截短的actriib-fc融合蛋白的制作方法
【专利说明】截短的ACTRI IB-FC融合蛋白
[0001] 本申请为分案申请，原申请的申请日为2010年6月8日，申请号为 201080035960.1 (PCT/US2010/037787)，发明名称为"截短的 ACTRIIB-FC 融合蛋白"。
[0002] 相关申请的交叉参考
[0003] 本申请要求保护2009年6月12日提交的美国临时申请序列号61/268, 420、2009 年11月3日提交的61/280, 543的权益。这些申请通过引用以其整体结合到本文中。
[0004] 发明背景
[0005] 转化生长因子(TGF-β)超家族含有各种生长因子，它们共有共同的序列元件 和结构基序。已知这些蛋白质在脊椎动物和无脊椎动物两者中对多种细胞类型发挥生物作 用。该超家族的成员在图式形成和组织特化的胚胎发育期间发挥重要功能，可影响各种分 化过程，包括脂肪形成、肌发生、软骨发生、心脏发生、血细胞生成、神经发生和上皮细胞分 化。该家族由不同命名的蛋白表示，即激活素和抑制素、TGF-β、生长和分化因子（GDF)和 骨形态发生因子（BMP)。还已知该家族的其它成员例如Nodal和Lefty。通过操控TGF-β 家族成员的活性，常常可引起生物体的重大生理改变。例如Piedmontese和Belgian Blue 牛品种在GDF8(亦称为肌肉生长抑制素（myostatin))基因中携带引起肌肉质量明显增加 的功能缺失突变。Grobet等，Nat Genet. 1997,17(1) :71-4。此外，在人中，⑶F8的无活 性等位基因与肌肉质量增加和据报道的异常强度有关。Schuelke等，N Engl J Med2004， 350:2682-8。
[0006] 肌肉、骨、脂肪、软骨和其它组织方面的变化可通过激动或拮抗由适合的TGF-β 家族成员介导的信号转导来实现。因此，存在对起TGF-β超家族成员的信号转导的有效调 节剂作用的物质的需要。
[0007] 发明简述
[0008] 在某些方面，本公开内容提供新型的ActRIIB多肽，特别是氨基端和羧基端截短 物和序列改变物。在一个实施方案中，描述了包含人ActRIIB(SEQ ID Ν0:1)的氨基酸 25-131的多肽或其变体。这样的多肽被证实在治疗多种病症特别是与肥胖症、胰岛素抵抗 和其它代谢病症相关的病症中具有出人意料的功效。本文公开的ActRIIB多肽可用于在患 者中产生各种所需作用，包括例如增加瘦体重、减少白色脂肪质量、增加褐色脂肪质量、减 少血清甘油三酯、减少血清胰岛素水平或减少血清游离脂肪酸水平。本文公开的ActRIIB 多肽可用于治疗多种病症或病况，包括肌肉和神经肌肉病症（例如肌营养不良、肌萎缩侧 索硬化（ALS)和肌肉萎缩）、脂肪组织病症（例如肥胖症、脂肪性肝病）、代谢病症（例 如2型糖尿病、胰岛素抵抗、代谢综合征）、神经变性病症和老年相关的肌肉消耗（muscle wasting)(肌肉衰减综合征（sarcopenia))、前列腺癌治疗（例如雄激素剥夺治疗）以及与 多种癌症相关的恶病质。ActRIIB多肽的实例包括SEQ ID N0:8中所述的人ActRIIB-Fc融 合蛋白，其在本文中描述为ActRIIB (25-131) -hFc。
[0009] 在某些方面，本公开内容提供来源于ActRIIB的新型多肽（被称作ActRIIB多 肽）。在一些实施方案中，多肽可选自：以下多肽，其包含其中氨基酸序列由SEQ ID N0:8 的序列组成的氨基酸序列或者在不超过1、2、3、4或5个氨基酸位置处不同于SEQ ID N0:8 的氨基酸序列；通过SEQ ID N0:4的核酸或在严格条件下与其互补序列杂交的核酸在哺乳 动物细胞中表达产生的多肽；通过SEQ ID N0:6的核酸或在严格条件下与其互补序列杂交 的核酸在哺乳动物细胞中表达产生的多肽。本文公开的多肽可包含来源于ActRIIB的部分 和一个或多个异源部分，其中来源于ActRIIB的部分可包含由SEQ ID NO: 1氨基酸25-131 的序列组成的氨基酸序列或在不超过1、2、3、4或5个氨基酸位置处不同于SEQ ID NO: 1氨 基酸25-131的序列的氨基酸序列。异源部分可包含免疫球蛋白的恒定结构域、免疫球蛋白 的Fc结构域或者，特别地，人IgGl的Fc结构域（术语"人IgGl"应理解为包括与在人中使 用相容的这类Fc的变体）。ActRIIB多肽可包含来源于ActRIIB的部分，其包含由SEQ ID NO: 1的氨基酸25-131的序列组成的氨基酸序列。本文公开的ActRIIB多肽可为氨基端具有 序列ETR的那些。本文公开的ActRIIB多肽可导致小鼠的瘦体重在以10mg/kg的剂量水平 每周两次治疗四周后统计上显著增加。瘦组织质量的平均增加可为至少1、2、3、4或5或更 多克。本文公开的ActRIIB多肽可导致高脂饮食喂饲的小鼠的脂肪质量在以10mg/kg的剂 量水平每周两次治疗四周后统计上显著减少。脂肪质量的平均减少可为5、7、10、15或更多 克。本文公开的ActRIIB多肽可导致高脂饮食喂饲的小鼠的血清甘油三酯水平在以IOmg/ kg的剂量水平每周两次治疗四周后统计上显著减少。血清甘油三酯的平均减少可为至少 50、75、100、125或150或更多mg/dl。本文公开的ActRIIB多肽可导致高脂饮食喂饲的小 鼠的血清游离脂肪酸水平在以l〇mg/kg的剂量水平每周两次治疗四周后统计上显著减少。 游离脂肪酸的平均减少可为至少500、750、1000或更多的微摩尔/dl游离脂肪酸。本文公 开的ActRIIB多肽可导致高脂饮食喂饲的小鼠的血清胰岛素水平在以10mg/kg的剂量水平 每周两次治疗四周后统计上显著减少。血清胰岛素的平均减少可为至少〇.5、1、1.5、2或更 多ng/ml胰岛素。本文所用术语"统计上显著的"一般是指p值或者>0. 05,但显著性的其 它衡量可被认可用于统计检验的各种类型，并且在这样的情况下，术语"统计上显著的"应 使用用于评价数据显著性的最广泛使用的公式。ActRIIB多肽可包含至少一个N联糖，并且 可包含两个、三个或更多个N联糖。此类多肽还可包含0联糖。ActRIIB多肽可在以适于患 者应用的方式糖基化蛋白的多种细胞系中产生，所述细胞系包括工程改造的昆虫细胞或酵 母细胞以及哺乳动物细胞例如COS细胞、CHO细胞、HEK细胞和NSO细胞。ActRIIB多肽可 形成共价或非共价的二聚体，包括同二聚体。一般而言，Fc融合蛋白易于形成共价连接的 同二聚体。任一种前述多肽可掺入药物制剂中。
[0010] 在某些方面，本文公开的ActRIIB多肽结合ActRIIB配体，例如⑶F8、⑶F11、激活 素、BMP7、⑶F3或nodal。ActRIIB多肽任选以少于10微摩尔或少于1微摩尔、100纳摩尔、 10纳摩尔、1纳摩尔或0. 1纳摩尔的Kd结合ActRIIB配体。与天然存在的ActRIIB多肽相 比，本文公开的ActRIIB多肽在氨基酸序列中（例如在配体结合域中）可包括1、2、3、4、5个 或更多个改变。氨基酸序列的改变可例如改变所述多肽的糖基化（当在哺乳动物、昆虫或 其它真核细胞中产生时），或者与天然存在的ActRIIB多肽相比，改变所述多肽的蛋白酶剪 切。ActRIIB多肽可为融合蛋白，其具有来源于ActRIIB的氨基酸序列（例如ActRIIB的配 体结合域或其变体）作为一个结构域和一个或多个提供所需性质（例如药代动力学改进、 更容易纯化、靶向特定组织等）的额外的结构域。例如，融合蛋白的结构域可提高以下性质 中的一种或多种：体内稳定性、体内半衰期、摄取/给予、组织定位或分布、蛋白质复合体的 形成、融合蛋白的多聚化和/或纯化。ActRIIB融合蛋白可包含免疫球蛋白Fc结构域（野 生型或突变型）或血清白蛋白。在某些实施方案中，ActRIIB-Fc融合物包含位于Fe结构 域和胞外ActRIIB结构域之间相对松散的接头。该松散接头可相当于ActRIIB胞外域的C 端的大约15个氨基酸的松散区（"尾巴"），或者其可为介于5和15、20、30、50个或更多个 氨基酸之间相对缺乏二级结构的人工序列。接头可富含甘氨酸和脯氨酸残基，并可含有例 如苏氨酸/丝氨酸和甘氨酸的重复序列（例如TG4或SG4重复序列）。在SEQ ID NO:8的 多肽的情形中，采用短的柔性接头似乎是有利的，例如1、2、3、4或5个甘氨酸残基，任选带 有一个或多个小残基例如丙氨酸、苏氨酸或丝氨酸。融合蛋白可包含纯化亚序列，例如表位 标签、FLAG标签、聚组氨酸序列和GST融合物。任选ActRIIB多肽包含一个或多个选自以 下的修饰氨基酸残基：糖基化氨基酸、聚乙二醇化氨基酸、法尼基化氨基酸、乙酰化氨基酸、 生物素化氨基酸、与脂质部分缀合的氨基酸和与有机衍生剂缀合的氨基酸。
[0011] 在某些方面，ActRIIB多肽可作为药物制剂配制。优选药物制剂是无致热原的（意 指无致热原至由控制用于治疗应用的产品质量的规章所要求的程度）。药物制剂还可包含 一种或多种其它的化合物，例如用于