选择性地操纵靶细胞中对两个或更多个共有受体多肽识别的配体的细胞反应的方法技术

本发明专利技术提供一种选择性地操纵靶细胞中对两个或更多个共有受体多肽识别的配体的细胞反应的方法，所述方法包括提供IL‑4突变蛋白配体，所述IL‑4突变蛋白配体的氨基酸序列的长度为129个氨基酸，其中所述IL‑4突变蛋白配体以比所述配体更高的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的一个，从而选择性地操纵所述细胞反应，且其中所述IL‑4突变蛋白配体在位置128和/或129处具有一个或两个氨基酸取代，其中氨基酸编号根据野生型人IL‑4，其中所述IL‑4突变蛋白配体具有至少4对数的更高的结合亲和力，并且对I型受体复合物的选择性比对II型受体复合物的选择性高，其中所述共有受体是常见的γ链(γc)或者白细胞介素‑13受体α1(IL‑13Rα1)。

A method of selectively manipulating the cellular response of a ligand recognized by two or more co receptor peptides in a target cell

【技术实现步骤摘要】
选择性地操纵靶细胞中对两个或更多个共有受体多肽识别的配体的细胞反应的方法本申请是申请日为2013年8月8日，国际申请号为PCT/US2013/054164，国家申请号为201380047839.4，专利技术名称为“超级因子和合成因子：具有新的和增强的信号传导活性的经改造细胞因子”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求在2013年5月21日提交的美国临时专利申请第61/825,980号、在2012年11月13日提交的美国临时专利申请第61/725,791号，以及在2012年8月9日提交的美国临时专利申请第61/681,490号的优先权，上述每一申请的公开内容出于所有目的以引用方式整体并入本文。
本专利技术涉及免疫学领域，具体涉及一种超级因子和合成因子，即具有新的和增强的信号传导活性的经改造的细胞因子。
技术介绍
细胞因子是由许多细胞分泌的小的细胞信号传导分子并且是广泛用于细胞间通信的一类信号传导分子。细胞因子调节关键的细胞功能，包括分化、增殖和凋亡/抗凋亡。许多细胞因子通过以下方式介导刺激作用：首先与相对高亲和力的细胞因子受体链(通常标记为“α”)相互作用，之后与不同细胞因子共有共有的受体链(共有受体链)相对低亲和力的相互作用。细胞因子与第一高亲和力受体的结合产生复合表面，所述共有受体链可随后与该复合表面结合。白细胞介素-4(IL-4)为这种细胞因子之典型。IL-4的主结合链是IL-4受体α(IL-4Rα)。IL-4/IL-4Rα复合物充当IL-4受体的第二组分γc的配体。另外，IL-4/IL-4Rα复合物充当白细胞介素-13(IL-13)受体α1(IL-13Rα1)的配体。与IL-4不同，IL-13不结合至IL-4Rα，但是IL-13/IL-13Rα1复合物结合至IL-4Rα。因为IL-4和IL-13可以通过不同的受体进行信号传导，所以可以假设IL-4和IL-13能够激活不同的信号转导通道。实际上，γc激活酪氨酸激酶Janus激酶3(JAK3)，而IL-13Rα1激活Tyk2和JAK2。被激活的JAK介导IL-4R对保守的酪氨酸残基的胞质尾区磷酸化，所述保守的酪氨酸残基充当包含Src同源2(SH2)域的蛋白的停靠位点。三个紧密成簇的酪氨酸残基充当信号转导和转录激活蛋白6(STAT6)的停靠位点，所述STAT6是选择性地偶联至IL-4Rα链的转录因子。IL-13与IL-13Rα1的结合还通过IL-13/IL-13Rα1复合物与IL-4Rα的结合而激活STAT6。除了STAT6，IL-4募集和激活IRS-2。结构-功能分析已经显示IL-4Rα的跨膜结构域上的酪氨酸残基[Tyr497，胰岛素/IL-4R基序(I4R)的部分]是在IL-4Rα已经被IL-4激活之后IRS-2停靠至IL-4Rα所必需的。JAK1和JAK3随后磷酸化结合IL-4Rα的IRS-2。IRS-2的激活导致磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和下游蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶Akt的激活，这种途径被认为介导许多细胞类型中的生长信号和存活信号。实际上，这种途径对表达I型IL-4R的细胞(NK细胞、T细胞，以及B细胞)中的IL-4-介导的生长是重要的。虽然IL-4Rα是普遍存在的，但是γc而非IL-13Rα1存在于T细胞、自然杀伤(NK)细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞以及大部分小鼠B细胞上(大部分人B细胞表达γc和IL-13Rα1两者)。因此，IL-4而不是IL-13，促进天然T细胞分化成TH2细胞，并且IL-4显得比IL-13对小鼠IgE反应的诱导更加重要。一些骨髓源细胞，包括巨噬细胞和树突状细胞，表达γc和IL-13Rα1两者并且因此对IL-4和IL-13两者应答。这两种受体亚基在这些细胞的不同亚群上的相对丰度差异可以部分地负责其对IL-4相对于对IL-13的相对反应性。在大部分非骨髓源细胞(包括平滑肌细胞和上皮细胞)上发现的是IL-13Rα1，但很少或没有γc亚基；因此，与IL-13相比，IL-4在刺激这些细胞方面并没有固有的优势。在20世纪90年代早期，进行了使用IL-4治疗癌症的临床试验。已经观察到IL-4诱导体外白血病淋巴母细胞的生长抑制和凋亡。这些观测已在使用移植到免疫缺陷型小鼠中的人白血病细胞的实验中得到证实。不幸地是，IL-4的临床有效性受到细胞因子的多效活性的限制，所述多效活性包括肾毒性、肝毒性、神经毒性和胃肠道毒性以及血管渗漏综合征，这与IL-4与非造血细胞的结合相关。因此，“野生型”IL-4作为治疗剂的用途受到其结合造成不良反应的细胞类型的能力的限制。因此，本领域中存在对具有对一种受体相对于另一种受体的增加的选择性的分子的需求；使用IL-4作为实例，其对γc相对于IL-13Rα1增加的选择性可以是有利的，或者反之亦然。此外，与野生型细胞因子的使用相关的一些毒性可以是高剂量施用的结果。因此，可用较低剂量实现所需共有受体的激活的分子也是有利的。因此，本专利技术解决了本领域中的这些和其他需要。
技术实现思路
许多细胞因子在制药领域正在被开发用于潜在的临床应用。在这些情况的大多数中，正在尝试通常伴随剂量限制性毒性或不足疗效的内源性野生型细胞因子。一种改良细胞因子的可能性是使其偏向对某些希望细胞类型的优选活性。通过异二聚体受体复合物起作用的细胞因子尤其适合这种方法。蛋白工程可用于提供新的细胞因子突变蛋白，所述突变蛋白改变了对共有受体的相对亲和力。因此，在一些实施方案中提供了一种用于选择性地操纵靶细胞中对两个或更多个共有受体多肽识别的配体的细胞反应的方法。所述方法包括提供突变蛋白配体，其中所述突变蛋白配体以比所述配体更高的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的一个。在其他实施方案中，所述突变蛋白配体以比所述配体更高的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的两个，从而选择性地操纵所述细胞反应。而在其他实施方案中，所述突变蛋白配体以比所述配体更高的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的一个，并且以比所述配体更低的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的另一个，从而选择性地操纵所述细胞反应。在其他实施方案中，所述两个或更多个共有受体多肽不均等地存在于所述靶细胞表面。在其他实施方案中，被所述突变蛋白配体结合的共有受体以比未被所述突变蛋白配体结合的共有受体更低的水平存在于所述靶细胞表面上。在其他实施方案中，被所述突变蛋白配体结合的共有受体以比未被所述突变蛋白配体结合的共有受体更高的水平存在于所述靶细胞表面上。在本申请所述的方法中，其中未被所述突变蛋白配体结合的共有受体具有减少的对所述突变蛋白配体的可及性。在其他实施方案中，通过提供干扰未被所述突变蛋白配体结合的共有受体可及性的试剂来减少对未被所述突变蛋白配体结合的共有受体的可及性。在其他实施方案中，所述试剂是识别未被所述突变蛋白配体结合的共有受体的抗体。在其他实施方案中，所述突变蛋白是IL-4突变蛋白。在其他实施方案中，所述共有受体是常见的γ链(γc)或者白细胞介素-13受体α1(IL-13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性地操纵靶细胞中对两个或更多个共有受体多肽识别的配体的细胞反应的方法，所述方法包括提供IL-4突变蛋白配体，所述IL-4突变蛋白配体的氨基酸序列的长度为129个氨基酸，其中所述IL-4突变蛋白配体以比所述配体更高的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的一个，从而选择性地操纵所述细胞反应，且其中所述IL-4突变蛋白配体在位置128和/或129处具有一个或两个氨基酸取代，其中氨基酸编号根据野生型人IL-4，其中所述IL-4突变蛋白配体具有至少4对数的更高的结合亲和力，并且对I型受体复合物的选择性比对II型受体复合物的选择性高，其中所述共有受体是常见的γ链(γc)或者白细胞介素-13受体α1(IL-13Rα1)。/n

【技术特征摘要】
20120809 US 61/681490;20121113 US 61/725791;2013051.一种选择性地操纵靶细胞中对两个或更多个共有受体多肽识别的配体的细胞反应的方法，所述方法包括提供IL-4突变蛋白配体，所述IL-4突变蛋白配体的氨基酸序列的长度为129个氨基酸，其中所述IL-4突变蛋白配体以比所述配体更高的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的一个，从而选择性地操纵所述细胞反应，且其中所述IL-4突变蛋白配体在位置128和/或129处具有一个或两个氨基酸取代，其中氨基酸编号根据野生型人IL-4，其中所述IL-4突变蛋白配体具有至少4对数的更高的结合亲和力，并且对I型受体复合物的选择性比对II型受体复合物的选择性高，其中所述共有受体是常见的γ链(γc)或者白细胞介素-13受体α1(IL-13Rα1)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述IL-4突变蛋白配体以比所述配体更高的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的两个，从而选择性地操纵所述细胞反应。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述IL-4突变蛋白配体以比所述配体更高的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的一个，并且以比所述配体更低的亲和力结合所述两个或更多个共有受体多肽中的另一个，从而选择性地操纵所述细胞反应。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述两个或更多个共有受体多肽不均等地存在于所述靶细胞表面。


5.根据权利要求4所述的方法，其中被所述IL-4突变蛋白配体结合的共有受体以比未被所述IL-4突变蛋白配体结合的共有受体更低的水平存在于所述靶细胞表面上。


6.根据权利要求4所述的方法，其中被所述IL-4突变蛋白配体结合的共有受体以比未被所述IL-4突变蛋白配体结合的共有受体更高的水平存在于所述靶细胞表面上。


7.根据权利要求1所述的方法，其中未被所述IL-4突变蛋白配体结合的共有受体具有减少的对所述IL-4突变蛋白配体的可及性。


8.根据权利要求7所述的方法，其中通过提供干扰未被所述IL-4突变蛋白配体结合的共有受体可及性的试剂来减少对未被所述IL-4突变蛋白配体结合的共有受体的可及性。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述试剂是识别未被所述IL-4突变蛋白配体结合的共有受体的抗体。


10.根据权利要求1所述的方法，其中所述更高的亲和力是至少10倍。


11.根据权利要求3所述的方法，其中所述更低的亲和力是至少5倍。


12.根据权利要求1所述的方法，其中所述配体是生长因子或者细胞因子。


13.根据权利要求1所述的方法，其中所述IL-4突变蛋白还包含在位置117、118、121、122、124和/或125处的一个或更...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·K·加西亚，D·L·巴特斯，I·莫拉加，
申请(专利权)人：利兰斯坦福初级大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US