(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-03
(54)【発明の名称】フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤を有効成分として含む移植片対宿主疾患の予防または治療用組成物
(51)【国際特許分類】
A61K 38/16 20060101AFI20220527BHJP
A23L 33/195 20160101ALI20220527BHJP
A61P 43/00 20060101ALI20220527BHJP
A61P 1/00 20060101ALI20220527BHJP
A61P 37/06 20060101ALI20220527BHJP
A61P 35/00 20060101ALI20220527BHJP
C07K 14/255 20060101ALN20220527BHJP
C07K 7/08 20060101ALN20220527BHJP
【FI】
A61K38/16
A23L33/195
A61P43/00 111
A61P1/00
A61P37/06
A61P35/00
C07K14/255 ZNA
C07K7/08
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021556768
(86)(22)【出願日】2020-03-26
(85)【翻訳文提出日】2021-09-21
(86)【国際出願番号】 KR2020004146
(87)【国際公開番号】W WO2020197296
(87)【国際公開日】2020-10-01
(31)【優先権主張番号】10-2019-0035521
(32)【優先日】2019-03-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】510058863
【氏名又は名称】ザ カトリック ユニバーシティ オブ コリア インダストリー-アカデミック コーオペレイション ファウンデーション
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チョ、ソック
(72)【発明者】
【氏名】イム、ゴニル
(72)【発明者】
【氏名】キム、ナヨン
(72)【発明者】
【氏名】チョン、ヨンウ
(72)【発明者】
【氏名】ナム、ヨンソン
(72)【発明者】
【氏名】ソン、ユンジン
(72)【発明者】
【氏名】イ、ジュンソク
【テーマコード(参考)】
4B018
4C084
4H045
【Fターム(参考)】
4B018MD85
4B018ME14
4C084AA02
4C084AA03
4C084BA01
4C084BA08
4C084BA22
4C084BA23
4C084CA04
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4C084ZA661
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4C084ZB081
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4H045AA10
4H045AA30
4H045BA10
4H045BA17
4H045CA11
4H045EA01
4H045EA20
4H045FA74
(57)【要約】
本発明は、フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤を有効成分として含む移植片対宿主疾患の予防または治療用組成物に関する。本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、優れた移植片対宿主疾患(GVHD)の治療効果を示すので、移植片対宿主疾患の治療、予防または改善用組成物の活性成分として開発できる。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(i)フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤の治療学的有効量;および(ii)薬学的に許容される担体を含む、移植片対宿主疾患の治療または予防用薬学的組成物。
【請求項2】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、フラジェリンのD0ドメインおよびD1ドメインを含むことを特徴とする、請求項1に記載の移植片対宿主疾患の治療または予防用薬学的組成物。
【請求項3】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、D1ドメインの内部に配列番号1に開示されたアミノ酸配列のリンカーペプチドを含むことを特徴とする、請求項1に記載の移植片対宿主疾患の治療または予防用薬学的組成物。
【請求項4】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、配列番号2に開示されたアミノ酸配列を含むことを特徴とする、請求項1に記載の移植片対宿主疾患の治療または予防用薬学的組成物。
【請求項5】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、宿主由来のIL-22およびIL-23の生産を促進させることを特徴とする、請求項1に記載の移植片対宿主疾患の治療または予防用薬学的組成物。
【請求項6】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、宿主の腸幹細胞(intestinal stem cell)の減少を抑制することを特徴とする、請求項1に記載の移植片対宿主疾患の治療または予防用薬学的組成物。
【請求項7】
前記組成物は、移植片対腫瘍効果を増加させることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
【請求項8】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤を有効成分として含む、移植片対宿主疾患の改善用機能性食品組成物。
【請求項9】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、フラジェリンのD0ドメインおよびD1ドメインを含むことを特徴とする、請求項8に記載の移植片対宿主疾患の改善用機能性食品組成物。
【請求項10】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、配列番号1に開示されたアミノ酸配列のリンカーペプチドを含むことを特徴とする、請求項8に記載の移植片対宿主疾患の改善用機能性食品組成物。
【請求項11】
前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、配列番号2に開示されたアミノ酸配列を含むことを特徴とする、請求項8に記載の移植片対宿主疾患の改善用機能性食品組成物。
【請求項12】
前記組成物は、移植片対腫瘍効果を増加させることを特徴とする、請求項8に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤を有効成分として含む移植片対宿主疾患の予防または治療用組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
TLR5(Toll-like receptor5)は、ヒトにおけるTLR5遺伝子によって暗号化されたタンパク質であって(PNAS.95(2):588-93)、TLR(toll-like receptor)ファミリーの一員である。TLR5は、侵入する運動性バクテリアのフラジェリン(flagellin)を認識できることが知られている(Seminars in Immunopathology.29(3):275-88)。TLR5は、炎症性腸疾患を含めて多様な疾患の開始に関与することが知られている(Journal of Physiology and Pharmacology.60Suppl4:71-5)。
【0003】
フラジェリン(Flagellin)は、運動細胞小器官である、バクテリア鞭毛のフィラメントを構成する主要構造タンパク質である。数万個のフラジェリン分子が螺旋状に重合されて長い鞭形状のフラジェラフィラメントを形成する。フラジェリンは、D0ドメイン(domain)、D1ドメイン、D2ドメイン、D3ドメインを含み、そのうち、D0ドメインとD1ドメインのフィラメントの組立に必要である。フラジェリンのD0およびD1ドメインは、多様なバクテリア種にわたって構造および配列が高度に保存されており、宿主にバクテリア感染を知らせる、鞭毛を有するバクテリアの共通分子パターンとして機能をする。フラジェリンはTLR5によって認識されて、NF-κBシグナル伝達メカニズムを活性化させて、先天性免疫刺激、細胞保護および放射線抵抗性を誘導すると知られている。
【0004】
移植片対宿主疾患(Graft-Versus-Host disease、GVHD)は、白血病、骨髄腫、リンパ腫および再生不良性貧血のような血液癌の治療のために同種造血母細胞を移植する過程で発生するが、移植や輸血により輸血されたリンパ球が免疫機能の低下した宿主を攻撃しながら発生する。輸血されたリンパ球は一般的に宿主の免疫機序によって破壊されるが、宿主の免疫機能が低下した場合、宿主の免疫体系がかかる機能を行えないことからGVHDが発生する。一方、宿主の免疫抑制の程度が高いほど、GVHDの可能性は高まるが、移植片対宿主疾患と抗腫瘍(graft-versus-tumor、GVT)効果は互いに密接に関連づけられており、移植後に免疫抑制の強度を高める場合、GVHDの発生は減少するものの、GVT効果も弱くなり、結局、白血病の再発が増加する。したがって、GVHDを抑制しながらGVT効果は極大化できる新たな治療剤の開発が切実なのが現状である。
【0005】
本明細書で言及された特許文献および参考文献は、それぞれの文献が参照により個別的かつ明確に特定されたものと同じ程度で本明細書に参照として取り込まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Seminars in Immunopathology. 29 (3): 275-88
【非特許文献2】Journal of Physiology and Pharmacology. 60 Suppl 4: 71-5
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明者らは、移植片対宿主疾患(GVHD)を効果的に抑制しながら同時に抗腫瘍(Graft-versus-tumor、GVT)効果は極大化できる治療剤物質を開発するために研究努力した。その結果、フラジェリンから誘導されたTLR5(Toll-like receptor5)の新規なペプチド作用剤(agonist)を開発し、このTLR5作用剤が移植片対宿主疾患を効果的に抑制することを実験的に確認して、本発明を完成するに至った。
【0008】
したがって、本発明の目的は、フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤の治療学的有効量;および薬学的に許容される担体を含む、移植片対宿主疾患の治療または予防用薬学的組成物を提供することである。
【0009】
また、本発明の他の目的は、前記フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤を有効成分として含む、移植片対宿主疾患の改善用機能性食品組成物を提供することである。
【0010】
本発明の他の目的および技術的特徴は以下の発明の詳細な説明、特許請求の範囲および図面によってより具体的に提示される。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様によれば、(i)フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤(agonist)の治療学的有効量;および(ii)薬学的に許容される担体を含む、移植片対宿主疾患の治療または予防用薬学的組成物を提供する。
本発明で使われる用語「フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤」は、バクテリアのフラジェリンタンパク質に由来するか、これを変形させたものであって、TLR5(Toll-like receptor5)によるシグナル伝達を活性化させる活性を有するタンパク質またはポリペプチドをすべて含む意味である。
【0012】
本発明で使われる用語「フラジェリン(flagellin)」は、バクテリア鞭毛のフィラメントを構成する主要タンパク質を指す。フラジェリンは、D0ドメイン(domain)、D1ドメイン、D2ドメイン、D3ドメインを含んでなる。フラジェリンはTLR5によって認識されて、NF-κBシグナル伝達メカニズムを活性化させて、先天性免疫刺激、細胞保護および放射線抵抗性を誘導することが知られている。
【0013】
本発明の一実施形態によれば、前記「フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤」は、ペプチド物質としてフラジェリンのD0ドメインおよびフラジェリンのD1ドメインを含むことができる。
【0014】
本発明の他の実施形態によれば、前記「フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤」は、フラジェリンのD0ドメイン、フラジェリンのD1ドメイン、およびリンカーペプチドを含むことができる。
【0015】
本発明の他の実施形態によれば、前記リンカーペプチドは、D1ドメインの内部に含まれる。
本発明の他の実施形態によれば、前記リンカーペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列を含むことができる。
【0016】
本発明のさらに他の実施形態によれば、前記「フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤」は、配列番号2のアミノ酸配列を含む。
【0017】
本発明において、治療対象疾患である「移植片対宿主疾患(Graft-Versus-Host disease、GVHD)」は、輸血されたリンパ球が免疫機能の低下した宿主を攻撃して現れる全身性疾患であって、供与者(donor)のT細胞が宿主(host)の臓器、例えば、肝、小腸、大腸、皮膚などを損傷させる。輸血されたリンパ球は一般的に宿主の免疫機序によって破壊されるが、宿主の免疫機能が低下した場合、宿主の免疫体系がかかる機能を行えないことから発生する。免疫抑制を多くするほど、輸血による移植片対宿主疾患の可能性が高まる。悪性血液癌(急性白血病やホジキン病など)や先天性免疫欠乏症により不可避に造血母細胞の移植を受けなければならない患者に現れ、合併症免疫抑制を多くするほど、移植片対宿主疾患(GVHD)の可能性は高まる。骨髄移植後に発生する移植片対宿主疾患は急性と慢性の2種類があり、輸血後に発生する移植片対宿主疾患は急性の形態で発生する。症状は、発熱、発疹、かゆみ症、黄疸、肝機能異常、下痢、出血、汎血球減少症(白血球、赤血球、血小板がすべて減少した状態)などであり、輸血後4~30日の間に発生する。
【0018】
一方、移植片対腫瘍(graft-versus-tumor)は、移植された骨髄や組織に存在する供与者の免疫細胞が、授与者の持っている癌組織に起こす免疫反応である。骨髄移植などでは供与者と授与者の相性が合わない場合、移植した白血球が授与者の正常体細胞を攻撃し、これによって移植片対宿主疾患をもたらす。免疫異常である移植片対宿主疾患(GVHD)の抑制のために免疫抑制剤を投与するが、癌細胞を攻撃する移植片対腫瘍効果(GVT効果)まで必然的に低下させて、白血病の再発の原因になりうる。したがって、移植片対宿主疾患と移植片対腫瘍(graft-versus-tumor、GVT)効果は互いに密接に関連づけられているといえる。
【0019】
本明細書の実施例で実験結果として立証されているように、本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、GVHD誘導された動物モデルにおいて優れたGVHD治療効果を示した。
【0020】
また、本明細書の実施例で他の実験結果として立証されているように、本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、宿主由来のIL(interleukin)-22およびIL-23の生産を促進させる効果を示した。したがって、本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、前記宿主由来のIL-22およびIL-23の生産を促進させることにより、移植片対宿主疾患を有する宿主において腸幹細胞(intestinal stem cell)が減少することを抑制することができる。
【0021】
本明細書の実施例で実験結果として立証されているように、本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、GVHDおよびGVT誘導された動物モデルにおいて優れた移植片対腫瘍効果の増加を示した。
【0022】
本発明の組成物は、(i)フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤の治療学的有効量;および(ii)薬学的に許容される担体を含む、薬学的組成物の形態で提供される。
【0023】
本明細書において、用語「治療学的有効量」は、有効成分である「フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤」を対象患者に投与して移植片対宿主疾患を治療または予防するのに適した量を意味し、具体的には、前記「治療学的有効量」は、治療される疾患または状態の1つ以上の症状をある程度緩和させる、投与される薬剤または化合物の十分な量を意味する。
【0024】
前記(i)フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤の治療学的有効量;および(ii)薬学的に許容される担体を含む、薬学的組成物の好ましい投与量は、適宜調節可能である。前記組成物は、好ましくは、1日投与量を基準として25~100ug/kgであってもよい。
【0025】
本発明の薬学的組成物は、有効成分である「フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤」のほかに、薬学的に許容される担体を含むことができ、このような担体は、製剤時に通常用いられるものであって、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、デンプン、アカシアガム、リン酸カルシウム、アルギネート、ゼラチン、ケイ酸カルシウム、微細結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、水、シロップ、メチルセルロース、メチルヒドロキシベンゾエート、プロピルヒドロキシベンゾエート、滑石、ステアリン酸マグネシウム、メントールおよびミネラルオイルなどを含むが、これらに限定されるものではない。
【0026】
本発明の薬学的組成物は、前記成分のほかに、潤滑剤、湿潤剤、甘味剤、香味剤、乳化剤、懸濁剤、保存剤などを追加的に含むことができる。好適な薬学的に許容される担体および製剤は、Remington’s Pharmaceutical Sciences(19th ed.,1995)に詳しく記載されている。
【0027】
本発明の薬学的組成物の好適な投与量は、製剤化方法、投与方式、患者の年齢、体重、性別、病的状態、飲食、投与時間、投与経路、排泄速度および反応感応性のような要因によって多様に処方可能である。
【0028】
本発明の薬学的組成物は、経口または非経口投与することができ、非経口投与される場合、静脈内注入、皮下注入、筋肉注入、腹腔注入、経皮投与などで投与することができる。
【0029】
一方、本発明の薬学的組成物が移植片対宿主疾患の治療または予防のために適用される点を勘案すれば、本発明の薬学的組成物の投与は、経口または非経口の多様な経路で投与可能である。
本発明の薬学的組成物に含まれる有効成分の濃度は、治療目的、患者の状態、必要期間などを考慮して決定することができ、特定範囲の濃度に限定されない。
【0030】
本発明の薬学的組成物は、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できる方法により、薬学的に許容される担体および/または賦形剤を用いて製剤化することにより、単位用量形態で製造されるか、または多用量容器内に入れて製造されてもよい。この時、剤形は、オイルまたは水性媒質中の溶液、懸濁液または乳化液の形態であるか、エキス剤、粉末剤、顆粒剤、錠剤またはカプセル剤の形態であってもよいし、分散剤または安定化剤を追加的に含むことができる。
【0031】
本発明の他の態様によれば、本発明は、フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤を有効成分として含む、移植片対宿主疾患の改善用機能性食品組成物を提供する。
【0032】
本発明の機能性食品組成物は、食品の製造時に通常添加される成分を含み、例えば、タンパク質、炭水化物、脂肪、栄養素および調味剤を含む。例えば、有効成分としてのフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤のほかに、香味剤または天然炭水化物を追加成分として含むことができる。例えば、天然炭水化物は、モノサッカライド(例えば、グルコース、フルクトースなど);ジサッカライド(例えば、マルトース、スクロースなど);オリゴ糖;ポリサッカライド(例えば、デキストリン、シクロデキストリンなど);および糖アルコール(例えば、キシリトール、ソルビトール、エリスリトールなど)を含む。香味剤として、天然香味剤(例えば、タウマチン、ステビア抽出物など)および合成香味剤(例えば、サッカリン、アスパルテームなど)を用いることができる。
【0033】
本発明の利点をまとめると、次の通りである:
(i)本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、優れた移植片対宿主疾患(GVHD)の治療効果を示す。
(ii)本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、移植片対宿主疾患の治療、予防または改善用組成物の活性成分として開発できる。
【発明の効果】
【0034】
本発明は、フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤を有効成分として含む移植片対宿主疾患の予防または治療用組成物に関する。本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、優れた移植片対宿主疾患(GVHD)の治療効果を示すので、移植片対宿主疾患の治療、予防または改善用組成物の活性成分として開発できる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【
図1】GVHDマウス動物モデルにおいて配列番号2のアミノ酸配列のポリペプチドであるTLR5作用剤(以下、配列番号2のTLR5作用剤を「KMRC011」と称して記載する)の投与によるGVHDの抑制効果を示す実験結果の写真である。GVHDマウス動物モデルは、MHCクラス(class)が互いに異なるC57BL/6(H-2kb)マウス(供与者)とBALB/c(H-2kd)マウス(授与者)を用いて供与者の骨髄細胞と脾臓細胞を授与者の静脈に移植することによって得た。
【
図2】GVHDマウス動物モデルにおいてKMRC011によるGVHDの抑制効果を示す実験結果である。グラフでは、GVHDマウスモデルの生存率、体重およびGVHD臨床評価指標を測定した結果を示す。
【
図3】GVHDマウスモデルにおいてKMRC011の投与によるGVHDの抑制効果を示す結果であって、免疫組織化学染色による組織学的相違を示す写真である。
【
図4】GVHDマウスモデルにおいてKMRC011によるGVHDの抑制効果を示す結果であって、KMRC011の投与によるIL-22とIL-23の発現増加および腸幹細胞(intestinal stem cells)の保護効果を示す。
【
図5】TLR5遺伝子の形質感染によって生成されたHEK-Dual細胞においてKMRC011とフラジェリン(flagellin)の生物学的活性度を測定した結果であって、IL-8反応を光度計(luminometer)で確認した結果を示す図である。
【
図6】TLR5遺伝子の形質感染によって生成されたHEK-Dual細胞においてKMRC011とフラジェリンの生物学的活性度を測定した結果であって、NF-κB反応をアルカリンホスファターゼ活性(alkaline phosphatase activity、AP)反応測定方法で確認した結果を示す図である。
【
図7】GVHDおよびGVTマウスモデルにおいてKMRC011の投与によるGVHDの抑制効果を示す結果である。
【
図8】GVHDおよびGVTマウスモデルにおいてKMRC011の投与によるGVTの上昇効果を示す結果であって、生体内蛍光分光分析器(IVIS Lumina XRMS)を用いて腫瘍を追跡、観察した結果である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
本明細書で説明された具体的な実施例は、本発明の好ましい実施形態または例示を代表する意味であり、これによって本発明の範囲が限定されない。本発明の変形と他の用途が本明細書の特許請求の範囲に記載された発明の範囲を逸脱しないことは当業者にとって自明である。
【実施例】
【0037】
実験方法
1.マウスモデルの確立
(1)GVHDマウスモデル
MHCクラス(class)が互いに異なるC57BL/6(H-2kb)とBALB/c(H-2kd)マウス6-8週齢を用いて、授与者マウスであるBALB/c(H-2kd)は800cGyで全身放射線を照射し、24時間以内に供与者マウスであるC57BL/6(H-2kb)の骨髄細胞(5×106細胞)と脾臓細胞(5×106細胞)を分離して、同種の授与者マウスの静脈に移植してGVHD動物モデルを誘導した。次いで、GVHDマウスは体重、姿勢、活動性、毛状態および皮膚密度を各2点ずつ計10点満点のGVHD臨床評価基準(下記表1参照)により1週間に2回ずつ観察および評価した。下記表1は、GVHDマウスモデルの体重、姿勢、活動性、毛状態および皮膚密度の臨床評価基準を記載した。
【0038】
【0039】
(2)GVHDおよびGVTマウスモデル
分子映像手法を導入して腫瘍細胞の移動経路、生存率、増殖率および抗腫瘍効果にKMRC011の作用の影響を確認することにより、腫瘍患者を対象にするGVHD治療剤の有効性を同時に検証すべく、腫瘍を保有したマウスに同種造血母細胞の移植によるGVHDおよびGVT同時誘発モデルを確立した。
分子ラベリングにより腫瘍追跡が可能な癌細胞株(A20 1x106)をマウスに静脈注射し、7日後に放射線照射(8Gy)および同種移植を行ってGVTモデルを確立した。luciferinを注入した動物のwhole bodyを生きている状態で生体内蛍光分光分析器(IVIS Lumina XRMS)を用いてイメージングを実施し、GVHD評価を進行させた。
【0040】
2.免疫組織化学染色(Immunohistochemistry)
パラフィンに包埋された組織から4μmの連続切片を得て、キシレン(xylene)で3回処理してパラフィンを除去し、95%、90%、70%エタノール(ethanol)で段階的に含水させた後、0.5%過酸化水素(hydrogen peroxide)で内因性ペルオキシダーゼ(endogenous peroxidase)を除去した後、正常ヤギ血清(goat serum)で30分間処理し、一次抗体を3%BSA(bovine serum albumin)が含まれたリン酸塩緩衝溶液(PBS)で製造会社の指示通りに希釈して1時間反応させた。発現の差を示す遺伝子に対して発現蛋白に対する一次抗体の反応後、Tris-緩衝塩水(TBS)で3回洗浄し、3%BSAで希釈した5μg/ml biotinylated anti-mouse/anti-rabbit IgGに30分間反応させ、3回Tris-緩衝塩水で洗浄した後、3μg/mlホースラディッシュペルオキシダーゼストレプトアビジン(horseradish peroxidase streptavidin)で30分間放置させ、ジアミノベンジジン(DAB)と過酸化水素を用いて発色した後、Meyer’s hematoxylinや1%メチルグリーン(methyl green)で対照染色した。
【0041】
3.HEK-DualTM hTLR5(NF/IL8)細胞培養
TLR5作用剤としては、配列番号2のアミノ酸配列のポリペプチド(「KMRC011」)を使用した。本発明のKMRC011とフラジェリン(Flagellin)のTLR5に反応する生物学的活性を比較するために、HEK-DualTM hTLR5(NF/IL8)細胞を使用した。HEK-DualTM細胞は、ヒトTLR5(hTLR5)遺伝子の安定した形質注入とTLR3およびTNFRのノックアウト(knockout)で他のTLRおよびサイトカインTNF-αの干渉なしにhTLR5シグナルのみを研究できる細胞であり、InvivoGenから分譲を受けて使用した。この細胞は、TLR5シグナルによるNF-κB/AP-1の誘導が可能なSEAP(secreted embryonic alkaline phosphatase)レポーター構造を安定的に発現し、内生IL-8プロモーターの制御下にあるルシアルシフェラーゼ(Lucia luciferase)を発現する。細胞を10%FBSと50U/mlペニシリン(penicillin)、50μg/mlストレプトマイシン(streptomycin)、100μg/mlノルモシン(Normocin)TM、100μg/mlハイグロマイシン(Hygromycin)B Gold、50μg/mlゼオシン(Zeocin)TMが含まれたDMEM培地(Life Technologies)を用いて5%CO2および37℃の条件下で培養した。本発明のTLR5作用剤(KMRC011)とフラジェリンを100ng/ml、10ng/ml、1ng/ml、0.1ng/ml、0.01ng/mlで希釈して、フラットボトム96ウェルプレート(flat-bottom 96-well plate)のウェル(well)にそれぞれ20μlずつ添加した。他のウェル(well)に陰性対照群である滅菌水を20μl添加した。HEK-DualTM hTLR5(NF/IL8)細胞懸濁液を用意した後、フラットボトム96ウェルプレート(flat-bottom 96-well plate)のウェル(well)に細胞懸濁液180μl(10000cells)をそれぞれ添加し、20~24時間5%CO2および37℃の条件下で培養した。
【0042】
4.HEK-DualTM hTLR5細胞におけるIL-8反応検出
QUANTI-LucTMはルシフェラーゼ反応に必要な安定化された基質などのすべての構成要素を含んでいて、ルシアルシフェラーゼ(Lucia luciferase)の活性を定量的に測定可能な分析試薬である。ルシフェラーゼ反応で生成された発光(luminescence)は光度計(luminometer)を用いて定量化することができる。フラットボトム96ウェルプレートのウェル(well)あたりのHEK-DualTM hTLR5(NF-κB/IL8)細胞培養上澄液を10μlずつそれぞれ分注した後、50μlのQUANTI-LucTMを添加し、直ちに光度計を用いて発光を測定した。
【0043】
5.HEK-DualTM hTLR5細胞におけるNF-κB反応検出
QUANTI-BlueTMは、細胞培養上澄液のような生物学的サンプルでアルカリンホスファターゼ活性(alkaline phosphatase activity、AP)を測定するために開発された比色酵素分析試薬であり、APがある場合、桃色から紫色-青色に変わる。フラットボトム96ウェルプレートのウェル(well)あたりのQUANTI-BlueTM(InvivoGen)を180μlずつ分注した後、誘導されたHEK-DualTM hTLR5(NF-κB/IL8)細胞培養上澄液を20μlずつそれぞれ添加した後、5-30分間常温で反応させた後、620-655nmで分光光度計を用いてSEAPレベルを測定した。
【0044】
実験結果
1.GVHDマウスモデルにおけるTLR5作用剤によるGVHDの抑制効果の検証
GVHDマウスモデルを誘導した後、本発明のTLR5作用剤(「KMRC011」)によるGVHDの抑制効果を観察した。薬物の詳しい投与方法としては、授与者マウスにKMRC011 25μg/kg(▽)、KMRC011 50μg/kg(◇)、KMRC011 100μg/kg(△)、ビヒクル(vehicle)(対照群;■)で前処理および2日間隔で計5回腹腔内注射した。
【0045】
各グループのマウスは耳に標識を付けて、1週間に2回ずつ体重、姿勢、活動性、毛状態および皮膚密度を評価した。評価実験の結果、
図1および
図2に示されるように、GVHDマウスモデルのうち、ビヒクルグループは、体重が減少し、背中が曲がり、活動性が低下し、毛の様相と皮膚強度に変化が生じた。これに対し、KMRC011投与グループでは、前記の症状が著しく減少することを確認することができた。また、KMRC011投与グループでは、ビヒクルグループに比べて生存率が大きく伸び、GVHD臨床評価指標において症状が著しく減少することを確認した。
【0046】
2.GVHDマウスモデルにおけるTLR5作用剤投与後の組織学的評価
GVHDマウスモデルに、KMRC011を投与した後、動物モデルの腸、肝、皮膚、肺組織を得て、4%ホルムアルデヒド(formaldehyde)に固定した後、パラフィンブロックを作り、H&E染色で組織学的所見を分析した。その結果、
図3に示されるように、ビヒクルグループの腸では絨毛および粘膜が破壊され、肝および皮膚では炎症性細胞の浸潤所見が現れているのに対し、KMRC011を投与したグループでは、正常な組織学的所見と類似することが明らかになった。
【0047】
3.GVHDマウスモデルにおけるTLR5作用剤の投与によるIL-22とIL-23の発現増加および腸幹細胞(intestinal stem cell)の保護効果
GVHDマウスモデルに、KMRC011を投与した後、IL-22およびIL-23の発現レベルおよび腸幹細胞(intestinal stem cell)の保護効果を評価した。
図4に示されるように、TLR5の発現が脾臓(spleen)と皮膚より小腸(small intestine)で最も高く現れ、GVHDマウスモデルにKMRC011を投与した場合、腸(intestine)でのIL-22とIL-23の発現が大きく向上した。また、GVHD動物モデルでは、腸Lgr5+幹細胞(intestinal Lgr5+ stem cell)の減少が見られたが、GVHD動物モデルにKMRC011を投与したグループでは、Lgr5+幹細胞を効果的に保護することが観察された(
図4参照)。
【0048】
4.本発明のTLR5作用剤とフラジェリンのTLR5反応活性の比較結果
TLR5遺伝子の形質感染によって生成されたHEK-Dual細胞においてKMRC011とフラジェリンのTLR5活性化効能を互いに比較した。HEK-293レポーター細胞を活用して光度計(luminometer)でIL-8反応を確認した。その結果、
図5に示されるように、低い濃度で(0.001~0.01ng/ml)、フラジェリンよりKMRC011の活性化反応がはるかに高く現れた。これに対し、陰性対照群(negative control)であるLPSを処理した場合は、TLR5の生物学的活性が観察されなかった(
図5)。また、同一の条件でアルカリンホスファターゼ活性(alkaline phosphatase activity、AP)反応測定方法でNF-κB反応を確認した。その結果、
図6に示されるように、0.01nm/mlの濃度からフラジェリンよりKMRC011の反応性がより高くなることを確認した。
【0049】
5.GVHDおよびGVTマウスモデルにおけるTLR5作用剤によるGVHDの抑制およびGVTの上昇効果の検証
KMRC011の投与によるGVHDの抑制と同時にGVTの上昇効果の極大化効果を検証した。腫瘍を保有した動物モデルであるGVHDおよびGVTマウスモデルに放射線照射3時間前にKMRC011を1回腹腔内注射(50ug/kg)した。KMRC011を投与しないグループ(Allogeneic BMTグループ)は、体重が減少し、背中が曲がり、活動性が低下し、毛の様相と皮膚強度に変化が生じてGVHDが発生したのに対し、KMRC011を投与したグループ(Allogeneic BMT+KMRC011グループ)では、前記の症状が著しく減少することを確認することができた(
図7参照)。
【0050】
追加的に、生体内蛍光分光分析器(IVIS Lumina XRMS)を用いて腫瘍を追跡、観察した。Allogeneic BMTグループでは、一部腫瘍が確認されたのに対し、Allogeneic BMT+KMRC011グループでは、腫瘍が確認されなかった。KMRC011は、GVHDを抑制すると同時にGVT効果を上昇させることができる画期的な治療剤であることを立証した(
図8参照)。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明は、フラジェリンから誘導されたTLR5作用剤を有効成分として含む移植片対宿主疾患の予防または治療用組成物に関し、本発明のフラジェリンから誘導されたTLR5作用剤は、優れた移植片対宿主疾患(GVHD)の治療効果を示す。
【配列表】
【国際調査報告】