Il-17a/f异二聚体多肽及其治疗用图_4

文档序号:8463903阅读:来源:国知局
17A的轻链组成。
[0117] 24.项23的方法,其中所述免疫相关病症是系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、 骨关节炎、幼年型慢性关节炎、脊椎关节病、系统性硬化、特发性炎性肌病、斯耶格伦氏 (Sjdgren)综合征、系统性血管炎、结节病、自身免疫性溶血性贫血、自身免疫性血小板减少 症、甲状腺炎、糖尿病、免疫介导的肾病、中枢或周围神经系统的脱髓鞘病、特发性脱髓鞘多 神经病、格-巴二氏(Guillain-Barr6)综合征、慢性炎性脱髓鞘多神经病、肝胆病、传染性 或自身免疫性慢性活动性肝炎、原发性胆汁性肝硬化、肉芽肿性肝炎、硬化性胆管炎、炎性 肠病、麸胶敏感性肠病、惠普尔氏(Whipple)病、自身免疫或免疫介导的皮肤病、大疱性皮 肤病、多形红斑、接触性皮炎、银肩病、变应性疾病、哮喘、变应性鼻炎、特应性皮炎、食物超 敏反应、荨麻瘆、肺的免疫学疾病、嗜曙红细胞性肺炎、特发性肺纤维化、超敏感性肺炎、移 植相关疾病、移植物排斥或移植物抗宿主病。
[0118] 25.项24的方法,其中所述免疫相关病症是多发性硬化(MS)或类风湿性关节炎 (RA) 〇
[0119] 附图简述
[0120] 图IA和IB显示了表达和分离称为IL-17A/F的新的人细胞因子的结果。如图IA 和图IB中所示,单独地或组合地用编码人IL-17和IL-17F的cDNA表达载体转染人293肾 细胞。如图IA和图IB中所示,利用能够识别IL-17(第1-5道)或IL-17F (第6-10道) 的抗体来免疫沉淀(IP)来自经转染细胞的条件化培养基。显示了 Western印迹分析,其表 明在图IA的第8道中及图IB的第3道中存在二聚体IL-17A/F复合物。二聚体IL-17A/F 复合物在大小上与由IL-17的一条多肽链和IL-17F的一条多肽链构成的共价异二聚体种 类一致。
[0121] 图2A-2C显示了重组IL-17A/F的纯化。图2A显示了来自S-S印harose柱上 IL-17A/F初始分级的蛋白质级分的银染色SDS-PAGE的结果。级分31和32含有具有与 IL-17A/F-致的大约33kD表观分子量的蛋白质。图2B-1和2B-2显示了使用Vydac C4柱 层析进行的进一步IL-17A/F纯化的结果。显示了在214nm和280nm处测量的所洗脱蛋白 质的层析图。图2C表明来自Vydac C4纯化柱的纯化的IL-17A/F蛋白级分诱导TK-10细 胞中IL-8生成。
[0122] 图3A-3C显示了 IL-17A/F的氨基酸序列分析的结果。图3A显示了纯化的IL-17A/ F的非还原性SDS-PAGE分析。将解析后的蛋白质转移至PVDF膜,并用考马斯蓝蛋白质染 剂染色。在右侧指示了分子量标志物的位置。图3B显示了分离的IL-17A/F的N端序列分 析的结果(自图3A中所示条带的N端序列分析检测的氨基酸残基)。序列分析揭示两种 N端序列(序列1称为SEQ ID NO: 1,而序列2称为SEQ ID NO: 2)。图3C显示了人IL-17 的氨基酸序列(在图3C和图8两者中显示,称为SEQ ID NO: 3)和人IL-17F的氨基酸序列 (在图3C和图10两者中显示,称为SEQ ID N0:4)。IL-17和IL-17F的信号序列标有下划 线。对所示IL-17和IL-17F多肽序列以粗体突出显示与IL-17A/F中存在的两种N端肽序 列(SEQ ID NO: 1和SEQ ID NO:2)具有同一性的序列。
[0123] 图4A至4D-3显示了 IL-17A/F的质谱术分析。图4A是显示具有成熟IL-17A/F异 二聚体的其链间和链内二硫键的氨基酸序列(SEQ ID N0:77)的示意图。二硫键中牵涉的半 胱氨酸以黑点(·)及残基编号指示。二硫键以连接键合半胱氨酸的黑线指示。形成链间 二硫键的那些二硫键以粗体黑线突出显示。图4B显示了含有IL-17链和IL-17F链之间的 二硫键的IL-17A/F肽片段编号1和编号2的示意图,所述IL-17链和IL-17F链预期通过 胰蛋白酶消化IL-17A/F会生成[IL-17A/F二硫键片段编号1称为SEQ ID N0:7;IL-17A/F 二硫键片段编号2称为SEQ ID N0:8]。这些片段内包含的氨基酸相对于各自链的起始甲硫 氨酸指示并编号。还指示了预期通过质谱术会观察到的这些片段的计算近似分子量。图4C 显示了 IL-17A/F的基质辅助激光解吸/电离-飞行时间质谱术(MALDI-T0F)肽图。所得的 肽图含有[M+H]+ = 2420. 12Da和3410. 60Da的峰,这与二硫键连接的肽一致。图4D-1至 4D-3表明通过液相层析电喷射离子化离子阱质谱术(LC-ESI-MS)进行的IL-17A/F非还原 性样品的进一步表征。离子层析图表示(从头到尾)IL_17A/F二硫键片段编号2[M+2H]2+、 及IL-17A/F二硫键片段编号I [M+2H] 3+的总离子层析图(total ion chromatogram)、重建 离子层析图(reconstructed ion chromatogram, RIC)。观察到与两种异二聚体一致的峰, 然而在预期的同二聚体肽质量处没有观察到高于背景化学噪音的峰。
[0124] 图5A显示了比较由IL-17A/F、IL-17和IL-17F诱导的促炎应答的剂量应答曲线。 将指定浓度的IL-17A/F、IL-17和IL-17F与TK-10细胞一起温育24小时。显示了 IL-17A/ F具有有力的IL-8诱导活性,且在亚nM浓度看到实质性活性。图5B显示了比较由IL-17A/ F、IL-17和IL-17F进行的IL-6诱导的剂量应答曲线。将指定浓度的IL-17A/F、IL-17和 IL-17F与TK-IO细胞一起温育24小时。收集TK-IO条件化培养基,并通过IL-6ELISA来分 析。
[0125] 图6显示了重链可变区中包含来自能结合IL-17A/F的Fab的⑶R H1-H3的区域的 氨基酸序列。显示了 34个克隆的预测氨基酸序列(分别是SEQ ID NO:9至SEQ ID NO:42) 中编码能够结合IL-17A/F的不同抗体重链序列的区域的比对。三个重链⑶R区(⑶R-H1、 CDR-H2、CDR-H3)画上阴影。
[0126] 图7显示了天然序列IL-17cDNA的核苷酸序列(SEQ ID NO:5)。
[0127] 图8显示了自图7中所示SEQ ID NO:5的编码序列推导的氨基酸序列(SEQ ID NO:3)〇
[0128] 图9显示了天然序列IL-17F cDNA的核苷酸序列(SEQ ID N0:6)。
[0129] 图10显示了自图9中所示SEQ ID NO:6的编码序列推导的氨基酸序列(SEQ ID NO:4)〇
[0130] 图11显示了自经抗⑶3/抗⑶28活化的人T细胞生成的IL-17A/F的IL-17A/F ELISA测量。
[0131] 图12显示了 IL-17A/F ELISA的特异性,其中显示了平行测定的三个级分即编号 31-编号33含有几乎相等数量的IL-17A/F (IL-17A和IL-17F用作对照)。
[0132] 图13显示了在用IL-6和TGF0诱导T细胞后IL-17A和IL-17F两者生成水平的 升尚。
[0133] 图14描绘了 IL-17细胞因子家族及交叠的受体-配体特异性的复杂样式。从 左到右,图14表明IL-17配体结合IL-17受体(IL-17R;本文中称为PR01) ;IL-17B配 体(PR01031)结合 IL-17RH1 受体(PR05801) ;IL-17E 配体(PR010272)结合 IL-17RH1 受 体(PR05801) ;IL-17F 配体(PR020110)结合 IL-17 受体(IL-17R,本文中称为 PR01)及 IL-17RH2 受体(PR020040)两者;IL-17C 配体(PR01122)和 IL-17D 配体(PR021175)不与 IL-17R、IL-17RH1 或 IL-17RH2 受体相互作用。
[0134] 图15显示了 IL-17F的结构。图15的A小图显示了 IL-17F单体的飘带轨迹 (ribbon trace)。链是标记的。二硫键以球棍表不法(ball-and-stick representation) 显示,其中硫原子染成黄色。别的半胱氨酸的大致位置以橙色球显示。插图显示了规范的 结(knot)的卡通表示法(cartoon representation)。图15的B小图以红色和蓝色显示 了 IL-17F二聚体的飘带轨迹。二硫键与在图15中一样显示。图15的C小图显示了来自 NGF-TrkA 复合物的 NGF 的结构(Weismann 等,Nature 401:184-188 (1999))。无序环连接 链2和3。
[0135] 图16显示了 IL-17F与其它IL-17家族成员的序列比对。IL-17和IL-17F之间同 一性和保守序列的区域分别以绿色和黄色突出显示。在其它家族成员在这些区域也具有保 守的或相同的残基时,它们被同样地着色。半胱氨酸残基以橙色指示。替换规范的结半胱 氨酸的保守丝氨酸以白色字母突出显示。预期在所有IL-17中保守的二硫键以连接键合半 胱氨酸的黑线指示。在IL-17F中形成链间二硫键的两个半胱氨酸用星号标示。以蓝色箭 头(β_链)或圆柱体(α-螺旋)在序列上方显示IL-17F中的二级结构元件。残基编号 从成熟序列的起点起。
[0136] 图17显示了 IL-17F(PR020110)和IL-17分子结构的比较。依照图16中所示IL-17 和IL-17F之间的序列保守性,给IL-17F分子表面的两种正交视图即"侧面"㈧和"正 面"(B)着色。两种蛋白质间相同的残基表面染成绿色,同源残基染成黄色,而显著不同的残 基染成白色。自图15的B小图中的视图旋转大约15°而得到(B)中视图的取向。形成空穴 (cavity)的残基是标记的。图17的C小图是图17的B小图中表面的"剖面"(cut-away) 视图,其显示了 IL-17F任一侧的大空穴如何深深地进入二聚体的主体(body)。
[0137] 图18显示了 IL-17F表面和NGF上TrkA结合位点的比较。图18的A小图和B 小图显示了与图17中一样取向的IL-17F分子结构。依照静电表面电势给IL-17F着色: 红色,-5kT;白色,OkT;及蓝色,+5kT。空穴的位置以圆圈指示。图18的C小图显示了处 于与小图(B)中的IL-17F相同取向的NGF的分子结构;TrkA的结构域5以绿色飘带显示 (Weismann 等,Nature 401:184-188 (1999) ;pdb 代码 1WWW)。
[0138] 图19和20显示了抗IL-17A/F抗体在胶原诱导的关节炎(CIA)的小鼠模型中的 功效。
[0139] 优选实施方案的详述
[0140] I.定义
[0141] "天然序列IL-17A/F多肽"包括与衍生自自然界的相应IL-17A/F多肽具有相同 氨基酸序列的多肽。此类天然序列IL-17A/F多肽可从自然界分离,或者可通过重组或合 成手段生成。术语"天然序列IL-17A/F多肽"明确涵盖天然存在的截短或分泌形式的特定 IL-17A/F多肽(例如胞外结构域序列)、该多肽的天然存在变体形式(例如可变剪接形式) 和天然存在等位变体。在本发明的各种实施方案中,本文中公开的天然序列IL-17A/F多肽 是包含附图中所示全长氨基酸序列的成熟或全长天然序列多肽。起始和终止密码子在图中 以粗体和下划线显示。然而,尽管附图中公开的IL-17A/F多肽据显示以本文中指派为图中 第1位氨基酸的甲硫氨酸残基开始,可以想到且有可能的是,可采用位于图中第1位氨基酸 上游或下游的其它甲硫氨酸残基作为IL-17A/F多肽的起始氨基酸残基。
[0142] 本说明书和/或附图中显示了本文中所公开的各种IL-17A/F多肽的"信号肽" 的大致位置。然而,应当注意,信号肽的C-末端边界可以变化,但最有可能的是本文中最 初鉴定的信号肽C-末端边界任一侧不超过约5个氨基酸,其中信号肽的C-末端边界可依 照本领域常规用于鉴定该种类型氨基酸序列元件的标准来鉴定(例如Nielsen等,Prot. Eng.,10:1-6 (1997)及 von Heinje 等,Nucl. Acids. Res.,14:4683-4690 (1986))。此外,还 认识到,在有些情况中,从分泌多肽上切除信号序列不是完全统一的,导致超过一种分泌种 类。本发明涵盖这些成熟多肽,其中信号肽在本文中所鉴定的信号肽C-末端边界任一侧不 超过约5个氨基酸内切除,及编码它们的多核苷酸。
[0143] "IL-17A/F多肽变体"意指与本文中所公开的全长天然序列IL-17A/F多肽序列、 本文中所公开的缺乏信号肽的IL-17A/F多肽序列、或本文中所公开的全长IL-17A/F多 肽序列的任何其它片段具有至少约80%的氨基酸序列同一性的上文或下文所定义的活性 IL-17A/F多肽。此类IL-17A/F多肽变体包括例如其中全长天然氨基酸序列的N-或C-末端 添加或删除一个或多个氨基酸残基的IL-17A/F多肽。通常,IL-17A/F多肽变体与本文中所 公开的全长天然序列IL-17A/F多肽序列、本文中所公开的缺乏信号肽的IL-17A/F多肽序 列、或本文中所公开的全长IL-17A/F多肽序列的任何其它特别限定片段具有至少约80% 的氨基酸序列同一性,或者至少约81 %的氨基酸序列同一性,或者至少约82 %的氨基酸序 列同一性,或者至少约83 %的氨基酸序列同一性,或者至少约84%的氨基酸序列同一性, 或者至少约85 %的氨基酸序列同一性,或者至少约86 %的氨基酸序列同一性,或者至少约 87 %的氨基酸序列同一性,或者至少约88 %的氨基酸序列同一性,或者至少约89 %的氨基 酸序列同一性,或者至少约90 %的氨基酸序列同一性,或者至少约91 %的氨基酸序列同一 性,或者至少约92 %的氨基酸序列同一性,或者至少约93 %的氨基酸序列同一性,或者至 少约94%的氨基酸序列同一性,或者至少约95%的氨基酸序列同一性,或者至少约96%的 氨基酸序列同一性,或者至少约97%的氨基酸序列同一性,或者至少约98%的氨基酸序列 同一性和或者至少约99%的氨基酸序列同一性。通常,IL-17A/F变体多肽至少长约10个氨 基酸,或者至少长约20个氨基酸,或者至少长约30个氨基酸,或者至少长约40个氨基酸, 或者至少长约50个氨基酸,或者至少长约60个氨基酸,或者至少长约70个氨基酸,或者至 少长约80个氨基酸,或者至少长约90个氨基酸,或者至少长约100个氨基酸,或者至少长 约150个氨基酸,或者至少长约200个氨基酸,或者至少长约300个氨基酸,或者更多。
[0144] 关于本文中所鉴定的IL-17A/F多肽序列的"百分比(% )氨基酸序列同一性" 定义为对比序列并在必要时引入缺口以获取最大百分比序列同一性后,且不将任何保守 替代视为序列同一性的一部分时,候选序列中与特定IL-17A/F多肽序列中的氨基酸残 基相同的氨基酸残基的百分率。可以本领域技术范围内的多种方式进行测定百分比氨 基酸序列同一性目的的对比,例如使用公众可得到的计算机软件,诸如BLAST、BLAST-2、 ALIGN或Megalign(DNASTAR)软件。本领域技术人员可决定测量对比的适宜参数,包括 对所比较序列全长获得最大对比所需的任何算法。然而,为了本发明,%氨基酸序列同 一性值是使用序列比较计算机程序ALIGN-2获得的,其中下文表1中提供了 ALIGN-2程 序的完整源代码。ALIGN-2序列比较计算机程序由Genentech公司编写,下文表1所示 源代码已经连同用户文档一起提交给美国版权局(US Copyright Office, Washington D.C.,20559),并以美国版权注册号TXU510087注册。公众可通过Genentech公司(South San Francisco, California)得到ALIGN-2程序,或者可从下文表1中提供的源代码编译。 ALIGN2程序应当编译成在UNIX操作系统,优选数码UNIX V4. OD上使用。所有序列比较参 数由ALIGN-2程序设定且不变。
[0145] 在采用ALIGN-2用于氨基酸序列比较的情况中,给定氨基酸序列A相对于(to)、与 (with)、或针对(against)给定氨基酸序列B的%氨基酸序列同一 1性(或者可表述为具有 或包含相对于、与、或针对给定氨基酸序列B的某一%氨基酸序列同一性的给定氨基酸序 列A)如下计算:
[0146] 分数 X/Y 乘 100
[0147] 其中X是由序列对比程序ALIGN-2在该程序的A和B对比中评分为相同匹配的氨 基酸残基数,且其中Y是B中的氨基酸残基总数。可以领会,若氨基酸序列A的长度与氨基 酸序列B的长度不相等,则A相对于B的%氨基酸序列同一性将不等于B相对于A的%氨 基酸序列同一性。作为使用这种方法的%氨基酸序列同一性计算的例子,表2和3演示了 如何计算指派为"比较蛋白质"的氨基酸序列相对于目的假设多肽的氨基酸序列的%氨基 酸序列同一性,"比较蛋白质"代表目的多肽针对其进行比较的多肽的氨基酸序列,而"X"、 " Y "和" Z "各自代表不同假设氨基酸残基。
[0148] 除非另有具体说明,本文中所使用的所有%氨基酸序列同一性值都是依照上一段 所述,使用ALIGN-2计算机程序获得的。然而,%氨基酸序列同一性值也可使用WU-BLAST-2 计算机程序(Altschul 等,Methods in Enzymology266:460-480(1996))如下所述获得。 大多数WU-BLAST-2检索参数设成缺省值。不设成缺省值的参数,即可调整参数设成如下 值:交叠跨度=1,交叠分数=〇. 125,词阈值(T) = 11,和评分矩阵=BL0SUM62。在采用 WU-BLAST-2时,%氨基酸序列同一性值是通过将(a)通过WU-BLAST-2确定的具有衍生自 天然多肽的序列的目的多肽氨基酸序列和目的比较氨基酸序列(即目的多肽与之进行比 较的序列,它可以是IL-17A/F变体多肽)之间的匹配相同氨基酸残基数除以(b)目的多肽 的氨基酸残基总数确定的。例如,在叙述"包含与氨基酸序列B具有至少80%氨基酸序列 同一性的氨基酸序列A的多肽"中,氨基酸序列A是目的"比较蛋白质"的比较氨基酸序列, 而氨基酸序列B是目的多肽的氨基酸序列。
[0149] 百分比氨基酸序列同一性也可使用序列比较程序NCBI-BLAST2 (Altschul 等,Nucleic Acids Res. 25:3389-3402(1997))确定。NCBI-BLAST2 序列比较程序可 从 http://www. ncbi. nlm. nih. gov 下载,或者以其它方式从 National Institute of Health(Bethesda,MD)获得。NCBI-BLAST2使用几项检索参数,其中所有这些检索参数设 成缺省值,包括例如未遮掩=是,链=全部,期望发生=10,最小低复杂性长度=15/5,多 通过e值=0. 01,多通过常数=25,最终缺口对比的降低(dropoff) = 25,评分矩阵= BL0SUM62。
[0150] 在采用NCBI-BLAST2用于氨基酸序列比较的情况中,给定氨基酸序列A相对于 (to)、与(with)、或针对(against)给定氨基酸序列B的%氨基酸序列同一 1性(或者可表述 为具有或包含相对于、与、或针对给定氨基酸序列B的某一%氨基酸序列同一性的给定氨 基酸序列A)如下计算:
[0151] 分数 X/Y 乘 100
[0152] 其中X是由序列对比程序NCBI-BLAST2在该程序的A和B对比中评分为相同匹配 的氨基酸残基数,且其中Y是B中的氨基酸残基总数。可以领会,若氨基酸序列A的长度与 氨基酸序列B的长度不相等,则A相对于B的%氨基酸序列同一性将不等于B相对于A的% 氨基酸序列同一性。
[0153] "IL-17A/F变体多核苷酸"或"IL-17A/F变体核酸序列"意指编码下文所定义的活 性IL-17A/F多肽且与编码本文中所公开的全长天然序列IL-17A/F多肽序列、本文中所公 开的缺乏信号肽的全长天然序列IL-17A/F多肽序列、或本文中所公开的全长IL-17A/F多 肽序列的任何其它片段的核苷酸序列具有至少约80%核酸序列同一性的核酸分子。通常, IL-17A/F变体多核苷酸与编码本文中所公开的全长天然序列IL-17A/F多肽序列、本文中 所公开的缺乏信号肽的全长天然序列IL-17A/F多肽序列、或本文中所公开的全长IL-17A/ F多肽序列的任何其它片段的核酸序列具有至少约80 %的核酸序列同一性,或者至少约 81 %的核酸序列同一性,或者至少约82%的核酸序列同一性,或者至少约83%的核酸序列 同一性,或者至少约84%的核酸序列同一性,或者至少约85%的核酸序列同一性,或者至 少约86%的核酸序列同一性,或者至少约87%的核酸序列同一性,或者至少约88%的核酸 序列同一性,或者至少约89 %的核酸序列同一性,或者至少约90 %的核酸序列同一性,或 者至少约91 %的核酸序列同一性,或者至少约92 %的核酸序列同一性,或者至少约93% 的核酸序列同一性,或者至少约94%的核酸序列同一性,或者至少约95%的核酸序列同一 性,或者至少约96 %的核酸序列同一性,或者至少约97 %的核酸序列同一性,或者至少约 98%的核酸序列同一性和或者至少约99 %的核酸序列同一性。变体不涵盖天然核苷酸序 列。
[0154] 通常,IL-17A/F变体多核苷酸至少长约30个核苷酸,或者至少长约60个核苷酸, 或者至少长约90个核苷酸,或者至少长约120个核苷酸,或者至少长约150个核苷酸,或者 至少长约180个核苷酸,或者至少长约210个核苷酸,或者至少长约240个核苷酸,或者至 少长约270个核苷酸,或者至少长约300个核苷酸,或者至少长约450个核苷酸,或者至少 长约600个核苷酸,或者至少长约900个核苷酸,或者更多。
[0155] 关于本文中所鉴定的IL-17A/F编码核酸序列的"百分比(% )核酸序列同一性" 定义为对比序列并在必要时引入缺口以获取最大百分比序列同一性后,候选序列中与目 的IL-17A/F核酸序列中的核苷酸相同的核苷酸的百分率。可以本领域技术范围内的多 种方式进行测定百分比核酸序列同一性目的的对比,例如使用公众可得到的计算机软件, 诸如BLAST、BLAST-2、ALIGN或Megalign(DNASTAR)软件。然而,为了本发明,%核酸序 列同一性值是使用序列比较计算机程序ALIGN-2获得的,其中下文表1中提供了 ALIGN-2 程序的完整源代码。ALIGN-2序列比较计算机程序由Genentech公司编写,下文表1所 示源代码已经连同用户文档一起提交给美国版权局(US Copyright Office, Washington D.C.,20559),并以美国版权注册号TXU510087注册。公众可通过Genentech公司(South San Francisco, California)得到ALIGN-2程序,或者可从下文表1中提供的源代码编译。 ALIGN2程序应当编译成在UNIX操作系统,优选数码UNIX V4. OD上使用。所有序列比较参 数由ALIGN-2程序设定且不变。
[0156] 在采用ALIGN-2来比较核酸序列的情况中,给定核酸序列C相对于(to)、与 (with)、或针对(against)给定核酸序列D的%核酸序列同一 1性(或者可表述为具有或包 含相对于、与、或针对给定核酸序列D的某一%核酸序列同一性的给定核酸序列C)如下计 算:
[0157] 分数 W/Z 乘 100
[0158] 其中W是由序列对比程序ALIGN-2在该程序的C和D对比中评分为相同匹配的核 苷酸数,且其中Z是D中的核苷酸总数。可以领会,若核酸序列C的长度与核酸序列D的长 度不相等,则C相对于D的%核酸序列同一性将不等于D相对于C的%核酸序列同一性。作 为%核酸序列同一性计算的例子,表4和5演示了如何计算指派为
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