[发明专利]osteoprotegerin结合蛋白和受体

说明书

本申请为申请日为1998年4月15日、申请号为98806073.6(PCT/US98/07584)、发明名称为“osteoprotegerin结合蛋白和受体”的申请的分案申请。 

发明领域

本发明涉及参与破骨细胞分化的多肽。更具体地讲，本发明涉及osteoprotegerin结合蛋白、编码所述蛋白的核酸、生产所述蛋白的表达载体和宿主细胞以及结合测定。也描述了治疗骨疾病的组合物和方法，所述骨疾病诸如骨质疏松、因关节炎引起的骨丢失、佩吉特病和高血钙。 

本发明还涉及osteoprotegerin结合蛋白的受体，以及采用所述受体治疗骨疾病的方法和组合物。 

发明背景

活的骨组织在骨沉积和吸收之间表现出动态平衡。这些过程主要由两种细胞类型介导：成骨细胞，它分泌包括骨的有机基质的分子；和破骨细胞，它促进骨基质的溶解和骨盐的加溶。在骨生长的年轻个体中，骨沉积的速率超过骨吸收的速率，而在老年个体中，吸收的速率可以超过沉积。在后一种情况下，骨分解的增加导致骨质量和强度降低、骨折风险增加，并减慢受损骨的修复或使修复不完全。 

破骨细胞是大型多核吞噬细胞，由骨髓中的造血前体细胞形成。尽管对成熟的功能性破骨细胞的生长和形成不甚了解，但人们认为，破骨细胞暴露于各种生长促进因子时作出应答而沿单核细胞/巨噬细胞细胞谱系成熟。人们认为，骨髓前体细胞向前破骨细胞的早期发育由可溶性因子介导，所述可溶性因子诸如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、肿瘤坏死因子-β(TNF-β)、白介素-4(IL-4)、白介素-6(IL-6)和白血病抑制因子(LIF)。在培养中，在加入的巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)的存在下形成前破骨细胞。这些因子主要在破骨细胞发育的早期步骤 中起作用。多肽因子在破骨细胞发育末期的参与尚未广泛报道。然而，已经报道，甲状旁腺激素刺激破骨细胞的形成和活性，而降钙素具有相反的效应，尽管程度较低。 

最近，已经描述了一种称为osteoprotegerin(OPG)新的多肽因子，它在体外和体内负调节破骨细胞的形成(参见1995年12月22日申请的共同拥有和共同未决的美国专利申请系列第08/577,788号、1996年9月3日申请的第08/706,945号和1996年12月20日申请的第08/771,777号，这些申请通过引用结合到本文中；以及PCT申请第WO96/26271号)。OPG在表达OPG多肽的转基因小鼠中显著提高骨密度，并当给予切除卵巢的大鼠时降低骨丢失的程度。对体外破骨细胞形成中OPG活性的分析揭示，OPG不干扰单核细胞/巨噬细胞前体的生长和分化，但更可能阻断由单核细胞/巨噬细胞前体分化破骨细胞。因此，OPG看来在调节破骨细胞形成的程度方面具有专一性。 

OPG包括具有不同结构和功能特性的两个多肽域。跨越全长多肽大约残基22-194(N端甲硫氨酸指定为残基1)的氨基末端域，由于保留了肿瘤坏死因子受体(TNFR)家族成员特征性的富含半胱氨酸域，表现出与TNFR家族的其它成员(尤其是TNFR-2)的同源性。跨越残基194-401的羧基末端域与任何已知的序列均没有显著的同源性。与许多其它TNFR家族成员不同，OPG看来仅仅是分泌蛋白，而不以膜结合形式合成。 

根据OPG作为破骨细胞形成的负调节物的活性，假定OPG可能结合参与破骨细胞分化的多肽因子，并因此阻断导致成熟破骨细胞形成的一个或多个晚期步骤。 

因此，本发明的一个目的是鉴定与OPG相互作用的多肽。所述多肽可以在破骨细胞成熟中起作用，并且可以用于治疗骨疾病。 

发明概述

用一种重组OPG-Fc融合蛋白作为亲和探针，已经从在所筛选的 COS细胞中表达的鼠cDNA文库中鉴定出肿瘤坏死因子家族的一个新成员。这种新发现的多肽为跨膜OPG结合蛋白，预测它的长度为316个氨基酸，并具有一个氨基末端胞质域、一个跨膜域和一个羧基末端胞外域。本发明的OPG结合蛋白可以为膜结合形式，或可以为可溶性形式。 

本发明提供编码OPG结合蛋白的核酸、表达该多肽的载体和宿主细胞、以及生产重组OPG结合蛋白的方法。也提供了特异性结合OPG结合蛋白的抗体或其片段。