JP7676866B2 - Stock solution of human FcγRIIIa - Google Patents
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Description
本発明は、FcγRIIIaの保存溶液に関する。特に本発明は、ヒトFcγRIIIaの溶解性を向上させ、かつ沈殿させることなく保存可能な、ヒトFcγRIIIaの保存溶液に関する。 The present invention relates to a storage solution of FcγRIIIa. In particular, the present invention relates to a storage solution of human FcγRIIIa that improves the solubility of human FcγRIIIa and allows storage without precipitation.
Fcレセプターは、免疫グロブリン分子のFc領域に結合する一群の分子である。個々の分子は、免疫グロブリンスーパーファミリーに属する認識ドメインによって、単一の、または同じグループの免疫グロブリンイソタイプをFcレセプター上の認識ドメインによって認識している。これによって、免疫応答においてどのアクセサリー細胞が動因されるかが決まってくる。Fcレセプターは、さらにいくつかのサブタイプに分類でき、IgG(免疫グロブリンG)に対するレセプターであるFcγレセプター、IgEのFc領域に結合するFcεレセプター、IgAのFc領域に結合するFcαレセプター等がある。また各レセプターは更に細かく分類されており、Fcγレセプターは、FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIIaおよびFcγRIIIbの存在が報告されている(非特許文献1)。 Fc receptors are a group of molecules that bind to the Fc region of immunoglobulin molecules. Each molecule recognizes a single or the same group of immunoglobulin isotypes through a recognition domain on the Fc receptor, which belongs to the immunoglobulin superfamily. This determines which accessory cells are mobilized in the immune response. Fc receptors can be further classified into several subtypes, including Fcγ receptors, which are receptors for IgG (immunoglobulin G), Fcε receptors that bind to the Fc region of IgE, and Fcα receptors that bind to the Fc region of IgA. Each receptor is further classified, and the existence of Fcγ receptors has been reported as FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa, and FcγRIIIb (Non-Patent Document 1).
Fcγレセプターの中でも、FcγRIIIaはナチュラルキラー細胞(NK細胞)やマクロファージなどの細胞表面に存在しており、ヒト免疫機構の中でも重要なADCC(抗体依存性細胞傷害)活性に関与している重要なレセプターである。このFcγRIIIaとヒトIgGとの親和性は結合の強さを示すKD値が10-7mol/L以下であることが報告されている(非特許文献2)。また、抗体の糖鎖構造の違いにより、FcγRIIIaと抗体との結合性が異なることが知られている(非特許文献3)。 Among Fcγ receptors, FcγRIIIa is present on the cell surface of natural killer cells (NK cells) and macrophages, and is an important receptor involved in ADCC (antibody-dependent cellular cytotoxicity), which is an important activity in the human immune system. It has been reported that the affinity between this FcγRIIIa and human IgG is 10 −7 mol/L or less, which indicates the strength of binding (K D value 2). It is also known that the binding ability between FcγRIIIa and an antibody varies depending on the sugar chain structure of the antibody (Non-Patent Document 3).
天然型のヒトFcγRIIIaのアミノ酸配列(配列番号1)はUniProt(Accession number:P08637)などの公的データベースに公表されている。また、ヒトFcγRIIIaの構造上の機能ドメイン、細胞膜を貫通するためのシグナルペプチド配列、細胞膜貫通領域の位置についても同様に公表されている。図1にヒトFcγRIIIaの構造略図を示す。なお、図1中の番号はアミノ酸番号を示しており、その番号は配列番号1に記載のアミノ酸番号に対応する。すなわち、配列番号1中の1番目のメチオニン(Met)から16番目のアラニン(Ala)までがシグナル配列(S)、17番目のグリシン(Gly)から208番目のグルタミン(Gln)までが細胞外領域(EC)、209番目のバリン(Val)から229番目のバリン(Val)までが細胞膜貫通領域(TM)および230番目のリジン(Lys)から254番目のリジン(Lys)までが細胞内領域(C)とされている。なおFcγRIIIaはIgG1からIgG4まであるヒトIgGサブクラスのうち、特にIgG1とIgG3に対し強く結合する一方、IgG2とIgG4に対する結合は弱いことが知られている。 The amino acid sequence of native human FcγRIIIa (SEQ ID NO: 1) has been published in public databases such as UniProt (Accession number: P08637). The structural functional domains of human FcγRIIIa, the signal peptide sequence for penetrating the cell membrane, and the position of the cell membrane-transducing region have also been published. Figure 1 shows a schematic diagram of the structure of human FcγRIIIa. The numbers in Figure 1 indicate amino acid numbers, and these numbers correspond to the amino acid numbers in SEQ ID NO: 1. That is, in SEQ ID NO: 1, the sequence from the 1st methionine (Met) to the 16th alanine (Ala) is the signal sequence (S), the sequence from the 17th glycine (Gly) to the 208th glutamine (Gln) is the extracellular domain (EC), the sequence from the 209th valine (Val) to the 229th valine (Val) is the transmembrane domain (TM), and the sequence from the 230th lysine (Lys) to the 254th lysine (Lys) is the intracellular domain (C). It is known that FcγRIIIa binds strongly to IgG1 and IgG3, particularly among the human IgG subclasses ranging from IgG1 to IgG4, while its binding to IgG2 and IgG4 is weak.
ヒトFcγRIIIaは抗体の糖鎖構造を認識するため、ヒトFcγRIIIaを不溶性担体に固定化して得られる吸着剤は、抗体をその糖鎖構造に基づく結合性の違いにより分離できる(特許文献1および2)。抗体の糖鎖構造は、抗体医薬品における薬効や安定性に大きく関与するため、抗体医薬品を製造する際に糖鎖構造を制御することは極めて重要である。このため前記吸着剤は、抗体医薬品製造時の工程分析や分取に有用である。
Because human FcγRIIIa recognizes the glycan structure of antibodies, an adsorbent obtained by immobilizing human FcγRIIIa on an insoluble carrier can separate antibodies based on differences in binding affinity based on their glycan structure (
ヒトFcγRIIIaは、ヒトFcγRIIIaをコードする遺伝子を挿入した遺伝子組換え大腸菌を培養し、得られた培養液を陽イオン交換クロマトグラフィに供することで、高純度かつ高効率に製造できる(特許文献3)。しかしながら、特にアミノ酸置換によりアルカリ耐性を向上させたヒトFcγRIIIaにおいて、前記クロマトグラフィの溶出画分に含まれるヒトFcγRIIIaが沈殿してしまう問題があった。 Human FcγRIIIa can be produced with high purity and efficiency by culturing recombinant Escherichia coli into which a gene encoding human FcγRIIIa has been inserted, and subjecting the resulting culture medium to cation exchange chromatography (Patent Document 3). However, there is a problem that human FcγRIIIa contained in the elution fraction of the chromatography precipitates, particularly in human FcγRIIIa that has improved alkaline resistance through amino acid substitution.
本発明の課題は、ヒトFcγRIIIa(特にアミノ酸置換によりアルカリ耐性を向上させたヒトFcγRIIIa)の溶解性を向上させ、かつ沈殿させることなく安定に保存可能な保存溶液を提供することにある。 The objective of the present invention is to provide a storage solution that improves the solubility of human FcγRIIIa (particularly human FcγRIIIa with improved alkaline resistance through amino acid substitution) and allows stable storage without precipitation.
前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ヒトFcγRIIIaを含む保存溶液に適切な濃度のアルギニンおよび/またはその類縁体を含ませることで、ヒトFcγRIIIaの保存溶液への溶解性が向上し、かつ沈殿が生じないことを見出し、本発明の完成に至った。 As a result of intensive research to solve the above problems, the inventors discovered that adding an appropriate concentration of arginine and/or its analog to a storage solution containing human FcγRIIIa improves the solubility of human FcγRIIIa in the storage solution and prevents precipitation, which led to the completion of the present invention.
すなわち、本発明は以下の[1]から[5]に記載の態様を包含する。 That is, the present invention includes the following aspects [1] to [5].
[1]ヒトFcγRIIIaの保存溶液であって、0.2mol/L以上1mol/L以下のアルギニンおよび/またはその類縁体を含む、前記保存溶液。 [1] A storage solution of human FcγRIIIa, the storage solution containing 0.2 mol/L or more and 1 mol/L or less of arginine and/or its analogue.
[2]さらに3(w/v)%以上45(w/v)%以下のグリセロールを含む、[1]に記載の保存溶液。 [2] The preservation solution according to [1], further comprising glycerol at 3 (w/v)% or more and 45 (w/v)% or less.
[3]ヒトFcγRIIIaと[1]または[2]に記載の保存溶液とを接触させる工程を含む、ヒトFcγRIIIaの安定化方法。 [3] A method for stabilizing human FcγRIIIa, comprising a step of contacting human FcγRIIIa with the preservation solution described in [1] or [2].
[4]ヒトFcγRIIIaを含む溶液をクロマトグラフィ用担体充填カラムにアプライし当該担体にヒトFcγRIIIaを吸着させる工程と、溶出緩衝液を前記カラムにアプライし前記担体に吸着したヒトFcγRIIIaを溶出させる工程と、溶出したヒトFcγRIIIaを含む画分を回収する工程と、回収した画分を保存する工程とを含む、ヒトFcγRIIIaの製造方法であって、前記保存する工程が[1]または[2]に記載の保存溶液で保存する工程である、前記製造方法。 [4] A method for producing human FcγRIIIa, comprising the steps of applying a solution containing human FcγRIIIa to a column packed with a chromatography carrier to adsorb human FcγRIIIa to the carrier, applying an elution buffer to the column to elute human FcγRIIIa adsorbed to the carrier, recovering a fraction containing the eluted human FcγRIIIa, and storing the recovered fraction, wherein the storing step is a step of storing in the storage solution described in [1] or [2].
[5]ヒトFcγRIIIaが、以下の(a)から(c)のいずれかに記載のポリペプチドである、[1]または[2]に記載の保存溶液;
(a)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシンから199番目のグルタミンまでのアミノ酸残基を少なくとも含むポリペプチド;
(b)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシンから199番目のグルタミンまでのアミノ酸残基を少なくとも含み、ただし当該24番目から199番目までのアミノ酸残基において、さらに1もしくは数個の位置での1もしくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、または付加を含むアミノ酸配列を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシンから199番目のグルタミンまでのアミノ酸残基を少なくとも含み、ただし当該24番目から199番目までのアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド。
[5] The preservation solution according to [1] or [2], wherein the human FcγRIIIa is a polypeptide selected from the group consisting of (a) and (c) below:
(a) a polypeptide comprising at least the amino acid residues from the 24th glycine to the 199th glutamine of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:2;
(b) a polypeptide having an amino acid sequence including at least the amino acid residues from glycine at position 24 to glutamine at position 199 of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, with the proviso that the amino acid sequence includes one or more substitutions, deletions, insertions, or additions of amino acid residues at one or more positions within the amino acid residues at positions 24 to 199, and having antibody-binding activity;
(c) A polypeptide comprising at least the amino acid residues from the 24th glycine to the 199th glutamine of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:2, and having a homology of 80% or more to the amino acid sequence from the 24th to the 199th amino acid, and having antibody binding activity.
以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明のヒトFcγRIIIaの保存溶液は、ヒトFcγRIIIaを含む溶液に終濃度で0.2mol/L以上1mol/L以下のアルギニンおよび/またはその類縁体を含ませることを特徴としており、当該溶液中に存在するヒトFcγRIIIaの溶解性が向上することで沈殿の発生を抑制できる。なおヒトFcγRIIIaの保存溶液に含ませるアルギニンおよび/またはその類縁体を終濃度0.3mol/L以上0.8mol/L以下とすると好ましい。 The human FcγRIIIa storage solution of the present invention is characterized in that the solution containing human FcγRIIIa contains arginine and/or its analogs at a final concentration of 0.2 mol/L to 1 mol/L, and the solubility of human FcγRIIIa present in the solution is improved, thereby suppressing the occurrence of precipitation. It is preferable that the arginine and/or its analogs contained in the human FcγRIIIa storage solution be at a final concentration of 0.3 mol/L to 0.8 mol/L.
アルギニンはL(+)-アルギニンが好ましい。またアルギニン類縁体の一態様として、L(+)-アルギニン塩酸塩、Nα-カルボベンゾキシ-L(+)-アルギニン、Nα-トシル-L(+)-アルギニン、Nα-(2,4-ジニトロフェニル)-L(+)-アルギニン、Nα-(tert-ブトキシカルボニル)-L(+)-アルギニン塩酸塩、Nα-トシル-L(+)-アルギニンメチル塩酸塩、L(+)-アルギニンメチル二塩酸塩、Nα-ベンゾイル-L(+)-アルギニンエチル塩酸塩、Nα-ベンゾイル-L(+)-アルギニンアミド塩酸塩、L(+)-アルギニン炭酸塩が挙げられる。 The arginine is preferably L(+)-arginine. Examples of arginine analogues include L(+)-arginine hydrochloride, Nα-carbobenzoxy-L(+)-arginine, Nα-tosyl-L(+)-arginine, Nα-(2,4-dinitrophenyl)-L(+)-arginine, Nα-(tert-butoxycarbonyl)-L(+)-arginine hydrochloride, Nα-tosyl-L(+)-arginine methyl hydrochloride, L(+)-arginine methyl dihydrochloride, Nα-benzoyl-L(+)-arginine ethyl hydrochloride, Nα-benzoyl-L(+)-arginine amide hydrochloride, and L(+)-arginine carbonate.
一態様として、未精製、粗精製または精製済のヒトFcγRIIIaを含む溶液に、前述した濃度のアルギニンおよび/またはその類縁体を添加することでヒトFcγRIIIaを安定化できる。また別の態様として、後述する本発明のヒトFcγRIIIaの製造方法を実施する場合は、溶出緩衝液に前述した濃度のアルギニンおよび/またはその類縁体を添加することで、溶出したヒトFcγRIIIaを安定化できる。さらに別の態様として、沈殿が生じたヒトFcγRIIIa溶液に対して前述した濃度のアルギニンおよび/またはその類縁体を加えることで、沈殿を再溶解しての保存もできる。 In one embodiment, human FcγRIIIa can be stabilized by adding arginine and/or its analogues at the aforementioned concentrations to a solution containing unpurified, roughly purified, or purified human FcγRIIIa. In another embodiment, when carrying out the method for producing human FcγRIIIa of the present invention described below, eluted human FcγRIIIa can be stabilized by adding arginine and/or its analogues at the aforementioned concentrations to an elution buffer. In yet another embodiment, the precipitate can be redissolved and stored by adding arginine and/or its analogues at the aforementioned concentrations to a human FcγRIIIa solution in which a precipitate has formed.
本発明の保存溶液に、グリセロールを、終濃度3(w/v)%以上45(w/v)%以下となるよう添加すると、当該溶液中でのヒトFcγRIIIaがさらに安定化するため、好ましい。なお前記溶液に添加するグリセロールを、終濃度5(w/v)%以上15(w/v)%以下にすると、さらに好ましい。 It is preferable to add glycerol to the storage solution of the present invention at a final concentration of 3 (w/v)% or more and 45 (w/v)% or less, since this further stabilizes human FcγRIIIa in the solution. It is even more preferable to add glycerol to the solution at a final concentration of 5 (w/v)% or more and 15 (w/v)% or less.
本明細書において「安定化」とはヒトFcγRIIIaの溶解性が向上し、沈殿が生じにくいことを意味する。 As used herein, "stabilization" means that the solubility of human FcγRIIIa is improved and precipitation is less likely to occur.
本発明のヒトFcγRIIIaの製造方法では、クロマトグラフィ用担体充填カラムを用いた精製工程を含む。前記カラムにアプライする、ヒトFcγRIIIaを含む溶液の一例として、ヒトFcγRIIIaをコードするポリヌクレオチドを含む発現プラスミドで形質転換した宿主(形質転換体)の培養液より粗精製したヒトFcγRIIIa溶液があげられる。 The method for producing human FcγRIIIa of the present invention includes a purification step using a column packed with a chromatography carrier. An example of a solution containing human FcγRIIIa that is applied to the column is a solution of human FcγRIIIa crudely purified from a culture medium of a host (transformant) transformed with an expression plasmid containing a polynucleotide encoding human FcγRIIIa.
ヒトFcγRIIIaを発現させるための宿主としては、COS細胞やCHO(Chinese Hamster Ovary)細胞に代表される動物細胞、バチルス(Bacillus)属(ブレビバチルス(Brevibacillus)属細菌やパエニバチルス(Paenibacillus)属細菌のような広義のバチルス属細菌も含む)や大腸菌(Escherichia coli)に代表される細菌、サッカロマイセス(Saccharomyces)属、ピキア(Pichia)属、シゾサッカロマイセス(Schizosaccharomyces)属に代表される酵母、麹菌(Aspergillus属菌)に代表される糸状菌などが利用できる。中でも取扱いの簡便な大腸菌を宿主とすると好ましい。なお宿主が大腸菌の場合は、特開2012-034591号公報および特開2013-085531号公報に開示した方法等により、形質転換体を培養することでヒトFcγRIIIaを発現させればよい。 Hosts for expressing human FcγRIIIa include animal cells such as COS cells and CHO (Chinese Hamster Ovary) cells, bacteria such as the genus Bacillus (including bacteria of the genus Bacillus in the broad sense, such as bacteria of the genus Brevibacillus and Paenibacillus), and Escherichia coli, yeasts such as the genus Saccharomyces, Pichia, and Schizosaccharomyces, and filamentous fungi such as Aspergillus. Among these, Escherichia coli is preferred as a host because it is easy to handle. When the host is Escherichia coli, human FcγRIIIa can be expressed by culturing the transformant using the methods disclosed in JP 2012-034591 A and JP 2013-085531 A, for example.
前記形質転換体の培養液から、クロマトグラフィ用担体充填カラムにアプライする、粗精製したヒトFcγRIIIa溶液を得るには、発現の形態によって適宜選択すればよい。例えば、発現したヒトFcγRIIIaが宿主細胞のペリプラズムに発現する場合は、培養液を遠心分離して得られる宿主細胞を適切な緩衝液で懸濁し細胞破砕(物理的破砕、薬剤による破砕など)後、遠心分離により破砕残渣を除去することで、発現したヒトFcγRIIIaを含む無細胞抽出液を得ればよく、発現したヒトFcγRIIIaが宿主細胞のペリプラズムから培養上清に漏出する場合は、培養液を遠心分離して得られる培養上清から発現したヒトFcγRIIIaを回収すればよい。なお薬剤により宿主細胞を破砕する際は、例えば、特開2013-252099号公報に開示した方法や、BugBuster Protein Extraction Reagent(ミリポア社製)等の市販の抽出試薬を用いて破砕するとよい。 To obtain a crude human FcγRIIIa solution from the culture medium of the transformant, which is to be applied to a chromatography carrier-packed column, a suitable method may be selected depending on the form of expression. For example, when the expressed human FcγRIIIa is expressed in the periplasm of the host cells, the culture medium is centrifuged to obtain a cell-free extract containing the expressed human FcγRIIIa, which is then suspended in an appropriate buffer and disrupted (physically, chemically, etc.), followed by centrifugation to remove the disrupted residue. When the expressed human FcγRIIIa leaks from the periplasm of the host cells into the culture supernatant, the expressed human FcγRIIIa may be collected from the culture supernatant obtained by centrifuging the culture medium. When disrupting host cells with a drug, for example, disruption can be performed using the method disclosed in JP 2013-252099 A or a commercially available extraction reagent such as BugBuster Protein Extraction Reagent (Millipore).
本発明のヒトFcγRIIIaの製造方法で用いる、クロマトグラフィ用担体充填カラムは、当業者が通常タンパク質精製で用いるクロマトグラフィ用担体を充填したカラムであれば特に限定はなく、前記担体として、ゲル濾過クロマトグラフィ用担体、陽イオン交換クロマトグラフィ用担体、陰イオン交換クロマトグラフィ用担体、疎水クロマトグラフィ用担体、アフィニティクロマトグラフィ用担体が例示できる。中でも陽イオン交換クロマトグラフィ用担体が、本発明の製造法におけるクロマトグラフィ用担体として好ましい。 The chromatography carrier-packed column used in the method for producing human FcγRIIIa of the present invention is not particularly limited as long as it is a column packed with a chromatography carrier that is normally used by those skilled in the art for protein purification, and examples of the carrier include a gel filtration chromatography carrier, a cation exchange chromatography carrier, an anion exchange chromatography carrier, a hydrophobic chromatography carrier, and an affinity chromatography carrier. Among these, a cation exchange chromatography carrier is preferred as a chromatography carrier in the production method of the present invention.
陽イオン交換クロマトグラフィ用担体は、カルボキシメチル基、スルホプロピル基、スルホン酸基といった陽イオン交換基を担体に導入したものであれば特に限定はなく、具体例として、TOYOPEARL CM-650、TOYOPEARL SP-650、TOYOPEARL GigaCap S-650(以上、東ソー製)、CM Sepharose Fast Flow(Cytiva製)があげられる。なお、前記陽イオン交換クロマトグラフィ用担体を用いて、本発明の精製方法を実施する際は、前記担体へのヒトFcγRIIIaを含む溶液(アプライ液)の添加量や、前記担体のタンパク吸着性能等によって決定した量の担体を、適切なオープンカラム等に充填して行なえばよい。また、前記陽イオン交換クロマトグラフィ用担体は、アプライ液を添加する前に、あらかじめ、適切な緩衝液(Tris-HCl緩衝液、グリシン-NaOH緩衝液、リン酸塩緩衝液等)で平衡化するとよい。 There are no particular limitations on the cation exchange chromatography carrier, so long as it is a carrier into which a cation exchange group such as a carboxymethyl group, a sulfopropyl group, or a sulfonic acid group has been introduced. Specific examples include TOYOPEARL CM-650, TOYOPEARL SP-650, TOYOPEARL GigaCap S-650 (all manufactured by Tosoh Corporation), and CM Sepharose Fast Flow (manufactured by Cytiva). When carrying out the purification method of the present invention using the cation exchange chromatography carrier, an appropriate open column or the like may be filled with the carrier in an amount determined by the amount of solution (apply solution) containing human FcγRIIIa added to the carrier and the protein adsorption performance of the carrier. In addition, it is advisable to equilibrate the cation exchange chromatography carrier with an appropriate buffer (Tris-HCl buffer, glycine-NaOH buffer, phosphate buffer, etc.) before adding the application solution.
本発明のヒトFcγRIIIaの精製方法を、陽イオン交換クロマトグラフィ用担体充填カラムを用いて行なう場合の具体例を以下に示す。
(I)前述した方法で得られた粗精製ヒトFcγRIIIa溶液を、あらかじめ平衡化した陽イオン交換クロマトグラフィ用担体充填カラムにアプライし、前記担体にヒトFcγRIIIaを吸着させる。
(II)塩化ナトリウムを含む洗浄液を前記カラムにアプライし、夾雑タンパク質を除去する。
(III)溶出緩衝液を前記カラムにアプライし、前記担体に吸着したヒトFcγRIIIaを溶出させる。溶出緩衝液としては前記洗浄液よりも高い塩化ナトリウムを含む緩衝液を用いればよい。また溶出緩衝液に終濃度0.2mol/L以上1mol/L以下のアルギニンおよび/またはその類縁体を含ませてもよい。
(IV)溶出したヒトFcγRIIIaを含む画分を回収し、保存する。なお(III)でアルギニンおよび/またはその類縁体を含まない溶出緩衝液で溶出させた場合は、前記画分に終濃度0.2mol/L以上1mol/L以下のアルギニンおよび/またはその類縁体を含ませてから保存する。
A specific example of the method for purifying human FcγRIIIa of the present invention using a column packed with a carrier for cation exchange chromatography is shown below.
(I) The solution of crude human FcγRIIIa obtained by the above-mentioned method is applied to a column packed with a carrier for cation exchange chromatography that has been equilibrated in advance, and human FcγRIIIa is adsorbed onto the carrier.
(II) A washing solution containing sodium chloride is applied to the column to remove contaminating proteins.
(III) An elution buffer is applied to the column to elute human FcγRIIIa adsorbed to the carrier. The elution buffer may contain a higher sodium chloride content than the washing solution. The elution buffer may also contain arginine and/or its analog at a final concentration of 0.2 mol/L to 1 mol/L.
(IV) The fraction containing the eluted human FcγRIIIa is collected and stored. If the elution is performed with an elution buffer that does not contain arginine and/or its analog in (III), the fraction is allowed to contain arginine and/or its analog at a final concentration of 0.2 mol/L to 1 mol/L before storage.
本発明におけるヒトFcγRIIIaの一例として、以下の(i)から(v)のいずれかに記載のポリペプチドがあげられる。
(i)配列番号1に記載の天然型ヒトFcγRIIIaのアミノ酸配列のうち、細胞外領域(図1ではEC領域)の一部である、17番目のグリシン(Gly)から192番目のグルタミン(Gln)までのアミノ酸残基を少なくとも含むポリペプチド;
(ii)配列番号1に記載のアミノ酸配列の17番目のグリシン(Gly)から192番目のグルタミン(Gln)までのアミノ酸残基を少なくとも含み、ただし当該17番目から192番目までのアミノ酸残基のうち、1もしくは数個の位置での、1もしくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入および付加のうち、いずれか1つ以上をさらに有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(iii)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシン(Gly)から199番目のグルタミン(Gln)までのアミノ酸残基を少なくとも含むポリペプチド;
(iv)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシン(Gly)から199番目のグルタミン(Gln)までのアミノ酸残基を少なくとも含み、ただし当該24番目から199番目までのアミノ酸残基において、さらに1もしくは数個の位置での1もしくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、または付加を含むアミノ酸配列を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(v)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシン(Gly)から199番目のグルタミン(Gln)までのアミノ酸残基を少なくとも含み、ただし当該24番目から199番目までのアミノ酸配列に対して80%以上、より好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上、の相同性を有し、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド。
An example of the human FcγRIIIa of the present invention is a polypeptide described in any one of (i) to (v) below.
(i) a polypeptide comprising at least the amino acid residues from glycine (Gly) at
(ii) a polypeptide comprising at least the amino acid residues from glycine (Gly) at
(iii) a polypeptide comprising at least the amino acid residues from glycine (Gly) at the 24th position to glutamine (Gln) at the 199th position of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2;
(iv) a polypeptide having an amino acid sequence including at least the amino acid residues from glycine (Gly) at the 24th position to glutamine (Gln) at the 199th position of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, with the proviso that the 24th to 199th amino acid residues further include substitution, deletion, insertion, or addition of one or several amino acid residues at one or several positions, and having antibody-binding activity;
(v) A polypeptide comprising at least the amino acid residues from glycine (Gly) at the 24th position to glutamine (Gln) at the 199th position of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:2, and having a homology of 80% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 95% or more to the amino acid sequence from the 24th to the 199th positions, and having antibody-binding activity.
前記(ii)および(iv)における、「1もしくは数個」とは、例えば、1以上30個以下、1以上20個以下、または1以上10個以下(10個、9個、8個、7個、6個、5個、4個、3個、2個および1個のいずれか)を意味してよい。 In (ii) and (iv) above, "one or several" may mean, for example, 1 to 30, 1 to 20, or 1 to 10 (any of 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, and 1).
前記(ii)の一例として、特開2015-086216号公報で開示のFc結合性タンパク質、特開2016-169197号公報で開示のFc結合性タンパク質、特開2017-118871号公報で開示のFc結合性タンパク質、特開2018-197224号公報で開示のFc結合性タンパク質、およびWO2019/083048号で開示のFc結合性タンパク質があげられる。 Examples of (ii) include the Fc-binding protein disclosed in JP 2015-086216 A, the Fc-binding protein disclosed in JP 2016-169197 A, the Fc-binding protein disclosed in JP 2017-118871 A, the Fc-binding protein disclosed in JP 2018-197224 A, and the Fc-binding protein disclosed in WO 2019/083048.
中でも前記(iii)から(v)のいずれかに記載のポリペプチドは、溶液中で凝集/沈殿しやすい点で、本発明におけるヒトFcγRIIIaの好ましい態様である。なお前記(iii)から(v)に記載の、配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシンから199番目のグルタミンまでのアミノ酸残基とは、配列番号1に記載のアミノ酸配列の17番目のグリシンから192番目のグルタミンまでのアミノ酸残基であり、ただし当該17番目から192番目までのアミノ酸残基において、Glu21Gly(この表記は、配列番号1の21番目のグルタミン酸がグリシンに置換されていることを表す、以下同じ)、Leu23Met、Val27Glu、Phe29Ile、Gln33Pro、Tyr35Asn、Lys40Gln、Gln48Arg、Tyr51His、Glu54Asp、Asn56Asp、Ser65Arg、Ser68Pro、Tyr74Phe、Phe75Ile、Ala78Ser、Thr80Ser、Asn92Ser、Val117Glu、Lys119Val、Glu121Gly、Asp122Glu、Lys132Arg、Thr140Met、Tyr141Phe、Gly147Val、Tyr158Val、Lys165Glu、Phe171Ser、Phe176Ile、Ser178Arg、Asn180Lys、Glu184Gly、Thr185Ala、Asn187AspおよびIle190Valのアミノ酸置換を有するアミノ酸残基である。
Among these, the polypeptides described in any one of (iii) to (v) above are preferred embodiments of human FcγRIIIa in the present invention, because they tend to aggregate/precipitate in solution. The amino acid residues from glycine at position 24 to glutamine at position 199 in the amino acid sequence described in SEQ ID NO:2 described in (iii) to (v) above refer to amino acid residues from glycine at
なお、本発明の保存溶液には終濃度0.5mol/L以上、好ましくは0.6mol/L以上、1.5mol/L以下、好ましくは1mol/L以下となるように塩(塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等)が含まれてよく、pH7.0以上9.0以下、好ましくはpH7.5以上8.5以下となるよう塩基(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)が含まれてよい。 The preservation solution of the present invention may contain a salt (sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, etc.) to give a final concentration of 0.5 mol/L or more, preferably 0.6 mol/L or more and 1.5 mol/L or less, preferably 1 mol/L or less, and may contain a base (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) to give a final concentration of 7.0 to 9.0, preferably 7.5 to 8.5.
本発明はヒトFcγRIIIaの保存溶液として、0.2mol/L以上1mol/L以下のアルギニンおよび/またはその類縁体を含んだ溶液を用いることを特徴としている。本発明により、ヒトFcγRIIIaの溶解性を向上させ、かつ沈殿させることなく、溶液中でヒトFcγRIIIaを安定に保存できる。 The present invention is characterized by using a solution containing arginine and/or its analogs at 0.2 mol/L or more and 1 mol/L or less as a storage solution for human FcγRIIIa. The present invention improves the solubility of human FcγRIIIa and enables human FcγRIIIa to be stably stored in solution without precipitation.
以下、実施例および比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例1 保存溶液の組成検討
(1)配列番号2に記載のアミノ酸配列からなるFcR36i_Cysをコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターを用いて大腸菌W3110株を形質転換して組換え大腸菌を得た。なおFcR36i_Cys(配列番号2)において、1番目のメチオニン(Met)から22番目のアラニン(Ala)までが改良PelBシグナルペプチド(UniProt No.P0C1C1の1番目から22番目までのアミノ酸残基からなるオリゴペプチドであって、ただし6番目のプロリンをセリンにアミノ酸置換したオリゴペプチド)であり、24番目のグリシン(Gly)から199番目のグルタミン(Gln)までがヒトFcγRIIIaのアミノ酸配列(配列番号1に記載のアミノ酸配列の17番目から192番目までのアミノ酸残基であり、ただし当該17番目から192番目までのアミノ酸残基において、Glu21Gly(この表記は、配列番号1の21番目(配列番号2では28番目)のグルタミン酸がグリシンに置換されていることを表す、以下同じ)、Leu23Met、Val27Glu、Phe29Ile、Gln33Pro、Tyr35Asn、Lys40Gln、Gln48Arg、Tyr51His、Glu54Asp、Asn56Asp、Ser65Arg、Ser68Pro、Tyr74Phe、Phe75Ile、Ala78Ser、Thr80Ser、Asn92Ser、Val117Glu、Lys119Val、Glu121Gly、Asp122Glu、Lys132Arg、Thr140Met、Tyr141Phe、Gly147Val、Tyr158Val、Lys165Glu、Phe171Ser、Phe176Ile、Ser178Arg、Asn180Lys、Glu184Gly、Thr185Ala、Asn187AspおよびIle190Valのアミノ酸置換を有するポリペプチドのアミノ酸配列)であり、200番目のグリシン(Gly)から207番目のグリシン(Gly)までがシステインタグ配列である。当該組換え大腸菌を特開2013-085531号公報に記載の方法を参考にして培養し、得られた培養液から遠心分離により大腸菌菌体(湿潤菌体)を得た。
Example 1: Examination of the composition of the storage solution (1) E. coli W3110 strain was transformed with an expression vector containing a polynucleotide encoding FcR36i_Cys consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 to obtain a recombinant E. coli. In FcR36i_Cys (SEQ ID NO: 2), the first methionine (Met) to the 22nd alanine (Ala) are the improved PelB signal peptide (UniProt No. An oligopeptide consisting of the 1st to 22nd amino acid residues of P0C1C1, with the proviso that the 6th proline is substituted with serine), and the 24th glycine (Gly) to the 199th glutamine (Gln) are amino acid residues from the 17th to 192nd amino acid residues of human FcγRIIIa (the amino acid residues from the 17th to the 192nd amino acid residues of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, with the proviso that the 17th to the 192nd amino acid residues are Glu21Gly (this notation indicates that the glutamic acid at the 21st position (the 28th position in SEQ ID NO: 2) in SEQ ID NO: 1 is substituted with glycine, the same applies below), Leu23Met, Val27Glu, Phe29Ile, Gln33Pro, Tyr35Asn, Lys40Gln, Gln48Arg, Tyr51H is, Glu54Asp, Asn56Asp, Ser65Arg, Ser68Pro, Tyr74Phe, Phe75Ile, Ala78Ser, Thr80Ser, Asn92Ser, V al117Glu, Lys119Val, Glu121Gly, Asp122Glu, Lys132Arg, Thr140Met, Tyr141Phe, Gly147Val, Tyr158V al, Lys165Glu, Phe171Ser, Phe176Ile, Ser178Arg, Asn180Lys, Glu184Gly, Thr185Ala, Asn187Asp, and Ile190Val), and the cysteine tag sequence is from glycine (Gly) at position 200 to glycine (Gly) at position 207. The recombinant E. coli was cultured with reference to the method described in JP 2013-085531 A, and E. coli cells (wet cells) were obtained by centrifugation of the obtained culture solution.
(2)(1)で得られた湿潤菌体を、当該湿潤菌体重量の3倍量の1mmol/L EDTAを含む20mmol/Lリン酸緩衝液(pH6.0)に懸濁させ、均一になるまで室温(20℃から25℃)にて撹拌した。 (2) The wet cells obtained in (1) were suspended in 20 mmol/L phosphate buffer (pH 6.0) containing 1 mmol/L EDTA in an amount three times the weight of the wet cells, and stirred at room temperature (20°C to 25°C) until homogenous.
(3)室温で撹拌後、核酸分解酵素であるBenzonase(メルク社製)を終濃度2500unit/Lとなるよう添加し、助剤として硫酸マグネシウムを終濃度2mmol/Lとなるよう添加後、室温で撹拌した。 (3) After stirring at room temperature, Benzonase (Merck), a nuclease, was added to a final concentration of 2500 units/L, and magnesium sulfate was added as an auxiliary agent to a final concentration of 2 mmol/L, and the mixture was stirred at room temperature.
(4)室温で撹拌後、糖質分解酵素であるリゾチームを終濃度0.005(w/v)%となるように添加し、さらに室温で撹拌した。 (4) After stirring at room temperature, lysozyme, a carbohydrate-degrading enzyme, was added to a final concentration of 0.005 (w/v)%, and the mixture was further stirred at room temperature.
(5)室温で撹拌後、非イオン界面活性剤であるTriton X-100(商品名)水溶液を終濃度0.5(w/v)%となるよう添加し、さらに室温で撹拌した。 (5) After stirring at room temperature, an aqueous solution of Triton X-100 (trade name), a nonionic surfactant, was added to a final concentration of 0.5 (w/v)%, and the mixture was further stirred at room temperature.
(6)室温で撹拌後、陰イオン界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウムを終濃度0.2(w/v)%となるよう添加し、さらに室温で撹拌した。 (6) After stirring at room temperature, sodium dodecyl sulfate, an anionic surfactant, was added to a final concentration of 0.2 (w/v)%, and the mixture was further stirred at room temperature.
(7)一晩抽出操作を行なった後、抽出液を遠心分離し(8000rpm、20分、2回)、上清(無細胞抽出液)を得た。 (7) After performing the extraction procedure overnight, the extract was centrifuged (8,000 rpm, 20 minutes, twice) to obtain the supernatant (cell-free extract).
(8)(7)で得たFcR36i_Cys抽出液を、あらかじめ20mMのリン酸緩衝液(pH6.0)で平衡化した陽イオン交換クロマトグラフィ用担体(TOYOPEARL CM-650M、東ソー製)を充填したカラム(メルクミリポア製)にアプライした。平衡化に用いた緩衝液で洗浄後、0.4mol/Lの塩化ナトリウムを含む20mmol/Lのリン酸緩衝液(pH6.0)で洗浄することで、夾雑不純物を除去した。 (8) The FcR36i_Cys extract obtained in (7) was applied to a column (Merck Millipore) packed with a cation exchange chromatography carrier (TOYOPEARL CM-650M, Tosoh) that had been previously equilibrated with 20 mM phosphate buffer (pH 6.0). After washing with the buffer used for equilibration, the column was washed with 20 mmol/L phosphate buffer (pH 6.0) containing 0.4 mol/L sodium chloride to remove impurities.
(9)0.7mol/L NaClおよび10%(w/v)グリセロールを含む20mmol/Lのトリス塩酸緩衝液(pH7.5)(以下、「溶出緩衝液A」とも表記)でFcR36i_Cysを溶出した。 (9) FcR36i_Cys was eluted with 20 mmol/L Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 0.7 mol/L NaCl and 10% (w/v) glycerol (hereinafter also referred to as "elution buffer A").
(10)(9)で得られた、FcR36i_Cys溶液を、透析により表1の(a)から(o)のいずれかに示す20mmol/L Tris-HCl緩衝液(濃度はいずれも終濃度)に置換した。 (10) The FcR36i_Cys solution obtained in (9) was replaced by dialysis with a 20 mmol/L Tris-HCl buffer solution (all concentrations are final concentrations) shown in any one of (a) to (o) in Table 1.
(11)緩衝液置換したFcR36i_Cys溶液を限外ろ過膜(ミリポア社製、Amicon Ultra-0.5mL、Ultracel-10K)で沈殿が発生するまで濃縮した。この時、局所的に高濃度のところができないよう、こまめに遠心分離機を止めて撹拌した。 (11) The buffer-exchanged FcR36i_Cys solution was concentrated using an ultrafiltration membrane (Millipore, Amicon Ultra-0.5 mL, Ultracel-10K) until precipitation occurred. During this process, the centrifuge was frequently stopped and the solution was stirred to prevent localized high concentrations.
(12)遠心分離により(11)で得られた溶液の上清を回収し、280nmの吸光度から上清中のタンパク質濃度を求めた。前記タンパク質濃度をその溶液に対するFcR36i_Cysの飽和濃度とした。 (12) The supernatant of the solution obtained in (11) was collected by centrifugation, and the protein concentration in the supernatant was determined from the absorbance at 280 nm. The protein concentration was determined as the saturation concentration of FcR36i_Cys for that solution.
比較例1 溶出緩衝液でのヒトFcγRIIIa飽和濃度評価
(1)実施例1(10)での透析緩衝液として溶出緩衝液Aを用いた以外は実施例1と同様の操作を行なった。
Comparative Example 1 Evaluation of Saturation Concentration of Human FcγRIIIa in Elution Buffer (1) The same procedure as in Example 1 (10) was carried out, except that elution buffer A was used as the dialysis buffer in Example 1 (10).
実施例1および比較例1の結果をまとめて図1に示す。表1(i)の条件、すなわち0.5mol/LのL(+)-アルギニン(L(+)-Arg)を含む溶液では、ヒトFcγRIIIaの飽和濃度が顕著に増加した。一方、終濃度0.1mol/L以下のL(+)-Arg、ポリエチレングリコール(PEG)または硫酸アンモニウム(硫安)を添加しても、ヒトFcγRIIIaの飽和濃度は、アルギニンを含まない溶出緩衝液A(比較例1)のときと同等または低下した。以上の結果から、0.2mol/L以上1mol/L以下のアルギニンおよび/またはその類縁体を含ませることで、ヒトFcγRIIIaの溶解性が向上し、ヒトFcγRIIIaを沈殿させることなく保存できることがわかる。 The results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Figure 1. Under the conditions of Table 1(i), that is, in a solution containing 0.5 mol/L L(+)-arginine (L(+)-Arg), the saturation concentration of human FcγRIIIa increased significantly. On the other hand, even when L(+)-Arg, polyethylene glycol (PEG), or ammonium sulfate (ammonium sulfate) was added at a final concentration of 0.1 mol/L or less, the saturation concentration of human FcγRIIIa was equal to or lower than that in elution buffer A (Comparative Example 1) that does not contain arginine. These results show that the inclusion of arginine and/or its analogs at a concentration of 0.2 mol/L or more and 1 mol/L or less improves the solubility of human FcγRIIIa, and allows human FcγRIIIa to be stored without precipitation.
実施例2 アルギニン含有溶液におけるFcR36i_Cysの保存安定性評価
(1)実施例1(9)で得られたFcR36i_Cys溶液に、アルギニンとしての終濃度が0.5mol/LとなるようL(+)-アルギニンおよび/またはL(+)-アルギニン塩酸塩を、終濃度が0.8mol/LとなるようNaClを、それぞれ添加し、pHを8.5に調製後、均一になるよう、転倒混和した。
Example 2 Evaluation of storage stability of FcR36i_Cys in arginine-containing solution (1) To the FcR36i_Cys solution obtained in Example 1 (9), L(+)-arginine and/or L(+)-arginine hydrochloride were added to give a final arginine concentration of 0.5 mol/L, and NaCl was added to give a final concentration of 0.8 mol/L. The pH was adjusted to 8.5, and the solution was mixed by inversion to obtain a homogenous solution.
(2)(1)で得られたアルギニンを含むFcR36i_Cys溶液を冷蔵保存し、冷蔵保存開始直後(0日)ならびに保存1日後、8日後、12日後、22日後および33日後の溶液上清中に含まれるタンパク質濃度を、実施例1(12)と同様な方法で測定した。 (2) The arginine-containing FcR36i_Cys solution obtained in (1) was refrigerated and the protein concentration in the supernatant of the solution immediately after the start of refrigerated storage (day 0) and after 1 day, 8 days, 12 days, 22 days, and 33 days of storage was measured in the same manner as in Example 1 (12).
比較例2 溶出緩衝液におけるFcR36i_Cysの保存安定性評価
実施例1(9)で得られたFcR36i_Cys溶液を冷蔵保存し、冷蔵保存開始直後(0日)ならびに保存1日後、8日後、12日後、22日後および33日後の溶液上清中に含まれるタンパク質濃度を、実施例1(12)と同様な方法で測定した。
Comparative Example 2 Evaluation of storage stability of FcR36i_Cys in elution buffer The FcR36i_Cys solution obtained in Example 1 (9) was stored in a refrigerator, and the protein concentration in the solution supernatant immediately after the start of refrigerated storage (day 0) and after 1 day, 8 days, 12 days, 22 days, and 33 days of storage was measured in the same manner as in Example 1 (12).
実施例2および比較例2の結果を合わせて表2および図3に示す。ヒトFcγRIIIa保存溶液に、アルギニンを終濃度0.5mol/Lで添加する(実施例2)ことで、アルギニンを添加しないとき(比較例2)と比較し、大幅に保存安定性が向上していることがわかる。具体的には、33日間の冷蔵保存で、アルギニンを含まない保存溶液(比較例2)の場合は10分の1以下までタンパク質濃度が低下したのに対し、0.5mol/Lのアルギニンを含む保存溶液(実施例2)の場合はタンパク質濃度の低下がほとんどなかった。 The results of Example 2 and Comparative Example 2 are shown in Table 2 and Figure 3. It can be seen that the addition of arginine to a final concentration of 0.5 mol/L (Example 2) to the human FcγRIIIa storage solution significantly improved storage stability compared to when no arginine was added (Comparative Example 2). Specifically, after 33 days of refrigerated storage, the protein concentration in the storage solution that did not contain arginine (Comparative Example 2) decreased to less than one-tenth, whereas the protein concentration in the storage solution that contained 0.5 mol/L arginine (Example 2) was almost unchanged.
Claims (4)
ヒトFcγRIIIaが、以下の(a)から(c)のいずれかに記載のポリペプチドである、前記保存用溶液:
(a)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシンから199番目のグルタミンまでのアミノ酸残基を少なくとも含むポリペプチド;
(b)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシンから199番目のグルタミンまでのアミノ酸配列において、1以上10個以下のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、または付加を含むアミノ酸配列を含み、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド;
(c)配列番号2に記載のアミノ酸配列の24番目のグリシンから199番目のグルタミンまでのアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつ抗体結合活性を有するポリペプチド。 A storage solution of human FcγRIIIa, comprising 0.5 mol/L to 1 mol/L of arginine and/or its hydrochloride ,
The storage solution, wherein human FcγRIIIa is a polypeptide selected from the group consisting of (a) to (c) below:
(a) a polypeptide comprising at least the amino acid residues from the 24th glycine to the 199th glutamine of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:2;
(b) a polypeptide comprising an amino acid sequence including a substitution, deletion, insertion, or addition of 1 to 10 amino acid residues in the amino acid sequence from glycine at the 24th position to glutamine at the 199th position of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, and having antibody-binding activity;
(c) A polypeptide comprising an amino acid sequence having 90 % or more identity to the amino acid sequence from the 24th glycine to the 199th glutamine of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:2, and having antibody binding activity.
溶出緩衝液を前記カラムにアプライし、前記担体に吸着したヒトFcγRIIIaを溶出させる工程と、
溶出したヒトFcγRIIIaを含む画分を回収する工程と、
回収した画分を保存する工程とを含む、ヒトFcγRIIIaの製造方法であって、
前記保存する工程が請求項1または2に記載の保存用溶液で保存する工程である、前記製造方法。 applying a solution containing human FcγRIIIa to a column packed with a chromatography carrier to adsorb human FcγRIIIa to the carrier;
applying an elution buffer to the column to elute human FcγRIIIa adsorbed to the carrier;
recovering the eluted fraction containing human FcγRIIIa;
and storing the collected fraction,
The method for producing the composition, wherein the preserving step is a step of preserving the composition in a preservation solution according to claim 1 or 2.
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