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CN102066403A - 抗人死亡受体dr5单克隆抗体ad5-10所识别的抗原决定簇、其衍生物及其用途 - Google Patents

抗人死亡受体dr5单克隆抗体ad5-10所识别的抗原决定簇、其衍生物及其用途 Download PDF

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CN102066403A
CN102066403A CN2009801171512A CN200980117151A CN102066403A CN 102066403 A CN102066403 A CN 102066403A CN 2009801171512 A CN2009801171512 A CN 2009801171512A CN 200980117151 A CN200980117151 A CN 200980117151A CN 102066403 A CN102066403 A CN 102066403A
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polypeptide
monoclonal antibody
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张鹏
郑勇
郑德先
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Rongchang Biopharmaceutical Yantai Co ltd
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Institute of Basic Medical Sciences of CAMS and PUMC
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Abstract

提供了抗人死亡受体DR5单克隆抗体AD5-10所识别的抗原决定簇、其衍生物及其用途。该抗原决定簇具有氨基酸序列:LITQQDLAPQQRA,其中核心多肽为QDLAP。含有该抗原决定簇的多肽与单克隆抗体AD5-10结合后可激活DR5下游的信号通路,引起细胞凋亡。该抗原决定簇及其衍生物可用于筛选和制备抗人DR5激动性抗体、与DR5结合的小分子化合物以及DR5疫苗。它们的核苷酸编码序列可用于制备用于肿瘤和/或艾滋病等疾病的治疗和预防的反义核苷酸和小分子核糖核苷酸。

Description

抗人死亡受体 DR5单克隆抗体 AD5-10所识别的抗原决定簇、 其衍生物及其用途
技术领域
本发明涉及一种通过多肽芯片 (peptide array) 技术鉴定得到的一 段核心多肽序列, 该序列同人肿瘤坏死因子相关诱导凋亡配体 (tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand, TRAIL)的受体 5 ( death receptor 5, DR5 )的 N末端第 4至第 16位氨基酸残基具有高度同源性, 是 AD-10 (中国专利号: ZL02104519.4) 所识别的抗原决定簇。 本发 明并涉及该多肽及其衍生物在研制激动性抗人 DR5 单克隆抗体、 与 DR5 结合的小分子化合物、 预防性疫苗或者治疗性疫苗中的用途。 最 后, 本发明还涉及该多肽及其衍生物的反义核苷酸和小分子核糖核苷 酸在肿瘤和 /或艾滋病等相关疾病的治疗和预防中的用途。 背景技术
死亡受体 (death receptor) 是肿瘤坏死因子受体 (TNFR) 基因超 家族的成员, 其结构特点是具有富含半胱氨酸的胞外结构域 (extracellular domain, ECD)和胞内死亡结构域 ( death domain, DD ) 。 月中瘤坏死因子相关诱导凋亡配体 (tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand, TRAIL) 是死亡受体 DR4和 DR5的天然配体, 其与死 亡受体结合后可以激活细胞凋亡的死亡受体途径和线粒体途径, 从而 诱导细胞发生死亡。 TRAIL对多种肿瘤具有杀伤活性, 而对大多数正 常细胞没有毒副作用。 此外, 感染了人类免疫缺陷病毒 (HIV) 的 T 淋巴细胞对 TRAIL及其受体介导的细胞毒作用敏感性增加。 这些研究 结果表明 TRAIL 及其受体在癌症和艾滋病的治疗方面具有诱人的前 旦 至今发现 TRAIL有 5种天然受体, 分别是 DR4 (死亡受体 4, TRAIL-R1 ) 、 DR5 (死亡受体 5, TRAIL-R2 ) 、 DcRl (诱骗受体 1, TRID, TRAIL-R3 ) 、 DcR2 (诱骗受体 2, TRU DD, TRAIL-R4 )和骨保护素 (osteoprotegerin, OPG) 。 其中 DR4和 DR5 由于含有完整的胞外区 和胞内区结构域, 因此可以传递 TRAIL介导的细胞凋亡信号; 而诱骗 受体 DcRl和 DcR2缺少胞内区或者胞内区结构域不完整,因而不能传 递 TRAIL介导的细胞凋亡信号; OPG是分泌型受体, 具有抑制破骨细 胞和增加骨密度的作用, 在转基因小鼠中表达能使脾肿大, 它能抑制 TRAIL 和死亡受体结合而调节 TRAIL诱导的细胞凋亡, 因此, OPG 是 TRAIL可溶性的"诱骗"受体。总而言之,诱骗受体都可以通过与 DR4 和 DR5竞争性结合 TRAIL, 阻断 TRAIL诱导的细胞凋亡。
研究发现, 在人正常组织和肿瘤组织中均有死亡受体 DR4和 DR5 的表达,在肿瘤组织中往往表达较高。诱骗受体 DcRl多表达于人正常 组织 (其转录本存在于外周血淋巴细胞、 脾、 肺、 胎盘、 骨骼组织、 前列腺、 胸腺、 睾丸、 大肠、 小肠和卵巢中) , 在外周血淋巴细胞与 脾脏中表达较高, 但在肿瘤细胞和转化细胞中不表达或极低水平表达; DcR2在许多正常组织中均有表达,在胎肝组织和成人睾丸组织表达较 高, 提示 DcR2对这些部位可能有保护作用。 DcR2在绝大多数肿瘤细 胞中不表达。
正是由于死亡受体在正常组织和肿瘤组织分布的不对称性, 使
TRAIL能杀伤许多肿瘤细胞, 而对大多数正常细胞没有毒性, 因此, 使用 TRAIL诱导肿瘤细胞凋亡, 从而达到特异性治疗肿瘤的目的是当 今生物医学领域的一大热点。 然而随着研究的不断深入, 人们发现一 些肿瘤细胞对 TRAIL诱导的细胞凋亡具有抵抗作用, 但抗死亡受体的 特异性、 激动性抗体则更加特异、 安全, 为肿瘤的治疗带来了新的希 望。
研究表明,抗 DR4或 DR5的单克隆抗体对肿瘤细胞具有强烈的杀 伤作用,但对正常细胞没有毒性。目前文献报道的各种针对 DR4或 DR5 的单克隆抗体或单链抗体,其识别的抗原决定簇多与 DR4或 DR5分子 上的 TRAIL结合位点重合或部分重合, 因此, 这些单克隆抗体大都能 与 TRAIL竞争性地结合死亡受体 DR4或 DR5。
根据文献报道, DR5分子的胞外区有 2个 TRAIL的结合位点(高 亲和力结合位点和低亲和力结合位点) , 分别位于 2个富含半胱氨酸 的结构域内 (CRD1和 CRD2) 。 中国专利 ZL02104519.4中所公开的 单克隆抗体 AD-10虽也针对 DR5分子的胞外区,但其结合位点与文献 已报道的单克隆抗体均不同, 且 AD-10与 DR5的结合不影响 TRAIL 与 DR5结合, 因而 AD-10和 TRAIL在诱导肿瘤细胞凋亡时具有协同 作用。 发明内容
本发明的第一个目的是提供一条多肽的氨基酸序列或称核心多肽 序列 ODLAP (SEQ ID No: 1)及其衍生物,其与人死亡受体 DR5胞外区 N末端第 8至 12位氨基酸残基具有完全一致的氨基酸序列或其从所述 的氨基酸序列 N端到 C末端依照 DR5的氨基酸序列扩展,扩展后的氨 基酸序列选自如 SEQ ID NOs: 3至 8所示的序列, 而且所述核心多肽 或其衍生物均包含人 DR5分子上的单克隆抗体 AD5-10所识别的抗原 决定簇, 其中 SEQ ID NO: 3-8的序列如下所示:
SEQ ID No: 3 ESALITOODLAP (a.a.1-12) SEQ ID No: 4 ALITQQDLAPQQ (a.a.3-14) SEQ ID No: 5 ITOODLAPOORA (a.a.5-16) SEQ ID No: 6 QQDLAPQQRAAP (a.a.7-18) SEQ ID No: 7 LITQQDLAPQQRA (a.a.4-16) SEQ ID No: 8 ESALITQQDLAPQQRAAP (a.a. l-18)。 本发明的第二个目的是提供一条核心多肽及其衍生物, 其具有包 含上述核心多肽的如 SEQ ID NO : 9 所示的氨基酸序列通式 XiX2X3X4X5DLAX6X7X8X9X10 , 其中:
可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基,
X2可以为除赖氨酸之外的任意氨基酸残基,
可以为任意氨基酸残基,
χ4可以为任意氨基酸残基,
可以为任意氨基酸残基, 可以与 X4相同或不同,
X6可以为除碱性氨基酸和侧链氨基酸之外的任意氨基酸残基, X7可以为除碱性氨基酸残基之外的任意氨基酸残基,
X8可以为除碱性氨基酸残基之外的任意氨基酸残基, 可与 X7相 同或不同,
χ9可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基, 以及 X1()可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基。
本发明的第三个目的是提供编码所述核心多肽的核苷酸序列, 其 具有如 SEQ ID No: 2 所示的核苷酸序列, 该序列如下所示: 5'-CA(A/G)GA(T/C)CTNGCNCCN-3', 其中 N代表 A、 T、 C或 G四 种碱基。
本发明的第四个目的是提供一种诱导肿瘤细胞凋亡的单克隆抗体 的制备方法, 其特征在于包括以下步骤:
1 ) 以 ODLAP作为核心序列, 依照如 SEQ ID No:7所示的序列 LITQQDLAPQQRA合成多肽序列 C LITQQDLAPQQRA,并在 N末端 半胱氨酸残基上偶联钥孔嘁蓝蛋白 (KLH) , 获得抗原肽;
2) 以所述抗原肽免疫小鼠, 取小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞 SP2/0融 合, 制备杂交瘤细胞, 经筛选获得能产生该多肽单克隆抗体的杂交瘤 细胞。
本发明的第五个目的是提供根据本发明第四个目的所述方法产生 的杂交瘤细胞株。 优选地, 所述能产生诱导肿瘤细胞凋亡的单克隆抗 体的杂交瘤细胞株为 Adie-1 和 Adie-2,该 2株杂交瘤细胞株已于 2009 年 3月 20日保存在"中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心" (CGMCC), 分类名称为 BALB/c小鼠杂交瘤细胞, 其编号为分别为 2938和 2939; 更优选地, 所述杂交瘤细胞株 Adie-1和 Adie-2分别产 生单克隆抗体 Adie-1 或 Adie-2。
本发明的第六个目的是提供由本发明第五个目的所述的杂交瘤细 胞株产生的单克隆抗体。优选地,所述单克隆抗体为 Adie-1 或 Adie-2。
本发明第七个目的是上述核心多肽及其衍生物在制备与 DR5结合 的单克隆抗体中的用途。
本发明的第八个目的是上述核心多肽及其衍生物在筛选与 DR5结 合的、 用于肿瘤和 /或艾滋病的治疗的小分子化合物中的用途。
本发明的第九个目的是上述核心多肽及其衍生物在制备肿瘤和 /或 艾滋病预防性疫苗或者治疗性疫苗中的用途。
本发明的第十个目的是提供根据本发明第三个目的所述的核苷酸 序列在制备用于肿瘤和 /或艾滋病的治疗和 /或预防的反义核苷酸和小 分子核糖核苷酸中的用途。 本发明的第十一个目的是提供根据本发明第六个目的所述的单克 隆抗体在制备抗肿瘤和 /或抗艾滋病药物中的用途。
换言之, 本发明涉及多肽的氨基酸序列, 或者称核心多肽序列, 其氨基酸序列为: ODLAP (SEO ID No: 1)。
术语:所述的核心多肽的氨基酸序列是指以 QDLAP (SEQ ID No:
1) 为基础的氨基酸序列。
本发明通过运用定向多肽芯片文库( Oriented Peptide Array Library, OPAL)技术并在化学合成人死亡受体 DR5 (NCBI Acc #: NP— 671716.1 ) 的 "交叉重叠 (overlapping)"肽库的基础上, 结合分子生物学和细胞生 物学方法而完成。
详述之, 本发明首先利用多肽芯片文库筛选得到一条核心多肽, 该多肽的氨基酸序列与目前已知的人死亡受体 DR5胞外区非 CRD结 构域有 100%的同源性。用含有该序列的多肽制备的单克隆抗体, 具有 诱导肿瘤细胞凋亡的能力, 提示该多肽序列的功能与人死亡受体 DR5 密切相关, 而且 DR5受体的 N末端线性序列可能具有引起 DR5分子 发生构象改变的潜力和募集胞内信号分子的能力。 此外, 进一步的研 究发现小鼠抗人死亡受体 DR5 的单克隆抗体 AD5-10 (中国专利公开 号: CN 1673232A)能够特异性地同该多肽结合, 提示该核心多肽可能 包含 AD5-10识别的抗原决定簇。随后利用分子生物学、细胞生物学以 及定向多肽芯片文库( Oriented Peptide Array Library, OPAL )技术, 高 通量地验证了该核心多肽序列为 AD5-10 以及由其生成的其它单克隆 抗体所识别的抗原决定簇; 本发明进一步利用多肽合成技术及基因工 程定点突变技术验证该核心多肽确为单克隆抗体 AD5-10 的抗原决定 簇。 随后, 参照 DR5分子的氨基酸序列, 合成含有该核心多肽的抗原 肽免疫小鼠, 取其脾细胞与 SP2/0骨髓瘤细胞融合, 获得杂交瘤细胞, 经筛选后获得一批能产生特异性识别抗原肽(代表性结果见图 1 )并且 具有肿瘤杀伤活性 (代表性结果见图 2)的单克隆抗体的杂交瘤细胞株, 其中 2株杂交瘤细胞株命名为 Adie-1 和 Adie-2。这 2株杂交瘤细胞株 已经于 2009年 3月 20日保存在"中国微生物菌种保藏管理委员会普通 微生物中心" (CGMCC), 分类名称为 BALB/c小鼠杂交瘤细胞, 其编 号为分别为 2938和 2939。 随后应用分子生物学和细胞生物学的方法, 确定 AD5-10 (中国专利公开号: CN 1673232A) 也能够特异性地识别 并结合该段核心序列(代表性结果见图 3 ) 。 由此证明该核心序列中含 有 AD5-10所识别的线性抗原决定簇。在此基础上,通过采用定向多肽 芯片文库 (Oriented Peptide Array Library, OPAL) 技术从 "交叉重叠 (overlapping) "多肽库中筛选得到上述特异性抗原决定簇(代表性结 果见图 4)。根据上述实验结果指导化学合成含有该抗原决定簇的多肽 以及将关键位置氨基酸突变后的突变体多肽, 随后检测其与 AD5-10 的结合情况, 发现含该抗原决定簇的多肽均能结合 AD5-10, 而关键位 置氨基酸突变的突变体多肽不能结合 AD5-10 (代表性结果见图 5 ) 。 最后, 构建表达全长野生型 DR5以及含有上述突变的全长突变体 DR5 的真核表达载体, 随后采用蛋白免疫印迹(Western blotting)技术检测 AD5-10识别并结合抗原决定簇的情况, 发现全长野生型 DR5能识别 AD5-10并结合抗原决定簇, 而含有上述突变的全长突变体 DR5则不 能(代表性结果见图 6) 。根据本发明获得的该核心多肽及其衍生物可 用于研制与 DR5结合的单克隆抗体,用于筛选与 DR5结合的、用于肿 瘤和 /或艾滋病的治疗的小分子化合物,用于制备肿瘤和 /或艾滋病预防 性疫苗或者治疗性疫苗。 编码根据本发明所述的核心多肽及其衍生物 的核苷酸序列可用于制备用于肿瘤和 /或艾滋病的治疗和预防的反义核 苷酸和小分子核糖核苷酸。 根据本发明所述的单克隆抗体也可用于制 备抗肿瘤和 /或抗艾滋病药物。 附图说明
图 1: 显示经 N末端偶联钥孔嘁蓝蛋白 (KLH) 的抗原肽免疫小 鼠得到的单克隆抗体识别并结合抗原肽和 DR5的情况。 A图和 C图显 示产生相应单克隆抗体的杂交瘤细胞培养上清同抗原肽或重组 DR5胞 外区蛋白分子的结合情况。 B图和 D图显示的是单克隆抗体 Adie-Ι 和 Adie-2在不同稀释浓度下同抗原肽或重组 DR5胞外区蛋白分子的结合 情况。
图 2:显示同 TRAIL及 AD5-10相比,单克隆抗体 Adie-1和 Adie-2 针对人结肠癌细胞 HCT116具有肿瘤杀伤活性。 A图显示不同处理组 的细胞在显微镜下(40x ) 的形态学特征。 B图和 C图显示不同处理条 件下, HCT116细胞的细胞活力。
图 3:显示同 TRAIL及 AD5-10相比,单克隆抗体 Adie-1 和 Adie-2 同样具有激活 Jurkat和 HCT116细胞内半胱天冬蛋白酶 (Caspase) 级 联反应的能力。
图 4:显示通过采用定向多肽芯片库(Oriented Peptide Array Library, OPAL) 技术筛选确定 AD5-10能够特异性地识别并结合含有核心多肽 序列的多肽。这些核心多肽衍生序列主要集中分布在 DR5胞外区 N末 端的非富含半胱氨酸结构域 (non-Cysteine-Rich Domain) 。 这些多肽 衍生物的氨基酸序列分别为:
E iiSSAALLIlTIOUOUDDLLAAPP (a.a. 1-12 ) (SEQ ID No: 3 )
ALITQQDLAPQQ (a.a. 3-14) (SEQ ID No: 4)
ITOODLAPOORA (a.a. 5-16) (SEQ ID No: 5 )
QQDLAPQQRAAP (a.a. 1-12) (SEQ ID No: 6)
其中 ALITQQDLAPQQ ( a.a. 3-14 ) ( SEQ ID NO: 4 ) 和 ITQQDLAPQQRA (a.a. 5-16) (SEQ ID NO: 5 ) 与 AD5-10的结合能 力最强(即抗原性最强) 。 由此确定 AD5-10所识别的抗原决定簇的氨 基酸序列为 LITQQDLAPQQRA (a.a.4-16) (SEQ ID No:7)。而 AD5-10 识别的抗原决定簇的最短氨基酸序列为核心多肽 ODLAP ( SEQ ID No: l ) 。 B图显示针对上述抗原决定簇 LITQQDLAPQQRA (a.a.4-16) (SEQ ID No:7)进行丙氨酸突变扫描 (alanine mutation scan) , 依次将 13 个氨基酸残基替换成丙氨酸 (A) 残基。 发现当抗原决定簇及其多 肽衍生物中紧密相邻的天门冬氨酸 (D) 、 亮氨酸 (L) 和丙氨酸 (A) 突变后,其与 AD5-10结合的能力降低或失去结合能力,证明这 3个氨 基酸残基在该抗原决定簇中起关键作用,且亮氨酸(L)是至关重要的。 同样,上述 3个氨基酸残基中亮氨酸(L)和丙氨酸(A)残基在 Adie-1 和 Adie-2识别并结合抗原肽的过程中扮演着重要角色。 C图显示针对 AD5-10识别的抗原决定簇 LITQQDLAPQQRA( a.a.4-16 )(SEQ ID No:7) 构建突变文库,用 20种常见氨基酸残基对上述多肽序列进行逐一替换。 结果证明 AD5-10识别的抗原决定簇包含一个以下通式( I )所示的氨 基酸序列:
XiX2X3X4X5DLAX6X7X8X9X10 (SEQ ID NO: 9) 其中,
可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基,
χ2可以为除赖氨酸之外的任意氨基酸残基,
χ3可以为任意氨基酸残基,
χ4可以为任意氨基酸残基,
X5可以为任意氨基酸残基, 可以与 X4相同或不同,
X6可以为除碱性氨基酸和侧链氨基酸之外的任意氨基酸残基, X7可以为除碱性氨基酸残基之外的任意氨基酸残基,
X8可以为除碱性氨基酸残基之外的任意氨基酸残基, 可与 X7相 同或不同,
χ9可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基,
X1()可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基。
图 5: 显示含有上述抗原决定簇的合成多肽 (见表 3 ) 与 AD-10 结合,并可阻断其杀伤肿瘤细胞的作用。 A图显示以不同浓度的 AD5-10 和重组可溶性 TRAIL (rsTRAIL) 处理人 T淋巴细胞白血病 Jurkat细 胞 8小时后的细胞存活率; B图显示用 AD5-10 (250 ng/ml)和 7条合 成多肽处理 Jurkat细胞 8小时后的细胞存活率; C图显示 2种不同浓度 的野生型表位 1 (w.t. epitope 1 ) 和野生型表位 2 (w.t. epitope 2) 与 AD5-10结合并阻断其细胞毒作用; D图显示野生型表位 1 (w.t. epitope 1, ΙΟ μΜ) 与 AD5-10结合并阻断其细胞毒作用, 而其相应突变型表位 1 (mutant epitope 1 ) ( 10 μΜ) 则不能与 AD5-10结合; Ε图显示野生 型表位 2 (w.t. epitope 2, 10 μΜ)与 AD5-10结合并阻断其细胞毒作用, 而其相应突变型表位 2 (mutant epitope 2, 10 μΜ) 则不能与 AD5-10结 合。 G图和 Η图显示无论是野生型表位或其突变型表位, 均不能阻断 rsTRAIL对肿瘤细胞的杀伤作用。 I图和 J图显示含有人 DR5胞外区富 含半胱氨酸结构域氨基酸的多肽不能阻断 AD5-10或 rsTRAIL对肿瘤 细胞的杀伤作用。
图 6: 显示 AD5-10能够识别并结合全长野生型 DR5分子, 而不
具体实施方式 实验例 1 酶联免疫分析(ELISA)技术鉴定抗原肽免疫小鼠得到 单克隆抗体识别并结合抗原肽和 DR5的情况
收集不同编号的杂交瘤培养上清或者纯化的抗体, 按照一定稀释 比例稀释后, 进行 ELISA检测。 具体步骤如下:
1 ) 用抗原肽或原核表达的重组 DR5按照 100 ng/well的包被酶标
2) 5% 的 BSA, 37°C条件下封闭 1小时;
3 ) 加入不同浓度的抗体, 37°C条件下孵育 1小时;
4) PBS-T洗 3~5次;
5 ) 加入 HRP标记的山羊抗小鼠 IgG二抗, 37°C条件下孵育 1小 时;
6) PBS-T洗 3~5次;
7)加入显色底物, 待出现显著差异时加入 2 M硫酸终止反应测定 OD值。
实验结果如图 1所示, 图 1A和图 1C表明经 N末端偶联钥孔嘁蓝 蛋白 (KLH) 的抗原肽免疫小鼠, 所产生相应单克隆抗体的杂交瘤细 胞培养上清同抗原肽或重组 DR5胞外区蛋白分子的结合情况。 图 1B 和图 1D显示的是单克隆抗体 Adie-1(克隆编号为 56#:)和 Adie-2(克隆编 号为 64#:)在不同稀释浓度下同抗原肽或重组 DR5胞外区蛋白分子的结 合情况。 实验例 2 TRAIL, AD5-10及单克隆抗体 Adie-1 和 Adie-2针对 人结肠癌细胞 HCT116的肿瘤杀伤活性
用不同浓度的 TRAIL、 AD5-10及单克隆抗体 Adie-1 和 Adie-2处 理 HCT116细胞。 24小时后镜下观察并加入 CCK-8试剂(日本同仁化 学研究所) , 反应 2小时后测 OD值 (波长 570 nm) 。 将无细胞孔的 OD值设定为 "0" , 细胞存活率等于处理孔的 OD值与未处理孔 OD 值的比值。
实验结果如图 2所示, HCT116细胞在用 TRAIL (500 ng/ml) 、 AD5-10 (500 ng/ml)及单克隆抗体 Adie-1 (500 ng/ml)和 Adie-2 (500 ng/ml) 处理 8小时后, 在显微镜下可观察到明显的形态学改变和细胞 死亡特征 (A图) 。 图 2B和图 2C显示不同处理条件下, HCT116细 胞的细胞活力随着处理浓度的增加而显著降低。 实验例 3 蛋白免疫印迹(Western blot)技术检测 TRAIL、 AD5-10 及单克隆抗体 Adie-1和 Adie-2激活半胱天冬蛋白酶(Caspase)级联反 应
对数生长期的 Jurkat和 HCT116细胞用 TRAIL (500 ng/ml),AD5-10 (500 ng/ml)及 Adie-1 (1 g/ml) 和 Adie-2 (1 g/ml)处理 0、 30、 60分钟, 收集细胞, 裂解, 进行 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳, 将凝胶上的蛋白转 到 PVDF膜上, 加入特定的抗体进行杂交, 加入相应的辣根过氧化物 酶标记的二抗, 加入发光底物显影。
实验结果如图 3所示, 同 TRAIL及 AD5-10相比, 单克隆抗体 Adie-1 和 Adie-2同样能激活 Jurkat和 HCT116细胞内半胱天冬蛋白酶 (Caspase) 级联反应。 实验例 4 采用定向多肽芯片库 (Oreinted Peptide Array Library, OPAL) 技术筛选鉴定出 AD5-10所识别的抗原决定簇及其衍生物
依照 NCBI 蛋白质数据库提供的人 DR5 ( NCBI Acc#:
NP— 671716.1 )的氨基酸序列,合成一系列含有核心多肽的衍生多肽(表 1和 2所示) 。 随后利用 ASP222 SPOT机器人工作站将上述多肽库均 匀点样于硝酸纤维膜上(一个斑点对应一条多肽,其浓度约为 5 nmol), 进行相应检测前用茚三酮染色确定蛋白量的均一性。 用 TBS-T溶液配 制的含 3%的 BSA的封闭液室温封闭 1小时, 然后加入相应的特异性 一抗(终浓度 2 g/ml) 4 °C孵育过夜。 随后加入 HRP标记的山羊抗小 鼠多克隆抗体, 室温孵育 2小时后加入发光底物 ECL显影。
表 1 依照人 DR5分子的氨基酸序列构建含有核心多肽的衍生多肽
DLAPQQRAAPQQ; 表 2丙氨酸突变肽库扫描
; 方框框起来的字母表示突变后的氨基酸残基。 实验结果如图 4所示, AD5-10能够特异性的识别并结合含有核心 多肽序列的多肽(图 4A)。这些核心多肽衍生序列主要集中分布在 DR5 胞外区 N末端的非富含半胱氨酸结构域(non-Cysteine-Rich Domain) 。 这些多肽衍生物的氨基酸序列分别为:
ESALITQQDLAP (a.a. 1-12 ) (SEQ ID No: 3 )
ALITOODLAPOO (a.a. 3-14) (SEQ ID No: 4)
ITQQDLAPQQRA (a.a. 5-16) (SEQ ID No: 5 )
OODLAPOORAAP (a.a. 1-12) (SEQ ID No: 6)
其中 ALITOODLAPOO ( a.a. 3-14 ) ( SEQ ID NO: 4 ) 和 ITQQDLAPQQRA (a.a. 5-16) (SEQ ID NO: 5 ) 与 AD5-10的结合能 力最强(即抗原性最强) 。 由此确定 AD5-10所识别的抗原决定簇的氨 基酸序列为 LITQQDLAPQQRA (a.a.4-16) (SEQ ID No:7)。 而 AD5-10 识别的抗原决定簇的最短氨基酸序列为核心多肽 ODLAP ( SEQ ID No: l )。图 4B显示针对上述抗原决定簇 LITQQDLAPQQRA (a.a.4-16) (SEQ ID No:7)进行丙氨酸突变扫描 (alanine mutation scan) , 依次将
13 个氨基酸残基替换成丙氨酸 (A) 残基。 发现当抗原决定簇及其多 肽衍生物中紧密相邻的天门冬氨酸 (D) 、 亮氨酸 (L) 和丙氨酸 (A) 突变后,其与 AD5-10结合的能力降低或失去结合能力,证明这 3个氨 基酸残基在该抗原决定簇中起关键作用,且亮氨酸(L)是至关重要的。 同样,上述 3个氨基酸残基中亮氨酸(L)和丙氨酸(A)残基在 Adie-1 和 Adie-2识别并结合抗原肽的过程中扮演者重要角色。 C图显示针对 AD5-10识别的抗原决定簇 LITQQDLAPQQRA( a.a.4-16 )(SEQ ID No:7) 构建突变文库,用 20种常见氨基酸残基对上述多肽序列进行逐一替换。 结果证明 AD5-10识别的抗原决定簇包含一个以下通式( I )所示的氨 基酸序列:
XiX2X3X4X5DLAX6X7X8X9X10 (SEQ ID NO: 9)
其中,
可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基,
X2可以为除赖氨酸之外的任意氨基酸残基,
可以为任意氨基酸残基,
χ4可以为任意氨基酸残基,
可以为任意氨基酸残基, 可以与 X4相同或不同,
X6可以为除碱性氨基酸和侧链氨基酸之外的任意氨基酸残基, X7可以为除碱性氨基酸残基之外的任意氨基酸残基,
X8可以为除碱性氨基酸残基之外的任意氨基酸残基, 可与 X7相 同或不同,
χ9可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基,
X1()可以存在或不存在, 为任意氨基酸残基。 实验例 5 化学合成含有本发明涉及的抗原决定簇的多肽衍生物 并检测其与 AD-10结合并阻断其肿瘤细胞毒作用的能力
在运用多肽芯片的方法将 AD5-10 所识别的抗原决定簇范围锁定 在氨基酸序列为 "LITQQDLAPQQRA"这一范围内之后, 采用化学合 成法合成该多肽。 同时, 构建野生型序列和含有突变序列多肽衍生物, 从而进一步明确 AD5-10识别的抗原表位。从前面的实验结果中我们可 以得知,第 4位亮氨酸(L)对 AD5-10与 DR5的结合不起作用, 因此, 为了增加合成肽段的水溶性, 我们将其替换为极性不带电荷的氨基酸
(例如谷氨酰胺, Gin) 或丙氨酸 (A) 。 多肽合成的具体信息如表 3 所示:
表 3多肽合成
编号 多肽名称 氨基酸序列 分子量 纯度 (% )
1 野生型表位 1 AQITQQDLAPQQRA 1566.81 83.9
2 突变型表位 1 AQITQQD0APQQRA 1524.76 98.2
3 野生型表位 2 AITQQDLAPQQRA 1438.75 95
4 突变型表位 2 AITQQ^^PQQRA 1396.71 98.5
5 N1 CPPGHHISEDGRDC 1521.61 99
6 CRD1 GQDYSTHWNDLLFC 2069.91 100
LRC
7 对照序列 SQRLHTPCFNKMEA 1660.78 99.7 其中, 黑体加下划线表示的序列代表抗原决定簇的最核心序列; 方框框起来的字母表示突变后的氨基酸残基。 将处于对数生长期的人淋巴细胞白血病 Jurkat细胞按照每孔 2 X 104个细胞的密度接种于 96 孔细胞培养板中。 随后把合成多肽与 AD5-10按照相应浓度充分混合, 37 °C孵育 1小时后加入到含有肿瘤 细胞的培养孔中处理 8小时。加入 CCK-8试剂(日本同仁化学研究所), 反应 2小时后测 OD值 (波长 570 nm) 。 将无细胞孔的 OD值设定为 "0 " , 细胞存活率等于处理孔的 OD值与未处理孔 OD值的比值。
结果如图 5 所示, 图 5A表明以 AD5-10 和重组可溶性 TRAIL (rsTRAIL) 可以以剂量依赖的方式抑制人 T 淋巴细胞白血病 Jurkat 细胞的细胞活力; 图 5B表明, 同 AD5-10 (250 ng/ml) 相比, 7条合 成多肽对 Jurkat细胞的细胞活力没有影响; 图 5C显示 2种不同浓度的 野生型表位 1 (w.t. epitope 1 )和野生型表位 2 (w.t. epitope 2 )与 AD5-10 结合并阻断其细胞毒作用; 图 5D显示野生型表位 1 (w.t. epitope 1, 10 μΜ) 与 AD5-10 结合并阻断其细胞毒作用, 而其相应突变型表位 1 (mutant epitope 1 ) ( 10 μΜ)则不能与 AD5-10结合; 图 5Ε显示野生 型表位 2 (w.t. epitope 2, 10 μΜ)与 AD5-10结合并阻断其细胞毒作用, 而其相应突变型表位 2 (mutant epitope 2, 10 μΜ) 则不能与 AD5-10结 合。 图 5G和图 5Η显示无论是含有抗原决定簇的野生型表位或其突变 型表位, 均不能阻断 rsTRAIL对肿瘤细胞的杀伤作用。 图 51和 5J显 示含有人 DR5 胞外区富含半胱氨酸结构域氨基酸的多肽不能阻断 AD5-10或 rsTRAIL对肿瘤细胞的杀伤作用。 实验例 6 蛋白免疫印迹(Western blot)技术检测 AD5-10与全长 野生型 DR5以及全长突变体 DR5的结合能力
构建表达带有 3 XFLAG标签的全长野生型 DR5以及全长突变体 DR5的真核表达载体, 转染 293T-17细胞。 转染 48小时后收集细胞, 裂解, 进行 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳, 将凝胶上的蛋白转到 PVDF膜 上, 加入特定的抗体进行杂交, 加入相应的辣根过氧化物酶标记的二 抗, 加入发光底物 ECL显影。
结果如图 6所示, AD5-10能够识别并结合全长野生型 DR5分子, 而不能结合其 DR5抗原决定簇的突变体。
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1-3 保藏事项
1-3-1 保藏单位名称 CGMCC 中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
1-3-2 保藏单位地址 中国微生物菌种保藏委员会, 中国北京市 2714信箱, 邮 政编码:100080, Be i j i ng (GN)。
1-3-3 保藏日期 2009年 3月 20日 (20. 03. 2009)
1-3-4 保藏号 CGMCC 2938 & 2939
1-5 本说明是对下列指定国
所有指定国 由受理局填写
0-4 本表格与国际申请一起收到:
(是或否)
0-4-1 受权官员 由国际局填写
0-5 国际局收到本表格日期:
0-5-1 受权官员

Claims (1)

  1. 权利要求书
    1、 具有如 SEQ ID No: l所示的氨基酸序列的多肽及其衍生物。
    2、 根据权利要求 1所述的多肽及其衍生物, 其特征为其与人死 亡受体 DR5胞外区 N末端第 8至 12位氨基酸残基具有完全一致的氨 基酸序列。
    3、 根据权利要求 1所述的多肽及其衍生物, 其特征为其从所述 的氨基酸序列 N端到 C末端依照 DR5的氨基酸序列扩展, 扩展后的 氨基酸序列具有选自如 SEQ ID NOs : 3至 8所示的序列。
    4、 根据权利要求 1所述的多肽及其衍生物, 其特征为其具有如 SEQ ID NO: 9所示的任何一条多肽的氨基酸序列,其中 SEQ ID NO: 9的序列通式为
    存在或不存在, 为任意氨基酸残基,
    χ2为除赖氨酸之外的任意氨基酸残基,
    为任意氨基酸残基,
    χ4为任意氨基酸残基,
    Χ5为任意氨基酸残基, 可以与 Χ4相同或不同,
    Χ6为除碱性氨基酸和侧链氨基酸之外的任意氨基酸残基, Χ7为除碱性氨基酸残基之外的任意氨基酸残基,
    Χ8为除碱性氨基酸残基之外的任意氨基酸残基,可与 Χ7相同或 不同,
    Χ9存在或不存在, 为任意氨基酸残基, 以及
    。存在或不存在, 为任意氨基酸残基。
    5、 根据权利要求 1所述的多肽及其衍生物, 其特征为其包含人 DR5分子上的单克隆抗体 AD5-10所识别的抗原决定簇。
    6、 编码如权利要求 1至 5任一项所述的多肽及其衍生物的核苷 酸序列, 其具有如 SEQ ID No:2所示的序列, 其中 N选自 A、 T、 C 或0。
    7、 如权利要求 1到 5任一项所述的多肽及其衍生物的单克隆抗 体的制备方法, 其特征在于包括以下步骤:
    1 ) 以 ODLAP作为核心序列, 依照如 SEQ ID No:7所示的序列 LITQQDLAPQQRA合成多肽序列 C LITQQDLAPQQRA, 并在 N末 端半胱氨酸残基上偶联钥孔嘁蓝蛋白, 获得抗原肽;
    2) 以所述抗原肽免疫小鼠, 取小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞 SP2/0 融合,制备杂交瘤细胞,经筛选获得该多肽的单克隆抗体杂交瘤细胞。
    8、 根据权利要求 7所述方法获得的杂交瘤细胞株。
    9、 BALB/c 小鼠杂交瘤细胞株 Adie-1, 其特征在于所述杂交瘤 细胞株已于 2009年 3月 20日在"中国微生物菌种保藏管理委员会普 通微生物中心"(CGMCC) 保藏, 保藏编号为: 2938。
    10、 BALB/c小鼠杂交瘤细胞株 Adie-2, 其特征在于所述杂交瘤 细胞株已于 2009年 3月 20日在"中国微生物菌种保藏管理委员会普 通微生物中心"(CGMCC) 保藏, 保藏编号为: 2939。
    11、 根据权利要求 9或 10所述的杂交瘤细胞株, 其特征在于所 述杂交瘤细胞株产生单克隆抗体 Adie-1 或 Adie-2, 该单克隆抗体诱 导半胱天冬蛋白酶依赖的细胞凋亡信号传递途径。
    12、由权利要求 9或 10所述的杂交瘤细胞株产生的单克隆抗体。
    13、 根据权利要求 12所述的单克隆抗体, 其特征在于所述的单 克隆抗体是单克隆抗体 Adie-1 或 Adie-2。 单克隆抗体中的用途。
    15、如权利要求 1所述的多肽及其衍生物在筛选与 DR5结合的、 用于肿瘤和 /或艾滋病的治疗的小分子化合物中的用途。
    16、 如权利要求 1 所述的多肽及其衍生物在制备肿瘤和 /或艾滋 病预防性疫苗和 /或治疗性疫苗中的用途。
    17、 如权利要求 6所述的核苷酸序列在制备用于肿瘤和 /或艾滋 病的治疗和 /或预防的反义核苷酸和小分子核糖核苷酸中的用途。
    18、 如权利要求 12所述单克隆抗体在制备抗肿瘤和 /或抗艾滋病 药物中的用途。
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