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JP2004500063A - Tnfr/opg様分子およびその使用 - Google Patents

Tnfr/opg様分子およびその使用 Download PDF

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JP2004500063A JP2001545549A JP2001545549A JP2004500063A JP 2004500063 A JP2004500063 A JP 2004500063A JP 2001545549 A JP2001545549 A JP 2001545549A JP 2001545549 A JP2001545549 A JP 2001545549A JP 2004500063 A JP2004500063 A JP 2004500063A
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Abstract

本発明は、新規な腫瘍壊死因子レセプター/オステオプロテジェリン様(osteoprotegerin−like)(TNFr/OPG様)ポリペプチドおよびこれをコードする核酸分子に関する。本発明はまた、TNFr/OPG様ポリペプチドを産生するための、ベクター、宿主細胞、選択的結合因子(例えば、抗体)および方法に関する。TNFr/OPG様ポリペプチドと関連する疾患の診断および処置のための方法もまた提供される。

Description

【0001】
(関連出願)
本願は、米国特許法第119条のもとで、1999年12月16日付けで出願された仮特許出願番号第60/172,306号に対する優先権を主張する。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、新規な腫瘍壊死因子レセプター/オステオプロテジェリン様(osteoprotegerin−like)(TNFr/OPG様)ポリペプチドおよびこれをコードする核酸分子に関する。本発明はまた、TNFr/OPG様ポリペプチドを産生するための、ベクター、宿主細胞、選択的結合因子(例えば、抗体)および方法に関する。TNFr/OPG様ポリペプチドと関連する疾患の診断および処置のための方法もまた提供される。
【0003】
(発明の背景)
核酸分子の同定、クローニング、発現、および操作における技術的進歩は、ヒトゲノムの解読に基づいた新規の治療剤の発見を大きく加速した。現在では、高速の核酸配列決定技術により、前例のない速度で配列情報が作製され得、そしてコンピュータ分析と結合されて、ゲノム全体へと重複する配列をアセンブルすることが可能であり、そしてポリペプチドコード領域の同定が可能である。既知アミノ酸配列のデータベース編集物に対する推定アミノ酸配列の比較は、以前に同定された配列および/または構造の目印に対する相同性の程度を決定することを可能にし得る。核酸分子のポリペプチドコード領域のクローニングおよび発現は、構造分析および機能分析のためのポリペプチド産物を提供する。改変体およびその誘導体を作製するための核酸分子およびコードされるポリペプチドの操作は、治療剤として使用するために有利な特性を産物に付与し得る。
【0004】
過去10年間にわたるゲノム研究における著しい技術的進歩にも関わらず、ヒトゲノムに基づいた新規の治療剤の開発に対する可能性は、未だ広範には実現されていない。潜在的に有利なポリペプチド治療剤をコードする多くの遺伝子またはこれらがコードするポリペプチド(これらは、治療的分子に対して「標的」として機能し得る)は、依然として同定されていない。さらに、多くのヒト遺伝子由来のポリペプチド産物の構造分析および機能分析が、未だ行われていない。
【0005】
従って、診断的または治療的な利点を有する、新規なポリペプチドおよびこれらをコードする核酸分子を同定することが、本発明の目的である。
【0006】
(発明の要旨)
本発明は、新規のTNFr/OPG様核酸分子およびコードされるポリペプチド、ならびにそれらの使用に関する。
【0007】
本発明は、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子を提供する:
(a)配列番号(SEQ ID NO:)1または3に記載のヌクレオチド配列;
(b)配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;
(c)中程度または高度にストリンジェントな条件下で、(a)または(b)の相補体にハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;ならびに
(d)(a)〜(c)のいずれかに対して相補的なヌクレオチド配列。
【0008】
本発明はまた、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子を提供する:
(a)配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドに対して、少なくとも約70、75、80、85、90、95、96、97、98または99%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここでこのポリペプチドは、GAP,BLASTP,BLASTN,FASTA,BLASTA,BLASTX,BestFit,およびSmith−Watermanアルゴリズムからなる群から選択されるコンピュータープログラムを使用して決定される場合に、配列番号2または配列番号4に記載のコードされるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(b)配列番号1または3に記載のヌクレオチド配列の対立遺伝子改変体またはスプライス改変体をコードするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(c)少なくとも約25アミノ酸残基のポリペプチドフラグメントをコードする、配列番号1もしくは配列番号3、(a)または(b)のヌクレオチド配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(d)配列番号1に記載の1〜430アミノ酸残基または配列番号3に記載の1〜436アミノ酸残基の置換および/または欠失を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(e)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む、配列番号1もしくは配列番号3、または(a)〜(d)のヌクレオチド配列;
(f)中程度または高度にストリンジェントな条件下で、(a)〜(e)のいずれかの相補体にハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;ならびに
(g)(a)〜(e)のいずれかに対して相補的なヌクレオチド配列。
【0009】
本発明はさらに、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子を提供する:
(a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(d)C末端および/またはN末端の短縮(truncation)を有する、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端短縮およびN末端短縮からなる群から選択される少なくとも1つの改変を有する、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のコードされるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
(f)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む、(a)〜(e)のヌクレオチド配列;
(g)中程度または高度にストリンジェントな条件下で、(a)〜(f)のいずれかの相補体にハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、ここでコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;ならびに
(h)(a)〜(e)のいずれかに対して相補的なヌクレオチド配列。
【0010】
本発明はまた、以下からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチドを提供する:
(a)残基1に成熟アミノ末端を含み、そして必要に応じてさらにアミノ末端メチオニンを含む、配列番号2または配列番号4に記載の成熟アミノ酸配列;
(b)配列番号2または配列番号4のオルソログ(ortholog)についてのアミノ酸配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(c)配列番号2または配列番号4のアミノ酸配列に対して、少なくとも約70、75、80、85、90、95、96、97、98または99%同一であるアミノ酸配列であって、ここでこのポリペプチドは、GAP,BLASTP,BLASTN,FASTA,BLASTA,BLASTX,BestFit,およびSmith−Watermanアルゴリズムからなる群から選択されるコンピュータープログラムを使用して決定される場合に、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(d)少なくとも約25アミノ酸残基を含む、配列番号2または配列番号4に記載のアミノ酸配列のフラグメントであって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列のフラグメント;
(e)配列番号2もしくは配列番号4に記載のアミノ酸配列、または(a)〜(c)のうちの少なくとも1つのいずれかの対立遺伝子改変体またはスプライス改変体についてのアミノ酸配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列。
【0011】
本発明はさらに、以下からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチドを提供する:
(a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する、配列番号2または配列番号4に記載のアミノ酸配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する、配列番号2または配列番号4に記載のアミノ酸配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する、配列番号2または配列番号4に記載のアミノ酸配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
(d)C末端および/またはN末端の短縮を有する、配列番号2または配列番号4に記載のアミノ酸配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;ならびに
(e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端短縮およびN末端短縮からなる群から選択される少なくとも1つの改変を有する、配列番号2または配列番号4に記載のアミノ酸配列であって、ここでこのポリペプチドは、配列番号2または配列番号4に記載のポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列。
【0012】
また、前述の段落の上記(a)〜(e)のポリペプチド配列を含む融合ポリペプチドも提供される。
【0013】
本発明はまた、本明細書中に記載の単離された核酸分子を含む発現ベクター、本明細書中に記載の組換え核酸分子を含む組換え宿主細胞、およびこの宿主細胞を培養する工程、および必要に応じてそのようにして産生されたポリペプチドを単離する工程を包含する、TNFr/OPG様ポリペプチドを産生する方法を提供する。これらの発現ベクターは、発現のために昆虫細胞を利用するバキュロウイルス発現ベクターを含む。
【0014】
TNFr/OPG様ポリペプチドをコードする核酸分子を含むトランスジェニック非ヒト動物もまた、本発明によって包含される。TNFr/OPG様核酸分子は、TNFr/OPG様ポリペプチドの発現およびレベルの増加(これは、循環レベルの増加を含み得る)を可能にする様式で、動物中に導入される。トランスジェニック非ヒト動物は、好ましくは哺乳動物である。また、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードする核酸分子の破壊を含むトランスジェニック非ヒト動物が提供され、この破壊は、TNFr/OPG様ポリペプチドをノックアウトするか、またはTNFr/OPG様ポリペプチドの発現を有意に減少させる。
【0015】
また、本発明のTNFr/OPG様ポリペプチドの誘導体が提供される。
【0016】
TNFr/OPG様のアナログが、本発明において提供され、これは、配列番号2または配列番号4のTNFr/OPG様ポリペプチドの保存的および非保存的なアミノ酸置換から得られる。このようなアナログは、配列番号2の42位のアミノ酸がプロリンおよびグリシンからなる群から選択されるか、配列番号2の51位のアミノ酸がセリン、スレオニン、アスパラギン、グルタミンからなる群から選択されるか、配列番号2の56位のアミノ酸がフェニルアラニン、トリプトファン、およびチロシンからなる群から選択されるか、配列番号2の68位のアミノ酸がヒスチジン(histadine)、リジン、およびアルギニンからなる群から選択されるか、配列番号2の71位のアミノ酸がセリン、システイン、スレオニン、アスパラギン、グルタミンからなる群から選択されるか、配列番号2の84位のアミノ酸がアラニン、メチオニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、およびノルロイシンからなる群から選択されるか、または配列番号2の87位のアミノ酸がアスパラギン酸もしくはグルタミン酸からなる群から選択される、TNFr/OPG様ポリペプチドを含む。
【0017】
さらに、本発明のTNFr/OPG様ポリペプチドを特異的に結合し得る選択的結合因子(例えば、抗体およびペプチド)が提供される。このような抗体、ポリペプチド、ペプチドおよび低分子は、アゴニスト性またはアンタゴニスト性であり得る。
【0018】
本発明のヌクレオチド、ポリペプチドまたは選択的結合因子、および1以上の薬学的に受容可能な処方剤を含む薬学的組成物もまた、本発明によって包含される。この薬学的組成物は、本発明のヌクレオチドまたはポリペプチドの治療的有効量を提供するように使用される。本発明はまた、このポリペプチド、核酸分子、および選択的結合因子を使用する方法に関する。本発明はまた、膜にカプセル化されたTNFr/OPG様ポリペプチドを投与するためのデバイスを提供する。 本発明のTNFr/OPG様ポリペプチドおよび核酸分子を使用して、本明細書中に列挙された疾患および障害を含む疾患および障害を処置、予防、改善、診断、および/または検出し得る。生物学的サンプル、細胞サンプル、または組織サンプルにおける発現分析によって、TNFr/OPG様ポリペプチドが本明細書中に記載の病理学的状態の診断および/または処置において役割を果たし得るかが示唆される。この発現は、TNFr/OPG様ポリヌクレオチドのような診断試薬を用いて検出され得る。
【0019】
本発明は、TNFr/OPG様ポリペプチドの異常なレベルによってまたは異常なレベルから引き起こされる、被験体における病理学的状態または病理学的状態に対する感受性の診断を包含し、これは、サンプル中のTNFr/OPG様ポリペプチドの発現の存在または量を検出する工程;および、正常な被験体またはより以前の時期の被験体のいずれかに由来する生物学的サンプル、組織サンプル、または細胞サンプルにおけるこのポリペプチドのレベルを比較する工程を包含し、ここで病理学的状態に対する感受性は、このポリペプチドの発現の存在または量に基づく。
【0020】
本発明はまた、TNFr/OPG様ポリペプチドに結合する試験分子を同定するために試験分子をアッセイする方法を提供する。この方法は、TNFr/OPG様ポリペプチドを試験分子と接触させる工程、およびこのポリペプチドへの試験分子の結合の程度を決定する工程を包含する。この方法はさらに、このような試験分子が、TNFr/OPG様ポリペプチドのアゴニストであるか、またはアンタゴニストであるかを決定する工程を包含する。本発明はさらに、TNFr/OPG様ポリペプチドの発現に対する分子の影響、またはTNFr/OPG様ポリペプチドの活性に対する分子の影響を試験する方法を提供する。
【0021】
本発明は、TNFr/OPG様生物学的活性のアンタゴニストを同定する方法を提供し、この方法は、低分子化合物をTNFr/OPG様ポリペプチドと接触させる工程、およびこれらの低分子の存在下または非存在下におけるTNFr/OPG様生物学的活性を測定する工程を包含する。これらの低分子は、天然に存在する医用化合物であり得るか、またはコンビナトリアル化学ライブラリーから誘導され得る。さらに、本発明はまた、TNFr/OPG様結合パートナー(例えば、サイクリン)を同定する方法を包含する。これらの方法は、GAL4 DNA結合ドメインに融合されたTNFr/OPG様ポリヌクレオチドからなるベイト(bait)構築物を含む、酵母ツーハイブリッドアプローチを利用する。このベイト構築物を使用して、cDNAライブラリーをスクリーニングする。ここでこのライブラリーは、GAL4活性化ドメインに融合されたヌクレオチド配列からなる。TNFr/OPG様相互作用タンパク質をコードするライブラリー配列は、GAL4の制御下でのレポーター遺伝子の転写活性化によって同定され得る。Guarente、Trend Gen.9:342−346(1993);Bartel&Field、Meth.Enz.254:241−63(1995)を参照のこと。
【0022】
TNFr/OPG様ポリペプチドの発現を調節する方法およびレベルを調整(すなわち、増加または減少)する方法もまた、本発明によって包含される。1つの方法は、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードする核酸分子を動物に投与する工程を包含する。別の方法は、TNFr/OPG様ポリペプチドの発現を調節または調整するエレメントを含む核酸分子が投与され得る。これらの方法の例としては、本明細書中にさらに記載されるような、遺伝子治療、細胞療法、およびアンチセンス療法が挙げられる。
【0023】
本発明の別の局面では、TNFr/OPG様ポリペプチドは、その結合パートナー(「TNFr/OPG様ポリペプチド結合パートナー」)を同定するために使用され得る。酵母ツーハイブリッドスクリーニングが、タンパク質についての結合パートナーおよびレセプターを同定およびクローン化するために広範に使用されてきた(Chienら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88:9578−9583、1991)。TNFr/OPG様ポリペプチド結合パートナーの単離は、TNFr/OPG様ポリペプチド活性の新規のアゴニストおよびアンタゴニストを同定または開発するために有用である。
【0024】
このようなアゴニストおよびアンタゴニストとしては、可溶性TNFr/OPG補因子、抗TNFr/OPG選択的結合因子(例えば、TNFr/OPG様抗体およびその誘導体)、TNFr/OPG様ポリペプチドを結合し得る低分子、ペプチドもしくはそれらの誘導体、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドが挙げられ、これらのいずれも、1以上の疾患または障害(本明細書中に列挙された疾患または障害を含む)を潜在的に処置するために使用され得る。これらの病理学的状態としては、骨粗しょう症、パジェット病、骨髄炎、高カルシウム血症、骨減少症、および骨壊死が挙げられるが、これらに限定されない。
【0025】
特定の実施形態では、TNFr/OPG様ポリペプチドのアゴニストまたはアンタゴニストは、TNFr/OPG様ポリペプチドと相互作用してその活性を調節する、タンパク質、ペプチド、炭水化物、脂質、または低分子量分子であり得る。
【0026】
(発明の詳細な説明)
本明細書中で使用される節の見出しは、構成上の目的のためのみであり、そしてそこに記載される内容を限定するように解釈されるべきではない。本願において列挙される全ての参考文献が、明確に、本明細書中に参考として援用される。
【0027】
(定義)
用語「TNFr/OPG様核酸分子」または「ポリヌクレオチド」は、配列番号1または3のいずれかに記載のヌクレオチド配列、配列番号2または配列番号4のいずれかに記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、ATCC受託番号PTA−1758中のDNA挿入物のヌクレオチド配列、および本明細書中で規定される核酸分子を含むかまたはそれらからなる核酸分子をいう。関連の核酸分子としては、以下が挙げられる:配列番号1もしくは3のいずれかに示されるヌクレオチド配列に対して少なくとも約70%同一であるヌクレオチド配列、あるいは配列番号2もしくは配列番号4のいずれかに記載のポリペプチドに対して少なくとも約70%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むかまたは本質的にそのヌクレオチド配列からなるヌクレオチド配列。好ましい実施形態では、ヌクレオチド配列は、配列番号1または3のいずれかに示されるヌクレオチド配列に対して、約75%、または約80%、または約85%、または約90%、または約95、96、97、98、もしくは99%同一であるか、あるいは、配列番号2または4のいずれかに示されるポリペプチド配列に対して、約75%、または約80%、または約85%、または約90%、または約95、96、97、98、もしくは99%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列である。
【0028】
関連の核酸分子はまた、TNFr/OPG様核酸分子のフラグメントを含み、このフラグメントは、配列番号1または3のいずれかのTNFr/OPG様核酸分子の少なくとも約10個連続するヌクレオチド、または約15個、または約20個、または約25個、または約50個、または約75個、または約100個、または約100個より多く連続したヌクレオチドを含む。関連の核酸分子はまた、上記のTNFr/OPG様核酸分子のフラグメントを含み、このフラグメントは、配列番号2または配列番号4のいずれかのTNFr/OPG様ポリペプチドの少なくとも約25アミノ酸残基、または約50アミノ酸残基、または約75アミノ酸残基、または約100アミノ酸残基、または約100アミノ酸残基より多いアミノ酸残基のポリペプチドをコードする。関連の核酸分子はまた、配列番号2または配列番号4のいずれかに記載のポリペプチドと比較して、1以上のアミノ酸残基の置換、改変、付加、および/または欠失を含むかまたは本質的にそれらからなるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む。さらに、関連のTNFr/OPG様核酸分子は、本明細書中に規定される中程度または高度にストリンジェントな条件下で、配列番号1または3のいずれかのTNFr/OPG様核酸分子のいずれかの完全に相補的な配列とハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む核酸分子を含む。好ましい実施形態では、関連の核酸分子は、中程度または高度にストリンジェントな条件下で、配列番号1もしくは3のいずれかに示される配列を有する分子、または配列番号2もしくは配列番号4のいずれかに示される配列を含むポリペプチドをコードする分子、または本明細書中に規定される核酸フラグメント、または本明細書中に規定されるポリペプチドをコードする核酸フラグメントの相補体とハイブリダイズする配列を含む。関連の核酸分子が、配列番号1または3のいずれかのTNFr/OPG様核酸分子の対立遺伝子改変体またはスプライス改変体を含み、そして上記ヌクレオチド配列のいずれかに対して相補的な配列を含むこともまた理解される。関連のコードされるポリペプチドは、配列番号2または配列番号4のいずれかに記載のポリペプチドの少なくとも1つの活性を有する。
【0029】
用語「単離された核酸分子」とは、(1)総DNAが供給源細胞から単離される場合に、これが天然で一緒に見出されるタンパク質、脂質、炭水化物、または他の物質の少なくとも約50パーセントから分離された本発明の核酸分子、(2)「単離された核酸分子」が天然で連結しているポリヌクレオチドの全てまたは一部に連結していない本発明の核酸分子、(3)天然では連結しないポリヌクレオチドに作動可能に連結した本発明の核酸分子、または(4)より大きなポリヌクレオチド配列の一部として天然には存在しない、本発明の核酸分子をいう。好ましくは、本発明の単離された核酸分子は、任意の他の夾雑核酸分子、またはその天然の環境において見出される他の夾雑物(これらは、ポリペプチド産生におけるその用途、またはその治療的用途、診断的用途、予防的用途、または研究的用途を阻害する)を実質的に含まない。
【0030】
「核酸配列」または「核酸分子」は、本明細書中で使用される場合、DNAまたはRNA配列をいう。この用語は、例えば、以下であるがこれらに限定されない、DNAおよびRNAの公知の塩基アナログのいずれかから形成される分子を含む:4−アセチルシトシン、8−ヒドロキシ−N6−メチルアデノシン、アジリジニル−シトシン、プソイドイソシトシン(pseudoisocytosine)、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウラシル、5−カルボキシ−メチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、イノシン、N6−イソ−ペンテニルアデニン、1−メチルアデニン、1−メチルプソイドウラシル、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチル−グアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−メチルアデニン、7−メチルグアニン、5−エチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルキューオシン、5’−メトキシカルボニル−メチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、オキシブトキソシン、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、N−ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、および2,6−ジアミノプリン。
【0031】
用語「作動可能に連結された」は、本明細書中で、隣接配列の配置をいうために使用され、ここで、このように記載される隣接配列は、その通常の機能を行うように構成またはアセンブルされる。従って、コード配列に作動可能に連結された隣接配列は、このコード配列の複製、転写および/または翻訳を行うことを可能にし得る。例えば、コード配列は、このプロモーターがコード配列の転写を指示し得る場合に、プロモーターに作動可能に連結される。隣接配列は、これが正確に機能する限り、コード配列と連続する必要はない。したがって、例えば、介在する翻訳されないが転写される配列は、プロモーター配列とコード配列との間に存在し得、そしてこのプロモーター配列は、なおこのコード配列に「作動可能に連結」されているとみなされ得る。
【0032】
用語「天然に存在する」または「ネイティブの」は、核酸分子、ポリペプチド、宿主細胞などのような生物学的物質と関連して使用される場合、天然において見出され、そしてヒトによって操作されていない物質をいう。同様に、「天然に存在しない」または「ネイティブではない(非ネイティブ)」は、本明細書中で使用される場合、天然で見出されないか、またはヒトによって構造的に改変もしくは合成された物質をいう。
【0033】
用語「対立遺伝子改変体」は、生物体または生物体の集団の染色体上の所定の遺伝子座に存在する遺伝子のいくつかの可能な天然に存在する代替的形態の1つをいう。
【0034】
用語「TNFr/OPG様スプライス改変体」とは、配列番号2または配列番号4に示されるTNFr/OPG様ポリペプチドアミノ酸配列のRNA転写物中のイントロン配列の選択的プロセシングによって生成される、核酸分子(通常はRNA)をいう。
【0035】
用語「発現ベクター」は、宿主細胞の形質転換に適切であり、そして挿入された異種核酸配列の発現を、指向および/または制御する核酸配列を含むベクターをいう。発現としては、転写、翻訳、およびRNAスプライシング(イントロンが存在する場合)のようなプロセスが挙げられるがこれらに限定されない。
【0036】
用語「宿主細胞」は、核酸配列で形質転換されたか、または形質転換され得、次いで目的の選択された遺伝子を発現し得る細胞をいうように使用される。この用語には、選択された遺伝子が存在する限り、子孫が形態学または遺伝子構造において本来の親と同一であろうとなかろうと、親細胞の子孫を含む。
【0037】
用語「ベクター」は、宿主細胞にコード情報を移入するために使用される任意の分子(例えば、核酸、プラスミド、またはウイルス」をいうために使用される。
【0038】
用語「宿主細胞」・・・
本明細書中で使用される場合、用語「形質転換」とは、細胞の遺伝的特徴における変化をいい、そして細胞は、新しいDNAを含有するように改変された場合に形質転換されている。例えば、細胞は、それがそのネイティブな状態から遺伝的に改変される場合に形質転換される。トランスフェクションまたは形質導入に続いて、DNAの形質転換は、物理的に細胞の染色体に組み込むことにより細胞のDNAと組換わり得るか、複製されることなしにエピソームエレメントとして一時的に維持され得るか、またはプラスミドとして独立的に複製し得る。DNAが細胞分裂と共に複製される場合に、細胞は、安定に形質転換されたとみなされる。
【0039】
用語「トランスフェクション」は、細胞による異種または外因性DNAの取り込みをいうために使用され、そして細胞は、外因性DNAが細胞膜内に導入された場合には「トランスフェクトされ」ている。多数のトランスフェクション技術は、当該分野で周知であり、そして本明細書中に開示される。例えば、Grahamら,1973,Virology 52:456;Sambrookら,Molecular Cloning,A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratories,1989);Davisら,Basic Methods in Molecular Biology(Elsevier,1986);and Chuら,1981,Gene 13:197を参照のこと。このような技術を使用して、1つ以上の外因性DNA部分を適切な宿主細胞に導入し得る。
【0040】
用語「形質導入」とは、通常はファージによる1つの細菌から別の細菌への遺伝子の伝達をいう。「形質導入」はまた、レトロウイルスによる真核生物細胞配列の獲得および伝達をいう。
【0041】
用語「宿主細胞」は、核酸配列で形質転換されたか、または形質転換され得、次いで目的の選択された遺伝子を発現し得る細胞をいうように使用される。この用語には、選択された遺伝子が存在する限り、子孫が形態学または遺伝子構造において本来の親と同一であろうとなかろうと、親細胞の子孫を含む。
【0042】
用語「高度にストリンジェントな条件」とは、配列が非常に相補的であるDNA鎖のハイブリダイゼーションを許容し、かつ顕著に不一致のDNAのハイブリダイゼーションを排除するように設計された条件をいう。ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーは、温度、イオン強度および変性剤(例えば、ホルムアミド)の濃度によって主に決定される。ハイブリダイゼーションおよび洗浄についての「高度にストリンジェントな条件」の例は、65〜68℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムまたは42℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムおよび50%ホルムアミドである。Sambrook,FritschおよびManiatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第2版,Cold Spring Harbor Laboratory,1989);Andersonら,Nucleic Acid Hybridisation:A Practical Approach第4章(IRL Press Limited)(Oxford、England)を参照のこと。
【0043】
よりストリンジェントな条件(例えば、より高い温度、より低いイオン強度、より高いホルムアミドまたは他の変性剤)もまた用いられ得るが、ハイブリダイゼーションの速度が影響される。他の薬剤は、非特異的および/またはバックグラウンドのハイブリダイゼーションを減少させる目的のために、ハイブリダイゼーションおよび洗浄の緩衝液中に含まれ得る。例は、0.1%ウシ血清アルブミン、0.1%ポリビニルピロリドン、0.1%ピロリン酸ナトリウム、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム、NaDodSO、(SDS)、ficoll、デンハルト溶液、超音波処理サケ精子DNA(または別の非相補的DNA)およびデキストラン硫酸であるが、他の適切な薬剤もまた用いられ得る。これらの添加剤の濃度および種類は、ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーに実質的に影響を与えることなく変更され得る。ハイブリダイゼーション実験は通常、pH6.8〜7.4で実施される;しかし、代表的なイオン強度の条件では、ハイブリダイゼーションの速度は、pHからほぼ独立する。Andersonら,Nucleic Acid Hybridisation:A Practical Approach第4章(IRL Press Limited)を参照のこと。
【0044】
DNA二重鎖の安定性に影響を与える因子としては、塩基組成、長さおよび塩基対の不一致程度が挙げられる。ハイブリダイゼーション条件は、これらの変動要因を適応させ、そして異なる配列関連性のDNAがハイブリッドを形成するのを可能にするために当業者によって調整され得る。完全に一致したDNA二重鎖の融解温度は、以下の方程式によって評価され得る:
(℃)=81.5+16.6(log[Na+])+0.41(%G+C)−600/N−0.72(%ホルムアミド)
ここで、Nは、形成される二重鎖の長さであり、[Na+]は、ハイブリダイゼーション溶液または洗浄溶液中でのナトリウムイオンのモル濃度であり、%G+Cは、ハイブリッド中での(グアニン+シトシン)塩基の百分率である。不完全に一致したハイブリッドについては、融解温度は、1%の不一致毎に約1℃下げられる。
【0045】
用語「中程度にストリンジェントな条件」とは、「高度にストリンジェントな条件」下で生じ得るよりも高い程度の塩基対不一致を有するDNA二重鎖が形成され得る条件をいう。代表的な「中程度にストリンジェントな条件」の例は、50〜65℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムまたは37〜50℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムおよび20%ホルムアミドである。例示として、0.015Mナトリウムイオン中での50℃という「中程度にストリンジェントな条件」は、約21%の不一致を可能にする。
【0046】
「高度にストリンジェントな条件」と「中程度にストリンジェントな条件」との間に絶対的な区別が存在しないことが当業者によって認識される。例えば、0.015Mナトリウムイオン(ホルムアミドなし)では、完全に一致した長さのDNAの融解温度は、約71℃である。65℃で(同じイオン強度で)の洗浄を用いると、このことは、約6%の不一致を可能にする。より遠く関連した配列を捕獲するために、当業者は、単純に、温度を低くし得るかまたはイオン強度を高くし得る。
【0047】
約20ntまでのオリゴヌクレオチドプローブについての1M NaCl中での融解温度の良好な評価は、以下によって与えられる:
Tm=A−T塩基対あたり2℃ + G−C塩基対あたり4℃
6×塩クエン酸ナトリウム(SSC)中でのナトリウムイオン濃度は、1Mである。Suggsら,Developmental Biology Using Purified Genes 683(BrownおよびFox編,1981)を参照のこと。
【0048】
オリゴヌクレオチドについての高度ストリンジェンシー洗浄条件は通常、6×SSC、0.1% SDS中でのそのオリゴヌクレオチドのTmよりも0℃〜5℃低い温度においてである。
【0049】
用語「TNFr/OPG様ポリペプチド」は、配列番号2もしくは配列番号4のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチド、および天然の配列もしくは変異配列を有する関連ポリペプチドをいう。関連ポリペプチドとしては、対立遺伝子改変体;スプライス改変体;フラグメント;誘導体;置換改変体、欠失改変体および挿入改変体;融合ポリペプチド;および配列番号2もしくは配列番号4のいずれかのTNFr/OPG様ポリペプチドのオルソログであって、配列番号2もしくは配列番号4のいずれかに示されるポリペプチドの少なくとも1つの活性を有するものが、挙げられる。TNFr/OPG様ポリペプチドは、本明細書中で規定されるような、成熟ポリペプチドであり得、そして調製される方法に依存して、アミノ末端メチオニン残基を有しても有していなくてもよい。
【0050】
用語「単離されたポリペプチド」とは、(1)供給源細胞から単離される場合に、天然で一緒に見出されるポリペプチド、脂質、炭水化物、または他の物質の少なくとも約50%から単離された本発明のポリペプチド、(2)「単離されたポリペプチド」が天然で連結するポリペプチドの全てまたは一部に連結しない(共有結合的または非共有結合的相互作用によって)、本発明のポリペプチド、(3)天然には連結しないポリペプチドに作動可能に連結(共有結合的または非共有結合的相互作用によって)する、本発明のポリペプチド、または(4)天然には存在しない本発明のポリペプチドをいう。好ましくは、この単離されたポリペプチドは、任意の他の混入ポリペプチドまたは天然の環境において見出される他の混入物(これは、その治療的使用、診断的使用、予防的使用、または研究的使用に干渉する)を実質的に含まない。
【0051】
用語「TNFr/OPG様ポリペプチドフラグメント」とは、配列番号2または配列番号4のいずれかに示されるTNFr/OPG様ポリペプチドポリペプチドの全長未満のアミノ酸を含むポリペプチドをいう。このようなTNFr/OPG様ポリペプチドは、6アミノ酸以上の長さであり得、そして例えば、このアミノ酸配列からの1つ以上の残基の、アミノ酸末端での短縮(リーダー配列を含むかまたは含まない)、カルボキシ末端欠失および/もしくは内部欠失での短縮をしょうじうる。TNFr/OPG様ポリペプチドフラグメントは、選択的RNAスプライシング、またはインビボプロテアーゼ活性から生じ得る。TNFr/OPG様ポリペプチドの膜結合形態もまた、本発明によって意図される。好ましい実施形態において、短縮化および/または欠失は、約10アミノ酸、または約20アミノ酸、または約50アミノ酸、または約75アミノ酸、または約100アミノ酸、または約100より多くのアミノ酸を含む。このように生成されるポリペプチドフラグメントは、約25個連続したアミノ酸、または約50アミノ酸、または約75アミノ酸、または約100アミノ酸、または約125アミノ酸を含む。このようなTNFr/OPG様ポリペプチドフラグメントは、必要に応じて、アミノ末端メチオニン残基を含み得る。このようなフラグメントは、例えば、TNFr/OPG様ポリペプチドに対する抗体を生成するために使用され得ることが理解される。
【0052】
用語「TNFr/OPG様ポリペプチド改変体」は、配列番号2または配列番号4のいずれかに示されるTNFr/OPG様ポリペプチドアミノ酸配列と比較して、1つ以上のアミノ酸配列の置換、欠失、および/または付加を有するアミノ酸配列を含むTNFr/OPG様ポリペプチドをいう。改変体は、天然に存在し得るか、または、人工的に構築され得る。このようなTNFr/OPG様ポリペプチド改変体は、配列番号1または配列番号3のいずれかに示されるDNA配列から変化するDNA配列を有する、対応する核酸分子から調製され得る。好ましい実施形態において、この改変体は、1〜3、または1〜5、または1〜10、または1〜15、または1〜20、または1〜25、または1〜50、または1〜75、または1〜100、または100より多くのアミノ酸の置換、挿入、付加、および/または欠失を有し、ここで、この置換は、保存的、または非保存的、あるいはその任意の組み合わせであり得る。
【0053】
当業者は、ネイティブのTNFr/OPG様ポリペプチドの適切な改変体を、周知の技術を使用して決定し得る。例えば、生物学的活性を破壊することなく変化され得るこの分子の適切な領域を予測し得る。また、当業者は、生物学的活性を破壊することなくかまたはそのポリペプチド構造に不利に影響することなく保存的アミノ酸置換に供され得る、生物学的活性もしくは構造に重要であり得る領域さえ認識する。
【0054】
例えば、同じ種由来かまたは他の種由来の、類似の活性を有する類似のポリペプチドが既知である場合には、当業者は、TNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列を、このような類似のポリペプチドと比較し得る。このような比較を用いて、類似のポリペプチド間で保存される分子の残基および部分を同定し得る。このような類似のポリペプチドに対して保存されていない、TNFr/OPG様ポリペプチドの領域における変化が、TNFr/OPG様ポリペプチドの生物学的活性および/または構造にさほど不利に影響を与えるようではないことが、理解される。当業者にはまた、比較的保存された領域においてさえ、化学的に類似のアミノ酸を、活性を維持ながら天然に存在する残基と置換し得ることが公知である(保存的アミノ酸残基置換)。従って、生物学的活性または構造のために重要であり得る領域でさえ、生物学的活性を破壊することなく、またはポリペプチド構造に不利に影響を与えることなく、保存的アミノ酸置換に供され得る。
【0055】
活性を破壊することなく変化され得るその分子の適切な領域を予測するために、当業者は、活性のために重要であるとは考えられない領域を標的化し得る。同じ種由来かまたは他の種由来の、類似の活性を有する類似のポリペプチドが既知である場合には、当業者は、TNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列を、このような類似のポリペプチドと比較し得る。このような比較を行った後、類似のポリペプチド間で保存される分子の残基および部分を同定し得る。このような類似のポリペプチドに対して保存されていない、TNFr/OPG様ポリペプチドの領域における変化が、TNFr/OPG様ポリペプチドの生物学的活性および/または構造にさほど不利に影響を与えるようではないことが、理解される。当業者にはまた、比較的保存された領域においてさえ、化学的に類似のアミノ酸を、活性を維持ながら天然に存在する残基と置換し得ることが公知である(保存的アミノ酸残基置換)。
【0056】
さらに、当業者は、活性または構造のために重要である、類似のポリペプチドにおける残基を同定する、構造−機能研究を再調査し得る。このような比較の観点において、類似のポリペプチドにおける活性または構造のために重要なアミノ酸残基に対応するTNFr/OPG様ポリペプチドにおける、アミノ酸残基の重要性を予測し得る。当業者は、TNFr/OPG様ポリペプチドのこのような予測された重要なアミノ酸残基に対する化学的に類似のアミノ酸置換を、選択し得る。
【0057】
当業者はまた、類似のポリペプチドにおける三次元構造に関して、三次元構造およびアミノ酸配列を分析し得る。このような情報の観点において、当業者は、TNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸残基のアライメントを、その三次元構造に関して予測し得る。当業者は、そのタンパク質の表面に存在すると予測されるアミノ酸残基に対する急激な変化を起こさないように、選択し得る。なぜなら、このような残基は、他の分子との重要な相互作用に関与し得るからである。
【0058】
本発明のTNFr/OPG様ポリペプチドアナログは、TNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列を関連ファミリーメンバーと比較することによって決定され得る。例示的TNFr/OPG様ポリペプチド関連メンバーとしては、オステオプロテジェリン(Osteoprotegerin(OPG))およびTNFレセプターが挙げられるが、これらに限定されない。この比較は、保存領域および非保存領域内での、複数のファミリーメンバーとの、Pileupアラインメント(Wisconsin GCG Program Package)または等価な(オーバーラップ)比較を使用することによって達成され得る。
【0059】
図8に示されるように、ヒトTNFr/OPG様ポリペプチドの推定アミノ酸配列(配列番号7(配列番号2のアミノ酸41〜96を示す))が、ヒトOPG(配列番号8)と整列される。他のTNFr/OPG様ポリペプチドアナログは、これらの方法または当業者に公知の他の方法を使用して決定され得る。これらのオーバーラップ配列は、さらなるTNFr/OPGアナログを生じる、保存的アミノ酸置換および非保存的アミノ酸置換に関する指針を提供する。これらのアミノ酸置換が、天然に存在するアミノ酸または天然に存在しないアミノ酸置換からなり得ることが、理解される。例えば、図8に示されるように、関連ファミリーメンバーの配列のアラインメントは、可能なTNFr/OPGアナログを示し、これは、Gly残基で置換される配列番号2の42位(図8の37位)のPro残基、Ser、Thr、AsnもしくはGlu残基で置換される配列番号2の51位(図8の46位)のCys残基、ならびに/あるいはTrpもしくはTyr残基で置換される配列番号2の56位(図8の51位)のPhe残基を有し得る。さらに、可能なTNFr/OPGアナログは、LysもしくはArg残基で置換される配列番号2の68位(図8の63位)のHis残基、Cys、Thr、AsnもしくはGln残基で置換される配列番号2の71位(図8の67位)のMet、Val、Leu、Ileもしくはノルロイシン残基、Gly残基で置換される配列番号2の84位(図8の79位)のAla残基、ならびに/あるいはGlu残基で置換される配列番号2の87位(図8の83位)のAsp残基を有し得る。
【0060】
さらに、当業者は、単一のアミノ酸置換を各アミノ酸残基に含む、試験改変体を生成し得る。これらの改変体は、当業者に公知の活性アッセイを使用して、スクリーニングされ得る。このような改変体は、適切な改変体に関する情報を集めるために使用され得る。例えば、特定のアミノ酸残基に対する変化が破壊を生じるか、所望でなく減少するか、または所望でない活性であることを発見した場合には、このような変化を有する改変体は、回避される。換言すれば、このような慣用的な実験から集めた情報に基づいて、当業者は、さらなる置換が、単独でかまたは他の変異と組み合わせてかのいずれかで回避されるべきであるアミノ酸を、容易に決定し得る。
【0061】
このような変化を行う際に、アミノ酸のヒドロパシー指数が考慮され得る。各アミノ酸は、その疎水性および電荷特性に基づいて、ヒドロパシー指数を割り当てられている。ヒドロパシー指数は、以下である:イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン/シスチン(+2.5);メチオニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリシン(−0.4);スレオニン(−0.7);セリン(−0.8);トリプトファン(−0.9);チロシン(−1.3);プロリン(−1.6);ヒスチジン(−3.2);グルタミン酸(−3.5);グルタミン(−3.5);アスパラギン酸(−3.5);アスパラギン(−3.5);リジン(−3.9);およびアルギニン(−4.5)。
【0062】
タンパク質に対する相互作用的な生物学的機能を確認する際の、ヒドロパシーアミノ酸指数の重要性は、当該分野において一般的に理解されている(Kyteら、1982,J.Mol.Biol.157:105−31)。特定のアミノ酸が類似のヒドロパシー指数またはスコアを有する他のアミノ酸の代わりに使用され得、そして依然として類似の生物学的活性を維持し得ることが、公知である。ヒドロパシー指数に基づいて変化を起こす際に、ヒドロパシー指数が±2以内であるアミノ酸の置換が好ましく、±1以内であるものが特に好ましく、そして±0.5以内であるものが、なおより特に好ましい。
【0063】
類似のアミノ酸の置換が親水性に基づいて効果的になされ得る(特に、これによって作製された生物学的機能的に等価なタンパク質またはペプチドが、この場合においてと同様に、免疫学的実施形態における使用に関して考慮される場合)こともまた、当該分野において理解されている。
【0064】
米国特許第4,554,101号は、タンパク質の最も大きな局所的平均親水性は、その隣接するアミノ酸の親水性によって支配される場合に、その免疫原性および抗原性、すなわち、そのタンパク質の生物学的特性に相関すると記載する。米国特許第4,554,101号に詳説されるように、以下の親水性の値が、これらのアミノ酸残基に割り当てられた:アルギニン(+3.0);リジン(+3.0);アスパラギン酸(+3.0±1);グルタミン酸(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン(+0.2);グリシン(0);スレオニン(−0.4);プロリン(−0.5±1);アラニン(−0.5);ヒスチジン(−0.5);システイン(−1.0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);イソロイシン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.5);およびトリプトファン(−3.4)。
【0065】
類似の親水性の値に基づいて変化を行う際に、親水性値が±2以内であるアミノ酸の置換が好ましく、±l以内であるものが特に好ましく、そして±0.5以内であるものが、なおより特に好ましい。一次アミノ酸配列から、エピトープをまた、親水性に基づいて同定し得る。米国特許第4,554,101号はまた、親水性に基づく、一次アミノ酸配列からのエピトープの同定および調製を教示する。米国特許第4,554,101号に開示される方法を介して、当業者は、所定のアミノ酸配列内からエピトープを同定することが可能である。これらの領域はまた、「エピトープコア領域」と呼ばれる。
【0066】
所望のアミノ酸置換(保存的であれ非保存的であれ)は、当業者によって、このような置換が所望される時点で決定され得る。例えば、アミノ酸置換を使用して、TNFr/OPG様ポリペプチドの重要な残基を同定し得るか、または本明細書中に記載されるTNFr/OPG様ポリペプチドの親和性を増加もしくは減少させ得る。
【0067】
多数の科学刊行物が、アミノ酸配列の分析からの、二次構造の推定、およびエピトープの同定に充てられてきた。Chouら、Biochemistry 13(2):222−45(1974);Chouら、Biochemistry 113(2):211−22(1974);Chouら、Adv.Enzymol.Relat.Areas Mol.Biol.47:45−48(1978);Chouら、Ann.Rev.Biochem.47:251−276;およびChouら、Biophys.J.26:367−84(1979)を参照のこと。さらに、タンパク質の抗原性部分およびエピトープコア領域を推定するのを補助するために、コンピュータープログラムが現在利用可能である。例としては、Jameson−Wolf分析に基づくプログラム(Jamesonら、Comput.Appl.Biosci.4(1):181〜186(1998)ならびにWolfら、Comput.Appl.Biosci.4(1):187〜191(1998)、プログラムPepPlot(登録商標)(Brutlagら、CABS 6:237〜245(1990)およびWeisbergerら、Science 228:740〜742(1985))、ならびにタンパク質四次構造予測のための他の新規なプログラム(Fetrowら、Biotechnology 11:479〜483(1993)が、挙げられる。
【0068】
さらに、コンピュータプログラムが、二次構造の推定を補助するために、現在利用可能である。二次構造を推定する1つの方法は、相同性モデリングに基づく。例えば、30%より大きな配列同一性または40%より大きな類似性を有する2つのポリペプチドまたはタンパク質は、しばしば、類似の構造トポロジーを有する。タンパク質構造データベース(PDB)の近年の成長は、二次構造(ポリペプチドまたはタンパク質の構造における可能な折り畳みの数を含む)の増強された推定性を提供してきた。Holmら、1999,Nucleic Acids Res.27:244−47を参照のこと。所定のポリペプチドまたはタンパク質において制限された数の折り畳みが存在すること、および一旦、重要な数の構造が解析されると、構造推定は劇的により正確となることが、示唆されてきた(Brennerら、1997,Curr.Opin.Struct.Biol.7:369−76)。
【0069】
二次構造を推定するさらなる方法は、「スレッディング(threading)」(Jones,1997,Curr.Opin.Struct.Biol.7:377−87;Sipplら、1996,Structure 4:15−19)、「プロフィール分析」(Bowieら、1991,Science,253:164−70;Gribskovら、1990,Methods Enzymol.183:146−59;Gribskovら、1987,Proc.Nat.Acad.Sci.U.S.A.84:4355−58)、および「evolutionary linkage」(Holmら、前出、およびBrennerら、前出を参照のこと)を包含する。
【0070】
好ましい実施形態において、その改変体は、1〜3、または1〜5、または1〜10、または1〜15、または1〜20、または1〜25、または1〜50、または1〜75、または1〜100、または100より多くのアミノ酸の置換、挿入、付加、および/または欠失を有し、ここで、この置換は、保存的、または非保存的、あるいはその任意の組み合わせであり得る。さらに、この改変体は、カルボキシ末端またはアミノ酸末端(リーダー配列を含むかまたは含まない)のいずれかでの、アミノ酸残基の付加を有し得る。
【0071】
好ましいTNFr/OPG様ポリペプチド改変体としては、グリコシル化部位の数および/または型がネイティブTNFr/OPG様ポリペプチドと比較して変化している、グリコシル化改変体が挙げられる。1つの実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチド改変体は、より多いかまたはより少ない数のN結合グリコシル化部位を含む。N結合グリコシル化部位は、配列Asn−X−SerまたはAsn−X−Thrによって特徴付けられ、ここで、Xと印されるアミノ酸残基は、プロリン以外の任意のアミノ酸残基であり得る。この配列を作製するためのアミノ酸残基の置換は、N結合炭水化物鎖の付加のための潜在的な新たな部位を提供する。あるいは、この配列を排除する置換は、存在するN結合炭水化物鎖を除去する。1つ以上のN結合グリコシル化部位(代表的に、天然に存在するグリコシル化部位)が排除され、そして1つ以上の新たなN結合部位が作製される、N結合炭水化物鎖の再配列もまた、提供される。さらなる好ましいTNFr/OPG様改変体としては、1つ以上のシステイン残基が、欠失しているか、または別のアミノ酸(例えば、セリン)で置換されている、システイン改変体が挙げられる。システイン改変体は、TNFr/OPG様ポリペプチドが、例えば不溶性の封入体の単離の後に、生物学的に活性な配置にリフォールディングされなければならない場合に、有用である。システイン改変体は、一般に、ネイティブタンパク質より少ないシステイン残基を有し、そして代表的には同数のシステイン残基を有し、対合していないシステインから生じる相互作用を最小にする。
【0072】
用語「TNFr/OPG様融合ポリペプチド」は、TNFr/OPG様ポリペプチド、そのフラグメント、および/または改変体と、異種ペプチドまたはポリペプチドとの融合物をいう。異種ペプチドおよびポリペプチドとしては、TNFr/OPG様融合ポリペプチドの検出および/または単離を可能にするエピトープ;膜貫通レセプタータンパク質もしくはその一部(例えば、細胞外ドメイン、または膜貫通および細胞内ドメイン);膜貫通レセプタータンパク質に結合する、リガンドもしくはその一部;触媒活性である酵素またはその一部;オリゴマー化を促進するポリペプチドまたはペプチド(例えば、ロイシンジッパードメイン);安定性を増加するポリペプチドまたはペプチド(例えば、免疫グロブリン定常領域)、ならびにTNFr/OPG様ポリペプチドと異なる治療活性を有するポリペプチドが、挙げられるが、これらに限定されない。
【0073】
さらに、TNFr/OPG様ポリペプチドは、それ自体にか、そのフラグメント、改変体、もしくは誘導体に、融合され得る。融合は、TNFr/OPG様ポリペプチドの、アミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかにおいて、なされ得る。融合は、リンカーもアダプター分子も用いずに直接であっても、リンカーもしくはアダプター分子を介してであってもよい。リンカーまたはアダプター分子は、1つ以上のアミノ酸残基であり得、代表的に、約20〜約50アミノ酸残基である。リンカーまたはアダプター分子はまた、DNA制限エンドヌクレアーゼまたはプロテアーゼに対する切断部位を有して設計されて、融合した部分の分離を可能にし得る。一旦構築されると、誘導ポリペプチドは、本明細書中に記載の方法に従って誘導体化され得ることが、理解される。
【0074】
本発明のさらなる実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチド(フラグメント、改変体、および/または誘導体を含む)は、ヒトIgGのFc領域の1つ以上のドメインに融合される。抗体は、以下の2つの機能的に独立した部分を含む;抗原を結合する「Fab」として公知の可変ドメイン、ならびに相補的活性化および食作用細胞による攻撃のようなエフェクター機能に関与する、「Fc」として公知の定常ドメイン。Fcは、長い血清半減期を有し、一方でFabは、短寿命である。Caponら、1989,Nature 337:525−31。治療タンパク質と一緒に構築される場合には、Fcドメインは、より長い半減期を提供し得るか、またはFcレセプター結合、プロテインA結合、補体結合、および恐らく、胎盤移入さえものような機能を組み込み得る(同書)。表IIは、当該分野において公知の特定のFc融合物(融合したTNFr/OPG様ポリペプチドの生成に適用可能な材料および方法を含む)の使用を要約する。
【0075】
【表1】
Figure 2004500063
一例において、ヒトIgGのヒンジ領域、CH2領域、およびCH3領域の全てまたは一部は、当業者に公知の方法を使用して、TNFr/OPG様ポリペプチドのN末端またはC末端のいずれかに融合され得る。別の例において、ヒトIgGのヒンジ領域、CH2領域、およびCH3領域の一部が、融合され得る。得られるTNFr/OPG様Fc融合ポリペプチドは、プロテインAアフィニティーカラムの使用によって、精製され得る。Fc領域に融合したペプチドおよびタンパク質は、融合していない対応物より実質的に長いインビボでの半減期を示すことが見出された。また、Fc領域への融合は、融合ポリペプチドの二量化/多量体化を可能にする。Fc領域は、天然に存在するFc領域であり得るか、または治療品質、循環時間、もしくは減少した凝集のような特定の品質を改善するよう変更され得る。
【0076】
用語「TNFr/OPG様ポリペプチド誘導体」は、化学的に改変された、本明細書中に規定されるようなTNFr/OPG様ポリペプチド、フラグメント、または改変体をいう。この誘導体は、ポリペプチドに結合する分子の型または位置のいずれかが、天然に存在するTNFr/OPG様ポリペプチドと異なる様式で改変される。誘導体はさらに、TNFr/OPG様ポリペプチドに天然に結合する1つ以上の化学基の欠失によって形成される分子を含み得る。
【0077】
例えば、このポリペプチドは、1つ以上のポリマー(水溶性ポリマー、N−連結またはO−連結炭水化物、糖、ホスフェート、および/または他のこのような分子を含むが、これらに限定されない)の共有結合によって改変され得る。例えば、選択されるポリマーは、代表的に、水溶性であり、その結果、このポリマーが結合されるタンパク質は、水性環境(例えば、生理学的環境)中で沈澱しない。ポリマーは、任意の分子量であり得、そして分枝であっても非分枝であってもよい。適切なポリマーの範囲内に含まれるのは、ポリマーの混合物である。好ましくは、最終生成調製物の治療用途のために、ポリマーは、薬学的に受容可能である。
【0078】
適切な水溶性ポリマーまたはその混合物としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:ポリエチレングリコール(PEG)、モノポリエチレングリコール、デキストラン(例えば、低分子量(例えば、約6kD)のデキストラン)、セルロース、または他の炭水化物ベースのポリマー、ポリ−(N−ビニルピロリジン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシ/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)、およびビニルアルコール。共有結合したTNFr/OPG様マルチマーを調製するために使用され得る、二官能性PEG架橋分子もまた、本発明に含まれる。
【0079】
アシル化反応のために、選択されたポリマーは、単一の反応性エステル基を有するべきである。還元的アルキル化について、選択されたポリマーは、単一の反応性アルデヒド基を有するべきである。例えば、反応性アルデヒドは、ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドであり、これは、水溶性、またはモノC−C10アルコキシもしくはそのアリールオキシ誘導体である(米国特許第5,252,714号を参照のこと)。
【0080】
ポリペプチドのペグ化(pegylation)は、当該分野で公知の任意のペグ化反応を使用して特異的に実施され得る。このような反応は、例えば、以下の参考文献に記載されている:Francisら,1992,Focus on Growth Factors 3:4−10;EP 0154316;EP 0401384ならびに米国特許第4,179,337号。例えば、ペグ化は、本明細書中に記載されるように、反応性ポリエチレングリコール分子(または、類似の反応性水溶性ポリマー)とのアシル化反応またはアルキル化反応を介して実施され得る。
【0081】
ポリエチレングリコール(PEG)は、本明細書中における使用に適した水溶性ポリマーである。本明細書中に使用される場合、用語「ポリエチレングリコール」および「PEG」は、タンパク質を誘導体化するために使用される任意の形態のPEG(モノ−(C−C10)アルコキシポリエチレングリコールまたはアリールオキシポリエチレングリコールを含む)を含むことを意味する。
【0082】
一般に、化学的誘導は、生物学的に活性な物質を活性化したポリマー分子反応させるために使用される任意の適切な条件下で、実施され得る。ペグ化TNFr/OPG様ポリペプチドを調製するための方法は、一般的に、以下の工程を包含する:(a)TNFr/OPG様ポリペプチドが1以上のPEG基に結合する条件下で、ポリペプチドをポリエチレングリコール(例えば、PEGの反応性エステルまたはアルデヒド誘導体)を反応させる工程、ならびに(b)反応生成物を得る工程。一般的に、アシル化反応の最適の反応条件は、既知のパラメータおよび所望の結果に基づいて決定される。例えば、PEG:タンパク質の比が大きくなるほど、ポリペグ化生成物の割合も大きくなる。1つの実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチド誘導体は、アミノ末端に単一PEG部分を有し得る。例えば、米国特許第5,234,784号を参照のこと。
【0083】
一般に、本発明のTNFr/OPG様ポリペプチド誘導体の投与によって、緩和または調節され得る条件は、本明細書中に記載されたものを含む。しかし、本明細書中に開示されるTNFr/OPG様ポリペプチド誘導体は、非誘導体化分子と比較した場合、さらなる活性、増強もしくは減少した生物学的活性、または他の特性(例えば、増加または減少した半減期)を有し得る。
【0084】
用語「生物学的に活性なTNFr/OPG様ポリペプチド」、「生物学的に活性なTNFr/OPG様ポリペプチドフラグメント」、「生物学的に活性なTNFr/OPG様ポリペプチド改変体」、および「生物学的に活性なTNFr/OPG様ポリペプチド誘導体」は、TNFr/OPG様ポリペプチドの少なくとも1つの活性特徴(例えば、配列番号2または配列番号4のいずれかに示されるポリペプチドの活性)を有するTNFr/OPG様ポリペプチドをいう。一般的に、TNFr/OPG様ポリペプチド、そのフラグメント、改変体、および誘導体は、配列番号2または配列番号4のいずれかに示されるようなTNFr/OPG様ポリペプチドの少なくとも1つの活性特徴を有する。さらに、TNFr/OPG様ポリペプチドは、免疫原として活性であり得、すなわち、このポリペプチドは、抗体が惹起される少なくとも1つのエピトープを含む。
【0085】
「天然に存在する」または「ネイティブの」は、核酸分子、ポリペプチド、宿主細胞などのような生物学的材料と関連して使用される場合、天然において見出され、そしてヒトによって操作されていない材料をいう。同様に、「天然に存在しない」または「ネイティブではない」は、本明細書中で使用される場合、天然で見出されないか、またはヒトによって構造的に改変もしくは合成された材料をいう。
【0086】
用語「単離されたポリペプチド」とは、その天然環境において見出される少なくとも1つの夾雑ポリペプチドがない、本発明のポリペプチドをいう。好ましくは、この単離されたポリペプチドは、任意の他の夾雑哺乳動物ポリペプチド(これは、その治療的用途、予防的用途、または研究的用途を妨害する)を実質的に含まない。
【0087】
用語「オルソログ(ortholog)」は、配列番号2または4に示されるようなTNFr/OPG様ポリペプチドアミノ酸配列に対応する別の種由来のポリペプチドをいう。例えば、マウスTNFr/OPG様ポリペプチドおよびヒトTNFr/OPG様ポリペプチドは、互いのオルソログと考えられる。
【0088】
用語「成熟TNFr/OPG様ポリペプチド」は、リーダー配列を欠失したポリペプチドをいう。成熟ポリペプチドはまた、他の改変(例えば、アミノ末端(リーダー配列を有するかまたは有さない)および/またはカルボキシ末端のタンパク質分解性プロセシング、より大きな前駆体からのより小さなポリペプチドの切断、N連結および/またはO連結グリコシル化など)を含み得る。例示的な成熟TNFr/OPG様融合ポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸残基__〜アミノ酸残基  または配列番号4のアミノ酸残基  〜アミノ酸残基  によって示される。(空欄を埋める)。
【0089】
用語「有効量」および「治療有効量」は、本明細書中に示されるTNFr/OPG様ポリペプチドの1つ以上の生物学的活性の観察可能なレベルを支持するために使用される、TNFr/OPG様ポリペプチドまたはTNFr/OPG様核酸分子の量をいう。
【0090】
用語「選択的結合因子」は、TNFr/OPG様ポリペプチドに特異性を有する分子をいう。適切な選択的結合因子としては、抗体(例えば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体(mAb)、キメラ抗体、CDRグラフト化抗体、可溶性形態もしくは結合形態で標識され得る抗体にする抗イディオタイプ(抗Id)抗体)、ならびに公知の技術(酵素学的切断、ペプチド合成、または組換え技術を含むが、これらに限定されない)によって提供されるそのフラグメント、領域、または誘導体を含む。本発明の抗TNFr/OPG様選択的結合因子は、例えば、TNFr/OPG様分子の一部を結合し得、これは、TNFr/OPG様分子のTNFr/OPG様レセプターへの結合を阻害する。
【0091】
本明細書中で使用される場合、用語「特異的」および「特異性」とは、選択的結合因子の、ヒトTNFr/OPG様ポリペプチドに結合し、かつヒト非TNFr/OPG様ポリペプチドに結合しない能力をいう。しかし、選択的結合因子がまた、TNFr/OPG様ポリペプチドのオルソログ(すなわち、TNFr/OPG様ポリペプチドの種間バージョン(例えば、マウスTNFr/OPG様ポリペプチドおよびラットTNFr/OPG様ポリペプチド))に結合し得ることが、理解される。好ましい実施形態は、TNFr/OPG様ポリペプチドに対して高度に特異的である抗体は、非TNFr/OPG様ポリペプチドに対して特異的に交差反応しない(すなわち、これらは結合しない)ことに関する。
【0092】
用語「抗原」とは、選択的結合因子(例えば、抗体)により結合され得、そしてさらに動物において使用されて、その抗原のエピトープに結合し得る抗体を産生し得る分子または分子の一部をいう。抗原は、1つ以上のエピトープを有し得る。上記に参照される特異的な結合反応は、抗原が、高い選択的な様式でこの対応する抗体と反応し、他の抗原によって惹起され得る多数の他の抗体とは反応しないことを示すことを意味する。
【0093】
TNFr/OPG様ポリペプチド、フラグメント、改変体、および誘導体は、当該分野で公知の方法を用いてTNFr/OPG様選択的結合因子を調整するために使用され得る。従って、TNFr/OPG様ポリペプチドに結合する抗体および抗体フラグメントは、本発明の範囲内である。抗体フラグメントとしては、TNFr/OPG様ポリペプチドのエピトープに結合する抗体の一部を含む。このようなフラグメントの例としては、全長抗体の酵素学的切断によって生成されるFabフラグメントおよびF(ab’)フラグメントが挙げられる。他の結合フラグメントとしては、組換えDNA技術(例えば、抗体可変領域をコードする核酸配列を含む組換えプラスミドの発現)によって生成されるフラグメントが挙げられる。これらの抗体は、例えば、ポリクローナル抗体、ポリクローナル一重特異的なポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、組換え抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、単鎖抗体、および二重特異的抗体であり得る。
【0094】
(核酸分子および/またはポリペプチドの関連性)
関連核酸分子が、配列番号1または配列番号3の核酸分子の対立遺伝子改変体またはスプライス改変体を含み、そして、上記ヌクレオチド配列のいずれかに相補的である配列を含むことが、理解される。関連核酸分子はまた、配列番号2または配列番号4のポリペプチドと比較して、1つ以上のアミノ酸残基の置換、改変、付加および/または欠失を実質的に含むか、あるいは実質的にこれらからなるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む。
【0095】
フラグメントは、配列番号2または配列番号4のポリペプチドのアミノ酸残基の、少なくとも約25アミノ酸残基、または約50、または約75、または約100、または約100よりも多くのポリペプチドをコードする分子を含む。
【0096】
さらに、関連したTNFr/OPG様核酸分子はまた、本明細書中で規定されるような中程度または高度にストリンジェントな条件下で、配列番号1または配列番号3の核酸分子、またはポリペプチド(このポリペプチドは、配列番号3または配列番号4に示されるようなアミノ酸配列を含む)をコードする分子、または本明細書中に規定されるような核酸フラグメント、または本明細書中に規定されるようなポリペプチドをコードする核酸フラグメントの十分に相補的な配列とハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む分子を含む。ハイブリダイゼーションプローブは、本明細書中に提供されるTNFr/OPG様配列を用いて、関連配列に関してcDNAライブラリー、ゲノムライブラリーまたは合成DNAライブラリースクリーニングして調製され得る。既知配列に対して顕著な同一性を示すTNFr/OPG様ポリペプチドのDNA配列および/またはアミノ酸配列の領域は、本明細書中に記載されるような配列アラインメントアルゴリズムを用いて容易に決定され、そしてこれらの領域を用いて、スクリーニングのためのプローブが設計され得る。
【0097】
用語「同一性」とは、当該分野で公知のように、配列の比較によって決定される、2つ以上のポリペプチド分子または2つ以上の核酸分子の、配列間の関係をいう。当該分野において、「同一性」はまた、場合に応じて、一列の2つ以上のヌクレオチド配列間または2つ以上のアミノ酸配列間の一致によって決定されるように、核酸分子またはポリペプチド配列間の配列関連性の程度を意味する。「同一性」は、2つ以上の配列のうち小さなものと、特定の数理的モデルまたはコンピュータプログラム(すなわち、「アルゴリズム」)によってアドレス指定されるギャップ整列(存在する場合)との間の一致の同一パーセントを評価する。
【0098】
用語「類似性」は、概念に関するが、「同一性」とは対照的に、「類似性」は、同一的一致および保存的置換の一致の両方を含む類似性の測定をいう。2つのポリペプチド配列が、例えば10/20個同一のアミノ酸を有し、そして残りが全て非保存的置換である場合、パーセント同一性および類似性は、どちらも50%である。同じ例において、保存的置換であるさらに5つの位置が存在する場合、パーセント同一性は50%のままであるが、パーセント類似性は75%(15/20)である。したがって、保存的置換が存在する場合、2つのポリペプチド配列間のパーセント類似性は、これら2つのポリペプチド間のパーセント同一性よりも高い。
【0099】
別の実施形態において、関連する核酸分子は、配列番号1もしくは3に示されるヌクレオチド配列に約70パーセント(70%)同一であるヌクレオチド配列を含むか、もしくはこれらからなるか、または配列番号2もしくは配列番号4に示されるポリペプチドに約70パーセント(70%)同一なポリペプチドであるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を本質的に含むか、もしくはこれらからなる。好ましい実施形態において、ヌクレオチド配列は、配列番号1もしくは3に示されるヌクレオチド配列に約75%、もしくは約80%、もしくは約85%、もしくは約90%、もしくは約95、96、97、98、または99%同一であるか、あるいは、このヌクレオチド配列は、配列番号2もしくは配列番号4に示されるポリペプチドに約75%、もしくは約80%、もしくは約85%、もしくは約90%、もしくは約95、96、97、98、または99%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列である。
【0100】
核酸配列中の差異は、配列番号2または配列番号4のアミノ酸配列に対して、アミノ酸配列の保存的改変および/または非保存的改変をもたらし得る。
【0101】
用語「保存的アミノ酸置換」は、その位置でのアミノ酸残基の極性にも電荷にもほとんどまたは全く影響がないような、非ネイティブ残基によるネイティブアミノ酸残基の置換をいう。例えば、保存的置換は、ポリペプチド中の非極性残基の任意の他の非極性残基での置換から生じる。さらに、ポリペプチド中の任意のネイティブな残基はまた、「アラニンスキャニング変異誘発」について以前に記載されたように、アラニンによって置換され得る。アミノ酸置換を作製するための一般的な規則は、表IIに示される。
【0102】
(表II)
(アミノ酸置換)
【0103】
【表2】
Figure 2004500063
保存的アミノ酸置換はまた、生物学的系における合成によるよりむしろ、化学的なペプチド合成によって代表的に組み込まれる、天然には存在しないアミノ酸残基を含む。これらとしては、ペプチド模倣物、およびアミノ酸部分の他の逆転形態または反転形態が挙げられる。本明細書中に記載される核酸分子およびポリペプチド分子が、化学合成され得、そして組換え手段によっても産生され得ることは、当業者によって認識される。
【0104】
アミノ酸配列に対する保存的改変(およびヌクレオチドをコードする対応する改変)は、天然に存在するTNFr/OPG様ポリペプチドに類似した機能的な特徴および化学的な特徴を有する、TNFr/OPG様ポリペプチドを産生する。対照的に、TNFr/OPG様ポリペプチドの機能特徴および/または化学特徴における実質的な改変は、以下:(a)例えば、シートもしくはヘリックスコンホメーションのような、置換領域における分子骨格の構造、(b)標的部位での分子の電荷もしくは疎水性、または(c)側鎖のかさの維持に対する影響を有意に変化する置換を選択することによって達成され得る。天然に存在する残基は、共通の側鎖特性に基づいて、複数のクラスに分割され得る:
1)疎水性:ノルロイシン、Met、Ala、Val、Leu、Ile;
2)中性親水性:Cys、Ser、Thr、Asn、Gln;
3)酸性:Asp、Glu;
4)塩基性:His、Lys、Arg;
5)鎖の配向に影響を与える残基:Gly、Pro;および
6)芳香族:Trp、Tyr、Phe。
【0105】
非保存的置換は、これらのクラスのうちの1つのメンバーの、別のクラス由来のメンバーに対する交換を含み得る。このような置換された残基は、非ヒトTNFr/OPG様ポリペプチドと相同なヒトTNFr/OPG様ポリペプチドの領域またはこの分子の非相同領域に導入され得る。
【0106】
関連する核酸分子およびポリペプチドの同一性および類似性は、公知の方法によって容易に計算され得る。このような方法としては、Computational Molecular Biology(Lesk,A.M.編、Oxford University Press、New York、1988);Biocomputing:Informatics and Genome Projects(Smith,D.W.編、Academic Press New York、1993);Computer Analysis of Sequence Data(Part 1,Griffin,A.M.およびGriffin,H.G.編、Humana Press New Jersey、1994);Sequence Analysis in Molecular Biology(von Heinle,G.、Academic Press 1987);Sequence Analysis Primer(Gribskov,M.およびDevereux,J.編、M.Stockton Press New York、1991);ならびにCarilloら、1988,SIAM J.Applied Math.,48:1073に記載されるものが挙げられるが、これらに限定されない。
【0107】
同一性および/または類似性を決定するための好ましい方法は、試験される配列間での最大の一致を与えるために、設計される。同一性および類似性を決定するための方法は、公共に利用可能なコンピュータプログラムにおいて記載されている。2つの配列間の同一性および類似性を決定するための、好ましいコンピュータプログラム方法としては、GCGプログラムパッケージ(GAP(Devereuxら、1984,Nucl.Acid.Res.12:387;Genetics Computer Group,University of Wisconsin,Madison,WI)、BLASTP、BLASTN、およびFASTA(Altschulら、1990,J.Mol.Biol.215:403−410)を含む)が挙げられるが、これらに限定されない。BLASTXプログラムは、National Center for Biotechnology Information(NCBI)および他の供給源(Altschulら、BLAST Manual(NCB/NLM/NIH,Bethesda,MD 20894);Altschulら、1990、前出)から公に利用可能である。周知のSmith Watermanアルゴリズムもまた、同一性を決定するために使用され得る。
【0108】
2つのアミノ酸配列を整列させるための特定のアライメントスキームは、これら2つの配列の短い領域のみの適合を生じ得、そしてこの小さな整列領域は、2つの全長配列間に有意な関連がない場合でさえも、非常に高い配列同一性を有し得る。従って、好ましい実施形態において、選択された整列方法(GAPプログラム)は、標的ポリペプチドの少なくとも50の連続するアミノ酸にわたる整列を生じる。
【0109】
例えば、コンピュータアルゴリズムGAP(Genetics Computer Group,University of Wisconsin,Madison,WI)を使用して、配列同一性の百分率が決定される2つのポリペプチドが、それらのそれぞれのアミノ酸の最適な適合(アルゴリズムによって決定される「適合したスパン」)のために、整列される。ギャップオープニングペナルティー(gap opening penalty)(これは、平均対角の3倍として計算される:「平均対角」とは、使用される比較行列(comparison matrix)の対角の平均である;「対角」とは、特定の比較行列によって各完全なアミノ酸適合に対して割り当てられたスコアまたは数である)およびギャップエクステンションペナルティー(gap extension penalty)(これは通常、キャップオープニングペナルティーの0.1倍である)、ならびにPAM 250またはBLOSUM 62のような比較行列が、このアルゴリズムと組み合わせて使用される。標準的な比較行列もまた、このアルゴリズムによって使用される(Dayhoffら、Atlas of Protein Sequence and Structure vol.5,補遺3(1978)(PAM250比較行列);Henikoffら、1992,Proc.Natl.Acad.Sci USA 89:10915−19(BLOSUM 62比較行列)を参照のこと)。
【0110】
ポリペプチド配列比較のための好ましいパラメータは、以下を含む:
Algorithm:Needlemanら、J.Mol.Biol.48:443−453(1970);
Comparison matrix:BLOSUM 62(Henikoffら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:10915−10919(1992));
Gap Penalty:12
Gap Length Penalty:4
Threshold of Similarity:0
このGAPプログラムは、上記パラメータを用いて有用である。上記パラメータは、GAPアルゴリズムを用いるポリペプチド比較(末端ギャップに対してはペナルティーがないこととともに)のためのデフォルトパラメータである。
【0111】
核酸分子配列比較のための好ましいパラメータは、以下を含む:
Algorithm:Needlemanら、J.Mol.Biol.48:443−453(1970);
Comparison matrix:matches=+10,mismatch=0
Gap Penalty:50
Gap Length Penalty:3
このGAPプログラムはまた、上記パラメータを用いて有用である。上記パラメータは、核酸分子比較のためのデフォルトパラメータである。
【0112】
Program Manual,Wisconsin Package,Version 9,September,1997に記載されるものを含む、他の例示的なアルゴリズム、ギャップオープニングペナルティー、ギャップエクステンションペナルティー、比較行列、および類似性の閾値が当業者によって使用され得る。なされるべき特定の選択は、当業者に明らかであり、そしてなされるべき特定の比較(例えば、DNA対DNA、タンパク質対タンパク質、タンパク質対DNA);ならびにさらに、その比較が所定の対の配列間(この場合には、GAPまたはBestFitが一般的に好ましい)であるか、1つの配列と大きなデータベースの配列との間(この場合には、FASTAまたはBLASTAが好ましい)であるかに依存する。
【0113】
(合成)
本明細書中に記載される核酸分子およびポリペプチド分子が、組換え手段および他の手段によって産生され得ることは、当業者によって認識される。
【0114】
(核酸分子)
TNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸分子は、種々の様式(化学合成、cDNAもしくはゲノムのライブラリーのスクリーニング、発現ライブラリースクリーニング、および/またはcDNAのPCR増幅が挙げられるが、これらに限定されない)で容易に得られ得る。
【0115】
本明細書中において使用される組換えDNA法は、一般に、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、NY、1989、および/またはAusubelら編、Current Protocols in Molecular Biology、Green Publishers Inc.およびWiley and Sons NY、1994に記載されている。本発明は、本明細書中に記載され得ような核酸分子、およびこのような分子を得るための方法を提供する。
【0116】
TNFr/OPG様ポリペプチドまたはそのフラグメントをコードする遺伝子またはcDNAは、ゲノムライブラリーもしくはcDNAライブラリーのハイブリダイゼーションスクリーニング、またはPCR増幅によって得られ得る。TNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする遺伝子が1つの種から同定された場合、この遺伝子の全てまたは一部は、他の種由来の対応する遺伝子(オルソログ)または同じ種由来の関連する遺伝子(ホモログ)を同定するためのプローブとして使用され得る。このプローブまたはプライマーを使用して、TNFr/OPG様ポリペプチドを発現すると考えられる種々の組織供給源由来のcDNAライブラリーをスクリーニングし得る。さらに、配列番号1または配列番号3に記載されるような配列を有する核酸分子の部分または全てを使用して、ゲノムライブラリーをスクリーニングし、TNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする遺伝子を同定および単離し得る。代表的に、中程度または高いストリンジェンシーの条件が、スクリーニングに使用されて、このスクリーニングから得られる偽陽性の数を最小にする。
【0117】
TNFr−OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子もまた、発現されたタンパク質の特性に基づいて陽性クローンの検出を使用する発現クローニングによって、同定され得る。代表的に、核酸ライブラリーは、抗体または他の結合パートナー(例えば、レセプターまたはリガンド)を、宿主細胞表面において発現および提示されたクローンタンパク質に結合させることによって、スクリーニングされる。抗体または結合パートナーは、所望のクローンを発現する細胞を同定するために、検出可能な標識で改変される。
【0118】
以下に記載される説明に従って実施される組換え発現技術に従って、これらのポリヌクレオチドを産生し得、そしてコードされたポリペプチドを発現し得る。例えば、TNFr−OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸配列を適切なベクターに挿入することによって、当業者は、多量の所望のヌクレオチド配列を容易に生成し得る。次いで、これらの配列を使用して、検出プローブまたは増幅プライマーを生成し得る。あるいは、TNFr−OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドを、発現ベクターに挿入し得る。発現ベクターを適切な宿主に導入することによって、コードされたTNFr−OPG様ポリペプチドが、多量に生成され得る。
【0119】
適切な核酸配列を得るための別の方法は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)である。この方法において、cDNAは、酵素逆転写酵素を使用して、poly(A)+RNAまたは全RNAから調製される。次いで、2つのプライマー(代表的には、TNFr−OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードするcDNAの2つの別個の領域に対して相補的である)が、TaqポリメラーゼのようなポリメラーゼとともにこのcDNAに付加され、そしてこのポリメラーゼが、このcDNAのこれら2つのプライマー間の領域を増幅する。
【0120】
TNFr−OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子を調製する別の手段は、Engelsら、1989,Angew.Chem.Intl.Ed.28:716−34によって記載されるもののような、当業者に周知の方法を使用する、化学合成である。これらの方法としては、とりわけ、核酸合成のためのリン酸トリエステル、ホスホルアミダイト、およびH−ホスホネート方法が挙げられる。このような化学合成のために好ましい方法は、標準的なホスホルアミダイト化学を使用する、ポリマーにより支持される合成である。代表的に、TNFr−OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードするDNAは、数百ヌクレオチド長である。約100ヌクレオチドより長い核酸は、これらの方法を使用して、いくつかのフラグメントとして合成され得る。次いで、これらのフラグメントが一緒に連結されて、TNFr−OPG様遺伝子の全長ヌクレオチド配列を形成し得る。通常、このポリペプチドのアミノ末端をコードするDNAフラグメントは、ATGを有し、これは、メチオニン残基をコードする。このメチオニンは、宿主細胞において産生されたポリペプチドがその細胞から分泌されるよう設計されるか否かに依存して、TNFr−OPG様ポリペプチドの成熟形態で存在してもそうでなくてもよい。
【0121】
いくつかの場合において、TNFr−OPG様ポリペプチド改変体をコードする核酸分子を調製することが所望であり得る。改変体をコードする核酸分子は、プライマーが所望の点変異を有する部位特異的変異誘発、PCR増幅、または他の適切な方法を使用して生成し得る(変異誘発技術の記載に関しては、Sambrookら、前出、およびAusubelら、前出を参照のこと)。Engelsら、前出によって記載される方法を使用する化学合成もまた、このような改変体を調製するために使用され得る。当業者に公知の他の方法が、同様に使用され得る。
【0122】
特定の実施形態において、核酸改変体は、所定の宿主細胞におけるTNFr−OPG様ポリペプチドの最適な発現のために変更されたコドンを含む。特定のコドン変更は、発現のために選択される宿主細胞およびTNFr−OPG様ポリペプチドに依存する。このような「コドン最適化」は、種々の方法によって(例えば、所定の宿主細胞において高度に発現される遺伝子における使用に好ましいコドンを選択することによって)実施され得る。高度に発現された細菌遺伝子のコドン優先性のための「Eco_high.Cod」のようなコドン度数表を組み込むコンピュータアルゴリズムが使用され得、そしてUniversity of Wisconsin Package Version 9.0(Genetics Computer Group,Madison,WI)によって提供される。他の有用なコドン度数表としては、「Celegans_high.cod」、「Celegans_low.cod」、「Drosophila_high.cod」、「Human_high.cod」、「Maize_high.cod」、および「Yeast_high.cod.」が挙げられる。
【0123】
タンパク質の実施形態において、核酸分子は、本明細書に記載されるような保存的アミノ酸置換を有するTNFr−OPG様改変体、N−連結またはO−連結グリコシル化部位の付加および/または欠失を含むTNFr−OPG様改変体、1つ以上のシステイン残基の欠失および/または置換を有するTNFr−OPG様改変体、または本明細書中に記載されるTNFr−OPG様ポリペプチドフラグメントをコードする。さらに、核酸分子は、本明細書中に記載ノTNFr−OPG様改変体、フラグメント、および融合ポリペプチドの組み合わせの任意の組合せをコードし得る。
【0124】
(ベクターおよび宿主細胞)
TNFr−OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子を、標準的な連結技術を使用して適切な発現ベクターに挿入する。ベクターは、代表的に、使用される特定の宿主細胞において機能的であるように選択される(すなわち、ベクターは、遺伝子の増幅および/または遺伝子の発現が生じるように、宿主細胞機構と適合性である)。TNFr−OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子は、原核生物宿主細胞、酵母宿主細胞、昆虫(バキュロウイルス系)宿主細胞および/または真核生物宿主細胞において増幅/発現され得る。宿主細胞の選択は、TNFr−OPG様ポリペプチドが翻訳後修飾(例えば、グリコシル化および/またはホスホリル化)されるか否かに一部依存する。そうである場合、酵母宿主細胞、昆虫宿主細胞、または哺乳動物宿主細胞が好ましい。発現ベクターの総説について、Meth.Enz.,vol.185(D.V.Goeddel,ed.,Academic Press 1990)を参照のこと。
【0125】
代表的に、任意の宿主細胞に使用される発現ベクターは、プラスミド維持のためならびに外来性ヌクレオチド配列のクローニングおよび発現のために配列を含む。このような配列(集合的に、「隣接配列」と呼ばれる)は、特定の実施形態において、代表的に、以下のヌクレオチド配列の1つ以上を含む:プロモーター、1つ以上のエンハンサー配列、複製起点、転写終結配列、ドナーおよびアクセプタースプライス部位を含む完全なイントロン配列、ポリペプチド分泌のためのリーダー配列をコードする配列、リボソーム結合部位、ポリアデニル化配列、発現されるポリペプチドをコードする核酸を挿入するためのポリリンカー領域、ならびに選択マーカーエレメント。これらの配列のそれぞれが、以下に議論される。
【0126】
必要に応じて、ベクターは、「タグ」コード配列(すなわち、TNFr−OPG様ポリペプチドコード配列の5’末端または3’末端に配置されるオリゴヌクレオチド分子)を含み得;オリゴヌクレオチド配列は、polyHis(例えば、hexaHis)、別の「タグ」(例えば、FLAG、HA(赤血球凝集素インフルエンザウイルス))または市販の抗体が存在するmycをコードする。このタグは、代表的には、ポリペプチドの発現の際にポリペプチドに融合され、宿主細胞からの、TNFr−OPG様ポリペプチドのアフィニティー精製のための手段として役立ち得る。アフィニティー精製は、例えば、アフィニティーマトリクスとしてタグに対して抗体を使用するカラムクロマトグラフィーによって達成され得る。必要に応じて、タグは、続いて、切断のために特定のペプチダーゼを使用するような種々の手段によって、精製されたTNFr−OPG様ポリペプチドから除去される。
【0127】
隣接配列は、同種(すなわち、宿主細胞と同じ種および/または系統由来)であり得るか、異種(すなわち、宿主細胞種または系統以外の種由来)であり得るか、ハイブリッド(すなわち、1つより多くの供給源由来の隣接配列の組み合わせ)であり得るか、または合成であり得るか、あるいは隣接配列は、TNFr−OPG様ポリペプチド発現を調節するために正常に機能するネイティブな配列であり得る。このように、隣接配列の供給源は、任意の原核生物または真核生物、任意の脊椎生物または無脊椎生物、あるいは任意の植物であり得、但し、隣接配列は、宿主細胞の機構において機能的であり、そして宿主細胞の機構によって活性化され得る。
【0128】
本発明のベクターに有用な隣接配列は、当該分野において周知である任意のいくつかの方法によって得られ得る。代表的には、TNFr−OPG様遺伝子隣接配列以外の、本明細書中で有用な隣接配列は、マッピングおよび/または制限エンドヌクレアーゼ消化によって以前に同定されており、従って、適切な制限エンドヌクレアーゼを使用して、適切な組織供給源から単離され得る。いくつかの場合において、隣接配列の全長ヌクレオチド配列は公知であり得る。ここで、隣接配列は、核酸合成またはクローニングのために本明細書中で記載される方法を使用して合成され得る。
【0129】
隣接配列の全てまたは一部のみが公知である場合、PCRを使用して、そして/あるいは適切なオリゴヌクレオチドならびに/または同じもしくは別の種由来の隣接配列フラグメントを用いてゲノムライブラリーをスクリーニングすることによって得られ得る。隣接配列が公知でない場合、隣接配列を含むDNAのフラグメントは、例えば、コード配列または別の遺伝子を含み得る大きな片のDNAから単離され得る。単離は、適切なDNAフラグメントを生成するための制限エンドヌクレアーゼ消化、続くアガロースゲル精製を使用する単離、Qiagen(登録商標)カラムクロマトグラフィー(Chatsworth、CA)、または当業者に公知の他の方法によって達成され得る。この目的を達成するための適切な酵素の選択は、当業者に容易に明かである。
【0130】
複製起点は、代表的に、市販から購入された原核生物発現ベクターの一部であり、この起点は、宿主細胞においてベクターの増幅に役立つ。特定のコピー数に対するベクターの増幅は、いくつかの場合において、TNFr−OPG様ポリペプチドの最適な発現に重要であり得る。選択されたベクターが複製起点部位を含まない場合、公知の配列に基づいて化学的に合成され得、そしてベクターに連結され得る。例えば、プラスミドpBR322(New England Biolabs,Beverly,MA)からの複製起点は、大部分のグラム陰性細菌に適切であり、そして種々の起点(例えば、SV40、ポリオーマ、アデノウイルス、水疱性口内炎ウイルス(VSV)、またはHPVまたはBPVのようなパピローマウイルス)は、哺乳動物細胞におけるベクターのクローニングのために有用である。一般的に、複製起点の成分は、哺乳動物発現ベクター(例えば、SV40起点は、ただそれが初期プロモーターを含むので、しばしば、使用される)。
【0131】
転写終結配列は、代表的にポリペプチドコード領域の末端の3’側に配置され、そして転写を終結させるのに役立つ。通常、原核生物細胞における転写終結配列は、G−Cリッチフラグメント、続いてポリ−T配列である。この配列はライブラリーから容易にクローン化され得るか、またはベクターの一部として市販で購入され、これは、本明細書中上記のような核酸合成のための方法を使用して容易に合成され得る。
【0132】
選択マーカー遺伝子エレメントは、選択培養培地において増殖される宿主細胞の生存および増殖に必要なタンパク質をコードする。代表的な選択マーカー遺伝子は、(a)原核生物細胞に対して、抗生物質または他の毒素(例えば、アンピシリン、テトラサイクリン、またはカナマイシン)に対する耐性を与えるか;細胞の栄養要求性の欠損を補うか;あるいは複合培地から入手可能でない重要な栄養素を供給するタンパク質をコードする。好ましい選択マーカーは、カナマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、およびテトラサイクリン耐性遺伝子である。ネオマイシン耐性遺伝子もまた、原核生物宿主細胞および真核生物宿主細胞における選択のために使用され得る。
【0133】
他の選択遺伝子は、発現される遺伝子を増幅するために使用され得る。増幅は、増殖に重要なタンパク質の産生により大きく要求される遺伝子が、組換え細胞の連続的な生成の染色体内でタンデムに反復されるプロセスである。哺乳動物細胞に対する適切な選択マーカーの例としては、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)およびチミジンキナーゼが挙げられる。哺乳動物細胞形質転換体は、選択圧下に置かれ、ここで、形質転換体のみが、ベクターに存在する選択遺伝子によって生存するように独特に適合される。選択圧は、培地中の選択因子の濃度が連続的に変化し、それによって選択遺伝子とTNFr−OPG様ポリペプチドをコードするDNAとの両方の増幅を導く条件下で、形質転換された細胞を培養することによって課される。結果として、増加した量のTNFr−OPG様ポリペプチドが、増幅されたDNAから合成される。
【0134】
リボソーム結合部位は、通常、mRNAの翻訳開始に必要であり、そしてShine−Dalgarno配列(原核性物)またはKozak配列(真核生物)によって特徴付けられる。このエレメントは、代表的に、発現されるTNFr−OPG様ポリペプチドのプロモーターの3’側およびコード配列の5’側に配置される。Shine−Dalgarno配列は、可変であるが、代表的には、ポリプリン(すなわち、高いA−G含有量)である。多くのShine−Dalgarno配列は、同定されており、それぞれが、本明細書中に記載の方法を使用して、原核生物ベクターを使用して容易に合成され得る。
【0135】
リーダー配列、またはシグナル配列は、宿主細胞からTNFr−OPG様ポリペプチドを指向させるために使用され得る。代表的には、シグナル配列をコードするヌクレオチド配列は、TNFr−OPG様核酸分子のコード領域に位置するか、または直接TNFr−OPG様ポリペプチドコード領域の5’側に位置する。多くのシグナル配列が同定されており、選択された宿主細胞において機能性であるシグナル配列の任意が、TNFr−OPG様核酸分子と組み合わせて使用され得る。従って、シグナル配列は、TNFr−OPG様核酸分子に対して同種(天然)または異種であり得る。さらに、シグナル配列は、本明細書中に記載される方法を使用して化学的に合成され得る。大部分において、シグナルペプチドの存在によって宿主細胞からのTNFr−OPG様ポリペプチドの分泌は、分泌されたTNFr−OPG様ポリペプチドからのシグナルペプチドの除去を生じる。シグナル配列は、ベクターの成分であり得るか、またはベクターに挿入されたTNFr−OPG様核酸分子の一部であり得る。
【0136】
TNFr−OPG様ポリペプチドコード領域に結合されたネイティブなTNFr−OPG様ポリペプチドシグナル配列をコードするヌクレオチド配列またはTNFr−OPG様ポリペプチドコード領域に結合された異種シグナル配列をコードするヌクレオチド配列のいずれかの使用が本発明の範囲内である。選択された異種シグナル配列は、宿主細胞によって認識され、プロセスされる(すなわち、シグナルペプチダーゼによって切断される)ものであるべきである。ネイティブなTNFr−OPG様ポリペプチドシグナル配列を認識せず、プロセスしない原核生物宿主細胞について、シグナル配列は、例えば、アルカリホスファターゼ、ペニシリナーゼ、または熱安定エンテロトキシンIIリーダーのグループから選択される原核生物シグナル配列によって置換される。酵母分泌について、ネイティブなTNFr−OPG様ポリペプチドシグナル配列は、酵母インベルターゼ、α因子、または酸ホスファターゼリーダーによって置換され得る。哺乳動物細胞発現において、ネイティブなシグナル配列が満足であるが、他の哺乳動物シグナル配列が適切であり得る。
【0137】
グリコシル化が真核生物宿主細胞発現系において望ましい、いくつかの場合において、グリコシル化または収量を改善するために種々のシグナルペプチド(presequence)が操作され得る。例えば、特定のシグナルペプチドのペプチダーゼ切断部位を変更し得るかまたはプロ配列(pro−sequence)を加え得、これはまた、グリコシル化に影響し得る。最後のタンパク質産物は、1位に(成熟タンパク質の最初のアミノ酸に対して)、発現に付随して1つ以上のさらなるアミノ酸を有し得、これは、完全に除去されないかもしれない。例えば、最終のタンパク質産物は、アミノ末端に結合される、ペプチダーゼ切断部位において見出される1つまたは2つのアミノ酸残基を有し得る。あるいは、いくつかの酵素切断部位は、酵素が成熟ポリペプチド内のこのような領域で切断される場合、所望のTNFr−OPG様ポリペプチドの少し短縮した形態を生じ得る。
【0138】
多くの場合において、核酸分子の転写は、ベクター内の1つ以上のイントロンの存在によって増加する;これは、ポリペプチドが真核生物宿主細胞(特に、哺乳動物宿主細胞)において産生される場合、特に当てはまる。使用されるイントロンは、特に使用される遺伝子が全長ゲノム配列またはそのフラグメントである場合、TNFr−OPG様遺伝子内に天然に存在し得る。イントロンが遺伝子内に天然に存在しない(大部分のcDNAについて)場合、イントロンは、別の供給源から得られ得る。隣接配列およびTNFr−OPG様遺伝子に関してイントロンの位置は、イントロンが効果的に転写されなければならないので、一般的に重要である。従って、TNFr−OPG様 cDNA分子が転写される場合、イントロンの好ましい位置は、転写開始部位の3’側で、poly−A転写終止配列の5’側である。好ましくは、イントロンは、コード配列を妨害しないように、cDNAの1つの側面または他の側面(すなわち、5’側または3’側)に配置される。任意の供給源(ウイルス、原核生物および真核生物(植物または動物)を含む)由来のイントロンを使用して本発明を実行し得るが、但し、このイントロンは、挿入される宿主細胞に適合性である。合成イントロンもまたここに含まれる。必要に応じて、1つより多くのイントロンがベクター内で使用され得る。
【0139】
本発明の発現ベクターおよびクローニングベクターは、代表的には、宿主生物によって認識され、TNFr−OPG様ポリペプチドをコードする分子に作動可能に連結されたプロモーターを含む。プロモーターは、構造遺伝子の転写を制御する構造遺伝子(一般的に、約100〜1000bp)の開始コドンに対して上流(すなわち、5’側)に配置される非転写配列である。プロモーターは、通常、2つのクラス(誘導プロモーターおよび構成プロモーター)の1つにグループ化される。誘導プロモーターは、培養条件におけるいくらかの変化(例えば、栄養の存在または非存在、あるいは温度の変化)に応答してそれらの制御下で、DNAからの転写の増加したレベルを開始する。他方、構成プロモーターは、連続的な遺伝子産物の産生を開始する;すなわち、遺伝子発現に対して遺伝子をほとんど制御しないかまたは制御しない。多数のプロモーター(種々の潜在的な宿主細胞によって認識される)が周知である。適切なプロモーターは、供給源のDNAからプロモーターを制限酵素消化によって取り出し、そして所望のプロモーター配列をベクターに挿入することによって、TNFr−OPG様ポリペプチドをコードするDNAに作動可能に連結される。ネイティブなTNFr−OPG様プロモーター配列は、TNFr−OPG様核酸分子の増幅および/または発現に指向させるために使用され得る。しかし、ネイティブなプロモーターと比較して大きい転写および発現タンパク質のより高い産生が可能であり、そして使用のために選択された宿主細胞系と適合性である場合、異種プロモーターが好ましい。
【0140】
原核生物宿主との使用に適切なプロモーターとしては、β−ラクタマーゼおよびラクトースプロモーター系;アルカリホスファターゼ;トリプトファン(trp)プロモーター系;およびハイブリッドプロモーター(例えば、tacプロモーター)が挙げられる。他の公知の細菌プロモーターもまた、適切である。これらの配列は、公開されており、その結果、当業者は、任意の有用な制限部位を供給するのに必要とされるリンカーまたはアダプターを使用して、所望のDNAにそれらの配列を連結し得る。
【0141】
酵母宿主との使用に適切なプロモーターはまた、当該分野において周知である。酵母エンハンサーは、酵母プロモーターとの使用に有利に使用される。哺乳動物宿主細胞との使用に適切なプロモーターは周知であり、限定しないが、ポリオーマウイルス、鶏痘ウイルス、アデノウイルス(例えば、Adenovirus2)、ウシパピローマウイルス、鳥類肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、B型肝炎ウイルスおよび最も好ましいシミアンウイルス40(SV40)のようなウイルスのゲノムから得られるプロモーターが挙げられる。他の適切な哺乳動物プロモーターとしては、異種哺乳動物プロモーター(例えば、熱ショックプロモーターおよびアクチンプロモーター)が挙げられる。
【0142】
TNFr−OPG様遺伝子発現を制御する際に関心があり得るさらなるプロモーターとしては、限定しないが、以下が挙げられる:SV40初期プロモータ領域(Bernoist and Chambon,1981,Nature 290:304−10);CMVプロモーター;ラウス肉腫ウイルスの3’側の長い終末反復に含まれるプロモーター(Yamamoto,et al.,1980,Cell 22 :787−97);ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(Wagner et al.,1981,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.78:1444−45);メタロチオネイン遺伝子の調節配列(Brinster et al.,1982,Nature 296:39−42);β−ラクタマーゼプロモーターのような原核生物発現ベクター(Villa−Kamaroff et al.,1978,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,75:3727−31);またはtacプロモーター(DeBoer et al.,1983,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,80:21−25)。組織特異性を示し、そしてトランスジェニック動物において利用されている以下の動物転写制御領域もまた関心がある:膵臓腺房細胞において活性なエラスターゼI遺伝子制御領域(Swift et al.,1984,Cell 38:639−46;Ornitz et al.,1986,Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.50:399−409(1986);MacDonald,1987,Hepatology 7:425−515);膵臓β細胞において活性なインシュリン遺伝子制御領域(Hanahan,1985,Nature 315:115−22);リンパ球において活性な免疫グロブリン遺伝子制御領域(Grosschedl et al.,1984,Cell 38:647−58;Adames et al.,1985,Nature 318:533−38;Alexander et al.,1987,Mol.Cell.Biol.,7:1436−44);精巣、乳房、リンパ球、および肥満細胞において活性なマウス哺乳動物腫瘍ウイルス制御領域(Leder et al.,1986,Cell 45:485−95);肝臓において活性なアルブミン遺伝子制御領域(Pinkert et al.,1987,Genes and Devel.1:268−76);肝臓において活性なα−フェトプロテイン遺伝子制御領域(Krumlauf et al.,1985,Mol.Cell.Biol.,5:1639−48;Hammer et al.,1987,Science 235:53−58);肝臓において活性なα1−抗トリプシン遺伝子制御領域(Kelsey et al.,1987,Genes and Devel.1:161−71);骨髄性細胞において活性なβ−グロビン遺伝子制御領域(Mogram et al.,1985,Nature 315:338−40;Kollias et al.,1986,Cell 46:89−94);脳の稀突起神経膠細胞において活性なミエリンベースのタンパク質遺伝子制御領域(Readhead et al.,1987,Cell 48:703−12);骨格筋において活性なミオシン軽鎖−2遺伝子制御領域(Sani,1985,Nature 314:283−86);ならびに視床下部において活性なゴナドトロピン放出ホルモン遺伝子制御領域(Mason et al.,1986,Science 234:1372−78)。
【0143】
エンハンサー配列は、より高等な真核生物によって本発明のTNFr−OPG様ポリペプチドをコードするDNAの転写を増加するように、ベクターに挿入され得る。エンハンサーは、転写を増加させるためにプロモーターに作用する、通常約10〜300bpの長さのDNAのシスに作用するエレメントである。エンハンサーは、相対的な方向および位置に独立する。これらは、転写ユニットに対して5’側および3’側に見出された。哺乳動物遺伝子から入手可能ないくつかのエンハンサー配列が公知である(例えば、グロビン、エラスターゼ、アルブミン、α−フェトプロテインおよびインシュリン)。しかし、代表的には、ウイルス由来のエンハンサーが、使用される。SV40エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、ポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルスエンハンサーは、真核生物プロモーターの活性化について例示的に増強するエレメントである。エンハンサーは、TNFr−OPG様核酸分子に対して5’位または3’位でベクターにスプライシングされ得るが、代表的には、プロモーターから5’位側に配置される。
【0144】
本発明の発現ベクターは、市販のベクターのような開始ベクターから構築され得る。このようなベクターは、全ての所望な隣接配列を含んでも良いし、含まなくても良い。本明細書中に記載される隣接配列の1つ以上がすでにベクター内にない場合、これらは、個々に得られ得、ベクターに連結され得る。隣接配列のそれぞれを得るために使用される方法は、当業者に周知である。
【0145】
本発明を実行するために好ましいベクターは、細菌宿主細胞、昆虫宿主細胞、および哺乳動物宿主細胞と適合性のベクターである。このようなベクターとしては、特に、pCRII、pCR3、およびpcDNA3.1(Invitrogen、San Diego、CA)、pBSII(Stratagene、La Jolla、CA)、pET15(Novagen、Madison、WI)、pGEX(Pharmacia Biotech、Piscataway、NJ)、pEGFP−N2(Clontech、Palo Alto、CA)、pETL(BlueBacII、Invitrogen)、pDSR−alpha(PCT公開番号WO 90/14363)ならびにpFastBacDual(Gibco−BRL、Grand Island、NY)が挙げられる。
【0146】
さらなる適切なベクターとしては、限定しないが、コスミド、プラスミド、または改変ウイルスが挙げられるが、これらのベクター系は、選択された宿主細胞と適合性でなければならないことが理解される。このようなベクターとしては、限定しないが、Bluescript(登録商標)プラスミド誘導体(高コピー数ColEl−ベースのファージミド、Stratagene Cloning Systems,La Jolla CA)、Taq増幅PCR産物をクローニングするために設計されたPCRクローニングプラスミド(例えば、TOPOTM TA Cloning(登録商標)Kit、PCR2.1(登録商標)プラスミド誘導体、Invitrogen、Carlsbad、CA)、ならびにバキュロウイルス発現系のような哺乳動物ベクター、酵母ベクターまたはウイルスベクター(pBacPAKプラスミド誘導体、Clontech、Palo Alto、CA)が挙げられる。
【0147】
ベクターが構築され、そしてTNFr−OPG様ポリペプチドをコードする核酸分子がベクターの適切な部位に挿入された後に、完全なベクターが増幅発現および/またはポリペプチド発現に適切な宿主細胞に挿入され得る。TNFr−OPG様ポリペプチドに対する発現ベクターの選択された宿主細胞への形質転換は、トランスフェクション、感染、塩化カルシウム、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、リポフェクチン、DEAE−デキストラン法、または他の公知の技術のような方法を含む周知の方法によって達成され得る。選択される方法は、一部、使用される宿主細胞の種類の機能である。これらの方法および他の適切な方法は、当業者に周知であり、例えば、Sambrookら、上記に記載される。
【0148】
多くの適切な宿主細胞が当該分野において公知であり、多くが、American Type Culture Collection(ATCC),Manassas,VAから入手可能である。例としては、限定しないが、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)(ATCC番号CCL61)、CHO DHFR(−)細胞(Urlaub et al.,1980,Proc.Natl.Acad.Sci.US.A.97:4216−20)、ヒト胚性腎臓(HEK)293または293T細胞(ATCC番号CRL1573)、あるいは3T3細胞(ATCC番号CCL92)のような哺乳動物細胞が挙げられる。適切な哺乳動物宿主細胞の選択および形質転換、培養、増幅、スクリーニング、産物生成、および精製のための方法が当該分野において公知である。他の適切な哺乳動物細胞株は、サルCOS−1(ATCC番号CRL1650)およびCOS−7細胞株(ATCC番号CRL1573)、およびCV−1細胞株(ATCC番号CCL70)である。さらなる例示的な哺乳動物宿主細胞としては、霊長動物細胞株およびゲッ歯類動物細胞株(形質転換細胞株を含む)が挙げられる。正常な二倍体細胞、初代組織のインビトロ培養物から誘導される細胞菌株、ならびに初代外植片もまた適切である。候補細胞は、選択遺伝子を遺伝子型的に欠き得るか、または優先的に作用する選択遺伝子を含み得る。他の適切な哺乳動物細胞株としては、限定しないが、マウス神経芽細胞腫N2A細胞、HeLa、マウスL−929細胞、Swissから誘導された3T3株、Balb−cまたはNIHマウス、BHKまたはHakハムスター細胞株が挙げられる(これらは、ATCCから入手可能である)。これらの細胞株のそれぞれは、タンパク質発現の当業者によって公知であり入手可能である。
【0149】
同様に、細菌細胞が、本発明に適切な宿主細胞として有用である。例えば、E.coli(例えば、HB101、DH5α、DH10、およびMC1061)の種々の菌株は、生物工学の分野において宿主細胞として周知である。B.subtilis、Pseudomonas spp.,他のBacillus spp.、Streptomyces spp.などの種々の菌株がまた本方法において使用され得る。
【0150】
当業者に公知の酵母細胞の多くの菌株はまた、本発明のポリペプチドの発現のため宿主細胞として入手可能である。好ましい酵母細胞としては、例えば、Saccharomyces cerivisaeおよびPichia pastorisが挙げられる。
【0151】
さらに、望ましい場合、昆虫細胞系が、本発明の方法において利用され得る。このような系は、例えば、Kitts et al.,1993,Biotechniques,14:810−17;Lucklow,1993,Curr.Opin.Biotechnol.4:564−72;およびLucklow et al.,1993,J.Virol.,67:4566−79に記載される。好ましい昆虫細胞は、Sf−9およびHi5(Invitrogen、Carland、CA)である。
【0152】
TNFr/OPG様ポリペプチドについての発現ベクターを宿主細胞中に形質転換することは、周知の方法(塩化カルシウム法、エレクトロポレーション法、マイクロインジェクション法、リポフェクション法またはDEAE―デキストラン法を含む)により達成され得る。選択された方法は、使用される宿主細胞の型の機能の一部で有り得る。これらの方法および他の適切な方法が、当業者に周知であり、そして例えば、Sambrookら(前出)に示される。
【0153】
グリコシル化TNFr−OPG様ポリペプチドを発現するためにトランスジェニック動物もまた使用し得る。例えば、トランスジェニック乳産生動物(例えば、雌ウシまたはヤギ)を使用し、本発明のグルコシル化ポリペプチドを動物の乳に得ることができる。TNFr−OPG様ポリペプチドを産生するために植物もまた使用し得るが、しかし、一般的に、植物において生じるグリコシル化は、哺乳動物細胞において産生されるものとは異なり、ヒト治療に適切ではないグリコシル化産物を生じ得る。
【0154】
(ポリペプチド産生)
TNFr/OPG様ポリペプチド発現ベクターを含む宿主細胞は、当業者に周知の標準的な培地を使用して培養され得る。この培地は、通常、細胞の増殖および生存に必要な全ての栄養分を含む。E.coli細胞を培養するための適切な培地としては、例えば、Luria Broth(LB)および/またはTerrific Broth(TB)が挙げられる。真核生物細胞を培養するための適切な培地としては、Roswell Park Memorial Institute medium 1640(RPMI 1640)、Minimal Essential Medium(MEM)および/またはDulbecco’s Modified Eagle Medium(DMEM)が挙げられ、これらの全ては、培養される特定の細胞株に必要な血清および/または増殖因子を補充され得る。昆虫細胞についての適切な培地は、必要に応じて、イーストレート(yeatolate)、ラクトアルブミン加水分解産物、および/または胎仔ウシ血清を補充したグレース培地である。
【0155】
代表的に、トランスフェクトされた細胞または形質転換された細胞の選択的な増殖に有用な抗生物質または他の化合物が、培地に補充物質として加えられる。使用される化合物は、宿主細胞が形質転換されるプラスミドに存在する選択マーカーエレメントによって検出可能である。例えば、選択マーカーエレメントがカナマイシン耐性である場合、培養倍地に加えられる化合物は、カナマイシンである。選択的増殖のための他の化合物としては、アンピシリン、テトラサイクリン、およびネオマイシンが挙げられる。
【0156】
宿主細胞によって産生されるTNFr/OPG様ポリペプチドの量は、当該分野において公知の標準的な方法を使用して評価され得る。このような方法としては、限定しないが、ウェスタンブロット分析、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動、非変性ゲル電気泳動、高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)分離、免疫沈降、および/またはDNA結合ゲル移動アッセイのような活性アッセイが挙げられる。
【0157】
TNFr/OPG様ポリペプチドが宿主細胞から分泌されるように設計される場合、ポリペプチドの大部分は、細胞培養培地中で見出され得る。しかし、TNFr/OPG様ポリペプチドが宿主細胞から分泌されない場合、細胞質および/または核(真核宿主細胞について)に、あるいは、細胞質ゾル(グラム陽性細菌宿主細胞について)に存在する。
【0158】
宿主細胞細胞質および/または核(真核生物宿主細胞について)に位置するかまたは細胞質ゾル(細菌宿主細胞について)に位置するTNFr/OPG様ポリペプチドについて、細胞内物質(グラム陽性細菌についての封入体を含む)は、当業者に公知の任意の標準的な技術を使用して宿主細胞から抽出され得る。例えば、宿主細胞は、フレンチプレス、均質化、および/または超音波処理、続く遠心分離によって、ペリプラズム/細胞質の含有量を放出するように溶解され得る。
【0159】
溶液からのTNFr/OPG様ポリペプチドの精製は、種々の技術を使用して達成され得る。そのポリペプチドがそのカルボキシル末端もしくはアミノ末端のいずれかに、ヘキサヒスチジンのようなタグを含む(TNFr/OPG様ポリペプチド/ヘキサHis)かまたはFLAG(Eastman Kodak Co.、New Haven、CT)もしくはmyc(Invitrogen)のような他の小さいペプチドを含むように合成されている場合、そのポリペプチドは、カラムマトリックスがそのタグにまたはそのポリペプチドに直接高い親和性を有する(すなわち、TNFR/OPG様ポリペプチドを特異的に認識するモノクローナル抗体)アフィニティーカラムにその溶液を通すことによって、本質的に1工程のプロセスで精製され得る。例えば、ポリヒスチジンはニッケルに大きな親和性および特異性で結合し、従ってニッケルのアフィニティーカラム(例えば、Qiagen(登録商標)ニッケルカラム)が、TNFR/OPG様ポリペプチド/ポリHisの精製に使用され得る。例えば、Current Protocols in Molecular Biology、10.11.8節(Ausubelら編、John Wiley & Sons 1993)を参照のこと。
【0160】
さらに、TNFr/OPG様ポリペプチドは、TNFr/OPG様ポリペプチドを特異的に認識し得そして結合し得るモノクローナル抗体の使用を介して、精製され得る。
【0161】
TNFr/OPG様ポリペプチドはタグに結合させなることなく調製され、かつ抗体が利用可能ではない場合、精製についての他の公知の手順が使用され得る。このような手順としては、限定はしないが、アフィニティークロマトグラフィー、イムノアフィニティー、イオン交換クロマトグラフィー、分子ふるいクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、電気泳動(ネイティブゲル電気泳動を含む)と続くゲル溶出、ならびに調製的等電収束法(「Isoprime」マシーン/技術、Hoefer Scientific、San Francisco、CA)が挙げられる。いくつかの場合、2つ以上の精製技術が、純度の増加を達成するために組み合わされ得る。
【0162】
細胞内物質(グラム陰性細菌について封入体を含む)が、当業者に公知の任意の標準的技術を使用して宿主細胞から抽出され得る。例えば、宿主細胞は、フレンチプレス、ホモジナイゼーション、および/または超音波処理、それに続く遠心分離によって、ペリプラズム/細胞質の中身を放出するように溶解され得る。
【0163】
TNFr/OPG様ポリペプチドが細胞質ゾル内に封入体を形成した場合、この封入体は、しばしば、内部および/または外部細胞膜に結合され得、従って、主に、遠心分離後にペレット材料において見出される。次いで、ペレット材料は、pH極限値で処理され得るか、あるいはジチオトレイトールのような還元剤の存在下アルカリ性のpHで、またはトリスカルボキシエチルホスフィンの存在下酸性のpHで、界面活性剤、グアニジン、グアニジン誘導体、尿素、または尿素誘導体のようなカオトロピック剤で処理して、封入体を放出させ、分断させ、そして溶解させ得る。次いで、溶解されたTNFr/OPG様ポリペプチドは、ゲル電気泳動、免疫沈降などを使用して分析され得る。TNFr/OPG様ポリペプチドを単離することが望ましい場合、単離は、本明細書中およびMarston et al.,1990,Meth.Enz.,182:264−75に記載される方法のような標準的な方法を使用して達成され得る。
【0164】
いくつかの場合、TNFr/OPG様ポリペプチドは、単離の際、生物学的に活性でなくても良い。「再折り畳みする」、つまり、ポリペプチドをその三次構造に変換し、ジスルフィド連結を生成するための種々の方法を使用して、生物学的活性を回複し得る。このような方法は、溶解されたポリペプチドをあるpH(通常7より上)および特定の濃度のカオトロピック剤(chaotrope)の存在に曝露する工程を包含する。カオトロピック剤の選択は、封入体溶解に使用される選択肢に非常に類似するが、通常、カオトロピック剤は低い濃度で使用され、溶解に使用されるカオトロピック剤と必ずしも同一ではない。多くの場合、再折り畳み/酸化溶液はまた、還元剤、または特定の比の還元剤およびその酸化形態を含んで、特定の酸化還元電位を生成し、タンパク質のシステイン架橋の形成を生じるジスルフィドシャフリングを可能にする。通常使用される酸化還元対のいくつかとしては、システイン/シスタミン、グルタチオン(GSH)/ジチオビスGSH、塩化銅(II)、ジチオトレイトール(DTT)/ジチアンDTT、および2,2−メルカプトエタノール(bME)/ジチオ−b(ME)が挙げられる。多くの場合において、共溶媒が使用され得るか、または再折り畳みの効率を増加するのに必要であり得、この目的のために使用されるより一般的な試薬としては、グリセロール、種々の分子量のポリエチレングリコール、アルギニンなどが挙げられる。
【0165】
封入体がTNFr/OPG様ポリペプチドの発現において有意な程度まで形成されない場合、ポリペプチドは、主に、細胞ホモジネートの遠心分離後に上清中に見出される。ポリペプチドは、さらに、本明細書中に記載されるような方法を使用して上清から単離され得る。
【0166】
従って、精製に適切な手順としては、限定はしないが、アフィニティークロマトグラフィー、イムノアフィニティー、イオン交換クロマトグラフィー、分子ふるいクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、電気泳動(ネイティブゲル電気泳動を含む)と続くゲル溶出、ならびに調製的等電収束法(「Isoprime」マシーン/技術、Hoefer Scientific、San Francisco、CA)が挙げられる。いくつかの場合、2つ以上の精製技術が、純度の増加を達成するために組み合わされ得る。
【0167】
TNFr/OPG様ポリペプチド、そのフラグメント、および/または誘導体もまた、当該分野で公知の技術を使用して化学合成法(例えば、固相ペプチド合成)により調製され得、その公知技術は、たとえば、Merrifieldら(J.Am.Chem.Soc.85:2149、1963)、Houghtonら(Proc Natl Acad.Sci.USA 82:5132、1985)、ならびにStewartおよびYoung(Solid Phase Peptide Synthesis、Pierce Chemical Co.、Rockford、IL、1984)に示される技術である。このようなポリペプチドは、アミノ末端にメチオニンを含んで合成され得るし、または含まずに合成され得る。化学合成されたTNFr/OPG様ポリペプチドもしくはフラグメントは、これらの参考文献に示される方法を使用して、ジスルフィド架橋を形成するように酸化され得る。化学合成されたTNFr/OPG様ポリペプチド、フラグメントもしくは誘導体は、組換え産生されるかもしくは天然の供給源から精製された対応するTNFr/OPG様ポリペプチド、フラグメントもしくは誘導体に匹敵する生物学的活性を有すると予測され、従って、組換えTNFr/OPG様ポリペプチドもしくは天然のTNFr/OPG様ポリペプチドと互換可能に使用され得る。
【0168】
TNFr/OPG様ポリペプチドを得る別の手段は、TNFr/OPG様ポリペプチドが天然に見出される供給源の組織および/または流体のような生物学的サンプルからの精製による。このような精製は、本明細書中に記載されるようなタンパク質精製のための方法を使用して行われ得る。精製の間、TNFr/OPG様ポリペプチドの存在が、例えば、組換え的に産生されたTNFr/OPG様ポリペプチドまたはそのペプチドフラグメントに対して調製される抗体を使用してモニターされ得る。
【0169】
核酸およびポリペプチドを産生するための多くのさらなる方法は、当該分野において公知であり、この方法は、TNFr/OPG様ポリペプチドに対して特異性を有するポリペプチドを産生するために使用され得る。例えば、Roberts et al.,1997,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94:12297−303を参照のこと。これは、mRNAとそのコードされるペプチドとの間の融合タンパク質の産生を記載する。Roberts,1999,Curr.Opin.Chez.bol 3:268−73もまた参照のこと。さらに、米国特許第5,824,469号は、特定の生物学的機能を実行し得るオリゴヌクレオチドを得るための方法を記載する。この手順は、異種プールのオリゴヌクレオチドを生成する工程を包含し、それぞれが、5’無作為化配列、中心予備選択配列、および3’ランダム化配列を有する。得られる異種プールは、所望の生物学的活性を示さない細胞の集団に導入される。次いで、細胞の亜集団を、所定の生物学的機能を示すものについてスクリーニングする。その亜集団から、所望の生物学的機能を実行し得るオリゴヌクレオチドが単離される。米国特許第5,763,192号;同第5,814,476号;同第5,723,323号;および同第5,817,483号は、ペプチドまたはポリペプチドを産生するためのプロセスを記載する。これは、確率論的遺伝子またはそのフラグメントを産生し、次いで、確率論的遺伝子によってコードされた1以上のタンパク質を産生する宿主細胞にこれらの遺伝子を導入することによって達成される。次いで、この宿主は、所望の活性を有するペプチドまたはポリペプチドを産生する、これらのクローンを同定するためにスクリーニングされる。
【0170】
ペプチドまたはポリペプチドの産生するための別の方法は、Athersys,Inc.によって出願されたPCT/US98/20094(WO99/15650)(「Random Activation of Gene Expression for Gene Discovery」(RAGE−GD)として知られている)に記載されており、このプロセスは、インサイチュ組換え方法によって、内因性遺伝子の発現または遺伝子の過剰発現の活性化を含む。例えば、内因性遺伝子の発現は、非相同性組換えまたは異常な組換えによって、遺伝子の発現を活性化し得る標的細胞中に、調節配列を組み込むことによって、活性化または増加される。この標的DNAは、まず、放射線に供せられ、そして遺伝子プロモーターに挿入される。このプロモーターは、遺伝子の前方に最終的に配置され、遺伝子の転写を開始する。これは、所望のペプチドまたはポリペプチドの発現より生じる。
【0171】
これらの方法は、包括的なTNFr/OPG様ポリペプチド発現ライブラリーを作製するために使用され得、これは、続いて、種々のアッセイ(例えば、生化学的アッセイ、細胞アセイおよび全生物アッセイ(例えば、植物、マウスなど))において、ハイスループット表現型スクリーニングのために使用され得る。
【0172】
(化学的誘導体)
TNFr/OPG様ポリペプチドの化学的に改変された誘導体は、この開示が、本明細書中に記載された場合、当業者によって調製され得る。TNFr/OPG様ポリペプチド誘導体は、このポリペプチドに天然で結合した分子の型または位置のいずれかで、異なる様式で改変される。誘導体は、1以上の天然で結合した化学的な基の除去によって形成される分子を含み得る。配列番号2もしくは配列番号4、またはTNFr/OPG様ポリペプチド改変体のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチドは、1以上のポリマーの共有結合によって改変され得る。例えば、選択されたポリマーは、代表的に水溶性であり、その結果、結合するタンパク質は、水環境(例えば、生理学的な環境)下で沈殿しない。ポリマーの混合物が、適切なポリマーの範囲内に含まれる。好ましくは、目的産物の調製の治療学的使用のために、このポリマーは、薬学的に受容可能である。このポリマーの各々は、任意の分子量を有し得、そして分枝または非分枝であり得る。このポリマーの各々は、代表的に、約2kDaと約100kDaとの間の平均分子量を有する(この用語「約(およそ)」は、水溶性ポリマーの調製の際に、上記の分子量より多い、いくらか少ない重量を有することを示す)。各ポリマーの平均分子量は、好ましくは、約5kDaと約50kDaの間、より好ましくは、約12kDaと約40kDaとの間、そして最も好ましくは、約20kDaと約35Daとの間である。
【0173】
適切な水溶性ポリマーまたはその混合物としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:N−連結またはO−連結炭水化物、糖、リン酸、ポリエチレン、グリコール(PEG)(これは、モノ−(C−C10)、アルコキシ−、またはアリールオキシ−ポリエチレングリコールを含む、タンパク質を誘導するために使用されたPEGの形態を含む)、モノメトキシ−ポリエチレングリコール、デキストラン(例えば、低分子量(例えば、約6kDのデキストラン))、セルロース、または他の炭水化物ベースのポリマー、ポリ−(N−ビニルピロリジン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシ/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)、およびビニルアルコール。配列番号2もしくは4、またはTNFr/OPG様ポリペプチド改変体のいずれかのアミノ酸配列を含む共有結合したTNFr/OPG様ポリペプチドマルチマーを調製するために使用され得る、二官能性架橋分子もまた、本発明に含まれる。
【0174】
一般に、化学的誘導は、活性化したポリマー分子とタンパク質を反応させるために使用される任意の適切な条件下で、実施され得る。ポリペプチドの化学的誘導体を調製するための方法は、以下の工程を包含する:(a)配列番号2もしくは4、またはTNFr/OPG様ポリペプチド改変体のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチドが、1以上のポリマー分子に結合する条件下で、活性化したポリマー分子(例えば、ポリマー分子の反応性エステルまたはアルデヒド誘導体)とポリペプチドを反応させる工程、ならびに(b)反応生成物を得る工程。最適の反応条件は、既知のパラメータおよび所望の結果に基づいて決定される。例えば、ポリマー分子のタンパク質に対する比が大きくなるほど、結合したポリマー分子の割合も大きくなる。1実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチド誘導体は、アミノ末端の単一ポリマー分子部分を有する。例えば、米国特許第5,234,784号を参照のこと。
【0175】
ポリペプチドのペギル化(pegylation)は、当該分野で公知の任意のペギル化反応を使用して特異的に実施され得る。このような反応は、例えば、以下の参考文献に記載されている:Francisら,1992,Focus on Growth Factors 3:4−10;欧州特許第0154316号および0401384号;ならびに米国特許第4,179,337号。例えば、ペギル化は、本明細書中に記載されるように、反応性ポリエチレングリコール分子(または、類似の反応性水溶性ポリマー)とのアシル化反応またはアルキル化反応を介して実施され得る。アシル化反応のために、選択されたポリマーは、単一の反応性エステル基を有する。還元的アルキル化について、選択されたポリマーは、単一の反応性アルデヒド基を有する。例えば、反応性アルデヒド、ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドであり、これは、水溶性、またはモノC−C10アルコキシもしくはそのアリールオキシ誘導体である(米国特許第5,252,714号を参照のこと)。
【0176】
別の実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチドは、ビオチンに化学的に連結され得る。次いで、このビオチン/TNFr/OPG様ポリペプチド分子は、アビジンに結合され得、その結果、4価のアビジン/ビオチン/TNFr/OPG様ポリペプチド分子が得られる。TNFr/OPG様ポリペプチドはまた、ジニトロフェノール(DNP)またはチリニトロフェノール(TNP)に共有結合され得、そして得られた結合体は、抗−DNPまたは抗−TNP−IgMと共に沈殿し、10価の十量体の結合体を形成する。
【0177】
一般に、本発明のTNFr/OPG様ポリペプチド誘導体の投与によって、緩和または調節され得る条件は、TNFr/OPG様ポリペプチドについて本明細書中に記載されたものを含む。しかし、本明細書中に開示されるTNFr/OPG様ポリペプチド誘導体は、非誘導体化分子と比較した場合、さらなる活性、増強または減少した生物学的活性、または他の特性(例えば、増加または減少した半減期)を有し得る。
【0178】
(マイクロアレイ)
DNAマイクロアレイ技術が、本発明に従って利用され得ることは明らかである。DNAマイクロアレイは、固体支持体(例えば、ガラス)上に配置された、核酸の微小の高密度アレイである。このアレイ内の各セルまたはエレメントは、単一種のDNAの多くのコピーを有し、このDNAは、その同族のmRNAに対するハイブリダイゼーションのための標的として作用する。DNAマイクロアレイ技術を使用する発現プロファイリングにおいて、最初に、mRNAが、細胞または組織サンプルから抽出され、次いで、蛍光標識されたcDNAに酵素的に変換される。この材料を、マイクロアレイにハイブリダイズさせ、そして未結合cDNAを洗浄により除去する。次いで、アレイ上に提示される別々の遺伝子の発現を、各標的DNAに特異的に結合された標識cDNAの量を定量することによって可視化する。このようにして、数千の遺伝子の発現を、生物学的材料の単一のサンプルから、高スループットの並行様式で定量し得る。
【0179】
この高スループット発現プロファイリングは、本発明のTNFr/OPG様分子に関する広範な適用を有する。これらの適用としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:治療用標的としてのTNFr/OPG様疾患関連遺伝子の同定および確証;TNFr/OPG様分子およびそのインヒビターの分子毒性研究;集団の層別化および臨床試験用の代理マーカーの作製;ならびに高スループットスクリーニング(HTS)における選択的な化合物の同定を補助することによるTNFr/OPG様関連小分子薬物発見の増大。
【0180】
(選択的結合アッセイ)
本明細書中で用いられる場合、用語「選択的結合因子」は、1以上のTNFr/OPG様ポリペプチドに対して特異性を有する分子を言及する。適切な選択的結合因子としては、抗体およびその誘導体、ポリペプチド、ならびに小分子が挙げられるが、これらに限定されない。適切な選択的結合因子は、当該分野で公知の方法を使用して調製され得る。本発明の例示的なTNFR/OPG様ポリペプチド選択的結合因子は、TNFR/OPG様ポリペプチドの特定の部分を結合し得、これにより、ポリペプチドのTNFr/OPG様レセプターへの結合を阻害する。
【0181】
TNFr/OPG様ポリペプチドと結合する抗体および抗体フラグメントのような選択的結合因子は、本発明の範囲内である。この抗体は、単一特異的なポリクローナルを含むポリクローナル;モノクローナル(MAb);組換え;キメラ;ヒト化(例えば、CDRグラフト化);ヒト;単鎖;および/または二特異的;ならびにフラグメント;改変体;またはそれらの誘導体であり得る。抗体フラグメントとしては、TNFR/OPG様ポリペプチド上のエピトープに結合する抗体のこれらの一部を含む。このようなフラグメントの例としては、全長抗体の酵素学的切断によって産生されたFabおよびF(ab’)フラグメントが挙げられる。他の結合フラグメントとしては、組換えDNA技術(例えば、抗体可変領域をコードする核酸配列を含む、組換えプラスミドの発現)によって産生されたフラグメントが挙げられる。
【0182】
TNFr/OPG様ポリペプチドに特異的なポリクローナル抗体は、一般に、TNFR/OPG様ポリペプチドおよびアジュバンドの複数回の皮下注射または腹腔内注射によって動物(例えば、ウサギまたはマウス)において産生される。TNFR/OPG様ポリペプチドをキャリアタンパク質に結合させることは、有用であり得、このタンパク質は、キーホールリンペットヘモシアニン、血清、アルブミン、ウシサイログロブリン、またはダイズトリプシンインヒビターのように、免疫化される種において免疫原性である。また、ミョウバンのような凝集剤は、免疫応答を増強させるために使用される。免疫化後、この動物は採血され、そして血清を、TNFr/OPG様ポリペプチド抗体タイターについてアッセイする。
【0183】
TNFr/OPG様ポリペプチドに特異的なモノクローナル抗体は、培地中の連続的細胞株によって抗体分子を産生するために提供される、任意の方法を使用して産生される。モノクローナル抗体を調製するために適切な方法の例は、Kohlerら、1975、Nature 256:495−97のハイブリドーマ法、およびヒトB細胞ハイブリドーマ法(Kozbor、1984、J.Immunol.133:3001;Brodeurら、Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications 51−63(Marcel Dekker,Inc.,1987))が挙げられる。TNFr/OPG様ポリペプチドと反応する、モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞株がまた、本発明によって提供される。
【0184】
本発明のモノクローナル抗体は、治療剤として使用するために、改変され得る。1実施形態は、「キメラ」抗体であり、この重鎖(H)および/または軽鎖(L)の一部が、特定の種から誘導されるか、または特定の抗体のクラスもしくはサブクラスの属する抗体中の対応する配列と同一であるか、または相同性である一方で、この鎖の残りは、別の種から誘導されるか、または特定の抗体のクラスもしくはサブクラスに属する抗体中の対応する配列と同一であるか、または相同性である。抗体のフラグメントが所望の生物学的活性を示す限り、これらの抗体のフラグメントも含まれる。米国特許第4,816,567号;Morrisonら、1985、Proc.Natl.Acad.Sci.81:6851−55を参照のこと。
【0185】
別の実施形態において、本発明のモノクローナル抗体は、「ヒト化」抗体である。非ヒト抗体をヒト化するための方法は、当該分野で周知である。米国特許第5,585,089号および5,693,762号を参照のこと。一般に、ヒト化した抗体は、非ヒトである供給源から導入された1以上のアミノ酸残基有する。ヒト化は、例えば、当該分野(Jonesら、1986、Nature321:522−25;Riechmannら、1998、Nature 332:323−27;Verhoeyenら、1988、Science239:1534−36)で記載される方法を使用して、鋸状相補的決定領域(CDR)の少なくとも一部をヒトの抗体の対応する領域と置換することによって、実施される。
【0186】
TNFr/OPG様ポリペプチドと結合するヒト抗体がまた、本発明によって包含される。内因性の免疫グロブリンの産物の非存在下で、ヒト抗体のレパートリーを産生し得る、トランスジェニック動物(例えば、マウス)を使用して、このような抗体は、TNFr/OPG様ポリペプチド抗原(すなわち、少なくとも6個の連続アミノ酸を有する)を用いて免疫化することによって産生され、必要に応じて、キャリアに結合される。例えば、Jakobovitsら,1993,Proc.Natl.Acad Sci.90:2551−55;Jakobovitsら,1993,Nature 362:255−58;Bruggermannら,1993,Year in Immuno.7:33を参照のこと。1つの方法において、このようなトランスジェニック動物は、本明細書中の重鎖および軽鎖免疫グロブリンをコードする内因性遺伝子座を無能にし、そしてヒトの重鎖および軽鎖タンパク質をそのゲノムに挿入することによって産生される。次いで、部分的に改変された動物(この動物は、改変体の完全相補体未満を有する)は、所望の免疫系の改変体の全てを得るためにクロスブレッドされる。免疫原が投与される場合、これらのトランスジェニック動物が、ヒト(例えば、マウスではない)アミノ酸配列(このアミノ酸配列は、これらの抗原に対して免疫特異性である改変領域を含む)を有する抗体を産生する。例えば、PCT出願番号PCT/US96/05928およびPCT/US93/06926を参照のこと。さらなる方法は、米国特許第5,545,807、PCT出願番号PCT/US91/245およびPCT/GB89/01207、ならびに欧州特許第546073B1および同第546073A1に記載される。
【0187】
ヒト抗体はまた、宿主細胞中の組換えDNAの発現または本明細書中に記載されるようなハイブリドーマ細胞中での発現によって産生され得る。
【0188】
代替の実施形態において、ヒト抗体はまた、ファージディスプレイライブラリから産生され得る(Hoogenboomら,1991,J.Mol.Bio.227:381;Marksら,1991,J.Mol.Biol.222:581)。これらにより、糸状のバクテリオファージの表面上の抗体レパートリーのディスプレイを介した模倣免疫選択、および選択した抗原への結合によるファージの続く選択を処理する。1つのこのような技術は、PCT出願番号PCT/US98/17364に記載されており、これには、このようなアプローチを使用して、MPL−およびmsk−レポーターについて、高い親和性および機能的なアンタゴニスト抗体の単離が記載される。
【0189】
キメラ、CDRグラフト化抗体、およびヒト化抗体は、代表的に組換え方法によって産生される。抗体をコードする核酸は、宿主細胞中に導入され、そして本明細書中に記載される物質および手順を使用して発現される。好ましい実施形態において、この抗体は、哺乳動物宿主細胞(例えば、CHO細胞)中で処理される。モノクローナル(例えば、ヒト)抗体は、本明細書中に記載されるように、宿主細胞中での組換えDNAの発現またはハイブリドーマ細胞中での発現によって産生され得る。
【0190】
本発明の抗−TNFr/OPG様ポリペプチド抗体は、TNFr/OPG様ポリペプチドの検出および定量のために、任意の公知のアッセイ方法(例えば、競合結合アッセイ、直接的および間接的サンドイッチアッセイ、および免疫沈降アッセイ)において使用され得る(Sola,Monoclonal Antibodies:A Manual of Techniques 147−158(CRC Press,Inc.,1987))。この抗体は、使用されるアッセイ方法に対して、適切である親和性でTNFr/OPG様ポリペプチドと結合する。
【0191】
診断適用のために、特定の実施形態において、抗−TNFr/OPG様ポリペプチド抗体は、検出可能な部分で標識され得る。この検出可能な部分は、直接的または間接的のいずれかで、検出可能なシグナルを産生し得る任意の部分であり得る。例えば、検出可能な部分は、放射性同位体(例えば、H、14C、32P、35S、125I、99Tc、111In、または67Ga);蛍光化合物または化学的蛍光化合物(フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、もしくはルシフェリン)、または酵素(アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、もしくはホースラディシュペルオキシダーゼ)であり得る(Bayerら,1990,Meth.Enz.184:138−63)。
【0192】
競合結合アッセイは、標識した標準(例えば、TNFr/OPG様ポリペプチド、またはその免疫学的に活性な部分)の能力に依存し、限定された量の抗−TNFr/OPG様ポリペプチド抗体との結合に関して、試験サンプル検体(TNFr/OPG様ポリペプチドペプチド)と競合する。試験サンプル中のTNFr/OPG様ポリペプチドの量は、抗体と結合する標準の量と反比例する。結合する標準の量を決定するのを容易にするために、この抗体は、競合前または後に、代表的に免疫化され、この抗体と結合する標準および検体は、結合しないままの標準および検体から好都合に分離され得る。
【0193】
サンドイッチアッセイは、2つの抗体の使用に代表的に関連し、各々は、決定および/または定量されるべきタンパク質の異なる免疫部分またはエピトープに結合し得る。サンドイッチアッセイにおいて、この試験サンプル検体は、固体支持体上に免疫化される第1抗体によって代表的に結合され、その後、第2抗体が、この検体に結合され、可溶の3部の複合体を形成する。例えば、米国特許第4,376,110を参照のこと。第2抗体自体は、検出可能な部分で標識されるか(直接的なサンドイッチアッセイ)、または検出可能な部分で標識される抗−免疫グロブリン抗体を使用して測定され得る。例えば、サンドイッチアセイの1つの型は、酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)(この場合、検出可能な部分は、酵素である)である。
【0194】
TNFr/OPG様抗体を含む、本発明の選択的結合因子は、治療剤として使用され得る。これらの治療剤は、一般に、アゴニストまたはアンタゴニストであり、これらは、少なくとも1つのTNFr/OPG様ポリペプチドの生物学的活性を、それぞれ増強または減少させるかのいずれかである。1実施形態中で、本発明のアンタゴニスト抗体は、TNFr/OPG様ポリペプチドに特異的に結合し得、そしてインビボまたはインビトロでTNFr/OPG様ポリペプチドの機能活性を阻害または排除し得る、TNFr/OPG様ポリペプチドと特異的に結合し得る抗体またはその結合フラグメントである。好ましい実施形態において、選択的結合因子(例えば、アンタゴニスト抗体)は、少なくとも約50%、および好ましくは、少なくとも約80%によって、TNFr/OPG様ポリペプチドの機能活性を阻害する。別の実施形態において、選択的結合アッセイは、TNFr/OPG様ポリペプチド結合パートナー(リガンドまたはレセプター)と相互作用し得る抗−TNFr/OPG様ポリペプチドであり、これにより、インビトロまたはインビボにおいてTNFr/OPG様ポリペプチド活性を阻害または排除する。アゴニストおよびアンタゴニスト抗体−TNFr/OPG様ポリペプチド抗体を含む、選択的結合因子は、当該分野で周知であるスクリーニングアッセイによって同定される。
【0195】
本発明の抗TNFr/OPG様抗体はまた、インビボでの画像化に有用である。検出可能な部分で標識された抗体は、動物、好ましくは血流に投与され得、そして祝手中の標識された抗体の存在および位置は、アッセイされる。抗体は、核磁気共鳴、放射線医学、または当該分野において公知の他の検出手段によってか否かで動物中において検出可能な部分のいずれかで標識され得る。
【0196】
本発明はまた、生物学的サンプル中のTNFr/OPG様選択可能な結合因子(例えば、抗体)およびTNFr/OPG様ポリペプチドのレベルを検出するために有用な他の試薬を含むキットに関する。このような試薬は、二次的活性、検出可能な標識、ブロッキング血清、ポジティブコントロールサンプルおよびネガティブコントロールサンプル、ならびに検出試薬を含み得る。
【0197】
代表的には、本明細書中に列挙されるTNFr/OPG様レセプターは、TNFr/OPG様シグナル伝達経路の新規アゴニストおよびアンタゴニストを同定または開発するために有用である。このようなアゴニストおよびアンタゴニストは、可溶性TNFr/OPG様レセプター、抗TNFr/OPG様レセプター抗体、小分子、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドを含み得、そしてこれらはまた、本明細書中に記載される1つ以上の疾患/障害を処置するために有用であり得る。
【0198】
(さらなるアゴニスト分子およびアンタゴニスト分子)
本明細書中に規定されるように、アゴニスト分子またはアンタゴニスト分子は、TNFr/OPG様ポリペプチドの少なくとも1つの生物学的活性をそれぞれ増強するかまたは減少するかのいずれかである。アンタゴニストは、TNFr/OPG様レセプター自身および/またはTNFr/OPG様結合パートナー(例えば、リガンドまたはレセプター)と相互作用し得、これにより、インビトロまたはインビボでTNFr/OPG様ポリペプチド活性を阻害または除去する。アゴニストは、TNFr/OPG様分子に特異的に結合し得、かつレセプターを活性化するそのネイティブなリガンドのように機能し得る分子である。アゴニストはまた、TNFr/OPG様結合パートナー(例えば、リガンド)と相互作用して、TNFr/OPG様ポリペプチドに対するその結合を増強し得、それにより、TNFr/OPG様分子の生物学的活性を増強し得る。本明細書中に記載されるアゴニストおよびアンタゴニストが選択可能な結合因子に限定されないことは、明白である。選択可能な結合因子に加えて、他の適切なアゴニスト分子およびアンタゴニスト分子としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:可溶性TNFr/OPG様ポリペプチド、小分子、およびアンチセンスオリゴヌクレオチド。これらのいずれもが、本明細書中に記載されるものを含む1つ以上の疾患または障害を処置するために有用であり得る。
【0199】
TNFr/OPG様ポリペプチドは、「発現クローニング」戦略に使用するTNFr/OPG様リガンドをクローニングするために使用され得る。放射性標識された(125−ヨウ素)TNFr/OPG様ポリペプチドまたは「アフィニティ/活性タグ化」TNFr/OPG様ポリペプチド(例えば、Fc融合またはアルカリホスファターゼ融合)は、TNFr/OPG様リガンドを発現する細胞型、細胞株または組織を同定するための結合アッセイにおいて使用され得る。次いで、このような細胞または組織から単離されたRNAは、cDNAに変換され得、哺乳動物発現ベクターにクローニングされ得、そして哺乳動物細胞(例えば、COSまたは293)にトランスフェクトされて発現ライブラリーを作製し得る。次いで、放射標識されたかまたはタグ化されたTNFr/OPG様ポリペプチドを、アフィニティ試薬に使用してTNFr/OPG様リガンドを発現するこのライブラリーにおいて細胞のサブセットを同定および単離し得る。次いで、DNAは、これらの細胞から単離され得、そして哺乳動物細胞にトランスフェクトされて二次的発現ライブラリーを作製され、このライブラリーにおけるTNFr/OPG様リガンドを発現する細胞の画分はもともとのライブラリーにおけるものよりも数倍高い。この濃縮プロセスは、TNFr/OPG様リガンドを含む単一の組換えクローンが単離されるまで、反復され得る。TNFr/OPG様リガンドの単離は、TNFr/OPG様シグナル伝達経路の新規アゴニストおよびアンタゴニストを同定および開発するために有用である。このようなアゴニストおよびアンタゴニストは、TNFr/OPG様リガンド、抗TNFr/OPG様リガンド抗体、小分子またはアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む。
【0200】
(遺伝子操作された非ヒト動物)
非ヒト動物(例えば、マウス、ラット、もしくは他のげっ歯類、ウサギ、ヤギ、またはヒツジ、あるいは、他の家畜動物)は、本明細書の範囲にさらに含まれる。これらの動物において、ネイティブなTNFr/OPG様ポリペプチドをコードする遺伝子は、破壊されている(「ノックアウトされている」)ので、これらの遺伝子の発現レベルは、顕著に減少しているかまたは完全に除外されている。このような動物は、例えば、米国特許第5,557,032号に記載されるような技術および方法を使用して調製され得る。
【0201】
本発明はさらに、非ヒト動物(例えば、マウス、ラット、もしくは他のげっ歯類、ウサギ、ヤギ、またはヒツジ、あるいは、他の家畜動物)を含み、これらの動物において、これらの動物に対してネイティブな形態のTNFr/OPG様ポリペプチド遺伝子または異種性TNFr/OPG様ポリペプチド遺伝子は、これらの動物によって過剰発現され、これにより、「トランスジェニック」動物が作製される。このようなトランスジェニック動物は、米国特許第5,489,743号およびPCT出願番号WO94/28122に記載されるような周知の方法を使用して調製され得る。
【0202】
本発明はさらに、非ヒト動物を含み、これらの動物において、本発明の1つ以上のTNFr/OPG様ポリペプチドについてのプロモーターは、活性化されるかまたは不活性化されるかのいずれか(例えば、異種性組換え法を使用することによって)であり、1つ以上のネイティブなTNFr/OPG様ポリペプチドの発現レベルを変更する。
【0203】
これらの非ヒト動物は、薬物候補スクリーニングに有用であり得る。このようなスクリーニングにおいて、動物における薬物候補の影響は、測定され得る。例えば、薬物候補は、TNFr/OPG様ポリペプチド遺伝子の発現を減少または増加し得る。特定の実施形態において、産生されるTNFr/OPG様ポリペプチド、またはそのフラグメントの量は、動物をその薬物候補に暴露した後に測定され得る。さらに、特定の実施形態において、動物に対する薬物候補の実際に影響を検出し得る。例えば、特定の遺伝子の過剰発現は、疾患または病理学的状態を生じ得るかまたは疾患または病理学的状態に関し得る。このような場合において、このような代謝産物の産生を減少するための薬物候補の能力、または病理学的状態を予防または阻害するための能力を試験し得る。
【0204】
(TNFr/OPG様ポリペプチド活性の他の調節因子についてのアッセイ) いくつかの状況において、TNFr/OPG様ポリペプチドの活性の調節因子(すなわち、アゴニストまたはアンタゴニスト)である分子を同定することが所望され得る。TNFr/OPG様ポリペプチドを調節する天然の分子または合成分子は、本明細書中に記載されるもののような1つ以上のスクリーニングアッセイを使用して同定され得る。このような分子は、エキソビボ様式でか、またはインビボ様式でか、あるいは経口投与、移植デバイスなどによってのいずれかで投与され得る。
「試験分子」は、TNFr/OPG様ポリペプチドの活性を調節(すなわち、増加または減少)する能力についての評価下である分子をいう。最も一般的には、試験分子は、TNFr/OPG様ポリペプチドと直接相互作用する。しかし、試験分子はまたTNFr/OPG様ポリペプチド活性を例えば、TNFr/OPG様遺伝子発現を影響することによってかまたはTNFr/OPG様結合パートナー(例えば、レセプターまたはリガンド)に結合することによって、間接的に調節し得ることが意図される。1つの実施形態において、試験分子は、少なくとも約10−6M、好ましくは約10−8M、もっとも好ましくは約10−9M、そしてさらにもっとも好ましくは約10−10Mの親和性定数でTNFr/OPG様ポリペプチドに結合する。
【0205】
TNFr/OPG様ポリペプチドと相互作用する化合物を同定するための方法は、本発明によって包含される。特定の実施形態において、試験分子のTNFr/OPG様ポリペプチドとの相互作用を可能にする条件下で、TNFr/OPG様ポリペプチドは、試験分子とインキュベートされ、そして相互作用の量は測定され得る。試験分子は、実質的に精製された形態または粗製混合物においてスクリーニングされ得る。試験分子は、核酸分子、タンパク質、ペプチド、炭水化物、脂質、または低分子量有機体化合物もしくは無機体化合物であり得る。一旦、試験化合物のセットがTNFr/OPG様ポリペプチドと相互作用するとして同定されると、この分子はさらに、TNFr/OPG様ポリペプチド活性を増加または減少するその能力について評価され得る。
【0206】
試験分子のTNFr/OPG様ポリペプチドとの相互作用の測定は、いくつかの型(細胞ベースの結合アッセイ、膜結合アッセイ、溶液相アッセイおよび免疫アッセイを含む)において実施され得る。一般には、試験分子は、TNFr/OPG様ポリペプチドと特定の時間にわたってインキュベートされ、そして、TNFr/OPG様ポリペプチド活性は、生物学的活性を測定するための本明細書中に記載される1つ以上のアッセイによって決定される。
【0207】
試験分子のTNFr/OPG様ポリペプチドとの相互作用はまた、免疫アッセイにおいて、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体を使用して直接的にアッセイされ得る。あるいは、本明細書中に記載されるエピトープタグを含有するTNFr/OPG様ポリペプチドの改変形態は、溶液中および免疫アッセイにおいて使用され得る。
【0208】
特定の実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチドアゴニストまたはアンタゴニストは、TNFr/OPG様ポリペプチドと相互作用してその活性を調節するタンパク質、ポリペプチド、炭水化物、脂質、または低分子量分子であり得る。TNFr/OPG様ポリペプチドの潜在的タンパク質アンタゴニストは、このポリペプチドの活性領域と相互作用しそしてTNFr/OPG様分子の少なくとも1つの活性を阻害または除外する抗体を含む。TNFr/OPG様ポリペプチド発現を調節する分子は、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードする核酸に相補的な核酸、またはTNFr/OPG様ポリペプチドの発現を指向するかもしくは制御する核酸配列に相補的な核酸、そして発現のアンチセンス調節因子として作用する核酸を含む。
【0209】
結合パートナー(例えば、リガンド)との相互作用を介してTNFr/OPG様ポリペプチドが生物学的活性を示す事象において、種々のインビトロアッセイは、TNFr/OPG様ポリペプチドのその対応する結合パートナー(例えば、選択可能な結合因子またはリガンド)との結合を測定するために使用され得る。このようなアッセイは、TNFr/OPG様ポリペプチドのその結合パートナーとの結合の割合および/または程度を増加または減少するこれらの能力について試験分子をスクリーニングするために使用され得る。1つのアッセイにおいて、TNFr/OPG様ポリペプチドは、マイクロタイタープレートのウェルにおいて固定化される。次いで、放射標識されたTNFr/OPG様結合パートナー(例えば、ヨード化されたTNFr/OPG様結合パートナー)、および試験分子は、ウェルに一度にか連続的にかのいずれかで添加され得る。インキュベート後ウェルを、洗浄し、そして、TNFr/OPG様ポリペプチドに結合した結合パートナーの量を放射活性について決定するためにシンチレーションカウンターを使用して計数し得る。典型的には、これらの分子は、濃度の範囲を超えて試験され、そして、試験アッセイの1つ以上の要素を欠く一連のコントロールウェルは、これらの結果の評価における正確さについて使用され得る。本方法の代替は、ポリペプチドの「位置」を変換する工程(すなわち、マイクロタイタープレートにTNFr/OPG様結合パートナーを固定化する工程)、試験分子を放射標識されたTNFr/OPG様ポリペプチドとインキュベートする工程、ならびにTNFr/OPG様ポリペプチド結合の程度を決定する工程を包含する。例えば、Current Protocols in Molecular Biology,Ausubebelら編、第18章、John Wiley&Sons,New York,NY(1995)を参照のこと。
【0210】
放射標識の代替として、TNFr/OPG様ポリペプチドまたはその結合パートナーは、ビオチンと結合体化され得、次いで、ビオチン化タンパク質の存在は、酵素(例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)またはアルカリホスファターゼ(AP))に連結されたストレプトアビジンを使用して検出され得る。TNFr/OPG様ポリペプチドまたはTNFr/OPG様結合パートナーに対する抗体、およびビオチンに結合体化された抗体はまた使用され得、そしてAPまたはHRPと連結された酵素連結ストレプトアビジンとのインキュベート後に検出され得る。
【0211】
TNFr/OPG様ポリペプチドおよびTNFr/OPG様結合パートナーはまた、亜画ロースビーズ、アクリルビーズまたはこのような不活性な固相基質の他の型への接着によって固定化され得る。基質−タンパク質複合体は、相補的タンパク質および試験化合物を含む溶液に置き換えられ得る。インキュベート後、ビーズは、遠心分離によって沈殿され得、そしてTNFr/OPG様ポリペプチドとその結合パートナーとの間の結合の量は、本明細書中に記載される方法によって評価され得る。あるいは、基質−タンパク質複合体は、カラムに固定化され得、そして試験分子および相補的タンパク質は、このカラムを通過される。次いで、TNFr/OPG様ポリペプチドとその結合パートナーとの複合体の形成は、本明細書中に記載の技術のいずれか(すなわち、放射性標識、抗体結合など)を使用して評価され得る。
【0212】
TNFr/OPG様ポリペプチドとその結合パートナーとの複合体の形成を増加または減少する試験分子を同定するために有用な、別のインビトロアッセイは、例えば、BIAcoreアッセイシステム(Pharmacia,Piscataway,NJ)のような表面プラズモン共鳴検出器システムである。BIAcoreシステムは、製造業者のプロトコールを使用して実施され得る。このアッセイは、TNFr/OPG様ポリペプチドまたはTNFr/OPG様結合パートナーのいずれかの、検出器に位置するデキストランコートされたセンサーチップとの共有結合を実質的に含む。結合する相補的タンパク質の量は、センサーチップのデキストランコートされた側に物理的に結合する分子量における変化に基づいて評価され得、そして分子量における変化は、検出器システムによって測定され得る。
【0213】
いくつかの場合において、TNFr/OPG様タンパク質とTNFr/OPG様結合パートナーとの間の複合体の形成を増加または減少する能力について、2つ以上の試験化合物を一緒に評価することが所望され得る。これらの場合において、本明細書中に記載されるアッセイは、このようなさらなる試験化合物の添加(第一の試験化合物と同時にか、または第一の試験化合物に引き続いてかのいずれか)によって容易に改変され得る。このアッセイにおけるこの工程の残りは、本明細書中に記載される。
【0214】
本明細書中に記載されるもののようなインビトロアッセイは、TNFr/OPG様タンパク質およびTNFr/OPG様結合パートナーによる複合体形成に対する影響について、多数の化合物を有利にスクリーニングするために使用され得る。これらのアッセイは、ファージディスプレイライブラリー、合成ペプチドライブラリー、および化学合成ライブラリーにおいて作製される化合物をスクリーニングするために自動化され得る。
【0215】
TNFr/OPG様タンパク質とTNFr/OPG様結合パートナーとの間の複合体の形成を増加または減少する化合物はまた、TNFr/OPG様ポリペプチドまたはTNFr/OPG様結合パートナーのいずれかを発言する細胞および細胞株を使用する細胞培養においてスクリーニングされ得る。細胞および細胞株は、任意の哺乳動物よ取得され得るが、好ましくは、ヒトもしくは他の霊長類、イヌ、またはげっ歯類の供給源由来である。TNFr/OPG様ポリペプチドの、TNFr/OPG様結合パートナーを発現する細胞への結合は、例えば、TNFr/OPG様結合パートナーに対するビオチン化抗体を使用するフローサイトメトリーによって決定され得る。細胞培養アッセイはさらに、本明細書中に記載されるタンパク質結合アッセイにおいてポジティブにスコアリングされる化合物を評価するために有利に使用され得る。
【0216】
細胞培養物はまた、薬物候補の影響をスクリーニングするために使用され得る。例えば、薬物候補は、TNFr/OPG様ポリペプチド遺伝子の発現を減少または増加し得る。特定の実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチドまたは産生されるフラグメントの量は、細胞培養物を薬物候補に暴露した後に測定され得る。特定の実施形態において、細胞培養物に対する薬物候補の実際の影響を検出し得る。例えば、特定の遺伝子の過剰発現は、細胞培養物に対する特定の影響を有し得る。このような場合において、この遺伝子の発現を増加または減少する薬物候補の能力、または細胞培養物に対する特定の影響を予防または阻害する薬物候補の能力を試験し得る。他の例において、特定の代謝産物(例えば、ポリペプチドのフラグメント)の産生は、疾患または病理学的状態を生じ得るか、あるいは疾患または病理学的状態に関し得る。このような場合において、細胞培養物におけるこのような代謝産物の産生を減少する薬物候補の能力を試験し得る。
【0217】
酵母2ハイブリッド系(Chienら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、88:9578−9583,1991)は、TNFr/OPG様ポリペプチドに結合する新規ポリペプチド、またはTNFr/OPG様ポリペプチドと相互作用する新規ポリペプチドを同定するために使用され得る。例のように、酵母ツーハイブリッドベイト構築物は、ベクター(例えば、ClontechからのpAS2−1のような)中に作製され得る。このベクターは、TNFr/OPG様ポリペプチドに融合された酵母GAL4−DNA結合ドメインをコードする。このベイト構築物は、ヒトcDNAライブラリーをスクリーニングするために使用され得、ここで、このcDNAライブラリー配列は、GAL4活性化ドメインに融合される。ポジティブ相互作用は、 −Galのようなレポーター遺伝子の活性化を生じる。このスクリーニングから出現するポジティブクロ−ンは、相互作用タンパク質を同定するためにさらに特徴付けられ得る。
【0218】
(P38インヒビター)
細胞外刺激と細胞からのIL−1およびTNFの分泌との間の介在に対する新たな手段は、シグナル伝達経路に存在するキナーゼの阻害を介するシグナル伝達のブロッキングを含む。1つの例は、公知のセリン/スレオニンキナーゼ(Hanら、Biochimica Biophysica Acta,1265:224−227(1995)において報告されるクローン)であるP−38(「RK」または「SAPK−2」とも呼ばれる、Leeら、Nature,372:739(1994))の阻害を介する。P−38に対する競合結合アッセイにおける有効性について、直線的関係が示されている。そして同一のインヒビターは、LPS刺激に伴う単球からのIL−1分泌のレベルを減少する。単球のLPS刺激に伴って、TNF−aについてのメッセンジャーRNAのレベルは、100倍増加することが示されているが、TNF−aのタンパク質レベルは、10,000倍増加した。従って、TNFシグナル伝達のかなりの増幅は、翻訳レベルで生じる。P−38インヒビターの存在下での単球のLPS刺激に伴って、mRNAのレベルは、影響されないが、最終的なTNFタンパク質のレベルは、劇的に(P−38インヒビターの有効性に依存して80〜90%まで)減少される。従って、上記の実験は、P−38の阻害が減少された翻訳的有効性を導くという結論に対して強力な支持を与える。TNFが翻訳制御下であるというさらなる証拠は、Beutlerら、およびLeeの検出実験において見出される。ここで、3’非翻訳mRNA(3’UTR)のセグメントが除去されTNFについての高度な翻訳有効性を生じること。より重要なことに、TNF mRNAの適切なセグメントが欠失される場合、P−38インヒビターは、TNEのレベルに対して影響を与えない(すなわち、翻訳有効性)。従って、P−38に対するインヒビター、およびP−38インヒビターのTNFとIL−1との両方の翻訳有効性に対する効果に関する上記の生物学的証拠とのLPS刺激に伴う、P−38に対するインヒビターの結合レベルと減少されたIL−1およびTNFのレベルとの間の相関的データは、強力な原因を起こし、そして関係をもたらす。P−38の細胞における役割は、なお叙述されている;従って、炎症性疾患またはその阻害から得られた他の疾患状態に関する他の有利な効果は、やがて現れるかもしれない。
【0219】
高められたレベルのTNFおよび/またはIL−1は、徴候、因果関係、または多くの疾患状態(以下が挙げられるがこれらに限定されない)の悪化に貢献し得る:リウマチ様動脈炎;変形性関節症;リウマチ様脊椎炎;痛風性関節炎;炎症性腸疾患;成人性呼吸窮迫症候群(ARDS);乾癬;クローン病;アレルギー性鼻炎;潰瘍性大腸炎;アナフィラキシー;接触皮膚炎;喘息;TNF阻害に感受性のウイルス(HIV−1、HIV−2、HIV−3、サイトメガロウイルス(CMV)、インフルエンザ、アデノウイルス、およびHSV−1、HSV−2を含むヘルペスウイルス、ならびに帯状ヘルペス)を含む抗ウイルス性治療;悪液質;ライター症候群;II型糖尿病;骨吸収疾患;移植片対宿主反応;虚血再灌流障害;粥状硬化症;脳外傷;アルツハイマー症;複数の硬化症;大脳マラリア;敗血症;敗血症性ショック;毒性ショック症候群;感染に起因する高熱およびマラリア(mylagias)。
【0220】
置換イミダゾール、ピロール、ピリジン、ピリミジンなどの化合物は、プロ炎症性サイトカイン(例えば、IL−1、IL−6、IL−8およびTNF)の阻害によってサイトカイン媒介疾患を処置する際の使用について記載されている。サイトカイン媒介疾患の処置における使用のための置換イミダゾールは、米国特許第5,593,992号;WO93/14081;WO97/18626;WO96/21452;WO96/21654;WO96/40143;WO97/05878;WO97/05878(これらの各々は、その全体が本明細書中に参考として援用される)に記載されている。炎症の処置における使用についての置換イミダゾールは、米国特許第3,929,807号(その全体が本明細書中に参考として援用される)に記載されている。サイトカイン媒介性疾患の処置における使用についての置換ピロール化合物は、WO97/05877;WO97/05878;WO97/16426;WO97/16441;およびWO97/16442(これらの各々は、その全体が本明細書中に参考として援用される)に記載されている。サイトカイン媒介性疾患の処置における使用についてのピロールに融合された置換アリールおよびヘテロアリールの化合物は、WO98/22457(その全体が本明細書中に参考として援用される)に記載されている。サイトカイン媒介性疾患の処置における使用についての置換ピリジン、ピリミジン、ピリミジノンおよびピリダジンの化合物は、WO98/24780;WO98/24782;WO99/24404;およびWO99/32448(これらの各々は、その全体が本明細書中に参考として援用される)に記載されている。
【0221】
(内部移行(internalize)タンパク質)
tatタンパク質配列(HIV由来)は、細胞にタンパク質を内部移行するために使用され得る。例えば、Falwellら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、91:664−668(1994)を参照のこと。例えば、HIV tatタンパク質の11アミノ酸配列(YGRKKRRQRRR:配列番号21)(「タンパク質伝達ドメイン」、またはTAT PDTを呼ばれる)は、細胞の細胞膜および核膜を横切る送達を媒介するとして記載されている。Schwarzeら、Science,285:1569−1572(1999);およびNagaharaら、Nature Medicine,4:1449−1452(1998)を参照のこと。これらの手順において、蛍光−蛍光−活性化細胞ソーティング(FACS)分析によって観察されるような細胞に結合するFITC−構築物(FITC−GGGGYGRKKRRQRRR;配列番号22)は、調製され、そしてこれらの構築物は、静脈投与後に組織を貫く。次に、tat−bgal融合タンパク質が構築される。この構築物で処理された細胞は、b−gal活性を示した。注入に続いて、多くの組織(肝臓、腎臓、肺、心臓、および脳組織を含む)は、これらの手順を使用して発現を示すことが見出された。これらの構築は、細胞への侵入のためにある程度のアンフォールディングを受け;細胞への侵入後にリフォールディングが必要とされ得ることが信じられている。
【0222】
従って、tatタンパク質配列が所望のタンパク質またはポリペプチドの細胞内へ内部移行するために使用され得ることは明白である。例えば、tatタンパク質配列を使用して、TNFr/OPG様アンタゴニスト(例えば、抗TNFr/OPG様選択可能な結合因子、小分子、可溶性レセプター、またはアンチセンスオリゴヌクレオチド)は、細胞内へ投与されてTNFr/OPG様分子の活性を阻害し得る。本明細書中で使用される場合、用語「TNFr/OPG様分子」は、本明細書中で規定されるようなTNFr/OPG様核酸分子およびTNFr/OPG様ポリペプチドの両方をいう。所望の場合、TNFr/OPG様タンパク質自身はまた、これらの手順を使用して細胞内部に投与され得る。Strauss,E.、「Introducing Proteins Into the Body‘s Cells」、Science,285:1466−1467(1999)をまた参照のこと。
【0223】
(TNFr/OPG様ポリペプチドを使用する細胞供給源同定)
本発明の特定の実施形態に従って、TNFr/OPG様ポリペプチドに結合する特定の細胞型の供給源を決定し得ることは有用であり得る。例えば、適切な治療を選択する目的として疾患または病理学的状態の期限を決定することは、有用であり得る。他の実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチドに対して特異的である抗体を作製するために、TNFr/OPG様ポリペプチドを使用し得る。
【0224】
(治療的使用)
骨組織は、身体の支持を提供し、そして鉱物(主にカルシウムおよびリン)、コラーゲンマトリックスおよび非コラーゲンタンパク質、ならびに細胞からなる。骨に見出される3つの型の細胞(骨細胞、骨芽細胞、および破骨細胞)は、骨が断続的に形成されかつ吸収されることによる劇的なプロセスに関する。骨芽細胞は、骨組織の形成を誘導する一方、破骨細胞は、吸収に関する。骨マトリックスおよび鉱物の吸収、または分解は、骨形成に比べて速くかつ効率的なプロセスであり、そして多量の鉱物を骨から放出する。破骨細胞は、骨格組織の正常な再モデル化の調節、およびホルモンによって誘導される吸収に関する。例えば、吸収は、細胞外液におけるカルシウムイオンの濃度の減少に応じた副甲状腺ホルモンの分泌によって刺激される。対照的に、吸収の阻害は、カルシトニンの主要な機能である。さらに、ビタミンDの代謝物は、副甲状腺ホルモンおよびカルシトニンに対する骨の応答性を変更する。
【0225】
骨格の成熟に伴って、骨格における骨量は、骨形成および骨吸収のバランス(またはアンバランス)を反映する。ピーク骨量は、40歳になる前の骨格成熟後に生じる。40歳と50歳との間に、この均衡はシフトし、そして骨吸収は、優位になる。年齢とともに進行する骨量の誘因可能な減少は、男性よりも女性において早く開始し、そしていくつかの女性において(主に、CaucasianおよびAsianの家系)、閉経後に顕著に加速される。
【0226】
骨減少症は、骨量の平均レベル以下への任意の減少に一般に関する状態である。このような状態は、骨合成の割合における減少、または骨崩壊の割合における増加、あるいはこれらの両方より生じ得る。最も一般的な形態の骨減少症は、主に骨粗しょう症である。これは、閉経後の骨粗しょう症および老衰性骨粗しょう症の場合にもいう。この形態の骨粗しょう症は、年齢に伴う一連の骨の一般的な消失であり、そして通常は骨形成の正常な割合を有する骨吸収における増加の結果である。米国における全ての白人女性の約25〜30%は、徴候的骨粗しょう症を発達する。直接の関係は、骨粗しょう症と、45歳以上の女性における尻、大腿部、頸部、および転子間骨折(inter−trochanteric fracture)の発生率との間に存在する。老齢の男性は、50歳と70歳との間の年齢で徴候的骨粗しょう症を発達するが、この疾患は主に女性に影響する。
【0227】
閉経後の骨粗しょう症および老衰性骨粗しょう症の原因は、未知である。この状態に寄与し得るいくつかの因子が同定されている。これらは、年齢に伴うホルモンレベルの変更、ならびにカルシウムおよび他の鉱物の減少した腸内吸収に寄与する不十分なカルシウム消費を含む。処置は、通常、このプロセスを妨害するように試みるホルモン治療または飲食物補充剤を含んだ。しかし、現在では、骨消失についての効果的な処置は、存在しない。
【0228】
本発明は、治療有効量のTNFr/OPG様ポリペプチドを用いて本明細書中に記載される疾患および障害を処置、予防または診断する方法を提供する。例として、この疾患または障害は、正味の骨損失(例えば、骨減少症または骨溶解)によって特徴付けられる任意の疾患または障害であり得る。TNFr/OPG様ポリペプチドを用いて、例えば、骨吸収速度を抑制し得る。従って、正常レベルよりも低い骨形成を補償するために、処置を行って骨吸収速度を低減し得る(ここで、吸収速度は、正常よりも上である)かまたは骨吸収を正常レベル未満まで低減し得る。
【0229】
TNFr/OPG様ポリペプチドで処置し得る状態としては、以下が挙げられる:
・骨粗鬆症(例えば、原発性骨粗鬆症、内分泌性骨粗鬆症(甲状腺機能亢進、上皮小体機能亢進(hyperparathryoidism)、クッシング症候群および末端肥大症)、遺伝性および先天性の形態の骨粗鬆症(骨形成不全、ホモシスチン尿症、メンク症候群(Menkes’ syndrome)およびライリー−デイ症候群)ならびに四肢の固定に起因する骨粗鬆症)。
【0230】
・成人および若年における骨のパジェット病(変形性骨炎);
・骨の損失をもたらす、骨髄炎、すなわち骨における感染性損傷;
・固形腫瘍(胸部、肺および腎臓)および血液の悪性疾患(多発性骨髄腫、リンパ腫および白血病)から生じる高カルシウム血症、特発性高カルシウム血症ならびに甲状腺機能亢進および腎臓機能障害に関連した高カルシウム血症;
・ステロイド投与によって誘発され、そして小腸および大腸の障害ならびに慢性の肝臓疾患および腎臓疾患と関連する、手術後の骨減少症;
・ゴシェ病、鎌状赤血球貧血、全身性エリテマトーデス、慢性関節リウマチ、歯周疾患、骨溶解性転移および他の状態に関連した外傷性の損傷または非外傷性壊死に関連した骨壊死(すなわち、骨細胞死)。
【0231】
望ましくないレベルの1以上のTNF、OPG、IL−1および/または本発明のTNFr/OPG様ポリペプチド自体に関連した他の疾患は、本発明の範囲に包含される。望ましくないレベルとしては、過剰および/または正常未満のレベルのTNF、OPG、IL−1および/または本明細書中に記載される本発明のTNFr/OPG様ポリペプチドが挙げられる。
【0232】
TNFr/OPG様ポリペプチドが単独でまたは骨障害の処置のための他の因子と共に用いられ得ることが理解される。1つの実施形態では、TNFr/OPG様ポリペプチドは、骨形成を刺激するかまたは骨破壊を減少させる1以上の治療有効量の因子と共に用いられる。このような因子としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:BMP−1〜BMP−12と命名されている骨形態形成因子(bone morphogenic factor:BMP);トランスフォーミング増殖因子−β(TGF−β)およびTGF−βファミリーのメンバー;インターロイキン−1(IL−1)インヒビター;TNF−αインヒビター;副甲状腺ホルモンおよびそれらのアナログ、上皮小体関連タンパク質およびそれらのアナログ;Eシリーズのプロスタグランジン;ビスホスホネート(例えば、アレンドロネート(alendronate)など);骨強化ミネラル(例えば、フッ化物およびカルシウム);非ステロイド抗炎症薬物(NSAID)(COX−2インヒビター(例えば、CelebrexTMおよびVioxxTM)を含む);免疫抑制剤(例えば、メトトレキサートまたはレフルノミド);セリンプロテアーゼインヒビター(例えば、分泌型白血球プロテアーゼインヒビター(SLPI);IL−6インヒビター(例えば、IL−6に対する抗体)、IL−8インヒビター(例えば、IL−8に対する抗体);IL−18インヒビター(例えば、IL−18結合タンパク質またはIL−18抗体);インターロイキン−1変換酵素(ICE)調節因子;線維芽細胞増殖因子FGF−1〜FGF−10およびFGF調節因子;PAFアンタゴニスト;ケラチノサイト増殖因子(KGF)、KGF関連分子またはKGF調節因子;マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)調節因子;一酸化窒素シンターゼ(NOS)調節因子(誘導性NOSの調節因子を含む);グルココルチコイドレセプターの調節因子;グルタミン酸レセプターの調節因子;リポ多糖(LPS)レベルの調節因子;ならびにノルアドレナリンならびにその調節因子および模倣物。
【0233】
本発明に従って処置され得る急性および慢性の疾患の非限定的列挙は、以下を包含するがこれらに限定されない:悪液質/食欲不振;癌(例えば、白血病);慢性疲労症候群;冠状動脈の状態および適応症(鬱血性心不全、冠状動脈再狭窄、心筋梗塞および冠状動脈バイパス移植片を含む);鬱病;糖尿病(例えば、若年発症1型糖尿病および真性糖尿病);子宮内膜症、子宮内膜炎および関連した状態;線維筋痛または痛覚脱失;対宿主性移植片病;痛覚過敏;炎症性腸疾患(クローン病およびClostridium difficile関連下痢を含む);虚血(大脳虚血(外傷、癲癇、出血または発作(これらの各々は、神経変性をもたらし得る)の結果としての脳損傷を含む);肺の疾患(例えば、成人呼吸窮迫症候群、喘息および肺線維症);多発性硬化症;神経炎症疾患;眼の疾患および状態(角膜移植、眼の変性およびブドウ膜炎を含む);疼痛(癌関連疼痛を含む);膵炎;歯周病;前立腺炎(細菌性または非細菌性)および関連した状態;乾癬および関連した状態;肺線維症;再灌流障害;リウマチ病(例えば、慢性関節リウマチ、変形性関節症、若年性(リウマチ様)関節炎、血清陰性多発性関節炎、剛直性脊椎炎、ライター症候群および反応性関節炎、スティル病、乾癬性関節炎、腸疾患に基づく関節炎、多発性筋炎、皮膚筋炎、強皮症、全身性硬化症、弁膜炎(例えば、川崎病)、脳脈管炎、ライム病、ブドウ球菌誘発性(「敗血症性」)関節炎、シェーグレン症候群、リウマチ熱、多発性軟骨炎およびリウマチ性多発性筋痛および巨細胞性動脈炎);敗血症性ショック;放射線治療からの副作用;全身性エリテマトーデス;一時性顎関節疾患;甲状腺炎;組織移植または挫傷、捻挫、軟骨損傷、外傷、整形外科手術、感染(例えば、HIV、Clostridium difficileおよび関連種)もしくは他の疾患プロセスから生じる炎症状態。
【0234】
本発明によって意図されるように、TNFr/OPG様ポリペプチドは、他の治療と共に、そしてまた処置される適応症に適切な他の薬学的因子と共に投与され得る。TNFr/OPG様ポリペプチドおよび1以上のさらなる治療または薬学的因子のいずれかは、別々に、連続してまたは同時に投与され得る。
【0235】
特定の実施形態では、本発明は、TNF応答性疾患の処置のための1以上のインターロイキン−1インヒビターのうちのいずれかと組合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。インターロイキン−1インヒビターのクラスとしては、以下が挙げられる:本明細書中に記載されるような、インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1に対する細胞レセプターの活性化を特異的に妨げ得る任意の化合物)(例えば、IL−1ra);抗IL−1レセプターモノクローナル抗体(例えば、EP 623674(その開示は本明細書中に参考として援用される));IL−1結合タンパク質(例えば、可溶性IL−1レセプター(例えば、米国特許第5,492,888号、同第5,488,032号、同第5,464,937号、同第5,319,071号および同第5,180,812号(これらの開示は本明細書中に参考として援用される));抗IL−1モノクローナル抗体(例えば、WO 95/01997、WO 94/02627、WO 90/06371、米国特許第4,935,343号、EP 364778、EP 267611およびEP 220063(これらの開示は、本明細書中に参考として援用される));IL−1レセプター補助タンパク質(例えば、WO 96/23067)ならびにIL−1のインビボでの合成または細胞外放出をブロックする、他の化合物およびタンパク質。
【0236】
インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト(IL−1ra)は、インターロイキン−1の天然のインヒビターとして作用するヒトタンパク質である。インターロイキン−1レセプターアンタゴニスト、ならびにそれらの作製方法および使用方法は、米国特許第5,075,222号;WO 91/08285;WO 91/17184;AU 9173636;WO 92/16221;WO 93/21946;WO 94/06457;WO 94/21275;FR 2706772;WO 94/21235;DE 4219626;WO 94/20517;WO 96/22793およびWO 97/28828(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)に記載される。このタンパク質は、グリコシル化および非グリコシル化IL−1レセプターアンタゴニストを包含する。
【0237】
特に、3つの例示的な形態のIL−1ra(IL−1raα、IL−1raβおよびIL−1rax)が、米国特許第5,075,222号に開示および記載される。IL−1インヒビター(特に、IL−1ras)を産生するための方法もまた、5,075,222号特許に開示される。
【0238】
さらなるクラスのインターロイキン−1インヒビターは、IL−1に対する細胞性レセプターの活性化を特異的に妨げ得る化合物を包含する。このような化合物としては、IL−1結合タンパク質(例えば、可溶性レセプターおよびモノクローナル抗体)が挙げられる。このような化合物はまた、このレセプターに対するモノクローナル抗体を包含する。
【0239】
さらなるクラスのインターロイキン−1インヒビターとしては、IL−1のインビボでの合成および/または細胞外放出をブロックする化合物およびタンパク質が挙げられる。このような化合物としては、IL−1遺伝子の転写またはIL−1プレタンパク質のプロセシングに影響を与える因子が挙げられる。
【0240】
特定の実施形態において、本発明は、分泌または可溶性のヒトfas抗原またはその組換えバージョン(WO96/20206およびMountzら、J.Immunology.、155:4829−4837;およびEP510691)と組合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。WO96/20206は、分泌ヒトfas抗原(ネイティブおよび組換え体(Ig融合タンパク質を含む))、可溶性組換えヒトfas抗原のコードの原因である遺伝子を単離するための方法、適切なベクターおよび細胞型にこの遺伝子をクローン化するための方法、およびこの遺伝子を発現させてインヒビターを産生するための方法を開示する。EP510691は、ヒトfas抗原(可溶性fas抗原を含む)をコードするDNA、このDNAを発現するためのベクター、およびこのベクターでトランスフェクトされた形質転換体を教示する。非経口的に投与される場合、分泌または可溶性のfas抗原融合タンパク質の用量は、それぞれ一般的に、約1μg/kg〜約100μg/kgである。
【0241】
TNFに関連する疾患(リウマチ病のような急性および慢性の炎症を含む)の現在の処置は、通常、疼痛および炎症の制御のための第一線の薬物の使用を含み;これらの薬物は、非ステロイド抗炎症薬(NSAID)として分類される。二次的な処置は、コルチコステロイド、遅効性抗リウマチ薬(SAARD)または疾患改善(DM)薬を含む。以下の化合物に関する情報は、The Merck Manual of Diagnosis and Therapy、第16版、Merck,Sharp & Dohme Research Laboratories,Merck & Co.,Rahway,NJ(1992)およびPharmaprojects、PJB Publications Ltd.に見出され得る。
【0242】
特定の実施形態において、本発明は、本明細書中に列挙される疾患および障害(リウマチ病のような急性および慢性の炎症;ならびに対宿主性移植片病を含む)の処置のためのTNFr/OPG様ポリペプチドおよび1以上のNSAIDのうちのいずれかの使用に関する。NSAIDは、その抗炎症性作用が少なくとも部分的に、プロスタグランジン合成の阻害による(GoodmanおよびGilman、「The Pharmacological Basis of Therapeutics」、MacMillan第7版(1985))。NSAIDは、以下の9つのグループに特徴付けられ得る:(1)サリチル酸誘導体、(2)プロピオン酸誘導体、(3)酢酸誘導体、(4)フェナム酸誘導体、(5)カルボン酸誘導体、(6)酪酸誘導体、(7)オキシカム(oxicam)、(8)ピラゾール、および(9)ピラゾロン。
【0243】
別の実施形態において、本発明は、1つ以上のサリチル酸誘導体、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。このようなサリチル酸誘導体、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩としては、以下が挙げられる:アセトアミノザロール、アロキシプリン、アスピリン、ベノリラート、ブロモサリゲニン、アセチルサリチル酸カルシウム、トリサリチル酸マグネシウムコリン、サリチル酸マグネシウム、サリチル酸コリン、ジフルシナル(diflusinal)、エテルサラート、フェンドサール、ゲンチジン酸、サリチル酸グリコール、サリチル酸イミダゾール、アセチルサリチル酸リジン、メサラミン、サリチル酸モルホリン、1−ナフチルサリチレート、オルサラジン、パルサルミド、アセチルサリチル酸フェニル、サリチル酸フェニル、サラセタミド、サリチルアミドO−酢酸、サルサラート、サリチル酸ナトリウムおよびスルファサラジン。同様の鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したサリチル酸誘導体もまた、このグループに含まれることが意図される。
【0244】
さらなる特定の実施形態において、本発明は、1つ以上のプロピオン酸誘導体、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。プロピオン酸誘導体、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩としては、以下が挙げられる:アルミノプロフェン、ベノキサプロフェン、ブクロクス酸、カルプロフェン、デキスインドプロフェン、フェノプロフェン、フルノキサプロフェン、フルプロフェン、フルルビプロフェン、フルクロプロフェン、イブプロフェン、イブプロフェンアルミニウム、イブプロキサム、インドプロフェン、イソプロフェン、ケトプロフェン、ロキソプロフェン(loxoprofen)、ミロプロフェン、ナプロキセン、ナプロキセンナトリウム、オキサプロジン、ピケトプロフェン、ピメプロフェン、ピルプロフェン、プラノプロフェン、プロチジン酸、ピリドキシプロフェン(pyridoxiprofen)、スプロフェン、チアプロフェン酸およびチオキサプロフェン。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したプロピオン酸誘導体もまた、このグループに含まれることが意図される。
【0245】
別の特定の実施形態において、本発明は、1つ以上の酢酸誘導体、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。酢酸誘導体、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩としては、以下が挙げられる:アセメタシン、アルクロフェナク、アムフェナク、ブフェキサマック、シンメタシン、クロピラク、デルメタシン(delmetacin)、ジクロフェナクカリウム、ジクロフェナクナトリウム、エトドラク、フェルビナク、フェンクロフェナク、フェンクロラク、フェンクロジン酸、フェンチアザク、フロフェナク、グルカメタシン、イブフェナック、インドメタシン、イソフェゾラク、イソキセパック、ロナゾラク、メチアジン酸、オキサメタシン、オキシピナク(oxpinac)、ピメタシン、プログルメタシン、スリンダク、タルメタシン、チアラミド、チオピナク、トルメチン、トルメチンナトリウム、ジドメタシンおよびゾメピラク。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連した酢酸誘導体もまた、このグループに含まれることが意図される。
【0246】
なお別のより特定の実施形態において、本発明は、1つ以上のフェナム酸誘導体、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。フェナム酸誘導体、そのプロドラッグエステル、およびその薬学的に受容可能な塩は、以下を含む:エンフェナム酸、エトフェナマート、フルフェナム酸、イソニキシン、メクロフェナム酸、メクロフェナム酸ナトリウム、メドフェナム酸(medofenamic acid)、メフェナム酸、ニフルム酸、タルニフルマート、テロフェナマート、トルフェナム酸およびウフェナマート。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したフェナム酸誘導体もまた、このグループに含まれることが意図される。
【0247】
さらに別のより特定の実施形態において、本発明は、1つ以上のカルボン酸誘導体、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。使用され得るカルボン酸誘導体、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩としては以下が挙げられる:クリダナク、ジフルニサル、フルフェニサール、イノリジン(inoridine)、ケトロラクおよびチノリジン。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したカルボン酸誘導体もまた、このグループに含まれることが意図される。
【0248】
別の特定の実施形態において、本発明は、1つ以上の酪酸誘導体、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。酪酸誘導体、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩は、以下を含む:ブマジソン、ブチブフェン、フェンブフェンおよびキセンブシン。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連した酪酸誘導体もまた、このグループに含まれることが意図される。
【0249】
さらなる特定の実施形態において、本発明は、1つ以上のオキシカム、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。オキシカム、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩は、以下を含む:ドロキシカム、エノリカム、イソキシカム、ピロキシカム、スドキシカム、テノキシカムおよび4−ヒドロキシ−1,2−ベンゾチアジン1,1−ジオキシド4−(N−フェニル)−カルボキサミド。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したオキシカムもまた、このグループに含まれることが意図される。
【0250】
さらに別の特定の実施形態において、本発明は、1つ以上のピラゾール、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。使用され得るピラゾール、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩は以下を含む:ジフェナミゾールおよびエピリゾール。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したピラゾールもまた、このグループに含まれることが意図される。
【0251】
さらなる特定の実施形態において、本発明は、1つ以上のピラゾロン、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。使用され得るピラゾロン、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩は、以下を含む:アパゾン、アザプロパゾン、ベンズピペリロン、フェプラゾン、モフェブタゾン、モラゾン、オキシフェンブタゾン、フェニルブタゾン、ピペブゾン、プロピルフェナゾン、ラミフェナゾン、スキシブゾンおよびチアゾリノブタゾン。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したピラゾロン(pyrazalone)もまた、このグループに含まれることが意図される。
【0252】
別の特定の実施形態において、本発明は、以下の1つ以上のNSAIDのいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する:ε−アセトアミドカプロン酸、S−アデノシルメチオニン、3−アミノ−4−ヒドロキシ酪酸、アミキセトリン、アニトラザフェン、アントラフェニン、ベンダザック、ベンダザックリジネート(bendazac lysinate)、ベンジダミン、ベプロジン(beprozin)、ブロペラモール、ブコローム、ブフェゾラク、シプロカゾン、クロキシマート、ダジダミン、デボキサメト、デトミジン、ジフェンピラミド、ジフェンピラミド、ジフィサラミン(difisalamine)、ジタゾール、エモルファゾン、ファネチゾールメシレート、フェンフルミゾール、フロクタフェニン、フルミゾール、フルニキシン、フルプロカゾン、フォピルトリン(fopirtoline)、フォスフォサル、グアイメサール、グアイアゾレン(guaiazolene)、イソニキシン(isonixirn)、レフェタミンHCl、レフルノミド、ロフェミゾール、ロチファゾール、リジンクロニキシネート(lysin clonixinate)、メセクラゾン、ナブメトン、ニクチンドール、ニメスリド、オルゴテイン、オルパノキシン、オキサセプロール、オキサパドール、パラニリン(paranyline)、ぺリソキサール、クエン酸ぺリソキサール、ピフォキシム、ピプロキセン(piproxen)、ピラゾラク、ピルフェニドン、プロカゾン、プロキサゾール、チエラビンB(thielavin B)、チフラミゾール、チメガジン、トレクチン、トルパドール、トリプトアミド(tryptamid)ならびに480156S、AA861、AD1590、AFP802、AFP860、AI77B、AP504、AU8001、BPPC、BW540C、CHINOIN 127、CN100、EB382、EL508、F1044、FK−506、GV3658、ITF182、KCNTEI6090、KME4、LA2851、MR714、MR897、MY309、ONO3144、PR823、PV102、PV108、R830、RS2131、SCR152、SH440、SIR133、SPAS510、SQ27239、ST281、SY6001、TA60、TAI−901(4−ベンゾイル−1−インダンカルボン酸)、TVX2706、U60257、UR2301およびWY41770のような会社コード番号によって命名されるようなNSAID。NSAIDに類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したNSAIDもまた、このグループに含まれることが意図される。
【0253】
さらに別の特定の実施形態において、本発明は、リウマチ病、対宿主性移植片病、および多発性硬化症のような急性および慢性の炎症を含む、TNF応答性疾患の処置のための、1つ以上のコルチコステロイド、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。コルチコステロイド、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩は、ヒドロコルチゾンおよびヒドロコルチゾンに由来する化合物を含む:例えば、21−アセトキシプレグネノロン、アルクロメラゾン、アルゲストン、アムシノニド、ベクロメタゾン、ベタメタゾン、ベタメタゾンバレレート、ブデソニド、クロロプレドニゾン、クロベタゾール、クロベタゾールプロピオネート、クロベタゾン、クロベタゾンブチレート、クロコルトロン、クロプレドノール、コルチコステロン、コルチゾン、コルチバゾール、デフラザコン、デソニド、デスオキシメラゾン、デキサメタゾン、ジフロラゾン、ジフルコルトロン、ジフルプレドネート、エノキソロン、フルアザコート、フルクロロニド、フルメタゾン、フルメタゾンピバレート、フルシノロンアセトニド、フルニソリド、フルオシノニド、フルオロシノロン(fluorocinolone)アセトニド、フルオコルチンブチル、フルオコルトロン、フルオコルトロンヘキサノエート、吉草酸ジフルコルトロン、フルオロメトロン、フルペロロンアセテート、フルプレドニデンアセテート、フルプレドニゾロン、フルランデノリド(flurandenolide)、フォルモコルタール、ハルシノニド、ハロメタゾン、ハロプレドンアセテート、ヒドロコルタメート、ヒドロコルチゾン、酢酸ヒドロコルチゾン、酪酸ヒドロコルチゾン、リン酸ヒドロコルチゾン、コハク酸ヒドロコルチゾン21−ナトリウム、ヒドロコルチゾンテブテート、マジプレドン、メドリゾン、メプレドニゾン、メチルプレドニソロン、モメタゾンフロエート、パラメタゾン、プレドニカルベート、プレドニゾロン、プレドニゾロン21−ジエドリアミノアセテート、プレドニゾロンナトリウムホスフェート、プレドニゾロンナトリウムサクシネート、プレドニゾロンナトリウム21−m−スルホベンゾネート、プレドニゾロンナトリウム21−ステアログリコレート、プレドニゾロンテブテレート、プレドニゾロン21−トリメチルアセテート、プレドニゾン、プレドニバル(prednival)、プレドニリデン、プレドニリデン21−ジエチルアミノアセテート、チキソコルトール、トリアムシノロン、トリアムシノロンアセトニド、トリアムシノロンベネトニド、およびトリアムシノロンヘキサセトニド。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したコルチコステロイドもまた、このグループに含まれることが意図される。
【0254】
別の特定の実施形態において、本発明は、リウマチ病、対宿主性移植片病、および多発性硬化症のような急性および慢性の炎症を含む、TNF応答性疾患の処置のための、1つ以上の遅効性抗リウマチ薬(SAARD)または疾患改善抗リウマチ薬(DMARDS)、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。SAARDまたはDMARD、そのプロドラッグエステルおよび薬学的に受容可能な塩は、以下を含む:アロクプレイドナトリウム、オーラノフィン、金チオグルコース、金チオグリカニド、アザチオプリン、ブレキナルナトリウム、ブシラミン、カルシウム3−金チオ−2−プロパノール−1−スルホネート、クロラムブシル、クロロキン、クロブザリト、クプロキソリン、シクロホスファミド、シクロスポリン、ダプソン、15−デオキシスペルグアリン(15−deoxyspergualin)、ジアセレイン、グルコサミン、金塩(例えば、シクロキン金塩、金ナトリウムチオマレート、金ナトリウムチオスルフェート)、ヒドロキシクロロキン、ヒドロキシクロロキンスルフェート、ヒドロキシ尿素、ケブゾン、レバミゾール、ロベンザリット、メリチン、6−メルカプトプリン、メトトレキセート、ミゾリビン、ミコフェノレートモフェチル(mofetil)、ミオラル(myoral)、ナイトロジェンマスタード、D−ペニシラミン、ピリジノール、イミダゾール(例えば、SKNF86002およびSB203580)、ラパマイシン、チオール、サイモポエチンおよびビンクリスチン。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したSAARDまたはDMARDもまた、このグループに含まれることが意図される。
【0255】
さらに特定の実施形態において、本発明は、急性および慢性の炎症を含む、TNF応答性疾患の処置のための、1つ以上のCOX2インヒビター、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。COX2インヒビター、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩の例としては、例えば、セレコキシブ(celecoxib)が挙げられる。類似した鎮痛特性および抗炎症特性を有する構造的に関連したCOX2インヒビターもまた、このグループに含まれることが意図される。
【0256】
さらに別の特定の実施形態において、本発明は、急性および慢性の炎症を含む、TNF応答性疾患の処置のための、1つ以上の抗菌剤、そのプロドラッグエステルまたは薬学的に受容可能な塩のいずれかと組み合わせた(前処置、後処置または同時処置)TNFr/OPG様ポリペプチドの使用に関する。抗菌剤としては、例えば、ペニシリン、セファロスポリンおよび他のβ−ラクタム、アミノ配糖体、アゾール、キロノン、マクロライド、リファマイシン、テトラサイクリン、スルホンアミド、リンコサミド(lincosamide)およびポリミキシンの広範なクラスが挙げられる。ペニシリンは、以下を含むがこれらに限定されない:ペニシリンG、ペニシリンV、メチシリン、ナフシリン、オキサシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、フロキサシリン、アンピシリン、アンピシリン/スルバクタム、アモキシリン、アモキシリン/クラブラン酸、ヘタシリン、シクラシリン(cyclacillin)、バカンピシリン、カルベニシリン、カルベニシリンインダニル(carbenicillin indanyl)、チカルシリン、チカルシリン/クラブラン酸、アズロシリン、メズロシリン、ピペラシリン(peperacillin)、およびメシリナム。セファロスポリンおよび他のβ−ラクタムは、以下を含むがこれらに限定されない:セファロチン、セファピリン、セファレキシン、セフラジン、セファゾリン、セファドロキシル、セファクロール、セファマンドール、セフォテタン、セフォキシチン、セルロキシム(ceruroxime)、セフォニシド、セフォラジン(ceforadine)、セフィキシム、セフォタキシム、モキサラクタム、セフチゾキシム、セトリアキソン(cetriaxone)、セフォペラゾン(cephoperazone)、セフタジジム、イミペネムおよびアズトレオナム。アミノ配糖体は、以下を含むがこれらに限定されない:ストレプトマイシン、ゲンタマイシン、トブラマイシン、アミカシン、ネチルマイシン、カナマイシンおよびネオマイシン。アゾールは、フルコナゾールを含むがこれに限定されない。キノロンは、ナリジクス酸、ノルフロキサシン、エノキサシン、シプロフロキサシン、オフロキサシン、スパルフロキサシンおよびテマフロキサシンを含むがこれらに限定されない。マクロライドは、エリスロマイシン(erythomycin)、スピラマイシンおよびアジスロマイシンを含むがこれらに限定されない。リファマイシンは、リファンピンを含むがこれに限定されない。テトラサイクリンは、スピサイクリン(spicycline)、クロルテトラサイクリン、クロモサイクリン、デメクロサイクリン、デオキシサイクリン(deoxycycline)、グアメサイクリン(guamecycline)、リメサイクリン、メクロサイクリン、メタサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、ぺニメピサイクリン、ピパサイクリン、ロリテトラサイクリン、サンサイクリン、セノサイクリン(senociclin)およびテトラサイクリンを含むがこれらに限定されない。スルホンアミドは、スルファニルアミド、スルファメトキサゾール、スルファセタミド、スルファジアジン、スルフイソキサゾールおよびコトリモキサゾール(トリメトプリム/スルファメトキサゾール)を含むがこれらに限定されない。リンコサミドは、クリンダマイシンおよびリンコマイシンを含むがこれらに限定されない。ポリミキシン(ポリペプチド)は、ポリミキシンBおよびコリスチンを含むがこれらに限定されない。
【0257】
特定の好ましい実施形態では、TNFr/OPG様ポリペプチドを含むポリペプチドが、種々の炎症状態、自己免疫状態および骨の損失をもたらす他の状態を処置するために特定の治療分子と共に用いられる。状態および所望の処置レベルに依存して、2、3またはそれより多くの因子が、別々に、同時にまたは連続して投与され得る。これらの因子は、同じ処方物中に含めることによってもしくは処置キットに含めることによって一緒に提供され得るか、またはこれらは別々に提供され得る。遺伝子治療によって投与される場合、このタンパク質因子をコードする遺伝子は、必要に応じて同じプロモーター領域の制御下で同じベクター中に、または別々のベクター中に含まれ得る。上記のクラスの特に好ましい分子は、以下の通りである。
【0258】
・IL−1インヒビター:IL−1raタンパク質および可溶性IL−1レセプター。最も好ましいIL−1インヒビターは、アナキンラ(anakinra)である。
【0259】
・TNF−αインヒビター:可溶性腫瘍壊死因子レセプターI型(sTNF−RI;−RIはまた、p55レセプターと呼ばれる);可溶性腫瘍壊死因子レセプターII型(p75レセプターとも呼ばれる);およびTNFレセプターを結合するモノクローナル抗体。最も好ましいのは、WO 98/24463に記載される通りのsTNF−RI、エタネルセプト(etanercept)(Enbrel(登録商標))およびAvakine(登録商標)である。例示的なTNF−αインヒビターは、EP 422 339、EP 308 378、EP 393 438、EP 398 327およびEP 418 014に記載される。
【0260】
・セリンプロテアーゼインヒビター:例えば、SLPI。これらのインヒビターもまた、SLPIがLPS応答を阻害することが示されたように、例示的なLPS調節因子として考察され得る。Jinら(1997),Cell,88(3):417−26。
【0261】
特に、好ましい処置方法は、TNF−αインヒビターおよびIL−1インヒビターをTNFr/OPG様ポリペプチドと組み合わせた使用に関する。そのようなポリペプチドは、TNF−αインヒビターおよびIL−1インヒビターのいずれかまたは両方とともに、慢性関節リウマチおよび多発性硬化症のような状態の処置のために使用され得る。
【0262】
TNF、OPGおよび/または本発明のTNFr/OPG様ポリペプチド自体の1つ以上の所望されないレベルに関連する他の疾患は、本発明の範囲内に包含されることが認識される。所望されないレベルとしては、過剰および/または正常未満のレベルのTNF、OPGおよび/または本明細書において記載されるTNF/OPG様ポリペプチドが挙げられる。
【0263】
TNF−αインヒビターは、TNF産生の下方制御もしくは阻害、遊離のTNF結合、TNFのそのレセプターへの結合の阻害、またはそのレセプターへの結合後のTNFシグナル伝達の調節の介入により作用し得る。用語「TNF−αインヒビター」はしたがって、可溶化されたTNFレセプター、TNFに対する抗体、TNFレセプターに対する抗体、TNF−α変換酵素(TACE)のインヒビター、およびTNF活性に影響を与える他の分子が挙げられる。
【0264】
種々の種類のTNF−αインヒビターが当該分野において開示されており、それらには以下の参考文献が包含される:
以下の番号の欧州特許出願:308 378;422 339;393 438;398 327;412 486;418 014;417 563;433 900;464 533;512 528;526 905;568 928;663 210;542 795;818 439;664 128;542 795;741 707;874 819;882 714;880 970;648 783;731 791;895 988;550 376;882 714;853 083;550 376;943 616;
以下の番号の米国特許:5,136,021;5,929,117;5,948,638;5,807,862;5,695,953;5,834,435;5,817,822;5,830,742;5,834,435;5,851,556;5,853,977;5,359,037;5,512,544;5,695,953;5,811,261;5,633,145;5,863,926;5,866,616;5,641,673;5,869,677;5,869,511;5,872,146;5,854,003;5,856,161;5,877,222;5,877,200;5,877,151;5,886,010;5,869,660;5,859,207;5,891,883;5,877,180;5,955,480;5,955,476;5,955,435;
以下の番号の国際(WO)特許出願:90/13575、91/03553、92/01002、92/13095、92/16221、93/07863、93/21946、93/19777、95/34326、96/28546、98/27298、98/30541、96/38150、96/38150、97/18207、97/15561、97/12902、96/25861、96/12735、96/11209、98/39326、98/39316、98/38859、98/39315、98/42659、98/39329、98/43959、98/45268、98/47863、96/33172、96/20926、97/37974、97/37973、96/35711、98/51665、98/43946、95/04045、98/56377、97/12244、99/00364、99/00363、98/57936、99/01449、99/01139、98/56788、98/56756、98/53842、98/52948、98/52937、99/02510、97/43250、99/06410、99/06042、99/09022、99/08688、99/07679、99/09965、99/07704、99/06041、99/37818、99/37625、97/11668;
以下の番号の日本国(JP)特許出願:10147531、10231285、10259140、and 10130149、10316570、11001481および127,800/1991;以下の番号の独国(DE)出願19731521;以下の番号の英国(GB)出願:2 218 101、2 326 881、2 246 569。
【0265】
本発明の目的のために、これらの参考文献において開示されるsTNFRならびにsTNFRの改変体および誘導体を含む、これらの参考文献において開示される分子は(以下を参照のこと)、「TNF−αインヒビター」と総称される。
【0266】
例えば、EP 393 438およびEP 422 339は、可溶性TNFレセプターI型(sTNFR−Iまたは30kDa TNFインヒビターとしても知られる)および可溶性TNFレセプターII型(sTNFR−IIまたは40kDaインヒビターとしても知られる)(これらは、総称して「sTNFR」と呼ばれる)のアミノ酸配列および核酸配列を教示し、これらには、その改変形態(例えば、フラグメント、機能的誘導体および改変体)が含まれる。EP 393 438およびEP 422 339はまた、そのインヒビターをコードすることを担う遺伝子を単離するため、適切なベクターおよび細胞型中にその遺伝子をクローニングするため、およびその遺伝子を発現してそのインヒビターを生産するための方法を開示する。
【0267】
sTNFR−IおよびsTNFR−IIは、神経成長因子/TNFレセプタースーパーファミリーのレセプターのメンバーであり、これには、神経成長因子レセプター(NGF)、B細胞抗原CD40、4−1BB、ラットT細胞抗原MRC OX40、fas抗原ならびにCD27およびCD30の抗原(Smith et al.(1990),Science,248:1019−1023)が包含される。細胞表面レセプターのこの群のうちで最も保存されている特徴は、システインリッチ細胞外リガンド結合ドメインであり、これは、約40アミノ酸の4つの反復モチーフに分割され得、そして4−6システイン残基を、十分に保存される位置で含む(Smith et al.(1990)、前出)。
【0268】
EP 393 438は、40kDa TNFインヒビターΔ51および40kDa TNFインヒビターΔ53を教示する。これらは、全長組換え40kDa TNFインヒビタータンパク質の短縮型であり、ここで、成熟タンパク質のカルボキシ末端における51または53のアミノ酸残基がそれぞれ除去されている。
【0269】
PCT出願第PCT/US97/12244号は、sTNFR−IおよびsTNFR−IIの短縮型を教示する。これらは、4番目のドメイン(sTNFR−Iのアミノ酸残基Thr127−Asn161、およびsTNFR−IIのアミノ酸残基Pro141−Thr179)を含まず;3番目のドメインの一部(sTNFR−Iのアミノ酸残基Asn111−Cys126およびsTNFR−IIのアミノ酸残基Pro123−Lys140)を含まず;および必要に応じて、第一のドメインの一部(sTNFR−Iのアミノ酸残基Asp−Cys19およびsTNFR−IIのアミノ酸残基Leu−Cys32)を含まない。
【0270】
IL−1インヒビターは、多数の機構から生じ得る、IL−1に対する細胞レセプターの活性化を、特異的に妨害し得る任意のタンパク質を含む。そのような機構としては、IL−1産生の下方制御、遊離IL−1の結合、IL−1のそのレセプターへの結合の妨害、IL−1レセプター複合体の形成(すなわち、IL−1レセプターアクセサリタンパク質とIL−1レセプターとの会合)の阻害;またはそのレセプターへの結合後IL−1シグナル伝達の調節への介入が挙げられる。インターロイキン−1インヒビターのクラスとしては以下が挙げられる: *本明細書に開示されるような、IL−1raのようなインターロイキン−1レセプターアンタゴニスト;
*抗IL−1レセプターモノクローナル抗体(例えば、EP623674);
*IL−1結合タンパク質(例えば、可溶性IL−1レセプター(例えば、米国特許第5,492,888号、米国特許第5,488,032号、米国特許第5,464,937号、米国特許第5,319,071号、および米国特許第5,180,812号));
*抗IL−1モノクローナル抗体(例えば、WO 9501997,WO9402627,WO 9006371、米国特許第4,935,343号、EP364778、EP 26761.1およびEP 220063);
*IL−1レセプターアクセサリタンパク質およびそれに対する抗体(例えば、WO 96/23067);
*インターロイキン1β変換酵素(ICE)またはカスパーゼIのインヒビター(これらは、IL−1β産生および分泌を阻害するに使用され得る);
*インターロイキン1βプロテアーゼインヒビター;
*IL−1のインビボ合成または細胞外放出をブロックする、他の化合物およびタンパク質。
【0271】
例示的なIL−1インヒビターは、以下の参考文献に開示されている:
以下の番号の米国特許:5747444;5359032;5608035;5843905;5359032;5866576;5869660;5869315;5872095;5955480;
以下の番号の国際(WO)特許出願:98/21957,96/09323,91/17184,96/40907,90/32733,98/42325,98/44940,98/47892,98/56377,99/03837,99/06426,99/06042,91/17249,98/32733,98/17661,97/08174,95/34326,99/36426,および99/36415;
以下の番号の欧州(EP)特許出願:534978および894795;ならびに仏国特許出願FR 2762514。
【0272】
(TNFr/OPG様組成物および投与)
治療化合物は、本発明の範囲内にある。そのような組成物は、TNFr/OPG様ポリペプチド(フラグメント、改変体、誘導体を含む)または1つ以上の選択的結合因子の治療有効量を、薬学的に受容可能な処方剤のような薬学的に受容可能な薬剤と混合されて含み得る。
【0273】
TNFr/OPG様分子の薬学的組成物は、代表的に、TNFr/OPG様ポリペプチド、核酸分子または1つ以上の選択的結合因子の治療有効量または予防有効量を、投与形態での適合性のために選択される薬学的または生理学的に受容可能な処方剤とともに、含む。適切な処方物質または薬学的に受容可能な薬剤としては、以下が挙げられるがそれらに限定されない:抗酸化剤、保存料、着色料、香料、希釈剤、乳化剤、懸濁剤、溶媒、フィラー、バルク剤、緩衝剤、送達ビヒクル、希釈剤、賦型剤および/または薬学的アジュバント。例えば、適切なビヒクルまたはキャリアは、注射用水、生理食塩水、または人工の脳脊髄液であり得、これらには、非経口投与のための組成物中で一般的な他の材料が補充され得る。中性緩衝化された生理食塩水または血清アルブミンと混合された生理食塩水は、さらに、例示的なビヒクルである。
【0274】
本明細書において使用される用語「薬学的に受容可能なキャリア」または「生理的に受容可能なキャリア」とは、薬学的組成物としてのTNFr/OPG様ポリペプチド、核酸分子または選択結合因子の送達を達成または増強するために適切な、1つ以上の処方物材料をいう。
【0275】
受容可能な処方材料は、好ましくは、レシピエントに対して非毒性であり、そして好ましくは、使用される投薬量および濃度で不活性である。これらの材料としては、以下が挙げられ得る:緩衝剤(例えば、リン酸塩、クエン酸塩または他の有機酸);抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸);低分子ポリペプチド;タンパク質(例えば、血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリン);親水性ポリマー(例えば、ポリビニルピロリドン);アミノ酸(例えば、グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニンまたはリジン);モノサッカリド、ジサッカリドおよび他の糖(グルコース、マンノースまたはデキストリンを含む);キレート剤(例えば、エチレンジアミン四酢酸(EDTA));糖アルコール(例えば、マンニトールまたはソルビトール);塩形成対イオン(例えば、ナトリウム);ならびに/あるいは非イオン性界面活性剤(例えば、Tween、Pluronicsまたはポリエチレングリコール(PEG))。
【0276】
代表的に、TNFr/OPG様分子の薬学的組成物は、以下を含む組成物の形態で投与される:1つ以上の生理的に受容可能な薬剤と組み合わされた精製されたポリペプチド。本明細書において使用される場合、用語「TNFr/OPG様分子の薬学的組成物」はまた、本発明の核酸分子または選択結合因子を含む組成物を包含する。
【0277】
中性緩衝化生理食塩水または血清アルブミンと混合された生理食塩水は、例示的な適切なキャリアである。他の標準的な薬学的に受容可能な薬剤(例えば、希釈剤および賦型剤)は、所望に応じ含まれ得る。例えば、TNFr/OPG様ポリペプチド産物は、スクロースのような適切な賦型剤を用いた凍結乾燥物として処方され得る。他の例示的な薬学的組成物は、約pH7.0−8.5のTris緩衝剤、または約pH4.0−5.5の酢酸緩衝剤を含む。これは、ソルビトールまたは適切なその代替物をさらに含み得る。
【0278】
薬学的組成物中の主なビヒクルまたはキャリアはその性質が水性または非水性のいずれかであり得る。例えば、適切なビヒクルまたはキャリアは、注射用水、生理的食塩水、溶液または人工の脳脊髄液であり得、これらには、非経口投与のための組成物中に一般的な他の材料が補充されていてもよい。中性緩衝化生理食塩水または血清アルブミンと混合された生理食塩水は、さらなる例示的なビヒクルである。他の例示的な薬学的組成物は、約pH7.0−8.5のTris緩衝剤、または約pH4.0−5.5の酢酸緩衝剤を含む。これは、ソルビトールまたは適切なその代替物をさらに含み得る。本発明の1つの実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチド組成物は、凍結乾燥ケーキまたは水性溶液の形態で、任意の処方剤(Remington’s Pharmaceutical Sciences、前出)で所望の程度の純度を有する選択された組成物と混合することによって、保存用に調製され得る。さらに、TNFr/OPG様のポリペプチド産物は、スクロースのような適切な賦型剤を用いた凍結乾燥物として処方され得る。
【0279】
さらに、その組成物は、以下を改変、維持または保存のために他の処方物材料を含み得る:例えば、pH、浸透圧、粘度、明澄度、色調、滅菌性、安定性、溶解速度または放出速度、その組成物の吸収または浸透、あるいはその処方物の臭い。同様に、その組成物は、TNFr/OPG様ポリペプチド、核酸分子または選択結合因子の放出速度を改変または維持するために、あるいはそのようなTNFr/OPG様分子の吸収もしくは浸透を促進するためにさらなる処方材料を含み得る。
【0280】
TNFr/OPG様分子の薬学的組成物は、非経口的に投与され得る。あるいは、その組成物は、消化管を通じて投与され得る(例えば、経口または吸入による)。非経口的に投与される場合、本発明において使用するための治療組成物は、発熱物質のない、非経口的に受容可能な水溶液の形態であり得る。pH、等張性、安定性などへの正当な注意を払ったそのような薬学的に受容可能な組成物の調製は、当業者に技術常識の範囲にある。
【0281】
非経口注射のために特に適切なビヒクルは、滅菌蒸留水である。この中に、TNFr/OPG様ポリペプチドが、滅菌等張性溶液として、処方され、適切に保存される。さらに別の調製物は、その産物の制御されたまたは維持された放出を提供し、次いで貯蔵注射として送達され得る薬剤(例えば、注射可能なミクロスフェア、生体分解性粒子またはビーズ、またはリポソーム)を用いた所望の分子の処方物を包含し得る。所望される分子の導入のための他の適切な手段は、移植可能な薬物送達デバイスを包含する。
【0282】
本発明の薬学的組成物は、他の成分(例えば、非経口的に受容可能な保存料、張性剤、共溶媒、湿潤剤、複合剤、緩衝化剤、抗微生物剤、抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸、亜硫酸ナトリウムまたは亜硫酸水素ナトリウム)、および界面活性剤)を、当該分野において周知のごとく含み得る。例えば、適切な張性増強剤としては、アルカリ金属ハライド(好ましくは、塩化ナトリウムまたは塩化カリウム)、マンニトール、ソルビトール等が挙げられる。適切な保存料としては、塩化ベンザルコニウム、チメロサール、フェネチル(phenethyl)アルコール、メチルパラベン、プロピルパラベン、クロルヘキシジン、ソルビン酸などが挙げられるがそれらに限定されない。過酸化水素もまた、保存料として使用され得る。適切な共溶媒は、例えば、グリセリン、プロピレングリコールおよびポリエチレングリコールである。適切な複合化剤は、例えば、カフェイン、ポリビニルピロリドン、βシクロデキストリンまたはヒドロキシプロピルβシクロデキストリンである。適切な界面活性剤または湿潤剤としては、ソルビタンエステル、ポリソルベート(例えば、ポリソルベート80)、トロメタミン、レシチン、コレステロール、チロキサパールなどが挙げられる。緩衝化剤は、ホウ酸塩、クエン酸塩、リン酸塩、重炭酸塩またはTris−HClのような従来の緩衝剤であり得る。
【0283】
この処方物成分は、投与部位に受容可能な濃度で存在する。例えば、緩衝剤は、生理的pHまたはわずかにより低いpH(代表的には約5と約8との間のpH範囲内)でその組成物を維持する。
【0284】
本発明の1つの実施形態において、TNFr/OPG様ポリペプチド組成物は、所望の程度の純度を有する選択された組成物と、任意の生理的に受容可能なキャリア、賦型剤または安定化剤(Remington’s Pharmaceutical Sciences,18th Edition,A.R.Gennaro,ed.,Mack Publishing Company[1990])とを、凍結乾燥ケーキまたは水溶液の形態で混合することによって貯蔵用に調製され得る。最適な薬学的処方物は、当業者によって、例えば、意図される投与経路、送達形式および所望の投薬量に依存して決定される。例えば、以下を参照のこと:Remington’s Pharmaceutical Sciences,pp.1435−1712。このような組成物は、本発明のTNFr/OPG様ポリペプチドの物理的状態、安定性、インビボ放出速度、およびインビボクリアランスの速度に影響し得る。
【0285】
治療に使用される、有効量のTNFr/OPG様ポリペプチド組成物は、例えば、TNFr/OPG様ポリペプチドが使用される適応、投与経路、および患者の状態のような治療的観察事項に依存する。従って、臨床医は、投薬量を力価測定し、そして投与経路を変更して、最適な治療効果を得ることができる。代表的な投薬量は、上述の因子に依存して、約0.1μg/kgから約100mg/kgまたは死れを超える範囲におよび得る。他の実施形態において、投薬量は、1μg/kgから約100mg/kgまでの範囲であり得るか;または5μg/kgから約100mg/kgの範囲であり得るか;あるいは0,1μg/kgから約100μg/kgの範囲であり得るか;あるいは1μg/kgから約100mg/kgの範囲であり得る。
【0286】
投与の頻度は、使用される処方物における、TNFr/OPG様分子の薬物動態的パラメータに依存する。代表的には、臨床医は、投薬量が所望の効果を達成するに達するまで、その組成物を投与する。従って、その組成物は、単回用量として、または2もしくはそれを超える用量(これは、所望の分子の同じ量を含んでいても含んでいなくてもよい)として、あるいは移植可能なデバイスまたはカテーテルを介した連続注入として投与され得る。
【0287】
従って、当業者は、処置のために適切な投薬量レベルは、部分的に、送達される分子、治療状況、処置される障害の型、レシピエントの年齢および全身の健康状態に依存して変動する。
【0288】
インビボ投与のために使用されるTNFr/OPG様分子の薬学的組成物は、無菌でなければならない。これは、滅菌濾過膜を通じた濾過によって達成され得る。その組成物が凍結乾燥されている場合、これらの方法を用いた滅菌は、凍結乾燥および再構築の前またはその後のいずれかで行われ得る。非経口的投与のための組成物は、凍結乾燥形態または溶液で保存され得る。さらに、非経口的組成物は、概して、滅菌アクセス口を有する容器(例えば、静脈内溶液バッグ)または皮下注射針によって穿孔可能なストッパーを有するバイアルに配置される。
【0289】
一旦薬学的組成物が処方されると、それは、滅菌バイアル中に溶液、懸濁液、ゲル、エマルジョン、固体または脱水粉末もしくは凍結乾燥粉末として保存され得る。そのような処方物は、直ぐ使用可能な(ready−to−use)形態または投与前に再構成を必要とする形態(例えば、凍結乾燥)のいずれかで保存され得る。
【0290】
特定の実施形態において、本発明は、単回用量投与単位を産生するためのキットに関する。このキットは、各々、乾燥タンパク質を有する第一の容器および水性処方物を有する第二の容器の両方を備え得る。本発明の範囲内に含まれるのはまた、単回および複数のチャンバつきの予備充填されたシリンジ(例えば、液体シリンジおよびリオシジンジ(lyosyringe))を備えるキットである。
【0291】
(1)徐放処方物、(2)吸入剤ミスト、または(3)経口活性処方物のような薬学的組成物もまた企図される。TNFr/OPG様分子薬学的組成物は概して、非経口的投与のために処方される。そのような非経口的に投与される治療組成物は、代表的に、発熱物質のない非経口的に受容可能な水溶液の形態であり、これは、所望のTNFr/OPG様分子を、薬学的に受容可能なビヒクル中に含む。TNFr/OPG様分子薬学的組成物はまた、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのようなポリマー化合物の粒子調製物、またはその分子のリポソーム中への導入を包含し得る。ヒアルロン酸もまた、使用され得、そしてこれは、血液循環の間維持される促進効果を有し得る。
【0292】
1つの実施形態において、薬学的組成物は、吸入のために処方され得る。例えば、TNFr/OPG様ポリペプチドは、吸入のための乾燥粉末として処方され得る。TNFr/OPG様ポリペプチドまたは核酸分子の吸入溶液はまた、エアゾール送達のためのプロペラントを用いて、液化されたプロペラントを用いるかもしくは用いないで処方され得る。さらに別の実施形態において、溶液は、噴霧され得る。肺投与は、PCT出願番号PCT/US94/001875にさらに記載され、これは、化学的に改変されたタンパク質の肺送達を記載する。
【0293】
特定の処方物は、消化管を通じて(例えば、経口)投与され得ることもまた企図される。本発明の一つに実施形態において、この様式で投与されるTNFr/OPG様ポリペプチドは、錠剤およびカプセルのような固体投薬形態の処方において慣例的に使用されるそれらのキャリアとともにまたはそれを含まずに処方され得る。例えば、カプセルは、胃腸管において、バイオアベイラビリティーが最大化され、そして全身前分解が最小化される時点で処方物の活性部分が放出されるように設計され得る。さらなる薬剤が、TNFr/OPG様ポリペプチドの吸収を容易にするように含まれ得る。希釈剤、香料、低融点ろう、植物油、滑沢剤、懸濁剤、錠剤崩壊剤、および結合因子もまた使用され得る。
【0294】
別の薬学的組成物は、TNFr/OPG様分子の有効量を、錠剤の製造のために適切な非毒性賦型剤と混合して含み得る。滅菌水または他の適切なビヒクル中にその錠剤を溶解することによって、溶液が単位用量形態で調製され得る。適切な賦型剤としては、以下が挙げられるがそれらに限定されない:不活性希釈剤(例えば、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ラクトース、またはリン酸カルシウム;あるいは結合因子(例えば、デンプン、ゼラチン、アラビアゴム);あるいは滑沢剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸またはタルク)。
【0295】
さらなるTNFr/OPG様薬学的組成物は、当業者に明らかであり、これには、TNFr/OPG様分子を、1つ以上の他の治療剤と組み合わせて含む処方物、および徐放処方物または制御された送達処方物中のTNFr/OPG様ポリペプチドが包含される。種々の他の徐放手段または制御された送達手段(例えば、リポソームキャリア、生体分解性微粒子または多孔性ビーズおよびデポ(depot)注射)を処方するための技術もまた、当業者に公知である。例えば、以下を参照のこと:PCT/US93/00829。これは、薬学的組成物の送達のための多孔性ポリマー微粒子の制御された放出を記載する。
【0296】
徐放調製物のさらなる例としては、成型された物品の形態(例えば、フィルムまたはマイクロカプセル)の半透過性ポリマーマトリクスを包含する。徐放マトリクスとしては以下が挙げられ得る:ポリエステル、ヒドロゲル、ポリ乳酸(米国特許第3,773,919号、EP 58,481)、L−グルタミン酸およびγエチル−L−グルタメートのコポリマー(Sidman et al.,Biopolymers,22:547−556[1983])、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート)(Langer et al.,J.Biomed.Mater.Res.,15:167−277[1981]およびLanger,Chem.Tech.,12:98−105(1982))、エチレンビニルアセテート(Langer et al.,前出)またはポリ−D−(−)−3−ヒドロキシ酪酸(EP 133,988)。徐放組成物はまた、リポソームを含み得る。このリポソームは、当該分野において公知のいくつかの方法のいずれかにより調製され得る。例えば、以下を参照のこと:Eppstein et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82:3688−3692(1985);EP 36,676;EP 88,046;EP 143,949。
【0297】
投与の様式に拘わらず、特定の用量は、体重、体表面積または器官の大きさに従って算出され得る。適切な投薬量のさらなる調整は、当業者によって慣用的になされ、そして当業者によって慣用的になされる業務の範囲内にある。適切な投薬量は、適切な用量応答データの使用により確認され得る。
【0298】
薬学的組成物の投与経路は、公知の方法に従って行われる(例えば、経口、吸入、静脈内、腹腔内、脳内(実質内)、脳室内、筋肉内、眼内、動脈内、門脈内または創傷内経路への注射または注入、あるいは徐放系または移植デバイスによる)。所望の場合、その組成物は、注入により、ボーラス注射または移植デバイスにより連続的に投与され得る。
【0299】
あるいはまたは加えて、その組成物は、所望の分子が吸収またはカプセル化された、膜、スポンジまたは他の適切な材料の罹患領域へ移植を介して局所的に投与され得る。移植デバイスが使用されるとき、そのデバイスは、任意の適切な組織または器官に移植され得、そして所望の分子の送達は、拡散、時間放出ボーラスによって、そのデバイスを通じて直接、または連続投与、あるいは連続注入を用いてカテーテルを介してであり得る。
【0300】
TNFr/OPG様ポリペプチド(フラグメント、改変体および誘導体を含む)は、単独で、他のポリペプチドおよび薬学的組成物とともにまたは組み合わせて使用され得ることがさらに理解される。例えば、TNFr/OPG様ポリペプチドは、処置される適応症に適切である場合サイトカイン、増殖因子、抗生物質、抗炎症剤、および/または化学療法剤とともに、使用され得る。
【0301】
いくつかの症例では、TNFr/OPG様薬学的組成物をエキソビボ様式で使用することも好ましくあり得る。そのような場合、細胞、組織または器官であって、患者から取り出されたものは、TNFr/OPG様薬学的組成物に暴露され、その後、その細胞、組織および/または器官は、続いてその患者に移植して戻される。
【0302】
他の症例において、TNFr/OPG様ポリペプチドは、本明細書において記載されるもののような方法を用いて遺伝子操作された特定の細胞を移植してそのポリペプチドを発現および分泌させることによって送達され得る。そのような細胞は、動物またはヒトの細胞であり得、そして自己、異種(heterologous)または異種(xenogeneic)であり得る。必要に応じて、その細胞は、不死化され得る。免疫学的応答の機会を減少するために、その細胞は、周囲の組織の浸潤を回避するようにカプセル化され得る。カプセル化された材料は、代表的に、生体適合性で、半透過性のポリマー封入物または膜であり、これは、タンパク質産物の放出を可能にするが、患者の免疫系によるかまたは周囲組織からの他の悪性因子による細胞の破壊を予防することを可能にする。
【0303】
本発明のさらなる実施形態は、相同組換えの手段によって治療的ポリペプチドのインビトロ産生のため、および遺伝子治療または細胞治療による治療ポリペプチドの産生および相殺のための両方のための細胞および方法(例えば、相同組換えおよび/または他の組換え産生方法)に関する。
【0304】
さらに、TNFr/OPG様ポリペプチドは、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードするDNAをすでに含む細胞に導入された制御エレメントを利用して、インビトロまたはインビボで、相同組換えにより、または組換え産生方法を用いて産生され得ることが企図される。例えば、相同組換え方法を使用して、通常は転写的にサイレントなTNFr/OPG様遺伝子または下方に発現する遺伝子を含む細胞を改変し得、それによりTNFr/OPG様ポリペプチドの治療有効量を発現する細胞を産生させ得る。相同組み換えは、転写的に活性な遺伝子における変異を誘導または矯正するために遺伝子を標的化するためにもともと開発された技術である。Kucherlapati,Prog.in Nucl.Acid Res.&Mol.Biol.,36:301,1989。基本的な技術は、哺乳動物ゲノムの特定の領域に特定の変異を導入するための方法として開発された(Thomas et al.,Cell,44:419−428,1986;Thomas and Capecchi,Cell,51:503−512,1987;Doetschman et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,85:8583−8587,1988)か、または欠損遺伝子内の特定の変異を矯正するための方法として開発された(Doetschman et al.,Nature,330:576−578,1987)。例示的な相同組換え技術は、米国特許第5,272,071(EP 9193051,EP公開No.505500;PCT/US90/07642、国際公開WO91/09955)に記載されている。
【0305】
相同組換えにより、ゲノムに挿入されるべきDNA配列は、目的の遺伝子を標的化DNAに付着させることによって目的の遺伝子の特定の領域に指向され得る。標的化DNAは、ゲノムDNAの領域に相補的(相同)であるヌクレオチド配列である。標的化DNAの小片であって、ゲノムの特定の領域に相補的であるものは、DNA複製プロセスの間に親の鎖と接触するようにおかれる。これは、ハイブリダイズしてそれゆえ共通の相同領域を通じて内的DNAの他の片と組換えるように細胞中に挿入されたDNAの一般的特性である。この相補的鎖が、変位あるいは異なる配列またはさらなるヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドに付着される場合、この相補的鎖もまた、組み換えの結果として、新たに合成される鎖へと組み込まれる。プルーフリーディング機能の結果として、DNAの新たな配列が鋳型として機能することが可能となる。従って、移入されたDNAがゲノムに組み込まれる。
【0306】
標的化DNAのこれらの片に付着されるのは、TNFr/OPG様ポリペプチドの発現と相互作用し得るかまたは制御し得るDNAの領域である(例えば、隣接(フランキング)配列))。例えば、プロモーター/エンハンサーのエレメント、サプレッサー、または外因性の転写調節エレメントは、意図される宿主細胞のゲノムに、所望のTNFr/OPG様ポリペプチドをコードするDNAの転写に影響するに十分近位および方向において挿入される。制御エレメントは、宿主細胞ゲノムに存在するDNAの一部を制御する。従って、TNFr/OPG様ポリペプチドの発現は、TNFr/OPG様遺伝子自身をコードするDNAのトランスフェクションによってではなく、むしろTNFr/OPG様ポリペプチドの転写のために認識可能なシグナルを有する内因性遺伝子配列を提供するDNA調節セグメントと組み合わされた標的化DNA(目的の内的遺伝子と相同性の領域を含む)の使用によって達成され得る。
【0307】
例示方法において、細胞における所望される標的化遺伝子(すなわち、所望の内因性細胞遺伝子)の発現は、少なくとも制御配列、エキソンおよびスプライスドナー部位を含むDNAの、導入によって予備選択された部位において細胞ゲノム中への相同組換えを介して変更される。これらの成分は、染色体(ゲノム)DNAに、実際これが新たな転写単位の生産を生じるような様式で導入される(ここで、そのDNA構築物に存在する調節配列、エキソンおよびスプライスドナー部位は、内因性遺伝子に作動可能に連結されている)。これらの成分の染色体DNAにこれらの成分の導入の結果として、所望の内因性遺伝子の発現が変更される。
【0308】
本明細書において記載される変更された遺伝子発現は、得られた細胞において通常サイレント(発現されていない)な遺伝子を活性化すること(または発現されるように生じさせること)、ならびに得られる細胞において生理学的に有意なレベルで発現されない遺伝子の発現を増強することを包含する。この実施形態は、さらに、得られる細胞において生じる調節または導入のパターンとは異なるような調節または導入のパターンを変化させること、ならびに得られる細胞において発現される遺伝子の発現を減少させる(消去することを含む)ことを包含する。
【0309】
相同組み換えを使用して、細胞の内因性TNFr/OPG様遺伝子から、TNFr/OPG様ポリペプチド生産を増強または生じさせ得る1つの方法は、第一に、相同組み換えを用いて部位特異的組換え系からの組換え配列(例えば、Cre/loxP,FLP/FRT)(Sauer,Current Opinion In Biotechnology,5:521−527,1994;Sauer,Methods In Enzymology,225:890−900,1993)を、細胞の内因性ゲノムTNFr/OPG様ポリペプチドコード領域の上流(すなわち5’側)に配置することを包含する。ゲノムTNFr/OPG様ポリペプチドコード領域のすぐ上流に配置された部位と相同な組換え部位を含むプラスミドは、適切なリコンビナーゼ酵素とともに改変された細胞株に導入される。このリコンビナーゼは、細胞株においてゲノムTNFr/OPG様ポリペプチドコード領域のすぐ上流に配置される組換え部位に、プラスミドの組換え部位を介して、プラスミドが組み込まれるようにさせる(Baubonis and Sauer,Nucleic Acids Res.,21:2025−2029,1993;O’Gorman et al.,Science,251:1351−1355,1991)。転写を増強することが知られる任意の隣接配列(例えば、エンハンサー/プロモーター、イントロン、翻訳エンハンサー)は、このプラスミドに適切に配置されるとき、細胞の内因性TNFr/OPG様遺伝子から、デノボでまたは増強されたTNFr/OPG様ポリペプチド産生を生じる新たなまたは改変された転写単位を作製するような様式で組み込まれる。
【0310】
部位特異的組換え配列がゲノムTNFr/OPG様ポリペプチドコード領域の直ぐ上流に配置された細胞株を使用するさらなる方法は、細胞株ゲノムにおいてその他の場所で第二の組換え部位に導入するように相同組み換えを用いることである。次いで、適切なリコンビナーゼ酵素は、2つの組換え部位の細胞株へと導入され、組換え事象が生じ(欠失、反転、トランスロケーション)(Sauer,Current Opinion In Biotechnology,5:521−527,1994;Sauer,Methods In Enzymology,225:890−900,1993)、これは、細胞の内因性のTNFr/OPG様遺伝子からデノボのまたは増強されたTNFr/OPG様ポリペプチド産生を生じる新たなまたは改変された転写単位を生じる。
【0311】
細胞の内因性のTNFr/OPG様遺伝子からのTNFr/OPG様ポリペプチドの発現を増強させるためまたは生じるためのさらなるアプローチは、細胞の内因性TNFr/OPG様遺伝子からデノボまたは増強されたTNFr/OPG様ポリペプチド産生を生じるような様式で、遺伝子(単数または複数)(例えば、転写因子)の発現を増強または生じさせることおよび/または遺伝子(単数または複数)(例えば、転写リプレッサー)の発現を減少させることを包含する。この方法は、天然に存在しないポリペプチド(例えば、転写因子ドメインに融合された部位特異的DNA結合ドメインを含むポリペプチド)を、細胞に導入し、その結果、内因性のTNFr/OPG様遺伝子からデノボまたは増強されたTNFr/OPG様ポリペプチドの産生が、生じることを包含する。
【0312】
本発明は、標的遺伝子の発現を変更する方法において有用なDNA構築物にさらに関する。特定の実施形態において、例示のDNA構築物は、(a)1つ以上の標的化配列;(b)調節配列;(c)エキソン;および(d)対でないスプライスドナー部位を含む。DNA構築物における標的化配列は、エレメント(a)−(d)を細胞内の標的遺伝子に組み込み、その結果、エレメント(b)−(d)が内因性標的配列の配列に作動可能に連結されるようになることを指向する。別の実施形態において、このDNA構築物は、(a)1つ以上の標的化配列、(b)調節配列、(c)エキソン、(d)スプライス−ドナー部位、(e)イントロン、および(f)スプライスアクセプター部位を含む。ここで、標的配列は、エレメント(a)−(f)を組み込んで、その結果、(b)(f)のエレメントが内因性遺伝子に作動可能に連結されるようになる。標的化配列は、相同組換え生じる細胞の染色体DNAにおいて予備選択される部位と相同である。この構築物において、そのエキソンは、概して調節配列の3’側にあり、そしてスプライスドナー部位は、エキソン3’側にある。
【0313】
特定の遺伝子の配列(例えば、本明細書において提示されるTNFr/OPG様ポリペプチドをコードする核酸配列)が知られている場合、その遺伝子の選択された領域に相補的なDNAの片を合成または他の方法で入手し得る(例えば、目的の領域に結合する特定の認識部位で、ネイティブDNAの適切な制限による)。この片は、その細胞への挿入の際に標的化配列として作用し、そしてそのゲノム内のその相同領域にハイブリダイズする。このハイブリダイゼーションがDNA複製の間に生じる場合、このDNAの片およびそれに付随する任意の他のさらなる配列は、Okazakiフラグメントとして作用し、そしてDNAの新たに合成された娘鎖中に取り込まれる。従って本発明は、TNFr/OPG様ポリペプチドコードするヌクレオチドを含み、このヌクレオチドは、標的化配列として使用され得る。
【0314】
TNFr/OPG様ポリペプチド細胞治療(例えば、TNFr/OPG様ポリペプチドを産生する細胞の移植)もまた、企図される。この実施形態は、TNFr/OPG様ポリペプチドの生物学的に活性な形態を合成および分泌し得る細胞を移植する工程を包含する。そのようなTNFr/OPG様ポリペプチド産生細胞は、TNFr/OPG様ポリペプチドの天然のプロデューサーである細胞であり得るか、あるいはそれがTNFr/OPG様ポリペプチドを産生する能力が、所望のTNFr/OPG様ポリペプチドをコードする遺伝子またはTNFr/OPG様ポリペプチドの発現を増強する遺伝子で形質転換されることによって増強された、組換え細胞であり得る。このような改変は、その遺伝子の送達のために、ならびにその遺伝子の発現および分泌を促進するために適切なベクターの手段により達成され得る。外来種のポリペプチドの投与とともに生じ得るような、TNFr/OPG様ポリペプチドが投与される患者において可能な免疫学的反応を最小化するために、TNFr/OPG様ポリペプチドを産生する天然の細胞がヒト起源のものであって、そしてヒトTNFr/OPG様ポリペプチドを産生することが好ましい。同様に、TNFr/OPG様ポリペプチドを産生する組換え細胞は、ヒトTNFr/OPG様ポリペプチドをコードする遺伝子を含む発現ベクターで形質転換されることが好ましい。
【0315】
移植された細胞は、周囲の組織の浸潤を回避するためにカプセル化され得る。ヒトまたは非ヒト動物の細胞は、TNFr/OPG様ポリペプチドの放出を可能にするが患者の免疫系または周囲組織からの他の悪性因子による細胞の破壊を予防する生体適合性の半透過性ポリマー封入物または膜中で、患者に移植され得る。あるいは、TNFr/OPG様ポリペプチドをエキソビボで産生するように形質転換された患者自身の細胞は、そのようなカプセルなしで患者に直接移植され得る。
【0316】
生存細胞のカプセル化のための技術は、当該分野において公知であり、そして患者におけるカプセル化された細胞の調製およびその移植は、慣用的に行われ得る。例えば、Baetge et al.(WO95/05452;PCT/US94/09299)は、生物学的に活性な分子の有効な送達のために遺伝子操作された細胞を含む膜カプセルを記載する。カプセルは、生体適合性であり、そして容易に取り出し可能である。カプセルは、組換えDNA分子でトランスフェクトされた細胞をカプセル化する。この分子は、哺乳動物宿主中に移植される際にインビボで下方制御に供されないプロモーターに作動可能に連結された、生物学的に活性な分子をコードするDNA配列を含む。このデバイスは、レシピエント内の特定の部位に生存する細胞からの分子の送達を提供する。さらに、以下を参照のこと:米国特許第4,892,538号、同第5,011,472号および同第5,106,627。生存する細胞をカプセル化するための系は、以下に記載される:PCT出願WO91/10425(Aebischer et al.)。以下もまた参照のこと:PCT出願WO91/10470(Aebischer et al.)、Winn et al.,Exper.Neuro.,113:322−329(1991)、Aebischer et al.,Exper.Neuro.,111:269275(1991);およびTresco et al.,ASAIO,38:17−23(1992)。
【0317】
TNFr/OPG様ポリペプチドのインビボおよびインビトロの遺伝子治療送達もまた、企図される。インビボ遺伝子治療は、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードする遺伝子を、TNFr/OPG様核酸分子の局所注入または他の適切なウイルスもしくは非ウイルス送達ベクターによって、細胞中に導入することによって行われ得る。Hefti,Neurobiology,25:1418−1435(1994)。例えば、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードする核酸分子は、標的化された細胞に送達するためにアデノ随伴ウイルスベクター中に含まれ得る(例えば、Johnson,国際出願WO95/34670;国際出願PCT/US95/07178)。組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ゲノムは代表的に、機能的プロモーターおよびポリアデニル化配列に作動可能に連結された、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードするDNA配列に隣接するAAV反転末端反復を含む。
【0318】
代替の適切なウイルスベクターは、以下が挙げられるがそれらに限定されない:レトロウイルス、アデノウイルス、単純ヘルペスウイルス、レンチウイルス、肝炎ウイルス、パルボウイルス、パポバウイルス、ポックスウイルス、アルファウイルス、コロナウイルス、ラブドウイルス、パラミクソウイルスおよびパピローマウイルスのベクター。米国特許第5,672,344号は、組換え神経栄養性HSV−1ベクターを含むインビボウイルス媒介遺伝子移入系を記載する。米国特許第5,399,346号は、インビトロで治療タンパク質をコードするDNAセグメントが挿入されるように処理されたヒト細胞の送達によって治療タンパク質を患者に提供するためのプロセスの例を提供する。遺伝子治療の実施のためのさらなる方法および材料は、以下に記載されている:米国特許第5,631,236号(これは、アデノウイルスベクターを含む);米国特許第5,672,510号(これは、レトロウイルスを含む);および米国特許第5,635,399号(これは、サイトカインを発現するレトロウイルスベクターを含む)。
【0319】
非ウイルス送達方法としては、以下が挙げられるがそれらに限定されない:リポソーム媒介性移入、裸のDNA送達(直接注射)、レセプター媒介性移入(リガンド−DNA複合体)、エレクトロポレーション、リン酸カルシウム沈降、および微粒子ボンバードメント(例えば、遺伝子銃)。遺伝子治療材料および方はまた、誘導性プロモーター、組織特異的エンハンサー−プロモーター、部位特異的組み込みのために設計されたDNA配列、親の細胞よりも選択的利点を提供し得るDNA配列、形質転換された細胞を同定するための標識、ネガティブ選択系および発現制御系(安全手段)、細胞特異的結合因子(細胞標的化のため)、細胞特異的インターナリゼーション因子、およびベクターによる発現を増強するための転写因子の使用ならびにベクター製造の方法をも包含し得る。遺伝子治療技術の実施のためのそのようなさらなる方法および材料は、以下に記載されている:米国特許第4,970,154号(これは、エレクトロポレーション技術を含む);WO96/40958(これは、核リガンドを含む);米国特許第5,679,559号(これは、遺伝子治療のためのリポタンパク質含有系を記載する);米国特許第5,676,954号(これは、リポソームキャリアを含む);米国特許第5,593,875号(これは、リン酸カルシウムトランスフェクションのための方法を含む);ならびに米国特許第4,945,050号(ここでは、生物学的に活性な粒子は、その粒子が細胞の表面に浸透し、そしてその細胞の内部へと取り込まれるようになる速度で細胞に噴霧される)。
【0320】
さらに他の実施形態において、調節エレメントは、標的細胞中にTNFr/OPG様遺伝子の制御された発現のために包含され得る。そのようなエレメントは、適切なエフェクターに対する応答においてスイッチオンされる。このようにして、治療ポリペプチドは、所望の場合に発現され得る。1つの慣用される制御手段は、低分子結合ドメインおよび生物学的プロセスを開始し得るドメインを含むキメラタンパク質(例えば、DNA結合タンパク質または転写活性化タンパク質)をダイマー化するために使用される低分子ダイマー化剤またはラパログ(rapalog)(WO9641865(PCT/US96/099486);WO9731898(PCT/US97/03137)およびWO9731899(PCT/US95/03157)に記載される)の使用を包含する。そのタンパク質のダイマー化を使用して、導入遺伝子のための転写を開始し得る。
【0321】
代替調節技術は、凝集物またはクラスターとして細胞内に目的の遺伝子から発現されるタンパク質を格納する方法を使用する。目的の遺伝子は、従来の凝集ドメインを含む誘導タンパク質として発現され、これは、液胞内での凝集タンパク質の保持を生じる。格納されたタンパク質は、細胞内で安定かつ不活性である。しかし、そのタンパク質は、条件つき凝集ドメインを除き、それにより凝集物またはクラスターから離れて特異的に破壊する薬物(例えば、低分子リガンド)を投与することにより、その結果そのタンパク質がその細胞から分泌され得ることによって放出され得る。以下を参照のこと:Science 287:816−817、同826−830(2000)。
【0322】
他の適切な制御手段おまたは遺伝子スイッチとしては、以下の系が挙げられるがそれらに限定されない:ミフェプリストン(RU486)は、プロゲステロンアンタゴニストとして使用される。改変されたプロゲステロンレセプターリガンド結合ドメインのプロゲステロンアンタゴニストへの結合が、2つの転写因子のダイマーを形成し、次いでこれが核に入りDNAに結合することによって、転写を活性化する。このリガンド結合ドメインは、天然のリガンドへそのレセプターが結合する能力を除去するように改変される。改変されたステロイドホルモンレセプター系は、さらに以下に記載される:米国特許第5,364,791号;WO9640911およびWO9710337。
【0323】
さらに別の制御系は、エクジソン(ショウジョウバエ(fruit fly)ステロイドホルモン)を使用する。これは、エクジソンレセプター(細胞質レセプター)に結合し、活性化する。次いで、このレセプターは、核に移行し、特定のDNA応答エレメント(エクジソン応答遺伝子からのプロモーター)に結合する。エクジソンレセプターは、転写を開始するためのトランス活性化ドメイン/DNA結合ドメイン/リガンド結合ドメインを含む。エクジソン系は、さらに、以下に記載される:米国特許第5,514,578号;WO9738117;WO9637609;およびWO9303162。
【0324】
別の制御手段は、陽性のテトラサイクリン制御可能なトランスアクチベーターを使用する。この系は、転写を活性化するポリペプチドに連結された、変異されたtetリプレッサータンパク質DNA結合ドメイン(変異されたtetR4アミノ酸変異を含み、これは、反転テトラサイクリン制御されたトランスアクチベータータンパク質を生じる。すなわち、これは、テトラサイクリンの存在下でtetオペレーターに結合する)を含む。そのような系は、以下に記載されている:米国特許第5,464,758号;同第5,650,298号および同第5,654,168号。
【0325】
さらなる発現制御系および核酸構築物は、以下に記載されている:米国特許第5,741,679号および同第5,834,186号(Innovir Laboratories Inc)。
【0326】
TNFr/OPG様分子遺伝子治療または細胞治療は、第二のポリペプチドの送達をさらに含む。例えば、宿主細胞は、TNFr/OPG様ポリペプチドおよび少なくとも以下の一つの両方の発現および放出をするように改変され得る:IL−lra、sTNFr I型、sTNFr II型、およびそれらの誘導体;セリン白血球プロテアーゼインヒビター(SLPI)、オステオプロテジェリン(OPG);および抗TNF抗体、抗IL−1抗体、ならびにそれらの誘導体。あるいは、TNFr/OPG様ポリペプチドおよび上述のポリペプチドの1つ以上は、別個の細胞中で発現され得、そしてそれらから放出され得る。そのような細胞は、患者に別々に導入され得るか、またはその細胞は、単一の移植可能なデバイス(例えば、上述のカプセル化膜)中に含まれ得るか、またはその細胞はウイルスベクター手段によって別個に改変され得る。
【0327】
遺伝子治療技術の一つの例は、TNFr/OPG様遺伝子(TNFr/OPG様ポリペプチドをコードする、ゲノムDNA、cDNAおよび/または合成DNAのいずれか)を使用することである。この遺伝子は、構成的または誘導性のプロモーターと作動可能に連結されて、「遺伝子治療DNA構築物」を形成し得る。このプロモーターは、構築物が挿入される細胞または組織の型においてそれが活性である限り、内因性TNFr/OPG様遺伝子に対して同種であってもよく、異種であってもよい。遺伝子治療DNA構築物の他の成分は、必要に応じて、以下を含み得る:部位特異的組み込みのために設計されたDNA分子(例えば、相同組換えのために有用な内因性配列)、組織特異的プロモーター、エンハンサーまたはサイレンサー、親の細胞よりも選択的利点を提供し得るDNA分子、形質転換された細胞を同定するための標識として有用なDNA分子、ネガティブ選択系、細胞特異的結合因子(例えば、細胞標的化について)、細胞特異的インターナリゼーション因子、およびベクターによって発現を増強する転写因子、ならびにベクター製造を可能にする因子。
【0328】
次いで、この遺伝子治療DNA構築物は、細胞に(エキソビボまたはインビボのいずれかで)導入され得る。遺伝子治療DNA構築物を導入するための一つの手段は、本明細書において記載されるウイルスベクターの手段による。特定のベクター(例えば、レトロウイルスベクター)は、細胞の染色体DNAに対して遺伝子治療DNA構築物を送達し、そしてその遺伝子治療DNA構築物は、染色体DNA中に組み込まれ得る。他のベクターは、エピソームとして機能し、そして遺伝子治療DNA構築物は、細胞質に残存する。
【0329】
遺伝子治療を介した、細胞における内因性TNFr/OPG様ポリペプチド発現を増強するための別の手段は、TNFr/OPG様ポリペプチドプロモーター中に1つ以上のエンハンサーエレメントを挿入することである。ここで、このエンハンサーエレメントは、TNFr/OPG様遺伝子の転写活性を増強するように働き得る。このエンハンサーエレメントは、その遺伝子を活性化することが所望される組織に基づいて選択される。その組織中でのプロモーター活性化を付与することが知られるエンハンサーエレメントが選択される。例えば、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードする遺伝子がT細胞において「スイッチ宇オン」されるべき場合、lckプロモーターエンハンサーエレメントが使用され得る。ここで、加えられるべき転写エレメントの機能的部分は、標準的なクローニング技術を用いてTNFr/OPG様ポリペプチドプロモーターを含むDNAフラグメント中に挿入され得る(そして、必要に応じて、ベクターならびに/または5’および/もしくは3’隣接配列など中に挿入される)。次いで、「相同組換え構築物」として知られるこの構築物は、エキソビボまたはインビボでのいずれかで所望の細胞中に導入され得る。
【0330】
遺伝子治療は、内因性プロモーターのヌクレオチド配列を改変することによってTNFr/OPG様ポリペプチド発現を減少するために使用され得る。そのような改変は、代表的に、相同組換え法を介して行われる。例えば、不活化することについて選択されたTNFr/OPG様遺伝子のプロモーターのすべてまたは一部を含むDNA分子は、操作されて、転写を調節するプロモーターの片を除去および/または置き換えることができる。例えば、TATAボックスおよび/またはプロモーターの転写アクチベーターの結合部位は、標準的な分子生物学的技術を用いて欠失され得る。そのような欠失は、プロモーター活性を阻害し、それにより対応するTNFr/OPG様遺伝子の転写を抑制することができる。プロモーターにおけるTATAボックスまたは転写アクチベーター結合部位の欠失は、TNFr/OPG様ポリペプチドプロモーター(制御されるべきTNFr/OPG様遺伝子と同じまたは関連する種からの)のすべてまたは関連する部分を含むDNA構築物を作製することによって達成され得る。ここでは、TATAボックスおよび/または転写アクチベーター結合部位のヌクレオチドの1つ以上が、1つ以上のヌクレオチドの置換、欠失および/または挿入によって変異されている。結果として、TATAボックスおよび/またはアクチベーター結合部位は、活性が減少しているか、または完全に不活化されている。この構築物はまた、代表的に、改変されたプロモーターセグメントに隣接するネイティブの(内因性の)5’および3’のDNA配列に対応するDNAの少なくとも約500塩基を含み、この構築物は、直接または本明細書に記載されるウイルスベクターを介してのいずれかで、適切な細胞中に(エキソビボまたはインビボのいずれかで)導入され得る。代表的に、その構築物のその細胞のゲノムDNAへの組み込みは、相同組み換えを介する。ここで、プロモーター構築物における5’および3’のDNA配列は、内因性染色体DNAに対するハイブリダイゼーションを介して改変されたプロモーター領域への組み込みを補助するように働き得る。
【0331】
他の遺伝子治療方法はまた、1つ以上のTNFr/OPG様ポリペプチドの活性を阻害することが所望される場合に使用され得る。例えば、アンチセンスDNAまたはRNAの分子であって、選択されたTNFr/OPG様遺伝子の少なくとも一部に相補的な配列を含むものは、その細胞内に導入され得る。代表的に、各々のそのようなアンチセンス分子は、各々の選択されたTNFr/OPG様遺伝子の開始部位(5’末端)に対して相補的である。次いで、アンチセンス分子が対応するTNFr/OPG様mRNAにハイブリダイズする場合、このmRNAの翻訳は、妨害されまたは減少する。当業者はまた、アンチセンスおよびリボザイム分子はまた、直接投与され得ることを理解する。
【0332】
あるいは、遺伝子治療を使用して、1つ以上のTNFr/OPG様ポリペプチドのドミナントネガティブインヒビターを作製することができる。この状況に置いて、各々の選択されたTNFr/OPG様ポリペプチドの変異体全長または短縮型ポリペプチドは、本明細書において記載されるように、調製され得そしてウイルスまたは非ウイルス性のいずれかの方法を用いて患者の細胞中に導入され得る。各々のそのような変異体は、代表的に、その生物学的役割における内因性ポリペプチドと競合するように設計される。
【0333】
(TNFr/OPG様核酸およびポリペプチドのさらなる使用)
本発明の核酸分子は、染色体上のTNFr/OPG様遺伝子および関連遺伝子の位置をマッピングするために使用され得る。マッピングは、当該分野において公知の技術(例えば、PCR増幅およびインサイチュハイブリダイゼーション)によって行われる。
【0334】
核酸分子はまた、TNFr/OPG様ポリペプチド発現のアンチセンスインヒビターとして使用される。そのような阻害は、発現制御配列(三重螺旋形成)またはTNFr/OPG様mRNAに対して相補的でありそしてハイブリダイズする核酸分子によって実施され得る。アンチセンスプローブは、本明細書において開示されたTNFr/OPG様核酸分子の配列を用いた利用可能な技術によって設計され得る。アンチセンスインヒビターは、細胞または生物におけるTNFr/OPG様ポリペプチドを減少または非存在に関連する情報を提供する。
【0335】
ハイブリダイゼーションプローブは、本明細書において提供されるTNFr/OPG様核酸配列を用いて調製されて、関連する配列についてcDNA、ゲノムDNAまたは合成DNAのライブラリーをスクリーニングし得る。公知の配列に対して有意な同一性を示す、TNFr/OPG様ポリペプチドのDNAおよび/またはアミノ酸の配列の領域は、本明細書において記載されるような配列整列アルゴリズムを用いて容易に決定され、そしてそれらの領域は、スクリーニングのためのプローブを設計するために使用され得る。
【0336】
TNFr/OPG様核酸分子、ならびにそれら自体は生物学的に活性なポリペプチドをコードしないフラグメント、改変体および/または誘導体は、TNFr/OPG様DNAまたは哺乳動物組織または体液のサンプルにおける対応するRNAの存在について、定性的または定量的のいずれかで試験するために診断アッセイにおけるハイブリダイゼーションプローブとして有用であり得る。
【0337】
TNFr/OPG様ポリペプチドは、処置されるべき適応症について適切である場合、1つ以上のサイトカイン、増殖因子、抗生物質、抗炎症剤、および/または化学療法剤と組み合わせて(同時または連続的に)使用され得る。
【0338】
TNFr/OPG様ポリペプチドのフラグメント、改変体、および/または誘導体はまた、生物学的に活性であるかどうかに拘わらず、TNFr/OPG様ポリペプチドに結合する抗体を調製するために有用である。抗体は、インビボおよびインビトロの診断目的のために使用され得、それらには以下が挙げられるがそれらに限定されない:体液または細胞のサンプルにおけるTNFr/OPG様ポリペプチドの存在を検出する標識された形態における使用。この抗体はまた、本明細書において記載される疾患および障害を予防または処置するために使用され得る。抗体は、TNFr/OPG様ポリペプチドに結合され得、その結果、TNFr/OPG様ポリペプチドの少なくとも1つの活性特性を減少または遮断し得るか、またはポリペプチドに結合して活性を増加させ得る。
【0339】
以下の実施例は、本発明の性質をさらに代表化するよう働くが、本発明の範囲を制限するとみなされるべきではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ拘束される。
【0340】
(実施例1:TNFr/OPG様cDNAのクローニング)
ヒトゲノムデータベースの相同性ベースのBLAST検索は、公知のヒトOPGポリペプチド配列に対する相同性を翻訳の際に提示する、543ヌクレオチドゲノムDNAフラグメント(配列番号5)を同定した。この配列情報に基づいて、ヌクレオチドプライマー2374−51(5’−CCC CAG GCA CCT TCT CAG CTG C−3’配列番号9)および2374−52(5’−GTG TAT CTC GAG TTG CCA TGC CC−3’;配列番号10)を合成し、そしてこれらを用いて種々のヒトcDNAライブラリーをスクリーニングした。PCRビーズ(Pharmacia,Piscataway,NJ)、25μlの最終反応容量および各々オリゴヌクレオチドの10μmolを用いて、111ヌクレオチド(nt)の予想されたサイズのバンドが、胎児頭皮(ランダムおよびオリゴdTプライミングの両方)および胎児脾臓(ランダムおよびオリゴdTプライミングの両方)を含む多数のライブラリーにおいて同定された。サイクル条件は、94℃で1分間(94℃で30秒間、68℃で45秒間)の35回の反復、次いで72℃で10分間であった。
【0341】
これに基づいて、cDNAの5’領域を単離するために、PCRを、Clontech Advantage PCR Mix(Clontech,Palo alto,CA)を用いて、pSPORT(LTI)ベクタープライマー870−02(5−AGC GGA TAA CAA TTT CAC ACA GG−3’;配列番号11)および1916−83(5’−GGC TCG TAT GTT GTG TGG AAT TGT GAG CG−3’;配列番号12)、ならびに遺伝子特異的プライマー2374−53(5’−CCC AGG CCA GCA GTC TCC ACA G−3’;配列番号13)を用いて胎児脾臓および胎児頭皮のcDNAライブラリーに対して行った。サイクル条件は以下のとおりであった:94℃で1分間;94℃で5秒間;72℃で3分間(反復5回);続いて94℃で5秒間;70℃で3分間(反復5回);続いて94℃で5秒間;68℃で3分間;反復25回;72℃で10分間。PCR産物は、これらのcDNAライブラリーから得られた。
【0342】
これらの反応物において得られたPCR産物を、1:100に希釈し、そしてネスティドベクタープライマー1019−06(5’−GCT CTA ATA CGA CTC ACT ATA GGG−3’;配列番号14)および1916−82(5’−CAT GAT TAC GCC AAG CTC TAA TAC GAC TC−3’;配列番号15)、ならびにネスティド遺伝子特異的プライマー2374−52(5’−GTG TAT CTC GAG TTG CCA TGC CC−3’;配列番号10)を用いてPCR増幅した。特異的なPCR産物を、製造業者の指示に従って、TAクローニングプロトコルを用いてpGEM−T(Promega,Madison,WI)中にサブクローニングした。3’領域を、Clontech Advantage PCR Mix(Clontech,Palo alto,CA)を用い、以下のベクターを用いて胎児頭皮cDNAライブラリーのPCR増幅によって単離した:ベクタープライマー1340−35(5’−CCC AGT CAC GAC GTT GTA AAA CG−3’:配列番号16)および遺伝子特異的プライマー2374−51(5’−CCC CAG GCA CCT TCT CAG CTG C−3’;配列番号9)。サイクル条件は、94℃で2分間、(94℃で15秒間、66℃で15秒間、および72℃で3分間)を35回の反復、72℃で2分間。次いで、4℃で分析するまで維持した。この反応において得られたPCR産物を、1:100に希釈し、そしてClontech Advantage PCR Mix(Clontech,Palo alto,CA)を用い、以下のプライマーを用いてPCR増幅した:ネスティドベクタープライマー1019−05(5’−TGA ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAG AG−3’:配列番号17)およびネスティド遺伝子特異的プライマー2374−78(5’−GCC CGT TGC AGC CTT TGG AG−3’:配列番号18)。サイクル条件は上述のものと同じであった。最終のPCR産物を、TAクローニングプロトコルを用いて、pGEM−T(Promega,Madison,WI)中にサブクローニングした。5’RACEおよび3’領域の配列を、当業者に公知の標準的な方法を用いてDNA配列決定することによって決定した。配列をアセンブルし、そして430アミノ酸長をコードすることが見出された。
【0343】
このTNFr/OPG様遺伝子を単離するために利用されるcDNAライブラリーは、以下のとおり作製した。総RNAを、ヒト組織から、標準的なRNA抽出手順を用いて抽出し、そしてポリA RNAを、この総RNAから、当業者に公知の標準的な手順を用いて選択した。ランダムプライムしたかまたはオリゴ(dT)プライム刺激したcDNAを、このポリA RNAから、Superscript Plasmid System for cDNA Synthesis and Plasmid Cloning kit(Gibco−BRL,Inc.,Rockville,MD)のマニュアルにおける手順を用いるかまたは当業者に公知の他の適切な手順を用いて合成した。得られたcDNAを、適切な制限酵素(SalIおよびNotI)で消化して粘着末端を作製して、クローニングベクターへの連結を補助した。次いで、この消化したcDNAをpSPORT−1クローニングベクター中または適切な制限酵素を用いて予備消化した、当業者に公知の別の適切なクローニングベクター中に連結した。この連結産物を、当該分野において標準的な技術を用いてE.coli中に形質転換し、そして形質転換体をアンピシリンを含む細菌培地プレート上で選択した。cDNAライブラリーは、これらの形質転換体のすべてまたはサブセットからなった。
【0344】
(実施例2:TNFr/OPG組織発現の評価)
RT−PCRによるmRNA発現分析の方法は、次のようなものである。
【0345】
(逆転写(RT)反応)
2μgの各ヒト胎児組織由来の総RNA(総RNAを、Amersham Pharmacia Biotech Inc.、Cat.#15593−031のTotal RNA Isolation Kitによって精製した)。2μgの総RNAおよび1μl(1μg)のランダムプライマーを含む反応混合物。容量を、水で12μlに調整し、70℃で10分間熱し、すぐに氷で冷やした。次いで4μlの5×First Stand Buffer(BRL)、2μlの0.1M DTT(BRL)、および1μlの10mM dNTP Mix(BRL)を加え、そしてこの溶液を十分混合し、そして2分間暖めて37℃にした。1μlのSuperscript II RT(BRL)を加え、そしてこの溶液を、37℃で1時間インキュベートした。
【0346】
次いで、反応チューブを氷上に置いて反応を停止させた。このようにして産生されたcDNAを、PCR分析においてテンプレートとして用いた。
【0347】
(相対的な発現レベルの評価)
RNA濃度およびcDNA転換効率における相違を規格化するために、コントロールPCRを、グリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ(G3PDH)(この遺伝子は、全ての組織でほぼ同レベルで発現されると考えられている)に対するプライマーを用いて各cDNAに対して行った。この反応産物を、4%アガロースゲルで分析し、そしてコントロールバンドの相対的な強度を評価した。次いでcDNAサンプルを、コントロールバンドの強度に基いて希釈し、すべてのサンプルを、等しい強度のG3PDHコントロールバンドを生成するような濃度に調整した。OPG様転写についての発現分析を、これらの濃度規格化サンプルを用いて行った。
【0348】
(G3PDHコントロールPCR)
テンプレート:1μlのcDNA(濃度調整前)
プライマー:
5’プライマー:5’−TCCACCACCCTGTTGCTGTAG−3’(配列番号19)
3’プライマー:5’−GACCACAGTCCATGCCATCACT−3’(配列番号20)
緩衝液/酵素:Ready−To−Go PCR Beads(Amersham Pharmacia Biotech Inc.、Cat.#27−95530)
サイクルプロトコル:
95℃ 60秒;
92℃ 30秒、55℃ 45秒、72℃ 60秒、25サイクル;
72℃ 5分。
【0349】
(OPG様転写の相対的な発現レベル)
テンプレート:1μlのcDNA(上記のように濃度調節した)
プライマー:
(2374−51) 5’−CCCCAGGCACCTTCTCAGCTGC−3’(配列番号9)
(2374−53) 5’−CCCAGGCCAGCAGTCTCCACAG−3’(配列番号13)
緩衝液/酵素:Ready−To−Go PCR Beads(Amersham Pharmacia Biotech Inc.、Cat.#27−95530)
サイクルプロトコル:
95℃ 30秒;
94℃ 5秒、72℃ 4分、5サイクル;
94℃ 5秒、70℃ 4分、5サイクル;
94℃ 5秒、68℃ 2分、25サイクル;
72℃ 3分。
【0350】
生成物は、4%アガロース/TBEゲル電気泳動により泳動した。次いで、ベースラインとして最も薄いバンドを用い(1×)、増幅されたOPG様転写物に対応するバンドの相対的な強度を評価した。評価された各バンドの相対的な強度は以下に示される。最も高い強度は、胎児組織、胎児子宮、および胎児皮膚で見出される。
【0351】
【表3】
Figure 2004500063
(実施例3:TNFr/OPG様ポリペプチドの産生)
(A.細菌における発現)
PCRを用いて、ポリペプチドをコードするテンプレートDNA配列を増幅する。このPCRには、この配列の5’および3’末端に対応するプライマーを用いる。増幅したDNA産物を改変して、発現ベクター内への挿入を可能にするために制限酵素部位を含むようにし得る。PCR産物をゲル精製し、そして標準的組み換えDNA方法論を用いて発現ベクター中に挿入する。luxプロモーターおよびカナマイシン耐性をコードする遺伝子を含むpAMG21(ATCC番号98113)のような代表的ベクターを、挿入したDNAの方向性クローニングのために、BamHIおよびNdeIを用いて消化する。連結した混合物を、エレクトロポレーションによってE.coli宿主株中に形質転換し、そして形質転換体をカナマイシン耐性について選択する。選択したコロニー由来のプラスミドDNAを、単離し、そしてDNA配列決定に供してインサート(挿入物)の存在を確認する。
【0352】
形質転換した宿主細胞を、誘導前に、30g/mLカナマイシンを含有する2×YT培地中で30℃でインキュベートする。N−(3−オキソヘキサノイル)−dl−ホモセリンラクトンの最終濃度の30ng/mLまでの添加、それに続く30℃かまたは37℃での6時間のインキュベーションによって、遺伝子発現を誘導する。TNFr/OPG様ポリペプチドの発現を、細菌ペレットの培養物、再懸濁物および溶解物の遠心分離、ならびに、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動による宿主細胞タンパク質の分析によって評価する。
【0353】
TNFr/OPG様ポリペプチドを含有する封入体を、以下の通り精製する。細菌細胞を遠心分離によってペレットにし、そして水に再懸濁する。この細胞懸濁液を超音波処理によって溶解し、そして195,000×gでの5〜10分間の遠心分離によってペレット化する。上清を廃棄し、そしてペレットを洗浄してホモジナイザーに移す。このペレットを、均一に懸濁されるまで、5mLのPercoll溶液(75%液体Percoll、0.15M NaCl)中でホモジナイズし、次いで希釈して21,600×gで30分間遠心分離する。封入体を含む勾配画分を回収してプールする。単離した封入体をSDS−PAGEによって分析する。
【0354】
E.coliが産生したTNFr/OPG様ポリペプチドに相当する、SDSポリアクリルアミドゲル上の単一のバンドを、ゲルから切り出し、そしてN末端アミノ酸配列を、本質的にMatsudairaら、J.Biol.Chem.262:10〜35(1987)に記載のように決定する。
【0355】
(B.哺乳動物細胞における発現)
PCRを用いて、TNFr/OPG様ポリペプチドをコードするテンプレートDNA配列を増幅する。このPCRには、この配列の5’および3’末端に対応するプライマーを用いる。5‘および3’末端に対応するプライマー配列は上述される。増幅したDNA産物を改変して、発現ベクター内への挿入を可能にするために制限酵素部位を含むようにし得る。PCR産物をゲル精製し、そして標準的組み換えDNA方法論を用いて発現ベクター中に挿入する。Epstein−Barrウイルス複製起点を含む代表的な発現ベクターであるpCEP4(Invitrogen,Carlsbad,CA)を、293−EBNA−1(Epstein−Barrウイルス核抗原)細胞におけるTNFr/OPG様の発現のために用い得る。増幅およびゲル精製したPCR産物を、pCEP4ベクターに連結し、そしてリポフェクチンによって293−EBNA細胞中に導入する。トランスフェクトした細胞を、100g/mLのハイグロマイシン中で選択し、そして得られた薬物耐性培養物をコンフルエンスになるまで増殖する。次いで、この細胞を無血清培地中で72時間培養する。馴化培地を取り出し、TNFr/OPG様ポリペプチド発現をSDS−PAGEによって分析する。
【0356】
TNFr/OPG様ポリペプチド発現は、銀染色によって検出し得る。あるいは、TNFr/OPG様ポリペプチドを、タグペプチドに対する抗体を用いるウエスタンブロット分析によって検出可能である、エピトープタグ(例えば、IgG定常ドメインまたはFLAGエピトープ)を有する融合タンパク質として生成する。
【0357】
TNFr/OPG様ポリペプチドを、SDS−ポリアクリルアミドゲルから切り出し得る、またはTNFr/OPG様融合タンパク質を、エピトープタグに対するアフィニティークロマトグラフィーによって精製し、そして本明細書に記載のようなN末端アミノ酸配列分析に供する。
【0358】
(実施例4:抗TNFr/OPG様ポリペプチド抗体の生成)
TNFr/OPG様ポリペプチドに対する抗体を、生物学的合成または化学的合成によって生成した、精製タンパク質またはTNFr/OPG様ペプチドを用いて免疫することによって獲得し得る。抗体を生成するための適切な手順は、HudsonおよびBay、Practical Immunology(第二版、Blackwell Scientific Pubilication(1980))に記載の手順を含む。
【0359】
抗体生成のための1つの手順において、動物(代表的には、マウスまたはウサギ)に、TNFr/OPG様抗原(例えば、TNFr/OPG様ポリペプチド)を注射し、そして、ハイブリドーマ産生のため、ELISAによって決定した十分な血清力価を有する動物を、選択する。免疫した動物の脾臓を回収し、そして単一細胞懸濁液として調製し、これから脾臓細胞を回収する。脾臓細胞をマウスミエローマ細胞(例えば、Sp2/0−Ag14細胞;ATCC no.CRL−1581)に融合し、DMEM(200U/mLペニシリン、200g/mL硫酸ストレプトマイシン、および4mMグルタミン含有)中でまずインキュベートし、次いで、HAT選択培地(ヒポキサンチン;アミノプテリン;チミジン)中でインキュベートする。選択後、組織培養上清をハイブリドーマを含む各融合ウェルから取り出し、そしてELISAによって、抗TNFr/OPG様抗体産生について試験する。
【0360】
抗TNFr/OPG様を得るための別の手順もまた、使用し得る。この手順は例えば、ヒト抗体の生成のためのヒトIg遺伝子座を保有するトランスジェニックマウスの免疫、および合成抗体ライブラリー(例えば、抗体可変ドメインの変異誘発によって生成されるライブラリーなど)のスクリーニングである。
【0361】
(実施例5:哺乳動物細胞におけるTNFr/OPG様タンパク質の産生)
哺乳動物細胞において可溶性TNFr/OPG様タンパク質を産生するために、ヒトTNFr/OPG様ポリペプチドの細胞外ドメイン(アミノ酸1〜162)をコードするcDNAを、以下のオリゴプライマー対のセットを用いてPCR増幅した。
5’−CCA TCG ATG GCT GAG CAG CAG GTG TGG ACA−3’(配列番号21)
5’−TGG CGA TGA CGG TGA CCT GGG CGG−3’ (配列番号22)
PCR反応を、20mM Tris−HCl(pH8.8)、10mM KCl、10μM (NHSO、0.1% Triton−X100、10μMの各dNTP、1μMの各プライマー、および10ngのTNFr/OPG cDNAテンプレート中に1ユニットのベントDNAポリメラーゼ(New England Biolabs)を含む50μlの容量で実行した。PCR反応を、98℃で30秒、55℃で30秒、および72℃で1分を合計5サイクル、98℃で30秒、65℃で30秒、および72℃で1分を合計25サイクルで行った。得られたPCRフラグメントを、1%アガロースゲルを通す電気泳動で単離し、GeneClean手順(Bio 101、Inc.)により精製した。PCRフラグメントは、5’末端にClaI制限部位、そして3’末端にBstEII制限部位を作成している。次いで、ClaI+BstEIIで消化されたPCRフラグメントを、改変されたpCMVi−FcベクターのヒトIgG−γ1重鎖配列(Vasserら(Sciece 286、735〜741頁、1999)により以前に記載された)の前に、インフレームにサブクローンした。TNFr/OPG様細胞外ドメインとIgG Fc領域との間の接点を橋渡しする、2つの無関係なアミノ酸(Val−Thr)をコードするリンカーを導入した。
【0362】
この構築物を、Ausubelら(Curr.Prot.Mol.Biol.1、9.1.1−9.1.3、1994)により記載されるようなリン酸カルシウム法により、293−T細胞にトランスフェクトした。トランスフェクトの24時間後に、この細胞をPBSで一度洗浄し、次いで無血清培地で72時間培養した。この培養上清を回収した。培地に分泌されるTNFr/OPG様−Fc融合タンパク質を、抗ヒトIgG Fc抗体(Jackson Immuno Research cat no.309−035−008)を用いたウェスタンブロット分析により検出し(図9)、そしてそれぞれ56.6kD、44.3kD、および40.6kDの分子量を有する3つの顕著なバンドが観察された。
【0363】
Fc融合タンパク質を、プロテインAカラムクロマトグラフィー(Pierce)を用い、製造者の推奨する手順にしたがって精製した。次いで、50pmolの精製されたタンパク質を、本質的にはMatsudairaら(J.Biol.Chem.262、10−35、1987)に記載されるような自動エドマン分解により、N末端配列分析に供した。
【0364】
10サイクルのアミノ酸配列決定の後、56.6kDバンドは、配列が、NH−ST(T)LWQCPPGEE−COH(1.4pmol)(配列番号23)であった。3回目のサイクルで、Thrは、タンパク質の一次構造から予想されるように検出されず、O連鎖糖の可能性を示した。結果は、このタンパク質が、Thr25で切断されていることを示す。44.3kDのバンド(14.6pmol)および40.6kDのバンド(24.7pmol)は、両方とも配列が、NH−GVEVAAGASSGGET−COH(配列番号24)であった;このタンパク質は、Arg130で切断されていることを示す。これらの2つのバンド間のサイズにおける差異は、おそらくArg149の異なったN連鎖グリコシル化に起因している。40.6kDバンドおよび44.3kDのバンドは、回収された物質の約97%を示す。Arg130における切断部位のより詳しい調査は、Arg126(RRARR−GVEV...)(配列番号25)で始まるコンセンサスフリン(furin)切断部位を開示する。
【0365】
TNFr/OPG様レセプター細胞外ドメインの切断におけるフリンの役割を検索するために、293−T細胞を、Portland変異(α1−PDX)を含む強力なフリンインヒビターα1−アンチトリプシンの同時トランスフェクションを用いてかまたは用いずに、TNFr/OPG様Fcで、一過的にトランスフェクトした(J.Biol.Chem.;24887−91.1993)。手短にいうと、7×10 293−T細胞を、上記のトランスフェクションのCaOPO方法を使用して、20μgのTNFr/OPG様Fc単独または15μgのTNFr/OPG様Fcおよび5μgのα1−PDXで一過的にトランスフェクトした。馴化培地を回収し、そして、上記のようにウエスタンブロット分析に供した。α1−PDXとの同時トランスフェクションは、フリン切断を完全に排除し、図9(左のパネル)に示されるようにSer26で始まる100%の回収された物質を得た。
【0366】
TNFr/OPG様レセプターの可溶性細胞外ドメインの遊離におけるフリン切断の役割をさらに確かめるために、OPG由来のシグナルペプチドおよびインフレームのNH末端FLAGエピトープタグを含むTNFr/OPG様セレプターの変形型を設計した(SO.FLAG−TNFr/OPG様レセプター)。SO.FLAG−TNFr/OPG様レセプター構築物は、OPGシグナルペプチド(アミノ酸1−21)−リンカー(KLH)−FLAGエピトープ(MDYKDDDDK;配列番号26)−リンカー(KL)−TNFr/OPG様レセプター(アミノ酸26−430)を含むタンパク質をコードする。再び、7×10293−T細胞をSO.FLAG−TNFr/OPG様レセプター単独でトランスフェクトするかまたはα1−PDXで同時トランスフェクトした。トランスフェクションの24時間後、細胞を72時間無血清培地でインキュベートした。馴化培地を回収し、そして、抗FLAGモノクローナル抗体M2を使用して、免疫沈降/ウエスタンブロッティングによって分析した(Sigma,St.Louis MO)。図9(左のパネル)に示されるようなOPG様レセプターの切断された可溶性細胞外ドメインに対応する、17KDaおよび18KDaの2つの別個のバンドを馴化培地で検出した。同様に、α1−PDXとの同時トランスフェクションは、馴化培地から回収されたFLAG−TNFr/OPG様細胞外ドメインの量を劇的に減少する。
【0367】
(実施例6)
(WEHI−3細胞に対するTNFr/OPG様Fc結合の検出)
TNFr/OPG様Fcと種々の細胞株との結合活性を以前に記載されるようにFACS分析によって試験した(Goodwinら、Cell,73,447−456,1993)。手短に言うと、WEHI−3細胞をブロッキング目的のために2%ウサギ血清および5%ヤギ血清で充填したPBS中で、4℃で30分間インキュベートした。引き続き、細胞を1μg/ml TNFr/OPG様Fc融合タンパク質またはヒトIgGと共にインキュベートした。次いで、細胞を1:200の希釈度で、ヒトIgG(Jackson Immunoresearch,West Grove,PA)のFcドメインに特異的なビオチン化抗体と共に4℃で30分間染色し、その後、1:50の希釈度でストレプトアビジンフィコエリトリン(Jackson Immunoresearch,West Grove,PA)と30分間インキュベートした。次いで、細胞をBecton Dickenson FACS Scanを使用するFACS分析に供した。TAJ.FCおよびE127.FCをコントロールとして使用された非特異的融合タンパク質であり、任意の特異的結合を生じなかった。この分析は、WEHI−3細胞、骨髄−単球細胞株がTNFr/OPG様Fc融合タンパク質に特異的に結合し、OPG様レセプターについての推定リガンドの膜結合形態の存在を示した(図10を参照のこと)。TNFr/OPG様Fc融合タンパク質の結合は、N末端FLAG標識TNFr/OPG様細胞外ドメインを含む馴化培地とのプレインキュベーションによって部分的にブロックされた。
【0368】
(実施例7)
(TNFr/OPG様レセプターmRNA組織発現のノーザンブロット分析)
ノーザンブロット分析を行なって、TNFr/OPG様レセプター転写物が発現される組織を同定した。ヒトTNFr/OPG様レセプターcDNAをEcoRVおよびXhoIを用いて37℃で3時間消化することによって、ノーザンブロット分析における使用のためのプローブを作製し、0.8%アガロースゲル上で制限消化物を電気泳動して、フラグメントを分離する。およそ434塩基対のECORV−XhoIフラグメント(cDNAのヌクレオチド−180からヌクレオチド+254まで伸長する)を単離して、そして、QiaQuick(登録商標)ゲル精製系(Qiagen,Chatsworth,CA)を使用してゲル精製した。単離されたゲル精製フラグメントを1%アガロースゲル上の推定によって定量した。このフラグメントの約25ngを5分間煮沸することによって変成し、次いで、2分間氷上で急冷した。次いで、フラグメントを、製造業者のプロトコルに従って、High Prime DNA labeling kit(Boehringer Manheim,Indianapolis, IN)を使用して、α−32P−dCTPを用いて放射線標識した。ヒト複数組織のノーザンブロットを購入し(Clonetech,Palo Alto,CA)、そして、約65℃で約1時間、Clontech ExpressTMハイブリダイゼーション緩衝液中で、まずプレハイブリダイズした。プレハイブリダイゼーション後、標識されたプローブを約5分間煮沸することによって変成し、次いで氷上で2分間急冷し、そして、ノーザンブロットを含むハイブリダイゼーション緩衝液に添加した。ブロットを、約65℃で約2時間ハイブリダイズさせた。ハイブリダイゼーション後、ブロットを室温で30分間、2×SSC中で洗浄し、その後、約60℃で30分間、0.1%SDSを含む0.2×SSC中で3回連続して洗浄した。ブロットを簡単に乾燥し、そして、6日間イメージアナライザースクリーンに露光した。結果を図11に示す。TNFr/OPG様レセプターmRNAは、主に、末梢血液白血球、脾臓、精巣および骨格筋において検出された。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、配列番号1であり、そしてヒトTNFr/OPG様核酸分子のcDNA配列を示す。
【図2】
図2は、配列番号3であり、そしてマウスTNFr/OPG様核酸分子のcDNA配列を示す。
【図3】
図3は、配列番号2であり、そしてヒトTNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列を示す。この図では、推定リーダー配列をボールド体で示し、そして推定膜貫通領域に下線を付す。
【図4】
図4は、配列番号4であり、そしてマウスTNFr/OPG様ポリペプチドのアミノ酸配列を示す。この図では、推定リーダー配列をボールド体で示し、そして推定膜貫通領域に下線を付す。
【図5】
図5は、cDNAの重複(配列番号1のCDR)およびヒトTNFr/OPG様ポリペプチドの推定アミノ酸配列(配列番号2)を示す。
【図6】
図6は、cDNAの重複(配列番号3のCDR)およびマウスTNFr/OPG様ポリペプチドの推定アミノ酸配列(配列番号4)を示す。
【図7】
図7は、ヒトゲノムデータベースの相同性に基づくBLAST検索を通して得られた543ヌクレオチドのDNA配列(配列番号5)を示す。この図では、推定スプライシングドナー(GTa)およびアクセプター(cAG)配列に下線を付す。このフラグメントの推定アミノ酸配列(配列番号6)もまた示す。
【図8】
図8は、TNFr/OPG様ポリペプチド(配列番号7)とヒトオステオプロテジェリン(osteoprotogerin)(OPG;配列番号8)のアミノ酸配列比較を示す。配列番号7は、配列番号2のアミノ酸41〜96を表す。
【図9】
図9は、TNFr/OPG様Fc融合タンパク質のウェスタンブロット分析を示し、これにより、TNFr/OPG様融合タンパク質が、フリン(furin)によって切断されることが決定された(左側パネル)。右側パネルは、TNFr/OPG様Fc融合タンパク質を過剰発現する293−T細胞の馴化培地由来のN末端Flagタグを含む、全長TNFr/OPG様レセプターの免疫沈降を示す。
【図10】
図10は、20個の細胞株において実施されたフローサイトメトリー研究を示す。この分析によって、Wehi−3細胞に結合するTNFr/OPG様レセプターの細胞外ドメインが決定された。
【図11】
図11は、種々の組織におけるTNFr/OPG様mRNAの発現を検出する、ノーザンブロット分析を示す。

Claims (82)

  1. 単離された核酸分子であって、該核酸分子は、以下:
    (a)配列番号1または3に示されるヌクレオチド配列;
    (b)配列番号2または4に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;
    (c)(a)または(b)の相補体に中程度または高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、そのコードされるポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;および
    (d)(a)〜(c)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列
    からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、
    核酸分子。
  2. 単離された核酸分子であって、該核酸分子は、以下:
    (a)配列番号2または4に示されるポリペプチドに少なくとも約70%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    (b)配列番号1または3に示されるヌクレオチド配列の対立遺伝子改変体またはスプライス改変体をコードするヌクレオチド配列であって、そのコードされるポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    (c)少なくとも約25アミノ酸残基のポリペプチドフラグメントをコードする、配列番号1または3あるいは(a)または(b)のヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    (d)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む、配列番号1または3あるいは(a)〜(c)のヌクレオチド配列;
    (e)(a)〜(d)のいずれかの相補体に中程度または高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;および
    (f)(a)〜(c)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列
    からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、
    核酸分子。
  3. 単離された核酸分子であって、該核酸分子は、以下:
    (a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する配列番号2または4に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    (b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する配列番号2または4に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    (c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する配列番号2または4に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    (d)C末端切断および/またはN末端切断を有する配列番号2または4に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    (e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端切断およびN末端切断からなる群より選択される少なくとも1つの改変を有する配列番号2または4に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    (f)少なくとも16ヌクレオチドのフラグメントを含む(a)〜(e)のヌクレオチド配列;
    (g)(a)〜(f)のいずれかの相補体に中程度または高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;および
    (h)(a)〜(e)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列
    からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、
    核酸分子。
  4. 請求項1、2または3に記載の核酸分子を含む、ベクター。
  5. 請求項4に記載のベクターを含む、宿主細胞。
  6. 真核生物細胞である、請求項5に記載の宿主細胞。
  7. 原核生物細胞である、請求項5に記載の宿主細胞。
  8. TNFr/OPG様ポリペプチドを産生するプロセスであって、請求項6に記載の宿主細胞を該ポリペプチドを発現するのに適切な条件下で培養する工程、および必要に応じて、該培養物から該ポリペプチドを単離する工程を包含する、プロセス。
  9. 請求項8に記載のプロセスによって産生された、ポリペプチド。
  10. 請求項11に記載のプロセスであって、前記核酸分子は、ネイティブTNFr/OPG様ポリペプチドについてのプロモーターDNA以外のプロモーターDNAを含み、該プロモーターは、該TNFr/OPG様ポリペプチドをコードするDNAに作動可能に連結されている、プロセス。
  11. 請求項2に記載の単離された核酸分子であって、ここで、前記同一性パーセントが、GAP、BLASTP、BLASTN、FASTA、BLASTA、BLASTX、BestFitおよびSmith−Watermanアルゴリズムからなる群より選択されるコンピュータープログラムを使用して決定される、核酸分子。
  12. TNFr/OPG様ポリペプチドの活性または産生の候補インヒビターを同定するためのプロセスであって、該プロセスは、請求項6、7または8に記載の細胞を該候補インヒビターに曝露する工程、該細胞におけるTNFr/OPG様ポリペプチドの活性または産生を測定する工程、および該候補インヒビターに曝露された細胞におけるTNFr/OPG様活性を該候補インヒビターに曝露されなかった細胞における活性と比較する工程を包含する、プロセス。
  13. TNFr/OPG様ポリペプチドの活性または産生の候補刺激因子を同定するためのプロセスであって、該プロセスは、請求項6、7または8に記載の細胞を該候補刺激因子に曝露する工程、該細胞におけるTNFr/OPG様ポリペプチドの活性または産生を測定する工程、および該候補刺激因子に曝露された細胞におけるTNFr/OPG様活性を該刺激因子に曝露されなかった細胞における活性と比較する工程を包含する、プロセス。
  14. 配列番号2または4に示されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチド。
  15. 単離されたポリペプチドであって、該ポリペプチドは、以下:
    (a)配列番号2または4に示される成熟アミノ酸配列であって、残基1で成熟アミノ末端を含み、必要に応じてさらに、アミノ末端メチオニンを含む、アミノ酸配列;
    (b)配列番号2または4のオルソログのアミノ酸配列であって、そのコードされるポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
    (c)配列番号2または4に示されるアミノ酸配列に少なくとも約70%同一であるアミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
    (d)少なくとも約25アミノ酸残基を含む配列番号2または4に示されるアミノ酸配列のフラグメントであって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、フラグメント;
    (e)配列番号2または4あるいは(a)〜(c)の少なくとも1つに示されるいずれかのアミノ酸配列の対立遺伝子改変体またはスプライス改変体のアミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列
    からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、
    ポリペプチド。
  16. 単離されたポリペプチドであって、該ポリペプチドは、以下:
    (a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する配列番号2または4に示されるアミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
    (b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する配列番号2または4に示されるアミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
    (c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する配列番号2または4に示されるアミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
    (d)C末端切断および/またはN末端切断を有する配列番号2または4に示されるアミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列;
    (e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端切断およびN末端切断からなる群より選択される少なくとも1つの改変を有する配列番号2または4に示されるアミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2または4に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配列
    からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、
    ポリペプチド。
  17. 前記ポリペプチドが、配列番号6に示されるポリヌクレオチドによってコードされる、請求項15または16に記載のオルソログ。
  18. 配列番号2の第42位のアミノ酸が、グリシンまたはプロリンからなる群より選択される、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  19. 配列番号2の第51位のアミノ酸が、セリン、スレオニン、アスパラギン、グルタミンおよびシステインからなる群より選択される、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  20. 配列番号2の第56位のアミノ酸が、フェニルアラニン、トリプトファンおよびチロシンからなる群より選択される、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  21. 配列番号2の第68位のアミノ酸が、リジン、アルギニンおよびヒスチジンからなる群より選択される、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  22. 配列番号2の第71位のアミノ酸が、システイン、セリン、スレオニン、アスパラギンおよびグルタミンからなる群より選択される、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  23. 配列番号2の第84位のアミノ酸が、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、バリン、メチオニン、アラニン、ノルロイシンまたはフェニルアラニンからなる群より選択される、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  24. 配列番号2の第87位のアミノ酸が、アスパラギン酸またはグルタミン酸からなる群より選択される、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  25. 請求項1、2または3に記載の核酸分子によってコードされる、単離されたポリペプチド。
  26. 請求項15または16に記載の単離されたポリペプチドであって、ここで、前記同一性パーセントが、GAP、BLASTP、BLASTN、FASTA、BLASTA、BLASTX、BestFitおよびSmith−Watermanアルゴリズムからなる群より選択されるコンピュータープログラムを使用して決定される、ポリペプチド。
  27. 配列番号2または4のアミノ酸配列を含むペプチドで動物を免疫することによって産生された、抗体。
  28. 請求項13、14または15に記載のポリペプチドを特異的に結合する、抗体またはそのフラグメント。
  29. モノクローナル抗体である、請求項27に記載の抗体。
  30. 配列番号2または4のアミノ酸配列を含むペプチドに結合するモノクローナル抗体を産生する、ハイブリドーマ。
  31. サンプル中のTNFr/OPG様の量を検出または定量する方法であって、TNFr/OPG様ポリペプチドを含むことが疑われるサンプルに請求項27、28または29に記載の抗TNFr/OPG様抗体またはそのフラグメントを接触させる工程、および該抗体またはフラグメントの結合を検出する工程を包含する、方法。
  32. 少なくとも1つのポリペプチドを特異的に結合する選択的結合因子またはそのフラグメントであって、該ポリペプチドは、以下:
    (a)配列番号2または4に示されるアミノ酸配列;
    (b)配列番号2または4の少なくとも1つに示されるアミノ酸配列のフラグメント;および
    (c)(a)または(b)の天然に存在する改変体
    からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、
    選択的結合因子。
  33. 抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記載の選択的結合因子。
  34. ヒト化抗体である、請求項32に記載の選択的結合因子。
  35. ヒト抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記載の選択的結合因子。
  36. ポリクローナル抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記載の選択的結合因子。
  37. モノクローナル抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記載の選択的結合因子。
  38. キメラ抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記載の選択的結合因子。
  39. CDRグラフト化抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記載の選択的結合因子。
  40. 抗イディオタイプ抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記載の選択的結合因子。
  41. 可変領域フラグメントである、請求項32に記載の選択的結合因子。
  42. FabまたはFab’フラグメントである、請求項32に記載の可変領域フラグメント。
  43. 選択的結合因子またはそのフラグメントであって、配列番号2または4のアミノ酸配列を有するポリペプチドに対する特異性を有する、少なくとも1つの相補性決定領域を含む、選択的結合因子。
  44. 検出可能な標識が結合されている、請求項32に記載の選択的結合因子。
  45. TNFr/OPG様ポリペプチドの生物学的活性をアンタゴナイズする、請求項32に記載の選択的結合因子。
  46. TNFr/OPG様ポリペプチドのレベルの変化に関連する疾患、状態または障害を、処置、予防または改善するための方法であって、請求項32に記載の選択的結合因子の有効量を患者に投与する工程を包含する、方法。
  47. 配列番号2または4に記載のアミノ酸配列を含むポリペプチドで動物を免疫することによって産生された、選択的結合因子。
  48. 請求項14、15または16に記載のポリペプチドを結合し得る選択的結合因子を産生する、ハイブリドーマ。
  49. 請求項14、15または16に記載のポリペプチドおよび薬学的に受容可能な処方剤を含む、組成物。
  50. 前記薬学的に受容可能な処方剤が、キャリア、アジュバント、可溶化剤、安定剤、抗酸化剤またはそれらの組み合わせである、請求項49に記載の組成物。
  51. 前記ポリペプチドが、配列番号2または4に示される成熟アミノ酸配列を含む、請求項49に記載の組成物。
  52. 請求項14、15または16に記載のポリペプチドの誘導体を含む、ポリペプチド。
  53. 水溶性ポリマーで共有結合的に改変されている、請求項52に記載のポリペプチド。
  54. 請求項53に記載のポリペプチドであって、前記水溶性ポリマーが、ポリエチレングリコール、モノメトキシ−ポリエチレングリコール、デキストラン、セルロース、ポリ−(N−ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール、およびポリビニルアルコールからなる群より選択される、ポリペプチド。
  55. 請求項1、2または3に記載の核酸分子および薬学的に受容可能な処方剤を含む、組成物。
  56. 前記核酸分子が、ウイルスベクター中に含まれる、請求項55に記載の組成物。
  57. 請求項1、2または3に記載の核酸分子を含む、ウイルスベクター。
  58. 異種アミノ酸配列に融合された請求項14、15または16に記載のポリペプチドを含む、融合ポリペプチド。
  59. 前記異種アミノ酸配列が、IgG定常ドメインまたはそのフラグメントである、請求項58に記載の融合ポリペプチド。
  60. TNFr/OPG様ポリペプチドレベルの減少から生じる哺乳動物における医学的状態を、処置、予防または改善するための方法であって、請求項14、15または16に記載のポリペプチドあるいは請求項1、2または3に記載の核酸によってコードされるポリペプチドを、該哺乳動物に投与する工程を包含する、方法。
  61. 異常なレベルのTNFr/OPG様ポリペプチドによって引き起こされるかまたはそれから生じる、被験体における病理学的状態または病理学的状態に対する感受性を診断する方法であって、以下:
    (a)サンプル中の請求項14、15または16に記載のポリペプチドあるいは請求項1、2または3に記載の核酸分子によってコードされるポリペプチドの発現の存在または量を決定する工程;および
    (b)正常な被験体または早期の被験体由来の生物学的サンプル、組織サンプルまたは細胞サンプルにおけるTNFr/OPG様ポリペプチドのレベルと比較する工程であって、ここで、病理学的状態に対する感受性は、該ポリペプチドの発現の存在または量に基づく、工程
    を包含する、方法。
  62. デバイスであって、以下:
    (a)移植に適合性の膜;および
    (b)該膜内にカプセル化された細胞、
    含み、ここで、該細胞は、請求項14、15または16に記載のポリペプチドを分泌し、そして該膜は、該タンパク質に対して透過性でありかつ該細胞に有害な物質に対して不透過性である、デバイス。
  63. デバイスであって、以下:
    (a)移植に適合性の膜;および
    (b)該膜内にカプセル化されたTNFr/OPG様ポリペプチド
    を含み、ここで、該膜は、該ポリペプチドに対して透過性である、デバイス。
  64. ポリペプチドに結合する化合物を同定する方法であって、以下:
    (a)請求項14、15または16に記載のポリペプチドに化合物を接触させる工程;および
    (b)該化合物に対する該ポリペプチドの結合の程度を決定する工程、
    を包含する、方法。
  65. TNFr/OPG様生物学的活性のアンタゴニストを同定する方法であって、以下:
    (a)低分子化合物にTNFr/OPG様ポリペプチドを接触させる工程;
    (b)該低分子化合物の存在下でのTNFr/OPG様の生物学的活性を検出する工程;および
    (c)該低分子化合物の存在下および非存在下でのTNFr/OPG様生物学的活性のレベルを比較する工程、
    を包含する、方法。
  66. 前記低分子化合物が、天然に存在する化学ライブラリーのメンバーである、請求項65に記載の方法。
  67. 前記低分子化合物が、天然に存在する薬化学ライブラリーのメンバーである、請求項65に記載の方法。
  68. 前記低分子化合物が、コンビナトリアル化学ライブラリーのメンバーである、請求項65に記載の方法。
  69. TNFr/OPG様ポリペプチドに結合するポリペプチドを同定する方法であって、該方法は、酵母ツーハイブリッドアプローチを利用し、以下:
    (a)ベイト構築物を調製する工程であって、該ベイト構築物は、請求項1、2または3に記載のヌクレオチド配列に融合されたGAL4 DNA結合ドメインを含む、工程;
    (b)該ベイト構築物でcDNAライブラリーをスクリーニングする工程であって、該ライブラリーは、GAL4活性化ドメインに融合されたヌクレオチド配列からなる、工程;および
    (c)GAl4の制御下にあるレポーター遺伝子の転写活性化を検出することによって、該構築物に結合するポリペプチドを同定する工程、
    を包含する、方法。
  70. 請求項71に記載の方法によって同定された、TNFr/OPG様ポリペプチド結合パートナー。
  71. 動物におけるポリペプチドのレベルを調節する方法であって、請求項1、2または3に記載の核酸分子を該動物に投与する工程を包含する、方法。
  72. TNFr/OPG様ポリペプチド活性のアンタゴニストであって、該アンタゴニストは、TNFr/OPG様ポリペプチドに対する特異性を有する、TNFr/OPG様選択的結合因子、低分子、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびペプチドまたはそれらの誘導体からなる群より選択される、アンタゴニスト。
  73. TNFr/OPG様の細胞産生を減少させる方法であって、請求項72に記載のアンタゴニストで細胞を形質転換またはトランスフェクトする工程を包含する、方法。
  74. 請求項73に記載の方法であって、前記アンタゴニストは、アンチセンス試薬であり、該試薬は、TNFr/OPG様のmRNAに結合し得る一本鎖核酸配列を含むオリゴヌクレオチドを含む、方法。
  75. 請求項1、2または3に記載の核酸分子を含む、トランスジェニック非ヒト哺乳動物。
  76. 請求項1、2または3に記載の核酸分子の破壊を含み、TNFr/OPG様ポリペプチドの発現が減少されている、トランスジェニック非ヒト哺乳動物。
  77. 診断試薬であって、配列番号2または4に示されるアミノ酸配列、あるいはそれらの対立遺伝子改変体およびスプライス改変体を含む、それらのフラグメント、改変体またはホモログをコードする、検出可能に標識されたポリヌクレオチドを含む、診断試薬。
  78. 前記標識されたポリヌクレオチドが、一本鎖cDNAである、請求項77に記載の診断試薬。
  79. 生物学的サンプル中のTNFr/OPG様核酸の存在を決定するための方法であって、以下の工程:
    (a)TNFr/OPG様核酸を含むことが疑われる生物学的サンプルを提供する工程;
    (b)該生物学的サンプルに請求項84に記載の診断試薬を接触させる工程であって、該工程は、該診断試薬が、該生物学的サンプル中に含まれるTNFr/OPG様核酸とハイブリダイズする条件下で行う、工程;
    (c)該生物学的サンプル中の核酸と該診断試薬との間のハイブリダイゼーションを検出する工程;および
    (d)該生物学的サンプルと該診断試薬との間のハイブリダイゼーションのレベルを、既知の濃度のTNFr/OPG様核酸と該診断試薬との間のハイブリダイゼーションのレベルと比較する工程、
    を包含する、方法。
  80. 組織サンプルまたは細胞サンプル中のTNFr/OPG様核酸の存在を決定するための方法であって、以下の工程:
    (a)TNFr/OPG様核酸を含むことが疑われる組織サンプルまたは細胞サンプルを提供する工程;
    (b)該組織サンプルまたは細胞サンプルに請求項77に記載の診断試薬を接触させる工程であって、該工程は、該診断試薬が、TNFr/OPG様核酸とハイブリダイズする条件下で行う、工程;
    (c)該組織サンプルまたは細胞サンプル中のTNFr/OPG様核酸と該診断試薬との間のハイブリダイゼーションを検出する工程;および
    (d)該組織サンプルまたは細胞サンプルと該診断試薬との間のハイブリダイゼーションのレベルを、既知の濃度のTNFr/OPG様核酸と該診断試薬との間のハイブリダイゼーションのレベルと比較する工程、
    を包含する、方法。
  81. 前記TNFr/OPG様ポリヌクレオチド分子が、DNAである、請求項79または80に記載の方法。
  82. 前記TNFr/OPG様ポリヌクレオチド分子が、RNAである、請求項79または80に記載の方法。
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