[发明专利]对聚糖具有高亲和力和选择性的lambody及其用途

说明书

联邦政府赞助的研究与开发声明

本发明使用国家科学基金授予的基金号MCB0614672下的政府支持进行。政府在本发明中具有一定权利。

技术领域

本发明涉及由这样的亚基组成的二聚蛋白质，所述亚基具有与(ii)多聚化结构域连接的(i)重组七鳃鳗可变淋巴细胞受体(VLR)多变区。所述二聚蛋白质表现出对糖基化抗原的结合特异性，并且其可用于从样品中检测或分离聚糖的方法，以及用于疾病诊断、预后、进展监测、治疗和成像的方法。

发明背景

蛋白质的糖基化为翻译后修饰的最常见和多样化的形式。其可深度影响处于正常和病理状态中的糖蛋白的功能，例如处于细胞-细胞粘附、受精、炎症和恶变中的糖蛋白的功能(Varki等, 2009)。大多数人肿瘤细胞表达具有异常糖基化模式的糖蛋白。研究最多的癌症特异性聚糖为截短的O-聚糖，例如T-新抗原(Tn；GalNAcα)和Thomsen-Friedenreich泛癌(pancarcinoma)肿瘤相关的糖抗原(TFα、Galβ1-3GalNAcaα1-Ser/Thr)，其在约90%的人癌细胞中独特地修饰粘蛋白型糖蛋白，但在除早期妊娠的胎盘之外的正常组织中显然为不存在的。这类癌症特异性聚糖的存在可指示增加的侵袭力和转移可能性。

因此，糖结合蛋白质作为监测聚糖表达的工具用于大范围的基础研究和临床应用，具有巨大效用。例如，已使用许多糖结合凝集素和哺乳动物抗体来检测肿瘤相关的糖抗原表达，以用于诊断和预后目的(Powlesland等，2009；Li等，2010；Almogren等，2012)。聚糖结合蛋白质亦可用于多种体内应用，例如靶定特定细胞和组织以用于成像、用于药物递送以及控制糖介导的过程。遗憾的是，大多数可容易得到的聚糖结合蛋白质，例如植物和动物凝集素以及哺乳动物抗体，通常显示广泛的反应性、特异性差或二者。例如，特异性识别Thomsen-Friedenreich抗原的大多数单克隆抗体(mAb)为IgM同种型的，其为具有相对低亲和力的大型抗体，并因此具有受限的临床效用(Almogren等，2012)。此外，对于人糖组预估的7,000余种聚糖决定簇，仅可获得用于其一小部分的糖结合蛋白质(Cummings，2009)。因此，产生对任何关注聚糖具有高亲和力和选择性的定制聚糖结合蛋白质的方法可革新所述领域。

已评估用于获得聚糖结合受体的许多策略。最常用的方法涉及用适当的聚糖或糖缀合物使动物免疫以产生mAb (Rittenhouse-Diakun等，1998；Li等，2010)，但此过程可能是缓慢且劳动密集的。此方法在某些情况下效果较好，但许多关注的聚糖在物种之间为保守的，并因此为非免疫原性的。其它方式包括凝集素(Powlesland等，2009；Hu等，2012)以及单链Fv抗体(scFv) (Ravn等，2007；Sakai等，2010)、小肽糖受体(Boltz等，2009)和糖结合适体(Sun等，2010)的定向进化，但这些方法并未证明为一般方法并且并未得到广泛使用。因此，仍极其需要简单、有效且通用的方法。

发明概述

本发明描述了新的二聚聚糖结合蛋白质类别的成员，其表现出对糖基化抗原的结合特异性。这些称为lambody的二聚蛋白质由两个lambody亚基组成。各亚基为这样的融合蛋白，其包含与允许lambody亚基二聚化的多聚化结构域连接的来自重组七鳃鳗可变淋巴细胞受体(VLR)的多变区。本发明亦阐述了lambody在从样品中检测或分离聚糖的方法中的用途，以及在疾病诊断、预后、进展监测、治疗和成像的方法中的用途。

在第一方面，本发明关注lambody亚基，其中所述lambody亚基为这样的融合蛋白，其包含与多聚化结构域连接的七鳃鳗VLR多变区。本发明的lambody亚基表现出对聚糖、糖脂或糖蛋白的结合特异性。在一些实施方案中，所述lambody亚基包含选自SEQ ID NO: 2或4氨基酸序列的VLR多变区。