と結合し、No
tch3シグナル伝達を阻害する抗体を指す。したがって、本明細書で記載されるアッセ
イに従い決定される通り、Notch3の機能的特性(例えば、生化学的特性、免疫化学
的特性、細胞内特性、生理学的特性、または他の生物学的活性など)のうちの1または複
数を「阻害する」抗体は、特定の活性の、抗体の非存在下(例えば、または非関与的な特
異性を有する対照抗体が存在する場合)に認められる活性と比べた、統計学的に有意な減
殺に関することが理解されるであろう。Notch3活性を阻害する抗体は、測定された
パラメータの、このような統計学的に有意な減殺を、少なくとも10%、少なくとも50
%、80%、または90%でもたらし、ある種の実施形態では、本明細書で開示される抗
体は、Notch3の機能的活性のうちの95%、98%、または99%超を阻害しうる
「単離抗体」という語句は、異なる抗原特異性を有する、他の抗体を実質的に含まない
抗体を指す(例えば、Notch3に特異的に結合する単離抗体は、Notch3以外の
抗原に特異的に結合する抗体を実質的に含まない)。しかし、Notch3に特異的に結
合する単離抗体は、他の抗原との交差反応性を有する場合がある。さらに、単離抗体は、
他の細胞物質および/または化学物質を実質的に含まない場合がある。
「エピトープ」という用語は、免疫グロブリンへの特異的結合または分子との他の形で
の相互作用が可能な、任意のタンパク質決定基を含む。エピトープ決定基は一般に、アミ
ノ酸または炭水化物または糖側鎖など、化学的に活性の表面分子群からなり、特異的な三
次元構造特徴のほか、特異的な電荷特徴も有しうる。エピトープは、「直鎖状」エピトー
プの場合もあり、「コンフォメーショナル」エピトープの場合もある。
「直鎖状エピトープ」という用語は、タンパク質と相互作用分子(抗体またはその断片
など)との間の相互作用点であって、タンパク質の一次アミノ酸配列(連続)に沿って直
鎖状に生じる、相互作用点の全てを伴うエピトープを指す。抗原上の所望のエピトープを
決定したら、例えば、本明細書で記載される技法を使用して、そのエピトープに対する抗
体を作り出すことが可能である。代替的に、発見過程において、抗体またはその断片の作
製および特徴付けにより、所望のエピトープについての情報が解明される場合もある。次
いで、この情報から、同じエピトープへの結合について、抗体を競合的にスクリーニング
することが可能である。これを達成する手法は、交差競合研究を実行して、互いと競合的
に結合する抗体、例えば、抗原への結合について競合する抗体を見出すことである。それ
らの交差競合に基づき、抗体を「ビニングする」ためのハイスループット工程は、国際特
許出願第WO2003/4873号において記載されている。
「コンフォメーショナルエピトープ」という用語は、非連続アミノ酸残基が、三次元形
状で一体となる、エピトープを指す。コンフォメーショナルエピトープでは、相互作用点
は、互いから少なくとも1つのアミノ酸残基隔てられたアミノ酸残基(非連続)にわたり
生じる、すなわち、接触点は、LNR領域、HDのほか、リンカー領域など、NRRの、
顕著に異なる個別の領域上で生じる。例示だけを目的として述べると、コンフォメーショ
ナルエピトープはまた、NRRの個別の顕著に異なる領域上の連続的接触、例えば、LN
R領域内の少なくとも2つのアミノ酸、HD領域内の少なくとも2つのアミノ酸、および
リンカー領域(例えば、LNR−A/Bリンカー、LNR−B/Cリンカー、LNR−H
Dリンカー)内の少なくとも1つのアミノ酸残基を伴う連続的接触も含みうる。一実施形
態では、コンフォメーショナルエピトープは、本明細書の実施例で記載されるコンフォメ
ーショナルエピトープである。一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、L
NR領域(LNR−A、LNR−B、LNR−C)内、およびHD(例えば、α3へリッ
クス)内のアミノ酸残基の間の相互作用の非連続点を含む。一実施形態では、コンフォメ
ーショナルエピトープは、LNR領域(LNR−A、LNR−B、LNR−C)内、およ
びHD内、およびLNR領域(例えば、α3へリックス)とHDとの間の少なくとも1つ
のリンカー(例えば、LNR−HDリンカー)内のアミノ酸残基の間の相互作用の非連続
点を含む。一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、LNR領域(LNR−
A、LNR−B、LNR−C)内、およびHD(例えば、α3へリックス)内、およびH
D内の少なくとも1つのリンカー(例えば、β4−α3ループ)内のアミノ酸残基の間の
相互作用の非連続点を含む。一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、LN
R領域(LNR−A、LNR−B、LNR−C)内、およびHD(例えば、α2へリック
ス)内、およびHD内の少なくとも1つのリンカー(例えば、α3−β5ループ)内のア
ミノ酸残基の間の相互作用の非連続点を含む。一実施形態では、コンフォメーショナルエ
ピトープは、Notch3のアミノ酸残基:配列番号1の1427〜1429(LNR−
A/Bリンカーの)、1442、1444〜1445、1447〜1450、1453、
1458(LNR−Bの)、1461〜1462、1464(LNR−B/Cリンカーの
)、1507〜1508、1510(LNR−HDリンカーの)、1592、1594〜
1599、1602(HDβ4−α3ループの)、および1606(HDα3へリックス
の)、またはこれらのサブセットにより規定される。一実施形態では、コンフォメーショ
ナルエピトープは、Notch3のアミノ酸残基:配列番号1の1440(LNR−Bの
)、1463、1465〜1468(LNR−B/Cリンカーの)、1469〜1472
、1474、1486〜1487(LNR−Cの)、1534(HDα2へリックスの)
、ならびに1618、1619、および1621(α3−β5ループの)、またはこれら
のサブセットにより規定される。一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、
Notch3のアミノ酸残基:1489〜1498(LNR−C)、1500〜1506
(LNR−HDリンカー)、1538〜1568(HD)、および1571〜1591(
HD)により規定される。当業者により察知される通り、分子の形状を創出する残基また
は側鎖により占有される空間は、エピトープがどのようであるのかを決定する一助となる
一般に、特定の標的抗原に特異的な抗体は、タンパク質および/または高分子の複合混
合物中の、標的抗原上のエピトープを優先的に認識する。
エピトープを含む、所与のポリペプチドの領域は、当技術分野で周知の、任意の数のエ
ピトープマッピング法を使用して同定することができる。例えば、Epitope Mapping Prot
ocols in Methods in Molecular Biology, Vol. 66 (Glenn E.Morris, Ed., 1996) Human
a Press, Totowa, New Jerseyを参照されたい。例えば、直鎖状エピトープは、例えば、
多数のペプチドであって、タンパク質分子の部分に対応するペプチドを、固体支持体上で
共時的に合成し、ペプチドを支持体へとやはり接合させながら、ペプチドを抗体と反応さ
せることにより決定することができる。このような技法は、当技術分野で公知であり、例
えば、米国特許第4,708,871号;Geysen et al., (1984) Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA 8:3998-4002;Geysen et al., (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:78-182;
Geysen et al., (1986) Mol. Immunol. 23:709-715において記載されている。同様に、コ
ンフォメーショナルエピトープは、例えば、水素/重水素交換、X線結晶構造解析、およ
び二次元核磁気共鳴を介するなど、アミノ酸の空間的コンフォメーションを決定すること
により、たやすく同定される。例えば、Epitope Mapping Protocols, supraを参照された
い。タンパク質の抗原性領域はまた、例えば、Oxford Molecular Gr
oupから市販されている、Omiga version1.0ソフトウェアプログラム
を使用して計算された抗原性疎水性プロットなど、標準的な抗原性疎水性プロットを使用
して同定することもできる。このコンピュータプログラムでは、抗原性プロファイル決定
するために、ホップ/ウッズ法(Hopp et al., (1981) Proc. Natl. Acad. Sci USA 78:3
824-3828)を援用し、疎水性プロットのために、Kyte−Doolittle法(Kyte
et al., (1982) J.Mol. Biol. 157:105-132)を援用する。
本明細書で使用される「パラトープ」という用語は、エピトープへの結合を決定する、
結合性領域の一般的構造を指す。この構造は、結合性領域はエピトープに結合しうるのか
どうか、および結合性領域はどのような様式でエピトープに結合しうるのかに影響を及ぼ
す。「パラトープ」という用語は、抗体またはその断片の抗原性決定基への結合の一因と
なる、抗体またはその断片の抗原性部位を指す場合がある。パラトープはまた、抗体のイ
ディオトープ、およびエピトープに結合する相補性決定領域(CDR)も指す。
一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、Notch3のアミノ酸残基:
配列番号1の1427〜1429(LNR−A/Bリンカーの)、1442、1444〜
1445、1447〜1450、1453、1458(LNR−Bの)、1461〜14
62、1464(LNR−B/Cリンカーの)、1507〜1508、1510(LNR
−HDリンカーの)、1592、1594〜1599、1602(HDβ4−α3ループ
の)、および1606(HDα3へリックスの)、またはこれらのサブセットにより規定
される。一実施形態では、パラトープとは、CDR配列を含む抗体の領域である。一実施
形態では、パラトープは、表2に列挙された配列を含む。一実施形態では、パラトープは
、Notch3残基:Cys1442、Pro1444、Ala1445、Ser144
7、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Cys1458、Gly146
1、Gly1462、Gly1464、Leu1592、Ser1594、Pro159
5、Glu1596、Asn1597、Asp1598、およびHis1599と結合す
る、少なくとも1つのアミノ酸残基を含む。一実施形態では、パラトープは、Notch
3残基:Gln1427、Cys1428、Glu1429、Pro1444、Ser1
445、Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Leu1
507、Leu1508、Arg1510、Leu1592、Asp1598、Pro1
602、およびSer1606と結合する、少なくとも1つのアミノ酸残基を含む。
一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、Notch3のアミノ酸残基:
配列番号1の1440(LNR−Bの)、1463、1465〜1468(LNR−B/
Cリンカーの)、1469〜1472、1474、1486〜1487(LNR−Cの)
、1534(HDα2へリックスの)、ならびに1618、1619、および1621(
α3−β5ループの)、またはこれらのサブセットにより規定される。一実施形態では、
パラトープは、Notch3残基:Arg1463、Thr1466、Asn1468、
Pro1469、Val1470、Tyr1471、Tyr1474、Gln1486、
およびGly1487と結合する、少なくとも1つのアミノ酸残基を含む。一実施形態で
は、パラトープは、Notch3残基:Ser1440、Arg1465、Thr146
6、Asn1468、Pro1469、Val1470、Glu1472、Arg143
4、Glu1618、Arg1619、およびAsp1621と結合する、少なくとも1
つのアミノ酸残基を含む。
当業者により察知される通り、任意の抗体またはその変異体のパラトープは、本出願に
より示される様式で決定することができる。
本明細書では、「交差競合する」という用語および「交差競合すること」という用語を
、標準的な競合的結合アッセイにおいて、他の抗体または断片の、Notch3への結合
に干渉する、抗体またはその断片の能力を意味するように互換的に使用する。一実施形態
では、「交差競合する」という用語は、他の抗体またはその断片の、Notch3の少な
くとも1つのコンフォメーショナルエピトープへの結合に干渉する、抗体またはその断片
を指す。
抗体または他の結合剤が、別の抗体またはその断片の、Notch3への結合に干渉す
る能力または干渉することが可能な程度、したがって、本発明に従い、交差競合すると言
いうるのかどうかは、標準的な競合的結合アッセイを使用して決定することができる。1
つの適切なアッセイは、表面プラズモン共鳴技術を使用して、相互作用の程度を測定しう
る、Biacore技術の使用を伴う(例えば、BIAcore 3000測定器(Bi
acore、Uppsala、Sweden)の使用を介する)。交差競合を測定するた
めの別のアッセイでは、ELISAベースの手法を使用する。
本明細書では、「ポリペプチド」という用語および「タンパク質」という用語を、アミ
ノ酸残基のポリマーを指すように互換的に使用する。用語は、1または複数のアミノ酸残
基が、対応する自然発生のアミノ酸の人工的な化学的模倣体であるアミノ酸ポリマーのほ
か、自然発生のアミノ酸ポリマーおよび非自然発生のアミノ酸ポリマーにも適用される。
別段に指し示されない限り、特定のポリペプチド配列はまた暗黙に、保存的に修飾された
その変異体も包摂する。
「保存的に修飾された変異体」という語句は、アミノ酸配列および核酸配列のいずれに
も適用される。特定の核酸配列に関して、保存的に修飾された変異体とは、同一であるか
もしくは本質的に同一なアミノ酸配列をコードする核酸、または、核酸がアミノ酸配列を
コードするのでない場合は、本質的に同一な配列を指す。遺伝子コードの縮重性のために
、大多数の機能的に同一な核酸は、任意の所与のタンパク質をコードする。例えば、コド
ンであるGCA、GCC、GCG、およびGCUが全て、アミノ酸であるアラニンをコー
ドする。したがって、コドンによりアラニンが指定されるあらゆる位置では、コードされ
るポリペプチドを変化させずに、コドンを、記載される対応するコドンのうちのいずれか
へと変化させることができる。このような核酸の変異は、保存的に修飾された変異の一種
である「サイレント変異」である。ポリペプチドをコードする、本明細書のあらゆる核酸
配列はまた、核酸のあらゆる可能なサイレント変異についても記載する。当業者は、核酸
内の各コドン(通常、メチオニンに対応する唯一のコドンであるAUG、および、通常、
トリプトファンに対応する唯一のコドンであるTGGを除く)を修飾して、機能的に同一
な分子をもたらしうることを認識するであろう。したがって、記載される各配列内では、
ポリペプチドをコードする核酸の各サイレント変異が含意されている。
ポリペプチド配列では、「保存的に修飾された変異体」は、化学的に類似するアミノ酸
によるアミノ酸の置換を結果としてもたらす、ポリペプチド配列への個々の置換、欠失、
または付加を含む。当技術分野では、機能的に類似するアミノ酸を提示する保存的置換表
が周知である。このような保存的に修飾された変異体は、本明細書で開示される、多型変
異体、種間相同体、および対立遺伝子に加えた変異体であり、これらを除外しない。以下
の8つの群:1)アラニン(A)、グリシン(G);2)アスパラギン酸(D)、グルタ
ミン酸(E);3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);4)アルギニン(R)、リ
シン(K);5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V
);6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W);7)セリン
(S)、トレオニン(T);および8)システイン(C)、メチオニン(M)は、互いに
対して保存的置換であるアミノ酸を含有する(例えば、Creighton, Proteins (1984)を参
照されたい)。いくつかの実施形態では、「保存的配列修飾」という用語は、アミノ酸配
列を含有する抗体の結合特徴に、著明に影響を及ぼしたり、これを変化させたりしないア
ミノ酸修飾を指すのに使用する。
本明細書で使用される「最適化された」という用語は、産生細胞または産生生物、一般
に、真核細胞、例えば、ピキア(Pichia)属の細胞、トリコデルマ(Trichoderma)属の
細胞、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)、またはヒト細胞において優先される
コドンを使用するアミノ酸配列をコードするように変化させたヌクレオチド配列を指す。
最適化されたヌクレオチド配列は、「親」配列としてもまた公知の、出発ヌクレオチド配
列により元来はコードされるアミノ酸配列を、完全にまたは可能な限り多く保持するよう
に操作されている。
当技術分野では、多様な種のNotch3に対する抗体の結合能を査定する標準的なア
ッセイであって、例えば、ELISA、ウェスタンブロット、およびRIAを含むアッセ
イが公知である。適切なアッセイについては、実施例において詳細に記載する。また、抗
体の結合反応速度(例えば、結合アフィニティー)も、Biacore解析、またはFA
CS相対アフィニティー(Scatchard)など、当技術分野で公知の標準的なアッ
セイにより評価することができる。Notch3の機能的特性に対する抗体の効果を査定
するアッセイ(例えば、Notch3シグナル伝達経路のモジュレーティングする受容体
結合アッセイ)についても、実施例においてさらに詳細に記載する。
2つ以上の核酸配列またはポリペプチド配列の文脈における「〜パーセント同一な」ま
たは「同一性パーセント」という語句は、同じである、2つ以上の配列または部分配列を
指す。下記の配列比較アルゴリズムのうちの1つを使用して、または手作業によるアライ
メントおよび目視を介して測定される通り、比較域または指定された領域にわたる最大の
対応について比較および配列決定されるときの、2つの配列の、指定された百分率のアミ
ノ酸残基またはヌクレオチドが同じである(すなわち、指定された領域にわたり、または
、指定されない場合、配列全体にわたり、60%の同一性、任意選択で、65%、70%
、75%、80%、85%、90%、95%、または99%の同一性)場合、2つの配列
は、「実質的に同一」である。任意選択で、同一性は、少なくとも約50ヌクレオチド(
または10アミノ酸)の長さである領域にわたり、またはより好ましくは100〜500
もしくは1000以上のヌクレオチド(または20、50、200以上のアミノ酸)の長
さである領域にわたり存在する。
配列比較では、1つの配列が、被験配列がそれに照らして比較される基準配列として作
用することが典型的である。配列比較アルゴリズムを使用する場合、被験配列および基準
配列をコンピュータへと入力し、必要な場合は、部分配列座標を指定し、配列アルゴリズ
ムのプログラムパラメータを指定する。デフォルトのプログラムパラメータを使用するこ
ともでき、代替的なパラメータを指定することもできる。次いで、配列比較アルゴリズム
により、プログラムパラメータに基づき、被験配列についての、基準配列に照らした配列
同一性パーセントを計算する。
本明細書で使用される「比較域」は、20〜600、通例では約50〜約200、より
通例では約100〜約150からなる群から選択される、連続的な位置の数のうちのいず
れか1つによるセグメントであって、配列を、2つの配列を最適に配列決定した後におけ
る、同じ連続的な位置の数による基準配列と比較しうるセグメントへの言及を含む。当技
術分野では、比較のための配列アライメント法が周知である。比較のための最適な配列ア
ライメントは、例えば、Smith and Waterman, (1970) Adv. Appl. Math. 2:482cによる局
所的相同性アルゴリズム、Needleman and Wunsch, (1970) J. Mol. Biol. 48:443による
相同性アライメントアルゴリズム、Pearson and Lipman, (1988) Proc. Nat'l. Acad. Sc
i. USA 85:2444による類似性検索法、これらのアルゴリズム(Wisconsin Ge
netics Software Package、Genetics Compute
r Group、575 Science Dr.、Madison、WIによる、GA
P、BESTFIT、FASTA、およびTFASTA)のコンピュータ化された実装、
または手作業によるアライメントおよび目視(例えば、Brent et al., (2003) Current P
rotocols in Molecular Biologyを参照されたい)を介して実行することができる。
配列同一性パーセントおよび配列類似性パーセントを決定するのに適する、アルゴリズ
ムの2つの例は、Altschul et al., (1977) Nuc. Acids Res. 25:3389-3402;およびAlts
chul et al., (1990) J. Mol. Biol. 215:403-410のそれぞれにおいて記載されている、
BLASTアルゴリズムおよびBLAST2.0アルゴリズムである。BLAST解析を
実施するためのソフトウェアは、National Center for Biote
chnology Informationにより公開されている。このアルゴリズムは
まず、クエリー配列内の長さWの短いワードであって、データベース配列内の同じ長さの
ワードにより配列決定する場合、何らかの正の値の閾値スコアTにマッチするかまたはこ
れを満たすワードを同定することにより、高スコア配列対(HSP:high scoring seque
nce pair)を同定することを伴う。Tを、近傍ワードスコア閾値(Altschul et al., sup
ra)と称する。これらの初期の近傍ワードヒットは、それらを含有する、より長いHSP
を見出す検索を開始するためのシードとして作用する。ワードヒットは、累積アライメン
トスコアを増大させうる限りにおいて、各配列に沿って、いずれの方向にも拡張させる。
累積スコアは、ヌクレオチド配列では、パラメータであるM(マッチする残基の対につい
てのリウォードスコア;常に>0)およびN(ミスマッチする残基についてのペナルティ
ースコア;常に<0)を使用して計算する。アミノ酸配列では、スコアリングマトリック
スを使用して、累積スコアを計算する。累積アライメントスコアが、その最大達成値から
量Xだけ降下する場合、1もしくは複数の負のスコアリング残基アライメントの累積に起
因して、累積スコアがゼロ以下となる場合、または一方の配列の末端に到達する場合、各
方向におけるワードヒットの拡張を中止する。BLASTアルゴリズムのパラメータであ
るW、T、およびXにより、アライメントの感度および速度が決定される。BLASTN
プログラム(ヌクレオチド配列のための)では、デフォルトとして、ワード長(W)11
、期待値(E)10、M=5、N=−4、および両方の鎖の比較を使用する。アミノ酸配
列のためのBLASTPプログラムでは、デフォルトとして、ワード長3、および期待値
(E)10、およびBLOSUM62スコアリングマトリックス(Henikoff and Henikof
f, (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10915を参照されたい)アライメント(B)
50、期待値(E)10、M=5、N=−4、ならびに両方の鎖の比較を使用する。
BLASTアルゴリズムではまた、2つの配列の間の類似性についての統計学的解析(
例えば、Karlin and Altschul, (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:5873-5787を参
照されたい)も実施する。BLASTアルゴリズムにより提示される類似性の1つの尺度
は、2つのヌクレオチドまたはアミノ酸配列の間のマッチが偶然に生じる確率についての
指標をもたらす、最小合計確率(P(N))である。例えば、被験核酸を基準核酸に照ら
して比較したときの最小合計確率が、約0.2未満、より好ましくは約0.01未満であ
り、最も好ましくは約0.001未満であれば、核酸は、基準配列と類似すると考えられ
る。
2つのアミノ酸配列の間の同一性パーセントはまた、PAM120重みづけ残基表、ギ
ャップ長ペナルティー12、およびギャップペナルティー4を使用する、ALIGNプロ
グラム(version2.0)へと組み込まれた、E. Meyers and W. Miller, (1988)
Comput. Appl. Biosci. 4:11-17によるアルゴリズムを使用して決定することもできる。
加えて、2つのアミノ酸配列の間の同一性パーセントは、Blossom62マトリック
スまたはPAM250マトリックス、ならびにギャップ重みづけとして16、14、12
、10、8、6、または4、および長さ重みづけとして1、2、3、4、5、または6を
使用する、GCGソフトウェアパッケージ(www.gcg.comで入手可能である)
内の、GAPプログラムへと組み込まれた、Needleman and Wunsch((1970) J. Mol. Bio
l. 48:444-453))によるアルゴリズムを使用して決定することができる。
上記で言及した配列同一性百分率以外の、2つの核酸配列またはポリペプチドが実質的
に同一であることの別の指標は、第1の核酸によりコードされるポリペプチドが、下記で
記載される第2の核酸によりコードされるポリペプチドに対する抗体と免疫学的に交差反
応性であることである。したがって、例えば、2つのペプチドが、保存的置換だけで異な
る場合、ポリペプチドは、第2のポリペプチドと実質的に同一であることが典型的である
。2つの核酸配列が実質的に同一であることの別の指標は、2つの分子またはそれらの相
補体が、下記で記載される厳密な条件下で、互いとハイブリダイズすることである。2つ
の核酸配列が実質的に同一であることのさらに別の指標は、同じプライマーを使用して、
配列を増幅しうることである。
本明細書では、「核酸」という語句を、「ポリヌクレオチド」という用語と互換的に使
用し、一本鎖形態または二本鎖形態の、デオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチ
ドおよびこれらのポリマーを指す。用語は、公知のヌクレオチド類似体または修飾された
骨格残基もしくは連結を含有する核酸であって、合成であり、自然発生であり、非自然発
生であり、基準核酸と類似する結合特性を有し、基準ヌクレオチドと類似する様式で代謝
される核酸を包摂する。このような類似体の例は、限定なしに述べると、ホスホロチオエ
ート、ホスホルアミデート、ホスホン酸メチル、キラルホスホン酸メチル、2−O−メチ
ルリボヌクレオチド、ペプチド核酸(PNA)を含む。
別段に指し示されない限り、特定の核酸配列はまた暗黙に、保存的に修飾されたその変
異体(例えば、縮重コドン置換)および相補的配列のほか、明示的に指し示される配列も
包摂する。具体的に、下記で詳述される通り、縮重コドン置換は、1または複数の選択さ
れた(または全ての)コドンのうちの第3の位置を、混合ベースの残基および/またはデ
オキシイノシン残基で置換した配列を作り出すことにより達成することができる(Batzer
et al., (1991) Nucleic Acid Res. 19:5081;Ohtsuka et al., (1985) J. Biol. Chem.
260:2605-2608;およびRossolini et al., (1994) Mol. Cell. Probes 8:91-98)。
「作動可能に連結した」という語句は、2つ以上のポリヌクレオチド(例えば、DNA
)セグメントの間の機能的関係を指す。「作動可能に連結した」という語句は、転写調節
配列の、転写される配列に対する機能的関係を指すことが典型的である。例えば、プロモ
ーター配列またはエンハンサー配列は、それが、適切な宿主細胞内または他の発現系内の
コード配列の転写を刺激またはモジュレートする場合、コード配列に作動可能に連結する
。一般に、転写される配列に作動可能に連結した、プロモーターの転写調節配列は、転写
される配列と物理的に連続する、すなわち、それらはシス作用型である。しかし、エンハ
ンサーなど、いくつかの転写調節配列は、それらが転写を増強するコード配列と、物理的
に連続するか、またはこれに近接して配置される必要がない。
「対象」という用語は、ヒトおよび非ヒト動物を含む。非ヒト動物は、全ての脊椎動物
、例えば、非ヒト霊長動物、ヒツジ、イヌ、ウシ、ニワトリ、両生類、および爬虫類など
の哺乳動物および非哺乳動物を含む。本明細書では、注記される場合を除き、「患者」ま
たは「対象」という用語は、互換的に使用される。
以下の節および小節では、本開示の多様な態様について、さらに詳細に記載する。
Notch3受容体
Notchシグナル伝達とは、胎児の発生および成体組織の両方における、幹細胞の維
持、細胞の分化および増殖を含む生物学的機能の多様なセットを調節する、進化において
保存的な経路である(Kopan et al., (2009) Cell 137: 216-233;Guruharsha et al., (
2012) Nat Rev Genet. 13: 654-66;およびAndersson et al., (2001) Development 138:
3593-3612)。哺乳動物では、4つのNotch受容体(Notch1〜4)が記載され
ており、これらは、保存的なドメインアーキテクチャーを有する。細胞外ドメイン(EC
D)は、図1において示される通り、一連のEGF様リピートに後続する、3つのLNR
リピートとヘテロ二量体化ドメインとを含有するNRR(negative regulatory region)
からなる。
充実性腫瘍では、腫瘍の誘発および進行におけるNotchシグナル伝達の役割は、十
分には理解されていない(Ranganathan et al., (2011) Nat Rev Cancer 11:338-51)。
上皮細胞の形質転換におけるNotch受容体についての初期の証拠は、マウス乳がんウ
イルス(MMTV:mouse mammary tumor virus)による挿入突然変異誘発研究から得ら
れた。例えば、MMTVにより、Notch4(当初はInt3として公知であった)を
活性化させる結果として、乳がん形成がもたらされた(Gallahan et al., (1987) J Viro
l 61:218-220、Gallahan et al., (1997) Oncogene 14: 1883-1890)。2011年には、
エストロゲン受容体(ER)陰性乳がんにおいて、Notch1またはNotch2の再
配列が同定された(Robinson et al., (2011) Nat Med 17:1646-51)。Notch受容体
のこれらの再配列は、無傷のNRRドメインまたはICD様タンパク質を欠く受容体の膜
結合型形態の産生を結果としてもたらす。
Notch3 NRRは、全体的フォールディングが、Notch1(Gordan et al.,
(2009) Blood 113:4381-4390;Gordon et al., (2009) 4:e6613;Wu et al., (2010) Na
ture 464:1052-1057)およびNotch2(Gordon et al., (2007) Nat Struct Mol Bio
l 14:295-300)のフォールディングと類似している。Notch3 NRRは、3つのL
NR(Lin12/Notch repeat)、すなわち、LNR−A、LNR−B、およびLNR−Cと
、S1部位(R1571とE1572との間の)におけるフリン切断により、N末端部分
(HD−N)およびC末端部分(HD−C)へと分けられる、ヘテロ二量体化(HD)ド
メインとからなる(図2を参照されたい)。
NRRドメインは、3つのタンパク質分解ステップを伴う、Notch受容体の活性化
を調節する。フリン様コンベルターゼは、Notch前駆体の成熟時に、NRR内のS1
部位で切断して、活性化をプライミングする。ADAMプロテアーゼは、これもまたNR
R内のS2部位で切断して、S3部位における、ガンマセクレターゼによる膜内タンパク
質分解のための基質を創出する。次いで、S3が切断された後、Notchの細胞内部分
が核に入って、転写を活性化させる。S2の切断は、この活性化の連鎖の鍵となるステッ
プであり、NRRドメインにより負に調節される。このいわゆる自己阻害の機構は、下記
のNRR構造により説明することができる。
理論を提示することに束縛されるわけではないが、作用機構についての1つの可能なモ
デルは、Notch3 NRRが典型的に、各々がCa2+イオンを配位結合させる3つ
のLNRが、HDを包み込んで、S2部位をADAMプロテアーゼによる接近から保護す
る、自己阻害コンフォメーションで存在するということである。LNRとHDとの間の相
互作用の安定性のほか、これらの領域内の相互作用の安定性も、NRRの自己阻害コンフ
ォメーションを維持するのに極めて重要である。Notch3 NRR内の突然変異は、
自己阻害コンフォメーションを変化させ、これにより、S2部位が、プロテアーゼによる
切断に供され、その後、S3部位が、プロテアーゼによる切断に供され、これにより、下
流のNotch3シグナル伝達を活性化させるように、HDドメインを露出させる。した
がって、関与性のがん(本明細書で開示される)において見出される突然変異と同様、N
RRを不安定化させる突然変異であれば、Notch3の活性化を増強しうるであろう。
他方、LNR−HD間相互作用を安定化させうる抗体またはそれらの断片などの試薬は、
Notch3シグナル伝達を潜在的に阻害しうる。20350および20358などの抗
体またはそれらの断片は、Notch3の自己阻害コンフォメーションに結合し、自己阻
害コンフォメーションを安定化させ(これを直接維持し、保持し、ロックし)、これによ
り、S2部位のプロテアーゼによる切断への曝露と、その後における下流のNotch3
シグナル伝達を防止する。
いくつかの実施形態では、抗体またはその断片は、LNR領域(LNR−A、LNR−
B、LNR−Cのほか、LNRドメインの間の対応するリンカー)の、HDに照らした可
動性を制限し、Notch3 NRRを自己阻害コンフォメーションで安定化させるよう
に、コンフォメーショナルエピトープに結合する。活性の(阻害されていない、オープン
の)コンフォメーションを形成できなければ、その結果として、シグナル伝達は活性化さ
れなくなる。いくつかの実施形態では、抗体またはその断片は、NRR内のHDの露出を
防止し、これにより、S2部位および/またはS3部位における、プロテアーゼによる切
断に供されなくするように、コンフォメーショナルエピトープに結合する。S2部位を切
断できなければ、その結果として、シグナル伝達は活性化されなくなる。
Notch3突然変異体
一態様では、本開示は、Notch3受容体内の突然変異に関する。T−ALL患者の
うちの>50%において、Notch1内の突然変異の活性化が、受容体の2つの一般的
な領域内で同定された(Weng et al., (2004) Science 306:269-71)。突然変異の1つの
クラスは、NRRのHDドメインの疎水性コア内でクラスター化していることが見出され
た。LNRドメイン内ではまた、希少な突然変異も同定されている(Gordon et al., (20
09) Blood 113:4381-4390)。NRRの突然変異は、HDドメインのフォールディングを
部分的または完全に解除し、S2部位を保護するポケットを変化させ、LNRとの相互作
用を破壊することにより作用する可能性が高い。この仮説は、白血病に関連する突然変異
を伴うHDドメインの安定性は小さいという生化学データにより裏付けられている(Male
cki et al., (2006) Mol. Cell Biol. 26:4642-4651)。
突然変異はまた、タンパク質のC末端におけるPEST(proline-glutamate-serine-t
hreonine-rich)ドメイン内でも同定された。ICDレベルは、緊密に調節されており、
PESTドメインのリン酸化および後続のユビキチン化は、ICDを、Fbw7など、E
3リガーゼによる分解のためにターゲティングする。突然変異は、PESTドメインの欠
失を結果としてもたらし、ICDの安定性を結果として増大させ、ICDのタンパク質半
減期を結果として延長する、ナンセンス突然変異またはフレームシフト突然変異である。
現在、がんにおけるNotch受容体についての証拠は主に、Notch1シグナル伝
達における変化に焦点を当てている。しかし、漿液性卵巣がんについてのTCGA解析を
含む複数の研究では、Notch3が、患者試料のうちの11〜25%において増幅され
ることが示されている(Nakayama et al., (2007) Int J Cancer 120:2613-17、Etemadmo
ghadam et al., (2009) Clin Can Res 15: 1417-27、Bell et al., (2011) Nature 474:6
09-615)。CADASIL(Cerebral Autosomal Dominant Arteriopathy with Subcorti
cal Infarcts and Leukoencephalopathy)症候群では、Notch3内の突然変異が報告
されているが、これらの突然変異は一般に、天然でもミスセンスであり、Notch3機
能の変化および疾患の病理との連関は、明らかでない(Ayata, (2010), Stroke 41:S129-
S134を参照されたい)。多様ながん型における遺伝子突然変異についての包括的な解析が
、TCGAおよび他の機構により実施されている。使用される標準的な技法は、エクソン
捕捉である。これらの研究の一部として、Notch3突然変異は、頭頸部有棘細胞癌、
卵巣がん、および肺腺癌のうちの約1%において報告されている。しかし、Notch3
のエクソン25および33に対する十分なエクソンカバレージの欠如により、当業者がN
otch3遺伝子内の突然変異を探索することは困難となっている。さらに、Notch
3遺伝子内のGC含量が高いことも、当業者が突然変異を検討することを難しくしている
。加えて、有棘細胞肺がんにおいて同定された突然変異は、機能喪失突然変異であること
が示唆されている(Egloff & Grandis (2012) Clin Can Res 18:5188-519を参照されたい
)。これに対し、先行研究とは対照的に、本明細書の開示は、Notch3シグナル伝達
を活性化させ、がんの発症機序に関与する、多数の突然変異(「活性化突然変異」)を示
す。
Notch3突然変異を同定するために、947例のヒトがん細胞系を特徴付け、>1
600の遺伝子について、実施例5で記載される、液相HC(hybrid capture)技術を使
用する、MPS(massively parallel sequencing)により、突然変異情報を得た。加え
て、原発性腫瘍試料も、RNAseqによりシークエンシングした(Wang et al. (2009)
Nature Reviews Genetics 10:57-63)。表1において示される通り、複数の細胞系内お
よび腫瘍試料中のNRRドメインおよびPESTドメインの両方において、突然変異が同
定された。
Notch3の機能に干渉する活性化突然変異は、がんの発症機序に関与する。機能を
喪失させるか、機能を獲得させるか、または機能を変化させる、Notch3の変化の存
在は、がんの危険性を直接的に増大させるので、このような突然変異の検出は、診断法お
よび予後診断法に役立つ。次いで、同定された、このような活性化突然変異を、突然変異
Notch3に結合する抗体またはその断片で処置することができる。
異なる細胞系に由来するNRRドメインに由来する2つの突然変異:(i)S1580
L突然変異を伴うT細胞性急性リンパ芽球性白血病細胞系であるTALL−1細胞、およ
び(ii)G1487D突然変異を伴う乳がん(X−1004)を、特徴付けのために選
択した。実施例は、S1580L突然変異またはG1487D突然変異を、Notch3
受容体へと導入する結果として、受容体からの基本的シグナル伝達が、野生型対照と比べ
て、約10倍増大することを示す。この系では、FACSアッセイにより決定される通り
、野生型の受容体および突然変異受容体を、ほぼ同等のレベルで発現させた。このデータ
は、これらの突然変異が、これらの突然変異および他の類似する突然変異を発現させる細
胞系および腫瘍におけるNotch3シグナル伝達を活性化させることを示す。このNo
tch3シグナル伝達の活性化は、Notch3抗体またはそれらの断片により阻害され
る。
Notch3突然変異体を検出するために、生体試料を調製し、突然変異Notch3
を含有すると考えられる被験試料の配列と、野生型Notch3の配列との間の差違につ
いて解析する。突然変異Notch3は、本明細書で記載される技法のうちのいずれかに
より同定することができる。突然変異Notch3をシークエンシングして、特異的突然
変異(Notch3シグナル伝達を増大させる活性化突然変異)を同定することができる
。次いで、突然変異、とりわけ、タンパク質の機能を変化させる突然変異を、本発明の診
断法および予後診断法のために使用する。
さらなる解析のために、Notch3突然変異体のがん突然変異を、Notch3 N
RRのX線結晶構造へとマップした。構造解析は、これらの突然変異のうちのいくつかが
、ドメイン内相互作用およびドメイン間相互作用を破壊し、Notch3 NRRの自己
阻害コンフォメーションを不安定化させ、Notch3の活性化およびシグナル伝達を引
き起こしうることを示す。
これらの突然変異の、20350エピトープおよび20358エピトープ(下記で記載
される)との比較は、それらの大半がエピトープ内に存在しないことを示し、これにより
、20350抗体断片および20358抗体断片は、その自己阻害コンフォメーション内
の野生型Notch3 NRRおよび突然変異体Notch3 NRRのいずれにも結合
し、Notch3シグナル伝達を阻害しうることが指し示される。
いくつかの実施形態では、突然変異を、野生型Notch3(配列番号1)へと導入し
て、抗体の結合に対する効果について探索することができる。アラニン走査など、公知の
技法を使用する突然変異誘発は、関与性のエピトープを機能的に規定する一助となりうる
。また、アルギニン/グルタミン酸走査プロトコールを活用する突然変異誘発も援用する
ことができる(例えば、Nanevicz et al., (1995), J. Biol. Chem. 270(37):21619-2162
5およびZupnick et al., (2006), J. Biol. Chem. 281(29):20464-20473を参照されたい
)。一般に、これらのアミノ酸は、帯電しており、バルクであり、したがって、突然変異
を導入する抗原領域内の、抗原結合性タンパク質と抗原との間の結合を破壊する潜在的可
能性を有するため、アルギニンおよびグルタミン酸で、野生型ポリペプチド内のアミノ酸
を置換する(典型的には個別に)。野生型抗原内に存在するアルギニンは、グルタミン酸
で置きかえる。様々な、このような個々の突然変異体を得、集積された結合結果を解析し
て、どの残基が結合に影響を及ぼすのかを決定することができる。各突然変異体Notc
h3が、単一の突然変異を有する、一連の突然変異体Notch3を創出することができ
る。各突然変異体Notch3の、多様なNotch3抗体またはそれらの断片との結合
を、測定し、選択された抗体またはその断片の、野生型Notch3(配列番号1)に結
合する能力と比較することができる。
本明細書で使用される、抗体またはその断片と、突然変異体または変異体のNotch
3との間の結合の変化(例えば、低減または増大)とは、結合アフィニティーの変化(例
えば、下記の実施例で記載されるBiacore試験またはビーズベースのアッセイなど
、公知の方法により測定される)、EC50の変化、および/または抗原結合性タンパク
質の全結合能の変化(例えば、低減)(例えば、抗原結合性タンパク質濃度を抗原濃度と
対比させたプロットにおけるBmaxの減殺により証拠立てられる)が認められることを
意味する。結合の著名な変化は、突然変異させた残基が、抗体またはその断片への結合に
関与することを指し示す。
いくつかの実施形態では、結合の有意な低減とは、抗体またはその断片と突然変異No
tch3抗原との間の結合アフィニティー、EC50、および/または結合能が、抗体ま
たはその断片と野生型Notch3(例えば、配列番号1)との間の結合と比べて、10
%を超えて、20%を超えて、40%を超えて、50%を超えて、55%を超えて、60
%を超えて、65%を超えて、70%を超えて、75%を超えて、80%を超えて、85
%を超えて、90%を超えて、または95%を超えて低減されることを意味する。
いくつかの実施形態では、抗体またはその断片の結合は、1カ所または複数カ所(例え
ば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10カ所以上)の突然変異を有する突然変異
Notch3では、野生型Notch3タンパク質(例えば、配列番号1)と比較して、
著明に低減されるかまたは増大する。
変異体形態は、配列番号1において示される野生型配列に照らして言及されるが、No
tch3の対立遺伝子変異体またはスプライス変異体では、アミノ酸が異なりうることが
察知されるであろう。また、Notch3のこのような対立遺伝子形態について、著明な
結合の変化(例えば、弱い結合または強い結合)を示す抗体またはそれらの断片も想定さ
れる。当業者は、表1に記載される突然変異のうちのいずれか1つを、表1の他の突然変
異のうちの、他の任意の1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10
、11、または12と組み合わせて、対象を同定するか、診断するか、またはモニタリン
グするのに使用しうる、「発現パターン」または「発現署名」をもたらしうることを察知
するであろう。
いくつかの実施形態では、発現署名は、1カ所または複数カ所の群1の突然変異、例え
ば、S1580L、R1510H、D1587N、R1580Q、およびY1624Hの
組合せを含む。いくつかの実施形態では、発現署名は、1カ所または複数カ所の群2の突
然変異、例えば、G1487D、A1476T、A1609T、L1518M、およびA
1537Tの組合せを含む。いくつかの実施形態では、発現署名は、1カ所または複数カ
所の群3の突然変異、例えば、N1597K、L1547V、およびR1526Cの組合
せを含む。
いくつかの実施形態では、発現署名は、1カ所または複数カ所の群1の突然変異、例え
ば、S1580L、R1510H、D1587N、R1580Q、およびY1624Hの
組合せ;ならびに1カ所または複数カ所の群2の突然変異、例えば、G1487D、A1
476T、A1609T、L1518M、およびA1537Tの組合せを含む。いくつか
の実施形態では、発現署名は、1カ所または複数カ所の群1の突然変異、例えば、S15
80L、R1510H、D1587N、R1580Q、およびY1624Hの組合せ;な
らびに1カ所または複数カ所の群3の突然変異、例えば、N1597K、L1547V、
およびR1526Cの組合せを含む。いくつかの実施形態では、発現署名は、1カ所また
は複数カ所の群2の突然変異、例えば、G1487D、A1476T、A1609T、L
1518M、およびA1537Tの組合せ;ならびに1カ所または複数カ所の群3の突然
変異、例えば、N1597K、L1547V、およびR1526Cの組合せを含む。
Notch3の構造およびコンフォメーショナルエピトープ
一態様では、本開示は、Notch3内の、多数の顕著に異なるコンフォメーショナル
エピトープの同定に関する。多数の抗体のうちの1つの抗体またはその断片と複合体化し
た、Notch3のNRRドメイン(残基1379〜1640)の三次元構造が示された
のは、初めてのことである。Notch3 NRR/20350 Fab複合体およびN
otch3 NRR/20358 Fabは、それぞれ、3.2オングストローム(Å)
および2.1Åの分解能で決定されており、これらを図23および24に示す。本開示は
また、NRR内には複数のコンフォメーショナルエピトープが見られ、図25に示す通り
、抗体断片が、互いから隔てられた、固有のコンフォメーショナルエピトープに結合する
ことも初めて示す。抗体またはそれらの断片は、Notch3の自己阻害状態に結合し、
Notch3を、この自己阻害状態で安定化させる。
本明細書の開示は、NRRには、異なるクラスのNotch3抗体またはそれらの断片
が結合する、多数の顕著に異なるコンフォメーショナルエピトープが見られることを示す
。一実施形態では、第1のクラスの抗体(例えば、20350)は、NRRドメイン内の
第1のコンフォメーショナルエピトープに結合し、第2のクラスの抗体(例えば、203
58)は、NRRドメイン内の第2のコンフォメーショナルエピトープに結合し、第3の
クラスの抗体は、NRRドメイン内の第3のコンフォメーショナルエピトープに結合する
。一実施形態では、NRRの第1のコンフォメーショナルエピトープと、第2のコンフォ
メーショナルエピトープと、第3のコンフォメーショナルエピトープとは、重複せず、第
1のクラスの抗体と、第2のクラスの抗体と、第3のクラスの抗体とは、NRRの顕著に
異なる領域に結合する。一実施形態では、NRRの第1のコンフォメーショナルエピトー
プと、第2のコンフォメーショナルエピトープとは、重複せず、第1のクラスの抗体と、
第2のクラスの抗体とは、NRRの顕著に異なる領域に結合する。一実施形態では、NR
Rの第1のコンフォメーショナルエピトープと、第3のコンフォメーショナルエピトープ
とは、重複せず、第1のクラスの抗体と、第3のクラスの抗体とは、NRRの顕著に異な
る領域に結合する。一実施形態では、NRRの第2のコンフォメーショナルエピトープと
、第3のコンフォメーショナルエピトープとは、重複せず、第2のクラスの抗体と、第3
のクラスの抗体とは、NRRの顕著に異なる領域に結合する。
一実施形態では、NRRの第1のコンフォメーショナルエピトープと、第2のコンフォ
メーショナルエピトープと、第3のコンフォメーショナルエピトープとは、少なくとも1
つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または10のアミノ酸残基で互
いと重複し、第1のクラスの抗体と、第2のクラスの抗体と、第3のクラスの抗体とは、
少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または10の重複
するアミノ酸残基に結合する。一実施形態では、NRRの第1のコンフォメーショナルエ
ピトープと、第2のコンフォメーショナルエピトープとは、少なくとも1つ、2つ、3つ
、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または10のアミノ酸残基で互いと重複し、第
1のクラスの抗体と、第2のクラスの抗体とは、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5
つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または10の重複するアミノ酸残基に結合する。一実施形
態では、NRRの第1のコンフォメーショナルエピトープと、第3のコンフォメーショナ
ルエピトープとは、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ
、または10のアミノ酸残基で互いと重複し、第1のクラスの抗体と、第3のクラスの抗
体とは、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または1
0の重複するアミノ酸残基に結合する。一実施形態では、NRRの第2のコンフォメーシ
ョナルエピトープと、第3のコンフォメーショナルエピトープとは、少なくとも1つ、2
つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または10のアミノ酸残基で互いと重
複し、第2のクラスの抗体と、第3のクラスの抗体とは、少なくとも1つ、2つ、3つ、
4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または10の重複するアミノ酸残基に結合する。
NRR内の異なるコンフォメーショナルエピトープを解析するために、実験節において
詳細に記載されている通りに、X線結晶構造解析実験および水素−重水素交換実験を実行
した。Notch3の結晶は、Notch3またはその変異体をコードするヌクレオチド
配列を、適切な宿主細胞内で発現させ、次いで、精製されたタンパク質を、関与性のNo
tch3をターゲティングするFabの存在下で結晶化させることにより調製することが
できる。
Notch3ポリペプチドはまた、例えば、抽出および精製の一助となるように、融合
タンパク質として作製することもできる。融合タンパク質パートナーの例は、グルタチオ
ン−S−トランスフェラーゼ(GST)、ヒスチジン(HIS:histidine)、ヘキサヒ
スチジン(6HIS)、GAL4(DNA結合性ドメインおよび/または転写活性化ドメ
イン)、およびベータ−ガラクトシダーゼを含む。また、融合タンパク質配列の除去を可
能とするように、融合タンパク質パートナーと、対象のタンパク質配列との間に、タンパ
ク質分解性切断部位を含むことも好都合でありうる。
発現させた後、タンパク質は、例えば、固定化金属アフィニティークロマトグラフィー
、イオン交換クロマトグラフィー、および/またはゲル濾過により、精製および/または
濃縮することができる。
タンパク質は、本明細書で記載される技法を使用して、結晶化させることができる。一
般に、結晶化過程では、タンパク質溶液を含有する液滴を、結晶化緩衝液と混合し、密封
容器内で平衡化させる。平衡化は、「ハンギングドロップ」法または「シッティングドロ
ップ」法など、公知の技法により達成することができる。これらの方法では、液滴を、結
晶化緩衝液のはるかに大量のレザバーの上方で懸垂させるか、またはこの傍らに静置し、
蒸気拡散を介して平衡化に到達する。代替的に、平衡化は、他の方法によって、例えば、
油下において、半透膜を介して、または自由界面拡散によっても生じうる(例えば、Chay
en et al., (2008) Nature Methods 5, 147-153を参照されたい)。
結晶が得られたら、公知のX線回折法により、構造を解くことができる。多くの技法で
は、重原子誘導体化により修飾された結晶など、化学修飾された結晶を使用して、フェー
ズを近似する。実際には、結晶中を拡散し、タンパク質の表面に結合しうる、重金属原子
塩または有機金属化合物、例えば、塩化鉛、金チオリンゴ酸、チメロサール、または酢酸
ウラニルを含有する溶液中に、結晶を浸漬する。次いで、結合した重金属原子の位置を、
浸漬された結晶についてのX線回折解析により決定することができる。X線の単色ビーム
が、結晶の原子(散乱中心)により回折されるときに得られるパターンを、数学的式で解
いて、数学的座標をもたらすことができる。回折データを使用して、結晶の反復単位につ
いての電子密度マップを算出する。フェーズ情報を得る別の方法は、分子置換として公知
の技法を使用することである。この方法では、回転アルゴリズムおよび並進アルゴリズム
を、類縁構造から導出された検索モデルへと適用する結果として、対象のタンパク質につ
いての近似的配向性がもたらされる(Rossmann, (1990) Acta Crystals A 46, 73-82を参
照されたい)。電子密度マップを使用して、結晶の単位格子内の個々の原子の位置を確立
する(Blundel et al., (1976) Protein Crystallography, Academic Press)。
本開示は、Notch3の複数の三次元構造およびNotch3抗体のFabについて
初めて記載し、NRR内には、複数のコンフォメーショナルエピトープが認められること
を示す。Notch3の細胞外NRRドメインを、図2に示す。近似的なドメイン境界は
、以下の通りである:LNR−Aは、アミノ酸残基E1383〜G1422を有し、LN
R−A/Bリンカーは、アミノ酸残基Asp1423〜Leu1431を有し、LNR−
Bは、アミノ酸残基Gln1432〜Ala1460を有し、LNR−B/Cリンカーは
、アミノ酸残基Gly1461〜Asn1468を有し、LNR−Cは、アミノ酸残基P
ro1469〜Ser1502を有し、LNR−HDリンカーは、アミノ酸残基Glu1
503〜Arg1510を有し、HD−Nは、アミノ酸残基Gly1511〜Arg15
71を有し、HD−Cは、アミノ酸残基1572〜Ser1640を有する。ヒトNot
ch3は、受託番号:NP_000426(ヒト)を有し、下記では、配列番号1として
表される。
Notch3および抗体またはその断片の三次元構造は、潜在的なNotch3受容体
モジュレーターの標的結合性部位の同定を可能とする。好ましい標的結合性部位は、No
tch3の活性化に関与する部位である。一実施形態では、標的結合性部位は、Notc
h3のLNRドメイン内およびHDドメイン内に位置する。したがって、LNRまたはH
Dに結合し、好ましくはLNRドメインおよびHDドメインの両方に結合する抗体または
その断片は、ドメインが互いから解離し、S2切断部位が露出され、その後、S3切断部
位が露出されるように、HDドメインを露出させることを防止することにより、Notc
h3の活性化をモジュレートしうる。したがって、これらのドメイン内のアミノ酸残基に
結合する抗体またはその断片は、Notch3に、活性化および下流のシグナル伝達を防
止する自己阻害コンフォメーションを維持させる。
一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、Notch3のアミノ酸残基:
配列番号1の1427〜1429(LNR−A/Bリンカーの)、1442、1444〜
1445、1447〜1450、1453、1458(LNR−Bの)、1461〜14
62、1464(LNR−B/Cリンカーの)、1507〜1508、1510(LNR
−HDリンカーの)、1592、1594〜1599、1602(HDβ4−α3ループ
の)、および1606(HDα3へリックスの)、またはこれらのサブセットにより規定
される。一実施形態では、パラトープとは、CDR配列を含む抗体の領域である。一実施
形態では、パラトープは、表1に列挙された配列を含む。一実施形態では、パラトープは
、Notch3残基:Cys1442、Pro1444、Ala1445、Ser144
7、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Cys1458、Gly146
1、Gly1462、Gly1464、Leu1592、Ser1594、Pro159
5、Glu1596、Asn1597、Asp1598、およびHis1599と結合す
る、少なくとも1つのアミノ酸残基を含む。一実施形態では、パラトープは、Notch
3残基:Gln1427、Cys1428、Glu1429、Pro1444、Ser1
445、Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Leu1
507、Leu1508、Arg1510、Leu1592、Asp1598、Pro1
602、およびSer1606と結合する、少なくとも1つのアミノ酸残基を含む。
いくつかの実施形態では、抗体またはその断片は、アミノ酸残基:配列番号1の142
7〜1429(LNR−A/Bリンカーの)、1442、1444〜1445、1447
〜1450、1453、1458(LNR−Bの)、1461〜1462、1464(L
NR−B/Cリンカーの)、1507〜1508、1510(LNR−HDリンカーの)
、1592、1594〜1599、1602(HDβ4−α3ループの)、および160
6(HDα3へリックスの)、またはこれらのサブセットを含む、コンフォメーショナル
エピトープを有する、ヒトNotch3タンパク質に結合する。いくつかの実施形態では
、抗体またはその断片は、アミノ酸残基:配列番号1の1427〜1429(LNR−A
/Bリンカーの)、1442、1444〜1445、1447〜1450、1453、1
458(LNR−Bの)、1461〜1462、1464(LNR−B/Cリンカーの)
、1507〜1508、1510(LNR−HDリンカーの)、1592、1594〜1
599、1602(HDβ4−α3ループの)、および1606(HDα3へリックスの
)、もしくはこれらのサブセット内のアミノ酸またはこれらと重複するアミノ酸に結合す
る。いくつかの実施形態では、抗体またはその断片は、アミノ酸残基:配列番号1の14
27〜1429(LNR−A/Bリンカーの)、1442、1444〜1445、144
7〜1450、1453、1458(LNR−Bの)、1461〜1462、1464(
LNR−B/Cリンカーの)、1507〜1508、1510(LNR−HDリンカーの
)、1592、1594〜1599、1602(HDβ4−α3ループの)、および16
06(HDα3へリックスの)、またはこれらのサブセット内のアミノ酸(および/また
はこれらからなるアミノ酸配列)に結合する。
一実施形態では、コンフォメーショナルエピトープは、Notch3のアミノ酸残基:
配列番号1の1440(LNR−Bの)、1463、1465〜1468(LNR−B/
Cリンカーの)、1469〜1472、1474、1486〜1487(LNR−Cの)
、1534(HDα2へリックスの)、ならびに1618、1619、および1621(
α3−β5ループの)、またはこれらのサブセットにより規定される。一実施形態では、
パラトープは、Notch3残基:Arg1463、Thr1466、Asn1468、
Pro1469、Val1470、Tyr1471、Tyr1474、Gln1486、
およびGly1487と結合する、少なくとも1つのアミノ酸残基を含む。一実施形態で
は、パラトープは、Notch3残基:Ser1440、Arg1465、Thr146
6、Asn1468、Pro1469、Val1470、Glu1472、Arg143
4、Glu1618、Arg1619、およびAsp1621と結合する、少なくとも1
つのアミノ酸残基を含む。
いくつかの実施形態では、抗体またはその断片は、アミノ酸残基:配列番号1の144
0(LNR−Bの)、1463、1465〜1468(LNR−B/Cリンカーの)、1
469〜1472、1474、1486〜1487(LNR−Cの)、1534(HDα
2へリックスの)、および1618、1619、および1621(α3−β5ループの)
、またはこれらのサブセットを含む、コンフォメーショナルエピトープを有する、ヒトN
otch3タンパク質に結合する。いくつかの実施形態では、抗体またはその断片は、ア
ミノ酸残基:配列番号1の1440(LNR−Bの)、1463、1465〜1468(
LNR−B/Cリンカーの)、1469〜1472、1474、1486〜1487(L
NR−Cの)、1534(HDα2へリックスの)、ならびに1618、1619、およ
び1621(α3−β5ループの)、もしくはこれらのサブセット内のアミノ酸またはこ
れらと重複するアミノ酸に結合する。いくつかの実施形態では、抗体またはその断片は、
アミノ酸残基:配列番号1の1440(LNR−Bの)、1463、1465〜1468
(LNR−B/Cリンカーの)、1469〜1472、1474、1486〜1487(
LNR−Cの)、1534(HDα2へリックスの)、ならびに1618、1619、お
よび1621(α3−β5ループの)、またはこれらのサブセット内のアミノ酸(および
/またはこれらからなるアミノ酸配列)に結合する。いくつかの実施形態では、抗体また
はその断片は、LNR領域(LNR−A、LNR−B、LNR−C)の可動性を制限し、
それを自己阻害コンフォメーションで安定化させるように、コンフォメーショナルエピト
ープに結合する。活性の(阻害されていない、オープンの)コンフォメーションを形成で
きなければ、その結果として、シグナル伝達は活性化されなくなる。いくつかの実施形態
では、抗体またはその断片は、NRR内のHDの露出を防止し、これにより、S2部位お
よび/またはS3部位における、プロテアーゼによる切断に供されなくするように、コン
フォメーショナルエピトープに結合する。HDを切断できなければ、その結果として、シ
グナル伝達は活性化されなくなる。
描示される構造はまた、抗体またはその断片(例えば、20350および20358)
の、Notch3との相互作用界面に特異的な、コアのNotch3アミノ酸残基を同定
することも可能とする。20350では、これらは、20350のVH鎖から5Å以内の
残基として定義された。コア残基は、以下:Cys1442、Pro1444、Ala1
445、Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Cys1
458、Gly1461、Gly1462、Gly1464、Leu1592、Ser1
594、Pro1595、Glu1596、Asn1597、Asp1598、およびH
is1599の通りである。VL鎖では、コア残基は、以下:Gln1427、Cys1
428、Glu1429、Pro1444、Ser1445、Ser1447、Ser1
448、Pro1449、Tyr1453、Leu1507、Leu1508、Arg1
510、Leu1592、Asp1598、Pro1602、およびSer1606の通
りである。
20358では、これらの残基は、20358のVH鎖から5Å以内の残基として定義
された。コア残基は、以下:Arg1463、Thr1466、Asn1468、Pro
1469、Val1470、Tyr1471、Tyr1474、Gln1486、および
Gly1487の通りである。VL鎖では、コア残基は、以下:Ser1440、Arg
1465、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、Glu
1472、Arg1434、Glu1618、Arg1619、およびAsp1621の
通りである。
図25に示す通り、実験節は、Notch3 NRR/20350複合体およびNot
ch3 NRR/20358複合体の結晶構造を、Notch3 NRR上に重ね合わせ
ることにより決定される、20350のコンフォメーショナルエピトープと、20358
のコンフォメーショナルエピトープとが、重複しないことを示す。20350と2035
8とは、重複しない、顕著に異なる個別のコンフォメーショナルエピトープに結合する。
最も近接する領域(E1464−R54間における、20350との水素結合、およびR
1463−D100間における、20358との塩架橋)であってもなお、完全に隔てら
れている。これは、2つの抗体が、Notch3 NRRに同時に結合することが可能で
あり、交差競合しないことを指し示す。この観察は、これらの抗体が、異なるビン内にあ
り、Notch3への結合において、互いと競合しないことを示す、ビニング実験とも符
合する。
本明細書で開示される教示を使用して、当業者は、Notch3に結合する抗原結合性
タンパク質の能力に不適切に干渉することなく、抗原結合性タンパク質のどの残基および
領域を変化させうるのかを予測することができる。
相互作用界面のアミノ酸は、Notch3パートナータンパク質から5Å以内に少なく
とも1つの原子を伴う、全てのアミノ酸残基として決定した。5Åは、水により媒介され
る可能な水素結合を加えた、ファンデルワールス半径内の原子を許容するカットオフ距離
として選択した。
いくつかの実施形態では、上記の残基のうちのいずれかに結合するか、これを覆うか、
または20350が上記の残基のうちのいずれかと相互作用することを防止する、任意の
抗原結合性タンパク質を援用して、Notch3に結合させるかまたはこれを阻害するこ
とができる。いくつかの実施形態では、抗体またはそれらの断片は、以下のNotch3
残基:Cys1442、Pro1444、Ala1445、Ser1447、Ser14
48、Pro1449、Tyr1453、Cys1458、Gly1461、Gly14
62、Gly1464、Leu1592、Ser1594、Pro1595、Glu15
96、Asn1597、Asp1598、およびHis1599のうちの少なくとも1つ
に結合するか、またはこれらと相互作用する。いくつかの実施形態では、抗体およびそれ
らの断片は、以下のNotch3残基:Gln1427、Cys1428、Glu142
9、Pro1444、Ser1445、Ser1447、Ser1448、Pro144
9、Tyr1453、Leu1507、Leu1508、Arg1510、Leu159
2、Asp1598、Pro1602、およびSer1606のうちの少なくとも1つに
結合するか、またはこれらと相互作用する。いくつかの実施形態では、抗体またはそれら
の断片は、以下のNotch3残基:Cys1442、Pro1444、Ala1445
、Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Cys1458
、Gly1461、Gly1462、Gly1464、Leu1592、Ser1594
、Pro1595、Glu1596、Asn1597、Asp1598、His1599
、Gln1427、Cys1428、Glu1429、Pro1444、Ser1445
、Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Leu1507
、Leu1508、Arg1510、Leu1592、Asp1598、Pro1602
、およびSer1606のうちの少なくとも1つに結合するか、またはこれらと相互作用
する。いくつかの実施形態では、抗体またはそれらの断片は、以下のNotch3残基:
Cys1442、Pro1444、Ala1445、Ser1447、Ser1448、
Pro1449、Tyr1453、Cys1458、Gly1461、Gly1462、
Gly1464、Leu1592、Ser1594、Pro1595、Glu1596、
Asn1597、Asp1598、His1599、Gln1427、Cys1428、
Glu1429、Pro1444、Ser1445、Ser1447、Ser1448、
Pro1449、Tyr1453、Leu1507、Leu1508、Arg1510、
Leu1592、Asp1598、Pro1602、およびSer1606の組合せに結
合するか、またはこれらと相互作用する。いくつかの実施形態では、抗体またはそれらの
断片は、以下のNotch3残基:Cys1442、Pro1444、Ala1445、
Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Cys1458、
Gly1461、Gly1462、Gly1464、Leu1592、Ser1594、
Pro1595、Glu1596、Asn1597、Asp1598、His1599、
Gln1427、Cys1428、Glu1429、Pro1444、Ser1445、
Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Leu1507、
Leu1508、Arg1510、Leu1592、Asp1598、Pro1602、
およびSer1606の全てに結合するか、またはこれらと相互作用する。
いくつかの実施形態では、上記の残基のうちのいずれかに結合するか、これを覆うか、
または20358が上記の残基のうちのいずれかと相互作用することを防止する、任意の
抗原結合性タンパク質を援用して、Notch3に結合させるかまたはこれを阻害するこ
とができる。いくつかの実施形態では、抗体またはそれらの断片は、以下のNotch3
残基:Arg1463、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Val14
70、Tyr1471、Tyr1474、Gln1486、およびGly1487のうち
の少なくとも1つに結合するか、またはこれらと相互作用する。いくつかの実施形態では
、抗体またはそれらの断片は、以下のNotch3残基:Ser1440、Arg146
5、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、Glu147
2、Arg1434、Glu1618、Arg1619、およびAsp1621のうちの
少なくとも1つに結合するか、またはこれらと相互作用する。いくつかの実施形態では、
抗体またはそれらの断片は、以下のNotch3残基:Arg1463、Thr1466
、Asn1468、Pro1469、Val1470、Tyr1471、Tyr1474
、Gln1486、Gly1487、Ser1440、Arg1465、Thr1466
、Asn1468、Pro1469、Val1470、glu1472、Arg1434
、Glu1618、Arg1619、およびAsp1621のうちの少なくとも1つに結
合するか、またはこれらと相互作用する。いくつかの実施形態では、抗体またはそれらの
断片は、以下のNotch3残基:Arg1463、Thr1466、Asn1468、
Pro1469、Val1470、Tyr1471、Tyr1474、Gln1486、
Gly1487、Ser1440、Arg1465、Thr1466、Asn1468、
Pro1469、Val1470、Glu1472、Arg1434、Glu1618、
Arg1619、およびAsp1621の組合せに結合するか、またはこれらと相互作用
する。いくつかの実施形態では、抗体またはそれらの断片は、以下のNotch3残基:
Arg1463、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、
Tyr1471、Tyr1474、Gln1486、Gly1487、Ser1440、
Arg1465、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、
Glu1472、Arg1434、Glu1618、Arg1619、およびAsp16
21の全てに結合するか、またはこれらと相互作用する。
一実施形態では、本明細書で開示される抗体は、20350と同じコンフォメーショナ
ルエピトープに結合する。一実施形態では、本明細書で開示される抗体は、20358と
同じコンフォメーショナルエピトープに結合する。いくつかの実施形態では、表1に列挙
した抗体のうちのいずれかが結合するコンフォメーショナルエピトープが、とりわけ、有
用である。ある種の実施形態では、Notch3のコンフォメーショナルエピトープを活
用して、Notch3に結合する抗体またはそれらの断片を単離することができる。ある
種の実施形態では、Notch3のコンフォメーショナルエピトープを活用して、Not
ch3に結合する抗体またはそれらの断片を作り出すことができる。ある種の実施形態で
は、Notch3のコンフォメーショナルエピトープを、免疫原として活用して、Not
ch3のコンフォメーショナルエピトープに結合する抗体またはそれらの断片を作り出す
ことができる。ある種の実施形態では、Notch3のコンフォメーショナルエピトープ
を動物へと投与し、その後、Notch3に結合する抗体を、動物から得ることができる
本明細書で開示され、実施例で開示される方法を使用して、20337、20350、
および20358について同定されたコンフォメーショナルエピトープに加え、また、N
otch3 NRR上のさらなるコンフォメーショナルエピトープも見出すことができる
。特に、LNRとHDとを架橋するコンフォメーショナルエピトープ、およびS2プラグ
(L1419)がエピトープの一部をなすコンフォメーショナルエピトープ。
本明細書で開示され、実施例で開示される方法を使用して、20337、20350、
および20358について同定されたコンフォメーショナルエピトープに加え、また、N
otch3 NRR上のさらなるコンフォメーショナルエピトープも見出すことができる
。特に、LNRとHDとを架橋するコンフォメーショナルエピトープ、およびS2プラグ
(L1419)がエピトープの一部をなすコンフォメーショナルエピトープ。
Notch3 NRRならびに複合体であるNotch3 NRR/20350および
Notch3 NRR/20358についての3D構造が利用可能であれば、他のNot
ch3抗体をより詳細に探索するフレームワークがもたらされる。いくつかのモノクロー
ナル抗体は、細胞成長を阻害し、いくつかのモノクローナル抗体は、細胞成長を刺激し、
他のモノクローナル抗体は、細胞成長に対する効果を有さないので、Notch3の3D
構造は、モノクローナル抗体のエピトープをマップし、それらの作用方式を推定すること
を可能とする。Notch3のコンフォメーショナルエピトープは、NRRのLNR領域
およびHDに由来する非連続アミノ酸残基を含む。Notch3の3D構造が利用可能で
あれば、これらの阻害剤の正確な作用機構の決定およびNotch3の機能に干渉するた
めの新たな手法のデザインが容易となるであろう。
抗体の一般的構造的側面に加え、パラトープとエピトープとの間のより特異的な相互作
用は、構造的手法により検討することができる。一実施形態では、CDRの構造は、それ
を介して、抗体が、エピトープに結合することが可能な、パラトープに寄与する。このよ
うなパラトープの形状は、多数の様式で決定することができる。NMRまたはx線結晶構
造解析など、従来の構造的検討法を使用することができる。これらの手法により、パラト
ープ単独の形状を検討することもでき、それがエピトープに結合しているときのパラトー
プ単独の形状を検討することもできる。
一実施形態では、パラトープとは、CDR配列を含む抗体の領域である。一実施形態で
は、パラトープは、表1に列挙された配列を含む。一実施形態では、パラトープは、No
tch3残基:Cys1442、Pro1444、Ala1445、Ser1447、S
er1448、Pro1449、Tyr1453、Cys1458、Gly1461、G
ly1462、Gly1464、Leu1592、Ser1594、Pro1595、G
lu1596、Asn1597、Asp1598、およびHis1599と結合する、少
なくとも1つのアミノ酸残基を含む。一実施形態では、パラトープは、Notch3残基
:Gln1427、Cys1428、Glu1429、Pro1444、Ser1445
、Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Leu1507
、Leu1508、Arg1510、Leu1592、Asp1598、Pro1602
、およびSer1606と結合する、少なくとも1つのアミノ酸残基を含む。
一実施形態では、パラトープは、Notch3残基:Arg1463、Thr1466
、Asn1468、Pro1469、Val1470、Tyr1471、Tyr1474
、Gln1486、およびGly1487と結合する、少なくとも1つのアミノ酸残基を
含む。一実施形態では、パラトープは、Notch3残基:Ser1440、Arg14
65、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、Glu14
72、Arg1434、Glu1618、Arg1619、およびAsp1621と結合
する、少なくとも1つのアミノ酸残基を含む。
代替的に、分子モデルは、in silicoで作り出すこともできる。構造は、Ac
celrys(San Diego、Calif.)製のInsightIIモデリング
パッケージなど、市販のパッケージを一助とするホモロジーモデリングにより作り出すこ
とができる。略述すると、検討される抗体の配列は、Protein Data Ban
kなど、公知の構造についてのタンパク質データベースに照らして検索するのに使用する
ことができる。公知の構造を伴う相同なタンパク質を同定した後で、これらの相同なタン
パク質を、モデリング鋳型として使用する。可能な鋳型の各々を配列決定することができ
、したがって、鋳型間の、構造ベースの配列アライメントをもたらすことができる。次い
で、未知の構造を伴う抗体の配列を、これらの鋳型により配列決定して、未知の構造を伴
う抗体についての分子モデルを作り出すことができる。当業者により察知される通り、こ
のような構造をin silicoで作り出すための、多くの代替的な方法であって、そ
れらのうちのいずれかを使用しうる代替的な方法が存在する。例えば、Hardmanら
に交付された米国特許第5,958,708号において記載されている工程であって、Q
UANTA(Polygen Corp.、Waltham、Mass.)およびCHA
RM(Brooks et al., (1983), J. Comp. Chem. 4:187)を援用する工程と類似する工程
を使用することができる(参照によりその全体において本明細書に組み込まれる)。
パラトープの形状は、可能なパラトープがエピトープに結合するのかどうか、および可
能なパラトープがエピトープにどのくらい強く結合するのかを決定するのに重要であるだ
けでなく、エピトープとパラトープとの間の相互作用自体、変異体抗体のデザインにおけ
る貴重な情報の供給源である。当業者により察知される通り、この相互作用は、様々な方
途により研究しうる。1つの方途は、おそらく上記で記載した通りに作り出された構造モ
デルを使用し、次いで、とりわけ、パラトープとそのエピトープとの間のコンフォメーシ
ョナル空間および配向空間についての、モンテカルロ探索を実施することが可能なドッキ
ングモジュールを有する、InsightII(Accelrys、San Diego
、Calif.)などのプログラムを使用することである。結果として、エピトープは、
パラトープと、どこでどのように相互作用するのかを推定することが可能となる。一実施
形態では、エピトープの断片または変異体だけを使用して、関与性の相互作用を決定する
一助とする。一実施形態では、エピトープの全体を、パラトープとエピトープとの間の相
互作用のモデリングに使用する。
これらのモデリングされた構造を使用することにより、どの残基がエピトープとパラト
ープとの間の相互作用において最も重要であるのかを予測することが可能である。したが
って、一実施形態では、抗体の結合特徴を変化させるために、どの残基を変化させるのか
を、たやすく選択することが可能である。例えば、パラトープ内のある種の残基の側鎖が
、エピトープの結合に立体障害をもたらすことが可能であり、したがって、これらの残基
を、小型の側鎖を伴う残基へと変化させることが有益でありうることが、ドッキングモデ
ルから明らかとなりうる。これは、多くの方途により決定することができる。例えば、2
つのモデルを単に目視し、官能基および近接性に基づく相互作用を推定することができる
。代替的に、より好適なエネルギー相互作用を得るために、上記で記載した通り、エピト
ープとパラトープとの反復的な対合を実施することもできる。また、これらの相互作用を
、抗体の様々な変異体について決定して、抗体がエピトープに結合しうる、代替的な様式
を決定することもできる。また、多様なモデルを組み合わせて、抗体の構造をどのように
変化させて、所望される特定の特徴を伴う抗体を得るべきなのかを決定することもできる
上記で決定されたモデルは、多様な技法により調べることができる。例えば、どの変異
体をさらに検討すべきかを決定するために、相互作用エネルギーを、上記で論じられたプ
ログラムにより決定することができる。また、静電相互作用およびファンデルワールス相
互作用を使用して、エピトープと変異体パラトープとの相互作用エネルギーを決定するこ
ともできる。また、部位指向突然変異誘発を使用して、予測された抗体構造の変化が、実
際に、結合特徴の所望される変化を結果としてもたらすのかどうかを検討することもでき
る。代替的に、エピトープに変化を施して、モデルが適正であることを検証するか、また
はパラトープとエピトープとの間で生じうる一般的な結合テーマを決定することもできる
当業者により察知される通り、これらのモデルは、本実施形態の抗体およびそれらの変
異体を作製するのに必要な指針をもたらすが、おそらくin vitro研究を介して、
in silicoのモデルの日常的な試験を実施することがやはり所望されうる。加え
て、当業者に明らかな通り、任意の修飾はまた、抗体の活性に対してさらなる副作用も及
ぼしうる。例えば、より強力な結合を結果としてもたらすことが予測される任意の変化は
、より強力な結合を誘導しうるが、また、抗体の活性を低減するかまたは変化させうる、
他の構造的変化も引き起こしうる。当技術分野では、これが当てはまるのかどうかの決定
が日常的であり、多くの方途により達成することができる。例えば、活性は、ELISA
試験により調べることができる。代替的に、試料は、表面プラズモン共鳴デバイスを使用
することにより調べることができる。
Notch3抗体
本開示は、Notch3の少なくとも1つのコンフォメーショナルエピトープを認識す
る抗体を提示する。本開示は、Notch3に対するあるクラスの抗体が、表2に開示さ
れる、Notch3の特定のコンフォメーションエピトープに結合するという知見に基づ
く。



















本開示は、Notch3タンパク質(例えば、ヒトNotch3および/またはカニク
イザルNotch3)に特異的に結合する抗体またはそれらの断片であって、抗体が、配
列番号9、29、49、69、89、109、129、149、169、189、および
209のアミノ酸配列を有するVHドメインを含む、抗体またはそれらの断片を提示する
。本開示は、Notch3タンパク質(例えば、ヒトNotch3および/またはカニク
イザルNotch3)に特異的に結合する抗体またはそれらの断片であって、前記抗体が
、配列番号19、39、59、79、99、119、139、159、179、199、
および219のアミノ酸配列を有するVLドメインを含む、抗体またはそれらの断片を提
示する。本開示はまた、Notch3に特異的に結合する(例えば、ヒトNotch3お
よび/またはカニクイザルNotch3)抗体またはそれらの断片であって、前記抗体が
、下記の表1に列挙されたCDRのうちのいずれか1つのアミノ酸配列を有するCDRを
含む、抗体またはそれらの断片も提示する。特に、本開示は、Notch3タンパク質(
例えば、ヒトNotch3および/またはカニクイザルNotch3)に特異的に結合す
る抗体であって、表2に列挙されたCDRのうちのいずれかのアミノ酸配列を有する、1
つ、2つ、3つ、4つ、5つ以上のCDRを含む(または代替的に、これらからなる)、
抗体を提示する。
他の抗体またはそれらの断片は、アミノ酸またはアミノ酸をコードする核酸を突然変異
させているが、表2に記載される配列に対して、少なくとも60、70、80、90、9
5、96、97、98、および99パーセントの同一性を有する、抗体またはそれらの断
片を含む。いくつかの実施形態では、他の抗体またはそれらの断片は、表2に記載される
配列により描示される可変領域と比較して、可変領域内の、1つ、2つ、3つ、4つ、ま
たは5つ以下のアミノ酸を突然変異させているが、実質的に同じ治療活性を保持する、突
然変異体のアミノ酸配列を含む。
これらの抗体またはそれらの断片の各々は、Notch3に結合しうるので、VH、V
L、全長軽鎖配列、および全長重鎖配列(アミノ酸配列およびアミノ酸配列をコードする
ヌクレオチド配列)は、「混合し、マッチさせ」て、他のNotch3結合性抗体を創出
することができる。このような「混合し、マッチさせた」Notch3結合性抗体は、当
技術分野で公知の結合アッセイ(例えば、ELISA、および実施例節で記載される他の
アッセイ)を使用して調べることができる。これらの鎖を混合し、マッチさせると、特定
のVH/VL対合に由来するVH配列は、構造的に類似するVH配列で置きかえられるこ
とになる。同様に、特定の全長重鎖/全長軽鎖対合に由来する全長重鎖配列は、構造的に
類似する全長重鎖配列で置きかえられることになる。同様に、特定のVH/VL対合に由
来するVL配列は、構造的に類似するVL配列で置きかえられることになる。同様に、特
定の全長重鎖/全長軽鎖対合に由来する全長軽鎖配列は、構造的に類似する全長軽鎖配列
で置きかえられることになる。
したがって、一態様では、本開示は、配列番号9、29、49、69、89、109、
129、149、169、189、および209からなる群から選択されるアミノ酸配列
を含む、重鎖可変領域と、配列番号19、39、59、79、99、119、139、1
59、179、199、および219からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、軽
鎖可変領域とを有する、単離モノクローナル抗体またはその断片であって、抗体が、No
tch3(例えば、ヒトおよび/またはカニクイザル)に特異的に結合する、単離モノク
ローナル抗体またはその断片を提示する。
別の態様では、本開示は、表2に記載される、重鎖CDR1、重鎖CDR2、および重
鎖CDR3と、軽鎖CDR1、軽鎖CDR2、および軽鎖CDR3とを含む、Notch
3抗体またはこれらの組合せを提示する。抗体の重鎖可変領域のCDR1のアミノ酸配列
を、配列番号3、23、43、63、83、103、123、143、163、183、
および203に示す。抗体の重鎖可変領域のCDR2のアミノ酸配列を、配列番号4、2
4、44、64、84、104、124、144、164、184、および204に示す
。抗体の重鎖可変領域のCDR3のアミノ酸配列を、配列番号5、25、45、65、8
5、105、125、145、165、185、および205に示す。抗体の軽鎖可変領
域のCDR1のアミノ酸配列を、配列番号13、33、53、73、93、113、13
3、153、173、193、および213に示す。抗体の軽鎖可変領域のCDR2のア
ミノ酸配列を、配列番号14、34、54、74、94、114、134、154、17
4、194、および214に示す。抗体の軽鎖可変領域のCDR3のアミノ酸配列を、配
列番号15、35、55、75、95、115、135、155、175、195、およ
び215に示す。CDR領域は、Kabatシステム(Kabat et al., (1991) Sequences
of Proteins of Immunological Interest, Fifth Edition, U.S. Department of Health
and Human Services, NIH Publication No. 91-3242;Chothia et al., (1987) J. Mol.
Biol. 196:901-917;Chothia et al., (1989) Nature 342: 877-883;およびAl-Lazikan
i et al., (1997) J. Mol. Biol. 273, 927-948)を使用して画定する。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、重鎖可変領域の配列番号3の
CDR1;配列番号4のCDR2;配列番号5のCDR3;軽鎖可変領域の配列番号13
のCDR1;配列番号14のCDR2;および配列番号15のCDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号9のVHと、配列番
号19のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号23の重鎖可変領域
CDR1、配列番号24の重鎖可変領域CDR2、配列番号25の重鎖可変領域CDR3
、配列番号33の軽鎖可変領域CDR1、配列番号34の軽鎖可変領域CDR2、および
配列番号35の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号29のVHと、配列
番号39のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号43の重鎖可変領域
CDR1、配列番号44の重鎖可変領域CDR2、配列番号45の重鎖可変領域CDR3
、配列番号53の軽鎖可変領域CDR1、配列番号54の軽鎖可変領域CDR2、および
配列番号55の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号49のVHと、配列
番号59のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号63の重鎖可変領域
CDR1、配列番号64の重鎖可変領域CDR2、配列番号65の重鎖可変領域CDR3
、配列番号73の軽鎖可変領域CDR1、配列番号74の軽鎖可変領域CDR2、および
配列番号75の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号69のVHと、配列
番号79のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号83の重鎖可変領域
CDR1、配列番号84の重鎖可変領域CDR2、配列番号85の重鎖可変領域CDR3
、配列番号93の軽鎖可変領域CDR1、配列番号94の軽鎖可変領域CDR2、および
配列番号95の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号89のVHと、配列
番号99のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号103の重鎖可変領
域CDR1、配列番号104の重鎖可変領域CDR2、配列番号105の重鎖可変領域C
DR3、配列番号113の軽鎖可変領域CDR1、配列番号114の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号115の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号109のVHと、配
列番号119のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号123の重鎖可変領
域CDR1、配列番号124の重鎖可変領域CDR2、配列番号125の重鎖可変領域C
DR3、配列番号133の軽鎖可変領域CDR1、配列番号134の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号135の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号129のVHと、配
列番号139のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号143の重鎖可変領
域CDR1、配列番号144の重鎖可変領域CDR2、配列番号145の重鎖可変領域C
DR3、配列番号153の軽鎖可変領域CDR1、配列番号154の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号155の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号149のVHと、配
列番号159のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号163の重鎖可変領
域CDR1、配列番号164の重鎖可変領域CDR2、配列番号165の重鎖可変領域C
DR3、配列番号173の軽鎖可変領域CDR1、配列番号174の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号175の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号169のVHと、配
列番号179のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号183の重鎖可変領
域CDR1、配列番号184の重鎖可変領域CDR2、配列番号185の重鎖可変領域C
DR3、配列番号193の軽鎖可変領域CDR1、配列番号194の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号195の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号189のVHと、配
列番号199のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号203の重鎖可変領
域CDR1、配列番号204の重鎖可変領域CDR2、配列番号205の重鎖可変領域C
DR3、配列番号213の軽鎖可変領域CDR1、配列番号214の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号215の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号209のVHと、配
列番号219のVLとを含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号223の重鎖可変領
域CDR1、配列番号224の重鎖可変領域CDR2、配列番号225の重鎖可変領域C
DR3、配列番号233の軽鎖可変領域CDR1、配列番号234の軽鎖可変領域CDR
2、および配列番号235の軽鎖可変領域CDR3を含む。
具体的な実施形態では、Notch3に結合する抗体は、配列番号229のVHと、配
列番号239のVLとを含む。
一実施形態では、Notch3抗体は、アンタゴニスト抗体である。ある種の実施形態
では、Notch3に結合する抗体は、表2に記載される抗体である。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを
認識する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが、Not
ch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化
(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸
配列を含み、LNR領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−Cからなる群から選択さ
れ、HDドメインが、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、抗体または
その断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、抗体またはその断片が、Notch
3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させる、単離抗体またはその断片に関す
る。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを
認識する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが、Not
ch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化
(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸
配列を含み、LNR領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−Cからなる群から選択さ
れ、HDドメインが、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、抗体または
その断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、抗体またはその断片が、Notch
3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させ、LNR領域またはHDドメインが
、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、単離抗体またはその断片に関す
る。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを
認識する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが、Not
ch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化
(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸
配列を含み、LNR領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−Cからなる群から選択さ
れ、HDドメインが、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、抗体または
その断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、抗体またはその断片が、Notch
3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させ、LNR領域またはHDドメインが
、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、単離抗体またはその断片に関す
る。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを
認識する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが、Not
ch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化
(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸
配列を含み、LNR領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−Cからなる群から選択さ
れ、HDドメインが、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、抗体または
その断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、抗体またはその断片が、Notch
3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させ、LNR領域またはHDドメインが
、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有し、突然変異が、S1580Lおよび
G1487Dからなる群から選択される、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断する、単離抗
体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、コンフォ
メーショナルエピトープが、NRR領域のLNR−A/Bリンカー内のアミノ酸残基をさ
らに含む、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、コンフォ
メーショナルエピトープが、NRR領域のLNR−A/Bリンカー内のアミノ酸残基およ
びNRR領域のLNR−HDリンカー内のアミノ酸残基をさらに含む、単離抗体またはそ
の断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、コンフォメーショナルエピトープが、NRR領域のLNR−HDリンカー
内のアミノ酸残基をさらに含む、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、コンフォメーショナルエピトープが、NRR領域のLNR−HDリンカー
内のアミノ酸残基およびHDβ4−α3ループ内のアミノ酸残基をさらに含む、単離抗体
またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、コンフォメーショナルエピトープが、HDβ4−α3ループ内のアミノ酸
残基をさらにむ、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、コンフォメーショナルエピトープが、LNR−A/Bリンカー内、LNR
−B/Cリンカー内、LNR−HDリンカー内、およびHDβ4−α3ループ内のアミノ
酸残基をさらに含む、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、コンフォメーショナルエピトープが、LNR−A/Bリンカー内、LNR
−B/Cリンカー内、LNR−HDリンカー内、およびHDβ4−α3ループ内のアミノ
酸残基をさらに含み、抗体またはその断片が、Notch3受容体のLNR領域を、自己
阻害状態で安定化させる、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、Notch3受容体のLNR領域を、自己阻害状
態で安定化させる、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、Notch3受容体のLNR領域を、自己阻害状
態で安定化させ、LNR領域またはHDドメインが、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の
突然変異を有する、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、LNR領域またはHDドメインが、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突
然変異を有する、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、LNR領域またはHDドメインが、S1580L、D1587N、Y16
24H、L1518M、A1537T、N1597K、L1547V、R1526C(H
D)およびG1487D(LNR−C)、P2034fs、P2067fs(「fs」と
は、フレームシフトを指す)、p2177fs、Q2075(「」とは、停止コドン
を指す)、W2172、G2112D、L2212M、F2121L、G2038S、
G2059R、R2022H、Y2127H、Y2211C、V2202I、S2096
L、P2089L、P2209L、R1981C、R2145Q、P2178S、または
これらの組合せからなる群から選択される、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異
を有する、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、コンフォメーショナルエピトープが、アミノ酸残基:1427〜1429
(LNR−A/Bリンカーの)、1442、1444〜1445、1447〜1450、
1453、1458(LNR−Bの)、1461〜1462、1464(LNR−B/C
リンカーの)、1507〜1508、1510(LNR−HDリンカーの)、1592、
1594〜1599、1602(HDβ4−α3ループの)、および1606(HDα3
へリックスの)、またはこれらのサブセットを含む、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、抗体またはその断片のVHが、以下のNotch3残基:Cys1442
、Pro1444、Ala1445、Ser1447、Ser1448、Pro1449
、Tyr1453、Cys1458、Gly1461、Gly1462、Gly1464
、Leu1592、Ser1594、Pro1595、Glu1596、Asn1597
、Asp1598、およびHis1599のうちの少なくとも1つに結合する、単離抗体
またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Bであり、HDドメインが、HDα3へリ
ックスであり、抗体またはその断片のVLが、以下のNotch3残基:Gln1427
、Cys1428、Glu1429、Pro1444、Ser1445、Ser1447
、Ser1448、Pro1449、Tyr1453、Leu1507、Leu1508
、Arg1510、Leu1592、Asp1598、Pro1602、およびSer1
606のうちの少なくとも1つに結合する、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断する、単離抗
体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、コンフォ
メーショナルエピトープが、NRR領域のLNR−B内のアミノ酸残基をさらに含む、単
離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、コンフォ
メーショナルエピトープが、NRR領域のLNR−B内のアミノ酸残基をさらに含み、N
RR領域のLNR−B/Cリンカー内のアミノ酸残基をさらに含む、単離抗体またはその
断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、コンフォ
メーショナルエピトープが、NRR領域のLNR−B/Cリンカー内のアミノ酸残基をさ
らに含む、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、コンフォ
メーショナルエピトープが、NRR領域のLNR−B/Cリンカー内のアミノ酸残基をさ
らに含み、HDα3−β5ループ内のアミノ酸残基をさらに含む、単離抗体またはその断
片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、コンフォ
メーショナルエピトープが、HDα3−β5ループ内のアミノ酸残基をさらに含む、単離
抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、コンフォ
メーショナルエピトープが、LNR−B内、LNR−B/Cリンカー内、およびHDα3
−β5ループ内のアミノ酸残基をさらに含む、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、抗体また
はその断片が、Notch3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させる、単離
抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、Notc
h3受容体が、突然変異体のNotch3受容体であり、LNR領域またはHDドメイン
が、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、単離抗体またはその断片に関
する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、Notc
h3受容体が、突然変異Notch3受容体であり、LNR領域またはHDドメインが、
S1580L、D1587N、Y1624H、L1518M、A1537T、N1597
K、L1547V、R1526C(HD)およびG1487D、(LNR−C)、P20
34fs、P2067fs、p2177fs、Q2075、W2172、G2112
D、L2212M、F2121L、G2038S、G2059R、R2022H、Y21
27H、Y2211C、V2202I、S2096L、P2089L、P2209L、R
1981C、R2145Q、P2178S、またはこれらの組合せからなる群から選択さ
れる、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、単離抗体またはその断片に
関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、Notc
h3受容体が、突然変異Notch3受容体であり、LNR領域またはHDドメインが、
少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有し、コンフォメーショナルエピトープが
、アミノ酸残基:1440(LNR−Bの)、1463、1465〜1468(LNR−
B/Cリンカーの)、1469〜1472、1474、1486〜1487、(LNR−
Cの)、1534(HDα3へリックスの)、ならびに1618、1619、および16
21(α3−β5ループの)、またはこれらのサブセットを含む、単離抗体またはその断
片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、Notc
h3受容体が、突然変異Notch3受容体であり、LNR領域またはHDドメインが、
少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有し、抗体またはその断片のVHが、以下
のNotch3残基:Arg1463、Thr1466、Asn1468、Pro146
9、Val1470、Tyr1471、Tyr1474、Gln1486、およびGly
1487のうちの少なくとも1つに結合する、単離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、Notc
h3受容体が、突然変異体のNotch3受容体であり、LNR領域またはHDドメイン
が、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有し、抗体またはその断片のVLが、
以下のNotch3残基:Ser1440、Arg1465、Thr1466、Asn1
468、Pro1469、Val1470、Glu1472、Arg1434、Glu1
618、Arg1619、およびAsp1621のうちの少なくとも1つに結合する、単
離抗体またはその断片に関する。
一実施形態では、本発明は、Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに
特異的に結合する単離抗体またはその断片であって、コンフォメーショナルエピトープが
、Notch3受容体のNRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ
二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続
アミノ酸配列を含み、LNR領域が、LNR−Cであり、HDドメインが、HDα2へリ
ックスであり、抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断し、Notc
h3受容体が、突然変異体のNotch3受容体であり、LNR領域またはHDドメイン
が、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、単離抗体またはその断片に関
する。
抗体の可変領域または全長鎖が、ヒト生殖細胞系列免疫グロブリン遺伝子を使用する系
から得られる場合、本明細書で使用されるヒト抗体は、特定の生殖細胞系列配列「の産物
」であるか、またはこれ「から導出された」、重鎖可変領域もしくは軽鎖可変領域または
全長重鎖もしくは全長軽鎖を含む。このような系は、ヒト免疫グロブリン遺伝子を保有す
るトランスジェニックマウスを、対象の抗原で免疫化すること、または対象の抗原を伴う
ファージ上で提示されたヒト免疫グロブリン遺伝子ライブラリーをスクリーニングするこ
とを含む。ヒト生殖細胞系列の免疫グロブリン配列「の産物」であるか、またはこれ「か
ら導出された」ヒト抗体は、ヒト抗体のアミノ酸配列を、ヒト生殖細胞系列免疫グロブリ
ンのアミノ酸配列に照らして比較し、配列がヒト抗体の配列と最も近縁(すなわち、同一
性%が最大)である、ヒト生殖細胞系列の免疫グロブリン配列を選択することにより、そ
れ自体として同定することができる。特定のヒト生殖細胞系列の免疫グロブリン配列「の
産物」であるか、またはこれ「から導出された」ヒト抗体は、例えば、自然発生の体細胞
突然変異または部位指向突然変異の意図的な導入に起因して、生殖細胞系列の配列と比較
したアミノ酸の差違を含有しうる。しかし、VHフレームワーク領域内またはVLフレー
ムワーク領域内で、選択されたヒト抗体は、アミノ酸配列が、ヒト生殖細胞系列免疫グロ
ブリン遺伝子によりコードされるアミノ酸配列に対して、少なくとも90%同一であり、
ヒト抗体を、他の種の生殖細胞系列免疫グロブリンのアミノ酸配列(例えば、マウス生殖
細胞系列の配列)と比較した場合、ヒト抗体として同定する、アミノ酸残基を含有するこ
とが典型的である。ある種の場合に、ヒト抗体は、生殖細胞系列免疫グロブリン遺伝子に
よりコードされるアミノ酸配列に対して、アミノ酸配列が少なくとも60%、70%、8
0%、90%、または少なくとも95%、なおまたは少なくとも96%、97%、98%
、もしくは99%同一でありうる。組換えヒト抗体は、VHフレームワーク領域内または
VLフレームワーク領域内の、ヒト生殖細胞系列免疫グロブリン遺伝子によりコードされ
るアミノ酸配列との、10アミノ酸以下の差違を提示することが典型的である。ある種の
場合に、ヒト抗体は、生殖細胞系列免疫グロブリン遺伝子によりコードされるアミノ酸配
列との、5以下、なおまたは4、3、2、もしくは1アミノ酸以下の差違を提示しうる。
本明細書で開示される抗体は、単鎖抗体、ダイアボディー、ドメイン抗体、ナノボディ
ー、およびユニボディーの誘導体でありうる。「単鎖抗体」(scFv)は、VHドメイ
ンへと連結されたVLドメインを含む単一のポリペプチド鎖であって、VLドメインとV
Hドメインとが対合して、一価分子を形成する、ポリペプチド鎖からなる。単鎖抗体は、
当技術分野で公知の方法に従い調製することができる(例えば、Bird et al., (1988) Sc
ience 242:423-426;およびHuston et al., (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:587
9-5883を参照されたい)。「ダイアボディー」は、各鎖が、短いペプチドリンカーにより
接続される、同じポリペプチド鎖上の軽鎖可変領域へと接続された、重鎖可変領域を含む
2つの鎖であって、同じ鎖上の2つの領域は互いと対合しないが、他の鎖上の相補的なド
メインとは対合して、二特異性分子を形成する2つの鎖からなる。当技術分野では、ダイ
アボディーを調製する方法が公知である(例えば、Holliger et al., (1993) Proc. Natl
. Acad. Sci. USA 90:6444-6448;およびPoljak et al., (1994) Structure 2:1121-1123
を参照されたい)。ドメイン抗体(dAb:domain antibody)とは、抗体の重鎖または
軽鎖の可変領域に対応する、抗体の小型の機能的な結合性単位である。ドメイン抗体は、
細菌細胞系内、酵母細胞系内、および哺乳動物細胞系内で良好に発現する。当技術分野で
は、ドメイン抗体およびその作製法についてのさらなる詳細が公知である(例えば、米国
特許第6,291,158号、同第6,582,915号、同第6,593,081号、
同第6,172,197号、同第6,696,245号;欧州特許第0368684号お
よび同第0616640号;WO05/035572、WO04/101790、WO0
4/081026、WO04/058821、WO04/003019、およびWO03
/002609を参照されたい)。ナノボディーは、抗体の重鎖から導出される。ナノボ
ディーは、単一の可変ドメインと、2つの定常ドメイン(CH2およびCH3)とを含み
、元の抗体の抗原結合能を保持することが典型的である。ナノボディーは、当技術分野で
公知の方法(例えば、米国特許第6,765,087号;米国特許第6,838,254
号、WO06/079372を参照されたい)により調製することができる。ユニボディ
ーは、IgG4抗体の1つの軽鎖と1つの重鎖とからなる。ユニボディーは、IgG4抗
体のヒンジ領域を除去することにより作製することができる。ユニボディーおよびこれら
を調製する方法のさらなる詳細については、WO2007/059782において見出す
ことができる。
相同な抗体
さらに別の実施形態では、本開示は、表2に記載される配列と相同なアミノ酸配列を含
む抗体またはその断片を提示し、前記抗体は、Notch3タンパク質(例えば、ヒトN
otch3および/またはカニクイザルNotch3)に結合し、表2に記載される抗体
の所望の機能的特性を保持する。
例えば、本開示は、重鎖可変領域と軽鎖可変領域とを含む、単離モノクローナル抗体(
または機能的その断片)であって、重鎖可変領域が、配列番号9、29、49、69、8
9、109、129、149、169、189、209、および229からなる群から選
択されるアミノ酸配列と少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%
同一なアミノ酸配列を含み、軽鎖可変領域が、配列番号19、39、59、79、99、
119、139、159、179、199、および219からなる群から選択されるアミ
ノ酸配列と少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%同一なアミノ
酸配列を含む、単離モノクローナル抗体を提示する。Notch3(例えば、ヒトNot
ch3および/またはカニクイザルNotch3)に結合し、例えば、実施例で記載され
るICD3アッセイにより測定しうる、Notch3のシグナル伝達活性を阻害する。ま
た、可変重鎖および可変軽鎖の親ヌクレオチド配列、ならびに哺乳動物細胞内の発現につ
いて最適化された全長重鎖および軽鎖配列も、範囲内に含まれる。他の抗体は、突然変異
させているが、上記で記載した配列に対して、少なくとも60、70、80、90、95
、または98%の同一性を有する、アミノ酸または核酸を含む。いくつかの実施形態では
、他の抗体は、突然変異体のアミノ酸配列であって、上記で記載した配列により描示され
る可変領域と比較して、可変領域内のアミノ酸の欠失、挿入、または置換により、1つ、
2つ、3つ、4つ、または5つ以下のアミノ酸を突然変異させているアミノ酸配列を含む
他の実施形態では、VHおよび/またはVLのアミノ酸配列は、表2に示される配列と
、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、または
99%同一でありうる。他の実施形態では、VHおよび/またはVLのアミノ酸配列は、
1、2、3、4、または5カ所以下のアミノ酸位置におけるアミノ酸置換を除き、同一で
ありうる。表2に記載される抗体のVH領域およびVL領域に対する同一性が大きな(す
なわち、80%以上である)、VH領域およびVL領域を有する抗体は、突然変異誘発(
例えば、部位指向突然変異誘発またはPCR媒介型突然変異誘発)の後で、本明細書で記
載される機能的アッセイを使用して、コードされる、変化させた抗体の、保持された機能
についての試験を行うことにより得ることができる。
他の実施形態では、重鎖および/または軽鎖の可変領域のヌクレオチド配列は、上記で
示した配列と、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、ま
たは99%同一でありうる。
本明細書で使用される、2つの配列の間の「同一性パーセント」とは、2つの配列の最
適なアライメントのために導入する必要がある、ギャップの数および各ギャップの長さを
考慮に入れるときに配列により共有される、同一な位置の数の関数である(すなわち、同
一性%は、同一な位置の数/位置の総数×100に等しい)。配列の比較および2つの配
列の間の同一性パーセントの決定は、下記の非限定的な例において記載されている、数学
的アルゴリズムを使用して達成することができる。
加えて、または代替的に、本開示のタンパク質配列はさらに、公開のデータベースに対
して検索を実施して、例えば、類縁配列を同定する「クエリー配列」としても使用するこ
とができる。例えば、このような検索は、Altschul et al., (1990) J.Mol. Biol. 215:4
03-10によるBLASTプログラム(version2.0)を使用して実施することが
できる。
保存的修飾を伴う抗体
他の抗体またはそれらの断片は、突然変異させているが、CDR領域内で、表2に記載
される配列により描示されるCDR領域との、少なくとも60、70、80、90、95
、または98パーセントの同一性を有するアミノ酸を含む。いくつかの実施形態では、他
の抗体またはそれらの断片は、突然変異体のアミノ酸配列を含み、CDR領域内で、表2
に記載される配列により描示されるCDR領域と比較して、1つ、2つ、3つ、4つ、ま
たは5つ以下のアミノ酸を突然変異させているが、元の抗体のエピトープに対するそれら
の特異性をやはり維持している。
他の抗体またはそれらの断片は、突然変異させているが、フレームワーク領域内で、表
2に記載される配列により描示されるフレームワーク領域との、少なくとも60、70、
80、90、95、または98パーセントの同一性を有するアミノ酸を含む。いくつかの
実施形態では、他の抗体またはそれらの断片は、突然変異体のアミノ酸配列を含み、フレ
ームワーク領域内で、表2に記載される配列により描示されるフレームワーク領域と比較
して、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、または7つ以下のアミノ酸を突然変異させ
ているが、元の抗体のエピトープに対するそれらの特異性をやはり維持している。本開示
はまた、Notch3タンパク質(例えば、ヒトNotch3および/またはカニクイザ
ルNotch3)に特異的に結合する抗体のVH、VL、全長重鎖、および全長軽鎖をコ
ードする核酸配列も提示する。
ある種の実施形態では、抗体は、CDR1配列、CDR2配列、およびCDR3配列を
含む重鎖可変領域と、CDR1配列、CDR2配列、およびCDR3配列を含む軽鎖可変
領域とを有し、これらのCDR配列のうちの1または複数は、本明細書で記載される抗体
に基づく指定されたアミノ酸配列、またはそれらの保存的修飾を有し、抗体は、本開示の
Notch3結合性抗体の所望の機能的特性を保持する。
したがって、本開示は、CDR1配列、CDR2配列、およびCDR3配列を含む重鎖
可変領域と、CDR1配列、CDR2配列、およびCDR3配列を含む軽鎖可変領域とか
らなる、単離Notch3モノクローナル抗体またはその断片であって、重鎖可変領域の
CDR1アミノ酸配列が、配列番号3、23、43、63、83、103、123、14
3、163、183、および203、ならびにこれらの保存的修飾からなる群から選択さ
れ;重鎖可変領域のCDR2アミノ酸配列が、配列番号4、24、44、64、84、1
04、124、144、164、184、および204、ならびにこれらの保存的修飾か
らなる群から選択され;重鎖可変領域のCDR3アミノ酸配列が、配列番号5、25、4
5、65、85、105、125、145、165、185、および205、ならびにこ
れらの保存的修飾からなる群から選択され;軽鎖可変領域のCDR1アミノ酸配列が、配
列番号13、33、53、73、93、113、133、153、173、193、およ
び213、ならびにこれらの保存的修飾からなる群から選択され;軽鎖可変領域のCDR
2アミノ酸配列が、配列番号14、34、54、74、94、114、134、154、
174、194、および214、ならびにこれらの保存的修飾からなる群から選択され;
軽鎖可変領域のCDR3アミノ酸配列が、配列番号15、35、55、75、95、11
5、135、155、175、195、および215、ならびにこれらの保存的修飾から
なる群から選択され;抗体またはその断片は、Notch3に特異的に結合し、実施例で
記載されるNotch3アッセイ(例えば、ICD3アッセイ)により測定しうる、No
tch3のシグナル伝達経路を阻害することによりNotch3活性を阻害する、単離N
otch3モノクローナル抗体またはその断片を提示する。
同じコンフォメーショナルエピトープに結合する抗体
本開示は、表2に記載されるNotch3結合性抗体が相互作用するのと同じコンフォ
メーショナルエピトープと相互作用する(例えば、結合、立体障害、空間的分布の安定化
により)抗体を提示する。したがって、Notch3結合アッセイにおいて、他の抗体と
交差競合する(例えば、統計学的に有意な様式で、他の抗体の結合を競合的に阻害する)
それらの能力に基づき、さらなる抗体を同定することができる。Notch3タンパク質
(例えば、ヒトNotch3および/またはカニクイザルNotch3)に対する本開示
の抗体の結合を阻害する被験抗体の能力は、被験抗体が、Notch3への結合について
、その抗体と競合しうることを裏付け、非限定的な理論に従い、このような抗体は、No
tch3タンパク質上の、それが競合する抗体と同じであるかまたは類縁の(例えば、構
造的に類似するか、または空間的に近接する)コンフォメーショナルエピトープに結合す
る。ある種の実施形態では、Notch3上の同じコンフォメーショナルエピトープに結
合する抗体は、ヒトモノクローナル抗体である。このようなヒトモノクローナル抗体は、
本明細書で記載される通りに、調製および単離することができる。
一実施形態では、抗体またはその断片は、Notch3のLNR領域内およびHD内の
両方における、非連続アミノ酸残基を含むコンフォメーショナルエピトープに結合して、
Notch3を自己阻害コンフォメーションで保持し、これにより、HD内のS2部位の
、プロテアーゼへの曝露と、その後におけるプロテアーゼによるS3部位の切断とを防止
する。これらの部位における切断の欠如は、下流のNotch3シグナル伝達を防止する
理論を提示することに束縛されるわけではないが、作用機構についての1つの可能なモ
デルは、Notch3 NRRが典型的に、各々がCa2+イオンを配位結合させる3つ
のLNRが、HDを包み込んで、S2部位をADAMプロテアーゼによる接近から保護す
る(例えば、LNR−A/Bリンカーに由来する保存的なL1419が、S2部位を直接
塞ぎ、S2部位を、プロテアーゼによる接近から立体的に閉鎖する)、自己阻害コンフォ
メーションで存在するということである。LNRとHDとの間の相互作用の安定性のほか
、これらの領域内の相互作用の安定性も、NRRの自己阻害コンフォメーションを維持す
るのに極めて重要である。Notch3 NRR内の突然変異は、自己阻害コンフォメー
ションを開放し、これにより、S2部位が、プロテアーゼによる切断に供され、その後、
S3部位が、プロテアーゼによる切断に供され、これにより、下流のNotch3シグナ
ル伝達を活性化させるように、HDドメインを露出させる。したがって、関与性のがん(
本明細書で開示される)において見出される突然変異と同様、NRRを不安定化させる突
然変異であれば、Notch3の活性化を増強しうるであろう。他方、LNR−HD間相
互作用を安定化させうる抗体などの試薬は、Notch3シグナル伝達を潜在的に阻害し
うる。20350、および20358などの抗体またはそれらの断片は、Notch3の
自己阻害コンフォメーションに結合し、自己阻害コンフォメーションを安定化させ(これ
を直接維持し、保持し、ロックし)、これにより、HDのプロテアーゼによる切断への曝
露と、その後における下流のNotch3シグナル伝達を防止する。
抗体またはそれらの断片は、Notch3のリガンド依存的活性化;Notch3のリ
ガンド非依存的活性化;ならびにNotch3のリガンド依存的活性化およびリガンド非
依存的活性化の両方を、リガンドの結合を防止することなく阻害する。各機構により顕著
に異なる腫瘍型が駆動されるのであれば、治療用抗体は、Notch3活性化の単一の機
構(すなわち、リガンド依存的またはリガンド非依存的)をターゲティングする抗体より
広範なスペクトルにわたる腫瘍において臨床的有用性を有するので、これは有利であると
考えられる。
結果として、既存の治療用抗体が臨床的に無効である状態を処置するのに、抗体を使用
することができる。
操作修飾抗体
本明細書で示されるVH配列および/またはVL配列のうちの1または複数を有する抗
体を、出発抗体から変化させた特性を有しうる修飾抗体を操作する出発材料として使用し
て、抗体をさらに調製することもできる。抗体は、可変領域(すなわち、VHおよび/ま
たはVL)のうちの一方または両方の中の、例えば、1もしくは複数のCDR領域内、お
よび/または1もしくは複数のフレームワーク領域内の1または複数の残基を修飾するこ
とにより操作することができる。加えて、または代替的に、抗体は、定常領域内の残基を
修飾することにより操作して、例えば、抗体のエフェクター機能を変化させることもでき
る。
実施しうる可変領域操作の1つの種類は、CDRグラフティングである。抗体は、主に
6つの重鎖相補性決定領域(CDR)内および軽鎖CDR内に位置するアミノ酸残基を介
して、標的抗原と相互作用する。この理由で、CDR内のアミノ酸配列は、CDR外部の
配列より、個々の抗体の間で多様である。CDR配列は、大半の抗体−抗原間相互作用の
一因となるため、異なる特性を伴う異なる抗体に由来するフレームワーク配列へとグラフ
トされた、具体的な自然発生抗体に由来するCDR配列を含む発現ベクターを構築するこ
とにより、具体的な自然発生抗体の特性を模倣する組換え抗体を発現させることが可能で
ある(例えば、Riechmann et al., (1998) Nature 332:323-327;Jones et al., (1986)
Nature 321:522-525;Queen et al., (1989) Proc. Natl. Acad., U.S.A. 86:10029-1003
3;Winterによる、米国特許第5,225,539号;ならびにQueenらによ
る、米国特許第5,530,101号、同第5,585,089号、同第5,693,7
62号、および同第6,180,370号を参照されたい)。
したがって、別の実施形態は、単離Notch3抗体またはその断片であって、配列番
号3、23、43、63、83、103、123、143、163、183、および20
3からなる群から選択されるアミノ酸配列を有するCDR1配列;配列番号4、24、4
4、64、84、104、124、144、164、184、および204からなる群か
ら選択されるアミノ酸配列を有するCDR2配列;ならびに配列番号4、10、22、2
8、40、46、58、64、76、82、94、100、112、118、130、1
36、148、154、166、172、184、190、202、208、220、2
26、238、244、256、262、274、280、292、298、310、3
16、328、334、346、352、364、および370からなる群から選択され
るアミノ酸配列を有するCDR3配列のそれぞれを含む、重鎖可変領域と、配列番号13
、33、53、73、93、113、133、153、173、193、および213か
らなる群から選択されるアミノ酸配列を有するCDR1配列;配列番号14、34、54
、74、94、114、134、154、174、194、および214からなる群から
選択されるアミノ酸配列を有するCDR2配列;ならびに配列番号15、35、55、7
5、95、115、135、155、175、195、および215からなる群から選択
されるアミノ酸配列からなるCDR3配列のそれぞれを有する、軽鎖可変領域とを含む、
単離Notch3抗体またはその断片に関する。
したがって、このような抗体は、抗体のVH CDR配列およびVL CDR配列を含
有するが、これらの抗体に由来する異なるフレームワーク配列を含有しうる。このような
フレームワーク配列は、生殖細胞系列の抗体遺伝子配列を含む、公開のDNAデータベー
スまたは刊行された参考文献から得ることができる。例えば、ヒト重鎖可変領域遺伝子お
よびヒト軽鎖可変領域遺伝子のための生殖細胞系列のDNA配列は、「Vase」ヒト生
殖細胞系列配列データベース(インターネット上のwww.mrc−cpe.cam.a
c.uk/vbaseにおいて利用可能である)のほか、それらの各々の内容が参照によ
り明示的に本明細書に組み込まれる、Kabat et al., (1991) Sequences of Proteins of
Immunological Interest, Fifth Edition, U.S. Department of Health and Human Servi
ces, NIH Publication No. 91-3242;Chothia et al., (1987) J. Mol. Biol. 196:901-9
17;Chothia et al., (1989) Nature 342:877-883;およびAl-Lazikani et al., (1997)
J. Mol. Biol. 273:927-948;Tomlinson et al., (1992) J. fol. Biol. 227:776-798;
およびCox et al., (1994) Eur. J Immunol. 24:827-836においても見出すことができる
抗体における使用のためのフレームワーク配列の例は、選択された本開示の抗体により
使用されるフレームワーク配列、例えば、本開示のモノクローナル抗体により使用される
コンセンサス配列および/またはフレームワーク配列と構造的に類似する配列である。V
H CDR1配列、VH CDR2配列、およびVH CDR3配列、ならびにVL C
DR1配列、VL CDR2配列、およびVL CDR3配列は、フレームワーク配列が
由来する生殖細胞系列免疫グロブリン遺伝子内で見出される配列と同一な配列を有するフ
レームワーク領域へとグラフトすることもでき、CDR配列は、生殖細胞系列の配列と比
較して、1カ所または複数カ所の突然変異を含有するフレームワーク領域へとグラフトす
ることもできる。例えば、ある種の場合には、フレームワーク領域内の残基を突然変異さ
せて、抗体の抗原結合能を維持または増強することが有益であると見出されている(例え
ば、Queenらによる、米国特許第5,530,101号、同第5,585,089号
、同第5,693,762号、および同第6,180,370号を参照されたい)。
可変領域修飾の別の種類は、VH CDR1領域内、VH CDR2領域内、および/
もしくはVH CDR3領域内、ならびに/またはVL CDR1領域内、VL CDR
2領域内、および/もしくはVL CDR3領域内のアミノ酸残基を突然変異させて、こ
れにより、「アフィニティー成熟」として公知である通り、対象の抗体の1または複数の
結合特性(例えば、アフィニティー)を改善することである。部位指向突然変異誘発また
はPCRにより媒介される突然変異誘発を実施して、突然変異を導入し、本明細書で記載
され、実施例において提示される、in vitroアッセイまたはin vivoアッ
セイにおいて、抗体の結合に対する効果、または他の対象の機能的特性を査定することが
できる。保存的修飾(上記で論じた)を導入することができる。突然変異は、アミノ酸置
換、アミノ酸付加、またはアミノ酸欠失でありうる。さらに、CDR領域内の1つ、2つ
、3つ、4つ、または5つ以下の残基を変化させることが典型的である。
したがって、別の実施形態では、本開示は、単離Notch3抗体またはそれらの断片
であって、配列番号3、23、43、63、83、103、123、143、163、1
83、および203を有する群から選択されるアミノ酸配列からなるVH CDR1領域
、または配列番号3、23、43、63、83、103、123、143、163、18
3、および203と比較して、1、2、3、4、もしくは5カ所のアミノ酸置換、アミノ
酸欠失、もしくはアミノ酸付加を有するアミノ酸配列;配列番号4、24、44、64、
84、104、124、144、164、184、および204からなる群から選択され
るアミノ酸配列を有するVH CDR2領域、または配列番号4、24、44、64、8
4、104、124、144、164、184、および204と比較して、1、2、3、
4、もしくは5カ所のアミノ酸置換、アミノ酸欠失、もしくはアミノ酸付加を有するアミ
ノ酸配列;ならびに配列番号5、25、45、65、85、105、125、145、1
65、185、および205からなる群から選択されるアミノ酸配列を有するVH CD
R3領域、または配列番号5、25、45、65、85、105、125、145、16
5、185、および205と比較して、1、2、3、4、もしくは5カ所のアミノ酸置換
、アミノ酸欠失、もしくはアミノ酸付加を有するアミノ酸配列を有する、重鎖可変領域と
;配列番号13、33、53、73、93、113、133、153、173、193、
および213からなる群から選択されるアミノ酸配列を有するVL CDR1領域、また
は配列番号13、33、53、73、93、113、133、153、173、193、
および213と比較して、1、2、3、4、もしくは5カ所のアミノ酸置換、アミノ酸欠
失、もしくはアミノ酸付加を有するアミノ酸配列;配列番号14、34、54、74、9
4、114、134、154、174、194、および214からなる群から選択される
アミノ酸配列を有するVL CDR2領域、または配列番号14、34、54、74、9
4、114、134、154、174、194、および214と比較して、1、2、3、
4、もしくは5カ所のアミノ酸置換、アミノ酸欠失、もしくはアミノ酸付加を有するアミ
ノ酸配列;ならびに配列番号15、35、55、75、95、115、135、155、
175、195、および215からなる群から選択されるアミノ酸配列を有するVL C
DR3領域、または配列番号15、35、55、75、95、115、135、155、
175、195、および215と比較して、1、2、3、4、もしくは5カ所のアミノ酸
置換、アミノ酸欠失、もしくはアミノ酸付加を有するアミノ酸配列を有する、軽鎖可変領
域とからなる、単離Notch3抗体またはそれらの断片を提示する。
抗体断片の、代替的なフレームワークまたは足場へのグラフティング
結果として得られるポリペプチドが、Notch3に特異的に結合する、少なくとも1
つの結合性領域を含む限りにおいて、多種多様な抗体/免疫グロブリンのフレームワーク
または足場を援用することができる。このようなフレームワークまたは足場は、ヒト免疫
グロブリンまたはその断片の5つの主要なイディオタイプを含み、好ましくはヒト化の側
面を有する、他の動物種の免疫グロブリンを含む。当業者により、新規のフレームワーク
、足場、および断片が発見および開発され続けている。
一態様では、本開示は、その上にCDRをグラフトしうる、非免疫グロブリン足場を使
用して、非免疫グロブリンベースの抗体を作り出すことに関する。それらが、標的のNo
tch3タンパク質(例えば、ヒトNotch3および/またはカニクイザルNotch
3)に特異的な結合性領域を含む限りにおいて、公知であるかまたは将来的な、非免疫グ
ロブリンフレームワークおよび非免疫グロブリン足場を援用することができる。公知の非
免疫グロブリンフレームワークまたは非免疫グロブリン足場は、フィブロネクチン(Co
mpound Therapeutics,Inc.、Waltham、MA)、アンキ
リン(Molecular Partners AG、Zurich、Switzerl
and)、ドメイン抗体(Domantis,Ltd.、Cambridge、MA、お
よびAblynx nv、Zwijnaarde、Belgium)、リポカリン(Pi
eris Proteolab AG、Freising、Germany)、低分子モ
ジュラー免疫医薬品(Trubion Pharmaceuticals Inc.、S
eattle、WA)、マキシボディー(Avidia,Inc.、Mountain
View、CA)、プロテインA(Affibody AG、Sweden)、およびア
フィリン(ガンマ−クリスタリンまたはユビキチン)(Scil Proteins G
mbH、Halle、Germany)を含むがこれらに限定されない。
フィブロネクチン足場は、III型フィブロネクチンドメイン(例えば、III型フィ
ブロネクチンの第10モジュール(10Fn3ドメイン))に基づく。III型フィブロ
ネクチンドメインは、それら自体が互いに対してパッキングされてタンパク質のコアを形
成し、ベータ鎖を互いへと接続し、溶媒へと露出されるループ(CDRと類似する)もさ
らに含有する、2つのベータシートの間に分配された、7つまたは8つのベータ鎖を有す
る。ベータシートサンドイッチの各エッジには、少なくとも3つのこのようなループがあ
り、ここで、エッジは、ベータ鎖の方向に対して垂直なタンパク質の境界である(US6
,818,418を参照されたい)。全体的なフォールドは、ラクダIgG内およびラマ
IgG内の抗原認識単位全体を含む、最小の機能的抗体断片である、重鎖可変領域のフォ
ールドと密接に関連するが、これらのフィブロネクチンベースの足場は、免疫グロブリン
ではない。この構造のために、非免疫グロブリン抗体は、性質およびアフィニティーが抗
体の性質およびアフィニティーと類似する抗原結合特性を模倣する。これらの足場は、i
n vivoにおける抗体のアフィニティー成熟の工程と類似する、in vitroに
おけるループのランダム化戦略およびシャフリング戦略において使用することができる。
これらのフィブロネクチンベースの分子は、標準的なクローニング法を使用して、分子の
ループ領域をCDRで置きかえうる、足場として使用することができる。
アンキリン技術は、アンキリンから導出されたリピートモジュールを伴うタンパク質を
、異なる標的への結合に使用しうる可変領域を保有する足場として使用することに基づく
。アンキリンリピートモジュールとは、2つのアンチパラレルのα−へリックスおよびβ
−ターンからなる、33アミノ酸のポリペプチドである。可変領域の結合は、リボソーム
ディスプレイを使用することにより、最もよく最適化することができる。
アビマーは、Notch3など、天然のAドメイン含有タンパク質から導出される。こ
れらのドメインは、天然では、タンパク質間相互作用に使用され、ヒトでは、250を超
えるタンパク質が、構造的にAドメインに基づく。アビマーは、アミノ酸リンカーを介し
て連結された多数の(2つ〜10の)異なる「Aドメイン」単量体からなる。標的抗原に
結合しうるアビマーは、例えば、米国特許出願公開第20040175756号;同第2
0050053973号;同第20050048512号;および同第20060008
844号において記載されている方法を使用して創出することができる。
アフィニティーリガンドであるアフィボディーとは、プロテインAのIgG結合性ドメ
インのうちの1つの足場に基づく3へリックスバンドルからなる、低分子の単純なタンパ
ク質である。プロテインAとは、細菌である黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)
に由来する表面タンパク質である。この足場ドメインは、それらのうちの13が、多数の
リガンド変異体を伴うアフィボディーライブラリーを作り出すようにランダム化されてい
る、58アミノ酸からなる(例えば、US5,831,012を参照されたい)。アフィ
ボディー分子は、抗体を模倣し、150kDaである抗体の分子量と比較して、分子量が
6kDaである。その小サイズにもかかわらず、アフィボディー分子の結合性部位は、そ
の抗体の結合性部位と類似する。
アンチカリンとは、Pieris ProteoLab AG社により開発された生成
物である。アンチカリンは、通例、化学的に感受性の化合物または不溶性の化合物の生理
学的輸送または貯蔵に関与する、広範にわたる低分子の頑健なタンパク質群であるリポカ
リンから導出される。ヒト組織内またはヒト体液中では、複数の天然リポカリンが生じる
。タンパク質のアーキテクチャーは、リジッドフレームワークの上に超可変ループを伴い
、免疫グロブリンを連想させる。しかし、抗体またはそれらの組換え断片とは対照的に、
リポカリンは、単一の免疫グロブリンドメインよりごくわずかに大きい、160〜180
アミノ酸残基を伴う単一のポリペプチド鎖からなる。結合性ポケットを構成する4つのル
ープのセットは、顕著な構造可塑性を示し、様々な側鎖を許容する。したがって、異なる
形状の規定の標的分子を、高度なアフィニティーおよび特異性で認識するために、結合性
部位を特許権のある工程で成形し直すことができる。4つのループのセットを突然変異誘
発することによりアンチカリンを開発するのには、リポカリンファミリーの1つのタンパ
ク質である、オオモンシロチョウ(Pieris brassicae)のビリン結合性タンパク質(BB
P)が使用されている。アンチカリンについて記載する特許出願の1つの例は、PCT公
開第WO199916873号における例である。
アフィリン分子とは、タンパク質および低分子に対する特異的なアフィニティーのため
にデザインされた低分子非免疫グロブリンタンパク質である。新たなアフィリン分子は、
それらの各々が、異なるヒト由来の足場タンパク質に基づく2つのライブラリーから極め
て迅速に選択することができる。アフィリン分子は、免疫グロブリンタンパク質に対して
、いかなる構造相同性も示さない。現在、2つのアフィリン足場が援用されており、それ
らのうちの一方は、ヒト水晶体の構造タンパク質であるガンマクリスタリンであり、他方
は、「ユビキチン」スーパーファミリータンパク質である。いずれのヒト足場も極めて小
型で、高度な温度安定性を示し、pH変化および変性剤に対してほぼ耐性である。この高
度な安定性は主に、タンパク質のベータシート構造の展開に起因する。ガンマクリスタリ
ンに由来するタンパク質の例は、WO200104144において記載されており、「ユ
ビキチン様」タンパク質の例は、WO2004106368において記載されている。
タンパク質エピトープ模倣体(PEM)とは、タンパク質間相互作用に関与する主要な
二次構造である、タンパク質のベータ−ヘアピン二次構造を模倣する、中程度のサイズの
環状ペプチド様分子(MW:1〜2kDa)である。
いくつかの実施形態では、Fc領域を変化させることにより、Fabを、サイレントI
gG1フォーマットへと転換する。例えば、表2の抗体は、IgGフォーマットへと転換
することができる。
ヒト抗体またはヒト化抗体
本開示は、Notch3タンパク質(例えば、ヒトおよび/またはカニクイザル/マウ
スNotch3)に特異的に結合する完全ヒト抗体を提示する。キメラ抗体またはヒト化
抗体と比較して、ヒトNotch3結合性抗体は、ヒト対象へと投与される場合の抗原性
がさらに低減されている。
ヒトNotch3結合性抗体は、当技術分野で公知の方法を使用して作り出すことがで
きる。例えば、ヒト化操作技術を使用して、非ヒト抗体を、操作ヒト抗体へと転換する。
米国特許公開第20050008625号は、非ヒト抗体の結合特徴に照らして、同じ結
合特徴を維持するか、または良好な結合特徴をもたらしながら、非ヒト抗体の可変領域を
、抗体内のヒト可変領域で置きかえるためのin vivo法について記載している。方
法は、エピトープ誘導型、非ヒト基準抗体の可変領域の、完全ヒト抗体による置きかえに
依拠する。結果として得られるヒト抗体は一般に、基準の非ヒト抗体とは構造的に類縁で
ないが、基準抗体と同じ抗原上の同じエピトープに結合する。略述すると、一連のエピト
ープにより誘導される相補性置換法は、「コンペティター」と、基準抗体の多様なハイブ
リッド体(「被験抗体」)のライブラリーとの間の、抗原に対する被験抗体の結合に応答
するレポーター系の存在下における限定量の抗原への結合についての、細胞内の競合を準
備することにより可能となる。コンペティターは、基準抗体または、単鎖Fv断片など、
その誘導体でありうる。コンペティターはまた、抗原の天然または人工のリガンドであっ
て、基準抗体と同じエピトープに結合するリガンドでもありうる。コンペティターの唯一
の要件は、基準抗体と同じエピトープに結合し、基準抗体と、抗原への結合について競合
することである。被験抗体は、非ヒト基準抗体に由来する1つの抗原結合性V領域を共有
し、ヒト抗体のレパートリーライブラリーなど、多様な供給源に由来する、他のV領域は
、ランダムに選択される。基準抗体に由来する共通のV領域は、選択に、基準抗体への抗
原結合忠実度が最高となる方向へのバイアスがかかるように、被験抗体を抗原上の同じエ
ピトープ上に、同じ配向性で位置決めするガイドとして用いられる。
多くの種類のレポーター系を使用して、被験抗体と抗原との間の所望の相互作用を検出
することができる。例えば、レポーターが、被験抗体が抗原に結合する場合に限り、断片
の相補により活性化するように、相補的レポーター断片を、抗原および被験抗体のそれぞ
れへと連結することができる。被験抗体側のレポーター断片と、抗原側のレポーター断片
との融合体を、コンペティターと共に共発現させると、レポーターの活性化は、コンペテ
ィターと競合する被験抗体の能力であって、被験抗体の抗原に対するアフィニティーに比
例する能力に依存するようになる。使用されうる他のレポーター系は米国特許出願第10
/208,730号(同公開第20030198971号)で開示されている、自己阻害
レポーター再活性化系(RAIR)の再活性化因子、または米国特許出願第10/076
,845号(同公開第20030157579号)で開示されている、競合活性化系を含
む。
一連のエピトープ誘導型相補性置換系により選択を行って、単一の被験抗体を、コンペ
ティター成分、抗原成分、およびレポーター成分と共に発現させる細胞を同定する。これ
らの細胞では、各被験抗体は、コンペティターと一対一で、限定量の抗原への結合につい
て競合する。レポーターの活性は、被験抗体に結合した抗原の量に比例し、これは、結果
として被験抗体の抗原に対するアフィニティーおよび被験抗体の安定性に比例する。まず
、被験抗体として発現させた場合の、基準抗体の活性に照らしたそれらの活性に基づき、
被験抗体を選択する。第1のラウンドの選択の結果は、それらの各々が、基準抗体に由来
する同じ非ヒトV領域と、ライブラリーに由来するヒトV領域とを含み、それらの各々が
、基準抗体と同じ、抗原上のエピトープに結合する、「ハイブリッド」抗体のセットであ
る。第1のラウンドで選択されたハイブリッド抗体のうちの1または複数は、抗原に対し
て、基準抗体のアフィニティーと同等であるかまたはこれより大きなアフィニティーを有
するであろう。
第2のV領域置換ステップでは、第1のステップで選択されたヒトV領域を、残りの非
ヒト基準抗体のV領域のための、コグネイトのヒトV領域の多様なライブラリーによるヒ
ト置換を選択するためのガイドとして使用する。第1のラウンドで選択されたハイブリッ
ド抗体はまた、第2のラウンドの選択のためのコンペティターとして使用することもでき
る。第2のラウンドの選択の結果は、基準抗体と構造的に異なるが、基準抗体と、同じ抗
原への結合について競合する、完全ヒト抗体のセットである。選択されたヒト抗体のうち
のいくつかは、基準抗体と同じ抗原上の同じエピトープに結合する。これらの選択された
ヒト抗体の中で、1または複数のヒト抗体は、基準抗体のアフィニティーと同等であるか
またはこれより大きなアフィニティーで、同じエピトープに結合する。
上記で記載した、マウスNotch3結合性抗体またはキメラNotch3結合性抗体
のうちの1つを基準抗体として使用するこの方法は、同じ結合特異性および同じであるか
または良好な結合アフィニティーでヒトNotch3に結合するヒト抗体を作り出すのに
たやすく援用することができる。加えて、このようなヒトNotch3結合性抗体はまた
、ヒト抗体を特注で作製する企業、例えば、KaloBios,Inc.(Mounta
in View、CA)からも市販されている。
ラクダ科動物抗体
ラマ種(アルパカ(Lama pacos)、ラマ(Lama glama)、およびビクーニャ(Lama vic
ugna))などの新世界メンバー含む、ラクダおよびヒトコブラクダ(dromedary)(フタ
コブラクダ(Camelus bactrianus)およびヒトコブラクダ(Camelus dromaderius))フ
ァミリーのメンバーから得られる抗体タンパク質は、サイズ、構造的複雑性、およびヒト
対象に対する抗原性に関して特徴付けられている。天然で見出されるこのファミリーの哺
乳動物に由来するある種のIgG抗体は、軽鎖を欠き、したがって、他の動物に由来する
抗体の場合の、2つの重鎖および2つの軽鎖を有する、4つの鎖による典型的な四次構造
とは構造的に顕著に異なっている。PCT/EP93/02214(1994年3月3日
に公表されたWO94/04678)を参照されたい。
VHHとして同定される小型の単一の可変ドメインである、ラクダ科動物抗体の領域は
、標的に対するアフィニティーが大きな低分子タンパク質をもたらすことから、「ラクダ
科動物ナノボディー」として公知の、低分子量抗体から導出されるタンパク質を結果とし
てもたらす遺伝子操作により得ることができる。1998年6月2日に交付された米国特
許第5,759,808号を参照されたい。また、Stijlemans et al., (2004) J Biol C
hem 279:1256-1261;Dumoulin et al., (2003) Nature 424:783-788;Pleschberger et a
l., (2003) Bioconjugate Chem 14:440-448;Cortez-Retamozo et al., (2002) Int J Ca
ncer 89:456-62;およびLauwereys et al., (1998) EMBO J 17:3512-3520も参照されたい
。ラクダ科動物抗体および抗体断片の操作ライブラリーは、例えば、Ablynx、Gh
ent、Belgiumから市販されている(例えば、US20060115470;D
omantis(US20080065440、US20090148434))。非ヒ
ト由来の他の抗体と同様に、ラクダ科動物抗体のアミノ酸配列は、ヒト配列により酷似す
る配列を得るように、組換えにより変化させることができる、すなわち、ナノボディーは
、「ヒト化する」ことができる。したがって、ヒトに対するラクダ科動物抗体の天然の小
さな抗原性を、さらに低減することができる。
ラクダ科動物ナノボディーの分子量は、ヒトIgG分子の分子量の約10分の1で、タ
ンパク質の物理的直径は、数ナノメートルに過ぎない。サイズが小さいことの1つの帰結
は、大型の抗体タンパク質には機能的に対象外である抗原性部位に結合するラクダ科動物
ナノボディーの能力である、すなわち、ラクダ科動物ナノボディーは、古典的な免疫学的
技法を使用するこれ以外の形では隠蔽されたままの抗原を検出する試薬として有用であり
、可能な治療剤として有用である。したがって、サイズが小さいことのさらに別の帰結は
、ラクダ科動物ナノボディーが、標的タンパク質のグルーブ内または狭小なクレフト内の
特異的部位に結合することの結果として、標的タンパク質を阻害することが可能であり、
よって、古典的な抗体の機能よりも、古典的な低分子量の薬物の機能により酷似する能力
において用いられうることである。
低分子量およびコンパクトなサイズはさらに、熱安定性が極めて大きく、極端なpHお
よびタンパク質分解性消化に対して安定的であり、抗原性が小さいラクダ科動物ナノボデ
ィーを結果としてもたらす。別の帰結は、ラクダ科動物ナノボディーが、循環系から組織
へとたやすく移動し、血液脳関門もなお越え、神経組織に影響を及ぼす障害も処置しうる
ことである。ナノボディーはさらに、血液脳関門を越える薬物輸送も容易としうる。20
04年8月19日に公表された米国特許出願第20040161738号を参照されたい
。これらの特色を、ヒトに対する抗原性が小さいことと組み合わせることにより、大きな
治療的可能性が指し示される。さらに、これらの分子は、大腸菌(E. coli)などの原核
細胞内で十分に発現させることができ、バクテリオファージとの融合タンパク質として発
現させることができ、機能的である。
したがって、本開示の特色は、Notch3に対するアフィニティーが大きなラクダ科
動物抗体またはラクダ科動物ナノボディーである。本明細書のある種の実施形態では、ラ
クダ科動物抗体またはラクダ科動物ナノボディーは、天然ではラクダ科動物において産生
される、すなわち、他の抗体について本明細書で記載される技法を使用する、Notch
3またはそのペプチド断片による免疫化の後で、ラクダ科動物により産生される。代替的
に、Notch3結合性ラクダ科動物ナノボディーは、操作もされる、すなわち、例えば
、本明細書の実施例において記載されている、標的としてのNotch3を伴うパニング
手順を使用する、適切に突然変異誘発されたラクダ科動物ナノボディータンパク質を提示
するファージライブラリーからの選択によっても作製される。操作されたナノボディーは
さらに、遺伝子操作により、レシピエント対象における半減期が、45分間〜2週間とな
るようにカスタマイズすることもできる。具体的な実施形態では、ラクダ科動物抗体また
はラクダ科動物ナノボディーを、例えば、PCT/EP93/02214において記載さ
れている通り、ヒト抗体の重鎖または軽鎖のCDR配列を、ナノボディーまたは単一ドメ
イン抗体フレームワーク配列へとグラフトすることにより得る。
一実施形態では、ラクダ科動物抗体またはラクダ科動物ナノボディーは、以下のNot
ch3残基:Cys1442、Pro1444、Ala1445、Ser1447、Se
r1448、Pro1449、Tyr1453、Cys1458、Gly1461、Gl
y1462、Gly1464、Leu1592、Ser1594、Pro1595、Gl
u1596、Asn1597、Asp1598、およびHis1599のうちの少なくと
も1つに結合する。一実施形態では、ラクダ科動物抗体またはラクダ科動物ナノボディー
は、以下のNotch3残基:Gln1427、Cys1428、Glu1429、Pr
o1444、Ser1445、Ser1447、Ser1448、Pro1449、Ty
r1453、Leu1507、Leu1508、Arg1510、Leu1592、As
p1598、Pro1602、およびSer1606のうちの少なくとも1つに結合する
一実施形態では、ラクダ科動物抗体またはラクダ科動物ナノボディーは、以下のNot
ch3残基:Arg1463、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Va
l1470、Tyr1471、Tyr1474、Gln1486、およびGly1487
のうちの少なくとも1つに結合する。一実施形態では、ラクダ科動物抗体またはラクダ科
動物ナノボディーは、以下のNotch3残基:Ser1440、Arg1465、Th
r1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、Glu1472、Ar
g1434、Glu1618、Arg1619、およびAsp1621のうちの少なくと
も1つに結合する。
二特異性分子および多価抗体
別の態様では、本開示は、本開示のNotch3抗体またはその断片を含む二パラトー
プ性分子、二特異性分子、または多特異性分子を特色とする。本開示の抗体またはその断
片は、少なくとも2つの異なる結合性部位または標的分子に結合する二特異性分子を作り
出すように誘導体化することもでき、別の機能的分子、例えば、別のペプチドまたはタン
パク質(例えば、受容体に対する別の抗体またはリガンド)へと連結することもできる。
抗体は実際、2つを超える異なる結合性部位および/または標的分子に結合する二パラト
ープ性分子または多特異性分子を作り出すように誘導体化することもでき、他の複数の機
能的分子へと連結することもでき、このような二パラトープ性分子または多特異性分子も
また、本開示に包摂されることを意図する。本開示の二特異性分子を創出するには、抗体
を、二特異性分子が結果として得られるように、別の抗体、抗体断片、ペプチド、または
結合性模倣体など、1または複数の他の結合分子へと機能的に連結する(例えば、化学的
カップリング、遺伝子融合、非共有結合的会合により、またはこれら以外の形で)ことが
できる。
1つの抗体内の、2つ以上の抗原への結合により、さらなる臨床的利益がもたらされる
(Coloma et al., (1997);Merchant et al., (1998);Alt et al., (1999);Zuo et al.
, (2000);Lu et al., (2004);Lu et al., (2005);Marvin et al., (2005);Marvin et
al., (2006);Shen et al., (2007);Wu et al., (2007);Dimasi et al., (2009);Mic
haelson et al., (2009);Morrison et al., (1997) Nature Biotech. 15:159-163;Alt
et al., (1999) FEBS Letters 454:90-94;Zuo et al., (2000) Protein Engineering 13
:361-367;Lu et al., (2004) JBC 279:2856-2865;Lu et al., (2005) JBC 280:19665-1
9672;Marvin et al., (2005) Acta Pharmacologica Sinica 26:649-658;Marvin et al.
, (2006) Curr Opin Drug Disc Develop 9:184-193;Shen et al., (2007) J Immun Meth
ods 218:65-74;Wu et al., (2007) Nat Biotechnol. 11:1290-1297;Dimasi et al., (2
009) J Mol Biol. 393:672-692;およびMichaelson et al., (2009) mAbs 1:128-141)。
本開示の二特異性分子は、当技術分野で公知の方法を使用して、構成要素である結合特
異性物質をコンジュゲートさせることにより調製することができる。例えば、二特異性分
子の各結合特異性物質は、個別に作り出し、次いで、互いとコンジュゲートさせることが
できる。結合特異性物質がタンパク質またはペプチドである場合は、様々なカップリング
剤または架橋剤を、共有結合的コンジュゲーションに使用することができる。架橋剤の例
は、プロテインA、カルボジイミド、N−スクシンイミジル−S−アセチル−チオアセテ
ート(SATA:N-succinimidyl-S-acetyl-thioacetate)、5,5’−ジチオビス(2
−ニトロ安息香酸)(DTNB)、o−フェニレンジマレイミド(oPDM)、N−スク
シンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)、およびスルホ
スクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート
(sulfo−SMCC:sulfosuccinimidyl 4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-car
boxylate)を含む(例えば、Karpovsky et al., (1984) J. Exp. Med. 160:1686;Liu et
al., (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:8648を参照されたい)。他の方法は、Pau
lus (1985) Behring Ins. Mitt. No. 78:118-132;Brennan et al., (1985) Science 229
:81-83;およびGlennie et al., (1987) J. Immunol. 139: 2367-2375において記載され
ている方法を含む。コンジュゲート剤は、SATAおよびsulfo−SMCCであり、
いずれも、Pierce Chemical Co.(Rockford、IL)から市
販されている。
結合特異性物質が、抗体である場合、それらは、2つの重鎖のC末端ヒンジ領域をスル
フヒドリル結合させることによりコンジュゲートさせることができる。特定の実施形態で
は、コンジュゲーションの前に、奇数のスルフヒドリル残基、例えば、1つのスルフヒド
リル残基を含有するように、ヒンジ領域を修飾する。
代替的に、いずれの結合特異性物質も、同じベクター内でコードさせ、同じ宿主細胞内
で発現およびアセンブルさせることができる。この方法は、二特異性分子が、mAb×m
Ab融合タンパク質、mAb×Fab融合タンパク質、Fab×F(ab’)融合タン
パク質、またはリガンド×Fab融合タンパク質である場合に、特に有用である。二特異
性分子は、1つの単鎖抗体および結合決定基を含む単鎖分子の場合もあり、2つの結合決
定基を含む単鎖二特異性分子の場合もある。二特異性分子は、少なくとも2つの単鎖分子
を含みうる。二特異性分子を調製する方法については、例えば、米国特許第5,260,
203号;米国特許第5,455,030号;米国特許第4,881,175号;米国特
許第5,132,405号;米国特許第5,091,513号;米国特許第5,476,
786号;米国特許第5,013,653号;米国特許第5,258,498号;および
米国特許第5,482,858号において記載されている。
二特異性分子の、それらの特異的な標的に対する結合は、例えば、酵素免疫測定アッセ
イ(ELISA:enzyme-linked immunosorbent assay)、ラジオイムノアッセイ(RE
A)、FACS解析、バイオアッセイ(例えば、成長阻害)、またはウェスタンブロット
アッセイにより確認することができる。これらのアッセイの各々では一般に、対象の複合
体に特異的な、標識された試薬(例えば、抗体)を援用することにより、特に対象となる
タンパク質−抗体間複合体の存在が検出される。
別の態様では、本開示は、Notch3に結合する抗体の、少なくとも2つの、同一で
あるかまたは異なる断片を含む、多価化合物を提示する。抗体断片は、タンパク質の融合
または共有結合的連結もしくは非共有結合的連結を介して、併せて連結することができる
。四価化合物は、例えば、本開示の抗体を、本開示の抗体の定常領域、例えば、Fc領域
またはヒンジ領域に結合する抗体と架橋することにより得ることができる。三量体化ドメ
インについては、例えば、Boreanによる特許であるEP1012280B1におい
て記載されている。五量体化モジュールについては、例えば、PCT/EP97/058
97において記載されている。
一実施形態では、二パラトープ性/二特異性分子は、Notch3のLNR内およびH
D内のアミノ酸残基に結合する。
別の実施形態では、本開示は、単一のモノクローナル抗体を、抗原結合性部位が、No
tch3および別の抗原(例えば、Notch1、EGFR)の両方に結合する二官能性
抗体など、複数の抗原に結合するように改変した、二官能性抗体に関する。したがって、
二官能性抗体は、Notch3およびNotch1またはEGFRの両方に結合しうる。
二官能性抗体による二重の結合特異性は、さらに二重の活性または活性の阻害へも変換さ
れうる(例えば、Jenny Bostrom et al., (2009) Science: 323; 1610-1614を参照された
い)。
半減期を延長した抗体
本開示は、in vivoにおける半減期を延長した、Notch3タンパク質に特異
的に結合する抗体を提示する。
多くの因子が、in vivoにおけるタンパク質の半減期に影響を及ぼしうる。例え
ば、腎臓における濾過、肝臓における代謝、タンパク質分解性酵素(プロテアーゼ)によ
る分解、および免疫原性応答(例えば、抗体によるタンパク質の中和、ならびにマクロフ
ァージおよび樹状細胞による取込み)。様々な戦略を使用して、本開示の抗体の半減期を
延長することができる。例えば、ポリエチレングリコール(PEG:polyethyleneglycol
)、reCODE PEG、抗体足場、ポリシアル酸(PSA:polysialic acid)、ヒ
ドロキシエチルデンプン(HES:hydroxyethyl starch)、アルブミン結合性リガンド
、および炭水化物シールドとの化学的連結により;アルブミン、IgG、FcRn、およ
びトランスフェリンなどの血清タンパク質に結合するタンパク質との遺伝子融合により;
ナノボディー、Fab、DARPins、アビマー、アフィボディー、およびアンチカリ
ンなど、血清タンパク質に結合する他の結合部分とカップリングする(遺伝子的または化
学的に)ことにより;rPEG、アルブミン、アルブミンのドメイン、アルブミン結合性
タンパク質、およびFcとの遺伝子融合により;またはナノ担体、徐放処方物、もしくは
医療デバイスへの組込みによる。
in vivoにおける抗体の血清中循環を延長するため、高分子量のPEGなど、不
活性のポリマー分子を、PEGの、抗体のN末端もしくはC末端への部位特異的コンジュ
ゲーションを介して、またはリシン残基上に存在するイプシロン−アミノ基を介して、多
官能性リンカーを伴うかまたは多官能性リンカーを伴わない、抗体またはそれらの断片へ
と接合することができる。抗体をPEG化するには、抗体またはその断片を、PEGの反
応性エステルまたはアルデヒド誘導体などのポリエチレングリコール(PEG)と、1ま
たは複数のPEG基が抗体または抗体断片へと接合する条件下で反応させることが典型的
である。PEG化は、反応性PEG分子(または類似する反応性の水溶性ポリマー)との
アシル化反応またはアルキル化反応により実行することができる。本明細書で使用される
「ポリエチレングリコール」という用語は、モノ(C1〜C10)アルコキシ−ポリエチ
レングリコールもしくはモノ(C1〜C10)アリーロキシ−ポリエチレングリコールま
たはポリエチレングリコール−マレイミドなど、他のタンパク質を誘導体化するのに使用
されているPEGの形態のうちのいずれかを包摂することを意図する。ある種の実施形態
では、PEG化される抗体は、脱グリコシル化抗体である。直鎖状ポリマーまたは分枝状
ポリマーの誘導体化であって、生物学的活性の喪失を結果として最小とする誘導体化が、
使用されるであろう。コンジュゲーションの程度を、SDS−PAGEおよび質量分析に
より緊密にモニタリングして、PEG分子の抗体への適正なコンジュゲーションを確認す
ることができる。反応しなかったPEGは、サイズ除外クロマトグラフィーまたはイオン
交換クロマトグラフィーにより、抗体−PEGコンジュゲートから分離することができる
。PEG誘導体化抗体は、当業者に周知の方法を使用して、例えば、本明細書で記載され
るイムノアッセイにより、結合活性のほか、in vivoにおける有効性についても調
べることができる。当技術分野では、タンパク質をPEG化するための方法が公知であり
、本開示の抗体に適用することができる。例えば、NishimuraらによるEP01
54316およびIshikawaらによるEP0401384を参照されたい。
他の改変PEG化技術は、tRNAシンセターゼおよびtRNAを含む再構成系を介し
て、化学的に性状が明らかな側鎖を、生合成タンパク質へと組み込む、ReCODE P
EG(reconstituting chemically orthogonal directed engineering)技術を含む。こ
の技術は、30を超える新たなアミノ酸の、大腸菌(E. coli)細胞内、酵母細胞内、お
よび哺乳動物細胞内の生合成タンパク質への組込みを可能とする。tRNAは、非天然ア
ミノ酸を、アンバーコドンが配置される任意の位置へと組み込み、終止コドンであるアン
バーコドンを、化学的に性状が明らかなアミノ酸の組込みのシグナルを伝達するコドンへ
と転換する。
組換えPEG化(rPEG:recombinant pegylation)技術はまた、血清中半減期の延
長にも使用することができる。この技術は、300〜600アミノ酸の非構造化タンパク
質テールを、既存の医薬用タンパク質へと遺伝子融合させることを伴う。このような非構
造化タンパク質鎖の見かけの分子量は、その実際の分子量の約15倍であるため、タンパ
ク質の血清中半減期は、大幅に延長される。化学的コンジュゲーションおよび再精製を要
請する従来のPEG化とは対照的に、製造工程は大幅に簡略化され、生成物は、均質であ
る。
ポリシアリル化は、天然のポリマーであるポリシアル酸(PSA)を使用して、活性寿
命を延長し、治療用ペプチドおよび治療用タンパク質の安定性を改善する、別の技術であ
る。PSAとは、シアル酸(糖)のポリマーである。タンパク質および治療用ペプチドの
薬物送達に使用される場合、ポリシアル酸は、コンジュゲーションされると、保護的微小
環境をもたらす。これは、循環内の治療用タンパク質の活性寿命を延長し、それが免疫系
により認識されることを防止する。PSAポリマーは、天然では、ヒト体内で見出される
。PSAポリマーは、数百万年にわたり、それらの細胞壁をPSAポリマーでコーティン
グするように進化した、ある種の細菌により採用された。次いで、これらの天然でポリシ
アリル化した細菌は、分子的模倣により、体内の防御系を失効化することが可能となった
。自然による究極のステルス技術であるPSAは、このような細菌から、大量に、かつ、
所定の物理的特徴を伴って、容易に作製することができる。細菌PSAは、ヒト体内では
PSAと化学的に同一であるので、タンパク質へとカップリングさせた場合でもなお、完
全に非免疫原性である。
別の技術は、抗体へと連結されたヒドロキシエチルデンプン(「HES」)誘導体の使
用を含む。HESとは、蝋状トウモロコシデンプンから導出された、修飾天然ポリマーで
あり、体内の酵素により代謝されうる。HES溶液は通例、血液量不足を補い、血液のレ
オロジー特性を改善するために投与される。抗体のHES化は、分子の安定性を増大させ
ることのほか、腎クリアランスを低減することによっても、循環半減期の延長を可能とし
、生物学的活性の増大を結果としてもたらす。HESの分子量など、異なるパラメータを
変化させることにより、広範にわたるHES抗体コンジュゲートをカスタマイズすること
ができる。
in vivoにおける半減期を延長した抗体はまた、1または複数のアミノ酸修飾(
すなわち、置換、挿入、または欠失)を、IgG定常ドメインまたはそのFcRn結合性
断片(好ましくはFcドメイン断片またはヒンジFcドメイン断片)へと導入しても作り
出すことができる。例えば、国際公開第WO98/23289号、国際公開第WO97/
34631号;および米国特許第6,277,375号を参照されたい。
さらに、抗体または抗体断片を、in vivoにおいてより安定的とするか、または
in vivoにおける半減期を延長するために、抗体を、アルブミンへとコンジュゲー
トさせることもできる。当技術分野では、技法が周知であり、例えば、国際公開第WO9
3/15199号、同第WO93/15200号、および同第WO01/77137号;
ならびに欧州特許第EP413,622号を参照されたい。
Notch3抗体またはその断片はまた、1または複数のヒト血清アルブミン(HSA
:human serum albumin)ポリペプチドまたはそれら部分へと融合させることもできる。
その成熟形態において585アミノ酸のタンパク質であるHSAは、血清の浸透圧のうち
のかなりの部分の一因となり、また、内因性リガンドおよび外因性リガンドの担体として
も機能する。アルブミンの担体分子としての役割およびその不活性の性質は、in vi
voにおけるポリペプチドの担体および輸送体としての使用に所望される特性である。ア
ルブミンの、多様なタンパク質のための担体としてのアルブミン融合タンパク質の成分と
しての使用は、WO93/15199、WO93/15200、およびEP413622
において示唆されている。また、HSAのN末端断片の、ポリペプチドへと融合させるた
めの使用も提起されている(EP399666)。したがって、抗体またはそれらの断片
を、アルブミンへと、遺伝子的または化学的に融合またはコンジュゲートさせることによ
り、保管寿命を安定化させるかもしくは延長し、かつ/または溶液中、in vitro
、および/もしくはin vivoにおける分子活性を長期間にわたり保持することがで
きる。
アルブミンの、別のタンパク質への融合は、HSAまたはその断片をコードするDNA
を、タンパク質をコードするDNAへと接合させるような遺伝子操作により達成すること
ができる。次いで、適切な宿主を、融合ポリペプチドを発現させるように、適切なプラス
ミド上に配置された融合ヌクレオチド配列で、形質転換するかまたは適切な宿主にこれを
トランスフェクトする。発現は、in vitroにおいて、例えば、原核細胞または真
核細胞から行うこともでき、in vivoにおいて、例えば、トランスジェニック生物
から行うこともできる。HSAの融合に関するさらなる方法は、例えば、参照により本明
細書に組み込まれる、WO2001077137およびWO200306007において
見出すことができる。具体的な実施形態では、融合タンパク質の発現を、哺乳動物細胞系
内、例えば、CHO細胞系内で実施する。また、低pHおよび高pHにおける、示差的な
抗体の受容体への結合の変化も、本開示の範囲内にあることが想定されている。例えば、
ヒスチジンなどのさらなるアミノ酸を、抗体のCDRに含むように、抗体を改変すること
により、低pH、例えば、リソソーム内の低pHで、その受容体への結合を維持するよう
に、抗体のアフィニティーを改変することができる(例えば、Tomoyuki Igawa et al. (2
010) Nature Biotechnology; 28, 1203-1207を参照されたい)。
抗体コンジュゲート
本開示は、融合タンパク質を作り出すように、異種タンパク質または異種ポリペプチド
へと(もしくはその断片、好ましくは、少なくとも10、少なくとも20、少なくとも3
0、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも8
0、少なくとも90、または少なくとも100アミノ酸のポリペプチドへと)、組換えに
より融合させるかまたは化学的にコンジュゲートさせた(共有結合的コンジュゲーション
および非共有結合的コンジュゲーションの両方を含む)、Notch3タンパク質に特異
的に結合する抗体またはそれらの断片を提示する。特に、本開示は、本明細書で記載され
る抗体断片(例えば、Fab断片、Fd断片、Fv断片、F(ab)2断片、VHドメイ
ン、VH CDR、VLドメイン、またはVL CDR)と、異種タンパク質、異種ポリ
ペプチド、または異種ペプチドとを含む融合タンパク質を提示する。当技術分野では、タ
ンパク質、ポリペプチド、またはペプチドを、抗体または抗体断片へと融合またはコンジ
ュゲートさせるための方法が公知である。例えば、米国特許第5,336,603号、同
第5,622,929号、同第5,359,046号、同第5,349,053号、同第
5,447,851号、および同第5,112,946号;欧州特許第EP307,43
4号および同第EP367,166号;国際公開第WO96/04388号および同第W
O91/06570号;Ashkenazi et al., (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:105
35-10539;Zheng et al., (1995) J. Immunol. 154:5590-5600;ならびにVil et al., (1
992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:11337- 11341を参照されたい。
さらなる融合タンパク質は、遺伝子シャフリング、モチーフシャフリング、エクソンシ
ャフリング、および/またはコドンシャフリング(まとめて、「DNAシャフリング」と
称する)の技法を介して作り出すことができる。DNAシャフリングを援用して、抗体ま
たはそれらの断片の活性を変化させる(例えば、アフィニティーが大きく、解離速度が小
さい抗体またはそれらの断片)ことができる。一般に、米国特許第5,605,793号
、同第5,811,238号、同第5,830,721号、同第5,834,252号、
および同第5,837,458号;Patten et al., (1997) Curr. Opinion Biotechnol.
8:724-33;Harayama, (1998) Trends Biotechnol. 16(2):76-82;Hansson et al., (1999
) J. Mol. Biol. 287:265-76;およびLorenzo and Blasco, (1998) Biotechniques 24(2)
:308- 313(これらの特許および刊行物の各々は、参照によりそれらの全体において本明
細書に組み込まれる)を参照されたい。抗体もしくはそれらの断片、またはコードされた
抗体もしくはそれらの断片は、組換えの前に、エラープローンPCRを介するランダム突
然変異誘発、ランダムヌクレオチド挿入、または他の方法にかけることにより変化させる
ことができる。Notch3タンパク質に特異的に結合する抗体またはその断片をコード
するポリヌクレオチドは、1または複数の異種分子の1または複数の成分、モチーフ、区
間、部分、ドメイン、断片などで組み換えることができる。
さらに、抗体またはそれらの断片は、精製を容易とするペプチドなどのマーカー配列へ
と融合させることもできる。好ましい実施形態では、マーカーのアミノ酸配列は、それら
のうちの多くが市販されている中でとりわけ、pQEベクター(QIAGEN,Inc.
、9259 Eton Avenue、Chatsworth、CA、91311)にお
いて提供されているタグなどのヘキサヒスチジンペプチドである。Gentz et al., (1989)
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:821-824において記載されている通り、例えば、ヘキサ
ヒスチジンは、融合タンパク質の簡便な精製をもたらす。精製に有用な他のペプチドタグ
は、インフルエンザヘマグルチニンタンパク質から導出されたエピトープ(Wilson et al
., (1984) Cell 37:767)に対応するヘマグルチニン(「HA」)タグ、および「フラッ
グ」タグを含むがこれらに限定されない。
他の実施形態では、本開示の抗体またはそれらの断片を、診断剤または検出用薬剤へと
コンジュゲートさせる。このような抗体は、疾患または障害の発症(onset、development
)、進行、および/または重症度を、特定の治療の有効性を決定することなど、臨床検査
手順の一部としてモニタリングまたは予後診断するのに有用でありうる。このような診断
および検出は、抗体を、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、ベータ
−ガラクトシダーゼ、またはアセチルコリンエステラーゼなどであるがこれらに限定され
ない多様な酵素;ストレプトアビジン/ビオチンおよびアビジン/ビオチンなどであるが
これらに限定されない補欠分子族;ウンベリフェロン、フルオレセイン、イソチオシアン
酸フルオレセイン、ローダミン、ジクロロトリアジニルアミンフルオレセイン、ダンシル
クロリド、またはフィコエリトリンなどであるがこれらに限定されない蛍光材料;ルミノ
ールなどであるがこれらに限定されない発光材料;ルシフェラーゼ、ルシフェリン、およ
びイクォリンなどであるがこれらに限定されない生物発光材料;ヨウ素(131I、12
I、123I、および121I)、炭素(14C)、硫黄(35S)、トリチウム(
H)、インジウム(115In、113In、112In、および111In)、テクネ
シウム(99Tc)、タリウム(201Tl)、ガリウム(68Ga、67Ga)、パラ
ジウム(103Pd)、モリブデン(99Mo)、キセノン(133Xe)、フッ素(
F)、153Sm、177Lu、159Gd、149Pm、140La、175Yb、
166Ho、90Y、47Sc、186Re、188Re、142Pr、105Rh、
Ru、68Ge、57Co、65Zn、85Sr、32P、153Gd、169Yb、
51Cr、54Mn、75Se、113Sn、および117Tinなどであるがこれらに
限定されない放射性材料;ならびに多様なポジトロン断層法を使用するポジトロン放出金
属および非放射性の常磁性金属イオンを含むがこれらに限定されない、検出可能な物質へ
とカップリングすることにより達成することができる。
本開示は、治療用部分へとコンジュゲートさせた抗体またはそれらの断片の使用もさら
に包摂する。抗体またはその断片は、細胞毒素、例えば、細胞増殖抑制剤もしくは殺細胞
剤、治療剤または放射性金属イオン、例えば、アルファ放射体などの治療用部分へとコン
ジュゲートさせることができる。細胞毒素または細胞傷害剤は、細胞に有害な任意の薬剤
を含む。
さらに、抗体またはその断片は、所与の生物学的応答を修飾する治療用部分または薬物
部分へとコンジュゲートさせることもできる。治療用部分または薬物部分は、古典的な化
学的治療剤に限定されるとは見なされないものとする。例えば、薬物部分は、所望の生物
学的活性を保有するタンパク質、ペプチド、またはポリペプチドでありうる。このような
タンパク質は、例えば、アブリン、リシンA、シュードモナス(Pseudomonas)属外毒素
、コレラ毒素、もしくはジフテリア毒素などの毒素;腫瘍壊死因子、α−インターフェロ
ン、β−インターフェロン、神経増殖因子、血小板由来増殖因子、組織プラスミノーゲン
活性化因子、アポトーシス剤、抗血管新生剤などのタンパク質;または例えば、リンホカ
インなどの生体応答修飾剤を含みうる。一実施形態では、抗Notch3抗体またはその
断片を、細胞毒素、薬物(例えば、免疫抑制剤)、または放射性毒素などの治療用部分へ
とコンジュゲートさせる。本明細書では、このようなコンジュゲートを、「イムノコンジ
ュゲート」と称する。1または複数の細胞毒素を含むイムノコンジュゲートを、「抗毒素
」と称する。細胞毒素または細胞傷害剤は、細胞に対して有害な(例えば、細胞を死滅さ
せる)任意の薬剤を含む。例は、タキソン、サイトカラシンB、グラミシジンD、臭化エ
チジウム、エメチン、マイトマイシン、エトポシド、テノポシド、ビンクリスチン、ビン
ブラスチン、コルヒチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジヒドロキシアントラシン
ジオン、ミトキサントロン、ミトラマイシン、アクチノマイシンD、1−デヒドロテスト
ステロン、グルココルチコイド、プロカイン、テトラカイン、リドカイン、プロプラノロ
ール、およびピューロマイシン、ならびにこれらの類似体または相同体を含む。治療剤は
また、例えば、代謝拮抗剤(例えば、メトトレキサート、6−メルカプトプリン、6−チ
オグアニン、シタラビン、5−フルオロウラシル、デカルバジン)、アブレーション剤(
例えば、メクロレタミン、チオテパ、クロラムブシル、メルファラン、カルムスチン(B
SNU)、およびロムスチン(CCNU)、シクロホスファミド、ブスルファン、ジブロ
モマンニトール、ストレプトゾトシン、マイトマイシンC、ならびにシス−ジクロロジア
ミン白金(II)(DDP:シスプラチン))、アントラサイクリン(例えば、ダウノル
ビシン(旧称:ダウノマイシン)およびドキソルビシン)、抗生剤(例えば、ダクチノマ
イシン(旧称:アクチノマイシン)、ブレオマイシン、ミトラマイシン、およびアントラ
マイシン(AMC))、ならびに抗有糸分裂剤(例えば、ビンクリスチンおよびビンブラ
スチン)も含む。例えば、Seattle Geneticsによる、US200903
04721を参照されたい。
抗体へとコンジュゲートさせうる治療用細胞毒素の他の例は、デュオカルマイシン、カ
リケアミシン、メイタンシン、およびアウリスタチン、ならびにこれらの誘導体を含む。
カリケアミシンによる抗体コンジュゲートの例は、市販されている(Mylotarg(
商標);Wyeth−Ayerst)。
細胞毒素は、当技術分野で利用可能なリンカー技術を使用して、抗体へとコンジュゲー
トさせることができる。細胞毒素を抗体へとコンジュゲートさせるのに使用されているリ
ンカーの種類の例は、ヒドラゾン、チオエーテル、エステル、ジスルフィド、およびペプ
チド含有リンカーを含むがこれらに限定されない。例えば、リソソーム区画内の低pHに
よる切断を受けやすいか、またはカテプシン(例えば、カテプシンB、カテプシンC、カ
テプシンD)など、腫瘍組織内で優先的に発現するプロテアーゼなどのプロテアーゼによ
る切断を受けやすいリンカーを選択することができる。
細胞毒素、リンカーの種類、および治療剤を抗体へとコンジュゲートさせるための方法
についてのさらなる議論についてはまた、Saito et al., (2003) Adv. Drug Deliv. Rev.
55:199-215;Trail et al., (2003) Cancer Immunol. Immunother. 52:328-337;Payne,
(2003) Cancer Cell 3:207-212;Allen, (2002) Nat. Rev. Cancer 2:750-763;Pastan
and Kreitman, (2002) Curr. Opin. Investig. Drugs 3:1089-1091;Senter and Springe
r, (2001) Adv. Drug Deliv. Rev. 53:247-264も参照されたい。
本開示の抗体はまた、ラジオイムノコンジュゲートともまた称する細胞傷害性の放射性
医薬品を作り出すのに、放射性同位体へもコンジュゲートさせることができる。診断的使
用または治療的使用のために抗体へとコンジュゲートさせうる放射性同位体の例は、ヨウ
素131、インジウム111、イットリウム90、およびルテチウム177を含むがこれ
らに限定されない。当技術分野では、放射性イムノコンジュゲートを調製するための方法
が確立されている。Zevalin(商標)(DEC Pharmaceuticals
)およびBexxar(商標)(Corixa Pharmaceuticals)を含
むラジオイムノコンジュゲートの例が市販されており、本開示の抗体を使用して、ラジオ
イムノコンジュゲートを調製するのに、同様の方法を使用することができる。ある種の実
施形態では、大環状キレート化剤は、リンカー分子を介して抗体へと接合させうる、1,
4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N’’,N’’’−テトラ酢酸(
DOTA)である。当技術分野では、このようなリンカー分子が一般に公知であり、各々
が参照によりそれらの全体において組み込まれる、Denardo et al., (1998) Clin Cancer
Res. 4(10):2483-90;Peterson et al., (1999) Bioconjug. Chem. 10(4):553-7;およ
びZimmerman et al., (1999) Nucl. Med. Biol. 26(8):943-50において記載されている。
治療用部分を、抗体へとコンジュゲートさせるための技法は周知であり、例えば、Arno
n et al., "Monoclonal Antibodies For Immunotargeting Of Drugs In Cancer Therapy"
, in Monoclonal Antibodies And Cancer Therapy, Reisfeld et al. (eds.), pp. 243-5
6 (Alan R. Liss, Inc. 1985);Hellstrom et al., "Antibodies For Drug Delivery", i
n Controlled Drug Delivery (2nd Ed.), Robinson et al. (eds.), pp. 623-53 (Marcel
Dekker, Inc. 1987);Thorpe, "Antibody Carriers Of Cytotoxic Agents In Cancer Th
erapy: A Review", in Monoclonal Antibodies 84: Biological And Clinical Applicati
ons, Pinchera et al. (eds.), pp. 475-506 (1985);"Analysis, Results, And Future
Prospective Of The Therapeutic Use Of Radiolabeled Antibody In Cancer Therapy",
in Monoclonal Antibodies For Cancer Detection And Therapy, Baldwin et al. (eds.)
, pp. 303-16 (Academic Press 1985);およびThorpe et al., (1982) Immunol. Rev. 62
:119-58を参照されたい。
抗体はまた、特に、イムノアッセイまたは標的抗原の精製に有用な固体支持体へと接合
させることもできる。このような固体支持体は、ガラス、セルロース、ポリアクリルアミ
ド、ナイロン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、またはポリプロピレンを含むがこれらに
限定されない。
別の態様では、本開示は、別の抗体、低分子阻害剤、ならびにEGFRおよび白金化学
療法など、標準治療による療法など、他の治療剤と組み合わせて使用される、Notch
3抗体またはそれらの断片に関する。
抗体を作製する方法
(i)抗体をコードする核酸
本開示は、上記で記載したNotch3抗体鎖のセグメントまたはドメインを含むポリ
ペプチドをコードする、実質的に精製された核酸分子を提示する。核酸のいくつかは、N
otch3抗体の重鎖可変領域をコードするヌクレオチド配列、および/または軽鎖可変
領域をコードするヌクレオチド配列を含む。具体的な実施形態では、核酸分子は、表2で
同定した核酸分子である。他のいくつかの核酸分子は、表2で同定した核酸分子のヌクレ
オチド配列と実質的に(例えば、少なくとも65、80%、95%、または99%)同一
なヌクレオチド配列を含む。適切な発現ベクターから発現させる場合、これらのポリヌク
レオチドによりコードされるポリペプチドは、Notch3抗原結合能を呈示することが
可能である。
本開示ではまた、上記で示したNotch3抗体の重鎖または軽鎖に由来する少なくと
も1つのCDR領域、および、通例、3つ全てのCDR領域をコードするポリヌクレオチ
ドも提示される。他のいくつかのポリヌクレオチドは、上記で示したNotch3抗体の
重鎖および/または軽鎖の可変領域配列の全てまたは実質的に全てをコードする。コード
の縮重性のために、様々な核酸配列が、免疫グロブリンアミノ酸配列の各々をコードする
ことになろう。
核酸分子は、抗体の可変領域および定常領域の両方をコードしうる。核酸配列のうちの
いくつかは、表2で示した、Notch3抗体の成熟重鎖可変領域配列と実質的に(例え
ば、少なくとも80%、90%、または99%)同一な成熟重鎖可変領域配列をコードす
るヌクレオチドを含む。他のいくつかの核酸配列は、表2で示した、Notch3抗体の
成熟軽鎖可変領域配列と実質的に(例えば、少なくとも80%、90%、または99%)
同一な成熟軽鎖可変領域配列をコードするヌクレオチドを含む。
ポリヌクレオチド配列は、デノボの固相DNA合成により作製することもでき、Not
ch3抗体またはその結合性断片をコードする既存の配列(例えば、下記の実施例で記載
される配列)に対するPCR突然変異誘発により作製することもできる。核酸の直接的な
化学合成は、Narang et al., (1979) Meth. Enzymol. 68:90によるホスホトリエステル法
;Brown et al., (1979) Meth. Enzymol. 68:109によるホスホジエステル法;Beaucage e
t al., (1981) Tetra. Lett., 22:1859によるジエチルホスホルアミダイト法;および米
国特許第4,458,066号による固体支持体法など、当技術分野で公知の方法により
達成することができる。PCRによる、突然変異の、ポリヌクレオチド配列への導入は、
例えば、PCR Technology: Principles and Applications for DNA Amplification, H.A.
Erlich (Ed.), Freeman Press, NY, NY, 1992;PCR Protocols: A Guide to Methods and
Applications, Innis et al. (Ed.), Academic Press, San Diego, CA, 1990;Mattila
et al., (1991) Nucleic Acids Res. 19:967;およびEckert et al., (1991) PCR Method
s and Applications 1:17において記載されている通りに実施することができる。
本開示ではまた、上記で記載したNotch3結合性抗体を作製するための発現ベクタ
ーおよび宿主細胞も提示される。多様な発現ベクターを援用して、Notch3抗体鎖ま
たはNotch3結合性断片をコードするポリヌクレオチドを発現させることができる。
ウイルスベースの発現ベクターおよび非ウイルス発現ベクターのいずれを使用しても、哺
乳動物宿主細胞内で抗体を作製することができる。非ウイルスベクターおよび非ウイルス
系は、プラスミド、典型的に、タンパク質またはRNAを発現させるための発現カセット
を伴うエピソームベクター、およびヒト人工染色体を含む(例えば、Harrington et al.,
(1997) Nat Genet 15:345を参照されたい)。例えば、哺乳動物(例えば、ヒト)細胞内
のNotch3結合性ポリヌクレオチドおよびNotch3結合性ポリペプチドの発現に
有用な非ウイルスベクターは、pThioHisA、pThioHisB、およびpTh
ioHisC、pcDNA3.1/His、pEBVHisA、pEBVHisB、およ
びpEBVHisC(Invitrogen、San Diego、CA)、MPSVベ
クター、ならびに他のタンパク質を発現させるための、当技術分野で公知の他の多数のベ
クターを含む。有用なウイルスベクターは、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随
伴ウイルス、ヘルペスウイルスに基づくベクター、SV40に基づくベクター、パピロー
マウイルス、エプスタインバーウイルス、ワクシニアウイルスベクター、およびセムリキ
森林熱ウイルス(SFV)を含む。Brent et al., (1995) supra;Smith, Annu. Rev. Mi
crobiol. 49:807;およびRosenfeld et al., (1992) Cell 68:143を参照されたい。
発現ベクターの選択は、その中でベクターを発現させる、意図される宿主細胞に依存す
る。発現ベクターは、Notch3抗体鎖または断片をコードするポリヌクレオチドに作
動可能に連結したプロモーターおよび他の調節的配列(例えば、エンハンサー)を含有す
ることが典型的である。いくつかの実施形態では、誘導的プロモーターを援用して、誘導
条件下を除く、挿入された配列の発現を防止する。誘導的プロモーターは、例えば、アラ
ビノース、lacZ、メタロチオネインプロモーター、または熱ショックプロモーターを
含む。形質転換された生物の培養物は、それらの発現産物が宿主細胞により良好に許容さ
れるコード配列の集団にバイアスをかけずに、非誘導条件下で増殖させることができる。
プロモーターに加えて、他の調節エレメントもまた、Notch3抗体鎖または断片の効
率的な発現に要請または所望される可能性がある。これらのエレメントは、ATG開始コ
ドンおよび隣接するリボソーム結合性部位または他の配列を含むことが典型的である。加
えて、発現の効率は、使用される細胞系に適するエンハンサーを組み入れることにより増
強することもできる(例えば、Scharf et al., (1994) Results Probl. Cell Differ. 20
:125;およびBittner et al., (1987) Meth. Enzymol., 153:516を参照されたい)。例え
ば、SV40エンハンサーまたはCMVエンハンサーを使用して、哺乳動物宿主細胞内の
発現を増大させることができる。
発現ベクターはまた、挿入されたNotch3抗体配列によりコードされるポリペプチ
ドとの融合タンパク質を形成するように、分泌シグナル配列の位置も備える場合がある。
挿入されたNotch3抗体配列は、ベクター内に組み入れる前に、シグナル配列へと連
結することが多い。Notch3抗体の軽鎖可変ドメインおよび重鎖可変ドメインをコー
ドする配列を受容するのに使用されるベクターは、場合によってまた、定常領域またはそ
れらの部分もコードする。このようなベクターは、定常領域との融合タンパク質としての
可変領域の発現を可能とし、これにより、無傷抗体またはそれらの断片の産生をもたらす
。このような定常領域は、ヒト定常領域であることが典型的である。
Notch3抗体鎖を保有し、これを発現させるための宿主細胞は、原核細胞の場合も
あり、真核細胞の場合もある。大腸菌(E. coli)は、本開示のポリヌクレオチドをクロ
ーニングし、発現させるのに有用な1つの原核細胞宿主である。使用に適する他の微生物
宿主は、枯草菌(Bacillus subtilis)などの桿菌、ならびにサルモネラ(Salmonella)
属種、セラチア(Serratia)属種、および多様なシュードモナス(Pseudomonas)属種な
ど、他の腸内細菌科(Enterobacteriaceae)を含む。これらの原核細胞宿主内ではまた、
典型的に、宿主細胞と適合性の発現制御配列(例えば、複製起点)を含有する発現ベクタ
ーも作製することができる。加えて、ラクトースプロモーター系、トリプトファン(tr
p)プロモーター系、ベータ−ラクタマーゼプロモーター系、またはファージラムダに由
来するプロモーター系など、任意の数の、様々な周知のプロモーターも存在させることに
なろう。プロモーターは、任意選択で、オペレーター配列により発現を制御することが典
型的であるが、転写および翻訳を開始して終結させるためのリボソーム結合性部位配列な
ども有する。本開示のNotch3結合性ポリペプチドを発現させるのに、酵母など、他
の微生物もまた援用することができる。また、バキュロウイルスベクターと組み合わせた
昆虫細胞も使用することができる。
いくつかの実施形態では、本開示のNotch3結合性ポリペプチドを発現させ、作製
するのに、哺乳動物宿主細胞を使用する。例えば、哺乳動物宿主細胞は、内因性免疫グロ
ブリン遺伝子を発現させるハイブリドーマ細胞系(例えば、実施例で記載される、1D6
.C9骨髄腫ハイブリドーマクローン)の場合もあり、外因性発現ベクターを保有する哺
乳動物細胞系(例えば、下記で例示されるSP2/0骨髄腫細胞)の場合もある。哺乳動
物宿主細胞は、任意の正常非不死化動物細胞または正常不死化動物細胞もしくは非正常不
死化動物細胞またはヒト細胞を含む。例えば、無傷免疫グロブリンを分泌することが可能
な多数の適切な宿主細胞系であって、CHO細胞系、多様なCos細胞系、HeLa細胞
、骨髄腫細胞系、形質転換B細胞、およびハイブリドーマを含む宿主細胞系が開発されて
いる。ポリペプチドを発現させるための、哺乳動物組織による細胞培養物の使用について
は、例えば、Winnacker, FROM GENES TO CLONES, VCH Publishers, N.Y., N.Y., 1987に
おいて一般に論じられている。哺乳動物宿主細胞のための発現ベクターは、複製起点、プ
ロモーター、およびエンハンサーなどの発現制御配列(例えば、Queen et al., (1986) I
mmunol. Rev. 89:49-68を参照されたい)、ならびにリボソーム結合性部位、RNAスプ
ライス部位、ポリアデニル化部位、および転写ターミネーター配列など、必要なプロセシ
ング情報部位を含みうる。これらの発現ベクターは通例、哺乳動物遺伝子に由来するプロ
モーターまたは哺乳動物ウイルスに由来するプロモーターを含有する。適切なプロモータ
ーは、構成的プロモーター、細胞型特異的プロモーター、細胞周期段階特異的プロモータ
ー、および/またはモジュレート性プロモーターもしくは調節性プロモーターでありうる
。有用なプロモーターは、メタロチオネインプロモーター、構成的アデノウイルス主要後
期プロモーター、デキサメタゾン誘導性MMTVプロモーター、SV40プロモーター、
MRP polIIIプロモーター、構成的MPSVプロモーター、テトラサイクリン誘
導性CMVプロモーター(ヒト即初期CMVプロモーターなど)、構成的CMVプロモー
ター、および当技術分野で公知のプロモーター−エンハンサーの組合せを含むがこれらに
限定されない。
対象のポリヌクレオチド配列を含有する発現ベクターを導入するための方法は、細胞宿
主の種類に応じて変化する。例えば、塩化カルシウムトランスフェクションが一般に原核
細胞に活用されるのに対し、リン酸カルシウム処理または電気穿孔は、他の細胞宿主に使
用することができる。一般に、Sambrook, et al., supraを参照されたい。他の方法は、
例えば、電気穿孔、リン酸カルシウム処理、リポソーム媒介型形質転換、注入およびマイ
クロインジェクション、遺伝子銃による方法(ballistic method)、ウィロソーム、イム
ノリポソーム、ポリカチオン:核酸コンジュゲート、ネイキッドDNA、人工ビリオン、
ヘルペスウイルス構造タンパク質であるVP22との融合体(Elliot and O'Hare, (1997
) Cell 88:223)、DNAの薬剤増強型取込み、ならびにex vivoにおける形質導
入を含む。組換えタンパク質の長期にわたる高収率作製のためには、安定的発現が所望さ
れることが多かろう。例えば、Notch3抗体鎖またはNotch3結合性断片を安定
的に発現させる細胞系は、ウイルス複製起点または内因性発現エレメント、および選択マ
ーカー遺伝子を含有する、発現ベクターを使用して調製することができる。ベクターを導
入した後、細胞は、強化培地中で1〜2日間にわたり成長させてから、選択培地へと切り
替えることができる。選択マーカーの目的は、選択に対する耐性を付与し、その存在によ
り細胞の成長を可能とし、これにより、導入された配列を選択培地中で発現させることに
成功することである。耐性で安定的にトランスフェクトされた細胞は、細胞型に適する組
織培養法を使用して増殖させることができる。
(ii)モノクローナル抗体の作製
モノクローナル抗体(mAb)は、従来のモノクローナル抗体法、例えば、Kohler and
Milstein, (1975) Nature 256:495による標準的な体細胞ハイブリダイゼーション法を含
む様々な技法により作製することができる。例えば、Bリンパ球のウイルス性形質転換ま
たは発がん性形質転換など、モノクローナル抗体を調製するための多くの技法を援用する
ことができる。
ハイブリドーマを調製するための動物系は、マウス系である。マウスにおけるハイブリ
ドーマの作製は、十分に確立された手順である。当技術分野では、融合体のために、免疫
化された脾臓細胞を単離するための免疫化プロトコールおよび免疫化法が公知である。融
合パートナー(例えば、マウス骨髄腫細胞)および融合手順もまた公知である。
本開示のキメラ抗体またはヒト化抗体は、上記で記載した通りに調製されるマウスモノ
クローナル抗体の配列に基づき調製することができる。重鎖免疫グロブリンおよび軽鎖免
疫グロブリンをコードするDNAは、対象のマウスハイブリドーマから得、標準的な分子
生物学法を使用して、非マウス(例えば、ヒト)免疫グロブリン配列を含有するように操
作することができる。例えば、キメラ抗体を創出するには、当技術分野で公知の方法(例
えば、Cabillyらによる米国特許第4,816,567号を参照されたい)を使用
して、マウス可変領域を、ヒト定常領域へと連結することができる。ヒト化抗体を創出す
るには、当技術分野で公知の方法を使用して、マウスCDR領域を、ヒトフレームワーク
へと挿入することができる。例えば、Winterによる米国特許第5225539号;
ならびにQueenらによる米国特許第5530101号;同第5585089号;同第
5693762号;および同第6180370号を参照されたい。
ある種の実施形態では、抗体は、ヒトモノクローナル抗体である。Notch3を指向
するこのようなヒトモノクローナル抗体は、マウス免疫系ではなく、ヒト免疫系の部分を
保有する、トランスジェニックマウスまたはトランスクロモソーマルマウスを使用して作
り出すことができる。これらのトランスジェニックマウスおよびトランスクロモソーマル
マウスは、本明細書で、それぞれ、HuMAbマウスおよびKMマウスと称するマウスを
含み、本明細書ではまとめて、「ヒトIgマウス」と称する。
HuMAbマウス(登録商標)(Medarex,Inc.)は、内因性μ鎖遺伝子座
および内因性κ鎖遺伝子座を不活化する、ターゲティングされた突然変異と併せて、再配
列されていないヒト重(μおよびγ)鎖免疫グロブリン配列およびヒトκ軽鎖免疫グロブ
リン配列をコードする、ヒト免疫グロブリン遺伝子のミニ遺伝子座を含有する(例えば、
Lonberg et al., (1994) Nature 368(6474): 856-859)。したがって、マウスは、マウス
IgMまたはマウスIgκの発現の低減を呈示し、免疫化に応答して、導入されたヒト重
鎖トランス遺伝子およヒトび軽鎖トランス遺伝子は、クラススイッチングおよび体細胞突
然変異を経て、高アフィニティーのヒトIgGκモノクローナル抗体を作り出す(Lonber
g et al., (1994) supra;reviewed in Lonberg, (1994) Handbook of Experimental Pha
rmacology 113:49-101;Lonberg and Huszar, (1995) Intern. Rev. Immunol.13:65-93;
およびHarding and Lonberg, (1995) Ann. N. Y. Acad. Sci. 764:536-546)。HuMA
bマウスの調製および使用、ならびにこのようなマウスにより保有されるゲノムの改変は
、それらの全ての内容が、参照によりそれらの全体において本明細書に具体的に組み込ま
れる、Taylor et al., (1992) Nucleic Acids Research 20:6287-6295;Chen et al., (1
993) International Immunology 5:647-656;Tuaillon et al., (1993) Proc. Natl. Aca
d. Sci. USA 94:3720-3724;Choi et al., (1993) Nature Genetics 4:117-123;Chen et
al., (1993) EMBO J. 12:821-830;Tuaillon et al., (1994) J. Immunol. 152:2912-29
20;Taylor et al., (1994) International Immunology 579-591;およびFishwild et al
., (1996) Nature Biotechnology 14:845-851においてさらに記載されている。さらに、
全てがLonbergおよびKayによる、米国特許第5,545,806号;同第5,
569,825号;同第5,625,126号;同第5,633,425号;同第5,7
89,650号;同第5,877,397号;同第5,661,016号;同第5,81
4,318号;同第5,874,299号;および同第5,770,429号;Sura
niらによる、米国特許第5,545,807号;全てがLonbergおよびKayに
よる、PCT公開第WO92103918号、同第WO93/12227号、同第WO9
4/25585号、同第WO97113852号、同第WO98/24884号、および
同第WO99/45962号;ならびにKormanらによるPCT公開第WO01/1
4424号も参照されたい。
別の実施形態では、ヒト抗体は、ヒト重鎖トランス遺伝子およびヒト軽鎖トランスクロ
モソームを保有するマウスなど、トランス遺伝子上およびトランスクロモソーム上にヒト
免疫グロブリン配列を保有するマウスを使用してもたらすことができる。本明細書で「K
Mマウス」と称するこのようなマウスは、IshidaらによるPCT公開第WO02/
43478号において詳細に記載されている。
当技術分野ではなおさらに、ヒト免疫グロブリン遺伝子を発現させる代替的なトランス
ジェニック動物系も利用可能であり、本開示のNotch3結合性抗体をもたらすのに使
用することができる。例えば、Xenomouse(Abgenix,Inc.)と称す
る代替的なトランスジェニック系を使用することができる。このようなマウスは、例えば
、Kucherlapatiらによる米国特許第5,939,598号;同第6,075
,181号;同第6,114,598号;同第6,150,584号;および同第6,1
62,963号において記載されている。
当技術分野ではさらに、ヒト免疫グロブリン遺伝子を発現させる代替的なトランスクロ
モソーマル動物系も利用可能であり、本開示のNotch3結合性抗体をもたらすのに使
用することができる。例えば、「TCマウス」と称する、ヒト重鎖トランスクロモソーム
およびヒト軽鎖トランスクロモソームの両方を保有するマウスを使用することができるが
、このようなマウスは、Tomizuka et al., (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:722-
727において記載されている。当技術分野ではさらに、ヒト重鎖トランスクロモソームお
よびヒト軽鎖トランスクロモソームを保有するウシも記載されており(Kuroiwa et al.,
(2002) Nature Biotechnology 20:889-894)、本開示のNotch3結合性抗体をもたら
すのに使用することができる。
ヒトモノクローナル抗体はまた、ヒト免疫グロブリン遺伝子のライブラリーをスクリー
ニングするためのファージディスプレイ法を使用して調製することもできる。当技術分野
では、ヒト抗体を単離するためのこのようなファージディスプレイ法が確立されているか
、または下記の実施例で記載される。例えば、Ladnerらによる米国特許第5,22
3,409号;同第5,403,484号;および同第5,571,698号;Dowe
rらによる米国特許第5,427,908号;および同第5,580,717号;McC
affertyらによる米国特許第5,969,108号;および同第6,172,19
7号;ならびにGriffithsらによる米国特許第5,885,793号;同第6,
521,404号;同第6,544,731号;同第6,555,313号;同第6,5
82,915号;および同第6,593,081号を参照されたい。
ヒトモノクローナル抗体はまた、免疫化されると、ヒト抗体応答を作り出しうるように
ヒト免疫細胞を再構成した、SCIDマウスを使用して調製することもできる。このよう
なマウスは、例えば、Wilsonらによる米国特許第5,476,996号;および同
第5,698,767号において記載されている。
(iii)フレームワークまたはFcの操作
操作抗体は、例えば、抗体の特性を改善するように、VH内および/またはVL内のフ
レームワーク残基へと修飾を施した、操作抗体を含む。このようなフレームワーク修飾は
、抗体の免疫原性を減殺するように施すことが典型的である。例えば、1つの手法は、1
または複数のフレームワーク残基を、対応する生殖細胞系列配列へと「復帰突然変異させ
る」ことである。より具体的には、体細胞突然変異を経た抗体は、抗体が導出された生殖
細胞系列配列と異なるフレームワーク残基を含有しうる。このような残基は、抗体フレー
ムワーク配列を、抗体が導出された生殖細胞系列配列と比較することにより同定すること
ができる。フレームワーク領域配列を、それらの生殖細胞系列の立体配置へと戻すには、
例えば、部位指向突然変異誘発により、体細胞突然変異を、生殖細胞系列配列へと「復帰
突然変異させる」ことができる。このような「復帰突然変異させた」抗体もまた、本開示
に包摂されることを意図する。
フレームワーク修飾の別の種類は、フレームワーク領域内の1もしくは複数の残基、な
おまたは、1もしくは複数のCDR領域内の残基を突然変異させて、T細胞エピトープを
除去して、これにより、抗体の潜在的な免疫原性を低減することを伴う。この手法はまた
、「脱免疫化」とも称し、Carrらによる米国特許公開第20030153043号に
おいてさらに詳細に記載されている。
フレームワーク内またはCDR領域内に施された修飾に加えて、またはこれと代替的に
、抗体を、Fc領域内に修飾を含むように操作して、典型的に、血清中半減期、補体の結
合、Fc受容体の結合、および/または抗体依存性細胞介在性細胞傷害作用など、抗体の
1または複数の機能的特性を変化させることもできる。さらに、抗体は、化学的に修飾す
ることもでき(例えば、1または複数の化学的部分を抗体へと接合することができる)、
そのグリコシル化を変化させるように修飾して、ここでもまた、抗体の1または複数の機
能的特性を変化させることもできる。これらの実施形態の各々については、下記で詳細に
記載する。Fc領域内の残基の番号付けは、KabatによるEUインデックスによる番
号付けである。
一実施形態では、ヒンジ領域内のシステイン残基の数を変化させる、例えば、増大また
は減少させるように、CH1のヒンジ領域を修飾する。この手法は、Bodmerらによ
る米国特許第5,677,425号においてさらに記載されている。CH1のヒンジ領域
内のシステイン残基の数は、例えば、抗体の軽鎖および重鎖のアセンブリーを容易とする
か、または抗体の安定性を増大もしくは減少させるように変化させる。
別の実施形態では、抗体のFcヒンジ領域を突然変異させて、抗体の生物学的半減期を
短縮する。より具体的には、抗体のブドウ球菌(Staphylococcus)属プロテインA(Sp
A:Staphylococcus protein A)への結合が、天然Fc−ヒンジドメインのSpAへの結
合と比べて損なわれるように、1または複数のアミノ酸突然変異を、Fc−ヒンジ断片の
CH2ドメイン−CH3ドメイン間界面領域へと導入する。この手法は、Wardらによ
る米国特許第6,165,745号においてさらに詳細に記載されている。
さらに他の実施形態では、少なくとも1つのアミノ酸残基を、異なるアミノ酸残基で置
きかえることにより、Fc領域を変化させて、抗体のエフェクター機能を変化させる。例
えば、抗体が、エフェクターリガンドに対するアフィニティーを変化させているが、親抗
体の抗原結合能は保持するように、1または複数のアミノ酸を、異なるアミノ酸残基で置
きかえることができる。それに対するアフィニティーを変化させるエフェクターリガンド
は、例えば、Fc受容体または補体のC1成分でありうる。この手法は、いずれもWin
terらによる米国特許第5,624,821号;および同第5,648,260号にお
いてさらに詳細に記載されている。
別の実施形態では、抗体が、C1qへの結合を変化させ、かつ/または補体依存性細胞
傷害作用(CDC)を低減もしくは消失させるように、アミノ酸残基から選択される1ま
たは複数のアミノ酸を、異なるアミノ酸残基で置きかえることもできる。この手法は、I
dusogieらによる米国特許第6,194,551号においてさらに詳細に記載され
ている。
別の実施形態では、1または複数のアミノ酸残基を変化させて、これにより、補体に結
合する抗体の能力を変化させる。この手法は、BodmerらによるPCT公開第WO9
4/29351号においてさらに記載されている。
さらに別の実施形態では、1または複数のアミノ酸を修飾することにより、Fc領域を
修飾して、抗体依存性細胞介在性細胞傷害作用(ADCC:antibody dependent cellula
r cytotoxicity)を媒介する抗体の能力を増大させ、かつ/またはFcγ受容体に対する
抗体のアフィニティーを増大させる。この手法は、PrestaによるPCT公開第WO
00/42072号においてさらに記載されている。さらに、ヒトIgG1上の、Fcγ
RI、FcγRII、FcγRIII、およびFcRnに対する結合性部位もマップされ
ており、結合を改善させた変異体も記載されている(Shields et al., (2001) J. Biol.
Chen. 276:6591-6604を参照されたい)。
さらに別の実施形態では、抗体のグリコシル化を改変する。例えば、脱グリコシル化抗
体(すなわち、抗体は、グリコシル化を欠く)を作製することができる。グリコシル化を
変化させて、例えば、「抗原」に対する抗体のアフィニティーを増大させることができる
。このような炭水化物修飾は、例えば、抗体配列内の1または複数のグリコシル化部位を
変化させることにより達成することができる。例えば、1または複数の可変領域フレーム
ワークのグリコシル化部位の消失を結果としてもたらす、1または複数のアミノ酸置換を
施して、これにより、その部位におけるグリコシル化を消失させることができる。このよ
うな脱グリコシル化により、抗原に対する抗体のアフィニティーを増大させることができ
る。このような手法は、Coらによる米国特許第5,714,350号;および同第6,
350,861号においてさらに詳細に記載されている。
加えて、または代替的に、フコシル残基の量を低減した低フコシル化抗体または二分枝
型GlcNac構造を増大させた抗体など、グリコシル化の種類を変化させた抗体を作製
することもできる。このようなグリコシル化パターンの変化は、抗体のADCC能を増大
させることが裏付けられている。このような炭水化物修飾は、例えば、グリコシル化機構
を変化させた宿主細胞内で抗体を発現させることにより達成することができる。当技術分
野では、グリコシル化機構を変化させた細胞が記載されており、組換え抗体を発現させ、
これにより、グリコシル化を変化させた抗体を産生するための宿主細胞として使用するこ
とができる。例えば、HangらによるEP1,176,195は、このような細胞系内
で発現させた抗体が、低フコシル化を呈示するように、フコシルトランスフェラーゼをコ
ードするFUT8遺伝子を機能的に破壊した細胞系について記載している。Presta
によるPCT公開第WO03/035835号は、変異体のCHO細胞系である、Lec
l3細胞であって、フコースをAsn(297)連結された炭水化物へと接合する能力を
低減し、また、その宿主細胞内で発現させた抗体の低フコシル化も結果としてもたらす、
Lecl3細胞について記載している(また、Shields et al., (2002) J. Biol. Chem.
277:26733-26740も参照されたい)。UmanaらによるPCT公開第WO99/543
42号は、操作細胞系内で発現させた抗体が、抗体のADCC活性の増大を結果としても
たらす、二分枝型GlcNac構造の増大を呈示するよう、糖タンパク質を改変する、グ
リコシルトランスフェラーゼ(例えば、ベータ(1,4)−Nアセチルグルコサミニルト
ランスフェラーゼIII(GnTIII))を発現させるように操作された細胞系につい
て記載している(また、Umana et al., (1999) Nat. Biotech. 17:176-180も参照された
い)。
別の実施形態では、抗体を改変して、その生物学的半減期を延長する。多様な手法が可
能である。例えば、Wardによる、米国特許第6,277,375号において記載され
ている、以下の突然変異:T252L、T254S、T256Fのうちの1または複数を
導入することができる。代替的に、生物学的半減期を延長するために、Prestaらに
よる、米国特許第5,869,046号、および同第6,121,022号において記載
されている通り、IgGのFc領域のCH2ドメインの2つのループから採取された、サ
ルベージ受容体結合性エピトープを含有するように、抗体をCH1領域内またはCL領域
内で変化させることもできる。
(iv)変化させた抗体を操作する方法
上記で論じた通り、本明細書で示されるVH配列およびVL配列または全長重鎖配列お
よび全長軽鎖配列を有するNotch3結合性抗体は、全長重鎖配列および/もしくは全
長軽鎖配列、VH配列および/もしくはVL配列、またはこれらへと接合された定常領域
を修飾することにより、新たなNotch3結合性抗体を創出するのに使用することがで
きる。したがって、本開示の別の態様では、Notch3抗体の構造特色を使用して、構
造的に類縁のNotch3結合性抗体であって、ヒトNotch3に結合し、また、No
tch3の1または複数の機能的特性も阻害することなど、本開示の抗体の少なくとも1
つの機能的特性を保持する、Notch3結合性抗体を創出する。例えば、本開示の抗体
の1もしくは複数のCDR領域またはそれらの突然変異は、組換えにより、公知のフレー
ムワーク領域および/または他のCDRと組み合わせて、上記で論じた通り、組換えによ
り操作された、本開示のさらなるNotch3結合性抗体を創出することができる。他の
種類の改変は、前出の節で記載した改変を含む。操作法のための出発材料は、本明細書で
提示されるVH配列および/もしくはVL配列のうちの1もしくは複数、またはそれらの
1もしくは複数のCDR領域である。操作抗体を創出するのに、本明細書で提示されるV
H配列および/もしくはVL配列のうちの1もしくは複数、またはそれらの1もしくは複
数のCDR領域を有する抗体を実際に調製する(すなわち、タンパク質として発現させる
)ことは必要ではない。そうではなくて、配列内に含有される情報を、出発材料として使
用して、元の配列から導出される「第2世代」の配列を創出し、次いで、「第2世代」の
配列を、タンパク質として調製し、発現させる。
したがって、別の実施形態では、本開示は、配列番号3、23、43、63、83、1
03、123、143、163、183、および203からなる群から選択されるCDR
1配列;配列番号4、24、44、64、84、104、124、144、164、18
4、および204からなる群から選択されるCDR2配列;ならびに/または配列番号5
、25、45、65、85、105、125、145、165、185、および205か
らなる群から選択されるCDR3配列を有する、重鎖可変領域の抗体配列と、配列番号1
3、33、53、73、93、113、133、153、173、193、および213
からなる群から選択されるCDR1配列;配列番号14、34、54、74、94、11
4、134、154、174、194、および214からなる群から選択されるCDR2
配列;ならびに/または配列番号15、35、55、75、95、115、135、15
5、175、195、および215からなる群から選択されるCDR3配列を有する、軽
鎖可変領域の抗体配列とからなる、Notch3抗体を調製し、重鎖可変領域の抗体配列
内および/または軽鎖可変領域の抗体配列内の少なくとも1つのアミノ酸残基を変化させ
て、少なくとも1つの変化させた抗体配列を創出し、変化させた抗体配列をタンパク質と
して発現させるための方法を提示する。変化させた抗体配列はまた、CDR3配列、また
は、US20050255552において記載されている、最小限の不可欠な結合決定基
は一定とし、かつ、CDR1配列およびCDR2配列には多様性を有する、抗体ライブラ
リーをスクリーニングすることによっても調製することができる。スクリーニングは、フ
ァージディスプレイ技術など、抗体を抗体ライブラリーからスクリーニングするのに適切
な、任意のスクリーニング技術に従い実施することができる。
標準的な分子生物学法を使用して、変化させた抗体配列を調製し、発現させることがで
きる。変化させた抗体配列によりコードされる抗体は、本明細書で記載されるNotch
3結合性抗体の機能的特性であり、ヒトNotch3および/またはカニクイザルNot
ch3に特異的に結合することを含むがこれらに限定されない機能的特性のうちの1つ、
一部、または全部を保持する抗体であって、本明細書で記載されるレポーターアッセイに
おいて、Notch3に結合し、Notch3シグナル伝達活性を阻害することにより、
Notch3の生物学的活性を中和する抗体である。
変化させた抗体の機能的特性は、実施例で示されるアッセイ(例えば、ELISA)な
ど、当技術分野で利用可能であり、かつ/または本明細書で記載される標準的なアッセイ
を使用して評価することができる。
本開示の抗体を操作する方法のある種の実施形態では、Notch3結合性抗体コード
配列の全部または一部に沿って、ランダムに、または選択的に、突然変異を導入すること
ができ、結果として得られる改変Notch3結合性抗体を、本明細書で記載される結合
活性および/または他の機能的特性についてスクリーニングすることができる。当技術分
野では、突然変異法が記載されている。例えば、ShortによるPCT公開第WO02
/092780号は、飽和突然変異誘発、合成ライゲーションアセンブリー、またはこれ
らの組合せを使用して、抗体の突然変異を創出し、スクリーニングするための方法につい
て記載している。代替的に、LazarらによるPCT公開第WO03/074679号
は、コンピュータによるスクリーニング法を使用して、抗体の生理化学的特性を最適化す
る方法について記載している。
抗体の特徴付け
抗体は、多様な機能アッセイにより特徴付けることができる。例えば、抗体は、本明細
書で記載される遺伝子レポーターアッセイを使用して、Notch3シグナル伝達を阻害
することにより生物学的活性を中和するそれらの能力、Notch3タンパク質(例えば
、ヒトNotch3および/またはカニクイザルNotch3)に対するそれらのアフィ
ニティー、エピトープビニング、タンパク質分解に対するそれらの耐性、およびNotc
h3による下流のシグナル伝達を遮断するそれらの能力により特徴付けることができる。
多様な方法を使用して、Notch3により媒介されるシグナル伝達を測定することがで
きる。例えば、Notch3シグナル伝達経路は、ICD3を測定することによりモニタ
リングすることができる。
Notch3に結合する抗体の能力は、対象の抗体を標識することにより直接的に検出
することもでき、抗体を標識せずにおき、当技術分野で公知の、多様なサンドイッチアッ
セイフォーマットを使用して、結合を間接的に検出することもできる。
いくつかの実施形態では、Notch3抗体は、基準Notch3抗体の、Notch
3ポリペプチドまたはタンパク質への結合を遮断するか、またはこれと競合する。Not
ch3抗体は、上記で記載した完全ヒトNotch3抗体でありうる。Notch3抗体
はまた、基準抗体と同じエピトープに結合する、他のマウスNotch3抗体、キメラN
otch3抗体、またはヒト化Notch3抗体でもありうる。基準抗体の結合を遮断す
るか、またはこれと競合する能力は、被験Notch3抗体が、基準抗体により規定され
るエピトープと同じであるかもしくは類似するエピトープ、または基準Notch3抗体
が結合するエピトープに十分に近接するエピトープに結合することを指し示す。このよう
な抗体は、とりわけ、基準抗体について同定される有利な特性を共有する可能性が高い。
基準抗体を遮断するか、またはこれと競合する能力は、例えば、競合的結合アッセイによ
り決定することができる。競合的結合アッセイでは、被験抗体を、Notch3ポリペプ
チドまたはタンパク質などの一般的抗原への基準抗体の特異的結合を阻害する能力につい
て検討する。過剰な被験抗体が、基準抗体の結合を実質的に阻害する場合、被験抗体は、
基準抗体と、抗原への特異的結合について競合する。実質的な阻害とは、被験抗体が、基
準抗体の特異的結合を、通例少なくとも10%、25%、50%、75%、または90%
低減することを意味する。
Notch3抗体の、基準Notch3抗体との、Notch3タンパク質への結合に
ついての競合を評価するのに使用しうる、多数の競合的結合アッセイが公知である。競合
的結合アッセイは、例えば、固相直接ラジオイムノアッセイ(RIA:radioimmunoassay
)または固相間接RIA、固相直接酵素イムノアッセイ(EIA:enzyme immunoassay)
または固相間接酵素EIA、サンドイッチ競合アッセイ(Stahli et al., (1983) Method
s in Enzymology 9:242-253を参照されたい);固相直接ビオチン−アビジンEIA(Kir
kland et al., (1986) J. Immunol. 137:3614-3619を参照されたい);固相直接標識アッ
セイ、固相直接標識サンドイッチアッセイ(Harlow & Lane, supraを参照されたい);I
−125標識を使用する固相直接標識RIA(Morel et al., (1988) Molec. Immunol. 2
5:7-15を参照されたい);固相直接ビオチン−アビジンEIA(Cheung et al., (1990)
Virology 176:546-552);および直接標識RIA(Moldenhauer et al., (1990) Scand.
J. Immunol. 32:77-82)を含む。このようなアッセイは、標識されていない被験Notc
h3抗体または標識された基準抗体のうちの一方を保有する固体表面または細胞に結合さ
せた、精製抗原の使用を伴うことが典型的である。競合的阻害は、被験抗体の存在下で、
固体表面または細胞に結合した標識の量を決定することにより測定する。通例、被験抗体
を過剰に存在させる。競合アッセイにより同定される抗体(競合抗体)は、基準抗体と同
じエピトープに結合する抗体、および基準抗体が結合するエピトープに、立体障害が生じ
る程度に十分に近接する、隣接エピトープに結合する抗体を含む。
選択されたNotch3モノクローナル抗体が、固有のエピトープに結合するのかどう
かを決定するには、市販の試薬(例えば、Pierce、Rockford、IL製の試
薬)を使用して、各抗体をビオチニル化することができる。標識されていないモノクロー
ナル抗体およびビオチニル化されたモノクローナル抗体を使用する競合研究は、Notc
h3ポリペプチドでコーティングしたELISAプレートを使用して実施することができ
る。ビオチニル化mAbの結合は、ストレプトアビジン−アルカリホスファターゼプロー
ブにより検出することができる。精製Notch3抗体のアイソタイプを決定するには、
アイソタイプELISAを実施することができる。例えば、マイクロ滴定プレートのウェ
ルを、4℃で一晩にわたり、1μg/mlの抗ヒトIgGによりコーティングすることが
できる。1%のBSAによるブロッキングの後、プレートを、1μg/ml以下のNot
ch3モノクローナル抗体または精製アイソタイプ対照と、周囲温度で1〜2時間にわた
り反応させる。次いで、ウェルを、ヒトIgG1またはヒトIgMに特異的なアルカリホ
スファターゼコンジュゲートプローブと反応させることができる。次いで、精製抗体のア
イソタイプを決定しうるように、プレートを現像および解析する。
Notch3モノクローナル抗体の、Notch3ポリペプチドを発現させる生細胞へ
の結合を裏付けるには、フローサイトメトリーを使用することができる。略述すると、N
otch3を発現させる細胞系(標準的な成長条件下で成長させた)を、0.1%のBS
Aおよび10%のウシ胎仔血清を含有するPBS中に多様な濃度のNotch3抗体と混
合し、4℃で1時間にわたりインキュベートすることができる。洗浄の後、細胞を、一次
抗体による染色と同じ条件下で、フルオレセイン標識抗ヒトIgG抗体と反応させる。試
料は、光および側方散乱特性を使用して、単一の細胞にゲートをかける、FACScan
測定器により解析することができる。フローサイトメトリーアッセイに加え、またはフロ
ーサイトメトリーアッセイの代わりに、蛍光顕微鏡法を使用する代替的なアッセイを使用
することもできる。細胞は、まさに上記で記載した通りに染色し、蛍光顕微鏡法により検
討することができる。この方法は、個々の細胞の視覚化を可能とするが、抗原の密度に応
じて、感度を減衰させる場合がある。
Notch3抗体は、Notch3ポリペプチドまたは抗原性断片との反応性について
、ウェスタンブロット法によりさらに調べることができる。略述すると、精製Notch
3ポリペプチドもしくは融合タンパク質、またはNotch3を発現させる細胞からの細
胞抽出物を調製し、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけるこ
とができる。電気泳動の後、分離された抗原を、ニトロセルロース膜へと移し、10%の
ウシ胎仔血清でブロッキングし、被験モノクローナル抗体でプローブする。ヒトIgGの
結合は、抗ヒトIgGアルカリホスファターゼを使用して検出し、BCIP/NBT基質
タブレット(Sigma Chem.Co.、St.Louis、MO)により現像する
ことができる。
本明細書で記載されるアッセイ(例えば、ICD3アッセイ)など、細胞ベースのアッ
セイにおける多数のリードアウトを使用して、Notch3抗体の有効性および特異性を
評価することができる。下記の実施例節ではまた、機能アッセイの例も記載される。
その腫瘍形成性表現型が本明細書に示される、ヒト腫瘍細胞系の腫瘍異種移植片のin
vivoにおける成長を遮断する抗体またはそれらの断片の能力は、Notch3によ
る細胞内シグナル伝達に少なくとも部分的に依存し、免疫不全マウスにおいて、単独で評
価することもでき、問題の細胞系に適切な細胞傷害剤と組み合わせて評価することもでき
る。
予防的使用および治療的使用
本開示は、それを必要とする対象へと、有効量の、本開示の抗体を投与することにより
、Notch3シグナル伝達経路と関連する疾患または障害を処置する方法を提示する。
具体的な実施形態では、本開示は、それを必要とする対象へと、有効量の、本開示の抗体
を投与することにより、がん(例えば、乳がん、結腸直腸がん、肺がん、多発性骨髄腫、
卵巣がん、肝がん、胃がん、膵臓がん、前立腺がん、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血
病、t細胞性急性リンパ芽球性白血病、マントル細胞リンパ腫、慢性リンパ球性白血病、
ユーイング肉腫、骨肉腫、有棘細胞癌、末梢神経鞘腫瘍、シュワン細胞腫、頭頸部がん、
膀胱がん、食道がん、神経膠芽腫、軟組織明細胞肉腫、悪性中皮腫、神経線維腫症、腎が
ん、および黒色腫)を処置または防止する方法を提示する。いくつかの実施形態では、本
開示は、それを必要とする対象へと、有効量の、本開示の抗体を投与することにより、N
otch3シグナル伝達経路と関連するがんを処置または防止する方法を提示する。
具体的な実施形態では、本開示は、乳がん、肺がん、およびT細胞性急性リンパ芽球性
白血病(TALL)を含むがこれらに限定されない、Notch3シグナル伝達経路と関
連するがんを処置する方法を提示する。
Notch3抗体はまた、呼吸器疾患、骨粗鬆症、骨関節炎、多発性嚢胞腎、糖尿病、
統合失調症、血管疾患、心疾患、非発がん性増殖性疾患、線維症、およびアルツハイマー
病などの神経変性疾患を含むがこれらに限定されない、Notch3シグナル伝達の異常
または不全性と関連する他の障害を処置または防止するのに使用することもできる。
Notch3抗体との組合せ処置に適する薬剤は、Notchシグナル伝達経路をモジ
ュレートすることが可能な、当技術分野で公知の標準治療剤を含む。Notch3に適す
る標準治療剤の例は、EGFR阻害剤または白金ベースの化学療法を含むがこれらに限定
されない。Notch3抗体との組合せ処置に適しうる他の薬剤は、受容体チロシンキナ
ーゼ、Gタンパク質共役受容体、成長/生存シグナル伝達経路、核内ホルモン受容体、ア
ポトーシス経路、細胞周期、および血管新生をモジュレートする薬剤を含むがこれらに限
定されない。
診断的使用
一態様では、本開示は、がんに罹患しているか、またはがんを発症する危険性がある個
体に由来する生体試料(例えば、血液、血清、細胞、組織)の文脈において、Notch
3タンパク質および/またはNotch3核酸の発現のほか、Notch3タンパク質の
機能も決定するための診断アッセイを包摂する。
本開示は、それを必要とする対象へと、有効量の、本開示の抗体を投与することにより
、Notch3シグナル伝達経路と関連する疾患または障害を同定するための方法を提示
する。具体的な実施形態では、本開示は、それを必要とする対象へと、有効量の、本開示
の抗体を投与することにより、がん(例えば、乳がん、結腸直腸がん、肺がん、多発性骨
髄腫、卵巣がん、肝がん、胃がん、膵臓がん、前立腺がん、急性骨髄性白血病、慢性骨髄
性白血病、t細胞性急性リンパ芽球性白血病、マントル細胞リンパ腫、慢性リンパ球性白
血病、ユーイング肉腫、骨肉腫、有棘細胞癌、末梢神経鞘腫瘍、シュワン細胞腫、頭頸部
がん、膀胱がん、食道がん、神経膠芽腫、軟組織明細胞肉腫、悪性中皮腫、神経線維腫症
、腎がん、および黒色腫)を処置または防止する方法を提示する。いくつかの実施形態で
は、本開示は、それを必要とする対象へと、有効量の、本開示の抗体を投与することによ
り、Notch3シグナル伝達経路と関連するがんを処置または防止する方法を提示する
具体的な実施形態では、本開示は、乳がん、肺がん、およびT細胞性急性リンパ芽球性
白血病(TALL)を含むがこれらに限定されない、Notch3シグナル伝達経路と関
連するがんを同定するための方法を提示する。
Notch3突然変異の検出は、任意の数の方途、例えば、DNAシークエンシング、
RT−PCRを含むPCRベースの方法、マイクロアレイ解析、サザンブロット法、ノー
ザンブロット法、およびディップスティック解析により行うことができる。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR:polymerase chain reaction)を使用して、腫瘍組織
から抽出されたゲノムDNAまたはRNAに由来する、Notch4突然変異を増幅およ
び同定することができる。当技術分野では、PCRが周知であり、Saiki et al., Scienc
e 1988, 239:487;ならびに米国特許第4,683,195号および米国特許第4,68
3,203号において詳細に記載されている。
遺伝子発現の検出は、例えば、遺伝子から転写されたmRNAの量、または遺伝子から
転写されたmRNAの逆転写から作製されたcDNAの量、または遺伝子によりコードさ
れるポリペプチドもしくはタンパク質の量を検出するステップを含む、任意の適切な方法
を介することが可能である。これらの方法は、試料に対して、試料ベースで実施すること
もでき、ハイスループット解析のために改変して実施することもできる。例えば、Aff
ymetrix(商標)マイクロアレイチップを使用することによる。
一態様では、遺伝子発現を、そのバイオマーカーについての適切なプローブと特異的に
ハイブリダイズするプローブとのハイブリダイゼーションにより検出および定量化する。
プローブはまた、当技術分野で公知の方法を使用するハイスループットスクリーニングア
ッセイにおける使用のための固体支持体へと接合させることもできる。WO97/103
65ならびに米国特許第5,405,783号、同第5,412,087号、および同第
5,445,934号は、例えば、本明細書で開示される配列のうちの1または複数を含
有しうる、高密度オリゴヌクレオチドチップの構築について開示している。米国特許第5
,405,783号、同第5,412,087号、および同第5,445,934号で開
示される方法を使用して、誘導体化されたガラス表面上で本発明のプローブを合成する。
光保護されたヌクレオシドホスホルアミダイトを、ガラス表面へとカップリングさせ、フ
ォトリソグラフィーマスクを介する光分解により選択的に脱保護し、保護された第2のヌ
クレオシドホスホルアミダイトと反応させる。所望のプローブが完成するまで、カップリ
ング/脱保護工程を繰り返す。
代替的に、公知の技法を使用して、遺伝子コピー数、転写、または翻訳のうちのいずれ
か1つを決定することもできる。例えば、PCRなどの増幅法が有用でありうる。PCR
のための全般的な手順は、MacPherson et al., PCR: A Practical Approach, (IRL Press
at Oxford University Press (1991))において教示されている。しかし、各適用におけ
る反応のために使用されるPCR条件は、経験的に決定される。多数のパラメータが、反
応の成功に影響を及ぼす。それらの中には、アニーリングの温度および時間、伸長時間、
Mg2+および/またはATPの濃度、pH、ならびにプライマー、鋳型、およびデオキ
シリボヌクレオチドの相対濃度がある。増幅の後、結果として得られたDNA断片は、ア
ガロースゲル電気泳動に続く、臭化エチジウム染色および紫外線照射による視覚化を介し
て検出することができる。
一実施形態では、ハイブリダイズさせた核酸は、試料核酸へと接合させた1または複数
の標識を検出することにより検出する。標識は、当業者に周知の多数の手段のうちのいず
れかにより組み込むことができる。しかし、一態様では、試料核酸を調製するときの増幅
ステップにおいて、標識を同時に組み込む。したがって、例えば、標識されたプライマー
または標識されたヌクレオチドを伴うポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、標識された増
幅産物をもたらすであろう。個別の実施形態では、上記で記載した通り、標識されたヌク
レオチド(例えば、フルオレセイン標識UTPおよび/またはCTP)を使用する転写増
幅により、標識を、転写される核酸へと組み込む。
代替的に、標識は、元の核酸試料(例えば、mRNA、ポリA、mRNA、cDNAな
ど)へと直接付加することもでき、増幅が完了した後で、増幅産物へと付加することもで
きる。当業者には、標識を核酸へと接合させる手段が周知であり、例えば、核酸のキナー
ゼ処理の後における、試料核酸を標識(例えば、フルオロフォア)へと接合する核酸リン
カーの接合(ライゲーション)を介する、ニック翻訳または末端標識づけ(例えば、標識
されたRNAによる)を含む。
本開示における使用に適する、検出可能な標識は、分光学的手段、光化学的手段、生化
学的手段、免疫化学的手段、電気的手段、光学的手段、または化学的手段により検出可能
な任意の組成物を含む。本発明において有用な標識は、標識ストレプトアビジンコンジュ
ゲートによる染色のためのビオチン、磁気ビーズ(例えば、Dynabeads(商標)
)、蛍光色素(例えば、フルオレセイン、テキサスレッド、ローダミン、緑色蛍光タンパ
ク質など)、放射性標識(例えば、H、125I、35S、14C、または32P)、
酵素(例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、およびELIS
Aにおいて一般に使用される他の酵素)、および金コロイドまたは有色ガラスもしくは有
色プラスチック(例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ラテックスなど)によるビー
ズなどの比色標識を含む。このような標識の使用について教示する特許は、米国特許第3
,817,837号、同第3,850,752号、同第3,939,350号、同第3,
996,345号、同第4,277,437号、同第4,275,149号;および同第
4,366,241号を含む。
標識の検出は、当業者に周知である。したがって、例えば、放射性標識は、写真用フィ
ルムまたはシンチレーションカウンターを使用して検出することができ、蛍光マーカーは
、発光した光を検出する光検出器を使用して検出することができる。酵素標識は、酵素に
基質を与え、酵素の基質に対する作用により生成する反応生成物を検出することにより検
出することが典型的であり、比色標識は、有色の標識を単に視覚化することにより検出す
る。
WO97/10365において記載されている標識など、検出可能な標識を、ハイブリ
ダイゼーションの前に、またはハイブリダイゼーションの後で、標的(試料)核酸へと付
加することができる。これらの検出可能な標識は、ハイブリダイゼーションの前に、標的
(試料)核酸へと直接接合することもでき、標的(試料)核酸へと組み込むこともできる
。これに対し、「間接標識」は、ハイブリダイゼーションの後で、ハイブリッド体の二重
鎖へと接合する。一般に、間接標識は、ハイブリダイゼーションの前に標的核酸へと接合
させた、結合性部分へと接合させる。例えば、標的核酸は、ハイブリダイゼーションの前
にビオチニル化することができる。ハイブリダイゼーション後、アビジンコンジュゲート
フルオロフォアは、ビオチンを保有するハイブリッド体の二重鎖に結合し、容易に検出さ
れる標識をもたらす。核酸を標識し、標識された、ハイブリダイズさせた核酸を検出する
方法の詳述な総説については、Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular
Biology, Vol. 24: Hybridization with Nucleic Acid Probes, P. Tijssen, ed. Elsevi
er, N.Y. (1993)を参照されたい。
Notch3突然変異は、タンパク質へと翻訳されると、特異的抗体により検出するこ
とができる。Notch3突然変異の発現レベルはまた、Notch3突然変異体のタン
パク質発現またはタンパク質産物を検討することにより決定することもできる。タンパク
質レベルの決定は、患者から得られた試料中のバイオマーカーのポリペプチドを選択的に
認識し、これに選択的に結合する抗体の間で生じる、任意の免疫特異的結合の量を測定し
、これを、対照試料中の少なくとも1つのバイオマーカーの免疫特異的結合の量と比較す
ることを伴う。Notch3のタンパク質発現の量は、対照の発現と比較して増大する場
合もあり、低減される場合もある。
競合アッセイなどの診断アッセイは、被験試料解析物と、共通の結合パートナー上の限
定された数の結合性部位について競合する、標識された類似体(「トレーサー」)の能力
に依拠する。結合パートナーは一般に、競合の前に、または競合の後で不溶化させ、次い
で、結合パートナーに結合したトレーサーおよび解析物を、結合しなかったトレーサーお
よび解析物から分離する。この分離は、デカントすること(結合パートナーをあらかじめ
不溶化させる場合)により達成することもでき、遠心分離すること(結合パートナーを競
合反応の後で沈殿させる場合)により達成することもできる。被験試料解析物の量は、マ
ーカー物質の量により測定される通り、結合したトレーサーの量に反比例する。被験試料
中に存在する解析物の量を定量的に決定するために、公知量の解析物による用量反応曲線
を作成し、試験結果と比較する。酵素を、検出可能なマーカーとして使用する場合、これ
らのアッセイをELISAシステムと呼ぶ。この形態のアッセイでは、抗体とNotch
3抗体との競合的結合により、結合したNotch3タンパク質、好ましくは本開示のN
otch3エピトープが結果としてもたらされ、血清試料中の抗体、最高度に特定すれば
、血清試料中の中和抗体の尺度となる。
アッセイの著明な利点は、測定が中和抗体(すなわち、Notch3タンパク質、具体
的に、Notch3エピトープの結合に干渉する中和抗体)から直接なされることである
。特に、ELISA試験の形態におけるこのようなアッセイは、臨床環境および日常的な
血液スクリーニングにおいて重要な適用を有する。
バイオマーカーのアッセイ
本開示の別の態様は、個体におけるNotch3核酸の発現またはNotch3タンパ
ク質の活性を決定し、これにより、その個体に適する治療剤または予防剤を選択するため
の方法(本明細書では「薬理ゲノム学」と称する)を提示する。薬理ゲノム学は、個体の
治療的処置または予防的処置のための薬剤(例えば、低分子薬物または抗体もしくはそれ
らの断片などの生物学的物質)の、個体の遺伝子型(例えば、特定の薬剤に応答する個体
の能力を決定する、検討される個体の遺伝子型)に基づく選択を可能とする。
本開示のさらに別の態様は、臨床試験において、薬剤(例えば、低分子薬物または抗体
もしくはそれらの断片などの生物学的物質)の、Notch3タンパク質の発現または活
性に対する影響をモニタリングすることに関する。
患者をNotch3突然変異についてアッセイし、Notch3阻害剤(例えば、低分
子阻害剤またはNotch3抗体もしくはその断片などの生物学的薬剤)に対して感受性
であることが予測されたら、任意のNotch3阻害剤の患者への投与を、処置コースを
通して、持続的に行うこともでき、間欠的に行うこともできる。薬剤の適切な剤形および
投与法は、Notch3突然変異体の存在および発現レベルに基づき、経験的に調整する
ことができる。
患者が、Notch3処置への感受性を維持しているのかどうかを決定するために、N
otch3突然変異について、Notch3阻害剤を投与した後でアッセイすることがで
きる。加えて、Notch3突然変異について、単回のNotch3阻害剤投与の後の複
数の時点においてもアッセイすることができる。例えば、Notch3阻害剤の初期ボー
ラスを投与し、Notch3突然変異について、初回の処置の、1時間後、2時間後、3
時間後、4時間後、8時間後、16時間後、24時間後、48時間後、3日後、1週間後
、または1カ月後もしくは数カ月後においてアッセイすることができる。
患者に、複数回にわたるNotch3阻害剤の投与を施し、次いで、異なる時点におい
て、Notch3突然変異についてアッセイすることもできよう。例えば、処置コースは
、Notch3阻害剤の初回投与、指定された時間後における2回目の投与、さらに2回
目の投与の数時間後における3回目の投与の実施を要請する場合がある。Notch3突
然変異について、Notch3阻害剤の各回の投与を実施した1時間後、2時間後、3時
間後、4時間後、8時間後、16時間後、24時間後、48時間後、3日後、1週間後、
または1カ月後もしくは数カ月後においてアッセイすることができる。
任意のNotch3阻害剤(例えば、抗体またはその断片)の活性を評価するためのキ
ットを作製することができる。例えば、Notch3突然変異のためのPCRまたはマイ
クロアレイハイブリダイゼーションのための核酸プライマーを含むキットを、Notch
3突然変異体の存在を評価するために使用することができる。代替的に、キットは、表2
に列挙されたNotch3突然変異のための抗体またはそれらの断片を備えることもでき
る。
Notch3突然変異を使用して、Notch3阻害剤についてスクリーニングするこ
とが可能である。この方法は、表2によるNotch3突然変異を含有する細胞を用意す
るステップと、細胞を、候補Notch3阻害剤(例えば、低分子または抗体もしくはそ
の断片などの生物学的薬剤)と接触させるステップと、処置された細胞のIC50を、公
知のNotch3阻害剤と比較するステップとを含む。
医薬組成物
Notch3抗体またはその断片を含む医薬組成物または滅菌組成物を調製するには、
Notch3抗体またはその断片を、薬学的に許容される担体または賦形剤と混合する。
組成物は、がん(乳がん、結腸直腸がん、肺がん、多発性骨髄腫、卵巣がん、肝がん、胃
がん、膵臓がん、前立腺がん、急性骨髄性白血病、T細胞性急性リンパ芽球性白血病、マ
ントル細胞リンパ腫、慢性リンパ球性白血病、ユーイング肉腫、慢性骨髄性白血病、骨肉
腫、有棘細胞癌、末梢神経鞘腫瘍、シュワン細胞腫、頭頸部がん、膀胱がん、食道がん、
神経膠芽腫、軟組織明細胞肉腫、悪性中皮腫、神経線維腫症、腎がん、および黒色腫)を
処置またはを防止するのに適する、1または複数の他の治療剤をさらに含有しうる。
治療剤および診断剤の処方物は、例えば、凍結乾燥粉末、スラリー、水溶液、ローショ
ン、または懸濁液の形態における、生理学的に許容される担体、賦形剤、または安定化剤
と混合することにより調製することができる(例えば、Hardman et al,. (2001) Goodman
and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, McGraw-Hill, New York,
N.Y.;Gennaro (2000) Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Lippincott
, Williams, and Wilkins, New York, N.Y.;Avis, et al. (eds.) (1993) Pharmaceutic
al Dosage Forms: Parenteral Medications, Marcel Dekker, NY;Lieberman, et al. (e
ds.) (1990) Pharmaceutical Dosage Forms: Tablets, Marcel Dekker, NY;Lieberman,
et al. (eds.) (1990) Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse Systems, Marcel Dekke
r, NY;Weiner and Kotkoskie (2000) Excipient Toxicity and Safety, Marcel Dekker,
Inc., New York, N.Y.を参照されたい)。
治療剤のための投与レジメンの選択は、血清中または組織中の実体の代謝回転率、症状
のレベル、実体の免疫原性、および生物学的マトリックス中の標的細胞の接近可能性を含
む、複数の因子に依存する。ある種の実施形態では、投与レジメンにより、許容可能な副
作用のレベルと符合する限りにおいて、患者へと送達される治療剤の量を最大化する。し
たがって、送達される生物学的薬剤の量は、部分的に、特定の実体および処置される状態
の重症度に依存する。抗体、サイトカイン、および低分子の適切な用量の選択における指
針は、入手可能である(例えば、Wawrzynczak (1996) Antibody Therapy, Bios Scientif
ic Pub. Ltd, Oxfordshire, UK;Kresina (ed.) (1991) Monoclonal Antibodies, Cytoki
nes and Arthritis, Marcel Dekker, New York, N.Y.;Bach (ed.) (1993) Monoclonal A
ntibodies and Peptide Therapy in Autoimmune Diseases, Marcel Dekker, New York, N
.Y.;Baert et al., (2003) New Engl. J. Med. 348:601-608;Milgrom et al., (1999)
New Engl. J. Med. 341:1966-1973;Slamon et al., (2001) New Engl. J. Med. 344:783
-792;Beniaminovitz et al., (2000) New Engl. J. Med. 342:613-619;Ghosh et al.,
(2003) New Engl. J. Med. 348:24-32;Lipsky et al., (2000) New Engl. J. Med. 343:
1594-1602を参照されたい)。
適切な用量の決定は、例えば、処置に影響を及ぼすことが当技術分野で公知であるかも
しくは疑われるか、または処置に影響を及ぼすことが予測されるパラメータまたは因子を
使用して、主治医が行う。一般に、投与は、いくぶんか最適用量未満の量で始め、以後、
任意の負の副作用と比べて、所望の効果または最適の効果が達成されるまで、小さな増分
で増大させる。重要な診断的尺度は、症状、例えば、炎症の症状、または産生される炎症
性サイトカインのレベルについての尺度を含む。
本開示の医薬組成物中の、有効成分の実際の投与量レベルは、患者に対して毒性となら
ずに、特定の患者、組成物、および投与方式について所望の治療的応答を達成するのに有
効な量の有効成分を得るように変化させることができる。選択される投与量レベルは、援
用される本開示の特定の組成物、またはそれらのエステル、塩、もしくはアミドの活性、
投与経路、投与回数、援用される特定の化合物の排出速度、処置の持続期間、援用される
特定の組成物と組み合わせて使用される、他の薬物、化合物、および/または材料を含む
、様々な薬物動態因子、処置される患者の年齢、性別、体重、状態、全般的な健康、およ
び既往歴、ならびに医療技術分野で公知のその他の因子に依存するであろう。
抗体またはそれらの断片を含む組成物は、連続注入により施すこともでき、例えば、1
日おき、1週間おき、または毎週1〜7回の投与により施すこともできる。投与は、静脈
内投与、皮下投与、局所投与、経口投与、鼻腔内投与、直腸内投与、筋内投与、脳内投与
、または吸入により施すことができる。具体的な投与プロトコールは、著明な所望されな
い副作用を回避する、最大用量または最高投与頻度を伴う投与プロトコールである。毎週
の総用量は、体重1kg当たり少なくとも0.05μg、少なくとも0.2μg/kg、
少なくとも0.5μg/kg、少なくとも1μg/kg、少なくとも10μg/kg、少
なくとも100μg/kg、少なくとも0.2mg/kg、少なくとも1.0mg/kg
、少なくとも2.0mg/kg、少なくとも10mg/kg、少なくとも25mg/kg
、または少なくとも50mg/kgでありうる(例えば、Yang et al., (2003) New Engl
. J. Med. 349:427-434;Herold et al., (2002) New Engl. J. Med. 346:1692-1698;Li
u et al., (1999) J. Neurol. Neurosurg. Psych. 67:451-456;Portielji et al., (200
3) Cancer Immunol. Immunother. 52:133-144を参照されたい)。抗体またはそれらの断
片の所望の用量は、体重1kg当たりのモルベースの抗体またはポリペプチドの用量とほ
ぼ同じである。抗体またはそれらの断片の所望の血漿中濃度は、ほぼ、体重1kg当たり
のモルベースの濃度である。用量は、少なくとも15μg、少なくとも20μg、少なく
とも25μg、少なくとも30μg、少なくとも35μg、少なくとも40μg、少なく
とも45μg、少なくとも50μg、少なくとも55μg、少なくとも60μg、少なく
とも65μg、少なくとも70μg、少なくとも75μg、少なくとも80μg、少なく
とも85μg、少なくとも90μg、少なくとも95μg、または少なくとも100μg
でありうる。対象へと投与される投与回数は、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11、または12回以上でありうる。
本開示の抗体またはそれらの断片の、患者へと投与される投与量は、患者の体重1kg
当たり0.0001mg〜100mgでありうる。投与量は、患者の体重1kg当たり0
.0001mg〜20mgの間、0.0001mg/kg〜10mg/kgの間、0.0
001mg/kg〜5mg/kgの間、0.0001mg/kg〜2mg/kgの間、0
.0001〜1mg/kgの間、0.0001mg/kg〜0.75mg/kgの間、0
.0001mg/kg〜0.5mg/kgの間、0.0001mg/kg〜0.25mg
/kg、0.0001〜0.15mg/kg、0.0001〜0.10mg/kg、0.
001〜0.5mg/kg、0.01〜0.25mg/kg、または0.01〜0.10
mg/kgでありうる。
抗体またはそれらの断片の投与量は、mg/kg単位の投与される用量を乗じた、キロ
グラム(kg:kilogram)単位の患者の体重を使用して計算することができる。抗体また
はそれらの断片の投与量は、患者の体重1kg当たり150μg以下、125μg/kg
以下、100μg/kg以下、95μg/kg以下、90μg/kg以下、85μg/k
g以下、80μg/kg以下、75μg/kg以下、70μg/kg以下、65μg/k
g以下、60μg/kg以下、55μg/kg以下、50μg/kg以下、45μg/k
g以下、40μg/kg以下、35μg/kg以下、30μg/kg以下、25μg/k
g以下、20μg/kg以下、15μg/kg以下、10μg/kg以下、5μg/kg
以下、2.5μg/kg以下、2μg/kg以下、1.5μg/kg以下、1μg/kg
以下、0.5μg/kg以下、または0.5μg/kg以下でありうる。
抗体またはそれらの断片の単位用量は、0.1mg〜20mg、0.1mg〜15mg
、0.1mg〜12mg、0.1mg〜10mg、0.1mg〜8mg、0.1mg〜7
mg、0.1mg〜5mg、0.1〜2.5mg、0.25mg〜20mg、0.25〜
15mg、0.25〜12mg、0.25〜10mg、0.25〜8mg、0.25mg
〜7mg、0.25mg〜5mg、0.5mg〜2.5mg、1mg〜20mg、1mg
〜15mg、1mg〜12mg、1mg〜10mg、1mg〜8mg、1mg〜7mg、
1mg〜5mg、または1mg〜2.5mgでありうる。
抗体またはそれらの断片の投与量は、対象において、少なくとも0.1mg/ml、少
なくとも0.5mg/ml、少なくとも1μg/ml、少なくとも2μg/ml、少なく
とも5μg/ml、少なくとも6μg/ml、少なくとも10μg/ml、少なくとも1
5μg/ml、少なくとも20μg/ml、少なくとも25μg/ml、少なくとも50
μg/ml、少なくとも100μg/ml、少なくとも125μg/ml、少なくとも1
50μg/ml、少なくとも175μg/ml、少なくとも200μg/ml、少なくと
も225μg/ml、少なくとも250μg/ml、少なくとも275μg/ml、少な
くとも300μg/ml、少なくとも325μg/ml、少なくとも350μg/ml、
少なくとも375μg/ml、または少なくとも400μg/mlの血清中力価を達成し
うる。代替的に、抗体またはそれらの断片の投与量は、対象において、少なくとも0.1
μg/ml、少なくとも0.5μg/ml、少なくとも1μg/ml、少なくとも2μg
/ml、少なくとも5μg/ml、少なくとも6μg/ml、少なくとも10μg/ml
、少なくとも15μg/ml、少なくとも20μg/ml、少なくとも25μg/ml、
少なくとも50μg/ml、少なくとも100μg/ml、少なくとも125μg/ml
、少なくとも150μg/ml、少なくとも175μg/ml、少なくとも200μg/
ml、少なくとも225μg/ml、少なくとも250μg/ml、少なくとも275μ
g/ml、少なくとも300μg/ml、少なくとも325μg/ml、少なくとも35
0μg/ml、少なくとも375μg/ml、または少なくとも400μg/mlの血清
中力価を達成しうる。
抗体またはそれらの断片の投与は、繰り返すことができ、投与は、少なくとも1日間、
2日間、3日間、5日間、10日間、15日間、30日間、45日間、2カ月間、75日
間、3カ月間、または少なくとも6カ月間隔てることができる。
特定の患者にとっての有効量は、処置される状態、患者の全般的健康、投与経路および
投与用量、ならびに副作用の重症度などの因子に応じて変化しうる(例えば、Maynard et
al., (1996) A Handbook of SOPs for Good Clinical Practice, Interpharm Press, Bo
ca Raton, Fla.;Dent (2001) Good Laboratory and Good Clinical Practice, Urch Pub
l., London, UKを参照されたい)。
投与経路は、例えば、局所適用または皮内適用を介する投与の場合もあり、静脈内注射
または静脈内注入、腹腔内注射または腹腔内注入、脳内注射または脳内注入、筋内注射ま
たは筋内注入、眼内注射または眼内注入、動脈内注射または動脈内注入、脳脊髄内注射ま
たは脳脊髄内注入、病変内注射または病変内注入を介する投与の場合もあり、持続放出系
またはインプラントを介する投与の場合もある(例えば、Sidman et al., (1983) Biopol
ymers 22:547-556;Langer et al., (1981) J. Biomed. Mater. Res. 15:167-277;Lange
r (1982) Chem. Tech. 12:98-105;Epstein et al., (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. US
A 82:3688-3692;Hwang et al., (1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77:4030-4034;米
国特許第6,350,466号、および同第6,316,024号を参照されたい)。必
要な場合、組成物はまた、可溶化剤、および注射部位の痛みを和らげるリドカインなどの
局所麻酔剤も含みうる。加えて、例えば、吸入器または噴霧器、およびエアゾール化剤を
伴う処方物を使用することにより、肺内投与もまた援用することができる。例えば、それ
らの各々が参照によりそれらの全体において本明細書に組み込まれる、米国特許第6,0
19,968号、同第5,985,320号、同第5,985,309号、同第5,93
4,272号、同第5,874,064号、同第5,855,913号、同第5,290
,540号、および同第4,880,078号;ならびにPCT公開第WO92/192
44号、同第WO97/32572号、同第WO97/44013号、同第WO98/3
1346号、および同第WO99/66903号を参照されたい。
本開示の組成物はまた、当技術分野で公知の様々な方法のうちの1または複数を使用す
る、1または複数の投与経路を介して投与することもできる。当業者により察知される通
り、投与経路および/または投与方式は、所望の結果に応じて変化するであろう。抗体ま
たはそれらの断片のために選択される投与経路は、例えば、注射または注入による、静脈
内投与経路、筋内投与経路、皮内投与経路、腹腔内投与経路、皮下投与経路、脊髄内投与
経路、または他の非経口投与経路を含む。非経口投与は、通例注射による、腸内投与およ
び局所投与以外の投与方式を表す場合があり、限定なしに述べると、静脈内注射および静
脈内注入、筋内注射および筋内注入、動脈内注射および動脈内注入、髄腔内注射および髄
腔内注入、関節包内注射および関節包内注入、眼窩内注射および眼窩内注入、心内注射お
よび心内注入、皮内注射および皮内注入、腹腔内注射および腹腔内注入、経気管注射およ
び経気管注入、皮下注射および皮下注入、表皮下注射および表皮下注入、関節内注射およ
び関節内注入、被膜下注射および被膜下注入、くも膜下注射およびくも膜下注入、脊髄内
注射および脊髄内注入、硬膜外注射および硬膜外注入、ならびに胸骨下注射および胸骨下
注入を含む。代替的に、組成物は、局所投与経路、表皮投与経路、または経粘膜投与経路
、例えば、鼻腔内投与経路、経口投与経路、膣内投与経路、直腸内投与経路、舌下投与経
路、または局所投与経路など、非経口経路以外の経路を介して投与することもできる。一
実施形態では、抗体またはそれらの断片を、注入により投与する。別の実施形態では、多
特異性エピトープ結合性タンパク質を皮下投与する。
抗体またはそれらの断片を、制御放出系または持続放出系で投与する場合は、ポンプを
使用して、制御放出または持続放出を達成することができる(Langer, supra;Sefton, (
1987) CRC Crit. Ref Biomed. Eng. 14:20;Buchwald et al., (1980), Surgery 88:507
;Saudek et al., (1989) N. Engl. J. Med. 321:574を参照されたい)。ポリマー材料を
使用して、治療の制御放出または持続放出を達成することもできる(例えば、Medical Ap
plications of Controlled Release, Langer and Wise (eds.), CRC Pres., Boca Raton,
Fla. (1974);Controlled Drug Bioavailability, Drug Product Design and Performan
ce, Smolen and Ball (eds.), Wiley, New York (1984);Ranger and Peppas, (1983) J.
Macromol. Sci. Rev. Macromol. Chem. 23:61を参照されたい;また、Levy et al., (19
85) Science 228:190;During et al., (1989) Ann. Neurol. 25:351;Howard et al., (
1989) J. Neurosurg. 7 1:105;米国特許第5,679,377号;米国特許第5,91
6,597号;米国特許第5,912,015号;米国特許第5,989,463号;米
国特許第5,128,326号;PCT公開第WO99/15154号;およびPCT公
開第WO99/20253号も参照されたい)。持続放出処方物中で使用されるポリマー
の例は、ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポリ(メチルメタクリレート)
、ポリ(アクリル酸)、ポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)、ポリ(メタクリル酸)、
ポリグリコリド(PLG)、ポリ無水物、ポリ(N−ビニルピロリドン)、ポリ(ビニル
アルコール)、ポリアクリルアミド、ポリ(エチレングリコール)、ポリラクチド(PL
A)、ポリ(ラクチド−co−グリコリド)(PLGA)、およびポリオルトエステルを
含むがこれらに限定されない。一実施形態では、持続放出処方物中で使用されるポリマー
は不活性であり、濾過可能な不純物を含まず、保管において安定的であり、無菌であり、
生体分解性である。制御放出系または持続放出系は、予防標的または治療標的に近接させ
て配置することができ、したがって、全身用量の一部を要請するに過ぎない(例えば、Go
odson, in Medical Applications of Controlled Release, supra, vol. 2, pp. 115-138
(1984)を参照されたい)。
制御放出系は、Langer, (1990), Science 249:1527-1533による総説において論じられ
ている。当業者に公知の任意の技法を使用して、1または複数の本開示の抗体またはそれ
らの断片を含む持続放出処方物を作製することができる。例えば、それらの各々が参照に
よりそれらの全体において本明細書に組み込まれる、米国特許第4,526,938号、
PCT公開第WO91/05548号、PCT公開第WO96/20698号、Ning et
al., (1996), Radiotherapy & Oncology 39:179-189;Song et al., (1995) PDA Journal
of Pharmaceutical Science & Technology 50:372-397;Cleek et al., (1997) Pro. In
t'l. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater. 24:853-854;およびLam et al., (1997) Pro
c. Int'l. Symp. Control Rel. Bioact. Mater. 24:759-760を参照されたい。
抗体またはそれらの断片を局所投与する場合、それらは、軟膏、クリーム、経皮パッチ
、ローション、ゲル、シャンプー、スプレー、エアゾール、溶液、エマルジョンの形態、
または当業者に周知の他の形態で製剤化することができる。例えば、Remington's Pharma
ceutical Sciences and Introduction to Pharmaceutical Dosage Forms, 19th ed., Mac
k Pub. Co., Easton, Pa. (1995)を参照されたい。スプレー不可能な局所剤形では、局所
適用に適合性であり、場合によって、水を超える動粘性を有する、担体または1もしくは
複数の賦形剤を含む、粘性形態〜半固体形態または固体形態を援用することが典型的であ
る。適切な処方物は、限定なしに述べると、所望の場合、滅菌されるかまたは例えば、浸
透圧などの多様な特性に影響を与えるための補助剤(例えば、保存剤、安定化剤、保湿剤
(wetting agent)、緩衝剤、または塩)と混合された、溶液、懸濁液、エマルジョン、
クリーム、軟膏(ointment)、粉末、塗布剤、軟膏(salve)などを含む。他の適切な局
所剤形は、場合によって、固体または液体の不活性担体と組み合わせた有効成分を、高圧
揮発性物質(例えば、フレオンなどの推進剤ガス)との混合物中、またはスクイーズボト
ル内にパッケージングした、スプレー可能なエアゾール調製物を含む。また所望の場合、
保湿剤(moisturizerまたはhumectant)も、医薬組成物および剤形へと添加することがで
きる。当技術分野では、このようなさらなる成分の例が周知である。
抗体またはそれらの断片を含む組成物を、鼻腔内投与する場合は、組成物を、エアゾー
ル形態、スプレー、ミスト、または液滴の形態で製剤化することができる。特に、本開示
に従う使用のための予防剤または治療剤は、適切な推進剤(例えば、ジクロロジフルオロ
メタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素、また
は他の適切なガス)の使用を伴う、高圧パックまたは噴霧器からのエアゾールスプレーに
よる提示形態で送達すると好都合でありうる。高圧エアゾールの場合、投与単位は、計量
された量を送達するバルブを装備することにより決定することができる。吸入器(inhale
rまたはinsufflator)における使用のためのカプセルおよびカートリッジ(例えば、ゼラ
チンからなる)であって、化合物の粉末ミックスおよびラクトースまたはデンプンなど、
適切な粉末ベースを含有する、カプセルおよびカートリッジも製剤化することができる。
当技術分野では、第2の治療剤、例えば、サイトカイン、ステロイド、化学療法剤、抗
生剤、または放射線との共投与または共処置ための方法が公知である(例えば、Hardman
et al., (eds.) (2001) Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeu
tics, 10.sup.th ed., McGraw-Hill, New York, N.Y.;Poole and Peterson (eds.) (200
1) Pharmacotherapeutics for Advanced Practice:A Practical Approach, Lippincott,
Williams & Wilkins, Phila., Pa.;Chabner and Longo (eds.) (2001) Cancer Chemothe
rapy and Biotherapy, Lippincott, Williams & Wilkins, Phila., Pa.を参照されたい)
。有効量の治療剤は、症状を、少なくとも10%;少なくとも20%;少なくとも約30
%;少なくとも40%、または少なくとも50%減殺しうる。
抗体またはそれらの断片と組み合わせて投与されうる、さらなる治療(例えば、予防剤
または治療剤)は、本開示の抗体またはそれらの断片から、5分間未満の間隔を置いて、
30分間未満の間隔を置いて、1時間の間隔を置いて、約1時間の間隔を置いて、約1〜
約2時間の間隔を置いて、約2時間〜約3時間の間隔を置いて、約3時間〜約4時間の間
隔を置いて、約4時間〜約5時間の間隔を置いて、約5時間〜約6時間の間隔を置いて、
約6時間〜約7時間の間隔を置いて、約7時間〜約8時間の間隔を置いて、約8時間〜約
9時間の間隔を置いて、約9時間〜約10時間の間隔を置いて、約10時間〜約11時間
の間隔を置いて、約11時間〜約12時間の間隔を置いて、約12時間〜18時間の間隔
を置いて、18時間〜24時間の間隔を置いて、24時間〜36時間の間隔を置いて、3
6時間〜48時間の間隔を置いて、48時間〜52時間の間隔を置いて、52時間〜60
時間の間隔を置いて、60時間〜72時間の間隔を置いて、72時間〜84時間の間隔を
置いて、84時間〜96時間の間隔を置いて、または96時間〜120時間の間隔を置い
て投与することができる。2つ以上の治療を、1回の同じ患者来院内に投与することもで
きる。
抗体またはそれらの断片および他の治療は、周期的に投与することができる。サイクリ
ング療法は、ある期間にわたる第1の治療(例えば、第1の予防剤または治療剤)の投与
を伴い、これに続き、ある期間にわたる第2の治療(例えば、第2の予防剤または治療剤
)の投与を伴い、これに続き、任意選択で、ある期間にわたる第3の治療(例えば、予防
剤または治療剤)の投与などを伴い、治療のうちの1つに対する耐性の発生を低減し、治
療のうちの1つの副作用を回避もしくは低減し、かつ/または治療の有効性を改善するた
めに、この逐次的投与、すなわち、サイクルを繰り返す。
ある種の実施形態では、抗体またはそれらの断片は、in vivoにおける適正な分
布を確保するように製剤化することができる。例えば、血液脳関門(BBB:blood-brai
n barrier)は、多くの高度に親水性の化合物を排除する。治療用化合物がBBBを越え
ることを確保するために(所望の場合)、例えば、リポソームにより製剤化することがで
きる。リポソームの製造法については、例えば、米国特許第4,522,811号、同第
5,374,548号および同第5,399,331号を参照されたい。リポソームは、
特異的な細胞または臓器へと選択的に輸送され、これにより、薬物送達のターゲティング
を増強する、1または複数の部分を含みうる(例えば、Ranade, (1989) J. Clin. Pharma
col. 29:685を参照されたい)。例示的なターゲティング部分は、葉酸またはビオチン(
例えば、Lowらによる、米国特許第5,416,016号を参照されたい);マンノシ
ド(Umezawa et al., (1988) Biochem. Biophys. Res. Commun. 153:1038);抗体(Bloe
man et al., (1995) FEBS Lett. 357:140;Owais et al., (1995) Antimicrob. Agents C
hemother. 39:180);界面活性剤であるプロテインA受容体(Briscoe et al., (1995) A
m. J. Physiol. 1233:134);p120(Schreier et al, (1994) J. Biol. Chem. 269:9
090)を含み、また、K. Keinanen; M. L. Laukkanen (1994) FEBS Lett. 346:123;J. J.
Killion; I. J. Fidler (1994) Immunomethods 4:273も参照されたい。
本開示は、抗体またはそれらの断片を含む医薬組成物を、単独で、または他の治療と組
み合わせて、それを必要とする対象へと投与するためのプロトコールを提示する。本開示
の組合せ療法の治療(例えば、予防剤または治療剤)は、対象へと、共時的に投与するこ
ともでき、逐次的に投与することもできる。本開示の組合せ療法の治療(例えば、予防剤
または治療剤)はまた、周期的に投与することもできる。サイクリング療法は、ある期間
にわたる第1の治療(例えば、第1の予防剤または治療剤)の投与を伴い、これに続き、
ある期間にわたる第2の治療(例えば、第2の予防剤または治療剤)の投与を伴い、治療
(例えば、薬剤)のうちの1つに対する耐性の発生を低減し、治療(例えば、薬剤)のう
ちの1つの副作用を回避もしくは低減し、かつ/または治療の有効性を改善するために、
この逐次的投与、すなわち、サイクルを繰り返す。
組合せ療法の治療(例えば、予防剤または治療剤)は、対象へと、共時的に投与するこ
とができる。「共時的に」という用語は、まさに同じ時点における治療(例えば、予防剤
または治療剤)の投与に限定されず、むしろ、抗体が、他の治療と併せて作用して、それ
らを他の形で投与した場合より増大させた利益をもたらすように、抗体またはそれらの断
片を含む医薬組成物を、逐次的に、かつ、ある間隔以内に対象へと投与することも意図さ
れる。例えば、各治療は、対象へと、同時に投与することもでき、異なる時点において、
任意の順序で、逐次的に投与することもできるが、同時に投与しない場合は、所望の治療
効果または予防効果をもたらすように、時間的に十分に近接させて投与するものとする。
各治療は、対象へと、個別に、任意の適切な形態で、かつ、任意の適する経路を介して投
与することができる。多様な実施形態では、治療(例えば、予防剤または治療剤)を、1
5分間未満、30分間未満、1時間未満の間隔を置いて、約1時間の間隔を置いて、約1
時間〜約2時間の間隔を置いて、約2時間〜約3時間の間隔を置いて、約3時間〜約4時
間の間隔を置いて、約4時間〜約5時間の間隔を置いて、約5時間〜約6時間の間隔を置
いて、約6時間〜約7時間の間隔を置いて、約7時間〜約8時間の間隔を置いて、約8時
間〜約9時間の間隔を置いて、約9時間〜約10時間の間隔を置いて、約10時間〜約1
1時間の間隔を置いて、約11時間〜約12時間の間隔を置いて、24時間の間隔を置い
て、48時間の間隔を置いて、72時間の間隔を置いて、または1週間の間隔を置いて、
対象へと投与する。他の実施形態では、2つ以上の治療(例えば、予防剤または治療剤)
を、同じ患者来院内に投与する。
組合せ療法の予防剤または治療剤は、同じ医薬組成物により、対象へと投与することが
できる。代替的に、組合せ療法の予防剤または治療剤は、個別の医薬組成物により、対象
へと、共時的に投与することができる。予防剤または治療剤は、対象へと、同じ投与経路
により投与することもでき、異なる投与経路により投与することもできる。
本開示について十分に記載してきたが、以下の実施例および特許請求の範囲によりこれ
をさらに例示するが、これらは、例示的なものであり、さらに限定的であることを意図す
るものではない。
ICD3アッセイおよびその使用
一態様では、本開示は、Notch3シグナル伝達を検出するためのアッセイに関する
。Notchシグナル伝達は、一連のタンパク質分解性切断により活性化される。ガンマ
セクレターゼ複合体は、核へと移行して、Notch標的遺伝子の転写を活性化させる、
Notch細胞内ドメイン(ICD)を最終的に放出する、Notch受容体の最終的な
切断を媒介する。ネオエピトープ抗体(検出抗体)を作り出して、ヒトNotch3のア
ミノ酸であるGly1661とVal1662との間で切断される場合に限る、Notc
h3 ICD(ICD3:Notch3 ICD)のガンマセクレターゼによる切断形態を検出した
アッセイは、Notch3の、ガンマセクレターゼにより切断されたドメイン(ICD
3)内のネオエピトープである、VMVARRK(配列番号243)を検出する検出抗体
の使用を含む。ICD3は、野生型Notch3または突然変異体Notch3の位置G
ly1661〜Val1662における切断により作製することができる。
本明細書で開示されるアッセイによるICD3の検出は、Notch3シグナルの活性
化および伝達を指し示す。Notch3シグナルの活性化および伝達を防止する抗体また
はその断片は、ICD3の産生を防止し、これにより、その中に含有されるネオエピトー
プの、検出抗体による検出も防止する。一実施形態では、抗体またはその断片は、Not
ch3を自己阻害コンフォメーションで保持し、これにより、S2切断部位およびS3切
断部位のプロテアーゼへの曝露を不可能とし、これにより、検出抗体により認識されるネ
オエピトープを含むICD3の形成を防止する。
一態様では、本開示は、がんに罹患しているか、またはがんを発症する危険性がある個
体に由来する生体試料(例えば、血液、血清、細胞、組織)の文脈において、Notch
3タンパク質および/またはNotch3核酸の発現のほか、Notch3タンパク質の
機能も決定するための診断アッセイを包摂する。
ICD3アッセイを使用して、活性化されたNotch3シグナル伝達の存在を検出す
ることができる。Notch3シグナル伝達の活性化は、Notch3突然変異または高
度なNotch3発現/遺伝子の増幅により達成することができる。生体試料を調製し、
ICD3タンパク質の存在または非存在について解析することができる。Notch3
ICDが存在する場合、NRRドメインは、NRRの自己阻害コンフォメーションを変化
させ、これにより、HDドメインをプロテアーゼによる切断へと露出させることと、本開
示の抗体を検出することにより検出しうる、ICD3の産生とを結果としてもたらす突然
変異を含有しうる。これらの試験の結果および解釈に関する情報は、被験個体との通信の
ために、医療ケア従事者へと返還することができる。このような診断法は、診断検査室で
実施することもでき、代替的に、診断キットを製造し、医療ケア従事者へと販売すること
もでき、自己診断用に、個人の個体へと販売することもできる。
本開示の別の態様は、個体におけるNotch3核酸の発現またはNotch3タンパ
ク質の活性を決定し、これにより、その個体に適する治療剤または予防剤を選択するため
の方法(本明細書では「薬理ゲノム学」と称する)を提示する。薬理ゲノム学は、個体の
治療的処置または予防的処置のための薬剤(例えば、低分子薬物または抗体もしくはそれ
らの断片などの生物学的物質)の、個体の遺伝子型(例えば、特定の薬剤に応答する個体
の能力を決定する、検討される個体の遺伝子型)に基づく選択を可能とする。
本開示のさらに別の態様は、臨床試験において、薬剤(例えば、低分子薬物または抗体
もしくはそれらの断片などの生物学的物質)の、Notch3タンパク質の発現または活
性に対する影響をモニタリングすることに関する。
〔実施例1〕
カニクイザルNotch3のクローニング
カニクイザルNotch3の配列は公衆のデータベースで利用可能ではなかったので、
それを以下のようにクローニングした。
カニクイザル全RNA
全ての全RNAは、Zyagen(http://zyagen.com/index
.php、サンディエゴ、CA92121)から購入した。全RNAは、カニクイザルの
種々の組織(脳、腎臓、肝臓、肺、骨格筋、膵臓、脾臓、皮膚、胃、精巣、胸腺、甲状腺
、骨髄)から抽出した。起源および個々のサルの参照はZyagenによって特定されな
かった。全RNAは、マイクロRNAを含む全RNAの迅速な単離を可能にするグアニジ
ンイソチオシアネート−フェノール:クロロホルム抽出法を使用して組織/細胞から通常
のように抽出した。RNAをRNaseフリーDNaseで処置して残留DNAを除去し
、正確に定量し、−80℃に保存した。インタクトなリボソームRNAによって示される
ように、各RNA試料の完全性を変性アガロースゲル電気泳動によって検証した。RNA
の純度を分光光度計(A260/A280:1.9〜2.1)によって評価した。RNA
は、ノーザンブロッティング、リボヌクレアーゼ保護アッセイ、SIヌクレアーゼアッセ
イ、RT−PCR/Q−PCR分析、cDNA末端の迅速増幅(RACE)およびライブ
ラリー構築のためのmRNAの精製に理想的であった。全RNAは、1mg/mlの濃度
にてRNaseフリー水、1mMクエン酸ナトリウムまたは0.1mM EDTA中に提
供され、ドライアイス上で輸送された。全ての全RNAを受け取った後、試料を−80℃
にて保存する。
RNAからcDNAへの逆転写およびPCR増幅
Thermo Script RT−PCRシステム(Invitrogen、Cat
.11146−016)およびオリゴdTを使用して全ての全RNAを逆転写した。2μ
gの全RNAを概して各cDNAプールのために使用し、20μl中で溶出した。1μl
プライマー(50μMオリゴ(dT20)、2μg(組織)。全RNAおよび2μlの1
0mM dNTP混合物を合わせ、体積をDEPC処置した水で12μlに調製した。6
5℃にて5分間のインキュベーション後、4μlの5×cDNA合成緩衝液、1μlの0
.1M DTT、1μlのRNaseOUT(商標)(40U/μl)、1μlのDEP
C処置した水および1μlのThermoScript(商標)RT(15単位/μl)
のマスター混合物を調製し、全体積8μlを氷上の各々の以前の反応チューブに加えた。
全RNA試料の逆転写相は55℃にて90分で完了した。次いでこの反応を、85℃にて
5分間、全反応物をインキュベートすることによって停止させた。最後に、1μlのRN
ase Hを加え、試料を37℃にて20分間インキュベートした。全てのポリメラーゼ
連鎖反応のための原料物質としてcDNA反応物を−20℃にて保存した。
2μlのcDNAを使用してPCR増幅を実施した。プライマーをUTR領域およびコ
ード配列において設計した。PCR産物を直接、ゲル抽出し、直接シークエンシングによ
って分析した。
カニクイザルNotch3遺伝子フィッシング(gene fishing)のためのPCRプライマ

非ヒト霊長類、例えば、ゴリラ、オランウータン、アカゲザルの標的配列を、プライマ
ー設計および特異性試験のためのヒト配列と並べた。標的配列のマウスおよびラット配列
もまた、必要とされ得る。アラインメントのための標的配列は、NCBI、eEnsem
blまたはUniProtのようなデータベースから抽出できる。

PCRおよびゲル精製
cDNAのPCRは、KAPA(商標)SYBR(登録商標)FAST Master
Mix(2×)を使用してCorbett(登録商標)Rotor−Gene6000
(現在QIAGEN(登録商標) Rotor−Gene Q)RT−PCRによって達
成した。KAPA(商標)SYBR(登録商標)FAST qPCR Master M
ix(2×)Universal、抗体媒介ホットスタートを含有する使用準備済のカク
テル、SYBR(登録商標)Green I蛍光色素、MgCl2、dNTPならびにq
PCRにおけるDNAの増幅および検出のための安定剤(KAPABIOSYSTEMS
)。PCRのために、10μlのSYBR(登録商標)グリーン、0.4μlのフォワー
ドプライマー(10μM)、0.4μlのリバースプライマー(10μM)、2μlの鋳
型および7.2μlのHO RNaseフリーからなる20μlの体積の反応混合物を
、各々0.1mlのPCRチューブに調製し、そのチューブをキャップで閉じた。PCR
サイクルに先立って、5分間95℃の温度を保持し、サイクルステップを45回反復した
。変性は、反応物を10秒間95℃の温度に加熱することからなった。そのステップの後
、温度を30秒間60℃に低下させ、一本鎖DNA鋳型に対するプライマーのアニーリン
グを可能にした。30秒間72℃に温度を増加させることによって伸長を得、サイクルス
テップを反復した。次いで全てのPCR産物を1×TBEアガロースゲル、1%PCR断
片サイズに載せ、ゲルを抽出し、エチジウムブロマイド(3×10−3mg/ml)で染
色した。
次いで標的DNA断片のゲル抽出をその後実施した。この場合、MACHEREY−N
AGEL(登録商標)によるNucleoSpin(登録商標)8/96Extract
IIと組み合わせたQIAquick(登録商標)Gel Extraction K
itプロトコールに基づいた手順を使用してDNA断片を精製した。PCR DNA断片
を抽出するために、QIAGEN(登録商標)の400μlのQG可溶化緩衝液を96ウ
ェルプレート中の各々のゲルバンドの部分に加えた。ゲルバンドを溶解するために、約1
5分間、ディープウェルプレートを温水浴(50〜60℃)に入れた。溶液をNucle
oSpin(登録商標)8/96Extract IIフィルタープレート上にピペット
で取る前に、溶液を注意深くボルテックスした。DNAバンドが400bpより短かった
場合、さらに100μlのイソプロパノールを使用した。溶液を2回濾過した。このステ
ップの後、カラムを650μlの洗浄緩衝液NT3で2回洗浄し、次いでそれをRNas
eフリー水によるDNA断片の溶出前に20分間真空下に置くことによって乾燥させた。
そのために、NucleoSpin(登録商標)8/96Extract IIフィルタ
ープレートの下の回収容器を溶出プレート「U底」と置き換え、100μlのRNase
フリー水をそれと接触させずに膜の中央に直接加えた。DNAの抽出を真空濾過の使用に
よって達成し、溶出液は最終的にシークエンシングのために使用できた。
シークエンシングおよびデータ分析
精製したDNA断片をシークエンシングするために、8μlの精製したPCR試料を、
4μlのHO RNaseフリーおよび1μlのフォワードまたは1μlのリバースプ
ライマー(10μM)と混合した。PCR断片のシークエンシングを、Applied
Biosystems(登録商標)ABI 3730xl DNA分析器と組み合わせた
Sanger法により完了した。DNA配列の読み取りはプログラムに重要であり、トリ
ムし、次いで参照、この場合、ヒト遺伝子の配列にアセンブルした。対応する遺伝子の配
列は、EnsembleまたはSwiss−ProtゲノムデータベースブラウザからV
ector NTI(登録商標)内に直接コピーした。参照配列の使用により、完全長配
列の識別が可能となった。
カニクイザルNotch3配列。3つの天然SNPを位置:213S/N;719E/
D;および2053V/Aにて識別した。


〔実施例2〕
Notch3抗体のスクリーニングおよびタンパク質/細胞結合の評価
ヒトNotch3を認識する抗体を選択するために、ファージディスプレイライブラリ
ーを用いたパニングにおいて、Notch3受容体の重要な領域を表すいくつかの組換え
タンパク質を使用した(図1における細胞外ドメイン構造の概略図を参照のこと)。No
tch3のNRR、EGF32−NRRおよびリガンド結合(LBD)領域をパニングに
使用した。加えて、外因性または内因性Notch3のいずれかを発現する細胞株を、以
下に記載されるような全細胞パニングまたはディファレンシャル全細胞パニングのいずれ
かに使用した。ヒトNotch3タンパク質に対する抗体を、抗体バリアントタンパク質
の供給源として市販のファージディスプレイライブラリー、Morphosys HuC
AL PLATINUM(登録商標)ライブラリーを使用して、高い親和結合親和性を有
するクローンを選択することによって生成した。組換えタンパク質(ヒト、マウス、カニ
クイザル)およびNotch3を発現する細胞の両方に対するNotch3抗体の結合特
性を図3〜6に示す。
細胞株
U2OS、MDA−MB−468、HCC1143はATCCから購入し、10%FB
Sおよび1%ペニシリン−ストレプトマイシンを補足した増殖培地中に通常のように維持
した。細胞株TALL−1はDSMZから購入し、10%FBSおよび1%ペニシリン−
ストレプトマイシンを補足した増殖培地中に通常のように維持した。HLR PathD
etect細胞はStratageneから購入し、製造業者の指示書に従って維持した
Notch3−NRRドメインおよびNotch3−NRR−EGFドメインについての
発現ベクターの生成
ヒトNotch3 NRRドメイン(アミノ酸1378〜1640)についてのコード
配列を遺伝子合成し、マウスIgKシグナルペプチドおよびC末端の6個のヒスチジン精
製タグを含むように発現ベクターpRS5aの誘導体中にサブクローニングした。同様に
、ヒト、カニクイザルおよびマウスEGF32−NRR二重ドメイン(それぞれ、アミノ
酸1246−1640、1246−1640、1247−1641)を遺伝子合成し、マ
ウスIgKシグナルペプチドおよびC末端の6個のヒスチジン精製タグを含むようにpR
S5a内にクローニングした。pRS5aはCMVプロモーターを含有し、HEK293
Freestyle細胞(Invitrogen)の一過性トランスフェクションによ
るタンパク質の発現のために使用した。
組換えNotch3タンパク質の発現/精製
Notch3タンパク質を発現するためのベクターを、1:3の比のDNA:PEIト
ランスフェクション試薬を使用してHEK293 Freestyle細胞内に一過性に
トランスフェクトした。トランスフェクションの7日後、ヒスチジンタグ化タンパク質を
精製するために、細胞上清をNickel−NTAカラム(Qiagen)に適用した。
タンパク質をイミダゾールで溶出し、続いてPBS中のSuperdex200(GE)
でのサイズ排除によってさらに精製してあらゆる凝集タンパク質を取り除いた。SDS−
PAGEおよびHPLC−サイズ排除によってタンパク質を分析して純度および凝集状態
を評価した。
Notch3−LBDタンパク質
組換えヒトNotch3−Fc Chimera(受託番号Q9UM47、aa40−
467)はR&D systems(#1559−NT−050)から購入した。組換え
マウスNotch3−Fc Chimera(受託番号Q61982、aa40−468
)はR&D systems(#1308−NT−050)から購入した。
Notch3を過剰発現する細胞株の生成
Notch3を過剰発現する細胞株を生成するために、Notch3−GFP cDN
AはOrigene(カタログ番号RG224711)から購入した。製造業者からの指
示書に従ってNEONエレクトロポレーション機器(Invitrogen)を使用して
U2OS細胞を電気穿孔した。エレクトロポレーションパラメータは、1230Vパルス
電圧、10msパルス幅、4パルスであった。100uLのNEONチップ(Invit
rogen、カタログ番号MPK10096)を使用して、100万個のU2OS細胞を
2μgのNotch3−GFP cDNAと混合した。エレクトロポレーションの24時
間後、細胞を2週間選択(200μg/mLにおいてG418)下に置いた。Notch
3 GFP陽性細胞は2つの集団:高GFPおよび中間GFP陽性細胞に分類したFAC
Sであった。各々の亜集団由来のクローン株を選択し、FACSによるNotch3細胞
表面発現についてさらに試験した。
HuCAL PLATINUM(登録商標)パニング
ヒトNotch3を認識する抗体を選択するために、複数のパニング戦略を利用した。
ヒトNotch3タンパク質に対する治療抗体を、抗体バリアントタンパク質の供給源と
して市販のファージディスプレイライブラリー、Morphosys HuCAL PL
ATINUM(登録商標)ライブラリーを使用して、高い親和結合親和性を有するクロー
ンを選択することによって生成した。ファージミドライブラリーはHuCAL(登録商標
)コンセプト(Knappik et al., (2000) J Mol Biol 296: 57-86)に基づき、ファージ表
面上にFabを表示するためのCysDisplay(登録商標)技術(Lohning
、WO01/05950)を利用する。抗Notch3抗体を単離するために、固相、溶
液、全細胞およびディファレンシャル全細胞パニングアプローチを使用して標準的なパニ
ング戦略を実施した。
固相パニング
抗原選択プロセスの前に、抗原のための最適なコーティング濃度を決定するためにコー
ティングチェックELISAを実施した。96ウェルMaxisorpTMプレートの適
切な数(サブライブラリープールの数に依存する)のウェルを4℃にて一晩(o/n)、
300μlのNotch3抗原でコーティングした。各パニングのために、約4×10
個のHuCAL PLATINUM(登録商標)ファージ抗体をPBS/0.05%T
ween20/5%粉乳/5%BSAで遮断した。遮断手順の後、予め遮断したファージ
混合物を、コーティングした各々の抗原に加え、ウェルを遮断し、マイクロタイタープレ
ートシェーカー上で室温(RT)にて2時間インキュベートした。その後、非特異的結合
ファージを数回の洗浄ステップによって洗い落とし、特異的に結合したファージを溶出す
るために、10mM Tris/HCl pH8中のDTTを使用した。DTT溶出物を
14mlの大腸菌(E.coli)TG1に移し、その後、大腸菌(E.coli)TG1とDTT溶
出物の混合物をファージ感染のために水浴中で37℃にて45分間インキュベートした。
細菌ペレットを2xYT培地中に再懸濁し、LB/Cam寒天プレート上に置き、30℃
にてo/n、インキュベートした。コロニーをプレートからこすり取り、ファージレスキ
ュー、選択したクローンのポリクローナル増幅およびファージ産生のために使用した。精
製したファージを用いて、次のパニングラウンドを開始した。
第2および第3ラウンドの固相パニングを、減少した量の抗原およびよりストリンジェ
ントな洗浄条件を除いて、第1ラウンドのプロトコールに従って実施した。
ストレプトアビジン結合電磁ビーズを用いた溶液パニングプロトコール
溶液パニングのための必須条件は抗原のビオチン化およびビオチン化抗原の保持活性の
確認であった。溶液パニングの間、Fabを表示するファージおよびビオチン化抗原を、
ファージによる抗原の接近性を促進する溶液中でインキュベートした。
ファージプールごとに、ストレプトアビジンビーズ(Dynabeads(登録商標)
M−280ストレプトアビジン;Invitrogen)および各パニングのために、H
uCAL PLATINUM(登録商標)ファージ抗体をChemiblockerで遮
断し、次いで100nMビオチン化Notch3抗原をファージ粒子に加え、ローター上
でRTにて1〜2時間インキュベートした。2mgの遮断したストレプトアビジンビーズ
を使用してファージ−抗原複合体を捕捉し、ストレプトアビジンビーズに結合したファー
ジ粒子を磁性分離器で回収した。非特異的結合ファージを、PBS/0.05%Twee
n20およびPBSを使用した数回の洗浄ステップによって洗い落とした。特異的に結合
したファージをストレプトアビジンビーズから溶出するために、DTTを使用した。次い
でDTT溶出物を大腸菌(E.coli)TG1に移し、TG1とDTT溶出物の混合物をファ
ージ感染のために水浴中で37℃にて45分間インキュベートした。細菌ペレットを2x
YT培地中に再懸濁し、LB/Cam寒天プレート上に置き、30℃にてo/n、インキ
ュベートした。コロニーをプレートからこすり取り、ファージレスキュー、選択したコロ
ニーのポリクローナル増幅およびファージ産生のために使用した。精製したファージを用
いて、次のパニングラウンドを開始した。
第2および第3ラウンドの溶液パニングを、減少した量の抗原およびよりストリンジェ
ントな洗浄条件を除いて、第1ラウンドのプロトコールに従って実施した。
Notch3に対する全細胞パニング
各パニングのために、約4×1013個のHuCAL PLATINUM(登録商標)
ファージ抗原をPBS/5%FCS中で遮断した。並行して、ファージプールごとに、N
otch3抗原を発現する0.5〜1.0×10個の標的細胞および(適用される場合
)Notch3を発現しない0.5〜1.0×10個の吸着細胞を氷上で遮断するため
に1mlのPBS/5%FCS中に再懸濁した。遮断した標的細胞を沈降させ、予め遮断
したファージ粒子中に再懸濁し、回転子上で4℃にて2時間インキュベートした。ファー
ジ−細胞複合体をPBS/5%FCS中で3回洗浄した。特異的に結合したファージの標
的細胞からの溶出を、0.1Mグリシン−HCl/0.5M NaCl、pH2.2を用
いた10分の酸性溶出により実施した。遠心分離後、2Mの緩衝化されていないTris
を加えることによって上清(溶出物)を中和した。最終上清を大腸菌(E.coli)TG1培
養物のファージ感染のために使用した。細菌ペレットを2xYT培地中に再懸濁し、LB
/Cam寒天プレート上に置き、30℃にてo/n、インキュベートした。コロニーをプ
レートからこすり取り、ファージレスキューおよびファージ増幅のために使用した。増幅
したファージを次のパニングラウンドのために使用した。
第2および第3ラウンドの全細胞パニングを第1ラウンドのプロトコールに従って実施
した。
Notch3に対するディファレンシャル全細胞パニング
ディファレンシャル全細胞パニングにおいて、細胞および精製タンパク質に対して交互
に選択を行った。精製抗原についての選択ラウンドを、固相パニングに記載されるように
実施した。細胞についての選択ラウンドに関しては、全細胞パニングについての手順を参
照のこと。全細胞パニングと対照的に、後の吸着はDWCPにおいて省略されてもよい。
成熟パニング
選択した抗体断片の親和性および生物活性を増加させるために、フレームワーク領域を
一定に維持しながら、L−CDR3およびH−CDR2領域を、トリヌクレオチド定方向
突然変異誘発(Virnekas et al., (1994) Nucleic Acids Res. 22:5600-5607)を使用し
たカセット突然変異誘発によって並行して最適化した。親和性成熟についてクローニング
する前に、親Fab断片を、対応する発現ベクターからディスプレイベクター内にサブク
ローニングした。
親和性を改善した結合剤を選択するために、成熟ライブラリーに由来するファージを、
Notch3抗原(hN3_EGF4−11_Fc、hN3_EGF4−11_Fc_b
iot、hN3_EGF32_NRR_HisおよびhN3_NRR_His_biot
)を使用した3ラウンドの固相、溶液またはディファレンシャル全細胞パニングに供した
。各パニングラウンドにおいて抗原濃度を低下させることによってストリンジェンシーを
増加させた(Low et al., (1996) J Mol Biol 260: 359-368)。抗原減少に加えて、オフ
レート選択(off-rate selection)(Hawkins et al., (1992) J Mol Biol 226: 889-896
)を実施した。これを22℃の長時間の洗浄ステップと組み合わせた。
選択したFab断片のサブクローニングおよび微小発現
可溶性Fabの迅速な発現を促進するために、選択したHuCAL PLATINUM
(登録商標)ファージのFabコード挿入物を、pMORPH(登録商標)30ディスプ
レイベクターからpMORPH(登録商標)x11発現ベクターpMORPH(登録商標
)x11_FH内にサブクローニングした。
EcoRI/XbaI/BmtIによる3重消化によってサブクローニングを実施した
。大腸菌(E.coli)の形質転換後、TG1−F−単一クローン発現およびHuCAL(登
録商標)−Fab断片を含有するペリプラズム抽出物の調製を以前に記載されたように実
施した(Rauchenberger et al., (2003) J Biol Chem. 278:38194-38205)。
ELISAスクリーニングのためのFab含有細菌溶解物の調製
5μlの各々のo/n培養物を、1つのウェルにつき40μlの2xYT培地(34μ
g/mlのクロラムフェニコール(Cam);0.1%グルコース)を予め充填した滅菌
384ウェルマイクロタイタープレートに移した。培養物がわずかに混濁するまで、プレ
ートを37℃にてインキュベートした。これらの発現プレートに、1つのウェルにつき1
0μlの2xYT培地(34μg/mlのCamおよび5mMのIPTG)を加えた。プ
レートをガス透過性テープで密封し、22℃にてo/nインキュベートした。発現プレー
トの各ウェルに、15μlのBEL緩衝液(2.5mg/mlのリゾチーム、4mMのE
DTA、10U/μlのベンゾナーゼ)を加え、プレートを22℃にて1時間インキュベ
ートした。後のELISAのために、Fabを含有する大腸菌(E.coli)溶解物のスクリ
ーニングを、15μlの12.5%MPBSTを各ウェルに加え、400rpmおよび2
2℃にて少なくとも30分間プレートを振盪することによって遮断した。発現プレートを
即座に使用したか、または−20℃にて保存した。
FACSスクリーニングのためのFab含有細菌溶解物の調製
5μlの各々のo/n培養物を、1つのウェルにつき100μlの2xYT培地(34
μg/mlのCam;0.1%のグルコース)を予め充填した滅菌96ウェルマイクロタ
イタープレートに移した。培養物がわずかに混濁するまでプレートを22℃にてインキュ
ベートした。これらの発現プレートに、1つのウェルにつき20μlの2xYT培地(3
4μg/mlのCam;3mMのIPTG)を加えた。プレートをガス透過性テープで密
封し、22℃にてo/nインキュベートした。発現プレートの各ウェルに、15μlのB
EL緩衝液(2.5mg/mlのリゾチーム、4mMのEDTA、10U/μlのベンゾ
ナーゼ)を加え、プレートを22℃にて1時間インキュベートした。後のFACSのため
に、Fabを含有する大腸菌(E.coli)溶解物のスクリーニングを、15μlの16%F
BSを各ウェルに加え、400rpmおよび22℃にて少なくとも30分間プレートを振
盪することによって遮断した。インキュベーション後、BEL溶解物を遠心分離して細菌
細胞残屑を沈降させた。Fab含有上清をスクリーニング目的のために即座に使用したか
、または−20℃にて保存した。
直接コーティングした抗原についてのELISAスクリーニング
Maxisorp(商標)384ウェルプレートを、PBS中で、2.5μg/ml、
5μg/mlまたは1.25μg/mlの濃度にてそれぞれNotch3抗原hN3_N
RR_His、hN3_EGF32_NRR_HisおよびhN3_EGF4−11_F
cでコーティングした。PBS中の5%脱脂粉乳でプレートを遮断した後、Fab含有大
腸菌(E.coli)溶解物を加えた。Fabの結合を、Attophos蛍光体(Roche
、#11681982001)を使用してアルカリ性リン酸塩(Jackson Imm
uno Research#109−055−097;1:5000希釈)にコンジュゲ
ートしたF(ab)2特異的ヤギ抗ヒトIgGにより検出した。535nmにおける蛍光
発光を430nmにおける励起で記録した。
ビオチン化抗原のELISAスクリーニング
NeutrAvidin(商標)コーティングプレートを、PBS中で希釈した2.5
〜5μg/mlのhN3_NRR_His、5〜10μg/mlのhN3_EGF32_
NRR_Hisビオチン化Notch3抗原または1.25μg/mlのhN3_EGF
4−11_Fc抗原のいずれかでコーティングした。PBS中の3%ウシ血清アルブミン
で遮断した後、Fab含有大腸菌(E.coli)溶解物を加えた。その後、捕捉したHuCA
L(登録商標)−Fab断片を、Attophos蛍光体(Roche、#116819
82001)を使用してアルカリ性ホスファターゼ(Jackson Immuno R
esearch#109−055−097;1:5000希釈)にコンジュゲートしたF
(ab)2特異的ヤギ抗ヒトIgGにより検出した。535nmにおける蛍光発光を43
0nmにおける励起で記録した。
FACSスクリーニング
FACSスクリーニングにおいて、細胞表面に発現した抗原に結合している単一のFa
bクローンをパニング出力から識別した。Fab含有粗製大腸菌(E.coli)溶解物を使用
してFabを試験した。使用した細胞株はU2OS細胞(ATCC#HTB−96;非修
飾細胞=U2OS_parまたはヒトNotch3を高度に発現するように遺伝子組換え
された=U2OS_N3のいずれか)およびNotch3遺伝子の増幅を維持する乳癌細
胞株HCC1143(ATCC#CRL−2321)であった。
100μlの細胞懸濁液を新鮮な96ウェルプレート内に移した(1×10個の細胞
/ウェルを生じた)。標的細胞懸濁液を含有するプレートを遠心分離し、上清を捨てた。
残っている細胞ペレットを再懸濁し、50μlのFab含有FACS BEL抽出物を対
応するウェルに加えた。プレートを氷上で1時間インキュベートした。インキュベーショ
ン後、細胞を沈降させ、200μlのFACS緩衝液(PBS、3%FCS)で3回洗浄
した。各洗浄ステップの後、細胞を遠心分離し、注意深く再懸濁した。
PEがコンジュゲートしたヤギ抗ヒトIgG二次検出抗体(Jackson、カタログ
番号109−116−098)を加え、試料を氷上でインキュベートし、その後、Fab
インキュベーションに応じて洗浄した。
最後に、細胞ペレットを1つのウェルにつき150μlのFACS緩衝液中に再懸濁し
、試料をBD FACSアレイにおいて分析した。
親和性成熟後のスクリーニング
(Haenel et al., (2005) Anal Biochem. 339:182-184)に記載されている原理に基づ
いて溶液平衡滴定によって成熟した結合剤をランク付けするために、一定量の希釈したB
EL抽出物を異なる濃度の抗原で一晩平衡化した。
次いで混合物を、以前に抗原でコーティングしたMSDプレートに移し、インキュベー
ションおよび洗浄後、適切なMSD−スルホ−タグ標識化検出抗体を加えた。
その後、未結合のFabの濃度を、Sector Imager6000(Meso
Scale Discovery、ゲイザースバーグ、MD、USA)を使用してECL
検出により定量した。
XLfit(IDBS)ソフトウェアを使用し、親和性を推定し、それによって成熟に
より最も改善されたクローンを識別するために対応するフィットモデルを適用して、結果
を処理した。
大腸菌(E.coli)(mgスケール)中のHisタグ化HuCAL(登録商標)Fab断片
の発現および精製
大腸菌(E.coli)TG1 F細胞中のpMORPH(登録商標)x11_Fab_FH
によりコードされたFab断片の発現を、0.1%のグルコースおよび34μg/mlの
クロラムフェニコールを補足した500mlの2xYT培地を使用して振盪フラスコ培養
物中で実施した。OD600が0.5の値に到達するまで培養物を30℃にて振盪した。
Fab発現を、0.75mMの最終濃度でIPTG(イソプロピル−β−D−チオガラク
トピラノシド)を加え、30℃にてさらに20時間培養することにより誘導した。細胞を
収集し、リゾチームを使用して破壊した。His6タグ付きFab断片をIMAC(Bi
o−Rad、ドイツ)により単離し、イミダゾールを使用して溶出した。1×ダルベッコ
PBS(pH7.2)への緩衝液の交換を、PD10カラム(GE Healthcar
e、ドイツ)を使用して実施した。試料を濾過滅菌した(0.2μm)。タンパク質濃度
をUV分光光度法によって判定した。15%SDS−PAGEを変性させ、還元させる際
に試料の純度を分析した。較正基準を用いたサイズ排除クロマトグラフィー(HP−SE
C)により天然状態においてFab調製物の均一性を判定した。
IgGへの変換
完全長IgGを発現するために、重鎖(VH)および軽鎖(VL)の可変ドメイン断片
をFab発現ベクターから、ヒトIgG1fについての適切なpMorph4(登録商標
)_hIgG1fベクター内にサブクローニングした。
IgGスクリーニングスケールにおけるヒトIgGの一過性発現
真核性HEK293 c18細胞(ATCC #CRL−10852)を、特異性およ
び/または機能的スクリーニングアッセイにおいて後で使用するために完全長IgGを含
有する馴化細胞培養物上清を生成するために96ウェル発現系において使用した。
HuCAL(登録商標)Fab断片を、pMORPH(登録商標)発現またはディスプ
レイベクターからpMORPH(登録商標)4Ig発現ベクター内にサブクローニングし
た。生じたライゲーションを大腸菌(E.coli)XL1 Blueの形質転換のために使用
し、続いて100μg/mlのアンピシリンおよび1%のグルコースを含有するLBプレ
ート上に試料を播種した。
単一コロニーのDNA調製物を、BioRobot(登録商標)8000デバイスと組
み合わせた適切なDNA調製物キットを使用することによって調製した。個々のDNA濃
度をUV分光光度法によって判定した。
真核性HEK293 c18細胞を、前日に約4×10個の細胞/50μl/ウェル
の密度で96ウェル平底プレート中に播種し、これに等量のIg発現ベクターDNAをト
ランスフェクトした。37℃および6%COにて40〜50時間インキュベーションし
た後、培養物上清を96ウェルU底プレートに移し、遠心分離によって清澄した。生じた
Ig上清を、既知の標準物を参照してIg濃度を算出するために抗Fd捕捉ELISAに
よって試験し、特異性および/または機能的スクリーニングアッセイにおいて後で使用す
るために−20℃に保存した。
直接コーティングした抗原上での精製したIgGによるELISA
Maxisorp(商標)384ウェルプレートを、PBS中のNotch3抗原hN
3_NRR_His(2.5μg/ml)、N3_EGF32_NRR_His(ヒト、
カニクイザルおよびマウスについて5μg/ml)およびN3_EGF4−11_Fc(
hu1.25μg/ml;カニクイザルおよびマウス:5μg/ml)でコーティングし
た。PBS中の5%脱脂粉乳でプレートを遮断した後、試験的スケール発現からのIgG
を加えた(ELISA EC50判定について、1:3希釈ステップにおいて50μg/
ml(333.3nM)から減少させた12点滴定を実施した)。IgGの結合を、At
tophos蛍光体(Roche、#11681982001)を使用してアルカリ性ホ
スファターゼ(Jackson Immuno Research#109−055−0
97;1:5000希釈)にコンジュゲートしたF(ab)2特異的ヤギ抗ヒトIgGに
より検出した。535nmにおける蛍光発光を430nmにおける励起で記録した。
試験的スケールIgGによるFACSスクリーニング
FACSスクリーニングにおいて、細胞表面に発現した抗原に結合している試験的スケ
ール発現からのIgGを識別した。使用した細胞株は、U2OS細胞(ATCC#HTB
−96;非修飾細胞=U2OS_parまたはヒトNotch3を高度に発現するように
遺伝子組換えされた=U2OS_N3のいずれか)およびNotch3遺伝子の増幅を維
持する乳癌細胞株HCC1143(ATCC#CRL−2321)であった。
100μlの細胞懸濁液を新鮮な96ウェルプレート内に移した(1×10個の細胞
/ウェルを生じた)。標的細胞懸濁液を含有するプレートを遠心分離し、上清を捨てた。
残っている細胞ペレットを再懸濁し、50μlのIgG希釈物を対応するウェルに加えた
。FACS EC50判定を、1:5希釈ステップにおいて20μg/mlから減少させ
て実施した。プレートを氷上で1時間インキュベートした。インキュベーション後、細胞
を沈降させ、200μlのFACS緩衝液(PBS、3%FCS)で3回洗浄した。各洗
浄ステップの後、細胞を遠心分離し、注意深く再懸濁した。PEがコンジュゲートしたヤ
ギ抗ヒトIgG二次検出抗体(Jackson、カタログ番号109−116−098)
を加え、試料を氷上でインキュベートし、その後、Fabインキュベーションに応じて洗
浄した。最後に、細胞ペレットを1つのウェルにつき150μlのFACS緩衝液中に再
懸濁し、試料をBD FACSアレイにおいて分析した。
Notch3抗体を発現する安定な細胞株を生成するための発現ベクター
Notch3抗体のより大きなスケールの発現のために、軽鎖および重鎖コード配列を
、ファージベクターから、安定な細胞株を生成するための単一の二重CMVプロモーター
プラスミドを含有するマウスIgKシグナルペプチド内にクローニングした。細胞をNo
tch3抗体の高レベル発現のためにELISAによりスクリーニングした。
Biacore Kd判定
動態パラメータを判定することによって親和性判定を、以下に記載されるようにBia
core3000機器(Biacore、GE Healthcare)を使用してSP
Rにより実施した。
直接コーティングした抗原でのBiacore判定。固定化抗原への結合を以下のよう
に分析した。製造業者のプロトコールに従って抗原をチップ表面上に固定した。6つの異
なるFab濃度(2倍連続希釈)を使用して動態測定を行った。各サイクルの後、センサ
ーチップを再生した。ランニング緩衝液のブランク注入を二重参照のために使用した。B
IA評価ソフトウェア4.1.1(Biacore、GE Healthcare)を使
用して全てのセンサーグラムを適合して、konおよびkoff速度定数を判定し、それ
らを、KDを算出するために使用した。
あるいは、定性的結合実験のために、IgG試料を試料として使用した。IgG試料の
相対比較のためにFab断片に関して同じモデルを使用して結合曲線を適合した。
10μg/mLに10mM酢酸塩緩衝液、pH4.5中で希釈した約100RU hN
3_NRR_His(または400RU hN3_EGF32_NRR_His)を、標
準的なEDC−NHSアミンカップリング化学作用を使用してCM5チップ(Biaco
re、GE Healthcare)上に固定した。参照フローセル1のみを活性化およ
び非活性化させた。ランニング緩衝液は、25μl/分の流量で0.005%(v/v)
Tween20を有するPBS(GIBCO)pH7.2であった。15.6〜500n
Mの範囲のFab濃度を120秒の注入時間および例えば240秒の適切な解離時間で使
用した。グリシン/HCl pH2.5(20秒)の1回の注入およびグリシン/HCl
pH2(20秒)の1回の注入を用いて、結合した検体の再生を行った。「グローバル
(global)」に設定したパラメータRmaxおよび0に設定したRIを用いて適合を実施
した。
抗体捕捉設定によるBiacore KD判定。捕捉抗体への単量体抗原の結合を以下
のように分析した。CM5チップ(Biacore、GE Healthcare)上に
、適切な捕捉抗体(Biacore、GE Healthcare)を、EDC/NHS
化学作用を使用して共有結合により固定した。抗体を捕捉し、その後、6つの異なる抗原
濃度(2倍連続希釈)を注入することによって動態測定を行った。各サイクルの後、セン
サーチップを再生した。ランニング緩衝液のブランク注入を二重参照のために使用した。
BIA評価ソフトウェア4.1.1(Biacore、GE Healthcare)を
使用して全てのセンサーグラムを適合して、konおよびkoff速度定数を判定し、そ
れらを、KDを算出するために使用した。
ランニング緩衝液は、0.05%Tween20を有するPBS(GIBCO)pH7
.2であった。抗ヒトFc抗体(Biacore、GE Healthcare)を使用
して100RUのIgGを捕捉した。例えば15.6〜500nMの範囲の抗原濃度(h
N3_NRR_HisまたはhN3_EGF32_NRR_His)を、30μl/分の
流量、180秒の注入時間および例えば360秒の適切な解離時間で使用した。抗体/抗
原複合体の再生を30秒にて3MのMgClの2回の注入により行った。「グローバル
」に設定したパラメータRmaxおよび0に設定したRIを用いて適合を実施した。
抗原捕捉によるBiacore K判定に関して。捕捉抗原へのFabの結合を以下
のように分析した。CM5チップ(Biacore、GE Healthcare)上に
、適切な抗−抗原タグ捕捉抗体を、EDC/NHS化学作用を使用して共有結合により固
定した。抗原を捕捉し、その後、6つの異なるFab濃度(2n連続希釈)の注入により
動態測定を行った。各サイクルの後、センサーチップを再生した。ランニング緩衝液のブ
ランク注入を二重参照のために使用した。全てのセンサーグラムを、BIA評価ソフトウ
ェア4.1.1(Biacore、GE Healthcare)を使用して適合して、
konおよびkoff速度定数を判定し、それらを、Kを算出するために使用した。
ランニング緩衝液は0.05%Tween20を有するPBS(GIBCO)pH7.
2であった。約75RUの抗原(例えば、hN3_EGF4−11_Fc、50nM)を
、抗ヒトFc抗体(Biacore、GE Healthcare)を使用して捕捉した
。例えば、15.6〜500nMの範囲の抗体Fab断片濃度を、30μl/分の流量、
180秒の注入時間および適切な解離時間(例えば最大1800秒)で使用した。抗体/
抗原複合体の再生を、35秒にて3M MgClの2回の注入により行った。「グロー
バル」に設定したパラメータRmaxおよび0に設定したRIを用いて適合を実施した。
Sector Imager6000(MSD)を使用したKD判定のための溶液平衡滴
定(SET)法
溶液中の親和性判定を基本的に文献(Friquet et al., (1985) J Immunol Methods 77:
305-319)に記載されているように実施した。SET法の感度および精度を改善するため
に、それを古典的ELISAからECLベースの技術(Haenel et al., (2005) Anal Bio
chem 339: 182-184)に移した。
1mg/mlのヤギ抗ヒト(Fab)2断片特異的抗体(DianovaまたはBet
hyl)を、製造業者の指示書に従ってMSDスルホ−TAGTM NHS−Ester
(Meso Scale Discovery、ゲイザースバーグ、MD、USA)で標
識した。マウス抗体のK判定のために、対応する抗マウスIgGを標識し、検出試薬と
して使用した。
この実験は、アッセイ緩衝液として0.5%BSAおよび0.02%Tween−20
を含有するポリプロピレンマイクロタイタープレートおよびPBS pH7.4中で実施
した。未標識の抗原を、予想されるKDより少なくとも10倍高い濃度で開始して、2倍
連続で希釈した。抗原を含まないウェルを使用してBmax値を判定し、アッセイ緩衝液
のみを含有するウェルを使用してバックグラウンドを判定した。適切な量の結合剤(予想
されるKと同等またはそれ未満の抗体濃度、60μlの最終体積)を添加した後、混合
物を室温にて一晩インキュベートした。
MSDプレートを抗原(30μl/ウェル)でコーティングした。0.02%Twee
n−20を有するPBSでプレートを洗浄した後、平衡化した試料をこれらのプレート(
30μl/ウェル)に移し、20分間インキュベートした。洗浄後、30μl/ウェルの
MSD−スルホ−タグで標識した検出抗体(抗ヒト(Fab)2、最終希釈は典型的に1
:2,000)をMSDプレートに加え、Eppendorfシェーカー(700rpm
)で室温にて30分間インキュベートした。
MSDプレートを洗浄し、界面活性剤を有する30μl/ウェルのMSDリード緩衝液
Tを加えた後、Sector Imager6000(Meso Scale Disc
overy、ゲイザースバーグ、MD、USA)を使用して電気化学発光シグナルを検出
した。
カスタマイズされた適合モデルを適用しているXLfit(IDBS)ソフトウェアを
用いてデータを評価した。Fab分子のKD判定のために、((Abraham et al., (1996)
J Mol Recognit. 9, 456-461)に従って改変された、(Haenel et al., (2005) Anal Bi
ochem 339: 182-184)に従って以下の適合モデルを使用した:

[Fab]t:適用された全Fab濃度
x:適用された全可溶性抗原濃度(結合部位)
Bmax:抗原を有しないFabの最大シグナル
KD:親和性
IgG分子のKD判定のために、IgGについて以下の適合モデルを使用した((Pieh
ler et al., (1997) J Immunol Methods 201: 189-206)に従って改変した:

[IgG]:適用された全IgG濃度
x:適用された全可溶性抗原濃度(結合部位)
Bmax:抗原を有しないIgGの最大シグナル
:親和性
実験設定:
HuCAL(登録商標)_Fab(またはIgG)のK判定を基本的に以下のように
実施した:抗原hN3_EGF4−11_Fcを標準的なMSDプレート上で4℃にてo
/n、PBS中で0.2μg/mLにてコーティングした(または試料の特異性に応じて
1μg/mLにてhN3_NRR_His)。続いて、MSDプレートを、室温にて1時
間、3%BSAを含有するPBSで遮断した。単量体抗原(hN3_NRR_His)が
、IgG試料を滴定するために使用されなければならず、Fab断片のKD判定のために
、hN3_NRR_HisおよびhN3_EGF4−11_Fcの両方が使用できた。
パニング戦略およびスクリーニングの概要
組換えNotch3抗原およびNotch3発現細胞株を単独または組合せのいずれか
で使用して11の初期のパニング戦略を実施した。パニング出力を抗原結合および機能活
性についてスクリーニングした。3771個の最初のヒットはNotch3組換え抗原に
結合し、774個はNotch3を発現する細胞で陽性であり、295個の特有のクロー
ンを生じたことが示された。完全な抗体特徴付けを55個のIgGで実施し、12個の候
補を親和性成熟のために選択した(Notch3 NRRドメインに結合する5個のクロ
ーンおよびNotch3 LBDドメインに結合する7個のクローンを含む)。親和性成
熟後のSETスクリーニングにより、315個の改善された特有のクローン(9個のファ
ミリー)が生じた。IgGを発現した111μスケールを抗原結合および機能性について
スクリーニングした。31/111個のIgG(8個の異なるHCDR3ファミリー由来
)をさらに特徴付けし、4個の異なるHCDR3ファミリーに属する9個の優先的なクロ
ーンが生じた。
〔実施例3〕
リガンド駆動レポーター遺伝子アッセイにおけるNotch3抗体の特徴付け
1つの細胞においてNotch受容体が隣接細胞におけるリガンドと相互作用する場合
、標準的なNotchシグナル伝達が活性化する。哺乳動物において、5つの膜貫通型リ
ガンド、3つのDelta様リガンド(DLL1、DLL4およびDLL3)および2つ
のJaggedリガンド(Jag1、Jag2)が存在する。Notch3リガンド誘発
シグナル伝達を阻害する抗Notch3抗体の能力を判定するために、二重安定レポータ
ー細胞株HLR−huNotch3−Gal4−NLS−VP16/Gal4−UA−ル
シフェラーゼを使用したレポーター遺伝子アッセイ(RGA)を開発した。このアッセイ
を使用して、Jag1またはDLL1のいずれかによって活性化されるNotch3シグ
ナル伝達の阻害を試験した。同様のアッセイをヒトNotch1およびNotch2受容
体について開発した。この一連のNotch受容体特異的RGAアッセイにおけるNot
ch3抗体の試験により、Notch3の阻害について抗体の特異性評価が可能となった
Notch3リガンド誘導シグナル伝達を阻害する抗Notch3抗体の能力を判定す
るために、二重安定レポーター細胞株HLR−huNotch3−Gal4−NLS−V
P16/Gal4−UA−ルシフェラーゼを使用したレポーター遺伝子アッセイ(RGA
)を開発した。
ヒトNotch3−Gal4−NLS−VP16/Gal4−UA−ルシフェラーゼを発
現する細胞株の生成
ヒトNotch1、Notch2およびNotch3ならびにカニクイザルNotch
3細胞外および膜貫通部分、続いてGal4 DNA結合ドメイン、VP16および核局
在配列(NLS)をレトロウイルスベクターpLNCX2(Clontech、カタログ
番号631503)内にクローニングした。これらのキメラNotch受容体および対応
するレポーター遺伝子アッセイの生成により、Notch受容体特異的シグナル伝達のN
otch3抗体の効果の試験が可能となった。
Notch1−、Notch2−、およびNotch3−Gal4−VP16についての
発現ベクター
Gal4−VP16についてのコード配列を遺伝子合成し、ベクターpLNXC2(C
lontech)のSalI−ClaI部位内にクローニングしてpLNXC2−Gal
4−VP16を作製した。カニクイザルNotch3(アミノ酸1〜1669)、ヒトN
otch1(アミノ酸1〜1762)およびヒトNotch2(1〜1704)の細胞外
(ECD)および膜貫通ドメインを遺伝子合成し、pLNXC2−Gal4−VP16の
HindIII−SalI部位内にクローニングして、それぞれのNotchタンパク質
とGal4−VP16との融合物を産生した。
Notch−Gal4−VP16発現系の構築
ヒトNotch3−Gal4−VP16


カニクイザルNotch3−Gal4−VP16


ヒトNotch1−Gal4−VP16

ヒトNotch2−Gal4−VP16

Notch3−Gal4−VP16を発現するためのレトロウイルスの生成
適切なレトロウイルスベクター(pLNCX2_hNotch1_Gal4−VP16
、pLNCX2_hNotch2_Gal4−VP16 pLNCX2_hNotch3
_Gal4−VP16 pLNCX2_cNotch3_Gal4−VP16)を293
−GP2パッケージング細胞株(Clontech、カタログ番号631458)にトラ
ンスフェクトしてレトロウイルスを産生した。PromegaのFugene6を脂質系
トランスフェクション試薬として使用した。トランスフェクションを製造業者の指示書に
従って実施した。トランスフェクションの48時間後にウイルスを収集し、即座に使用し
てHLR細胞(HLR−PathDetect、Stratagene)に形質導入した
。形質導入した細胞を少なくとも2週間選択下に置き、その後、それらを共培養アッセイ
において試験した。各細胞株についてのクローン集団を選択した。
Notch3−Gal4−NLS−VP16−UA−ルシフェラーゼリガンド誘導レポー
ター遺伝子アッセイ
HLR−Notch3−Gal4−NLS−VP16/Gal4−UA−TATA−ル
シフェラーゼ(HLR−N3)細胞を、細胞表面で発現したrrJagged1(SN3
T9)またはrrDelta1(DLL1−19)のいずれかを安定に発現するL細胞と
の共培養により活性化した(Hicks C et al. (2000) Nature Cell Bio 2:515-520; Linds
ell C et al. (1995) Cell 80:909-917)。リガンドを発現する細胞との共培養により、
Notch3シグナル伝達およびNotch3キメラ受容体のタンパク質分解切断の活性
化が生じてGal4−NLS−VP16を放出した。このGal4−NLS−VP16は
、それがGal4−ルシフェラーゼレポーターに結合する核へ移行し、ルシフェラーゼの
産生を生じる。90%コンフルエンシーにて、トリプシン−EDTAを使用してHLR−
N3細胞を解離し、2×10個の細胞/mlの濃度でアッセイ培地(DMEM、高グル
コース、L−Glu、Invitrogen、カタログ番号21063−029;10%
FBS、1%P/Sを補足した)中に希釈した。50μlのHLR−N3細胞/ウェル(
=1×10個の細胞)を白色平底96ウェルプレート(Costar、カタログ番号3
917)内に播種し、37℃および5%COにて一晩インキュベートした。
翌日、HuCAL(登録商標)抗体(IgG)をPBS中に所望の濃度にて希釈した。
ウェルごとに10μlの抗体希釈物を播種した細胞に加え、37℃および5%COにて
2時間インキュベートした。次のJagged1およびDelta1リガンド発現マウス
L細胞を、トリプシン−EDTAを使用して解離し、8×10個の細胞/mlの濃度で
アッセイ培地中に希釈した。ウェルごとに50μLのマウスL細胞(=4×10個の細
胞/ウェル)を培養したHLR−N3細胞(50μlのHLR細胞+10μlの抗体+5
0μlのマウス細胞=110μlの最終体積)に加え、37℃および5%COにて一晩
インキュベートした。対照として、50μlのマウス親L細胞をリガンドの独立した設定
の代わりに加えた。
一晩のインキュベーション後、50μlの新たに調製したBright−Glo試薬を
室温に適合し(Promega、カタログ番号E2610)、各ウェルに加えた。5分の
インキュベーション時間後、発光を照度計(GeniosPro、Tecan)で読み取
った。それぞれの抗体の全滴定後、Prismを使用してIC50値を算出した。IgG
対照に対する阻害パーセントを示す。抗体を加えると、増加したシグナル伝達を検出した
場合、負の数を使用した。
概要および考察
huNotch3 RGAに加えて、カニクイザルNotch3 RGAならびにhu
Notch1 RGA(DLL1リガンド設定のみ)およびhuNotch2 RGA(
Jagged1およびDLL1)を上記のように実施した。記載されるNotch3抗体
のどれも、10μg/mlの最大濃度までhuNotch1またはhuNotch2 R
GAにおいていかなる活性も示さなかった。Notch3抗体は、Jagged1および
Delta1の両方により誘導されるNotch3シグナル伝達を阻害することを確認し
た。阻害パーセントおよびIC50は活性化のために使用した抗体およびリガンドに応じ
て変化した。LBDドメイン(12229、20364、20802)に対して向けられ
たパニングから識別した抗体は、図7A〜Dに示されるように、このリガンド駆動RGA
アッセイからのシグナル伝達を阻害するのに最も効果的であった。
〔実施例4〕
Notch標的遺伝子mRNAレベルに対するNotch3抗体の効果
一連の乳癌細胞株においてNotch標的遺伝子を識別するために、遺伝子のmRNA
発現に対するガンマセクレターゼ阻害剤(GSI)処置の効果を評価した。Affyme
trixヒトU133Aアレイを使用して、72時間、DMSOまたは10μMのDAP
T(Calbiochem 565770)のいずれかによるHCC70、MDA−MB
468またはHCC1143細胞の処置をプロファイルした。時点ごとに3つの複製が存
在した。R/Bioconductorフレームワークを使用し、Limmaパッケージ
を利用して、DMSO処置とDAPT処置との間で異なって発現された遺伝子を決定した
。0.05の調整したP値を閾値として使用して、異なって発現された遺伝子のセットを
決定した。最終的に、2つの標的遺伝子を細胞株ごとに選択し、以下の表にまとめた。H
es1、MMP7およびVSNL1 mRNAレベルはNotchシグナル伝達を阻害す
ると減少するが、DKK1 mRNAレベルはNotchシグナル伝達を阻害すると増加
する。
上記の遺伝子のmRNAレベルを定量するために、細胞株HCC70、MDA−MB−
468またはHCC1143を、1×10個の細胞/mLの細胞密度にて96ウェルプ
レート(Costar、カタログ番号3610)の100μL中で播種した。プレートを
37℃にて一晩インキュベートし、その後、適切な濃度にて抗体で処置した。処置したプ
レートをさらに72時間インキュベーターに戻し、その後、QiagenのRNeasy
キット(カタログ番号74181)を使用してRNA抽出のために溶解した。Taqma
n逆転写試薬(Applied Biosystems、カタログ番号N808−023
4)を使用してcDNAを合成した。mRNA発現をリアルタイムPCR(Taqman
Fast Advanced Master Mix、Applied Biosys
tems、カタログ番号4444557)により判定した。リアルタイムPCRをVii
A 7リアルタイムPCRシステムまたは7900HT FastリアルタイムPCRシ
ステム(Applied Biosystems)において実施した。各標的遺伝子のレ
ベルを定量するために、2−[デルタ][デルタ]Ct法を利用した。デルタデルタCt
の算出は、対象の試料のCt値を未処置の試料またはDMSO処置した試料(Schmi
ttgenおよびLivak 2008 Nature Protocols 3:11
01−1108)などの対照と比較することを含む。
概要および考察
図8に示されるように、Notch3抗体は一連の乳癌細胞株において内因性Notc
h3シグナル伝達を阻害できることを確認した。Notch3抗体による乳癌細胞株の処
置により、HES1またはMMP7 mRNAの減少した発現ならびにDKK1 mRN
Aの増加した発現が生じた。
〔実施例5〕
Notch3 NRRおよびPESTドメインの突然変異の識別および特徴付け
今まで、がんにおけるNotch受容体についての証拠は主にNotch1シグナル伝
達の変化に焦点を当てていた。Notch3は卵巣がんにおいて増幅するが、その増幅は
Notch3シグナル伝達への依存につながるという直接的な証拠は存在しない。加えて
、Notch3において突然変異を活性化させるという証拠は存在しない。Notch3
を細胞株のパネルにおいて配列決定して、さらなる特徴付けのために遺伝子における突然
変異を識別した。
がん細胞株エンサイクロペディア(CCLE)を使用して947個のヒトがん細胞株を
特徴付けした(Barretina J. et al. (2012) Nature 483:603-7)。液相ハイブリッド捕
捉技術を使用した大量の並行シークエンシングにより突然変異体情報を>1600個の遺
伝子について得た。エクソーム捕捉シークエンシングについての多重ライブラリーを、S
ureSelect Target Enrichmentシステム(Aligent
Technologies)を使用して記載されるように構築した。Notch3は配列
決定した遺伝子の1つであり、データを分析してタンパク質のNRR(エクソン25、2
6、アミノ酸1378〜1640)およびPEST(エクソン33アミノ酸1972〜2
322)ドメインにおける任意の突然変異を識別した。947個のがん細胞株からの配列
データの精密な検査により、突然変異を識別するためにエクソン25および33において
不十分な配列包括度が存在することが決定された。表はNotch3におけるエクソンの
平均包括度を示す。記載される数字は表3における塩基対ごとの読み取り値の平均数であ
る。
これらの細胞株または原発性腫瘍のいずれかがこれらの領域において突然変異を含有し
ているかどうかを判定するために、Sanger Sequencing(Genewi
z)、RainDance(Tewhey et al. (2009) Nature Biotechnology 27:1025-1031
)およびRNAseq(Wang et al. (2009) Nature Reviews Genetics 10:57-63)を含
む3つのアプローチを使用した。突然変異を図9に示されるように複数の細胞株および腫
瘍試料のNRRおよびPESTドメインの両方において識別した。図9aにおいて、上側
のパネルはNRR突然変異を有する細胞株を示し、一方、下側のパネルはPEST突然変
異を有する。原発性腫瘍において識別したNRR突然変異は図9bに示される。
原発性腫瘍の単離および原発性腫瘍異種移植片のバンクの生成
原発性ヒト腫瘍異種移植片から得られるデータを以下のように生成した:腫瘍試料を、
1時間未満の虚血時間で外科的切除の間に患者から、1%ペニシリン/ストレプトマイシ
ンを補足したRPMI中に収集した。壊死組織を含まない15〜30mmの断片を、イ
ソフルラン麻酔下で6〜8週齢のメスのヌードマウスの肩甲骨脂肪体内に皮下移植した。
マウスを、特定の病原体を含まない動物収容施設に維持し、承認されたプロトコールおよ
び規則に従って処理した。異種移植片が移植から2〜8カ月後に移植部位において現れた
。その後、合理的に一貫性のある増殖速度が達成されるまで、腫瘍が700〜800mm
に到達すると、それらの異種移植片をマウスからマウスに移植した。50%FBSおよ
び10%DMSOを補足したRPMI中に凍結したストックをマウスにおける連続継代の
間に生成し、異種移植モデルの首尾良い構築を確実にするために試験した。患者由来の3
0〜50mgの断片および各継代における異種移植片を、遺伝子発現プロファイリング、
コピー数および突然変異分析のために即座に凍結した。各々の首尾良く生着された異種移
植モデルの150mgの断片も収集し、組織学的分析に供した。構築した腫瘍異種移植モ
デルを、4回の継代後、in vivoでの研究のためにさらに使用した。遺伝子発現プ
ロファイリングのために、親和性樹脂(QIAGEN RNeasy Mini Kit
;QIAGEN AG)を使用して全RNAを単離した。RNA完全性および純度を、B
ioanalyzer 2100(Agilent Technologies)におけ
るRNA 6000 Nano LabChipシステムを用いて評価した。
〔実施例6〕
レポーター遺伝子アッセイにおけるNotch3 NRR突然変異の特徴付け
Notch3 NRR突然変異によるNotch3発現ベクターの生成
2つの突然変異を特徴付けのために選択した。TALL−1細胞はS1580L突然変
異を有するt細胞急性リンパ芽球性細胞株である。TALL−1細胞はDSMZ(#AC
C521)から購入した。乳房腫瘍(X−1004)もまた、G1487D突然変異で識
別した。X−1004試料中の突然変異を検出するRNAseq分析のために使用したR
NAは5回の継代のマウスの由来であった。これらの突然変異をベクターpLNCX2_
Notch3−GAL4−NLS−VP16内に導入した。
構築物
Notch3_S1580L_Gal4−VP16

Notch3_G1487D_Gal4−VP16
293−GP2パッケージング細胞株(Clontech、カタログ番号631458
)に適切なレトロウイルスベクターをトランスフェクトすることによってレトロウイルス
を産生した。PromegaのFugene6を脂質系トランスフェクション試薬として
使用した。製造業者の指示書に従ってトランスフェクションを実施した。トランスフェク
ションの48時間後にウイルスを収集し、HLR細胞(HLR−PathDetect、
Stratage)に形質導入するために即座に使用した。HLR細胞(Stratag
ene)に、Notch3wt−Gal4−VP16、Notch3_p.S1850L
−Gal4−VP16またはNotch3_p.G1487D−Gal4−VP16レト
ロウイルス粒子のいずれかを形質導入した。試験前の2週間にG418を用いて細胞を選
択した。
Notch3野生型およびNotch3 NRR突然変異受容体の基礎活性を評価するた
めのNotch3レポーター遺伝子アッセイ
Notch3受容体遺伝子アッセイ:HLR−Notch3wt−Gal4−VP16
、HLR−Notch3_p.S1580L−Gal4−VP16およびHLR−Not
ch3_p.G1487D−Gal4−VP16細胞を、フェノールレッドを含まないD
MEM、10%FBS(Hyclone、カタログ番号SH30071)、1%ペニシリ
ン−ストレプトマイシン(Gibcoカタログ番号15140−122)、L−グルタミ
ン(Gibco、カタログ番号25030−081)、100μg/mLハイグロマイシ
ン(Gibco、カタログ番号10687−010)および400μg/mL G418
(Gibco、カタログ番号10131−027)中に維持した。HLR親系統を、フェ
ノールレッドを含まないDMEM、10%FBS(Hyclone、カタログ番号SH3
0071)、1%ペニシリン−ストレプトマイシン(Gibcoカタログ番号15140
−122)、L−グルタミン(Gibco、カタログ番号25030−081)および1
00μg/mLハイグロマイシン(Gibco、カタログ番号10687−010)中に
維持した。完全培地中で増殖したサブコンフルエントな細胞をPBS(Gibco、カタ
ログ番号20012−027)で洗浄し、TryplE(Gibco、カタログ番号12
605010)でトリプシン処理し、4×10個の細胞/mLに希釈し、100μLの
細胞懸濁液を、4000個の細胞/ウェルの密度にて96ウェルの透明底の白色プレート
(Costar、カタログ番号3610)中に入れた。次いで全てのプレートをDAPT
(10μM、CalBiochem)による処置の前に37℃にて一晩インキュベートし
た。プレートを24時間インキュベーターに戻し、その後、Bright−Glo(Pr
omega)を使用してルシフェラーゼ活性を判定した。Envisionプレートリー
ダー(PerkinElmer)を使用して発光量を判定した。
野生型および突然変異Notch3受容体の細胞表面レベルを評価するためのFACSア
ッセイ
細胞株における突然変異Notch3受容体の発現を実証するために、フローサイトメ
トリーを使用した。突然変異Notch3および野生型Notch3(標準的な条件下で
増殖させた)を発現する細胞株を、0.1%BSAおよび0.01%アジ化ナトリウムを
含有するPBS中でAPCフルオレセイン標識(R&D カタログ番号FAB1559A
)を含有する抗Notch3結合および検出抗体と混合し、4℃にて1時間インキュベー
トした。洗浄後、単細胞をゲートするために光および側方散乱特性を使用してBD FA
CSCanto機器により細胞を分析した。
突然変異体および内因性Notch3を発現する細胞に対する、市販の抗Notch3
APC(R&D#FAB1559A)で標識した抗体の結合により細胞表面上のNot
ch3受容体のレベルを判定し、FACSによって評価した。細胞をトリプシン処理し(
Invitrogen TrypLEカタログ番号12605−010)、FACS緩衝
液(PBS/3% FBS/0.01% NaN3)中で2×10個の細胞/mLに希
釈した。2.5×10個の細胞/ウェルを96ウェルプレート(Corningカタロ
グ番号3610)の各ウェルに加え、4℃で1500rpmにて5分間遠心分離し、その
後、上清を除去した。抗Notch3 APC抗体またはAPC(R&Dカタログ番号I
C016A)で標識したヒツジIgGアイソタイプ対照を、100μLのFACS緩衝液
中に0.1μgの最終濃度にて細胞ペレットに加え、4℃にて1時間インキュベートした
。細胞を洗浄し、100μL FACS緩衝液で2回ペレット化した(pelleted)。最後
に、細胞を200μL FACS緩衝液中に再懸濁し、BD FACSCanto(BD
Biosciences)を用いて蛍光値を測定した。細胞表面に結合した抗Notc
h3 APC抗体の量を、平均チャネル蛍光を測定することによって評価した。
概要および考察
S1580L突然変異またはG1487D突然変異のいずれかのNotch3受容体内
への導入により、野生型対照と比較して受容体からの基礎シグナル伝達の約10倍の増加
が生じた。この系において、野生型および突然変異受容体は、FACSアッセイによって
判定して、ほぼ等しいレベルで発現した。このデータは、これらの突然変異がこれらおよ
び他の同様の突然変異を発現する細胞株および腫瘍においてNotch3シグナル伝達を
活性化することを示唆している(実施例7、9、10、11、15におけるさらなる考察
を参照のこと)。
〔実施例7〕
TALL−1細胞におけるNotch3シグナル伝達およびin vitro増殖に対す
るNotch3抗体の効果
TALL−1細胞株はS1580LにおけるNotch3のNRRドメインにおいて突
然変異を有する。この突然変異のNotch3発現構築物内への導入により、Notch
3シグナル伝達の活性化が生じた。この細胞株におけるNotch3シグナル伝達の阻害
の効果をさらに特徴付けるために、Notch標的遺伝子のmRNAレベルを試験し、細
胞のin vitro増殖をNotch3抗体の存在下でモニターした。
TALL−1 in vitro増殖アッセイ
1×10個のTALL−1細胞/ウェルを、96ウェル組織培養プレート(Corn
ing、カタログ番号3610)内の100ul培地(10%ウシ胎仔血清および1%ペ
ニシリン/ストレプトマイシンを補足したRPMI−1640)中に播種した。同じ日に
、抗体希釈物を1X PBS中に調製し、それからの5μlの20X抗体希釈物をウェル
ごとに加えた。細胞を37℃/5%COにて抗体とインキュベートした。37℃/5%
COにおける0および9日間のインキュベーション後、100μlのCellTite
r−Glo試薬(Promega)を加え、プレートシェーカーでプレートを10分間イ
ンキュベートした。Perkin Elmer Envisionプレートリーダーを使
用して発光量を判定した。IgG対照で処置した細胞のCellTiter−Glo発光
値を使用してデータを正規化し、Notch3抗体による処置に起因する増殖の阻害パー
セントを算出した。
TALL−1 mRNA定量アッセイ
Deltex1はTALL株におけるNotchシグナル伝達の十分に特徴付けられた
標的遺伝子である(Weng et al., 2006, Genes Dev. 20:2096-2109)。1×10個のT
ALL−1細胞/ウェルを、96ウェル組織培養プレート(Corning、カタログ番
号3610)内の100μl培地(10%ウシ胎仔血清および1%ペニシリンストレプト
マイシンを補足したRPMI−1640)中に播種した。同じ日に、抗体および化合物希
釈物を1X PBS中で調製し、そこからの5μlの20X抗体または化合物希釈物をウ
ェルごとに加えた。DAPT(Calbiochem、カタログ番号565770)およ
びDMSO(ATCC、カタログ番号4−X−5)はこのアッセイに使用した化合物であ
った。細胞を37℃/5%COにて72時間、抗体または化合物とインキュベートした
。Qiagen RNeasy96キットを使用してRNAを単離した。TaqMan逆
転写試薬(Life Technologies)およびMJ Research PT
C−225サーマルサイクラーを使用してcDNAを作製した。Deltex1(DTX
1)(Hs00269995_m1、Life Technologies)およびハウ
スキーピング遺伝子PPIA(Hs99999904_m1、Life Technol
ogies)についての遺伝子発現プローブと共にTaqMan Universal
PCR Master Mix(Life Technologies)を使用してTa
qMan遺伝子発現アッセイを実施した。TaqMan遺伝子発現アッセイを、Appl
ied Biosystems ABI Prism 7900HT Fastリアルタ
イムPCRシステムで実施した。Deltex 1のレベルを定量するために、2−[デ
ルタ][デルタ]Ct法を利用した。デルタデルタCtの算出は、対象の試料のCt値を
未処置の試料またはDMSO処置した試料などの対照と比較することを含む(Schmittgen
and Livak (2008) Nature Protocols 3: 1101-1108)。
概要および考察
図11A〜Bに示されるように、NRRドメインまたはEGF32−NRRドメイン(
20350、20358、20337)に対するパニングから識別されたNotch3抗
体は、TALL−1細胞におけるDeltex1 mRNA発現を強く阻害した。対照的
に、LBDドメイン(20364)に対する抗体はDeltex1 mRNAを顕著に阻
害しなかった。加えて、20350、20358、20337は用量依存的にTALL−
1増殖を顕著に阻害した。Notch3抗体を他のTALL細胞株(DND41、P12
−Ichikawa、SUPT1、SUPT11およびRPMI−8402)のパネルに
おいて試験した場合、増殖に対する効果は検出されなかった。
〔実施例8〕
Notch3細胞内ドメインのガンマセクレターゼ切断型を検出するネオエピトープ抗体
の生成
Notchシグナル伝達を一連のタンパク質分解切断によって活性化する。ガンマセク
レターゼ複合体はNotch受容体の最後の切断を媒介し、最終的に核へ移行するNot
ch細胞内ドメイン(ICD)を生じてNotch標的遺伝子転写を活性化する。ネオエ
ピトープ抗体を生成して、アミノ酸Gly1661とVal1662(ヒトNotch3
)との間で切断した場合のみ、Notch3 ICD(ICD3)のガンマセクレターゼ
切断型を検出した。
ICD3ウサギポリクローナル抗体の生成
免疫付与および陰性選択(欠失ペプチド)のために使用したペプチドを示す。
免疫付与ペプチド:HN−VMVARRK(dPEG4)C−アミド(配列番号27
8)
欠失ペプチド:Ac−VILVLGVMVARRK(dPEG4)C−アミド(配列番
号279)。ウサギポリクローナル抗体を標準的手順を使用してCovanceにて生成
した。簡潔に述べると、77日プロトコールを、500μgの免疫ペプチドおよびフロイ
ントアジュバントによる最初の追加免疫により利用した。500μgの免疫ペプチドによ
るさらなる追加免疫を21、42および63日に実施した。ガンマセクレターゼ切断後、
ネオエピトープではなく、Notch3のVMVARRK(配列番号243)配列を認識
する非特異的抗体を欠失させるために、欠失ペプチドを陰性選択のために使用した。「陰
性」親和性クロマトグラフィーによって欠失ペプチドを使用して、精製した試料を欠失さ
せた。末端システインを使用してペプチドをカラムに結合してペプチドを適切に正しい方
向に配置した。交差反応抗体を試料から取り除き、ELISAにより確認した。特定のバ
ンドが検出されたかどうかを判定するために、ウサギ由来の血清をTALL1−細胞にお
いてウェスタンブロットによって試験した。
ウサギポリクローナルICD3抗体のウサギモノクローナル抗体への変換
ウサギポリクローナル抗体をウサギモノクローナル抗体へ変換するために、免疫ペプチ
ドの最後のIV追加免疫を、選択したウサギで実施した。4日後、脾臓摘出を実施し、ウ
サギハイブリドーマをEpitomicsにおいて標準的手順によって生成した。簡潔に
述べると、1匹のウサギの脾臓由来の全てのリンパ球を単離した。40×96ウェルプレ
ートの融合および標準的なELISAスクリーニングを実施した。全てのELISA陽性
ハイブリドーマを24ウェルプレートまで増やし、免疫ペプチドおよび欠失ペプチドの両
方を用いてELISAを再び実施した。139個の陽性ハイブリドーマ由来の上清をTA
LL−1細胞におけるウェスタンブロッティングによって分析した。ELISA陽性ハイ
ブリドーマのウェスタンスクリーニングに基づいて、3個のハイブリドーマ(73、12
8、95)をサブクローニングのために選択した。ハイブリドーマをサブクローニングす
るために、選択した親ハイブリドーマの限界希釈(0.5個の細胞/ウェル)を実施し、
これらのサブクローンを4×96ウェルプレートに置いた。免疫ペプチドおよび欠失ペプ
チドの両方を使用してELISAによってサブクローンを再びスクリーニングした。クロ
ーンを24ウェルプレートまで増やし、ELISA陽性サブクローン由来の上清をTAL
L−1細胞におけるウェスタンブロッティングによってスクリーニングした。3個のサブ
クローンからの例示的なウェスタンデータを示す。
ICD3抗体を使用したNotch3シグナル伝達阻害のin vitroスクリーニン

Notch3 ICDを標的とする抗体を使用して経路活性を評価した。細胞株TAL
L−1はDSMZから購入し、10%FBSおよび1%ペニシリン−ストレプトマイシン
を補足した増殖培地中で通常のように維持した。実験設定:500万個のTALL−1細
胞を25cm組織培養フラスコ(Corning、カタログ番号430639)内の1
0mLの培地中に播種した。細胞を0.5%DMSOまたは10μM DAPT(Cal
biochem、カタログ番号565770)のいずれかで72時間処置した。TALL
−1細胞を沈降させ、次いでPBS中で洗浄した。N−エチルマレイミド(Thermo
Scientific、カタログ番号23030)およびプロテアーゼおよびホスファ
ターゼ阻害剤(Pierce、カタログ番号78444)を加えることにより、細胞を6
0μLの1X細胞溶解緩衝液(CST、カタログ番号9803)中で溶解させた。BCA
法を使用してタンパク質定量を実施し、Spectramax M5マイクロプレートリ
ーダーで読み取った。30μLのタンパク質試料を4〜12%のBis−Trisゲル(
Invitrogen、カタログ番号NP0006−1)中にウェルごとに充填した。
SDS−PAGE:180Vにて約90分間、1XNuPage MOPS SDSラ
ンニング緩衝液(Invitrogen、カタログ番号NP0001)中で標準的な条件
下で試料を流した。ニトロセルロース膜(iBlot、Invitrogen)に移す前
に、ゲルを、20%メタノールを有する2×トランスファー緩衝液(Invitroge
n、カタログ番号NP0006−1)中に浸した。膜を4%ミルク−TBST中で1時間
遮断し、ハイブリドーマ上清由来の上清を2%ミルク−TBST中で1:4に希釈し、穏
やかに振盪しながら4℃にてON、インキュベートした。TBSTによる一連の膜の洗浄
後、二次抗体を45分間2%ミルク−TBST中に加えた。ECL Plus West
ern Detection System(GE healthcare、カタログ番
号RPN2232)を使用して膜を発展させた。
ICD3抗体によるT細胞急性リンパ性白血病細胞株のパネルのスクリーニング
細胞株TALL−1(#ACC521)、RPMI8402(#ACC290)、DN
D41(#ACC525)、SUPT11(#ACC605)およびP12−Ichik
awa(#ACC34)はDSMZから購入し、10%FBSおよび1%ペニシリン−ス
トレプトマイシンを補足した増殖培地中に通常のように維持した。細胞株HPB−ALL
およびJurkat細胞はAndreas Strasser(Walter and
Eliza Hall Institute of Medical Research
、オーストラリアから商業的に得た。500万個のTALL−1細胞を25cm組織培
養フラスコ(Corning、カタログ番号430639)中の10mLの培地に入れた
。細胞を沈降させ、次いでPBS中で洗浄した。細胞を溶解し、ウェスタンを上記のよう
に実施した。ハイブリドーマサブクローン73−8からの精製した抗体を1:5000希
釈にてさらなる研究のために使用した、この抗体は本明細書以下において「ICD3 A
b」と称し、その配列を表2に詳述する。1:1000の希釈にてCell Signa
ling(#2421)からの抗体を使用してICD1タンパク質レベルを評価した。
概要および考察
図12A〜Bに示されるように、高レベルのICD3タンパク質を、他のT細胞急性リ
ンパ性白血病細胞株のパネルではなく、TALL−1細胞のみにおいて検出した。高いI
CD1レベルは、Notch1において突然変異を活性化することが知られている、HP
BALL、RPMI−8402、DND41、P12 IchikawaおよびJurk
atを含むいくつかのTALL株において検出できる(Weng et al. (2004) Science 306
:269-71)。ICD3抗体は、Notch1突然変異を有するこれらの他のTALL株に
おけるシグナルの欠如により証明されるようにICD1と交差反応しない。
〔実施例9〕
抗体処置によるNotch3シグナル伝達阻害のin vitroでの評価
CCLE株のパネルにおけるNotch3突然変異状態の評価により、NRR突然変異
を有するTALL−1およびPESTドメイン突然変異を有するMDA−MB468が識
別された。MDA−MB468細胞はアミノ酸2034においてフレームシフト突然変異
を有し、これにより早期停止コドンの導入を生じる。したがって、ICD3はウェスタン
ブロットでより速く移動しているバンドとして検出され得る変化した分子量を有する。
WTおよびMDAMB468 PESTドメインの部分の配列:
WT Notch3配列(NP_000426)アミノ酸2034末端

MDA−MB468配列アミノ酸2034末端

最初にこれらの2個の細胞株モデルを使用してNotch3シグナル伝達に対するNo
tch3阻害抗体の効果を特徴付けた。ICD3抗体によるウェスタンブロットを使用し
てシグナル伝達阻害をモニターした。実験設定:100万個のMDA−MB468細胞を
60mmディッシュ(Corning、カタログ番号430196)内の3mLの培地中
に入れたか、または500万個のTALL−1細胞を25cm組織培養フラスコ(Co
rning、カタログ番号430639)内の10mLの培地中に入れた。10μg/m
Lの最終濃度のNotch3阻害抗体20337、20350、20358および208
02ならびにIgG対照で処置する前にプレートを37℃にて一晩インキュベートした。
抗体をプレートに直接加え、それらを37℃、5%COにて72時間、さらにインキュ
ベートした。加えて、いくつかの細胞を0.5%DMSOまたは10μM DAPT(C
albiochem、カタログ番号565770)のいずれかで72時間処置した。培地
を吸引し、1mLのPBS(Gibco、カタログ番号20012−027)中でリンス
し、プレートから細胞を剥がし、ベンチ上部の遠心分離機で沈降させることによって細胞
を収集した。懸濁細胞を沈降させ、次いでPBS中で洗浄した。ウェスタンブロットを以
前に記載されたように精製したICD3抗体で実施した。
加えて、3個の他の細胞株を、Notch3抗体処置によるICD3レベルおよびシグ
ナル伝達阻害について特徴付けした:−(i)Ishikawaheraklio02_
ERはN1597RにてNRR突然変異を有し、(ii)A549は2034にてPES
Tフレームシフト突然変異を有し、一方(iii)TE−11は2260にてPESTフ
レームワークシフト突然変異を有する。
概要および考察
図13A〜Bに示されるように、以前に記載されたリガンド駆動RGAおよびNotc
h標的遺伝子mRNA定量に加えて、ICD3のレベルを測定することによってNotc
h3シグナル伝達もモニターできる。ICD3レベルはNotch3シグナル伝達活性の
膜近接読み出し値である。Notch抗体20337、20350、20358によるT
ALL−1細胞の処置により、減少したレベルのICD3が生じた。ICD3のレベルは
IgG対照試料およびDMSO試料において同等であった。このデータはこれらの抗体に
よる処置のときのDeltex1 mRNAおよびTALL−1増殖の阻害と一致する。
対照的に、ICD3レベルに対する効果は12229処置により検出されなかった。図1
3Bに示されるように、MDA−MB468細胞において、アミノ酸2034におけるフ
レームシフト突然変異により、早期停止コドンおよびより小さなICD3が生じる。この
ICD3はウェスタンブロットで、より速く移動しているバンドとして検出され得る。N
otch3 NRR抗体20337、20350、20358で処置すると、減少したレ
ベルのICD3が検出された。対照的に、20802、LBD抗体による処置は対照Ig
Gと比べてICDレベルが変化しなかった。図14A〜Cに示されるように、Ishik
awaheraklio02_ER、TE−11およびA549細胞におけるNotch
3抗体処置のときに、ICD3レベルに対する様々な効果が検出された。しかしながら、
試験した全ての細胞株において、20350処置は一貫して顕著に減少したICD3レベ
ルを生じた。
〔実施例10〕
Notch3増幅細胞株における抗体処置によるNotch3シグナル伝達阻害のin
vitroでの評価
HCC1143細胞はNotch3を増幅することが記載されていた(Yamaguchi et a
l. (2008) Cancer Res. 68:1881-1888)。活性Notch3シグナル伝達のレベルを、I
CD3抗体を使用してこの細胞株において試験した。ICD3抗体によるウェスタンブロ
ットを使用してシグナル伝達阻害をモニターした。
実験設定:100万個のHCC1143細胞を、25cm組織培養フラスコ(Cor
ning、カタログ番号430639)内の60mmディッシュ(Corning、カタ
ログ番号430196)内の3mLの培地中に入れた。プレートを、10μg/mLの最
終濃度のNotch3阻害抗体20337、20350、20358および20802な
らびにIgG対照で処置する前に37℃にて一晩インキュベートした。抗体をプレートに
直接加え、それらを37℃、5%COにて72時間、さらにインキュベートした。細胞
を収集し、ウェスタンブロットを以前に記載されたように実施した。
概要および考察
図15に示されるように、HCC1143細胞をNotch3について増幅させると、
高レベルのICD3を示す。全てのNotch3抗体処置により、減少したICD3レベ
ルが生じた。10μg/mlにて、20350処理により、ICD3レベルの最大の低下
が生じた。
〔実施例11〕
in vivoでのPD評価
PD調節を、Notch3において遺伝子異常(abberations)を有する3つの異種移
植モデル:NRR突然変異TALL−1ヒト白血球モデル、PEST突然変異MDA−M
B−468ヒト胸部モデルおよびNotch3が増幅したHLUX1823患者由来の肺
モデルにおいて調べた。
TALL−1ヒト白血病異種移植モデルにおけるin vivoでのPD
TALL−1異種移植片を有するメスのSCIDベージュ色マウスを単回用量のNot
ch3抗体で処置した。ハンクス平衡塩類溶液の懸濁液中の10×10個の細胞をマウ
スに皮下注射により接種した。腫瘍が300から500mmの間(n=3/群)に到達
すると、マウスを無作為に割り当てて、20mg/kg用量の3207(IgG対照)、
20350、20358または20802を単回で静脈内に与えた。処置後、腫瘍を、選
択した時点で収集し、ICD3を以下に記載されるようにウェスタンブロットおよびIH
Cにより評価した。
MDA−MB−468ヒト乳癌異種移植モデルにおけるin vivoでのPD
MDA−MB−468異種移植片を有するメスのSCIDベージュ色マウスを単回用量
のNotch3抗体で処置した。3×3×3mmの腫瘍断片をMDA−MB−468腫
瘍保有マウス(ドナー)から継代し、左および右脇腹の両方でSCIDベージュ色レシピ
エントマウス内に皮下移植した。腫瘍が300から500mmの間(n=3/群)に到
達すると、マウスを無作為に未処置の対照群に割り当てたか、または20mg/kg用量
の20350を単回で静脈内に与えた。さらなる研究において、PBSまたは3207非
標的化IgG対照と比べて20mg/kg用量の20350、20358、20337お
よび20802の単回静脈内注射の効果を評価した。種々の処置後、腫瘍を収集し、IC
D3を以下に記載されるようにウェスタンブロットにより評価した。
HLUX1823患者由来の肺癌異種移植モデルにおけるin vivoでのPD
抗Notch3抗体の活性もまた、Notch3が増幅した患者由来の原発性肺癌腫瘍
異種移植モデル、HLUX−1823において評価した。これらの研究において、DME
M中に50%フェノール−レッドフリーマトリゲル(BD Biosciences)を
含有する3×3×3mmの腫瘍断片をnu/nuマウスに皮下移植すると、移植後30
日で約250mmに到達した。腫瘍が300から500mmの間(n=3/群)に到
達すると、マウスを無作為に割り当てて、PBSまたは3207非標的化IgG対照抗体
もしくは20358もしくは12229(20364および20802が由来する親抗体
)のいずれかの単回の20mg/kgの静脈内用量のいずれかを与えた。種々の処置後、
腫瘍を収集し、ICD3を以下に記載されるようにウェスタンブロットにより評価した。
腫瘍細胞溶解物の調製およびICD3ウェスタン
腫瘍試料を、30Hzにて1分間、Tissue Lyser II(Qiagen)
を使用して完全ミニEDTAフリープロテアーゼ阻害剤カクテル錠剤(Roche、カタ
ログ番号04693159001)を有する200〜400μLのT−PER組織タンパ
ク質抽出試薬(Pierce、カタログ番号78510)に溶解した。1つの5mmステ
ンレス鋼ビーズ(Qiagen、カタログ番号69965)を組織溶解に役立つようにチ
ューブごとに置いた。ビーズ除去後、次いで試料を、4℃にて15分間最高速度で、ベン
チ上部の遠心分離機で遠心分離した。上清を回収し、後の時間の研究のための−80℃ま
たはBAC法(Pierce、カタログ番号232550)を使用して評価したタンパク
質濃度のいずれかで保存し、ICD3についてのウェスタンブロットを以前に記載された
ように実施した。適用可能な場合、ウェスタンをまた、完全長Notch3抗体で実施し
て全レベルのNotch3(Cell Signaling #2889、1:1000
希釈)を検出した。
IHCによるICD3レベルの検出
異種移植腫瘍を10%ホルマリン中で固定し、パラフィンに包埋した。5μm切片を荷
電したポリリシンでコーティングしたスライドガラス上に置いた。免疫組織化学プロトコ
ールを自動システムDiscovery ULTRA(Ventana Medical
System)で最適化した。
切片を60℃にて8分間ベークし、続いて脱パラフィン化した(deparaffination)。
抗原回復を、76分間高温にて、Cell Conditioning 1(CC1、わ
ずかに塩基性pHを有するTRIS系緩衝液)において達成した。抗原の非特異的結合の
遮断を、特異的Antibody Blocking(カタログ番号760−4204)
を使用して継続した。一次抗体Notch3 ICD(20μg/ml)を37℃にて6
0分間インキュベートし、続いて二次抗体を32分間インキュベートした。製造業者の仕
様書に従って特異的Discovery Amplification HQキット#7
60−052(Ventana Medical Systems)を使用して増幅ステ
ップを実施した。検出をジアミノベンジジン(diaminobenzydine)(DAB)を用いて達
成し、ヘマトキシリンを用いて対比染色した。全てのこれらのステップはVentana
Discovery ULTRA(Ventana Medical Systems
)で実施した。
概要および考察
図16〜18はいくつかの異種移植モデルにおけるin vivoでのPD研究を示す
。本出願の上記に記載されたように、Notch3抗体を用いたTALL−1細胞のin
vitroでの処置により、Deltex1 mRNAレベルおよびICD3タンパク
質レベルの両方によって評価されるようにシグナル伝達の阻害が生じた。TALL−1細
胞を異種移植片として増殖させ、マウスをNotch3抗体で処置した。TALL−1腫
瘍におけるNotch3シグナル伝達の変化を、ウェスタンブロッティングまたはIHC
によってICD3レベルを評価することによってモニターした。抗体20350または2
0358での処置により、図16A〜Bに示されるように減少したレベルのICD3が生
じた。IHCによるICD3染色は図16Bに示されるように腫瘍切片における黒/濃い
灰色の細胞により示される。腫瘍におけるICD3レベルを最後のNotch3抗体投与
の72時間後に評価し、まだいくつかの細胞が、強いICD3発現を示した腫瘍内に存在
した。MDA−MB468モデルにおいて、ウェスタンブロッティングによって評価され
るように、20350で処置した動物は、未処置の対照マウスと比べて、投与の24時間
および72時間後にICD3の顕著な減少を生じた(図17A)。72時間の時点で、2
0350、20358および20337(これらの全てはNotch3 NRRを標的と
する)は、PBSおよび3207(IgG)対照と比べて、ICD3レベルの減少を誘導
した。対照的に、20802(これはNRRの外側のNotch3の領域を標的とする)
による処置後、ICD3レベルは対照レベルと同様に見える(図17B)。HLUX18
23 Notch3−遺伝子増幅モデルにおいて、ウェスタンブロッティングによって評
価されるように、20358または12229のいずれかで処置した動物は、対照マウス
と比べて、投与の72時間後にICD3の顕著な減少を生じた(図18)。まとめると、
これらのデータは、Notch3 NRR抗体が、NRRまたはPESTドメインのいず
れかにおけるNotch3遺伝子増幅または突然変異の存在下でNotch3シグナル伝
達を阻害できるのに対して、この領域の外側で増加したNotch3抗体は遺伝子増幅の
存在下でNotch3シグナル伝達のみを阻害でき、突然変異の存在下で、より限定され
た活性を有することを実証している。
〔実施例12〕
TALL−1異種移植片におけるin vivoでの効果
ルシフェラーゼを構成的に発現するTALL−1細胞株の生成
TALL−1細胞株にpMMP−LucNeoレトロウイルス(US7399851を
参照のこと)を形質導入し、数週間、1mg/mLのジェネティシン(G418)中で選
択した。TALL−1_Luc細胞は、このレトロウイルスが不在であったTALL−1
細胞と比較して高レベルのルシフェラーゼを発現する。野生型およびルシフェラーゼ型(
luciferased)細胞を、Notch3抗体阻害剤を用いた増殖実験に供すると、同一の結
果を示し、感染がNotch3阻害に対するTALL−1感受性を妨げなかったことが示
唆される。
TALL−1細胞株異種移植モデルにおけるNotch3抗体のin vivo活性の評

ハンクス平衡塩類溶液の懸濁液中の10×10個のT−ALL1_Luc細胞を皮下
注射によりマウスに接種し、Xenogen in vivo画像化システム(Cali
per Life Sciences)を使用して腫瘍の存在をモニターした。腫瘍の存
在は7日までに検出可能であった。11日目に、腫瘍保有動物を無作為に割り当てて、1
週間に2回、単一の薬剤として、静脈内用量のPBSあるいは20mg/kgの3207
陰性対照IgG抗体またはNotch3抗体20337、20350、20358もしく
は20802のいずれかを与えた。Xenogen in vivo画像化システムを使
用して腫瘍サイズをモニターした。
概要および考察
図19に示されるように、20358および20350は、この研究において評価した
抗体の最大の抗腫瘍活性を示した。図19Aは、研究の時間的経過にわたる種々の処置後
に得た発光シグナルのグラフ表示を示し、図19Bは、29日(腫瘍サイズに起因して画
像化することが可能であった最後の時点)における対照群および43日における抗Not
ch3抗体処置群の発光シグナルを示す。
〔実施例13〕
Biacoreを用いたNRR Notch3抗体のエピトープビニング
Biacoreによるエピトープビニングを実施してNotch3抗体(IgGまたは
Fab断片)を同一または顕著に重なるエピトープ、すなわち互いの結合を阻害できる抗
体の群に分類した。
Biacoreを用いた実験設定エピトープビニング
Biacoreにおけるエピトープビニングのために、低密度の固定化または捕捉抗原
を有するセンサーチップを使用した(速度実験に相当する)。KD判定に関して同じ試料
の必要条件を適用した(すなわち単量体含有量)。チップの調製(抗原固定化/捕捉)に
関する実験条件および再生条件はBiacoreにおけるKD判定と同一であった。エピ
トープの飽和を達成するために、1つの抗体につき1つの(高い)濃度のみを使用した(
例えば、90秒間250nM)。
抗体試料を、完全要因アッセイ設計においてペアワイズ、例えば2つの抗体試料、Aお
よびBについて注入し、以下のペアワイズの注入を必要とした:A−A、A−B、B−A
、B−B。
センサーチップは第1の注入により抗体で飽和されなければならないので、第2の抗体
は異なるエピトープの場合にのみ結合できた。結合抗体の完全な再生は各々の二重注入の
後に実施されなければならなかった。
対照、すなわち同一の抗体(A−A、B−B)の二重注入の評価のために、各々の注入
の最後におけるそれらの結合レベルを評価した:第2の注入はさらなる結合を与えないと
予想された。異なる抗体試料対の二重注入を整合性のために比較した。例えば注入A−B
により、B(異なるエピトープ)のさらなる結合が生じる場合、B−Aの注入もAのさら
なる結合を生じると予想された。
このような不一致を生じることについての起こり得る原因は、例えば、部分的に重なる
エピトープまたはKDの大きな相違であった。
概要および考察:
全てのペアワイズ抗体注入の評価をまとめている図20を編纂し、これによりエピトー
プ群またはビンが判断され得るそれらの相互阻害状態が示される。これらの研究に基づい
て、ファージディスプレイスクリーニングから識別されたNRR抗体が異なるコンフォメ
ーショナルエピトープを有することが決定された。図20に示されるように、20345
が最初に加えられ、続いて20350または20351のいずれかが加えられた場合、さ
らなる結合は検出されなかった。実験においてどの抗体が最初に加えられたかに関係なく
同様の情報を得た。したがって、20345、20350および20351は重なるエピ
トープを有し、それは濃い灰色の陰影で表に指定されている。このエピトープはNRR_
Bと定義される。20337が最初に加えられた場合、Biacoreへのさらなる結合
が、二番目に加えられる以下の抗体:20345、20350、20351、20358
およびA4のいずれかで検出され得る。2つの抗体の添加の順序が逆転された場合、同じ
結論に達した。したがって、20337は、試験される他の抗体のいずれかに対する異な
るエピトープを有し、エピトープNRR_Aと指定された。20358が最初に加えられ
た場合、さらなる結合を20337、20345、20350および20351で検出し
た。2つの抗体の添加の順序が逆転された場合、同じ結論に達した。したがって、203
58は、試験されるこれらの他の抗体に対する異なるエピトープを有し、エピトープNR
R_Cと指定された。対照的に、20358が最初に加えられ、A4が二番目に加えられ
た場合、最小のさらなる結合が存在した(概要表において薄い灰色の陰影を有する細胞を
参照のこと)。この結果をさらなるBiacore研究においてさらに確認した。これら
の実験において、A4または20358のいずれかを適切なセンサーチップに固定し、N
otch3 NRR(配列番号282)を表面上に流し、センサー表面に固定せず、No
tch3 NRRに結合する他の抗体の能力を評価した。これらのアッセイ条件下で、2
0358は、固定化A4に結合したNotch3に結合できること、およびA4もまた、
センサー表面上で固定化20358に結合したNotch3に結合できることが見出され
た。このデータは、実施した他の研究ならびにA4および20358がNotch3 N
RR内の異なるエピトープに結合するという結論と完全に一致する。さらに、A4が最初
に加えられた場合、さらなる結合を、以下の抗体:20337、20345、20350
、20351を二番目に加えた場合に検出した。2つの抗体の添加の順序が逆転された場
合、同じ結論に達した。したがって、A4は、20337、20345、20350、2
0351に対する異なるエピトープを有し、エピトープNRR_Dと指定された。
〔実施例14〕
20350およびNRRならびに20358およびNRRを用いた共結晶構造研究
20350または20358のFab断片に結合したヒトNotch3陰性調節領域(
NRR、配列番号282)の2つの結晶構造を決定した。以下に詳述されるように、No
tch3 NRRを発現し、精製し、20350または20358Fabと混合して複合
体を形成した。タンパク質結晶学を利用し、20350または20358Fabのそれぞ
れに結合したNotch3 NRRについての原子分解データを生成して、それらのエピ
トープを(抗体残基まで5Å距離内のNotch NRR残基として)定義した。
タンパク質産生
結晶学のために産生したNotch3 NRR、20350Fabおよび20358F
abの配列を以下に示す。Notch3 NRRの構築物は、組換え発現ベクター(小文
字で示される、配列番号282)由来のNおよびC末端残基と共に、ヒトNotch3(
UniProt識別子Q9UM47、配列番号1)の残基1378〜1640(下線)を
含む。マウスIgGカッパ軽鎖由来のN末端シグナル配列を分泌発現のために使用し、発
現の間に切断し、Notch3 NRRのインタクトなN末端を残した。20350およ
び20358Fabについて、重鎖および軽鎖の配列を示す(配列番号−6 283、2
84、285および286)。
結晶構造決定のために使用したタンパク質
構築物:
ヒトNotch3 NRR(Q9UM47)

Notch3 NRR

20350Fab重鎖
20350Fab軽鎖
20358Fab重鎖
20358Fab軽鎖

Notch3 NRRの産生
Notch3 NRRをHEK293S GnTI−細胞(ATCC)において分泌タ
ンパク質として発現した。1mgのNotch3 NRR構築物DNAを50mlのOp
tiMEMI培地(Life Technologies)中で希釈し、30分間、50
mlの同じ培地中で2.5mgのPEI(Polysciences)とインキュベート
した。次いで混合物を、トランスフェクションのために8%のCOで37℃にて、10
0万個の細胞/mlでFreeStyle(商標)293発現培地(Life Tech
nologies)中の懸濁液中で増殖する1LのHEK293S GnTI−細胞内に
加えた。72時間後、Notch3 NRRを含有する培地を遠心分離により収集した。
3mlのNi−NTA Superflow樹脂(Qiagen)を培地中に加え、4℃
にて一晩連続して撹拌した。翌日、樹脂を重力カラム内に充填し、50mM Hepes
pH7.4、500mM NaCl、20mMイミダゾールで洗浄した。標的タンパク
質を同じ緩衝液および300mMイミダゾールで溶出し、4℃にて一晩、20mM He
pes pH7.4、150mM NaCl、10mM CaCl中で透析した。次い
でタンパク質を1mg/mlに濃縮し、50mM Tris pH8.0、10mM C
aCl(緩衝液A)で3倍に希釈した。希釈したタンパク質を、緩衝液Aおよび4%の
50mM Tris pH8.0、1M CaClおよび10mM CaCl(緩衝
液B)中で平衡化したHiTrap Q HPカラム(GE Healthcare)上
に負荷した。Qカラムを緩衝液Aおよび2%〜100%の緩衝液Bの勾配により溶出した
。Notch3 NRRを含有する主要ピークを収集し、4℃にて一晩、30単位/mg
の標的タンパク質にてフーリン(NEB)で処置した。次いで、フーリン処置したタンパ
ク質を濃縮し、20mM Hepes pH7.4、150mM NaCl中で平衡化し
たSuperdex75 10/300GL(GE Healthcare)上に負荷し
た。ピーク画分をSDS−PAGEおよびLCMSにより分析し、プールしてFabと複
合体化した。
20350および20358Fabの産生
100万個の細胞/mlにて増殖する1LのHEK293F細胞(Life Tech
nologies)に、3日間、20350(または20358)の完全長IgGを含有
する1mgのDNA構築物をトランスフェクトした。完全長IgGを、製造業者のプロト
コールに従ってProSep−vA大容量クロマトグラフィー媒体樹脂(Millipo
re)によって培地から精製した。次いで精製したIgGを固定化パパイン(Pierc
e)により消化してFab断片を生成した。具体的には、20mMリン酸ナトリウムpH
7.0および10mM EDTA中で20mg/mlにてIgGを80:1の重量比にて
固定化パパインと混合した。混合物を37℃にて一晩15mlチューブ中で回転させた。
翌日、固定化パパインを重力流カラムにより除去し、FabおよびFcセグメントの両方
を含有するフロースルーを収集し、HiTrap MabSelect SUREカラム
(GE Healthcare)上に負荷してFcセグメントを除去した。Fab断片の
みを含有する、このステップからのフロースルーを濃縮し、20mM Hepes pH
7.4、150mM NaCl中で平衡化したHiLoad 16/60 Superd
ex 75(GE Healthcare)上に負荷した。ピーク画分をSDS−PAG
EおよびLCMSにより分析し、次いでプールしてNotch3 NRRとの複合体を形
成した。
結晶化および構造決定
Notch3 NRR/20350複合体またはNotch3 NRR/20358複
合体を同じように調製した。精製したNotch3 NRRを2:1のモル比(LCUV
により測定した濃度)でFabと混合した。Notch3 NRR/Fab複合体を30
分間氷上でインキュベートし、20mM Hepes pH7.5、150mM NaC
l中で平衡化したHiLoad 16/60 Superdex 75(GE Heal
thcare)上に負荷した。ピーク画分をSDS−PAGEおよびLCMSにより分析
した。Notch3 NRR/Fab複合体を含有する画分を、Notch3 NRR/
20350複合体について約25mg/ml、またはNotch3 NRR/20358
複合体について18mg/mlに濃縮した。Notch3 NRR/Fab複合体を即座
に遠心分離し、結晶化についてスクリーニングした。
結晶をシッティングドロップ蒸気拡散法によって成長させた。具体的には、NRR/2
0350複合体について、0.1μlの複合体を、0.1M NaAc pH5.6、1
7.5%PEG3000を含有する0.1μlのリザーバー溶液と混合し、ドロップを2
0℃にて45μlのリザーバー溶液に対して平衡化した。
NRR/20358複合体について、0.1M Hepes pH7.5、10%PE
G8000、10%エチレングリコールを使用し、ドロップを20℃にて45μlのリザ
ーバー溶液に対して平衡化した。
データ収集の前に、Notch3 NRR/Fab結晶を、Notch3 NRR/2
0350複合体についてさらに22.5%グリセロールを含有するリザーバー溶液に移し
、または液体窒素中で即座に冷却する前にNotch3 NRR/20358複合体につ
いて20%エチレングリコールを含有するリザーバー溶液に移した。
回折データをAdvanced Photon Source(Argonne Na
tional Laboratory、USA)においてベースライン17−IDにて収
集した。データを処理し、HKL2000(HKL Research)を使用してスケ
ールした。Notch3 NRR/20350複合体のデータを、セル寸法a=91.9
2Å、b=104.35Å、c=92.85Å、アルファ=90°、ベータ=113.1
7°、ガンマ=90°で空間群C2において3.2Åに処理した。Notch3 NRR
/20358複合体のデータを、セル寸法a=88.34Å、b=123.86Å、c=
150.57Å、アルファ=90°、ベータ=90°、ガンマ=90°で空間群P2
において2.1Åに処理した。Notch3 NRR/Fab複合体の構造を、N
otch1 NRR構造(PDB ID:3ETO)および検索モデルとして20350
または20358Fabと最も高い配列同一性を有する社内のFab構造と共にPhas
er(McCoy et al., (2007) J. Appl. Cryst. 40:658-674)を使用して分子置換によっ
て解明した。最終的なモデルをCOOT(Emsley & Cowtan (2004) Acta Cryst. 60:2126
-2132)において構築し、Buster(Global Phasing、LTD)で精
製した。Notch3 NRR/20350複合体について、RworkおよびRfre
値はそれぞれ23.0%および26.9%であり、結合長さおよび結合角のrmsd値
はそれぞれ0.008Åおよび1.17°であった。Notch3 NRR/20358
複合体について、RworkおよびRfree値はそれぞれ19.2%および22.6%
であり、結合長さおよび結合角のrmsd値はそれぞれ0.010Åおよび1.13°で
あった。
20350または20358Fabにおけるいずれかの原子の5Å以内に原子を含有す
るNotch3 NRRの残基をPyMOL(Schrodinger、LLC)により
識別し、表4および5に記載する。Notch3 NRRとFabとの間の埋もれた表面
積をCCP4プログラムスーツからのAREAIMOLにより算出する(Winn et al., (
2011) Acta. Cryst. D67:235-242)。
Notch3 NRRの構造
Notch3 NRRの構造は、Notch3 NRR/20350複合体とNotc
h3 NRR/20358複合体との間で非常に類似している。2つの複合体から重ね合
わせているNotch3 NRRの二乗平均平方根距離(RMSD)は0.42Åであり
、これはNRRがほとんど同一の構造であることを示している。したがって、Notch
3 NRR/20358複合体を、さらに構造を分析するための代表例として使用する。
Notch3 NRRは、Notch1(Gordan et al., (2009) Blood 113:4381-439
0; Gordon et al., (2009) 4:e6613; Wu et al., (2010) Nature 464:1052-1057)および
Notch2(Gordon et al., (2007) Nat Struct Mol Biol 14:295-300)のものと同様
の全体のフォールディングを有する。それは、3つのLin12/Notchリピート(
LNR)、すなわちLNR−A、LNR−BおよびLNR−C、ならびにS1部位(R1
571とE1572との間)におけるフーリン切断によりN末端部分(HD−N)および
C末端部分(HD−C)に分けられるヘテロ二量化(HD)ドメインからなる。
NRRドメインは、3つのタンパク質分解ステップに関与するNotch受容体の活性
化を調節する。フーリン様転換酵素は、Notch前駆体の成熟の間、NRR内のS1部
位で切断して、活性化を刺激する。ADAMプロテアーゼは、同様にNRR内のS2部位
で切断して、ガンマセクレターゼによるS3部位での膜内タンパク質分解のための基質を
生じる。S3切断の後、Notchの細胞内部分は核に入って転写を活性化する。S2切
断はこの活性化シリーズの重要なステップであり、NRRドメインにより負に調節される
。このいわゆる自己阻害の機構はNRR構造により説明できる。
図21はNotch3 NRRの全体のX線構造を示す。1)タンパク質のNおよびC
末端、2)3つのLNRリピートおよび配位Ca2+イオン、3)L1419、自己阻害
栓、4)S1およびS2部位、5)HDドメイン内の二次構造、ならびに6)Notch
1およびNotch2と顕著に異なる立体構造を有するNotch3における2つの領域
(LNR−B/CリンカーならびにLNR−Cの前半およびHDドメインにおけるβ4−
α3ループ)が標識される。
Notch 3 NRR構造のように、各々Ca2+イオンを配位している3つのLN
Rは、ADAMプロテアーゼによる接近からS2部位を保護するためにHD周囲を包み込
む。特に、LNR−A/Bリンカーから保存されているL1419はS2部位内に直接入
り込み、プロテアーゼ接近からそれを立体的に塞ぐ。LNRとHDとの間の相互作用およ
びドメイン内の相互作用の安定性はNRRの自己阻害される立体構造を維持するのに不可
欠である。したがって、関連するがんに見出される突然変異のように、NRRを不安定化
する突然変異はNotch3の活性化を増強できる。他方で、LNR−HD相互作用を安
定化できる抗体のような試薬はNotch3シグナル伝達を阻害できる可能性がある。
図22は、Notch1、Notch2およびNotch3 NRRの配列アラインメ
ントを示す。1)ドメイン名および境界、2)二次構造、3)Notch3対Notch
1およびNotch2の特有に構造化された領域、ならびに4)S1およびS2部位が標
識される。Notch3 NRRとNotch1 NRR(PDB ID:3I08)お
よびNotch2 NRR(PDB ID:2OO4)の構造的重ね合わせにより、1.
68Åおよび1.45ÅのRMSD値が生じ、これは同様の全体のフォールディングを示
す。しかしながら、Notch3 NRRのいくつかの部分は、主に2つの領域LNR−
B/CリンカーならびにHDドメインにおいてLNR−Cの前半(R1463−A147
6)およびβ4−α3ループ(C1591−D1598)において、顕著に異なる立体構
造(RMSD値>2Å)を有する。興味深いことに、これらの2つの特有の領域の大部分
は20350および20358抗体により捕捉される。詳細な相互作用は次の段落に記載
される。
20350および20358に対するNotch3エピトープ
20350エピトープ
Notch3 NRR/20350Fab複合体の結晶構造を使用して、20350に
対するNotch3エピトープを識別した。20350FabによるNotch3 NR
Rの相互作用表面を、いくつかの不連続(すなわち非隣接)配列:すなわち、表4に詳述
されるように、残基1427〜1429、1442、1444、1445、1447〜1
450、1453、1458、1461、1462、1464、1507、1508、1
510、1592、1594〜1599、1602および1606により形成した。これ
らの残基は、図23に示されるように、20350Fabにより認識される三次元表面を
形成する。興味深いことに、HDドメインにおけるβ4−α3ループはNotch1およ
びNotch2と比較して特有の構造を有し、このセグメントの大部分は20350エピ
トープ内にある。さらに、このループはNotch3 NRR/20358複合体におい
て大部分は構造化されていない(柔軟性に起因して電子密度がない)が、Fabに直接結
合することによってこの20350複合体において安定化し、構造化されている。

20350Fabは、Notch3 NRRのLNR(主にLNR−B周囲)およびH
Dドメイン(主にβ4−α3ループ周囲)の両方にわたって結合する。20350Fab
とLNRとの間の埋もれた表面積は554.9Åであり、20350FabとHDドメ
インとの間は535.2Åである。Fabのこの配置は、20350がLNRおよびH
Dドメインを一緒に保持でき、Notch3 NRRの自己阻害立体構造を安定化でき、
Notch3活性化を阻害できることを示す。
20358エピトープ
Notch3 NRR/20358Fab複合体の結晶構造を使用して、20358に
対するNotch3エピトープを識別した。20358FabによるNotch3 NR
R上の相互作用表面をいくつかの不連続(すなわち非隣接)配列:すなわち、表5に詳述
されるように、残基1440、1463、1465〜1472、1474、1486、1
487、1534、1618、1619および1621によって形成した。これらの残基
は、図24に示されるように、20350Fabによって認識される三次元表面を形成す
る。興味深いことに、前半のLNR−CにおけるLNR−B/CリンカーはNotch1
およびNotch2と比較して特有の構造を有し、このセグメントの大部分は20358
エピトープ内にある。

20358Fabは、Notch3 NRRのLNR(主にLNR−B/Cリンカーお
よびLNR−C周囲)およびHDドメイン(主にα3−β5ループ周囲)の両方にわたっ
て結合する。20358FabとLNRとの間の埋もれた表面積は729.6Åであり
、20358FabとHDドメインとの間は152.2Åである。Fabのこの配置は
、20358がLNRおよびHDドメインを一緒に保持でき、Notch3 NRRの自
己阻害立体構造を安定化でき、Notch3活性化を阻害できることを示す。
20350および20358エピトープは重ならない
20350および20358のエピトープが重なるかどうかを決定するために、Not
ch3 NRR/20350複合体およびNotch3 NRR/20358複合体の結
晶構造を、図25に示されるように、Notch3 NRRに重ね合わせた。この図は、
20350および20358が、重ならないNotch3 NRR内の異なる別のコンフ
ォメーショナルエピトープに結合することを明確に実証している。実際に、それらは最も
近い領域(20350とのE1464−R54水素結合および20358とのR1463
−D100塩橋)においてさえ十分に分離している。これは、2つの抗体が同時にNot
ch3 NRRに結合できることを示しており、それらが異なるビンにあり、Notch
3を結合する際に互いに競合しないことを示すビニング実験と一致する(図20を参照の
こと)。
20350、20358、256A−13、256A−4および256A−8の間のエピ
トープ比較
20350および20358のエピトープを256A−13(本明細書以下で「A13
」と称する)(US2008/0118520A1)のエピトープならびに256A−4
(本明細書以下で「A4」と称する)および256A−8(本明細書以下で「A8」と称
する)(US7,935,791B2)のエピトープと比較した。A13に関して、その
エピトープは、LNR−AドメインにおいてD1402、R1403およびE1404を
含み、完全に20350および20358のエピトープの外側である。
A4およびA8に関して、それらはNotch3(US7,935,791B2)上の
同じエピトープにマッピングされているので、A4エピトープのみを比較のために使用す
る。
図26に示されるように、20350のエピトープは完全にA4のエピトープの外側で
あり、20358のエピトープは重なる可能性がある3つの残基(Glu1618、Ar
g1619およびAsp1621)を有するが、以下の理由のために可能性はかなり低い
:1)20358のエピトープは単一原子およびそれ故単一残基の分解能までX線結晶学
によって決定されたのに対して、A4のエピトープは、3〜8個のアミノ酸残基ストレッ
チの限定された分解能まで突然変異生成によって決定された。A4に対する実際のエピト
ープ、またはそれが直線もしくはコンフォメーショナルエピトープであるかどうかをさら
に定義するための精細エピトープマッピングは行わなかった。これは、3〜8個のアミノ
酸ストレッチ内のA4と接触する1つの残基が存在する限り、ストレッチの残りは、その
残基がなくてもエピトープとして定義されることを意味する。したがって、3個のアミノ
酸がA4に対するエピトープを実際に構成するかどうかに対して高い程度の不確実性が存
在したままである。2)実施例13に詳述されたエピトープビニングおよび結合実験は、
20358およびA4がNotch3 NRRを結合する際に互いに競合せず、その両方
はNotch3 NRRに同時に結合できることを示す。これは、2つの抗体が重なった
エピトープを有しない場合にのみ達成され得る。したがって、20358およびA4のエ
ピトープは重ならないと考えられる。
Notch3 NRRの構造上にマッピングされたがん突然変異
Notch3のNRRのさらなる機構の洞察を得るために、がん突然変異をNotch
3 NRR構造上にマッピングした。構造解析により、これらの突然変異のいくつかがド
メイン内またはドメイン間相互作用を混乱させ、Notch3 NRRの自己阻害立体構
造を不安定化させ、Notch3活性化およびシグナル変換を引き起こすことが示唆され
た。
その一方で、これらの突然変異と20350および20358エピトープとの比較は、
それらのほとんどがエピトープ内に存在しないことを示し、これは、20350および2
0358が、Notch3シグナル変換を阻害するために自己阻害した立体構造において
野生型および突然変異体Notch3 NRRの両方に結合できることを示している。
1群(S1580L、R1510H、D1587N、Y1624H、R1589Q)
この群における突然変異はHDドメイン内の水素結合を損失し、それにより不安定化を
引き起こす。
この群からの代表例はS1580Lである。それは細胞アッセイにおいてNotch3
シグナル伝達を活性化し(図13a)、TALL−1の駆動力である。構造において、(
HD−Nにおいて)S1580の側鎖の酸素は、(HD−Cにおいて)P1521の骨格
窒素との水素結合を形成する。S1580L突然変異はこの水素結合を損失し得、HDド
メインを不安定化させ得る。S1580がS2部位に近い(約10Å)ことを考慮して、
この不安定化はS2部位をADAMプロテアーゼにとってより接近しやすくし得るので、
Notch3の活性化を増強する。
同様に、HD−NにおけるR1510H突然変異はHD−CにおいてD1603との水
素結合を損失し得、D1587N R1589Q突然変異は、最初に2つの残基tの間に
存在する塩橋を損失し得、HD−NにおけるY1624H突然変異はHD−CにおけるS
1527およびD1530との水素結合を損失し得る。全てのこれらの突然変異はHDド
メインを不安定化させ得、Notch3シグナル伝達を活性化する可能性がある。
2群(G1487D、A1476T、A1608T、L1518M、A1537T)
この群における突然変異は、ドメイン内の構造完全性に影響を与え得るか、または周囲
残基との衝突を引き起こし得、それによりNotch3 NRRを不安定化させる。
この群からの代表例はG1487Dである。それは細胞アッセイにおいてNotch3
シグナル伝達を活性化する。G1487は、LNR−CのC1475−C1488ジスル
フィド結合に隣接し、構造完全性およびこのドメイン内のCa2+配位に不可欠である。
G1487D突然変異はこのジスルフィド結合の正確な配置を妨げ得、LNR−Cドメイ
ンを不安定化させる。
L1518は、R1627、Y1558およびI1578の側鎖によって形成される、
S2部位に隣接する疎水性ポケットに存在する。L1518M突然変異はこの疎水性ポケ
ットと衝突し得、それによりS2部位を不安定化させる。
HD−NにおけるA1537はLNR−CにおけるE1492から3.3Åだけ離れて
いる。A1537T突然変異はE1492と衝突し得、LNR−HD相互作用を不安定化
させる。
3群(N1597K、L1547V、R1526C)
この群における突然変異はNotch3 NRRの表面上にある。N1597Kは細胞
アッセイにおいてNotch3シグナル伝達を活性化し(図14a)、これは、これらの
表面突然変異がNRRの不安定化以外の機構、例えばタンパク質間相互作用事象の妨げに
より機能し得ることを示す。
がん突然変異対エピトープ
がん突然変異対20350エピトープ
がん突然変異は20350エピトープの大部分の範囲内にあるか、または外側にあり、
20350は依然として野生型および突然変異体Notch3 NRRの両方に結合でき
ることを示す。
エピトープ内の2つのがん突然変異はR1510HおよびN1597Kである。例えば
、R1510HはNotch3 NRRへの20350の結合を弱め得る。なぜならこの
突然変異は、D50との塩橋およびN31との水素結合を含む、軽鎖とのいくつかの相互
作用を損失し得る。
がん突然変異対20358エピトープ
G1487Dを除く全てのがん突然変異は20358エピトープの外側にあり、203
58は依然として野生型および突然変異体Notch3 NRRの両方に結合できること
を示す。
G1487DはNotch3 NRRへの20358の結合を弱め得る。なぜならこの
突然変異は、Y1471(Notch3)とH55(20358重鎖)との間の水素結合
と衝突し、破壊し得るからである。
〔実施例15〕
ヒトNotch3 NRR/20350、ヒトNotch3 NRR/20358および
ヒトNotch3 NRR/20337複合体のHDx−MSエピトープマッピング
重水素交換質量分析(HDx−MS)はタンパク質のアミド骨格上の重水素吸収を測定
し、これらの測定はアミドの溶媒露出度および骨格アミドの水素結合ネットワークの変化
に敏感である。HDx−MSは、多くの場合、アポ(apo)およびリガンド結合などの2
つの異なる状態におけるタンパク質を比較するために使用され、迅速なペプシン消化と関
連がある。このような実験において、2つの異なる状態の間で異なる重水素吸収を示す、
典型的に10〜15個のアミノ酸の領域を位置付けることができる。複合体において保護
される領域はリガンド結合に直接関与するか、またはリガンドの結合によってアロステリ
ックに影響を受けるかのいずれかである。
これらの実験において、Notch3 NRRタンパク質(配列番号282)の重水素
吸収を、3つのIgG抗体:20350(配列番号287)、20358(配列番号28
8)および20337(配列番号289)の不在および存在下でカルシウムを用いて測定
した。抗体が結合すると重水素吸収の減少を示すNotch3 NRRにおける領域はエ
ピトープに関与する可能性があるが、測定の性質に起因して、直接結合部位から離れた位
置の変化(アロステリック効果)を検出することも可能である。アロステリック効果から
の直接結合事象を示すために、直交測定(例えば、以前の実施例に示されたX線結晶学)
も行った。
HDx−MS実験に使用されるタンパク質
Notch3 NRR
20350 IgG

20358 IgG

20337 IgG

HDx−MS実験の段落
LEAPロボットシステム、ナノACQUITY UPLCシステムおよびSynap
t G2質量分析計を備える、Waters Synapt G2 HDXプラットフォ
ームでHDx−MS実験を実施した。2つの実験方法を使用してHDx−MS測定を実施
した。第1の方法において全ての実験αを溶液中で実施し、第2の方法において抗体をビ
ーズに固定して、Notch3 NRR抗原のペプチド被覆を改善した。
第1の方法において、実験は、LeapShellソフトウェアにより作動するLEA
Pロボットによって自動化し、重水素交換反応の開始、反応時間制御、クエンチ反応、U
PLCシステムへの注入および消化時間制御を実施した。Leapロボットは、HDx反
応のために37℃に維持され、タンパク質およびクエンチ溶液の保存のために2℃に維持
される2つの温度で制御されたスタックを備える。3連の対照実験を、250pmolの
Notch3 NRR抗原を使用して実施した。抗原は、37℃にて40分間、90.0
%Dの最終重水素濃度にて重水素化Tris緩衝液(D2O中の15mM Tris H
Cl、10mM塩化カルシウム、10mM塩化ナトリウム、pH=7.6)に交換した。
重水素交換は、2℃にて5分間、交換溶液を(6M尿素および1M TCEP pH=2
.5)と1:1で希釈することによってクエンチした。クエンチ後、試料をWaters
UPLCシステムに注入し、そこでその試料を、12℃に維持した固定化ペプシンカラ
ムを使用して消化した。消化後、ペプチドをWaters UPLC HSS T3 2
.1×5mmプレカラム上に保持した。次いでペプチドをプレカラムから溶出し、8分の
2〜35%アセトニトリル勾配を使用してWaters UPLC CSH C18 1
.0×100mmカラム上で分離した。次に、3連の実験を抗原−mAb複合体で実施し
た。これらの実験において、250pmolのNotch3 NRR抗原を、室温にて1
5分間、Tris緩衝液(水中の15mM TrisHCl、10mM塩化カルシウム、
10mM塩化ナトリウム、pH=7.6)中で375pmolの抗体とプレインキュベー
トした。全ての他の実験パラメータは対照実験と同一であった。
LNR−BドメインにおけるNotch3 NRRのペプチド被覆を改善するために、
LC−MS実験における抗体シグナルを最小化するためにビーズへのmAbの固定化を組
み込む第2のHDx−MS法を使用した。この方法において、3連の対照実験を以下のよ
うに実施した。400pmolのNotch3 NRR抗原を、予め加温した37℃の9
9%重水素化TRIS緩衝液(pH7.6)中で希釈し、Thermoミキサー(700
rpm)において37℃にて40分間インキュベートする(%D=96.1%)。重水素
交換を、氷上で5分間、冷クエンチ緩衝液(6M尿素および1M TCEP pH=2.
5)との1:1希釈によりクエンチした。クエンチ後、チューブをLEAPシステムに移
し、クエンチした試料を分析のためにUPLCシステム上にLEAPシステムにより注入
した。UPLCシステムは作動中のペプシン消化(12℃に維持した)を組み込む。8分
の2〜35%アセトニトリル勾配およびWaters UPLC CSH C18 1.
0×100mmカラムを分離のために使用した。次に、抗体を使用して3連の実験を実施
した。20350および20358抗体を、標準的な技術を使用してプロテインGアガロ
ースビーズ(Thermoカタログ番号22851)に固定した。簡潔に述べると、抗体
を遠心分離して保存緩衝液を除去した。次いで200μlのTRIS緩衝液(pH7.6
)および400pmolのNotch3 NRRを固定化Abに加え、25℃にて15分
間インキュベートした。インキュベーション後、複合体を遠心分離し、200ulのTR
IS緩衝液で洗浄し、再び遠心分離した。重水素交換のために、200μLの重水素化T
RISを、37℃にて40分間、インキュベーションのために抗原−抗体複合体に加えた
(%D=96.1%)。次いで重水素緩衝液を除去し、即座に125μLの氷冷クエンチ
緩衝液を加えた。クエンチ後、カラムを遠心分離し、フロースルーを予冷したHPLCバ
イアルに移し、同じ作動中のペプシン消化/LC−MS設定を使用して分析した。
HDx−MSの結果 20350および20358
HDx−MSの結果を図27および図28にまとめる。図27は20350および20
358の不在(対照)および存在下でのNotch3 NRRペプチドについての平均重
水素吸収を示す。図27において、2つの相違:対照とmAbとの間の相違およびmAb
間の相違を試験することは有用である。図28は20350および20358抗体につい
てのアポと結合状態との相違を示す。0.5Da未満の相違(例えば、未結合のNotc
h3 NRR対照と比べて変化なし)は重要でないと考えられる。相違の試験により、I
gG結合に対して保護されるNotch3 NRRの領域を決定することができる。
図27および28から、LNR−A領域において、保護の全体のわずかな量が存在した
。この観察は、20350と20358抗体のどちらも、Notch3 NRRのこの領
域と顕著に相互作用しないことを示唆している。LNR−Bドメインにおいて、特にペプ
チド1432〜1463において保護が増加した。このペプチドはLNR−Bの大部分お
よびLNR−B/Cリンカーの一部におよび、固定化抗体実験においてのみ検出された。
LNR−B/CリンカーおよびLNR−C領域において、少しのペプチド(1457〜1
471、1457〜1472および1457〜1489)は20358において保護され
るが、これらのペプチドは20350において保護されない。Notch3 NRRへい
ずれかの抗体を結合することによって保護されなかったより短い領域1478〜1489
も検出された。この情報により、20358により異なって保護される領域は1457〜
1477に及ぶ領域であると推測できる。最後に、LNR−C(1490〜1500)に
おける1つの他の領域は両方の抗体により保護された。HD−Nドメインにおいて、15
32〜1545に及ぶ領域を除いて、調べた抗体のいずれによる保護も観察されなかった
。HD−Cドメインにおいて、領域1580〜1583、1592〜1616および16
17〜1628は、Notch3 NRRへの20350または20358のいずれかの
結合に対して重水素交換から両方とも保護された。
図29は、実施例14に示されるNotch3 NRR結晶構造を使用してHDx−M
S実験において保護された領域のマップを示す。構造上で保護された領域をマッピングす
ることにより、タンパク質の表面上に存在する領域(エピトープを形成するのに関与する
可能性がある)から構造内に多く埋もれる保護領域(アロステリック効果の可能性)を示
すことができる。例えば、図27および28において、α3ヘリックスの中心部分に対応
する領域1609〜1616は、たとえそれが20350または20358のいずれとも
直接相互作用しなくても両方の抗体によって実質的に保護される。保護は、性質上、アロ
ステリックであり、抗体が結合すると、α3ヘリックスを取り囲む、LNRドメインの安
定化に起因し得る。α3ヘリックスを取り囲むLNRドメインの安定化は、後で重水素接
近性をα3ヘリックスの中心に制限し得る。α3ヘリックス保護はまた、抗体が結合する
と、α3ヘリックス水素結合ネットワークの安定化の増加に起因し得る。
表面上の保護を調べることにより、領域1457〜1477が表面上に位置することが
即座に観察された。全LNR−B/CリンカーおよびLNR−CのN末端に及ぶこの領域
は、Notch3 NRRへ20358が結合したときにのみ保護され、20350では
保護されなかった。この領域における異なる保護を使用して20350および20358
抗体を識別することができ、これはX線結晶学研究(実施例14)と一致する。表5から
、領域1457〜1477は20358複合体に埋もれている11個の残基を含有する。
対照的に、表4は、この領域が20350複合体に埋もれている4個のみの残基を含有す
ることを示す。図29から、両方の抗体がまた、LNR−Bドメインと実質的に相互作用
と解釈することができる。X線結晶学(実施例14)から、20350のみがこの領域(
Notch3 NRRにおける1個の埋もれた残基に対して9個)と実質的に相互作用す
る。HDx−MS実験における制限された分解能およびアロステリック効果に対する感受
性は誤った解釈の原因となる可能性がある。以前に述べられているように、LNR−Bド
メインにおいて、最も保護されたペプチドは1432〜1463の範囲の31アミノ酸に
及ぶ。このペプチドは両方の結晶構造に埋もれている残基を含有する(20358におい
て2個の埋もれた残基に対して20350において11個の埋もれた残基)。両方の複合
体は1432〜1457からの同様の保護を有するので、近接するLNR−Cドメインに
おいて20358の結合はまた、この領域においていくつかのアロステリック保護を誘導
するように見える。最後に、LNR−AのC末端およびA/Bリンカーを含有する、より
小さなペプチド(例えば、1420〜1430)もまた、両方の抗体によるいくつかの(
および等しい)保護を示す。X線結晶学(実施例14)は、この領域が20350複合体
においてのみ埋もれたことを示す。HDx−MSデータは、この領域がまた、20358
が結合すると、アロステリックに保護され、20358の直接結合事象から識別できない
ことを示唆している。
最後に、図30はHDx−MSによって決定した保護された領域の概要を提供し、それ
らを、X線結晶学研究(実施例14)からの埋もれた残基と比較する。全体として、HD
x−MS実験はX線結晶学によりほとんど全ての埋もれた残基を含有する保護された領域
を検出する。以前に述べられているように、α3ヘリックスの中心などの、性質上、アロ
ステリックである可能性がある、保護のいくつかのさらなる領域も検出された。
IgG抗体20337についてのHDx−MS実験および結果
カルシウムの不在下でNotch3 NRRを用いた予備実験もまた、自動化HDx−
MSシステムを使用して2つの以前に記載されたIgG抗体および1つのさらなるIgG
抗体:20337(配列番号289)の存在下で未結合のNotch3 NRRおよびN
otch3を使用して実施した。これらの実験において、200pmolのNotch3
NRR(対照)または200pmolのNotch3 NRR+300pmolのIg
G抗体を、37Cにて40分間、D−PBS(最終%D=88.3%)に交換する。重水
素交換を、2℃にて5分間、(6M尿素および1M TCEP pH=2.5)を有する
交換溶液を1:1に希釈することによってクエンチした。クエンチ後、試料をWater
s UPLCシステム上に注入し、そこで、12℃に維持した固定化ペプシンカラムを使
用してその試料を消化した。消化後、ペプチドをWaters UPLC HSS T3
2.1×5mmプレカラム上に保持した。次いでペプチドをプレカラムから溶出させ、
8分の2〜35%アセトニトリル勾配を使用してWaters UPLC CSH C1
8 1.0×100mmカラム上で分離した。
図31の左側は、Ca2+の不在下で20358または20337のいずれかと複合体
化したNotch3 NRRについてのHDX−MS相違プロットを示す。このプロット
の試験により、これらの2つの抗体間で異なって(differtially)保護される領域を見る
ことができる。例えば、領域1419〜1432および1456〜1488は20337
と比べて20358の存在下で、より保護された。対照的に、領域1489〜1498、
1500〜1506、1538〜1568、1571〜1582および1583〜159
1は20358の結合と比べてNotch3 NRRへの20337結合後に、より保護
された。20337および20358についての保護領域は図31の右側で2つの図にお
いて黒色で強調される。異なるHDx−MSの観察により、20337抗体は20358
(データを示した)および20350(データは示さず)抗体と比べてNotch3 N
RR抗原と異なって相互作用することが示される。全体として、HDx−MSデータはエ
ピトープビニングデータ(実施例13)およびx線結晶学(実施例14)と一致し、20
337、20358および20350がNotch3 NRR上で異なる相互作用(およ
びエピトープ)を有することが示される。
同じ実験を、Ca2+の存在下でNotch3 NRR−20337複合体に対応する
HDx−MSデータを獲得するために反復してもよく、Ca2+の不在下で見られるもの
と同様のデータ、すなわち、3つ全ての抗体によって異なって保護されるNotch3
NRRの領域が見られる可能性があることが予想される。
〔実施例16〕
Notch3 NRRのさらなるコンフォメーショナルエピトープの識別
Notch3 NRRのさらなるコンフォメーショナルエピトープは、本明細書に開示
される抗体(例えば、20337、20350、20358およびA4)でNotch3
NRRを予め遮断することによって見ることができる。本明細書に開示されるNotc
h3 NRRの構造に基づいて、抗体20337、20350、20358およびA4の
エピトープをNotch3 NRRの表面上でマッピングできる。図32に示されるよう
に、4つの抗体のエピトープはLNRおよびHDドメインの両方にわたって、Notch
3 NRRの表面の約67%を覆い、約33%の表面は覆われていないままである(図3
2)。
本明細書に開示される4つの抗体によって例示されるように、LNRおよびHDを架橋
するコンフォメーショナルエピトープを結合する抗体は、Notch3シグナル伝達を阻
害する抗体についての潜在的な機構である。抗体はLNRおよびHDを一緒に固定し、N
otch3 NRRの自己阻害状態を安定化することによって機能する。Notch3
NRRの表面上の少なくとも2つのさらなる潜在的なエピトープは、20337、203
50、20358およびA4によって覆われていないままであることを確認した。図34
に示されるように、第1の潜在的なエピトープはLNR−CおよびHDドメインを含み、
第2はLNR−A/Bリンカー、LNR−AおよびHDドメインを含む。(LNRおよび
HDを直接架橋する)これらの2つの潜在的なエピトープの有益な形状に関して、Not
ch3のさらなる阻害抗体がそれらに対して見出され得るようである。
これらの2つの潜在的エピトープおよび他のコンフォメーショナルエピトープを標的と
する抗体をスクリーニングするために、以下の実験戦略を利用できる。一般に、以前に識
別されたNotch3抗体(例えば、20337、20350または20358のいずれ
か)は、Morphosys HuCAL PLATINUM(登録商標)ライブラリー
などの市販のファージディスプレイライブラリーによるパニング前に組換えNRRタンパ
ク質とプレインキュベートできる。加えて、これらのNotch3抗体(20337、2
0350、20358)は、パニング前にNotch3を発現する細胞に事前に結合でき
る。単独または組合せのいずれかでのNotch3抗体とのプレインキュベーションはこ
れらの抗体のエピトープを遮断し、異なるおよび特有のエピトープに結合するクローン/
抗体を豊富にする。記載されるように、組換えNRRタンパク質ならびに全細胞およびデ
ィファレンシャル全細胞パニングと共に固相または液相パニングのいずれかを使用した包
括的なパニング戦略が使用される。次いで、図3〜6に記載されるように組換えタンパク
質としてのNotch3およびNotch3を発現する細胞の両方への選択的結合を示す
クローン/抗体が選択される。加えて、上記のアプローチから識別された抗体は、図7、
8、11、13、14、15に記載されるように細胞ベースの機能アッセイ(リガンド駆
動レポーター遺伝子アッセイ、Notch標的遺伝子mRNA定量、ICD3タンパク質
レベル、TALL−1増殖)においてNotch3シグナル伝達の阻害についてスクリー
ニングされる。新たに識別されたNotch3抗体が、20337、20350、203
58と同じエピトープまたは異なり、重なっていないエピトープに結合するかどうかを判
定するために、これらの一般的アプローチを使用できる:Biacoreによるエピトー
プビニング(図20);NRRタンパク質による共結晶構造(図21、23、24、25
);および抗体/Notch3 NRR複合体のHDx−MSエピトープマッピング(図
27〜31)。最終的に、NRRタンパク質とのこれらの新規抗体の共結晶構造により、
抗体のエピトープを識別し、エピトープが20337、20358および20350と異
なるかどうかを判定することが可能となる。
均等物
上述の記載された明細書は、当業者が本開示を実施できるようにするのに十分であると
みなされる。上述の記載および実施例は本開示の特定の好ましい実施形態を詳述し、本発
明者らによって意図される最適な様式を記載している。しかしながら、上述が本文中にい
かに詳細に記載されているように見え得るとしても、本開示は多くの手段で実施可能であ
り、本開示は添付の特許請求の範囲およびその任意の均等物に従って解釈されるべきであ
ることは理解されるであろう。
参照による組み込み
特許、特許出願、論文、教科書などを含む、本明細書に引用される全ての参考文献およ
びそれらに引用される参考文献は、それらが既に引用されていない限り、本明細書に参照
によりその全てが組み込まれる。

Claims (46)

  1. Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを含む単離ポリペプチドであっ
    て、前記コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体のNRRドメインの、
    LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD:heterodimerization)ドメ
    イン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、
    前記LNR領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−Cからなる群から選択され、前記
    HDドメインが、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、前記リンカー領
    域が、LNR−A/Bリンカー、LNR−B/Cリンカー、LNR−HDリンカーからな
    る群から選択される、単離ポリペプチド。
  2. Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを含む単離ポリペプチドであっ
    て、前記コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体のNRRドメインの、
    LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカ
    ー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、前記LNR領域が、L
    NR−Bであり、前記HDドメインが、HDα3へリックスであり、前記リンカー領域が
    、LNR−A/Bリンカー、LNR−B/Cリンカー、LNR−HDリンカーからなる群
    から選択される、単離ポリペプチド。
  3. Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを含む単離ポリペプチドであっ
    て、前記コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体のNRRドメインの、
    LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD)ドメイン内、およびリンカ
    ー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、前記LNR領域が、L
    NR−Cであり、前記HDドメインが、HDα2へリックスであり、前記リンカー領域が
    、LNR−A/Bリンカー、LNR−B/Cリンカー、LNR−HDリンカーからなる群
    から選択される、単離ポリペプチド。
  4. Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープを認識する単離抗体またはその
    断片であって、前記コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体のNRRド
    メインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD)ドメイン内、お
    よびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、前記LNR
    領域が、LNR−A、LNR−B、LNR−Cからなる群から選択され、前記HDドメイ
    ンが、N末端HDおよびC末端HDからなる群から選択され、前記抗体またはその断片が
    、リガンド依存性シグナル伝達を遮断する、単離抗体またはその断片。
  5. 前記Notch3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させる、請求項4に記
    載の単離抗体またはその断片。
  6. 前記Notch3受容体が、突然変異体のNotch3受容体であり、前記LNR領域
    または前記HDドメインが、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、請求
    項4に記載の単離抗体またはその断片。
  7. 前記Notch3の突然変異体が、S1580LおよびG1487Dからなる群から選
    択される突然変異を含む、請求項6に記載の単離抗体またはその断片。
  8. Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに特異的に結合する単離抗体ま
    たはその断片であって、前記コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体の
    NRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD)ドメイ
    ン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、前
    記LNR領域が、LNR−Bであり、前記HDドメインが、HDα3へリックスであり、
    前記抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断する、単離抗体またはそ
    の断片。
  9. 前記コンフォメーショナルエピトープが、前記NRR領域のLNR−A/Bリンカー内
    のアミノ酸残基をさらに含む、請求項8に記載の単離抗体またはその断片。
  10. 前記コンフォメーショナルエピトープが、前記NRR領域のLNR−B/Cリンカー内
    のアミノ酸残基をさらに含む、請求項8に記載の単離抗体またはその断片。
  11. 前記コンフォメーショナルエピトープが、前記NRR領域のLNR−HDリンカー内の
    アミノ酸残基をさらに含む、請求項8に記載の単離抗体またはその断片。
  12. 前記コンフォメーショナルエピトープが、HDβ4−α3ループ内のアミノ酸残基をさ
    らに含む、請求項8に記載の単離抗体またはその断片。
  13. 前記コンフォメーショナルエピトープが、LNR−A/Bリンカー内、LNR−B/C
    リンカー内、LNR−HDリンカー内、およびHDβ4−α3ループ内のアミノ酸残基を
    さらに含む、請求項8に記載の単離抗体またはその断片。
  14. 前記Notch3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させる、請求項8に記
    載の単離抗体またはその断片。
  15. 前記Notch3受容体が、突然変異体のNotch3受容体であり、前記LNR領域
    または前記HDドメインが、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、請求
    項8に記載の単離抗体またはその断片。
  16. 前記Notch3の突然変異体が、S1580L、D1587N、Y1624H、L1
    518M、A1537T、N1597K、L1547V、R1526C(HD)およびG
    1487D、(LNR−C)、P2034fs、P2067fs、p2177fs、Q2
    075、W2172、G2112D、L2212M、F2121L、G2038S、
    G2059R、R2022H、Y2127H、Y2211C、V2202I、S2096
    L、P2089L、P2209L、R1981C、R2145Q、P2178S、または
    これらの組合せからなる群から選択される突然変異を含む、請求項8に記載の単離抗体ま
    たはその断片。
  17. 前記コンフォメーショナルエピトープが、アミノ酸残基:1427〜1429(LNR
    −A/Bリンカーの)、1442、1444〜1445、1447〜1450、1453
    、1458(LNR−Bの)、1461〜1462、1464(LNR−B/Cリンカー
    の)、1507〜1508、1510(LNR−HDリンカーの)、1592、1594
    〜1599、1602(HDβ4−α3ループの)、および1606(HDα3へリック
    スの)、またはこれらのサブセットを含む、請求項8に記載の単離抗体またはその断片。
  18. 前記抗体またはその断片のVHが、以下のNotch3残基:Cys1442、Pro
    1444、Ala1445、Ser1447、Ser1448、Pro1449、Tyr
    1453、Cys1458、Gly1461、Gly1462、Gly1464、Leu
    1592、Ser1594、Pro1595、Glu1596、Asn1597、Asp
    1598、およびHis1599のうちの少なくとも1つに結合する、請求項8に記載の
    単離抗体またはその断片。
  19. 前記抗体またはその断片のVLが、以下のNotch3残基:Gln1427、Cys
    1428、Glu1429、Pro1444、Ser1445、Ser1447、Ser
    1448、Pro1449、Tyr1453、Leu1507、Leu1508、Arg
    1510、Leu1592、Asp1598、Pro1602、およびSer1606の
    うちの少なくとも1つに結合する、請求項8に記載の単離抗体またはその断片。
  20. 前記抗体が、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、お
    よび合成抗体からなる群から選択される、請求項8に記載の単離抗体またはその断片。
  21. Notch3受容体のコンフォメーショナルエピトープに特異的に結合する単離抗体ま
    たはその断片であって、前記コンフォメーショナルエピトープが、Notch3受容体の
    NRRドメインの、LNR(Lin Notch Repeat)領域内、ヘテロ二量体化(HD)ドメイ
    ン内、およびリンカー領域内の、連続アミノ酸配列および非連続アミノ酸配列を含み、前
    記LNR領域が、LNR−Cであり、前記HDドメインが、HDα2へリックスであり、
    前記抗体またはその断片が、リガンド依存性シグナル伝達を遮断する、単離抗体またはそ
    の断片。
  22. 前記コンフォメーショナルエピトープが、前記NRR領域のLNR−B内のアミノ酸残
    基をさらに含む、請求項21に記載の単離抗体またはその断片。
  23. 前記コンフォメーショナルエピトープが、前記NRR領域のLNR−B/Cリンカー内
    のアミノ酸残基をさらに含む、請求項21に記載の単離抗体またはその断片。
  24. 前記コンフォメーショナルエピトープが、HDα3−β5ループ内のアミノ酸残基をさ
    らに含む、請求項21に記載の単離抗体またはその断片。
  25. 前記コンフォメーショナルエピトープが、LNR−B内、LNR−B/Cリンカー内、
    およびHDα3−β5ループ内のアミノ酸残基をさらに含む、請求項21に記載の単離抗
    体またはその断片。
  26. 前記Notch3受容体のLNR領域を、自己阻害状態で安定化させる、請求項21に
    記載の単離抗体またはその断片。
  27. 前記Notch3受容体が、突然変異体のNotch3受容体であり、前記LNR領域
    または前記HDドメインが、少なくとも1カ所のアミノ酸残基の突然変異を有する、請求
    項21に記載の単離抗体またはその断片。
  28. 突然変異体のNotch3受容体が、S1580L、D1587N、Y1624H、L
    1518M、A1537T、N1597K、L1547V、R1526C(HD)および
    G1487D、(LNR−C)、P2034fs、P2067fs、p2177fs、Q
    2075、W2172、G2112D、L2212M、F2121L、G2038S
    、G2059R、R2022H、Y2127H、Y2211C、V2202I、S209
    6L、P2089L、P2209L、R1981C、R2145Q、P2178S、また
    はこれらの組合せからなる群から選択される突然変異を含む、請求項21に記載の単離抗
    体またはその断片。
  29. 前記コンフォメーショナルエピトープが、アミノ酸残基:1440(LNR−Bの)、
    1463、1465〜1468(LNR−B/Cリンカーの)、1469〜1472、1
    474、1486〜1487、(LNR−Cの)、1534(HDα3へリックスの)、
    ならびに1618、1619、および1621(α3−β5ループの)、またはこれらの
    サブセットを含む、請求項21に記載の単離抗体またはその断片。
  30. 前記抗体またはその断片のVHが、以下のNotch3残基:Arg1463、Thr
    1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、Tyr1471、Tyr
    1474、Gln1486、およびGly1487のうちの少なくとも1つに結合する、
    請求項21に記載の単離抗体またはその断片。
  31. 前記抗体またはその断片のVLが、以下のNotch3残基:Ser1440、Arg
    1465、Thr1466、Asn1468、Pro1469、Val1470、Glu
    1472、Arg1434、Glu1618、Arg1619、およびAsp1621の
    うちの少なくとも1つに結合する、請求項21に記載の単離抗体またはその断片。
  32. 前記抗体が、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、お
    よび合成抗体からなる群から選択される、請求項4から31に記載の単離抗体またはその
    断片。
  33. Notch3リガンド駆動レポーター遺伝子アッセイ、FACSアッセイ、Notch
    3標的遺伝子mRNAの定量化、TALL−1細胞のin vitroにおける増殖、お
    よびNotch3細胞内ドメイン(ICD:intracellular domain)のガンマセクレター
    ゼ切断形態の検出からなる群から選択されるアッセイにより評価される、Notch3シ
    グナル伝達を阻害する、請求項4から31に記載の単離抗体またはその断片。
  34. Notch3受容体に対する単離抗体またはその断片であって、解離速度定数(K
    を、少なくとも1×10−1、10−1、10−1、1010−1、10
    11−1、1012−1、1013−1とし、前記抗体またはその断片が、Not
    ch3リガンド駆動レポーター遺伝子アッセイ、FACSアッセイ、Notch3標的遺
    伝子mRNAの定量化、TALL−1細胞のin vitroにおける増殖、およびNo
    tch3細胞内ドメイン(ICD)のガンマセクレターゼ切断形態の検出からなる群から
    選択されるアッセイにより評価される、Notch3シグナル伝達を阻害する、単離抗体
    またはその断片。
  35. 表2に記載された抗体と同じコンフォメーショナルエピトープに結合する、請求項34
    に記載の単離抗体またはその断片。
  36. 表2に記載された抗体と交差競合する、請求項34に記載の単離抗体またはその断片。
  37. Notch3受容体に対する単離抗体またはその断片であって、配列番号9、配列番号
    29、配列番号49、配列番号69、配列番号89、配列番号109、配列番号129、
    配列番号149、配列番号169、配列番号189、配列番号209、および配列番号2
    29;からなる群から選択されるVH、ならびに配列番号19、配列番号39、配列番号
    59、配列番号79、配列番号99、配列番号119、配列番号139、配列番号159
    、配列番号179、配列番号199、配列番号219、および配列番号239からなる群
    から選択されるVL、またはこれらに対する同一性が97〜99%であるアミノ酸配列を
    含む、単離抗体またはその断片。
  38. 配列番号9を有する可変重鎖および配列番号19を有する可変軽鎖配列、配列番号29
    を有する可変重鎖配列および配列番号39を有する可変軽鎖配列、配列番号49を有する
    可変重鎖配列および配列番号59を有する可変軽鎖配列、配列番号69を有する可変重鎖
    配列および配列番号79を有する可変軽鎖配列、配列番号89を有する可変重鎖配列およ
    び配列番号99を有する可変軽鎖配列、配列番号109を有する可変重鎖配列および配列
    番号119を有する可変軽鎖配列、配列番号129を有する可変重鎖配列および配列番号
    139を有する可変軽鎖配列、配列番号149を有する可変重鎖配列および配列番号15
    9を有する可変軽鎖配列、配列番号169を有する可変重鎖配列および配列番号179を
    有する可変軽鎖配列、配列番号189を有する可変重鎖配列および配列番号199を有す
    る可変軽鎖配列、配列番号209を有する可変重鎖配列および配列番号219を有する可
    変軽鎖配列、ならびに配列番号229を有する可変重鎖配列および配列番号239を有す
    る可変軽鎖配列からなる群から選択される、可変重鎖配列および可変軽鎖配列を含む、単
    離抗体またはその断片。
  39. 配列番号9を有する可変重鎖および配列番号19を有する可変軽鎖配列、配列番号29
    を有する可変重鎖配列および配列番号39を有する可変軽鎖配列、配列番号49を有する
    可変重鎖配列および配列番号59を有する可変軽鎖配列、配列番号69を有する可変重鎖
    配列および配列番号79を有する可変軽鎖配列、配列番号89を有する可変重鎖配列およ
    び配列番号99を有する可変軽鎖配列、配列番号109を有する可変重鎖配列および配列
    番号119を有する可変軽鎖配列、配列番号129を有する可変重鎖配列および配列番号
    139を有する可変軽鎖配列、配列番号149を有する可変重鎖配列および配列番号15
    9を有する可変軽鎖配列、配列番号169を有する可変重鎖配列および配列番号179を
    有する可変軽鎖配列、配列番号189を有する可変重鎖配列および配列番号199を有す
    る可変軽鎖配列、配列番号209を有する可変重鎖配列および配列番号219を有する可
    変軽鎖配列、ならびに配列番号229を有する可変重鎖配列および配列番号239を有す
    る可変軽鎖配列からなる群から選択される、可変重鎖配列および可変軽鎖配列を含む、単
    鎖抗体またはその断片。
  40. Notch3受容体に対する単離抗体またはその断片であって、配列番号5、配列番号
    25、配列番号45、配列番号65、配列番号85、配列番号105、配列番号125、
    配列番号145、配列番号165、配列番号185、配列番号205、および配列番号2
    25からなる群から選択される重鎖CDR3を含む、単離抗体またはその断片。
  41. 配列番号3の重鎖可変領域CDR1、配列番号4の重鎖可変領域CDR2、配列番号5
    の重鎖可変領域CDR3、配列番号13の軽鎖可変領域CDR1、配列番号14の軽鎖可
    変領域CDR2、および配列番号15の軽鎖可変領域CDR3、配列番号23の重鎖可変
    領域CDR1、配列番号24の重鎖可変領域CDR2、配列番号25の重鎖可変領域CD
    R3、配列番号33の軽鎖可変領域CDR1、配列番号34の軽鎖可変領域CDR2、お
    よび配列番号35の軽鎖可変領域CDR3、配列番号43の重鎖可変領域CDR1、配列
    番号44の重鎖可変領域CDR2、配列番号45の重鎖可変領域CDR3、配列番号53
    の軽鎖可変領域CDR1、配列番号54の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号55の
    軽鎖可変領域CDR3、配列番号63の重鎖可変領域CDR1、配列番号64の重鎖可変
    領域CDR2、配列番号65の重鎖可変領域CDR3、配列番号73の軽鎖可変領域CD
    R1、配列番号74の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号75の軽鎖可変領域CDR
    3、配列番号83の重鎖可変領域CDR1、配列番号84の重鎖可変領域CDR2、配列
    番号85の重鎖可変領域CDR3、配列番号93の軽鎖可変領域CDR1、配列番号94
    の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号95の軽鎖可変領域CDR3、配列番号103
    の重鎖可変領域CDR1、配列番号104の重鎖可変領域CDR2、配列番号105の重
    鎖可変領域CDR3、配列番号113の軽鎖可変領域CDR1、配列番号114の軽鎖可
    変領域CDR2、および配列番号115の軽鎖可変領域CDR3、配列番号123の重鎖
    可変領域CDR1、配列番号124の重鎖可変領域CDR2、配列番号125の重鎖可変
    領域CDR3、配列番号133の軽鎖可変領域CDR1、配列番号134の軽鎖可変領域
    CDR2、および配列番号135の軽鎖可変領域CDR3、配列番号143の重鎖可変領
    域CDR1、配列番号144の重鎖可変領域CDR2、配列番号145の重鎖可変領域C
    DR3、配列番号153の軽鎖可変領域CDR1、配列番号154の軽鎖可変領域CDR
    2、および配列番号155の軽鎖可変領域CDR3、配列番号163の重鎖可変領域CD
    R1、配列番号164の重鎖可変領域CDR2、配列番号165の重鎖可変領域CDR3
    、配列番号173の軽鎖可変領域CDR1、配列番号174の軽鎖可変領域CDR2、お
    よび配列番号175の軽鎖可変領域CDR3、配列番号183の重鎖可変領域CDR1、
    配列番号184の重鎖可変領域CDR2、配列番号185の重鎖可変領域CDR3、配列
    番号193の軽鎖可変領域CDR1、配列番号194の軽鎖可変領域CDR2、および配
    列番号195の軽鎖可変領域CDR3、配列番号203の重鎖可変領域CDR1、配列番
    号204の重鎖可変領域CDR2、配列番号205の重鎖可変領域CDR3、配列番号2
    13の軽鎖可変領域CDR1、配列番号214の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号
    215の軽鎖可変領域CDR3、配列番号223の重鎖可変領域CDR1、配列番号22
    4の重鎖可変領域CDR2、配列番号225の重鎖可変領域CDR3、配列番号233の
    軽鎖可変領域CDR1、配列番号234の軽鎖可変領域CDR2、および配列番号235
    の軽鎖可変領域CDR3からなる群から選択される、重鎖可変領域および軽鎖可変領域の
    CDR1、CDR2、およびCDR3を含む、単離抗体またはその断片。
  42. 請求項4から41から選択される抗体またはその断片と、薬学的に許容される担体とを
    含む、医薬組成物。
  43. Notch3シグナル伝達経路により媒介されるがんであって、乳がん、結腸直腸がん
    、肺がん、多発性骨髄腫、卵巣がん、肝がん、胃がん、膵臓がん、前立腺がん、急性骨髄
    性白血病、t細胞性急性リンパ芽球性白血病、マントル細胞リンパ腫、慢性リンパ球性白
    血病、ユーイング肉腫、慢性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性白血病、リンパ腫、骨肉腫
    、有棘細胞癌、末梢神経鞘腫瘍、シュワン細胞腫、頭頸部がん、膀胱がん、食道がん、神
    経膠芽腫、軟組織明細胞肉腫、悪性中皮腫、神経線維腫症、腎がん、および黒色腫からな
    る群から選択されるがんの処置における使用のための、請求項4から41に記載の抗体ま
    たはその断片。
  44. Notch3シグナル伝達経路により媒介されるがんであって、T細胞性急性リンパ芽
    球性白血病(TALL:T-cell acute lymphoblastic leukemia)であるがんの処置にお
    ける使用のための、請求項43に記載の抗体または断片。
  45. Notch3シグナル伝達経路により媒介されるがんであって、乳がん、結腸直腸がん
    、肺がん、多発性骨髄腫、卵巣がん、肝がん、胃がん、膵臓がん、前立腺がん、急性骨髄
    性白血病、t細胞性急性リンパ芽球性白血病、マントル細胞リンパ腫、慢性リンパ球性白
    血病、ユーイング肉腫、慢性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性白血病、リンパ腫、骨肉腫
    、有棘細胞癌、末梢神経鞘腫瘍、シュワン細胞腫、頭頸部がん、膀胱がん、食道がん、神
    経膠芽腫、軟組織明細胞肉腫、悪性中皮腫、神経線維腫症、腎がん、および黒色腫からな
    る群から選択されるがんを処置するための医薬としての使用のための、請求項4から41
    に記載の抗体またはその断片。
  46. Notch3シグナル伝達経路により媒介されるがんであって、T細胞性急性リンパ芽
    球性白血病(TALL)であるがんを処置するための医薬としての使用のための、請求項
    45に記載の抗体または断片。
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