JP7500619B2 - 抗体の二量体化を促進するためのヒンジ領域の操作 - Google Patents

Description

本発明は、バイオ医薬品の分野に関する。本発明は、特に、少なくとも２つの標的抗原に特異的に結合することができる多重特異性抗原結合タンパク質に関する。多重特異性抗原結合タンパク質は、ヘテロ二量体形成の促進と、同時にホモ二量体形成の阻害とを両方とも行うために電荷対変異を利用する、ヒンジ領域中の２つの異なる重鎖を含む。

抗体は、治療用分子を開発する人々を惹きつける複数の特性を有するため、バイオ医薬品業界内の選択様式となっている。抗体は、特異的な構造又は細胞を標的とする能力の他に、その標的に、Ｆｃ受容体細胞媒介性の貪食及び死滅を受けやすくさせる（Ｒａｇｈａｖａｎ ａｎｄ Ｂｊｏｒｋｍａｎ １９９６）。さらに、新生児型Ｆｃ受容体（ＦｃＲｎ）とｐＨ依存的に相互作用する抗体の能力により、抗体の血清半減期が延長される（Ｇｈｅｔｉｅ ａｎｄ Ｗａｒｄ ２０００）。抗体のこの独自の特徴により、Ｆｃ融合分子を操作することによって血清中の治療用タンパク質又はペプチドの半減期を延長することが可能になる。

場合により、抗体のＦｃ部分を含有するがヘテロ二量体を含む分子を作り出すのが望ましい。Ｆｃヘテロ二量体分子の重要な用途は、多重特異性抗体、例えば、二重特異性抗体の生成である。二重特異性抗体とは、少なくとも２つの異なる抗原に対して特異性を有する抗体のことである（Ｎｏｌａｎ ａｎｄ Ｏ’Ｋｅｎｎｅｄｙ １９９０；ｄｅ Ｌｅｉｊ，Ｍｏｌｅｍａ ｅｔ ａｌ．１９９８；Ｃａｒｔｅｒ ２００１）。二重特異性抗体は、両方のＦａｂに同一配列を有するのではなく、２つのＦａｂに異なる配列を担持し、それにより、Ｙ字型分子の各腕は異なる抗原に結合することができる。Ｆｃヘテロ二量体の別の用途は、治療用分子に半減期延長部分を加えることである。そのような場合、２つの異なるＦｃ部分のうち１つ又は両方を、半減期延長を必要とする１つ又は複数の治療用分子に融合することができる。

Ｆｃヘテロ二量体を産生する古典的方法は、Ｃａｒｔｅｒ及び共同研究者らにより、ヘテロ二量体化のために「ノブイントゥーホール（ｋｎｏｂｓ－ｉｎｔｏ－ｈｏｌｅｓ）」戦略を使用して重鎖を操作した際に開発された（Ｒｉｄｇｗａｙ，Ｐｒｅｓｔａ ｅｔ ａｌ．１９９６；Ａｔｗｅｌｌ，Ｒｉｄｇｗａｙ ｅｔ ａｌ．１９９７；Ｍｅｒｃｈａｎｔ，Ｚｈｕ ｅｔ ａｌ．１９９８；Ｃａｒｔｅｒ ２００１）。ノブイントゥーホールの概念は、元来、Ｃｒｉｃｋにより、隣接するα－ヘリックスの間にアミノ酸側鎖をパッキングするためのモデルとして提唱された（Ｃｒｉｃｋ １９５２）。Ｃａｒｔｅｒ及び共同研究者らは、より小さいアミノ酸側鎖をより大きいもの（例えば、Ｔ３６６Ｙ）に置換することによって、第１の鎖のＣＨ３ドメイン界面にノブを作り出し、より大きいアミノ酸側鎖をより小さいもの（例えば、Ｙ４０７Ｔ）に置換することによって、第２の鎖のＣＨ３界面の並列位置にホールを作り出した。並列位置にノブ及びホールを作り出すための基礎原理は、ノブとホールとの相互作用がヘテロ二量体形成に有利であり、一方、ノブ－ノブ及びホール－ホールの相互作用が、それぞれ、立体衝突及び有利な相互作用の欠失が理由で、ホモ二量体の形成を妨害することである。ノブイントゥーホール変異はまた、ヘテロ二量体形成を増強するために、ＣＨ３ドメイン間ジスルフィド結合操作と組み合わされた（Ｓｏｗｄｈａｍｉｎｉ，Ｓｒｉｎｉｖａｓａｎ ｅｔ ａｌ．１９８９；Ａｔｗｅｌｌ，Ｒｉｄｇｗａｙ ｅｔ ａｌ．１９９７）。これらの変異に加えて、ＤＮＡ投入比率もまた、収率を最大化するために変化させられた（Ｍｅｒｃｈａｎｔ，Ｚｈｕ ｅｔ ａｌ．１９９８）。「ノブイントゥーホール」技術は、米国特許第５，７３１，１６８号明細書及び同第７，１８３，０７６号明細書に開示されている。

米国特許第５，７３１，１６８号明細書 米国特許第７，１８３，０７６号明細書

Ｒａｇｈａｖａｎ ａｎｄ Ｂｊｏｒｋｍａｎ １９９６ Ｇｈｅｔｉｅ ａｎｄ Ｗａｒｄ ２０００ Ｎｏｌａｎ ａｎｄ Ｏ’Ｋｅｎｎｅｄｙ １９９０ ｄｅ Ｌｅｉｊ，Ｍｏｌｅｍａ ｅｔ ａｌ．１９９８ Ｃａｒｔｅｒ ２００１ Ｒｉｄｇｗａｙ，Ｐｒｅｓｔａ ｅｔ ａｌ．１９９６ Ａｔｗｅｌｌ，Ｒｉｄｇｗａｙ ｅｔ ａｌ．１９９７ Ｍｅｒｃｈａｎｔ，Ｚｈｕ ｅｔ ａｌ．１９９８ Ｃｒｉｃｋ １９５２ Ｓｏｗｄｈａｍｉｎｉ，Ｓｒｉｎｉｖａｓａｎ ｅｔ ａｌ．１９８９

二重特異性抗体及び三重特異性抗体のような多重特異性抗体（複数の標的を同時に標的化する分子）及び半減期が延長された治療用タンパク質の臨床的可能性は、複合疾患を標的とするのに大いに有望である。しかしながら、多くの場合、溶液中に存在する複数のポリペプチド鎖の対形成を特異的に促進することが望まれるため、それらの分子の生成には大きな課題がある。ここに、Ｆｃ二量体化の促進を単独で成功に導くことができる、少数の変異でのヒンジ領域の操作を記載する。

一態様において、本発明は、単独で存在するヘテロ多量体であって、当該ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
（ｉ）第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｐ２４３Ｋ、Ａ２４４Ｋ、Ｐ２４５Ｋ、Ｎ／Ｅ２４６Ｋ及びＬ２４７Ｋを含み、且つ
（ｉｉ）第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｐ２４３Ｄ、Ａ２４４Ｄ、Ｐ２４５Ｄ、Ｎ／Ｅ２４６Ｄ及びＬ２４７Ｄを含み、
アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
単独で存在するヘテロ多量体を対象とする。

別の態様において、本発明は、単独で存在するヘテロ多量体であって、当該ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
（ｉ）第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ａ２４４Ｈを含み、且つ
（ｉｉ）第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｎ／Ｅ２４６Ｄ及びＬ２４７Ｄを含み、
アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
単独で存在するヘテロ多量体を対象とする。

別の態様において、本発明は、単独で存在するヘテロ多量体であって、当該ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
（ｉ）第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｈ２３７Ｋ、Ｔ２３８Ｋ、Ａ２４４Ｋ及びＮ／Ｅ２４６Ｋを含み、且つ
（ｉｉ）第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｈ２３７Ｄ、Ｔ２３８Ｄ、Ａ２４４Ｄ及びＮ／Ｅ２４６Ｄを含み、
アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
単独で存在するヘテロ多量体を対象とする。

ある特定の実施形態では、ヘテロ多量体の各ヒンジドメインポリペプチドは、Ｌ２４８Ｃ置換をさらに含む。

ある特定の実施形態では、各免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、ＣＨ３ドメインをさらに含む。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｆ４０５Ｌ、Ｆ４０５Ａ、Ｆ４０５Ｄ、Ｆ４０５Ｅ、Ｆ４０５Ｈ、Ｆ４０５Ｉ、Ｆ４０５Ｋ、Ｆ４０５Ｍ、Ｆ４０５Ｎ、Ｆ４０５Ｑ、Ｆ４０５Ｓ、Ｆ４０５Ｔ、Ｆ４０５Ｖ、Ｆ４０５Ｗ又はＦ４０５Ｙの変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｋ４０９Ｒ変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｔ３６６Ｗ変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｋ／Ｒ４０９Ｄ及びＫ３９２Ｄの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｄ３９９Ｋ及びＥ３５６Ｋの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｅ３５６Ｃ又はＳ３５４Ｃの変異のいずれかを含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ及びＴ３６６Ｗの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｅ３５６Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ及びＹ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ及びＴ３６６Ｗの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｓ３５４Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。

ある特定の実施形態では、免疫グロブリンヒンジ領域は、ＩｇＧ１ヒンジ領域である。

ある特定の実施形態では、ヘテロ多量体は、二重特異性又は多重特異性の抗体である。

ヘテロ二量体を形成するためのヒンジ領域の標的化を表す。 ＣＰＰＣで第２のジスルフィド結合を示さないヒトＩｇＧ１結晶構造を表すが、これはＸ線データ収集中の照射損傷によって導入された人為的結果である可能性がある。また、ＩｇＧ１マウスの結晶構造（１ＩＧＹ）及び「社内」質量分析データでは、ジスルフィドＣ２４２がインタクトであるべきであることを強力に示唆する。したがって、ｍＩｇＧ１構造及びｈｕＩｇＧ２構造をガイドとして使用すると、ＣＰＰＣモチーフの下流の残基の回転異性体の位置の理解が深まる。 ＩｇＧ１、ＩｇＧ２及びＩｇＧ４の配列アラインメントを表す。 ヒンジデザイン及び品質管理評価（ＭＳＱＣ）の要約表を表す。 荷電ジッパー（ｃｈａｒｇｅｄ ｚｉｐｐｅｒ）ヒンジ－デザインＣＺＨ０１を表す。Ｃ２３９は、結晶構造によれば、ＩｇＧ１ヒンジ内でジスルフィド架橋を作る唯一のＣである（Ｓａｐｈｉｒｅ ＆ Ｗｉｌｓｏｎ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００１（抗ＨＩＶ－１ Ｂ１２抗体））。しかしながら、他のデータは、第２のＣｙｓ（Ｃ２４２）がやはりジスルフィド結合を形成することができること、及びＰ２４１も同じ結合が発生するのに重要であるようだということを示唆している。したがって、原理としては、この第２のジスルフィドの下流のＣＰＭ鎖（橙色の線の変異を参照）をデザインし、続いて新規なジスルフィドをＬ２４８Ｃに（橙色の点線に）挿入することになる。 分析用ＣＥＸ及び質量分析－ＣＺＨ０１を表す。 荷電ジッパーヒンジ－デザインＣＺＨ０９を表す。 分析用ＣＥＸ及び質量分析－ＣＺＨ０９を表す。 ＩｇＧ２における荷電ジッパーヒンジの構造ガイダンスを表す。 分析用ＣＥＸ及び質量分析－ＣＺＨ１１を表す。 ヘテロ二量体を形成するためのヒンジ領域の標的化＋ＣＨ３ ＣＰＭ ｖ１１を表す。 ヒンジデザイン＋ＣＨ３－ＣＨ３’ＣＰＭ ｖ１１の要約表を表す。 ヒンジデザインの熱安定性分析を表す。ヒンジの変異はＡｂの安定性に悪影響を及ぼさず、ＣＨ３ ＣＰＭ ｖ１１変異はＴｍをおよそ２度低下させるようである。

一態様において、本発明は、単独で存在するヘテロ多量体であって、当該ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
（ｉ）第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｐ２４３Ｋ、Ａ２４４Ｋ、Ｐ２４５Ｋ、Ｎ／Ｅ２４６Ｋ及びＬ２４７Ｋを含み、且つ
（ｉｉ）第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｐ２４３Ｄ、Ａ２４４Ｄ、Ｐ２４５Ｄ、Ｎ／Ｅ２４６Ｄ及びＬ２４７Ｄを含み、
アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
単独で存在するヘテロ多量体を対象とする。

別の態様において、本発明は、単独で存在するヘテロ多量体であって、当該ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
（ｉ）第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ａ２４４Ｈを含み、且つ
（ｉｉ）第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｎ／Ｅ２４６Ｄ及びＬ２４７Ｄを含み、
アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
単独で存在するヘテロ多量体を対象とする。

別の態様において、本発明は、単独で存在するヘテロ多量体であって、当該ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
（ｉ）第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｈ２３７Ｋ、Ｔ２３８Ｋ、Ａ２４４Ｋ及びＮ／Ｅ２４６Ｋを含み、且つ
（ｉｉ）第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｈ２３７Ｄ、Ｔ２３８Ｄ、Ａ２４４Ｄ及びＮ／Ｅ２４６Ｄを含み、
アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
単独で存在するヘテロ多量体を対象とする。

ある特定の実施形態では、ヘテロ多量体の各ヒンジドメインポリペプチドは、Ｌ２４８Ｃ置換をさらに含む。

ある特定の実施形態では、各免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、ＣＨ３ドメインをさらに含む。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｆ４０５Ｌ、Ｆ４０５Ａ、Ｆ４０５Ｄ、Ｆ４０５Ｅ、Ｆ４０５Ｈ、Ｆ４０５Ｉ、Ｆ４０５Ｋ、Ｆ４０５Ｍ、Ｆ４０５Ｎ、Ｆ４０５Ｑ、Ｆ４０５Ｓ、Ｆ４０５Ｔ、Ｆ４０５Ｖ、Ｆ４０５Ｗ又はＦ４０５Ｙの変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｋ４０９Ｒ変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｔ３６６Ｗ変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｋ／Ｒ４０９Ｄ及びＫ３７０Ｅの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｄ３９９Ｋ及びＥ３５７Ｋの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。

特定の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、３９２位及び４０９位に負荷電アミノ酸（例えば、Ｋ３９２Ｄ及びＫ４０９Ｄの置換）を含む第１の重鎖、及び３５６位及び３９９位に正荷電アミノ酸（例えば、Ｅ３５６Ｋ及びＤ３９９Ｋの置換）を含む第２の重鎖を含む。他の特定の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、３９２位、４０９位及び３７０位に負荷電アミノ酸（例えば、Ｋ３９２Ｄ、Ｋ４０９Ｄ及びＫ３７０Ｄの置換）を含む第１の重鎖、及び３５６位、３９９位及び３５７位に正荷電アミノ酸（例えば、Ｅ３５６Ｋ、Ｄ３９９Ｋ及びＥ３５７Ｋの置換）を含む第２の重鎖を含む。関連する実施形態では、第１の重鎖は、抗ＣＧＲＰ受容体抗体に由来し、第２の重鎖は、抗ＰＡＣ１受容体抗体に由来する。関連する他の実施形態では、第１の重鎖は、抗ＰＡＣ１受容体抗体に由来し、第２の重鎖は、抗ＣＧＲＰ受容体抗体に由来する。

一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｅ３５６Ｃ又はＳ３５４Ｃの変異のいずれかを含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ及びＴ３６６Ｗの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｅ３５６Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ及びＹ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。一実施形態では、１つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ及びＴ３６６Ｗの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｓ３５４Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う。

ある特定の実施形態では、免疫グロブリンヒンジ領域は、ＩｇＧ１ヒンジ領域である。

ある特定の実施形態では、ヘテロ多量体は、二重特異性又は多重特異性の抗体である。

本明細書で使用する場合、「抗原結合タンパク質」という用語は、１つ又は複数の標的抗原に特異的に結合するタンパク質を指す。抗原結合タンパク質には、抗体及びその機能的断片を含めることができる。「機能的抗体断片」とは、完全長の重鎖及び／又は軽鎖に存在するアミノ酸の少なくとも一部を欠くが、それでもなお抗原に特異的に結合することができる、抗体の一部である。機能的抗体断片としては、Ｆａｂ断片、Ｆａｂ’断片、Ｆ（ａｂ’）_２断片、Ｆｖ断片、Ｆｄ断片、及び相補性決定領域（ＣＤＲ）断片が挙げられるが、これらに限定されず、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、又はラクダ科の動物などの任意の哺乳動物源に由来するものとすることができる。機能的抗体断片は、標的抗原の結合について、インタクトな抗体と比肩することができ、断片は、インタクトな抗体の修飾（例えば、酵素的又は化学的切断）によって産生され得るか、又は組換えＤＮＡ技術又はペプチド合成を使用して新規に合成され得る。

抗原結合タンパク質はまた、単一のポリペプチド鎖又は複数のポリペプチド鎖に組み込まれた１つ又は複数の機能的抗体断片を含むタンパク質を含むこともできる。例えば、抗原結合タンパク質としては、以下に限定されないが、単鎖Ｆｖ（ｓｃＦｖ）、ダイアボディ（例えば、欧州特許第４０４，０９７号明細書、国際公開第９３／１１１６１号パンフレット、及びＨｏｌｌｉｎｇｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，Ｖｏｌ．９０：６４４４－６４４８，１９９３を参照）；イントラボディ；ドメイン抗体（単一のＶＬ若しくはＶＨドメイン又はペプチドリンカーによって結合した２つ以上のＶＨドメイン、Ｗａｒｄ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３４１：５４４－５４６，１９８９を参照）；マキシボディ（Ｆｃ領域に融合した２つのｓｃＦｖ、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋｓ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１７：９５－１０６，２００４及びＰｏｗｅｒｓ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｖｏｌ．２５１：１２３－１３５，２００１を参照）；トリアボディ；テトラボディ；ミニボディ（ＣＨ３ドメインに融合したｓｃＦｖ、Ｏｌａｆｓｅｎ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇ Ｄｅｓ Ｓｅｌ．，Ｖｏｌ．１７：３１５－２３，２００４を参照）；ペプチボディ（Ｆｃ領域に付着した１つ又は複数のペプチド、国際公開第００／２４７８２号パンフレットを参照）；線状抗体（相補的軽鎖ポリペプチドとともに一対の抗原結合領域を形成する、一対のタンデムＦｄセグメント（ＶＨ－ＣＨ１－ＶＨ－ＣＨ１）、Ｚａｐａｔａ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇ．，Ｖｏｌ．８：１０５７－１０６２，１９９５を参照）；小モジュラー免疫薬（米国特許公報第２００３０１３３９３９号明細書を参照）；及び免疫グロブリン融合タンパク質（例えば、ＩｇＧ－ｓｃＦｖ、ＩｇＧ－Ｆａｂ、２ｓｃＦｖ－ＩｇＧ、４ｓｃＦｖ－ＩｇＧ、ＶＨ－ＩｇＧ、ＩｇＧ－ＶＨ、及びＦａｂ－ｓｃＦｖ－Ｆｃ）を挙げることができる。

「多重特異性」とは、抗原結合タンパク質が、２つ以上の異なる抗原に特異的に結合することができることを意味する。「二重特異性」とは、抗原結合タンパク質が、２つの異なる抗原に特異的に結合することができることを意味する。本明細書で使用する場合、抗原結合タンパク質は、類似の結合アッセイ条件下で、他の無関係なタンパク質に対するその親和性と比較して、標的抗原に対して有意に高い結合親和性を有し、その結果、その抗原を識別することができる場合に、標的抗原に「特異的に結合する」。抗原に特異的に結合する抗原結合タンパク質は、平衡解離定数（Ｋ_Ｄ）≦１×１０^－６Ｍを有し得る。抗原結合タンパク質は、Ｋ_Ｄが≦１×１０^－８Ｍである場合に「高親和性」を伴って抗原に特異的に結合する。

親和性は様々な技術を使用して決定され、その一例は、親和性ＥＬＩＳＡアッセイである。様々な実施形態では、親和性は、表面プラズモン共鳴アッセイ（例えば、ＢＩＡｃｏｒｅ（登録商標）によるアッセイ）によって決定される。この方法を使用して、会合速度定数（ｋ_ａ、単位：Ｍ^－１ｓ^－１）及び解離速度定数（ｋ_ｄ、単位：ｓ^－１）を測定することができる。次いで、平衡解離定数（Ｋ_Ｄ、単位：Ｍ）を、運動速度定数の比（ｋ_ｄ／ｋ_ａ）から計算することができる。一部の実施形態では、親和性は、Ｒａｔｈａｎａｓｗａｍｉ ｅｔ ａｌ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．３７３：５２－６０，２００８に記載されている結合平衡除外法（Ｋｉｎｅｔｉｃ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ａｓｓａｙ：ＫｉｎＥｘＡ）などの速度論的方法によって決定される。ＫｉｎＥｘＡアッセイを使用して、平衡解離定数（Ｋ_Ｄ、単位：Ｍ）及び会合速度定数（ｋ_ａ、単位：Ｍ^－１ｓ^－１）を測定することができる。解離速度定数（ｋ_ｄ、単位：ｓ^－１）は、これらの値（Ｋ_Ｄ×ｋ_ａ）から計算することができる。他の実施形態では、親和性は、平衡／溶液法によって決定される。ある特定の実施形態では、親和性は、ＦＡＣＳ結合アッセイによって決定される。

一部の実施形態では、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質は、ｋ_ｄ（解離速度定数）によって測定される結合親和力が、約１０^－２、１０^－３、１０^－４、１０^－５、１０^－６、１０^－７、１０^－８、１０^－９、１０^－１０ｓ^－１以下（値が低いほど結合親和力が高いことを示す）、及び／又はＫ_Ｄ（平衡解離定数）によって測定される結合親和性が、約１０^－９、１０^－１０、１０^－１１、１０^－１２、１０^－１３、１０^－１４、１０^－１５、１０^－１６Ｍ以下（値が低いほど結合親和性が高いことを示す）などの望ましい特性を示す。

本明細書で使用する場合、「結合ドメイン」と互換的に使用される「抗原結合ドメイン」という用語は、抗原と相互作用し、その抗原に対する特異性及び親和性を抗原結合タンパク質に付与するアミノ酸残基を含有する抗原結合タンパク質の領域を指す。

本明細書で使用する場合、「ＣＤＲ」という用語は、抗体可変配列内の相補性決定領域（「最小認識単位」又は「超可変領域」とも呼ばれる）を指す。３つの重鎖可変領域ＣＤＲ（ＣＤＲＨ１、ＣＤＲＨ２及びＣＤＲＨ３）及び３つの軽鎖可変領域ＣＤＲ（ＣＤＲＬ１、ＣＤＲＬ２及びＣＤＲＬ３）が存在する。「ＣＤＲ領域」という用語は、本明細書で使用する場合、単一の可変領域に存在する３つのＣＤＲ（即ち、３つの軽鎖ＣＤＲ又は３つの重鎖ＣＤＲ）の群を指す。２つの鎖の各々におけるＣＤＲは、通常、フレームワーク領域によって整列させられ、標的タンパク質の特異的エピトープ又はドメインと特異的に結合する構造を形成する。Ｎ末端からＣ末端まで、天然に存在する軽鎖可変領域及び重鎖可変領域は両方とも、通常、以下のこれらの要素の順序：ＦＲ１、ＣＤＲ１、ＦＲ２、ＣＤＲ２、ＦＲ３、ＣＤＲ３及びＦＲ４と一致する。これらのドメインの各々において位置を占めるアミノ酸に番号を割り当てるための付番方式が考案されている。この付番方式は、Ｋａｂａｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ（１９８７及び１９９１，ＮＩＨ，Ｂｅｔｈｅｓｄａ，ＭＤ）又はＣｈｏｔｈｉａ ＆ Ｌｅｓｋ，１９８７，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．１９６：９０１－９１７；Ｃｈｏｔｈｉａ ｅｔ ａｌ．，１９８９，Ｎａｔｕｒｅ ３４２：８７８－８８３に定義されている。所与の抗体の相補性決定領域（ＣＤＲ）及びフレームワーク領域（ＦＲ）は、この方式を使用して同定することができる。

本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の一部の実施形態では、結合ドメインは、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）_２、Ｆｖ、単鎖可変断片（ｓｃＦｖ）、又はナノボディを含む。一実施形態では、両方の結合ドメインがＦａｂ断片である。別の実施形態では、１つの結合ドメインはＦａｂ断片であり、他方の結合ドメインはｓｃＦｖである。

抗体をパパインで消化すると、「Ｆａｂ」断片と呼ばれる２つの同じ抗原結合性断片（その各々が単一の抗原結合部位を有する）及び残部の「Ｆｃ」断片（免疫グロブリン定常領域を含有する）が産生される。Ｆａｂ断片は、可変ドメイン、並びに軽鎖の定常ドメイン及び重鎖の第１の定常ドメイン（ＣＨ１）の全てを含有する。このように、「Ｆａｂ断片」は、１つの免疫グロブリン軽鎖（軽鎖可変領域（ＶＬ）及び定常領域（ＣＬ））並びに１つの免疫グロブリン重鎖のＣＨ１領域及び可変領域（ＶＨ）から構成される。Ｆａｂ分子の重鎖は、別の重鎖分子とジスルフィド結合を形成することができない。Ｆｃ断片は炭水化物を示し、抗体の１つのクラスを別のクラスから識別する多くの抗体エフェクター機能（結合補体及び細胞受容体など）に関与する。「Ｆｄ断片」は、免疫グロブリン重鎖に由来するＶＨドメイン及びＣＨ１ドメインを含む。Ｆｄ断片は、Ｆａｂ断片の重鎖成分を表す。

「Ｆａｂ’断片」は、ＣＨ１ドメインのＣ末端に、抗体ヒンジ領域に由来する１つ又は複数のシステイン残基を有するＦａｂ断片である。

「Ｆ（ａｂ’）_２断片」は、ヒンジ領域で、重鎖間のジスルフィド架橋によって連結されている２つのＦａｂ’断片を含む二価の断片である。

「Ｆｖ」断片は、抗体由来の完全抗原認識及び結合部位を含有する最小の断片である。この断片は、緊密な非共有会合での、１つの免疫グロブリン重鎖可変領域（ＶＨ）及び１つの免疫グロブリン軽鎖可変領域（ＶＬ）の二量体からなる。この構成において、各可変領域の３つのＣＤＲが相互作用して、ＶＨ－ＶＬ二量体の表面に抗原結合部位を規定する。単一の軽鎖又は重鎖の可変領域（又は抗原に特異的な３つのＣＤＲのみを含むＦｖ断片の半分）は、抗原を認識し、結合する能力を有するが、ＶＨ及びＶＬの両方を含む結合部位全体よりも親和性は低い。

「単鎖可変抗体断片」又は「ｓｃＦｖ断片」は、抗体のＶＨ領域及びＶＬ領域を含み、これらの領域は、単一のポリペプチド鎖に存在し、任意選択により、Ｆｖが抗原結合のための所望の構造を形成することを可能にするペプチドリンカーを、ＶＨ領域とＶＬ領域の間に含む（例えば、Ｂｉｒｄ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２４２：４２３－４２６，１９８８；及びＨｕｓｔｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，Ｖｏｌ．８５：５８７９－５８８３，１９８８を参照）。

「ナノボディ」は、重鎖抗体の重鎖可変領域である。そのような可変ドメインは、そのような重鎖抗体の完全に機能的な最小の抗原結合性断片であり、分子質量はわずか１５ｋＤａである。Ｃｏｒｔｅｚ－Ｒｅｔａｍｏｚｏ ｅｔ ａｌ．，Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ６４：２８５３－５７，２００４を参照されたい。軽鎖を欠く機能的重鎖抗体は、ある特定の種の動物、例えば、コモリザメ、テンジクザメ、並びにラクダ科（Ｃａｍｅｌｉｄａｅ）、例えば、ラクダ、ヒトコブラクダ、アルパカ及びラマでは天然に生じる。これらの動物において、抗原結合部位は、単一ドメインであるＶＨＨドメインになる。これらの抗体は、重鎖可変領域のみを使用して抗原結合領域を形成し、即ち、これらの機能的抗体は、構造Ｈ_２Ｌ_２を有するのみの重鎖のホモ二量体（「重鎖抗体」又は「ＨＣＡｂｓ」と呼ぶ）である。ラクダ化ＶＨＨは、報告によれば、ヒンジドメイン、ＣＨ２ドメイン、及びＣＨ３ドメインを含有し、ＣＨ１ドメインを欠くＩｇＧ２定常領域及びＩｇＧ３定常領域と再結合する。ラクダ化ＶＨＨドメインは、抗原に高親和性で結合し（Ｄｅｓｍｙｔｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．２７６：２６２８５－９０，２００１）、溶液で高い安定性を有する（Ｅｗｅｒｔ ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．４１：３６２８－３６，２００２）ことが判明している。ラクダ化重鎖を有する抗体を生成する方法は、例えば、米国特許公報第２００５／０１３６０４９号明細書及び同第２００５／００３７４２１号明細書に記載されている。別の足場は、サメＶ－ＮＡＲ足場とより密接に適合するヒト可変様ドメインから作製することができ、長い貫通性のループ構造のフレームワークを提供し得る。

本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の特定の実施形態では、結合ドメインは、所望の抗原に特異的に結合する抗体又は抗体断片の免疫グロブリン重鎖可変領域（ＶＨ）及び免疫グロブリン軽鎖可変領域（ＶＬ）を含む。

本明細書において「可変ドメイン」（軽鎖の可変領域（ＶＬ）、重鎖の可変領域（ＶＨ））と互換的に使用される「可変領域」は、抗体の抗原への結合に直接関与する、免疫グロブリン軽鎖及び免疫グロブリン重鎖のそれぞれにおける領域を指す。上記のように、可変軽鎖領域及び可変重鎖領域は、同じ一般構造を有し、各領域は４つのフレームワーク（ＦＲ）領域を含み、それらの配列は、広範に保存され、３つのＣＤＲによって連結されている。フレームワーク領域は、β－シート構造を採用し、ＣＤＲは、β－シート構造を連結するループを形成し得る。各鎖中のＣＤＲは、フレームワーク領域によってそれらの三次元構造中に保持され、他方の鎖のＣＤＲとともに抗原結合部位を形成する。

標的抗原に特異的に結合する結合ドメインは、ａ）これらの抗原に対する既知の抗体、又はｂ）抗原タンパク質若しくはその断片を使用する新規な免疫化法により、ファージディスプレイにより、又は他の常法により得られる新規な抗体若しくは抗体断片に由来するものとすることができる。二重特異性抗原結合タンパク質の結合ドメインの起源である抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、組換え抗体、ヒト抗体、又はヒト化抗体とすることができる。ある特定の実施形態では、結合ドメインの起源である抗体は、モノクローナル抗体である。これらの又は他の実施形態では、抗体は、ヒト抗体又はヒト化抗体であり、ＩｇＧ１型、ＩｇＧ２型、ＩｇＧ３型、又はＩｇＧ４型のものとすることができる。

「モノクローナル抗体」（又は「ｍＡｂ」）という用語は、本明細書で使用する場合、実質的に均質な抗体の集団から得られる抗体を指し、即ち、集団を構成する個々の抗体は、わずかな量で存在し得る可能性のある天然の変異以外は同一である。モノクローナル抗体は特異性が高く、通常、様々なエピトープに対する様々な抗体を含むポリクローナル抗体製剤とは対照的に、個別の抗原部位又はエピトープに対するものである。モノクローナル抗体は、当技術分野において公知の任意の技術を使用して、例えば、免疫化スケジュールの完了後にトランスジェニック動物から採取した脾臓細胞を不死化することによって産生することができる。脾臓細胞は、当技術分野において公知の任意の技術を使用して、例えば、脾臓細胞を骨髄腫細胞と融合してハイブリドーマを産生することによって不死化することができる。ハイブリドーマを産生する融合手順において使用するための骨髄腫細胞は、好ましくは非抗体産生性であり、融合効率が高く、酵素が欠損しているため、所望の融合細胞（ハイブリドーマ）のみの増殖を支持するある特定の選択培地の中では増殖が不可能である。マウス融合において使用するのに好適な細胞株の例としては、Ｓｐ－２０、Ｐ３－Ｘ６３／Ａｇ８、Ｐ３－Ｘ６３－Ａｇ８．６５３、ＮＳ１／１．Ａｇ４１、Ｓｐ２１０－Ａｇ１４、ＦＯ、ＮＳＯ／Ｕ、ＭＰＣ－１１、ＭＰＣ１１－Ｘ４５－ＧＴＧ１．７及びＳ１９４／５ＸＸＯＢｕｌが挙げられ、ラット融合において使用される細胞株の例としては、Ｒ２１０．ＲＣＹ３、Ｙ３－Ａｇ１．２．３、ＩＲ９８３Ｆ及び４Ｂ２１０が挙げられる。細胞融合に有用な他の細胞株は、Ｕ－２６６、ＧＭ１５００－ＧＲＧ２、ＬＩＣＲ－ＬＯＮ－ＨＭｙ２及びＵＣ７２９－６である。

一部の例では、動物（例えば、ヒト免疫グロブリン配列を有するトランスジェニック動物）を標的抗原で免疫化し、免疫化した動物から脾臓細胞を採取し、採取した脾臓細胞を骨髄腫細胞株に融合し、それにより、ハイブリドーマ細胞を生成し、ハイブリドーマ細胞からハイブリドーマ細胞株を樹立し、標的抗原に結合する抗体を産生するハイブリドーマ細胞株を同定することによって、ハイブリドーマ細胞株が産生される。

ハイブリドーマ細胞株によって分泌されたモノクローナル抗体は、当技術分野において公知の任意の技術、例えば、プロテインＡ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、又はアフィニティークロマトグラフィーなどを使用して精製することができる。ハイブリドーマ又はｍＡｂｓをさらにスクリーニングして、例えば、標的抗原を発現している細胞に結合する能力、標的抗原リガンドが、そのそれぞれの受容体への結合をブロック若しくは妨害する能力、又は受容体のいずれもを機能的にブロックする能力など、特定の性質を有するｍＡｂｓを、例えば、ｃＡＭＰアッセイを使用して同定することができる。

一部の実施形態では、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の結合ドメインは、ヒト化抗体に由来するものでもよい。「ヒト化抗体」は、領域（例えば、フレームワーク領域）が、対応するヒト免疫グロブリン由来の領域を含むように修飾された抗体を指す。一般に、ヒト化抗体は、最初に非ヒト動物で作られたモノクローナル抗体から産生することができる。典型的には抗体の非抗原認識部分に由来する、このモノクローナル抗体のある特定のアミノ酸残基は、対応するアイソタイプのヒト抗体における対応する残基と相同となるように修飾される。ヒト化は、例えば、様々な方法を使用し、齧歯類の可変領域の少なくとも一部をヒト抗体の対応する領域に置換することによって実行することができる（例えば、米国特許第５，５８５，０８９号明細書及び同第５，６９３，７６２号明細書；Ｊｏｎｅｓ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３２１：５２２－５２５，１９８６；Ｒｉｅｃｈｍａｎｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３３２：３２３－２７，１９８８；Ｖｅｒｈｏｅｙｅｎ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２３９：１５３４－１５３６，１９８８を参照）。別の種において生成された抗体の軽鎖可変領域及び重鎖可変領域のＣＤＲは、コンセンサスヒトＦＲに移植することができる。コンセンサスヒトＦＲを作り出すために、複数のヒト重鎖アミノ酸配列又はヒト軽鎖アミノ酸配列に由来するＦＲを整列させて、コンセンサスアミノ酸配列を同定することができる。

本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の結合ドメインの起源とすることができる標的抗原に対して生成される新規な抗体は、完全ヒト抗体とすることができる。「完全ヒト抗体」は、ヒト生殖系列の免疫グロブリン配列に由来するか、又はそれを示す、可変領域及び定常領域を含む抗体である。完全ヒト抗体の産生を実施するために提供される１つの具体的な手段は、マウス体液性免疫系の「ヒト化」である。内因性のＩｇ遺伝子が不活性化されたマウスに、ヒト免疫グロブリン（Ｉｇ）遺伝子座を導入することは、任意の所望の抗原で免疫化することができる動物であるマウスにおいて、完全ヒトモノクローナル抗体（ｍＡｂ）を産生させる一手段である。完全ヒト抗体を使用すると、マウスのｍＡｂ又はマウス由来のｍＡｂを治療剤としてヒトに投与することによって生じることがあり得る免疫原性及びアレルギー性の応答を最小化することができる。

完全ヒト抗体は、内因性の免疫グロブリンの産生がなく、ヒト抗体のレパートリーを産生することができるトランスジェニック動物（通常はマウス）を免疫化することによって産生することができる。この目的のための抗原は、通常、６つ以上の連続アミノ酸を有し、任意選択により、担体にコンジュゲートされる（ハプテンなど）。例えば、Ｊａｋｏｂｏｖｉｔｓ ｅｔ ａｌ．，１９９３，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ９０：２５５１－２５５５；Ｊａｋｏｂｏｖｉｔｓ ｅｔ ａｌ．，１９９３，Ｎａｔｕｒｅ ３６２：２５５－２５８；及びＢｒｕｇｇｅｒｍａｎｎ ｅｔ ａｌ．，１９９３，Ｙｅａｒ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｏｌ．７：３３を参照されたい。そのような方法の一例では、トランスジェニック動物は、マウスの免疫グロブリン重鎖及び免疫グロブリン軽鎖をコードする内因性のマウス免疫グロブリン遺伝子座を無能化し、ヒト重鎖タンパク質及び軽鎖タンパク質をコードする遺伝子座を含有するヒトゲノムＤＮＡの大型断片をマウスゲノムに挿入することによって作製される。次いで、ヒト免疫グロブリン遺伝子座の完全補体より少ない補体を有する部分的に修飾された動物を交雑して、所望の免疫系修飾を全て有する動物を得る。免疫原が投与されると、これらのトランスジェニック動物は、その免疫原に免疫特異性があるが、可変領域を含めて、マウスのアミノ酸配列ではなく、ヒトのアミノ酸配列を有する抗体を産生する。そのような方法の追加詳細については、例えば、国際公開第９６／３３７３５号パンフレット及び国際公開第９４／０２６０２号パンフレットを参照されたい。ヒト抗体を作製するためのトランスジェニックマウスに関連するさらなる方法は、米国特許第５，５４５，８０７号明細書、同第６，７１３，６１０号明細書、同第６，６７３，９８６号明細書、同第６，１６２，９６３号明細書、同第５，９３９，５９８号明細書、同第５，５４５，８０７号明細書、同第６，３００，１２９号明細書、同第６，２５５，４５８号明細書、同第５，８７７，３９７号明細書、同第５，８７４，２９９号明細書及び同第５，５４５，８０６号明細書、ＰＣＴ公報の国際公開第９１／１０７４１号パンフレット、国際公開第９０／０４０３６号パンフレット、国際公開第９４／０２６０２号パンフレット、国際公開第９６／３０４９８号パンフレット、国際公開第９８／２４８９３号パンフレット、及び欧州特許第５４６０７３Ｂ１号明細書及び欧州特許出願公開第ＥＰ５４６０７３Ａ１号明細書に記載されている。

上記のトランスジェニックマウスは、本明細書では「ＨｕＭａｂ」マウスと称し、再配列されていないヒト重鎖（ミュー及びガンマ）及びカッパ軽鎖免疫グロブリン配列をコードするヒト免疫グロブリン遺伝子ミニ遺伝子座を、内因性のミュー及びカッパ鎖遺伝子座を不活性化する標的変異とともに含有する（Ｌｏｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｎａｔｕｒｅ ３６８：８５６－８５９）。したがって、マウスは、マウスＩｇＭ又はカッパの発現の減少を示し、免疫化に応答して、導入されたヒト重鎖及び軽鎖導入遺伝子は、クラススイッチ及び体細胞変異を受けて、高親和性ヒトＩｇＧカッパモノクローナル抗体を生成する（Ｌｏｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ．，前出；Ｌｏｎｂｅｒｇ ａｎｄ Ｈｕｓｚａｒ，１９９５，Ｉｎｔｅｒｎ．Ｒｅｖ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１３：６５－９３；Ｈａｒｄｉｎｇ ａｎｄ Ｌｏｎｂｅｒｇ，１９９５，Ａｎｎ．Ｎ．Ｙ Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．７６４：５３６－５４６）。ＨｕＭａｂマウスの調製は、Ｔａｙｌｏｒ ｅｔ ａｌ．，１９９２，Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２０：６２８７－６２９５；Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．，１９９３，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ ５：６４７－６５６；Ｔｕａｉｌｌｏｎ ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１５２：２９１２－２９２０；Ｌｏｎｂｅｒｇ ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｎａｔｕｒｅ ３６８：８５６－８５９；Ｌｏｎｂｅｒｇ，１９９４，Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｅｘｐ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ １１３：４９－１０１；Ｔａｙｌｏｒ ｅｔ ａｌ．，１９９４，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ ６：５７９－５９１；Ｌｏｎｂｅｒｇ ａｎｄ Ｈｕｓｚａｒ，１９９５，Ｉｎｔｅｒｎ．Ｒｅｖ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１３：６５－９３；Ｈａｒｄｉｎｇ ａｎｄ Ｌｏｎｂｅｒｇ，１９９５，Ａｎｎ．Ｎ．Ｙ Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．７６４：５３６－５４６；Ｆｉｓｈｗｉｌｄ ｅｔ ａｌ．，１９９６，Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １４：８４５－８５１に詳細に記載されており、これらの文献はあらゆる目的でその全体が参照により本明細書に組み込まれる。さらに、米国特許第５，５４５，８０６号明細書、同第５，５６９，８２５号明細書、同第５，６２５，１２６号明細書、同第５，６３３，４２５号明細書、同第５，７８９，６５０号明細書、同第５，８７７，３９７号明細書、同第５，６６１，０１６号明細書、同第５，８１４，３１８号明細書、同第５，８７４，２９９号明細書、及び同第５，７７０，４２９号明細書、並びに米国特許第５，５４５，８０７号明細書、国際公開第９３／１２２７号パンフレット、国際公開第９２／２２６４６号パンフレット、及び国際公開第９２／０３９１８号パンフレットを参照されたい。その全ての開示内容は、あらゆる目的でその全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらのトランスジェニックマウスにおいてヒト抗体を産生するために利用される技術は、国際公開第９８／２４８９３号パンフレット、及びＭｅｎｄｅｚ ｅｔ ａｌ．，１９９７，Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ １５：１４６－１５６にも開示されており、これらの文献は、参照により本明細書に組み込まれる。

ヒト由来抗体はまた、ファージディスプレイ技術を使用して生成することもできる。ファージディスプレイは、例えば、Ｄｏｗｅｒ ｅｔ ａｌ．，国際公開第９１／１７２７１号パンフレット、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙ ｅｔ ａｌ．，国際公開第９２／０１０４７号パンフレット、及びＣａｔｏｎ ａｎｄ Ｋｏｐｒｏｗｓｋｉ，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８７：６４５０－６４５４（１９９０）に記載されており、その各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。ファージ技術によって産生される抗体は、通常、細菌において、抗原結合断片、例えば、Ｆｖ断片又はＦａｂ断片として産生され、このため、エフェクター機能を欠く。エフェクター機能は、２つの戦略のうち１つによって導入することができる。即ち、断片を操作して、必要に応じ、哺乳動物細胞で発現する完全な抗体にするか、又はエフェクター機能を誘発することができる第２の結合部位を有する二重特異性抗体断片にするか、のいずれかとすることができる。通常、抗体のＦｄ断片（ＶＨ－ＣＨ１）及び軽鎖（ＶＬ－ＣＬ）は、ＰＣＲによって別々にクローン化され、コンビナトリアルファージディスプレイライブラリーにおいてランダムに組み換えられ、その後、特定の抗原に結合するために選択することができる。抗体断片はファージ表面に発現し、Ｆｖ又はＦａｂ（したがって抗体断片をコードするＤＮＡを含有するファージ）の抗原結合による選択は、パニングと呼ばれる手順である抗原結合及び再増幅を数ラウンド行うことによって実現される。抗原に特異的な抗体断片は濃縮され、最終的に単離される。ファージディスプレイ技術はまた、「誘導選択（ｇｕｉｄｅｄ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）」と呼ばれる、齧歯類モノクローナル抗体のヒト化のための手法において使用することもできる（Ｊｅｓｐｅｒｓ，Ｌ．Ｓ．，ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １２，８９９－９０３（１９９４）を参照）。これについては、マウスモノクローナル抗体のＦｄ断片を、ヒト軽鎖ライブラリーと組み合わせて提示することが可能であり、得られたハイブリッドＦａｂライブラリーは、次いで、抗原を用いて選択することができる。これにより、マウスＦｄ断片は、選択を誘導するテンプレートを提供する。続いて、選択されたヒト軽鎖は、ヒトＦｄ断片ライブラリーと組み合わされる。得られたライブラリーの選択により、完全なヒトＦａｂが得られる。

ある特定の実施形態では、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質は抗体である。本明細書で使用する場合、「抗体」という用語は、２つの軽鎖ポリペプチド（それぞれ約２５ｋＤａ）及び２つの重鎖ポリペプチド（それぞれ約５０～７０ｋＤａ）を含む四量体の免疫グロブリンタンパク質を指す。「軽鎖」又は「免疫グロブリン軽鎖」という用語は、アミノ末端からカルボキシル末端までに、単一の免疫グロブリン軽鎖可変領域（ＶＬ）及び単一の免疫グロブリン軽鎖定常ドメイン（ＣＬ）を含むポリペプチドを指す。免疫グロブリン軽鎖定常ドメイン（ＣＬ）は、カッパ（κ）又はラムダ（λ）とすることができる。「重鎖」又は「免疫グロブリン重鎖」という用語は、アミノ末端からカルボキシル末端までに、単一の免疫グロブリン重鎖可変領域（ＶＨ）、免疫グロブリン重鎖定常ドメイン１（ＣＨ１）、免疫グロブリンヒンジ領域、免疫グロブリン重鎖定常ドメイン２（ＣＨ２）、免疫グロブリン重鎖定常ドメイン３（ＣＨ３）及び任意選択により、免疫グロブリン重鎖定常ドメイン４（ＣＨ４）を含むポリペプチドを指す。重鎖は、ミュー（μ）、デルタ（Δ）、ガンマ（γ）、アルファ（α）及びイプシロン（ε）として分類され、抗体のアイソタイプを、それぞれＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＧ、ＩｇＡ及びＩｇＥと定義する。ＩｇＧクラス抗体及びＩｇＡクラス抗体は、サブクラス、即ち、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３及びＩｇＧ４並びにＩｇＡ１及びＩｇＡ２に、それぞれさらに分けられる。ＩｇＧ抗体、ＩｇＡ抗体、及びＩｇＤ抗体の重鎖は、３つのドメイン（ＣＨ１、ＣＨ２及びＣＨ３）を有し、ＩｇＭ抗体及びＩｇＥ抗体の重鎖は、４つのドメイン（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３及びＣＨ４）を有する。免疫グロブリン重鎖定常ドメインは、サブタイプを含む任意の免疫グロブリンアイソタイプに由来するものとすることができる。抗体鎖は、ＣＬドメインとＣＨ１ドメインとの間（即ち、軽鎖と重鎖との間）、及び抗体重鎖のヒンジ領域間の、ポリペプチド間ジスルフィド結合を介して連結されている。

特定の実施形態では、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質は、ヘテロ二量体の抗体（本明細書では「ヘテロ免疫グロブリン」又は「ヘテロＩｇ」と互換的に使用される）であり、これは２つの異なる軽鎖及び２つの異なる重鎖を含む抗体のことである。

ヘテロ二量体の抗体は、任意の免疫グロブリン定常領域を含むことができる。「定常領域」という用語は、本明細書で使用する場合、可変領域以外の抗体の全てのドメインを指す。定常領域は、抗原の結合に直接には関与しないが、種々のエフェクター機能を発揮する。上記のように、抗体は、その重鎖の定常領域のアミノ酸配列に応じて、特定のアイソタイプ（ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ及びＩｇＭ）及びサブタイプ（ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＡ１、ＩｇＡ２）に分けられる。軽鎖定常領域は、例えば、カッパ型又はラムダ型の軽鎖定常領域、例えば、５つの抗体アイソタイプ全てに見出されるヒトのカッパ型又はラムダ型の軽鎖定常領域とすることができる。

ヘテロ二量体の抗体の重鎖定常領域は、例えば、アルファ型、デルタ型、イプシロン型、ガンマ型又はミュー型の重鎖定常領域、例えば、ヒトのアルファ型、デルタ型、イプシロン型、ガンマ型又はミュー型の重鎖定常領域とすることができる。一部の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３又はＩｇＧ４免疫グロブリン由来の重鎖定常領域を含む。一実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、ヒトＩｇＧ１免疫グロブリン由来の重鎖定常領域を含む。別の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、ヒトＩｇＧ２免疫グロブリン由来の重鎖定常領域を含む。

一実施形態では、本開示の二重特異性抗体はＤｕｏｂｏｄｙ（商標）である。Ｄｕｏｂｏｄｙは、ＤｕｏＢｏｄｙ（商標）テクノロジープラットフォーム（Ｇｅｎｍａｂ Ａ／Ｓ）によって、例えば、国際公開第２００８／１１９３５３号パンフレット、国際公開第２０１１／１３１７４６号パンフレット、国際公開第２０１１／１４７９８６号パンフレット、及び国際公開第２０１３／０６０８６７号パンフレット、Ｌａｂｒｉｊｎ Ａ Ｆ ｅｔ ａｌ．，ＰＮＡＳ，１１０（１３）：５１４５－５１５０（２０１３）、Ｇｒａｍｅｒ ｅｔ ａｌ．，ｍＡｂｓ，５（６）：９６２－９７３（２０１３）、並びにＬａｂｒｉｊｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，９（１０）：２４５０－２４６３（２０１４）に記載されているように作製することができる。この技術を使用して、２つの重鎖及び２つの軽鎖を含有する第１の単一特異性抗体の半分を、２つの重鎖及び２つの軽鎖を含有する第２の単一特異性抗体の半分と組み合わせることができる。得られたヘテロ二量体は、第１の抗体に由来する１つの重鎖及び１つの軽鎖と、第２の抗体に由来する１つの重鎖及び１つの軽鎖とを対にして含有する。両方の単一特異性抗体が異なる抗原の異なるエピトープを認識する場合、得られるヘテロ二量体は二重特異性抗体である。

ＤｕｏＢｏｄｙ（商標）プラットフォームについては、単一特異性抗体の各々は、ＣＨ３ドメイン中に単一の点変異を有する重鎖定常領域を含む。これらの点変異により、得られる二重特異性抗体のＣＨ３ドメイン間では、変異のない単一特異性抗体のどちらのＣＨ３ドメイン間よりも、強い相互作用が可能になる。各単一特異性抗体の単一の点変異は、重鎖定常領域のＣＨ３ドメイン中の残基３６６位、３６８位、３７０位、３９９位、４０５位、４０７位又は４０９位（ＥＵ付番）とすることができる（国際公開第２０１１／１３１７４６号パンフレットを参照）。さらに、単一の点変異は、１つの単一特異性抗体の中で、他方の単一特異性抗体に対して異なる残基に位置する。例えば、１つの単一特異性抗体は、変異Ｆ４０５Ｌ（ＥＵ付番；残基４０５でのフェニルアラニンからロイシンへの変異）、又はＦ４０５Ａ、Ｆ４０５Ｄ、Ｆ４０５Ｅ、Ｆ４０５Ｈ、Ｆ４０５Ｉ、Ｆ４０５Ｋ、Ｆ４０５Ｍ、Ｆ４０５Ｎ、Ｆ４０５Ｑ、Ｆ４０５Ｓ、Ｆ４０５Ｔ、Ｆ４０５Ｖ、Ｆ４０５Ｗ及びＦ４０５Ｙの各変異のうち１つを含むことができ、他方の単一特異性抗体は、変異Ｋ４０９Ｒ（ＥＵ付番；残基４０９でのリシンからアルギニンへの変異）を含むことができる。単一特異性抗体の重鎖定常領域は、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３又はＩｇＧ４のアイソタイプ（例えば、ヒトＩｇＧ１アイソタイプ）とすることができ、ＤｕｏＢｏｄｙ（商標）技術によって産生される二重特異性抗体は、修飾されて、Ｆｃ媒介性エフェクター機能を改変する（例えば、低減する）こと、及び／又は半減期を改善することができる。Ｄｕｏｂｏｄｙ（商標）を作製する一方法は、以下：（ｉ）１つの対となる点変異（即ち、Ｋ４０９Ｒと、Ｆ４０５Ｌ（又はＦ４０５Ａ、Ｆ４０５Ｄ、Ｆ４０５Ｅ、Ｆ４０５Ｈ、Ｆ４０５Ｉ、Ｆ４０５Ｋ、Ｆ４０５Ｍ、Ｆ４０５Ｎ、Ｆ４０５Ｑ、Ｆ４０５Ｓ、Ｆ４０５Ｔ、Ｆ４０５Ｖ、Ｆ４０５Ｗ及びＦ４０５Ｙの各変異のうち１つ）（ＥＵ付番））とをＣＨ３ドメイン中に含有する２つの親ＩｇＧ１の発現を分離すること；（ｉｉ）ｉｎ ｖｉｔｒｏにて許容酸化還元条件下で親ＩｇＧ１を混合して、半分子の組換えを可能にすること；（ｉｉｉ）還元剤を除去して、鎖間ジスルフィド結合を再酸化させること；及び（ｉｖ）クロマトグラフィーによる又は質量分析（ＭＳ）による方法を使用して、交換効率及び最終産物を分析することを含む（Ｌａｂｒｉｊｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，９（１０）：２４５０－２４６３（２０１４）を参照）。

二重特異性抗体を作製する別の例示的な方法は、ノブイントゥーホール技術（Ｒｉｄｇｗａｙ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇ．，９：６１７－６２１（１９９６）；国際公開第２００６／０２８９３６号パンフレット）によるものである。二重特異性抗体を作製するための主要な欠点であるＩｇ重鎖の誤対形成の問題は、この技術において、ＩｇＧ中でＣＨ３ドメインの界面を形成する選択されたアミノ酸を変異させることによって低減される。２つの重鎖が直接的に相互作用するＣＨ３ドメイン内の位置で、小さい側鎖（ホール）を有するアミノ酸が１つの重鎖の配列の中に導入され、大きい側鎖（ノブ）を有するアミノ酸が他方の重鎖の、相手として相互作用する残基位置に導入される。一部の例では、本開示の抗体は、二重特異性抗体を優先的に形成するために、２つのポリペプチド間の界面で相互作用する選択されたアミノ酸を変異させることによってＣＨ３ドメインが修飾されている、免疫グロブリン鎖を有する。二重特異性抗体は、同じサブクラス又は異なるサブクラスの免疫グロブリン鎖から構成され得る。一例では、ｇｐ１２０及びＣＤ３に結合する二重特異性抗体は、Ｔ３６６Ｗ（ＥＵ付番）変異を「ノブ鎖」に含み、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖ（ＥＵ付番）の各変異を「ホール鎖」に含む。ある特定の実施形態では、例えば、Ｙ３４９Ｃ変異を「ノブ鎖」に導入し、Ｅ３５６Ｃ変異又はＳ３５４Ｃ変異を「ホール鎖」に導入することによって、追加の鎖間ジスルフィド架橋がＣＨ３ドメイン間に導入される。ある特定の実施形態では、Ｒ４０９Ｄ、Ｋ３７０Ｅの各変異が「ノブ鎖」に導入され、Ｄ３９９Ｋ、Ｅ３５７Ｋの各変異が「ホール鎖」に導入される。他の実施形態では、Ｙ３４９Ｃ、Ｔ３６６Ｗの各変異が鎖のうちの１つに導入され、Ｅ３５６Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異が相手側の鎖に導入される。一部の実施形態では、Ｙ３４９Ｃ、Ｔ３６６Ｗの各変異が１つの鎖に導入され、Ｓ３５４Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異が相手側の鎖に導入される。一部の実施形態では、Ｙ３４９Ｃ、Ｔ３６６Ｗの各変異が１つの鎖に導入され、Ｓ３５４Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異が相手側の鎖に導入される。さらに他の実施形態では、Ｙ３４９Ｃ、Ｔ３６６Ｗの各変異が１つの鎖に導入され、Ｓ３５４Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異が相手側の鎖に導入される（全てＥＵ付番）。

二重特異性抗体を作製するさらに別の方法は、ＣｒｏｓｓＭａｂ技術である。ＣｒｏｓｓＭａｂは、２つの完全長抗体の各半分で構成されるキメラ抗体である。この技術は、鎖を正確に対形成するために、２つの技術：（ｉ）２つの重鎖間の正確な対形成に有利なノブイントゥーホールと；（ｉｉ）軽鎖の誤対形成を回避する非対称を導入するための、２つのＦａｂのうち１つの重鎖と軽鎖との間の交換とを組み合わせている。Ｒｉｄｇｗａｙ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇ．，９：６１７－６２１（１９９６）；Ｓｃｈａｅｆｅｒ ｅｔ ａｌ．，ＰＮＡＳ，１０８：１１１８７－１１１９２（２０１１）を参照されたい。ＣｒｏｓｓＭａｂは、２つ以上の標的を標的化するために、又は１つの標的に対して２：１形式などの二価性を導入するために、２つ以上の抗原－結合ドメインを組み合わせることができる。

特定の重鎖とその同族の軽鎖との会合を促進するために、重鎖及び軽鎖の両方は、相補的アミノ酸置換を含有し得る。本明細書で使用する場合、「相補的アミノ酸置換」とは、一方の鎖における正荷電アミノ酸への置換と、他方の鎖における負荷電アミノ酸置換とを対にすることを指す。例えば、一部の実施形態では、重鎖は、荷電アミノ酸を導入するために少なくとも１つのアミノ酸置換を含み、対応する軽鎖は、荷電アミノ酸を導入するために少なくとも１つのアミノ酸置換を含み、重鎖に導入される荷電アミノ酸は、軽鎖に導入されるアミノ酸の反対の電荷を有する。ある特定の実施形態では、１つ又は複数の正荷電残基（例えば、リシン、ヒスチジン又はアルギニン）を、第１の軽鎖（ＬＣ１）に導入することができ、１つ又は複数の負荷電残基（例えば、アスパラギン酸又はグルタミン酸）を、ＬＣ１／ＨＣ１の結合界面で、対になる重鎖（ＨＣ１）に導入することができ、一方、１つ又は複数の負荷電残基（例えば、アスパラギン酸又はグルタミン酸）を、第２の軽鎖（ＬＣ２）に導入することができ、１つ又は複数の正荷電残基（例えば、リシン、ヒスチジン又はアルギニン）を、ＬＣ２／ＨＣ２の結合界面で、対になる重鎖（ＨＣ２）に導入することができる。静電相互作用は、界面で反対に荷電した残基（極性）が引き合うため、ＬＣ１をＨＣ１と対形成させ、且つＬＣ２をＨＣ２と対形成させるように誘導することになる。界面で同じ荷電残基（極性）を有する重鎖／軽鎖の対（例えば、ＬＣ１／ＨＣ２及びＬＣ２／ＨＣ１）は、反発することになり、結果として不所望なＨＣ／ＬＣの対形成が抑制される。

これらの及び他の実施形態では、重鎖のＣＨ１ドメイン又は軽鎖のＣＬドメインは、野生型ＩｇＧアミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を含み、そのため、野生型ＩｇＧアミノ酸配列中の１つ又は複数の正荷電アミノ酸は、１つ又は複数の負荷電アミノ酸で置換される。或いは、重鎖のＣＨ１ドメイン又は軽鎖のＣＬドメインは、野生型ＩｇＧアミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を含み、そのため、野生型ＩｇＧアミノ酸配列中の１つ又は複数の負荷電アミノ酸は、１つ又は複数の正荷電アミノ酸で置換される。一部の実施形態では、Ｆ１２６、Ｐ１２７、Ｌ１２８、Ａ１４１、Ｌ１４５、Ｋ１４７、Ｄ１４８、Ｈ１６８、Ｆ１７０、Ｐ１７１、Ｖ１７３、Ｑ１７５、Ｓ１７６、Ｓ１８３、Ｖ１８５及びＫ２１３から選択されるＥＵ位置でのヘテロ二量体の抗体中の第１の及び／又は第２の重鎖のＣＨ１ドメインにおける１つ又は複数のアミノ酸は、荷電アミノ酸で置換される。ある特定の実施形態では、負荷電又は正荷電のアミノ酸で置換するのに好ましい残基はＳ１８３（ＥＵ付番方式）である。一部の実施形態では、Ｓ１８３は正荷電アミノ酸で置換される。代替的な実施形態では、Ｓ１８３は負荷電アミノ酸で置換される。例えば、一実施形態では、Ｓ１８３は、第１の重鎖において負荷電アミノ酸（例えば、Ｓ１８３Ｅ）で置換され、Ｓ１８３は、第２の重鎖において正荷電アミノ酸（例えば、Ｓ１８３Ｋ）で置換される。

軽鎖がカッパ軽鎖である実施形態では、Ｆ１１６、Ｆ１１８、Ｓ１２１、Ｄ１２２、Ｅ１２３、Ｑ１２４、Ｓ１３１、Ｖ１３３、Ｌ１３５、Ｎ１３７、Ｎ１３８、Ｑ１６０、Ｓ１６２、Ｔ１６４、Ｓ１７４及びＳ１７６から選択される位置（カッパ軽鎖におけるＥＵ及びＫａｂａｔ付番）の、ヘテロ二量体の抗体中の第１の及び／又は第２の軽鎖のＣＬドメインにおける１つ又は複数のアミノ酸は、荷電アミノ酸で置換される。軽鎖がラムダ軽鎖である実施形態では、Ｔ１１６、Ｆ１１８、Ｓ１２１、Ｅ１２３、Ｅ１２４、Ｋ１２９、Ｔ１３１、Ｖ１３３、Ｌ１３５、Ｓ１３７、Ｅ１６０、Ｔ１６２、Ｓ１６５、Ｑ１６７、Ａ１７４、Ｓ１７６及びＹ１７８から選択される位置（ラムダ鎖におけるＫａｂａｔ付番）の、ヘテロ二量体の抗体中の第１の及び／又は第２の軽鎖のＣＬドメインにおける１つ又は複数のアミノ酸は、荷電アミノ酸で置換される。一部の実施形態では、負荷電又は正荷電のアミノ酸で置換するのに好ましい残基は、カッパ軽鎖又はラムダ軽鎖のいずれかのＣＬドメインのＳ１７６（ＥＵ及びＫａｂａｔ付番方式）である。ある特定の実施形態では、ＣＬドメインのＳ１７６は、正荷電アミノ酸で置換される。代替的な実施形態では、ＣＬドメインのＳ１７６は、負荷電アミノ酸で置換される。一実施形態では、Ｓ１７６は、第１の軽鎖において正荷電アミノ酸（例えば、Ｓ１７６Ｋ）で置換され、Ｓ１７６は、第２の軽鎖において負荷電アミノ酸（例えば、Ｓ１７６Ｅ）で置換される。

ＣＨ１ドメイン及びＣＬドメインにおける相補的アミノ酸置換に加えて、又はその代替として、ヘテロ二量体の抗体中の軽鎖及び重鎖の可変領域は、荷電アミノ酸を導入するために１つ又は複数の相補的アミノ酸置換を含有していてもよい。例えば、一部の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体の重鎖のＶＨ領域又は軽鎖のＶＬ領域は、野生型ＩｇＧアミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を含み、そのため、野生型ＩｇＧアミノ酸配列中の１つ又は複数の正荷電アミノ酸は、１つ又は複数の負荷電アミノ酸で置換される。或いは、重鎖のＶＨ領域又は軽鎖のＶＬ領域は、野生型ＩｇＧアミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を含み、そのため、野生型ＩｇＧアミノ酸配列中の１つ又は複数の負荷電アミノ酸は、１つ又は複数の正荷電アミノ酸で置換される。

ＶＨ領域内のＶ領域界面残基（即ち、ＶＨ領域及びＶＬ領域のアセンブリーを媒介するアミノ酸残基）には、Ｋａｂａｔの１位、３位、３５位、３７位、３９位、４３位、４４位、４５位、４６位、４７位、５０位、５９位、８９位、９１位及び９３位が含まれる。ＶＨ領域中のこれらの界面残基のうち１つ又は複数は、荷電（正荷電又は負荷電）アミノ酸で置換することができる。ある特定の実施形態では、第１の及び／又は第２の重鎖のＶＨ領域中のＫａｂａｔ３９位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸、例えば、リシンに置換される。代替的な実施形態では、第１の及び／又は第２の重鎖のＶＨ領域中のＫａｂａｔ３９位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸、例えば、グルタミン酸に置換される。一部の実施形態では、第１の重鎖のＶＨ領域中のＫａｂａｔ３９位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸（例えばＧ３９Ｅ）に置換され、第２の重鎖のＶＨ領域中のＫａｂａｔ３９位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸（例えば、Ｇ３９Ｋ）に置換される。一部の実施形態では、第１の及び／又は第２の重鎖のＶＨ領域中のＫａｂａｔ４４位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸、例えば、リシンに置換される。代替的な実施形態では、第１の及び／又は第２の重鎖のＶＨ領域中のＫａｂａｔ４４位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸、例えば、グルタミン酸に置換される。ある特定の実施形態では、第１の重鎖のＶＨ領域中のＫａｂａｔ４４位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸（例えば、Ｇ４４Ｅ）に置換され、第２の重鎖のＶＨ領域中のＫａｂａｔ４４位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸（例えば、Ｇ４４Ｋ）に置換される。

ＶＬ領域内のＶ領域界面残基（即ち、ＶＨ領域及びＶＬ領域のアセンブリーを媒介するアミノ酸残基）には、Ｋａｂａｔの３２位、３４位、３５位、３６位、３８位、４１位、４２位、４３位、４４位、４５位、４６位、４８位、４９位、５０位、５１位、５３位、５４位、５５位、５６位、５７位、５８位、８５位、８７位、８９位、９０位、９１位及び１００位が含まれる。ＶＬ領域中の１つ又は複数の界面残基は、荷電アミノ酸、好ましくは、同族の重鎖のＶＨ領域に導入されたものと反対の電荷を有するアミノ酸で置換することができる。一部の実施形態では、第１の及び／又は第２の軽鎖のＶＬ領域中のＫａｂａｔ１００位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸、例えば、リシンに置換される。代替的な実施形態では、第１の及び／又は第２の軽鎖のＶＬ領域中のＫａｂａｔ１００位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸、例えば、グルタミン酸に置換される。ある特定の実施形態では、第１の軽鎖のＶＬ領域中のＫａｂａｔ１００位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸（例えば、Ｇ１００Ｋ）に置換され、第２の軽鎖のＶＬ領域中のＫａｂａｔ１００位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸（例えば、Ｇ１００Ｅ）に置換される。

ある特定の実施形態では、本発明のヘテロ二量体の抗体は、第１の重鎖及び第２の重鎖、並びに第１の軽鎖及び第２の軽鎖を含み、第１の重鎖は、アミノ酸置換を４４位（Ｋａｂａｔ）、１８３位（ＥＵ）、３９２位（ＥＵ）及び４０９位（ＥＵ）に含み、第２の重鎖は、アミノ酸置換を４４位（Ｋａｂａｔ）、１８３位（ＥＵ）、３５６位（ＥＵ）及び３９９位（ＥＵ）に含み、第１の及び第２の軽鎖は、アミノ酸置換を１００位（Ｋａｂａｔ）及び１７６位（ＥＵ）に含み、アミノ酸置換は前記の各位置に荷電アミノ酸を導入する。関連する実施形態では、第１の重鎖の４４位（Ｋａｂａｔ）のグリシンがグルタミン酸で置換され、第２の重鎖の４４位（Ｋａｂａｔ）のグリシンがリシンで置換され、第１の軽鎖の１００位（Ｋａｂａｔ）のグリシンがリシンで置換され、第２の軽鎖の１００位（Ｋａｂａｔ）のグリシンがグルタミン酸で置換され、第１の軽鎖の１７６位（ＥＵ）のセリンがリシンで置換され、第２の軽鎖の１７６位（ＥＵ）のセリンがグルタミン酸で置換され、第１の重鎖の１８３位（ＥＵ）のセリンがグルタミン酸で置換され、第１の重鎖の３９２位（ＥＵ）のリシンがアスパラギン酸で置換され、第１の重鎖の４０９位（ＥＵ）のリシンがアスパラギン酸で置換され、第２の重鎖の１８３位（ＥＵ）のセリンがリシンで置換され、第２の重鎖の３５６位（ＥＵ）のグルタミン酸がリシンで置換され、及び／又は第２の重鎖の３９９位（ＥＵ）のアスパラギン酸がリシンで置換される。

本明細書で使用する場合、「Ｆｃ領域」という用語は、インタクトな抗体のパパイン消化によって生成することができる免疫グロブリン重鎖のＣ末端領域を指す。免疫グロブリンのＦｃ領域は、一般に、２つの定常ドメイン、即ちＣＨ２ドメイン及びＣＨ３ドメインを含み、任意選択により、ＣＨ４ドメインを含む。ある特定の実施形態では、Ｆｃ領域は、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３又はＩｇＧ４免疫グロブリン由来のＦｃ領域である。一部の実施形態では、Ｆｃ領域は、ヒトＩｇＧ１又はヒトＩｇＧ２免疫グロブリン由来のＣＨ２ドメイン及びＣＨ３ドメインを含む。Ｆｃ領域は、Ｃ１ｑ結合、補体依存性細胞傷害（ＣＤＣ）、Ｆｃ受容体結合、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害（ＡＤＣＣ）、及び貪食などのエフェクター機能を保持し得る。他の実施形態では、Ｆｃ領域は、本明細書にさらに詳細に記載されるように、エフェクター機能を低減又は排除するように修飾される場合がある。

本発明の抗原結合タンパク質の、一部の実施形態では、Ｆｃ領域のカルボキシル末端に位置する結合ドメイン（即ち、カルボキシル末端の結合ドメイン）はｓｃＦｖである。ある特定の実施形態では、ｓｃＦｖは、ペプチドリンカーによって連結された重鎖可変領域（ＶＨ）と軽鎖可変領域（ＶＬ）とを含む。可変領域は、ＶＨ－ＶＬ又はＶＬ－ＶＨの向きで、ｓｃＦｖ内に配置され得る。例えば、一実施形態では、ｓｃＦｖは、Ｎ末端からＣ末端までに、ＶＨ領域、ペプチドリンカー及びＶＬ領域を含む。別の実施形態では、ｓｃＦｖは、Ｎ末端からＣ末端までに、ＶＬ領域、ペプチドリンカー及びＶＨ領域を含む。ｓｃＦｖのＶＨ領域及びＶＬ領域は、１つ又は複数のシステイン置換を含有して、ＶＨ領域とＶＬ領域との間にジスルフィド結合形成を可能にすることができる。そのようなシステインのクランプは、抗原－結合性配置における２つの可変ドメインを安定化させる。一実施形態では、ＶＨ領域中の４４位（Ｋａｂａｔ付番）及びＶＬ領域中の１００位（Ｋａｂａｔ付番）は、それぞれシステイン残基で置換される。

ある特定の実施形態では、ｓｃＦｖは、そのアミノ末端で、ペプチドリンカーを介してＦｃ領域のカルボキシル末端（例えば、ＣＨ３ドメインのカルボキシル末端）に融合されるか、そうでなければ連結される。したがって、一実施形態では、得られる融合タンパク質が、Ｎ末端からＣ末端までに、ＣＨ２ドメイン、ＣＨ３ドメイン、第１のペプチドリンカー、ＶＨ領域、第２のペプチドリンカー、及びＶＬ領域を含むように、ｓｃＦｖはＦｃ領域に融合される。別の実施形態では、得られる融合タンパク質が、Ｎ末端からＣ末端までに、ＣＨ２ドメイン、ＣＨ３ドメイン、第１のペプチドリンカー、ＶＬ領域、第２のペプチドリンカー、及びＶＨ領域を含むように、ｓｃＦｖはＦｃ領域に融合される。「融合タンパク質」は、１つより多い親タンパク質又はポリペプチドに由来するポリペプチド成分を含むタンパク質である。通常、融合タンパク質は、１つのタンパク質由来のポリペプチド配列をコードするヌクレオチド配列が、異なるタンパク質由来のポリペプチド配列をコードするヌクレオチド配列と一緒にインフレームに付加され、任意選択によりリンカーによって、その配列から分離される、融合遺伝子から発現する。この融合遺伝子は、その後、組換え宿主細胞によって発現されて、単一の融合タンパク質を産生することができる。

「ペプチドリンカー」とは、１つのポリペプチドを別のポリペプチドに共有結合させる約２～約５０アミノ酸のオリゴペプチドを指す。ペプチドリンカーは、ｓｃＦｖ中でＶＨドメインとＶＬドメインとを連結するために使用される。ペプチドリンカーはまた、ｓｃＦｖ、Ｆａｂ断片、又は他の機能的抗体断片をＦｃ領域のアミノ末端又はカルボキシル末端に連結して、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質を作り出すために使用することもできる。好ましくは、ペプチドリンカーは、少なくとも５アミノ酸長である。ある特定の実施形態では、ペプチドリンカーは、約５アミノ酸長～約４０アミノ酸長である。他の実施形態では、ペプチドリンカーは、約８アミノ酸長～約３０アミノ酸長である。さらに他の実施形態では、ペプチドリンカーは、約１０アミノ酸長～約２０アミノ酸長である。

好ましくは、必ずしもというわけではないが、ペプチドリンカーは、２０の標準的なアミノ酸の中のアミノ酸、特に、システイン、グリシン、アラニン、プロリン、アスパラギン、グルタミン、及び／又はセリンを含む。ある特定の実施形態では、ペプチドリンカーは、グリシン、セリン及びアラニンなど、立体障害のない大多数のアミノ酸で構成される。したがって、一部の実施形態において好ましいリンカーには、ポリグリシン、ポリセリン、及びポリアラニン、又はこれらのうちいずれかの組合せが含まれる。一部の例示的なペプチドリンカーとしては、以下に限定されないが、ポリ（Ｇｌｙ）_２～８、特に（Ｇｌｙ）_３（配列番号２２）、（Ｇｌｙ）_４（配列番号２３）、（Ｇｌｙ）_５（配列番号２４）、（Ｇｌｙ）_６（配列番号２５）及び（Ｇｌｙ）_７（配列番号２６）、並びにポリ（Ｇｌｙ）_４Ｓｅｒ、ポリ（Ｇｌｙ－Ａｌａ）_２～４及びポリ（Ａｌａ）_２～８が挙げられる。ある特定の実施形態では、ペプチドリンカーは（Ｇｌｙ_ｘＳｅｒ）_ｎであり、ここで、ｘ＝３又は４であり、ｎ＝２、３、４、５又は６である。そのようなペプチドリンカーとしては、「Ｌ５」（ＧＧＧＧＳ又は「Ｇ_４Ｓ」；配列番号２７）、「Ｌ９」（ＧＧＧＳＧＧＧＧＳ；又は「Ｇ_３ＳＧ_４Ｓ」；配列番号２８）、「Ｌ１０」（ＧＧＧＧＳＧＧＧＧＳ；又は「（Ｇ_４Ｓ）_２」；配列番号２９）、「Ｌ１５」（ＧＧＧＧＳＧＧＧＧＳＧＧＧＧＳ；又は「（Ｇ_４Ｓ）_３」；配列番号３１）、及び「Ｌ２５」（ＧＧＧＧＳＧＧＧＧＳＧＧＧＧＳＧＧＧＧＳＧＧＧＧＳ；又は「（Ｇ_４Ｓ）_５」；配列番号３２）が挙げられる。一部の実施形態では、ｓｃＦｖ中でＶＨ領域とＶＬ領域とを連結しているペプチドリンカーは、Ｌ１５又は（Ｇ_４Ｓ）_３リンカー（配列番号３１）である。これらの及び他の実施形態では、カルボキシル末端の結合ドメイン（例えば、ｓｃＦｖ又はＦａｂ）をＦｃ領域のＣ末端に連結しているペプチドリンカーは、Ｌ９若しくはＧ_３ＳＧ_４Ｓリンカー（配列番号２８）又はＬ１０（Ｇ_４Ｓ）_２リンカー（配列番号２９）である。

本発明の二重特異性抗原結合タンパク質に使用することができるペプチドリンカーの他の特定の例としては、（Ｇｌｙ）_５Ｌｙｓ（配列番号１）；（Ｇｌｙ）_５ＬｙｓＡｒｇ（配列番号２）；（Ｇｌｙ）_３Ｌｙｓ（Ｇｌｙ）_４（配列番号３）；（Ｇｌｙ）_３ＡｓｎＧｌｙＳｅｒ（Ｇｌｙ）_２（配列番号４）；（Ｇｌｙ）_３Ｃｙｓ（Ｇｌｙ）_４（配列番号５）；ＧｌｙＰｒｏＡｓｎＧｌｙＧｌｙ（配列番号６）；ＧＧＥＧＧＧ（配列番号７）；ＧＧＥＥＥＧＧＧ（配列番号８）；ＧＥＥＥＧ（配列番号９）；ＧＥＥＥ（配列番号１０）；ＧＧＤＧＧＧ（配列番号１１）；ＧＧＤＤＤＧＧ（配列番号１２）；ＧＤＤＤＧ（配列番号１３）；ＧＤＤＤ（配列番号１４）；ＧＧＧＧＳＤＤＳＤＥＧＳＤＧＥＤＧＧＧＧＳ（配列番号１５）；ＷＥＷＥＷ（配列番号１６）；ＦＥＦＥＦ（配列番号１７）；ＥＥＥＷＷＷ（配列番号１８）；ＥＥＥＦＦＦ（配列番号１９）；ＷＷＥＥＥＷＷ（配列番号２０）；及びＦＦＥＥＥＦＦ（配列番号２１）が挙げられる。

本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質の重鎖定常領域又はＦｃ領域は、抗原結合タンパク質のグリコシル化及び／又はエフェクター機能に影響する１つ又は複数のアミノ酸置換を含んでいてもよい。免疫グロブリンのＦｃ領域の機能の１つは、免疫グロブリンがその標的に結合するときに免疫系に伝達することである。これは、一般に「エフェクター機能」と呼ばれる。伝達は、抗体依存性細胞傷害（ＡＤＣＣ）、抗体依存性細胞貪食（ＡＤＣＰ）及び／又は補体依存性細胞障害（ＣＤＣ）につながる。ＡＤＣＣ及びＡＤＣＰは、免疫系の細胞の表面のＦｃ受容体へのＦｃ領域の結合を介して媒介される。ＣＤＣは、補体系のタンパク質、例えばＣ１ｑと、Ｆｃとの結合を介して媒介される。一部の実施形態では、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質は、ＡＤＣＣ活性、ＣＤＣ活性、ＡＤＣＰ活性を含むエフェクター機能、及び／又は抗原結合タンパク質のクリアランス若しくは半減期を増強するために、定常領域に１つ又は複数のアミノ酸置換を含む。エフェクター機能を増強することができる例示的なアミノ酸置換（ＥＵ付番）としては、以下に限定されないが、Ｅ２３３Ｌ、Ｌ２３４Ｉ、Ｌ２３４Ｙ、Ｌ２３５Ｓ、Ｇ２３６Ａ、Ｓ２３９Ｄ、Ｆ２４３Ｌ、Ｆ２４３Ｖ、Ｐ２４７Ｉ、Ｄ２８０Ｈ、Ｋ２９０Ｓ、Ｋ２９０Ｅ、Ｋ２９０Ｎ、Ｋ２９０Ｙ、Ｒ２９２Ｐ、Ｅ２９４Ｌ、Ｙ２９６Ｗ、Ｓ２９８Ａ、Ｓ２９８Ｄ、Ｓ２９８Ｖ、Ｓ２９８Ｇ、Ｓ２９８Ｔ、Ｔ２９９Ａ、Ｙ３００Ｌ、Ｖ３０５Ｉ、Ｑ３１１Ｍ、Ｋ３２６Ａ、Ｋ３２６Ｅ、Ｋ３２６Ｗ、Ａ３３０Ｓ、Ａ３３０Ｌ、Ａ３３０Ｍ、Ａ３３０Ｆ、Ｉ３３２Ｅ、Ｄ３３３Ａ、Ｅ３３３Ｓ、Ｅ３３３Ａ、Ｋ３３４Ａ、Ｋ３３４Ｖ、Ａ３３９Ｄ、Ａ３３９Ｑ、Ｐ３９６Ｌ、又は上記のもののいずれかの組合せが挙げられる。

他の実施形態では、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質は、エフェクター機能を低減するために、定常領域に１つ又は複数のアミノ酸置換を含む。エフェクター機能を低減することができる例示的なアミノ酸置換（ＥＵ付番）としては、以下に限定されないが、Ｃ２２０Ｓ、Ｃ２２６Ｓ、Ｃ２２９Ｓ、Ｅ２３３Ｐ、Ｌ２３４Ａ、Ｌ２３４Ｖ、Ｖ２３４Ａ、Ｌ２３４Ｆ、Ｌ２３５Ａ、Ｌ２３５Ｅ、Ｇ２３７Ａ、Ｐ２３８Ｓ、Ｓ２６７Ｅ、Ｈ２６８Ｑ、Ｎ２９７Ａ、Ｎ２９７Ｇ、Ｖ３０９Ｌ、Ｅ３１８Ａ、Ｌ３２８Ｆ、Ａ３３０Ｓ、Ａ３３１Ｓ、Ｐ３３１Ｓ又は上記のいずれかの組合せが挙げられる。

グリコシル化は、抗体、特にＩｇＧ１抗体のエフェクター機能の要因となり得る。したがって、一部の実施形態では、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質は、結合タンパク質のグリコシル化のレベル又はタイプに影響を及ぼす１つ又は複数のアミノ酸置換を含んでいてもよい。ポリペプチドのグリコシル化は、通常、Ｎ結合又はＯ結合のいずれかである。Ｎ結合は、アスパラギン残基の側鎖への炭水化物部分の結合を指す。トリペプチド配列のアスパラギン－Ｘ－セリン及びアスパラギン－Ｘ－トレオニン（Ｘはプロリン以外の任意のアミノ酸である）は、アスパラギン側鎖への炭水化物部分の酵素的結合のための認識配列である。したがって、ポリペプチド中にこれらのトリペプチド配列のいずれかが存在すると、潜在的なグリコシル化部位が作り出される。Ｏ結合型グリコシル化は、糖であるＮ－アセチルガラクトサミン、ガラクトース又はキシロースのうち１つの、ヒドロキシアミノ酸、最も一般的にはセリン又はトレオニンへの結合を指すが、５－ヒドロキシプロリン又は５－ヒドロキシリシンを使用することもできる。

ある特定の実施形態では、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質のグリコシル化は、１つ又は複数のグリコシル化部位を、例えば、結合タンパク質のＦｃ領域に付加することによって増加される。抗原結合タンパク質へのグリコシル化部位の付加は、上記のトリペプチド配列のうち１つ又は複数を含有するようにアミノ酸配列を改変することによって簡便に実現することができる（Ｎ結合型グリコシル化部位の場合）。改変は、１つ又は複数のセリン残基若しくはトレオニン残基の、開始配列への付加又は開始配列による置換によってなされることもできる（Ｏ結合型グリコシル化部位の場合）。容易にするために、抗原結合タンパク質アミノ酸配列は、ＤＮＡレベルでの変化によって、特に、所望のアミノ酸に翻訳されるコドンが生成されるように、予め選択された塩基の位置で標的ポリペプチドをコードするＤＮＡを変異させることによって、改変することができる。

本発明はまた、炭水化物構造が改変されて、エフェクター活性が改変されている二重特異性抗原結合タンパク質分子、例えば、フコシル化がないか又は減少して、ＡＤＣＣ活性の向上を示す抗原結合タンパク質の産生も包含する。フコシル化を減少させる又は排除する様々な方法が当技術分野において公知である。例えば、ＡＤＣＣエフェクター活性は、抗体分子のＦｃγＲＩＩＩ受容体への結合によって媒介され、これは、ＣＨ２ドメインのＮ２９７残基でのＮ結合型グリコシル化の炭水化物構造に依存することが示されている。非フコシル化抗体は、高い親和性でこの受容体に結合し、ＦｃγＲＩＩＩ媒介性エフェクター機能を天然のフコシル化抗体よりも効率的に誘発する。例えば、アルファ－１，６－フコシルトランスフェラーゼ酵素がノックアウトされているＣＨＯ細胞における非フコシル化抗体の組換え産生は、ＡＤＣＣ活性が１００倍増加した抗体を生じる（Ｙａｍａｎｅ－Ｏｈｎｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｂｉｏｅｎｇ．８７（５）：６１４－２２，２００４を参照）。同様の効果は、フコシル化経路におけるアルファ－１，６－フコシルトランスフェラーゼ酵素又は他の酵素の活性を減少させることによって、例えば、ｓｉＲＮＡ若しくはアンチセンスＲＮＡ処理、酵素をノックアウトするための細胞株の操作、又は選択的グリコシル化阻害剤を用いる培養によって、実現することができる（Ｒｏｔｈｍａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌ Ｉｍｍｕｎｏｌ．２６（１２）：１１１３－２３，１９８９を参照）。一部の宿主細胞株、例えば、Ｌｅｃ１３又はラットハイブリドーマＹＢ２／０細胞株は、フコシル化レベルがより低い抗体を天然に産生する（Ｓｈｉｅｌｄｓ ｅｔ ａｌ．，Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ．２７７（３０）：２６７３３－４０，２００２及びＳｈｉｎｋａｗａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ．２７８（５）：３４６６－７３，２００３を参照）。例えば、ＧｎＴＩＩＩ酵素を過剰発現する細胞において抗体を組換え産生することによる、二分された炭水化物のレベルの増加もまた、ＡＤＣＣ活性を増加させることが判明している（Ｕｍａｎａ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．１７（２）：１７６－８０，１９９９を参照）。

他の実施形態では、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質のグリコシル化は、１つ又は複数のグリコシル化部位を、例えば、結合タンパク質のＦｃ領域から除去することによって、低減又は排除される。Ｎ結合型グリコシル化部位を排除又は改変するアミノ酸置換により、抗原結合タンパク質のＮ結合型グリコシル化を低減又は排除することができる。ある特定の実施形態では、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質は、Ｎ２９７Ｑ、Ｎ２９７Ａ、又はＮ２９７ＧなどのＮ２９７位（ＥＵ付番）での変異を含む。特定の一実施形態では、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質は、Ｎ２９７Ｇ変異を有するヒトＩｇＧ１抗体由来のＦｃ領域を含む。Ｎ２９７変異を含む分子の安定性を向上させるために、分子のＦｃ領域はさらに操作されてもよい。例えば、一部の実施形態では、Ｆｃ領域における１つ又は複数のアミノ酸は、二量体状態でジスルフィド結合形成を促進するためにシステインで置換される。したがって、ＩｇＧ１ Ｆｃ領域のＶ２５９、Ａ２８７、Ｒ２９２、Ｖ３０２、Ｌ３０６、Ｖ３２３、又はＩ３３２（ＥＵ付番）に対応する残基は、システインで置換され得る。好ましくは、残基の特定の対が、互いにジスルフィド結合を優先的に形成するようにシステインで置換され、このため、ジスルフィド結合のスクランブルが制限又は防止される。好ましい対としては、以下に限定されないが、Ａ２８７Ｃ及びＬ３０６Ｃ、Ｖ２５９Ｃ及びＬ３０６Ｃ、Ｒ２９２Ｃ及びＶ３０２Ｃ、並びにＶ３２３Ｃ及びＩ３３２Ｃが挙げられる。特定の実施形態では、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質は、Ｒ２９２Ｃ及びＶ３０２Ｃに変異を有するヒトＩｇＧ１抗体由来のＦｃ領域を含む。このような実施形態では、Ｆｃ領域は、Ｎ２９７Ｇ変異も含む場合がある。

例えば、サルベージ受容体（ｓａｌｖａｇｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒ）結合エピトープの組み込み又は付加による（例えば、適切な領域の変異による、又はエピトープをペプチドタグに組み込み、続いて、例えば、ＤＮＡ若しくはペプチド合成によって、いずれかの末端又は中央で抗原結合タンパク質に融合させることによる；例えば、国際公開第９６／３２４７８号パンフレットを参照）、或いはＰＥＧ又は他の水溶性ポリマー、例えば、多糖ポリマーなどの分子の付加による、血清半減期を延長するための本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の修飾もまた望ましい場合がある。サルベージ受容体結合エピトープは、好ましくは、Ｆｃ領域の１つ又は２つのループ由来の任意の１つ又は複数のアミノ酸残基が抗原結合タンパク質中の類似の位置に移入される領域を構成する。より一層好ましくは、Ｆｃ領域の１つ又は２つのループ由来の３つ以上の残基が移入される。さらにより好ましくは、エピトープがＦｃ領域（例えば、ＩｇＧ Ｆｃ領域）のＣＨ２ドメインから採取され、抗原結合タンパク質のＣＨ１、ＣＨ３、若しくはＶＨ領域、又は１つより多いそのような領域に移入される。或いは、エピトープがＦｃ領域のＣＨ２ドメインから採取され、抗原結合タンパク質のＣＬ領域若しくはＶＬ領域、又はその両方に移入される。Ｆｃ変異体及びそのサルベージ受容体との相互作用の説明については、国際出願である、国際公開第９７／３４６３１号パンフレット及び国際公開第９６／３２４７８号パンフレットを参照されたい。

本発明は、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質及びその成分をコードする、１つ又は複数の単独で存在する核酸を含む。本発明の核酸分子には、単鎖及び二本鎖の両方の形態のＤＮＡ及びＲＮＡ、並びに対応する相補的配列が含まれる。ＤＮＡには、例えば、ｃＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、化学的に合成されたＤＮＡ、ＰＣＲによって増幅されたＤＮＡ及びそれらの組合せが含まれる。本発明の核酸分子には、完全長遺伝子又はｃＤＮＡ分子並びにそれらの断片の組合せが含まれる。本発明の核酸は、優先的にはヒト供給源に由来するが、本発明には非ヒト種に由来するものも含まれる。

免疫グロブリン又はその領域（例えば、可変領域、Ｆｃ領域など）又は目的のポリペプチド由来の該当するアミノ酸配列は、直接タンパク質配列解析法によって決定することができ、好適なコードヌクレオチド配列は普遍コドン表に従ってデザインすることができる。或いは、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の結合ドメインの起源となり得る、モノクローナル抗体をコードするゲノムＤＮＡ又はｃＤＮＡは、従来の手順を使用して（例えば、モノクローナル抗体の重鎖及び軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合することができるオリゴヌクレオチドプローブを使用することにより）、そのような抗体を産生する細胞から単離し、配列決定することができる。

本明細書において「単独で存在するポリヌクレオチド」と互換的に使用される「単独で存在する核酸」は、天然に存在する供給源から単離された核酸の場合、核酸が単離された生物のゲノムに存在する隣接遺伝子配列から分離された核酸である。例えば、ＰＣＲ産物、ｃＤＮＡ分子又はオリゴヌクレオチドなど、鋳型から酵素的に、又は化学的に合成された核酸の場合、このようなプロセスから得られる核酸は、単独で存在する核酸であると理解される。単独で存在する核酸分子は、別個の断片の形態の核酸分子、又はより大きな核酸コンストラクトの成分としての核酸分子を指す。好ましい一実施形態では、核酸は、不純にする内因性物質を実質的に含まない。核酸分子は、好ましくは、実質的に純粋な形態で、且つ標準的な生化学的方法（例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，２ｎｄ ｅｄ．，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ（１９８９）に概説されているもの）によるその成分ヌクレオチド配列の同定、操作、及び回収を可能にする量又は濃度で、少なくとも１回単離されたＤＮＡ又はＲＮＡから誘導されている。このような配列は、好ましくは、通常、真核生物遺伝子に存在する内部非翻訳配列又はイントロンによって中断されないオープンリーディングフレームの形態で提供及び／又は構築される。非翻訳のＤＮＡの配列は、オープンリーディングフレームから５’側又は３’側に存在することができ、この場合、これは、コード領域の操作又は発現を妨害しない。特に明記しない限り、本明細書に記載される任意の単鎖ポリヌクレオチド配列の左側末端は、５’末端であり、二本鎖ポリヌクレオチド配列の左側方向は、５’方向と呼ばれる。新生ＲＮＡ転写産物の５’から３’への産生の方向は、転写方向と呼ばれ、ＲＮＡ転写産物の５’末端の５’側にあるＲＮＡ転写産物と同じ配列を有するＤＮＡ鎖上の配列領域は、「上流配列」と呼ばれ、ＲＮＡ転写産物の３’末端の３’側にあるＲＮＡ転写産物と同じ配列を有するＤＮＡ鎖上の配列領域は、「下流配列」と呼ばれる。

本発明はまた、中程度にストリンジェントな条件下、より好ましくは高度にストリンジェントな条件下で、本明細書に記載されるポリペプチドをコードする核酸にハイブリダイズする核酸も含む。ハイブリダイゼーション条件の選択に影響する基本パラメーター及び好適な条件を考案するためのガイダンスは、Ｓａｍｂｒｏｏｋ，Ｆｒｉｔｓｃｈ，ａｎｄ Ｍａｎｉａｔｉｓ（１９８９， Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ，Ｎ．Ｙ．，ｃｈａｐｔｅｒｓ ９ ａｎｄ １１；及びＣｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ，１９９５，Ａｕｓｕｂｅｌ ｅｔ ａｌ．，ｅｄｓ．，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．，ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２．１０ ａｎｄ ６．３－６．４）、によって示されており、例えば、ＤＮＡの長さ及び／又は塩基組成に基づいて当業者が容易に決定することができる。中程度にストリンジェントな条件を達成する１つの方法は、５×ＳＳＣ、０．５％ＳＤＳ、１．０ｍＭ ＥＤＴＡ（ｐＨ８．０）、約５０％ホルムアミドのハイブリダイゼーション緩衝液、６×ＳＳＣを含有する予洗溶液、及び約５５℃のハイブリダイゼーション温度（又は、約５０％ホルムアミドを含有するものなどの他の類似のハイブリダイゼーション溶液、及び約４２℃のハイブリダイゼーション温度）、並びに０．５×ＳＳＣ、０．１％ＳＤＳ中の約６０℃の洗浄条件の使用を含む。一般に、高度にストリンジェントな条件は、およそ６８℃、０．２×ＳＳＣ、０．１％ＳＤＳで洗浄すること以外は上記のようなハイブリダイゼーション条件として定義される。ＳＳＰＥ（ｌ×ＳＳＰＥは、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、１０ｍＭ ＮａＨ_２ＰＯ_４、及び１．２５ｍＭ ＥＤＴＡ、ｐＨ７．４である）は、ハイブリダイゼーション緩衝液及び洗浄緩衝液中のＳＳＣ（ｌ×ＳＳＣは、０．１５Ｍ ＮａＣｌ及び１５ｍＭクエン酸ナトリウムである）に置換することができ、ハイブリダイゼーションが完了した後、１５分間洗浄を行う。当然のことながら、当業者に知られており、以下にさらに説明されるように、ハイブリダイゼーション反応及び二本鎖の安定性を決定する基本原理を適用することにより、所望の程度のストリンジェンシーを達成するために必要に応じて、洗浄温度及び洗浄塩濃度を調節することができる（例えば、Ｓａｍｂｒｏｏｋ ｅｔ ａｌ．，１９８９を参照）。核酸を未知の配列の標的核酸へとハイブリダイズする場合、ハイブリッド長はハイブリダイズする核酸の長さであると仮定する。既知の配列の核酸がハイブリダイズされる場合、ハイブリッド長は、両核酸の配列を整列させ、最適な配列相補性の領域又は領域群を同定することによって決定することができる。５０塩基対長未満であると予想されるハイブリッドのハイブリダイゼーション温度は、ハイブリッドの融解温度（Ｔｍ）より５～１０℃低くなければならず、ここで、Ｔｍは、以下の式に従って決定される。１８塩基対長未満のハイブリッドの場合、Ｔｍ（℃）＝２（Ａ＋Ｔ塩基の数）＋４（Ｇ＋Ｃ塩基の数）。１８塩基対長を超えるハイブリッドの場合、Ｔｍ（℃）＝８１．５＋１６．６（ｌｏｇ１０［Ｎａ＋］）＋０．４１（％Ｇ＋Ｃ）－（６００／Ｎ）、（式中、Ｎはハイブリッド中の塩基の数であり、［Ｎａ＋］はハイブリダイゼーション緩衝液中のナトリウムイオンの濃度である）（１×ＳＳＣの［Ｎａ＋］＝０．１６５Ｍ）。好ましくは、このようなハイブリダイズする核酸の各々は、少なくとも１５ヌクレオチド（又はより好ましくは少なくとも１８ヌクレオチド、若しくは少なくとも２０ヌクレオチド、若しくは少なくとも２５ヌクレオチド、若しくは少なくとも３０ヌクレオチド、若しくは少なくとも４０ヌクレオチド、又は最も好ましくは少なくとも５０ヌクレオチド）の長さ、或いはそれがハイブリダイズする本発明の核酸の長さの少なくとも２５％（より好ましくは少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、及び最も好ましくは少なくとも８０％）である長さを有し、且つそれがハイブリダイズする本発明の核酸と、少なくとも６０％の配列同一性（より好ましくは少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８１％、少なくとも８２％、少なくとも８３％、少なくとも８４％、少なくとも８５％、少なくとも８６％、少なくとも８７％、少なくとも８８％、少なくとも８９％、少なくとも９０％、少なくとも９１％、少なくとも９２％、少なくとも９３％、少なくとも９４％、少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、又は少なくとも９９％、及び最も好ましくは少なくとも９９．５％）を有する。ここで、配列同一性は、上でより詳細に記載されているように、ハイブリダイズする核酸の配列を、重複及び同一性が最大となり、配列ギャップが最小になるように整列させたときの、当該核酸の配列を比較することによって決定される。

本明細書に記載される抗原結合タンパク質の変異体は、ポリペプチドをコードするＤＮＡにおけるヌクレオチドの部位特異的な変異誘発により、カセット若しくはＰＣＲ変異誘発、又は当技術分野において周知の他の技術を使用して、変異体をコードするＤＮＡを産生し、その後、本明細書に概説するように、細胞培養物中で組換えＤＮＡを発現させることによって調製することができる。しかしながら、約１００～１５０残基までを有する変異体ＣＤＲを含む抗原結合タンパク質は、確立された技術を使用してｉｎ ｖｉｔｒｏ合成によって調製することができる。変異体は、典型的には、天然の類似体と同様の定性的生物学的活性、例えば抗原への結合を示す。このような変異体は、例えば、抗原結合タンパク質のアミノ酸配列内の残基の欠失及び／又は挿入及び／又は置換を含む。欠失、挿入及び置換の任意の組合せを行って、最終コンストラクトに至るのであるが、但し、最終コンストラクトは所望の特性を保持するものとする。アミノ酸の変化はまた、グリコシル化部位の数又は位置を変化させるなど、抗原結合タンパク質の翻訳後プロセスを改変する場合もある。ある特定の実施形態では、抗原結合タンパク質変異体は、エピトープ結合に直接関与するアミノ酸残基を修飾する目的で調製される。他の実施形態では、本明細書に記載の目的のため、エピトープ結合に直接関与しない残基、又はエピトープ結合に何ら関与しない残基の修飾が望ましい。ＣＤＲ領域及び／又はフレームワーク領域のいずれかにおける変異誘発が企図される。抗原結合タンパク質のアミノ酸配列における有用な修飾をデザインするために、当業者は共分散分析技術を使用することができる。例えば、Ｃｈｏｕｌｉｅｒ，ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ４１：４７５－４８４，２０００；Ｄｅｍａｒｅｓｔ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．３３５：４１－４８，２００４；Ｈｕｇｏ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ １６（５）：３８１－８６，２００３；Ａｕｒｏｒａ ｅｔ ａｌ．，米国特許出願公開第２００８／０３１８２０７Ａ１号明細書；Ｇｌａｓｅｒ ｅｔ ａｌ．，米国特許出願公開第２００９／００４８１２２Ａ１号明細書；Ｕｒｅｃｈ ｅｔ ａｌ．，国際公開第２００８／１１０３４８Ａ１号パンフレット；Ｂｏｒｒａｓ ｅｔ ａｌ．，国際公開第２００９／００００９９Ａ２号パンフレットを参照されたい。共分散分析によって決定されるそのような修飾は、抗原結合タンパク質の効力、薬物動態学的、薬力学的及び／又は製造可能性の特性を改善することができる。

本発明はまた、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の１つ又は複数の成分（例えば、可変領域、軽鎖、重鎖、修飾された重鎖、及びＦｄ断片）をコードする１つ又は複数の核酸を含むベクターを含む。「ベクター」という用語は、タンパク質コード情報を宿主細胞に移入するために使用される任意の分子又は実体（例えば、核酸、プラスミド、バクテリオファージ又はウイルス）を指す。ベクターの例としては、以下に限定されないが、プラスミド、ウイルスベクター、非エピソーム哺乳動物ベクター及び発現ベクター、例えば、組換え発現ベクターが挙げられる。「発現ベクター」又は「発現コンストラクト」という用語は、本明細書で使用する場合、特定の宿主細胞において作動可能に連結されるコード配列の発現に必要な、所望のコード配列及び適切な核酸制御配列を含有する組換えＤＮＡ分子を指す。発現ベクターは、転写、翻訳に影響を及ぼすか又はそれを制御し、且つイントロンが存在する場合、それに作動可能に連結されたコード領域のＲＮＡスプライシングに影響を及ぼす配列を含むことができるが、これに限定されない。原核生物での発現に必要な核酸配列には、プロモーター、任意選択によりオペレーター配列、リボソーム結合部位、及び場合によりその他の配列が含まれる。真核細胞は、プロモーター、エンハンサー、並びに終結シグナル及びポリアデニル化シグナルを利用することが知られている。分泌シグナルペプチド配列もまた、任意選択により発現ベクターによってコードされ、目的のコード配列に作動可能に連結されることが可能であり、これにより、所望の場合、細胞から目的のポリペプチドがより容易に単離されるように、組換え宿主細胞に発現ポリペプチドを分泌させることができる。例えば、一部の実施形態では、シグナルペプチド配列は、表６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、９及び１０に列挙されたポリペプチド配列のいずれかのアミノ末端に付加／融合され得る。ある特定の実施形態では、ＭＤＭＲＶＰＡＱＬＬＧＬＬＬＬＷＬＲＧＡＲＣ（配列番号３２）のアミノ酸配列を有するシグナルペプチドは、表６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、９及び１０のポリペプチド配列のいずれかのアミノ末端に融合される。他の実施形態では、ＭＡＷＡＬＬＬＬＴＬＬＴＱＧＴＧＳＷＡ（配列番号３３）のアミノ酸配列を有するシグナルペプチドは、表６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、９及び１０のポリペプチド配列のいずれかのアミノ末端に融合される。さらに他の実施形態では、ＭＴＣＳＰＬＬＬＴＬＬＩＨＣＴＧＳＷＡ（配列番号３４）のアミノ酸配列を有するシグナルペプチドは、表６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、９及び１０のポリペプチド配列のいずれかのアミノ末端に融合される。本明細書に記載されるポリペプチド配列のアミノ末端に融合され得る他の好適なシグナルペプチド配列には、ＭＥＡＰＡＱＬＬＦＬＬＬＬＷＬＰＤＴＴＧ（配列番号３５）、ＭＥＷＴＷＲＶＬＦＬＶＡＡＡＴＧＡＨＳ（配列番号３６）、ＭＥＴＰＡＱＬＬＦＬＬＬＬＷＬＰＤＴＴＧ（配列番号３７）、ＭＥＴＰＡＱＬＬＦＬＬＬＬＷＬＰＤＴＴＧ（配列番号３８）、ＭＫＨＬＷＦＦＬＬＬＶＡＡＰＲＷＶＬＳ（配列番号３９）、及びＭＥＷＳＷＶＦＬＦＦＬＳＶＴＴＧＶＨＳ（配列番号４０）が含まれる。他のシグナルペプチドは当業者に知られており、例えば、特定の宿主細胞における発現を促進又は最適化するために、表６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、９及び１０に列挙されたポリペプチド鎖のいずれかに融合され得る。

通常、本発明の二重特異性抗原タンパク質を産生するために宿主細胞中で使用される発現ベクターは、プラスミド維持のための配列、並びに二重特異性抗原結合タンパク質の成分をコードする外因性ヌクレオチド配列のクローン化及び発現のための配列を含有する。集合的に「隣接配列」と呼ばれるこのような配列は、ある特定の実施形態において、典型的には、以下のヌクレオチド配列：プロモーター、１つ又は複数のエンハンサー配列、複製起点、転写終結配列、ドナー及びアクセプタースプライス部位を含有する完全イントロン配列、ポリペプチド分泌のためのリーダー配列をコードする配列、リボソーム結合部位、ポリアデニル化配列、発現されるべきポリペプチドをコードする核酸を挿入するためのポリリンカー領域、並びに選択マーカーエレメントのうち１つ又は複数を含む。これらの配列の各々を以下に記載する。

任意選択により、ベクターは、「タグ」コード配列、即ち、ポリペプチドコード配列の５’末端又は３’末端に位置するオリゴヌクレオチド分子を含有することができ、このオリゴヌクレオチドタグ配列は、ポリＨｉｓ（ヘキサＨｉｓなど）、ＦＬＡＧ、ＨＡ（ヘマグルチニンインフルエンザウイルス）、ｍｙｃ、又は市販の抗体が存在する別の「タグ」分子をコードする。このタグは、通常、ポリペプチドが発現すると、ポリペプチドに融合され、宿主細胞からのポリペプチドの親和性精製又は検出のための手段としての役目をすることができる。親和性精製は、例えば、タグに対する抗体を親和性マトリックスとして使用するカラムクロマトグラフィーによって実現することができる。任意選択により、その後、ある特定の切断用ペプチダーゼを使用するなどの様々な手段によって、精製されたポリペプチドからタグを除去することができる。

隣接配列は、同種性（即ち、宿主細胞と同一の種及び／又は株に由来する）、異種性（即ち、宿主細胞の種又は株以外の種に由来する）、ハイブリッド（即ち、１つより多い供給源に由来する隣接配列の組合せ）、合成、又は天然とすることができる。したがって、隣接配列の供給源は、任意の原核生物若しくは真核生物、任意の脊椎動物若しくは無脊椎動物、又は任意の植物とすることができるが、但し、その隣接配列が宿主細胞機構において機能し、且つ宿主細胞機構によって活性化され得るものとする。

本発明のベクターに有用な隣接配列は、当技術分野において周知の複数の方法のいずれかによって得ることができる。典型的には、本明細書において有用な隣接配列は、マッピング及び／又は制限エンドヌクレアーゼ消化によって事前に同定されていることになるため、適切な制限エンドヌクレアーゼを使用し、適切な組織源から単離することができる。場合により、隣接配列の全ヌクレオチド配列が既知であり得る。この場合、隣接配列は、核酸合成又はクローン化の常法を使用して合成することができる。

隣接配列の全てが既知であるか、又はその一部のみが既知であるかを問わず、ポリメラーゼ連鎖反応法（ＰＣＲ）を使用して、並びに／又は同じ若しくは別の種に由来するオリゴヌクレオチド及び／若しくは隣接配列断片などの好適なプローブを用いてゲノムライブラリーをスクリーニングすることによって、隣接配列を得ることができる。隣接配列が不明である場合、隣接配列を含有するＤＮＡの断片は、例えば、コード配列又は１つ若しくは複数の別の遺伝子さえ含有し得るＤＮＡの大型断片から単離することができる。単離は、制限エンドヌクレアーゼ消化によって適切なＤＮＡ断片を産生し、続いてアガロースゲル精製、Ｑｉａｇｅｎ（登録商標）カラムクロマトグラフィー（Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣＡ）又は当業者に公知の他の方法を使用して単離することにより実現することができる。この目的を達成するのに適した酵素の選択は、当業者には容易に分かるであろう。

複製起点は、通常、市販のものを購入した原核生物発現ベクターの一部であり、その起点は、宿主細胞におけるベクターの増幅に役立つ。選択したベクターが複製起点部位を含有しない場合、既知の配列に基づいて化学的に合成し、ベクターにライゲートしてもよい。例えば、プラスミドｐＢＲ３２２（Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ，Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）に由来する複製起点は、ほとんどのグラム陰性菌に適しており、様々なウイルス性の起点（例えば、ＳＶ４０、ポリオーマ、アデノウイルス、水疱性口内炎ウイルス（ＶＳＶ）、又はパピローマウイルス、例えば、ＨＰＶ若しくはＢＰＶなど）が哺乳動物細胞におけるベクターのクローン化に有用である。一般に、複製起点成分は哺乳動物発現ベクターには必要でない（例えば、ＳＶ４０起点は、ウイルス初期プロモーターも含有するという理由でのみ、使用されることが多い）。

転写終結配列は、典型的には、ポリペプチドコード領域の３’末端側に位置し、転写を終結させる働きをする。通常、原核細胞における転写終結配列は、Ｇ－Ｃに富む断片とそれに続くポリＴ配列である。この配列はライブラリーから容易にクローン化されるか、又はベクターの一部として、市販品を購入する場合さえあるが、既知の核酸合成の方法を使用して容易に合成することもできる。

選択マーカー遺伝子は、選択培養培地中で増殖させた宿主細胞の生存及び増殖に必要なタンパク質をコードする。典型的な選択マーカー遺伝子は、（ａ）原核生物の宿主細胞に、抗生物質又は他の毒素、例えば、アンピシリン、テトラサイクリン又はカナマイシンに対する耐性を付与するタンパク質；（ｂ）細胞の栄養要求性欠損を補完するタンパク質；又は（ｃ）複合培地又は限定培地からは利用不能の重要な栄養素を供給するタンパク質をコードする。特異的選択マーカーは、カナマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子及びテトラサイクリン耐性遺伝子である。有利なことには、ネオマイシン耐性遺伝子もまた、原核生物の宿主細胞及び真核生物の宿主細胞の両方における選択に使用することができる。

他の選択遺伝子を使用して、発現される遺伝子を増幅してもよい。増幅は、増殖又は細胞生存に重要なタンパク質の産生に必要とされる遺伝子が、組換え細胞の累代の染色体内でタンデムに反復されるプロセスである。哺乳動物細胞に好適な選択マーカーの例としては、ジヒドロ葉酸還元酵素（ＤＨＦＲ）及びプロモーターレスチミジンキナーゼ遺伝子が挙げられる。哺乳動物細胞形質転換体を、この形質転換体のみが唯一、ベクター中に存在する選択遺伝子によって生存するように適合されている選択圧下に置く。選択圧は、培地中の選択剤の濃度が連続的に増加する条件下で形質転換された細胞を培養することによって課され、それにより、選択遺伝子と、本明細書中に記載される二重特異性抗原結合タンパク質の１つ又は複数の成分などの別の遺伝子をコードするＤＮＡとの両方の増幅を導く。その結果、増幅されたＤＮＡから多量のポリペプチドが合成される。

リボソーム結合部位は、通常、ｍＲＮＡの翻訳開始に必要であり、シャイン・ダルガーノ配列（原核生物）又はコザック配列（真核生物）によって特徴付けられる。このエレメントは、典型的には、プロモーターの３’側、及び発現されることになるポリペプチドのコード配列の５’側に位置する。ある特定の実施形態では、１つ又は複数のコード領域は、内部リボソーム結合部位（ＩＲＥＳ）に作動可能に連結され得、単一のＲＮＡ転写産物から２つのオープンリーディングフレームの翻訳を可能にする。

真核生物の宿主細胞発現系においてグリコシル化が所望されるなどの場合には、グリコシル化又は収率を向上させるために、種々のプレ配列又はプロ配列を操作することができる。例えば、特定のシグナルペプチドのペプチダーゼ切断部位を改変するか、又はプロ配列を付加することができ、これもグリコシル化に影響し得る。最終タンパク質産物は－１位（成熟タンパク質の最初のアミノ酸に対して）に、発現に付随する１つ又は複数の追加のアミノ酸を有する場合があり、これは、完全には除去されていなくてもよい。例えば、最終タンパク質産物は、アミノ末端に結合した、ペプチダーゼ切断部位に見出される１つ又は２つのアミノ酸残基を有し得る。代わりに、幾つかの酵素切断部位を使用すると、酵素が成熟ポリペプチド内のこのような領域で切断する場合、所望のポリペプチドがわずかに切断された形態を生じ得る。

本発明の発現ベクター及びクローニングベクターは、通常、宿主生物によって認識され、ポリペプチドをコードする分子に作動可能に連結されたプロモーターを含有する。「作動可能に連結された」という用語は、本明細書で使用する場合、所与の遺伝子の転写及び／又は所望のタンパク質分子の合成を指令することができる核酸分子が産生されるように、２つ以上の核酸配列が連結されていることを指す。例えば、タンパク質コード配列に「作動可能に連結された」ベクター中の制御配列は、タンパク質コード配列の発現が制御配列の転写活性と適合する条件下で行われるように、タンパク質コード配列にライゲートされる。より具体的には、プロモーター及び／又はエンハンサー配列（シス作用性転写制御エレメントの任意の組合せを含む）は、それが適切な宿主細胞又は他の発現系においてコード配列の転写を刺激又は調節する場合、そのコード配列に作動可能に連結されている。

プロモーターは、構造遺伝子（一般に、約１００～１０００ｂｐ以内）の開始コドンの上流（即ち５’側）に位置し、構造遺伝子の転写を制御する非転写配列である。通常、プロモーターは、２つのクラス：誘導性プロモーター及び構成的プロモーターの一方に分類される。誘導性プロモーターは、栄養素の有無又は温度の変化などの培養条件の何らかの変化に応じ、その制御下で、ＤＮＡからの転写レベルの増加を開始する。一方、構成的プロモーターは、それが作動可能に連結されている遺伝子を均一に、即ち遺伝子発現に対する制御をほとんど又は全く行わずに転写する。種々の潜在的宿主細胞によって認識される多数のプロモーターが周知である。好適なプロモーターは、供給源ＤＮＡから制限酵素消化によりプロモーターを除去し、所望のプロモーター配列をベクターに挿入することによって、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の、例えば、重鎖、軽鎖、修飾された重鎖、又は他の成分をコードするＤＮＡに作動可能に連結される。

酵母宿主とともに使用するのに好適なプロモーターも当技術分野において周知である。酵母エンハンサーは、酵母プロモーターとともに使用されるのが有利である。哺乳動物宿主細胞とともに使用するのに好適なプロモーターは周知であり、以下に限定されないが、ポリオーマウイルス、鶏痘ウイルス、アデノウイルス（アデノウイルス２型など）、ウシパピローマウイルス、トリ肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、Ｂ型肝炎ウイルス、及び最も好ましくはシミアンウイルス４０（ＳＶ４０）などのウイルスのゲノムから得られるものが含まれる。他の好適な哺乳動物プロモーターとしては、異種哺乳動物プロモーター、例えば、熱ショックプロモーター及びアクチンプロモーターが挙げられる。

対象となり得るさらなるプロモーターとしては、以下に限定されないが、ＳＶ４０初期プロモーター（Ｂｅｎｏｉｓｔ ａｎｄ Ｃｈａｍｂｏｎ，１９８１，Ｎａｔｕｒｅ ２９０：３０４－３１０）；ＣＭＶプロモーター（Ｔｈｏｒｎｓｅｎ ｅｔ ａｌ．，１９８４，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｕ．Ｓ．Ａ．８１：６５９－６６３）；ラウス肉腫ウイルスの３’側の長い末端反復に含有されるプロモーター（Ｙａｍａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．，１９８０，Ｃｅｌｌ ２２：７８７－７９７）；ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター（Ｗａｇｎｅｒ ｅｔ ａｌ．，１９８１，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．Ｕ．Ｓ．Ａ．７８：１４４４－１４４５）；メタロチオニン（ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｉｎｅ）遺伝子由来のプロモーター及び調節配列（Ｐｒｉｎｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．，１９８２，Ｎａｔｕｒｅ ２９６：３９－４２）；及びベータ－ラクタマーゼプロモーターなどの原核生物プロモーター（Ｖｉｌｌａ－Ｋａｍａｒｏｆｆ ｅｔ ａｌ．，１９７８，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．Ｕ．Ｓ．Ａ．７５：３７２７－３７３１）；又はｔａｃプロモーター（ＤｅＢｏｅｒ ｅｔ ａｌ．，１９８３，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．Ｕ．Ｓ．Ａ．８０：２１－２５）が挙げられる。組織特異性を示し、トランスジェニック動物で利用されている以下の動物転写制御領域も対象とする：膵腺房細胞において活性であるエラスターゼＩ遺伝子制御領域（Ｓｗｉｆｔ ｅｔ ａｌ．，１９８４，Ｃｅｌｌ ３８：６３９－６４６；Ｏｒｎｉｔｚ ｅｔ ａｌ．，１９８６，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｓｙｍｐ．Ｑｕａｎｔ．Ｂｉｏｌ．５０：３９９－４０９；ＭａｃＤｏｎａｌｄ，１９８７，Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙ ７：４２５－５１５）；膵ベータ細胞において活性であるインスリン遺伝子制御領域（Ｈａｎａｈａｎ，１９８５，Ｎａｔｕｒｅ ３１５：１１５－１２２）；リンパ球系細胞において活性である免疫グロブリン遺伝子制御領域（Ｇｒｏｓｓｃｈｅｄｌ ｅｔ ａｌ．，１９８４，Ｃｅｌｌ ３８：６４７－６５８；Ａｄａｍｅｓ ｅｔ ａｌ．，１９８５，Ｎａｔｕｒｅ ３１８：５３３－５３８；Ａｌｅｘａｎｄｅｒ ｅｔ ａｌ．，１９８７，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．７：１４３６－１４４４）；精巣細胞、乳房細胞、リンパ球系細胞及びマスト細胞において活性であるマウス乳房腫瘍ウイルス制御領域（Ｌｅｄｅｒ ｅｔ ａｌ．，１９８６，Ｃｅｌｌ ４５：４８５－４９５）；肝臓において活性であるアルブミン遺伝子制御領域（Ｐｉｎｋｅｒｔ ｅｔ ａｌ．，１９８７，Ｇｅｎｅｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌ．１：２６８－２７６）；肝臓において活性であるアルファ－フェト－タンパク質遺伝子制御領域（Ｋｒｕｍｌａｕｆ ｅｔ ａｌ．，１９８５，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．５：１６３９－１６４８；Ｈａｍｍｅｒ ｅｔ ａｌ．，１９８７，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５３：５３－５８）；肝臓において活性であるアルファ１－アンチトリプシン遺伝子制御領域（Ｋｅｌｓｅｙ ｅｔ ａｌ．，１９８７，Ｇｅｎｅｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌ．１：１６１－１７１）；骨髄細胞において活性であるベータグロビン遺伝子制御領域（Ｍｏｇｒａｍ ｅｔ ａｌ，１９８５，Ｎａｔｕｒｅ ３１５：３３８－３４０；Ｋｏｌｌｉａｓ ｅｔ ａｌ，１９８６，Ｃｅｌｌ ４６：８９－９４）；脳におけるオリゴデンドロサイト細胞において活性であるミエリン塩基性タンパク質遺伝子制御領域（Ｒｅａｄｈｅａｄ ｅｔ ａｌ．，１９８７，Ｃｅｌｌ ４８：７０３－７１２）；骨格筋において活性であるミオシン軽鎖２遺伝子制御領域（Ｓａｎｉ，１９８５，Ｎａｔｕｒｅ ３１４：２８３－２８６）；及び視床下部において活性である性腺刺激ホルモン放出ホルモン遺伝子制御領域（Ｍａｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，１９８６，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２３４：１３７２－１３７８）。

エンハンサー配列をベクターに挿入し、高等真核生物によって、二重特異性抗原結合タンパク質の成分（例えば、軽鎖、重鎖、修飾された重鎖、Ｆｄ断片）をコードするＤＮＡの転写を増加させることができる。エンハンサーは、ＤＮＡのシス作用性エレメントであり、通常、約１０～３００ｂｐ長で、プロモーターに作用して転写を増加させる。エンハンサーは、方向及び位置に比較的依存せず、転写単位に対して５’側及び３’側の両方の位置に見出されている。哺乳動物遺伝子から入手可能な複数のエンハンサー配列が知られている（例えば、グロビン、エラスターゼ、アルブミン、アルファ－フェト－タンパク質、及びインスリン）。しかしながら、典型的には、ウイルス由来のエンハンサーが使用される。当技術分野において公知のＳＶ４０エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、ポリオーマエンハンサー及びアデノウイルスエンハンサーは、真核生物プロモーターの活性化のための例示的な増強エレメントである。エンハンサーは、ベクターにおいてコード配列の５’側又は３’側のいずれに位置してもよいが、典型的には、プロモーターから５’側の部位に位置する。適切な天然又は異種性のシグナル配列（リーダー配列又はシグナルペプチド）をコードする配列を発現ベクターに組み込んで、細胞外への抗体の分泌を促進することができる。シグナルペプチド又はリーダーの選択は、抗体が産生されることになる宿主細胞の型に依存し、異種性のシグナル配列が天然のシグナル配列に取って代わることができる。シグナルペプチドの例は、上に記載されている。哺乳動物宿主細胞において機能する他のシグナルペプチドには、米国特許第４，９６５，１９５号明細書に記載されているインターロイキン－７（ＩＬ－７）のシグナル配列；Ｃｏｓｍａｎ ｅｔ ａｌ．，１９８４，Ｎａｔｕｒｅ ３１２：７６８に記載されているインターロイキン－２受容体のシグナル配列；欧州特許第０３６７５６６号明細書に記載されているインターロイキン－４受容体シグナルペプチド；米国特許第４，９６８，６０７号明細書に記載されているＩ型インターロイキン－１受容体シグナルペプチド；欧州特許第０４６０８４６号明細書に記載されているＩＩ型インターロイキン－１受容体シグナルペプチドが含まれる。

提供される発現ベクターは、市販のベクターなどの出発ベクターから構築してもよい。そのようなベクターは、所望の隣接配列の全てを含有していてもしていなくてもよい。本明細書に記載される隣接配列のうち１つ又は複数がベクターに最初から存在していない場合、それらを個々に取得してベクターにライゲートしてもよい。隣接配列の各々を取得するために使用される方法は、当業者に周知である。発現ベクターを宿主細胞に導入し、それにより、本明細書に記載される核酸によってコードされる融合タンパク質を含むタンパク質を産生することができる。

ある特定の実施形態では、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質の異なる成分をコードする核酸を、同じ発現ベクターに挿入してもよい。そのような実施形態では、軽鎖及び重鎖が同じｍＲＮＡ転写産物から発現されるように、配列内リボソーム侵入部位（ＩＲＥＳ）により、単一のプロモーターの制御下で、２つの核酸が分離されてもよい。代わりに、２つの核酸は、軽鎖及び重鎖が２つの別個のｍＲＮＡ転写産物から発現されるように、２つの別個のプロモーターの制御下にあってもよい。

同様に、ＩｇＧ－ｓｃＦｖ二重特異性抗原結合タンパク質については、軽鎖をコードする核酸は、修飾された重鎖（重鎖及びｓｃＦｖを含む融合タンパク質）をコードする核酸と同じ発現ベクターにクローン化されてもよく、その場合、２つの核酸は単一のプロモーターの制御下にあってＩＲＥＳによって分離されるか、又は２つの核酸は２つの別個のプロモーターの制御下にある。ＩｇＧ－Ｆａｂ二重特異性抗原結合タンパク質については、３つの成分の各々をコードする核酸は、同じ発現ベクターにクローン化されてもよい。一部の実施形態では、ＩｇＧ－Ｆａｂ分子の軽鎖をコードする核酸、及び第２のポリペプチド（Ｃ末端のＦａｂドメインのもう半分を含む）をコードする核酸は、１つの発現ベクターにクローン化され、一方、修飾された重鎖（重鎖及びＦａｂドメインの半分を含む融合タンパク質）をコードする核酸は、第２の発現ベクターにクローン化される。ある特定の実施形態では、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質の全ての成分は、同じ宿主細胞集団から発現される。例えば、１つ又は複数の成分が別個の発現ベクターにクローン化される場合でも、宿主細胞に両方の発現ベクターを同時トランスフェクトして、１つの細胞が二重特異性抗原結合タンパク質の全ての成分を産生するようにする。

ベクターが構築され、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質の成分をコードする１つ又は複数の核酸分子が、１つ又は複数のベクターの適切な部位に挿入された後、完成したベクターは、増幅及び／又はポリペプチド発現に好適な宿主細胞に挿入することができる。したがって、本発明は、二重特異性抗原結合タンパク質の成分をコードする１つ又は複数の発現ベクターを含む、単独で存在する宿主細胞を包含する。「宿主細胞」という用語は、本明細書で使用する場合、核酸で形質転換されているか、又は形質転換されることが可能であり、それにより、目的の遺伝子を発現する細胞を指す。この用語には、目的の遺伝子が存在する限り、親細胞の子孫の形態又は遺伝的構造が元の親細胞と同一であるか否かにかかわらず、親細胞の子孫が含まれる。好ましくは少なくとも１つの発現制御配列（例えば、プロモーター又はエンハンサー）に作動可能に連結された、本発明の単独で存在する核酸を含む宿主細胞は、「組換え宿主細胞」である。

抗原結合タンパク質の発現ベクターの選択された宿主細胞への形質転換は、トランスフェクション、感染、リン酸カルシウム共沈、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、リポフェクション、ＤＥＡＥ－デキストラン媒介トランスフェクション、又は他の既知の技術を含む周知の方法によって実現することができる。選択される方法は、ある程度、使用される宿主細胞の型に応じることになる。これらの方法及び他の好適な方法は、当業者に周知であり、例えば、前出のＳａｍｂｒｏｏｋ ｅｔ ａｌ．，２００１に示されている。

宿主細胞は、適切な条件下で培養されると抗原結合タンパク質を合成し、抗原結合タンパク質はその後、（宿主細胞がそれを培地に分泌する場合は）培養培地から、又は（それが分泌されない場合は）それを産生する宿主細胞から直接的に、採取することができる。適切な宿主細胞の選択は、所望の発現レベル、活性（グリコシル化又はリン酸化など）に望ましいか又は必要であるポリペプチドの修飾、及び生物学的に活性な分子へのフォールディングの容易さなどの様々な要因に依存することになる。

例示的な宿主細胞には、原核生物、酵母、又は高等真核生物細胞が含まれる。原核生物の宿主細胞には、グラム陰性微生物又はグラム陽性微生物などの真正細菌、例えば、腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）、例えば、エシェリキア属（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、例えば、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）、エンテロバクター属（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ）、エルウィニア属（Ｅｒｗｉｎｉａ）、クレブシエラ属（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）、プロテウス属（Ｐｒｏｔｅｕｓ）、サルモネラ属（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、例えば、ネズミチフス菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ）、セラチア属（Ｓｅｒｒａｔｉａ）、例えば、セラチア・マルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）、及びシゲラ属（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）、並びにバチルス属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、例えば、枯草菌（Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ）及びＢ．リケニフォルミス（Ｂ．ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）及びストレプトミセス属（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）が含まれる。真核生物の微生物、例えば、糸状菌又は酵母は、組換えポリペプチドに好適なクローニング宿主又は発現宿主である。サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、又は一般的なパン酵母は、下等真核生物宿主微生物の中で最も一般的に使用される。しかしながら、ピキア属（Ｐｉｃｈｉａ）、例えば、Ｐ．パストリス（Ｐ．ｐａｓｔｏｒｉｓ）、シゾサッカロミセス・ポンベ（Ｓｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｐｏｍｂｅ）、クルイベロミセス属（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ）、ヤロウイア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）、カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）、トリコデルマ・レーシア（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｒｅｅｓｉａ）、アカパンカビ（Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ ｃｒａｓｓａ）、シュワニオミセス属（Ｓｃｈｗａｎｎｉｏｍｙｃｅｓ）、例えば、シュワニオミセス・オクシデンタリス（Ｓｃｈｗａｎｎｉｏｍｙｃｅｓ ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉｓ）、並びに糸状菌、例えば、ニューロスポラ属（Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ）、ペニシリウム属（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ）、トリポクラジウム属（Ｔｏｌｙｐｏｃｌａｄｉｕｍ）及びアスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）宿主、例えば、Ａ．ニデュランス（Ａ．ｎｉｄｕｌａｎｓ）、Ａ．ニガー（Ａ．ｎｉｇｅｒ）などの複数の他の属、種及び株が、ここで一般に利用可能であり、有用である。

グリコシル化された抗原結合タンパク質の発現のための宿主細胞は、多細胞生物由来とすることができる。無脊椎動物細胞の例には、植物細胞及び昆虫細胞が含まれる。多くのバキュロウイルスの株及び変異体、並びにツマジロクサヨトウ（Ｓｐｏｄｏｐｔｅｒａ ｆｒｕｇｉｐｅｒｄａ）（イモムシ）、ネッタイシマカ（Ａｅｄｅｓ ａｅｇｙｐｔｉ）（蚊）、ヒトスジシマカ（Ａｅｄｅｓ ａｌｂｏｐｉｃｔｕｓ）（蚊）、キイロショウジョウバエ（Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａ ｍｅｌａｎｏｇａｓｔｅｒ）（ミバエ）及びカイコ（Ｂｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉ）などの宿主由来の、対応する昆虫の許容宿主細胞が同定されている。このような細胞のトランスフェクションのための種々のウイルス株、例えば、オートグラファ・カリフォルニカ（Ａｕｔｏｇｒａｐｈａ ｃａｌｉｆｏｒｎｉｃａ）ＮＰＶのＬ－１変異体、及びカイコ（Ｂｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉ）ＮＰＶのＢｍ－５株が公に入手可能である。

脊椎動物宿主細胞もまた好適な宿主であり、このような細胞からの抗原結合タンパク質の組換え産生は常法となっている。発現のための宿主として利用可能な哺乳動物細胞株は、当技術分野において周知であり、以下に限定されないが、アメリカンタイプカルチャーコレクション（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ：ＡＴＣＣ）から入手可能な不死化細胞株、例えば、以下に限定されないが、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞、例えば、ＣＨＯＫ１細胞（ＡＴＣＣ ＣＣＬ６１）、ＤＸＢ－１１、ＤＧ－４４、及びチャイニーズハムスター卵巣細胞／－ＤＨＦＲ（ＣＨＯ、Ｕｒｌａｕｂ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ７７：４２１６，１９８０）；ＳＶ４０によって形質転換されたサル腎臓ＣＶ１株（ＣＯＳ－７、ＡＴＣＣ ＣＲＬ １６５１）；ヒト胚腎臓株（２９３細胞又は懸濁培養での増殖用にサブクローン化された２９３細胞、（Ｇｒａｈａｍ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｇｅｎ Ｖｉｒｏｌ．３６：５９，１９７７））；ベビーハムスター腎臓細胞（ＢＨＫ、ＡＴＣＣ ＣＣＬ １０）；マウスセルトリ細胞（ＴＭ４、Ｍａｔｈｅｒ，Ｂｉｏｌ．Ｒｅｐｒｏｄ．２３：２４３－２５１，１９８０）；サル腎臓細胞（ＣＶ１ ＡＴＣＣ ＣＣＬ ７０）；アフリカミドリザル腎臓細胞（ＶＥＲＯ－７６、ＡＴＣＣ ＣＲＬ－１５８７）；ヒト子宮頚癌細胞（ＨＥＬＡ、ＡＴＣＣ ＣＣＬ ２）；イヌ腎臓細胞（ＭＤＣＫ、ＡＴＣＣ ＣＣＬ ３４）；バッファローラット肝臓細胞（ＢＲＬ ３Ａ、ＡＴＣＣ ＣＲＬ １４４２）；ヒト肺細胞（Ｗ１３８、ＡＴＣＣ ＣＣＬ ７５）；ヒト肝細胞癌細胞（Ｈｅｐ Ｇ２、ＨＢ ８０６５）；マウス乳房腫瘍（ＭＭＴ ０６０５６２、ＡＴＣＣ ＣＣＬ５１）；ＴＲＩ細胞（Ｍａｔｈｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ａｎｎａｌｓ Ｎ．Ｙ Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．３８３：４４－６８，１９８２）；ＭＲＣ ５細胞又はＦＳ４細胞；哺乳動物の骨髄腫細胞、及び複数の他の細胞株が挙げられる。別の実施形態では、それ自体の抗体は作製しないが、異種性抗体を作製及び分泌する能力を有するＢ細胞系統由来の細胞株を選択することができる。一部の実施形態では、ＣＨＯ細胞が、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質を発現するのに好ましい宿主細胞である。

二重特異性抗原結合タンパク質の産生のために、宿主細胞は上記の核酸又はベクターで形質転換又はトランスフェクトされ、プロモーターの誘導、形質転換体の選択、又は所望の配列をコードする遺伝子の増幅に適するように改変された従来の栄養培地中で培養される。加えて、選択マーカーによって分離された転写単位の複数のコピーを有する新規なベクター及びトランスフェクトされた細胞株は、抗原結合タンパク質の発現に特に有用である。したがって、本発明はまた、本明細書に記載される二重特異性抗原結合タンパク質を調製する方法であって、本明細書に記載される１つ又は複数の発現ベクターを含む宿主細胞を、当該１つ又は複数の発現ベクターによってコードされる二重特異性抗原結合タンパク質の発現を可能にする条件下にて培養培地中で培養するステップと、培養培地から二重特異性抗原結合タンパク質を回収するステップとを含む方法も提供する。

本発明の抗原結合タンパク質を産生するために使用される宿主細胞は、様々な培地中で培養することができる。ハムＦ１０（Ｓｉｇｍａ）、最小必須培地（ＭＥＭ、Ｓｉｇｍａ）、ＲＰＭＩ－１６４０（Ｓｉｇｍａ）及びダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ、Ｓｉｇｍａ）などの市販の培地は、宿主細胞を培養するのに適している。さらに、Ｈａｍ ｅｔ ａｌ．，Ｍｅｔｈ．Ｅｎｚ．５８：４４，１９７９；Ｂａｒｎｅｓ ｅｔ ａｌ．，Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．１０２：２５５，１９８０；米国特許第４，７６７，７０４号明細書；同第４，６５７，８６６号明細書；同第４，９２７，７６２号明細書；同第４，５６０，６５５号明細書；若しくは同第５，１２２，４６９号明細書；国際公開第９０１０３４３０号パンフレット；国際公開第８７／００１９５号パンフレット；又は米国再発行特許第３０，９８５号明細書に記載されている培地のいずれかを、宿主細胞の培養培地として使用することができる。これらの培地のうちいずれかは、必要に応じて、ホルモン及び／又は他の増殖因子（インスリン、トランスフェリン、又は上皮増殖因子など）、塩（塩化ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、及びリン酸塩など）、緩衝液（ＨＥＰＥＳなど）、ヌクレオチド（アデノシン及びチミジンなど）、抗生物質（ゲンタマイシン（商標）薬物など）、微量元素（通常、マイクロモル範囲の最終濃度で存在する無機化合物として定義される）、並びにグルコース又は同等のエネルギー源を補充することができる。他に必要な任意の栄養補助物質もまた、当業者に公知の適切な濃度で含めてもよい。温度及びｐＨなどの培養条件は、発現のために選択された宿主細胞で以前に使用されたものであり、当業者には明らかであろう。

宿主細胞を培養すると、二重特異性抗原結合タンパク質は、細胞内、細胞膜周辺腔内で産生されること、又は培地中に直接分泌されることが可能である。抗原結合タンパク質が細胞内で産生される場合、第１のステップとして、粒状の破片である宿主細胞又は溶解した断片を、例えば、遠心分離又は限外濾過によって除去する。二重特異性抗原結合タンパク質は、例えば、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、陽イオン若しくは陰イオン交換クロマトグラフィー、又は好ましくは、親和性リガンドとして目的の抗原又はプロテインＡ若しくはプロテインＧを使用するアフィニティークロマトグラフィーを使用して精製することができる。プロテインＡは、ヒトγ１、γ２又はγ４重鎖に基づくポリペプチドを含むタンパク質を精製するために使用することができる（Ｌｉｎｄｍａｒｋ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．Ｍｅｔｈ．６２：１－１３，１９８３）。プロテインＧは、全てのマウスアイソタイプ及びヒトγ３に推奨される（Ｇｕｓｓ ｅｔ ａｌ．，ＥＭＢＯ Ｊ．５：１５６７１５７５，１９８６）。親和性リガンドが結合するマトリックスは、ほとんどの場合、アガロースであるが、他のマトリックスも利用可能である。制御細孔ガラス（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｐｏｒｅ ｇｌａｓｓ）又はポリ（スチレンジビニル）ベンゼンなどの機械的に安定なマトリックスは、アガロースを用いて実現することができるよりも、流速を速く、処理時間を短くすることが可能である。タンパク質がＣＨ３ドメインを含む場合、Ｂａｋｅｒｂｏｎｄ ＡＢＸ（商標）樹脂（Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇ，Ｎ．Ｊ．）が精製に有用である。回収されるべき特定の二重特異性抗原結合タンパク質に応じて、エタノール沈殿、逆相ＨＰＬＣ、クロマトフォーカシング、ＳＤＳ－ＰＡＧＥ、及び硫酸アンモニウム沈殿などのタンパク質精製のための他の技術もまた可能である。

ＣＺＨ０１
多重特異性抗原結合タンパク質及び半減期が延長された治療用タンパク質を生成する能力は、多くの治療候補を臨床へと推し進めるために最重要である。これはしばしば、広範なタンパク質デザインを行い、その成功の度合いは様々であることを意味する。いずれにせよ、２つの異なるＦｃ部分が一緒になって、ヘテロ二量体を形成する。これを実現するためには、タンパク質の天然配列に変化を起こさなければならない。従来、そのような変化は、Ｆｃ部分のＣＨ３－ＣＨ３’界面に焦点が当てられ、そこに、電荷対変異デザイン及びノブイントゥーホールデザインが挿入されてきた。

モノクローナル抗体中の２つの重鎖は、２つの主な接触点：Ｆｃ－ＣＨ３及びヒンジを有することを認めることができる（図１）。ヒンジ領域は、Ｆｃを２つのＦａｂドメインに連結し、続いて、Ｆａｂの自由回転を可能にする柔軟な構造を示さなければならず、このＦａｂの自由回転は、これらの弾頭部（Ｆａｂ）がその標的と係合するために接近の角度を正確にとるのに必要であり、一方、Ｆｃ領域は、ＦｃγＲ、ＦｃＲｎ及びＣ１ｑのような複数の結合相手と相互作用し得る。ヒンジ領域の周囲が柔軟であるにもかかわらず、この界面は、強力で構造的に堅いモチーフの「ＣＰＰＣ」モチーフによって媒介されている（図１～３）。ここでは、プロリン残基が極めて特異的で安定した二次構造を導入し、その二次構造は、システイン残基の－ＳＨ側鎖がその相手側と接触し、ジスルフィド結合を形成することを可能にする。さらに、この同じ堅いフレームは、ＣＰＰＣモチーフの上流及び下流に広がる可能性が高く、このモチーフの近傍にあるそれらの残基の側鎖もまた、安定した立体構造を呈する可能性が高いことを示唆する。

蛋白質構造データバンク（Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｄａｔａ Ｂａｎｋ「ＰＤＢ」）で利用可能なヒト完全長ＩｇＧ１抗体（ＰＤＢ １ＨＺＨ）の唯一の結晶構造は、部分的にインタクトなＣＰＰＣモチーフのみを示し、そこでは、第２のシステイン（Ｃ２４２）がジスルフィド結合を形成せず、２つのポリペプチド鎖において各側鎖が２４２位で逆方向を指している（図２）。ＣＰＰＣモチーフのインタクトな構造を示す、マウスＩｇＧ１抗体の構造情報が存在するが、この２種間の配列の差違（図３）では、ヒトＩｇＧ１におけるＣｙｓ２４２の下流の残基の側鎖の空間配置の正確な予測は不可能であった。したがって、ＣＰＰＣモチーフの天然配列を維持しながら、「荷電ジッパーヒンジ０１」（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｚｉｐｐｅｒ Ｈｉｎｇｅ０１：ＣＺＨ０１）と命名された一連の反対荷電残基を、その同じ領域の下流に挿入した（図４）。この「荷電ジッパー」は、反対荷電の重鎖同士を引きつけること、及び同じ荷電の鎖同士を反発させることの両方を行うであろうと考えられる。

この仮説を試験するため、これらの変異を抗体Ｘに挿入し、ＨＥＫ２９３細胞中に一過的に発現させ、次いで、単一ステップタンパク質精製（プロテインＡ、その後にＣＥＸ）を行った。新たに生成された抗体が２つの異なる重鎖（それぞれ、負荷電及び正荷電）から構成されているかどうかを検証するために、詳細な減少及び非減少質量分析（ｒｅｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｎｏｎ－ｒｅｄｕｃｅｄ ｍａｓｓ ｓｐｅｃ）アッセイを実行した。実際、その結果は、この戦略により、Ｆｃ－ＣＨ３領域に追加の変異を一切行わずに、重鎖の対形成を促進することに成功していたことを示した（図４～６）。リシンの鎖（２４３～２４７）がアスパラギン酸の鎖（２４３～２４７）と向かい合って相互作用する可能性が最も高い。

ＣＺＨ１１
さらに、マウスＩｇＧ２分子の構造分析は、１つの鎖の残基２４６及び２４７と、相手側の鎖の残基２４４とが、互いに指し合うそれらの側鎖を有することを示す（図９）。これらの残基は、Ｃｙｓ２４２の下流、及びＣＰＰＣモチーフの近傍にあり、立体構造的な安定性を示唆している。さらに、荷電残基は、構造的空間的配置の中に適合し得る側鎖を有し、このため、ＣＰＰＣ界面を妨害しない。Ａｓｎ２４６及びＬｅｕ２４７は、両方とも負荷電アスパラギン酸残基で置換した。これらの２つの残基と対にするために、反対側の鎖のＡｌａ２４４を単一のヒスチジンで置換し、反対の荷電残基（Ａｓｐ２４６及びＡｓｐ２４７）と生産的接触を産み出すか、又は反発効果を示すかのいずれかができるようにした（図９及び１０）（ＣＺＨ１１）。合理的デザインであるかを試験するために、この変異体を発現させ、精製した。驚くべきことに、実際、これら３つの残基がトライアッド（ｔｒｉａｄ）を形成し、ヒンジの二量体化を促進するのに十分であることが、質量分析により確認された（図１０）。

ＣＺＨ０９
次に、ＣＰＰＣ領域の上流領域を試験して、この配列の操作が、重鎖の二量体化を促進することもできるかどうかを検証した。２つの電荷対変異、Ａｌａ２４４Ｌｙｓ／Ａｓｐ及びＧｌｕ２４６Ｌｙｓ／Ａｓｐを、Ｃｙｓ２４２残基の下流に維持しながら、２つの追加の電荷対変異、Ｈｉｓ２３７Ｌｙｓ／Ａｓｐ及びＴｈｒ２３８Ｌｙｓ／Ａｓｐを、Ｃｙｓ２３９残基の上流に挿入した（ＣＺＨ０９）（図７）。データは、ＣＰＰＣモチーフの上流に挿入されたＣＰＭが、重鎖の二量体化も促進することができることを示す。

ＣＨ３ ＣＰＭ
さらに、ヒンジ領域に挿入されたＣＰＭ（電荷対変異）は、Ｆｃ－ＣＨ３領域に以前に挿入されたＣＰＭと適合性がある。いわゆる「ｖ１１」ＣＨ３ ＣＰＭ（１つのＣＨ３領域中のＤ３９９Ｋ及び他方のＣＨ３領域中のＫ４０９Ｄ／Ｋ３９２Ｄ）を、ＣＺＨ０１、ＣＺＨ０９及びＣＺＨ１１の各変異を含有する分子に加えた（図１１及び１２）。その結果は、ヒンジ領域に挿入された３つのＣＰＭ（ＣＺＨ０１、ＣＺＨ０９及びＣＺＨ１１）の全てが、Ｆｃ－ＣＨ３ ＣＰＭの存在下においても、重鎖の対形成の促進に成功したことを示した。

ヒンジ領域において操作されたこれらの新規な変異の影響を査定するために、安定性アッセイを行い、これらの新規な変異体の熱安定性値を、野生型分子との比較で調査した。データは、ＣＺＨ０１、ＣＺＨ０９及びＣＺＨ１１のＴｍデータが、ＣＨ３－ＣＰＭ ｖ１１が存在しない対照のＣＺＨ００（７３．３℃）、及びＣＨ３－ＣＰＭ ｖ１１が存在するＣＺＨ００（７０．７℃）と比較して遜色がないことを示す（表１）。

Claims (15)

1. 単独で存在するヘテロ多量体であって、前記ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
   （ｉ）前記第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｐ２４３Ｋ、Ａ２４４Ｋ、Ｐ２４５Ｋ、Ｎ／Ｅ２４６Ｋ及びＬ２４７Ｋを含み、且つ
   （ｉｉ）前記第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｐ２４３Ｄ、Ａ２４４Ｄ、Ｐ２４５Ｄ、Ｎ／Ｅ２４６Ｄ及びＬ２４７Ｄを含み、
   アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
   単独で存在するヘテロ多量体。
2. 各ヒンジドメインポリペプチドが、Ｌ２４８Ｃ置換をさらに含む、請求項１に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
3. 単独で存在するヘテロ多量体であって、前記ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
   （ｉ）前記第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ａ２４４Ｈを含み、且つ
   （ｉｉ）前記第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｎ／Ｅ２４６Ｄ及びＬ２４７Ｄを含み、
   アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
   単独で存在するヘテロ多量体。
4. 各ヒンジドメインポリペプチドが、Ｌ２４８Ｃ置換をさらに含む、請求項３に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
5. 単独で存在するヘテロ多量体であって、前記ヘテロ多量体は、第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチド及び第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドを含む、ヘテロ二量体の免疫グロブリンヒンジドメインを含み、
   （ｉ）前記第１の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｈ２３７Ｋ、Ｔ２３８Ｋ、Ａ２４４Ｋ及びＮ／Ｅ２４６Ｋを含み、且つ
   （ｉｉ）前記第２の免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドは、次のアミノ酸置換：Ｈ２３７Ｄ、Ｔ２３８Ｄ、Ａ２４４Ｄ及びＮ／Ｅ２４６Ｄを含み、
   アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、
   単独で存在するヘテロ多量体。
6. 各ヒンジドメインポリペプチドが、Ｌ２４８Ｃ置換をさらに含む、請求項５に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
7. 各免疫グロブリンヒンジドメインポリペプチドがＣＨ３ドメインをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
8. １つのＣＨ３ドメインは、Ｆ４０５Ｌ、Ｆ４０５Ａ、Ｆ４０５Ｄ、Ｆ４０５Ｅ、Ｆ４０５Ｈ、Ｆ４０５Ｉ、Ｆ４０５Ｋ、Ｆ４０５Ｍ、Ｆ４０５Ｎ、Ｆ４０５Ｑ、Ｆ４０５Ｓ、Ｆ４０５Ｔ、Ｆ４０５Ｖ、Ｆ４０５Ｗ又はＦ４０５Ｙの変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｋ４０９Ｒ変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、請求項７に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
9. １つのＣＨ３ドメインは、Ｔ３６６Ｗ変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、請求項７に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
10. １つのＣＨ３ドメインは、Ｋ／Ｒ４０９Ｄ及びＫ３９２Ｄの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｄ３９９Ｋ及びＥ３５６Ｋの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、請求項７に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
11. １つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｅ３５６Ｃ又はＳ３５４Ｃの変異のいずれかを含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、請求項８～１０のいずれか一項に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
12. １つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ及びＴ３６６Ｗの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｅ３５６Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ及びＹ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、請求項７に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
13. １つのＣＨ３ドメインは、Ｙ３４９Ｃ及びＴ３６６Ｗの各変異を含み、他方のＣＨ３ドメインは、Ｓ３５４Ｃ、Ｔ３６６Ｓ、Ｌ３６８Ａ、Ｙ４０７Ｖの各変異を含み、アミノ酸残基の付番は、Ｋａｂａｔに記載されているＥＵインデックスに従う、請求項７に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
14. 前記免疫グロブリンヒンジ領域は、ＩｇＧ１ヒンジ領域である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の単独で存在するヘテロ多量体。
15. 二重特異性又は多重特異性の抗体である、請求項１～１４のいずれか一項に記載の単独で存在するヘテロ多量体。

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