WO2015009052A1 - Fusion protein of immunoglobulin hybrid fc and enzyme - Google Patents
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- C07K2319/30—Non-immunoglobulin-derived peptide or protein having an immunoglobulin constant or Fc region, or a fragment thereof, attached thereto
Definitions
- the present invention provides a use for the preparation of a lysosomal accumulation disease of the lysosomal accumulation disease enzyme and the human immunoglobulin hybrid Fc conjugated with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 for the prevention or treatment of lysosomal accumulation disease to provide.
- the present invention is characterized by administering an fusion protein conjugated with a lysosomal accumulation disease enzyme and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 to an individual in need thereof.
- the present invention will be described in detail.
- alpha-galactosidase A and the hybrid Fc are conjugated is not limited thereto, but may be represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO.
- the fusion protein conjugated with the glucocerebrosidase and the hybrid Fc is not limited thereto, but may be represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO.
- the fusion protein to which the duronate-2-sulfatase and the hybrid Fc are conjugated is not limited thereto, but may be represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8.
- a protein in which alpha ⁇ galactosidase A, glucocerebrosidase and eduronate-2-sulfate was fused with a hybrid Fc was gradated.
- alpha-galactosidase A-hybrid Fc shows the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and amino acid sequence of SEQ ID NO: 3
- glucocerebrosides-hybrid Fc shows the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5
- the amino acid sequence of 6 it was confirmed that the eduronate-2-sulfatase-hybrid Fc has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8.
- Vectors of the present invention include, but are not limited to, polsmid vectors, cosmid vectors, bacteriophage vectors, and viral vectors.
- carriers for parenteral administration may include water, suitable oils, saline, aqueous glucose, glycols, and the like, and may further include stabilizers and preservatives.
- Suitable stabilizers include antioxidants such as sodium hydrogen sulfite, sodium sulfite or ascorbic acid.
- Suitable preservatives include benzalkonium chloride, methyl- or propyl-parabens and chlorobutanol.
- Other pharmaceutically acceptable carriers may be referred to those described in the following references (Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed. , Mack Publishing Company, East on, PA, 1995).
- the pharmaceutical composition for preventing or treating the lysosomal accumulation disease of the present invention can be administered to any mammal, including humans.
- compositions of the present invention are formulated using powders, granules, tablets, pills, sugar tablets, capsulants, liquids, gels, syrups, slurries, suspensions, etc. using methods known in the art.
- oral formulations can be obtained by tablets or dragees by combining the active ingredients with solid excipients and then grinding them, adding suitable auxiliaries and processing them into granular mixtures.
- suitable excipients include sugars and corn starch, wheat starch, rice starch and potato starch, including lactose, dextrose, sucrose, solbi, manny, xili, erythritol and malty.
- the present invention provides a use for the prevention or treatment of Hunter syndrome of the fusion protein conjugated with the duronate-2-sulfatase and the human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.
- the present invention provides a method for the prevention of lysosomal accumulation disease, characterized in that the lysosomal accumulation disease enzyme and the human immunoglobulin hybrid Fc conjugated with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 are conjugated to an individual in need thereof. Provide a method of treatment.
- the fusion protein of the present invention may be administered as it is or may be prepared and administered in various formulations as described above, preferably until a desired effect is obtained, i.e., until a prophylactic or therapeutic effect of lysosome accumulation disease is obtained Can be.
- the fusion protein of the present invention can be administered by various routes according to methods known in the art. Oral or parenteral, such as oral, intramuscular, intravenous, intradermal, intraarterial, intramedullary, intradural, intraperitoneal, intranasal, intravaginal, intrarectal, sublingual or subcutaneous, gastrointestinal tract, mucosa or hop It can be administered by the group.
- Fusion proteins conjugated with the enzyme of the present invention and the human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 maintain the enzyme activity while Regardless of the law, half-life and bioavailability have been prolonged over commercially available enzyme therapeutics, and the specific long-term distribution efficiency associated with the etiology is excellent, preventing or treating diseases caused by various types of enzyme deficiencies in the body, including lysosomal accumulation diseases. It is effective to prepare.
- Figure 2 is a result confirmed by Western blotting (westernbloUing, the same method as in Example 3) that the alpha-galactosidase A-Hybrid Fc fusion protein of the present invention is expressed in the cell.
- the fusion protein is normally expressed in cells and secreted into the medium. Selected cells were treated with various concentrations of methotrexate (MTX), and every 3-4 days ' cells were selected while changing medium and reached 1-cel l / wel l in 96-wel l piate after reaching normal cell growth rate. Dispense and incubate until colony is formed. After about two weeks, when colony was formed, the medium was recovered, and cell lines with high expression level were selected using a dot-blot system (Bio-rad).
- MTX methotrexate
- the protein expressed in each cell line was verified by western blotting.
- a medium sample of the protein expressed in the Eppendorf tube was added, a loading dye was added to IX, and a 63 ⁇ 4 SDS-PAGE gel was mounted in a running ' tank and electrophoresed between 80 and 100 V. Proteins were transferred to PVDF membrane using Trans-Blot SD Semi Dry Transfer Cell (Bio-Rad). After transfer, the membrane was blocked for 10 minutes at room temperature using TBST containing 5% skim milk powder.
- 4-methyhimbel liferyl- ⁇ -El-gal act opyranoside (Sigma) was used as a substrate to compare the substrate resolution of Fabrazyme (Genzyme) and alpha-galactosidase A-Hybrid Fc fusion protein expressed in the present invention. It was. Dilute the Fabrazyme and Alpha 2-galactosides A ⁇ hybrid Fc fusion protein (Gal-hyFc) with '' assay buffer (50 mM sodium citrate, 50 mM NaCl, pH4), respectively, and use the 4-methylumbelliferyl-aD-galactopyranoside assay buffer. Dilute the protein and substrate 50 ⁇ by diluting it into 800 ⁇ concentration in black 96-well piate.
- Gal-hyFc protein expressed in the present invention which remains in plasma by taking a blood sample before administration, 5, 10, 20, 30, 60, 120, 240, 360, 480, 1440, 2880, 4320, 8640 minutes after administration The concentration and activity of the was measured. Protein concentration was measured using ELISA. Affinity purified Human IG capture antibody (Bethyl Laboratories, Inc.) diluted in the coating solution was added 100 N each to Nunc 96 well plates and allowed to stand at room temperature for 1 hour.
- Antibody-coated plates were washed five times with TBST (Tr is—Buffered Saline Tween-20) wash solution, followed by adding 200% of blocking buffer with 1% BSA (Bovine serum albumin) per well for 30 minutes at room temperature. Replied at. The plate was washed five times with TBST washing solution, and then 100 parts of plasma samples diluted in half or 0 to 500 pg / ml or appropriate proportions were added and allowed to stand at room temperature for 1 hour. Wash 5 times with TBST washing solution and dilute HRP Conjugated Human IgG Detection Antibody to 100 ⁇ for each well.
- TBST Tetr is—Buffered Saline Tween-20 wash solution
- BSA Bovine serum albumin
- the shoots were allowed to react for 1 hour at room temperature, and the plates were washed 5 times with TBST washing solution, and then mixed with TMB substrate solution per well for 15 minutes at dark room temperature. And the absorbance was measured with a late reader at 450nm.
- the protein concentration was calculated by multiplying the amount calculated from the ELISA by the dilution factor to calculate the protein concentration in plasma.
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Abstract
The present invention relates to a fusion protein of hybrid immunoglobulin Fc and enzyme and, more particularly, to a fusion protein in which an enzyme is linked to human immunoglobulin hybrid Fc represented by an amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, and to a method for producing the same. The fusion protein in which an enzyme is linked to human immunoglobulin hybrid Fc represented by an amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 according to the present invention maintains activity of the enzyme, has extended half-life and bioavailability when compared with enzymatic treatment agents on the market regardless of the administration method, and exhibits excellent distribution efficiency in specific organs in association with causes of diseases, and thus is effective in preventing diseases caused by the lack of various enzymes in the body, including lysosomal accumulation disease, or producing agents for treating the diseases.
Description
【명세서】 【Specification】
【발명의 명칭】 [Name of invention]
하이브리드 면역글로불린 Fc와 효소의 융합단백질 【기술분야】 Hybrid immunoglobulin Fc and enzyme fusion protein
본 출원은 2013년 7월 16일에 출원된 대한민국 특허출원 제 10-2013-0083860 호를 우선권으로 주장하고, 상기 명세서 전체는본 출원의 참고문헌이다. This application claims the priority of Korean Patent Application No. 10-2013-0083860 filed on July 16, 2013, the entirety of which is a reference of the present application.
본 발명은 하이브리드 면역글로블린 Fc와 효소의 융합단백질에 관한 것으로, 더 상세하게는 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는 인간 면역글로불린 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid immunoglobulin Fc and a fusion protein of an enzyme, and more particularly, to a fusion protein conjugated with an enzyme and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, and a method for preparing the same.
【배경기술] Background technology
단백질 및 펩타이드의 생체 내 지속성올 증가시키는 목적으로 사용하는 다양 한 방법 중 하나로 면역글로불린의 Fc 부분과 목적 단백질의 융합이 있다. Fc와 융 합된 단백질은 FcRn을 통해 리소좀으로 아동하여 리사이클링 되어 생체 내 반감기 를 높일 뿐만 아니라 태반도 FcRn을 통해 투과가 가능하기 때문에 조직 투과도를 증가시키고ᅤ 모체에서 태반을 통과하여 태아에게 전달이 가능하므로 태아 상태부터 치료를 받을 수 있으며, 태아 상태에서 전달받은 단백질은 자가 단백질로 인식되기 때문에 출생 후 투여 시에도 이에 대한 중성화 항체가 발생할 가능성이 낮은 장점 등이 있다. 종래의 Fc 융합 단백질 제조에는 면역글로불린 IgGl 유래의 Fc가 사용 되며, 상기 IgGl Fc의 경우 항체의존 세포매개 세포독성 (ant ibody-dependent cel l-mediaated cytotoxicity, ADCC) 및 보체매개성 세포독성 (complement- dependent cytotoxici ty, CDC)을 야기하므로 이로 인해 타겟 세포가 죽게 된다. 즉 , 융합하려는 목적단백질의 기능이 세포사멸을 필요로 하지 않는 경우에도 IgGl Fc 의 융합에 의해 결합하는 타겟 세포가 죽게 되어 결국 치료효과를 내지 못하게 되 는 치명적인 부작용을 발생할 수 있는 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 IgGl의 Fc 중 세포매개성 세포독성 및 보체매개성 세포독성과 관련된 부분의 유전자를 돌 연변이 시켜 만들어진 융합단백질의 세포독성을 제거하는 방법을 사용하지만 이 경 우 천연의 면역글로불린 부분이 아님으로 생체 투여 시 Fc에 의한 면역반웅을 통해 항체형성 및 그로 인한 효능감소가 일어난다. 이에 더하여, 종래의 항체융합기술은 항체융합이 되면 구체적으로 두 개의
치료 단백질이 하나의 Fc에 결합함으로써 dimer를 형성하게 되고, 이로 인해 결합 된 단백질 및 펩타이드 치료제의 활성이 감소되는 문제점을 가지고 있다. 특히 분 자량이 큰 효소의 경우 Fc와 융합을 통해 두 분자의 효소가 가까이 접근함으로써 기질과 결합하는 활성 부위의 상호 가리움 효과 및 보결족 혹은 보효소의 결합부위 가 제한됨에 의한 급격한 효능 감소내지는 억제 가능성이 존재한다. 리소좀 ( lysosome)은 세포 내 소화의 주요 자리이며, [Dan, R. T. et al . , 1976]에 논의된 바와 같이, 대부분의 생물학적으로 중요한 고분자를 분해할 수 있 는 40개 이상의 산 가수분해효소를 포함하여 수백 개의 효소를 포함하는 막 캡슐화 된 소포로 이루어진다. 각각의 효소는 특정 부류의 분자를 분해하는 전문화된 일을 가진다. 상기 분해 효소의 중의 임의의 하나에 영향을 주는 유전자 돌연변이는 리 소좀 축적 및 이들이 분해할 수 없는 다량의 물질을 축적하는 것을 초래하는데, 이 를 "리소좀 축적 질환 ( lysosomal storage disease, LSD) "이라 한다. 예를 들면, 고 셔 증후군 (Gaucher ' s disease)은 글루코세레브로시드 (glucocerebroside)라 불리는 탄수화물을 분해하는 글루코세레브로시다아제 (glucocerebrosidase)라 불리는 효소 의 생산에서 유전적 결함이 원인이므로, 글투코세레브로시다아제 활성의 감소 또는 손실은 글루코세레브로시드의 리소좀성 축적을 초래한다. One of the various methods used to increase the in vivo persistence of proteins and peptides is the fusion of the Fc portion of the immunoglobulin with the target protein. Fc and raised hapdoen protein are recycled to the child as lysosomes via FcRn therefore increase the tissue permeability, because the transmission is possible through the placenta FIG FcRn as well as to increase the in vivo half-life and to cross the placenta in yae matrix it can be delivered to the fetus The fetal state can be treated, and since the protein delivered in the fetal state is recognized as a self protein, there is a merit such that a neutralizing antibody is unlikely to occur even after administration after birth. Conventional Fc fusion proteins are used for the production of immunoglobulin IgGl-derived Fc. In the case of IgGl Fc, antibody-dependent cel l-mediaated cytotoxicity (ADCC) and complement-mediated cytotoxicity (complement- dependent cytotoxicity (CDC), causing the target cells to die. In other words, even if the function of the target protein to be fused does not require apoptosis, the target cells to be bound by the fusion of IgGl Fc are killed, which may result in fatal side effects that result in no therapeutic effect. In order to overcome this problem, a method of eliminating cytotoxicity of a fusion protein made by mutating a gene of a part related to cell-mediated cytotoxicity and complement-mediated cytotoxicity of IgGl Fc, but in this case, a natural immunoglobulin portion In this case, antibody formation and a decrease in efficacy occur due to Fc-immune reaction when administered in vivo. In addition, the conventional antibody fusion technology is specifically two antibody The therapeutic protein binds to one Fc to form a dimer, which has a problem in that the activity of the bound protein and peptide therapeutic agent is reduced. Particularly in the case of enzymes with high molecular weights, there is a possibility that the two molecules' enzymes can be approached closely through fusion with Fc, thereby suppressing the mutual screening effect of the active site that binds the substrate and the sudden decrease in efficacy due to the restriction of the short or coenzyme binding sites. exist. Lysosomes are a major site of intracellular digestion, see Dan, RT et al. , 1976, consists of membrane-encapsulated vesicles containing hundreds of enzymes, including more than 40 acid hydrolases capable of breaking down most biologically important polymers. Each enzyme has a specialized job of breaking down a specific class of molecules. Gene mutations affecting any one of these degrading enzymes result in the accumulation of lysosomes and the accumulation of large amounts of substances that they cannot degrade, which is referred to as "lysosomal storage disease (LSD)". . For example, Gaucher's disease is caused by a genetic defect in the production of an enzyme called glucocerebrosidase, which breaks down a carbohydrate called glucocerebroside. Reduction or loss of cerebrosidase activity results in lysosomal accumulation of glucocerebroside.
30개 이상의 리소좀성 질환이 존재하며, 각각은 통상 유전자 돌연변이의 결 과로서, 특정 리소좀 단백질의 결핍에 의해 통상 대사산물의 유해한 축적을 초래한 다. 예를 들면, 헐러 증후군, 헌터 증후군, 모르퀴오 증후군, 및 산필리포 증후군 에서, 점액다당류의 축적이 존재하며; 타이 -삭스 증후군, 고셔 증후군, 크라베 증 후군, 니만—픽 증후군, 및 파브리 증후군에서, 스핑고리피드의 축적이 존재하며; 푸코시드축적증 및 만노축적증에서, 각각 푸코스 함유 스핑고리피드 및 당단백질 단편, 및 만노스 함유 을리고당의 축적이 존재한다 (Cotran et al . , Robbins Pathologi c Basi s of Di sease (4th ed. 1989) ) . 리소좀 축적증에 대한 알려진 치료법은 없지만, 다양한 LSD에 대하여 골수 및 제대혈 이식, 효소 대체 요법 (ERT) , 기질 감소 요법 (SRT) 및 약리학적 셰프론 요법을 비릇한 다수의 상이한 치료법이 연구되어 왔다. 유전자 요법이 또한 개발 중에 있지만 임상적으로 시험되지는않았다. 이들 치료법 가운데 ERT가 가장 잘 확 립되어있으며 다방면에 걸친 ERT이 고셔병, 파브리병, 품페병, MPS I, MPS I I 및
MPS VI을 포함한 다양한 LSD의 치료용으로 승인되어 있는 반면에 1종의 SRT 약물이 고셔병의 치료용으로 승인되어 있다. 상기와 같이 효소 대체 요법 (ERT)은 수 개의 리소좀성 축적병 (LSD)의 치료 를 위한 확립된 전략이다. LSD 환자에서 유전적으^ 결핍된 리소좀 효소전구체는 전신성 주사에 의해 제공된다. 체세포에 의해 외부 매질로부터 내재화된 효소는 기 능장애의 리소좀에 도달하여, 거기에서 활성화되고, 이의 정상적인 가능을 수행한 다. 기존에 효소 대체 요법과 관련하여, 전신성으로 전달된 효소는 혈액 뇌 장벽 을 횡단하지 못하므로, CNS 증상의 치료에 대해 매우 제한된다 (Kaye , E. M., 2001) 는 문제점을 지닌다. 혈액-뇌 장벽 (BBB)은 혈액으로부터 치료 효소의 수송에 저항 하므로, 중추신경계에서 기능 장애 세포에 대한 .접근을 허용하지 않는다. BBB는 견 고하게 결합된 내피 세포의 연속층을 포함하는 모세관 장벽이다. BBB는 [Neuwelt , E. A. et al . 1980; Rappaport , S. I . , 1976]에 기재된 바와 같이, 분자량 및 지질 용해도 양자에 기초하여 혈액 중의 분자가 뇌에 들어가는 것을 배제한다. 예를 들 면, BBB는 180 달톤 초과의 분자량을 갖는 분자를 정상적으로 배제한다. 또한, 유 사한 배제가지질 용해도에 기초하여 발생한다. There are more than 30 lysosomal diseases, each of which is usually the result of a gene mutation, and the lack of certain lysosomal proteins usually results in a harmful accumulation of metabolites. For example, in Heller syndrome, Hunter syndrome, Morquio syndrome, and San Filippo syndrome, there is an accumulation of mucopolysaccharides; In Ty-Sachs syndrome, Gaucher syndrome, Crabbe syndrome, Niemann-Pick syndrome, and Fabry syndrome, accumulation of sphingolipids is present; In fucoside accumulation and mannose accumulation, there are accumulations of fucose-containing sphingolipids and glycoprotein fragments, and mannose-containing loligosaccharides, respectively (Cotran et al., Robbins Pathologi c Basi s of Di sease (4th ed. 1989)). There are no known therapies for lysosomal accumulation, but a number of different therapies have been studied for various LSDs, including bone marrow and umbilical cord blood transplantation, enzyme replacement therapy (ERT), substrate reduction therapy (SRT), and pharmacological heparon therapy. Gene therapy is also under development but not clinically tested. Among these treatments, ERT is best established, and ERT is the most versatile in the treatment of Gaucher's disease, Fabry's disease, Pumpe disease, MPS I, MPS II, One SRT drug is approved for the treatment of Gaucher disease, while the other is approved for the treatment of various LSDs, including MPS VI. As above, enzyme replacement therapy (ERT) is an established strategy for the treatment of several lysosomal accumulation diseases (LSD). Genetically deficient lysosomal enzyme precursors in LSD patients are provided by systemic injection. Enzymes internalized from external media by somatic cells reach the dysfunctional lysosomes and are activated there, fulfilling their normal potential. With regard to existing enzyme replacement therapies, systemically delivered enzymes do not cross the blood brain barrier and are therefore very limited for the treatment of CNS symptoms (Kaye, EM, 2001). The blood-brain barrier (BBB) resists the transport of therapeutic enzymes from the blood and therefore does not allow access to dysfunctional cells in the central nervous system. BBB is a capillary barrier comprising a continuous layer of tightly bound endothelial cells. BBB is described by Neuwelt, EA et al. 1980; Rappaport, S. I. , 1976, excludes molecules in the blood from entering the brain based on both molecular weight and lipid solubility. For example, BBB normally excludes molecules with molecular weights greater than 180 Daltons. It also occurs on the basis of similar exclusion lipid solubility.
【발명의 상세한 설명】 [Detailed Description of the Invention]
【기술적 과제】 ' [SUMMARY] "
이에 본 발명자는 효소의 활성을 크게 줄이지 않고 세포독성을 유발하지 않 으면서 투여 방법에 상관없이 반감기 및 생체이용률 증대, 그리고 병인에 관련된 장기 분포 효을을 증대시켜 주는 하이브리드 Fc를 발견하여 본 발명을 완성하였다. 본 발명의 목적은 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는 인간 면역 글로불린 ( immunoglobul in, Ig) 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질을 제공하는 것 이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 융합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리뉴클레오타이드를 함유하는 재조합 백터를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은상기 재조합 백터로 형질 전환된 재조합 세포주를 제 공하는 것이다. ᅳ 본 발명의 다른 목적은 ) 상기 재조합 세포주를 배양하는 단계; 및 (b) 세 포주 배양액으로부터 본 발명의 융합 단백질을 분리하는 단계를 포함하는 상기 융 합 단백질의 제조방법을 제공하는 것이다. , 본 발명의 다른 목적은 리소좀 축적.질환 효소와 서열번호 4ᅳ의 아미노산 서 열로 표시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 유효성분 으로 포함하는 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것 이다. 본 발명의 다른 목적은 리소좀 축적 질환 효소와 서열번호 4의 아미노산 서 열로 표시되는 인간:면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질의 리소좀 축 적 질환의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용도를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 리소좀 축적 질환 효소와 서열번호 4의 아미노산 서 열로 표시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 이를 필요 로 하는 개체에 유효량으로 투여하는 것을 특징으로 하는 리소좀 축적질환의 예방 또는 치료 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present inventors have completed the present invention by finding a hybrid Fc that increases the half-life and bioavailability, and the long-term distribution effect related to the etiology, regardless of the administration method without significantly reducing the activity of the enzyme and causing cytotoxicity. . It is an object of the present invention to provide a fusion protein conjugated with an enzyme and an immunoglobulin (Ig) hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. Another object of the present invention is to provide a polynucleotide encoding the fusion protein. Another object of the present invention is to provide a recombinant vector containing the polynucleotide. Another object of the present invention is to provide a recombinant cell line transformed with the recombinant vector. 목적 Another object of the present invention is to cultivate the recombinant cell line; And (b) separating the fusion protein of the present invention from the cell culture. Another object of the present invention is a lysosomal accumulation. A pharmaceutical composition for preventing or treating a lysosomal accumulation disease comprising a fusion protein conjugated with a disease enzyme and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 ᅳ as an active ingredient. To provide. Another object of the present invention is to provide a lysosomal accumulation disease enzyme and a human: immunoglobulin hybrid Fc conjugated with an amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 to a fusion protein conjugated with a lysosomal accumulation disease. Another object of the present invention is to prevent the lysosomal accumulation disease, characterized in that the lysosomal accumulation disease enzyme and the human immunoglobulin hybrid Fc conjugated with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 conjugated to a subject in need thereof Or to provide a treatment method.
【기술적 해결방법】 Technical Solution
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 효소와 서열번호 4의 아미 노산 서열로 표시되는 인간 면역글로불린 ( immunoglobul in, Ig) 하이브리드 Fc가 접 합된 융합 단백질올 제공한다. 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 융합 단백질올 코딩 하는 폴리뉴클레오타이드를 제공한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오타이드 를 함유하는 재조합 백터를 제공한다. 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상기 재조합 백터로 형질 전환된 재조합 세포주를 제공한다. 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 Γ본 발명은 (a) 상기 재조합 세포주를 배양하는 단계; 및 (b) 세포주 배양액으로부터 본 발명의 융합 단백질을 분리하는 단계를 포함하는 상기 융합 단백질의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 리소좀 축적 질환 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합 된 융합단백질을 유효성분으로 포함하는 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료용 약 학적 조성물을 제공한다. 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 리소좀 축적 질환 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합 된 융합단백질의 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용도를 제공한 다. 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 리소좀 축적 질환 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합 된 융합단백질을 이를 ¾요로 하는 개체에 유효량으로 투여하는 것을 특징으로 하 는 리소좀 축적질환와 예방또는 치료 방법을 제공한다. 이하 본발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시뒤는 인간 면역글로불 린 ( immunoglobul in, Ig) 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질을 제공한다. 상기 하이브리드 Fc는 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는데, N-말단 방 향으로부터 힌지 (hinge) 영역, CH2 도메인 및 CH3 도메인을 포함하며, 상기 힌지
영역은 적어도 인간 IgD 힌지 영역을 포함하고, CH2 도메인은 적어도 인간 IgD와 IgG4 도메인의 아미노산 잔기의 부분을 포함하며, 상기 CH3 도메인은 적어도 인간 gG4 CH3도메인의 아미노산 잔기의 부분을 포함한다. 본 발명의 hybrid Fc는 IgD가 가지는 힌지 부위의 유연성으로 인하여 Fc가 융합되지 않은 효소에 비해'효능 감소가 크기 않고 호중구 세포들이 가지고 있는 Fc의 결합 수용체인 FcyR와 결합하는 부위가 없어 이에 따른 부작용이 감소된다. IgG4는 보체매개성 세포독성과 같은 효과 기능을 가^고 있지 않기 때문에 의도되 지 않은 면역 반웅을 감소시킬 수 있으며 세포 내 재순환 (recycling)과 관련된 FcRn에 결합할 수 있는 능력이 가장 좋아 증가된 안정성 및 증가된 혈청 반감기를 보인다. '즉, 본 발땅의 하이브리드 Fc는 접합되는 효소의 활성을 유지하고, 일반적 인 Fc에 의해 유발되는 부작용을 방지하면서, 그 반감기 또한 증가시킨다. 효소와 하이브리드 Fc는 링커로 연결될 수 있다. 링커는 하이브리드 Fc의 N- 말단 또는 효소의 C- 말단에 연결될 수 있다. 효소 및 하이브리드 Fc가 별개로 발 현된 후에 서로 접합될 때, 접합 (결합, coupling)은 당업계에 알려진 여러 임의의 가교제를 사용하여 이루어질 수 있다. 가교제의 예를 들자면, 1,1-비스 (다이아조 아세틸 )-2-페닐에테인 (1,1-bis (diazoacetyl) -2-pheny 1 e t hane ) , 글루타르알데하이 드 (gkitaraldehyde),4-아지도살리실릭산 (4-azidosalicylic acid)과 같은 N-하이드 로옥시석신이미드 에스테르 (N-hydroxysuGcinimide ester), 3,3'-디사이오비스 (석 신이미딜프로피오네이트) (3,3'-dithiobis (succinimidyipropionate))와 같은 다이 석신이미딜에스테르 (disuccinimidyl esters)를 포함하는 이미도에스테르 (imidoesters), 및 비스 -N-말레이미도 -1, 8—옥테인과 같은 이중 기능적 말레이미드 (bi functional raaleimides) 등이 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한 본 발명의 하이브리드 Fc는 그 N-말단에서 생물학적 활성 효소의 C-말단과 결합할 수 있고, 또는하이브리드 Fc의 C-말단과 효소의 N-말단이 결합할 수 있다. 상기 하이브리드 Fc와 접합될 수 있는 효소는 이에 한정하지는 않으나, 글루 코세레브로시데이즈 (glucocerebrosidase), 알파 -L-이듀로니데이즈 (alpha-L- i duroni dase ), 이듀로네이트 -2-설파테이즈 ( iduronat e-2-su lfatase), 알글루코시다 아제 알파 (alghicosidase alfa), 알파-갈락토시데이즈 A (alpha-galactosidase-A) , 아갈시데이즈 알파 및 베타 (agalsidase alpha and beta), 뷰티릴콜리네스터레이즈
(butyrylcholinesterase), 키티네이즈 (chitinase), 글루타메이트 디카르복실레이 즈 (glutamate decarboxylase) , 이미글루세레이즈 ( imiglucerase) , 라이페이즈 (lipase), 유리케이즈 (uricase), 혈소판-활성화 인자 아세틸하이드를레이즈 (platelet-activating factor acetylhydrolase) , 중성 엔도펩티데이즈 (nuetral endopeptidase) 및 마이엘로페록시데이즈 (myeloperoxidase)로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 글루코세레브로사데이즈 (glucocerebrosidase), 알 파 -L-이듀로니데이즈 (alpha-L-iduronidase), 이듀로네이트 -2-설파테이즈In order to achieve the above object of the present invention, the present invention provides a fusion protein conjugated with an enzyme and human immunoglobulin (Ig) hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a polynucleotide encoding the fusion protein. In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a recombinant vector containing the polynucleotide. In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a recombinant cell line transformed with the recombinant vector. In order to achieve another object of the present invention, the present invention comprises the steps of (a) culturing the recombinant cell line; And (b) isolating the fusion protein of the present invention from the cell line culture medium. In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a prophylactic or therapeutic treatment for a lysosomal accumulation disease comprising a fusion protein conjugated with a lysosomal accumulation disease enzyme and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 as an active ingredient. It provides a pharmaceutical composition. In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a use for the preparation of a lysosomal accumulation disease of the lysosomal accumulation disease enzyme and the human immunoglobulin hybrid Fc conjugated with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 for the prevention or treatment of lysosomal accumulation disease to provide. In order to achieve another object of the present invention, the present invention is characterized by administering an fusion protein conjugated with a lysosomal accumulation disease enzyme and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 to an individual in need thereof. Provides a method for preventing or treating lysosomal accumulation disease. Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention provides a fusion protein conjugated with an enzyme and a human immunoglobulin (Ig) hybrid Fc followed by an amino acid sequence of SEQ ID NO. The hybrid Fc is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, comprising a hinge region, a CH2 domain and a CH3 domain from the N-terminal direction, wherein the hinge The region comprises at least a human IgD hinge region, wherein the CH2 domain comprises at least part of amino acid residues of the human IgD and IgG4 domains, wherein the CH3 domain comprises at least part of amino acid residues of the human gG4 CH3 domain. Due to the hybrid Fc of the present invention, the hinge region flexibility having an IgD than the enzyme Fc a unfused "does reduced efficacy size do not have a region binding to the binding receptors of the Fc with their neutrophil cells FcyR is this side effect Is reduced. Because IgG4 does not have an effect function such as complement mediated cytotoxicity, it can reduce unintended immune response and has the best ability to bind FcRn associated with intracellular recycling, resulting in increased stability. And increased serum half-life. "That is, while a hybrid of the Fc balttang maintains the activity of the enzyme is bonded, to prevent the side effects caused by the common Fc, also increase its half-life. The enzyme and hybrid Fc can be linked by a linker. The linker may be linked to the N-terminus of the hybrid Fc or the C-terminus of the enzyme. When the enzyme and hybrid Fc are separately expressed and then conjugated to each other, the coupling can be accomplished using any of several crosslinkers known in the art. Examples of crosslinking agents include 1,1-bis (diazoacetyl) -2-phenylethane (1,1-bis (diazoacetyl) -2-pheny 1 et hane), glutaraldehyde, 4- N-hydroxysuGcinimide esters, such as 4-azidosalicylic acid, 3,3'-dithiobis (succinimidylpropionate) (3,3 ' imidoesters, including disuccinimidyl esters such as -dithiobis (succinimidyipropionate), and bi functional raaleimides such as bis-N-maleimido-1,8-octane ), But is not limited thereto. In addition, the hybrid Fc of the present invention may bind the C-terminus of the biologically active enzyme at its N-terminus, or the C-terminus of the hybrid Fc and the N-terminus of the enzyme. Enzymes that can be conjugated with the hybrid Fc include, but are not limited to, glucocerebrosidase, alpha-L-iduronidase, and eduronate-2-sulfate. Izu (iduronat e-2-su lfatase), alglucosidase alfa, alpha-galactosidase-A, agalsidase alpha and beta, beauty Lil Colline Raise (butyrylcholinesterase), chitinase, glutamate decarboxylase, imiglucerase, lipase, uricase, platelet-activating factor acetylhydrase platelet-activating factor acetylhydrolase), neutral endopeptidase and myeloperoxidase, preferably glucocerebrosidase, alpha -L-edue Ronidayes (alpha-L-iduronidase), iduronate-2-sulfatase
(iduronate-2-sulfatase), 알글루코시다아제 알파 (alglucosidase alfa), 알파 -갈락 토시데이즈 A (alpha— galactosidase-A), 아갈시데이즈 알파 (agalsidase alpha), 아 갈시데이즈 베타 (agalsidase beta) 등의 리소좀 활성 효소일 수 있으며, 가장 바 람직하게는 알파-갈락토시데이즈 A (alpha-galactosidase-A), 아갈시데이즈 알파 (agalsidase alpha), 아갈시데이즈 베타 (agalsidase beta), 글루코세레브로시데이 즈, 이듀로 ᅵ이트 -2-설파테이즈일 수 있다. 본 발명의 상기 효소는 바람직하게 리소좀 축적 질환 효소 (lysosomal storage disease enzyme)일 수 있다. 본 발명에서 용어 '리소좀 축적 질환 (lysosomal storage disease, LSD)' 은 활성이 감소 또는 손실되었을 때 엔도좀 /리소좀 구획 내에 다양한 물질의 축적을 초래하는 특이적 리소좀 단백질에 대한 결핍에 의해 유발되는 대사질환을 의미하는 것으로, 리소좀 축적증 또는 리소좀성 축적병 등으로도 지칭된다. 상기 '결핍' 은(iduronate-2-sulfatase), alglucosidase alfa, alpha-galactosidase-A, agalsidase alpha, agalsidase beta Lysosomal activating enzyme, most preferably alpha-galactosidase-A, agalsidase alpha, agalsidase beta, glucocerebrosi Days, Eduro May be the 2-Sulfate. The enzyme of the present invention may preferably be a lysosomal storage disease enzyme. In the present invention, the term 'lysosomal storage disease (LSD)' refers to metabolic diseases caused by a deficiency in specific lysosomal proteins that result in the accumulation of various substances in the endosome / lysosomal compartment when activity is reduced or lost. It also refers to lysosomal accumulation, lysosomal accumulation, and the like. The 'deficiency' is
(기능 이상이 유도될 만큼) 효소 활성의 현저한 감소 상태 또는 실질적으로 효소 활성이 없는 상태를 의미하는 것으로, 효소의 비발현, 돌연변이 또는 불활성화 등 의 원인에 기인하는 것일 수 있다. 본 발명에서 리소좀 축적 질환은, 리소좀 단백질의 결핍과 관계된 세포내 물 질축적으로 인하여 유발되는 대사질환이라면 그 종류가 제한되지 않으나, 예를 들 어 아스파르틸글루코스아민뇨증 (aspartylglucosaminuria), 콜레스테를 에스테르 축 적'증 (cholesterol ester storage disease) , 월만병 (Wolman disease) , 시'스틴증 (cystinosis) , 다논병 (Danon disease) , 파브리병 (Fabry disease) , 파버 지방육아종 증 (Farber 1 i ogranulomatosis) , 파버병 (Farber disease) , 푸코시드축적증 (fucosidosis) , I/II형 갈락토시알리도시스 (galactosial idosis types I/II) ,
I/II/III형 고셔병 (Gaucher disease types 1/11/ III), 고셔병 (Gaucher disease), 거대 세포 백질 이양증 (globoid cell leucodystrophy) , 크라베병 (Krabbe disease), II 글리코겐 축적증 (glycogen storage disease II) , 폼페병 (Pompe disease) , Ι/Ιί/ΠΙ형 GM1-강글리오시도시스 (GMl-gangHosidosis types 1/11/111), I형 GM2- 강글리오시도시스 ¾12- 31 1 0^00^3 type I), 테이삭스병 (Tay Sachs disease), II형 &1\12-강글리오시도시스½¾12^31 110^(10^3 type 11), ^드호프병 (Sandhoff disease), GM2-강글리오시도시스 (GM2-gangliosidosis, AB variant), I/II형 알파- ^^^^^(alpha-mannosidosis types 1/11), 만노축적증 (mannosidosis), 이염성 백질이양증 (met achromatic leucodystrophy) , I형 뮤코리피드증 (mucol ipidosis type I), I/II형 시알리도시스 (sialidosis types 1/11), Π/ΙΠ형 뮤코리피드증, 1-세포 병 (mucol ipidosis types ll/III 1-cell disease), IIIC형 뮤코리피드증 유사 -허얼 러 폴리디스트로피 (mucolipidosis type IIIC pseudo-Hurl er polydys trophy) , I형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type I), II형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type II) , 헌터증早군 (Hunter syndrome) , ΠΙΑ형 뮤코클리 삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type IIIA) , 산필리포증후군 (Sanf i Πρρο syndrome), ΙΠΒ형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type IIIB), IIIC 형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type IIIC), IIID형 뮤코폴리삭카 라이드증 (mucopolysaccharidosis type IIID), 뮤코폴리삭카라이드증 IVA형 모르키 오증후군 (mucopolysaccharidosis type IVA Morquio syndrome) , 뮤코폴리삭카라이드 증 IVB형 모르키오증후군 (mucopolysaccharidosis type IVB Morquio syndrome) , VI 형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type VI), VII형 뮤코폴리삭카라 이드증 (mucopolysaccharidosis type VII), 슬라이증早군 (Sly syndrome) , ίΧ형 뮤코 폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type IX), 다발성 술파타제 결핍증 (multiple sulphatase deficiency), 신경.세로이드 리포푸스신증 (neuronal ceroid lipofuscinosis), CLNl 바텐병 (CLNl Batten' disease), A/B형 니이만 -픽병 (Niemanxi- Pick disease types A/B), 니이만 -픽병 (Niemann-Pick disease), CI형 니이만 -픽병 (Niemann-Pick disease type CI), C2형 니이만一픽병 .(Niemann Pick disease type C2), 농축이골증 (pycnodysostosis), VII형 쉰들러병 (Schindler disease types VII), 쉰들러병 (Schindler disease), CM2 강글리오시드증 (CM2 gangliosidosis), 베 타一만노축적증 (beta— mannosidosis), 살라병 (Infanti le sialic acid storage disease and sal la(sialuria) disease) , .IV형 뮤코리피드증 (Mucopl ipidosis (ML) IV), I-세포병 (I Cell disease, MLII) 및 가성 후를러 영양장애 (pseudo— Hurler
polydystrophy, MLIII)를 포함하는 군으로부터 선택되는 리소좀 축적 질환 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 용어 '리소좀 축적 질환 효소 (lysosomal storage disease enzyme)' 란, 결핍될 시에 엔도좀 /리소좀 구획 내에 분해 다양한 물질의 축적을 초 래하하여 대사성 질환을 야기하게 되는 특이적 리소좀 단백질 (효소)을 의미한다. 본 발명에서 상기 리소좀 축적 질환 효소는 공지의 리소좀 효소라면 그 종류 가 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 글루코세레브로시데이즈 (glucocerebrosidase), 이듀로네이트— 2-설파테이즈 (iduronate-2-sulfatase), 알파 _ 갈락토시데이즈 A(alpha-galactosidase A), 아갈시데이즈 알파 (agalsidase alpha), 아갈시데이즈 베타 (agalsidase beta), 알파 -L—이듀로니데이즈 (alpha-L- i duronidase ), 헤파란 -N-설파테이즈 (heparan— N-su If atase), 알파 -N-아세틸글루코사 미니데이즈 ( α-Ν-acetylglucosaminidase), 아릴설파테이즈 A(arylsul f atase A), 갈 락토실세라미데이즈 (galactosylceramidase), 에시드_알파-글투코시데이즈 (acid- α - glucosidase), 티오에스테라제 (thioesterase), 핵소사미니데이즈 A(hexosaminidase A), 에시드 스핑고미엘리네이즈 ( acid sphingomyelinase), 알파-갈락토시데아즈 (α -galactosidase) 및 뷰티릴콜리네스터레이즈 (butyrylcholinesterase), 키티네이즈 (chitinase), 글루타메이트 디카르복실레이즈 (glutamate decarboxylase), 이미글 루세레이즈 (imiglucerase), 라이페이즈 (lipase), 유리케이즈 (uricase), 혈소판- 활성화 인자 아세틸하이드를레이즈 (platelet-activating factor acetylhydrolase), 중성 엔도펩티데이즈 (nuetral endopeptidase) , 뮤코리핀 1 (Mucolipin 1), 유디피-엔-에이씨-글루코사미닐 포스포트랜스퍼레이즈 (UDP-N-Ac- glucosaminyl phosphotransferase) , 베타—만노시데이즈 ( β -mannosidase) 및 마이 엘로페록시데이즈 (myeloperoxidase)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 효소일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게 본 발명의 리소좀 축적 질환 효소는 글루코세레브로시데이즈 (glucocerebros i dase ), 이듀로네이트 -2-설파테이즈 ( i duronat e-2-sul f at ase) , 알파- 갈락토시데이즈 A(alpha-galactosidase A), 아갈시데이즈 알파 (agalsidase alpha) 및 아갈시데이즈 베타 (agalsidase beta)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상 의 효소 일 수 있다.
상기 알파 갈락토시데이즈 에이의 단백질은 동일한 서열임에도 CH0 세포에서 생산된 아갈시데이즈 베타 (파브라자임)와 human f ibroblast (HT-1080 등) 세포에서 생산된 아갈시데이즈 베타 (레폴라갈)의 두 종류로 상품화되어 있다. 이들은 단백질 서열은 동일하지만 당쇄의 패턴이 달라 용법 및 용량에 차이를 보일 뿐, 약리적 효 과는 등일하다. 알파-갈락토시데이즈 A와 상기 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백 질은 이에 한정하지는 않지만, 서열번호 3의 아미노산 서열로 표시되는 것일 수 있 다. Means a significant decrease in the activity of the enzyme (to the extent that a malfunction is induced) or a state substantially free of enzyme activity, may be due to the cause of the non-expression, mutation or inactivation of the enzyme. In the present invention, the lysosomal accumulation disease is not limited as long as it is a metabolic disease caused by intracellular water accumulation related to deficiency of the lysosomal protein, but for example, aspartylglucosaminuria, cholesterol esters axis enemy 'increased (cholesterol ester storage disease), May bottles (Wolman disease), City, Destin increase (cystinosis), the nonbyeong (Danon disease), Fabry disease (Fabry disease), Farber local granulomas increase (Farber 1 i ogranulomatosis ), Farber disease, fucosidosis, galactosial idosis types I / II, Gaucher disease types 1/11 / III, Gaucher disease, globoid cell leucodystrophy, Krabbe disease, II glycogen accumulation disease II ), Pompe disease, Ι / Ιί / ΠΙ GMl-gangHosidosis types 1/11/111, Type I GM2-gangliosidosis ¾12- 31 1 0 ^ 00 ^ 3 type I), Tay Sachs disease, type II & 1 \ 12-gangliosidosis ½¾12 ^ 31 110 ^ (10 ^ 3 type 11), ^ Shoffhoff disease, GM2-gangliosido GM2-gangliosidosis (AB variant), type I / II alpha-mannosidosis types 1/11, mannosidosis, met achromatic leucodystrophy, type I Mucol ipidosis type I, sialidosis types 1/11, Π / ΙΠ mucolipidosis, mucol ipidosis types ll / III 1-cell disease ), Type IIIC mucolipidosis-Herrel Mucolipidosis type IIIC pseudo-Hurl er polydys trophy, mucopolysaccharidosis type I, mucopolysaccharidosis type II, Hunter syndrome, Mucopolysaccharidosis type IIIA, Sanf i Πρρο syndrome, mucopolysaccharidosis type IIIB, type IIIC mucopolysaccharidosis type IIIA Mucopolysaccharidosis type IIID, mucopolysaccharidosis type IVA Morquio syndrome, mucopolysaccharidosis type IVB Morquio syndrome, VI Mucopolysaccharidosis type VI, Mucopolysaccharidosis type VII, Sliosis Group (Sly syndrome), mucopolysaccharidosis type IX, multiple sulphatase deficiency, neuronal ceroid lipofuscinosis, CLNl Batten ' disease ), Type A / B Niemanxi-Pick disease types A / B, Niiemann-Pick disease, Type CI Niiemann-Pick disease type CI, Type C2 Nii Niemann Pick disease type C2, pycnodysostosis, Schindler disease types VII, Schindler disease, CM2 gangliosidosis, beta I Beta—mannosidosis, infanti le sialic acid storage disease and sal la (sialuria) disease . Mucopl ipidosis (ML) IV, I-cell disease (MLII), and pseudo- Hurler polydystrophy, MLIII), including but not limited to lysosomal accumulation diseases selected from the group comprising. In the present invention, the term 'lysosomal storage disease enzyme' refers to a specific lysosomal protein (enzyme) that causes metabolic diseases by causing decomposition of various substances in the endosomal / lysosomal compartment when deficient. Means. In the present invention, the lysosomal accumulation disease enzyme is not particularly limited as long as it is a known lysosomal enzyme, for example, glucocerebrosidase, eduronate— 2-sulfate (iduronate-2-sulfatase) , Alpha-galactosidase A, agalsidase alpha, agalsidase beta, alpha-L-i duronidase, hepa Heparan—N-su If atase, alpha-N-acetylglucosaminidase, arylsul f atase A, galactosyl ceramids Galactosylceramidase, acid-alpha-glucosidase, thioesterase, hexosaminidase A, acid sphingomyelinase, alpha -Galactosidase and α-galactosidase Butyrylcholinesterase, chitinase, glutamate decarboxylase, imiglucerase, lipase, uricase, platelet-activating factor acetylhydride Platelet-activating factor acetylhydrolase, neutral endopeptidase, mucolipin 1, UPD-N-Ac-glucosaminyl phosphotransferase), beta-mannosidase and β-mannosidase and myeloperoxidase, but may be one or more enzymes selected from the group. Preferably, the lysosomal accumulation disease enzyme of the present invention is glucocerebrosidase, iduronate-2-sulfatase, alpha-galactosidase A (alpha-galactosidase A), agalsidase alpha and agalsidase beta may be one or more enzymes selected from the group consisting of. Although the proteins of the alpha galactosidase A have the same sequence, the agalsidase beta (repolalgal) produced in the agalsidase beta (fabrazyme) and human f ibroblast (HT-1080, etc.) cells produced in CH0 cells It is commercialized in two kinds. They have identical protein sequences but different patterns of sugar chains, resulting in differences in usage and dosage, and pharmacological effects are the same. The fusion protein in which alpha-galactosidase A and the hybrid Fc are conjugated is not limited thereto, but may be represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO.
상기 글루코세레브로시데이즈와 상기 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질은 이에 한정하지는 않지만, 서열번호 6의 아미노산서열로 표시되는 것일 수 있다. 상기 이듀로네이트 -2-설파테이즈와 상기 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백 질은 이에 한정하지는 않지만, 서열번호 8의 아미노산 서열로 표시되는 것일 수 있 다. 본 발명의 일실시예에서는 알파ᅳ갈락토시데이즈 A , 글루코세레브로시데이즈 및 이듀로네이트 -2-설파테이즈 각각을 하이브리드 Fc와 융합한 단백질을 계조하였 다. 서열 분석 결과, 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc는 서열번호 2의 염기서 열 및 서열번호 3의 아미노산 서열을, 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc는 서 열번호 5의 염기서열 및 서열번호 6의 아미노산 서열을, 이듀로네이트 -2-설파테이 즈 -하이브리드 Fc는 서열번호 7의 염기서열 및 서열번호 8의 아미노산 서열을 갖는 것을 확인하였다. 이들의 융합단백질의 효소 활성을 측정한 결과, 알파 -갈락토시데 아즈 A-하이브리드 Fc는 대조군 (알파—갈락토시데이즈 A 단백질) 대비 약 6 정도 의 활성을 유지하였고, 체내 반감기는 시판 중인 알파-갈락토시데이즈 A 차료제들 (Fabrazyme과 Replagal )보다 월등히 길었다 (실시예 5 및 7 참조) . 글루코세레브로 시데이즈 -하이브리드 Fc는 대조물질 (글루코세레브로시데이즈 단백질) 대비하여 효 소 활성이 26%였고, 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc는 대조물질 (이듀로 네이트 -2-설파테이즈 단백질) 대비 약 12 배 활성이 높았다 (실시예 15 및 16 참 조) . 하이브리드 Fc와 결합하는 효소의 종류에 따라 효소 활성 정도가 다르게 확인 되었고, 배양과 정제 조건 등 생산 방법 변경 및 시험에 사용된 대조물질의 종류에 따라 활성에 차이가 있으나 궁극적으로는 본 발명에서 제공하는 비교적 분자량이 큰 효소와 하이브리드 Fc와의 융합에 의해 효소 결합체가 적절하게 생산되지 않는 다든가 3차 구조 등의 변화로 효소의 활성이 상쇄되는 등의 문제점은 발견되지 않
았다. 따라서 본 발명의 서열번호 4로 표시되는 하아브리드 Fc는 효소 전달체로 적 합하다는 것을 알 수 있다. The fusion protein conjugated with the glucocerebrosidase and the hybrid Fc is not limited thereto, but may be represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO. The fusion protein to which the duronate-2-sulfatase and the hybrid Fc are conjugated is not limited thereto, but may be represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8. In an embodiment of the present invention, a protein in which alpha ᅳ galactosidase A, glucocerebrosidase and eduronate-2-sulfate was fused with a hybrid Fc was gradated. As a result of sequencing analysis, alpha-galactosidase A-hybrid Fc shows the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, and glucocerebrosides-hybrid Fc shows the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 The amino acid sequence of 6, it was confirmed that the eduronate-2-sulfatase-hybrid Fc has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7 and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8. As a result of measuring the enzymatic activity of these fusion proteins, alpha-galactoside azu A-hybrid Fc maintained about 6 activities compared to the control (alpha-galactosidase A protein), and its half-life in the body was commercially available alpha. It was significantly longer than Galactosides A fillers (Fabrazyme and Replagal) (see Examples 5 and 7). Glucocerebrosides-Hybrid Fc had 26% of the activator activity compared to the control (glucocerebrosides protein), and eduronate-2-sulfate-hybrid Fc had the control substance (eduuronate-2). -Sulfatase protein) was about 12-fold higher activity (see Examples 15 and 16). Enzyme activity was confirmed to be different according to the type of enzyme binding to the hybrid Fc, the activity is different depending on the type of control used in the production method changes and testing, such as culture and purification conditions, but ultimately provided by the present invention There is no problem that the enzyme conjugate is not produced properly by the fusion of a relatively high molecular weight enzyme with the hybrid Fc, or the activity of the enzyme is canceled by a change in the tertiary structure. It was. Therefore, it can be seen that the hybrid Fc represented by SEQ ID NO: 4 of the present invention is suitable as an enzyme transporter.
' 본 발명은 상기 효소와 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질을 코딩하는 폴 리뉴클레오타이드 (핵산분자), 상기 폴리뉴클레오타이드를 함유하는 재조합 백터, 상기 재조합 백터로 형질전환된 재조합 세포주를 제공한다. 본 발명의 융합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드는 천연에서 분리되거 나 화학적 합성법을 이용하여 제조할 수 있고, 단쇄 또는 이증쇄일 수 있으며, DNA 분자 (게놈, cDNA) 또는 RNA 분자일 수 있다. 본 발명의 융합 단.백질을 코딩하는 폴 리뉴클레오타이드를 화학적으로 합성하여 제조하는 경우, 당업계쎄 널리 공지된 합 성법, 예를 들어 문헌 (Engels and Uhlmann, Angew Chem Int Ed Engl . 37:73-127, 1988)에 기술된 방법을 이용할 수 있으며, 트리에스테르 포스페이트, 포스포르아 미다이트 및 H-포스페이트 방법, PCR 및 기타 오토프라이머 방법, 고체 지지체상의 을리고뉴클레오타이드 합성법 등을 들 수 있다. 본 발명의 백터는 폴라스미드 백터, 코즈미드 백터, 박테리오파아지 백터 및 바이러스 백터 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 백터는 통상의 클 로닝 백터 또는 발현백터일 수 있으며, 발현백터는 프로모터, 오퍼레이터, 개시코 돈, 종결코돈, 폴리아데닐화 시그널 및 인핸서 (촉진유전자) 같은 발현 조절 서열 외에도 막 표적화 또는 분비를 위한 시그널 서열 또는 리더 서열을 포함하며 목적 에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 플리뉴클레오타이드 서열 은 발현 조절 서열에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 상기 작동 가능하게 연결된 유전자 서열과 발현 조절 서열은 선택 마커 및 복제 개시점 (repl icat ion origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 발현 백터 내에 포함될 수 있다. "작동 가능하게 연결 (operably l inked) "된다는 것은 적절한 분자가 발현 조절 서열에 결합될 때 유전자 발현을 가능하게 하는 방식으로 연결된 유전자 및 발현 조절 서열일 수 있다. "발 현 조절 서열 (expression control sequence) ' '이란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능 하게 연결된 폴리뉴클레오타이드 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다. 그 러한 조절 서열은 전사를 실시하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독 의 종결을 조절하는 서열을 포함한다. 또한 상기 백터는 백터를 함유하는 숙주 세
포를 선택하기 위한 선택 마커를 포함하고, 복제 가능한 백터인 경우 복제기원을 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 상기 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합단백 질 발현용 백터는 도 1에 개시된 개열지도를 갖는 Gal-hyFc/pAD15 백터일 수 있다. 또한 상기 글루코세레브로시데이즈 -하아브리드 Fc 융합 단백질 발현용 백터는 도 11 a에 개시된 개열지도를 갖는 GCB-hyFc/pAD15 백터일 수 있다. 그리고 상기 이듀 로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 융합단백질 발현용 백터는 도 11 b에 개시된 개열지도를 갖는 IDS-hyFc/pAD15 백터일 수 있다. 상기 백터로 형질전환하는 것은 당업자에게 공지된 형질전환기술에 의해 수 행될 수 있다. 바람직하게는 미세사출법 (microproject i le bombardment ) , 전기충격 유전자전달법 (electroporat ion) , 인산칼슴 (CaP04) 침전, 염화칼슘 (CaCl2) 침전, The present invention provides a polynucleotide (nucleic acid molecule) encoding the fusion protein conjugated with the enzyme and the hybrid Fc, a recombinant vector containing the polynucleotide, and a recombinant cell line transformed with the recombinant vector. The polynucleotides encoding the fusion proteins of the invention can be isolated from nature or prepared using chemical synthesis, can be single or double-stranded, and can be DNA molecules (genome, cDNA) or RNA molecules. When chemically synthesizing polynucleotides encoding the fusion proteins of the present invention, synthesis methods well known in the art, for example, Engels and Uhlmann, Angew Chem Int Ed Engl. 37: 73- 127, 1988), such as tryster phosphate, phosphoramidite and H-phosphate methods, PCR and other autoprimer methods, and ligonucleotide synthesis on solid supports. Vectors of the present invention include, but are not limited to, polsmid vectors, cosmid vectors, bacteriophage vectors, and viral vectors. The vector of the present invention may be a conventional cloning vector or expression vector, the expression vector being membrane targeting or secreted in addition to expression control sequences such as promoters, operators, initiation codons, termination codons, polyadenylation signals and enhancers (promoter). It includes a signal sequence or leader sequence for and can be prepared in various ways depending on the purpose. The polynucleotide sequence according to the present invention may be operably linked to an expression control sequence, wherein the operably linked gene sequence and the expression control sequence include a selection marker and a rep icat ion origin. It can be included in the expression vector of. “Operably l inked” may be genes and expression control sequences that are linked in such a way as to enable gene expression when the appropriate molecule is bound to the expression control sequences. "Expression control sequence" refers to a DNA sequence that regulates the expression of a polynucleotide sequence operably linked in a particular host cell. Such control sequence regulates a promoter, transcription, for transcription. And any operator sequence to encode a suitable m RNA ribosomal binding site and a sequence to control the termination of transcription and translation. A selection marker for selecting the artillery, and, in the case of a replicable vector, a replication origin. Specifically, the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein expression vector of the present invention may be a Gal-hyFc / pAD15 vector having a cleavage map disclosed in FIG. 1. In addition, the vector for expressing the glucocerebrosidase-hybrid Fc fusion protein may be a GCB-hyFc / pAD15 vector having a cleavage map disclosed in FIG. In addition, the vector for expressing the eduron-2-sulfatase-hybrid Fc fusion protein may be an IDS-hyFc / pAD15 vector having a cleavage map disclosed in FIG. 11B. Transformation with the vector can be carried out by transformation techniques known to those skilled in the art. Preferably, microprojectile bombardment, electroporat ion, calcium phosphate (CaP0 4 ) precipitation, calcium chloride (CaCl 2 ) precipitation,
PEG-매개 융합법 (PEG-mediated fusion) , 미세주입법 (microinject ion) 및 리포좀 매 개법 ( l iposome-mediated method)를 이용할 수 있으며, 상기 형질전환 된 재조합 세 포주는 원핵 세포주 또는 진핵 세포주 (동물, 식물, 미생물의 세포주)일 수 있으며, 바람직하게는 동물 세포주일 수 있다. 동물세포주의 예로는 CHO Chinese Hamster Ovary) 세포, 간세포 (Hepatocyte), HEK(Human Embryonic Kidney) 세포, 섬유육종세 포 (f ibrosarcoma cel l ) , VER0 세포, HeLa 세포, W138, BHK, COS-7, 293, HepG2 , 3T3ᅳ NSO, NSl, RIN, MDCK 세포주 및 HLFCHuman Lung Fibroblast ) 세포를 들 수 있 고, 상기 동물세포주 중 CH0세포가 바람직하다. 본 발명은 (a) 상기 재조합 세포주를 배양하는 단계; 및 (b) 세포주 배양액 으로부터 본 발명의 융합 단백질을 분리하는 단계를 포함하는 상기 융합 단백질의 제조방법을 제공한다. ' 상기 제조방법은 본 발명의 형질전환세포에 도입된 재조합 백터에서 본 발명 의 융합단백질을 암호화하는 폴리뉴클레오티드가 발현되도록 적절한 배지 및 조건 하에서 배양하는 것에 의해 수행된다. 상기 형질전환세포를 배양하여 재조합 단백 질을 발현시키는 방법은 당업계에 공지되어 있으며 예를 들면, 형질전환 된 세포가 성장할 수 있는 적합한 배지에 접종하여 종배양한 다음, 이를 본 배양용 배지에 접 종하고 적합한 조건에서 배양함으로써 단백질의 발현을 유도할 수 있다. 이후, 상
기 형질전환된 세포에서 발현이 유도된 본 발명의 융합단백질 분리 및 정제는 당업 계에 공지된 다양한 분리 및 정제방법을 통해 수행할 수 있으며, 예를 들어, 상기 세포를 용해 후, 용해물을 원심분리하여, 염석 (황산암모늄 침전 및 인산나트륨 침 전), 용매 침전 (아세톤, 에탄올 등을 이용한 단백질 분획 침전), 투석, 겔 여과, 이온 교환 크로마토그래피, 역상 컬럼 크로마토그래피 및 친화성 크로마토그래피 등의 기법을 단독 또는 조합으로 적용시켜 본 발명의 융합단백질을 제조할 수 있다 (Maniat i s et al . , Molecular Cloning: A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory, Gold Spring Harbor , N.Y. (1982); Sambrook et al . , Molecular Cloning: A Laboratory Manual , 2d Ed. , Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989); Deutscher , M. , Guide to Protein Puri f icat ion Methods Enzymology, vol . 182. Academic Press . Inc . , San Diego , CA(1990) ) . 본 발명은 상기 리소좀 축적 질환 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표 시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 유효성분으로 포 함하는 리소좀 축적 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 상기 리소 좀 축적 질환 효소 및 리소좀 축적 질환에 대해서는 전술한 바와 같다. 구체적으로 본 발명은 알파-갈락토시데이즈 A와 서열번호 4의 아마노산 서열 로 표시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 유효성분으 로 포함하는 파브리병 예방또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. PEG-mediated fusion, microinject ion, and liposome-mediated methods can be used, and the transformed recombinant cell can be a prokaryotic or eukaryotic cell line (animal, Plant, microbial cell line), preferably animal cell line. Examples of animal cell lines include CHO Chinese Hamster Ovary cells, Hepatocytes, Human Embryonic Kidney cells, Fibrosarcoma cells, VER0 cells, HeLa cells, W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3 'NSO, NSl, RIN, MDCK cell line and HLFCHuman Lung Fibroblast) cells, CH0 cells are preferred among the animal cell lines. The present invention (a) culturing the recombinant cell line; And (b) isolating the fusion protein of the present invention from cell line culture medium. "The production method is carried out by culturing under suitable culture medium and conditions such that the polynucleotide is expressed that encodes the fusion protein of the invention in the recombinant vector introduced into the transformed cell of the present invention. Methods for culturing the transformed cells to express the recombinant protein are known in the art, for example, inoculating them in a suitable medium in which the transformed cells can be grown and cultured, and then contacting them with the culture medium. The expression of the protein can be induced by culturing in suitable conditions. Since then Isolation and purification of the fusion protein of the present invention induced expression in the previously transformed cells can be carried out through various separation and purification methods known in the art, for example, after lysing the cells, centrifuged the lysate Separation, salting out (ammonium sulfate precipitation and sodium phosphate precipitation), solvent precipitation (protein fraction precipitation using acetone, ethanol, etc.), dialysis, gel filtration, ion exchange chromatography, reverse phase column chromatography and affinity chromatography Techniques may be applied alone or in combination to produce fusion proteins of the invention (Maniat is et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Gold Spring Harbor, NY (1982); Sambrook et al. , Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2d Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989); Deutscher, M., Guide to Protein Puricat ion Methods Enzymology, vol. 182. Academic Press. Inc., San Diego, CA (1990)). The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing and treating a lysosomal accumulation disease comprising a fusion protein conjugated with the lysosomal accumulation disease enzyme and the human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 as an active ingredient. . The lysosomal accumulation disease enzyme and lysosomal accumulation disease are as described above. Specifically, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating Fabry disease comprising a fusion protein conjugated with alpha-galactosidase A and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 as an active ingredient. to provide.
알파-갈락토시데이즈 A은 인체는 대산산물 중 3 개의 당과 cer amide라고 불 리는 한 개의 지질로 이루어진 globotriaosy leer amide (Gtr3)를 lactosy leer amide 로 분해하는 리소좀 효소이다. 알파-갈락토시데이즈 A 활성의 결여 및 부족하면 주 로 혈관벽에 Gb-3와 같은 당지질의 진행성 축적으로 인해 조직과 기관의 기능이 손 상되며 이로 인해 매우 다양한 증상들이 나타나는 파브리병을 유발한다. 또한 본 발명은 글루코세레브로시데이즈와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표 시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 유효성분으로 포 함하는 고셔병 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. Alpha-galactosidase A is a lysosomal enzyme that breaks down globotriaosy leer amide (Gtr3) into lactosy leer amide, which is composed of three sugars and one lipid called cer amide. Lack or lack of alpha-galactosidase A activity results in the accumulation of glycolipids, such as Gb-3, in the vessel wall, which impairs the function of tissues and organs, leading to Fabry disease, which presents a wide variety of symptoms. In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating Gaucher's disease, comprising a fusion protein conjugated with glucocerebrosidase and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 as an active ingredient.
글루코세레브로시데이즈는 glucocerebroside를 분해하는 리소좀 효소이다. 글루코세레브로시데이즈 활성의 결여 및 부족하면 glucocerebroside가 대식세포에 축적되어 비대해져 정상적으로 작용하지 못하는 고셔세포가 되고 이로 인해 고셔병
이 발병한다. 고셔세포는 비장과 간장 그리고 골수에 주로 축적되며 비장에 고셔세 포가 축적되면 비대해질 뿐만 아니라 비장의 활동이 과도해져 빈혈, 피로감과 혈액 웅고 기능 저하 뿐만 아니라 때로는 신경계 증상을 일으키기도 한다. 발병 시기 및 진행 속도와 신경계 증상 발현 여부에 따라 3 가지 유형으로 나뉘며 제 1형은 만 성, 성인형이고 신경계 증상이 없는 유형으로 가장 빈도가 높고 제 2형은 급성, 유 아형으로 신경계 증상을 동반한다. 제 3형은 아급성형, 유년형으로 신경계 증상이 있으나 제 2형에 비해 진행이 더디고 임상 양상이 다양하다. 본 발명은 이듀로네이트 -2-설파테이즈와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시 되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 유효성분으로 포함 하는 헌터 증후군의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. Glucocerebrosides is a lysosomal enzyme that breaks down glucocerebroside. Lack of or lack of glucocerebrosidase activity causes glucocerebrosides to accumulate in macrophages, resulting in hypertrophy and result in Gaucher's disease. This onset. Gaucher cells accumulate in the spleen, liver, and bone marrow, and accumulate in the spleen when they accumulate in the spleen, and the spleen's activity is excessive, leading to anemia, fatigue and poor blood function, and sometimes neurological symptoms. It is divided into three types according to the time of onset and progression rate, and the appearance of neurological symptoms. Type 1 is chronic, adult, and no neurological symptoms. The most common type is acute and infant type. do. Type 3 is a subaqueous, juvenile type with neurological symptoms, but progression is slower than the type 2 and various clinical features. The present invention provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of Hunter syndrome, comprising a fusion protein conjugated with a duronate-2-sulfatase and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 as an active ingredient. .
이듀로네이트 -2-설파테이즈는 glycosatninoglycan를 분해하는 리소좀 효소이 다. 이듀로네이트 -2-설파테이즈 활성의 결여 및 부족해지면 조악한 안면형태와 간 장, 비장의 비대 등이 나타나며 중추신경계의 침범으로 신경계 증상과 발달 지연이 초래되는 헌터 증후군이 유발된다. 궁극적으로 상기도 폐색이나 심폐질환 및 기형 교정 후유증과 관련된 문제로 조기 사망하게 된다. 본 발명에 따른 약학적 조성물에는 본 발명의 상기 융합 단백질을 단독으로 포함하거나 또는 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 회석제를 추 가로 포함할 수 있다. 상기에서 '약학적으로 허용되는'이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 약학적으로 허용되는 담체로는 예컨대, 경구 투여용 담체 또는 비경구 투여 용 담체를 추가로 포함할 수 있다. 경구 투여용 담체는 락토스, 전분, 셀를로스 유 도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등을 포함할 수 있다. Irononate-2-sulfatase is a lysosomal enzyme that breaks down glycosatninoglycan. Lack of and lack of eduron-2-sulfatase activity leads to coarse facial morphology, hypertrophy of the liver and spleen, and involvement of the central nervous system induces Hunter syndrome, which causes neurological symptoms and delayed development. Ultimately, premature death is associated with upper respiratory tract obstruction, cardiopulmonary disease, and malformations aftereffects. The pharmaceutical composition according to the present invention may include the fusion protein of the present invention alone or further include one or more pharmaceutically acceptable carriers, excipients or diluents. As used herein, 'pharmaceutically acceptable' refers to a composition which is physiologically acceptable and does not normally cause an allergic or similar reaction when administered to humans. Pharmaceutically acceptable carriers may further include, for example, carriers for oral administration or carriers for parenteral administration. Carriers for oral administration may include lactose, starch, cellulose derivatives, magnesium stearate, stearic acid and the like.
또한, 비경구 투여용 담체는 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코스 및 글 리콜 등을 포함할 수 있으며, 안정화제 및 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합 한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 항산 화제가 있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필 -파라 벤 및 클로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다 (Remington' s Pharmaceut ical Sciences ,
19th ed. , Mack Publ ishing Company, East on, PA, 1995) . 본 발명의 상기 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 인간 을 비롯한 포유동물에 어떠한 방법으로도 투여할 수 있다. 예를 들면, 경구 또는 비경구적으로 투여할 수 있다. 비경구적인 투여방법으로는 이에 한정되지는 않으 나, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 비강 내, 장관, 국소, 설하 또는 직장내 투여일 수 았다. 상기에서 경피 투여 '란 본 발 명의 약학적 조성물올 세포 또는 피부에 투여하여 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 함유된 활성성분이 피부 내로 전달되도록 하는 것을 말한 다. 예컨대, 본 발명의 약학적 조성물을 주사형 제형으로 쩨조하여 이를 30 게이지 의 가는 주사 바늘로 피부를 가볍게 단자 (prick)하는 방법, 또는 피부에 직접적으 로 도포하는 방법으로 투여될 수 있다. 또한, 상기 약학적 조성물은 상술한 바와 같은 투여 경로에 따라 경구 투여 용 또는 비경구 투여용 제제로 제형화 할 수 있다. In addition, carriers for parenteral administration may include water, suitable oils, saline, aqueous glucose, glycols, and the like, and may further include stabilizers and preservatives. Suitable stabilizers include antioxidants such as sodium hydrogen sulfite, sodium sulfite or ascorbic acid. Suitable preservatives include benzalkonium chloride, methyl- or propyl-parabens and chlorobutanol. Other pharmaceutically acceptable carriers may be referred to those described in the following references (Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed. , Mack Publishing Company, East on, PA, 1995). The pharmaceutical composition for preventing or treating the lysosomal accumulation disease of the present invention can be administered to any mammal, including humans. For example, it can be administered orally or parenterally. Parenteral administration methods include, but are not limited to, intravenous, intramuscular, intraarterial, intramedullary, intradural, intracardiac, transdermal, subcutaneous, intraperitoneal, intranasal, intestinal, topical, sublingual or rectal Could be administration. In the above, transdermal administration 'means that the active ingredient contained in the pharmaceutical composition for preventing or treating lysosomal accumulation disease is delivered to the skin by administering to the cell or skin of the pharmaceutical composition of the present invention. For example, the pharmaceutical composition of the present invention may be prepared by injectable formulations, and may be administered by lightly pricking the skin with a 30 gauge thin injection needle, or directly applying to the skin. In addition, the pharmaceutical composition may be formulated into a preparation for oral or parenteral administration according to the route of administration as described above.
경구 투여용 제제의 경우에 본 발명의 조성물은 분말, 과립, 정제, 환제, 당 의정제, 캡술제, 액제, 겔제, 시럽제, 슬러리게, 현탁액 등으로 당업계에 공지된 방법을 이용하여 제형화될 수 있다. 예를 들어, 경구용 제제는 활성 성분을 고체 부형제와 배합한 다음 이를 분쇄하고 적합한 보조제를 첨가한 후 과립 흔합물로 가 공함으로써 정제 또는 당의정제를 수득할 수 있다. 적합한 부형제의 예로는 락토 즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비를, 만니를, 자일리를, 에리스리틀 및 말티를 등을 포함하는 당류와 옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분 및 감자 전분 등을 포함하는 전분 류, 셀를로즈, 메틸 셀를로즈, 나트륨 카르복시메틸셀를로오즈 및 하이드록시프로 필메틸-셀를로즈 등을 포함하는 셀를로즈류, 젤라틴, 폴리비닐피롤리돈 등과 같은 층전제가 포함될 수 있다. 또한, 경우에 따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있다. 나아가, 본 발명의 약학적 조성물은 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 둥을 추가로 포함할 수 있다. In the case of preparations for oral administration, the compositions of the present invention are formulated using powders, granules, tablets, pills, sugar tablets, capsulants, liquids, gels, syrups, slurries, suspensions, etc. using methods known in the art. Can be. For example, oral formulations can be obtained by tablets or dragees by combining the active ingredients with solid excipients and then grinding them, adding suitable auxiliaries and processing them into granular mixtures. Examples of suitable excipients include sugars and corn starch, wheat starch, rice starch and potato starch, including lactose, dextrose, sucrose, solbi, manny, xili, erythritol and malty. Layering agents such as cellulose, gelatin, polyvinylpyrrolidone, and the like, including starch, cellulose, methyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose, hydroxypropylmethyl- cellulose, and the like. In some cases, crosslinked polyvinylpyrrolidone, agar, alginic acid or sodium alginate may be added as a disintegrant. Furthermore, the pharmaceutical compositions of the present invention may further comprise anticoagulants, lubricants, wetting agents, fragrances, emulsifiers and preservatives.
비경구 투여용 제제의 경우에는 주사제, 크림제, 로션제, 외용연고제, 오일 제, 보습제, 겔제, 에어로졸 및 비강 흡입제의 형태로 당업계에 공지된 방법으로 제형화할 수 있다. 이들 제형은 모든 제약 화학에 일반적으로 공지된 처방서인 문 ¾ (Remington 1 s Pharmaceut ical Science , 15th Edit ion, 1975. Mack Publ ishing
Company, East on, Pennsylvania 18042 , Chapter 87: Blaug, Seymour)에 기재되어 있다. Formulations for parenteral administration may be formulated by methods known in the art in the form of injections, creams, lotions, external ointments, oils, humectants, gels, aerosols and nasal inhalants. These formulations are prepared by Remington 1 s Pharmaceutical Science, 15th Edit ion, 1975. Mack Publishing, a prescription commonly known in all pharmaceutical chemistries. Company, East on, Pennsylvania 18042, Chapter 87: Blaug, Seymour.
' 본원 발명의 상기 약학적 조성물은 투여 방법에 관계없이 반감기 및 생체 이 용률미 시판 중인 리소좀 축적 질환의 효소 치료제보다도 연장되었으며 병인에 관 련된 특정 장기 분포 효율이 탁월한 것이 특징이다. "The pharmaceutical compositions of the present invention is characterized in that the enzyme treatment was extended than that of the lysosomal storage diseases and the biological half-life, regardless of the method of administration that is non-commercial utilization is excellent associated specific organ distribution efficiency in the pathogenesis.
효소 대체 요법에 사용되는 시판 중인 리소좀 축적 질환의 효소 치료제 (ex . Frabazyme)들은 치료제들은 정맥 내 투여로 그 투여 방법이 한정되어있었고, 또한 상기 정맥 내 투여쎄 의해 전신성으로 전달된 효소가 혈액 뇌 장벽을 횡단하지 못 하여, CNS 증상의 치료에 대해 매우 제한되었다. Commercially available enzyme therapies for lysosomal accumulation (ex. Frabazyme) used in enzyme replacement therapy have been limited in their method of administration by intravenous administration. Because of the lack of crossover, the treatment of CNS symptoms was very limited.
그러나, 본 발명의 효소 (특히, 리소좀 축적 질환 효소)와 서열번호 4의 하이 브리드 면역글로블린 Fc의 융합단백질들은 정맥 투여 뿐만 아니라 피하투여 등의 다른 투여 경로를 통해서 체내에 투입되어도 반감기 및 생체 이용률이 우수하다 (실 시예 7, 9, 및 10) . 게다가 본원 발명의 상기 융합단백질은 투여 경로에 제한받지 않고 기존 효소 치료제가 분포 (작용)하지 못했던 뇌조직으로도 분포하여 여러 장기 에 대하여 분포효율이 탁월한바, 넓은 부위의 질환에 대하여 치료 효과를 나타낸다 (실시예 8 및 11) . However, the fusion proteins of the enzyme of the present invention (particularly, lysosomal accumulation disease enzyme) and the hybrid immunoglobulin Fc of SEQ ID NO: 4 have a half-life and bioavailability even when injected into the body through other administration routes such as subcutaneous administration. Excellent (Examples 7, 9, and 10). In addition, the fusion protein of the present invention is not limited to the route of administration, but also distributed to the brain tissues in which the existing enzyme therapeutic agent was not distributed (acted), which has excellent distribution efficiency for various organs. (Examples 8 and 11).
상기한 바와 같이, 본 발명의 상기 효소 (특히, 리소좀 축적 질환 효소)와 서 열번호 4의 하이브리드 면역글로블린 Fc의 융합단백질들은 투여경로가 특별히 제한 되지 않으나, 바람직하게 정맥투여 (정맥주사) 또는 피하투여 (피하주사)일 수 있다. 본 발명의 융합단백질의 총 유효량은 단일 투여량 (single dose)으로 환자에 게 투여될 수 있으며, 다중 투여량 (mult iple dose)으로 장기간 투여되는 분할 치료 방법 (fract ionated treatment protocol )에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 질환의 정도에 따라 유효성분의 함량을 달리할 수 있다. 바람직하게 본 발명의 융합단백질의 바람직한 전체 용량은 1일당 환자 체중 1 kg 당 약 0.01 β 내지 1 ,000 mg, 가장 바람직하게는 0.1 내지 100 mg일 수 있다. 그러나 상기 융 합 단백질의 용량은 약학적 조성물의 투여 경로 및 치료 횟수뿐만 아니라 환자의 연령, 체중, 건강 상태, 성별, 질환의 중증도, 식이 및 배설율등 다양한 요인들을 고려하여 환자에 대한 유효 투여량이 결정되는 것아므로, 이러한 점을 고려할 때 당 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 상기 융합 단백질의 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료제로서의 특정한 용도에 따른 적절한 유효 투여량을 결정할 수 있을
것이다. 본 발명에 따론 약학적 조성물은 본 발명의 효과를 보이는 한 그 제형, 투 여 경로 및 투여 방법에 특별히 제한되지 아니한다. 나아가, 상기 약학 조성물은 항웅집제 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방 부제 등을 추가로 포함할 수 있다. As described above, the fusion proteins of the enzyme (particularly, the lysosomal accumulation disease enzyme) of the present invention and the hybrid immunoglobulin Fc of SEQ ID NO: 4 are not particularly limited in the route of administration, and preferably, intravenous (intravenous) or subcutaneous. Administration (subcutaneous injection). The total effective amount of the fusion protein of the present invention may be administered to a patient in a single dose, and may be administered by a fraction ionated treatment protocol administered for a long time in a multiple iple dose. Can be. The pharmaceutical composition of the present invention may vary the content of the active ingredient depending on the extent of the disease. Preferably the preferred total dose of the fusion protein of the present invention may be from about 0.01 β to 1,000 mg, most preferably 0.1 to 100 mg per kg of patient body weight per day. However, the dose of the fusion protein may be determined based on various factors such as the age, weight, health condition, sex, severity of the disease, diet, and excretion rate, as well as the route and frequency of treatment of the pharmaceutical composition. Given this, one of ordinary skill in the art can determine the appropriate effective dosage for the particular use of the fusion protein as a prophylactic or therapeutic agent for lysosomal accumulation diseases. will be. The pharmaceutical composition according to the present invention is not particularly limited to the formulation, route of administration and method of administration as long as the effect of the present invention is shown. Furthermore, the pharmaceutical composition may further include an anticoagulant lubricant, a humectant, a perfume, an emulsifier, and a preservative.
비경구 투여용 제제의 경우에는 주사제의 형태로 당업계에 공지된 방법으로 제형화 할 수 있다. 이들 제형은 모든 제약 화학에 일반적으로 공지된 처방서인 문 Formulations for parenteral administration may be formulated in the form of injections by methods known in the art. These formulations are statements that are commonly known prescriptions for all pharmaceutical chemistries.
¾ (Remington ' s Pharmaceut i cal Science , 15th Edi t ion , 1975. Mack Publ i shing Company , East on, Pennsylvani a 18042 , Chapter 87: Blaug, Seymour)에 기재 되어 있다. 나아가 본 발명의 약학적 조성물은 리소좀 축적 질환을 예방 또는 치료하는 효과를 가지는 공지의 화합물과 병용 투여할 수 있다. 본 발명은 상기 리소좀 축적 질환 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표 시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질의 리소좀 축적 질환 의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용도를 제공한다. ¾ (Remington's Pharmaceut i cal Science, 15th Edison, 1975. Mack Publ i shing Company, East on, Pennsylvani a 18042, Chapter 87: Blaug, Seymour). Furthermore, the pharmaceutical composition of the present invention can be administered in combination with a known compound having the effect of preventing or treating lysosomal accumulation disease. The present invention provides a use for the prevention or treatment of a lysosomal accumulation disease of the lysosomal accumulation disease enzyme and the fusion protein conjugated with human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.
본 발명은 본 발명은 알파-갈락토시데이즈 A와 서열번호 4의 아미노산 서열 로 표시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질의 파브리병의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용도를 제공한다. The present invention provides a use for the preparation of a prophylactic or therapeutic agent for Fabry disease of a fusion protein conjugated with alpha-galactosidase A and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.
또한 본 발명은 글루코세레브로시데이즈와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표 시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질의 고셔병의 예방 또 는 치료제 제조를 위한 용도를 제공한다. In another aspect, the present invention provides a use for the prevention or treatment of Gaucher disease of the fusion protein conjugated to glucocerebrosidase and the human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.
본 발명은 이듀로네이트 -2-설파테이즈와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시 되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질의 헌터 증후군의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용도를 제공한다. 본 발명은 상기 리소좀 축적 질환 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표 시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 이를 필요로 하는 개체에 유효량으로 투여하는 것을 특징으로 하는 리소좀 축적질환의 예방 또는 치 료 방법을 제공한다. The present invention provides a use for the prevention or treatment of Hunter syndrome of the fusion protein conjugated with the duronate-2-sulfatase and the human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. The present invention provides a method for the prevention of lysosomal accumulation disease, characterized in that the lysosomal accumulation disease enzyme and the human immunoglobulin hybrid Fc conjugated with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 are conjugated to an individual in need thereof. Provide a method of treatment.
본 발명은 알파-갈락토시데이즈 A와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는
인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 이를 필요로 하는 개체에 유효량으로 투여하는 것을 특징으로 하는 파브리병의 예방 또는 치료 방법을 제공 한다. The present invention is represented by the alpha-galactosides A and the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 Provided is a method for preventing or treating Fabry disease, wherein the human immunoglobulin hybrid Fc conjugated fusion protein is administered to an individual in need thereof.
또한 본 발명은 글루코세레브로시데이즈와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표 시되는 인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 이를 필요로 하는 개체에 유효량으로 투여하는 것을 특징으로 하는 고셔병의 예방 또는 치료 방법을 제공한다. In another aspect, the present invention is to prevent or treat Gaucher disease, characterized in that the fusion protein conjugated to glucocerebrosidase and the human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 is administered to an individual in need thereof. Provide a method.
본 발명은 이듀로네아트 -2-설파테이즈와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시 되는인간 면역글로블린 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질을 이를 필요로 하는 개체에 유≤량으로 투여하는 것을 특징으로 하는 헌터 증구훈의 예방 또는 치료 방 법을 제공한다. 본 발명에서 용어 '개체 (subj ect ) ' 란 동물, 바람직하게는 포유동물, 특히 인간을 포함하는 동물일 수 있으며, 동물에서 유래한 세포, 조직, 기관 등일 수도 있다. 상기 개체는 치료가 필요한 환자 (pat i ent )일 수 있다. 또한 본 발명에서 상 기 용어 '이를 필요로 하는 개체' 란 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료가 필요 한 개체일 수 있다. ' 또한, 본 발명에서 상기 용어 '유효량' 은 본 발명의 상기 융합단백질이 투 여 대상인 개체 내에서 유효한 효과, 즉 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료를 나 타내는 양을 의미한다. ' The present invention provides a fusion protein conjugated with iduroneart-2-sulfatase and a human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 to an individual in need thereof in a ≤ amount. Provide methods for the prevention or treatment of medical treatment. The term 'subj ect' in the present invention may be an animal, preferably a mammal, particularly an animal including a human, or may be a cell, tissue, organ or the like derived from the animal. The subject may be a patient (pat i ent) in need of treatment. In the present invention, the term 'subject in need thereof' may be a subject in need of prevention or treatment of lysosomal accumulation disease. In addition, the term 'effective amount' in the present invention means an amount that indicates the effective effect, that is, the prevention or treatment of lysosomal accumulation disease in the subject to which the fusion protein of the present invention is administered. '
본 발명의 상기 융합단백질은 그 자체를 그대로 투여하거나 상술한 바와 같 은 여러 제형으로 제조되어 투여될 수 있으며, 바람직하게는 원하는 효과 즉, 리소 좀 축적 질환의 예방 또는 치료 효과가 도출될 때까지 투여될 수 있다. 본 발명의 상기 융합단백질은 당업계에 공지된 방법에 따라 다양한 경로로 투여될 수 있다. 즉, 경구 또는 비경구, 예컨대 구강, 근육내, 정맥내, 피내, 동맥내, 골수내, 경막 내, 복강내, 비강내, 질내, 직장내, 설하 또는 피하 투여되거나, 위장관, 점막 또 는 호홉기로 투여될 수 있다. The fusion protein of the present invention may be administered as it is or may be prepared and administered in various formulations as described above, preferably until a desired effect is obtained, i.e., until a prophylactic or therapeutic effect of lysosome accumulation disease is obtained Can be. The fusion protein of the present invention can be administered by various routes according to methods known in the art. Oral or parenteral, such as oral, intramuscular, intravenous, intradermal, intraarterial, intramedullary, intradural, intraperitoneal, intranasal, intravaginal, intrarectal, sublingual or subcutaneous, gastrointestinal tract, mucosa or hop It can be administered by the group.
[유리한 효과】 Advantageous Effects
본 발명의 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는 인간 면역글로불 린 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질들은 효소의 활성을 유지하면서도, 투여 방
법에 관계없이 반감기 및 생체 이용률이 시판 중인 효소 치료제보다도 연장되었으 며 병인에 관련된 특정 장기 분포 효율이 탁월하므로, 리소좀 축적 질환을 포함하 여 다양한 종류의 체내 효소 결핍에 의해 야기되는 질환들의 예방 또는 치료제를 제조하는데 효과적이다. Fusion proteins conjugated with the enzyme of the present invention and the human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 maintain the enzyme activity while Regardless of the law, half-life and bioavailability have been prolonged over commercially available enzyme therapeutics, and the specific long-term distribution efficiency associated with the etiology is excellent, preventing or treating diseases caused by various types of enzyme deficiencies in the body, including lysosomal accumulation diseases. It is effective to prepare.
【도면와 간단한 설명】 [Drawing and brief description]
도 1은 알파-갈락토시데이즈 A와 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질 ( a -gal A-hyFc)을 코딩하는 DNA를 백터에 삽입하여 최종 구축된 재조합 플라스미드를 그림 으로 나타낸 것이다. 도 2는 CHO DG44 세포에서 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질이 발현된 것을 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과이다. 도 3은 각각의 세포주에서 발현한 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브 리드 Fc 융합 단백질올 non-reducing 조건과 reducing 조건에서 웨스턴블랏팅으로 확인한 것이다 (Lane 1~12: Gal-hyFc을 형질도입한 transfectant 1-12) . 도 4는 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 발현 세포주에서 회수한 배양 액으로 항체 친화성 칼럼 크로마토그래피를 진행한 후, UV 값이 높게 측정된 분획 을 정성 및 정량적으로 확인한 결과를 나타낸 것으로서, non— reducing 조건과 reducing조건에서 확인한 것이다. 도 5는 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 RP- HPLC를 이용하여 분석한 것이다. 도 6은 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질의 약물 동태학 값을 단백질 정량값 (A)과 효소 활성값 (B)으로 나타낸 것이다. 도 7은 본 발명의 알파ᅳ갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질 (A)과 Fabrazyme (B)을 5mg/kg로 SD rat에 투여하고 1 시간 뒤에 뇌, 비장, 신장, 심장, 간 조직을 적출하여 각 조직에서의 알파-갈락토시데이즈 A 단백질을 웨스턴블랏팅 으로 관찰한 것이다 (V: 부형제 투여군, Gal-hyFc : 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리
드 Fc 융합 단백질 투여군, Fabra : Fabrazyme 투여군) . 도 8은 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 Aᅳ하이브리드 Fc 융합 단백질과 Fabrazyme을 Fabry model 쥐에 투여한 후 72 시간 뒤에 뇌, 비장, 신장, 심장, 간 조직을 적출하여 각 조직에서의 효소 활성을 비교한 것이다 (wi ld: 정상쥐) . 도 9는 본 발명의 알파—갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 피하 주사로 투여 시, 약물 동태학 값을 단백질 정량값 (A)와 효소 활성값 (B)로 나타낸 것이다. 도 10은 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 5mg/kg로 SD rat에 피하주사 (SC)로 투여하고 48 시간 뒤에 뇌, 비장, 신장, 심장, 간조직을 적출하여 각 조직에서의 단백질을 웨스턴블랏팅으로 관찰한 것이다. 도 11은 글루코세레브로시데이즈와 하이브리드 Fc가 접합된 융합단백질 (GCB-hyFc) (도 11 a)와 이듀로네이트 -2-설파테이즈와 하이브리드 Fc가 접합된 융 합단백질 ( IDS-hyFc) (도 11 b)를 코딩하는 DNA를 백터에 삽입하여 최종 구축된 재조합 플라스미드를 그림으로 나타낸 것이다. 도 12는 CHO DG44 세'포에서 본 발명의 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질과 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질이 발현된 것을 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과를 나타낸 것이다 (Lane 1 : GCB-hyFc , Trans feet ant 1; Lane 2: GCB-hyFc , Trans feet ant 2; Lane3 : IDS-hyFc, Trans feet ant 1; Lane 4: IDS-hyFc , Transfectant 2; Lane 5: GCB-hyFc , Trans feet ant 3; Lane 6 : GCB-hyFc , Transfectant 4; Lane 7: IDS-hyFc , Transfectant 3; Lane 8: IDS-hyFc , Transfectant 4) . 도 13은 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질과 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질을 생산하는 각각의 세포주의 배양액으로 항체 친화성 칼럼 크로마토그래피를 진행한 후, UV 값이 높게 측정된 분획을 정성 및 정량적으로 확인한 결과를 나타낸 것으로서, non-reducing 조건 (A)과 reducing 조건 (B)에서 확인한 것이다 (도 13의 A 에서 Lane 1 : GCB-hyFC, Lane 2 : IDS-hyFc
를 의미, 도 13의 B에서 Lane 1: GCB-hyFc 생산세포주 배양액, Lane 2: GCB-hyFc protein A ■정.제 f low through, Lane 3: GCB-hyFc protein A eluate , Lane 4: IDS- hyFc 생산세포주 배양액, Lane 5: IDS-hyFc protein A 정제 f low through, Lane 6: IDS-hyFc protein A eluate) . Figure 1 shows a recombinant plasmid finally constructed by inserting DNA encoding a fusion protein (a -gal A-hyFc) conjugated with alpha-galactosidase A and hybrid Fc into the vector. Figure 2 shows the results confirmed by Western blotting the expression of the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention in CHO DG44 cells. Figure 3 is confirmed by Western blotting in non-reducing conditions and reducing conditions of the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention expressed in each cell line (Lane 1 ~ 12: Gal-hyFc Transfectant 1-12). 4 shows the results of qualitatively and quantitatively confirming the fractions of which UV values are measured after antibody affinity column chromatography with a culture medium recovered from an alpha-galactosidase A-hybrid Fc-expressing cell line. non—recognized in a reducing condition and a reducing condition. 5 is an analysis of the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention using RP-HPLC. Figure 6 shows the pharmacokinetic values of the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention as protein quantitative values (A) and enzyme activity values (B). FIG. 7 shows brain, spleen, kidney, heart, and liver tissues after 1 hour of administration of alpha ᅳ galactosidase A-Hybrid Fc fusion protein (A) and Fabrazyme (B) of the present invention to 5 mg / kg of SD rats. It was extracted and observed by Western blotting alpha-galactosidase A protein in each tissue (V: excipient group, Gal-hyFc: alpha-galactosidase A-hybrid) De Fc fusion protein administration group, Fabra: Fabrazyme administration group). FIG. 8 shows the brain, spleen, kidney, heart and liver tissues extracted 72 hours after the administration of the alpha-galactosidase A ᅳ hybrid Fc fusion protein and Fabrazyme to Fabry model mice. (Wi ld: normal rat). Figure 9 shows the pharmacokinetic values as protein quantitative values (A) and enzyme activity values (B) when the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention is administered by subcutaneous injection. FIG. 10 shows that the brain, spleen, kidney, heart, and liver tissues were extracted 48 hours after administration of the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention to 5 mg / kg of subcutaneous injection (SC) in SD rats. Proteins in each tissue were observed by Western blotting. 11 shows a fusion protein (GCB-hyFc) conjugated to glucocerebrosidase and hybrid Fc (FIG. 11 a) and a fusion protein conjugated to eduron-2-sulfatase and hybrid Fc (IDS-hyFc) ( Figure 11 b) shows the recombinant plasmid finally constructed by inserting the DNA encoding the vector into the vector. Figure 12 Days when a celebrity glucoside of the present invention in CHO DG44 three "for-shows the results confirm that the hybrid Fc fusion protein expression by Western blotting - a hybrid Fc fusion protein and carbonate-2-sulfamic te rise to yidyu Lane 1: GCB-hyFc, Trans feet ant 1; Lane 2: GCB-hyFc, Trans feet ant 2; Lane 3: IDS-hyFc, Trans feet ant 1; Lane 4: IDS-hyFc, Transfectant 2; Lane 5: GCB -hyFc, Trans feet ant 3; Lane 6: GCB-hyFc, Transfectant 4; Lane 7: IDS-hyFc, Transfectant 3; Lane 8: IDS-hyFc, Transfectant 4). Figure 13 shows the UV values after antibody affinity column chromatography with the culture of each cell line producing the glucocerebrosidase-hybrid Fc fusion protein and the duronate-2-sulfatase-hybrid Fc fusion protein. This highly measured fraction shows the results of qualitative and quantitative confirmation, which was confirmed under non-reducing conditions (A) and reducing conditions (B) (lane A: GCB-hyFC, Lane 2: IDS- in FIG. 13A). hyFc 13, Lane 1: GCB-hyFc production cell line culture medium, Lane 2: GCB-hyFc protein A ■ Tablet f low through, Lane 3: GCB-hyFc protein A eluate, Lane 4: IDS-hyFc Cell line culture medium, Lane 5: IDS-hyFc protein A purified f low through, Lane 6: IDS-hyFc protein A eluate).
【발명의 실시를 위한 형태】 [Form for implementation of invention]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실 시예에 한정되는 것은 아니다. However, the following examples are merely to illustrate the present invention, the content of the present invention is not limited to the following embodiments.
<실시예 1> <Example 1>
α -galactosidase A와하이브리드 Fc단편의 융합단백질을인코딩하는쳬조 합플라스미드의 구축 Construction of Synthetic Synthetic Plasmids Encoding Fusion Proteins of α-galactosidase A with Hybrid Fc Fragments
Gene cloning을 위해 인간 알파-갈락토시데이즈 A(Genbank Accession No . BT007835)와 하이브리드 Fc (서열번호 1)의 DNA를 합성하여 융합한 후, 최종적으로 융합 단백질을 인코딩하는 전체 유전자 서열 DNA (서열번호 2)를 얻었다. For gene cloning, the DNA of human alpha-galactosidase A (Genbank Accession No. BT007835) and hybrid Fc (SEQ ID NO: 1) were synthesized and fused, and finally, the entire gene sequence DNA (SEQ ID NO: 2) was obtained.
구체적으로, 유전자 구축을 위해 pAD15 vector를 사용하였으며 insert DNA ( 인간 알파—갈락토시데이즈 A의 DNA)와 vector (hybr id Fc가 포함된 pAD15 vector) 를 EcoRI와 BstEI I 제한 효소로 잘라준 뒤 정제하여 깨끗한 DNA를 추출하였다. 이 렇게 얻은 vector와 insert DNA를 l igat ion을 통하여 pAD15 vector에 삽입된 최종 product를 얻었다. 최종 product를 효율 좋은 DH5 a competent cel l에 삽입한 뒤 vector 내에 있는 항생제 내성 유전자에 맞는 ampici l l in 항생제를 첨가한 agar plate에 도말하여 colony를 선별한 뒤 시퀸성을 하여 염기 서열을 확인하였다. 융 합 단백질을 인코딩하는 염기서열은 서열번호 2 이고, 융합단백질의 아미노산 서열 은 서열번호 3이며, 하이브리드 Fc 단편의 아미노산 서열은 서열번호 4이다. Specifically, pAD15 vector was used for gene construction, and the insert DNA (human alpha-galactosidase A DNA) and vector (pAD15 vector containing hybr id Fc) were cut with EcoRI and BstEI I restriction enzymes and purified. Clean DNA was extracted. The final product inserted into the pAD15 vector was obtained by using l igat ion. The final product was inserted into efficient DH5 a competent cel l, plated on an agar plate containing ampici l l in antibiotics for antibiotic resistance genes in the vector, colonies were selected, and sequencing was performed to confirm the nucleotide sequence. The base sequence encoding the fusion protein is SEQ ID NO: 2, the amino acid sequence of the fusion protein is SEQ ID NO: 3, and the amino acid sequence of the hybrid Fc fragment is SEQ ID NO: 4.
도 1에 최종 구축된 재조합 플라스미드를 그림으로 표시하였다. pAD15 백터 의 클로닝 사이트에 합성을 통해 얻어진 알파—갈락토시데이즈 Aᅳ하이브리드 Fc의 DNA를 삽입하여 7,345bp 크기의 백터를 제작하였다. The recombinant plasmid finally constructed in Figure 1 is shown graphically. A 7,345 bp vector was constructed by inserting the DNA of alpha-galactosides A ᅳ Hybrid Fc obtained through synthesis into the cloning site of the pAD15 vector.
<실시예 2> <Example 2>
알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc융합단백질 발현 세포주의 확립
<2-l>형질 도입 Establishment of Alpha-galactosidase A-Hybrid Fc Fusion Protein Expressing Cell Line <2-l> quality introduction
실시예 1의 클로닝을 통해 얻은 최종 백터를 CH0-DG44 포유동물 세포에 도입 하여 융합 단백질을 발현시켰다. The final vector obtained through the cloning of Example 1 was introduced into CH0-DG44 mammalian cells to express the fusion protein.
구체적으로, 5X106 수의 세포에 DNA를 흔합하고 Neon™ transfect ion system ( Invi trogen)으로 DNA를 세포에 도입하고 0.5ml의 배지 (Hypoxanthine이 포함된 Hyclone SFM4CH0)가 담겨 있는 24-wel l pi ate에 첨가하였다. Specifically, 24-wel l piate containing DNA in 5 × 10 6 cells and introducing DNA into cells with a Neon ™ transfect ion system (Invi trogen) and containing 0.5 ml of medium (Hyclone SFM4CH0 with Hypoxanthine). Was added.
<2-2>발현 세포주분별 <2-2> expression cell line classification
Hypoxanthine (HT)를 이용하여 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 발현하는 세포주를 분별하였다. Dihydrofolate reductase (DHFR) 유전자와 실시예 1에서 얻은 본 발명의 융합 단백질 유전자가 포함되어있는 백터를 형질도입한 CH0-DG44 세포에 72시간 후 HT가 포함되어 있지 않은 배지로 교체하였 다. 콜로니가 형성될 때까지 3~4 일 마다 배지를 교체하면서 발현 세포주를 선별하 였다. Hypoxanthine (HT) was used to fractionate cell lines expressing the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the invention. The transfected CH0-DG44 cells transfected with the vector containing the dihydrofolate reductase (DHFR) gene and the fusion protein gene of the present invention obtained in Example 1 were replaced with a medium without HT after 72 hours. Expressing cell lines were selected by changing the medium every 3-4 days until colonies were formed.
도 2는 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질이 세포 에서 발현되는 것을 웨스턴블랏팅 (westernbloU ing, 하기 실시예 3과 동일한 방 법)으로 확안한 결과이다. 도 2에 나타난 바와 같이 상기 융합 단백질이 세포에서 정상적으로 발현되고 배지로 분비됨을 확인할 수 있다. 선별된 세포에는 methotrexate (MTX)를 다양한 농도로 처리하고 3~4일마다'배지를 교체하면서 세포 를 선별하고 정상적인 세포 성장 속도에 도달하면 96-wel l pi ate에 1 cel l/wel l이 되도록 분주하여 colony가 형성될 때까지 배양한다. 약 2주일 후 colony가 형성되 면 배지를 회수하여 Dot-blot system (Bio-rad)를 이용하여 발현량이 높은 세포주 를 선별하였다. Figure 2 is a result confirmed by Western blotting (westernbloUing, the same method as in Example 3) that the alpha-galactosidase A-Hybrid Fc fusion protein of the present invention is expressed in the cell. As shown in Figure 2 it can be seen that the fusion protein is normally expressed in cells and secreted into the medium. Selected cells were treated with various concentrations of methotrexate (MTX), and every 3-4 days ' cells were selected while changing medium and reached 1-cel l / wel l in 96-wel l piate after reaching normal cell growth rate. Dispense and incubate until colony is formed. After about two weeks, when colony was formed, the medium was recovered, and cell lines with high expression level were selected using a dot-blot system (Bio-rad).
<2-3>세포단위 생산성 평가 <2-3> Cellular productivity evaluation
본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 코딩하는 백 터가 형질 도입된 세포의 배지를 하루 전날 교체 한 뒤 24시간 후 상기 단백질이 발현된 배지를 수집하고 세포 수를 세어놓았다. 세포 단위 생산성 평가는 Human IgG quant itat ion ELISA ki t (Betyl lab . , Inc . , E8()-104)를 이용하여 측정하였다. 본 실험에서는 6 종류의 세포 (주)를 사용하였으며, 임의적으로 1번에서 6번으로 번 호를 매겼다. The protein-expressing medium was collected and the number of cells was counted 24 hours after replacing the medium of the cell transfected with the vector encoding the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention the day before. . Cellular productivity was measured using Human IgG quantitative ion ELISA kit (Betyl lab., Inc., E8 ()-104). In this experiment, 6 cell strains were used and numbered from 1 to 6 arbitrarily.
코팅 용액에 회석된 코팅 항체를 Nunc 96-wel l plate에 각각 100 ^씩 첨가
하고 실온에서 1시간 배양하였다. Plate를 TBST (Tr is-buf fered saline Tween-20) 세척 용액으로 5번 세척한 후 1% BSA (Bovine serum albumin)가 첨가된 블로킹 버 퍼 (Blocking buffer)를 200 /well로 첨가하여 30분 동안 실은에서 방치하였다. Plate를 TBST 세척 용액으로 5번 세척한 후 0ng/ml~500ng/ml까지 1/2씩 희석한 표 준용액 또는 적절한 비율로 회석한 배지 샘플을 100 씩 첨가하였다. 실온에서 1 시간 배양 후 TBST 세척 용액으로 5번 세척하고 1/100,000으로 희석한 HRP (Horse radish peroxidase) 검출 항체 (Detection antibody)를 100 /well를 첨가한 뒤 '실온에서 1시간 배양하였다. TBST 세척 용액으로 5번 세척하고 100 /we 11 TMB 기 질 용액을 첨가하여 어두운 실온에서 15분간 반웅 후 100 fd/mll 반응 종료 용액 을 첨가하여 반웅을 종료시키고 450nm에서 plate reader로 흡광도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.一단위 생산성은 ELISA로부터 계산된 질량을 총 세포수로 나누어 pg/cell/day (pcd) 값을 얻었다. 100 ^ each of the coating antibodies dilute in the coating solution was added to Nunc 96-wel l plates. And incubated at room temperature for 1 hour. The plate was washed 5 times with TBST (Tr is-buf fered saline Tween-20) solution and then added with a blocking buffer (200% / well) with 1% BSA (Bovine serum albumin) for 30 minutes. In fact, it was left at. The plate was washed five times with TBST washing solution, and then 100% of the standard solution diluted in 1/2 to 0ng / ml ~ 500ng / ml or diluted media in an appropriate proportion. After 1 hour incubation at room temperature, washed 5 times with TBST washing solution and diluted to 10 / 100,000 HRP (Horse radish peroxidase) detection antibody (Detection antibody) was added 100 / well 'and incubated at room temperature for 1 hour. Wash 5 times with TBST washing solution, add 100 / we 11 TMB substrate solution, and react for 15 minutes at dark room temperature. Then, stop the reaction by adding 100 fd / mll reaction termination solution and measure the absorbance with a plate reader at 450 nm. The results are shown in Table 1. One unit productivity was obtained by dividing the mass calculated by ELISA by the total cell number to obtain pg / cell / day (pcd).
【표 1】 단위 생산성 평가 [Table 1] Unit productivity evaluation
표 1에 나타난 바와 같이, 선별한 1~6번까지의 여러 세포주들은 다양한 pcd 값을 가지고 상기 융합 단백질을 발현함을 알 수 있다. As shown in Table 1, it can be seen that several cell lines selected 1 to 6 express the fusion protein with various pcd values.
<실시예 3> <Example 3>
알파—갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc의 웨스턴블랏팅을 통하 발현 단백 ¾ Expressed Protein through Western Blotting of Alpha—Galactosides A-Hybrid Fc ¾
각각의 세포주 (Gal-hyFc을 형질도입한 transfectant 1-12)에서 발현된 백 질은 western blotting을 통하여 검증하였다. Eppendorf tube (E-tube)에 발현된 단백질의 배지 샘플을 넣고 IX가 되도록 loading dye를 넣고 running' tank에 6¾ SDS-PAGE gel을 장착하여 80~100 V 사이로 전기영동하였다. 단백질은 Trans-Blot SD Semi Dry Transfer Cell (Bio-Rad)을 이용하여 PVDF membrane으로 transfer하였 다. Transfer 종료 후 membrane을 5% 탈지분유가 포함된 TBST를 사용하여 실온에서 10분 동안 blocking을 진행하였다 . IX TBST 에 goat human IgG-HRP antibody
(Santacruz biotechnology)를 1/2000으로 회석하여 실온에서 1시간 ~2시간동안 membrane에 붙힌 후 IX TBST로 5분간 3번 세척하였다. Membrane에 ECL soul t ion ( iNtRON)을 고르게 적신 후 chemidoc (Bio-rad)에서 신호를 확인하여 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 각각의 세포주에서 발현한 상기 융합 단백질은 disul f ide-bond를 제거하였을 때 80 kDa 정도의 분자량올 가지며, disul f ide-bond 를 제거하지 않을 시 Fc가 dimer를 형성하여 2개 크기인 170 kDa 정도의 분자량임 을 확인할 수 있다. The protein expressed in each cell line (transfectant 1-12 transduced with Gal-hyFc) was verified by western blotting. A medium sample of the protein expressed in the Eppendorf tube (E-tube) was added, a loading dye was added to IX, and a 6¾ SDS-PAGE gel was mounted in a running ' tank and electrophoresed between 80 and 100 V. Proteins were transferred to PVDF membrane using Trans-Blot SD Semi Dry Transfer Cell (Bio-Rad). After transfer, the membrane was blocked for 10 minutes at room temperature using TBST containing 5% skim milk powder. IX TBST to goat human IgG-HRP antibody (Santacruz biotechnology) was diluted to 1/2000, adhered to the membrane for 1 hour to 2 hours at room temperature, and washed three times with IX TBST for 5 minutes. ECL soul t ion (iNtRON) was evenly soaked in membrane, and the signal was confirmed in chemidoc (Bio-rad). The results are shown in FIG. 3. As shown in Figure 3, the fusion protein expressed in each cell line has a molecular weight of about 80 kDa when the disul f ide-bond is removed, Fc forms a dimer when the disul f ide-bond is not removed It can be confirmed that the molecular weight of about 170 kDa, two sizes.
<실시예 4> <Example 4>
알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc읍합단백질의 정제 및 농축 상기 <실시예 2>에서 제작한 transfectant 세포주를 이용하여 부착 세포 생 산으로 얻은 배지를 0.2 μ πι의 기공 크기를 갖는 셀를로오스 여과 막에 여과하여 불 순물을 제거하고 여과된 배지는 컬럼에 로딩하기 전까지 4°C 또는 얼음 중에 보관 하여 준비하였다. Protein A 단백질이 표지되어 있는 항체 친화성 컬럼 레진의 종 류 중 하나인 Mabselect Sure (GE healthcare)로 컬럼을 층진하고 이동상올 준비하 였다. 먼저 컬럼을 평형시켜 주는 완충액 A (20mM sodium phosphate , 150mM NaCl , PH7.2)을 준비하고 바인딩된 단백질을 산성 조건에서 용출시켜 줄 낮은 pH 완충액 B (lOOmM sodium ci trate , pH3.0)를 준비하였다. 완충액 A로 크로마토그래피 (AKTA puri f ier , GE healthcare) 시스템의 라인에 항체 친화성 컬럼을 연결하고 레진을 10 CV (컬럼 부피)로 평형 시켜주었다. UV 값이 평형이 된 것을 확인한 후에 미리 준비한 알파-갈락토시데이즈 Aᅳ하이브리드 Fc 융합 단백질을 FPLC의 펌프 로딩으로 컬럼에 로딩하여 항체 친화성 크로마토그래피를 수행하였다. 완층액 B로 pH를 낮추 어서 바인딩 된 후 용출된 단백질은 200 ^씩 분획하여 회수하였다. 회수된 분획은 UV 값을 확인하여 0.05 이상의 분획만 모아 중화액 ( 1M Tris-Cl , pH8.0)을 넣어 중 ' 화하였다. 분획하여 앋은 단백질은 8¾ SDS-PAGE에서 non-reducing 상을 확인하고 10% SDS-PAGE에서 reducing 상 단백질 크기를 확인하였다 (도 4) . Purification and Concentration of Alpha-Galactosidase A-Hybrid Fc Synthesized Protein Cells having a pore size of 0.2 μπι were obtained by culturing the medium obtained as adherent cell production using the transfectant cell line prepared in Example 2. The impurities were removed by filtration on the membrane and the filtered medium was prepared by storing in 4 ° C or ice until loading to the column. The column was stratified with Mabselect Sure (GE healthcare), one of a class of antibody-affinity column resins labeled with Protein A protein, and mobile phases were prepared. First, buffer A (20 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, PH7.2) was prepared to equilibrate the column, and low pH buffer B (lOOmM sodium ci trate, pH3.0) was prepared to elute the bound protein under acidic conditions. . The antibody affinity column was connected to a line of chromatography (AKTA puri ier, GE healthcare) system with buffer A and the resin was equilibrated to 10 CV (column volume). After confirming that the UV values were equilibrated, pre-prepared alpha-galactosidase A 준비 hybrid Fc fusion proteins were loaded onto the column by pump loading of FPLC to carry out antibody affinity chromatography. After binding by lowering the pH of the complete layer B, the eluted protein was recovered by fractionation of 200 ^. The recovered fraction was "Chemistry of the UV to determine the value of 0.015 or more fractions collected only into the neutralization solution (1M Tris-Cl, pH8.0) . The fractionated protein was identified as non-reducing phase in 8¾ SDS-PAGE and reducing phase protein size in 10% SDS-PAGE (FIG. 4).
상기 융합단백질의 아미노산서열 분석 결과, 서열번호 3으로 확인되었다. The amino acid sequence analysis of the fusion protein, it was confirmed by SEQ ID NO: 3.
<실시예 5>
알파-갈락토시데이즈 A관련 공시 제품과 본원 발명의 암파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc의 효소활성 측정 및 비교 Example 5 Determination and Comparison of Enzyme Activity between ALPHA-Galactosides A-Hybrid Fc of the Present Invention
Fabrazyme (Genzyme)과 본 발명에서 발현된 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리 드 Fc 융합 단백질의 기질 분해능을 비교하기 위하여 4-methyhimbel liferyl-α -El- gal act opyranoside (Sigma)를 기질로 사용하였다. Fabrazyme과 알파二갈락토시데이 즈 Aᅳ하이브리드 Fc 융합 단백질 (Gal-hyFc)을 각각 ' ' assay buffer (50mM sodium citrate, 50mM NaCl, pH4)로 희석하고, 4—methylumbelliferyl-a-D— galactopyranoside도 assay buffer로 800μΜ농도로 회석하여 단백질과 기질을 50^ 씩 흔합하여 black 96-well pi ate에 담은 후 6)« ^3^011은 365nm 파장으로 주고 611^5^011은 445^ 파장에서 5분 동안 kinetic mode로 측정하였다. 특이적 활성은 즉정된 Vmax를 calibration standard 4-methyl umbel 1 iferone≤. 구한 conversion factor를 곱하여 계산하였다 (N=3, specific activity土 SEM) . 그 결과, 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하 이브리드 Fc 융합 단백질은 0.9X106pmol/minA«g의 활성을, 대조군은 1.4XK)6 pmol/min///g 활성을 나타내어, 본원 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질이 기존에 파브리병 치료제로 상용되 있는 Fabrazyme에 비하여 무게 대비 60% 활성을 유지하고 .있으며 몰농도로 환산 시 거와 동등한 수준임올 확인하 였다. 4-methyhimbel liferyl-α-El-gal act opyranoside (Sigma) was used as a substrate to compare the substrate resolution of Fabrazyme (Genzyme) and alpha-galactosidase A-Hybrid Fc fusion protein expressed in the present invention. It was. Dilute the Fabrazyme and Alpha 2-galactosides A ᅳ hybrid Fc fusion protein (Gal-hyFc) with '' assay buffer (50 mM sodium citrate, 50 mM NaCl, pH4), respectively, and use the 4-methylumbelliferyl-aD-galactopyranoside assay buffer. Dilute the protein and substrate 50 ^ by diluting it into 800μΜ concentration in black 96-well piate. 6) «^ 3 ^ 011 is 365nm wavelength and 611 ^ 5 ^ 011 is kinetic for 5 minutes at 445 ^ wavelength. Measured in mode. Specific activity was calculated by calibrating the immediate Vmax by standard 4-methyl umbel 1 iferone ≦. Calculated by multiplying the conversion factor (N = 3, specific activity SEM). As a result, as shown in Table 2, the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention had activity of 0.9X10 6 pmol / minA «g, and the control group was 1.4XK) 6 pmol / min / // shows g-activity, the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein of the present invention maintains 60% of its weight relative to Fabrazyme, which is conventionally used for Fabry disease treatment, and converted to molarity. It was confirmed that the level was almost the same.
[표 2】 [Table 2 ]
알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc (Gal-hyFc)와 Fabrazyme의 in vitro 활성 비 교 시험
In vitro Activity Comparison of Alpha-galactosidase A-Hybrid Fc (Gal-hyFc) and Fabrazyme
<실시예 6> <Example 6>
Reverse phase HPLC (RP-HPLC)를통한알파-갈락토시데이즈 A-하이브리 융합단백질분석
Protein A 단백질이 표지되아 있는 항체 친화성 컬럼 레진의 종류 중 하나인 Mabselect Sure (GE healthcare)를 이용하여 정제한 알파-갈락토시데이즈 A-하이브 리드 Fc 융합 단백질에 대해 RP-HPLC 분석을 수행하였다. RP-HPLC는 Xbridge BEH300 C4 (4.6誦 X 150mm) 컬럼을 이용하여 l.Oml/min의 유속으로 0.1% 트리플루 오로아세트산 (TFA)를 포함하는 3차 증류수에 0.095% TFA를 함유하는 아세토나이트 릴 (35-55% in 40min)의 선형구배를 이용하여 단백질을 용출하였다. 용리 peak는 280nm에사 관찰하였다. 도 5는 본 발명의 단백질을 RP-HPLC를 이용하여 분석한 것으로 280nm에서 12.5분에 단일 peak가 확인되었다. Fabrazyme과 Replagal 두 제품 모두 C 말단에 존재하는두 개의 leucine 아미노산 서열 중 하나 또는 두 개 모두가 절단되어 RP- HPLC 분석 시 3개의 peak가 확인되는 것에 반해 (Lee et al . Glycobiology, 13: 305-313, 2003), 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질은 C 말단이 Fc 로 보호되어 RP-HPLC 분석에서 단일 peak으로 관찰되기 때문에 앞선 두 제품보다 품질 관리에 유리함을 확인하였다. Alpha-galactosidase A-Hybrid Fusion Protein Analysis by Reverse Phase HPLC (RP-HPLC) RP-HPLC analysis was performed on alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein purified using Mabselect Sure (GE healthcare), one of the types of antibody-affinity column resin labeled Protein A protein. . RP-HPLC is acetonite reel containing 0.095% TFA in tertiary distilled water containing 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) at a flow rate of l.Oml / min using an Xbridge BEH300 C4 (4.6 x 150 mm) column. Protein was eluted using a linear gradient of (35-55% in 40min). Elution peak was observed at 280nm. 5 shows that the protein of the present invention was analyzed using RP-HPLC. A single peak was confirmed at 280 nm at 12.5 minutes. Whereas both Fabrazyme and Replagal products have one or both of the two leucine amino acid sequences present at the C-terminus, three peaks are identified by RP-HPLC analysis (Lee et al. Glycobiology, 13: 305-313 , 2003), the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein was found to be more favorable for quality control than the previous two products because the C terminus is protected by Fc and observed as a single peak in RP-HPLC analysis.
<실시예 7> <Example 7>
알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc의 약물동태학값측정 체중이 250g 정도인 SD rat 수컷에 본 발명에서 발현된 Gal-hyFc단백질을 각각 5mg/kg와 농도로 정맥 투여하였다. 투여 전, 투여 5, 10, 20, 30, 60, 120, 240, 360, 480, 1440, 2880, 4320, 8640 분 후에 혈액 샘플을 채취하여 혈장에 남 아있는 본 발명에서 발현된 Gal-hyFc 단백질의 농도와 활성을 측정하였다. 단백질 의 농도는 ELISA를 이용하여 측정하였다. 코팅 용액에 희석한 affinity purified Human I G capture antibody (Bethyl Laboratories, Inc.)를 Nunc 96 well plate에 각각 100 ^씩 첨가하고 실온에서 한 시간 방치하였다. Antibody가 코팅된 plate를 TBST (Tr is— Buffered Saline Tween-20) 세척 용액으로 5 번 세척한 후 1% BSA (Bovine serum albumin)가 첨가된 blocking buffer를 well당 200 ^씩 첨가하여 30 분 동안 실온에서 반웅하였다. Plate를 TBST 세척 용액으로 5 번 세척한 후 0~500pg/ml 까지 1/2씩 희석한 표준용액 또는 적절한 비율로 회석한 혈장 샘플을 100 씩 첨가하고 실온에서 1 시간동안 방치하였다. TBST 세척 용액으로 5 번 세척 하고 HRP Conjugated Human IgG Detection Antibody를 회석하여 각 well 당 100^
싹 넣고 상온에서 1 시간 동안 반응시키고 plate를 TBST 세척 용액으로 5번 세척한 후 well 당 씩 TMB substrate 용액을 첨가하여 어두운 실온에서 15 분 반웅시 킨 뒤 well 당 100 ^의 반웅 종료 용액을 첨가하여 반웅을 종료시키고 450nm에서 late reader로 흡광도를 측정하였다. 단백질의 농도는 ELISA로부터 계산된 양에 희석배율을 곱하여 혈장 내 단백질 농도를 계산하였다. Pharmacokinetics of Alpha-galactosidase A-Hybrid Fc SD rats weighing about 250 g were intravenously administered Gal-hyFc protein expressed in the present invention at 5 mg / kg and concentration, respectively. Gal-hyFc protein expressed in the present invention which remains in plasma by taking a blood sample before administration, 5, 10, 20, 30, 60, 120, 240, 360, 480, 1440, 2880, 4320, 8640 minutes after administration The concentration and activity of the was measured. Protein concentration was measured using ELISA. Affinity purified Human IG capture antibody (Bethyl Laboratories, Inc.) diluted in the coating solution was added 100 N each to Nunc 96 well plates and allowed to stand at room temperature for 1 hour. Antibody-coated plates were washed five times with TBST (Tr is—Buffered Saline Tween-20) wash solution, followed by adding 200% of blocking buffer with 1% BSA (Bovine serum albumin) per well for 30 minutes at room temperature. Replied at. The plate was washed five times with TBST washing solution, and then 100 parts of plasma samples diluted in half or 0 to 500 pg / ml or appropriate proportions were added and allowed to stand at room temperature for 1 hour. Wash 5 times with TBST washing solution and dilute HRP Conjugated Human IgG Detection Antibody to 100 ^ for each well. The shoots were allowed to react for 1 hour at room temperature, and the plates were washed 5 times with TBST washing solution, and then mixed with TMB substrate solution per well for 15 minutes at dark room temperature. And the absorbance was measured with a late reader at 450nm. The protein concentration was calculated by multiplying the amount calculated from the ELISA by the dilution factor to calculate the protein concentration in plasma.
활성은 회수한 혈장을 assay buffer (50mM sodium citrate, 50mM NaCl, pH4.0)로 회석하였다. 기질인 4-methyhimbelliferyl— α-D-galactopyranoside도 assay buffer로 800 μΜ농도로 희석하여 희석한 혈장과 기질을 50/^씩 흔합하여 black 96-well plate에 담은 후 excitation은 365nm 파장으로 주고 emission은 445nm 파장에서 5분 동안 kinetic mode로 측정하였다. 특이적 활성은 측정된 Vmax 를 cal ibrat ion standard 4-me t hy 1 umbe 11 i f e r one≤. 구한 conversion factor를 곱하 여 계산하였다 (N=3, specific activity土 SEM). 도 6은 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc의 약물 동태학 값을 단백질 정량값 (A)과 효소 활성값 (B)로 확인한 것으로 알파-갈락토시데이즈 A-하 이브리드 Fc가 혈액 내에 지속되는 반감기 (terminal half-life)가 20 시간 이상임 을 확인하였으며, 이는 현재 파브리병 치료제로 시판 중이 Fabrazyme과 Replagal의 혈액 내 반감기인 2시간 보다 월등히 긴 시간이다. Activity was recovered by diluting the recovered plasma with assay buffer (50mM sodium citrate, 50mM NaCl, pH4.0). 4-methyhimbelliferyl—α-D-galactopyranoside, which is diluted to 800 μΜ in assay buffer, is then mixed with 50 / ^ of diluted plasma and substrate in a black 96-well plate, followed by excitation at 365 nm wavelength and emission at 445 nm. It was measured in kinetic mode for 5 minutes at the wavelength. Specific activity was determined by Vmax of cal ibrat ion standard 4-me t hy 1 umbe 11 i f e r one ≦. Calculated by multiplying the conversion factor (N = 3, specific activity SEM). FIG. 6 shows the pharmacokinetic values of alpha-galactosidase A-hybrid Fc of the present invention as protein quantitative values (A) and enzyme activity values (B). Has a terminal half-life of more than 20 hours, which is much longer than the two-hour half-life of Fabrazyme and Replagal on the market for Fabry disease.
<실시예 8> <Example 8>
알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc의 조직분포측정 체중이 250g 정도인 SD rat 수컷에 본 발명에서 발현된 단백질과 Fabrazyme (Genzyme)을 각각 5mg/kg의 농도로 정맥 투여하였다. 약물 비처리군도 약물 처리군 과 동일한 부피꾀 부형제 (20mM sodium phosphate, 165mM mannitol, pH7.0)를 동일 한 방법으로 투여하였다. 투여 1시간 후에 간, 심장, 신장, 비장, 뇌를 적출하고 lysis buffer (27 mM citric acid, 46 mM sodium phosphate dibasic, 0.15% Triton X— 100, pH4.6)를 넣고 얼음 위에서 분쇄하고 원심분리하여 상등액만 회수하였다. 회수한 상등액은 SDS-PAGE에서 anti-GLA antibody (Abeam)을 이용하여 웨스턴블랏 팅으로 확인하였다. 도 7은 알파-갈락토시데이즈 A—하이브리드 Fc (A)와 Fabrazyme (B)를 각각
SD rat에 투여한 뒤 각 조직 추출물의 단백질에서 Fabrazyme과 알파-갈락토시데이 즈 A-하이브리드 Fc를 ant i- α gal actos idase A ant ibody (Abeam)를 이용하여 웨스 턴블랏팅으로 확인한 것으로 Fabrazyme 투여군은 뇌와 심장에서 알파-갈락토시데이 즈 A가 거의 발현되지 않거나 매우 약하게 발현되는 반면 알파-갈락토시데이즈 A- 하이브리드 Fc는 뇌를 비롯한 모든 조직에서 관찰되었다. 이는 알파-갈락토시데이 즈 A-하이브리드 Fc가 Fabrazyme과 분포 양상이 다를 수 있음을 의미하며 특히 Fabrazyme이 잘 분포하지 않는 놔 조직으로 분포 가능성을 제시한다. 도 7의 A에서 보는 바와 같이 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질체 뿐만 아니라 알파-갈락토시데이즈 A 분자량 크기의 단백질도 관찰되었는데 , 이러한 결과가 각 장기에서 일부 알파ᅳ갈락토시데이즈 A와 Fc가 절단되는 것인지 혹은 단백질 추출과 정에서 일어나는 결과인지에 대해서는 확인아 필요하다. Tissue Distribution Measurement of Alpha-Galactosidase A-Hybrid Fc SD rats weighing about 250 g were administered intravenously with the protein expressed in the present invention and Fabrazyme (Genzyme) at a concentration of 5 mg / kg, respectively. In the non-drug group, the same volume excipient (20 mM sodium phosphate, 165 mM mannitol, pH7.0) was administered in the same manner as the drug-treated group. After 1 hour of administration, liver, heart, kidney, spleen and brain were removed, lysis buffer (27 mM citric acid, 46 mM sodium phosphate dibasic, 0.15% Triton X— 100, pH4.6) was added, crushed on ice and centrifuged. Only the supernatant was recovered. The recovered supernatant was confirmed by Western blotting using anti-GLA antibody (Abeam) on SDS-PAGE. 7 shows Alpha-galactosides A—Hybrid Fc (A) and Fabrazyme (B), respectively. Fabrazyme and alpha-galactosidase A-hybrid Fc were identified by West turn blotting using ant i-α gal actos idase A ant ibody (Abeam) in the protein of each tissue extract after administration to SD rats. Alpha-galactosidase A is rarely or very weakly expressed in the brain and heart, whereas alpha-galactosidase A-hybrid Fc has been observed in all tissues including the brain. This means that the distribution of alpha-galactosidase A-hybrid Fc may be different from that of Fabrazyme, suggesting the possibility of distributing it to tissues in which Fabrazyme is not well distributed. As shown in FIG. 7A, not only alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein bodies but also proteins of alpha-galactosidase A molecular weight size were observed, which resulted in some alpha ᅳ galactosidase in each organ. It is necessary to confirm whether A and Fc are cleaved or are the result of protein extraction process.
<실시예 9> Example 9
파브리 모델 쥐에서 알파-갈락토시데이즈 A활성 증가효과측정 알파-갈락토시데이즈 A 활성이 없는 파브리 모델 쥐에 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc와 Fabrazyme을 정맥투여하고 3일 (72시간) 뒤에 간, 비장, 신장, 신장, 간을 적출하여 효소 활성을 측정하였다. 정상 쥐 2마리, 파브리 모델 쥐에 부형제 (20mM sodium phosphate , 165mM manni tol , pH7.0)만 투여한 2마리, 알파-갈 락토시데이즈 A-하이브리드 Fc를 lmg/kg와 2mg/kg로 투여한 쥐 각각 3마리, Fabrazyme lmg/kg을 투여한 쥐 2마리로 활성을 비교하였다. 효소의 활성은 상기 < 실시예 7〉에 기재된 방법과 동일한 방법으로 수행되었다. 도 8은 파브리 모델 쥐에 Fabrazyme과 알파—갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 를 투여하고 72시간 뒤에 장기를 적출하여 활성을 측정한 것으로 부형제만 투여한 군에서는 모든 조직에서 효소 활성이 측정되지 않은 반면 Fabrazyme과 알파-갈락토 시데이즈 A-하이브리드 Fc를 투여한 군의 간에서는 모두 정상 쥐 이상으로 활성이 측정되었고 심장에서도 정상 쥐 수준으로 활성이 측정되었다. 그러나 비장, 신장과 뇌에서는 정상 쥐 수준 이하였고 비장에서는 Fabrazyme의 활성이 높았으나 신장에 서는 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 투여군의 활성이 높았고, 특히 뇌에서 는 Fabrazyme 투여군에서는 전혀 활성이 관찰되지 않는 반면 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 투여군은 lmg/kg와 2mg/kg 모두 정상 쥐의 4¾ 정도의 활성이 관찰
되었다. 이러한 결과는 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc가 농도의존적으로 각 장기별 분포 및 활성을 나타내며, 실제 Fabrazyme의 임상적 문제점인 신장 및 심장 에서의 분포적 취약점을 개선할 가능성을 제시한다. 특히 도 7의 A에서 보이는 바 와 같이 Fabrazyme에서 관찰되지 않는 뇌에서의 단백질 발현 결과와 더불어 뇌조직 에서 효소 활성 확인은 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc의 특이성을 대변해 주는 결과로 기존 효소대체제가 뇌혈관장벽 (Blood brain barrier)을 통과하지 못 함으로써 뇌병변을 개선시키지 못하는 치명적인 약점을 개선할 수 있는 ;신개념 치 료제로써 Fc 융합 단백질의 가능성을 보여준다. Measurement of the effect of increasing alpha-galactosidase A activity in Fabry model rats 3 days (72 hours) by intravenous administration of alpha-galactosidase A-hybrid Fc and Fabrazyme to Fabry model rats without alpha-galactosidase A activity ), Liver, spleen, kidney, kidney and liver were extracted for enzyme activity. Two normal rats, two Fabry-model rats with an excipient (20 mM sodium phosphate, 165 mM manni tol, pH7.0), alpha-galactosidase A-hybrid Fc at lmg / kg and 2 mg / kg The activity was compared with three rats each and two rats receiving Fabrazyme lmg / kg. The activity of the enzyme was performed by the same method as described in <Example 7>. FIG. 8 shows the activity of Fabrazyme and Alpha-galactosidase A-Hybrid Fc after 72 hours in Fabry model rats. The enzyme activity was not measured in all tissues in the excipient-only group. In the livers of the Fabrazyme and alpha-galactosides A-Hybrid Fc groups, activity was measured above normal rats, and cardiac activity was measured at normal rat levels. However, the spleen, kidney and brain were below normal rat levels and Fabrazyme activity was high in the spleen, but the activity of alpha-galactosidase A-hybrid Fc group was high in the kidney, especially in the brain. In the alpha-galactosidase A-hybrid Fc-administered group, both lmg / kg and 2mg / kg showed approximately 4¾ of activity in normal rats. It became. These results suggest that alpha-galactosidase A-Hybrid Fc shows concentration-dependent distribution and activity of each organ and may improve the distributional weakness in kidney and heart, which is actually a clinical problem of Fabrazyme. In particular, as shown in FIG. 7A, as well as protein expression results in the brain not observed in Fabrazyme, enzymatic activity confirmation in brain tissues represents the specificity of the alpha-galactosidase A-hybrid Fc. By not crossing the Blood brain barrier, I can improve the fatal weakness that does not improve brain lesions ; It shows the possibility of Fc fusion protein as a new concept treatment.
<실시예 10> <Example 10>
알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc융합단백질의 생체이용율확인 시험 체중이 250g 정도인 SD rat 수컷에 본 발명에서 발현된 단백질 알파-갈락토 시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 5mg/kg로 피하주사와 정맥주사로 각각 투 여하고 투여 전, 투여 5, 10, 20, 30, 60 , 120 , 240, 360, 480, 1440, 2880, 4320, 8640 분 후에 혈액 샘플을 채취하여 혈장에 남아있는 본 발명에서 발현된 단백질의 농도와 활성을 측정하였다. 단백질의 농도와 활성 측정은 <실시예 7>과 동일하게 시행하였다. 도 9는 본 발명의 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 피하 주사로 투여 시, 약물 동태학 값을 단백질 정량값 (A)과 효소 활성값 (B)으로 확인 한 것으로 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질이 혈액 내에 지속되 는 반감기 (terminal hal fᅳ l i fe)가 50 시간 이상임을 확인하였다. Replagal을 피하 주사로 투여 시 생체이용율 (bioavai labi l i ty, BA 10-25% (US2010/0291060 Al 참조)인 것에 반해 알파-갈락토시데이즈 A—하이브리드 Fc 융합 단백질의 BA는 30~70%로 높았다. 이는 기존 효소 치료제들은 생체 이용률이 낮아 통상적으로 고용 량의 단백질 조성물을 정맥에 1-4시간 동안 서서히 주입하는 방법만 가능한 데 반 해 본 발명의 효소와 Fc 간 융합을 통해 약물의 체내 반감기 및 생체 이용률이 상 승됨으로써 용량 감소 및 피하주사 등 다양한 경로로 투여 가능성을 확인시켜 주는 결과이다. Bioavailability test of alpha-galactosides A-hybrid Fc fusion protein Subcutaneous expression of the protein alpha-galactosides A-hybrid Fc fusion protein expressed in the present invention to male rats weighing about 250 g was 5 mg / kg. Blood samples were taken by injection and intravenous injection, and blood samples were taken before administration, 5, 10, 20, 30, 60, 120, 240, 360, 480, 1440, 2880, 4320, 8640 minutes before administration. The concentration and activity of the protein expressed in the invention was measured. Protein concentration and activity were measured in the same manner as in <Example 7>. FIG. 9 shows that the pharmacokinetic values were confirmed as protein quantitative values (A) and enzyme activity values (B) when the alpha-galactosidase A-Hybrid Fc fusion protein of the present invention was administered by subcutaneous injection. It was confirmed that the terminal half-life (terminal hal f ᅳ li fe) in which the lactosidase A-hybrid Fc fusion protein persists in the blood is more than 50 hours. Alpha-galactosidase A—hybrid Fc fusion protein has a BA of 30-70%, while bioavailability of bioplai labi li ty, BA 10-25% (see US2010 / 0291060 Al) when administered by subcutaneous injection This is due to the low bioavailability of conventional enzyme treatments, which is typically possible only by slowly injecting a high-volume protein composition into the vein for 1-4 hours, whereas the half-life of the drug through fusion between the enzyme and Fc of the present invention and Increased bioavailability confirms the possibility of administration through various routes such as dose reduction and subcutaneous injection.
<실시예 11> <Example 11>
알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc융합단백질 피하주사로투여 시 조직
분포측정 체중이 250g 정도된 SD rat 수컷에 본 발명에서 발현된 단백질 알파-갈락토 시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 5mg/kg로 피하주사로 투여하고 48시간'뒤 에 간, 신장, 심장, 비장과 뇌를 적출하여 효소를 lysi s buffer (27mM ci tric acid, 46 mM sodium phosphate dibasic , 0.15% Tr i ton-X 100 , pH4.6)를 이용하여 얼음 위에서 분쇄하고 원심분리하여 상등액만 회수하였다. BCA 정량법으로 단백질 을 정량하고, SDS-PAGE를 이용하여 단백질을 분리하고 ant i-GLA ant ibody를 이용하 여 웨스턴블라팅 방법으로 알파ᅳ갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 확인하였다. 도 10은 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질을 웨스턴블라팅 으로 확인한 것으로 피하주사를 통해서도 본 단백질이 뇌를 포함한 모든 조직에서 관찰됨을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 알파-갈락토시데이즈 A-하이브리드 Fc 융합 단백질이 기존의 정맥 주입 방식이 아닌 피하주사 등 다양한 경로로 투여 시에도 심장과 신장과 같은 타겟 장기뿐만 아니라 Fabrazyme과 Replagal이 거의 분 포하지 못하는 뇌에 분포됨으로써 기존 치료제의 한계성 극복 및 환자 편이성이 증 가된 다양한 용법의 치료제 개발 가능성을 제시해 준다. Tissue upon administration with alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein subcutaneous injection The weight distribution measuring 250g degree of SD rat the expressed protein in the present invention the male alpha-galactosyl side rise A- hybrid Fc administration of the fusion protein by subcutaneous injection with 5mg / kg and between the back 48 hours', kidney, heart, The spleen and brain were extracted and the enzyme was crushed on ice using lysi s buffer (27 mM citric acid, 46 mM sodium phosphate dibasic, 0.15% Tr i ton-X 100, pH4.6) and centrifuged to recover only the supernatant. . Proteins were quantified by BCA quantification, proteins were isolated using SDS-PAGE, and alpha ᅳ galactosidase A-hybrid Fc fusion proteins were identified by Western blotting using ant i-GLA ant ibody. 10 shows that the alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein was confirmed by Western blotting, and it was confirmed that the protein was also observed in all tissues including the brain through subcutaneous injection. These results suggest that Fabrazyme and Replagal, as well as target organs such as heart and kidney, are rarely distributed even when alpha-galactosidase A-hybrid Fc fusion protein is administered by various routes such as subcutaneous injection rather than conventional intravenous injection. It is distributed in the poor brain, suggesting the possibility of developing therapeutics of various usages that overcome the limitations of existing treatments and increase patient convenience.
<실시예 12> <Example 12>
글루코세레브로시데이즈와 하이브리드 Fc단편의 융합단백질과 이듀로네이 트 -2-설파테이즈와하이브리드 Fc단편의 융합단백질을 인코딩하는 재조합플라스 미드의 구축 Construction of Recombinant Plasmid Encoding Fusion Protein of Glucocerebrosidase and Hybrid Fc Fragment and Fusion Protein of Eduronate-2-Sulfate and Hybrid Fc Fragment
Gene cloning을 위해 인간 글루코세레브로시데이즈 (Genbank Accession No. 丽_000157)와 인간 이듀로네이트 -2-설파테이즈 (Genbank Accession .醒_000202) 를 각각 하이브리드 Fc (서열번호 1)의 DNA와 합성하여 융합한 후, 최종적으로 각 각의 융합 단백질을 인코딩하는 서열번호 5 및 서열번호 7의 전체 유전자 서열 DNA 를 얻었다. For gene cloning, human glucocerebrosidase (Genbank Accession No. 丽 _000157) and human eduronate-2-sulfatase (Genbank Accession. 醒 _000202), respectively, were synthesized with DNA of hybrid Fc (SEQ ID NO: 1). After synthesis and fusion, the entire gene sequence DNA of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 7 encoding the respective fusion proteins was finally obtained.
구체적으로, 유전자 구축을 위해 pAD15 vector를 사용하였으며 insert DNA인 인간 글루코세레브로시데이즈의 DNA 및 인간 이듀로네이트 -2-설파테이즈 DNA 각각 과 vector (hybr id Fc가 포함된 pAD15 vector)를 EcoRI와 BstEI I 제한 효소로 잘라
준 뒤 정제하여 깨끗한 DNA를 추출하였다. 이렇게 얻은 vector와 각각의 insert DNA를 l igat ion을 통하여 pAD15 vector에 삽입된 최종 product를 얻었다. 최종 product를 효율 좋은 DH5 a competent cel l에 삽입한 뒤 vector 내에 있는 항생제 내성 유전자에 맞는 ampici l l in 항생제를 첨가한 agar plate에 도말하여 colony를 선별한 뒤 시퀸싱을 하여 염기 서열을 확인하였다. 융합 단백질을 인코딩하는 염기 서열은 글루코세레브로시데이즈와 하이브리드 Fc가 융합된 DNA는 서열번호 5 이고, 이듀로네이트 -2-설파테이즈와 하이브리드 Fc가 융합된 DNA는 서열번호 7이다. 글루 코세레브로시데이즈 -하이브라드 Fc 융합단백질의 아미노산 서열은 서열번호 6이고, 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 융합단백질의 아미노산 서열은 서열번호 8이다. 하이브리드 Fc 단편의 아미노산 서열은 서열번호 4이다. Specifically, the pAD15 vector was used for gene construction, and EcoRI was used as the insert DNA of human glucocerebrosidase and human eduronate-2-sulfatase DNA and vector (pAD15 vector including hybr id Fc). And cut with BstEI I restriction enzyme After purification, the purified DNA was extracted. The resulting vector and each insert DNA were inserted into the pAD15 vector via l igat ion. The final product was inserted into an efficient DH5 a competent cel l and plated on an agar plate containing an ampici ll in antibiotic that matches the antibiotic resistance gene in the vector, colonies were selected, and sequenced. The base sequence encoding the fusion protein is SEQ ID NO: 5 in which the glucocerebrosidase and the hybrid Fc are fused, and DNA in which the eduronate-2-sulfatase and the hybrid Fc is fused is SEQ ID NO: 7. The amino acid sequence of the Glucocerebrosidase-hybrid Fc fusion protein is SEQ ID NO: 6, and the amino acid sequence of the eduron-2-sulfatase-hybrid Fc fusion protein is SEQ ID NO: 8. The amino acid sequence of the hybrid Fc fragment is SEQ ID NO: 4.
도 11에 최종 구축된 재조합폴라스미드를 그림으로 표시하였다. pAD15 백터 의 클로닝 사이트에 합성을 통해 얻어진 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc의 DNA를 삽입하여 7,672bp 크기의 백터 (도 11 a)를 제작하였고 동일한 방법으로 얻 어진 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브라드 Fc의 DNA를 삽입하여 7,714bp 크기의 백터 (도 11 b)를 제작하였다. The recombinant pollamide finally constructed in Figure 11 is shown as a picture. A glucoserbrosidase-hybrid Fc DNA obtained by synthesis was inserted into the cloning site of the pAD15 vector to prepare a vector having a size of 7,672 bp (FIG. 11 a), and the duronate-2-sulfatase obtained by the same method. DNA of hybrid Fc was inserted to prepare a vector having a size of 7,714 bp (FIG. 11 b).
<실시예 13> Example 13
글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc와이듀로네이트 -2-설파테이즈-하이브 리드 Fc의 융합단백질 발현 세포주의 확립 Establishment of Glucoprotein Expression Cell Line of Glucocerebrosidase-Hybrid FcWireuronate-2-Sulfate-Hybrid Fc
<13-1>형질 도입 <13-1> Introduction of quality
<실시예 12>의 클로닝을 통해 얻은 최종 백터를 CH0-DG44 포유동물 세포에 각각 도입하여 융합 단백질을 발현시켰다. The final vector obtained through the cloning of <Example 12> was introduced into CH0-DG44 mammalian cells, respectively, to express the fusion protein.
구체적으로, 5X106 수의 세포에 DNA를 흔합하고 Neon™ transfect ion systemSpecifically, DNA was incorporated into 5 × 10 6 cells and the Neon ™ transfect ion system
( Invi trogen)으로 각각의 DNA를 각각 세포에 도입하고 0.5ml의 배지 (HT가 포함된 Hyclone SFM4CH0)가 담겨 있는 24-wel l plate에 첨가하였다. (Invi trogen) each DNA was introduced into cells and added to a 24-wel l plate containing 0.5 ml of medium (Hyclone SFM4CH0 with HT).
<13-2>발현 세포주분별 <13-2> Expression cell line classification
HT를 이용하여 본 발명의 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc와 이듀로네 이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질을 발현하는 세포주를 각각 분별하였 다. DHFR 유전자와 <실시예 12>에서 얻은 본 발명의 각각의 융합 단백질 유전자가 포함되어있는 백터를 형질도입한 CH0-DG44 세포에 72시간 후 HT가 포함되어 있지
않은 배지로 교체하였다. 콜로니가 형성될 때까지 3~4 일 마다 배지를 교체하면서 발현 세포주를 선별하였다. Using HT, cell lines expressing the glucocerebrosidase-hybrid Fc of the present invention and the eduronate-2-sulfate-hybrid Fc fusion protein were fractionated, respectively. After 72 hours, HT was not contained in CH0-DG44 cells transduced with the vector containing the DHFR gene and each of the fusion protein genes of the present invention obtained in Example 12. Was replaced with medium. Expression cell lines were selected with medium replacement every 3-4 days until colonies were formed.
도 12는 본 발명의 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc와 이듀로네이트- 2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질이 세포에서 발현되는 것을 Human IgG ant ibody (Santa Cruz Biotechnology)를 이용하여 웨스턴블랏팅으로 확인한 결과이 다. 도 12에 나타난 바와 같이, 상기 융합 단백질이 세포에서 정상적으로 발현되고 배지로 분비됨을 확인할 수 있다. 또한 도 12에 나타난 바와 같이, 각각의 세포주 에서 발현한 상가 각각의 융합 단백질은 disul f ide-bond를 제거하였을 때 글루코세 레브로시데이즈 -하이브리드 Fc는 95 kDa 정도의 분자량을 가지고, 이듀로네이트 -2- 설파테이즈 -하이브리드 Fc는 106 kDa 정도의 분자량을 갖으며, disul f ide-bond를 제거하지 않올 시 Fc가 dimer를 형성하여 각각의 융합단백질은 190 kDa과 212 kDa 정도의 분자량을 확인할 수 있다. FIG. 12 shows Western blotting using Human IgG ant ibody (Santa Cruz Biotechnology) to express glucocerebrosidase-hybrid Fc and eduronate 2-sulfate-hybrid Fc fusion protein of the present invention in cells. The result is confirmed. As shown in Figure 12, it can be seen that the fusion protein is normally expressed in cells and secreted into the medium. In addition, as shown in FIG. 12, each of the fusion proteins expressed in each cell line had a molecular weight of about 95 kDa when Glucocerebrosidase-Hybrid Fc was removed when disul f ide-bond was removed. -2- Sulfatase-Hybrid Fc has a molecular weight of about 106 kDa, and when the disul fide-bond is not removed, Fc forms a dimer, and each of the fusion proteins has a molecular weight of 190 kDa and 212 kDa. Can be.
<실시예 14> <Example 14>
글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc와이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브 리드 Fc융합단백질의 정제 및 농축 상기 <실시예 13>에서 수득한 본 발명의 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc 또는 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 각각의 발현 세포주에서 회수한 배양액을 0.2 u m 의 기공 크기를 갖는 샐를로오스 여과 막에 여과하여 불순물을 제 거하고 여과된 배지는 컬럼에 로딩하기 전까지 4°C 또는 얼음 증에 보관하여 준비 하였다. Protein A 단백질이 표지되어 있는 항체 친화성 컬럼 레진의 종류 중 하나 인 Mabselect Sure (GE healthcare)로 컬럼올 충진하고 이동상을 준비하였다. 먼저 컬럼을 평형시켜 주는 완충액 A (20mM sodium phosphate, 150mM NaCl , pH7.2)을 준 비하고 바인딩된 단백질을 산성 조건에서 용출시켜 줄 낮은 pH 완층액 B (lOOmM sodium ci trate, pH3.0)를 준비하였다. 완층액 A로 크로마토그래피 (AKTA puri f ier , GE . healthcare) 시스템의 라인에 항체 친화성 컬럼을 연결하고 레진을 10 CV (컬럼 부피)로 평형 시켜주었다. UV 값이 평형이 된 것을 확인한 후에 미리 준비한 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc와 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이 브리드 Fc 융합 단백질을 각각 FPLC의 펌프 로딩으로 컬럼에 로딩하여 항체 친화성 크로마토그래피를 수행하였다. 완층액 B로 pH를 낮추어서 바인딩 된 후 용출된 단백 질은 씩 분획하여 회수하였다. 회수된 분획은 UV 값을 확인하여 0.05 이상의
분획만 모아 중화액 (1M Tris-Cl, ρΗ8·0)을 넣어 중화하였다. 분획하여 얻은 단백 질은 non-reducing과 reducing 상에서 SDS-PAGE로 단백질 크기를 확인하였다 (도 13). 상기 융합단백질의 아미노산 서열 분석 결과, 글루코세레브로시데이즈—하이브 리드 Fc가 서열번호 6, 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc가 서열번호 8로 확인되었다. Purification and Concentration of Glucocerebrosidase-Hybrid FcWyduronate-2-Sulfate-Hybrid Fc Fusion Protein The glucocerebrosidase-Hybrid Fc or Edu of the present invention obtained in Example 13 above was obtained. The cultures recovered from each of the Ronate-2-Sulfate-Hybrid Fc expressing cell lines were filtered through a 0.2 um pore size cell filter to remove impurities and the filtered medium was loaded until the column was loaded. Prepared by storage at ° C or ice bath. A column was filled with Mabselect Sure (GE healthcare), one of a kind of antibody-affinity column resin labeled with Protein A protein, and a mobile phase was prepared. First, prepare buffer A (20 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, pH 7.2) to equilibrate the column, and low pH supernatant B (lOOmM sodium ci trate, pH 3.0) to elute the bound protein under acidic conditions. Ready. A complete cheungaek by chromatography (AKTA puri f ier, GE. Healthcare) connecting the antibody affinity columns of the line of the system to equilibrium and gave a resin with 10 CV (column volumes). After confirming that the UV values are equilibrated, the previously prepared glucocerebrosidase-hybrid Fc and eduronate-2-sulfate-hybrid Fc fusion proteins were loaded onto the column by pump loading of FPLC, respectively, to carry out antibody affinity chromatography. Photography was performed. The pH was lowered with the complete solution B, and then the eluted protein was recovered by fractionation. Recovered fractions are checked for UV values to at least 0.05 Only the fractions were collected and neutralized with neutralizing solution (1M Tris-Cl, ρΗ8 · 0). The protein obtained by fractionation was confirmed protein size by SDS-PAGE on non-reducing and reducing (Fig. 13). As a result of amino acid sequence analysis of the fusion protein, glucocerebrosidase—Hybrid Fc was identified by SEQ ID NO: 6, and eduronate-2-sulfate-hybrid Fc was identified by SEQ ID NO: 8.
<실시예 15> <Example 15>
글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc의 효소 활성 측정 및 비교 Measurement and Comparison of Enzyme Activity of Glucocerebrosidase-Hybrid Fc
재조합 인간 글루코세레브로시데이즈 (rhGBA, R&D Systems)과 본 발명에서 발현된 글루코세레브로시데아즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질의 기질 분해능을 비교 하기. 위하여 4 methyl umbel 1 i feryl-β -D-glucopyranoside (Sigma)를 기질로 사용하 였다. GBA 단백질과 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질을 각각 assay buffer (50 mM Sodium Citrate, 25 mM Sodium Choi ate, 5 mM DTT, pH 6.0)로 희석하고, 4_methylumbelliferylᅳ βᅳ D_glucopyranoside도 assay buffer로 6mM 농도 로 회석하여 단백질과 기질을 25/^씩 흔합하여 black 96 well plate에 담은 후 20 분 동안 37°C에서 반응시켰다. Excitation은 365nm 파장으로 주고 emission은 445nm 파장에서 측정한 값으로 효소 활성을 측정하였다. 특이적 활성은 측정된 형 광값을 반웅시간과 효소 양으로 나눈 후 calibration standard 4- methylumbel 1 iferone≤- 구한 conversion factor를 곱하여 계산하였다 '(Ν=3, specific activity土 SEM) · Comparing the substrate resolution of recombinant human glucocerebrosidase (rhGBA, R & D Systems) and the glucocerebrosidase-hybrid Fc fusion protein expressed in the present invention. 4 methyl umbel 1 i feryl-β -D-glucopyranoside (Sigma) was used as a substrate. GBA protein and glucocerebrosidase-hybrid Fc fusion protein were diluted in assay buffer (50 mM Sodium Citrate, 25 mM Sodium Choiate, 5 mM DTT, pH 6.0), respectively, and 4_methylumbelliferyl ᅳ β ᅳ D_glucopyranoside was also used as assay buffer. Diluted by concentration, the protein and substrate were mixed 25 / ^ in black 96 well plate and reacted at 37 ° C for 20 minutes. Excitation was measured at 365nm wavelength and emission was measured at 445nm wavelength. Specific activity is measured after the type gwanggap banung divided by time and the enzyme amount was calculated by multiplying the calibration standard 4- methylumbel 1 iferone≤- determined conversion factor '(Ν = 3, specific activity土SEM) ·
그 결과 표 3에서 나타난 바와 같이, 상기 발명의 글루코세레브로시데이즈- 하이브리드 Fc 융합 단백질은 809 pmol/min/ 의 활성을, 대조군은 3062 pmol/min/ lig 활성을 나타내어 동일 무게에서 대조군 대비 약 26.4 % 활성을 유지함을 확인하 였다. 글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질은 대조 물질에 비해 30% 정도 분자량이 크기 때문에 몰농도로 환산하면 효소 활성이 대조물질 대비 약 40% 에 해당한다. 글루코세레브로시데이즈는 배양 상태와 정제 상태에 따라 효소 활성 과 생산성에 변화가 크므로 (Humphreys JD & Ihler G.J., Lab. Clin. Med., 96: 682, 1980), 본 실시 예에서는 최적화된 배양 상태가 아니기 때문에 효소 활성이 대조물질에 비해 낮게 측정되었으며 추후 배양 방법 및 분석법 변경을 통해 층분히 활성 증가가 가능할 것으로 예상된다. As a result, as shown in Table 3, the glucocerebrosidase-hybrid Fc fusion protein of the present invention exhibited an activity of 809 pmol / min /, and the control group exhibited an activity of 3062 pmol / min / lig, which is about 26.4 at the same weight. It was confirmed to maintain% activity. Since the glucocerebrosidase-hybrid Fc fusion protein has a molecular weight of about 30% higher than that of the control substance, the enzyme activity corresponds to about 40% of the control substance in terms of molarity. Since glucocerebrosidase has a large change in enzyme activity and productivity depending on culture and purification conditions (Humphreys JD & Ihler GJ, Lab. Clin. Med., 96: 682, 1980), Because it is not a state, the enzyme activity was measured lower than that of the control material, and it is expected that further activity can be increased through the change of the culture method and the method later.
【표 3】
글루코세레브로시데이즈 -하이브리드 Fc (GCB-hyFc)와 재조합 인간 글루코세레브로 시데이즈 (rhGBA)와 in vitro 활성 비교 시험
Table 3 In vitro activity comparison with Glucocerebrosidase-Hybrid Fc (GCB-hyFc) and recombinant human glucocerebrosides (rhGBA)
<실시예 16> <Example 16>
이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 효소활성 측정 및 비교 Comparison and Comparison of Iduronate-2-Sulfate-Hybrid Fc Enzyme Activity
재조합 인간 이듀로네이트ᅳ2-설파테이즈 (rhlDS, R&D Systems)과 본 발명에 서 발현된 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질의 기질 분해능을 비교하기 위하여 4-nitrocatechol sulfate (Sigma)를 기질로 사용하였다. rhlDS 단 백질과 이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질을 각각 assay buffer (50 mM sodium acetate, 100 mM NaCl, pH 5.0)로 회석하고, 4- nitrocatechol sulfate도 assay buffer로 2mM 농도로 회석하여 단백질과 기질을 50 ^씩 흔합하여 24시간 동안 37°C에서 반웅시켰다. 반웅을 멈추기 위해 0.2M NaOH를 50μί 넣어주고 투명한 96 weir plate에 옮긴 후 510nm에서 흡광도를 측정하였다. 특이적 활성은 측정된 흡광도에 calibration standard P-nitrocatechol로 구한 conversion factor를 곱하고 반웅 시간과 효소 양으로 나누어서 계산하였다 (N=3, specific activity士 SEM) . In order to compare the substrate resolution of the recombinant human eduronate 2-sulfatase (rhlDS, R & D Systems) and the eduron-2-sulfatase-hybrid Fc fusion protein expressed in the present invention, 4-nitrocatechol sulfate ( Sigma) was used as substrate. rhlDS protein and eduronate-2-sulfate-hybrid Fc fusion protein were ligated into assay buffer (50 mM sodium acetate, 100 mM NaCl, pH 5.0), respectively, and 4-nitrocatechol sulfate was also added to the assay buffer at 2 mM concentration. Diluted, the protein and substrate were mixed by 50 ^ and reacted at 37 ° C for 24 hours. In order to stop the reaction, 50 μί of 0.2M NaOH was added and transferred to a transparent 96 weir plate, and the absorbance was measured at 510 nm. Specific activity was calculated by multiplying the measured absorbance by the conversion standard obtained from calibration standard P-nitrocatechol, then dividing by reaction time and amount of enzyme (N = 3, specific activity 士 SEM).
그 결과 표 4에서 나타난 바와 같이, 상기 발명와 이듀로네이트 -2-설파테이 즈 -하이브리드 Fc 융합 단백질은 14.2 pmol/min/^g의 활성을, 대조군은 1.2 pmol/min//zg 활성을 나타내어 동일 무게에서 대조군 대비 약 12 배 이상 활성이 높 음을 확인하였다. As a result, as shown in Table 4, the invention and the duronate-2-sulfate-hybrid Fc fusion protein showed the activity of 14.2 pmol / min / ^ g, the control group showed the same 1.2 pmol / min / / zg activity It was confirmed that the activity was about 12 times higher in weight than the control group.
【표 4】 Table 4
이듀로네이트 -2-설파테이즈 -하이브리드 Fc (IDS-hyFc)와 재조합 인간 이듀로네이트 -2-설파테이즈 (rhlDS)의 in vitro 활성 비교 시험
【산업상 이용가능성】 Comparison of in vitro activity of eduron-2-sulfate-hybrid Fc (IDS-hyFc) with recombinant human eduronate -2-sulfate (rhlDS) Industrial Applicability
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 하이브리드 면역글로블린 Fc와 효소의 융 합단백질에 관한 것으로, 더 상세하게는 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표 시되는 인간 면역글로불린 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질 및 이의 제조방법 에 관한 것이다. As described above, the present invention relates to a hybrid immunoglobulin Fc and a fusion protein of an enzyme, and more particularly, a fusion protein conjugated with a human immunoglobulin hybrid Fc represented by an amino acid sequence of SEQ ID NO. It relates to a manufacturing method.
. 본 발명의 효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는 인간 면역글로블 린 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질들은 효소의 활성을 유지하면서도, 투여 방 법에 관계없이 반감기 및 생체 이용률이 시판 중인 효소 치료제보다도 연장되었으 며 병인에 관련된 특정 장기 분포 효율이 탁월하므로, 리소좀 축적 질환을 포함하 여 다양한 종류의 체내 효소 결핍에 의해 야기되는 질환들의 예방 또는 치료제를 제조하는데 효과적이므로 산업상 이용가능성이 높다.
. The fusion proteins conjugated to the enzyme of the present invention and human immunoglobulin hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 maintain the activity of the enzyme, and are commercially available enzyme therapeutic agents having a half-life and bioavailability regardless of the administration method. It is more prolonged and has an excellent efficiency of specific organ distribution related to the etiology, and thus is highly industrially useful as it is effective in preparing a prophylactic or therapeutic agent for diseases caused by various kinds of enzyme deficiency including lysosomal accumulation disease.
Claims
【청구항 1】 [Claim 1]
효소와 서열번호 4의 아미노산 서열로 표시되는 인간 면역글로불린 (immunoglobulin, Ig) 하이브리드 Fc가 접합된 융합 단백질. A fusion protein conjugated with an enzyme and a human immunoglobulin (Ig) hybrid Fc represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.
【청구항 2】 [Claim 2]
제 1항에 있어서, 상기 효소는 리소좀 축적 질환 효소 (lysosomal storage disease enzyme)인 것을 특징으로 하는 융합단백질. The fusion protein of claim 1, wherein the enzyme is a lysosomal storage disease enzyme.
【청구항 3】 [Claim 3]
제 2항에 있어서, 상기 리소좀 축작질환 효소는 글루코세레브로시데이즈 (glucocerebrosidase) , 이듀로네이트 -2-설파테이즈 (iduronate-2-sulfatase), 알파- 갈락토시데이즈 A(alpha-galactosidase A), 아갈시데이즈 알파 (agalsidase alpha), 아갈시데이즈 베타 (agalsidase beta), 알파 -L-이듀로니데이즈 (alpha-L- iduronidase), 헤파란 -N-설파테이즈 (heparan-N-suIfatase) , 알파 -Ν-아세틸글루코사 미니데이즈 ( α-Ν-acetylgIucosaminidase), 아릴설파테이즈 A(arylsulfatase A), 갈 락토실세라미데이즈 (galactosylceramidase), 에시드 -알파—글루코시데이즈 (acid— α— glucosidase), 티오에스테라제 (thioesterase), 핵소사미니데이즈 A(hexosaminidase A), 에시드 스핑고미엘리네이즈 ( acid sphingomyelinase), 알파-갈락토시데이즈 ( α -galactosidase) 및 뷰티릴콜리네스터레이즈 (butyrylcholinesterase), 키티네이즈 (chitinase), 글루타메이트 디카르복실레이즈 (glutamate decarboxylase), 이미글 루세레이즈 (imiglucerase), 라이페이즈 (lipase), 유리케이즈 (uri case), 혈소판- 활성화 인자 아세틸하이드롤레이즈 (platelet-activating factor acetylhydrolase), 중성 엔도펩티데이즈 (nuetral endopept i dase ) , 뮤코리핀 1 (Mucolipin 1), 유디피 -엔—에이씨-글루코사미닐 포스포트랜스퍼레이즈 (UDP-N-Ac- glucosaminyl phosphotransferase) , 베타一만노시데이즈 ( β -mannosidase) 및 마이 엘로페록시데이즈 (myeloperoxidase)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 효소인 것을 특징으로 하는 융합단백질. The method of claim 2, wherein the lysosomal animal disease enzyme is glucocerebrosidase, eduronate-2-sulfatase, alpha-galactosidase A (alpha-galactosidase A) ), Agalsidase alpha, agalsidase beta, alpha-L- iduronidase, heparan-N-suIfatase , Α-Ν-acetylglucosa minidase, arylsulfatase A, galactosylceramidase, acid-alpha-glucosidase ), Thioesterase, hexosaminidase A, acid sphingomyelinase, alpha-galactosidase and butyrylcholinesterase , Chitinase, glutamate Glutamate decarboxylase, imiglucerase, lipase, uri case, platelet-activating factor acetylhydrolase, neutral endopeptides ( nuetral endopept i dase, Mucolipin 1, UPD-N-Ac-glucosaminyl phosphotransferase, β-mannosidase And one or more enzymes selected from the group consisting of myeloperoxidase.
【청구항 4】 [Claim 4]
제 3항에 있어서, 상기 리소좀 축적 질환 효소는 글루코세레브로시데이즈 (glucocerebrosidase), 이듀로네이트— 2-설파테이즈 ( iduronate-2-sul fatase), 알파-
갈락토시데이즈 A(alpha-galactosidase A) , 아갈시데이즈 알파 (agalsidase alpha) 및 아갈시데이—즈 베타 (agalsidase beta)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상 의 효소 인 것을 특징으로 하는 융합 단백질. 4. The method of claim 3, wherein the lysosomal accumulation disease enzyme is glucocerebrosidase, eduronate—iduronate-2-sul fatase, alpha- A fusion protein, characterized in that it is at least one enzyme selected from the group consisting of galactosidase A, agalsidase alpha and agalsidase—a beta.
【청구항 5】 [Claim 5]
제 1항의 융합단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오타아드. A polynucleotide encoding the fusion protein of claim 1.
【청구항 6】 [Claim 6]
제 5항에 있어서, 상기 폴리뉴클레오타이드는 서열번호 2, 서열번호 5 및 서 열번호 7로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 염기서열로 표시되는 것을 특징으 로 하는 폴리뉴클레오타이드. The polynucleotide of claim 5, wherein the polynucleotide is represented by any one nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 5, and SEQ ID NO: 7. 7.
【청구항 7 [Claim 7
제 5항의 폴리뉴클레오티드를 함유하는 재조합 백터. A recombinant vector containing the polynucleotide of claim 5.
【청구항 8】 [Claim 8]
제 7항의 재조합 백터로 형질 전환된 재조합 세포주. A recombinant cell line transformed with the recombinant vector of claim 7.
【청구항 9】 [Claim 9]
(a) 계 8항의 재조합 세포주를 배양하는 단계; 및 (a) culturing the recombinant cell line of paragraph 8; And
(b) 세포주 배양액으로부터 제 1항의 융합 단백질을 분리하는 단계를 포함하 는 제 1항의 융합 단백질 제조방법 . (b) A method for producing the fusion protein of claim 1, comprising the step of separating the fusion protein of claim 1 from the cell line culture.
【청구항 10】 [Claim 10]
제 3항의 융합단백질을 포함하는 리소좀 축적 질환 ( lysosomal storage disease)의 예방 및 치료용 조성물. Claim 3 composition for the prevention and treatment of lysosomal storage disease (lysosomal storage disease) comprising the fusion protein.
【청구항 11】 [Claim 11]
제 10항에 있어서, 상기 리소좀 축적 질환은 아스파르틸글루코스아민뇨증 (aspartylglucosaminuria) , 콜레스테를 에스테르 ^(cholesterol ester storage disease) , 월만병 (Wolman disease) , 시스틴증 (cyst inosis), 다논병 (Danon di sease) , 파브리병 (Fabry disease) , 파버 지방육아종증 (Farber
1 ipogranulomatosis) , 파버병 (Farber disease) , 푸코시드축적증 (fucosidosis), Ι/Π형 갈락토시알리도시스 (galactosialidosis types I/II), I/II/III형 고셔병 (Gaucher disease types I/II/III), 고셔병 (Gaucher disease), 거대 세포 백질 이 양증 (globoid cell leucodystrophy) , 크라베병 (Krabbe disease), II 글리코겐 축적 증 (glycogen storage disease II) , 품페병 (Pompe disease) , Ι/Π/ΙΠ형 GM1—강글리 오시도시스 (GM1— gangliosidosis types 1/11/111), I형 GM2-강글리오시도시스 (GM2- gangliosidosis type 1), 테이삭스병 (Tay Sachs disease), II형 GM2-강글리오시도 시스 2ᅳ & 110 (10^3 type II), 샌드호프병 (Sandhof f disease), GM2—강글리오 시도시스 (GM2-gangliosidosis, AB variant), I/II형 알파 -만노축적증 (alpha- mannosidosis types 1/11), 만노축적증 (mannosidosis) ' 이염성 백질이양증 (metachromatic leucodystrophy) , I형 뮤코리피드증 (mucol ipidosis type I), I/II 형 시알리도시스 (sialidosis types 1/11), ΙΙ/ΙΠ형 뮤코리피드증, 1-세포병 (mucolipidosis types ll/III 1-cell disease), IIIC형 뮤코리피드증 유사-허얼러 폴리디스트로피 (mucolipidosis type IIIC pseudo-Hurl er polydys trophy) , I형 뮤코 폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type I), II형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type II) , 헌터증푸군 (Hunter syndrome) , ΙΠΑ형' 뮤코폴리 삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type IIIA) , 산필리포증후군 (Sanfilippo syndrome), ΙΠΒ형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type 11 IB), IIIC 형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type IIIC), IIID형 뮤코폴리삭카 라이드증 (mucopolysaccharidosis type IIID), 뮤코폴리삭카라이드증 IVA형 모르키 오증후군 (mucopolysaccharidosis type IVA Morquio syndrome) , 뮤코플리삭카라이드 증 IVB형 모르키오증후군 (mucopolysaccharidosis type IVB Morquio syndrome) , VI 형 뮤코폴리삭카라이드증 (mucopolysaccharidosis type VI), VII형 뮤코폴리삭카라 이드증 (mucopolysaccharidosis type VII) , 슬라이증후군 (Sly syndrome) , IX형 뮤코 폴리삭카라이드증 (腿 copolysaccharidosis type IX), 다발성 술파타제 결핍증 (multiple sulphatase deficiency) , 신경 세로이드 리포푸스신증 (neuronal ceroid lipofuscinosis), CLN1 바텐병 (CLN1 Batten disease), A/B형 니이만 -픽병 (Niemann- Pick disease types A/B), 니이만ᅳ픽병 (Niemann-Pick disease), CI형 니이만 -픽병 (Niemann一 Pick disease type CI), C2형 니이만—픽병 (Niemann— Pick' disease type C2) , 농축이골증 (pycnodysostosis) , VII형 쉰들러병 (Schindler disease types VII), 쉰들러병 (Schindler disease), CM2 강글리오시드증 (CM2 gangliosidosis), 베 타―만노축적 '증 (beta— mannosidosis), 살라병 (Infanti le sialic, acid storage
disease and sal la(sialuria) disease) , IV형 뮤코리피드증 .(Mucopl ipidosis (ML) IV), I-세포병 (I Cell disease, MLII) 및 가성 후를러 영양장애 (pseudo—Hur ler polydystrophy, MLIII)를 포함하는 군으로부터 선택되는 리소좀 축적 질환인 것을 특징으로 하는 조성물. The method of claim 10, wherein the lysosomal accumulation disease is aspartylglucosaminuria, cholesterol ester storage disease, Wolman disease, cyst inosis, Danone disease ( Danon di sease), Fabry disease, Farber liposarcoma 1 ipogranulomatosis, Farber disease, fucosidosis, galactosialidosis types I / II, Gaucher disease types I / II / III), Gaucher disease, globoid cell leucodystrophy, Krabbe disease, II glycogen storage disease II, Pompe disease, Ι / Π / ΙΠ GM1—ganglisidosis types 1/11/111, GM I gangliosidosis type 1, Tay Sachs disease, type II GM2- Gangliosidosis cis 2 ᅳ & 110 (10 ^ 3 type II), Sandhof f disease, GM2—Ganglio sidosis (AB variant), type I / II alpha-mannose accumulation ( alpha- mannosidosis types 1/11), mannosidosis '' metachromatic leucodystrophy, type mucol ipidosis type I, type I / II Sialidosis types 1/11, ΙΙ / ΙΠ mucolipidosis, mucolipidosis types ll / III 1-cell disease, type IIIC mucolipidosis-like-Heller polydistrophy ( mucolipidosis type IIIC pseudo-Hurl er polydys trophy, mucopolysaccharidosis type I, mucopolysaccharidosis type II, Hunter syndrome, and ΙΠΑ '' mucopolysaccharidosis type I Mucopolysaccharidosis type IIIA, Sanfilippo syndrome, mucopolysaccharidosis type 11 IB, mucopolysaccharidosis type IIIC, type IIID mucopolysaccharides (Mucopolysaccharidosis type IIID), mucopolysaccharidosis type IVA Morquio syndrome, mucopolysaccharidosis type IVB Morchio syndrome (mucopolysaccharidosis type IVB Morqui) o syndrome, mucopolysaccharidosis type VI, type VII mucopolysaccharidosis type VII, Sly syndrome, type IX mucopolysaccharidosis ( 腿 copo l ysacc haridosis type IX), multiple sulphatase deficiency, neuronal ceroid lipofuscinosis, CLN1 Batten disease, A / B type Niimann-Pick disease types a / B), call it eu pikbyeong (Niemann-Pick disease), CI-type kneader only - pikbyeong (一Niemann Pick disease type CI), only the C2-type kneader-pikbyeong (Niemann- Pick 'disease type C2) , concentrated Pycnodysostosis, Schindler disease types VII, Schindler disease, CM2 gangliosidosis, beta- mannosidosis, Sala disease (Infanti) le sialic, acid storage disease and sal la (sialuria) disease, Mucopl ipidosis (ML) IV, I-cell disease (MLII) and pseudo-Hurler polydystrophy , MLIII) is a lysosomal accumulation disease selected from the group comprising.
【청구항 12】 [Claim 12]
제 3항에 있어서, 상기 효소는 글루코세레브로시데이즈 (ghicocerebr os idase) 인 것을 특징으로 하는 융합단백질. 4. The fusion protein of claim 3, wherein the enzyme is glucocerebr osidase.
【청구항 13】 [Claim 13]
제 12항에 있어서, 상기 융합단백질은 서열번호 6의 아미노산 서열로 표시되 는 것을 특징으로 하는 융합단백질. The fusion protein according to claim 12, wherein the fusion protein is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO.
【청구항 14】 [Claim 14]
제 12항의 융합단백질을 유효성분으로 포함하는 고셔병 (gaucher's disease)의 예방 또는 치료용 약학적 조성물. A pharmaceutical composition for preventing or treating Gaucher's disease comprising the fusion protein of claim 12 as an active ingredient.
[청구항 15】 [Claim 15]
제 3항에 있어서, 상기 효소는 이듀로네이트 -2-설파테이즈 (iduronate^- sulfatase)인 것을 특징으로 하는 융합단백질. 4. The fusion protein of claim 3, wherein the enzyme is iduronate-sulfatase.
【청구항 16】 [Claim 16]
제 15항에 있어서, 상기 융합단백질은 서열번호 8의 아미노산 서열로 표시되 는 것을 특징으로 하는 융합단백질. The fusion protein according to claim 15, wherein the fusion protein is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8.
【청구항 17】 [Claim 17]
제 15항의 융합단백질을 유효성분으로 포함하는 헌터 증후군 (hunter syndrom) 의 예방 및 치료용 조성물. Claim 15 composition for the prevention and treatment of Hunter syndrome (hunter syndrom) comprising the fusion protein as an active ingredient.
【청구항 18】 [Claim 18]
제 3항에 있어서, 상기 효소는 알파-갈락토시데이즈 A (alpha-gal act os idase A), 아갈시데이즈 알파 (agalsidase alpha) 및 아갈시데이즈 베타 (agalsidase
beta)로 이루어진 그룹에서 선택되는 효소인 것을 특징으로 하는 융합 단백질. The method of claim 3, wherein the enzyme is alpha-galactosidase A, agalsidase alpha and agalsidase beta fusion protein, characterized in that the enzyme selected from the group consisting of.
【청구항 19】 [Claim 19]
제 18항에 있어서, 상기 융합단백질은 서열번호 3의 아미노산 서열로 표시되 는 것올 특징으로 하는 융합단백질. 19. The fusion protein of claim 18, wherein the fusion protein is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO.
【청구항 20】 [Claim 20]
제 18항의 융합단백질을 유효성분으로 포함하는 파브리병 (Fabry di sease)의 예방 및 치료용 조성물. A composition for preventing and treating Fabry di sease, comprising the fusion protein of claim 18 as an active ingredient.
【청구항 21】 [Claim 21]
제 18항의 융합단백질의 파브리병의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용도. Use of the fusion protein of claim 18 for the manufacture of a prophylactic or therapeutic agent for Fabry disease.
【청구항 22】 [Claim 22]
제 18항의 융합단백질을 이를 필요로 하는 개체에 유효량으로 투여하는 것을 특징으로 하는 리소좀 축적질환의 예방 또는 치료 방법 . A method for preventing or treating lysosomal accumulation disease, comprising administering the fusion protein of claim 18 to an individual in need thereof.
【청구항 23】 [Claim 23]
제 3항의 융합단백질의 리소좀 축적 질환의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용 For the preparation of a prophylactic or therapeutic agent for lysosomal accumulation of the fusion protein of claim 3
【청구항 24】 [Claim 24]
' 제 3항의 융합단백질을 이를 필요로 하는 개체에 유효량으로 투여하는 것을 특징으로 하는 리소좀 축적질환의 예방 또는 치료 방법 . "The method of treating or preventing lysosomal storage disease characterized by administering an effective amount to a subject in need thereof a fusion protein 3 above.
【청구항 25】 [Claim 25]
제 12항의 융합단백질의 고셔병의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용도. 【청구항 26】 Use of the fusion protein of claim 12 for the manufacture of a prophylactic or therapeutic agent of Gaucher disease. [Claim 26]
제 12항의 융합단백질을 이를 필요로 하는 개체에 유효량으로 투여하는 것을 특징으로 하는 고셔병의 예방 또는 치료 방법.
【청구항 27】 13. The method for preventing or treating Gaucher's disease, wherein the fusion protein of claim 12 is administered to an individual in need thereof. [Claim 27]
제 15항의 융합단백질의 헌터 증후군의 예방 또는 치료제 제조를 위한 용도. [청구항 28】 Use of the fusion protein of claim 15 for the prophylaxis or treatment of Hunter syndrome. [Claim 28]
제 15항의 융합단백질을 이를 필요로 하는 개체에 유효량 투여하는 것을 특징 으로 하는 헌터증후군의 예방또는 치료 방법 .
A method for preventing or treating hunter syndrome, comprising administering an effective amount of the fusion protein of claim 15 to an individual in need thereof.
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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