JP5990506B2 - 免疫グロブリン断片を用いたインスリン薬物結合体 - Google Patents
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Description
ペグ化された免疫グロブリンFc領域の精製
5K PropionALD(3)PEG(プロピルアルデヒド基を3つ有するPEG, NOF, 日本)を免疫グロブリンFc領域のN末端にペグ化するために、免疫グロブリンFc領域とPEGのモル比1:2、免疫グロブリンFc濃度10mg/mlとし、4℃で4.5時間反応させた。ここで、反応は100mMリン酸カリウムpH6.0で行われ、還元剤である20mM SCB(NaCNBH3)を添加して反応させた。反応液をSource 15Q(GE Healthcare)精製カラムを用いて精製し、モノペグ化された(Mono-PEGylated)免疫グロブリンFcを得た。
インスリン−PEG−免疫グロブリンFc結合体の製造
インスリンのベータチェーンの1番フェニルアラニン(B1F)に90%以上修飾されたインスリン−PEG−免疫グロブリンFc結合体を製造するために、実施例1の方法で得たモノペグ化された(mono-PEGylated)免疫グロブリンFcとインスリンのモル比が4:1になるようにして全タンパク質濃度を20mg/mlとし、4℃で20時間反応させた。反応液は100mMリン酸カリウムpH6.0であり、還元剤である20mM SCBを添加した。反応が終結した反応液はSource 15Q精製カラムを用いて1次精製を行った。その後、Source 15ISO精製カラムで2次精製を行ってインスリン−PEG−免疫グロブリンFc結合体を得た。このようにして得たインスリン−PEG−免疫グロブリンFc結合体がB1Fに90%以上修飾されたことを確認するために、サイズ排除カラムを用いて分析した結果を図3(a)および(b)に示す。
インスリンリスプロ(Humalog)−PEG−免疫グロブリンFc結合体の製造
実施例1の方法で得たモノペグ化された(mono-PEGylated)免疫グロブリンFcとインスリンリスプロのモル比が4:1になるようにして全タンパク質濃度を20mg/mlとし、4℃で20時間反応させた。反応液は100mMリン酸カリウムpH6.0であり、還元剤である20mM SCBを添加した。反応終結後の精製過程は実施例2と同様である。
インスリングラルギン(Lantus(R))−PEG−免疫グロブリンFc結合体の製造
実施例1の方法で得たモノペグ化された(mono-PEGylated)免疫グロブリンFcとインスリングラルギンのモル比が4:1になるようにして全タンパク質濃度を20mg/mlとし、4℃で20時間反応させた。反応液は100mMリン酸カリウムpH6.0であり、還元剤である20mM SCBを添加した。反応終結後の精製過程は実施例2と同様である。
インスリンデテミル(Levemir(R))−PEG−免疫グロブリンFc結合体の製造
実施例1の方法で得たモノペグ化された(mono-PEGylated)免疫グロブリンFcとインスリンデテミルのモル比が4:1になるようにして全タンパク質濃度を20mg/mlとし、4℃で20時間反応させた。反応液は100mMリン酸カリウムpH6.0であり、還元剤である20mM SCBを添加した。反応終結後の精製過程は実施例2と同様である。
持効型インスリン結合体の生体内消失半減期の測定
持効型インスリン結合体の生体内持続性を確認するために、正常雄ラット(Normal SD rat)を用いて薬物動態を確認した。正常雄ラットにインスリンと持効型インスリン結合体を100μg/kg(インスリン基準)を単回皮下投与し、その後インスリンELISAキットを用いて時間による血中濃度変化を測定し、測定された値からWinNonlin 5.2を用いて薬物動態parameterを算出した。持効型インスリン結合体の生体内消失半減期は17.67時間であり、0.58時間の天然インスリンに比べて約30倍長い持続性を示すことが確認された(図1)。
インスリン誘導体結合体のin vivo効力試験
インスリン誘導体結合体のin vivo効力を比較するために、Streptozotocinにより糖尿病が誘発されたラットで血糖降下効力の比較試験を行った。16時間絶食させた正常ラットに、10mMクエン酸緩衝溶液(pH4.5)に溶解させたstreptozotocinを60mg/kg腹腔投与して糖尿を誘発した。その後、血糖が500mg/dL以上に上昇したラットにインスリン結合体、インスリンデテミル結合体、インスリンリスプロ結合体を0.5mg/kgの容量で単回皮下投与して血糖降下効力を比較した結果、インスリン結合体とインスリンリスプロ結合体の血糖降下は投与後約4日間持続し、5日目に血糖が上昇した。また、インスリンデテミル結合体も血糖を降下させる効力を示したが、同一容量のインスリン結合体とインスリンリスプロ結合体よりは低い効力を示した(図2)。
インスリン−5K PEG−免疫グロブリンFc結合体の結合部位の確認
インスリンと5K PEG−免疫グロブリンFcの結合部位を確認するために、Glu−Cマッピング方法を用いた。濃度1mg/mlのインスリン−5K PEG−免疫グロブリンFc 100μgに濃度1mg/mlのタンパク質内部加水分解酵素Glu−C 20μgを添加した。反応液は50mM HEPES pH7.5であり、25℃で8時間反応させた。その後、1N HCL 10μlを添加することにより反応を終結させた。マッピングはHPLC逆相クロマトグラフィーを用いた。マッピングの結果、インスリンのベータチェーンのN末端のピークが移動したことから、インスリンのベータチェーンのN末端に5K PEG−免疫グロブリンFcが結合したことが確認された(図4a−c)。
移動相A:20% 0.1M NaSO4(pH2.0),10% CAN
移動相B:20% 0.1M NaSO4(pH2.0),40% CAN
Gradient 0%B in 10min>0−10%B in 5min>10−70%B in 60min
Claims (16)
- インスリン及び免疫グロブリンFc領域が、末端にプロピオンアルデヒド基の反応基を有するポリエチレングリコールにより連結され、前記インスリンのベータチェーンのN末端に前記末端にプロピオンアルデヒド基の反応基を有するポリエチレングリコールが結合されたことを特徴とするインスリン結合体。
- 前記インスリンは天然インスリン、天然インスリンの一部のアミノ酸が置換(substitution)、追加(addition)、除去(deletion)及び修飾(modification)のいずれかの方法又はそれらの方法の組み合わせにより製造された変異体、誘導体又はそれらの断片である請求項1に記載のインスリン結合体。
- 前記ポリエチレングリコールの各末端がそれぞれ免疫グロブリンFc領域とインスリンのアミン基又はチオール基に結合された請求項1に記載のインスリン結合体。
- 免疫グロブリンFc領域が非グリコシル化(aglycosylated)されたことを特徴とする請求項1に記載のインスリン結合体。
- 免疫グロブリンFc領域がCH1、CH2、CH3及びCH4ドメインからなる群から選択される1つ〜4つのドメインから構成される請求項1に記載のインスリン結合体。
- 免疫グロブリンFc領域がヒンジ領域をさらに含む請求項5に記載のインスリン結合体。
- 免疫グロブリンFc領域がIgG、IgA、IgD、IgE又はIgMに由来するFc領域である請求項1に記載のインスリン結合体。
- 免疫グロブリンFc領域のそれぞれのドメインがIgG、IgA、IgD、IgE及びIgMからなる群から選択される免疫グロブリンに由来する異なる起源を有するドメインのハイブリッドである請求項7に記載のインスリン結合体。
- 免疫グロブリンFc領域が同一起源のドメインからなる単鎖免疫グロブリンで構成された二量体又は多量体である請求項7に記載のインスリン結合体。
- 免疫グロブリンFc領域がIgG4 Fc領域である請求項7に記載のインスリン結合体。
- 免疫グロブリンFc領域がヒト非グリコシル化IgG4 Fc領域(Human aglycosylated IgG4 Fc region)である請求項10に記載のインスリン結合体。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載のインスリン結合体を含む、生体内持続性及び安定性が向上した持続性インスリン製剤。
- 前記持続性インスリン製剤は糖尿病治療用である請求項12に記載の持続性インスリン製剤。
- (1)各末端にプロピオンアルデヒド基の反応基を有するポリエチレングリコールの一方の末端を免疫グロブリンFc領域のアミン基又はチオール基に共有結合により連結する段階と、
(2)前記(1)の反応混合物からポリエチレングリコールが共有結合した免疫グロブリンFc領域を含む連結体を分離する段階と、
(3)分離した連結体のポリエチレングリコールの他方の末端にインスリンを共有結合により連結し、ポリエチレングリコールの両末端がそれぞれ免疫グロブリンFc領域及びインスリンに結合されたペプチド結合体を生成する段階とを含む、請求項1のインスリン結合体の製造方法。 - (1)各末端にプロピオンアルデヒド基の反応基を有するポリエチレングリコールを免疫グロブリンFcのN末端にpH6.0で共有結合により連結する段階と、
(2)前記(1)の反応混合物からN末端にポリエチレングリコールが共有結合した免疫グロブリンFc領域を含む連結体を分離する段階と、
(3)分離した連結体のポリエチレングリコールの他方の末端にインスリンを共有結合により連結し、ポリエチレングリコールの両末端がそれぞれ免疫グロブリンFc領域及びインスリンに結合されたペプチド結合体を生成する段階とを含む、請求項1のインスリン結合体の製造方法。 - (1)各末端にプロピオンアルデヒド基の反応基を有するポリエチレングリコールをインスリンのアミン基又はチオール基に共有結合により連結する段階と、
(2)前記(1)の反応混合物からポリエチレングリコールが共有結合したインスリンを含む連結体を分離する段階と、
(3)分離した連結体のポリエチレングリコールの他方の末端に免疫グロブリンFc領域を共有結合により連結し、ポリエチレングリコールの両末端がそれぞれ免疫グロブリンFc領域及びインスリンに結合されたペプチド結合体を生成する段階とを含む、請求項1のインスリン結合体の製造方法。
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