JPH03184999A - 磁性蛋白質接合体およびその製造方法 - Google Patents
磁性蛋白質接合体およびその製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
中、nは1〜6、好ましくは1または2、とくに好まし
くはlであり、Mは分散性の、磁気に反応する、アミノ
基を有する物質または粒子であり、Pは蛋白質である)
で示される磁性蛋白質接合体に関する。
存在するかまたはジスルフィド結合の還元によって発生
させるかもしくは化学反応によって導入される蛋白質で
ある。
b、 Fab’もしくはF(ab’)2フラグメント、
抗原または酵素、ホルモン、レクチンもしくは成長因子
の残基である。
ナル抗体であり、とくに体液中もしくは塩水溶液中に溶
解型で存在する抗原に対するモノクローナル抗体、また
は細胞上に発現される抗原に対するモノクローナル抗体
であり、この場合細胞はとくに骨髄系もしくはリンパ系
の細胞、または末梢血液の細胞とくにBリンパ球、10
71球もしくはそれらの前駆体細胞、または腫瘍細胞と
くに骨髄の腫瘍細胞である。これらの細胞は赤血球、細
菌、マイコプラズマまたは原生動物であってもよい。ま
た、ウィルスも本発明の範囲内での細胞とみなすことが
できる。
なる分散性粒子であることが好まし− く、一群の常磁性物質を金属酸化物核に組込むことがで
きて、直径約0.1〜約100μ、好ましくは約0.1
〜約1.5μの粒子である。
方法ならびに塩水溶液または体液から、溶解した抗原、
受容体、基質、補因子または炭水化物決定基を特異的に
除去するための式■の磁性蛋白質接合体の使用、および
診断補材の一部としてもしくは診断補材として、とくに
骨髄細胞の枯渇またはHLA型判定のための使用に関す
る。
骨髄機能性障害(汎骨髄痔)の処置に際しての唯一の治
療手段である。
高用量の全身放射線照射および/または侵襲性の化学療
法が時にある。この種類の治療は、すべての血球の前駆
体である骨髄の正常8 幹細胞の完全な破壊を招来する。したがって患者は、適
当な供血者から骨髄の再輸注を受ける。
系および免疫系の再生が可能になる。
患者に移入される供血者の1071球が受血者の細胞を
異物として認識して攻撃、破壊することが原因になる。
olerance)は患者にとって致命的となる場合が
多く、移植片対宿主反応または移植片対宿主病(GVH
D)と呼ばれる。この移植片対宿主病に伴う危険は、一
方では、とくに適合した受血者、通常は血縁者からの正
確に型の一致した骨髄を患者へ再輸注することによって
減少させることができる。また他方では、患者への輸注
前に、たとえば受血者の骨髄中の1071球に代表され
るような望ましくない細胞集団の選択的除去によっても
危険を減少させることができる。この受血者のT細胞の
除去はたとえば、補体の存在下における除去すべき細胞
の選択的溶解もしくはいわゆる免疫トキシンを用いたT
細胞の選択的傷害、または他の方法たとえば骨髄の磁性
細胞枯渇(magnetic celldepleti
on)によって行うことができる。
骨髄のT細胞に対して特異的で、その結果そのT細胞に
のみ結合するマウスモノクローナル抗体とともに骨髄を
インキュベートすることにより実施できる。マウスモノ
クローナル抗体に負荷されたこのT細胞は、第二工程に
おいてそれをたとえば磁性粒子に結合させたウサギ抗−
マウス免疫グロブリンとインキュベートすると1071
球は磁性材料に特異的に負荷され、したがって磁石を用
いて骨髄からの除去が可能になる(これに関してはVa
rtdalら0 Transplantation、 43. 366
〜371. 1987およびそれに引用された文献参照
)。
除去することも可能で、これはいわゆる自家骨髄移植の
場合に重要である(これに関しては、Kvalheim
ら: Cancer Re5earch、 47゜84
6〜851.1987およびそれに引用された文献参照
)。これはKvalheimら(前出)によって記述さ
れているように、腫瘍細胞を認識するモノクローナル抗
体を直接磁性粒子に結合させることもできて、この場合
には上述の第二の抗体(ウサギ抗−マウス抗体)は不要
になる。
ナル抗体を用いる上述の骨髄枯渇方法はまだきわめて新
しく、今後の開発と試験を要するものである。この目的
に適当な磁性粒子は現在様々の形態で市販されていて、
その製造方法もいくつかの特許文献に記載されている1
− 〔たとえばChagnonら: EP 0125995
A2号(1983年5月12日付米国特許出願第49
3991号による優先権主張) 、Advanced
Magneticss またはUghelstadら:
wo 8303920号、1983年11月10日、
5INTEF参照〕。これらの磁性粒子としては、常磁
性物質を組込むことができる金属酸化物核から構成され
、その核がたとえば蛋白質とのカップリングに使用でき
るアミノフェニル、アミノ、カルボキシル、ヒドロキシ
ルまたはスルフヒドリル基のような反応性の基をもっこ
とができる上皮コートによって取囲まれている粒子が知
られている( Chagnonら: EP 01259
95 A2号)。
に、蛋白質のアミノ基と反応できることが知られている
(Chagnonら:EP 0125995A2号)。
ヒドを用いて蛋白質にカップリング2− させることも知られている。この場合、カップリングは
それぞれのアミノ基を介して起こる( Chagnon
ら: EP 0125995 A2号)。
ンスルホニルクロリドとの反応によって活性化すること
ができ、この方法で活性化された粒子は蛋白質のアミノ
基と反応できることも知られている( Kvalhei
mら: Cancer Re5earch、 47.8
46〜851.1987)。
アミノ基を介してそれぞれ粒子に付着させる点で共通し
ている。しかしながら、アミノ基を介するこのようなカ
ップリングは、抗体の特異性および反応性を時に損なう
ことがあるので、モノクローナル抗体の場合、かなりの
欠点となる。これは、抗体内のアミノ基は全分子にわた
っていわばランダムに分布し、すなわちFabフラグメ
ントの抗原結合部位にも存在す13− るという事実によるもので、これらのアミノ基を介する
カップリングにより特異性の喪失を招くからである。
共重合体から構成されている場合、蛋白質はポリスチレ
ンに非特異的に結合することから、抗体は化学的結合に
よらず、純粋に吸着によって磁性粒子上に捕捉されるこ
とが知られている。
方法の場合も考えなければならない。
した抗体が骨髄枯渇時に再び脱着し、枯渇骨髄の再輸注
に際して患者にまた投与されることになり、これが、と
くにモノクローナル抗体で以前に治療が試みられていた
場合に重篤な副作用を招くことが考えられる。しかしな
がら、この問題は、磁性粒子へ抗体を共有結合で14− 付着させることで解決できることが知られている。
与える傾向があるほか、さらにそれら自体が細胞に非特
異的に付着するという重大な欠点が知られている。
ノクローナル抗体をa)共有結合により、b)それらの
アミノ基を介することなく、磁性粒子にカップリングさ
せる方法を開発することにある。換言すれば、本発明の
目的は、抗体の抗原結合部位を変化させないカッブリ〕
・グ方法または抗体のカップリングが抗体結合部位から
離れた位置で起こるカップリング方法を見出すことにあ
る。
の磁性蛋白質接合体を製造することによって達5 威された。
ド官能基を有する磁性粒子に変換し、この基をスルフヒ
ドリル基を有する蛋白質と接合させることはすでに提案
されている。この場合の蛋白質中のスルフヒドリル基は
すでに天然に存在するもの、また化学的手段によって導
入されるものもしくは存在するジスルフィド結合の還元
によって発生させるもののいずれでもよい。
応性の基としてヨードアセチルまたはブロモアセチル官
能基をもつ磁性粒子に直接変換できることが見出された
。この種類の粒子は新規である。
粒子がさらに、スルフヒドリル基を有する蛋白質に容易
に接合できることも明らか16− にされた。この場合の蛋白質中のスルフヒドリル基は、
すでに天然に存在するもの、また化学的手段によって導
入されるかもしくは存在するジスルフィド結合の還元に
よって発生させるものいずれでもよい。
もつ磁性粒子は、抗体の鋼量のジスルフィド結合が、磁
性粒子のヨードアセチルまたはブロモアセチル官能基と
の反応を誘発してチオエーテル結合を形成できる遊離S
H基へ選択的還元で変換される場合には、容易にモノク
ローナル抗体と接合させることができる。モノクローナ
ル抗体を磁性粒子にカップリングさせるこの様式も同様
に新規である。
た抗体の特異性および反応性は、驚くべきことに、完全
に保持されていることが見出された。抗体の蝶番領域を
介したカップリン7 グは抗原結合部位に変化も傷害も与えないことを意味し
ている。この点に、先に述べたような純粋な吸着でもア
ミノ基との反応を介してでも、磁性粒子に抗体が捕捉さ
れると、接合された抗体の特異性および反応性の両者が
損なわれる可能性があった従来のカップリング方法と比
較して、本発明がとくに有利な理由がある。しかも、抗
体が磁性粒子に化学的に結合した結果、本発明による磁
性抗体接合体のたとえば骨髄枯渇のための使用時に粒子
から脱着することがなく、本発明は吸着によるカップリ
ングに比較して有利である。
吸着は、適当な界面活性剤の添加によって防止されまた
は脱着させることができることが明らかにされた。
性のため、たとえば骨髄枯渇に際し8 てとくに有利であることが明らかにされた。
性により、診断方法の一部としてまたは診断補材として
、たとえば、とくにHLA型の判定に有利なことが明ら
かにされた。
する各種モノクローナル抗体およびポリクローナルウサ
ギ免疫グロブリンについての実施例によって説明するが
、これらの実施例は本発明を限定するものではない。さ
らに、本発明によって製造された磁性抗体接合体例の骨
髄細胞の枯渇への使用を同様に実施例として説明するが
、本発明の使用もこの実施例に限定されるものではない
。
と反応し、式■ 19 (式中、nは1または2であり、Xは塩素、臭素または
ヨウ素原子である)で示されるハロゲノアシルスペーサ
ー化合物と反応させると、アミド結合を形成して式■ M−NH−CO−(CH2)n−X IIIの化
合物が得られる。これを最後に、蛋白質を変性させない
適当な塩含有水性溶媒たとえば生理食塩溶液またはリン
酸緩衝食塩溶液中で、スルフヒドリル基を有する蛋白質
Pと反応させると式1の化合物が得られ、ついで得られ
た式1の化合物を適当な界面活性剤たとえばTween
を添加して洗浄し、存在する非共有結合で結合した蛋白
質を除去する。
は、それぞれのカップリングに際し2〇− て使用すされる磁性粒子の物理的および磁気的性質を損
なわないような構成でなければならない。
によって損なわれてはならない。磁性粒子に適当な溶媒
の例としては、たとえばEP0125995 A2号ま
たはWo 8303920号に記載されているように、
水とジメチルホルムアミドの混合物を挙げることができ
る。
吸光によって測定し、窒素はキエルダール法によって測
定した。カップリングした蛋白質の窒素値は次の式によ
って計算された。
は鉄である。
mgあたりの蛋白質窒素量に係数6.25を乗21 じて計算された。計算されたカップリング率を第1表に
まとめる。
溶液または体験中懸濁液を式■の化合物と、適当な温度
たとえば0°C〜40°Cで、好ましくは振盪しながら
、また好ましくは滅菌条件下に、適当な時間インキュベ
ートし、ついで磁性粒子を適当な磁石を用いて溶液から
除去する。
、室温が好ましい。インキュベーションの時間は各場合
の使用された温度、抗体の結合反応性によって変動する
が、たとえば数分からたとえば2時間までとすることが
できる。インキュベーションはたとえば室温で、たとえ
ば10〜20分の時間行うのが好ましい。
本発明を限定するものではない。
は以下、「マグネトビーズ」と呼ぶこととし、それぞれ
特定の抗体名を前につけてその特異性を示す。
N−ヒドロキシスクシンイミジルヨードアセテートの接
合 4X300μQの市販磁性粒子の懸濁液(BioMag
R。
10rn(lのリン酸緩衝食塩溶液、pH7,2(PB
S)で洗浄し、それぞれPBSEtnQ中に再懸濁した
。これらの懸濁液のそれぞれに、2mQの乾燥ジメチル
ホルムアミ23− ド中N−ヒドロキシスクシンイミジルヨードアセテート
(NHIA : Rectorら、J、 Immuno
l、 Math。
に調製した溶液を加え、この混合物を室温で1時間振盪
した。
回それぞれPBS 10mQで3回洗浄し、PBS p
H7,2のa) 5+nL b)4.3mO,、c)3
.6++112およびd)2.9m12に懸濁した。
N−ヒドロキシスクシンイミジルブロモアセテートの接
合 接合は実施例1と同様にしてN−ヒドロキシスクシンイ
ミジルブロモアセテート(NHBrA)と実施した。N
HBrAはNHIAの製造の場合と同様にRector
らの方法(前出)によって製造される。
のカップリング リン酸緩衝食塩溶液(500μQ)中ポリクローナルウ
サギ抗−マウス免疫グロブリン3mgをジチオスレイト
ール3mgと混合し、室温で30分間インキュベートし
た。還元された抗体は、リン酸緩衝食塩溶液、pH7,
2中Sep、hadex 025を通してゲルが過によ
って溶出容量4.2mQ中に単離され、これを実施例1
と同様にして製造した粒子懸濁液に以下のように加えた
。
: 1.4mQ添加(蛋白質約1.0+u)d : 2
.1mQ添加(蛋白質約1.5+ug)この混合物(各
5 mQ’)をそれぞれ室温で1時間振盪しながらイン
キュベートした。ついで粒子を3000 x gで遠心
分離して除去し、各回10mQのPBSで3回洗浄し、
5TnQのPBS’、 pH7,2中に再25− 懸濁し、4°Cで保存した。分析データは第1表にまと
める。
M)の、実施例2におけるように活性化した粒子へのカ
ップリング カップリングは実施例3と同様に実施した。
IgG2a)の、実施例1におけるようにして活性化し
た粒子へのカップリング PBS (50DQ)中2mgのBMA 081をジチ
オスレイトール1mgと混合し、室温で30分間インキ
ュベートした。還元された抗体を、リン酸緩衝食塩溶液
、pH7,2中5ephadex G25を通したゲル
濾過によって溶出容量3.6mQ中に単離し、実施例i
と同様にして調製した粒子懸濁液a −dに以6− 下のように加えた。
: 1.2m4添加(蛋白質約0.6mg)d : 2
.OmQ添加(蛋白質約1.0mg)混合物(各約5
mQ)をそれぞれ振盪しながら室温で1時間インキュベ
ートした。ついで、粒子を3000 X yで遠心分離
して除去し、各回10mQのPBSで3回洗浄し、5m
QのPBS、 pH7,2に再懸濁し、4°Cで保存し
た。分析データは第1表にまとめる。
IgG2b)の、実施例1におけるようにして活性化
した粒子へのカップリング カップリングは実施例5と同様に実施した。
るCD8+細胞の枯渇 単核球(MNC)は、それ自体公知の方法によって(B
oyum: 5cand、 J、 Immunol、、
5upp1.5゜9〜15.1976) 、Fico
ll勾配上、新たに供与されたヒト血液から単離した。
omed)含有PBS2mQ中3 X 10’ MMC
を取り、PBS中2rny/maのマグネトビーズ懸濁
液l++IQと混合し、絶えず振盪しながら室温で15
分間インキュベートした。実施例5と同様にして調製し
たマグネトビーズとそれに結合した細胞を永久磁石を用
いて除去した。懸濁液中に残った細胞を400X9でペ
レット化し、適当な媒体たとえばPBSまたはRPMI
1640に再懸濁した。枯渇効率はサイトフルオログ
ラフ(Ortho)中、間接免疫蛍光法によって測定し
lこ。
l0’個の細胞を1μg / m (lの第一抗体BM
A 031 (Behringwerke AG)つい
で20ug/mQの第二抗体(ウサギ抗−マウス免疫グ
ロブリン、F(ab)、 7 ラグメント、FITC−
標識、Behring−werke)によってそれ自体
公知の方法で標識し、サイトフルオログラフで評価した
。枯渇効率は95%以上と測定された。
RAM 3c RAM 3d RAM 4b RAM 4c RAM 4d RAM poly NHIA poly NHIA poly NHIA poly NHBrA poly NHBrA poly NHBrA 5b BMA 081 1gG2a NHI
A5c BMA 081 1gG2a NH
IA5d BMA 081 1gG2a N
HIA6b BMA 0110 6c BMA 0110 6d BMA 0110 IgG2b NHIA 76Ig
G2b NHIA 156IgG2
b NHIA I83RAM :
ウサギ抗−マウス免疫グロブリンpoly :ポリクロ
ーナル NHIA:N−ヒドロキシスクシンイミジルヨードアセ
テートNHBrA : N−ヒドロキシスクシンイミジ
ルブロモアセテート0
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)式 I M−NH−CO−(CH_2)_n−S−P I (式
中、nは1〜6、好ましくは1または2、とくに好まし
くは1であり、Mは分散性で、磁気に反応し、アミノ基
を有する物質または粒子であり、Pは蛋白質である)で
示される磁性蛋白質接合体。 2)蛋白質の1個または2個以上のスルフヒドリル基は
天然に存在するか、またはジスルフィド結合の還元によ
って発生させるかもしくは化学反応によって蛋白質に導
入する請求項1記載の磁性蛋白質接合体。 3)Pはポリクローナル免疫グロブリンである請求項1
記載の磁性蛋白質接合体。 4)Pはモノクローナル抗体またはFab、Fab′も
しくはF(ab′)_2フラグメントである請求項1記
載の磁性蛋白質接合体。 5)Pは抗原または酵素、ホルモン、レクチンもしくは
成長因子の残基である請求項1記載の磁性蛋白質接合体
。 6)PはIgGまたはIgMクラスのモノクローナル抗
体である請求項4記載の磁性蛋白質接合体。 7)Pは塩水溶液または体液中に溶解型で存在する抗原
に対するモノクローナル抗体である請求項4記載の磁性
蛋白質接合体。 8)Pは細胞上、とくに骨髄系もしくはリンパ系の細胞
、末梢血液の細胞とくにBリンパ球、Tリンパ球もしく
はそれらの前駆体細胞、または腫瘍細胞とくに骨髄の腫
瘍細胞上に発現する抗原に対するモノクローナル抗体で
ある請求項4記載の磁性蛋白質接合体。 9)Pは細菌、マイコプラズマもしくは原生動物等、ま
たはウィルス上に発現する抗原に対するモノクローナル
抗体である請求項4記載の磁性蛋白質接合体。 10)Pは抗原である請求項1記載の磁性蛋白質接合体
。 11)Mは金属酸化物核とアミノ基を有する外皮コート
とからなる分散性粒子であり、一群の常磁性物質を金属
酸化物核に組込むことができる請求項1記載の磁性蛋白
質接合体。 12)粒子の直径は約0.1〜約100μ、好ましくは
約0.1〜約1.5μである請求項11記載の磁性蛋白
質接合体。 13)式 I M−NH−CO−(CH_2)_n−S−P I で示
される磁性蛋白質接合体を製造するにあたり、アミノ基
を有する粒子Mを、式II ▲数式、化学式、表等があります▼II (式中、nは先に定義した意味を有し、Xは塩素、臭素
またはヨウ素原子である)で表され、アミノ基と反応す
るハロゲノアシル型スペーサーと反応させることにより
アミド結合を形成させて式III M−NH−CO−(CH_2)_n−X IIIの化合物
を得、これをスルフヒドリル基をもつ蛋白質Pと反応さ
せて式 I の化合物を得、得られた式 I の化合物を洗浄
して非共有結合蛋白質を除去する方法。 14)式IIIにおいて、Mおよびnは請求項1に特定し
た意味を有し、Xは塩素、臭素またはヨウ素原子である
化合物。 15)塩水溶液または体液から、溶解した抗原、抗体、
受容体、基質、補因子または炭水化物決定基を除去する
方法において、その溶液を式 I の適当な磁性蛋白質接
合体とインキュベートして除去すべき成分を特異的に吸
着させたのち、磁性蛋白質接合体を磁気的手段によって
分離し、特異的に吸着した成分を適宜、磁性蛋白質接合
体から再び溶出させる方法。 16)塩水溶液または体液から細胞を、除去する方法に
おいて、その細胞懸濁液を式 I の適当な磁性蛋白質接
合体とインキュベートして除去すべき細胞を特異的に吸
着させたのち、磁性蛋白質接合体を磁気的手段によって
分離し、特異的に吸着した細胞または粒子を適宜磁性蛋
白質接合体から再び脱着させる方法。 17)塩水溶液または体液から、細胞または溶解した抗
原、受容体、基質、補因子もしくは炭水化物決定基を特
異的に除去するための請求項1記載の磁性蛋白質接合体
の使用、または診断方法の一部としてもしくは診断補材
としての使用。 18)請求項8または9記載の細胞の除去、とくに好ま
しくは骨髄細胞の枯渇またはHLA型判定のための、請
求項1記載の磁性蛋白質接合体の使用。
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