WO2007058105A1 - Method for producing pancreas from es cell - Google Patents

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Mio Nakanishi
Tatsuo Hamazaki
Makoto Asashima
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Abstract

It is intended to produce a pancreas that fully functions from an undifferentiated cell. The inventors found that a functional pancreas can be differentiated by using activin and retinoic acid at specific concentrations and subjecting an undifferentiated cell to a specific treatment in advance, thus this object was achieved. The method of the invention comprises A) a preculture step in which an undifferentiated cell is cultured in a medium containing a leukemia inhibitory factor (LIF) to form a colony and a clump is formed; and B) an exposure step in which the undifferentiated cell is exposed to activin and retinoic acid in the absence of LIF.

Description

明 細 書  Specification
ES細胞力 すレ、臓を生産する方法  ES cell power
技術分野  Technical field
[0001] 本発明は、臓器再生技術に関する。より詳細には、未分化細胞からすい臓を生産 する技術および生産されたすい臓に関する。  [0001] The present invention relates to an organ regeneration technique. More specifically, the present invention relates to a technique for producing a pancreas from undifferentiated cells and the produced pancreas.
背景技術  Background art
[0002] 胚性幹細胞 (ES細胞)から、 in vitroで「す 、臓」を作るための方法が幾つか開発 され報告されている(例えば、非特許文献 l =Loebel, et al. , 2003 ;非特許文献 2 = Soria, et al. , 2000 ;非特許文献 3 = Shroi, et al. , 2002 ;非特許文献 4 = Leon— Quinto, et al. , 2004 ;非特許文献 5 =Lumelsky, et al. , 2001)。し かし、これらのすい臓は、完全なものではない。これは、これまで ES細胞も含めてど のような哺乳類の未分ィ匕細胞からも、ベータ細胞( j8細胞:体の組織による糖の取り 込みおよび糖新生の抑制などを司るホルモンであるインスリンを特異的に作って分泌 する内分泌系の細胞)を作ることにのみ着目してすい臓が作られてきたことに起因す る。これは、現在の医療水準および技術では根本的に治療できない多くの糖尿病患 者を、インスリン分泌活性を有する β細胞を移植することによって救うための細胞医 療(cell therapy)および組織医療(tissue therapy)という再生医療を目指してい る力らである。そのため、自然のすい臓が有する他の機能および構造を有するような す ヽ臓を作ることはこれまでできな力つた。 [0002] Several methods have been developed and reported for in vitro production of embryos from embryonic stem cells (ES cells) (for example, non-patent literature l = Loeb e l, et al., 2003; Non-patent literature 2 = Soria, et al., 2000; Non-patent literature 3 = Shroi, et al., 2002; Non-patent literature 4 = Leon— Quinto, et al., 2004; Non-patent literature 5 = Lumelsky, et al., 2001). However, these pancreas are not perfect. This is because the beta cells (j8 cells: insulin, a hormone responsible for the suppression of glucose uptake and gluconeogenesis by body tissues, can be obtained from any mammalian undifferentiated cells, including ES cells. This is due to the fact that the pancreas has been made by focusing only on the production of endocrine cells that specifically produce and secrete these. This is because cell therapy and tissue therapy to rescue many diabetics who cannot be treated with current medical standards and technologies by transplanting β-cells with insulin secretion activity. ) Is a force aiming at regenerative medicine. Therefore, it has never been possible to create a pancreas that has the other functions and structures of the natural pancreas.
[0003] そのような自然のす 、臓とは、好ましくは、  [0003] Such natural organs and viscera are preferably
1)血糖値 (すなわち、血中のグルコース濃度)に応答してインスリンを分泌する内分 泌細胞(j8細胞)をもち、  1) Has endocrine cells (j8 cells) that secrete insulin in response to blood glucose levels (ie, blood glucose concentration)
2)グルカゴンを作り分泌する内分泌細胞 (アルファ一細胞、 a細胞:グリコーゲンの 分解および糖新生などを司るホルモンであるグルカゴンを特異的に作って分泌する 内分泌系の細胞)を持ち、  2) Endocrine cells that produce and secrete glucagon (alpha 1 cell, a cell: an endocrine cell that specifically produces and secretes glucagon, a hormone responsible for glycogen degradation and gluconeogenesis)
3)消化酵素類など (例:アミラーゼ)を作り腸管内に分泌する外分泌細胞 (腺房細 胞)を持ち、さらに、 4)すい臓から消化酵素類を腸管に外分泌するための導管構造などのすベての機 能と構造を備えたす!ヽ臓を意味する。 3) Has exocrine cells (acinar cells) that make digestive enzymes (eg amylase) and secrete them into the intestinal tract, 4) A pancreas with all functions and structures, such as a duct structure for exoculating digestive enzymes from the pancreas to the intestinal tract.
[0004] 健康な身体の中では、血糖値はインスリンとグルカゴンとの競争的な作用により、適 切に維持されている。そのために、糖尿病の治療のためには、インスリンだけを分泌 するようなすい臓ではなぐ同時にグルカゴンも分泌できるすい臓が必要だ力 その ようなすい臓を in vitroで作る方法はこれまでなかった。すい臓の機能不全、および すい臓がんのためにすい臓が摘出されなければならない患者を治療するためには、 内分泌機能だけでなぐ消化酵素類を作り、それを外分泌する機能も備えたすい臓 を移植する必要がある力 そのようなすい臓を in vitroで作る方法がな力つた。また 、消化酵素類が組織内に分泌されると、身体自体が消化されることになり危険なので 、消化酵素類を消化管内に導くための導管も必要であるが、導管構造を持つような すい臓を in vitroで作る方法がなカゝつた。  [0004] In a healthy body, blood glucose levels are appropriately maintained by the competitive action of insulin and glucagon. Therefore, for the treatment of diabetes, not only a pancreas that secretes only insulin, but also a pancreas that can secrete glucagon at the same time, there has been no method for making such a pancreas in vitro. To treat pancreatic dysfunction and patients whose pancreas must be removed because of pancreatic cancer, create digestive enzymes that endure only the endocrine function, and transplant the pancreas with the ability to exoculate it. Necessary power The method to make such a pancreas in vitro was a powerful force. In addition, if digestive enzymes are secreted into the tissue, the body itself will be digested and dangerous, so a conduit for guiding digestive enzymes into the digestive tract is also necessary, but a pancreas with a conduit structure is necessary. There was no way to make this in vitro.
[0005] この点に関しては、本発明者らは、特許文献 1 (特開 2001— 333770)、特許文献 2 (特開 2001— 299335)、非特許文献 6 (実験医学 Vol. 19 No. 15, 159— 16 6, 2001)、非特許文献 7 (医学のあゆみ Vol. 195 No. 7, 488—489, 2000)、 非特許文献 8 (科学新聞平成 12年 6月 2日号, 2000)、非特許文献 9 (第 26回情報 化学討論会 PL— 1, 2003)、非特許文献 10 (日本組織細胞化学総会 ·学術集会 講演プログラム '予稿集 VOL. 44th; PAGE, 29, 2003)非特許文献 11 (現代化 学増刊 VOL. 41th; PAGE, 124— 131, 2002)および非特許文献 12 (Delop. Growth Differ. 42 : 593— 602, 2000)【こお!ヽて、マウスまた ίま両生類を用!ヽ てすい臓を生産する試みを行っている。しかし、これらの文献に記載されている方法 で生産されたすい臓は、完全に機能するとはいえない。また、詳細な条件は記載され ていない。再生においては詳細な条件が不明な場合が多いが、少し濃度が異なるだ けで別の臓器が生産されることも報告されている。従って、本発明者らのこれまでの 開示力もでは、完全に機能するす 、臓を生産することができるとまでは 、えな 、。  In this regard, the present inventors have disclosed Patent Document 1 (JP 2001-333770), Patent Document 2 (JP 2001-299335), Non-Patent Document 6 (Experimental Medicine Vol. 19 No. 15, 159- 16 6, 2001), Non-Patent Document 7 (Ayumi of Medicine Vol. 195 No. 7, 488-489, 2000), Non-Patent Document 8 (Science Newspaper June 2, 2000, 2000), Non-Patent Document Patent Document 9 (26th Information Chemistry Symposium PL-1, 2003), Non-patent Document 10 (Japan Tissue Cytochemistry General Meeting · Academic Meeting Presentation Program 'Preliminary Collection VOL. 44th; PAGE, 29, 2003) Non-Patent Document 11 (Modern Chemistry Special Issue VOL. 41th; PAGE, 124—131, 2002) and Non-Patent Document 12 (Delop. Growth Differ. 42: 593—602, 2000) [Koo! Use mouse, ί or amphibians!試 み Attempts to produce pancreas. However, pancreas produced by the methods described in these documents is not fully functional. Detailed conditions are not described. In many cases, detailed conditions are unknown during regeneration, but it has been reported that other organs can be produced with slightly different concentrations. Therefore, the present disclosure power of the present inventors is fully functional, and until the viscera can be produced.
[0006] 特許文献 3 (特開 2003— 9854号)は、胚性幹細胞を、特定の因子を含む培地を 用いて培養する工程を含むことを特徴とする、胚性幹細胞カゝらェンブリオイドボディを 形成する方法、該方法のために用いるための培地及び分ィ匕誘導剤、該方法を用い た分化細胞の誘導方法、該分化誘導した細胞、並びにそれらの利用を開示する。 [0006] Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-9854) discloses an embryonic stem cell library comprising a step of culturing embryonic stem cells using a medium containing a specific factor. A method for forming an id body, a medium for use in the method, and an agent for inducing liquid, and using the method A method for inducing differentiated cells, the differentiation-induced cells, and use thereof are disclosed.
[0007] このほか、未分化細胞からす!、臓を生産しょうとする試みは、特許文献 4 (WO200 2/079457);特許文献 5 (WO2002Z086107);特許文献 6 (WO2002/0103 47) ; j¾7 (WO2002/059278);特許文献 8 (WO2002/092756);非特 許文献 13 (Developmental Biology 264 : 1— 14, 2003);非特許文献 14 (Di abetes 49 : February, 1—6, 2000);非特許文献 15 (Stem cells 20 : 284 — 292, 2002);非特許文献 16 (Diabetologia 47 : 1442— 1451, 2004);非特 許文献 17 (Science 292 : 1389— 1394, 2001);非特許文献 18 (Microscopy reseach and technique 61 : 448— 456, 2003);非特許文献 19 (Microsc opy reseach and technique 37 : 374— 383, 1997);非特許文献 20 (Ste m cells 23 : 656— 662, 2005);非特許文献 21 (Delop. Growth Differ. 42 : 593 - 602, 2000);非特許文献 22 (Exp. Anim. 54 (3) . 262, P— 048, 200 5)などがあるが、いずれも、機能的なすい臓の生産には至っておらず、また、哺乳動 物細胞からの生産は、ほとんど行われていない。さらに、 ES細胞などの未分化性の 高い細胞からの分ィ匕による生産もほとんど試みられておらず、ましてや、哺乳動物の ES細胞から機能的なす 、臓を生産することに成功した例はな!/、。  [0007] In addition, an attempt to produce viscera from undifferentiated cells is described in Patent Document 4 (WO200 2/079457); Patent Document 5 (WO2002Z086107); Patent Document 6 (WO2002 / 0103 47); j¾7 (WO2002 / 059278); Patent Literature 8 (WO2002 / 092756); Non-Patent Literature 13 (Developmental Biology 264: 1—14, 2003); Non-Patent Literature 14 (Di abetes 49: February, 1-6, 2000); Patent Document 15 (Stem cells 20: 284-292, 2002); Non-Patent Document 16 (Diabetologia 47: 1442-1451, 2004); Non-Patent Document 17 (Science 292: 1389-1394, 2001); Non-Patent Document 18 ( Microscopy reseach and technique 61: 448—456, 2003); Non-patent document 19 (Microscopy reseach and technique 37: 374-383, 1997); Non-patent document 20 (Stem cells 23: 656-662, 2005); Patent Document 21 (Delop. Growth Differ. 42: 593-602, 2000); Non-Patent Document 22 (Exp. Anim. 54 (3). 262, P-048, 200 5), etc. Pancreatic production has not been achieved, and nursing Production from animal cells is rarely performed. Furthermore, there has been little attempt to produce ES cells and other undifferentiated cells by dividing them, and there is no example of successful production of functional organs from mammalian ES cells. ! /
[0008] 上述のように、胚性幹細胞 (ES細胞)を含む種々の未分化細胞から完全に機能す るすい臓を生産することは、まだ達成されていない。  [0008] As described above, it has not yet been achieved to produce a fully functional pancreas from various undifferentiated cells including embryonic stem cells (ES cells).
非特許文献 l : Loebel, D. A. , Watson, C. M. , De Young, R. A. , Tarn, P. P. , Dev. Biol. , 264, 1 (2003) .  Non-Patent Document l: Loebel, D.A., Watson, C.M., De Young, R.A., Tarn, P.P., Dev. Biol., 264, 1 (2003).
非特許文献 2 : Soria, B. , Roche, Berna, G. , Leon— Quinto, T. , Reig, J. A . , Martin, F. , Diabetes, 49, 157 (2000) .  Non-Patent Document 2: Soria, B., Roche, Berna, G., Leon—Quinto, T., Reig, J.A., Martin, F., Diabetes, 49, 157 (2000).
非特許文献 3 : Shroi, A. , Yoshikawa, M. , Yokota, H. , Fukui, H. , Ishizuk a, S. , Tatsumi, K. , Takahashi, Y. , Stem Cells, 20, 284 (2002) .  Non-Patent Document 3: Shroi, A., Yoshikawa, M., Yokota, H., Fukui, H., Ishizuk a, S., Tatsumi, K., Takahashi, Y., Stem Cells, 20, 284 (2002) .
非特許文献 4 : Leon— Quinto, T. , Jones, J. , Skoudy, A. , Burcin, M. , Sori a, B. , Diabetologia, 47, 1442 (2004) .  Non-Patent Document 4: Leon-Quinto, T., Jones, J., Skoudy, A., Burcin, M., Soria, B., Diabetologia, 47, 1442 (2004).
非特許文献 5 : Lumelsky, N. , Blondel, O. , Laeng, P. , Velasco, L. , Ravin , R. , McKay, R. , Scinece, 292, 1389 (2001) . 非特許文献 6:実験医学 Vol. 19 No. 15, 159-166, 2001 Non-Patent Document 5: Lumelsky, N., Blondel, O., Laeng, P., Velasco, L., Ravin, R., McKay, R., Scinece, 292, 1389 (2001). Non-Patent Document 6: Experimental Medicine Vol. 19 No. 15, 159-166, 2001
非特許文献 7:医学のあゆみ Vol. 195 No. 7, 488—489, 2000  Non-Patent Document 7: History of Medicine Vol. 195 No. 7, 488-489, 2000
非特許文献 8:科学新聞 平成 12年 6月 2日号, 2000  Non-Patent Document 8: Science Newspaper June 2, 2000, 2000
非特許文献 9:第 26回情報化学討論会 PL— 1, 2003  Non-Patent Document 9: The 26th Information Chemistry Conference PL— 1, 2003
非特許文献 10:日本組織細胞化学総会'学術集会講演プログラム '予稿集 VOL. 44th; PAGE, 29, 2003  Non-Patent Document 10: Annual Meeting of the Japanese Society for Tissue Cytochemistry 'Academic Conference Lecture Program' Proceedings VOL. 44th; PAGE, 29, 2003
非特許文献 11:現代化学増刊 VOL.41th; PAGE, 124— 131, 2002 非特許文献 12:Delop. Growth Differ.42: 593-602, 2000  Non-patent literature 11: Hyundai Kagaku VOL. 41th; PAGE, 124-131, 2002 Non-patent literature 12: Delop. Growth Differ. 42: 593-602, 2000
非特許文献 13: Bock, G. , Pollard, H. B. , Srivastava, M. , Leapman, R. Mi croscopy Res. Tech. 61, 448 (1997).  Non-Patent Document 13: Bock, G., Pollard, H. B., Srivastava, M., Leapman, R. Microscopy Res. Tech. 61, 448 (1997).
非特許文献 14:Goping, B. , Abdel— Moneim, M. , Egerbacher, M. (2003) 特許文献 1:特開 2001— 333770公報  Non-Patent Document 14: Goping, B., Abdel—Moneim, M., Egerbacher, M. (2003) Patent Document 1: JP 2001-333770 A
特許文献 2:特開 2001— 299335公報  Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-299335
特許文献 3:特開 2003— 9854公報  Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-9854
特許文献 4:国際公開 2002Z079457パンフレット  Patent Document 4: International Publication 2002Z079457 Pamphlet
特許文献 5:国際公開 2002Z086107パンフレット  Patent Document 5: International Publication 2002Z086107 Pamphlet
特許文献 6:国際公開 2002Z010347パンフレット  Patent Document 6: International Publication 2002Z010347 Pamphlet
特許文献 7:国際公開 2002Z059278パンフレット  Patent Document 7: International Publication 2002Z059278 Pamphlet
特許文献 8:国際公開 2002Z092756パンフレット  Patent Document 8: International Publication 2002Z092756 Pamphlet
発明の開示  Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題  Problems to be solved by the invention
[0009] 本発明は、未分化細胞から完全に機能するすい臓を生産することを課題とする。 [0009] An object of the present invention is to produce a fully functioning pancreas from undifferentiated cells.
[0010] 哺乳類の未分化細胞から、自然の機能と構造を有するすい臓を in vitroで作る方 法を開発する。具体的な課題は次の通り。 [0010] To develop a method for in vitro production of pancreas having natural function and structure from mammalian undifferentiated cells. Specific issues are as follows.
1)グルコース負荷に対して応答してインスリンを分泌する β細胞を持ち、  1) Has beta cells that secrete insulin in response to glucose load,
2)内分泌細胞として、 β細胞だけでなく ex細胞を持ち、  2) As endocrine cells, not only β cells but also ex cells,
3)消化酵素類 (アミラーゼなど)を作る外分泌細胞 (腺房細胞)を持ち、 4)導管構造などのすベての機能と構造を備えたす!、臓を作ることである。 3) Has exocrine cells (acinar cells) that make digestive enzymes (amylase, etc.) 4) It is equipped with all functions and structures such as a conduit structure!
[0011] もし、哺乳類の未分化細胞から、このようなすい臓を作ることができれば、多くの糖 尿病患者、およびす!/、臓摘出患者などを治療するための有用な材料を提供する可 能性がある。また、このような自然のすい臓と同じ機能と構造をもつすい臓であれば、 すい臓に関わる生物,医学的研究、およびすい臓疾患の原因解明の研究、さらには 、す 、臓疾患の治療およびす 、臓がんの治療のための薬剤の開発における有用な モデルおよび評価系(アツセィ系)となることも期待できる。 [0011] If such a pancreas can be made from undifferentiated cells of mammals, it is possible to provide a useful material for treating many patients with diabetes and soot removal. There is a potential. In addition, if the pancreas has the same function and structure as the natural pancreas, the biological and medical research related to the pancreas, research on the cause of the pancreatic disease, and the treatment and treatment of the visceral disease, It can also be expected to be a useful model and evaluation system (Atsusei system) in the development of drugs for the treatment of visceral cancer.
課題を解決するための手段  Means for solving the problem
[0012] 上記課題は、本発明者らが、ァクチビンとレチノイン酸の特定の濃度を用い、事前 に未分ィ匕細胞に特定の処理をすることによって、機能的なすい臓へと分化させること ができることを見出したことによって解決した。  [0012] The above problem is that the present inventors can differentiate into a functional pancreas by using a specific concentration of activin and retinoic acid and subjecting undifferentiated cells to a specific treatment in advance. It was solved by finding what I could do.
[0013] 本発明は、哺乳類の「未分化細胞」と「ァクチビンとレチノイン酸の処理」との組み合 わせからなる。図 1で例示したように、はじめに、フィーダ一細胞上で、 leukemia in hibitory factor (LIF)の存在下、血清培地中で、未分化細胞を培養して ES細胞 のコロニー形成を行ない、さらに、その凝集塊(embryoid body -like spheres, EBS)を形成させる。その後に、フィーダ一細胞と LIF の非存在下で、無血清倍地 中でァクチビンとレチノイン酸とを同時に処理して、形成された凝集塊力もすい臓を i n vitroで分化誘導して作る。  [0013] The present invention comprises a combination of mammalian "undifferentiated cells" and "activin and retinoic acid treatment". As illustrated in Fig. 1, first, undifferentiated cells are cultured in a serum medium in the presence of leukemia in hibitory factor (LIF) on a feeder cell to form colonies of ES cells. Agglomerates (embryoid body-like spheres, EBS) are formed. Then, in the absence of feeder cells and LIF, activin and retinoic acid are simultaneously treated in a serum-free medium, and the formed aggregate is also induced by in vitro differentiation of the pancreas.
[0014] 図 1に模式的な代表図が示してある。未分化細胞 (ES細胞)からのすい臓の分ィ匕 誘導の概略図。 LIF, 白血病阻害因子(Leukemia Inhibitory Factor); EBS, 胚 ¾体 ¾の凝集 (embryoia Doay— ΗΚΘ spheres)。  FIG. 1 shows a schematic representative diagram. Schematic diagram of pancreatic differentiation from undifferentiated cells (ES cells). LIF, Leukemia Inhibitory Factor; EBS, Embryoia Doay—ΗΚΘ spheres.
[0015] より具体的には、哺乳類を代表するためのよいモデルであるマウス由来の ES細胞 を未分化細胞として用いる。はじめに、血清培地(fetal bovine serum, FBS培地 )中で、ゼラチンコートした培養容器にフィーダ一細胞を培養し、その上で LIF (白血 病阻害因子)の存在下で ES細胞を培養して ES細胞の集合体であるコロニー、さらに 、その凝集塊を作る。次に、そうして得られた凝集塊を、低接触性コート培養プレート を用いた浮遊培養の条件下で、ァクチビンとレチノイン酸を添加した誘導培地(10% の血清代替物(knockout serum replacement, KSR;Gibco)で 2日間培養す る。さらに、凝集塊を、ゼラチンコートした培養プレートにおいて KSR培地中で培養 することにより、すい臓を作ることができる(図 1)。 More specifically, mouse-derived ES cells, which are good models for representing mammals, are used as undifferentiated cells. First, feeder cells are cultured in a gelatin-coated culture vessel in serum medium (fetal bovine serum, FBS medium), and then ES cells are cultured in the presence of LIF (leukemia inhibitory factor). A colony that is an aggregate of, and further, its agglomerates. Next, the agglomerates thus obtained were subjected to induction medium (10% serum replacement, knockout serum replacement, supplemented with activin and retinoic acid under the conditions of suspension culture using a low-contact coated culture plate. KSR; Gibco) for 2 days The Furthermore, the pancreas can be made by culturing the aggregate in KSR medium in a gelatin-coated culture plate (Fig. 1).
[0016] このようにして分化誘導して作ったす!ヽ臓には、す ヽ臓内分泌系細胞である ex細胞 と j8細胞があり、グルコース負荷に応答してインスリンの分泌が増加すること、また、 内分泌系細胞以外にも、すい臓外泌系細胞と導管構造と備わっていることを、光学 顕微鏡、電子顕微鏡、抗インスリン抗体 (抗インスリン C ペプチド抗体)、抗グルカゴ ン抗体、抗アミラーゼ抗体、すい臓の発生に伴い特異的に増加および減少する遺伝 子マーカー群の同定などにより確認した。  [0016] The spleen produced by inducing differentiation in this way includes ex cells and j8 cells that are endocrine cells of the spleen, and insulin secretion increases in response to glucose load. In addition to endocrine cells, pancreatic exocrine cells and ductal structures are also included: light microscope, electron microscope, anti-insulin antibody (anti-insulin C peptide antibody), anti-glucagon antibody, anti-amylase antibody, This was confirmed by the identification of genetic marker groups that specifically increased and decreased as the pancreas developed.
[0017] 従って、本発明は、以下を提供する。  [0017] Accordingly, the present invention provides the following.
(1)未分ィ匕細胞力もすい臓を生産する方法であって、以下の工程:  (1) A method for producing pancreas with unbroken cell strength, and the following steps:
A)未分化細胞を、白血病阻害因子 (LIF)を含む培地中で培養してコロニー形成 を行い、凝集塊を形成させる前培養工程;および  A) a pre-culture step in which undifferentiated cells are cultured in a medium containing leukemia inhibitory factor (LIF) to form colonies and form aggregates; and
B) LIF非存在下で上記未分ィ匕細胞にァクチビンとレチノイン酸とに曝す曝露工程 を包含する、方法。  B) A method comprising exposing the undifferentiated cells to activin and retinoic acid in the absence of LIF.
(2) 上記未分ィ匕細胞は、フィーダ一細胞上で培養される、上記項目に記載の方法  (2) The method according to the above item, wherein the undivided sputum cells are cultured on a feeder cell.
(3) 上記凝集塊は、胚様体様凝集塊(embryoid body -like sphere)である、 上記項目に記載の方法。 (3) The method according to the above item, wherein the aggregate is an embryoid body-like sphere.
(4)上記前培養工程は、 1〜10日間行われる、上記項目に記載の方法。  (4) The method according to the above item, wherein the pre-culture step is performed for 1 to 10 days.
(5)上記前培養工程は、約 4日間行われる、上記項目に記載の方法。  (5) The method according to the above item, wherein the pre-culture step is performed for about 4 days.
(6)上記曝露工程は、 1〜4日間行われる、上記項目に記載の方法。  (6) The said exposure process is a method as described in said item performed for 1 to 4 days.
(7)上記曝露工程は、約 2日間行われる、上記項目に記載の方法。  (7) The method according to the above item, wherein the exposure step is performed for about 2 days.
(8)上記未分化細胞は、哺乳動物の細胞である、上記項目に記載の方法。  (8) The method according to the above item, wherein the undifferentiated cells are mammalian cells.
(9)上記培地は、血清を含む、上記項目に記載の方法。  (9) The method according to the above item, wherein the medium contains serum.
(10)上記培地は、ノックアウト血清置換 (KSR)培地である、上記項目に記載の方法  (10) The method according to the above item, wherein the medium is a knockout serum replacement (KSR) medium.
(11)上記曝露工程は、浮遊培養の条件下で行われる、上記項目に記載の方法。(11) The method according to the above item, wherein the exposure step is performed under conditions of suspension culture.
(12)上記浮遊培養は、低接着性コーティング培養容器上で行われる、上記項目 1に 記載の方法。 (12) The suspension culture is carried out on a low adhesion coating culture vessel. The method described.
(13)上記未分ィ匕細胞は、胚性幹 (ES)細胞である、上記項目に記載の方法。  (13) The method according to the above item, wherein the undifferentiated sputum cell is an embryonic stem (ES) cell.
(14)上記フィーダ一細胞は、マウス胎仔線維芽細胞である、項目 2に記載の方法。 (14) The method according to item 2, wherein the feeder cell is a mouse fetal fibroblast.
(15)上記ァクチビンは、 50ngZml未満である、上記項目に記載の方法。 (15) The method according to the above item, wherein the activin is less than 50 ngZml.
(16)上記ァクチビンは、 lngZml〜50ngZml未満である、上記項目に記載の方法  (16) The method according to the above item, wherein the activin is less than lngZml to less than 50 ngZml
(17)上記ァクチビンは、 lngZml〜25ngZmlである、上記項目に記載の方法。(17) The method according to the above item, wherein the activin is 1 ngZml to 25 ngZml.
(18)上記ァクチビンは、 10ngZml〜25ngZmlである、上記項目に記載の方法。(18) The method according to the above item, wherein the activin is 10 ngZml to 25 ngZml.
(19)上記レチノイン酸は、 0. 01 μ Μより多く 1 Μ未満である、上記項目に記載の 方法。 (19) The method according to the above item, wherein the retinoic acid is more than 0.01 μΜ and less than 1Μ.
(20)上記レチノイン酸は、 0. 01 μ Μより多く 0. 1 μ Μ以下である、上記項目に記載 の方法。  (20) The method according to the above item, wherein the retinoic acid is more than 0.01 μΜ and not more than 0.1 μΜ.
(21)上記レチノイン酸は、 0. 1 Μ以上 1 μ Μ未満である、上記項目に記載の方法  (21) The method according to the above item, wherein the retinoic acid is 0.1. Or more and less than 1 μΜ.
(22)さらに、 C)分化させた上記凝集塊を、コーティングされた培養容器上の培地中 で培養する分化工程を包含する、上記項目に記載の方法。 (22) The method according to the above item, further comprising C) a differentiation step of culturing the differentiated aggregate in a medium on a coated culture vessel.
(23)上記コーティングは、ゼラチンコーティングである、上記項目に記載の方法。 (23) The method according to the above item, wherein the coating is a gelatin coating.
(24)上記分ィ匕工程において用いられる培地は、 KSR培地である、上記項目に記載 の方法。 (24) The method according to the above item, wherein the medium used in the separating step is a KSR medium.
(25)上記分ィ匕工程は、機能的すい臓が生産されるに十分な期間である、上記項目 に記載の方法。  (25) The method according to the above item, wherein the separating step is a period sufficient to produce a functional pancreas.
(26)上記分ィ匕工程は、 7〜21日間行われる、上記項目に記載の方法。  (26) The method according to the above item, wherein the separating step is performed for 7 to 21 days.
(27)上記分ィ匕工程は、 10〜14日間行われる、上記項目に記載の方法。  (27) The method according to the above item, wherein the separating step is performed for 10 to 14 days.
(28)上記分ィ匕工程は、最初にァクチビンとレチノイン酸とを含む培地中で培養し、そ の後、ァクチビンとレチノイン酸とを含まない培地中で培養する工程を包含する、上 記項目に記載の方法。  (28) The above-described separation step includes a step of first culturing in a medium containing activin and retinoic acid, and then culturing in a medium not containing activin and retinoic acid. The method described in 1.
(29)上記分ィ匕工程は、最初にァクチビンとレチノイン酸とを含む培地中で約 1〜4日 間培養し、その後、ァクチビンとレチノイン酸とを含まない培地中で 1週間〜 3週間培 養する工程を包含する、上記項目に記載の方法。 (29) In the separation step, the cells are first cultured in a medium containing activin and retinoic acid for about 1 to 4 days, and then cultured in a medium not containing activin and retinoic acid for 1 to 3 weeks. The method according to the above item, comprising a step of nourishing.
(30)上記分ィ匕工程は、最初にァクチビンとレチノイン酸とを含む培地中で約 2日間 培養し、その後、ァクチビンとレチノイン酸とを含まない培地中で約 10日間〜約 2週 間培養する工程を包含する、上記項目に記載の方法。  (30) In the separation step, the cells are first cultured in a medium containing activin and retinoic acid for about 2 days, and then cultured in a medium not containing activin and retinoic acid for about 10 days to about 2 weeks. The method according to the above item, comprising the step of:
(31)上記ァクチビンと上記レチノイン酸の使用濃度は、上記項目 15〜21からなる群 より選択される条件である、上記項目に記載の方法。  (31) The method according to the above item, wherein the concentration of activin and retinoic acid used is a condition selected from the group consisting of the above items 15-21.
(32)上記機能的すい臓は、インスリン産生能、グルコース応答性、グルカゴン産生 能、アミラーゼ等産生能および機能的導管構造力 なる群より選択される少なくとも 1 つの特徴を有する、上記項目に記載の方法。  (32) The method according to the above item, wherein the functional pancreas has at least one characteristic selected from the group consisting of insulin-producing ability, glucose-responsiveness, glucagon-producing ability, amylase-producing ability, and functional duct structure ability. .
(33)上記機能的すい臓は、すい臓マーカー Ipfl/pdx-Ιを発現し、すい臓が形成さ れる時期にその発現量が低下するマーカー Shhを発現しな 、ことを特徴とする、上 記項目に記載の方法。  (33) The functional pancreas described above is characterized in that it expresses the pancreatic marker Ipfl / pdx-Ι and does not express the marker Shh whose expression level decreases when the pancreas is formed. The method described.
(34)上記機能的す!/、臓は、 insulin, glucagonおよび amylase 2力もなる群より選 択される少なくとも 1つのすい臓マーカーを発現する、上記項目に記載の方法。 (34) The method according to the above item, wherein the functional soot /, the viscera expresses at least one pancreatic marker selected from the group consisting of insulin, glucagon and amylase 2 force.
(35)上記機能的す 、臓は、 oc細胞と β細胞と外分泌細胞と導管構造を含むことを 特徴とする、上記項目に記載の方法。 (35) The method according to the above item, wherein the functional organ comprises oc cells, β cells, exocrine cells and a duct structure.
(36)上記機能的すい臓は、インスリン産生能、グルコース応答性、グルカゴン産生 能、アミラーゼ等産生能および機能的導管構造力 なる群より選択されるすべての特 徴を有する、上記項目に記載の方法。  (36) The method according to the above item, wherein the functional pancreas has all the characteristics selected from the group consisting of insulin production ability, glucose responsiveness, glucagon production ability, amylase production ability, and functional duct structure ability. .
(37)上記項目に記載の方法によって生産されたす!/ヽ臓。  (37) A soot produced by the method described above.
(38)上記項目に記載のすい臓を用いることを特徴とする、機能的すい臓を必要とす る患者の処置のための方法。  (38) A method for treating a patient in need of a functional pancreas, characterized by using the pancreas described in the above item.
(39)上記患者は糖尿病に罹患している、上記項目に記載の方法。  (39) The method according to the above item, wherein the patient suffers from diabetes.
(40)上記患者は哺乳動物である、上記項目に記載の方法。  (40) The method according to the above item, wherein the patient is a mammal.
(41 )機能的す!/、臓を必要とする患者の処置のための医薬を製造するための、ァク チビンおよびレチノイン酸の使用。  (41) Functional! / Use of activin and retinoic acid for the manufacture of a medicament for the treatment of a patient in need of a viscera.
(42)上記患者は糖尿病に罹患して 、る、上記項目 1に記載の使用。  (42) The use according to item 1 above, wherein the patient suffers from diabetes.
(43)上記患者は哺乳動物である、上記項目に記載の使用。 (44)上記医薬は幹細胞力 製造される、上記項目に記載の使用。 (43) The use according to the above item, wherein the patient is a mammal. (44) The use according to the above item, wherein the medicament is produced by stem cell force.
(45)上記医薬は胚性幹細胞から製造される、上記項目に記載の使用。  (45) The use according to the above item, wherein the medicament is produced from embryonic stem cells.
[0018] 以下に、本発明の好ましい実施形態を示すが、当業者は本発明の説明および当該 分野における周知慣用技術力もその実施形態などを適宜実施することができ、本発 明が奏する作用および効果を容易に理解することが認識されるべきである。  [0018] Preferred embodiments of the present invention will be described below. However, those skilled in the art can appropriately implement the embodiments of the present invention and the well-known conventional technical capabilities in the field. It should be recognized that the effect is easily understood.
[0019] 従って、本発明のこれらおよび他の利点は、必要に応じて添付の図面等を参照し て、以下の詳細な説明を読みかつ理解すれば、当業者には明白になることが理解さ れる。  [0019] Accordingly, these and other advantages of the present invention will become apparent to those of ordinary skill in the art upon reading and understanding the following detailed description, with reference where appropriate to the accompanying drawings and the like. It is done.
発明の効果  The invention's effect
[0020] 本方法により、これまで実現されていな力つた哺乳類の未分ィ匕細胞から、  [0020] According to the present method, from the undeveloped mammalian sputum cells that have not been realized so far,
1)グルコース負荷に対して応答してインスリンを合成して分泌する β細胞を持ち、 1) Have β-cells that synthesize and secrete insulin in response to glucose load,
2)内分泌細胞として、 β細胞だけでなぐグルカゴンを合成して分泌する ex細胞を持 ち、 2) As an endocrine cell, it has an ex cell that synthesizes and secretes glucagon only in β cells,
3)消化酵素類 (アミラーゼなど)を作り腸管内に分泌する外分泌細胞 (腺房細胞)を 持ち、  3) Has exocrine cells (acinar cells) that make digestive enzymes (such as amylase) and secrete them into the intestinal tract,
4)すい臓力 消化酵素類を腸管に外分泌するための導管構造などのすベての機能 と構造を備えたすい臓を作ることが世界ではじめてできた。  4) Pancreatic power The world's first pancreas with all functions and structures, such as a conduit structure for exoculating digestive enzymes into the intestinal tract, has been made.
[0021] ヒト ES細胞力 本発明者らの方法とは別の方法で誘導された β細胞は、米国にお いては、既にヒトの糖尿病の治療に対して試験的に応用されている。本発明者らの開 発した方法でヒトの未分化細胞から β細胞だけでなぐ本発明者らが示したように完 全なす 、臓 (機能的なす 、臓)を作ることができるならば、多くの糖尿病患者および す 、臓機能不全患者だけでなく、す 、臓がんなどのためにす 、臓を摘出せざるを得 ない患者も治療するための、これまでにない有用な材料を提供する可能性がある。ま た、すい臓に関わる生物 ·医学研究、およびすい臓疾患の原因解明の研究、さらに は、す 、臓疾患の治療およびす 、臓がんの治療のための薬剤の開発における有用 なモデルおよび評価系(アツセィ系)となることも期待できる。このように、本方法の実 用化と産業上の見通しは極めて明るいものと判断する。  [0021] Human ES cell power [beta] cells induced by a method different from the method of the present inventors have already been experimentally applied to the treatment of human diabetes in the United States. If the method developed by the present inventors is able to produce a complete viscera (functional, viscera) as shown by the present inventors, in which only β cells are present from human undifferentiated cells, Providing unprecedented useful materials to treat many diabetics and patients with visceral dysfunction, as well as patients who have had to remove the viscera for visceral cancer, etc. there's a possibility that. In addition, useful models and evaluation systems in biological and medical research related to pancreas, research on the elucidation of the cause of pancreatic diseases, and the development of drugs for the treatment and treatment of visceral diseases. It can also be expected to become (Atsusei). In this way, the practical application of this method and the industrial outlook are very bright.
図面の簡単な説明 [図 1]未分化細胞 (ES細胞)からのすい臓の分化誘導の概略図。 LIF, 白血病阻害 因子(Leukemia Inhibitory Factor) ;EBS,胚様体様の凝集塊(embryoid bo dy— like spheres)。オールシスレチノイン酸 (RA)およびァクチビンを使用した。マ ウス由来の ES細胞を未分ィ匕細胞として用いた。はじめに、血清培地 (fetal bovine serum, FBS培地)中で、ゼラチンコートした培養容器にフィーダ一細胞を培養し、 その上で LIF (白血病阻害因子)の存在下で ES細胞を培養して ES細胞の集合体で あるコロニー、さらに、その凝集塊を作る。次に、そうして得られた凝集塊を、低接触 性コート培養プレートを用いた浮遊培養の条件下で、ァクチビンとレチノイン酸を添 加した誘導培地(10%の血清代替物(knockout serum replacement, KSR;Gi bco)で 2日間培養する。さらに、凝集塊を、ゼラチンコートした培養プレートにおいて KSR培地中で培養することにより、すい臓を作ることができる。 Brief Description of Drawings FIG. 1 is a schematic diagram of pancreatic differentiation induction from undifferentiated cells (ES cells). LIF, Leukemia Inhibitory Factor; EBS, embryoid body-like spheres. All-cis retinoic acid (RA) and activin were used. Mouse-derived ES cells were used as unbroken cells. First, feeder cells are cultured in a gelatin-coated culture vessel in serum medium (fetal bovine serum, FBS medium), and then ES cells are cultured in the presence of LIF (leukemia inhibitory factor). The colony which is an aggregate, and the aggregate are made. Next, the agglomerates thus obtained were added to induction medium (10% serum replacement (knockout serum replacement) supplemented with activin and retinoic acid under the conditions of suspension culture using a low-contact coated culture plate. , KSR; Gi bco) for 2 days, and the pancreas can be made by culturing the aggregate in KSR medium in a gelatin-coated culture plate.
[図 2]図 2. A,マウス ES細胞のコロニー凝集塊(EBS)力 ァクチビンとレチノイン酸 で分化誘導された腸管様構造とその脇に発達した導管様構造と黒い斑点を含む組 織 (矢印)。中心部にある腸管様構造は、ゆっくりとしたぜん動運動を行なう。この黒 い斑点を持つ組織の特徴は分泌性組織のものである。 B,ァクチビンとレチノイン酸 がな 、条件で同じように培養したマウス ES細胞のコロニー凝集塊 (EBS)。 Aに見ら れる腸管様構造、導管様構造、黒い斑点を含む組織が見られない。スケールバーは 100 Μ。 [Fig. 2] Fig. 2. A, colony aggregate (EBS) force of mouse ES cells Intestinal tract-like structure induced by differentiation between activin and retinoic acid, and a duct-like structure developed alongside it and a structure containing black spots (arrows) ). The gut-like structure in the center performs a slow peristaltic movement. This black spotted tissue is characteristic of secretory tissue. B, Colony aggregate (EBS) of mouse ES cells cultured in the same manner without conditions of activin and retinoic acid. Intestinal-like structures, duct-like structures, and tissues with black spots found in A are not observed. The scale bar is 100 mm.
[図 2C]分化したす 、臓を含む EBSおよび分化誘導の後の遺伝子発現につ 、ての位 相差顕微鏡写真である。 (a, b) 0.: L Mのレチノイン酸および lOngZmlァクチビン での処理後 13日後に示される腸管状構造 (G)およびす 、臓管状構造 (D)である。 この近くには、外分泌細胞が見られ、これは、数多くの黒い斑点として観察される(b、 矢頭)。 (c)レチノイン酸およびァクチビンで処理した EBSおよび処理して!/ヽな 、EB S中の RT— PCRによって検査されたすい臓マーカー遺伝子の発現。 insulin II, gl ucagons, somatostatinおよび Ipfl/pdx- 1の発現は、処理後 2日目に増力!]を始め、 他方 amylaseおよび pancreatic polypeptideは、それぞれ 6日目および 8日目に 増加を始めた。 Shhの発現は、処理後減少した [バー = 50 M (aおよび b) ]。(d) E BS中のすべてのすい臓マーカーの最も効率のよい遺伝子発現は、 0. レチノ イン酸を lOngZmlァクチビン Aと共に用いたときに観察された。レチノイン酸および ァクチビンをこの濃度で使用したとき、処理した EBSのうち 47. 6± 7. 3%が、上記 すい臓遺伝子を発現していた。他の濃度では、すい臓遺伝子発現は効率よく誘導さ れなかった。 [FIG. 2C] Phase-contrast micrographs of EBS including differentiated organs and gene expression after differentiation induction. (a, b) 0 .: Intestinal tubular structure (G) and visceral tubular structure (D) shown 13 days after the treatment of LM with retinoic acid and lOngZmlactivin. In the vicinity there are exocrine cells, which are observed as numerous black spots (b, arrowheads). (C) EBS treated with retinoic acid and activin and expression of pancreatic marker genes examined by RT-PCR in treated EBS. Expression of insulin II, gl ucagons, somatostatin and Ipfl / pdx-1 is enhanced on the second day after treatment! On the other hand, amylase and pancreatic polypeptide began to increase on the 6th and 8th days, respectively. Shh expression decreased after treatment [bar = 50 M (a and b)]. (D) The most efficient gene expression of all pancreatic markers in EBS is 0. retino Observed when inacid was used with lOngZmlactivin A. When retinoic acid and activin were used at this concentration, 47.6 ± 7.3% of the treated EBS expressed the pancreatic gene. At other concentrations, pancreatic gene expression was not efficiently induced.
[図 3]図 3. A,マウス ES細胞のコロニー凝集塊(EBS)カもァクチビンとレチノイン酸 で分化誘導された黒い斑点を含む組織 (図 1参照)の電子顕微鏡像。 B,妊娠後期の ラット胎児のすい臓の外分泌細胞の電子顕微鏡像 (Bock, et al. , 1997)。どちら の細胞も、電子密度の高い顆粒様の構造を多数含み、また発達した小胞体を持つな ど、その構造が極めてよく似ている。 ER,小胞体(endoplasmic reticulum); N, 核。  [Fig. 3] Fig. 3. A, Electron micrograph of a tissue (see Fig. 1) containing a black spot that is induced to differentiate with activin and retinoic acid in colony aggregates (EBS) of mouse ES cells. B, Electron microscopic image of exocrine cells of pancreas of rat fetus in late pregnancy (Bock, et al., 1997). Both cells contain a large number of granule-like structures with high electron density, and have very similar structures, such as having developed endoplasmic reticulum. ER, endoplasmic reticulum; N, nucleus.
[図 3C]図 3. C,マウス ES細胞のコロニー凝集塊(EBS)力 ァクチビンとレチノイン酸 で分化誘導された導管様構造 (図 1参照)の電子顕微鏡像。 自然のす!、臓導管の上 皮構造に極めてよく似ている。 D, 同じぐマウス ES細胞のコロニー凝集塊 (EBS)か らァクチビンとレチノイン酸で分化誘導された分泌顆粒様構造をもつ細胞(図 1参照) の電子顕微鏡像。写真内の点線で囲まれた箇所を拡大した像も示している。この像 は、その右 (E)に示したマウス生体のすい臓の β細胞内にある内分泌顆粒像 (Gopi ng, et al. , 2003;矢印で示した)と同じように、黒い中心部とそれを包む袋の間に 隙間が見られる (矢印で示した)。 Ν,核。  [Figure 3C] Figure 3. C, Electron microscopic image of a duct-like structure (see Figure 1) induced by differentiation of colony aggregates (EBS) of mouse ES cells with activin and retinoic acid. Natural! Very similar to the epidermis structure of the visceral duct. D, Electron micrograph of cells with secretory granule-like structure induced by differentiation of activin and retinoic acid from colony aggregates (EBS) of the same mouse ES cells (see Fig. 1). An enlarged image of a portion surrounded by a dotted line in the photograph is also shown. This image shows the black central part and the same as the endocrine granule image (Goping, et al., 2003; indicated by the arrow) in the β cells of the pancreas of the mouse body shown on the right (E). There is a gap between the bags that wrap the bag (indicated by arrows). Ν, nuclear.
[図 3Ε]分化したすい臓を含む EBSの形態学。 0.: L Μのレチノイン酸および 10ng Zmlァクチビンで処理した EBSの切片は、処理後 11日に球状組織となり、管状腔野 付近がトルイジンブルーで強く染色された (a、矢頭)、球状組織付近ではすい臓様構 造 (D)が見られた (c、 d)。低い円柱上皮によって囲まれたすい臓管に似た構造藻ま た観察された (d)。処理していない EBSの切片では、球状組織も管状組織構造も見 られなかった(b)。 Nは核、縮尺のバーは 50 m (a— c)または 5 m (d)である。  [Fig. 3Ε] EBS morphology including differentiated pancreas. 0 .: Section of EBS treated with L レ retinoic acid and 10 ng Zmlactivin became spherical tissue 11 days after treatment, and the area around the tubular cavity was strongly stained with toluidine blue (a, arrowhead), near the spherical tissue A pancreas-like structure (D) was observed (c, d). A structural algae resembling a pancreatic duct surrounded by a low columnar epithelium was also observed (d). The untreated EBS sections showed neither spherical nor tubular tissue structure (b). N is the nucleus and the scale bar is 50 m (ac) or 5 m (d).
[図 4A]図 4—1. lOngZmLのァクチビンと 0. 1 Mのレチノイン酸で処理したマウ ス ES細胞由来のコロニーの凝集塊 (EBS)の免疫組織学的観察像。 A、インスリン C ペプチド; B,アミラーゼ; C, DAPI (4' , 6— diamidino— 2— phenylindole ;核の 染色剤)、 D, A +B +C。スケールバーは 50 μ Μ。インスリン Cペプチドとァミラ ーゼが別の細胞によって作られている。この条件下では、インスリンよりもアミラーゼが 優先的に合成されている。 [Fig. 4A] Fig. 4-1. Immunohistological observation image of colony aggregates (EBS) derived from mouse ES cells treated with lOngZmL activin and 0.1 M retinoic acid. A, insulin C peptide; B, amylase; C, DAPI (4 ′, 6-diamidino— 2-phenylindole; nuclear stain), D, A + B + C. The scale bar is 50 μΜ. Insulin C peptide and Amilla The case is made by another cell. Under these conditions, amylase is preferentially synthesized over insulin.
[図 4B]図 4— 2. 25ngZmLのァクチビンと 0. 1 Mのレチノイン酸で処理したマウス ES細胞由来のコロニーの凝集塊 (EBS)の免疫組織学的観察像。 A、インスリン Cぺ プチド; B,アミラーゼ; C, DAPI (4' , 6— diamidino— 2— phenylindole ;核の染 色剤)、 D, A+B+C0スケールバーは 50 M。図 4—1と同様に、インスリン Cぺプ チドとアミラーゼが別の細胞によって作られている力 この条件下では、インスリンが アミラーゼよりも優先的に合成されている。 [FIG. 4B] FIG. 4—2. Immunohistological observation image of colony aggregate (EBS) derived from mouse ES cells treated with 25 ngZmL of activin and 0.1 M retinoic acid. A, insulin C peptide; B, amylase; C, DAPI (4 ', 6-diamidino-2-phenylindole; nuclear dye), D, A + B + C 0 scale bar 50 M. Similar to Figure 4-1, the force that insulin C-peptide and amylase are made by different cells Under this condition, insulin is preferentially synthesized over amylase.
圆 4C]分ィ匕したすい臓を含む EBSの構造分析。電子顕微鏡観察において、大量の チモーゲン粒子を含む細胞があきらかになった (a、 b)、これは、非常に発達した小胞 体であり、そして暗い均質な染色を示した。これは、腺房細胞の特徴である(a)。すい 臓内分泌細胞に形態学的に類似する細胞も認められた (c、 d)。しかし、これらは、す い臓外分泌細胞に類似する細胞よりも数が少な力つた。これらの細胞は、大量の内 分泌顆粒を含んでいた (d)。これは、外分泌細胞に含まれる顆粒とは形態学的に異 なっていた (b)。暗い中心領域と側方の膜との間の大きな空間は、すい臓 j8細胞の 顆粒と一致しており、これは (d)においても観察された。(ER:小胞体、 M :ミトコンドリ ァ、 N:核、 Z:チモーゲン顆粒)。縮尺バーは、 5 m (a—c)および 1 m (d)。 [4C] Structural analysis of EBS including isolated pancreas. In electron microscopy, cells containing large amounts of zymogen particles became apparent (a, b), which were highly developed endoplasmic reticulum and showed a dark homogeneous staining. This is a characteristic of acinar cells (a). Some cells were morphologically similar to pancreatic endocrine cells (c, d). However, they were less powerful than cells similar to pancreatic exocrine cells. These cells contained large amounts of endocrine granules (d). This was morphologically different from the granules contained in exocrine cells (b). The large space between the dark central region and the lateral membrane is consistent with the granule of pancreatic j8 cells, which was also observed in (d). (ER: endoplasmic reticulum, M: mitochondrial, N: nucleus, Z: zymogen granule). Scale bars are 5 m (a—c) and 1 m (d).
[図 5]マーカータンパク質の免疫組織ィ匕学的検出。 0. : L Mレチノイン酸および 1 On gZmlァクチビンで処理した EBSの免疫染色によって、アミラーゼ陽性チモーゲン顆 粒を含む細胞 (c)およびインスリン Cペプチド陽性顆粒を含む少数の細胞 (d)の存在 が明らかになった。 8週齢マウスのすい臓を、染色してこれをポジティブコントロールと して用いた(a、 b)。細胞を、 DAPI (4,、 6—ジアミジノ一 2—フエ-ルインドール)を用 いて対比染色した (a— d)。(ER:小胞体、 M :ミトコンドリア、 N:核、 Z:チモーゲン顆 粒)。縮尺バーは 20 m。 [Fig. 5] Immunohistochemical detection of marker protein. 0.: Immunostaining of EBS treated with LM retinoic acid and 1 On gZmlactivin revealed the presence of cells containing amylase positive zymogen condyles (c) and a few cells containing insulin C peptide positive granules (d) became. The pancreas of an 8 week old mouse was stained and used as a positive control (a, b). The cells were counterstained with DAPI (4, 6-diamidino-2-phenolindole) (ad). (ER: endoplasmic reticulum, M: mitochondria, N: nucleus, Z: zymogen condyle). The scale bar is 20 m.
[図 6]EBSにおけるす!/、臓マーカー遺伝子および shhの発現。トータル RNAをレチノ イン酸(0, 0.: Mおよび: M)およびァクチビン(0, lOngZml、および 25ngZ ml)で処理した EBSから収集し、そして以下のマーカーの発現レベルをリアルタイム PCRを用いて測定した; amylase 2 (a) , insulin 11 (b) , ptflaZp48 (c)および S hh (d) 0発現レベルを、処理していない EBSにおけるものに対して正規化した。 Shh 発現は、レチノイン酸単独、ァクチビン単独およびレチノイン酸およびァクチビンの組 み合わせでの処理のすべての組み合わせにおいて減少していた(c)。 insulinll お よび amylase 2の量の増加は、レチノイン酸単独で処理した EBSにおいて見られた 力 ァクチビン単独では、処理していない EBSに比較して insulin発現に対して効果 がなかった。し力し、ァクチビン単独で、 amylase2発現が減少した(a, b)。 EBSを一 定濃度のレチノイン酸 (0. 1 μ Mia, bの中段)で処理し、そして比較的低濃度のァク チビン(lOngZml)で処理した場合、 amylase2の発現は、レチノイン酸およびァク チビンの両方での処理群において処理していない群よりもはるかに高ぐ他方で、 ins ulin IIの発現は、 2群において変化がな力つた。対照的に、レチノイン酸を高濃度 のァクチビン(25ngZml)と組み合わせると、およそ 150倍の insulin II発現の増大 が見られ、他方、比較的低レベルの amylase 2発現が観察された。 ptflaZp48の 発現パターンは、 amylase2のモノと強く相関していた。マウス ES細胞のコロニー凝 集塊 (EBS)からァクチビンとレチノイン酸で分化誘導されたす!/、臓構造の RT— PC R法により得た mRN A発現プロファイル。 Insulin 2, glucagon, amylase 2と Ipfl Zpdx— 1は、すい臓の発生において特異的に発現するマーカー遺伝子 (正のマー カー)であり、一方 Shhは、すい臓の発生に伴い発現が減少する遺伝子 (負のマーカ ~~ )であ 。また、 GAPDHAgiyceraidehyde 3— phosphoate dehydrogenase; は、すべての細胞が高レベルで発現している構成的タンパク質 (酵素)なので、実施 したアツセィ法が適切であることを保証する目的で用いた。 [FIG. 6] Expression of soot /, visceral marker gene and shh in EBS. Total RNA was collected from EBS treated with retinoic acid (0, 0 .: M and: M) and activin (0, lOngZml, and 25ngZ ml), and the expression levels of the following markers were measured using real-time PCR Amylase 2 (a), insulin 11 (b), ptflaZp48 (c) and S hh (d) 0 expression levels were normalized to those in untreated EBS. Shh expression was decreased in all combinations of treatment with retinoic acid alone, activin alone and retinoic acid and activin combination (c). Increased amounts of insulinll and amylase 2 showed no effect on insulin expression compared to untreated EBS with forceactin alone seen in EBS treated with retinoic acid alone. However, activin alone decreased amylase2 expression (a, b). When EBS is treated with a constant concentration of retinoic acid (0.1 μMia, b middle) and with a relatively low concentration of activin (lOngZml), the expression of amylase2 is expressed in retinoic acid and On the other hand, the expression of insulin II was unaltered in the two groups, while it was much higher in the group treated with both tibins than in the untreated group. In contrast, when retinoic acid was combined with a high concentration of activin (25 ngZml), an approximately 150-fold increase in insulin II expression was seen, while a relatively low level of amylase 2 expression was observed. The expression pattern of ptflaZp48 was strongly correlated with amylase2 mono. Murine expression profile obtained by RT-PCR of the visceral structure of mouse ES cell colony aggregate (EBS) induced by differentiation with activin and retinoic acid! Insulin 2, glucagon, amylase 2 and Ipfl Zpdx— 1 are marker genes that are specifically expressed in pancreas development (positive markers), while Shh is a gene that decreases in expression with pancreas development (negative). Marker ~~). GAPDHAgiyceraidehyde 3-phosphoate dehydrogenase; is a constitutive protein (enzyme) expressed at a high level in all cells, so it was used for the purpose of assuring that the performed assay was appropriate.
[図 7]外分泌細胞および内分泌細胞の概観に対する刺激濃度の効果。 8週齢のマウ スのす 、臓(a)、処理して!/、な!/、EBS (b)および 0. 1 μ Μのレチノイン酸および 10η g/mlァクチビン(c)または 25ngZmlァクチビン(d, e)で処理した EBSを抗インスリ ン Cペプチド抗体、抗アミラーゼ抗体および DAPIで、処理後 13日(EBS形成開始 後 19日)で染色した。インスリン陽性細胞もアミラーゼ陽性細胞も処理されていない E BSにおいて観察されなかった(b)。 0. 1 Mのレチノイン酸および lOngZmlァクチ ビンで処理した EBSではインスリン陽性細胞がアミラーゼ陽性細胞よりも少な力つた( c)。対照的に 0. 1 μ Μのレチノイン酸および 25ngZmlァクチビンで処理した EBS では、インスリン産生細胞が顕著に増加していた (d)。さらに、抗グルカゴン抗体染色 によって、少量であるが、有意数のグルカゴン産生細胞 (赤)がインスリン産生細胞に 混じって観察された (e)。縮尺バー: 50 (&ー(1)ぉょび20 111 ^)。 [Fig. 7] Effect of stimulus concentration on the appearance of exocrine and endocrine cells. 8-week-old mice, viscera (a), treated! /, Na! /, EBS (b) and 0.1 μΜ retinoic acid and 10 ηg / ml activin (c) or 25 ng Zml activin ( EBS treated in d and e) was stained with anti-insulin C peptide antibody, anti-amylase antibody and DAPI 13 days after treatment (19 days after starting EBS formation). Neither insulin-positive nor amylase-positive cells were observed in untreated BSs (b). In EBS treated with 0.1 M retinoic acid and lOngZmlactivin, insulin-positive cells were less potent than amylase-positive cells (c). In contrast, EBS treated with 0.1 μΜ retinoic acid and 25 ng Zmlactivin In (d), there was a marked increase in insulin-producing cells. Furthermore, by anti-glucagon antibody staining, a small but significant number of glucagon-producing cells (red) were observed mixed with insulin-producing cells (e). Scale bar: 50 (&-(1) Chobi 20 111 ^).
配列表の説明 Description of sequence listing
配列番号 1は、ヒトインヒビン 13 Aのァクセッション番号 NM002192の核酸配列であ る。本発明にお 、てァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 1 is the nucleic acid sequence of human inhibin 13A accession number NM002192. In the present invention, it can be used as activin.
配列番号 2は、ヒトインヒビン 13 Aのァクセッション番号 NM002192のアミノ酸配列で ある。本発明にお ヽてァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 2 is the amino acid sequence of accession number NM002192 of human inhibin 13A. It can be used as an activin in the present invention.
配列番号 3は、ヒトインヒビン j8 Bのァクセッション番号 NM002193の核酸配列である 。本発明においてァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 3 is the nucleic acid sequence of human inhibin j8 B accession number NM002193. It can be used as activin in the present invention.
配列番号 4は、ヒトインヒビン j8 Bのァクセッション番号 NM002193のアミノ酸配列で ある。本発明にお ヽてァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 4 is the amino acid sequence of human inhibin j8 B accession number NM002193. It can be used as an activin in the present invention.
配列番号 5は、ヒトインヒビン j8 Cのァクセッション番号 NM005538の核酸配列であ る。本発明にお 、てァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 5 is the nucleic acid sequence of human inhibin j8 C accession number NM005538. In the present invention, it can be used as activin.
配列番号 6は、ヒトインヒビン j8 Cのァクセッション番号 NM005538のアミノ酸配列で ある。本発明にお ヽてァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 6 is the amino acid sequence of human inhibin j8 C accession number NM005538. It can be used as an activin in the present invention.
配列番号 7は、ヒトインヒビン atのァクセッション番号 NM002191の核酸配列である。 本発明にお ヽてァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 7 is the nucleic acid sequence of human inhibin at accession number NM002191. It can be used as an activin in the present invention.
配列番号 8は、ヒトインヒビン atのァクセッション番号 NM002191のアミノ酸配列であ る。本発明にお 、てァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 8 is the amino acid sequence of human inhibin at accession number NM002191. In the present invention, it can be used as activin.
配列番号 9は、ァクセシヨン番号: X68250 (アフリカッメガエルァクチビン A)の核酸 配列である。本発明にお ヽてァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 9 is the nucleic acid sequence of Accession Number: X68250 (African Megalactivin A). It can be used as an activin in the present invention.
配列番号 10は、ァクセシヨン番号: X68250 (アフリカッメガエルァクチビン A)のアミ ノ酸配列である。本発明にお ヽてァクチビンとして用いられ得る。 SEQ ID NO: 10 is the amino acid sequence of Accession Number: X68250 (African Megalactivin A). It can be used as an activin in the present invention.
配列番号 11は、アフリカッメガエルにはインヒビン j8 B (ァクセッション番号: S61773SEQ ID NO: 11 is the inhibin j8 B for Xenopus laevis (accession number: S61773
)の核酸配列である。本発明にお 、てァクチビンとして用いられ得る。 ) Nucleic acid sequence. In the present invention, it can be used as activin.
配列番号 12は、アフリカッメガエルにはインヒビン j8 B (ァクセッション番号: S61773SEQ ID NO: 12 is the inhibin j8 B for Xenopus laevis (accession number: S61773
)のアミノ酸配列である。本発明にお ヽてァクチビンとして用いられ得る。 配列番号 13は、ヒトの LIFの核酸配列である。 ) Amino acid sequence. It can be used as an activin in the present invention. SEQ ID NO: 13 is the nucleic acid sequence of human LIF.
配列番号 14は、ヒトの LIFのアミノ酸配列である。 SEQ ID NO: 14 is the amino acid sequence of human LIF.
配列番号 15は、マウスの LIFの核酸配列である。 SEQ ID NO: 15 is the nucleic acid sequence of mouse LIF.
配列番号 16は、マウスの LIFのアミノ酸配列である。 SEQ ID NO: 16 is the amino acid sequence of mouse LIF.
配列番号 17は、 amylase 2フォワードプライマーである。 SEQ ID NO: 17 is an amylase 2 forward primer.
配列番号 18は、 amylase 2リバースプライマーである。 SEQ ID NO: 18 is an amylase 2 reverse primer.
配列番号 19は、 glucagon フォワードプライマーである。 SEQ ID NO: 19 is a glucagon forward primer.
配列番号 20は、 glucagon リバースプライマーである。 SEQ ID NO: 20 is a glucagon reverse primer.
配列番号 21は、 insulin II フォワードである。 SEQ ID NO: 21 is insulin II forward.
配列番号 22は、 insulin II リバースプライマーである。 SEQ ID NO: 22 is an insulin II reverse primer.
配列番号 23は、 Ipfl/pdx- 1 フォワードプライマーである。 SEQ ID NO: 23 is an Ipfl / pdx-1 forward primer.
配列番号 24は、 Ipfl/pdx- 1 リバースプライマーである。 SEQ ID NO: 24 is an Ipfl / pdx-1 reverse primer.
配列番号 25は、ソマトスタチン(somatostatin)フォワードプライマーである。 SEQ ID NO: 25 is a somatostatin forward primer.
配列番号 26は、ソマトスタチン(somatostatin)リバースプライマーである。 SEQ ID NO: 26 is a somatostatin reverse primer.
配列番号 27は、すい臓ポリペプチド(pancreatic polypeptide)グルカゴン フォヮ 一ドプライマ一である。 SEQ ID NO: 27 is a pancreatic polypeptide glucagon foam primer.
配列番号 28は、すい臓ポリペプチド(pancreatic polypeptide)グルカゴン リパー スプライマーである。 SEQ ID NO: 28 is a pancreatic polypeptide glucagon reparse primer.
配列番号 29は、 Shh フォワードプライマーである。 SEQ ID NO: 29 is a Shh forward primer.
配列番号 30は、 Shh リバースプライマーである。 SEQ ID NO: 30 is a Shh reverse primer.
配列番号 31は、 GAPDH フォワードプライマーである。 SEQ ID NO: 31 is a GAPDH forward primer.
配列番号 32は、 GAPDH リバースプライマーである。 SEQ ID NO: 32 is a GAPDH reverse primer.
配列番号 33は、 amylase 2 フォワード RT—PCRプライマーである。 SEQ ID NO: 33 is an amylase 2 forward RT-PCR primer.
配列番号 34は、 amylase 2 リバース RT—PCRプライマーである。 SEQ ID NO: 34 is an amylase 2 reverse RT-PCR primer.
配列番号 35は、 GAPDH フォワード RT—PCRプライマーである。 SEQ ID NO: 35 is a GAPDH forward RT-PCR primer.
配列番号 36は、 GAPDH リバース RT—PCRプライマーである。 SEQ ID NO: 36 is a GAPDH reverse RT-PCR primer.
配列番号 37は、 insulin II フォワード RT—PCRプライマーである。 SEQ ID NO: 37 is an insulin II forward RT-PCR primer.
配列番号 38は、 insulin II リバース RT—PCRプライマーである。 配列番号 39は、 Ipfl/pdx-1 フォワード RT—PCRプライマーである。 SEQ ID NO: 38 is an insulin II reverse RT-PCR primer. SEQ ID NO: 39 is an Ipfl / pdx-1 forward RT-PCR primer.
配列番号 40は、 Ipfl/pdx-1 リバース RT— PCRプライマーである。  SEQ ID NO: 40 is an Ipfl / pdx-1 reverse RT—PCR primer.
配列番号 41は、 ptfla フォワード RT—PCRプライマーである。  SEQ ID NO: 41 is a ptfla forward RT-PCR primer.
配列番号 42は、 ptfla リバース RT—PCRプライマーである。  SEQ ID NO: 42 is a ptfla reverse RT-PCR primer.
配列番号 43は、 Shh フォワード RT—PCRプライマーである。  SEQ ID NO: 43 is a Shh forward RT-PCR primer.
配列番号 44は、 Shh リバース RT— PCRプライマーである。  SEQ ID NO: 44 is a Shh reverse RT-PCR primer.
発明を実施するための最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0024] 以下、本発明を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及 しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形 の冠詞または形容詞 (例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」など)は、特に言及し ない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書に おいて使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で 用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細 書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の 当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細 書 (定義を含めて)が優先する。  [0024] Hereinafter, the present invention will be described. Throughout this specification, it should be understood that expression in the singular also includes the concept of the plural unless specifically stated otherwise. Therefore, it should be understood that singular articles or adjectives (eg, “a”, “an”, “the”, etc. in English) also include the plural concept unless otherwise stated. It is. In addition, it is to be understood that the terms used in the present specification are used in the meaning normally used in the art unless otherwise specified. Thus, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control.
[0025] (定義)  [0025] (Definition)
以下に本明細書において特に使用される用語の定義を列挙する。  Listed below are definitions of terms particularly used in the present specification.
[0026] 本明細書において「多能性」または「多分ィ匕能」とは、互換可能に用いられ、細胞の 性質をいい、 1以上、好ましくは 2以上の種々の組織または臓器に分ィ匕し得る能力を いう。従って、「多能性」および「多分化能」は、本明細書においては特に言及しない 限り「未分化」と互換可能に用いられる。通常、細胞の多能性は発生が進むにつれて 制限され、成体では一つの組織または器官の構成細胞が別のものの細胞に変化す ることは少ない。従って多能性は通常失われている。とくに上皮性の細胞は他の上皮 性細胞に変化しにくい。これが起きる場合通常病的な状態であり、化生 (metaplasia )と呼ばれる。し力し間葉系細胞では比較的単純な刺激で他の間葉性細胞にかわり 化生を起こしやすいので多能性の程度は高い。胚性幹細胞は、多能性を有する。組 織幹細胞は、多能性を有する。本明細書において、多能性のうち、受精卵のように生 体を構成する全ての種類の細胞に分化する能力は全能性と! ヽ、多能性は全能性 の概念を包含し得る。ある細胞が多能性を有するかどうかは、たとえば、体外培養系 における、胚様体 (Embryoid Body)の形成、分化誘導条件下での培養等が挙げ られるがそれらに限定されない。また、生体を用いた多能性の有無についてのアツセ ィ法としては、免疫不全マウスへの移植による奇形腫 (テラトーマ)の形成、胚盤胞へ の注入によるキメラ胚の形成、生体組織への移植、腹水への注入による増殖等が挙 げられるがそれらに限定されない。 [0026] In this specification, "pluripotency" or "probably pluripotency" is used interchangeably and refers to the nature of a cell, and is divided into one or more, preferably two or more various tissues or organs. The ability to be jealous. Therefore, “pluripotency” and “multipotency” are used interchangeably with “undifferentiated” in this specification unless otherwise specified. Normally, the pluripotency of a cell is limited as it develops, and in adults, the cells of one tissue or organ rarely change to another. Therefore, pluripotency is usually lost. In particular, epithelial cells are unlikely to change into other epithelial cells. When this happens, it is usually a pathological condition and is called metaplasia. However, mesenchymal cells have a high degree of pluripotency because they tend to undergo metaplasia instead of other mesenchymal cells with a relatively simple stimulus. Embryonic stem cells are pluripotent. Tissue stem cells are pluripotent. In this specification, of pluripotency, live as a fertilized egg. The ability to differentiate into all types of cells that make up the body is totipotency, and pluripotency can encompass the concept of totipotency. Whether a cell has pluripotency includes, but is not limited to, formation of an embryoid body in an in vitro culture system, culture under differentiation-inducing conditions, and the like. In addition, assessing methods for the presence or absence of pluripotency using living organisms include the formation of teratomas by implantation into immunodeficient mice, the formation of chimeric embryos by injection into blastocysts, Examples include, but are not limited to, transplantation and proliferation by injection into ascites.
[0027] 本明細書にぉ 、て「未分化細胞」とは、上記のような多分化能を有する細胞を 、う。  In the present specification, the “undifferentiated cell” refers to a cell having multipotency as described above.
未分化細胞としては、例えば、幹細胞を挙げることができるがそれに限定されない。  Examples of undifferentiated cells include, but are not limited to, stem cells.
[0028] 本明細書にぉ 、て「幹細胞」とは、自己複製能を有し、多分化能 (すなわち多能性)  As used herein, “stem cells” have the ability to self-replicate and are pluripotent (ie pluripotent).
(「pluripotency」)を有する細胞をいう。幹細胞は通常、組織が傷害を受けたときに その組織を再生することができる。本明細書では幹細胞は、胚性幹 (ES)細胞または 組織幹細胞 (組織性幹細胞、組織特異的幹細胞または体性幹細胞とも ヽぅ)であり得 るがそれらに限定されない。また、上述の能力を有している限り、人工的に作製した 細胞 (たとえば、本明細書において記載される融合細胞、再プログラム化された細胞 など)もまた、幹細胞であり得る。胚性幹細胞とは初期胚に由来する多能性幹細胞を いう。胚性幹細胞は、 1981年に初めて榭立され、 1989年以降ノックアウトマウス作 製にも応用されている。 1998年にはヒト胚性幹細胞が榭立されており、再生医学に も利用されつつある。組織幹細胞は、胚性幹細胞とは異なり、分化の方向が限定さ れている細胞であり、組織中の特定の位置に存在し、未分化な細胞内構造をしてい る。従って、組織幹細胞は多能性のレベルが低い。組織幹細胞は、核 Z細胞質比が 高ぐ細胞内小器官が乏しい。組織幹細胞は、概して、多分化能を有し、細胞周期が 遅ぐ個体の一生以上に増殖能を維持する。本明細書において使用される場合は、 幹細胞は好ましくは胚性幹細胞であり得るが、状況に応じて組織幹細胞も使用され 得る。 ("Pluripot e ncy"). Stem cells are usually able to regenerate the tissue when it is damaged. As used herein, stem cells can be, but are not limited to, embryonic stem (ES) cells or tissue stem cells (both tissue stem cells, tissue-specific stem cells or somatic stem cells). Also, as long as it has the above-mentioned ability, an artificially produced cell (for example, a fusion cell, a reprogrammed cell, etc. described herein) can also be a stem cell. Embryonic stem cells are pluripotent stem cells derived from early embryos. Embryonic stem cells were first established in 1981 and have been applied since 1989 to the production of knockout mice. In 1998, human embryonic stem cells were established and are being used in regenerative medicine. Unlike embryonic stem cells, tissue stem cells are cells that have a limited direction of differentiation. They are located at specific locations in the tissue and have an undifferentiated intracellular structure. Therefore, tissue stem cells have a low level of pluripotency. Tissue stem cells have a poor nuclear organelle with a high nuclear Z cytoplasm ratio. Tissue stem cells generally have pluripotency and maintain proliferative capacity over the life of an individual with a slow cell cycle. As used herein, stem cells are preferably embryonic stem cells, although tissue stem cells can also be used depending on the situation.
[0029] 本明細書において「フィーダ一層」または「フィーダ一細胞」 (feeder layerまたは f eeder cell)とは、互換可能に用いられ、培養基質に設けられる、単独では培養維 持することのできない細胞種の増殖および Zまたは分ィ匕形質発現を可能にするよう な、他の細胞種による支持細胞層をいう。組織細胞には、通常の細胞培養条件下で は,分ィ匕形質発現はもとより増殖すらできない細胞種も多いといわれており、そのよう な細胞としては、例えば、ある種の幹細胞 (特に、上皮幹細胞、胚性幹細胞、造血幹 細胞など)、角膜、表皮などが挙げられるがそれらに限定されない。これらの細胞種 は一般に、栄養要求性が高く特異的な増殖因子、分化誘導因子を必要とするとされ る。このような細胞種でも生体内でのその細胞種の支持細胞あるいはそれと類似の 細胞が形成する特定の細胞の層を培養基質に活用することで、培養される細胞種が 要求する因子および Zまたは栄養源が供給されることによって、増殖および分化を するようになるといわれている。フィーダ一細胞として用いる細胞種は、対象となる細 胞種によって選択されるが、抗生物質投与 (例えば、マイトマイシン cなど)、 uv照射 などの方法で細胞増殖を抑制して用いることが多い。生殖細胞、初期胚細胞、造血 幹細胞などの培養が可能になったのは,フィーダ一層の活用に負うところが大きいと されている。フィーダ一細胞としては、線維芽細胞のほか、脂肪由来の幹細胞、胚性 幹細胞、骨髄幹細胞などを用いることができ、そのような場合、フィーダ一を抜いて D MEM+ 10%FBSという最も基本的な培養条件により培養して、線維芽細胞に分化 させて用いることが好まし!/、。 [0029] As used herein, "feeder layer" or "feeder cell" is used interchangeably and is a cell that is provided in a culture substrate and cannot be maintained alone. To allow species growth and Z or phenotypic expression It refers to a feeder cell layer of another cell type. Tissue cells are said to have many cell types that cannot be propagated under normal cell culture conditions and cannot be propagated. Examples of such cells include certain types of stem cells (especially epithelial cells). Stem cells, embryonic stem cells, hematopoietic stem cells, etc.), cornea, epidermis and the like. These cell types are generally considered to require auxotrophic and specific growth factors and differentiation inducing factors. Even in such cell types, by utilizing a layer of specific cells formed by supporting cells of the cell type in vivo or cells similar thereto as a culture substrate, factors required by the cell type to be cultured and Z or It is said that it will proliferate and differentiate by supplying nutrients. The cell type used as a feeder cell is selected depending on the cell type to be used, but is often used by inhibiting cell growth by methods such as antibiotic administration (eg, mitomycin c) and uv irradiation. The fact that germ cells, early embryonic cells, and hematopoietic stem cells can be cultured is said to depend largely on the use of feeders. As feeder cells, in addition to fibroblasts, adipose-derived stem cells, embryonic stem cells, bone marrow stem cells, etc. can be used. It is preferable to use it after culturing according to the culture conditions to differentiate into fibroblasts!
[0030] 本明細書にぉ 、て「初代培養細胞」とは、体から分離した細胞、組織、器官などを 植え込み,第 1回目の継代を行うまでの培養の状態にある細胞をいう。  [0030] As used herein, "primary cultured cells" refers to cells that have been in a state of culture until cells, tissues, organs, etc. separated from the body have been implanted and the first passage has been performed.
[0031] 本発明の細胞は、細胞の維持または所望の分化細胞へ分化する限り、任意の培養 液を用いることができる。そのような培養液としては、例えば、 DMEM、 P199、 ME M、 HBSS、 Ham' s F12、 KSR、 BME、 RPMI1640、 MCDB104、 MCDB153 (KGM)およびそれらの混合物などが挙げられるがそれらに限定されない。このよう な培養液には、デキサメタゾンなどの副腎皮質ステロイド、インスリン、グルコース、ィ ンドメタシン、イソブチルーメチルキサンチン(IBMX)、ァスコルべ一トー 2—ホスフエ ート、ァスコルビン酸およびその誘導体、グリセ口ホスフェート、エストロゲンおよびそ の誘導体、プロゲステロンおよびその誘導体、アンドロゲンおよびその誘導体、 aFG F、 bFGF、 EGF、 IGF、 TGF β、 ECGF、 BMP, PDGFなどの増殖因子、下垂体 エキス、松果体エキス、レチノイン酸、ビタミン D、甲状腺ホルモン、ゥシ胎仔血清、ゥ マ血清、ヒト血清、へパリン、炭酸水素ナトリウム、 HEPES、アルブミン、トランスフェリ ン、セレン酸(亜セレン酸ナトリウムなど)、リノレン酸、 3—イソブチル 1—メチルキサ ンチン、 5—ァザンシチジンなどの脱メチル化剤、トリコスタチンなどのヒストン脱ァセ チル化剤、ァクチビン、 LIF'IL— 2'IL— 6などのサイト力イン、へキサメチレンビスァ セトアミド(HMBA)、ジメチルァセトアミド(DMA)、ジブチル cAMP (dbcAMP)、ジ メチルスルホキシド(DMSO)、ョードデォキシゥリジン(IdU)、ヒドロキシゥレア(HU) 、シトシンァラビノシド (AraC)、マイトマイシン C (MMC)、酪酸ナトリウム(NaBu)、 ポリプレン、セレニウム、コレラトキシンなどを 1つまたはその組み合わせとして含ませ ておいてもよい。 [0031] As the cells of the present invention, any culture solution can be used as long as the cells are maintained or differentiated into desired differentiated cells. Examples of such a culture solution include, but are not limited to, DMEM, P199, MEM, HBSS, Ham's F12, KSR, BME, RPMI1640, MCDB104, MCDB153 (KGM), and mixtures thereof. Such cultures include corticosteroids such as dexamethasone, insulin, glucose, indomethacin, isobutyl-methylxanthine (IBMX), ascorbeto 2-phosphate, ascorbic acid and its derivatives, glyceport phosphate, Estrogen and its derivatives, progesterone and its derivatives, androgen and its derivatives, aFG F, bFGF, EGF, IGF, TGF β, ECGF, BMP, PDGF and other growth factors, pituitary extract, pineal extract, retinoic acid, Vitamin D, thyroid hormone, urine fetal serum, Demethylation of serum, human serum, heparin, sodium bicarbonate, HEPES, albumin, transferrin, selenate (such as sodium selenite), linolenic acid, 3-isobutyl 1-methylxanthine, 5-azancytidine Agent, histone deacetylating agent such as trichostatin, activin, cytodynamic force such as LIF'IL-2'IL-6, hexamethylenebisacetamide (HMBA), dimethylacetamide (DMA), dibutyl cAMP (dbcAMP), dimethyl sulfoxide (DMSO), ododeoxyuridine (IdU), hydroxyurea (HU), cytosine arabinoside (AraC), mitomycin C (MMC), sodium butyrate (NaBu ), Polyprene, selenium, cholera toxin and the like may be included as one or a combination thereof.
[0032] 本明細書において、「分化」または「細胞分化」とは、 1個の細胞の分裂によって由 来した娘細胞集団の中で形態的および Zまたは機能的に質的な差をもった二つ以 上のタイプの細胞が生じてくる現象をいう。従って、元来特別な特徴を検出できない 細胞に由来する細胞集団(細胞系譜)が、特定のタンパク質の産生などはっきりした 特徴を示すに至る過程も分化に包含される。現在では細胞分化を,ゲノム中の特定 の遺伝子群が発現した状態と考えることが一般的であり、このような遺伝子発現状態 をもたらす細胞内あるいは細胞外の因子または条件を探索することにより細胞分ィ匕を 同定することができる。細胞分ィ匕の結果は原則として安定であって、特に動物細胞で は,別のタイプの細胞に分ィ匕することは例外的にしか起こらない。本明細書において 「すい臓」への分ィ匕は、特異的なマーカーの発現または消失によって、またはその機 能 (例えば、インスリン、グルカゴン、または消化酵素(アミラーゼなど)の発現または 分泌の判定、特異的な構造 (導管構造など)の確認などによって、確認することがで きる。本明細書において使用することができるすい臓マーカーとしては、例えば、す い臓マ ~~ 7 ~~ Ipfl/pdx— 1、 msulm、 glucagon^ amylase 2、 Isl—— 1、 Pax—— 4、 Pax —6、 Glut— 2、 CK— 19などを挙げることができる。すい臓であるかどうかを確認す る別の手段としては、すい臓が形成される時期にその発現量が低下するマーカー Sh hの減少を確認する手段を挙げることができる。  [0032] As used herein, "differentiation" or "cell differentiation" has morphological and Z or functional qualitative differences among daughter cell populations resulting from the division of one cell. A phenomenon in which two or more types of cells occur. Therefore, the process by which a cell population (cell lineage) derived from cells that cannot originally detect special characteristics shows distinct characteristics such as production of specific proteins is also included in differentiation. At present, it is common to consider cell differentiation as a state in which a specific gene group in the genome is expressed. By searching for intracellular or extracellular factors or conditions that cause such a gene expression state, cell differentiation is considered.匕 can be identified. The results of cell sorting are in principle stable, especially in animal cells, sorting into other types of cells can only occur exceptionally. In the present specification, the division to “pancreas” is based on the expression or disappearance of a specific marker, or the function (eg, determination of expression or secretion of insulin, glucagon, or digestive enzyme (such as amylase), specific The pancreatic marker that can be used in the present specification includes, for example, pancreatic markers ~~ 7 ~~ Ipfl / pdx— 1 , Msulm, glucagon ^ amylase 2, Isl——1, Pax——4, Pax—6, Glut—2, CK—19, etc. Another way to check for pancreas is A means for confirming a decrease in the marker Sh h whose expression level decreases at the time when the pancreas is formed can be mentioned.
[0033] 本明細書において、多能性のうち、受精卵のように生体を構成する全ての種類の 細胞に分ィ匕する能力は「全能性」といい、多能性は全能性の概念を包含し得る。ただ し、明確に区別する場合は、全能性と多能性とは区別され得、前者はどのような細胞 へも分ィ匕し得る能力をいい、後者は、複数の方向を有するが、生物が可能なすべて の方向には分ィ匕できない能力を有することをいう。また、 1つの方向にのみ分ィ匕する 能力は、単能性ともいう。 [0033] In the present specification, among pluripotency, the ability to divide into all types of cells constituting a living body like fertilized eggs is called "totipotency", and pluripotency is the concept of totipotency. Can be included. However However, when distinguishing clearly, totipotency and pluripotency can be distinguished, the former refers to the ability to divide into any cell, the latter has multiple directions, but the organism is It has the ability to not be divided in all possible directions. The ability to divide only in one direction is also called monopotency.
[0034] 本明細書において全能性と多能性とは、例えば、受精後の日数により判定すること ができ、例えば、マウスであれば、受精後約 8日を基準として区別され得る。理論に束 縛されないが、マウスでは、受精後、以下のような経過をたどることが通常である。受 精後 6. 5日(E6. 5とも表記する)では、原始線条 (原条ともいう)がェピブラストの片 側に出現し、胚の将来の前後軸が明らかになる。原条は、胚の将来の後方端を示し 、外胚葉を横切って円筒の遠位端まで達する。原条は、細胞運動が行われる領域で あり、その結果、将来の内胚葉と中胚葉とが形成されることになる。 E7. 5までに結節 の前方に頭部突起が出現し、この部分には脊索と、それを取り囲んで下層には将来 の内胚葉、上層には神経板が形成されることになる。結節は、 E6. 5日ごろカゝら現れ 、後方へと移動し、軸構造が前から後ろへと形成される。 E8. 5日までに胚は幾分丈 が長くなり、その前端には大部分前方神経板力もなる大きな頭部ヒダが形成される。 体節は E8日力 1. 5時間に 1個の割合で前方力も後方へと形成され始める。この時 期を越えた細胞は、仮に胎盤に戻したとしても、脱分ィ匕をしない限りもはや全能性を 示さず、個体を形成しない。これより前では特別の処理をしなくても全能性を示し得る ことから、この点が全能性の分岐点であるといえる。このことは、 ES細胞がこれ以降の 胚力 樹立することが困難であり、これ以降の胚力 は通常 EG (生殖細胞由来)細胞 と呼ばれる細胞が榭立されることから、そのような意味でも分岐点であるといえる。  In this specification, totipotency and pluripotency can be determined by, for example, the number of days after fertilization. For example, in the case of a mouse, it can be distinguished on the basis of about 8 days after fertilization. Without being bound by theory, it is normal for mice to follow the following course after fertilization. At 6.5 days after fertilization (also referred to as E6.5), the primitive streak (also referred to as the original streak) appears on one side of the epiblast, revealing the future longitudinal axis of the embryo. The primitive streak represents the future posterior end of the embryo and reaches the distal end of the cylinder across the ectoderm. The original stripe is an area where cell movement occurs, and as a result, the future endoderm and mesoderm are formed. By E7.5, a head process will appear in front of the nodule, and a notochord will be formed in this area, the future endoderm surrounding it, and a neural plate in the upper layer. The nodules appear around E6.5 and move backwards, forming the shaft structure from front to back. E8. By the 5th day, the embryo is somewhat longer, and a large head fold is formed at the front end, mostly with anterior neural plate strength. The body segment is E8 daily force 1. The forward force begins to form backward at a rate of 1 per 5 hours. Cells that have passed this period will no longer exhibit totipotency and will not form individuals, even if they are returned to the placenta, unless they are departed. Before this point, it can be said that this is a branch point of totipotency because it can show totipotency without special treatment. This is because it is difficult for ES cells to establish later embryonic power, and the embryonic power after this is usually established as cells called EG (germ cell-derived) cells. It can be said that it is a turning point.
[0035] 本明細書において、「すい臓」または「脾臓」とは、脊椎動物において、消化管に付 随する肝臓に次ぐ大形の腺性器官である。肝臓に近く位置し、形状、腸管への開口 様式は動物の種類により多様.消化液としての脾液を分泌する外分泌部と、血糖レ ベルの調整に関与するインシュリンとグルカゴンを分泌する内分泌部(ランゲルノヽン ス島)とに区別される.脾液の輸管としての脾管(ductus pancreaticus)は十二指 腸に開口するが、肝臓に始まる輸胆管と癒合して共通の開口をもつものも多い.発生 学的には、通常は腸の始部よりの 2〜3個の内胚葉性の突起がその原基であり、多く の動物では発生が進むにつれて、それらが合して 1個のすい臓を構成する.しかし多 くの硬骨魚類'円口類ではすい臓は 1個の器官にまとまらず小組織塊として分散し、 その場合はランゲルノヽンス島組織は脾液分泌組織と分離していることが多ぐこれを ブロックマン小体 (Blockman— s body、シユタ-ウス小体)とよぶ.原基基部は脾管 をなすが、多くの哺乳類では 2本が残存し、腹側のものが主脾管(ウィルスング管 Wir sung— s duct)を,背側のものは副脾管(サントリー-管 Santorini' s duct)を形 成,それぞれ別個に十二指腸に開口する。 In this specification, the “pancreas” or “spleen” is a large glandular organ next to the liver associated with the digestive tract in vertebrates. Located close to the liver, the shape and the manner of opening to the intestinal tract vary depending on the type of animal.Exocrine part that secretes spleen as digestive juice, and endocrine part that secretes insulin and glucagon involved in the adjustment of blood glucose level The splenic duct (ductus pancreaticus) that opens to the duodenum has a common opening that fuses with the bile duct that begins in the liver. Developmentally, usually two to three endodermal processes from the beginning of the intestine are the primordial group, and many As the development of these animals progresses, they combine to form a pancreas, but in many teleost's, the pancreas disperses as a small tissue mass in one organ. The Langernos island tissue is often separated from the spleen secretory tissue, which is called the Blockman body, and the primordial base forms the spleen. In many mammals, two remain, and the ventral one forms the main splenic duct (Wir sung—s duct) and the dorsal one forms the accessory splenic duct (Suntorini's duct). Adult, each open separately into the duodenum.
[0036] 本明細書において「機能的すい臓」または「自然のすい臓」とは、インスリン産生能、 グルコース応答性、グルカゴン産生能、アミラーゼ等産生能および機能的導管構造 力もなる群より選択される少なくとも 1つの特徴を有し、好ましくは、そのすベてを有す るすい臓をいう。従って、好ましくは、機能的すい臓とは、 1)血糖値 (すなわち、血中 のグルコース濃度)に応答してインスリンを分泌する内分泌細胞( β細胞)をもち、 2) グルカゴンを作り分泌する内分泌細胞 (アルファ一細胞、 a細胞:グリコーゲンの分解 および糖新生などを司るホルモンであるグルカゴンを特異的に作って分泌する内分 泌系の細胞)を持ち、 3)消化酵素類など (例:アミラーゼ)を作り腸管内に分泌する外 分泌細胞 (腺房細胞)を持ち、さらに、 4)すい臓から消化酵素類を腸管に外分泌する ための導管構造などのすベての機能と構造を備えルことを意味する。  [0036] As used herein, "functional pancreas" or "natural pancreas" is at least selected from the group consisting of insulin-producing ability, glucose-responsiveness, glucagon-producing ability, amylase-producing ability, and functional conduit structure ability It refers to a pancreas having one characteristic and preferably having all of it. Therefore, preferably, the functional pancreas is 1) endocrine cells that secrete insulin in response to blood glucose levels (ie, blood glucose concentration) (β cells), and 2) endocrine cells that make and secrete glucagon. (Alpha one cell, a cell: endocrine cells that specifically make and secrete glucagon, a hormone responsible for glycogen degradation and gluconeogenesis), and 3) digestive enzymes (eg amylase) It has exocrine cells (acinar cells) that are secreted into the intestinal tract, and 4) has all functions and structures such as a duct structure for exoculating digestive enzymes from the pancreas into the intestinal tract. means.
[0037] 本発明で用いられる細胞は、どの生物由来の細胞 (たとえば、任意の種類の多細 胞生物 (例えば、動物 (たとえば、脊椎動物、無脊椎動物)、植物 (たとえば、単子葉 植物、双子葉植物など)など))でもよい。好ましくは、脊椎動物 (たとえば、メタラウナ ギ類、ャッメゥナギ類、軟骨魚類、硬骨魚類、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳動物など) 由来の細胞が用いられ、より好ましくは、哺乳動物 (例えば、単孔類、有袋類、貧歯類 、皮翼類、翼手類、食肉類、食虫類、長鼻類、奇蹄類、偶蹄類、管歯類、有鱗類、海 牛類、クジラ目、霊長類、齧歯類、ゥサギ目など)由来の細胞が用いられる。さらに好 ましくは、哺乳動物のもの (例えば、げっ歯類 (マウス、ラットなど)、霊長類 (サル、ヒト など))が用いられる。  [0037] The cells used in the present invention may be any cell derived from any organism (eg, any type of multicellular organism (eg, animal (eg, vertebrate, invertebrate), plant (eg, monocotyledonous plant, It may be a dicotyledonous plant)))). Preferably, cells derived from vertebrates (for example, metaraunagi, shark eels, cartilaginous fish, teleosts, amphibians, reptiles, birds, mammals, etc.) are used, and more preferably mammals (eg, single pores). , Marsupials, rodents, wings, wings, carnivores, carnivores, long noses, odd-hoofed animals, even-hoofed animals, rodents, scales, marine cattle, cetaceans, Cells derived from primates, rodents, maggots, etc.) are used. More preferably, mammals (eg, rodents (mouse, rat, etc.), primates (monkey, human, etc.)) are used.
[0038] 本明細書において「組織」(tissue)とは、多細胞生物において、実質的に同一の 機能および Zまたは形態をもつ細胞集団をいう。通常「組織」は、同じ起源を有する 力 異なる起源を持つ細胞集団であっても、同一の機能および Z-または形態を有す るのであれば、組織と呼ばれ得る。従って、本発明の幹細胞を用いて組織を再生す る場合、 2以上の異なる起源を有する細胞集団が一つの組織を構成し得る。通常、 組織は、臓器の一部を構成する。動物の組織は,形態的、機能的または発生的根拠 に基づき、上皮組織、結合組織、筋肉組織、神経組織などに区別される。 [0038] As used herein, "tissue" refers to a cell population having substantially the same function and Z or morphology in a multicellular organism. Usually "tissue" has the same origin Forces Cell populations with different origins can be called tissues if they have the same function and Z- or morphology. Therefore, when a tissue is regenerated using the stem cells of the present invention, cell populations having two or more different origins can constitute one tissue. Usually, the tissue forms part of an organ. Animal tissues are classified into epithelial tissue, connective tissue, muscle tissue, nerve tissue, etc. based on morphological, functional or developmental basis.
本明細書にぉ 、て「ァクチビン」とは、卵巣の顆粒膜細胞など力も分泌され,下垂体 前葉の濾胞刺激ホルモン (FSH)の分泌を促進するタンパク質ホルモンを 、う。代表 的なァクチビンとしては、例えば、ァクチビン A、ァクチビン B、ァクチビン C、ィ ンヒビンなどがあり、これらは、動物間でよく保存されており、ヒトのものがアフリカッメ ガエルに作用したり、逆も真であることが予期されている。配列番号 1および配列番 号 9 (ァクセッション番号: NM002192 (ヒトインヒビン 13 Aの配列番号)およびァクセ シヨン番号: X68250 (アフリカッメガエルァクチビン A) =核酸配列)および配列番号 2および配列番号 10 (それぞれヒトインヒビン β Αの配列番号およびァクセッション番 号 X68250(アフリカッメガエルァクチビン A) =アミノ酸配列)に示されるような配列を 有する因子および他の種の動物において対応する因子(オルソログ)が挙げられるが それに限定されない。また、アフリカッメガエルにはインヒビン j8B (ァクセッション番号 : S61773)の登録がある(配列番号 11および 12)。分子量 25000.インヒビン 鎖の サブユニットが S— S結合した二量体であり,ァクチビン Α(βΑβΑ),ァクチビン ΑΒ( βΑβΒ),ァクチビン Β (βΒβΒ)の 3種類が知られて!/、る.ァクチビン Αは赤芽球分 化誘導因子(erythroblast differentiation factor, EDF)ともいう.インヒビン j8 鎖が形質転換成長因子 TGF— βと約 40%の相同性をもっており,また一次構造中 のシスティン残基の位置がよく保存されているので,ァクチビンを TGF— j8ファミリー に入れることもある。ァクチビンは、卵巣の顆粒膜細胞などから分泌され,下垂体前 葉の濾胞刺激ホルモン (FSH)の分泌を促進するタンパク質ホルモンである。インヒビ ンを精製する過程で卵胞液中から単離された(1986).分子量 25000.インヒビン 鎖のサブユニットが S— S結合した二量体であり,ァクチビン Α(βΑβ ),ァクチビン ΑΒ(|8Α|8Β),ァクチビン (|88|88)の3種類が知られてぃる.ァクチビン Αは赤芽 球分化誘導因子(ervthroblast differentiation factor, EDF)ともいう.インヒビ ン β鎖が形質転換成長因子 TGF— βと約 40%の相同性をもっており,また一次構 造中のシスティン残基の位置がよく保存されているので,ァクチビンを TGF— j8ファ ミリ一に入れることもある.脊椎動物のいろいろな臓器でァクチビン遺伝子の発現が 報告されており,卵巣の顆粒膜細胞における FSH受容体の合成の促進,フレンド細 胞および骨髄の赤芽球前駆細胞の増殖抑制とヘモグロビン合成の誘導,す 、臓か らのインシュリン分泌の促進,両生類胚における中胚葉誘導など,多くの生理活性を もつ。ァクチビンについては、以下を参照することができる: Nakamura et al. , Is oiation ana characterization of native activm B. J Biol. Chem. 1992 , 267, 16385— 9 ; Uchiyama and Asashima, Specific erythroid differ en tiation of mouse erythroleukemia cells by activins and its enhance ment by retinoic acids. Biochem Biophys. Res. Commun. 1992, 187, 347— 52 ;Fukui et al. , Isolation and characterization of Xenopus fo llistatin and activins. Dev. Biol. 1993, 159, 131— 9 ;Fukui et al. , Ide ntification of activins A, AB, and B and follistatin proteins in Xen opus embryos. Dev. Biol. 1994, 163, 279— 81 ;Nakano et al. , Compar ison of mesoderm― inducing activity with monomeric and dimeric i nhiom alpha and beta— A subunits on Xenopus ectoderm. Horm. Re s. 1995, 44, Suppl. 2, 15— 22。 As used herein, “activin” refers to a protein hormone that also secretes force such as granulosa cells of the ovary and promotes secretion of follicle stimulating hormone (FSH) in the anterior pituitary gland. Typical activins include, for example, activin A, activin B, activin C, and inhibin. These are well conserved among animals, and humans act on African frogs and vice versa. Is expected. SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 9 (accession number: NM002192 (SEQ ID NO: human inhibin 13 A) and accession number: X68250 (African megalactivin A) = nucleic acid sequence) and SEQ ID NO: 2 and sequence Corresponding to factors having the sequence as shown in No. 10 (SEQ ID NO: human inhibin β お よ び and accession No. X68250 (African megalactivin A) = amino acid sequence, respectively) and other species of animals. Examples include but are not limited to factors (orthologs). In addition, Xenopus laevis has registered inhibin j8B (accession number: S61773) (SEQ ID NOs: 11 and 12). A molecular weight of 25000. A dimer in which the subunits of the inhibin chain are S—S bonded, and three types are known: activin Α (βΑβΑ), activin ΑΒ (βΑβΒ), and activin Β (βΒβΒ)! / Α is also called the erythroblast differentiation factor (EDF). The inhibin j8 chain has about 40% homology with the transforming growth factor TGF-β, and the position of cysteine residues in the primary structure. Is well conserved, so it may be placed in the TGF-j8 family. Activin is a protein hormone that is secreted by ovarian granulosa cells and promotes the secretion of follicle-stimulating hormone (FSH) in the anterior pituitary gland. Isolated from follicular fluid in the process of purifying inhibin (1986). Molecular weight 25000. Inhibin chain subunits are S—S-linked dimers, activin Α (βΑβ), activin ΑΒ (| 8Α | 8Β), akutibin (| 88 | 88) are known. Akutibin Α is also called ervthroblast differentiation factor (EDF). Since β-chain has about 40% homology with transforming growth factor TGF-β and the position of cysteine residues in the primary structure is well conserved, activin is placed in TGF-j8 family. The expression of the activin gene in various vertebrate organs has been reported, which promotes the synthesis of FSH receptor in ovarian granulosa cells, suppresses the proliferation of erythroid progenitor cells in friend cells and bone marrow. It has many physiological activities such as induction of hemoglobin synthesis, promotion of insulin secretion from the viscera, and induction of mesoderm in amphibian embryos. For activin, reference can be made to Nakamura et al., Is oiation ana characterization of native activm B. J Biol. Chem. 1992, 267, 16385— 9; Uchiyama and Asashima, Specific erythroid differing en tiation of mouse erythroleukemia cells by activins and its enhance ment by retinoic acids.Biochem Biophys.Res. Commun. 1992, 187, 347—52; Fukui et al. 131— 9; Fukui et al., Identification of activins A, AB, and B and follistatin proteins in Xen opus embryos. Dev. Biol. 1994, 163, 279— 81; Nakano et al., Compar ison of mesoderm— inducing activity with monomeric and dimeric i nhiom alpha and beta—A subunits on Xenopus ectoderm. Horm. Re s. 1995, 44, Suppl. 2, 15—22.
ァクチビンは、ヒト、ラット、マウス、アフリカッメガエルなどを含む哺乳動物のほか、 ショウジヨウバエなどでもそのホモログが知られている。従って、本明細書においてァ クチビンは、通常、哺乳動物のほか、生物一般において存在するァクチビンを指す。 ァクチビン一 Aはインヒビン 13 Aの二量体である(ヒトインヒビン 13 Aのァクセッション番 号 NM002192;配列番号 1および 2 (核酸およびアミノ酸) )。ァクチビン ABはイン ヒビン 13 Aとインヒビン 13 Bの二量体である(ヒトインヒビン 13 Bのァクセッション番号 N M002193;配列番号 3および 4 (核酸およびアミノ酸) )。ァクチビン—Bはインヒビン β Βの二量体である。ァクチビン Cはインヒビン 13 Cの二量体である(ヒトインヒビン j8 Cのァクセッション番号 ΝΜ005538 ;配列番号 5および 6 (核酸およびアミノ酸))。 インヒビンはインヒビン aの二量体である(ヒトインヒビン aのァクセッション番号 NM0 02191 ;配列番号 7および 8 (核酸およびアミノ酸) )。 In addition to mammals including humans, rats, mice, Xenopus laevis, etc., the homologues of activin are also known in Drosophila. Therefore, in the present specification, activin generally refers to activin that exists not only in mammals but also in living organisms in general. Activin 1 A is a dimer of inhibin 13 A (human inhibin 13 A accession number NM002192; SEQ ID NOs: 1 and 2 (nucleic acids and amino acids)). Activin AB is a dimer of inhibin 13 A and inhibin 13 B (human inhibin 13 B accession number NM002193; SEQ ID NOs: 3 and 4 (nucleic acids and amino acids)). Activin-B is a dimer of inhibin β Β. Activin C is a dimer of inhibin 13 C (human inhibin j8 C accession number ΝΜ005538; SEQ ID NOs: 5 and 6 (nucleic acids and amino acids)). Inhibin is a dimer of inhibin a (accession number NM0 for human inhibin a) 02191; SEQ ID NOs: 7 and 8 (nucleic acids and amino acids)).
そのようなァクチビン遺伝子としては、例えば、  As such an activin gene, for example,
(A) (a)配列番号 1、 3、 5、 7、 9または 11に記載の塩基配列またはそのフラグメント 配列を有するポリヌクレオチド;  (A) (a) a polynucleotide having the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9 or 11 or a fragment sequence thereof;
(b)配列番号 2、 4、 6、 8、 10または 12に記載のアミノ酸配列からなるポリペプチド またはそのフラグメントをコードするポリヌクレオチド;  (b) a polynucleotide encoding a polypeptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12 or a fragment thereof;
(c)配列番号 2、 4、 6、 8、 10または 12に記載のアミノ酸配列において、 1以上のァ ミノ酸が、置換、付加および欠失力 なる群より選択される少なくとも 1つの変異を有 する改変体ポリペプチドであって、生物学的活性を有する改変体ポリペプチドをコー ドする、ポリヌクレオチド;  (c) In the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12, one or more amino acids have at least one mutation selected from the group consisting of substitution, addition, and deletion ability. A polynucleotide that encodes a variant polypeptide having biological activity;
(d)配列番号 1、 3、 5、 7、 9または 11に記載の塩基配列のスプライス変異体または 対立遺伝子変異体である、ポリヌクレオチド;  (d) a polynucleotide which is a splice variant or allelic variant of the base sequence set forth in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9 or 11;
(e)配列番号 2、 4、 6、 8、 10または 12に記載のアミノ酸配列力もなるポリペプチド の種相同体をコードする、ポリヌクレオチド;  (e) a polynucleotide encoding a species homologue of the polypeptide having the amino acid sequence ability as set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12;
(f) (a)〜(e)のいずれ力 1つのポリヌクレオチドにストリンジェント条件下でハイブリ ダイズし、かつ生物学的活性を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチド;また は  (f) any force of (a) to (e), a polynucleotide that hybridizes to one polynucleotide under stringent conditions and encodes a polypeptide having biological activity; or
(g) (a)〜(e)のいずれ力 1つのポリヌクレオチドまたはその相補配列に対する同一 性が少なくとも 70%である塩基配列からなり、かつ、生物学的活性を有するポリぺプ チドをコードするポリヌクレオチド、  (g) Any one of (a) to (e) Encoding a polypeptide having a base sequence having at least 70% identity to one polynucleotide or its complementary sequence and having biological activity Polynucleotides,
を含む、 including,
核酸分子;あるいは A nucleic acid molecule; or
(B) (a)配列番号 2、 4、 6、 8、 10または 12に記載のアミノ酸配列またはそのフラ グメントからなる、ポリペプチド;  (B) (a) a polypeptide comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12 or a fragment thereof;
(b)配列番号 2、 4、 6、 8、 10または 12に記載のアミノ酸配列において、 1以上のァ ミノ酸が置換、付加および欠失力 なる群より選択される少なくとも 1つの変異を有し、 かつ、生物学的活性を有する、ポリペプチド;  (b) in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12, at least one amino acid has at least one mutation selected from the group consisting of substitution, addition, and deletion ability And a polypeptide having biological activity;
(c)配列番号 1、 3、 5、 7、 9または 11に記載の塩基配列のスプライス変異体または 対立遺伝子変異体によってコードされる、ポリペプチド; (c) a splice variant of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, or 11 or A polypeptide encoded by an allelic variant;
(d)配列番号 2、 4、 6、 8、 10または 12に記載のアミノ酸配列の種相同体である、ポ リペプチド;または  (d) a polypeptide that is a species homologue of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, or 12; or
(e) (a)〜(d)のいずれか 1つのポリペプチドに対する同一性が少なくとも 70%であ るアミノ酸配列を有し、かつ、生物学的活性を有する、ポリペプチド、  (e) a polypeptide having an amino acid sequence with at least 70% identity to any one of the polypeptides of (a) to (d) and having biological activity,
を含む、  including,
ポリペプチドをコードする核酸分子、あるいはそれがコードするポリペプチドが挙げら れるがそれらに限定されない。  Examples include, but are not limited to, a nucleic acid molecule encoding a polypeptide, or a polypeptide encoded by it.
[0042] 本明細書において「レチノイン酸」とは、ビタミン A (レチノール)の重要な代謝物.視 覚における役割はもたないが,動物の正常な発育,上皮組織および軟骨の分化増 殖に必須である.脊椎動物の発生過程においてモルフォーゲン様作用をもつ。レチ ノイン酸受容体を介して遺伝子の発現を制御することによってその作用を発揮する. 全トランス型が最も重要な異性体だが, 9 -シスおよび 13 -シス体も存在する。  [0042] In this specification, "retinoic acid" is an important metabolite of vitamin A (retinol), which has no role in vision but is used for normal growth of animals, epithelial tissue and cartilage differentiation. It is essential. It has a morphogen-like action during vertebrate development. It exerts its effects by regulating gene expression through the retinoic acid receptor. The all-trans form is the most important isomer, but there are also 9-cis and 13-cis forms.
[0043] [化 1]  [0043] [Chemical 1]
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[0044] レチノイン酸受容体 (RAR)は、ビタミン Aの活性型と ヽえるレチノイン酸が作用を発 揮するために必要な核内に存在する受容体である。全トランスーレチノイン酸が結合 する RAR— α , — j8および一 γ , 9—シス一レチノイン酸が結合するレチノイン酸 X 受容体 RXR— α , - βおよび γが知られている.これらはいずれもステロイド受容 体と類似構造をもつリガンド依存的核内受容体であり,リガンドであるレチノイン酸と 結合ののち遺伝子の特定の位置に結合してその遺伝子の転写を制御する.発生, 形態形成,細胞分化に関与する。 [0044] The retinoic acid receptor (RAR) is a receptor present in the nucleus necessary for retinoic acid, which is considered to be an active form of vitamin A, to exert its action. RAR — α, — j8 and mono-γ, 9-cis monoretinoic acid to which all-trans retinoic acid binds RXR— α,-β and γ are known. It is a ligand-dependent nuclear receptor similar in structure to a steroid receptor, and after binding to the ligand retinoic acid, it binds to a specific position of the gene and regulates the transcription of that gene. Involved in differentiation.
[0045] 本明細書において「白血病阻害因子 (LIF)」とは、配列番号 13または 15 (核酸配 列)および 14または 16 (アミノ酸配列)に示されるような配列を有する因子および他の 種の動物にお 、て対応する因子 (オルソログ)を 、う。 As used herein, “leukemia inhibitory factor (LIF)” refers to SEQ ID NO: 13 or 15 (nucleic acid sequence). Columns) and 14 or 16 (amino acid sequence) and the corresponding factors (orthologs) in other animals.
[0046] LIFは、単球細胞株 Mlの成熟マクロファージへの分化を誘導する因子として精製 および単離された(Gearing D. P. , Gough N. M. , King J. A.、 EMBO J. 6 : 3995-4002 (1987);ぉよび Gough N. M. , Gearing D. P. , King J. A. 、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 : 2623— 2627 (1988 。 Ml細胞増殖およ びクローン原性から白血病阻害因子と命名された。しかし、 LIFは、上記報告以外に おいても、種々のグループ力 種々の観点で発見され、分化誘導因子 (D因子また は DIF) (Tomida et al, J Biol Chem; 259 (17) : 10978— 82 (1984) ;Yama moto et al, Cancer Res ;40 :4804— 9 (1980) ) ;マクロファージ Z顆粒球誘導 因子 2型 (MGI— 2);分ィ匕阻害活性 (DIA);分ィ匕遅延因子 (DRF); DA— la細胞に 対するヒトインターロイキン (HILDA); TS— 1細胞に対する増殖刺激活性 (GATS) ;肝細胞刺激因子 I型および ΠΙ型 (HSF— IIおよび HSF— III);コリン作動性神経分 化因子 (CDF);メラニン細胞由来リポタンパク質リパーゼインヒビター(MLPLI);破 骨細胞活'性化因子(OAF) (Lass A, Weiser W, Munafo A, Loumaye E. ; Fertil Steril; 76 : 1091 -6 (2001); Knight D. Pulm Pharmacol Ther; 14 : 169— 76 (2001)などを参照)とも呼ばれる。  [0046] LIF was purified and isolated as a factor that induces differentiation of the monocyte cell line Ml into mature macrophages (Gearing DP, Gough NM, King JA, EMBO J. 6: 3995-4002 (1987); Nough and Gough NM, Gearing DP, King JA, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 2623— 2627 (1988. Named as a leukemia inhibitory factor because of Ml cell proliferation and clonogenicity. In addition to the above reports, various group forces were discovered from various viewpoints, and differentiation-inducing factors (factor D or DIF) (Tomida et al, J Biol Chem; 259 (17): 10978-82 (1984) ; Yama moto et al, Cancer Res; 40: 4804—9 (1980)); Macrophage Z granulocyte-inducing factor type 2 (MGI—2); MN inhibitory activity (DIA); MN delay factor (DRF) Human interleukin (HILDA) against DA-la cells; growth-stimulating activity against TS-1 cells (GATS); hepatocyte-stimulating factor type I and type IV (HSF-II and H SF—III); cholinergic neuronal differentiation factor (CDF); melanocyte-derived lipoprotein lipase inhibitor (MLPLI); osteoclast activation factor (OAF) (Lass A, Weiser W, Munafo A, Loumaye E Fertil Steril; 76: 1091-6 (2001); see Knight D. Pulm Pharmacol Ther; 14: 169-76 (2001)).
[0047] LIFは、ヒトおよびマウスで発見され、ヒトおよびマウスの型の場合、ジスルフイド結 合を有するモノマーの 180残基の糖タンパク質であり、分子量は約 20kDaである。 LI Fは天然では、グリコシルイ匕されて存在しており、精製された LIFは、およそ 38— 67k Daの見かけ上の分子量を有し(Gascan H. , Godard A. , Ferenz C. (1989) J. Biol. Chem. 264 : 21509- 21515 ;Hilton D. J. , Nicola N. A. , Gough N. M. and Metcalf D. (1988) Anal. Biochem. 173 : 359— 367)、グリコシ ル残基の有無は LIFの活性には関係ない(Hilton D. J. et al. ,前出; Gough N. M. , Hilton D. J. , Gearing D. P. (1988) Blood Cells 14 :431—442) 。 LIFは、らせん構造をしており、長鎖タイプのサイト力インに分類される。このサイト力 インは、長いらせん、長い頭部 A— Bおよび C Dループ、およびさらなる 5番目のら せん A/レープがある(Purvis D. H. and Mabbutt B. C. (1997) Biochemistr y 36 (33) : 10146— 10154)。 [0047] LIF is found in humans and mice, and in the case of human and mouse types, is a 180-residue glycoprotein of monomers with disulfide bonds and a molecular weight of about 20 kDa. LI F is naturally glycosylated and purified LIF has an apparent molecular weight of approximately 38-67 kDa (Gascan H., Godard A., Ferenz C. (1989) J. Biol. Chem. 264: 21509-21515; Hilton DJ, Nicola NA, Gough NM and Metcalf D. (1988) Anal. Biochem. 173: 359-367), the presence or absence of glycosyl residues depends on the activity of LIF Not relevant (Hilton DJ et al., Supra; Gough NM, Hilton DJ, Gearing DP (1988) Blood Cells 14: 431-442). LIF has a helical structure and is classified as a long-chain site force-in. This site force in has a long helix, a long head A—B and CD loop, and an additional fifth helix A / rape (Purvis DH and Mabbutt BC (1997) Biochemistr y 36 (33): 10146—10154).
[0048] 本発明において使用されるポリペプチドには、 LIFレセプターに結合する能力を有 する「LIF様因子」も包含される。「LIF様因子」とは、 LIFレセプターと相互作用する 能力を有する因子をいう。 LIF様因子は、 gpl30を活性ィ匕し、その後のシグナル伝達 を惹起するものであれば、その相互作用は、直接の結合であっても、間接的な作用 であってもよい。 LIFレセプターと相互作用する能力は、 LIFアツセィで測定すること ができる。そのような LIFアツセィとして、たとえば、下流のシグナル (JAK— STAT伝 達系)の!、ずれか一つの分子の活性ィ匕 (例えば、リン酸化)を測定する機構を利用す ることができ、 gpl30および LIFレセプターの複合体または STAT— 3のチロシンリン 酸化を利用するアツセィが挙げられる。  [0048] Polypeptides used in the present invention also include "LIF-like factors" having the ability to bind to LIF receptors. “LIF-like factor” refers to a factor that has the ability to interact with the LIF receptor. As long as the LIF-like factor activates gpl30 and causes subsequent signal transduction, the interaction may be direct binding or indirect action. The ability to interact with the LIF receptor can be measured with the LIF assay. As such a LIF assembly, for example, a mechanism for measuring the downstream signal (JAK-STAT transmission system!) Or the activity of any one molecule (eg phosphorylation) can be used. Examples include the complex of gpl30 and LIF receptor, or the use of tyrosine phosphorylation of STAT-3.
[0049] 好ましくは、 LIF力 レセプターに結合し、 gp 130を介して細胞内シグナル伝達を 惹起することから、本発明では、 gpl30リガンドまたは LIF様因子を用いて、同様の 機構により効果を奏することができる。  [0049] Preferably, it binds to the LIF force receptor and induces intracellular signal transduction via gp130. Therefore, in the present invention, gpl30 ligand or LIF-like factor is used to exert an effect by the same mechanism. Can do.
[0050] 本明細書において、「LIFレセプター」とは、当該分野において使用されるのと同じ 意味で使用され、 LIFに特異的に結合するレセプターをいう。 LIFレセプターは、 Kd 値が 20〜100pMの高親和性のレセプターと、 Kd値が 1〜2ηΜの高親和性のレセ プターがある(Allan E. H. , Hilton D. J. , Brown Μ. A. J. Cell Physiol. 1 45 : 110- 119 (1990); Godard A. , Heymann D. , Raher S. J. Biol. Che m. 267 : 3214- 3222 (1992); Hendry L. A. Murphy M. , Hilton D. J. , Nicola N. A. and Bartlett P. FJ. Neurosci. 12 : 3427— 3434 (1992) ;Hil ton D. J. , Nicola N. A. and Metcalf D. Ciba Found. Symp. 167 : 227 - 239 (1992); Rodan S. B. , Wesolowski G. , Hilton D. J. , Nicola N. A and Rodan G. A. Endocrinology 127 : 1602- 1608 (1990); Williams [0050] As used herein, "LIF receptor" is used in the same meaning as used in the art, and refers to a receptor that specifically binds to LIF. The LIF receptor has a high affinity receptor with a Kd value of 20-100 pM and a high affinity receptor with a Kd value of 1-2 ηΜ (Allan EH, Hilton DJ, Brown Μ. AJ Cell Physiol. 1 45: 110-119 (1990); Godard A., Heymann D., Raher SJ Biol. Chem. 267: 3214-3222 (1992); Hendry LA Murphy M., Hilton DJ, Nicola NA and Bartlett P. FJ. Neurosci. 12: 3427— 3434 (1992); Hil ton DJ, Nicola NA and Metcalf D. Ciba Found. Symp. 167: 227-239 (1992); Rodan SB, Wesolowski G., Hilton DJ, Nicola N. A and Rodan GA Endocrinology 127: 1602-1608 (1990); Williams
R. L. , Hilton D. J. , Pease S. Nature 336 : 684— 687 (1988);および Ya mamoto— Yamaguchi Y. , Tomida M. and Hozumi M. Exp. Cell. Res. 164 : 97— 102 (1986) )。 LIFレセプターは、造血因子レセプターに分類される。 LI Fレセプターは、 gp 130と共同でレセプター複合体を形成し、 LIFに対して高親和性 を示す。マウスでは可溶性 LIFレセプターが発見されており、その役割が注目されて いる。可溶性 LIFレセプターと LIFとのレセプター複合体を形成させると、その複合体 は、 gpl30と反応し得、シグナル伝達を刺激することが明らかになつている(Heyma nn D. , Goddard A. , Raher S. (1996) Cytokine 8 (3) : 197— 205)。従つ て、このようなレセプターコンバージョンモデルを用いたシグナル伝達機構を利用す ることによつても、本発明の効果を奏することができる。 LIFレセプターと gpl30とは、 他のサイト力インのレセプターの成分としても知られる、そのようなサイト力インとしては 、 IL— 6スーパーファミリーのメンバーが挙げられ、例えば、 IL— 6、 IL 11、 CNTF 、 OSMなどが挙げられるがそれらに限定されない。 RL, Hilton DJ, Pease S. Nature 336: 684—687 (1988); and Ya mamoto—Yamaguchi Y., Tomida M. and Hozumi M. Exp. Cell. Res. 164: 97—102 (1986)). LIF receptors are classified as hematopoietic factor receptors. The LIF receptor forms a receptor complex with gp130 and exhibits high affinity for LIF. A soluble LIF receptor has been discovered in mice, and its role has attracted attention. Yes. It has been shown that when a soluble LIF receptor-LIF receptor complex is formed, the complex can react with gpl30 and stimulate signal transduction (Heyma nn D., Goddard A., Raher S (1996) Cytokine 8 (3): 197—205). Therefore, the effects of the present invention can also be achieved by using a signal transduction mechanism using such a receptor conversion model. The LIF receptor and gpl30 are also known as components of other site force-in receptors. Examples of such site force-in include IL-6 superfamily members such as IL-6, IL 11, Examples include, but are not limited to, CNTF and OSM.
[0051] 本明細書において、「リガンド」とは、あるタンパク質に特異的に結合する物質をいう 。例えば,細胞膜上に存在する種々のレセプタータンパク質分子と特異的に結合す るレクチン、抗原、抗体、ホルモン、神経伝達物質などがリガンドとして挙げられる。ァ クチビンまたはレチノイン酸がリガンドとすれば、同様の(等価の)作用を有するリガン ドは、本発明の範囲内であることが意図される。  [0051] As used herein, "ligand" refers to a substance that specifically binds to a certain protein. Examples of ligands include lectins, antigens, antibodies, hormones, and neurotransmitters that specifically bind to various receptor protein molecules present on cell membranes. If activin or retinoic acid is the ligand, ligands with similar (equivalent) action are intended to be within the scope of the present invention.
[0052] 本発明において用いられるァクチビン、 LIFなどのポリペプチドについて、糖鎖が付 加され得る部分としては、 N -ァセチル -D-ダルコサミンなどが結合する N -ダル コシド結合可能な部分、および N ァセチル -D-ガラクトサミンの O グリコシド結 合をする部分 (セリンまたはスレオニン残基が頻出する部分)が挙げられる。本明細 書において使用されるァクチビンは、糖鎖の有無は特に活性に影響を与えるというわ けではないが、これらの糖鎖が付加されたタンパク質は、通常生体内での分解に対し て安定であり、強い生理活性を有し得る。従って、これら糖鎖が付加されたポリぺプ チドもまた、本発明の範囲内にある。  [0052] Regarding the polypeptides such as activin and LIF used in the present invention, the moieties to which a sugar chain can be added include N-acetylyl-D-darcosamine-binding moieties, and N-darcoside-bondable moieties. Examples include moieties that form O-glycosides of acetyl-D-galactosamine (parts where serine or threonine residues frequently appear). The activin used in this specification is not particularly affected by the presence or absence of a sugar chain, but the protein to which these sugar chains are added is usually stable against degradation in vivo. Yes, it can have strong physiological activity. Accordingly, polypeptides to which these sugar chains are added are also within the scope of the present invention.
[0053] 本明細書において使用される用語「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴぺプチ ド」および「ペプチド」は、本明細書において同じ意味で使用され、任意の長さのアミ ノ酸のポリマーをいう。このポリマーは、直鎖であっても分岐していてもよぐ環状であ つてもよい。アミノ酸は、天然のものであっても非天然のものであってもよぐ改変され たアミノ酸であってもよい。この用語はまた、複数のポリペプチド鎖の複合体へとァセ ンブルされたものを包含し得る。この用語はまた、天然または人工的に改変されたァ ミノ酸ポリマーも包含する。そのような改変としては、例えば、ジスルフイド結合形成、 グリコシル化、脂質化、ァセチル化、リン酸ィ匕または任意の他の操作もしくは改変(例 えば、標識成分との結合体化)。この定義にはまた、例えば、アミノ酸の 1または複数 のアナログを含むポリペプチド (例えば、非天然のアミノ酸などを含む)、ペプチド様 化合物(例えば、ぺプトイド)および当該分野にお!、て公知の他の改変が包含される 。本発明の遺伝子産物は、通常ポリペプチド形態をとる。このようなポリペプチド形態 の本発明の遺伝子産物は、本発明の診断、予防、治療または予後のための組成物 として有用である。 [0053] As used herein, the terms "protein", "polypeptide", "oligopeptide" and "peptide" are used interchangeably herein and can be any length of amino acid. The polymer. This polymer may be linear or branched or cyclic. The amino acid may be a modified amino acid, whether natural or unnatural. The term can also include those assembled into a complex of multiple polypeptide chains. The term also encompasses amino acid polymers that have been modified naturally or artificially. Such modifications include, for example, disulfide bond formation, Glycosylation, lipidation, acetylation, phosphate or any other manipulation or modification (eg, conjugation with a labeling component). This definition also includes, for example, polypeptides containing one or more analogs of amino acids (eg, including unnatural amino acids, etc.), peptidomimetic compounds (eg, peptoids) and those known in the art! Other modifications are included. The gene product of the present invention usually takes the form of a polypeptide. The gene product of the present invention in such a polypeptide form is useful as a composition for diagnosis, prevention, treatment or prognosis of the present invention.
[0054] 本明細書において使用される用語「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」および「 核酸」は、本明細書において同じ意味で使用され、任意の長さのヌクレオチドのポリ マーをいう。この用語はまた、「オリゴヌクレオチド誘導体」または「ポリヌクレオチド誘 導体」を含む。  [0054] As used herein, the terms "polynucleotide", "oligonucleotide", and "nucleic acid" are used interchangeably herein and refer to nucleotide polymers of any length. The term also includes “oligonucleotide derivatives” or “polynucleotide derivatives”.
[0055] 本明細書にぉ 、て「オリゴヌクレオチド誘導体」または「ポリヌクレオチド誘導体」とは 、ヌクレオチドの誘導体を含むか、またはヌクレオチド間の結合が通常とは異なるオリ ゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドをいい、互換的に使用される。そのようなオリゴ ヌクレオチドとして具体的には、例えば、 2,一O—メチルーリボヌクレオチド、オリゴヌ クレオチド中のリン酸ジエステル結合がホスホロチォエート結合に変換されたオリゴヌ クレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のリン酸ジエステル結合が N3,一 P5,ホスホ 口アミデート結合に変換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のリボ ースとリン酸ジエステル結合とがペプチド核酸結合に変換されたオリゴヌクレオチド誘 導体、オリゴヌクレオチド中のゥラシルが C— 5プロピ-ルゥラシルで置換されたオリゴ ヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のゥラシルが C 5チアゾールゥラシルで置 換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のシトシンが C 5プロピ- ルシトシンで置換されたオリゴヌクレオチド誘導体、オリゴヌクレオチド中のシトシンが フエノキサジン修飾シトシン(phenoxazine— modified cytosine)で置換されたォ リゴヌクレオチド誘導体、 DNA中のリボースが 2,一 O プロピルリボースで置換され たオリゴヌクレオチド誘導体およびオリゴヌクレオチド中のリボースが 2,ーメトキシエト キシリボースで置換されたオリゴヌクレオチド誘導体などが例示される。他にそうでは ないと示されなければ、特定の核酸配列はまた、明示的に示された配列と同様に、そ の保存的に改変された改変体 (例えば、縮重コドン置換体)および相補配列を包含 することが企図される。具体的には、縮重コドン置換体は、 1または複数の選択された (または、すべての)コドンの 3番目の位置が混合塩基および Zまたはデォキシイノシ ン残基で置換された配列を作成することにより達成され得る(Batzerら、 Nucleic A cid Res. 19 : 5081 (1991) ; Ohtsukaら、 Biol. Chem. 260 : 2605— 2608 (1 985); Rossoliniら、 Mol. Cell. Probes 8 : 91— 98 (1994) )。本発明の遺伝子は 、通常、このポリヌクレオチド形態をとる。 [0055] As used herein, the term "oligonucleotide derivative" or "polynucleotide derivative" refers to an oligonucleotide or polynucleotide that includes a derivative of a nucleotide or has an unusual linkage between nucleotides, Used interchangeably. Specific examples of such oligonucleotides include, for example, 2,1-O-methyl-ribonucleotides, oligonucleotide derivatives in which a phosphodiester bond in an oligonucleotide is converted to a phosphoroate bond, phosphorous in an oligonucleotide. Oligonucleotide derivative in which acid diester bond is converted to N3, P5, phosphoramidate bond, oligonucleotide derivative in which ribose and phosphodiester bond in oligonucleotide are converted to peptide nucleic acid bond, in oligonucleotide Oligonucleotide derivatives in which uracil is replaced with C-5-propyluracil, oligonucleotide derivatives in which uracil in oligonucleotide is replaced with C 5 thiazoleuracil, and cytosine in oligonucleotide is replaced with C 5 propylcytosine Is Oligonucleotide derivatives, oligonucleotide derivatives in which the cytosine in the oligonucleotide is substituted with phenoxazine-modified cytosine, oligonucleotide derivatives in which the ribose in the DNA is replaced with 2, 1 O-propyl ribose, and in the oligonucleotide An example is an oligonucleotide derivative in which the ribose is substituted with 2, -methoxyethoxyribose. Unless otherwise indicated, a particular nucleic acid sequence may also be expressed in the same manner as an explicitly indicated sequence. Of conservatively modified variants (eg, degenerate codon substitutes) and complementary sequences are contemplated. Specifically, a degenerate codon substitute creates a sequence in which the third position of one or more selected (or all) codons is replaced with a mixed base and a Z or deoxyinosin residue. (Batzer et al., Nucleic Acids Res. 19: 5081 (1991); Ohtsuka et al., Biol. Chem. 260: 2605-2608 (1 985); Rossolini et al., Mol. Cell. Probes 8: 91—98 (1994)). The gene of the present invention usually takes this polynucleotide form.
[0056] 本明細書では「核酸分子」もまた、核酸、オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチドと 互換可能に使用され、 cDNA、 mRNA、ゲノム DNAなどを含む。本明細書では、核 酸および核酸分子は、用語「遺伝子」の概念に含まれ得る。ある遺伝子配列をコード する核酸分子はまた、「スプライス変異体 (改変体)」を包含する。同様に、核酸により コードされた特定のタンパク質は、その核酸のスプライス改変体によりコードされる任 意のタンパク質を包含する。その名が示唆するように「スプライス変異体」は、遺伝子 のオルタナティブスプライシングの産物である。転写後、最初の核酸転写物は、異な る(別の)核酸スプライス産物が異なるポリペプチドをコードするようにスプライスされ 得る。スプライス変異体の産生機構は変化する力 ェキソンのオルタナティブスプライ シングを含む。読み過し転写により同じ核酸に由来する別のポリペプチドもまた、この 定義に包含される。スプライシング反応の任意の産物 (組換え形態のスプライス産物 を含む)がこの定義に含まれる。したがって、本明細書では、たとえば、本発明で使用 され得る遺伝子 (ァクチビン遺伝子)には、そのスプライス変異体もまた包含され得る [0056] As used herein, "nucleic acid molecule" is also used interchangeably with nucleic acids, oligonucleotides and polynucleotides and includes cDNA, mRNA, genomic DNA, and the like. As used herein, nucleic acid and nucleic acid molecules may be included in the term “gene” concept. Nucleic acid molecules that encode a gene sequence also include “splice variants”. Similarly, a particular protein encoded by a nucleic acid includes any protein encoded by a splice variant of that nucleic acid. As the name suggests, a “splice variant” is the product of alternative splicing of a gene. After transcription, the initial nucleic acid transcript can be spliced such that a different (another) nucleic acid splice product encodes a different polypeptide. The mechanism of splice variant production involves alternative splicing of altering force exons. Other polypeptides derived from the same nucleic acid by read-through transcription are also encompassed by this definition. Any product of a splicing reaction (including recombinant forms of splice products) is included in this definition. Therefore, in the present specification, for example, a gene (activin gene) that can be used in the present invention may include a splice variant thereof.
[0057] 本明細書において、「遺伝子」とは、遺伝形質を規定する因子をいう。通常染色体 上に一定の順序に配列して 、る。タンパク質の一次構造を規定するものを構造遺伝 子といい、その発現を左右するものを調節遺伝子 (たとえば、プロモーター)という。本 明細書では、遺伝子は、特に言及しない限り、構造遺伝子および調節遺伝子を包含 する。したがって、ァクチビンなどの遺伝子というときは、通常、本発明の遺伝子の構 造遺伝子ならびにそのプロモーターなどの転写および Zまたは翻訳の調節配列の 両方を包含する。本発明では、構造遺伝子のほか、転写および Zまたは翻訳などの 調節配列もまた、神経再生、神経疾患の診断、治療、予防、予後などに有用であるこ とが理解される。本明細書では、「遺伝子」は、「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチ ド」、「核酸」および「核酸分子」ならびに Zまたは「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリ ゴペプチド」および「ペプチド」を指すことがある。本明細書においてはまた、「遺伝子 産物」は、遺伝子によって発現された「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「核 酸」および「核酸分子」ならびに Zまたは「タンパク質」、「ポリペプチド」、「オリゴぺプ チド」および「ペプチド」を包含する。当業者であれば、遺伝子産物が何たるかはその 状況に応じて理解することができる。 [0057] As used herein, "gene" refers to a factor that defines a genetic trait. Usually arranged in a certain order on a chromosome. Those that define the primary structure of a protein are called structural genes, and those that affect their expression are called regulatory genes (for example, promoters). In the present specification, genes include structural genes and regulatory genes unless otherwise specified. Therefore, a gene such as activin usually includes both a structural gene of the gene of the present invention and a transcriptional and Z or translational regulatory sequence such as its promoter. In the present invention, in addition to structural genes, transcription and Z or translation, etc. It is understood that regulatory sequences are also useful for nerve regeneration, diagnosis, treatment, prevention, prognosis, etc. of neurological diseases. As used herein, “gene” refers to “polynucleotide”, “oligonucleotide”, “nucleic acid” and “nucleic acid molecule” and Z or “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “peptide”. May point. As used herein, a “gene product” also refers to a “polynucleotide”, “oligonucleotide”, “nucleic acid” and “nucleic acid molecule” expressed by a gene and Z or “protein”, “polypeptide”, “ Includes "oligopeptide" and "peptide". A person skilled in the art can understand what a gene product is, depending on the situation.
[0058] 本明細書において遺伝子 (例えば、核酸配列、アミノ酸配列など)の「相同性」とは、 2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。また、本明細書におい て配列 (核酸配列、アミノ酸配列など)の同一性とは、 2以上の対比可能な配列の、互 いに対する同一の配列(個々の核酸、アミノ酸など)の程度をいう。従って、ある 2つの 遺伝子の相同性が高いほど、それらの配列の同一性または類似性は高い。 2種類の 遺伝子が相同性を有するか否かは、配列の直接の比較、または核酸の場合ストリン ジェントな条件下でのハイブリダィゼーシヨン法によって調べられ得る。 2つの遺伝子 配列を直接比較する場合、その遺伝子配列間で DNA配列が、代表的には少なくと も 50%同一である場合、好ましくは少なくとも 70%同一である場合、より好ましくは少 なくとも 80%、 90%、 95%、 96%、 97%、 98%または 99%同一である場合、それら の遺伝子は相同性を有する。本明細書において、遺伝子 (例えば、核酸配列、ァミノ 酸配列など)の「類似性」とは、上記相同性において、保存的置換をポジティブ(同一 )とみなした場合の、 2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。従 つて、保存的置換がある場合は、その保存的置換の存在に応じて相同性と類似性と は異なる。また、保存的置換がない場合は、相同性と類似性とは同じ数値を示す。  As used herein, “homology” of genes (eg, nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to the degree of identity of two or more gene sequences with respect to each other. In the present specification, the identity of sequences (nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to the degree of the same sequence (individual nucleic acids, amino acids, etc.) of two or more comparable sequences. Therefore, the higher the homology between two genes, the higher the sequence identity or similarity. Whether two genes have homology can be examined by direct sequence comparison or, in the case of nucleic acids, hybridization methods under stringent conditions. When directly comparing two gene sequences, the DNA sequence between the gene sequences is typically at least 50% identical, preferably at least 70% identical, more preferably at least 80% identical. If%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% are identical, the genes are homologous. In this specification, “similarity” of genes (for example, nucleic acid sequences, amino acid sequences, etc.) refers to two or more gene sequences when conservative substitutions are considered positive (identical) in the above homology. , Refers to the degree of identity to each other. Thus, when there is a conservative substitution, homology and similarity differ depending on the presence of the conservative substitution. When there is no conservative substitution, homology and similarity indicate the same numerical value.
[0059] 本明細書では、アミノ酸配列および塩基配列の類似性、同一性および相同性の比 較は、同一性の検索は例えば、 NCBIの BLAST 2. 2. 9 (2004. 5. 12 発行) を用いて行うことができる。本明細書における同一性の値は通常は上記 BLASTを用 い、デフォルトの条件でァラインした際の値をいう。ただし、パラメーターの変更により 、より高い値が出る場合は、最も高い値を同一性の値とする。複数の領域で同一性が 評価される場合はそのうちの最も高い値を同一性の値とする。 [0059] In the present specification, comparison of similarity, identity and homology between amino acid sequences and nucleotide sequences is performed by searching for identity, for example, NCBI BLAST 2.2.9 (issued on May 12, 2004) Can be used. The identity value in this specification is a value obtained by aligning under the default conditions usually using the above BLAST. However, if a higher value is obtained by changing the parameter, the highest value is the identity value. Identity in multiple areas In the case of evaluation, the highest value among them shall be the identity value.
[0060] 本明細書において、「アミノ酸」は、本発明の目的を満たす限り、天然のものでも非 天然のものでもよい。「アミノ酸誘導体」または「アミノ酸アナログ」とは、天然に存在す るアミノ酸とは異なるがもとのアミノ酸と同様の機能を有するものを 、う。そのようなアミ ノ酸誘導体およびアミノ酸アナログは、当該分野において周知である。  In the present specification, the “amino acid” may be natural or non-natural as long as it satisfies the object of the present invention. An “amino acid derivative” or “amino acid analog” refers to an amino acid that is different from a naturally occurring amino acid but has the same function as the original amino acid. Such amino acid derivatives and amino acid analogs are well known in the art.
[0061] 用語「天然のアミノ酸」とは、天然のアミノ酸の L 異性体を意味する。天然のァミノ 酸は、グリシン、ァラニン、ノ リン、ロイシン、イソロイシン、セリン、メチォニン、トレオ- ン、フエ二ルァラニン、チロシン、トリプトファン、システィン、プロリン、ヒスチジン、ァス パラギン酸、ァスパラギン、グルタミン酸、グルタミン、 γ—カルボキシグルタミン酸、ァ ルギニン、オル-チン、およびリジンである。特に示されない限り、本明細書でいう全 てのアミノ酸は L体である力 D体のアミノ酸を用いた形態もまた本発明の範囲内にあ る。  [0061] The term "natural amino acid" refers to the L isomer of a natural amino acid. Natural amino acids are glycine, alanine, norine, leucine, isoleucine, serine, methionine, threonine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, cysteine, proline, histidine, aspartic acid, asparagine, glutamic acid, glutamine, γ-carboxyglutamic acid, arginine, orthine, and lysine. Unless otherwise indicated, all amino acids referred to herein are L-forms. Forms using D-form amino acids are also within the scope of the present invention.
[0062] 本明細書において用語「非天然アミノ酸」とは、タンパク質中で通常は天然に見出 されないアミノ酸を意味する。非天然アミノ酸の例として、ノルロイシン、パラー-トロフ ェ-ルァラニン、ホモフエ二ルァラニン、パラ一フルオロフェ-ルァラニン、 3—ァミノ — 2—ベンジルプロピオン酸、ホモアルギニンの D体または L体および D—フエ-ルァ ラニンが挙げられる。  [0062] As used herein, the term "unnatural amino acid" means an amino acid that is not normally found in proteins. Examples of non-natural amino acids are norleucine, para-trophellalanine, homophenylalanine, para-fluoroferranalanin, 3-amino- 2-benzylbenzylpropionic acid, homoarginine D-form or L-form and D-phenol Lanin is mentioned.
[0063] 本明細書において「アミノ酸アナログ」とは、アミノ酸ではないが、アミノ酸の物性お よび Ζまたは機能に類似する分子をいう。アミノ酸アナログとしては、例えば、ェチォ ニン、カナバニン、 2—メチルグルタミンなどが挙げられる。アミノ酸模倣物とは、ァミノ 酸の一般的な化学構造とは異なる構造を有するが、天然に存在するアミノ酸と同様 な様式で機能する化合物をいう。本明細書におけるァクチビンとしては、天然型のァ ミノ酸を含むもののほ力、このようなアミノ酸アナログまたはアミノ酸誘導体を含むもの が使用され得る。  [0063] As used herein, "amino acid analog" refers to a molecule that is not an amino acid but is similar to the physical properties and function or function of an amino acid. Examples of amino acid analogs include ethionine, canavanine, 2-methylglutamine and the like. Amino acid mimetics refers to chemical compounds that have a structure that is different from the general chemical structure of an amino acid, but that functions in a manner similar to a naturally occurring amino acid. As an activin in the present specification, those containing natural amino acids, those containing such amino acid analogs or amino acid derivatives can be used.
[0064] 本明細書にぉ 、て「ヌクレオチド」は、天然のものでも非天然のものでもよ 、。「誘導 体ヌクレオチド」または「ヌクレオチドアナログ」とは、天然に存在するヌクレオチドとは 異なるがもとのヌクレオチドと同様の機能を有するものをいう。そのような誘導体ヌクレ ォチドおよびヌクレオチドアナログは、当該分野において周知である。そのような誘導 体ヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログの例としては、ホスホロチォエート、ホスホ ルアミデート、メチルホスホネート、キラルメチルホスホネート、 2— 0—メチルリボヌク レオチド、ペプチド 核酸 (PNA)が含まれる力 これらに限定されない。 [0064] As used herein, "nucleotide" may be natural or non-natural. “Derivative nucleotide” or “nucleotide analog” refers to a nucleotide that is different from a naturally occurring nucleotide but has the same function as the original nucleotide. Such derivative nucleotides and nucleotide analogs are well known in the art. Such induction Examples of body nucleotides and nucleotide analogs include, but are not limited to, phosphoroates, phosphoramidates, methyl phosphonates, chiral methyl phosphonates, 2-0-methyl ribonucleotides, peptide nucleic acids (PNA).
[0065] アミノ酸は、その一般に公知の 3文字記号力、または IUPAC— IUB Biochemica 1 Nomenclature Commissionにより推奨される 1文字記号のいずれかにより、本 明細書中で言及され得る。ヌクレオチドも同様に、一般に認知された 1文字コードによ り言及され得る。 [0065] Amino acids may be referred to herein by either their commonly known three letter symbol power or by the one letter symbol recommended by the IUPAC — IUB Biochemica 1 Nomenclature Commission. Nucleotides can also be referred to by their generally recognized single letter codes.
[0066] 本明細書において、「対応する」アミノ酸または核酸とは、あるポリペプチド分子また はポリヌクレオチド分子において、比較の基準となるポリペプチドまたはポリヌクレオ チドにおける所定のアミノ酸またはヌクレオチドと同様の作用を有する力、または有す ることが予測されるアミノ酸またはヌクレオチドをいい、特に酵素分子にあっては、活 性部位中の同様の位置に存在し触媒活性に同様の寄与をするアミノ酸を!ヽぅ。例え ば、アンチセンス分子であれば、そのアンチセンス分子の特定の部分に対応するォ ルソログにおける同様の部分であり得る。従って、本明細書においてマウスァクチビ ンにおける特定のアミノ酸配列は、アラインメントなどの解析によって、ヒトァクチビン における特定のアミノ酸に対して対応付けることができる。このような「対応する」ァミノ 酸または核酸は、一定範囲にわたる領域またはドメインであってもよい。従って、その ような場合、本明細書において「対応する」領域またはドメインと称される。  [0066] As used herein, a "corresponding" amino acid or nucleic acid has the same action as a given amino acid or nucleotide in a polypeptide or polynucleotide used as a reference for comparison in a certain polypeptide molecule or polynucleotide molecule. Amino acids or nucleotides that have or are predicted to have, especially in the case of enzyme molecules, amino acids that are present at the same position in the active site and contribute to the catalytic activity!ヽ ぅ. For example, an antisense molecule can be a similar part in an ortholog corresponding to a particular part of the antisense molecule. Therefore, in the present specification, a specific amino acid sequence in mouse activin can be associated with a specific amino acid in human activin by analysis such as alignment. Such “corresponding” amino acids or nucleic acids may be regions or domains spanning a range. Accordingly, such cases are referred to herein as “corresponding” regions or domains.
[0067] 本明細書にぉ 、て、「対応する」遺伝子 (例えば、ポリペプチド分子またはポリヌクレ ォチド分子)とは、ある種において、比較の基準となる種における所定の遺伝子と同 様の作用を有するか、または有することが予測される遺伝子 (例えば、ポリペプチド分 子またはポリヌクレオチド分子)をいい、そのような作用を有する遺伝子が複数存在す る場合、進化学的に同じ起源を有するものをいう。従って、ある遺伝子に対応する遺 伝子は、その遺伝子のオルソログであり得る。したがって、アフリカッメガエルのァクチ ビンなどの遺伝子に対応する遺伝子は、他の動物(ヒト、ラット、ブタ、ゥシなど)にお いても見出すことができる。そのような対応する遺伝子は、当該分野において周知の 技術を用いて同定することができる。したがって、例えば、ある動物における対応する 遺伝子は、対応する遺伝子の基準となる遺伝子 (例えば、アフリカッメガエルのァク チビンなどの遺伝子)の配列をクエリ配列として用いてその動物(例えばヒト、ラット)の 配列データベースを検索することによって見出すことができる。 [0067] As used herein, a "corresponding" gene (eg, a polypeptide molecule or a polynucleotide molecule) refers to an action similar to that of a given gene in a species as a reference for comparison. A gene that has or is predicted to have (for example, a polypeptide molecule or a polynucleotide molecule), and when there are multiple genes that have such an action, those that have the same evolutionary origin Say. Thus, the gene corresponding to a gene can be an ortholog of that gene. Therefore, genes corresponding to genes such as Xenopus laevis can also be found in other animals (human, rat, pig, ushi, etc.). Such corresponding genes can be identified using techniques well known in the art. Thus, for example, the corresponding gene in an animal is the reference gene for the corresponding gene (for example, It can be found by searching a sequence database of the animal (eg, human, rat) using the sequence of a gene such as tibin as a query sequence.
[0068] 本明細書にぉ 、て「フラグメント」とは、全長のポリペプチドまたはポリヌクレオチド( 長さが n)に対して、 l〜n— 1までの配列長さを有するポリペプチドまたはポリヌクレオ チドをいう。フラグメントの長さは、その目的に応じて、適宜変更することができ、例え ば、その長さの下限としては、ポリペプチドの場合、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 15, 2 0、 25、 30、 40、 50およびそれ以上のアミノ酸が挙げられ、ここの具体的に列挙して いない整数で表される長さ (例えば、 11など)もまた、下限として適切であり得る。また 、ポリヌクレオチドの場合、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 15, 20、 25、 30、 40、 50、 75、 100 およびそれ以上のヌクレオチドが挙げられ、ここの具体的に列挙して!/、な!/、整数で表 される長さ(例えば、 11など)もまた、下限として適切であり得る。本明細書において、 ポリペプチドおよびポリヌクレオチドの長さは、上述のようにそれぞれアミノ酸または核 酸の個数で表すことができるが、上述の個数は絶対的なものではなぐ同じ機能を有 する限り、上限または下限としての上述の個数は、その個数の上下数個(または例え ば上下 10%)のものも含むことが意図される。そのような意図を表現するために、本 明細書では、個数の前に「約」を付けて表現することがある。しかし、本明細書では、「 約」のあるなしはその数値の解釈に影響を与えな ヽことが理解されるべきである。本 明細書において有用なフラグメントの長さは、そのフラグメントの基準となる全長タン パク質の機能のうち少なくとも 1つの機能 (例えば、分化調節作用、他の分子との特 異的相互作用)が保持されているかどうかによつて決定され得る。  [0068] As used herein, "fragment" refers to a polypeptide or polynucleotide having a sequence length from 1 to n-1 with respect to a full-length polypeptide or polynucleotide (length n). Say. The length of the fragment can be changed as appropriate according to its purpose. For example, the lower limit of the length is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 in the case of a polypeptide. , 15, 2, 0, 25, 30, 40, 50 and more, and lengths expressed in integers not specifically listed here (for example, 11 etc.) are also suitable as lower limits. It can be. In the case of polynucleotides, examples include 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100 and more nucleotides. !!, NA! /, An integer length (eg 11) may also be appropriate as a lower limit. In the present specification, the lengths of polypeptides and polynucleotides can be represented by the number of amino acids or nucleic acids, respectively, as described above, but the above numbers are not absolute, as long as they have the same function. The above numbers as upper or lower limits are intended to include those above and below that number (or 10% above and below for example). In order to express such intention, in this specification, “about” may be added before the number. However, it should be understood herein that the presence or absence of “about” does not affect the interpretation of the value. The length of a fragment useful in the present specification is retained by at least one of the functions of the full-length protein that serves as a reference for the fragment (eg, differentiation-regulating action, specific interaction with other molecules). Can be determined by whether or not.
[0069] 本明細書において第一の物質または因子が第二の物質または因子に「特異的に 相互作用する」とは、第一の物質または因子が、第二の物質または因子に対して、第 二の物質または因子以外の物質または因子 (特に、第二の物質または因子を含むサ ンプル中に存在する他の物質または因子)に対するよりも高い親和性で相互作用す ることをいう。物質または因子について特異的な相互作用としては、例えば、核酸に おけるハイブリダィゼーシヨン、タンパク質における抗原抗体反応、リガンド―レセプタ 一反応、酵素一基質反応など、核酸およびタンパク質の両方が関係する場合、転写 因子とその転写因子の結合部位との反応など、タンパク質—脂質相互作用、核酸— 脂質相互作用などが挙げられるがそれらに限定されない。従って、物質または因子 がともに核酸である場合、第一の物質または因子が第二の物質または因子に「特異 的に相互作用する」ことには、第一の物質または因子が、第二の物質または因子に 対して少なくとも一部に相補性を有することが包含される。また例えば、物質または因 子がともにタンパク質である場合、第一の物質または因子が第二の物質または因子 に「特異的に相互作用する」こととしては、例えば、抗原抗体反応による相互作用、レ セプタ一一リガンド反応による相互作用、酵素一基質相互作用などが挙げられるが それらに限定されない。 2種類の物質または因子がタンパク質および核酸を含む場 合、第一の物質または因子が第二の物質または因子に「特異的に相互作用する」こ とには、転写因子と、その転写因子が対象とする核酸分子の結合領域との間の相互 作用が包含される。 [0069] As used herein, a first substance or factor "specifically interacts" with a second substance or factor means that the first substance or factor is relative to the second substance or factor, To interact with a higher affinity than a substance or factor other than a second substance or factor (especially another substance or factor present in the sample containing the second substance or factor). Specific interactions for a substance or factor include both nucleic acids and proteins, for example, hybridization in nucleic acids, antigen-antibody reactions in proteins, ligand-receptor reactions, enzyme-substrate reactions, etc. Protein-lipid interactions, nucleic acids—such as reactions between transcription factors and their binding sites Examples include, but are not limited to, lipid interactions. Thus, when both a substance or factor is a nucleic acid, the first substance or factor can “specifically interact” with the second substance or factor if the first substance or factor is the second substance. Alternatively, it includes at least a part of the complementarity to the factor. Also, for example, when both substances or factors are proteins, the fact that the first substance or factor “specifically interacts” with the second substance or factor includes, for example, an antigen-antibody reaction interaction, Examples include, but are not limited to, interaction by septa-one ligand reaction, enzyme-substrate interaction, and the like. When two substances or factors include proteins and nucleic acids, the first substance or factor “interacts specifically” with the second substance or factor so that the transcription factor and the transcription factor Interactions with the binding region of the nucleic acid molecule of interest are included.
[0070] したがって、本明細書においてポリヌクレオチドまたはポリペプチドなどの生物学的 因子に対して「特異的に相互作用する因子」とは、そのポリヌクレオチドまたはそのポ リペプチドなどの生物学的因子に対する親和性が、他の無関連の(特に、同一性が 3 0%未満の)ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対する親和性よりも、代表的には同 等またはより高いか、好ましくは有意に (例えば、統計学的に有意に)高いものを包含 する。そのような親和性は、例えば、ハイブリダィゼーシヨンアツセィ、結合アツセィな どによって測定することができる。  Therefore, in the present specification, “an agent that specifically interacts” with a biological agent such as a polynucleotide or a polypeptide means an affinity for a biological agent such as that polynucleotide or its polypeptide. Gender is typically the same or higher than, or preferably significantly more significant than, for example, an affinity for other unrelated (especially less than 30% identity) polynucleotides or polypeptides. Includes those that are scientifically significant). Such affinity can be measured by, for example, hybridization assay, binding assay, or the like.
[0071] 本明細書において「因子」(agent)としては、意図する目的を達成することができる 限りどのような物質または他の要素 (例えば、光、放射能、熱、電気などのエネルギー )でもあってもよい。そのような物質としては、例えば、タンパク質、ポリペプチド、オリ ゴペプチド、ペプチド、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、核酸 (例え ば、 cDNA、ゲノム DNAのような DNA、 mRNAのような RNAを含む)、ポリサッカリド 、オリゴサッカリド、脂質、有機低分子 (例えば、ホルモン、リガンド、情報伝達物質、 有機低分子、コンビナトリアルケミストリで合成された分子、医薬品として利用され得る 低分子 (例えば、低分子リガンドなど)など)、これらの複合分子が挙げられるがそれら に限定されない。ポリヌクレオチドに対して特異的な因子としては、代表的には、その ポリヌクレオチドの配列に対して一定の配列相同性を (例えば、 70%以上の配列同 一性)もって相補性を有するポリヌクレオチド、プロモーター領域に結合する転写因 子のようなポリペプチドなどが挙げられるがそれらに限定されない。ポリペプチドに対 して特異的な因子としては、代表的には、そのポリペプチドに対して特異的に指向さ れた抗体またはその誘導体あるいはその類似物 (例えば、単鎖抗体)、そのポリぺプ チドがレセプターまたはリガンドである場合の特異的なリガンドまたはレセプター、そ のポリペプチドが酵素である場合、その基質などが挙げられるがそれらに限定されな い。本明細書では、ァクチビンが幹細胞の分ィ匕に使用され得るが、ァクチビンと同一 の生物学的活性を有する因子であれば、本発明においてァクチビンと交換可能に用 いられ得ることが理解される。このような因子は、本明細書における開示に基づいて、 当該分野における技術常識を用いてスクリーニングすることによって同定することが でき、これらは、周知'慣用技術の範囲内であることが理解される。 [0071] As used herein, "agent" refers to any substance or other element (eg, energy such as light, radioactivity, heat, electricity, etc.) as long as the intended purpose can be achieved. There may be. Examples of such substances include proteins, polypeptides, oligopeptides, peptides, polynucleotides, oligonucleotides, nucleotides, nucleic acids (eg, DNA such as cDNA, genomic DNA, and RNA such as mRNA), Polysaccharides, oligosaccharides, lipids, small organic molecules (e.g. hormones, ligands, signaling substances, organic small molecules, molecules synthesized by combinatorial chemistry, small molecules that can be used as pharmaceuticals (e.g. small molecule ligands), etc. ), And these complex molecules, but are not limited thereto. A factor specific for a polynucleotide typically has a certain sequence homology to the polynucleotide sequence (e.g., 70% or more sequence identity). Examples thereof include, but are not limited to, a polynucleotide having a complementarity and a polypeptide such as a transcription factor that binds to a promoter region. Factors specific for a polypeptide typically include an antibody specifically directed against the polypeptide or a derivative or analog thereof (eg, a single chain antibody), a polypeptide thereof. Examples include, but are not limited to, a specific ligand or receptor when the peptide is a receptor or a ligand, and a substrate when the polypeptide is an enzyme. As used herein, activin can be used for stem cell sorting, but it is understood that any factor having the same biological activity as activin can be used interchangeably with activin in the present invention. . Such factors can be identified by screening using common general knowledge in the art based on the disclosure herein, and are understood to be within the scope of well-known 'conventional techniques. .
[0072] 本明細書中で使用される「化合物」は、任意の識別可能な化学物質または分子を 意味し、これらには、低分子、ペプチド、タンパク質、糖、ヌクレオチド、または核酸が 挙げられるが、これらに限定されず、そしてこのような化合物は、天然物または合成物 であり得る。  [0072] As used herein, "compound" means any distinguishable chemical or molecule, including small molecules, peptides, proteins, sugars, nucleotides, or nucleic acids. Without being limited thereto, and such compounds can be natural or synthetic.
[0073] 本明細書にぉ 、て「有機低分子」とは、有機分子であって、比較的分子量が小さな ものをいう。通常有機低分子は、分子量が約 1000以下のものをいうが、それ以上の ものであってもよい。有機低分子は、通常当該分野において公知の方法を用いるか それらを組み合わせて合成することができる。そのような有機低分子は、生物に生産 させてもよい。有機低分子としては、例えば、ホルモン、リガンド、情報伝達物質、有 機低分子、コンビナトリアルケミストリで合成された分子、医薬品として利用され得る低 分子 (例えば、低分子リガンドなど)などが挙げられるがそれらに限定されな 、。  In the present specification, the “small organic molecule” means an organic molecule having a relatively small molecular weight. Usually, a small organic molecule has a molecular weight of about 1000 or less, but may have a higher molecular weight. Small organic molecules can be synthesized by using methods known in the art or by combining them. Such small organic molecules may be produced by living organisms. Examples of small organic molecules include hormones, ligands, signal transmitters, organic small molecules, molecules synthesized by combinatorial chemistry, and small molecules that can be used as pharmaceuticals (for example, small molecule ligands). Not limited to.
[0074] 本明細書中で使用される「接触 (させる)」とは、化合物を、直接的または間接的の いずれかで、本発明のァクチビンなど(例えば、ポリペプチドまたはポリヌクレオチド) に対して物理的に近接させることを意味する。ポリペプチドまたはポリヌクレオチドは、 多くの緩衝液、塩、溶液などに存在し得る。接触とは、核酸分子またはそのフラグメン トをコードするポリペプチドを含む、例えば、ビーカー、マイクロタイタープレート、細 胞培養フラスコまたはマイクロアレイ (例えば、遺伝子チップ)などに化合物を置くこと が挙げられる。代表的には、接触させたい因子 (例えば、ァクチビン)を含む溶液 (例 えば、培地)に接触対象 (例えば、細胞)を入れることなどによって接触が達成され得 る。 [0074] As used herein, "contacting" refers to a compound, either directly or indirectly, such as an activin of the present invention (eg, a polypeptide or a polynucleotide). It means close physical proximity. The polypeptide or polynucleotide can be present in many buffers, salts, solutions, and the like. Contact refers to placing a compound in a beaker, microtiter plate, cell culture flask or microarray (e.g., a gene chip) containing a nucleic acid molecule or a polypeptide encoding the fragment. Is mentioned. Typically, contact can be achieved by placing a contact target (eg, a cell) in a solution (eg, medium) containing a factor (eg, activin) to be contacted.
[0075] 本明細書にぉ 、て「複合分子」とは、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、脂質、糖、低 分子などの分子が複数種連結してできた分子を 、う。そのような複合分子としては、 例えば、糖脂質、糖ペプチドなどが挙げられるがそれらに限定されない。本明細書に ぉ 、てァクチビンとしては、このような複合分子の形態でも用いられ得る。  As used herein, the term “complex molecule” refers to a molecule formed by linking a plurality of types of molecules such as polypeptides, polynucleotides, lipids, sugars, and small molecules. Examples of such complex molecules include, but are not limited to, glycolipids and glycopeptides. As used herein, activin can also be used in the form of such complex molecules.
[0076] 本明細書において「単離された」生物学的因子 (例えば、核酸またはタンパク質な ど)とは、その生物学的因子が天然に存在する生物体の細胞内の他の生物学的因 子 (例えば、核酸である場合、核酸以外の因子および目的とする核酸以外の核酸配 列を含む核酸;タンパク質である場合、タンパク質以外の因子および目的とするタン パク質以外のアミノ酸配列を含むタンパク質など)から実質的に分離または精製され たものをいう。「単離された」核酸およびタンパク質には、標準的な精製方法によって 精製された核酸およびタンパク質が含まれる。したがって、単離された核酸およびタ ンパク質は、化学的に合成した核酸およびタンパク質を包含する。  [0076] As used herein, an "isolated" biological agent (eg, a nucleic acid or protein, etc.) refers to other biological cells within the cells of the organism in which the biological agent is naturally present. Factor (e.g., if it is a nucleic acid, a nucleic acid containing a non-nucleic acid and a nucleic acid sequence other than the target nucleic acid; if it is a protein, it contains an amino acid sequence other than the non-protein and the target protein) A substance substantially separated or purified from a protein or the like. “Isolated” nucleic acids and proteins include nucleic acids and proteins purified by standard purification methods. Thus, isolated nucleic acids and proteins include chemically synthesized nucleic acids and proteins.
[0077] 本明細書において「精製された」生物学的因子 (例えば、核酸またはタンパク質な ど)とは、その生物学的因子に天然に随伴する因子の少なくとも一部が除去されたも のをいう。したがって、通常、精製された生物学的因子におけるその生物学的因子の 純度は、その生物学的因子が通常存在する状態よりも高い (すなわち濃縮されてい る)。  [0077] As used herein, a "purified" biological agent (eg, nucleic acid or protein) is one in which at least some of the factors that naturally accompany the biological agent have been removed. Say. Thus, the purity of a biological agent in a purified biological agent is usually higher (ie, enriched) than the state in which the biological agent is normally present.
[0078] 本明細書中で使用される用語「精製された」および「単離された」は、好ましくは少な くとも 75重量%、より好ましくは少なくとも 85重量%、よりさらに好ましくは少なくとも 95 重量%、そして最も好ましくは少なくとも 98重量%の、同型の生物学的因子が存在 することを意味する。  [0078] The terms "purified" and "isolated" as used herein are preferably at least 75% by weight, more preferably at least 85% by weight, and even more preferably at least 95% by weight. % And most preferably at least 98% by weight of the same type of biological agent is present.
[0079] 本明細書において「生物学的活性」とは、ある因子 (例えば、ポリヌクレオチド、タン パク質など)力 生体内において有し得る活性のことをいい、種々の機能 (例えば、転 写促進活性)を発揮する活性が包含される。例えば、 2つの因子が相互作用する(例 えば、ァクチビンとその特異的因子とが結合する)場合、その生物学的活性は、その 二分子との間の結合およびそれによつて生じる生物学的変化、例えば、一つの分子 を抗体を用いて沈降させたときに他の分子も共沈するとき、 2分子は結合していると 考えられる。したがって、そのような共沈を見ることが一つの判断手法として挙げられ る。 [0079] As used herein, "biological activity" refers to an activity that a certain factor (eg, polynucleotide, protein, etc.) can have in vivo, and has various functions (eg, transcription). Activity that exhibits (promoting activity) is included. For example, if two factors interact (eg, activin and its specific factor bind), its biological activity is Binding between two molecules and the resulting biological change, for example, when one molecule is precipitated with an antibody, when another molecule co-precipitates, the two molecules are considered bound It is done. Therefore, seeing such coprecipitation is one method of judgment.
[0080] したがって、「活性」は、結合 (直接的または間接的の 、ずれか)を示すかまたは明 らかにする力 ;応答に影響する(すなわち、いくらかの曝露または刺激に応答する測 定可能な影響を有する)、種々の測定可能な指標をいい、例えば、本発明において 使用されるポリペプチドまたはポリヌクレオチドに直接結合する化合物の親和性、ま たは例えば、いくつかの刺激後または事象後の上流または下流のタンパク質の量あ るいは他の類似の機能の尺度が、挙げられる。このような活性は、ァクチビンに対す る特異的因子の結合の競合阻害のようなアツセィによって測定され得る。  [0080] Thus, “activity” is a force that indicates or reveals binding (either direct or indirect); a measurement that affects the response (ie, responds to some exposure or stimulus). Refers to various measurable indicators, such as the affinity of a compound that directly binds to a polypeptide or polynucleotide used in the present invention, or, for example, some post-stimulation or event Subsequent upstream or downstream protein quantities or other similar measures of function may be mentioned. Such activity can be measured by assays such as competitive inhibition of the binding of specific factors to activin.
[0081] 本明細書において「相互作用」とは、 2つの物質についていうとき、一方の物質と他 方の物質との間で力(例えば、分子間力(ファンデルワールス力)、水素結合、疎水 性相互作用など)を及ぼしあうこという。通常、相互作用をした 2つの物質は、会合ま たは結合している状態にある。  [0081] In this specification, "interaction" refers to two substances, and forces (for example, intermolecular force (van der Waals force), hydrogen bonds, and the like between one substance and the other substance. Hydrophobic interaction). Usually, two interacting substances are in an associated or bound state.
[0082] 本明細書中で使用される用語「結合」は、 2つのタンパク質もしくは化合物または関 連するタンパク質もしくは化合物の間、あるいはそれらの組み合わせの間での、物理 的相互作用または化学的相互作用を意味する。結合には、イオン結合、非イオン結 合、水素結合、ファンデルワールス結合、疎水性相互作用などが含まれる。物理的 相互作用(結合)は、直接的または間接的であり得、間接的なものは、別のタンパク 質または化合物の効果を介する力または起因する。直接的な結合とは、別のタンパク 質または化合物の効果を介してもまたはそれらに起因しても起こらず、他の実質的な 化学中間体を伴わない、相互作用をいう。  [0082] As used herein, the term “binding” refers to a physical or chemical interaction between two proteins or compounds or related proteins or compounds, or a combination thereof. Means. Bonds include ionic bonds, non-ionic bonds, hydrogen bonds, van der Waals bonds, hydrophobic interactions, and the like. A physical interaction (binding) can be direct or indirect, where indirect is due to or due to the effect of another protein or compound. Direct binding refers to an interaction that does not occur through or due to the effects of another protein or compound and is not accompanied by other substantial chemical intermediates.
[0083] 本明細書中で使用される用語「調節する(modulate)」または「改変する(modify) 」は、特定の活性またはタンパク質の量、質または効果における増加または減少ある いは維持を意味する。  [0083] As used herein, the terms "modulate" or "modify" mean an increase or decrease or maintenance in the amount, quality or effect of a particular activity or protein. To do.
[0084] 本明細書にぉ 、て、「ストリンジヱントな条件でハイブリダィズするポリヌクレオチド」と は、当該分野で慣用される周知の条件で入手されるポリヌクレオチドをいう。本発明 において使用されるポリヌクレオチド中力 選択されたポリヌクレオチドをプローブとし て、コ口-一.ハイブリダィゼーシヨン法、プラーク 'ハイブリダィゼーシヨン法あるいは サザンブロットハイブリダィゼーシヨン法等を用いることにより、そのようなポリヌクレオ チドを得ることができる。具体的には、コロニーあるいはプラーク由来の DNAを固定 化したフィルターを用いて、 0. 7〜1. OMの NaCl存在下、 65°Cでハイブリダィゼー シヨンを行った後、 0. 1〜2倍濃度の SSC (saline— sodium citrate)溶液(1倍濃 度の SSC溶液の組成は、 150mM 塩化ナトリウム、 15mM クェン酸ナトリウムであ る)を用い、 65°C条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるポリヌクレオチド を意味する。ハイブリダィゼーシヨンは、 Molecular Cloning 2nd ed. , CurrentAs used herein, “polynucleotide that hybridizes under stringent conditions” refers to a polynucleotide obtained under well-known conditions commonly used in the art. The present invention Using the selected polynucleotide as a probe, the hybridization method, plaque hybridization method, Southern blot hybridization method, etc. are used. Thus, such a polynucleotide can be obtained. Specifically, using a filter immobilized with colony or plaque-derived DNA, hybridization was performed at 65 ° C in the presence of 0.7 to 1.OM of NaCl, and then 0.1 to 2 times the concentration. SSC (saline-sodium citrate) solution (1x concentrated SSC solution is 150 mM sodium chloride, 15 mM sodium citrate) and can be identified by washing the filter under 65 ° C conditions Means polynucleotide. Hybridization is Molecular Cloning 2nd ed., Current
Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38、 DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995)等の実験書に記載されている方法に準じて行うことがで きる。ここで、ストリンジェントな条件下でノヽイブリダィズする配列からは、好ましくは、 A 配列のみまたは T配列のみを含む配列が除外される。「ハイブリダィズ可能なポリヌク レオチド」とは、上記ノ、イブリダィズ条件下で別のポリヌクレオチドにハイブリダィズす ることができるポリヌクレオチドを 、う。ノ、イブリダィズ可能なポリヌクレオチドとして具 体的には、本発明で具体的に示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド (例えば、ァ クチビン)をコードする DNAの塩基配列と少なくとも 60%以上の相同性を有するポリ ヌクレオチド、好ましくは 80%以上の相同性を有するポリヌクレオチド、さらに好ましく は 95%以上の相同性を有するポリヌクレオチドを挙げることができる。 Protocols in Molecular Biology, Supplements 1-38, DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995), etc. Here, preferably, sequences containing only the A sequence or only the T sequence are excluded from the sequences that are hybridized under stringent conditions. The term “hybridizable polynucleotide” refers to a polynucleotide that can hybridize to another polynucleotide under the above-mentioned hybridization conditions. Specifically, the polynucleotide that can be hybridized specifically has a homology of at least 60% or more with the DNA base sequence encoding a polypeptide (for example, activin) having the amino acid sequence specifically shown in the present invention. And a polynucleotide having a homology of 80% or more, more preferably a polynucleotide having a homology of 95% or more.
本明細書において「高度にストリンジェントな条件」は、核酸配列において高度の相 補性を有する DNA鎖のハイブリダィゼーシヨンを可能にし、そしてミスマッチを有意 に有する DNAのハイブリダィゼーシヨンを除外するように設計された条件を!、う。ハイ ブリダィゼーシヨンのストリンジエンシーは、主に、温度、イオン強度、およびホルムァ ミドのような変性剤の条件によって決定される。このようなハイブリダィゼーシヨンおよ び洗浄に関する「高度にストリンジェントな条件」の例は、 0. 0015M 塩化ナトリウム 、 0. 0015M クェン酸ナトリウム、 65〜68。C、または 0. 015M 塩ィ匕ナ卜リウム、 0. 0015M クェン酸ナトリウム、および 50% ホルムアミド、 42°Cである。このような高 度にストリンジェントな条件については、 Sambrook et al. , Molecular Cloning : A Laboratory Manual^弟 2版、 Cold Spring Harbor Laboratory (Cold Spring Harbor, N, Y. 1989);および Anderson et al. 、 Nucleic Acid Hy bridization: a Practical approach^ IV、 IRL Press Limited (Oxford, Engl and) . Limited, Oxford, Englandを参照のこと。必要により、よりストリンジェントな 条件 (例えば、より高い温度、より低いイオン強度、より高いホルムアミド、または他の 変性剤)を、使用してもよい。他の薬剤が、非特異的なノ、イブリダィゼーシヨンおよびAs used herein, “highly stringent conditions” allow for hybridization of DNA strands that have a high degree of complementarity in nucleic acid sequences, and DNA hybridization that has significant mismatches. Exclude conditions designed to be excluded! The stringency of a hybridization is mainly determined by the temperature, ionic strength, and conditions of the denaturing agent such as formamide. Examples of “highly stringent conditions” for such hybridization and washing are 0.0015M sodium chloride, 0.0015M sodium quenate, 65-68. C, or 0.005M sodium chloride, 0.0015M sodium citrate, and 50% formamide, 42 ° C. Such a high For more stringent conditions, see Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual ^ Brother 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory (Cold Spring Harbor, N, Y. 1989); and Anderson et al., Nucleic Acid Hy See bridization: a Practical approach ^ IV, IRL Press Limited (Oxford, Engl and). Limited, Oxford, England. If necessary, more stringent conditions (eg, higher temperature, lower ionic strength, higher formamide, or other denaturing agents) may be used. Other drugs include non-specific drugs, hybridization and
Zまたはバックグラウンドのハイブリダィゼーシヨンを減少する目的で、ハイブリダィゼ ーシヨン緩衝液および洗浄緩衝液に含まれ得る。そのような他の薬剤の例としては、For the purpose of reducing Z or background hybridization, it may be included in the hybridization buffer and wash buffer. Examples of such other drugs include
0. 1%ゥシ血清アルブミン、 0. 1%ポリビュルピロリドン、 0. 1%ピロリン酸ナトリウム、 0. 1%ドデシル硫酸ナトリウム(NaDodSOまたは SDS)、 Ficoll、 Denhardt溶液、 0.1% ushi serum albumin, 0.1% polybulurpyrrolidone, 0.1% sodium pyrophosphate, 0.1% sodium dodecyl sulfate (NaDodSO or SDS), Ficoll, Denhardt solution,
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超音波処理されたサケ精子 DNA (または別の非相補的 DNA)および硫酸デキストラ ンであるが、他の適切な薬剤もまた、使用され得る。これらの添加物の濃度および型 は、ハイブリダィゼーシヨン条件のストリンジエンシーに実質的に影響を与えることなく 変更され得る。ハイブリダィゼーシヨン実験は、通常、 pH6. 8〜7. 4で実施されるが; 代表的なイオン強度条件において、ハイブリダィゼーシヨンの速度は、ほとんど pH独 で teる。 Anderson et al. 、 Nucleic Acid Hybridization: a Practical Ap proach、第 4章、 IRL Press Limited (Oxford, England)を参照のこと。 Sonicated salmon sperm DNA (or another non-complementary DNA) and dextran sulfate, but other suitable agents can also be used. The concentration and type of these additives can be varied without substantially affecting the stringency of the hybridization conditions. Hybridization experiments are usually carried out at pH 6.8 to 7.4; however, under typical ionic strength conditions, the speed of hybridization is almost exclusively at pH. See Anderson et al., Nucleic Acid Hybridization: a Practical Ap proach, Chapter 4, IRL Press Limited (Oxford, England).
DNA二重鎖の安定性に影響を与える因子としては、塩基の組成、長さおよび塩基 対不一致の程度が挙げられる。ハイブリダィゼーシヨン条件は、当業者によって調整 され得、これらの変数を適用させ、そして異なる配列関連性の DNAがハイブリッドを 形成するのを可能にする。完全に一致した DNA二重鎖の融解温度は、以下の式に よって概算され得る。  Factors that affect the stability of DNA duplex include base composition, length, and degree of base pair mismatch. Hybridization conditions can be adjusted by those skilled in the art to apply these variables and allow different sequence related DNAs to form hybrids. The melting temperature of a perfectly matched DNA duplex can be estimated by the following equation:
Tm (°C) =81. 5 + 16. 6 (log[Na+]) +0. 41 (%G + C) -600/N-O. 72 (%ホ ルムアミド) Tm (° C) = 81.5 + 16. 6 (log [Na + ]) +0.41 (% G + C) -600 / NO.72 (% formamide)
ここで、 Nは、形成される二重鎖の長さであり、 [Na+]は、ノ、イブリダィゼーシヨン溶 液または洗浄溶液中のナトリウムイオンのモル濃度であり、%G + Cは、ノ、イブリツド 中の(グァニン +シトシン)塩基のパーセンテージである。不完全に一致したノヽイブリ ッドに関して、融解温度は、各 1%不一致 (ミスマッチ)に対して約 cずつ減少する。 Where N is the length of the double chain formed, [Na +] is the molar concentration of sodium ions in the noble, hybridization solution or wash solution, and% G + C is The percentage of (guanine + cytosine) bases in the. Incompletely matched Neubri For a lid, the melting temperature decreases by about c for each 1% mismatch.
[0087] 本明細書において「中程度にストリンジェントな条件」とは、「高度にストリンジェント な条件」下で生じ得るよりも高 、程度の塩基対不一致を有する DNA二重鎖が、形成 し得る条件をいう。代表的な「中程度にストリンジヱントな条件」の例は、 0. 015M 塩 ィ匕ナ卜リクム、 0. 0015M クェン酸ナトリウム、 50〜65°C、または 0. 015M 塩ィ匕ナ トリウム、 0. 0015M クェン酸ナトリウム、および 20%ホルムアミド、 37〜50。Cである 。例として、 0. 015M ナトリウムイオン中、 50°Cの「中程度にストリンジェントな」条件 は、約 21%の不一致を許容する。  [0087] As used herein, "moderately stringent conditions" refers to the formation of DNA duplexes having a higher degree of base pair mismatch than can occur under "highly stringent conditions". The condition to obtain. Typical examples of `` moderately stringent conditions '' are 0.005M salt sodium silicate, 0.0015M sodium quenate, 50-65 ° C, or 0.015M sodium chloride, 0.005M salt sodium. 0015M sodium citrate, and 20% formamide, 37-50. C. As an example, a “moderately stringent” condition of 50 ° C in 0.015M sodium ion will allow about 21% discrepancy.
[0088] 本明細書において「高度」にストリンジェントな条件と「中程度」にストリンジェントな条 件との間に完全な区別は存在しないことがあり得ることが、当業者によって理解される 。例えば、 0. 015M ナトリウムイオン(ホルムアミドなし)において、完全に一致した 長い DNAの融解温度は、約 71°Cである。 65°C (同じイオン強度)での洗浄において 、これは、約 6%不一致を許容にする。より離れた関連する配列を捕獲するために、 当業者は、単に温度を低下させ得るか、またはイオン強度を上昇し得る。  [0088] It will be appreciated by those skilled in the art that there may not be a complete distinction between “highly” stringent conditions and “moderate” stringent conditions herein. For example, in 0.015M sodium ion (no formamide), the melting temperature of a perfectly matched long DNA is about 71 ° C. In washing at 65 ° C (same ionic strength), this allows about 6% mismatch. In order to capture more distant related sequences, one skilled in the art can simply decrease the temperature or increase the ionic strength.
[0089] 約 20ヌクレオチドまでのオリゴヌクレオチドプローブについて、 1M NaClにおける 融解温度の適切な概算は、  [0089] For oligonucleotide probes up to about 20 nucleotides, a reasonable estimate of the melting temperature in 1M NaCl is
Tm= (1つの A— T塩基につき 2°C) + (1つの G— C塩基対につき 4°C)  Tm = (2 ° C per A—T base) + (4 ° C per G—C base pair)
によって提供される。なお、 6 Xクェン酸ナトリウム塩 (SSC)におけるナトリウムイオン 濃度は、 1Mである(Suggsら、 Developmental Biology Using Purified Gen es、 683頁、 Brownおよび Fox (編)(1981)を参照のこと)。  Provided by. The sodium ion concentration in 6 X citrate sodium salt (SSC) is 1 M (see Suggs et al., Developmental Biology Using Purified Genes, page 683, Brown and Fox (ed.) (1981)).
[0090] ァクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなどのタンパク質をコードする天然 の核酸は、例えば、配列番号 1などの核酸配列の一部またはその改変体を含む PC Rプライマーおよびハイブリダィゼーシヨンプローブを有する cDNAライブラリーから 容易に分離される。好まし 、ァクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなどをコ ードする核酸は、本質的に 1%ゥシ血清アルブミン (BSA) ; 500mM リン酸ナトリウ ム(NaPO 4) ; lmM EDTA;42°Cの温度で 7% SDS を含むハイブリダィゼーシ ヨン緩衝液、および本質的に 2 X SSC (600mM NaCl; 60mM クェン酸ナトリウム ) ; 50°Cの 0. 1% SDSを含む洗浄緩衝液によって定義される低ストリンジェント条件 下、さらに好ましくは本質的に 50°Cの温度での 1%ゥシ血清アルブミン(BSA) ; 500 mM リン酸ナトリウム(NaPO ) ; 15%ホルムアミド; ImM EDTA; 7% SDS を含 [0090] A natural nucleic acid encoding a protein such as activin or a variant or fragment thereof includes, for example, a PCR primer and a hybridization probe containing a part of a nucleic acid sequence such as SEQ ID NO: 1 or a variant thereof. Easily separated from cDNA library Preferably, the nucleic acid encoding activin or a variant or fragment thereof is essentially 1% sushi serum albumin (BSA); 500 mM sodium phosphate (NaPO 4); lmM EDTA; temperature of 42 ° C. Defined by a hybridization buffer containing 7% SDS and essentially 2 X SSC (600 mM NaCl; 60 mM sodium citrate); wash buffer containing 0.1% SDS at 50 ° C Low stringency conditions More preferably, essentially 1% ushi serum albumin (BSA) at a temperature of 50 ° C; 500 mM sodium phosphate (NaPO); 15% formamide; ImM EDTA; 7% SDS
4  Four
むハイブリダィゼーシヨン緩衝液、および本質的に 50°Cの 1 X SSC (300mM NaC l; 30mM クェン酸ナトリウム); 1% SDSを含む洗浄緩衝液によって定義される低 ストリンジヱント条件下、最も好ましくは本質的に 50°Cの温度での 1%ゥシ血清アルブ ミン(BSA) ; 200mM リン酸ナトリウム(NaPO ); 15%ホルムアミド; ImM EDTA  Most preferred under low stringent conditions as defined by the hybridization buffer and essentially 1 ° SSC at 50 ° C (300 mM NaCl; 30 mM sodium citrate); 1% SDS Is essentially 1% ushi serum albumin (BSA) at a temperature of 50 ° C; 200 mM sodium phosphate (NaPO); 15% formamide; ImM EDTA
4  Four
; 7%SDSを含むハイブリダィゼーシヨン緩衝液、および本質的に 65°Cの 0. 5 X SS C (150mM NaCl; 15mM クェン酸ナトリウム); 0. 1% SDSを含む洗浄緩衝液 によって定義される低ストリンジェント条件下に配列番号 1または 3に示す配列の 1つ またはその一部とハイブリダィズし得る。  Defined by hybridization buffer containing 7% SDS and essentially 0.5 ° S SS C (150 mM NaCl; 15 mM sodium citrate) at 65 ° C; wash buffer containing 0.1% SDS Can hybridize with one or a portion of the sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 3 under low stringency conditions.
[0091] 本明細書において、「検索」とは、電子的にまたは生物学的あるいは他の方法によ り、ある核酸塩基配列を利用して、特定の機能および Zまたは性質を有する他の核 酸塩基配列を見出すことをいう。電子的な検索としては、 BLAST (Altschul et al . , J. Mol. Biol. 215 :403— 410 (1990) )、 FASTA (Pearson & Lipman, Pr oc. Natl. Acad. Sci. , USA 85 : 2444— 2448 (1988) )、 Smith and Water man法(Smith and Waterman, J. Mol. Biol. 147 : 195— 197 (1981) )、およ び Needleman and Wunsch法 (Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48 :443— 453 (1970) )などが挙げられるがそれらに限定されない。生物学的な検索と しては、ストリンジェントハイブリダィゼーシヨン、ゲノム DNAをナイロンメンブレン等に 貼り付けたマクロアレイまたはガラス板に貼り付けたマイクロアレイ (マイクロアレイアツ セィ)、 PCRおよび in situハイブリダィゼーシヨンなどが挙げられるがそれらに限定 されない。本明細書において、本発明において使用されるァクチビンなどには、この ような電子的検索、生物学的検索によって同定された対応遺伝子も含まれるべきで あることが意図される。 [0091] As used herein, "search" refers to other nuclei having a specific function and Z or property using a certain nucleobase sequence electronically or biologically or by other methods. This refers to finding an acid-base sequence. Electronic searches include BLAST (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215: 403—410 (1990)), FASTA (Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 85: 2444). — 2448 (1988)), Smith and Waterman method (Smith and Waterman, J. Mol. Biol. 147: 195—197 (1981)), and Needleman and Wunsch method (Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol 48: 443—453 (1970)), but not limited thereto. Biological searches include stringent hybridization, macroarrays with genomic DNA attached to nylon membranes or microarrays (microarray assembly) attached to glass plates, PCR and in situ hybridizers. Examples include, but are not limited to. In the present specification, it is intended that activin and the like used in the present invention should include corresponding genes identified by such electronic search and biological search.
[0092] 本明細書において配列(アミノ酸または核酸など)の「同一性」、「相同性」および「 類似性」のパーセンテージは、比較ウィンドウで最適な状態に整列された配列 2つを 比較することによって求められる。ここで、ポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配 列の比較ウィンドウ内の部分には、 2つの配列の最適なァライメントについての基準 配列(他の配列に付カ卩が含まれていればギャップが生じることもある力 ここでの基準 配列は付加も欠失もないものとする)と比較したときに、付加または欠失 (すなわちギ ヤップ)が含まれる場合がある。同一の核酸塩基またはアミノ酸残基がどちらの配列 にも認められる位置の数を求めることによって、マッチ位置の数を求め、マッチ位置 の数を比較ウィンドウ内の総位置数で割り、得られた結果に 100を掛けて同一性のパ 一センテージを算出する。検索において使用される場合、相同性については、従来 技術にお 、て周知のさまざまな配列比較アルゴリズムおよびプログラムの中から、適 当なものを用いて評価する。このようなアルゴリズムおよびプログラムとしては、 TBLA STN、: BLASTPゝ FASTA、TFASTAおよび CLUSTALW (Pearson and Lip man, 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 (8) : 2444— 2448、 Altschul et al. , 1990, J. Mol. Biol. 215 (3) : 403— 410、 Thompson et al. , 199 4, Nucleic Acids Res. 22 (2) : 4673— 4680、 Higgins et al. , 1996, Met hods Enzymol. 266 : 383— 402、 Altschul et al. , 1990, J. Mol. Biol. 21 5 (3) : 403 -410, Altschul et al. , 1993, Nature Genetics 3 : 266— 272 )があげられるが、何らこれに限定されるものではない。特に好ましい実施形態では、 従来技術において周知の Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) ( たとえば、 Karlin and Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87 : 22 67— 2268、 Altschul et al. , 1990, J. Mol. Biol. 215 : 403— 410、 Altschul et al. , 1993, Nature Genetics 3 : 266— 272、 Altschul et al. , 1997, Nuc. Acids Res. 25 : 3389— 3402を参照のこと)を用いてタンパク質および核酸 配列の相同性を評価する。特に、 5つの専用 BLASTプログラムを用いて以下の作業 を実施することによって比較または検索が達成され得る。 [0092] As used herein, the percentages of “identity”, “homology” and “similarity” of sequences (such as amino acids or nucleic acids) are the comparison of two sequences that are optimally aligned in a comparison window. Sought by. Here, the portion of the polynucleotide or polypeptide sequence within the comparison window contains a criterion for the optimal alignment of the two sequences. The ability to create gaps if other sequences contain anchors. When compared to a sequence, the reference sequence here shall have no additions or deletions. (Gap) may be included. Find the number of match positions by determining the number of positions where the same nucleobase or amino acid residue is found in both sequences, and divide the number of match positions by the total number of positions in the comparison window. Multiply by 100 to calculate the percent identity. When used in a search, homology is assessed using an appropriate one of various sequence comparison algorithms and programs well known in the art. Such algorithms and programs include: TBLA STN: BLASTP ゝ FASTA, TFASTA and CLUSTALW (Pearson and Lipman, 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 (8): 2444-2448, Altschul et al. , 1990, J. Mol. Biol. 215 (3): 403—410, Thompson et al., 199 4, Nucleic Acids Res. 22 (2): 4673— 4680, Higgins et al., 1996, Met hods Enzymol. 266: 383-402, Altschul et al., 1990, J. Mol. Biol. 21 5 (3): 403-410, Altschul et al., 1993, Nature Genetics 3: 266-272). It is not limited to this. In a particularly preferred embodiment, the Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) known in the prior art (eg Karlin and Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:22 67-2268, Altschul et al., 1990 , J. Mol. Biol. 215: 403-410, Altschul et al., 1993, Nature Genetics 3: 266-272, Altschul et al., 1997, Nuc. Acids Res. 25: 3389-3402) Is used to assess protein and nucleic acid sequence homology. In particular, a comparison or search can be achieved by performing the following tasks using five dedicated BLAST programs.
(1) BLASTPおよび BLAST3でアミノ酸のクエリ配列をタンパク質配列データべ一 スと比較;  (1) Compare amino acid query sequence with protein sequence database in BLASTP and BLAST3;
(2) BLASTNでヌクレオチドのクエリ配列をヌクレオチド配列データベースと比較; (2) Compare nucleotide query sequence with nucleotide sequence database in BLASTN;
(3) BLASTXでヌクレオチドのクエリ配列(両方の鎖)を 6つの読み枠で変換した概 念的翻訳産物をタンパク質配列データベースと比較; (3) Comparison of the conceptual translation product of the nucleotide query sequence (both strands) converted by BLASTX in six reading frames with the protein sequence database;
(4) TBLASTNでタンパク質のクエリ配列を 6つの読み枠(両方の鎖)すべてで変 換したヌクレオチド配列データベースと比較; (4) Use TBLASTN to change the protein query sequence in all six reading frames (both strands). Compare with converted nucleotide sequence database;
(5) TBLASTXでヌクレオチドのクエリ配列を 6つの読み枠で変換したものを、 6つ の読み枠で変換したヌクレオチド配列データベースと比較。  (5) Compare the nucleotide query sequence converted by TBLASTX in 6 reading frames with the nucleotide sequence database converted in 6 reading frames.
[0094] BLASTプログラムは、アミノ酸のクエリ配列または核酸のクエリ配列と、好ましくはタ ンパク質配列データベースまたは核酸配列データベース力 得られた被検配列との 間で、「ハイスコアセグメント対」と呼ばれる類似のセグメントを特定することによって相 同配列を同定するものである。ハイスコアセグメント対は、多くのものが従来技術にお V、て周知のスコアリングマトリックスによって同定 (すなわち整列化)されると好ま U、。 [0094] The BLAST program is an analogy called a “high-score segment pair” between an amino acid query sequence or nucleic acid query sequence and, preferably, a protein sequence database or nucleic acid sequence database capability test sequence. The homologous sequence is identified by specifying the segment. High score segment pairs are preferred, many of which are identified (ie, aligned) by a scoring matrix well known in the art.
, 1992, Science 256: 1443— 1445、 Henikoff and Henikoff, 1993, Prot eins 17 :49— 61)を使用する。このマトリックスほど好ましいものではないが、 PAM または PAM250マトリックスも使用できる(たとえば、 Schwartz and Dayhoff, ed s. , 1978, Matrices for Detecting Distance Relationships: Atlas of Pr otein Sequence and Structure, Washington: National Biomedical Res earch Foundationを参照のこと)。 BLASTプログラムは、同定されたすベてのハイ スコアセグメント対の統計的な有意性を評価し、好ましくはユーザー固有の相同率な どのユーザーが独自に定める有意性の閾値レベルを満たすセグメントを選択する。 統計的な有意性を求める Karlinの式を用いてハイスコアセグメント対の統計的な有 意性を評価すると好ましい(Karlin and Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. S ci. USA 87 : 2267— 2268参照のこと)。 , 1992, Science 256: 1443-1445, Henikoff and Henikoff, 1993, Proteins 17: 49-61). Although less preferred than this matrix, PAM or PAM250 matrices can also be used (eg Schwartz and Dayhoff, ed s., 1978, Matrices for Detecting Distance Relationships: Atlas of Protein Sequence and Structure, Washington: National Biomedical Research Foundation) checking). The BLAST program evaluates the statistical significance of all identified high-scoring segment pairs and preferably selects segments that meet a user-defined threshold level of significance, such as user-specific homology . It is preferable to evaluate the statistical significance of high-scoring segment pairs using Karlin's formula for statistical significance (Karlin and Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2267— 2268). See
[0095] (遺伝子、タンパク質分子、核酸分子などの改変) [0095] (Modification of gene, protein molecule, nucleic acid molecule, etc.)
あるタンパク質分子 (例えば、ァクチビンなど)において、配列に含まれるあるアミノ 酸は、相互作用結合能力の明らかな低下または消失なしに、例えば、カチオン性領 域または基質分子の結合部位のようなタンパク質構造において他のアミノ酸に置換さ れ得る。あるタンパク質の生物学的機能を規定するのは、タンパク質の相互作用能 力および性質である。従って、特定のアミノ酸の置換がアミノ酸配列において、または その DNAコード配列のレベルにおいて行われ得、置換後もなお、もとの性質を維持 するタンパク質が生じ得る。従って、生物学的有用性の明らかな損失なしに、種々の 改変が、本明細書にぉ 、て開示されたペプチドまたはこのペプチドをコードする対応 する DNAにお!/、て行われ得る。 In certain protein molecules (eg, activin, etc.), certain amino acids contained in the sequence can form protein structures such as, for example, cationic regions or substrate molecule binding sites without any apparent loss or loss of interaction binding capacity. In can be substituted with other amino acids. It is the ability and nature of protein interactions that define the biological function of a protein. Thus, specific amino acid substitutions can be made in the amino acid sequence or at the level of its DNA coding sequence, resulting in proteins that still retain their original properties after substitution. Therefore, without any apparent loss of biological utility, Modifications can be made to the peptide disclosed herein or the corresponding DNA encoding this peptide.
[0096] 上記のような改変を設計する際に、アミノ酸の疎水性指数が考慮され得る。タンパク 質における相互作用的な生物学的機能を与える際の疎水性アミノ酸指数の重要性 は、一般に当該分野で認められている(Kyte. Jおよび Doolittle, R. F. J. Mol. Bi ol. 157 (1) : 105- 132, 1982)。アミノ酸の疎水的性質は、生成したタンパク質の 二次構造に寄与し、次いでそのタンパク質と他の分子 (例えば、酵素、基質、レセプ ター、 DNA、抗体、抗原など)との相互作用を規定する。各アミノ酸は、それらの疎水 性および電荷の性質に基づく疎水性指数を割り当てられる。それらは:イソロイシン( +4. 5);バリン(+4. 2);ロイシン( + 3. 8);フエ-ルァラニン( + 2. 8);システィン Zシスチン( + 2. 5);メチォニン( + 1. 9);ァラニン( + 1. 8);グリシン(一0. 4);スレ ォニン(一 0. 7) ;セリン(一0. 8);トリプトファン(一0. 9) ;チロシン(一1. 3) ;プロリン (— 1. 6) ;ヒスチジン(一3. 2);グノレタミン酸(一 3. 5);グノレタミン(一3. 5) ;ァスパラ ギン酸(一3. 5);ァスパラギン(一3. 5) ;リジン(一3. 9);およびアルギニン(一4. 5) )である。 [0096] In designing such modifications, the hydrophobicity index of amino acids can be taken into account. The importance of the hydrophobic amino acid index in conferring interactive biological functions in proteins is generally recognized in the art (Kyte. J and Doolittle, RFJ Mol. Biol. 157 (1): 105-132, 1982). The hydrophobic nature of amino acids contributes to the secondary structure of the protein produced, and then defines the interaction of the protein with other molecules (eg, enzymes, substrates, receptors, DNA, antibodies, antigens, etc.). Each amino acid is assigned a hydrophobicity index based on their hydrophobicity and charge properties. They are: isoleucine (+4.5); valine (+4.2); leucine (+3.8); ferulalanin (+2.8); cystine Z cystine (+2.5); methionine (+ 1. 9); alanine (+1. 8); glycine (one 0.4); threonine (one 0.7); serine (one 0.8); tryptophan (one 0.9); tyrosine (one 1 3); Proline (— 1. 6); Histidine (1 3.2); Gnoretamic acid (1 3.5); Gnoretamine (1 3.5); Aspartic acid (1 3.5); Asparagine (1) 3.5); lysine (one 3.9); and arginine (one 4.5)).
[0097] あるアミノ酸を、同様の疎水性指数を有する他のアミノ酸により置換して、そして依 然として同様の生物学的機能を有するタンパク質 (例えば、酵素活性において等価 なタンパク質)を生じさせ得ることが当該分野で周知である。このようなアミノ酸置換に おいて、疎水性指数が ± 2以内であることが好ましぐ ± 1以内であることがより好まし ぐおよび ±0. 5以内であることがさらにより好ましい。疎水性に基づくこのようなァミノ 酸の置換は効率的であることが当該分野において理解される。  [0097] One amino acid can be replaced by another amino acid having a similar hydrophobicity index and still result in a protein having a similar biological function (eg, a protein equivalent in enzyme activity). Are well known in the art. In such amino acid substitutions, the hydrophobicity index is preferably within ± 2, more preferably within ± 1, and even more preferably within ± 0.5. It is understood in the art that such substitution of amino acids based on hydrophobicity is efficient.
[0098] 親水性指数もまた、本発明のアミノ酸配列を改変するのに有用である。米国特許第 4, 554, 101号に記載されるように、以下の親水性指数がアミノ酸残基に割り当てら れている:アルギニン( + 3. 0);リジン( + 3. 0);ァスパラギン酸( + 3. 0± 1);グルタ ミン酸( + 3. 0± 1);セリン( + 0. 3);ァスパラギン( + 0. 2);グルタミン( + 0. 2);グリ シン(0);スレオニン(一0. 4);プロリン(一0. 5± 1);ァラニン(一0. 5);ヒスチジン( —0. 5);システィン(一1. 0);メチォニン(一1. 3);バリン(一 1. 5);ロイシン(一1. 8 ) ;イソロイシン(一 1. 8) ;チロシン(一2. 3);フエ-ルァラニン(一2. 5) ;およびトリプ トフアン(一 3. 4)。アミノ酸が同様の親水性指数を有しかつ依然として生物学的等価 体を与え得る別のものに置換され得ることが理解される。このようなアミノ酸置換にお いて、親水性指数が ± 2以内であることが好ましぐ ± 1以内であることがより好ましく 、および ±0. 5以内であることがさらにより好ましい。 [0098] The hydrophilicity index is also useful for modifying the amino acid sequences of the present invention. As described in US Pat. No. 4,554,101, the following hydrophilicity indices have been assigned to amino acid residues: arginine (+3.0); lysine (+3.0); aspartic acid (+ 3.0 ± 1); glutamate (+ 3.0 ± 1); serine (+0.3); asparagine (+0.2); glutamine (+0.2); glycine (0) Threonine (one 0.4); proline (one 0.5 ± 1); alanine (one 0.5); histidine (-0.5); cystine (one 1.0); methionine (one 1.3) Valine (one 1.5); leucine (one 1.8); isoleucine (one 1.8); tyrosine (one 2.3); ferulanine (one 2.5); To Juan (13.4). It is understood that an amino acid can be substituted with another that has a similar hydrophilicity index and still can provide a biological equivalent. In such amino acid substitution, the hydrophilicity index is preferably within ± 2, more preferably within ± 1, and even more preferably within ± 0.5.
[0099] 本明細書にぉ 、て、「保存的置換」とは、アミノ酸置換にぉ 、て、元のアミノ酸と置 換されるアミノ酸との親水性指数または Zおよび疎水性指数が上記のように類似して いる置換をいう。保存的置換の例としては、例えば、親水性指数または疎水性指数 力 ± 2以内のもの同士、好ましくは ± 1以内のもの同士、より好ましくは ±0. 5以内 のもの同士のものが挙げられるがそれらに限定されない。従って、保存的置換の例は 、当業者に周知であり、例えば、次の各グループ内での置換:アルギニンおよびリジ ン;グルタミン酸およびァスパラギン酸;セリンおよびスレオニン;グルタミンおよびァス パラギン;ならびにパリン、ロイシン、およびイソロイシン、などが挙げられるがこれらに 限定されない。 In the present specification, the term “conservative substitution” refers to the amino acid substitution and the hydrophilicity index or Z and hydrophobicity index with the amino acid replaced with the original amino acid as described above. A substitution similar to. Examples of conservative substitutions include those having a hydrophilicity index or hydrophobicity index within ± 2, preferably within ± 1, and more preferably between ± 0.5. Is not limited to them. Thus, examples of conservative substitutions are well known to those skilled in the art and include, for example, substitutions within the following groups: arginine and lysine; glutamic acid and aspartic acid; serine and threonine; glutamine and asparagine; Examples include, but are not limited to, leucine and isoleucine.
[0100] 本明細書において、「改変体」とは、もとのポリペプチドまたはポリヌクレオチドなどの 物質に対して、一部が変更されているものをいう。そのような改変体としては、置換改 変体、付加改変体、欠失改変体、短縮 (truncated)改変体、対立遺伝子変異体な どが挙げられる。そのような改変体としては、基準となる核酸分子またはポリペプチド に対して、 1または数個の置換、付加および Zまたは欠失、あるいは 1つ以上の置換 、付加および Zまたは欠失を含むものが挙げられるがそれらに限定されない。対立 遺伝子 (allele)とは、同一遺伝子座に属し、互いに区別される遺伝的改変体のことを いう。従って、「対立遺伝子変異体」とは、ある遺伝子に対して、対立遺伝子の関係に ある改変体をいう。そのような対立遺伝子変異体は、通常その対応する対立遺伝子と 同一または非常に類似性の高い配列を有し、通常はほぼ同一の生物学的活性を有 するが、まれに異なる生物学的活性を有することもある。「種相同体またはホモログ (h omolog)」とは、ある種の中で、ある遺伝子とアミノ酸レベルまたはヌクレオチドレベル で、相同性 (好ましくは、 60%以上の相同性、より好ましくは、 80%以上、 85%以上、 90%以上、 95%以上の相同性)を有するものをいう。そのような種相同体を取得する 方法は、本明細書の記載から明らかである。「オルソログ(ortholog)」とは、オルソロ ガス遺伝子(orthologous gene)とも!/、 、、二つの遺伝子がある共通祖先からの種 分化に由来する遺伝子をいう。例えば、多重遺伝子構造をもつヘモグロビン遺伝子 ファミリーを例にとると、ヒトおよびマウスの αヘモグロビン遺伝子はオルソログである 力 ヒトのひヘモグロビン遺伝子および βヘモグロビン遺伝子はパラログ (遺伝子重 複で生じた遺伝子)である。オルソログは、分子系統樹の推定に有用である。オルソ ログは、通常別の種において、もとの種と同様の機能を果たしていることがあり得るこ とから、本発明のオルソログもまた、本発明において有用であり得る。 [0100] As used herein, the term "variant" refers to a substance in which a part of the original substance such as a polypeptide or polynucleotide has been changed. Such variants include substitutional variants, addition variants, deletion variants, truncated variants, allelic variants, and the like. Such variants include one or several substitutions, additions and Z or deletions, or one or more substitutions, additions and Z or deletions to the reference nucleic acid molecule or polypeptide. But are not limited thereto. Alleles are genetic variants that belong to the same locus and are distinguished from each other. Thus, an “allelic variant” refers to a variant that is in an allelic relationship with a gene. Such allelic variants usually have the same or very similar sequence as their corresponding alleles and usually have nearly the same biological activity, but rarely have different biological activities. May be included. “Species homologue or homolog” means homology (preferably 60% or more, more preferably 80% or more) with a gene at the amino acid level or nucleotide level within a certain species. 85% or higher, 90% or higher, 95% or higher homology). The method for obtaining such species homologues will be apparent from the description herein. “Ortholog” means orthologue A gas gene (orthologous gene) is a gene derived from speciation from a common ancestor with two genes! /,,. For example, in the case of a hemoglobin gene family with multiple gene structures, the human and mouse α-hemoglobin genes are orthologs. . Orthologs are useful for estimating molecular phylogenetic trees. Orthologs of the present invention can also be useful in the present invention, since orthologs can usually perform similar functions as the original species in another species.
本明細書において「保存的(に改変された)改変体」は、アミノ酸配列および核酸配 列の両方に適用される。特定の核酸配列に関して、保存的に改変された改変体とは 、同一のまたは本質的に同一のアミノ酸配列をコードする核酸をいい、核酸がァミノ 酸配列をコードしない場合には、本質的に同一な配列をいう。遺伝コードの縮重のた め、多数の機能的に同一な核酸が任意の所定のタンパク質をコードする。例えば、コ ドン GCA、 GCC、 GCG、および GCUはすべて、アミノ酸ァラニンをコードする。した がって、ァラニンがコドンにより特定される全ての位置で、そのコドンは、コードされた ポリペプチドを変更することなぐ記載された対応するコドンの任意のものに変更され 得る。このような核酸の変動は、保存的に改変された変異の 1つの種である「サイレン ト改変(変異)」である。ポリペプチドをコードする本明細書中のすべての核酸配列は また、その核酸の可能なすべてのサイレント変異を記載する。当該分野において、核 酸中の各コドン(通常メチォニンのための唯一のコドンである AUG、および通常トリプ トフアンのための唯一のコドンである TGGを除く) 1S 機能的に同一な分子を産生す るため〖こ改変され得ることが理解される。したがって、ポリペプチドをコードする核酸 の各サイレント変異は、記載された各配列において暗黙に含まれる。好ましくは、そ のような改変は、ポリペプチドの高次構造に多大な影響を与えるアミノ酸であるシステ インの置換を回避するようになされ得る。このような塩基配列の改変法としては、制限 酵素などによる切断、 DNAポリメラーゼ、 Klenowフラグメント、 DNAリガーゼなどに よる処理等による連結等の処理、合成オリゴヌクレオチドなどを用いた部位特異的塩 基置換法(特定部位指向突然変異法; Mark Zoller and Michael Smith, Me thods in Enzymology, 100, 468— 500 (1983) )力挙げ、られる力 この他にも 通常分子生物学の分野で用いられる方法によって改変を行うこともできる。 As used herein, “conservative (modified) variants” applies to both amino acid and nucleic acid sequences. Conservatively modified with respect to a particular nucleic acid sequence refers to a nucleic acid that encodes the same or essentially the same amino acid sequence, and is essentially identical if the nucleic acid does not encode an amino acid sequence. An array. Because of the degeneracy of the genetic code, a large number of functionally identical nucleic acids encode any given protein. For example, the codons GCA, GCC, GCG, and GCU all encode the amino acid alanine. Thus, at every position where an alanine is specified by a codon, the codon can be altered to any of the corresponding codons described without altering the encoded polypeptide. Such nucleic acid variations are “silent modifications (mutations),” which are one species of conservatively modified mutations. Every nucleic acid sequence herein which encodes a polypeptide also describes every possible silent variation of that nucleic acid. In the field, each codon in nuclear acid (except AUG, which is usually the only codon for methionine, and TGG, which is usually the only codon for tryptophan) 1S produces functionally identical molecules It is thus understood that this can be modified. Thus, each silent variation of a nucleic acid that encodes a polypeptide is implicit in each described sequence. Preferably, such modifications can be made to avoid substitution of cysteine, an amino acid that significantly affects the conformation of the polypeptide. Such base sequence modification methods include restriction enzyme digestion, DNA polymerase, Klenow fragment, DNA ligase treatment, ligation, etc., site-specific base substitution using synthetic oligonucleotides, etc. (Specific site-directed mutagenesis; Mark Zoller and Michael Smith, Methods in Enzymology, 100, 468-500 (1983)) Modifications can also be made by methods commonly used in the field of molecular biology.
[0102] 本明細書中において、機能的に等価なポリペプチドを作製するために、アミノ酸の 置換のほかに、アミノ酸の付加、欠失、または修飾もまた行うことができる。アミノ酸の 置換とは、もとのペプチドを 1つ以上、例えば、 1〜: LO個、好ましくは 1〜5個、より好ま しくは 1〜3個のアミノ酸で置換することをいう。アミノ酸の付加とは、もとのペプチド鎖 に 1つ以上、例えば、 1〜10個、好ましくは 1〜5個、より好ましくは 1〜3個のアミノ酸 を付加することをいう。アミノ酸の欠失とは、もとのペプチドから 1つ以上、例えば、 1〜 10個、好ましくは 1〜5個、より好ましくは 1〜3個のアミノ酸を欠失させることをいう。ァ ミノ酸修飾は、アミド化、カルボキシル化、硫酸化、ハロゲン化、短縮化、脂質化 (lipi dation)、ホスホリル化、アルキル化、グリコシル化、リン酸化、水酸化、ァシル化(例 えば、ァセチル化)などを含む力 これらに限定されない。置換、または付加されるァ ミノ酸は、天然のアミノ酸であってもよぐ非天然のアミノ酸、またはアミノ酸アナログで もよい。天然のアミノ酸が好ましい。  [0102] In this specification, in addition to amino acid substitutions, amino acid additions, deletions, or modifications can also be made to produce functionally equivalent polypeptides. Amino acid substitution refers to substitution of the original peptide with one or more, for example, 1 to: LO, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids. The addition of amino acids means that one or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids are added to the original peptide chain. Deletion of amino acids refers to deletion of one or more, for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 amino acids from the original peptide. Amino acid modifications include amidation, carboxylation, sulfation, halogenation, shortening, lipidation, phosphorylation, alkylation, glycosylation, phosphorylation, hydroxylation, and acylation (eg, acetylyl). Force including, but not limited to. The amino acid substituted or added may be a natural amino acid or an unnatural amino acid, or an amino acid analog. Natural amino acids are preferred.
[0103] 本明細書において使用される用語「ペプチドアナログ」または「ペプチド誘導体」と は、ペプチドとは異なる化合物である力 ペプチドと少なくとも 1つの化学的機能また は生物学的機能が等価であるものをいう。したがって、ペプチドアナログには、もとの ペプチドに対して、 1つ以上のアミノ酸アナログまたはアミノ酸誘導体が付加または置 換されているものが含まれる。ペプチドアナログは、その機能力 もとのペプチドの機 能 (例えば、 pKa値が類似していること、官能基が類似していること、他の分子との結 合様式が類似していること、水溶性が類似していることなど)と実質的に同様であるよ うに、このような付加または置換がされている。そのようなペプチドアナログは、当該分 野において周知の技術を用いて作製することができる。したがって、ペプチドアナ口 グは、アミノ酸アナログを含むポリマーであり得る。  [0103] As used herein, the term "peptide analog" or "peptide derivative" is a compound that is a compound that is different from a peptide and is equivalent to at least one chemical or biological function. Say. Thus, peptide analogs include those in which one or more amino acid analogs or amino acid derivatives have been added or replaced with respect to the original peptide. Peptide analogs have the same peptide function (for example, similar pKa values, similar functional groups, similar binding modes with other molecules, Such additions or substitutions are made so as to be substantially similar to (eg, similar water solubility). Such peptide analogs can be prepared using techniques well known in the field. Thus, a peptide analog can be a polymer containing an amino acid analog.
[0104] 本発明において使用されるポリペプチドがポリマーに結合している、化学修飾され たポリペプチド組成物は、本発明の範囲に包含される。このポリマーは、水溶性であ り得、水溶性環境 (例えば、生理学的環境)でこのタンパク質の沈澱を防止し得る。適 切な水性ポリマーは、例えば、以下力もなる群より選択され得る:ポリエチレングリコー ル(PEG)、モノメトキシポリエチレングリコール、デキストラン、セルロース、または他 の炭水化物に基づくポリマー、ポリ(N—ビュルピロリドン)ポリエチレングリコール、ポ リプロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンォキシド Zエチレンォキシドコポリ マー、ポリオキシェチル化ポリオール(例えば、グリセロール)およびポリビュルアルコ ール。この選択されたポリマーは、通常は改変され、単一の反応性基 (例えば、ァシ [0104] Chemically modified polypeptide compositions in which the polypeptide used in the present invention is bound to a polymer are included within the scope of the present invention. The polymer can be water soluble and can prevent precipitation of the protein in a water soluble environment (eg, a physiological environment). A suitable aqueous polymer may be selected from the group consisting of, for example, the following forces: polyethylene glycol (PEG), monomethoxypolyethylene glycol, dextran, cellulose, or others Polymers based on these carbohydrates, poly (N-butylpyrrolidone) polyethylene glycol, polypropylene glycol homopolymer, polypropylene oxide Z ethylene oxide copolymer, polyoxyethylated polyol (eg, glycerol) and polybut alcohol. This selected polymer is usually modified to produce a single reactive group (e.g.
、重合度は制御され得る。ポリマーは、任意の分子量であり得、そして、このポリマー は分枝状でも分枝状でなくてもよぐそしてこのようなポリマーの混合物はまた、使用 され得る。この化学修飾された本発明において使用されるポリマーは、治療用途に決 定付けられる場合、薬学的に受容可能なポリマーが使用するために選択される。 The degree of polymerization can be controlled. The polymer can be of any molecular weight and the polymer can be branched or unbranched and mixtures of such polymers can also be used. The chemically modified polymer used in the present invention is selected for use by a pharmaceutically acceptable polymer when determined for therapeutic use.
[0105] このポリマーがァシル化反応によって改変される場合、このポリマーは、単一の反 応性エステル基を有するべきである。あるいは、このポリマーが還元アルキル化によ つて改変される場合、このポリマーは単一の反応性アルデヒド基を有するべきである 。好ましい反応性アルデヒドは、ポリエチレングリコール、プロピオンアルデヒド(このプ ロピオンアルデヒドは、水溶性である)または、そのモノ C1〜C10の、アルコキシ誘導 体もしくはァリールォキシ誘導体である(例えば、米国特許第 5, 252, 714号 (これは 、本明細書中で全体が参考として援用される)を参照のこと)。  [0105] If the polymer is modified by an acylation reaction, the polymer should have a single reactive ester group. Alternatively, if the polymer is modified by reductive alkylation, the polymer should have a single reactive aldehyde group. Preferred reactive aldehydes are polyethylene glycol, propionaldehyde (the propionaldehyde is water soluble) or mono-C1-C10 alkoxy derivatives or aryloxy derivatives (eg, US Pat. No. 5,252,52). 714, which is incorporated herein by reference in its entirety).
[0106] 本発明にお 、て使用されるポリペプチドのぺグイ匕(Pegylation)は、例えば、以下 の参考文献に記載されるような、当該分野で公知の、任意のぺグイヒ反応によって実 施され得る: Focus on Growth Factors 3, 4— 10 (1992) ;EP 0 154 316 ;および EP 0 401 384 (これらの各々は、本明細書中で、全体が参考として援用 される)。好ましくは、このべグイ匕は、反応性ポリエチレングリコール分子 (または、類 似の反応性水溶性ポリマー)とのァシルイ匕反応またはアルキルィ匕反応を介して実施 される。本発明において使用されるポリペプチド (例えば、ァクチビン、 Mel— 18、 M 33、 Mph—lZRae28など)のぺグ化のための好ましい水溶性ポリマーは、ポリェチ レングリコール (PEG)である。本明細書中で使用される場合、「ポリエチレングリコー ル」は、 PEGの任意の形態の包含することを意味し、ここで、この PEGは、他のタンパ ク質(例えば、モノ(C1〜C10)アルコキシポリエチレングリコールまたはモノ(C1〜C 10)ァリールォキシポリエチレングリコール)を誘導体するために使用される。 [0107] 本発明において使用されるポリペプチドの化学誘導体ィ匕を、生物学的に活性な物 質を活性ィ匕したポリマー分子と反応させるのに使用される適切な条件下で、実施され 得る。ぺグ化した本発明にお 、て使用されるポリペプチドを調製するための方法は、 一般に以下の工程を包含する:(a)ァクチビンが 1以上の PEG基に結合するような条 件下で、ポリエチレングリコール(例えば、 PEGの、反応性エステルまたはアルデヒド 誘導体)とこのポリペプチドを反応させる工程および (b)この反応生成物を得る工程。 公知のパラメータおよび所望の結果に基づ!/、て、最適な反応条件またはァシル化反 応を選択することは当業者に容易である。 [0106] The pegylation of the polypeptide used in the present invention is carried out by any pegich reaction known in the art as described in the following references, for example. Can be: Focus on Growth Factors 3, 4-10 (1992); EP 0 154 316; and EP 0 401 384, each of which is hereby incorporated by reference in its entirety. Preferably, this veggie is carried out via an acyl or reaction with a reactive polyethylene glycol molecule (or similar reactive water-soluble polymer). A preferred water-soluble polymer for pegylation of polypeptides (eg, activin, Mel-18, M33, Mph-lZRae28, etc.) used in the present invention is polyethylene glycol (PEG). As used herein, “polyethylene glycol” is meant to encompass any form of PEG, where the PEG may be other proteins (eg, mono (C1-C10). ) Used to derivatize alkoxy polyethylene glycols or mono (C1-C10) aryloxy polyethylene glycols). [0107] Chemical derivatives of polypeptides used in the present invention may be performed under suitable conditions used to react biologically active substances with activated polymer molecules. . A method for preparing a polypeptide for use in a pegylated invention generally comprises the following steps: (a) Under conditions such that activin is attached to one or more PEG groups. Reacting the polypeptide with polyethylene glycol (eg, a reactive ester or aldehyde derivative of PEG) and (b) obtaining the reaction product. Based on the known parameters and the desired result, it is easy for the person skilled in the art to select the optimal reaction conditions or the acylation reaction.
[0108] ぺグイ匕された本発明において使用されるポリペプチドは、一般に、本明細書中に記 載のポリペプチドを投与することによって、緩和または調節され得る状態を処置する ために使用され得るが、しかし、本明細書中で開示された、化学誘導体化された本 発明において使用されるポリペプチド分子は、それらの非誘導体分子と比較して、さ らなる活性、増大された生物活性もしくは減少した生物活性、または他の特徴 (例え ば、増大された半減期または減少した半減期)を有し得る。本発明において使用され るポリペプチド、それらのフラグメント、改変体および誘導体は、単独で、併用して、ま たは他の薬学的組成物を組み合わせて使用され得る。これらのサイト力イン、増殖因 子、抗原、抗炎症剤および Zまたは化学療法剤は、徴候を処置するのに適切である  [0108] Pegylated polypeptides used in the present invention can generally be used to treat conditions that can be alleviated or modulated by administering the polypeptides described herein. However, as disclosed herein, chemically derivatized polypeptide molecules used in the present invention have additional activity, increased biological activity or increased activity compared to their non-derivative molecules. It may have reduced biological activity, or other characteristics (eg, increased half-life or reduced half-life). The polypeptides, their fragments, variants and derivatives used in the present invention may be used alone, in combination, or in combination with other pharmaceutical compositions. These cytodynamics, growth factors, antigens, anti-inflammatory agents and Z or chemotherapeutic agents are appropriate to treat symptoms
[0109] 同様に、「ポリヌクレオチドアナログ」、「核酸アナログ」は、ポリヌクレオチドまたは核 酸とは異なる化合物である力 ポリヌクレオチドまたは核酸と少なくとも 1つの化学的 機能または生物学的機能が等価であるものをいう。したがって、ポリヌクレオチドアナ ログまたは核酸アナログには、もとのペプチドに対して、 1つ以上のヌクレオチドアナ ログまたはヌクレオチド誘導体が付加または置換されているものが含まれる。 [0109] Similarly, a "polynucleotide analog" or "nucleic acid analog" is a compound that is a different compound from a polynucleotide or nucleic acid. The polynucleotide or nucleic acid is equivalent to at least one chemical function or biological function. Say things. Thus, polynucleotide analogs or nucleic acid analogs include those in which one or more nucleotide analogs or nucleotide derivatives are added or substituted to the original peptide.
[0110] 本明細書において使用される核酸分子は、発現されるポリペプチドが天然型のポリ ペプチドと実質的に同一の活性を有する限り、上述のようにその核酸の配列の一部 が欠失または他の塩基により置換されていてもよぐあるいは他の核酸配列が一部挿 入されていてもよい。あるいは、 5'末端および Zまたは 3'末端に他の核酸が結合し ていてもよい。また、ポリペプチドをコードする遺伝子をストリンジェントな条件下でノヽ イブリダィズし、そのポリペプチドと実質的に同一の機能を有するポリペプチドをコー ドする核酸分子でもよい。このような遺伝子は、当該分野において公知であり、本発 明にお 、て利用することができる。 [0110] As described above, a nucleic acid molecule used in the present specification has a portion of the nucleic acid sequence deleted as long as the expressed polypeptide has substantially the same activity as the native polypeptide. Alternatively, it may be substituted with another base, or another nucleic acid sequence may be partially inserted. Alternatively, another nucleic acid may be bound to the 5 ′ end and the Z or 3 ′ end. In addition, the gene encoding the polypeptide can be detected under stringent conditions. It may be a nucleic acid molecule that encodes a polypeptide that has been hybridized and has substantially the same function as the polypeptide. Such genes are known in the art and can be used in the present invention.
[0111] このような核酸は、周知の PCR法により得ることができ、化学的に合成することもで きる。これらの方法に、例えば、部位特異的変位誘発法、ハイブリダィゼーシヨン法な どを組み合わせてもよい。  [0111] Such a nucleic acid can be obtained by a well-known PCR method or chemically synthesized. For example, a site-specific displacement induction method, a hybridization method, or the like may be combined with these methods.
[0112] 本明細書において、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドの「置換、付加または欠失」 とは、もとのポリペプチドまたはポリヌクレオチドに対して、それぞれアミノ酸もしくはそ の代替物、またはヌクレオチドもしくはその代替物力 置き換わること、付け加わること または取り除かれることをいう。このような置換、付加または欠失の技術は、当該分野 において周知であり、そのような技術の例としては、部位特異的変異誘発技術などが 挙げられる。置換、付加または欠失は、 1つ以上であれば任意の数でよぐそのような 数は、その置換、付加または欠失を有する改変体において目的とする機能 (例えば、 ホルモン、サイト力インの情報伝達機能など)が保持される限り、多くすることができる 。例えば、そのような数は、 1または数個であり得、そして好ましくは、全体の長さの 20 %以内、 10%以内、または 100個以下、 50個以下、 25個以下などであり得る。  [0112] As used herein, "substitution, addition or deletion" of a polypeptide or polynucleotide refers to an amino acid or an alternative thereof, or a nucleotide or an alternative thereof, respectively, relative to the original polypeptide or polynucleotide. Physical power Replace, add, or remove. Such substitution, addition, or deletion techniques are well known in the art, and examples of such techniques include site-directed mutagenesis techniques. Any number of substitutions, additions or deletions may be used as long as it is one or more. Such numbers may be used in the variant having the substitutions, additions or deletions (eg, hormones, As long as the information transmission function is maintained). For example, such a number can be 1 or several and preferably can be within 20%, within 10%, or less than 100, less than 50, less than 25, etc. of the total length.
[0113] (一般技術)  [0113] (General technology)
本明細書において用いられる分子生物学的手法、生化学的手法、微生物学的手 法は、当該分野において周知であり慣用されるものであり、例えば、 Sambrook J. e t al. (,1989) . Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harborおよびその 3rd Ed. (2001); Ausubel, F. M. (1987) . Current Prot ocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and "Wiley— Inte rscience ; Ausubel, F. M. (1989) . Short Protocols in Molecular Biolog y : A じ ompendium of Methods from Current Protocols in Molecular Molecular biological techniques, biochemical techniques, and microbiological techniques used herein are well known and commonly used in the art, for example, Sambrook J. et al. (, 1989). Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor and its 3rd Ed. (2001); Ausubel, FM (1987). Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and "Wiley—Intelscience; Ausubel, FM (1989) Short Protocols in Molecular Biolog y: A ompendium of Methods from Current Protocols in Molecular
Biology, Greene Pub. Associates and Wiley— Interscience ;Innis, M. A. (1990) . PCR Protocols : A Guide to Methods and Applications, A cademic Press ; Ausubel, F. M. (1992) . Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Mol ecular Biology, Greene Pub. Associates ;Ausubel, F. M. (1995) . Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates ; Inn is, M. A. et al. (1995) . PCR Strategies, Academic Press ;Ausubel, F. M. (1999) . Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, and annual updates ; Sninsky, J. J. et al. (1999) . PCR Applications: Proto cols for Functional Genomics, Academic Press、別冊夹験医 「遺 ナ尊 入&発現解析実験法」羊土社、 1997などに記載されており、これらは本明細書にお V、て関連する部分 (全部であり得る)が参考として援用される。 Biology, Greene Pub. Associates and Wiley— Interscience; Innis, MA (1990). PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Academic Press; Ausubel, FM (1992). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Mol ecular Biology, Greene Pub. Associates; Ausubel, FM (1995). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates; Inn is, MA et al. (1995). PCR Strategies , Academic Press; Ausubel, FM (1999). Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, and annual updates; Sninsky, JJ et al. (1999). PCR Applications: Protocols for Functional Genomics, Academic Press, a separate volume "Experimental Methods for Recruitment and Expression Analysis", Yodosha, 1997, etc., and these are the relevant parts of this document. Obtained) is incorporated by reference.
[0114] 人工的に合成した遺伝子を作製するための DNA合成技術および核酸ィ匕学につい ては、例えば、 Gait, M. J. (1985) . Oligonucleotide Synthesis : A Practical Approach, IRLPress ; Gait, M. J. (1990) . Oligonucleotide Synthesis : A Practical Approach, IRL Press ; Eckstein, F. 、上 991) . Oligonucleotides and Analogues : A Practical Approac, IRL Press ; Adams, R. L. etal. ( 1992) . The Biochemistry of the Nucleic Acids, Chapman&Hall; Sha barova, Z. et al. (1994) . Advanced Organic Chemistry of Nucleic A cids, Weinheim ; Blackburn, G. M. et al. (1996) . Nucleic Acids in Che mistry and Biology, Oxford University Press; Hermanson, G. T. (1996 ) . Bioconjugate Techniques, Academic Pressなどに, d載されており、これら は本明細書において関連する部分が参考として援用される。 [0114] Regarding DNA synthesis technology and nucleic acid chemistry for producing artificially synthesized genes, see, for example, Gait, MJ (1985). Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRLPress; Gait, MJ (1990) Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press; Eckstein, F., 991) .Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approac, IRL Press; Adams, RL etal. (1992). Barova, Z. et al. (1994). Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, Weinheim; Blackburn, GM et al. (1996). Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press; Hermanson, GT (1996). Bioconjugate Techniques, Academic Press, etc., which are incorporated herein by reference.
[0115] (遺伝子工学) [0115] (Genetic Engineering)
本発明にお 、て用いられるァクチビンなどならびにそのフラグメントおよび改変体は 、遺伝子工学技術を用いて生産することができる。  In the present invention, activin and the like and fragments and variants thereof used in the present invention can be produced using genetic engineering techniques.
[0116] 本明細書において遺伝子について言及する場合、「ベクター」または「組み換えべ クタ一」とは、目的のポリヌクレオチド配列を目的の細胞へと移入させることができるべ クタ一をいう。そのようなベクターとしては、原核細胞、酵母、動物細胞、植物細胞、 昆虫細胞、動物個体および植物個体などの宿主細胞において自律複製が可能、ま たは染色体中への糸且込みが可能で、本発明において使用されるポリヌクレオチドの 転写に適した位置にプロモーターを含有しているものが例示される。ベクターのうち、 クロー-ングに適したベクターを「クロー-ングベクター」と 、う。そのようなクローニン グベクターは通常、制限酵素部位を複数含むマルチプルクロー-ング部位を含む。 そのような制限酵素部位およびマルチプルクローユング部位は、当該分野にぉ ヽて 周知であり、当業者は、 目的に合わせて適宜選択して使用することができる。そのよう な技術は、本明細書に記載される文献 (例えば、 Sambrookら、前出)に記載されて いる。好ましいベクターとしては、プラスミド、ファージ、コスミド、ェピソ一ム、ウィルス 粒子またはウィルスおよび組み込み可能な DNAフラグメント (すなわち、相同組換え によって宿主ゲノム中に組み込み可能なフラグメント)が挙げられるが、これらに限定 されない。好ましいウィルス粒子としては、アデノウイルス、バキュロウィルス、パルボ ウィルス、ヘルぺスウィルス、ボックスウィルス、アデノ随伴ウィルス、セムリキ森林ウイ ルス、ワクシニアウィルスおよびレトロウイルスが挙げられる力 これらに限定されない In the present specification, when referring to a gene, “vector” or “recombinant vector” refers to a vector capable of transferring a target polynucleotide sequence into a target cell. Such vectors can replicate autonomously in host cells such as prokaryotic cells, yeast, animal cells, plant cells, insect cells, individual animals, and individual plants. Another example is one that can be inserted into a chromosome and contains a promoter at a position suitable for transcription of the polynucleotide used in the present invention. Among the vectors, a vector suitable for cloning is referred to as a “cloning vector”. Such cloning vectors usually contain multiple cloning sites that contain multiple restriction enzyme sites. Such restriction enzyme sites and multiple cloning sites are well known in the art, and those skilled in the art can appropriately select and use them according to the purpose. Such techniques are described in the literature described herein (eg, Sambrook et al., Supra). Preferred vectors include, but are not limited to, plasmids, phages, cosmids, episomes, virus particles or viruses and integratable DNA fragments (ie, fragments that can be integrated into the host genome by homologous recombination). . Preferred viral particles include, but are not limited to, adenovirus, baculovirus, parvovirus, herpes virus, box virus, adeno-associated virus, Semliki Forest virus, vaccinia virus and retrovirus.
[0117] ベクターの 1つの型は、「プラスミド」であり、これは、さらなる DNAセグメントが連結 され得る環状二重鎖 DNAループをいう。別の型のベクターは、ウィルスベクターであ り、ここで、さらなる DNAセグメントは、ウィルスゲノム中に連結され得る。特定のベタ ター(例えば、細菌の複製起点を有する細菌ベクターおよびェピソ一ム哺乳動物べク ター)は、これらが導入される宿主細胞中で自律的に複製し得る。他のベクター(例え ば、非ェピソーム哺乳動物ベクター)は、宿主細胞中への導入の際に宿主細胞のゲ ノム中に組み込まれ、それにより、宿主ゲノムと共に複製される。さらに、特定のベクタ 一は、これらが作動可能に連結される遺伝子の発現を指向し得る。このようなベクタ 一は、本明細書中で、「発現ベクター」といわれる。 [0117] One type of vector is a “plasmid”, which refers to a circular double stranded DNA loop into which additional DNA segments can be ligated. Another type of vector is a viral vector, wherein additional DNA segments can be ligated into the viral genome. Certain vectors (eg, bacterial vectors having a bacterial origin of replication and episomal mammalian vectors) can replicate autonomously in the host cell into which they are introduced. Other vectors (eg, non-episomal mammalian vectors) are integrated into the host cell's genome upon introduction into the host cell, and are thereby replicated along with the host genome. Furthermore, a particular vector may direct the expression of the genes to which they are operably linked. Such a vector is referred to herein as an “expression vector”.
[0118] 従って、本明細書において「発現ベクター」とは、構造遺伝子およびその発現を調 節するプロモーターにカ卩えて種々の調節エレメントが宿主の細胞中で作動し得る状 態で連結されている核酸配列をいう。調節エレメントは、好ましくは、ターミネータ一、 薬剤耐性遺伝子のような選択マーカーおよび、ェンハンサーを含み得る。生物(例え ば、動物)の発現ベクターのタイプおよび使用される調節エレメントの種類力 宿主細 胞に応じて変わり得ることは、当業者に周知の事項である。 [0118] Therefore, in the present specification, an "expression vector" refers to a structural gene and a promoter that regulates its expression, in which various regulatory elements are linked in a state in which they can operate in a host cell. Refers to a nucleic acid sequence. The regulatory element may preferably include a terminator, a selectable marker such as a drug resistance gene, and an enhancer. The type of expression vector of the organism (eg animal) and the type of regulatory elements used It is well known to those skilled in the art that it can vary depending on the cell.
[0119] 本発明において用いられ得る原核細胞に対する「組み換えベクター」としては、 pc DNA3 ( + )、 pBluescript— SK( + Z一)、 pGEM— T、 pEF— BOS、 pEGFP、 p HAT、 pUC18、 pFT— DESTTM42GATEWAY(Invitrogen)などが例示される。 [0119] "Recombinant vectors" for prokaryotic cells that can be used in the present invention include pc DNA3 (+), pBluescript—SK (+ Z), pGEM—T, pEF—BOS, pEGFP, pHAT, pUC18, pFT — Examples include DEST 42GATEWAY (Invitrogen).
[0120] 本発明において用いられ得る動物細胞に対する「組み換えベクター」としては、 pc DNAI/Amp, pcDNAI、 pCDM8 (いずれもフナコシより巿販)、 pAGE107 [特開 平 3— 229 (Invitrogen)、 pAGE103 Q[. Biochem. , 101, 1307 (1987) ]、 ρΑΜ o、pAMoAQ[. Biol. Chem. , 268, 22782— 22787 (1993) ]、マウス幹細胞ウイ ルス(Murine Stem Cell Virus) (MSCV)に基づいたレトロウイルス型発現べク ター、 pEF— BOS、 pEGFPなどが例示される。  [0120] "Recombinant vectors" for animal cells that can be used in the present invention include pc DNAI / Amp, pcDNAI, pCDM8 (all sold by Funakoshi), pAGE107 [JP-A-3-229 (Invitrogen), pAGE103 Q [. Biochem., 101, 1307 (1987)], ρΑΜo, pAMoAQ [. Biol. Chem., 268, 22782—22787 (1993)], based on Murine Stem Cell Virus (MSCV) Examples include retrovirus-type expression vectors, pEF-BOS, and pEGFP.
[0121] 本明細書において「ターミネータ一」は、遺伝子のタンパク質をコードする領域の下 流に位置し、 DNAが mRNAに転写される際の転写の終結、ポリ A配列の付加に関 与する配列である。ターミネータ一は、 mRNAの安定性に関与して遺伝子の発現量 に影響を及ぼすことが知られて 、る。  [0121] As used herein, "terminator 1" is located downstream of a gene-coding region of a gene, and is a sequence involved in termination of transcription when DNA is transcribed into mRNA and addition of a poly A sequence. It is. Terminators are known to affect gene stability by affecting mRNA stability.
[0122] 本明細書において「プロモーター」とは、遺伝子の転写の開始部位を決定し、また その頻度を直接的に調節する DNA上の領域をいい、通常 RNAポリメラーゼが結合 して転写を始める塩基配列である。したがって、本明細書においてある遺伝子のプロ モーターの働きを有する部分を「プロモーター部分」と 、う。プロモーターの領域は、 通常、推定タンパク質コード領域の第 1ェキソンの上流約 2kbp以内の領域であること が多いので、 DNA解析用ソフトウェアを用いてゲノム塩基配列中のタンパク質コード 領域を予測すれば、プロモーター領域を推定することはできる。推定プロモーター領 域は、構造遺伝子ごとに変動するが、通常構造遺伝子の上流にあるが、これらに限 定されず、構造遺伝子の下流にもあり得る。好ましくは、推定プロモーター領域は、 第一ェキソン翻訳開始点力も上流約 2kbp以内に存在する。  [0122] As used herein, the term "promoter" refers to a region on DNA that determines the initiation site of gene transcription and directly regulates its frequency, and is usually the base where RNA polymerase binds and initiates transcription. Is an array. Therefore, in this specification, a portion having a promoter function of a gene is referred to as a “promoter portion”. Since the promoter region is usually within about 2 kbp upstream of the first exon of the putative protein coding region, if the protein coding region in the genomic nucleotide sequence is predicted using DNA analysis software, the promoter region The region can be estimated. The putative promoter region varies from structural gene to structural gene, but is usually upstream of the structural gene, but is not limited to this and may be downstream of the structural gene. Preferably, the putative promoter region is present within about 2 kbp upstream of the first exon translation initiation force.
[0123] 本明細書において「複製起点」とは、 DNA複製が開始する染色体上の特定領域を いう。複製起点は、内因性起点を含むようにそのベクターを構築することによって提 供され得るか、または宿主細胞の染色体複製機構により提供され得るかのいずれか であり得る。そのベクターが、宿主細胞染色体中に組み込まれる場合、後者が十分 であり得る。あるいは、ウィルス複製起点を含むベクターを使用するよりも、当業者は 、選択マーカーと本発明の DNAとを同時形質転換する方法によって、哺乳動物細 胞を形質転換し得る。適切な選択マーカーの例は、ジヒドロ葉酸還元酵素 (DHFR) またはチミジンキナーゼである(米国特許第 4, 399, 216号を参照)。 [0123] As used herein, "replication origin" refers to a specific region on a chromosome where DNA replication begins. The origin of replication can either be provided by constructing the vector to include an endogenous origin, or it can be provided by the host cell's chromosomal replication machinery. If the vector is integrated into the host cell chromosome, the latter is sufficient It can be. Alternatively, rather than using a vector containing a viral origin of replication, one skilled in the art can transform mammalian cells by a method of cotransforming a selectable marker with the DNA of the present invention. Examples of suitable selectable markers are dihydrofolate reductase (DHFR) or thymidine kinase (see US Pat. No. 4,399,216).
[0124] 例えば、組織特異的調節エレメントを使用して核酸を発現することによって、組換え 哺乳動物発現ベクターでは、特定の細胞型において核酸の発現を優先的に指向し 得る。組織特異的調節エレメントは、当該分野で公知である。適切な組織特異的プロ モーターの非限定的な例としては、発生的に調節されたプロモーター(例えば、マウ ス hoxプロモーター(Kesselおよび Gruss ( 1990) Science 249, 374— 379)およ び α—フエトプロテインプロモーター(Campesおよび Tilghman ( 1989) Genes De v. 3, 537— 546) )、アルブミンプロモーター(肝臓特異的; Pinkertら(1987) Gene s Dev. 1, 268— 277)、リンパ特異的プロモーター(Calameおよび Eaton(1988) Adv. Immunol. 43, 235— 275)、特に T細胞レセプター(Winotoおよび Baltimo re (1989) EMBO J. 8, 729— 733)および免疫グロブリン(Banerjiら(1983) Cell [0124] For example, recombinant mammalian expression vectors can preferentially direct expression of a nucleic acid in a particular cell type by expressing the nucleic acid using tissue-specific regulatory elements. Tissue specific regulatory elements are known in the art. Non-limiting examples of suitable tissue-specific promoters include developmentally regulated promoters (eg, the mouse hox promoter (Kessel and Gruss (1990) Science 249, 374—379)) and α-feet. Toprotein promoters (Campes and Tilghman (1989) Genes De v. 3, 537-546)), albumin promoter (liver specific; Pinkert et al. (1987) Genes Dev. 1, 268-277), lymph specific promoter ( Calame and Eaton (1988) Adv. Immunol. 43, 235-275), especially T cell receptors (Winoto and Baltimo re (1989) EMBO J. 8, 729-733) and immunoglobulins (Banerji et al. (1983) Cell
33, 729— 740 ; Queenおよび Baltimore (1983) Cell 33, 741— 748)のプロ モーター、ニューロン特異的プロモーター(例えば、神経線維プロモーター; Byrne および Ruddle (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 5473— 5477)、すい 臓特異的プロモーター(Edlundら(1985) Science 230, 912— 916)、および乳 腺特異的プロモーター(例えば、乳清プロモーター;米国特許第 4, 873, 316号およ び欧州出願公開番号 264, 166)が挙げられるがそれらに限定されない。 33, 729—740; Queen and Baltimore (1983) Cell 33, 741—748) promoters, neuron specific promoters (eg, nerve fiber promoters; Byrne and Ruddle (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86 , 5473-5477), pancreas specific promoters (Edlund et al. (1985) Science 230, 912-916), and mammary gland specific promoters (eg, whey promoter; US Pat. No. 4,873,316 and European Application Publication No. 264, 166), but is not limited thereto.
[0125] 本明細書にぉ 、て「ェンノヽンサ一」とは、目的遺伝子の発現効率を高めるために用 いられる配列をいう。そのようなェンノ、ンサ一は当該分野において周知である。ェン ハンサ一は複数個用いられ得るが 1個用いられてもよ!/、し、用いなくともよ!/、。  [0125] As used herein, "enenser" refers to a sequence used to increase the expression efficiency of a target gene. Such Jenno, sensors are well known in the art. You can use multiple Hansa, but you can use one! /, Or not! /.
[0126] 本明細書にぉ 、て「作動可能に連結された (る)」とは、所望の配列の発現 (作動) がある転写翻訳調節配列(例えば、プロモーター、ェンノ、ンサ一など)または翻訳調 節配列の制御下に配置されることをいう。プロモーターが遺伝子に作動可能に連結 されるためには、通常、その遺伝子のすぐ上流にプロモーターが配置される力 必ず しも隣接して配置される必要はな 、。 [0127] 本明細書において、核酸分子を細胞に導入する技術は、どのような技術でもよぐ 例えば、形質転換、形質導入、トランスフエクシヨンなどが挙げられる。そのような核酸 分子の導入技術は、当該分野において周知であり、かつ、慣用されるものであり、例 えば、 Ausubel F. A.ら編 (1988)、 Current Protocols in Molecular Biol ogy、 Wiley、 New York、 NY; Sambrook Jら(1987) Molecular Cloning : A Laboratory Manual, 2nd Ed.およびその第三版, Cold Spring Harbor La boratory Press, Cold Spring Harbor, NY、別冊実験医学「遺伝子導入 &発 現解析実験法」羊土社、 1997などに記載される。遺伝子の導入は、ノーザンプロット 、ウェスタンプロット分析のような本明細書に記載される方法または他の周知慣用技 術を用いて確認することができる。 [0126] As used herein, "operably linked" refers to a transcriptional translational regulatory sequence (eg, promoter, henno, sensor, etc.) that has the expression (operation) of a desired sequence or It means being placed under the control of the translation arrangement. In order for a promoter to be operably linked to a gene, it is usually not necessary to place the promoter immediately adjacent to the gene. [0127] In the present specification, any technique may be used for introducing a nucleic acid molecule into a cell. Examples thereof include transformation, transduction, and transformation. Such nucleic acid molecule introduction techniques are well known and commonly used in the art, for example, Ausubel FA et al. (1988), Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, New York, NY. Sambrook J et al. (1987) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed. And its third edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY Listed in Tsuchiya, 1997. Gene transfer can be confirmed using the methods described herein, such as Northern plots, Western plot analysis, or other well-known conventional techniques.
[0128] また、ベクターの導入方法としては、細胞に DNAを導入する上述のような方法であ ればいずれも用いることができ、例えば、トランスフエクシヨン、形質導入、形質転換な ど(例えば、リン酸カルシウム法、リボソーム法、 DEAEデキストラン法、エレクトロボレ ーシヨン法、パーティクルガン (遺伝子銃)を用いる方法など)が挙げられる。  [0128] In addition, as a method for introducing a vector, any of the above-described methods for introducing DNA into a cell can be used. For example, transfection, transduction, transformation, etc. (for example, Calcium phosphate method, ribosome method, DEAE dextran method, electroboration method, method using particle gun (gene gun), etc.).
[0129] 本明細書において「形質転換体」とは、形質転換によって作製された細胞などの生 命体の全部または一部をいう。形質転換体としては、原核細胞、酵母、動物細胞、植 物細胞、昆虫細胞などが例示される。形質転換体は、その対象に依存して、形質転 換細胞、形質転換組織、形質転換宿主などともいわれる。本発明において用いられ る細胞は、形質転換体であってもよい。  [0129] As used herein, "transformant" refers to all or part of a living organism such as a cell produced by transformation. Examples of transformants include prokaryotic cells, yeast, animal cells, plant cells, insect cells and the like. A transformant is also referred to as a transformed cell, a transformed tissue, a transformed host or the like depending on the subject. The cell used in the present invention may be a transformant.
[0130] 本発明において遺伝子操作などにおいて原核生物細胞が使用される場合、原核 生物糸田胞としては、 Escherichia属、 Serratia属、 Bacillus属、 Brevibacterium属 、 Corynebacterium,禺、 Microbacterium晨、 Pseudomonas厲などに属す 原核 生物細胞、例えば、 Escherichia coli XL 1— Blueゝ Escherichia coli XL2— B lue、 Escherichia coli DH1が例示される。  [0130] When prokaryotic cells are used in the present invention for genetic manipulation or the like in the present invention, the prokaryotic mycelium belongs to the genus Escherichia, Serratia, Bacillus, Brevibacterium, Corynebacterium, 禺, Microbacterium 晨, Pseudomonas 厲, etc. Prokaryotic cells such as Escherichia coli XL1-Blue® Escherichia coli XL2-Blue, Escherichia coli DH1 are exemplified.
[0131] 本明細書において使用される場合、動物細胞としては、マウス'ミエローマ細胞、ラ ット.ミエローマ細胞、マウス'ノ、イブリドーマ細胞、チャイニーズ'ノ、ムスターの細胞で ある CHO細胞、 BHK細胞、アフリカミドリザル腎臓細胞、ヒト白血病細胞、 HBT563 7 (特開昭 63— 299)、ヒト結腸癌細胞株などを挙げることができる。マウス'ミエローマ 細胞としては、 ps20、 NSOなど、ラット 'ミエローマ細胞としては YB2Z0など、ヒト胎 児腎臓細胞としては HEK293 (ATCC : CRL— 1573)など、ヒト白血病細胞としては BALL— 1など、アフリカミドリザル腎臓細胞としては COS— 1、 COS— 7、ヒト結腸癌 細胞株としては HCT— 15、ヒト神経芽細胞腫 SK—N— SH、 SK—N— SH— 5Y、 マウス神経芽細胞腫 Neuro2Aなどが例示される。 [0131] As used herein, animal cells include mouse 'myeloma cells, rat.myeloma cells, mouse's cells, hybridoma cells, Chinese' cells, CHO cells that are Muster cells, BHK cells. And African green monkey kidney cells, human leukemia cells, HBT563 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-299), human colon cancer cell line, and the like. Mouse 'myeloma Examples of cells include ps20 and NSO, YB2Z0 for rat myeloma cells, HEK293 (ATCC: CRL-1573) for human fetal kidney cells, BALL-1 for human leukemia cells, and African green monkey kidney cells COS-1, COS-7, human colon cancer cell lines include HCT-15, human neuroblastoma SK-N-SH, SK-N-SH-5Y, mouse neuroblastoma Neuro2A, etc. .
[0132] 本明細書において使用される場合、組換えベクターの導入方法としては、 DNAを 導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、塩化カルシウム法、エレ タトロポレーシヨン法 [Methods. Enzymol. , 194, 182 (1990) ]、リポフエクシヨン 法、スフエロプラスト法 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 1929 (1978) ]、酢酸 リチウム法 Q[. Bacteriol. , 153, 163 (1983) ]、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 7 5, 1929 (1978)記載の方法などが例示される。  [0132] As used herein, any method for introducing a DNA can be used as a method for introducing a recombinant vector. For example, a calcium chloride method, an electroporation method [Methods] Enzymol., 194, 182 (1990)], Lipofusion method, Spheroplast method [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 1929 (1978)], Lithium acetate method Q [. Bacteriol., 153, 163 (1983)], Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 7 5, 1929 (1978).
[0133] (ポリペプチドの製造方法)  [0133] (Polypeptide production method)
本発明において使用されるポリペプチド (例えば、ァクチビン、 LIFまたはその改変 体もしくはフラグメントなど)をコードする DNAを組み込んだ組換え体ベクターを保有 する微生物、動物細胞などに由来する形質転換体を、通常の培養方法に従って培 養し、本発明において使用されるポリペプチドを生成蓄積させ、本発明の培養物より 本発明にお 、て使用されるポリペプチドを採取することにより、本発明に係るポリぺプ チドを製造することができる。  Transformants derived from microorganisms, animal cells, etc. that possess a recombinant vector incorporating a DNA encoding the polypeptide used in the present invention (eg, activin, LIF or a variant or fragment thereof) are usually used. The polypeptide used in the present invention is produced and accumulated, and the polypeptide used in the present invention is collected from the culture of the present invention. A peptide can be produced.
[0134] 本発明の形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の 方法に従って行うことができる。大腸菌等の原核生物ある 、は酵母等の真核生物を 宿主として得られた形質転換体を培養する培地としては、本発明の生物が資化し得 る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行える培地 であれば天然培地、合成培地の!/、ずれを用いてもょ 、。  [0134] The method of culturing the transformant of the present invention in a medium can be performed according to a usual method used for culturing a host. A medium for culturing a transformant obtained by using a prokaryote such as E. coli or a eukaryote such as yeast as a host contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, etc. that can be assimilated by the organism of the present invention. However, any medium that can efficiently cultivate transformants can use natural media and synthetic media! /.
[0135] 炭素源としては、それぞれの微生物が資化し得るものであればよぐグルコース、フ ラタトース、スクロース、これらを含有する糖蜜、デンプンあるいはデンプン加水分解 物等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール等のァ ルコール類を用いることができる。  [0135] As the carbon source, any microorganism that can be assimilated by each microorganism is acceptable. Examples of the carbon source include glucose, slatose, sucrose, molasses containing these, carbohydrates such as starch or starch hydrolysate, acetic acid, propionic acid and the like. Alcohols such as organic acids, ethanol and propanol can be used.
[0136] 窒素源としては、アンモニア、塩化アンモ-ゥム、硫酸アンモ-ゥム、酢酸アンモ- ゥム、リン酸アンモ-ゥム等の各種無機酸または有機酸のアンモ-ゥム塩、その他含 窒素物質、ならびに、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼィ ン加水分解物、大豆粕および大豆粕加水分解物、各種発酵菌体およびその消化物 等を用いることができる。 [0136] Nitrogen sources include ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, and ammonium acetate. Ammonium salts of various inorganic and organic acids such as humic and ammonium phosphate, other nitrogenous substances, peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, casein hydrolyzate, large Soybean koji and soybean koji hydrolyzate, various fermented cells and digested products thereof can be used.
[0137] 無機塩としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸 マグネシウム、塩ィ匕ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム 等を用いることができる。培養は、振盪培養または深部通気攪拌培養等の好気的条 件下で行う。  [0137] As the inorganic salt, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride salt, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, calcium carbonate, etc. may be used. it can. The culture is performed under aerobic conditions such as shaking culture or deep aeration stirring culture.
[0138] 培養温度は 15〜40°Cがよぐ培養時間は、通常 5時間〜 7日間である。培養中 pH は、 3. 0〜9. 0に保持する。 pHの調整は、無機あるいは有機の酸、アルカリ溶液、 尿素、炭酸カルシウム、アンモニア等を用いて行う。また培養中必要に応じて、アンピ シリンまたはテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。  [0138] The culture temperature is 15 to 40 ° C, and the culture time is usually 5 hours to 7 days. During the cultivation, the pH is maintained at 3.0 to 9.0. The pH is adjusted using inorganic or organic acids, alkaline solutions, urea, calcium carbonate, ammonia, etc. Further, an antibiotic such as ampicillin or tetracycline may be added to the medium as needed during the culture.
[0139] プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微 生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例 えば、 lacプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するとき にはイソプロピル一 β—D—チォガラタトピラノシド等を、 trpプロモーターを用いた発 現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地 に添加してもよい。遺伝子を導入した細胞または器官は、ジャーフアーメンターを用 V、て大量培養することができる。  [0139] When a microorganism transformed with an expression vector using an inducible promoter as a promoter is cultured, an inducer may be added to the medium as necessary. For example, when cultivating a microorganism transformed with an expression vector using the lac promoter, cultivate a microorganism transformed with an expression vector using trp promoter, such as isopropyl β-D-thiogalatatopyranoside. When doing so, indoleacrylic acid or the like may be added to the medium. Cells or organs into which a gene has been introduced can be cultured in large quantities using a jar mentor.
[0140] 例えば、動物細胞を用いる場合、本発明の細胞を培養する培地は、一般に使用さ れている RPMI 1640培地(The Journal of the American Medical Associ ation, 199, 519 (1967) )、 Eagleの MEM培地(Science, 122, 501 (1952) )、 DMEM培地(Virology, 8, 396 (1959) )、 199培地(Proceedings of the So ciety for the Biological Medicine, 73, 1 (1950) )またはこれら培地にゥシ 胎児血清等を添加した培地等が用いられる。  [0140] For example, when animal cells are used, the culture medium for culturing the cells of the present invention is RPMI 1640 medium (The Journal of the American Medical Association, 199, 519 (1967)), Eagle's MEM medium (Science, 122, 501 (1952)), DMEM medium (Virology, 8, 396 (1959)), 199 medium (Proceedings of the Society for the Biological Medicine, 73, 1 (1950)) or these media Usushi medium supplemented with fetal serum is used.
[0141] 培養は、通常 pH6〜8、 25〜40°C、 5%CO存在下等の条件下で 1〜7日間行う。  [0141] Cultivation is usually carried out for 1 to 7 days under conditions such as pH 6 to 8, 25 to 40 ° C, and the presence of 5% CO.
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また培養中必要に応じて、カナマイシン、ペニシリン、ストレプトマイシン等の抗生物 質を培地に添加してもよい。 [0142] 本発明において使用される発明のポリペプチドをコードする核酸配列で形質転換さ れた形質転換体の培養物から、本発明において使用されるポリペプチドを単離また は精製するためには、当該分野で周知慣用の通常の酵素の単離または精製法を用 いることができる。例えば、本発明のポリペプチドが本発明のポリペプチド製造用形 質転換体の細胞外に本発明のポリペプチドが分泌される場合には、その培養物を遠 心分離等の手法により処理し、可溶性画分を取得する。その可溶性画分から、溶媒 抽出法、硫安等による塩析法脱塩法、有機溶媒による沈澱法、ジェチルアミノエチル (DEAE) Sepharose、 DIAION HPA—75 (三菱化学)等榭脂を用いた陰ィォ ン交換クロマトグラフィー法、 S— Sepharose FF (Pharmacia)等の榭脂を用いた 陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フエ-ルセファロース等の榭 脂を用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、了フィユティー クロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等 の手法を用い、精製標品を得ることができる。 In addition, antibiotics such as kanamycin, penicillin, streptomycin and the like may be added to the medium as needed during culture. [0142] To isolate or purify a polypeptide used in the present invention from a culture of a transformant transformed with a nucleic acid sequence encoding the polypeptide of the invention used in the present invention. Conventional enzyme isolation or purification methods commonly used in the art can be used. For example, when the polypeptide of the present invention is secreted out of the cells of the transformant for producing the polypeptide of the present invention, the culture is treated by a technique such as centrifugation, Obtain the soluble fraction. From the soluble fraction, solvent extraction method, salting-out method using ammonium sulfate, desalting method, precipitation method using organic solvent, anion using a resin such as Jetylaminoethyl (DEAE) Sepharose, DIAION HPA-75 (Mitsubishi Chemical) Ion exchange chromatography, cation exchange chromatography using a resin such as S-Sepharose FF (Pharmacia), hydrophobic chromatography using a resin such as butyl sepharose and ferrule sepharose, molecular sieve The purified sample can be obtained by using a method such as gel filtration method, final fibrity chromatography method, chromatofocusing method, electrophoresis method such as isoelectric focusing.
[0143] 本発明にお 、て使用されるポリペプチド (例えば、ァクチビン、 LIFまたはその改変 体もしくはフラグメントなど)が本発明において使用されるポリペプチド製造用形質転 換体の細胞内に溶解状態で蓄積する場合には、培養物を遠心分離することにより、 培養物中の細胞を集め、その細胞を洗浄した後に、超音波破砕機、フレンチプレス、 マントンガウリンホモジナイザー、ダイノミル等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を 得る。その無細胞抽出液を遠心分離することにより得られた上清から、溶媒抽出法、 硫安等による塩析法脱塩法、有機溶媒による沈澱法、ジェチルアミノエチル (DEAE ) -Sepharose, DIAION HPA— 75 (三菱ィ匕学)等榭脂を用いた陰イオン交換ク 口マトグラフィ一法、 S— Sepharose FF (Pharmacia)等の榭脂を用いた陽イオン 交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フエ-ルセファロース等の榭脂を用 いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、ァフィユティークロマト グラフィ一法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法 を用いることによって、精製標品を得ることができる。  [0143] The polypeptide used in the present invention (for example, activin, LIF, or a variant or fragment thereof) accumulates in a cell in a soluble state in the transformant for producing the polypeptide used in the present invention. In this case, the cells in the culture are collected by centrifuging the culture, and after washing the cells, the cells are crushed with an ultrasonic crusher, French press, Manton Gaurin homogenizer, dynomill, etc. Obtain a cell extract. From the supernatant obtained by centrifuging the cell-free extract, a solvent extraction method, a salting-out method using ammonium sulfate, a desalting method, a precipitation method using an organic solvent, jetylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION HPA — Anion-exchange chromatography using 75 (Mitsubishi Chemical), etc., cation exchange chromatography, S-Sepharose FF (Pharmacia), butyl sepharose, ferrule Use methods such as hydrophobic chromatography using sepharose such as sepharose, gel filtration using molecular sieves, affinity chromatography, chromatofocusing, and electrophoresis such as isoelectric focusing By this, a purified sample can be obtained.
[0144] 本発明において使用されるポリペプチドが細胞内に不溶体を形成して発現した場 合は、同様に細胞を回収後破砕し、遠心分離を行うことにより得られた沈澱画分より、 通常の方法により本発明において使用されるポリペプチドを回収後、そのポリべプチ ドの不溶体をポリペプチド変性剤で可溶ィ匕する。この可溶ィ匕液を、ポリペプチド変性 剤を含まな 、あるいはポリペプチド変性剤の濃度がポリペプチドが変性しな 、程度に 希薄な溶液に希釈、あるいは透析し、本発明において使用されるポリペプチドを正常 な立体構造に構成させた後、上記と同様の単離精製法により精製標品を得ることが できる。 [0144] When the polypeptide used in the present invention is expressed in the form of an insoluble substance in the cells, the cells are similarly collected, disrupted and centrifuged from the precipitate fraction obtained by After recovering the polypeptide used in the present invention by an ordinary method, the insoluble substance of the polypeptide is dissolved with a polypeptide denaturant. This soluble solution is diluted or dialyzed into a dilute solution that does not contain a polypeptide denaturing agent, or the polypeptide denaturing agent does not denature the polypeptide, and is used in the present invention. After constructing the peptide into a normal three-dimensional structure, a purified sample can be obtained by the same isolation and purification method as described above.
[0145] また、通常のタンパク質の精製方法 ϋ. Evan. Sadlerら: Methods in Enzymol ogy, 83, 458]に準じて精製できる。また、本発明において使用されるポリペプチド を他のタンパク質との融合タンパク質として生産し、融合したタンパク質に親和性をも つ物質を用いたァフィユティークロマトグラフィーを利用して精製することもできる [山 川彰夫,実験医学(Experimental Medicine) , 13, 469— 474 (1995) ]。例えば 、 Loweらの方法 [Proc. Natl. Acad. Sci. , USA, 86, 8227— 8231 (1989)、 G enesDevelop. , 4, 1288 (1990) ]に記載の方法に準じて、本発明において使用さ れるポリペプチドをプロテイン Aとの融合タンパク質として生産し、ィムノグロブリン Gを 用いるァフィユティークロマトグラフィーにより精製することができる。  [0145] Alternatively, the protein can be purified according to a conventional protein purification method V. Evan. Sadler et al .: Methods in Enzymology, 83, 458]. In addition, the polypeptide used in the present invention can be produced as a fusion protein with another protein and purified using affinity chromatography using a substance having affinity for the fused protein [ Akio Yamakawa, Experimental Medicine, 13, 469-474 (1995)]. For example, according to the method described in Lowe et al. [Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 86, 8227-8231 (1989), GenesDevelop., 4, 1288 (1990)] The resulting polypeptide can be produced as a fusion protein with protein A and purified by affinity chromatography using immunoglobulin G.
[0146] また、本発明にお 、て使用されるポリペプチドを FLAGペプチドとの融合タンパク 質として生産し、抗 FLAG抗体を用いるァフィユティークロマトグラフィーにより精製す ること力 Sできる [Proc. Natl. Acad. Sci. , USA, 86, 8227 (1989)、 Genes Dev elop. , 4, 1288 (1990) ]。このような融合タンパク質では、発現ベクターにおいて、 タンパク質分解切断部位は、融合タンパク質の精製に続いて、融合部分力もの組換 えタンパク質の分離を可能にするために、融合部分と組換えタンパク質との接合部に 導入される。このような酵素およびこれらの同族の認識配列は、第 Xa因子、トロンビン 、およびェンテロキナーゼを含む。代表的な融合発現ベクターとしては、それぞれ、 グルタチオン S—トランスフェラーゼ(GST)、マルトース E結合タンパク質、または プロテイン Aを標的組換えタンパク質に融合する、 pGEX (Pharmacia Biotech ; S mithおよび Johnson (1988) Gene 67, 31〜40)、 pMAL (New England Biol abs, Beverly, Mass. )および pRIT5 (Pharmacia, Piscataway, N. J. )カ挙げら れる。 [0147] さらに、本発明において使用されるポリペプチド自身に対する抗体を用いたァフィ 二ティークロマトグラフィーで精製することもできる。本発明において使用されるポリべ プチドは、公知の方法 Q[. Biomolecular NMR, 6, 129— 134、 Science, 242, 1162— 1164、J. Biochem. , 110, 166— 168 (1991) ]に準じて、 in vitro転写 •翻訳系を用いて生産することができる。 [0146] In addition, the polypeptide used in the present invention can be produced as a fusion protein with a FLAG peptide and purified by affinity chromatography using an anti-FLAG antibody [Proc. Natl Acad. Sci., USA, 86, 8227 (1989), Genes Dev elop., 4, 1288 (1990)]. In such fusion proteins, the proteolytic cleavage site in the expression vector allows the separation of the fusion protein with the recombinant protein to allow separation of the recombinant protein following fusion protein purification. Introduced at the junction. Such enzymes and their cognate recognition sequences include Factor Xa, thrombin, and enterokinase. Typical fusion expression vectors include pGEX (Pharmacia Biotech; Smith and Johnson (1988) Gene 67, which fuse glutathione S-transferase (GST), maltose E-binding protein, or protein A to the target recombinant protein, respectively. , 31-40), pMAL (New England Biolabs, Beverly, Mass.) And pRIT5 (Pharmacia, Piscataway, NJ). [0147] Furthermore, it can be purified by affinity chromatography using an antibody against the polypeptide itself used in the present invention. The polypeptide used in the present invention is in accordance with a known method Q [. Biomolecular NMR, 6, 129-134, Science, 242, 1162-1164, J. Biochem., 110, 166-168 (1991)]. Can be produced using in vitro transcription and translation systems.
[0148] 本発明において使用されるポリペプチドは、そのアミノ酸情報を基に、 Fmoc法 (フ ルォレ-ルメチルォキシカルボ-ル法)、 tBoc法(t ブチルォキシカルボ-ル法)等 の化学合成法によっても製造することができる。また、 Advanced ChemTech, Ap plied Bio systems ^ Pharmacia Biotech^ Protein 丄、 echnology Instrument 、 Synthecell— Vega、 PerSeptive,島津製作所等のペプチド合成機を利用し化学 合成することちできる。 [0148] The polypeptide used in the present invention is based on the amino acid information such as Fmoc method (fluoromethyloxycarbon method), tBoc method (tbutyloxycarbon method), etc. It can also be produced by chemical synthesis. In addition, chemical synthesis can be performed using peptide synthesizers such as Advanced ChemTech, Applied Biosystems ^ Pharmacia Biotech ^ Protein, echnology Instrument, Synthecell-Vega, PerSeptive, Shimadzu Corporation.
[0149] 精製した本発明にお ヽて使用されるポリペプチドの構造解析は、タンパク質ィ匕学で 通常用いられる方法、例えば遺伝子クローユングのためのタンパク質構造解析 (平野 久著、東京化学同人発行、 1993年)に記載の方法により実施可能である。本発明に おいて使用されるポリペプチドの生理活性は、公知の測定法に準じて測定することが できる。  [0149] Structural analysis of the purified polypeptide used in the present invention is performed by a method commonly used in protein chemistry, for example, protein structural analysis for gene cloning (Hirano Hisashi, published by Tokyo Chemical Dojin, (1993). The physiological activity of the polypeptide used in the present invention can be measured according to a known measurement method.
[0150] 本発明において使用されるポリペプチド (例えば、ァクチビン、 LIFなど)のアミノ酸 の欠失、置換もしくは付加 (融合を含む)は、周知技術である部位特異的変異誘発法 により実施することができる。力かる 1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付 カロは、 Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)、 Current Protocols in Mole cular Biology, Supplement 1〜38, JohnWiley & Sons (1987— 1997)、 Nucleic Acids Research, 10, 6487 (1982)、 Proc. Natl. Acad. Sci. , US A, 79, 6409 (1982)、 Gene, 34, 315 (1985)、 Nucleic Acids Research, 1 3, 4431 (1985)、 Proc. Natl. Acad. Sci USA, 82, 488 (1985)、 Proc. Natl . Acad. Sci. , USA, 81, 5662 (1984)、 Science, 224, 1431 (1984)、 PCT WO85/00817 (1985) , Nature, 316, 601 (1985)等【こ記載の方法【こ準じて調 製することができる。 [0151] (細胞培養) [0150] Deletion, substitution, or addition (including fusion) of amino acids of a polypeptide (for example, activin, LIF, etc.) used in the present invention can be performed by a site-directed mutagenesis method that is a well-known technique. it can. One or a few amino acids are deleted, substituted, or appended.Carlo is Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley. & Sons (1987—1997), Nucleic Acids Research, 10, 6487 (1982), Proc. Natl. Acad. Sci., US A, 79, 6409 (1982), Gene, 34, 315 (1985), Nucleic Acids Research , 1 3, 4431 (1985), Proc. Natl. Acad. Sci USA, 82, 488 (1985), Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 81, 5662 (1984), Science, 224, 1431 (1984) ), PCT WO85 / 00817 (1985), Nature, 316, 601 (1985), etc. [Methods described herein can be prepared according to this method. [0151] (Cell culture)
当該分野において公知の広範な培地処方物の、幹細胞分ィ匕に関する細胞培養特 性は、本明細書中において開示されるァクチビン、レチノイン酸、 LIFまたはその等 価物の添加量の調節によって劇的に変化することが見出された。  The cell culture properties of stem cell fractions of a wide range of media formulations known in the art are dramatically improved by adjusting the amount of activin, retinoic acid, LIF or its equivalents disclosed herein. Was found to change.
[0152] 多くの培地処方物が、幾年もの間開発され、所定の培養された細胞または細胞株 についての細胞増殖、細胞生存能、および Zまたは生物製剤産生を最大限にしてき た。これらの培地組成物は、例えば、培地に添加される成長因子、抗生物質、および アミノ酸補充物の数、タイプ、および濃度が相互に異なり、そしてプロテアーゼインヒ ビターのような成分、および特に細胞が懸濁内で増殖される場合には、 1つまたはそ れ以上の消泡剤(anti—foarming agent)を含む。他の個性化された成分は、組 換えタンパク質産生を増強する添加物を包含する。例えば、宿主細胞が、組換えタン ノ ク質の遺伝子増幅のために開発された場合、選択マーカー DHFR (ジヒドロ葉酸 レダクターゼ)は、代表的には、選択マーカーとしてトランスフエタトされた宿主の一部 を構成し、そしてメトトレキセートは培養培地に含まれる。インスリンまたは他の成長因 子、例えば、 IGFのようにエネルギー源カスケードの役割を果たす因子はまた、しば しば含有されて細胞増殖を増強する。  [0152] Many media formulations have been developed over the years to maximize cell growth, cell viability, and Z or biologic production for a given cultured cell or cell line. These media compositions differ, for example, in the number, type, and concentration of growth factors, antibiotics, and amino acid supplements added to the media, and components such as protease inhibitors, and especially cells in suspension. If grown on, include one or more anti-foarming agents. Other personalized ingredients include additives that enhance recombinant protein production. For example, if the host cell was developed for gene amplification of a recombinant protein, the selectable marker DHFR (dihydrofolate reductase) is typically part of a host that has been transfected as a selectable marker. And methotrexate is contained in the culture medium. Insulin or other growth factors, such as factors that play a role in the energy source cascade, such as IGF, are also often included to enhance cell proliferation.
[0153] 本明細書中において開示されるァクチビン、レチノイン酸、 LIFまたはその等価物 は、種々の培地処方物に対して、ならびに標準的な処方物中において、効果を有す ることが期待される。  [0153] Activin, retinoic acid, LIF or equivalents disclosed herein are expected to have effects on various media formulations as well as in standard formulations. The
[0154] 例えば、すべての無血清培地処方物は、細胞増殖を可能にする必須成分を含み、  [0154] For example, all serum-free media formulations contain essential ingredients that allow cell growth,
(1)エネルギー源、代表的にはグルコースまたはグルタミン、あるいは他の糖、例え ば、フクタトース、ガラクトース、マンノースなど;(2)窒素源 (典型的には 1つまたはそ れ以上のアミノ酸の包含により得られる);および(3)ビタミン (酵素反応における補因 子)を含む。また、 Na+、 K+、 Ca2+、 Mg2+、 CI", HPO 2_などを含む広範な無機塩 (1) An energy source, typically glucose or glutamine, or other sugars, such as factose, galactose, mannose; (2) Nitrogen sources (typically by inclusion of one or more amino acids) Obtained); and (3) vitamins (complements in enzyme reactions). Also a wide range of inorganic salts including Na +, K +, Ca 2+ , Mg 2+ , CI ", HPO 2_ etc.
3  Three
、ならびに脂肪酸 (好ましくは結合物)、コレステロール、リン脂質、およびそれらの前 駆体を含む広範な脂肪および脂溶性成分も必須である。標準的な無血清培地処方 物の成分は表 1に挙げられる。これには、 GrandlslandBiologicalCo. (GIBCO) , Grandlsland, N. Y.のような培地製造者から得られる「DMEMZF— 12」に見出 される成分が含まれる。動物細胞培養培地の検討については、 Mizmhiおよび Laza r、 Cytotechnology, 1 : 199 214 (1988)を参照のこと。昆虫細胞培養について の培地の考察は、 Goodwin, R. H. (1990) Nature347 : 209— 210に開示されて いる。ノ、イブリドーマの培養について個性ィ匕された、規定された無血清培地の例が、 Kovar, J. (1987) FoliaBiologia33 : 377— 384【こより記載されて!ヽる。 Imagawa ら(1989) PNAS86 :4122— 4126は、マウス乳房上皮細胞における細胞増殖を最 大にするように開発された培地について記載し、そしてMiyazakiら(1991)Res. Ex p. Med. 191 : 77— 83は、ラット肝細胞の生存能をインビトロで増強するように培地 について記載する。 And a wide range of fat and fat-soluble ingredients including fatty acids (preferably conjugates), cholesterol, phospholipids, and their precursors are also essential. The components of a standard serum-free medium formulation are listed in Table 1. This can be found in “DMEMZF-12” from media manufacturers such as Grandlsland Biological Co. (GIBCO), Grandlsland, NY. Ingredients to be included. For a review of animal cell culture media, see Mizmhi and Lazar, Cytotechnology, 1: 199 214 (1988). Media considerations for insect cell culture are disclosed in Goodwin, RH (1990) Nature 347: 209-210. An example of a defined serum-free medium that has been personalized for the culture of wildbredoma is described in Kovar, J. (1987) FoliaBiologia33: 377-384. Imagawa et al. (1989) PNAS86: 4122-4126 describes a medium developed to maximize cell proliferation in mouse mammary epithelial cells and Miyazaki et al. (1991) Res. Ex p. Med. 191: 77. —83 describes the medium to enhance the viability of rat hepatocytes in vitro.
[0155] 本明細書において「栄養培地」とは、天然培地、半合成培地、合成培地、固形培地 、半固形培地、液体培地などが挙げられるが、未分化細胞を、自己を含めた増殖、 分化、成熟または保存させるために用いられるものであり、通常、細胞培養に用いら れるようなものであれば如何なる培地であってもよい。例を挙げると、たとえば Steinb erg培地、 (X MEM培地、 RPMI— 1640培地または MEM基本培地などが挙げる ことができる。基本成分としてナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、リン、塩 素、アミノ酸、ビタミン、ホルモン、抗生物質、脂肪酸、糖または目的に応じてその他 の化学成分もしくは血清のような生体成分を含有することもできる。  [0155] As used herein, "nutrient medium" includes natural medium, semi-synthetic medium, synthetic medium, solid medium, semi-solid medium, liquid medium, etc., but undifferentiated cells are allowed to proliferate including self, Any medium can be used as long as it is used for differentiation, maturation or preservation and is usually used for cell culture. Examples include Steinberg erg medium, (X MEM medium, RPMI-1640 medium or MEM basal medium, etc. The basic ingredients are sodium, potassium, calcium, magnesium, phosphorus, chlorine, amino acids, vitamins, It may contain hormones, antibiotics, fatty acids, sugars or other chemical components or biological components such as serum depending on the purpose.
[0156] 培地成分は代表的には任意の順序で添加され得、そして最終的な組合せは、標 準的な方法、例えば、濾過滅菌により滅菌され得る。  [0156] Media components can typically be added in any order, and the final combination can be sterilized by standard methods, such as filter sterilization.
[0157] 本発明の培地を利用して、広範な細胞 (脊椎動物および無脊椎動物の両方)の幹 細胞を所望の方向に分化させ得る。本発明の培地を用いて、多くの異なる細胞培養 系における細胞培養特性を改善し得る。  [0157] Using the culture medium of the present invention, a wide variety of stem cells (both vertebrates and invertebrates) can be differentiated in a desired direction. The culture medium of the present invention can be used to improve cell culture properties in many different cell culture systems.
[0158] 動物の場合は、通常動物細胞の培養で用いられるイスコフ培地、 RPMI培地、ダル べッコ MEM培地、 MEM培地、 F12培地等の血清を含まない培地を用いることがで きる。また、公知文献等により、細胞の増殖および維持に有効であることが知られて いる血清以外の因子、たとえば脂質および脂肪酸源、コレステロール、ピルビン酸塩 、ダルココルチコイド、 DNAおよび RNA合成ヌクレオシド等を添カ卩してもよい。  [0158] In the case of animals, serum-free media such as Iskov media, RPMI media, Dulbecco MEM media, MEM media, and F12 media, which are commonly used for animal cell culture, can be used. In addition, factors other than serum known to be effective for cell growth and maintenance, such as lipid and fatty acid sources, cholesterol, pyruvate, darcocorticoid, DNA and RNA synthesis nucleosides, etc. are added according to known literature. You may be careful.
[0159] 本明細書にぉ 、て「培養容器」とは、所望の細胞、例えば、未分化細胞を増殖させ るときに用いる容器のことであり、必要に応じてストローマ細胞などのフィーダ一細胞 が維持'生存でき、未分化細胞が維持 '生存'分化 '成熟'自己複製するのに何ら阻 害するものでなければ如何なる素材、形状のものを用いてもよい。具体的には培養 容器の素材としてはガラス、合成樹脂、天然榭脂、金属、プラスチックなどが挙げられ 、形状としては具体的には三角柱、立方体、直方体などの多角柱、三角錐、四角錐 などの多角錘、ひょうたんのような任意の形状、球形、半球形、円柱 (底面が円形、楕 円形または半円形等を含む)などを挙げることができ、また例えば半球形力も球形の ように培養中に必要に応じて形状を変化させてもよい。培養は開放条件下であっても よいし、閉鎖 (密閉)条件下であってもよい。 [0159] As used herein, the term "culture vessel" refers to a proliferation of desired cells, for example, undifferentiated cells. It is a container used when the feeder cells such as stromal cells can maintain and survive as needed, and undifferentiated cells can maintain and survive `` differentiation '' and `` maturation ''. Any material and shape may be used. Specific examples of the culture vessel material include glass, synthetic resin, natural fat, metal, and plastic. Specific examples of the shape include triangular prisms, cubes, rectangular parallelepipeds, triangular pyramids, quadrangular pyramids, etc. Polygonal pyramids, arbitrary shapes such as gourds, spheres, hemispheres, cylinders (including round bottom, oval or semicircle), etc. The shape may be changed as necessary. Culture may be under open conditions or under closed (sealed) conditions.
[0160] 本発明における細胞培養法は、マトリクスコーティングが異なる培養皿、またはマトリ クスコ一ティングの有無が異なる培養皿を用いた二次元培養法、マトリジエル等のソ フトゲルおよびコラーゲンスポンジ等を用いた三次元培養法、またはそれらを併用す る方法が挙げられる力 好ましくは、マトリクスコーティングが異なる培養皿、またはマ トリクスコ一ティングの有無が異なる培養皿を用いた二次元培養法であり、例えば、ゼ ラチンコーティング培養皿、 I型コラーゲンコーティング培養皿またはラミニンコーティ ング培養皿のうち 2つを用いる二次元培養法である。また、多分化能を有する細胞と して、ヒト由来の細胞を用いる場合は、 I型コラーゲンコーティング培養皿を用いるの が好ましい。  [0160] The cell culture method in the present invention is a two-dimensional culture method using a culture dish having a different matrix coating or a culture dish having a different presence or absence of matrix coating, a tertiary gel using a soft gel such as Matrijeel and a collagen sponge. Power that includes the original culture method or a method using them together Preferably, it is a two-dimensional culture method using a culture dish having a different matrix coating or a culture dish having different matrix coating, for example, gelatin. This is a two-dimensional culture method using two of a coated culture dish, type I collagen-coated culture dish, or laminin-coated culture dish. In addition, when human-derived cells are used as pluripotent cells, it is preferable to use type I collagen-coated culture dishes.
[0161] 本発明の方法の培養条件は、実施例などの特定の条件に限定されるものではなく 、一般的に許容される条件を取りうる。例えば、分ィ匕誘導開始時の細胞数としては、 5 . Oxl03〜5. OxlO6細胞/培養皿の範囲を例示できる。また、分化誘導期間として は、例えば、 2〜: LO日間(好ましくは 5日間)、あるいは 1〜4日間(好ましくは 2日間)、 前培養工程では 2〜5日間(好ましくは 3日間)である。また、ヒト間葉系細胞の場合、 分ィ匕誘導期間としては、 12〜21日間(好ましくは 14日間)である。 [0161] The culture conditions of the method of the present invention are not limited to specific conditions such as Examples, and may be generally acceptable conditions. For example, the cell number of minutes spoon induction start, 5. Oxl0 3 ~5. OxlO 6 can be exemplified range of cell / dish. The differentiation induction period is, for example, 2 to: LO days (preferably 5 days), or 1 to 4 days (preferably 2 days), and 2 to 5 days (preferably 3 days) in the pre-culture step. . In the case of human mesenchymal cells, the induction period is 12 to 21 days (preferably 14 days).
[0162] 培養するにあたり、温度、浸透圧、光などの物理的環境条件、酸素、炭酸ガス、 pH 、酸化還元電位などの化学的環境条件としては死滅処理前の未分化細胞および分 化後の細胞が維持'生存でき、未分化細胞が維持 '生存'分化 '成熟'自己複製する のに何ら阻害するものでなければ如何なる環境条件であってもよ!/、。好ま ヽ条件を 以下に示す。 [0162] In culturing, physical environmental conditions such as temperature, osmotic pressure, and light, and chemical environmental conditions such as oxygen, carbon dioxide, pH, and oxidation-reduction potential include undifferentiated cells before killing and post-differentiation cells. Any environmental condition that prevents cells from maintaining 'surviving and undifferentiated cells from maintaining' surviving 'differentiation' maturation 'self-replication! Prefer ヽ conditions It is shown below.
[0163] 温度については具体的には、 30°C〜40°Cであり、好ましくは 37°Cである。浸透圧 については具体的には生理条件における浸透圧であり、好ましくは生理食塩水と等 しい浸透圧である。  [0163] Specifically, the temperature is 30 ° C to 40 ° C, preferably 37 ° C. The osmotic pressure is specifically an osmotic pressure under physiological conditions, and preferably an osmotic pressure equal to that of physiological saline.
[0164] 光は暗室ほどの暗い条件であってもよいし、晴天時の外の明るさほどに明るくてもよ い。  [0164] The light may be as dark as a dark room, or as bright as the outside brightness in fine weather.
酸素濃度としては具体的には培養系が気相中の酸素濃度が 10%の気相と接触して V、る状態での溶存酸素濃度〜気相中の酸素濃度が 30%の気相と接触して 、る状態 での酸素濃度であってもよぐ好ましくは気相中の酸素濃度が 20%の気相と接触し て 、る状態での溶存酸素濃度の気相と接触して 、る状態での酸素濃度である。  Specifically, as for the oxygen concentration, the culture system is in contact with the gas phase having a 10% oxygen concentration in the gas phase, and the dissolved oxygen concentration in the state of V to the gas phase having a 30% oxygen concentration in the gas phase. The oxygen concentration in the contact state may be the oxygen concentration in the gas phase, preferably in contact with the gas phase having a 20% oxygen concentration in the gas phase, and in contact with the gas phase of the dissolved oxygen concentration in the state, It is the oxygen concentration in the state.
[0165] 培養系において一般的に pHをコントロールするための pHとして具体的には pH6. [0165] Specifically, the pH for controlling pH in a culture system is specifically pH 6.
0〜pH8. 0であり、好ましくは生理条件と同等の pHである。 pHをコントロールする為 には二酸ィ匕炭素を用いてもよいし、他のいかなる緩衝液を用いてもよい。炭酸ガスの 濃度としては具体的には培養系が 5%の気相と接触している状態での溶存炭酸ガス 濃度である。  0 to pH 8.0, preferably a pH equivalent to physiological conditions. In order to control the pH, carbon dioxide or carbon dioxide or any other buffer may be used. Specifically, the concentration of carbon dioxide is the concentration of dissolved carbon dioxide when the culture system is in contact with the 5% gas phase.
[0166] 本明細書において「コロニー」とは、固型培地で 1個の細胞から出発してできた可視 的な集塊をいう。  [0166] As used herein, a "colony" refers to a visible clump formed from a single cell in a solid medium.
[0167] 本明細書において「キット」とは、通常 2つ以上の区画に分けて、提供されるべき部 分 (例えば、試薬、粒子など)が提供されるユニットをいう。混合されて提供されるべき でなぐ使用直前に混合して使用することが好ましいような組成物の提供を目的とす るときに、このキットの形態は好ましい。そのようなキットは、好ましくは、提供される部 分 (例えば、試薬、粒子など)をどのように処理すべき力を記載する説明書を備えて いることが有利である。このような説明書は、どのような媒体であってもよぐ例えば、 そのような媒体としては、紙媒体、伝送媒体、記録媒体などが挙げられるがそれらに 限定されない。伝送媒体としては、例えば、インターネット、イントラネット、エタストラネ ット、 LANなどが挙げられるがそれらに限定されない。記録媒体としては、 CD—RO M、 CD-R,フレキシブルディスク、 DVD— ROM、 MD、ミニディスク、 MO、メモリ 一スティックなどが挙げられるがそれらに限定されない。 [0168] (スクリーニング) [0167] As used herein, the term "kit" refers to a unit in which parts to be provided (eg, reagents, particles, etc.) are usually divided into two or more compartments. This kit form is preferred when it is intended to provide a composition that should preferably be mixed and used immediately prior to use. Such a kit is advantageously provided with instructions describing how to treat the provided parts (eg reagents, particles, etc.). Such instructions may be any medium. Examples of such a medium include, but are not limited to, a paper medium, a transmission medium, and a recording medium. Examples of the transmission medium include, but are not limited to, the Internet, an intranet, an etanet, and a LAN. Examples of the recording medium include, but are not limited to, CD-ROM, CD-R, flexible disk, DVD-ROM, MD, mini disk, MO, and memory stick. [0168] (Screening)
本明細書において「スクリーニング」とは、 目的とするある特定の性質をもつ生物ま たは物質などの標的を、特定の操作 Z評価方法で多数を含む集団の中から選抜す ることをいう。スクリーニングのために、本発明の因子 (例えば、抗体)、ポリペプチドま たは核酸分子を使用することができる。スクリーニングは、インビトロ、インビボなど実 在物質を用いた系を使用してもよぐインシリコ(コンピュータを用いた系)の系を用い て生成されたライブラリーを用いてもよい。本発明では、所望の活性を有するスクリー ユングによって得られた化合物もまた、本発明の範囲内に包含されることが理解され る。また本発明では、本発明の開示をもとに、コンピュータモデリングによる薬物が提 供されることち企図される。  As used herein, “screening” refers to selecting a target such as a target organism or substance having a specific property from a large number of populations using a specific operation Z evaluation method. For screening, an agent (eg, antibody), polypeptide or nucleic acid molecule of the invention can be used. The screening may be performed using a library generated using an in silico (computer system) system that may use a system using a real substance such as in vitro or in vivo. In the present invention, it is understood that compounds obtained by screening having the desired activity are also included within the scope of the present invention. In addition, the present invention contemplates providing a drug by computer modeling based on the disclosure of the present invention.
[0169] 1実施形態において、本発明は、本発明のタンパク質 (ァクチビン)、あるいはその 生物学的に活性な部分に結合するか、またはこれらの活性を調節する、候補化合物 もしくは試験化合物をスクリーニングするためのアツセィを提供する。本発明の試験 化合物は、当該分野において公知のコンビナトリアルライブラリ一法における多数の アプローチの任意のものを使用して得られ得、これには、以下が挙げられる:生物学 的ライブラリー;空間的にアクセス可能な平行固相もしくは溶液相ライブラリー;逆重 畳を要する合成ライブラリ一法;「 1ビーズ 1ィ匕合物」ライブラリ一法;およびァフィ-テ ィークロマトグラフィー選択を使用する合成ライブラリ一法。生物学的ライブラリーアブ ローチはペプチドライブラリーに限定されるが、他の 4つのアプローチは、ペプチド、 非ペプチドオリゴマーもしくは化合物の低分子ライブラリーに適用可能である (Lam ( 1997) Anticancer Drug Des. 12 : 145)。  [0169] In one embodiment, the present invention screens candidate or test compounds that bind to or modulate the activity of the protein of the present invention (activin), or a biologically active portion thereof. Provide an assembly for. The test compounds of the present invention can be obtained using any of a number of approaches in a combinatorial library method known in the art, including: biological libraries; spatially Accessible parallel solid phase or solution phase libraries; synthetic library methods that require back-folding; “one-bead one-compound” library methods; and synthetic library methods that use affinity chromatography selection . Biological library approaches are limited to peptide libraries, but the other four approaches are applicable to small molecule libraries of peptides, non-peptide oligomers or compounds (Lam (1997) Anticancer Drug Des. 12: 145).
[0170] 分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該分野において、例えば以下に 見出され得る: DeWittら(1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90 : 6909 ;Erbら (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91 : 11422 ; Zuckermann¾ ( 1994) J. M ed. Chem 37 : 2678 ;Cho¾ (1993) Science 261 : 1303 ; Carrell¾ ( 1994) An gew Chem. Int. Ed. Engl. 33 : 2059 ;Carell¾ (1994) Angew Chem. Int. E d. Engl. 33 : 2061 ;および Gallopら(1994) Med. Chem 37 : 1233。  [0170] Examples of methods for the synthesis of molecular libraries can be found in the art, for example: DeWitt et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6909; Erb et al. ) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422; Zuckermann¾ (1994) J. M ed. Chem 37: 2678; Cho¾ (1993) Science 261: 1303; Carrell¾ (1994) An gew Chem. Int. Ed. Engl 33: 2059; Carell¾ (1994) Angew Chem. Int. E d. Engl. 33: 2061; and Gallop et al. (1994) Med. Chem 37: 1233.
[0171] 化合物のライブラリ一は、溶液中で(例えば、 Houghten (1992) BioTechniques 13 :412〜421)、あるいはビーズ上(Lam (1991) Nature 354 : 82〜84)、チッ プ上(Fodor ( 1993) Nature 364 : 555〜556)、細菌(Ladner 米国特許第 5, 2 23, 409号)、胞子(Ladner、上記)、プラスミド(Cullら(1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89 : 1865〜1869)またはファージ上(3。01 ぉょび3111辻11 (1990) 3(^ nce 249 : 386〜390 ; Devlin (1990) Science 249 :404〜406 ;Cwirlaら(199 0) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 87 : 6378〜6382 ;Felici (1991)J Mol B iol 222 : 301〜310 ; Ladner上記)にお!/、て示され得る。 [0171] A library of compounds is available in solution (eg, Houghten (1992) BioTechniques 13: 412-421) or on beads (Lam (1991) Nature 354: 82-84), on chips (Fodor (1993) Nature 364: 555-556), bacteria (Ladner US Pat. No. 5, 22 23, 409), spores (Ladner, supra), plasmids (Cull et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 1865-1869) or on phage (3.1 01 311-11 (1990) 3 ( ^ nce 249: 386-390; Devlin (1990) Science 249: 404-406; Cwirla et al. (199 0) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 6378-6382; Felici (1991) J Mol B iol 222 : 301-310; Ladner supra)!
[0172] (疾患) [0172] (Disease)
1つの局面において、本発明は、すい臓の障害に関する任意の疾患、障害または 異常状態、例えば、脾炎 (急性脾炎、慢性脾炎)、すい臓がん、嚢胞性脾疾患、糖尿 病、消化器系の疾患などの関連疾患、障害または異常状態を処置するための方法 を提供する。  In one aspect, the present invention relates to any disease, disorder or abnormal condition relating to a pancreatic disorder, such as splenitis (acute splenitis, chronic splenitis), pancreatic cancer, cystic spleen disease, diabetes, digestive organs. Methods for treating related diseases, disorders or abnormal conditions, such as diseases of the system, are provided.
[0173] すい臓関連の疾患としては、代表的なものとして、 1型糖尿病(または、インスリン依 存型糖尿病 (IDD)、若年性糖尿病)があげられる。この 1型糖尿病は、インスリン産 生細胞の自己免疫破壊によるインスリン欠乏症であり、現在の治療法では、 1型糖尿 病患者は、インスリンを 1日あたり数回自分で注入する必要がある。また、もう一つの 糖尿病である 2型糖尿病(または、非インスリン依存型糖尿病 (NIDD)、成人発症型 糖尿病)は、インスリン耐性による実効的なインスリン欠乏症であり、現在の治療法で は、結果的に 1型糖尿病と同様に、 2型糖尿病にも追加のインスリン投与が必要とな る。これらの患者では、定期的なインスリン注入にもかかわらず、血中インスリンレべ ルが必ずしも安定しないために、脳卒中、失明、四肢の切断、腎機能障害などの多く の合併症を併発して寿命が短縮される。また、運動不足、脂肪の過剰摂取、肥満な どの生活習慣により、インスリン抵抗性を引き起こす場合、さらに、薬剤、内分泌疾患 など力 Sインスリン作用障害 (抵抗因子)となる場合が挙げられる。  [0173] Typical pancreatic diseases include type 1 diabetes (or insulin-dependent diabetes (IDD), juvenile diabetes). This type 1 diabetes is an insulin deficiency due to autoimmune destruction of insulin-producing cells, and current therapies require patients with type 1 diabetes to inject insulin several times per day. Another type of diabetes, type 2 diabetes (or non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDD), adult-onset diabetes) is an effective insulin deficiency due to insulin resistance. Like type 1 diabetes, type 2 diabetes requires additional insulin. In these patients, blood insulin levels are not always stable despite regular insulin infusions, resulting in longevity with many complications such as stroke, blindness, amputation, and renal dysfunction. Is shortened. In addition, there are cases where insulin resistance is caused by lifestyle habits such as lack of exercise, excessive intake of fat, and obesity, and there are cases where it becomes a force S insulin action disorder (resistance factor) such as drugs and endocrine diseases.
[0174] 本明細書において「予防 (する)」は、生物が病気にかかる(contract)力または異 常な状態を発生する可能性を減少させることを 、う。  [0174] As used herein, "preventing" refers to reducing the likelihood that an organism will develop a contracting force or abnormal condition.
[0175] 本明細書において「処置 (する)」は、治療効果を有すること、および生物における 異常な状態を少なくとも部分的に軽減する力または抑止することをいう。 [0176] 本明細書において「治療効果」は、異常な状態を引き起こす力またはこれに寄与す る阻害因子または活性ィ匕因子をいう。治療効果は、異常な状態の症状の 1つ以上を ある程度緩和する。異常な状態の処置に関して、治療効果とは、以下の 1つ以上を V、 、得る:(a)細胞の増殖 (proliferation)、増殖 (growth)、および Zまたは分化に おける増加;(b)細胞死の阻害 (すなわち、遅らせることまたは停止させること);(c)変 性の阻害;(d)異常な状態に関連する症状の 1つ以上をある程度緩和する;および (e )罹患した細胞集団の機能を強化すること。異常な状態に対する効力を示す化合物 は、本明細書中に記載されるように同定され得る。 [0175] As used herein, "treating" refers to having a therapeutic effect and the ability to or at least partially alleviate an abnormal condition in an organism. [0176] As used herein, "therapeutic effect" refers to a force that causes an abnormal condition or an inhibitory factor or an active factor that contributes to the force. The therapeutic effect will alleviate one or more of the symptoms of the abnormal condition to some extent. For the treatment of abnormal conditions, a therapeutic effect is one or more of the following: (a) increase in cell proliferation, growth, and Z or differentiation; (b) cells Inhibition of death (ie slowing or stopping); (c) inhibition of alteration; (d) some relief of one or more of the symptoms associated with the abnormal condition; and (e) of the affected cell population Strengthen functions. Compounds that exhibit efficacy against abnormal conditions can be identified as described herein.
[0177] 本明細書において「異常な状態」は、生物におけるその正常な機能力も逸脱する、 生物の細胞または組織における機能をいう。異常な状態は、細胞増殖、細胞分化、 細胞シグナル伝達、または細胞生存に関連し得る。異常な状態としてはまた、造血障 害、肥満、網膜変性のような糖尿病合併症、ならびにグルコースの取り込みおよび代 謝における不規則性、ならびに脂肪酸の取り込みおよび代謝における不規則性が挙 げられ得る。  [0177] As used herein, "abnormal state" refers to a function in a cell or tissue of an organism that also deviates from its normal functional capabilities in the organism. The abnormal condition can be associated with cell proliferation, cell differentiation, cell signaling, or cell survival. Abnormal conditions can also include hematopoietic disorders, obesity, diabetic complications such as retinal degeneration, and irregularities in glucose uptake and metabolism, and irregularities in fatty acid uptake and metabolism.
[0178] 異常な細胞増殖状態としては、例えば、がん、新生物、腫瘍および炎症などが挙げ られる。  [0178] Examples of abnormal cell proliferation include cancer, neoplasm, tumor and inflammation.
[0179] 異常な分ィ匕状態としては、例えば、奇形、がんなどが挙げられる。  [0179] Examples of the abnormal separation state include malformation and cancer.
[0180] 異常な細胞シグナル伝達状態としては、例えば、異常な細胞分ィ匕が挙げられる。  [0180] Examples of abnormal cell signal transduction include abnormal cell sorting.
[0181] 異常な細胞生存状態はまた、アポトーシス (プログラム細胞死)経路が活性ィ匕される 力または抑止される状態に関連する。多数のタンパク質キナーゼが、アポトーシス経 路に関連している。タンパク質キナーゼのいずれ力 1つの機能における異常は、細胞 不死または未熟な細胞死を生じ得る。  [0181] Abnormal cell viability is also associated with the ability to activate or arrest the apoptotic (programmed cell death) pathway. A number of protein kinases are associated with the apoptotic pathway. Abnormalities in any one function of protein kinases can result in cell immortality or premature cell death.
[0182] 別の局面において、本発明は、すい臓関連疾患、障害または異常状態のある (罹 患して 、るおそれのある)被験体または上記障害を有する被験体を処置する、予防 的方法および治療的方法の両方を提供する。 [0182] In another aspect, the present invention relates to a prophylactic method for treating a subject having a pancreatic-related disease, disorder or abnormal condition (affected or at risk) or having the disorder. Provide both therapeutic methods.
[0183] 本発明はまた、本発明の医薬の 1つ以上の成分を満たした 1つ以上の容器を備え る薬学的パックまたはキットを提供する。医薬品または生物学的製品の製造、使用ま たは販売を規制する政府機関が定めた形式の通知が、このような容器に任意に付属 し得、この通知は、ヒトへの投与に対する製造、使用または販売に関する政府機関に よる承認を表す。 [0183] The present invention also provides a pharmaceutical pack or kit comprising one or more containers filled with one or more ingredients of the medicament of the present invention. Such containers are optionally accompanied by a notice in the form prescribed by government agencies that regulate the manufacture, use or sale of pharmaceuticals or biological products. This notice may represent governmental approval for manufacturing, use or sale for human administration.
[0184] (遺伝子治療)  [0184] (Gene therapy)
特定の実施形態において、本発明の正常な遺伝子の核酸配列、抗体またはその 機能的誘導体をコードする配列を含む核酸は、本発明において使用されるポリぺプ チドの異常な発現および Zまたは活性に関連した疾患または障害を処置、阻害また は予防するために、遺伝子治療の目的で投与される。遺伝子治療とは、発現された 力 または発現可能な核酸の、被験体への投与により行われる治療をいう。本発明の この実施形態において、核酸は、それらのコードされたタンパク質を産生し、そのタン パク質は治療効果を媒介する。  In certain embodiments, a nucleic acid comprising a normal gene nucleic acid sequence of the invention, a sequence encoding an antibody or a functional derivative thereof, is responsible for abnormal expression and Z or activity of a polypeptide used in the invention. Administered for gene therapy purposes to treat, inhibit or prevent a related disease or disorder. Gene therapy refers to treatment performed by administering to a subject an expressed force or an expressible nucleic acid. In this embodiment of the invention, the nucleic acids produce their encoded protein, and the protein mediates a therapeutic effect.
[0185] 当該分野で利用可能な遺伝子治療のための任意の方法が、本発明に従って使用 され得る。例示的な方法は、以下のとおりである。  [0185] Any method for gene therapy available in the art can be used in accordance with the present invention. An exemplary method is as follows.
[0186] 遺伝子治療の方法の一般的な概説については、 Goldspielら, Clinical Pharma cy 12 :488— 505 (1993) ;Wuおよび Wu, Biotherapy 3 : 87— 95 (1991) ;Tol stoshev, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 32 : 573- 596 (1993); Mulligan, Science 260 : 926- 932 (1993);ならびに Morganおよび Anderson, Ann. Re v. Biochem. 62 : 191— 217 (1993); May, TIBTECH 11 (5) : 155— 215 (19 93)を参照のこと。遺伝子治療において使用される一般的に公知の組換え DNA技 術は、 Ausubelら (編) , Current Protocols in Molecular Biology, John Wi ley & Sons, NY (1993);および Kriegler, Gene Transfer and Expressio n, A Laboratory Manual, Stockton Press, NY(1990)に記載される。  [0186] For a general review of gene therapy methods, see Goldspiel et al., Clinical Pharmacy 12: 488—505 (1993); Wu and Wu, Biotherapy 3: 87—95 (1991); Tol stoshev, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 32: 573-596 (1993); Mulligan, Science 260: 926-932 (1993); and Morgan and Anderson, Ann. Rev. Biochem. 62: 191-217 (1993); May, TIBTECH 11 (5): See 155-215 (1993). Commonly known recombinant DNA techniques used in gene therapy are Ausubel et al. (Eds.), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, NY (1993); and Kriegler, Gene Transfer and Expression, A Laboratory Manual, Stockton Press, NY (1990).
[0187] したがって、本発明では、ァクチビンまたはその改変体もしくはフラグメントなどをコ ードする核酸分子を用いた遺伝子治療が有用であり得る。  [0187] Therefore, in the present invention, gene therapy using a nucleic acid molecule that codes for activin or a variant or fragment thereof may be useful.
[0188] 本明細書中で使用され、かつ、当該分野で理解されるように、用語「合成(synthes is)」または「合成する(synthesize)」とは、酵素的方法とは対照的に、純粋に化学的 に生成されたィ匕学物質 (例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)をいう。従って、 「全体が」(globally)合成されたィ匕学物質 (例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドな ど)は、その全体が化学的手段によって生成され、そして「部分的に」合成された化学 物質 (例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)は、その得られたィ匕学物質 (例え ば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)の一部分のみが化学的手段によって生成さ れたィ匕学物質 (例えば、ポリヌクレオチド、ポリペプチドなど)を包含する。 [0188] As used herein and as understood in the art, the term "synthes is" or "synthesize" is in contrast to enzymatic methods, A chemical substance (eg, polynucleotide, polypeptide, etc.) produced purely chemically. Thus, “globally” synthesized chemicals (eg, polynucleotides, polypeptides, etc.) are produced entirely by chemical means, and “partially” synthesized chemistry. Substances (eg, polynucleotides, polypeptides, etc.) are chemical substances (eg, polynucleotides, polypeptides, etc.) that are only partially produced by chemical means (eg, polynucleotides, polypeptides, etc.). , Polynucleotides, polypeptides, etc.).
[0189] 本明細書において使用される用語「領域」によって、生体分子の一次構造の物理 的に連続した部分を意味する。タンパク質の場合、領域は、そのタンパク質のアミノ酸 配列の連続した部分によって定義される。用語「ドメイン」は、本明細書中で、生体分 子の既知の機能または推測されている機能に寄与する、その生体分子の構造部分 をいうものとして定義される。ドメインは、領域またはその部分と同じ広がりを有し得;ド メインはまた、その領域の全てまたは一部に加えて、特定の領域と区別される生体分 子の一部を組み込み得る。本発明のァクチビンのドメインの例としては、シグナルぺ プチド、細胞外 (すなわち、 N末端)ドメイン、ロイシンリッチ反復ドメインが挙げられる 力 これらに限定されない。  [0189] By the term "region" as used herein is meant a physically continuous portion of the primary structure of a biomolecule. In the case of a protein, a region is defined by a contiguous portion of the amino acid sequence of the protein. The term “domain” is defined herein to refer to the structural portion of a biomolecule that contributes to a known or suspected function of the biomolecule. A domain can have the same extent as a region or part thereof; a domain can also incorporate all or part of the region, as well as part of a biomolecule that is distinct from a particular region. Examples of the domain of activin of the present invention include, but are not limited to, signal peptides, extracellular (ie, N-terminal) domains, and leucine-rich repeat domains.
[0190] (再生 Z治療 Z予防のための投与および糸且成物)  [0190] (Regenerative Z treatment Z prophylaxis and thread composition)
本発明は、被験体への有効量の本発明の化合物または薬学的組成物の投与によ る、神経疾患、障害または異常状態、あるいは造血関連疾患、障害または異常状態 の処置、阻害および予防の方法を提供する。好ましい局面において、化合物は実質 的に精製されたものであり得る (例えば、その効果を制限する力または望ましくない副 作用を生じる物質が実質的に存在しない状態が挙げられる)。  The present invention provides for the treatment, inhibition and prevention of neurological diseases, disorders or abnormal conditions, or hematopoietic related diseases, disorders or abnormal conditions by administration of an effective amount of a compound or pharmaceutical composition of the present invention to a subject. Provide a method. In a preferred aspect, the compound can be substantially purified (eg, in a state substantially free of substances that produce a force or an undesirable side effect that limits its effect).
[0191] 本明細書において「診断、予防、処置または予後上有効な量」とは、それぞれ、診 断、予防、処置 (または治療)または予後において、医療上有効であると認められる 程度の量をいう。このような量は、当該分野において周知の技法を用いて当業者が 種々のパラメータを参酌しながら決定することができる。  [0191] As used herein, the term "effective amount for diagnosis, prevention, treatment or prognosis" refers to an amount that is recognized as medically effective in diagnosis, prevention, treatment (or treatment) or prognosis, respectively. Say. Such amounts can be determined by one skilled in the art using techniques well known in the art, taking into account various parameters.
[0192] 本発明が対象とする動物は、神経系または類似の系を有するものであれば、どの 生物 (例えば、動物 (たとえば、脊椎動物、無脊椎動物))でもよい。好ましくは、脊椎 動物 (たとえば、メタラウナギ類、ャッメゥナギ類、軟骨魚類、硬骨魚類、両生類、爬 虫類、鳥類、哺乳動物など)であり、より好ましくは、哺乳動物 (例えば、単孔類、有袋 類、貧歯類、皮翼類、翼手類、食肉類、食虫類、長鼻類、奇蹄類、偶蹄類、管歯類、 有鱗類、海牛類、クジラ目、霊長類、齧歯類、ゥサギ目など)であり得る。例示的な被 験体としては、例えば、ゥシ、ブタ、ゥマ、 -ヮトリ、ネコ、ィヌなどの動物が挙げられる がそれらに限定されない。さらに好ましくは、霊長類 (たとえば、チンパンジー、二ホン ザル、ヒト)由来の細胞が用いられる。最も好ましくはヒト由来の細胞が用いられる。 [0192] The animal targeted by the present invention may be any organism (eg, animal (eg, vertebrate, invertebrate)) as long as it has a nervous system or a similar system. Preferably, it is a vertebrate (e.g., metaraunagi, shark eels, cartilaginous fish, teleosts, amphibians, reptiles, birds, mammals, etc.), more preferably mammals (e.g., single holes, marsupials). , Rodents, crustaceans, wings, carnivores, carnivores, long noses, odd hoofs, even hoofs, rodents, scales, sea cattle, cetaceans, primates, moths Teeth, maggots, etc.). Exemplary cover Examples of specimens include, but are not limited to, animals such as rabbits, pigs, horses, -birds, cats, and dogs. More preferably, cells derived from primates (for example, chimpanzees, monkeys, humans) are used. Most preferably, human-derived cells are used.
[0193] 本発明の核酸分子またはポリペプチドが医薬として使用される場合、そのような組 成物は、薬学的に受容可能なキャリアなどをさらに含み得る。本発明の医薬に含まれ る薬学的に受容可能なキャリアとしては、当該分野において公知の任意の物質が挙 げられる。  [0193] When the nucleic acid molecule or polypeptide of the present invention is used as a medicine, such a composition may further contain a pharmaceutically acceptable carrier and the like. Examples of the pharmaceutically acceptable carrier contained in the medicament of the present invention include any substance known in the art.
[0194] そのような適切な処方材料または薬学的に受容可能なキャリアとしては、抗酸化剤 、保存剤、着色料、風味料、および希釈剤、乳化剤、懸濁化剤、溶媒、フィラー、増 量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、希釈剤、賦形剤および/または薬学的アジュバントが 挙げられるがそれらに限定されない。代表的には、本発明の医薬は、ァクチビンまた はその改変体もしくはフラグメントなどのポリペプチドまたはポリヌクレオチド、またはそ の改変体もしくは誘導体を、 1つ以上の生理的に受容可能なキャリア、賦形剤または 希釈剤とともに含む組成物の形態で投与される。例えば、適切なビヒクルは、注射用 水、生理的溶液、または人工脳脊髄液であり得、これらには、非経口送達のための 組成物に一般的な他の物質を補充することが可能である。  [0194] Such suitable formulation materials or pharmaceutically acceptable carriers include antioxidants, preservatives, colorants, flavors, and diluents, emulsifiers, suspending agents, solvents, fillers, fillers. Examples include, but are not limited to, dosages, buffers, delivery vehicles, diluents, excipients and / or pharmaceutical adjuvants. Typically, a medicament of the invention comprises a polypeptide or polynucleotide, such as activin or a variant or fragment thereof, or a variant or derivative thereof, in one or more physiologically acceptable carriers, excipients. Administered in the form of a composition comprising an agent or diluent. For example, a suitable vehicle can be water for injection, physiological solution, or artificial cerebrospinal fluid, which can be supplemented with other materials common to compositions for parenteral delivery. is there.
[0195] 本明細書で使用される受容可能なキャリア、賦形剤または安定化剤は、レシピエン トに対して非毒性であり、そして好ましくは、使用される投薬量および濃度において不 活性であり、例えば、リン酸塩、クェン酸塩、または他の有機酸;ァスコルビン酸、 a —トコフエロール;低分子量ポリペプチド;タンパク質 (例えば、血清アルブミン、ゼラ チンまたは免疫グロブリン);親水性ポリマー(例えば、ポリビュルピロリドン);アミノ酸( 例えば、グリシン、グルタミン、ァスパラギン、アルギニンまたはリジン);モノサッカリド、 ジサッカリドおよび他の炭水化物(グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む) ;キレート剤(例えば、 EDTA);糖アルコール(例えば、マン-トールまたはソルビトー ル);塩形成対イオン (例えば、ナトリウム);ならびに Zあるいは非イオン性表面活性 化剤(例えば、 Tween、プル口ニック(pluronic)またはポリエチレングリコール(PEG ) )などが挙げられるがそれらに限定されな 、。  [0195] Acceptable carriers, excipients or stabilizers used herein are non-toxic to the recipient and are preferably inert at the dosages and concentrations used. For example, phosphate, kenate, or other organic acids; ascorbic acid, a-tocopherol; low molecular weight polypeptide; protein (eg, serum albumin, gelatin or immunoglobulin); hydrophilic polymer (eg, poly Amino acids (eg, glycine, glutamine, asparagine, arginine or lysine); monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates (including glucose, mannose, or dextrin); chelating agents (eg, EDTA); sugar alcohols (eg, , Mannitol or sorbitol); salt-forming counterion (Eg, sodium); and Z or non-ionic surfactants (eg, Tween, pluronic or polyethylene glycol (PEG)), and the like.
[0196] 例示の適切なキャリアとしては、中性緩衝化生理食塩水、または血清アルブミンと 混合された生理食塩水が挙げられる。好ましくは、その生成物は、適切な賦形剤 (例 えば、スクロース)を用いて凍結乾燥剤として処方される。他の標準的なキャリア、希 釈剤および賦形剤は所望に応じて含まれ得る。他の例示的な組成物は、 pH7. 0— 8. 5の Tris緩衝剤または pH4. 0— 5. 5の酢酸緩衝剤を含み、これらは、さら〖こ、ソ ルビトールまたはその適切な代替物を含み得る。 [0196] Exemplary suitable carriers include neutral buffered saline or serum albumin. Mixed saline can be mentioned. Preferably, the product is formulated as a lyophilizer using a suitable excipient (eg, sucrose). Other standard carriers, diluents and excipients may be included as desired. Other exemplary compositions include Tris buffer at pH 7.0—8.5 or acetate buffer at pH 4.0—5.5, which are sardine, sorbitol, or suitable substitutes thereof. Can be included.
[0197] 以下に本発明の医薬組成物の一般的な調製法を示す。なお、動物薬組成物、医 薬部外品、水産薬組成物、食品組成物およびィヒ粧品組成物等についても公知の調 製法により製造することができる。  [0197] A general method for preparing the pharmaceutical composition of the present invention is described below. In addition, veterinary drug compositions, quasi-drugs, marine drug compositions, food compositions, babies cosmetic compositions, and the like can also be produced by known preparation methods.
[0198] 本発明において使用されるポリペプチド、ポリヌクレオチドなどは、薬学的に受容可 能なキャリアと配合し、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、粉剤、座剤等の固形製剤、 またはシロップ剤、注射剤、懸濁剤、溶液剤、スプレー剤等の液状製剤として経口ま たは非経口的に投与することができる。薬学的に受容可能なキャリアとしては、上述 のように、固形製剤における賦形剤、滑沢剤、結合剤、崩壊剤、崩壊阻害剤、吸収促 進剤、吸着剤、保湿剤、溶解補助剤、安定化剤、液状製剤における溶剤、溶解補助 剤、懸濁化剤、等張化剤、緩衝剤、無痛化剤等が挙げられる。また、必要に応じ、防 腐剤、抗酸化剤、着色剤、甘味剤等の製剤添加物を用いることができる。また、本発 明の組成物には本発明において使用されるポリヌクレオチド、ポリペプチドなど以外 の物質を配合することも可能である。非経口の投与経路としては、静脈内注射、筋肉 内注射、経鼻、直腸、膣および経皮等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0198] Polypeptides, polynucleotides and the like used in the present invention are mixed with a pharmaceutically acceptable carrier, and are solid preparations such as tablets, capsules, granules, powders, powders, suppositories, or syrups. It can be administered orally or parenterally as liquid preparations such as pills, injections, suspensions, solutions and sprays. Pharmaceutically acceptable carriers include, as described above, excipients, lubricants, binders, disintegrants, disintegration inhibitors, absorption enhancers, adsorbents, humectants, solubilizers in solid preparations. , Stabilizers, solvents in liquid preparations, solubilizers, suspending agents, isotonic agents, buffers, soothing agents and the like. In addition, formulation additives such as preservatives, antioxidants, colorants, sweeteners and the like can be used as necessary. In addition, substances other than the polynucleotides and polypeptides used in the present invention can be added to the composition of the present invention. Parenteral routes of administration include, but are not limited to, intravenous injection, intramuscular injection, nasal, rectal, vaginal and transdermal.
[0199] 固形製剤における賦形剤としては、例えば、グルコース、ラタトース、スクロース、 D マン-トール、結晶セルロース、デンプン、炭酸カルシウム、軽質無水ケィ酸、塩化 ナトリウム、カオリンおよび尿素等が挙げられる。  [0199] Examples of excipients in solid preparations include glucose, latatose, sucrose, D-mannitol, crystalline cellulose, starch, calcium carbonate, light anhydrous caustic acid, sodium chloride, kaolin and urea.
[0200] 固形製剤における滑沢剤としては、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン 酸カルシウム、ホウ酸末、コロイド状ケィ酸、タルクおよびポリエチレングリコール等が 挙げられるがそれらに限定されない。  [0200] Examples of the lubricant in the solid preparation include, but are not limited to, magnesium stearate, calcium stearate, boric acid powder, colloidal key acid, talc, and polyethylene glycol.
[0201] 固形製剤における結合剤としては、例えば、水、エタノール、プロパノール、白糖、 D マン-トール、結晶セルロース、デキストリン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピ ノレセノレロース、ヒドロキシプロピノレメチノレセノレロース、カノレボキシメチノレセノレロース、デ ンプン溶液、ゼラチン溶液、ポリビニルピロリドン、リン酸カルシウム、リン酸カリウム、 およびシェラック等が挙げられる。 [0201] Examples of the binder in the solid preparation include water, ethanol, propanol, sucrose, D-mannitol, crystalline cellulose, dextrin, methylcellulose, hydroxypropenoresenorelose, hydroxypropinoremethinoresenorelose, and canoleboximethinolol. Cenorelose, de Open solution, gelatin solution, polyvinylpyrrolidone, calcium phosphate, potassium phosphate, shellac and the like.
[0202] 固形製剤における崩壊剤としては、例えば、デンプン、カルボキシメチルセルロース 、カルボキシメチルセルロースカルシウム、カンテン末、ラミナラン末、クロスカルメロ一 スナトリウム、カルボキシメチルスターチナトリウム、アルギン酸ナトリウム、炭酸水素ナ トリウム、炭酸カルシウム、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ラウリル 硫酸ナトリウム、デンプン、ステアリン酸モノグリセリド、ラタトースおよび繊維素グリコー ル酸カルシウム等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0202] Disintegrants in solid preparations include, for example, starch, carboxymethylcellulose, carboxymethylcellulose calcium, agar powder, laminaran powder, croscarmellose sodium, sodium carboxymethyl starch, sodium alginate, sodium bicarbonate, calcium carbonate, Examples thereof include, but are not limited to, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, sodium lauryl sulfate, starch, monoglyceride stearate, latatose and calcium calcium glycolate.
[0203] 固形製剤における崩壊阻害剤の好適な例としては、水素添加油、白糖、ステアリン 、カカオ脂および硬化油等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0203] Preferable examples of the disintegration inhibitor in the solid preparation include, but are not limited to, hydrogenated oil, sucrose, stearin, cocoa butter and hydrogenated oil.
[0204] 固形製剤における吸収促進剤としては、例えば、第四級アンモ-ゥム塩基類および ラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0204] Examples of the absorption enhancer in the solid preparation include, but are not limited to, quaternary ammonium bases and sodium lauryl sulfate.
[0205] 固形製剤における吸着剤としては、例えば、デンプン、ラタトース、カオリン、ベント ナイトおよびコロイド状ケィ酸等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0205] Examples of the adsorbent in the solid preparation include, but are not limited to, starch, ratatoose, kaolin, bentonite, and colloidal caustic acid.
[0206] 固形製剤における保湿剤としては、例えば、グリセリン、デンプン等が挙げられるが それらに限定されない。  [0206] Examples of the humectant in the solid preparation include, but are not limited to, glycerin and starch.
[0207] 固形製剤における溶解補助剤としては、例えば、アルギニン、グルタミン酸、ァスパ ラギン酸等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0207] Examples of solubilizing agents in solid preparations include, but are not limited to, arginine, glutamic acid, aspartic acid, and the like.
[0208] 固形製剤における安定化剤としては、例えば、ヒト血清アルブミン、ラタトース等が挙 げられるがそれらに限定されない。  [0208] Examples of the stabilizer in the solid preparation include, but are not limited to, human serum albumin and ratatose.
[0209] 固形製剤として錠剤、丸剤等を調製する際には、必要により胃溶性または腸溶性 物質(白糖、ゼラチン、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセル口 ースフタレート等)のフィルムで被覆していてもよい。錠剤には、必要に応じ通常の剤 皮を施した錠剤、例えば、糖衣錠、ゼラチン被包錠、腸溶被錠、フィルムコーティング 錠あるいは二重錠、多層錠が含まれる。カプセル剤にはハードカプセルおよびソフト カプセルが含まれる。座剤の形態に成形する際には、上記に列挙した添加物以外に 、例えば、高級アルコール、高級アルコールのエステル類、半合成グリセライド等を添 加することができるがそれらに限定されない。 [0210] 液状製剤における溶剤の好適な例としては、注射用水、アルコール、プロピレンダリ コール、マクロゴール、ゴマ油およびトウモロコシ油等が挙げられる。 [0209] When preparing tablets, pills, etc. as solid preparations, they may be coated with a film of a gastric or enteric substance (sucrose, gelatin, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose phthalate, etc.) as necessary. Also good. Tablets include tablets with ordinary coatings as necessary, such as sugar-coated tablets, gelatin-encapsulated tablets, enteric-coated tablets, film-coated tablets or double tablets, and multilayer tablets. Capsules include hard capsules and soft capsules. When forming into the form of a suppository, in addition to the additives listed above, for example, higher alcohols, higher alcohol esters, semi-synthetic glycerides and the like can be added, but are not limited thereto. [0210] Preferable examples of the solvent in the liquid preparation include water for injection, alcohol, propylene dallicol, macrogol, sesame oil, corn oil and the like.
[0211] 液状製剤における溶解補助剤の好適な例としては、ポリエチレングリコール、プロピ レングリコール、 D—マン-トール、安息香酸ベンジル、エタノール、トリスァミノメタン 、コレステロール、トリエタノールァミン、炭酸ナトリウムおよびクェン酸ナトリウム等が 挙げられるがそれらに限定されない。  [0211] Preferable examples of solubilizers in liquid preparations include polyethylene glycol, propylene glycol, D-manntol, benzyl benzoate, ethanol, trisaminomethane, cholesterol, triethanolamine, sodium carbonate, and Examples include, but are not limited to, sodium quenate.
[0212] 液状製剤における懸濁化剤の好適な例としては、ステアリルトリエタノールァミン、ラ ゥリル硫酸ナトリウム、ラウリルアミノプロピオン酸、レシチン、塩化ベンザルコ-ゥム、 塩ィ匕べンゼトニゥム、モノステアリン酸グリセリン等の界面活性剤、例えば、ポリビュル アルコール、ポリビュルピロリドン、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセル ロース、ヒドロキシメチノレセノレロース、ヒドロキシェチノレセノレロース、ヒドロキシェチノレセ ルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の親水性高分子等が挙げられるがそれら に限定されない。  [0212] Preferable examples of the suspending agent in the liquid preparation include stearyl triethanolamine, sodium lauryl sulfate, laurylaminopropionic acid, lecithin, benzalkonium chloride, salt benzethonium, monostearic acid Surfactant such as glycerin, for example, polybulle alcohol, polybulurpyrrolidone, sodium carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethinoresenorelose, hydroxyethinoresenorelose, hydroxyethinocellulose, hydroxypropylcellulose, etc. Examples include but are not limited to molecules.
[0213] 液状製剤における等張化剤の好適な例としては、塩ィ匕ナトリウム、グリセリン、 D— マン-トール等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0213] Preferable examples of the isotonic agent in the liquid preparation include sodium chloride salt, glycerin, D-manntol and the like, but are not limited thereto.
[0214] 液状製剤における緩衝剤の好適な例としては、リン酸塩、酢酸塩、炭酸塩およびク ェン酸塩等の緩衝液等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0214] Preferable examples of the buffer in the liquid preparation include, but are not limited to, buffers such as phosphates, acetates, carbonates and citrates.
[0215] 液状製剤における無痛化剤の好適な例としては、ベンジルアルコール、塩化ベン ザルコ -ゥムおよび塩酸プロ力イン等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0215] Preferable examples of the soothing agent in the liquid preparation include, but are not limited to, benzyl alcohol, benzalkonium chloride, and pro-hydrochloric acid hydrochloride.
[0216] 液状製剤における防腐剤の好適な例としては、パラォキシ安息香酸エステル類、ク ロロブタノール、ベンジルアルコール、 2—フエ-ルエチルアルコール、デヒドロ酢酸、 ソルビン酸等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0216] Preferable examples of the preservative in the liquid preparation include, but are not limited to, paraoxybenzoates, chlorobutanol, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, dehydroacetic acid, sorbic acid and the like. .
[0217] 液状製剤における抗酸化剤の好適な例としては、亜硫酸塩、ァスコルビン酸、 a - トコフエロールおよびシスティン等が挙げられるがそれらに限定されない。  [0217] Preferable examples of the antioxidant in the liquid preparation include, but are not limited to, sulfite, ascorbic acid, a-tocopherol, cysteine and the like.
[0218] 注射剤として調製する際には、液剤および懸濁剤は殺菌され、かっ血液と等張で あることが好ましい。通常、これらは、ノ クテリア保留フィルタ一等を用いるろ過、殺菌 剤の配合または照射によって無菌化する。さらにこれらの処理後、凍結乾燥等の方 法により固形物とし、使用直前に無菌水または無菌の注射用希釈剤 (塩酸リドカイン 水溶液、生理食塩水、ブドウ糖水溶液、エタノールまたはこれらの混合溶液等)を添 カロしてちょい。 [0218] When preparing as an injection, the liquid and suspension are preferably sterilized and isotonic with blood. Usually, these are sterilized by filtration using a nocteria retention filter, etc., blending with a disinfectant or irradiation. Further, after these treatments, solids are obtained by freeze-drying or the like, and immediately before use, sterile water or a sterile diluent for injection (lidocaine hydrochloride) is used. Add an aqueous solution, physiological saline, aqueous glucose solution, ethanol or a mixture of these).
[0219] さらに、必要ならば、医薬組成物は、着色料、保存剤、香料、矯味矯臭剤、甘味料 等、ならびに他の薬剤を含んでいてもよい。  [0219] Furthermore, if necessary, the pharmaceutical composition may contain coloring agents, preservatives, fragrances, flavoring agents, sweeteners, and the like, as well as other agents.
[0220] 本発明の医薬は、経口的または非経口的に投与され得る。あるいは、本発明の医 薬は、静脈内または皮下で投与され得る。全身投与されるとき、本発明において使用 される医薬は、発熱物質を含まない、薬学的に受容可能な水溶液の形態であり得る 。そのような薬学的に受容可能な組成物の調製は、 pH、等張性、安定性などを考慮 することにより、当業者は、容易に行うことができる。本明細書において、投与方法は 、経口投与、非経口投与 (例えば、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、皮内投与 、粘膜投与、直腸内投与、膣内投与、患部への局所投与、皮膚投与など)であり得る 。そのような投与のための処方物は、任意の製剤形態で提供され得る。そのような製 剤形態としては、例えば、液剤、注射剤、徐放剤が挙げられる。  [0220] The medicament of the present invention may be administered orally or parenterally. Alternatively, the medicament of the present invention can be administered intravenously or subcutaneously. When administered systemically, the medicament used in the present invention may be in the form of a pharmaceutically acceptable aqueous solution free of pyrogens. Such a pharmaceutically acceptable composition can be easily prepared by those skilled in the art by considering pH, isotonicity, stability, and the like. In this specification, the administration method includes oral administration, parenteral administration (e.g., intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, mucosal administration, rectal administration, intravaginal administration, local administration to the affected area, Skin administration, etc.). Formulations for such administration can be provided in any dosage form. Examples of such a preparation form include liquids, injections, and sustained release agents.
[0221] 本発明の医薬は、必要に応じて生理学的に受容可能なキャリア、賦型剤または安 定化剤 (日本薬局方第 14版、その補遺またはその最新版、 Remington' s Pharm aceutical Sciences, 18th Edition, A. R. Lrennaro, ed. , Mack Publisnm g Company, 1990などを参照)と、所望の程度の純度を有する糖鎖組成物とを混 合することによって、凍結乾燥されたケーキまたは水溶液の形態で調製され保存され 得る。  [0221] The medicament of the present invention may be a physiologically acceptable carrier, excipient, or stabilizer as necessary (Japanese Pharmacopoeia 14th edition, its supplement or the latest edition, Remington's Pharm aceutical Sciences , 18th Edition, AR Lrennaro, ed., Mack Publisnm g Company, 1990, etc.) and a glycan composition having the desired degree of purity to form a lyophilized cake or aqueous solution. Can be prepared and stored.
[0222] 様々な送達系が公知であり、そして本発明の化合物を投与するために用いられ得 る(例えば、リボソーム、微粒子、マイクロカプセルなど)。導入方法としては、皮内、筋 内、腹腔内、静脈内、皮下、鼻腔内、硬膜外、および経口経路が挙げられるがそれら に限定されない。化合物または組成物は、任意の好都合な経路により(例えば、注入 またはボーラス注射により、上皮または粘膜内層(例えば、口腔粘膜、直腸粘膜およ び腸粘膜など)を通しての吸収により)投与され得、そして他の生物学的に活性な薬 剤と一緒に投与され得る。投与は、全身的または局所的であり得る。さらに、本発明 の薬学的化合物または組成物を、任意の適切な経路 (脳室内注射および髄腔内注 射を包含し;脳室内注射は、例えば、 Ommayaリザーバのようなリザーバに取り付け られた脳室内カテーテルにより容易にされ得る)により中枢神経系に導入することが 望まれ得る。例えば、吸入器または噴霧器の使用、およびエアロゾル化剤を用いた 処方により、肺投与もまた使用され得る。 [0222] Various delivery systems are known and can be used to administer a compound of the invention (eg, ribosomes, microparticles, microcapsules, etc.). Introduction methods include, but are not limited to, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, intravenous, subcutaneous, intranasal, epidural, and oral routes. The compound or composition can be administered by any convenient route (eg, by infusion or bolus injection, by absorption through the epithelium or mucosal lining (eg, oral mucosa, rectal mucosa, intestinal mucosa, etc.) and It can be administered with other biologically active agents. Administration can be systemic or local. Furthermore, the pharmaceutical compounds or compositions of the invention include any suitable route (including intraventricular injection and intrathecal injection; the intraventricular injection is attached to a reservoir such as, for example, an Ommaya reservoir). It may be desirable to introduce it into the central nervous system by an intraventricular catheter). Pulmonary administration can also be used, for example, by use of an inhaler or nebulizer, and formulation with an aerosolizing agent.
[0223] 特定の実施形態において、本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは組成物を 、処置の必要な領域 (例えば、中枢神経、脳など)に局所的に投与することが望まれ 得る;これは、制限する目的ではないが、例えば、手術中の局部注入、局所適用(例 えば、手術後の創傷包帯との組み合わせて)により、注射により、カテーテルにより、 坐剤により、またはインプラント(このインプラントは、シァラスティック(sialastic)膜の ような膜または繊維を含む、多孔性、非多孔性、または膠様材料である)により達成さ れ得る。好ましくは、抗体を含む本発明のタンパク質を投与する際、タンパク質が吸 収されな!/ヽ材料を使用するために注意が払われなければならな!/ヽ。  [0223] In certain embodiments, it may be desirable to administer the polypeptide, polynucleotide or composition of the invention locally to the area in need of treatment (eg, central nerve, brain, etc.); For example, without limitation, local injection during surgery, topical application (eg in combination with post-surgical wound dressings), by injection, by catheter, by suppository, or by an implant A porous, non-porous, or glue-like material, including membranes or fibers, such as sialastic membranes. Preferably, when administering a protein of the invention, including antibodies, care must be taken to use the protein! / ヽ material when it is not absorbed! / ヽ.
[0224] 別の実施形態において、化合物または組成物は、小胞、特に、リボソーム中に封入 された状態で送達され得る(Langer, Science 249 : 1527- 1533 (1990); Treat ら, Liposomes m tne fherapy of Infectious Disease and し ancer, Lo pez— Beresteinおよび Fidler (編), Liss, New York, 353〜365頁(1989) ;Lo pez— Berestein,同書 317〜327頁を参照のこと;広く同書を参照のこと)。  [0224] In another embodiment, the compound or composition can be delivered encapsulated in vesicles, particularly ribosomes (Langer, Science 249: 1527-1533 (1990); Treat et al., Liposomes m tne fherapy of Infectious Disease and ancer, Lo pez— Berestein and Fidler (eds.), Liss, New York, pp. 353-365 (1989); Lo pez—Berestein, ibid., pages 317-327; see broadly )
[0225] さらに別の実施形態にぉ 、て、化合物または組成物は、制御された徐放系中で送 達され得る。 1つの実施形態において、ポンプが用いられ得る(Langer (前出); Seft on, CRC Crit. Ref. Biomed. Eng. 14 : 201 (1987); Buchwaldら, Surgery 88 : 507 (1980) ; Saudekら, N. Engl. J. Med. 321 : 574 (1989)を参照のこと)。 別の実施形態において、高分子材料が用いられ得る(Medical Applications of Controlled Release, Langerおよび Wise (編) , CRC Pres. , Boca Raton, Florida ( 1974); Controlled Drug Bioavailability, Drug Product Design and Performance, Smolenおよび Ball (編), Wiley, New York (1984); Ra ngerおよび Peppas, J.、 Macromol. Sci. Rev. Macromol. Chem. 23 : 61 (19 83)を参照のこと; Levyら, Science 228 : 190 (1985); Duringら, Ann. Neurol . 25 : 351 (1989); Howard^, J. Neurosurg. 71 : 105 (1989)もまた参照のこと) [0226] さらに別の実施形態において、制御された徐放系は、治療標的、即ち、脳の近くに 置かれ得、従って、全身用量の一部のみを必要とする(例えば、 Goodson, Medical Applications of Controlled Release, (前出),第 2卷, 115〜138頁(1984 )を参照のこと)。 [0225] In yet another embodiment, the compound or composition can be delivered in a controlled sustained release system. In one embodiment, a pump can be used (Langer (supra); Seft on, CRC Crit. Ref. Biomed. Eng. 14: 201 (1987); Buchwald et al., Surgery 88: 507 (1980); Saudek et al. N. Engl. J. Med. 321: 574 (1989)). In another embodiment, polymeric materials can be used (Medical Applications of Controlled Release, Langer and Wise (eds.), CRC Pres., Boca Raton, Florida (1974); Controlled Drug Bioavailability, Drug Product Design and Performance, Smolen And Ball (Ed.), Wiley, New York (1984); Ranger and Peppas, J., Macromol. Sci. Rev. Macromol. Chem. 23:61 (19 83); Levy et al., Science 228: 190 (1985); During et al., Ann. Neurol. 25: 351 (1989); See also Howard ^, J. Neurosurg. 71: 105 (1989)) [0226] In yet another embodiment, a controlled sustained release system can be placed near the therapeutic target, ie, the brain, and therefore requires only a portion of the systemic dose (eg, Goodson, Medical Applications of Controlled Release, (supra), Vol. 2, pages 115-138 (1984)).
[0227] 他の制御された徐放系は、 Langerによる総説において議論される(Science 249  [0227] Other controlled sustained release systems are discussed in a review by Langer (Science 249
: 1527—1533 (1990) )。  : 1527-1533 (1990)).
[0228] 本発明の処置方法において使用される組成物の量は、使用目的、対象疾患 (種類 、重篤度など)、患者の年齢、体重、性別、既往歴、細胞の形態または種類などを考 慮して、当業者が容易に決定することができる。本発明の処置方法を被験体 (または 患者)に対して施す頻度もまた、使用目的、対象疾患 (種類、重篤度など)、患者の 年齢、体重、性別、既往歴、および治療経過などを考慮して、当業者が容易に決定 することができる。頻度としては、例えば、毎日〜数ケ月に 1回(例えば、 1週間に 1回 〜1ヶ月に 1回)の投与が挙げられる。 1週間〜 1ヶ月に 1回の投与を、経過を見なが ら施すことが好ましい。  [0228] The amount of the composition used in the treatment method of the present invention depends on the purpose of use, the target disease (type, severity, etc.), the patient's age, weight, sex, medical history, cell morphology or type, etc. In view of this, it can be easily determined by those skilled in the art. The frequency with which the treatment method of the present invention is applied to a subject (or patient) also depends on the purpose of use, target disease (type, severity, etc.), patient age, weight, gender, medical history, treatment history, etc. In view of this, it can be easily determined by those skilled in the art. Examples of the frequency include administration every day to once every several months (for example, once a week to once a month). It is preferable to administer once a week to once a month while monitoring the course.
[0229] 本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチドなどの投与量は、被験体の年齢、体重、症 状または投与方法などにより異なり、特に限定されないが、通常成人 1日あたり、経口 投与の場合、 0. Olmg〜: LOgであり、好ましくは、 0. lmg〜: Lg、 lmg〜: L00mg、 0. lmg〜: LOmgなどであり得る。非経口投与の場合、 0. Olmg〜: Lgであり、好ましくは 、 0. 01mg〜100mg、 0. lmg〜100mg、 lmg〜100mg、 0. lmg〜10mgなどで あり得る。  [0229] The dosage of the polypeptide, polynucleotide and the like of the present invention varies depending on the age, weight, symptom or administration method of the subject and is not particularly limited. Olmg ~: LOg, preferably 0.1mg ~: Lg, lmg ~: L00mg, 0.1mg ~: LOmg, etc. For parenteral administration, it is 0. Olmg to: Lg, preferably 0.01 mg to 100 mg, 0.1 mg to 100 mg, 1 mg to 100 mg, 0.1 mg to 10 mg, and the like.
[0230] 本明細書中、「投与する」とは、本発明のポリペプチド、ポリヌクレオチド、因子など またはそれを含む医薬組成物を、単独で、または他の治療剤と組み合わせて、生物 の細胞または組織に取り込むことを意味する。組み合わせは、例えば、混合物として 同時に、別々であるが同時にもしくは並行して;または逐次的にかのいずれかで投与 され得る。これは、組み合わされた薬剤が、治療混合物としてともに投与される提示を 含み、そして組み合わせた薬剤が、別々であるが同時に (例えば、同じ個体へ別々 の静脈ラインを通じての場合)投与される手順もまた含む。「組み合わせ」投与は、第 1に与えられ、続いて第 2に与えられる化合物または薬剤のうちの 1つを別々に投与 することをさらに含む。 [0230] In the present specification, "administering" refers to the polypeptide, polynucleotide, factor and the like of the present invention or a pharmaceutical composition containing the same alone or in combination with other therapeutic agents. Or it means to be taken into the organization. The combination can be administered, for example, as a mixture simultaneously, separately but simultaneously or concurrently; or sequentially. This also includes a presentation where the combined drugs are administered together as a therapeutic mixture, and the combined drugs are administered separately but simultaneously (for example, through separate intravenous lines to the same individual). Also includes. “Combination” administration is given first, followed by administration of one of the compounds or drugs given second To further include.
[0231] 異常な状態はまた、生物へのシグナル伝達経路に異常を有する細胞の群に化合 物 (本発明によって同定される薬剤など)を投与することによって予防または処置され 得る。次いで、化合物を投与することの生物機能に対する効果が、モニターされ得る 。この生物は、好ましくは、マウス、ラット、ゥサギ、モルモット、ャギまたはサル (monk eyまたは ape)などの実験動物、および最も好ましくは、ヒトである。  [0231] An abnormal condition can also be prevented or treated by administering a compound (such as an agent identified by the present invention) to a group of cells having an abnormality in a signal transduction pathway to an organism. The effect of administering the compound on the biological function can then be monitored. This organism is preferably a laboratory animal such as a mouse, rat, rabbit, guinea pig, goat or monkey (monkey or ape), and most preferably a human.
[0232] 本明細書において「指示書」は、本発明の医薬などを投与する方法または診断する 方法などを医師、患者など投与を行う人、診断する人 (患者本人であり得る)に対して 記載したものである。この指示書は、本発明の診断薬、医薬などを投与する手順を指 示する文言が記載されている。この指示書は、本発明が実施される国の監督官庁( 例えば、 日本であれば厚生労働省、米国であれば食品医薬品局 (FDA)など)が規 定した様式に従って作成され、その監督官庁により承認を受けた旨が明記される。指 示書は、いわゆる添付文書 (package insert)であり、通常は紙媒体で提供される 力 それに限定されず、例えば、電子媒体 (例えば、インターネットで提供されるホー ムページ (ウェブサイト)、電子メール)のような形態でも提供され得る。  [0232] In the present specification, "instruction" refers to a person who administers or diagnoses a method of administering or diagnosing the medicine of the present invention, etc. It is described. This instruction manual includes a word indicating a procedure for administering the diagnostic agent or medicine of the present invention. This instruction is prepared in accordance with the format prescribed by the national supervisory authority (for example, the Ministry of Health, Labor and Welfare in Japan and the Food and Drug Administration (FDA) in the United States, etc. in the United States). It will be clearly stated that it has been approved. Instructions are so-called package inserts, and are not normally limited to paper-delivered forces, such as electronic media (eg, home pages (websites) provided on the Internet, emails, etc. ) Can also be provided.
[0233] 本発明の方法による治療の終了の判断は、商業的に利用できるアツセィもしくは機 器使用による標準的な臨床検査室の結果またはァクチビンなどに関連する疾患 (例 えば、血液系疾患)に特徴的な臨床症状の消滅によって支持され得る。治療は、ァク チビンなどに関連する疾患 (例えば、血液系疾患)の再発により再開することができる  [0233] Judgment of termination of treatment by the method of the present invention can be attributed to diseases (eg, hematological disorders) associated with standard clinical laboratory results or activin using commercially available tools or instruments. Can be supported by the disappearance of characteristic clinical symptoms. Treatment can be resumed by recurrence of a disease related to activin etc. (eg blood system disease)
[0234] 本発明はまた、本発明の医薬組成物の 1つ以上の成分を満たした 1つ以上の容器 を備える医薬品パックまたはキットを提供する。医薬品または生物学的製品の製造、 使用または販売を規制する政府機関が定めた形式の通知が、このような容器に任意 に付属し得、この通知は、ヒトへの投与に対する製造、使用または販売に関する政府 機関による承認を表す。 [0234] The present invention also provides a pharmaceutical pack or kit comprising one or more containers filled with one or more ingredients of the pharmaceutical composition of the present invention. A notification in the form of a government agency that regulates the manufacture, use or sale of pharmaceuticals or biological products may optionally be attached to such containers, which may be manufactured, used or sold for human administration. Represents approval by a government agency.
[0235] 血漿、腫瘍および主要器官中での薬物および代謝産物の血漿半減期および体内 分布はまた、障害を阻害するのに最も適切な薬物の選択を容易にするように決定さ れ得る。このような測定が行われ得る。例えば、 HPLC分析は、薬物で処置された動 物の血漿において行われ得、放射線標識された化合物の位置が、 X線、 CATスキヤ ンおよび MRIのような検出方法を用いて決定され得る。スクリーニングアツセィにおい て強力な阻害活性を示すが、薬物動態学的特徴が不十分な化合物は、化学構造の 変更および再試験によって最適化され得る。この点について、良好な薬物動態学的 特徴を示す化合物が、モデルとして使用され得る。 [0235] Plasma half-life and biodistribution of drugs and metabolites in plasma, tumors and major organs can also be determined to facilitate selection of the most appropriate drug to inhibit the disorder. Such a measurement can be performed. For example, HPLC analysis can be used to identify drug-treated kinetics. The position of the radiolabeled compound can be determined using detection methods such as X-ray, CAT scan and MRI. Compounds that exhibit potent inhibitory activity in screening assays but lack pharmacokinetic characteristics can be optimized by chemical structure alteration and retesting. In this regard, compounds that exhibit good pharmacokinetic characteristics can be used as models.
[0236] 毒性研究はまた、本発明の組成物を試験することによって行われ得る。例えば、毒 性研究は、以下のような適切な動物モデルにおいて行われ得る:(1)化合物がマウス に投与される (未処置のコントロールマウスもまた、使用されるべきである);(2)各々 の処置群中の 1匹のマウス力も尾静脈を介して血液サンプルを周期的に得る;そして (3)上記サンプルを、赤血球および白血球の数、組成物ならびにリンパ球と多形核 細胞との割合について分析する。各々の投薬レジメンについての結果とコントロール との比較は、毒性が存在するか否かを示す。  [0236] Toxicity studies can also be performed by testing the compositions of the present invention. For example, toxicity studies can be performed in appropriate animal models such as: (1) the compound is administered to mice (untreated control mice should also be used); (2) The force of one mouse in each treatment group also obtains blood samples periodically via the tail vein; and (3) The samples are obtained from the number of red blood cells and white blood cells, composition, and lymphocytes and polymorphonuclear cells. Analyze percentages. Comparison of the results for each dosing regimen with controls shows whether toxicity is present.
[0237] 各々の毒性研究の終了の際に、動物を屠殺することによって、さらなる研究を行い 得る (好ましく ii、 American Veterinary Medical Association guidelines Report of the American Veterinary Medical Assoc. Panel on Eutha nasia, (1993)J. Am. Vet. Med. Assoc. 202 : 229〜249【こ従う)。次!ヽで、各 処置群からの代表的な動物が、転移、異常な病気または毒性の直接的な証拠のた めに全体的な検屍によって試験され得る。組織における全体の異常が記載され、組 織が組織学的に試験される。体重の減少または血液成分の減少を引き起こす化合 物は、主要な器官に対する有害作用を有する化合物と同様に好ましくない。一般的 に、有害作用が大きいほど、その化合物は好ましくない。  [0237] Further studies can be performed by sacrificing animals at the end of each toxicity study (preferably ii, American Veterinary Medical Association guidelines Report of the American Veterinary Medical Assoc. Panel on Eutha nasia, (1993) J. Am. Vet. Med. Assoc. 202: 229-249. Then, representative animals from each treatment group can be tested by global examination for direct evidence of metastasis, abnormal illness or toxicity. Overall abnormalities in the tissue are described and the tissue is examined histologically. Compounds that cause weight loss or blood component loss are not as desirable as compounds that have adverse effects on major organs. In general, the greater the adverse effect, the less preferred the compound.
[0238] (発明を実施するための最良の形態)  [0238] (Best Mode for Carrying Out the Invention)
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。以下に提供される実施形態は、本 発明のよりよい理解のために提供されるものであり、本発明の範囲は以下の記載に 限定されるべきでないことが理解される。従って、当業者は、本明細書中の記載を参 酌して、本発明の範囲内で適宜改変を行うことができることは明らかである。  Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The embodiments provided below are provided for a better understanding of the present invention, and it is understood that the scope of the present invention should not be limited to the following description. Therefore, it is obvious that those skilled in the art can make appropriate modifications within the scope of the present invention with reference to the description in the present specification.
[0239] 1つの局面において、本発明は、未分化細胞からすい臓を生産する方法を提供す る。この方法は、以下の工程: A)未分ィ匕細胞を、白血病阻害因子 (LIF)を含む培地 中で培養してコロニー形成を行い、凝集塊 (代表的には、胚様体様凝集塊 (embryo id body -like sphere) )を形成させる前培養工程;および B) LIF非存在下で該未 分ィ匕細胞にァクチビンとレチノイン酸とに曝す曝露工程を包含する。本発明の方法 において用いられる未分ィ匕細胞は、分ィ匕し得る能力が残存している限りどのような細 胞であっても用いることができる。 [0239] In one aspect, the present invention provides a method for producing pancreas from undifferentiated cells. This method consists of the following steps: A) medium with leukemia inhibitory factor (LIF) Culturing in to form colonies and a pre-culture step to form aggregates (typically embryoid body-like spheres); and B) in the absence of LIF The method includes an exposure step in which the cells are exposed to activin and retinoic acid. Any undifferentiated cells used in the method of the present invention can be used as long as the ability to be separated remains.
[0240] 本発明の方法において、コロニー形成は、未分化細胞を LIFの存在下で培養する こと〖こよって達成させることができる。コロニー形成は、肉眼で確認することができ、そ の培養期間は、当業者が適宜設定することができる。  [0240] In the method of the present invention, colony formation can be achieved by culturing undifferentiated cells in the presence of LIF. Colony formation can be confirmed with the naked eye, and the culture period can be appropriately set by those skilled in the art.
[0241] 本発明の方法において、未分化細胞は、任意の培養方法で培養することができる 力 好ましくは、フィーダ一細胞上にて培養されることが有利である。  [0241] In the method of the present invention, undifferentiated cells can be cultured by any culture method. It is advantageous that the undifferentiated cells are preferably cultured on a feeder cell.
[0242] 本発明の方法において、前培養工程は、任意の期間にて行うことができるが、好ま しくは、 1〜10日程度、通常 1〜4日間、代表的には約 2日間または約 4日間行うこと が有利である。ただし、 1日未満であっても、 10日以上であっても、分ィ匕に適している 限り、問題ないと考えられる。  [0242] In the method of the present invention, the pre-culture step can be carried out for any period, but preferably about 1 to 10 days, usually 1 to 4 days, typically about 2 days or about It is advantageous to perform for 4 days. However, even if it is less than 1 day or more than 10 days, it is considered that there is no problem as long as it is suitable for separation.
[0243] 本発明にお 、て用いられる未分化細胞はす!/、臓に分ィ匕し得る細胞であればどのよ うな細胞でも良い。従来哺乳動物の細胞から機能的なすい臓に分化させた例はなく 、従って、本発明は、哺乳動物の細胞を機能的なすい臓にさせたという点において 顕著性が認められるべきである。  [0243] In the present invention, the undifferentiated cell used in the present invention may be any cell as long as it is a cell that can be sorted into the viscera. There has been no example in which mammalian cells have been differentiated into functional pancreas so far. Therefore, the present invention should be remarkably recognized in that mammalian cells are made functional pancreas.
[0244] 本発明において用いられる培地は、血清を含んでいることが有利である。もっとも、 含まれる血清は、細胞の維持 ·増殖に一般的に用いられている任意の物を利用する ことができ、例えば、ゥシ血清、ゥシ胎仔血清、ゥマ血清、ヒト血清などを上げることが できるがそれらに限定されない。使用される培地もまた、どのような培地であってもよ いが、代表的には、ノックアウト血清置換 (KSR)培地が用いられる。  [0244] The medium used in the present invention advantageously contains serum. However, any serum that is commonly used for cell maintenance / proliferation can be used as the serum contained, for example, rabbit serum, rabbit fetal serum, horse serum, human serum, etc. But is not limited to them. The medium used may be any medium, but typically a knockout serum replacement (KSR) medium is used.
[0245] 本発明の方法における曝露工程は、どのような培養条件で行われても良いが、好ま しくは浮遊培養の条件で行うことが有利である。浮遊培養をするにおいて、血液細胞 および種々の腹水癌細胞のように生体内でも浮遊状態で増殖する細胞は、振盪およ び回転を与えなくても浮遊培養できるが、多くの場合撹拌子を回転させたり(撹拌培 養)、培養瓶ごと振盪したり (振盪培養),あるいは培養器を旋回させたり (旋回培養) する必要がある。浮遊培養としては、例えば、低接着性コーティング培養容器による 浮遊培養、スピンナーフラスコ(酸素ガスの有無)による浮遊培養などを挙げることが できる。 [0245] The exposure step in the method of the present invention may be performed under any culture conditions, but is preferably performed under conditions of suspension culture. In suspension culture, cells that proliferate in suspension in the living body, such as blood cells and various ascites tumor cells, can be suspended in culture without shaking and rotation. Or shake the whole culture bottle (shaking culture), or rotate the incubator (rotating culture) There is a need to. Examples of the suspension culture include suspension culture using a low adhesion coating culture vessel, suspension culture using a spinner flask (with or without oxygen gas), and the like.
[0246] 好ま ヽ実施形態では、浮遊培養は、低接着性コーティング培養容器 (例えば、 N uncから入手可能)上で行われることが好ま ヽ。理論の束縛されることを希望しな!ヽ 力 このような低接着性コーティング培養容器を用いた場合、分化が効率よく行われ るようであるカゝらである。  [0246] Preferably, in an embodiment, the suspension culture is preferably performed on a low adhesion coated culture vessel (eg, available from Nunc). I don't want to be bound by theory! ヽ If you use such a low-adhesion-coated culture vessel, it seems that differentiation can be done efficiently.
[0247] 本発明の方法において使用される未分ィ匕細胞は、どのような未分化細胞でもよい 力 好ましくは幹細胞であり、より好ましくは胚性幹細胞である。胚性幹細胞を使用す る場合は、好ましくは、フィーダ一細胞と共に培養されることが好ましぐこの場合フィ ーダー細胞としては、例えば、マウス胎仔線維芽細胞を用いることが好ましい。  [0247] The undifferentiated cell used in the method of the present invention may be any undifferentiated cell force, preferably a stem cell, more preferably an embryonic stem cell. When embryonic stem cells are used, it is preferable to culture with feeder cells. In this case, for example, mouse embryo fibroblasts are preferably used as the feeder cells.
[0248] 本発明の方法において用いられるァクチビンは、 50ngZml未満の濃度で使用さ れ得る。例えば、 lng/ml〜50ng/ml未満、 lngZml〜25ngZml、 10ng/ml 〜25ngZmlなどの濃度で用いることができる。ァクチビンは lOngZmlで用いられる ときと、 25ngZmlの濃度で用いられるときとでレチノイン酸の必要量などが変動する こと力 、 目的に応じていずれをも用いることができることに留意すべきである。  [0248] Activin used in the method of the present invention may be used at a concentration of less than 50 ng Zml. For example, it can be used at concentrations of lng / ml to less than 50 ng / ml, lngZml to 25 ngZml, 10 ng / ml to 25 ngZml, and the like. It should be noted that either activin can be used depending on the purpose and the ability to vary the required amount of retinoic acid between when used in lOngZml and when used at a concentration of 25 ngZml.
[0249] 本発明の方法において用いられるレチノイン酸は、 0. 01 μ Μより多く 1 Μ未満で 用いられ得、そして通常、 0. 01 μ Μより多く 0. 1 μ Μ以下であり得、 Ο. Ι ^ Μ以上 1 μ Μ未満であり得る。  [0249] The retinoic acid used in the method of the present invention can be used in an amount of more than 0.01 μΜ and less than 1 μΜ, and usually more than 0.01 μΜ and less than or equal to 0.1 μΜ, Can be greater than or equal to Ι ^ Μ and less than 1 μ Μ.
[0250] 本発明の方法は、さらに、 C)分化させた凝集塊を、コーティングされた培養容器上 の培地中で培養する分ィ匕工程を包含してもよい。このような工程を用いることによって 、分ィ匕の状態を改善することができる。本発明において用いる場合は、コーティング は、どのようなコーティングでもよいが、好ましくはゼラチンコーティングであり得る。  [0250] The method of the present invention may further include a step of C) culturing the differentiated aggregate in a medium on a coated culture vessel. By using such a process, the state of the separation can be improved. When used in the present invention, the coating can be any coating, but can preferably be a gelatin coating.
[0251] 使用される培地はどのようなものでも良いが、好ましくは、分ィ匕工程において用いら れる培地は、 KSR培地である。分ィ匕工程は、機能的すい臓が生産されるに十分な期 間であり得、通常 7〜21日間であり、好ましくは、 10-14日間であり得るが、これに 限定されない。  [0251] Although any medium may be used, the medium used in the separating step is preferably a KSR medium. The separation step can be a period sufficient for the production of a functional pancreas, usually 7 to 21 days, preferably 10 to 14 days, but is not limited thereto.
[0252] 1つの実施形態では、本発明の方法における分ィ匕工程は、最初にァクチビンとレチ ノイン酸とを含む培地中で培養し、その後、ァクチビンとレチノイン酸とを含まない培 地中で培養する工程を包含する。このような方法が、分化を促進させることが示され たからである。 [0252] In one embodiment, the separating step in the method of the present invention is performed by first performing an It includes a step of culturing in a medium containing nooic acid and then culturing in a medium not containing activin and retinoic acid. This is because such a method has been shown to promote differentiation.
[0253] 1つの好ましい実施形態では、上記分ィ匕工程は、最初にァクチビンとレチノイン酸と を含む培地中で約 1〜4日間培養し、その後、ァクチビンとレチノイン酸とを含まない 培地中で 1週間〜 3週間培養する工程を包含する。  [0253] In one preferred embodiment, the separating step is first cultured in a medium containing activin and retinoic acid for about 1 to 4 days, and then in a medium free of activin and retinoic acid. Including the step of culturing for 1 to 3 weeks.
[0254] 1つの好ましい実施形態では、上記分ィ匕工程は、最初にァクチビンとレチノイン酸と を含む培地中で約 2日間培養し、その後、ァクチビンとレチノイン酸とを含まない培地 中で約 10日間〜約 2週間培養する工程を包含する。  [0254] In one preferred embodiment, the separating step is first cultured in a medium containing activin and retinoic acid for about 2 days, and then about 10 in a medium free of activin and retinoic acid. A step of culturing for about 2 days to about 2 weeks.
[0255] 本発明によって得られる記機能的す 、臓は、インスリン産生能、グルコース応答性 、グルカゴン産生能、アミラーゼ等産生能および機能的導管構造からなる群より選択 される少なくとも 1つの特徴を有する。このような機能的すい臓は、すい臓マーカー Ipf 1/pdx-lを発現し、すい臓が形成される時期にその発現量が低下するマーカー Shh を発現しないことを特徴とする。マーカーは免疫学的手法により検出することができる 。例えば、このような機能的すい臓は、 insulin, glucagonおよび amylase 2からな る群より選択される少なくとも 1つまたはそれより多くのすい臓マーカー、好ましくはす ベてのこのようなマーカーを発現することを確認することによって判定することができ る。  [0255] The functional organ obtained by the present invention has at least one characteristic selected from the group consisting of insulin-producing ability, glucose-responsiveness, glucagon-producing ability, amylase-producing ability, and functional conduit structure. . Such a functional pancreas is characterized in that it expresses the pancreatic marker Ipf 1 / pdx-l and does not express the marker Shh whose expression level decreases at the time when the pancreas is formed. Markers can be detected by immunological techniques. For example, such a functional pancreas expresses at least one or more pancreatic markers selected from the group consisting of insulin, glucagon and amylase 2, preferably all such markers. This can be determined by checking.
[0256] たとえば、機能的す!/、臓は、 ex細胞と β細胞と外分泌細胞と導管構造をすベて含 むことを特徴とする。このような機能的すい臓は、インスリン産生能、グルコース応答 性、グルカゴン産生能、アミラーゼ等産生能および機能的導管構造からなる群より選 択されるすべての特徴を有する。このような機能をすベて有するすい臓は、これまで は生産することができな力つた。特に、 ES細胞由来のもの、哺乳動物のものは、報告 されていない。機能的導管構造を有するもの、すなわち、分泌が天然のものと同様に なされ得るものも報告されていない。従って、本願発明は、真の意味で「機能的な」す い臓を提供したという点で、顕著な効果を示す。  [0256] For example, the functional stem is characterized in that it contains all ex cells, β cells, exocrine cells, and ductal structures. Such a functional pancreas has all the characteristics selected from the group consisting of insulin-producing ability, glucose-responsiveness, glucagon-producing ability, amylase-producing ability and functional conduit structure. The pancreas with all of these functions has never been able to be produced. In particular, ES cell-derived and mammalian ones have not been reported. There are no reports of functional conduit structures, ie, secretions that can be made in the same way as natural ones. Therefore, the present invention shows a remarkable effect in that it provides a truly “functional” pancreas.
[0257] 1つの局面において、本発明は、本発明の方法によって生産されたすい臓を提供 する。 [0258] 別の局面において、本発明は、本発明のすい臓を用いることを特徴とする、機能的 すい臓を必要とする患者の処置のための方法を提供する。 [0257] In one aspect, the present invention provides a pancreas produced by the method of the present invention. [0258] In another aspect, the present invention provides a method for the treatment of a patient in need of a functional pancreas, characterized by using the pancreas of the present invention.
[0259] さらなる局面において、本発明は、機能的すい臓を必要とする患者の処置のため の医薬を製造するための、ァクチビンおよびレチノイン酸の使用を提供する。ここで、 この患者は哺乳動物であり得る。さらに、好ましい実施形態では、上記医薬は幹細胞[0259] In a further aspect, the present invention provides the use of activin and retinoic acid for the manufacture of a medicament for the treatment of a patient in need of a functional pancreas. Here, the patient can be a mammal. Furthermore, in a preferred embodiment, the medicament is a stem cell.
(たとえば、 ES細胞)から製造され得る。 (Eg, ES cells).
[0260] 以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、以下の実施例は、例示の目的の みに提供される。従って、本発明の範囲は、実施例のみに限定されるものではなぐ 特許請求の範囲によってのみ限定される。 [0260] Hereinafter, the present invention will be described based on examples. However, the following examples are provided for illustrative purposes only. Accordingly, the scope of the present invention is not limited only to the examples, but is limited only by the claims.
実施例  Example
[0261] 以下に実施例を示して本発明をさらに詳しく説明するが、この発明は以下の例に 限定されるものではない。動物の取り扱いは、東京大学動物実験施設において規定 される基準を遵守し、動物愛護精神に則って行った。  [0261] Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following examples. Animals were handled according to the spirit of animal welfare, in compliance with the standards stipulated at the University of Tokyo Animal Experiment Facility.
[0262] (実施例 1: ES細胞の分化誘導)  [0262] (Example 1: ES cell differentiation induction)
(ES細胞の培養法および分化誘導)  (ES cell culture method and differentiation induction)
マウス ES細胞(例: E 14 (ATCC - CRL - 1821; ATCCから入手可能)を、次に 述べるような通常の培養方法にしたがい培養する。すなわち、あらかじめ 10 μ gZ mLのマイトマイシン C (シグマ社)で〜 2. 5時間処理して細胞分裂を止めたマウス胎 児繊維芽細胞(embryonic fibroblast)でコートした培養用の容器に播種したもの をフィーダ一細胞として利用する。 ES細胞のための維持培地として用いた血清培地 は、 15%のゥシ胎仔血清(FBS ; ES 細胞 qualified, MEM非必須アミノ酸(GIBC 0)、 0. 001 % の 13—メルカプトエタノール(Sigma)、および、 1 , 500 U/mL の LIF (Chemicon)を含む高グルコースの DMEM培地(Lグルタミン酸およびピル ビン酸を含む、 Gibco 1 1995— 065)である。  Mouse ES cells (eg, E 14 (ATCC-CRL-1821; available from ATCC) are cultured according to the usual culture method described below: 10 μgZ mL of mitomycin C (Sigma) ~ 2.5 hours treated with embryonic fibroblasts coated with mouse embryonic fibroblasts that have stopped cell division for 5 hours, and used as feeder cells Maintenance medium for ES cells The serum medium used was 15% urine fetal serum (FBS; ES cell qualified, MEM non-essential amino acid (GIBC 0), 0.001% 13-mercaptoethanol (Sigma), and 1, 500 U / High glucose DMEM medium (Lib glutamate and pyruvate, Gibco 1 1995-065) containing mL LIF (Chemicon).
[0263] 上記培養の 3日後に、 1 mgZmLのコラゲナーゼ Zディスパーゼ (Roche)で処理 して、このようにして培養した ES細胞をフィーダ一細胞力 剥離して ES細胞のコ口- 一を得る。こうして得られたコロニーを、何も処理しない培養用ディッシュ (Iwaki)内 で、 15%の KSRを含む DMEM中で培養する。この培養液を 2日毎に交換して培養 を 4日間続ける。 4日後には ES細胞は EBSを形成しはじめる力 この EBSを低接着 性の培養容器 (low— cell multi— dish ;生体非由来成分でコート処理したもの; N unc)【こ移し、その後更【こ 2曰 [¾、 150/0の KSR、 クチヒ、、ン(0, 10, 25, 50 ng/m L)、およびレチノイン酸(0, 0. 001, 0. 01, 0. 1, 1 /z M Sigma)を含む DMEM 中で培養した。 [0263] Three days after the above culture, the cells are treated with 1 mgZmL collagenase Z dispase (Roche), and the ES cells cultured in this manner are detached from the feeder cell to obtain an ES cell outlet. The colonies thus obtained are cultured in DMEM containing 15% KSR in an untreated culture dish (Iwaki). Replace this culture every 2 days Continue for 4 days. After 4 days, ES cells begin to form EBS. This EBS is coated with a low-cell multi-dish (non-biological component; Nunc). this 2曰[¾, 15 0/0 of KSR, Kuchihi ,, down (0, 10, 25, 50 ng / m L), and retinoic acid (0, 0.001, 0.01, 0.1, 1 / z M Sigma) in DMEM.
[0264] (免疫染色)  [0264] (Immunostaining)
処理終了後 13日間で (EBS形成 19日後)に、 EBSを、 0. 1Mリン酸緩衝液 (pH7 . 4)中で 4%パラホルムアルデヒドにて 40分間、室温で固定した。固定した細胞を、 ディッシュ壁から剥がし、アクリル榭脂である LR Gold Resin System (構造プロ ーブ)に包埋し、そして 600nmの薄い切片に切除した。これらの切片を室温で 40分 間、 3%ゥシ血清アルブミン(BSA)およびリン鎖緩衝化生理食塩水(PBS =phosph ate -buffered saline,滅菌水 800mlに NaCl 8g、 KC1 0. 2g、 Na2HP04 1 . 44g、 KH2P04 0. 24gして製造する。 )中にてブロッキングした。ついで、これら を、すい臓特異的な一次抗体に 4°Cで 12時間曝露した。 PBSで洗浄した後、切片を 、 4°Cで 8時間にわたり標識した二次抗体に曝露した。使用した一次抗体はゥサギ抗 aアミラーゼ抗体(1: 1000希釈, Sigma)、抗インスリンモノクローナル抗体(1 : 400 希釈, Sigma)およびャギ抗 Cペプチド抗体( 1: 800希釈 Linco Research);二次 抗体は以下の通りであった: Alexa— Fluor 488— conjugated antibodyおよび Alexa— Fiuor 594— conjugated antibody (Molecular Probesノ。これりの 切片は、蛍光顕微鏡で観察し、 ORCA—3CCDカメラに接続した AquaCosmos (H amamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan)で % "真を撮った。コントローノレとし て、 8週齢マウスのすい臓を固定し、そして上記のように処理した。  EBS was fixed in 0.1 M phosphate buffer (pH 7.4) with 4% paraformaldehyde for 40 minutes at room temperature 13 days after the end of treatment (19 days after EBS formation). Fixed cells were detached from the dish wall, embedded in LR Gold Resin System (structural probe), an acrylic resin, and excised into thin sections of 600 nm. These sections were treated at room temperature for 40 minutes with 3% ushi serum albumin (BSA) and phosphate buffered saline (PBS = phosphate-buffered saline, 800 ml of sterile water, 8 g of NaCl, 0.2 g of KC1, Na2HP04 1 44 g, KH2P04 0.24 g, manufactured) Blocked in). They were then exposed to a pancreas-specific primary antibody for 12 hours at 4 ° C. After washing with PBS, the sections were exposed to labeled secondary antibody for 8 hours at 4 ° C. Primary antibodies used were rabbit anti-a-amylase antibody (1: 1000 dilution, Sigma), anti-insulin monoclonal antibody (1: 400 dilution, Sigma) and goat anti-C peptide antibody (1: 800 dilution Linco Research); secondary antibody Were: Alexa—Fluor 488—conjugated antibody and Alexa—Fiuor 594—conjugated antibody (Molecular Probes). These sections were observed with a fluorescence microscope and connected to an ORCA-3 CCD camera AquaCosmos (H % "True" was taken by amamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan. As a control, the pancreas of an 8-week-old mouse was fixed and processed as described above.
[0265] (電子顕微鏡)  [0265] (Electron microscope)
処理後 11日(EBS形成後 17日)で、 EBSを 4%パラホルムアルデヒド、 3%グルタ ルアルデヒドおよび 0. 1M力コジル酸緩衝液 (pH7. 4)の固定液中で 2時間室温で 前固定した。ついで、 0. 1M力コジル酸緩衝液での洗浄後、これらを、 1%四酸化ォ スミゥムで、 30分間室温で固定後処理を行った。サンプルを 0. 1M力コジル酸緩衝 液で洗浄し、ついでエタノールおよびアセトン系により脱水し、エポキシ榭脂中に包 埋した。非常に薄い切片(80— 90nm)を準備し、そして酢酸ウランおよびクェン酸鉛 で染色し、透過電子顕微鏡 (JEM— 1200CX, JEOL)による観察を行った。 11 days after treatment (17 days after EBS formation) EBS was pre-fixed in fixative solution of 4% paraformaldehyde, 3% glutaraldehyde and 0.1M strength codylate buffer (pH 7.4) for 2 hours at room temperature did. Then, after washing with 0.1 M strength codylate buffer, these were fixed with 1% osmium tetroxide for 30 minutes at room temperature and then treated. Samples are washed with 0.1M strength codylate buffer, then dehydrated with ethanol and acetone and wrapped in epoxy resin. Buried. Very thin sections (80-90 nm) were prepared, stained with uranium acetate and lead citrate, and observed with a transmission electron microscope (JEM—1200CX, JEOL).
(RT-PCR)  (RT-PCR)
トータル RNAを 16の EBSから抽出し、 ISOGEN (Nippon Gene)を用いて EBS 間での遺伝子発現について正規化した。 1 gのトータル RNA力ら Superscript F irst- Strand Synthesis System for RT-PCR (Invitrogen)を用いて DN Aを合成した。使用したフォワードおよびリバースのプライマー、ならびに PCR産物の 長さは以下の通りである:  Total RNA was extracted from 16 EBSs and normalized for gene expression between EBSs using ISOGEN (Nippon Gene). DNA was synthesized using 1 g of total RNA and Superscript First-Strand Synthesis System for RT-PCR (Invitrogen). The forward and reverse primers used and the length of the PCR product are as follows:
amylase 2, GCC AAG GAA TGT GAG CGA TAC TTA (配列番号 1 7)および CCA GAA GGC CAG TCA GAC GA (配列番号 18) (418 bp );  amylase 2, GCC AAG GAA TGT GAG CGA TAC TTA (SEQ ID NO: 17) and CCA GAA GGC CAG TCA GAC GA (SEQ ID NO: 18) (418 bp);
glucagon, AAT GAA GAC AAA CGC CAC T (配列番号 19)および A AT TCA TAT ACA ATC GTT GGG TTA (配列番号 20) (554 bp) ; insulin II, GGC TTC TTC TAC ACA CCC ATG TCC (配列番号 21 )および TTT ATT CAT TGC AGA GGG GTA GGC (配列番号 22) (2 34 bp) ;  glucagon, AAT GAA GAC AAA CGC CAC T (SEQ ID NO: 19) and A AT TCA TAT ACA ATC GTT GGG TTA (SEQ ID NO: 20) (554 bp); insulin II, GGC TTC TTC TAC ACA CCC ATG TCC (SEQ ID NO: 21) And TTT ATT CAT TGC AGA GGG GTA GGC (SEQ ID NO: 22) (2 34 bp);
Ipfl/pdx-1, AGC AGT CTG AGG GTG AGC GGG TCT (配列番号 2 3)および AAC CTC CAA CAG CCG CCT TTC GT (配列番号 24) (412 bp) ;  Ipfl / pdx-1, AGC AGT CTG AGG GTG AGC GGG TCT (SEQ ID NO: 2 3) and AAC CTC CAA CAG CCG CCT TTC GT (SEQ ID NO: 24) (412 bp);
somatostatin, CCC AGA CTC CGT CAG TTT CT (配列番号 25)お よび TCA ATT TCT AAT GCA GGG TCA AGT (配列番号 26) (377 b P) ;  somatostatin, CCC AGA CTC CGT CAG TTT CT (SEQ ID NO: 25) and TCA ATT TCT AAT GCA GGG TCA AGT (SEQ ID NO: 26) (377 b P);
pancreatic polypeptide, GCC CAA CAC TCA CTA GCT CAG (配 列番号 27)および AGA GGA AAG AGC TGG ACC TGT ACT (配列番 号 28) (419 bp);  pancreatic polypeptide, GCC CAA CAC TCA CTA GCT CAG (SEQ ID NO: 27) and AGA GGA AAG AGC TGG ACC TGT ACT (SEQ ID NO: 28) (419 bp);
Shh, ACA TGT CCC TTG TCC TGC GTT TCA (配列番号 29)およ び CTC GTG GGC TCG CTG CTA GGT (配列番号 30)  Shh, ACA TGT CCC TTG TCC TGC GTT TCA (SEQ ID NO: 29) and CTC GTG GGC TCG CTG CTA GGT (SEQ ID NO: 30)
GAPDH, TGA AGG TCG GTG TGA ACG GAT TTG GC (配列番 号 31)および CAT GTA GGC CCA TGA GGT CCA CCA C (配列番号GAPDH, TGA AGG TCG GTG TGA ACG GAT TTG GC (SEQ ID NO: No. 31) and CAT GTA GGC CCA TGA GGT CCA CCA C (SEQ ID NO:
32)。 32).
[0267] cDNAを 15分の最初の 95°Cでの変性、 45サイクルの 94°Cでの加熱(20秒)、 54 °C (20秒)および 72°C (40秒)、および最後に 7分の 72°Cでの伸長工程を行って増 殖した。実験は、 3連にて行った。  [0267] First denaturation of cDNA at 95 ° C for 15 minutes, 45 cycles of heating at 94 ° C (20 seconds), 54 ° C (20 seconds) and 72 ° C (40 seconds), and finally Propagation was carried out by carrying out an extension process at 72 ° C for 7/7. The experiment was performed in triplicate.
[0268] (リアルタイム PCR) [0268] (Real-time PCR)
リアルタイム PCRを QuantiTect™ SYBR Green PCR Master Mix (QIA GEN)および ABI PRISM™ 7700 Sequence Detector (Applied Biosys terns)を用いて実施した。用いたフォワードおよびリバースのプライマーおよびその P CR産物の長さは以下の通りである:  Real-time PCR was performed using QuantiTect ™ SYBR Green PCR Master Mix (QIA GEN) and ABI PRISM ™ 7700 Sequence Detector (Applied Biosys terns). The lengths of the forward and reverse primers used and their CRC products are as follows:
amylase 2, ATA CTC TGC TTG GGA CTT TAA CGA (配列番号 amylase 2, ATA CTC TGC TTG GGA CTT TAA CGA (SEQ ID NO:
33)および CAG AAG GCC AGT CAG ACG A (配列番号 34) (100 bp) ; GAPDH, GCT ACA CTG AGG ACC AGG TTG TC (配列番号 35) および AGC CGT ATT CAT TGT CAT ACC AGG (配列番号 36) (13 5 bp) ; 33) and CAG AAG GCC AGT CAG ACG A (SEQ ID NO: 34) (100 bp); GAPDH, GCT ACA CTG AGG ACC AGG TTG TC (SEQ ID NO: 35) and AGC CGT ATT CAT TGT CAT ACC AGG (SEQ ID NO: 36) ( 13 5 bp);
insulin II, AGA AGC GTG GCA TTG TAG ATC AGT (配列番号 3 7)および CAG AGG GGT AGG CTG GGT AGT G (配列番号 38) (102 bp) ;  insulin II, AGA AGC GTG GCA TTG TAG ATC AGT (SEQ ID NO: 3 7) and CAG AGG GGT AGG CTG GGT AGT G (SEQ ID NO: 38) (102 bp);
Ipfl/pdx-1, GAT GAA ATC CAC CAA AGC TCA CGC (配列番号 39 )および GGG TGT AGG CAG TAC GGG TCC TC (配列番号 40) (101 bp) ;  Ipfl / pdx-1, GAT GAA ATC CAC CAA AGC TCA CGC (SEQ ID NO: 39) and GGG TGT AGG CAG TAC GGG TCC TC (SEQ ID NO: 40) (101 bp);
ptfla, ATG CAG TCC ATC AAC GAC GCC TTC (配列番号 41)お よび GGC TTG CAC CAG CTC GCT GAG (配列番号 42) (138 bp) ; ptfla, ATG CAG TCC ATC AAC GAC GCC TTC (SEQ ID NO: 41) and GGC TTG CAC CAG CTC GCT GAG (SEQ ID NO: 42) (138 bp);
Shh, GAC TGC GGG CAT CCA CTG GTA CTC (配列番号 43)およ び GTC GGG CTT CAG CTG GAC TTG AC (配列番号 44) (114 bp)。 Shh, GAC TGC GGG CAT CCA CTG GTA CTC (SEQ ID NO: 43) and GTC GGG CTT CAG CTG GAC TTG AC (SEQ ID NO: 44) (114 bp).
[0269] cDNAを 15分の最初の 95°Cでの変性、 45サイクルの 94°Cでの加熱(20秒)、 54 °C (20秒)および 72°C (40秒)、および最後に 7分の 72°Cでの伸長工程を行って増 殖した。実験は、 3連にて行った。(細胞内インスリンの総量および分泌されたインスリ ンの量の定量) [0269] cDNA was denatured at 95 ° C for the first 15 minutes, heated to 94 ° C for 45 cycles (20 seconds), 54 ° C (20 seconds) and 72 ° C (40 seconds), and finally Propagation was carried out at 72 ° C for 7/7. The experiment was performed in triplicate. (Total amount of intracellular insulin and secreted insulin Quantitative determination)
誘導後 13日(EBS形成開始から 19日)で、 EBSをグルコースを含まない DMEM ( GIBCO)で洗浄し、っ 、で 3mMグルコース(Sigma)を含む DMEMで 60分培養し た。 EBSを再び DMEMで洗浄し、 3mMまたは 25mMのグルコースを含む DMEM 中で 30分間培養し、そして馴化培地を収集した。これらの細胞を、溶解緩衝液(50 mM Tris-HCl [pH 7. 0] , 0. 5 mM EDTA, 150 mM NaCl, 1% NP -40, 0. 5% CHAPS, 0. 1% SDS, 1 mM PMSF)で溶解し、そしてタンパ ク質の総量をタンパク質アツセィキット(BioRad)で測定した。 Mouse Insulin ELI SA (TMB)Kit (SHIBAYAGI, Japan)を用いて馴化培地中のインスリン総量ま たは細胞溶解物中のインスリン量を定量した。各々の実験を 8つの EBSで行い、実 験は 3連で行った。  13 days after induction (19 days from the start of EBS formation), EBS was washed with DMEM without glucose (GIBCO) and incubated with DMEM with 3 mM glucose (Sigma) for 60 minutes. EBS was washed again with DMEM, incubated in DMEM containing 3 mM or 25 mM glucose for 30 minutes, and conditioned medium was collected. These cells were lysed with lysis buffer (50 mM Tris-HCl [pH 7.0], 0.5 mM EDTA, 150 mM NaCl, 1% NP -40, 0.5% CHAPS, 0.1% SDS, 1 mM PMSF) and the total amount of protein was measured with a protein assay kit (BioRad). Mouse Insulin ELI SA (TMB) Kit (SHIBAYAGI, Japan) was used to quantify the total amount of insulin in the conditioned medium or the amount of insulin in the cell lysate. Each experiment was performed with 8 EBS, and the experiment was performed in triplicate.
[0270] (すい臓の誘導) [0270] (Induction of pancreas)
0. 1%のゼラチンなどでコートした接着性培養容器 (例えば、 24穴のゥエルプレー ト)に、上述のごとくして得た EBSを播種し、 10% KSRを含む DMEM中で培養し て、 EBを培養プレート上に接着させる。次いで、 KSR培地の中で、低接着性コート の培養容器にて、 25 ngZmLのァクチビンと、 0. 1 Mのレチノイン酸で同時に 2 日間処理する。ついで、ァクチビンとレチノイン酸の無い条件下で、ゼラチンコートし た培養容器の中で同じように 10日間〜 2週間培養する。培養液は 3日毎に交換する  0. Seed EBS obtained as described above in an adhesive culture vessel (eg, 24-well well plate) coated with 1% gelatin, etc., and culture in DMEM containing 10% KSR. Adhere to the culture plate. Then, in KSR medium, treat with 25 ngZmL activin and 0.1 M retinoic acid simultaneously for 2 days in a low-adhesion-coated culture vessel. Next, the cells are cultured in the same manner in a gelatin-coated culture vessel for 10 days to 2 weeks in the absence of activin and retinoic acid. Change the culture every 3 days
[0271] (ES細胞力 腸管状およびす 、臓組織の分化) [0271] (ES cell force intestinal tubular and organs, differentiation of visceral tissue)
まず、 ES細胞コロニーをコラゲナーゼ Zディスパーゼ処理の 3日後に分離し、つい で 15% KSRを補充した DMEM中で培養して胚様体様凝集塊 (EBS)を形成した 。この EBSは分ィ匕することができる。 EBS形成後 4日後、この細胞を、レチノイン酸 (0 , 0. 001, 0. 01, 0. 1または: M)およびァクチビン(lOngZml)を含む培地に写 し、そしてさら〖こ 2日間浮遊培養を行い、ゼラチンコーティングしたプレート上に播種 した。レチノイン酸およびァクチビンでの処理の 6〜8日後(EBS形成後 12〜14日後 )、処理した EBSの比率は、球状または腸管状構造となり、その動きは、平滑筋蠕動 に類似するものとなった。処理後 9〜 12日後(EBS形成後 15〜 18日)で 20%を超え るレチノイン酸およびァクチビンの両方で処理した EBSが黒い斑点を含む組織を形 成した。これは、所利していない EBSまたはァクチビン単独で処理した EBSではほと んど見られなかった(図 2Ca、 b)。 First, ES cell colonies were isolated 3 days after treatment with collagenase Z dispase, and then cultured in DMEM supplemented with 15% KSR to form embryoid body-like aggregates (EBS). This EBS can be shared. Four days after EBS formation, the cells were transferred to a medium containing retinoic acid (0, 0.001, 0.01, 0.1 or: M) and activin (lOngZml), and then suspended in suspension for 2 days. And seeded on gelatin-coated plates. Six to eight days after treatment with retinoic acid and activin (12 to 14 days after EBS formation), the ratio of treated EBS became spherical or intestinal tubular structures, and the movement was similar to smooth muscle peristalsis . Over 20% 9-12 days after treatment (15-18 days after EBS formation) EBS treated with both retinoic acid and activin formed a tissue with black spots. This was rarely seen with unfavorable EBS or EBS treated with activin alone (Figure 2Ca, b).
[0272] 図 2. A,マウス ES細胞のコロニー凝集塊(EBS)力らァクチビンとレチノイン酸で 分化誘導された腸管様構造とその脇に発達した導管様構造と黒!ヽ斑点を含む組織 ( 矢印)。中心部にある腸管様構造は、ゆっくりとしたぜん動運動を行なう。この黒い斑 点を持つ組織の特徴は分泌性組織のものである。 B,ァクチビンとレチノイン酸がな V、条件で同じように培養したマウス ES細胞のコロニー凝集塊 (EBS)。 Aに見られる 腸管様構造、導管様構造、黒い斑点を含む組織が見られない。スケールバーは 100 [0272] Figure 2. A, colonic aggregates (EBS) of mouse ES cells. Intestinal tract-like structure induced by differentiation between activin and retinoic acid and a duct-like structure developed alongside it. Arrow). The gut-like structure in the center performs a slow peristaltic movement. This black spotted tissue is characterized by secretory tissue. B, Colony aggregates (EBS) of mouse ES cells cultured in the same manner under the conditions of V, activin and retinoic acid. The intestinal tract-like structure, duct-like structure, and tissue containing black spots are not seen in A. The scale bar is 100
[0273] (すい臓の同定) [0273] (Identification of pancreas)
図 2— Αに示した構造には、中央部分にゆっくりとしたぜん動運動を行なう腸管様 構造があり、それに導管様構造で連結された分泌細胞の特徴を持つ組織は、自然の すい臓の特徴を示している。この構造をさらに詳しぐ電子顕微鏡により観察した(図 3)。  The structure shown in Figure 2—— has an intestinal tract-like structure with slow peristaltic movement in the central part, and the tissue with the characteristics of secretory cells connected to it by a duct-like structure is characteristic of the natural pancreas. Show. This structure was observed with an electron microscope (Fig. 3).
[0274] (ES細胞由来のすい臓糸且織の形態学的同定)  [0274] (Morphological identification of ES cell-derived pancreatic thread and weave)
最終の処理後 11日(EBS形成後 17日)での 0. レチノイン酸と 10ng/mlァク チビンでの処理後の EBSの切片の糸且織学的検査により、球形の糸且織が示され、この 組織が、管状の管腔に隣接した領域にぉ 、てトルイジンブルーで強く染色されたこと が示された(図 3Ea)。すい臓の管様構造は、球形組織の近傍に見出された(図 3Ec 、 3d)。対照的に、球形組織にも管様構造にも、処理されていない EBSの切片にお いて観察された(図 3Eb)。電子顕微鏡写真による解析によって、細胞が十分に発達 した小胞体を有し、大量のチモーゲン粒子を含んでいることが示された(図 4Ca、 b) 。これは、すい臓の外分泌細胞 (腺房細胞)と同じ表現型である。処理した EBSから 形成された組織もまた、管様 (間隙領域)が組織の隣接領域において見られる(図 4C a)という点でもすい臓の腺房細胞に似ていた。低い円柱上皮によって囲まれ、すい 臓管に似た構造もまた存在した(図 4Cd)。さらに、すい臓の内分泌細胞に形態学的 に類似した細胞(図 4Cc、 d)も観察されたが、これらは、外分泌細胞に類似する細胞 のものよりも少な力つた。これらの内分泌様細胞は、顆粒(図 C4d)を含んでいたが、 これらは、該分泌細胞にぉ 、て見出された顆粒とは形態学的に異なって 、た(図 C4 b)。また、暗い中心領域と側方膜との間の透明な空間が見出された、これは、すい臓 における j8細胞顆粒の典型的な特徴である。これらの顆粒力 Sインスリンまたはァミラ ーゼを含むかどうかを確かめるために、細胞を抗アミラーゼ抗体または抗インスリン C ペプチド (プロインスリン)抗体で免疫染色した。レチノイン酸およびァクチビンの両方 で処理したこれらの EBSは、アミラーゼ陽性のチモーゲン顆粒を有する細胞を含ん でいた(図 5c)。また、比較的少数の細胞が cペプチド陽性顆粒を有する凝集体であ つた(図 5d)。これらの形態学的な知見は、すい臓管、内分泌細胞および外分泌細 胞を含むす 、臓組織が、レチノイン酸およびァクチビンの両方で処理した EBSから 形成されたことを示す。 Thread and histological examination of EBS sections after treatment with 0. retinoic acid and 10 ng / ml activin 11 days after the final treatment (17 days after EBS formation) showed spherical threads and weaves. It was shown that this tissue was strongly stained with toluidine blue in the region adjacent to the tubular lumen (FIG. 3Ea). Pancreatic tube-like structures were found in the vicinity of the spherical tissue (Figs. 3Ec, 3d). In contrast, neither spherical tissue nor tube-like structures were observed in untreated sections of EBS (Figure 3Eb). Analysis by electron micrographs showed that the cells had well-developed endoplasmic reticulum and contained large amounts of zymogen particles (Fig. 4Ca, b). This is the same phenotype as pancreatic exocrine cells (acinar cells). The tissue formed from the treated EBS was also similar to pancreatic acinar cells in that a tube-like (gap region) was seen in the adjacent region of the tissue (Fig. 4Ca). There was also a structure that resembled the pancreatic duct, surrounded by a low columnar epithelium (Figure 4Cd). In addition, cells that were morphologically similar to pancreatic endocrine cells (Fig. 4Cc, d) were also observed, but these cells were similar to exocrine cells. It was less powerful than the ones. These endocrine-like cells contained granules (Fig. C4d), which were morphologically different from the granules found in the secretory cells (Fig. C4b). A clear space between the dark central region and the lateral membrane was also found, which is a typical feature of j8 cell granules in the pancreas. To ascertain whether they contain these granulogenic S insulin or amylase, cells were immunostained with anti-amylase antibody or anti-insulin C peptide (proinsulin) antibody. These EBS treated with both retinoic acid and activin contained cells with amylase-positive zymogen granules (Figure 5c). A relatively small number of cells were aggregates with c-peptide positive granules (Fig. 5d). These morphological findings indicate that visceral tissue, including pancreatic ducts, endocrine cells and exocrine cells, was formed from EBS treated with both retinoic acid and activin.
[0275] 図 3. A,マウス ES細胞のコロニー凝集塊(EBS)力 ァクチビンとレチノイン酸で分 化誘導された黒い斑点を含む組織 (図 1参照)の電子顕微鏡像。 B,妊娠後期のラッ ト胎児のすい臓の外分泌細胞の電子顕微鏡像 (Bock, et al. , 1997)。どちらの細 胞も、電子密度の高い顆粒様の構造を多数含み、また発達した小胞体を持つなど、 その構造が極めてよく似ている。 ER,小胞体(endoplasmic reticulum); N,核。  [0275] Figure 3. A, Colony aggregate (EBS) force of mouse ES cells An electron micrograph of a tissue (see Figure 1) that contains black spots that have been induced to differentiate with activin and retinoic acid. B, Electron micrograph of exocrine cells of the rat fetus pancreas in late pregnancy (Bock, et al., 1997). Both cells contain a large number of granule-like structures with high electron density, and have very similar structures, such as having developed vesicles. ER, endoplasmic reticulum; N, nucleus.
[0276] 図 3. C,マウス ES細胞のコロニー凝集塊(EBS)力 ァクチビンとレチノイン酸で分 化誘導された導管様構造 (図 1参照)の電子顕微鏡像。自然のす!、臓導管の上皮構 造に極めてよく似ている。 D,同じぐマウス ES細胞のコロニー凝集塊 (EBS)力もァク チビンとレチノイン酸で分化誘導された分泌顆粒様構造をもつ細胞(図 1参照)の電 子顕微鏡像。写真内の点線で囲まれた箇所を拡大した像も示している。この像は、そ の右 (E)に示したマウス生体のす 、臓の β細胞内にある内分泌顆粒像 (Goping, et al. , 2003 ;矢印で示した)と同じように、黒い中心部とそれを包む袋の間に隙間が 見られる(矢印で示した)。 Ν,核。  [0276] Figure 3. C, Mouse ES cell colony aggregate (EBS) force Electron microscopic image of a duct-like structure (Fig. 1) induced by differentiation with activin and retinoic acid. Natural! Very similar to the epithelial structure of the visceral duct. D, Electron micrograph of a cell with a secretory granule-like structure induced by differentiation with activin and retinoic acid (see Fig. 1). An enlarged image of a portion surrounded by a dotted line in the photograph is also shown. This image is the same as the endocrine granule in the mouse β-cell (Goping, et al., 2003; indicated by the arrow) shown on the right (E). There is a gap between it and the bag that wraps it (indicated by an arrow). Ν, nuclear.
[0277] 図 2に示したす 、臓様組織には、電子密度の高!、 (黒 、)一様な顆粒様構造を多 数含み、さらに、高度に発達した小胞体(endoplasmic reticulum, ER)を持つ細 胞が観察された(図 3— Aを参照)。この細胞は、妊娠後期のラット胎児のすい臓の外 力、泌糸田胞 (acinar糸田胞: Bock, et al. , Microscopy reseach and technique 37 : 374- 383, 1997)によく似ている(図 3— Bを参照)。一方、同じすい臓様組 織には、図 3— Aよりも幾分低い電子密度をもつ内容物と、それを取り囲む袋構造と の間に隙間が見られるような構造を多数含む細胞も見られた(図 3— Dを参照)。この 細胞は、すい臓の典型的な内分泌細胞の形態(図 3—E ; Goping, et al. , Micros copy reseach and technique 61 : 448— 456, 2003)を示しており、インスリ ン産生細胞の分ィ匕が起こったことを強く示唆していた。このように、電子顕微鏡観察 により、ァクチビンとレチノイン酸とを同時に処理してできたすい臓様組織には、外分 泌細胞の特徴を持つ細胞と、内分泌細胞の特徴を持つ細胞が共に観察された。 [0277] The organ-like tissue shown in Fig. 2 has a high electron density !, (black), a large number of uniform granule-like structures, and a highly developed endoplasmic reticulum (ER). ) Were observed (see Figure 3-A). These cells are the external force of the rat fetus pancreas in late gestation, akinar cysts (Bock, et al., Microscopy reseach and technique). 37: 374-383, 1997) (see Figure 3-B). On the other hand, in the same pancreas-like organization, there are also cells that contain many structures that have gaps between the contents that have a somewhat lower electron density than that shown in Fig. 3-A and the bag structure that surrounds them. (See Figure 3-D). This cell shows the typical endocrine cell morphology of the pancreas (Fig. 3-E; Goping, et al., Micros copy reseach and technique 61: 448-456, 2003). It strongly suggested that a trap occurred. In this way, both the cells with the characteristic of exocrine cells and the cells with the characteristics of endocrine cells were observed in the pancreas-like tissue formed by simultaneous treatment of activin and retinoic acid by electron microscope observation. .
[0278] 上記のごとぐ典型的には 10— 25 ngZmLのァクチビンと 0. 1 Mのレチノイン 酸で同時に 2日間処理したマウス ES細胞由来のコロニー凝集塊 (EBS)から、 in vit roですい臓様の構造を有する器官を分ィ匕誘導することができた。次に、このすい臓 様器官が、すい臓に特異的に発現されることが期待される種々のタンパク質 (すい臓 マーカー)を実際に発現しているかどうかを遺伝子の発現レベルで調べた。調べたす い臓マーカーは、インスリン 2 (すい臓の内分泌細胞である β細胞に特異的)、グルカ ゴン (す 、臓の内分泌細胞である ex細胞に特異的)、アミラーゼ 2 (す 、臓内の外泌 糸田胞に特異的)、 Ipfl/pdx- 1、pancreatic and duodenal homeoboxf actor— 1 、すい臓の発生を正に制御していることが分力つている遺伝子)。および、 Shh (soni c hedgehog,す 、臓の発生を負に制御して 、ることが分力つて 、る遺伝子)である [0278] As described above, typically from mouse ES cell-derived colony aggregates (EBS) treated with 10—25 ngZmL of activin and 0.1 M retinoic acid simultaneously for 2 days in vitro. It was possible to induce organs with the following structure. Next, whether or not this pancreas-like organ actually expresses various proteins (pancreatic markers) expected to be specifically expressed in the pancreas was examined at the gene expression level. The pancreatic markers examined were insulin 2 (specific to β cells, the endocrine cells of the pancreas), glucagon (special to ex cells, the endocrine cells of the viscera), amylase 2 (su, in the viscera) Ipfl / pdx-1, pancreatic and duodenal homeoboxf actor— 1, a gene that dominates the development of pancreas). And Shh (soni c hedgehog, a gene that negatively regulates the development of the viscera and has a component)
[0279] (すい臓マーカー遺伝子の発現試験) [0279] (Pancreatic marker gene expression test)
す 、臓の発達を調節する遺伝子および 、くつかのす 、臓マーカー遺伝子の発現 を、 RT— PCRを用いて調査した(図 2c)。レチノイン酸およびァクチビンの両方で処 理した EBSは、 insulin II ( β細胞マーカー) , glucagons ( a細胞)、 pancreatic polypeptide ( γ細胞), somatostatin ( δ細胞)および amylase 2 (すい臓外 分泌細胞のマーカー)ならびに Ipf lZpdx— 1 および ptf laZp4の発現が顕著に 増加していることが分力つた。 Ipfl/pdx- 1 および ptflaZp4は、すい臓の発達 を調節する遺伝子である。対照的に、処理していない EBSはほとんどこれらの遺伝 子の発現がなかった。 amylaseおよび pancreatic polypeptideは、処理の 6日目 力 経時的に増加した(これは、 EBS形成力 数えると 12日目)。他方、 insulin II, glucagon, somatostatin, Ipfl/pdx— 1および ptfla/p48の遺伝子発現の増 加は、処理の終わりからすぐに開始した。処理されていない EBSにおいて、 Shh力 S観 察期間中発現が見出された力 他方、 EBSは、レチノイン酸およびァクチビンの両方 で処理した EBSにおいて、 Shh遺伝子発現は、処理後抑制されていた。 The expression of genes that regulate visceral development and some visceral marker genes were investigated using RT-PCR (FIG. 2c). EBS treated with both retinoic acid and activin are insulin II (beta cell marker), glucagons (a cell), pancreatic polypeptide (gamma cell), somatostatin (delta cell) and amylase 2 (marker of exocrine pancreatic cell) In addition, the expression of Ipf lZpdx-1 and ptf laZp4 was markedly increased. Ipfl / pdx-1 and ptflaZp4 are genes that regulate pancreatic development. In contrast, untreated EBS had almost no expression of these genes. amylase and pancreatic polypeptide were processed on day 6 Strength increased over time (this is the 12th day of EBS formation ability). On the other hand, increased gene expression of insulin II, glucagon, somatostatin, Ipfl / pdx-1 and ptfla / p48 started immediately after the end of treatment. In untreated EBS, Shh force was found to be expressed during the S observation period. On the other hand, in EBS treated with both retinoic acid and activin, Shh gene expression was repressed after treatment.
[0280] ァクチビンの濃度を一定に(lOngZml)保ち、レチノイン酸の濃度を変動させると、 EBSにおけるすい臓マーカーの遺伝子発現は、 0. 1 Mのレチノイン酸を、 10ng /mlァクチビン Aで処理したときに最も効率よ 、ことが分力つた(図 2d)。レチノイン酸 およびァクチビンのこれらの濃度を用いたとき、 47. 6 ± 7. 3%の処理 EBS力 記載 されて 、たす 、臓遺伝子マーカーのすべてで超過して!/、た。レチノイン酸の濃度とし て、 0. 001 μ Μ、 0. 01 μ Μおよび 1 μ Μを用!ヽた場合、 EBS【こお!ヽてそれぞれ 4. 3 ± 2. 5%、 12. 8 ± 9. 6%および 25. 1 ± 6. 6%の遺伝子発現力 られた。  [0280] When the concentration of activin was kept constant (lOngZml) and the concentration of retinoic acid was varied, the gene expression of the pancreatic marker in EBS was as follows when 0.1 M retinoic acid was treated with 10 ng / ml of activin A The most efficient ones were divided (Fig. 2d). When these concentrations of retinoic acid and activin were used, a treatment EBS power of 47.6 ± 7.3% was described, exceeding all of the visceral genetic markers! If the concentration of retinoic acid is 0.001 μΜ, 0.01 μΜ, or 1 μΜ, it will be EBS [4.3! 2.5%, 12.8 ± 9. 6% and 25. 1 ± 6.6% gene expression.
[0281] 図 4.マウス ES細胞のコロニー凝集塊(EBS)力 ァクチビンとレチノイン酸で分化 誘導されたす 、臓構造の RT— PCR法により得た mRNA発現プロファイル。 Insulin 2, glucagon, amylase 2と Ipfl/pdx-1は、すい臓の発生において特異的に発現 するマーカー遺伝子 (正のマーカー)であり、一方 Shhは、すい臓の発生に伴い発現 が減少する遺伝子(負のマーカー)である。また、 GAPDH (glyceraldehyde 3— p hosphoate dehydrogenase)は、すべての細胞が高レベルで発現している構成的 タンパク質 (酵素)なので、実施したアツセィ法が適切であることを保証する目的で用 いた。  [0281] Fig. 4. Colony aggregate (EBS) strength of mouse ES cells. MRNA expression profile obtained by RT-PCR of visceral structures induced by differentiation with activin and retinoic acid. Insulin 2, glucagon, amylase 2 and Ipfl / pdx-1 are marker genes that are specifically expressed in pancreas development (positive markers), while Shh is a gene that decreases in expression with pancreas development (negative). Marker). GAPDH (glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase) is a constitutive protein (enzyme) that is expressed at a high level in all cells, so it was used for the purpose of assuring that the attached assay method was appropriate.
[0282] その結果、 10 ngZmLのァクチビン Aと 0. 1 μ Μのレチノイン酸とで処理すると、 正のマーカー群は全て処理後 2日目力も新たに発現することが確認できた。また、こ れら正のマーカー群は、無処理群ではまったぐあるいは、ごく僅かしか検出できなか つた。一方、負のマーカーの Shhの発現は、無処理群の全体と処理群の 0日目で認 められるが、ァクチビン Aとレチノイン酸によって処理した 2日以降は完全に消えてい た。これらの結果から、ァクチビン Aとレチノイン酸で同時に処理することにより、マウ ス ES細胞由来のコロニー凝集塊 (EBS)から、内分泌細胞( ex細胞と β細胞)だけで なく外分泌細胞も備えたす 、臓が in vitroで分化誘導できることが遺伝子発現のレ ベルで分かった。 [0282] As a result, when treated with 10 ngZmL of activin A and 0.1 μM retinoic acid, it was confirmed that all positive marker groups also newly developed on the second day after treatment. In addition, these positive marker groups were not detected in the untreated group, or very few were detected. On the other hand, the expression of Shh, a negative marker, was observed in the whole untreated group and on day 0 of the treated group, but disappeared completely after 2 days of treatment with activin A and retinoic acid. From these results, by simultaneously treating with activin A and retinoic acid, not only endocrine cells (ex cells and β cells) but also exocrine cells can be prepared from colony aggregates (EBS) derived from mouse ES cells. The gene expression level is that the organ can be induced to differentiate in vitro. I understood with the bell.
[0283] 次に、ァクチビンの濃度とレチノイン酸の濃度力 正のマーカー群の中で、インスリ ン 2とアミラーゼ 2の発現に与える効果を、検証した。  [0283] Next, the effect on the expression of insulin 2 and amylase 2 in the marker group with positive concentration of activin and retinoic acid was examined.
[0284] 図 5.マウス ES細胞のコロニー凝集塊 (EBS)から、異なるァクチビン濃度(0, 10, 25 ngZmL)とレチノイン酸濃度 (0, 0. 1, 1. 0 M)の処理で分化誘導されたす い臓構造の、インスリン 2とアミラーゼ 2の mRNA発現量の違い。縦軸は各遺伝子の 相対発現量を示している。  [0284] Figure 5. Differentiation of mouse ES cell colony aggregates (EBS) by treatment with different activin concentrations (0, 10, 25 ngZmL) and retinoic acid concentrations (0, 0.1, 1.0 M) Difference in mRNA expression levels of insulin 2 and amylase 2 in the pancreas structure. The vertical axis shows the relative expression level of each gene.
[0285] その結果、まず処理するレチノイン酸の濃度は 0. 1 μ Μ力 インスリン 2とアミラーゼ 2の mRNAの発現上、最適な濃度であることが分力つた。次に、同じく 0. 1 Mの レチノイン酸で処理しつつ、 25 ngZmL濃度のァクチビンで処理した時に、インスリ ン 2の遺伝子が最も効率よく発現されること、一方、ァクチビンの濃度が 10 ngZmL の時にアミラーゼの遺伝子が最も効率よく発現されることが分力つた。この結果は、ァ クチビンの処理濃度により、マウス ES細胞由来の胚様体から、内分泌細胞と外分泌 細胞がそれぞれ優先的に分化誘導されることを示している。  As a result, it was found that the concentration of retinoic acid to be treated first was 0.1 μΜ repulsive, and that it was the optimum concentration for the expression of mRNA of insulin 2 and amylase 2. Next, the insulin 2 gene is expressed most efficiently when treated with 25 ngZmL concentration of activin, also treated with 0.1 M retinoic acid, while when the activin concentration is 10 ngZmL. It was found that the amylase gene was most efficiently expressed. This result indicates that endocrine cells and exocrine cells are preferentially induced to differentiate from embryoid bodies derived from mouse ES cells, depending on the treatment concentration of activin.
[0286] 次に、これらの正のマーカー群の中で、インスリンとアミラーゼの遺伝子がタンパク 質として実際に転写発現されているか否かを、組織免疫学的に検討した。ただし、ィ ンスリンに関しては、培養液中に含まれている可能性があるので、分化誘導されたす い臓中で新しく合成されて分泌されるインスリンのみを同定する必要がある。インスリ ンは、はじめ前駆体であるプレインスリンとして遺伝子力 翻訳され、直ちにプレ部分 が切断されたプロインスリンとなる。このプロインスリンは、再び切断されて Cペプチド という部分が除去された活性型インスリンとして細胞外に分泌される。すなわち、 in V itroでコロニー凝集塊 (EBS)から作成したす ヽ臓が、インスリンを新たに合成して分 泌していることを確かめるために、インスリンに結合する抗体ではなぐ Cペプチドに だけ結合する抗体 (ャギ抗 Cペプチド抗体、 Linco Research)を用いて、組織免疫 学を実施した。アミラーゼにつ!/、ては通常抗体 (Sigma)を用いた。 [0286] Next, in these positive marker groups, it was examined histoimmunologically whether or not the insulin and amylase genes were actually transcribed and expressed as proteins. However, since insulin may be contained in the culture medium, it is necessary to identify only insulin that is newly synthesized and secreted in the differentiation-induced pancreas. Insulin is first genetically translated as preinsulin, a precursor, and immediately becomes proinsulin with the pre-part cleaved. This proinsulin is secreted out of the cell as active insulin which is cleaved again to remove the C peptide. That is, toヽvisceral created from a colony aggregates (EBS) in in V it ro is to make sure that you secreting newly synthesized insulin and C peptide Nag is an antibody that binds to insulin alone Tissue immunology was performed using a binding antibody (goat anti-C peptide antibody, Linco Research). For amylase !, the usual antibody (Sigma) was used.
[0287] 図 4—1. 10 ngZmLのァクチビンと 0. 1 Mのレチノイン酸で処理したマウス E S細胞由来のコロニーの凝集塊 (EBS)の免疫組織学的観察像。 A、インスリン Cぺプ チド; B,アミラーゼ; C, DAPI (4' , 6— diamidino— 2— phenylindole ;核の染色 剤)、 D, A + B + C。スケールバーは 50 μ Μ。インスリン Cペプチドとアミラーゼ が別の細胞によって作られている。この条件下では、インスリンよりもアミラーゼが優 先的に合成されている。 [0287] Figure 4-1. Immunohistological observation image of aggregates (EBS) of colonies derived from mouse ES cells treated with 10 ngZmL of activin and 0.1 M of retinoic acid. A, insulin C peptide; B, amylase; C, DAPI (4 ', 6-diamidino- 2-phenylindole; nuclear staining Agent), D, A + B + C. The scale bar is 50 μΜ. Insulin C peptide and amylase are made by different cells. Under these conditions, amylase is preferentially synthesized over insulin.
[0288] 図 4— 2. 25 ngZmLのァクチビンと 0. 1 Mのレチノイン酸で処理したマウス ES細胞由来のコロニーの凝集塊 (EBS)の免疫組織学的観察像。 A、インスリン Cぺ プチド; B,アミラーゼ; C, DAPI (4 ' , 6— diamidino— 2— phenylindole ;核の染 色剤)、 D, A + B + C。スケールバーは 50 M。図 4—1と同様に、インスリン C ペプチドとアミラーゼが別の細胞によって作られている力 この条件下では、インスリ ンがアミラーゼよりも優先的に合成されている。  [0288] Figure 4-2. Immunohistochemical image of colony aggregates (EBS) derived from mouse ES cells treated with 25 ngZmL of activin and 0.1 M retinoic acid. A, insulin C peptide; B, amylase; C, DAPI (4 ', 6-diamidino- 2-phenylindole; nuclear dye), D, A + B + C. The scale bar is 50 M. Similar to Figure 4-1, the force that insulin C peptide and amylase are made by different cells. Under this condition, insulin is preferentially synthesized over amylase.
[0289] 図 4の結果、および、図 3の結果から、 0. 1 ^ Μのレチノイン酸が内分泌細胞と外 分泌細胞の双方の分化誘導に最もよいこと、ならびに、ァクチビンの濃度が 25 ng/m Lの時には内分泌細胞が優先的に分ィ匕誘導されるが、ァクチビンの濃度が 10 ng/ mLの時には外分泌細胞が優先的に分ィ匕誘導されることが判明した。  [0289] From the results of Fig. 4 and Fig. 3, it was found that 0.1 ^ Μ retinoic acid was the best in inducing differentiation of both endocrine and exocrine cells, and the concentration of activin was 25 ng / It was found that endocrine cells were preferentially induced when ml, but exocrine cells were preferentially induced when activin concentration was 10 ng / mL.
[0290] (濃度依存性)  [0290] (Concentration dependence)
ァクチビンの濃度の変化力 外分泌細胞と内分泌細胞との比率を変化させる。  Ability to change the concentration of activin Changes the ratio of exocrine cells to endocrine cells.
[0291] 本発明者らは、ァクチビンおよびレチノイン酸の EBSに対するすい臓分化誘導効 果が濃度依存性であることをさらに試験した。この問いに答えるために、トータル RN Aを EBSから、レチノイン酸(0、 0. 1 Mまたは 1 μ Μ)およびァクチビン(OngZml 、 lOngZmほたは 25ngZml)での処理後 13日で抽出し、そしてリアルタイム PCR を行って、未処理の EBSの発現量と対比(1に正規化させた)させて以下の遺伝子の 転写発現量を測定した amylase 2, insulin II, ptfla/p48 および Shh (図 6a— d)。 Shh発現は、レチノイン酸単独、ァクチビン単独およびレチノイン酸 +ァクチビン での処理によって減少した(図 6c)。 insulin IIおよび amylase 2の発現は、レチノ イン酸単独で処理した EBSにおいて、未処理の EBSよりも高ぐァクチビン単独では 、 insulin発現のレベルは有意に効果はなかった力 未処理の EBSよりも amylase発 現は減少していた(図 6a, b)。興味深い結果力 レチノイン酸の濃度を一定 (0. 1 μ Μ)に維持し、ァクチビンの濃度を変化させたときに観察された。比較的低い濃度の ァクチビン(1 OngZml)では、 amylase2および ptf laZp48 (外分泌細胞のマーカ 一)の発現レベルは、レチノイン酸とァクチビンさんとで処理した軍において、未処理 の EBSよりもはるかに高ぐ他方、 insulin IIの発現は、これらの群で変動がなかつ た。対照的に、より高いァクチビン濃度(25ngZml)では、 insulinの発現は、レチノ イン酸とァクチビンとで処理した EBSにおいて、未処理群よりも顕著に増大し、他方、 amylase 2の発現レベルは、 2つのグループでは低かった。 [0291] The present inventors further tested that the effect of inducing pancreatic differentiation on EBS by activin and retinoic acid was concentration-dependent. To answer this question, total RNA was extracted from EBS 13 days after treatment with retinoic acid (0, 0.1 M or 1 μΜ) and activin (OngZml, lOngZm or 25 ngZml), and Real-time PCR was performed to compare the expression level of untreated EBS (normalized to 1) to measure the transcriptional expression levels of the following genes: amylase 2, insulin II, ptfla / p48 and Shh (Figure 6a— d). Shh expression was reduced by treatment with retinoic acid alone, activin alone and retinoic acid plus activin (FIG. 6c). Insulin II and amylase 2 expression was higher in non-treated EBS in EBS treated with retinoic acid alone than in untreated EBS. Expression was decreasing (Fig. 6a, b). Interesting results were observed when the concentration of retinoic acid was kept constant (0.1 μΜ) and the concentration of activin was varied. At relatively low concentrations of lactivin (1 OngZml), amylase2 and ptf laZp48 (markers for exocrine cells) The expression level of 1) was much higher than that of untreated EBS in the army treated with retinoic acid and akutibin, while insulin II expression did not vary between these groups. In contrast, at higher activin concentrations (25 ngZml), insulin expression was significantly increased in EBS treated with retinoic acid and activin compared to the untreated group, while the expression level of amylase 2 was 2 One group was low.
[0292] リアルタイム PCRの結果は、抗 insulin Cペプチド抗体および抗 amylase抗体の 両方での染色によって支持される(論文図 7a— d)。 0. 1 Mレチノイン酸および低 濃度(lOngZml)のァクチビンで処理した EBSにお 、て、より少な 、インスリン陽性 の細胞が、アミラーゼ陽性の細胞よりも見られた。しかし、高濃度のァクチビン(25ng /ml)を 0. 1 μ Μのレチノイン酸と共に用いた場合、インスリン陽性細胞の0 /0は顕著 に増加した(図 7d)。処理していない EBSにおいて、インスリン陽性細胞およびアミラ ーゼ陽性細胞は、観察されな力つた(図 7b)。これらの結果は、 EBSから誘導された 組織における内分泌細胞と外分泌細胞との比率がァクチビン濃度に依存することを 示す。免疫細胞化学分析によってもまた、細胞のうちのいくつかが α細胞マーカータ ンパク質であるグルカゴンを産生して 、たことが明らかになった(図 7e)。 [0292] Real-time PCR results are supported by staining with both anti-insulin C peptide antibody and anti-amylase antibody (Paper Figure 7a-d). Fewer insulin-positive cells were seen than amylase-positive cells in EBS treated with 0.1 M retinoic acid and low concentrations (lOngZml) of activin. However, when a high concentration of Akuchibin (25 ng / ml) with retinoic acid 0. 1 μ Μ, 0/0 of insulin-positive cells increased markedly (Figure 7d). In untreated EBS, insulin positive cells and amylase positive cells were not observed (FIG. 7b). These results indicate that the ratio of endocrine cells to exocrine cells in tissues derived from EBS depends on the activin concentration. Immunocytochemical analysis also revealed that some of the cells produced glucagon, an alpha cell marker protein (Figure 7e).
[0293] (まとめ)  [0293] (Summary)
マウス ES細胞のコロニーから、浮遊培養の系を利用して、ァクチビンとレチノイン酸 を同時処理するという新しい方法により、未分化細胞から、インスリンを合成して分泌 する β細胞とグルカゴンを合成して分泌する OC細胞の双方の内分泌細胞、アミラー ゼを合成して分泌する外分泌細胞、分泌物を外部に放出するための導管を有する すい臓を、 in vitroで作成することに、世界ではじめて成功した。  A new method of simultaneous treatment of activin and retinoic acid from a colony of mouse ES cells using a suspension culture system, synthesizing and secreting β cells and glucagon that secrete insulin from undifferentiated cells. We have succeeded in making the in vitro the endocrine cells of both OC cells, the exocrine cells that synthesize and secrete amylase, and the pancreas with the conduit for releasing the secretions in vitro for the first time in the world.
[0294] (実施例 2 :グルコース応答性)  [Example 2: Glucose responsiveness]
本実施例では、 25 ngZmLのァクチビンと 0. 1 μ Μのレチノイン酸を処理すること により in vitroで作成したすい臓力 外部のグルコースに応答して、インスリンの分 泌量が増加する力否かを検討した (表 1)。  In this example, pancreatic force generated in vitro by treating 25 ngZmL of activin and 0.1 μΜ of retinoic acid was used to determine whether or not the ability to increase insulin production in response to external glucose. (Table 1).
[0295] インビト口でのインスリン分泌を試験するために、 25ng/mlァクチビンおよび 0. 1  [0295] To test insulin secretion in the in vitro mouth, 25 ng / ml activin and 0.1
μ Μレチノイン酸を用いて ES細胞力も分ィ匕させたすい臓組織を、低濃度(3mM)お よび高濃度( 25mM)のダルコース負荷試験により試験した (表 1 )。ァクチビン Zレチ ノイン酸処理した EBSは、インスリンをダルコース依存的な様式で培地中に分泌した 。他方、処理していない EBSからのインスリン分泌は、同じ条件下で検出限界以下で あった。レチノイン酸およびァクチビンの両方で処理した個々の EBSは、馴化培地に おいて平均で 0. 24ngのインスリンを、そのタンパク質 lmgあたりで(EBS1つあたり 約 9. 7%の総インスリン量)分泌した。これらの結果は、レチノイン酸とァクチビンとの 両方で処理した EBSがグルコース濃度の増加に応答してインスリンを分泌したことを 示す。これは、すい臓 |8細胞力インビボで持っている生理学的機能と類似している。 The pancreatic tissue, which was also analyzed for ES cell force using μΜ retinoic acid, was tested by a low-concentration (3 mM) and high-concentration (25 mM) dalcose load test (Table 1). ACTIVIN Z REC EOS treated with noic acid secreted insulin into the medium in a dalcose-dependent manner. On the other hand, insulin secretion from untreated EBS was below the detection limit under the same conditions. Individual EBS treated with both retinoic acid and activin secreted an average of 0.24 ng of insulin in conditioned medium per mg of protein (about 9.7% total insulin per EBS). These results indicate that EBS treated with both retinoic acid and activin secreted insulin in response to increased glucose concentration. This is similar to the physiological function that the pancreas | 8 cell force has in vivo.
[0296]  [0296]
表 1. 25 ngZmLのァクチビンと 0. 1 Mのレチノイン酸とを 13日間にわたり同時 処理して作成したす!ヽ臓が、グルコース濃度に応じて分泌するインスリンの量  Table 1. The amount of insulin secreted by the spleen in response to glucose concentration, prepared by simultaneous treatment of 25 ngZmL activin and 0.1 M retinoic acid for 13 days!
[0297] [表 1] [0297] [Table 1]
インスリンの分泌量(pg) Insulin secretion (pg)
+ 25 m グルコース + 3 mMグルコース すい臓(ァクチビン + RA) 46.0 ± 2.6 36.5 ± 2.8 無処理 37.5 ± 3.4 37.0 ± 4.2  + 25 m glucose + 3 mM glucose pancreas (activin + RA) 46.0 ± 2.6 36.5 ± 2.8 untreated 37.5 ± 3.4 37.0 ± 4.2
RA,レチノイン酸; mean土 SD (n = 8) RA, retinoic acid; mean soil SD (n = 8)
[0298] 表 1は、 EBSの細胞内インスリン量およびグルコース変化によるインスリン産生量変 化を示す。 [0298] Table 1 shows changes in insulin production by changes in intracellular insulin level and glucose of EBS.
[0299] 誘導処理後 13日後での 0. 1 μ Μのレチノイン酸および 25ngZmlのァクチビンで 処理した EBSと処理して!/、な!/、EBSにおける細胞内インスリン量。ダルコース負荷に 対し応答して EBSから分泌されたインスリン量を測定した。分泌されたインスリンの示 された量は、 25mMのグルコースによって刺激開始後 30分で分泌されたインスリン の量に匹敵する。培養培地中のグルコース負荷によるインスリン分泌の増大は、レチ ノインおよびァクチビンの両方で処理した EBSにおいて観察された。  [0299] Intracellular insulin levels in EBS treated with EBS treated with 0.1 μΜ retinoic acid and 25 ngZml of activin 13 days after induction treatment! The amount of insulin secreted from EBS was measured in response to the dalcose load. The indicated amount of insulin secreted is comparable to the amount of insulin secreted 30 minutes after the start of stimulation with 25 mM glucose. Increased insulin secretion with glucose loading in the culture medium was observed in EBS treated with both retinoin and activin.
[0300] (実施例 3:培養系で分化誘導された脾臓組織の移植方法) 実施例 1〜2において作製されたマウスすい臓について、実際に糖尿病モデルマウ スにおいて使用することができることを実証する。以下にその手順を説明する。 [0300] (Example 3: Transplantation method of spleen tissue induced to differentiate in culture system) It is demonstrated that the mouse pancreas produced in Examples 1 and 2 can actually be used in a diabetes model mouse. The procedure will be described below.
[0301] (動物) [0301] (Animal)
糖尿病モデルマウスは、 10週令以上の AKITA— mouse (Yoshioka, et al. , Diabetes 46 : 887, 1997)の雄、または脾ランゲルハンス島を選択的に破 壊する streptozotocin (STZ) を 250 mg/kg body weight 投与することに よって病態を引き起こされたヌードマウスを用いる。この場合、 STZ投与後 1週間を経 過した時点で移植を行う。  Diabetes model mice are males of AKITA— mice (Yoshioka, et al., Diabetes 46: 887, 1997) over 10 weeks old, or streptozotocin (STZ) that selectively destroys the splenic islets of 250 mg / kg. Use nude mice whose body condition has been caused by administration of body weight. In this case, transplantation should be performed after 1 week after administration of STZ.
[0302] (分化誘導された脾臓組織の移植) [0302] (Transplantation of differentiation-induced spleen tissue)
移植は、培養系で分化誘導した脾臓組織を培養皿からピンセットなどで組織を傷 つけないように集める。これを、 Hanksの生理食塩水で 2回洗浄する。  For transplantation, spleen tissue that has been induced to differentiate in the culture system is collected from the culture dish so as not to damage the tissue with forceps. This is washed twice with Hanks saline.
マウスを、ネンブタールで麻酔し、腹部を切開して、 20— 30個の分化誘導された脾 臓組織を塊にして、後腹膜下に移植する。他の移植場所としては、腎皮膜下に埋め 込むことも有効である。また、脾臓組織をあらかじめ脾島単離用の酵素であるリベラ ーゼ RI (Liberase RI : Roche) で処理して細胞を単離し、肝臓の門脈に注入 する方法もある。  Mice are anesthetized with Nembutal, the abdomen is dissected, and 20-30 differentiated spleen tissues are massed and transplanted under the retroperitoneum. Implanting under the kidney capsule is also effective as another transplant site. Alternatively, spleen tissue can be treated with Liberase RI (Roche), an enzyme for islet isolation, to isolate cells and inject them into the portal vein of the liver.
[0303] 血糖値の測定は、マウスの尾の先端をメスや力ミソリなどで傷つけ、数 μ 1の血液を 採取して測定を行う。  [0303] The blood glucose level is measured by scratching the tip of the mouse's tail with a scalpel or force razor and collecting several μl of blood.
[0304] このようにして、モデルマウスにおいて本発明において作製されたすい臓が実際に 機能するかどうかを確認することができる。  [0304] In this way, it can be confirmed whether or not the pancreas produced in the present invention actually functions in a model mouse.
[0305] 以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきた力 本発 明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解され る。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載およ び技術常識に基づ 、て等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細 書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明 細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用され るべきであることが理解される。  [0305] As described above, it is understood that the scope of the present invention should be interpreted only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range from the description of the specific preferred embodiments of the present invention based on the description of the present invention and common general technical knowledge. Patents, patent applications and documents cited in this specification should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described in this specification. Understood.
産業上の利用可能性 [0306] 本方法により、これまで実現されていな力つた哺乳類の未分ィ匕細胞から、 Industrial applicability [0306] By this method, from unsatisfactory mammalian cells that have not been realized so far,
1)グルコース負荷に対して応答してインスリンを合成して分泌する β細胞を持ち、 1) Have β-cells that synthesize and secrete insulin in response to glucose load,
2)内分泌細胞として、 β細胞だけでなぐグルカゴンを合成して分泌する ex細胞を持 ち、 2) As an endocrine cell, it has an ex cell that synthesizes and secretes glucagon only in β cells,
3)消化酵素類 (アミラーゼなど)を作り腸管内に分泌する外分泌細胞 (腺房細胞)を 持ち、  3) Has exocrine cells (acinar cells) that make digestive enzymes (such as amylase) and secrete them into the intestinal tract,
4)すい臓力 消化酵素類を腸管に外分泌するための導管構造などのすベての機能 と構造を備えたすい臓を作ることが世界ではじめてできた。  4) Pancreatic power The world's first pancreas with all functions and structures, such as a conduit structure for exoculating digestive enzymes into the intestinal tract, has been made.
[0307] ヒト ES細胞力 本発明者らの方法とは別の方法で誘導された細胞は、米国におい ては、既にヒトの糖尿病の治療に対して試験的に応用されている。本発明者らの開 発した方法でヒトの未分化細胞から β細胞だけでなぐ本発明者らが示したように完 全なすい臓を作ることができるならば、多くの糖尿病患者やすい臓機能不全患者だ けでなく、す 、臓がんなどのためにす ヽ臓を摘出せざるを得な ヽ患者も治療するた めの、これまでにない有用な材料を提供する可能性がある。また、すい臓に関わる生 物'医学研究、およびすい臓疾患の原因解明の研究、さらには、すい臓疾患の治療 およびすい臓がんの治療のための薬剤の開発における有用なモデルおよび評価系 (アツセィ系)となることも期待できる。このように、本方法の実用化と産業上の見通し は極めて明る!/ヽものと判断する。  [0307] Human ES cell power [0307] Cells derived by a method different from the method of the present inventors have already been experimentally applied to the treatment of human diabetes in the United States. If a complete pancreas can be made as shown by the present inventors using only β cells from human undifferentiated cells by the method developed by the present inventors, visceral dysfunction likely to occur in many diabetic patients. In addition to patients, it is necessary to remove the spleen for visceral cancer, etc. ヽ It may provide unprecedented useful materials for treating patients. In addition, biological models related to pancreas' medical research, research on the cause of pancreatic diseases, and useful models and evaluation systems in the development of drugs for the treatment of pancreatic diseases and pancreatic cancer (Atsusei system) It can also be expected. Thus, the practical application of this method and the industrial prospects are judged to be extremely bright!

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
[I] 未分ィ匕細胞力もすい臓を生産する方法であって、以下の工程:  [I] A method for producing pancreatic pancreas with unbroken 匕 cell force, comprising the following steps:
A)未分化細胞を、白血病阻害因子 (LIF)を含む培地中で培養してコロニー形成 を行い、凝集塊を形成させる前培養工程;および  A) a pre-culture step in which undifferentiated cells are cultured in a medium containing leukemia inhibitory factor (LIF) to form colonies and form aggregates; and
B) LIF非存在下で該未分化細胞にァクチビンとレチノイン酸とに曝す曝露工程 を包含する、方法。  B) An exposure step of exposing the undifferentiated cells to activin and retinoic acid in the absence of LIF.
[2] 前記未分ィ匕細胞は、フィーダ一細胞上で培養される、請求項 1に記載の方法。  [2] The method according to claim 1, wherein the undifferentiated cells are cultured on a feeder cell.
[3] 前記凝集塊は、胚様体様凝集塊 (embryoid body-like sphere)である、請求 項 1に記載の方法。 [3] The method according to claim 1, wherein the aggregate is an embryoid body-like sphere.
[4] 前記前培養工程は、 1〜10日間行われる、請求項 1に記載の方法。  [4] The method according to claim 1, wherein the pre-culture step is performed for 1 to 10 days.
[5] 前記曝露工程は、 1〜4日間行われる、請求項 1に記載の方法。 [5] The method according to claim 1, wherein the exposing step is performed for 1 to 4 days.
[6] 前記未分化細胞は、哺乳動物の細胞である、請求項 1に記載の方法。 6. The method according to claim 1, wherein the undifferentiated cell is a mammalian cell.
[7] 前記培地は、血清を含む、請求項 1に記載の方法。 7. The method according to claim 1, wherein the culture medium contains serum.
[8] 前記培地は、ノックアウト血清置換 (KSR)培地である、請求項 1に記載の方法。  [8] The method of claim 1, wherein the medium is a knockout serum replacement (KSR) medium.
[9] 前記曝露工程は、浮遊培養の条件下で行われる、請求項 1に記載の方法。 [9] The method according to claim 1, wherein the exposing step is performed under conditions of suspension culture.
[10] 前記浮遊培養は、低接着性コーティング培養容器上で行われる、請求項 9に記載の 方法。 [10] The method according to claim 9, wherein the suspension culture is performed on a low adhesion coating culture vessel.
[I I] 前記未分化細胞は、胚性幹 (ES)細胞である、請求項 9に記載の方法。  [I I] The method according to claim 9, wherein the undifferentiated cells are embryonic stem (ES) cells.
[12] 前記フィーダ一細胞は、マウス胎仔線維芽細胞である、請求項 2に記載の方法。  12. The method according to claim 2, wherein the feeder cell is a mouse fetal fibroblast.
[13] 前記ァクチビンは、 50ngZml未満である、請求項 1に記載の方法。 [13] The method of claim 1, wherein the activin is less than 50 ngZml.
[14] 前記レチノイン酸は、 0. 01 μ Μより多く: L Μ未満である、請求項 1に記載の方法。 [14] The method of claim 1, wherein the retinoic acid is more than 0.01 μΜ: less than LΜ.
[15] さら〖こ、 C)分化させた前記凝集塊を、コーティングされた培養容器上の培地中で培 養する分化工程を包含する、請求項 1に記載の方法。 [15] The method according to claim 1, further comprising a differentiation step of culturing the differentiated aggregate in the medium on the coated culture vessel.
[16] 前記コーティングは、ゼラチンコーティングである、請求項 15に記載の方法。 16. The method of claim 15, wherein the coating is a gelatin coating.
[17] 前記分ィ匕工程において用いられる培地は、 KSR培地である、請求項 15に記載の方 法。 [17] The method according to claim 15, wherein the medium used in the separating step is a KSR medium.
[18] 前記分化工程は、機能的すい臓が生産されるに十分な期間である、請求項 15に記 載の方法。 18. The method according to claim 15, wherein the differentiation step is a period sufficient for producing a functional pancreas.
[19] 前記分化工程は、 7〜21日間行われる、請求項 15に記載の方法。 [19] The method according to claim 15, wherein the differentiation step is performed for 7 to 21 days.
[20] 前記分化工程は、最初にァクチビンとレチノイン酸とを含む培地中で培養し、その後 [20] The differentiation step is first cultivated in a medium containing activin and retinoic acid, and then
、ァクチビンとレチノイン酸とを含まない培地中で培養する工程を包含する、請求項 1And culturing in a medium free of activin and retinoic acid.
5に記載の方法。 5. The method according to 5.
[21] 前記分化工程は、最初にァクチビンとレチノイン酸とを含む培地中で約 1〜4日間培 養し、その後、ァクチビンとレチノイン酸とを含まない培地中で 1週間〜 3週間培養す る工程を包含する、請求項 15に記載の方法。  [21] In the differentiation step, the cells are first cultured in a medium containing activin and retinoic acid for about 1 to 4 days, and then cultured in a medium not containing activin and retinoic acid for 1 to 3 weeks. 16. A method according to claim 15 comprising the steps.
[22] 前記ァクチビンと前記レチノイン酸の使用濃度は、請求項 13〜 14からなる群より選 択される条件である、請求項 15に記載の方法。 [22] The method according to claim 15, wherein the working concentrations of activin and retinoic acid are conditions selected from the group consisting of claims 13-14.
[23] 前記機能的す!/ヽ臓は、インスリン産生能、グルコース応答性、グルカゴン産生能、アミ ラーゼ等産生能および機能的導管構造力 なる群より選択される少なくとも 1つの特 徴を有する、請求項 1に記載の方法。 [23] The functional stem / spleen has at least one characteristic selected from the group consisting of insulin-producing ability, glucose-responsiveness, glucagon-producing ability, amylase-producing ability, and functional duct structure ability, The method of claim 1.
[24] 前記機能的す!/ヽ臓は、す ヽ臓マーカー Ipfl/pdx-Ιを発現し、す ヽ臓が形成される時 期にその発現量が低下するマーカー Shhを発現しないことを特徴とする、請求項 1に 記載の方法。 [24] The functional stem / spleen expresses a pancreatic marker Ipfl / pdx-Ι, and does not express a marker Shh that decreases its expression level when the pancreas is formed. The method according to claim 1.
[25] 前記機能的すい臓は、 insulin、 glucagonおよび amylase 2力もなる群より選択さ れる少なくとも 1つのすい臓マーカーを発現する、請求項 1に記載の方法。  [25] The method of claim 1, wherein the functional pancreas expresses at least one pancreatic marker selected from the group consisting of insulin, glucagon and amylase 2 force.
[26] 前記機能的す!/ヽ臓は、 ex細胞と β細胞と外分泌細胞と導管構造を含むことを特徴と する、請求項 1に記載の方法。 26. The method according to claim 1, wherein the functional stem / spleen comprises ex cells, β cells, exocrine cells, and a duct structure.
[27] 前記機能的す!/ヽ臓は、インスリン産生能、グルコース応答性、グルカゴン産生能、アミ ラーゼ等産生能および機能的導管構造力 なる群より選択されるすべての特徴を有 する、請求項 1に記載の方法。 [27] The functional stem / spleen has all the characteristics selected from the group consisting of insulin-producing ability, glucose-responsiveness, glucagon-producing ability, amylase-producing ability and functional conduit structure ability. Item 2. The method according to Item 1.
[28] 請求項 1に記載の方法によって生産されたす!/ヽ臓。 [28] A soot / spleen produced by the method according to claim 1.
[29] 請求項 28に記載のすい臓を用いることを特徴とする、機能的すい臓を必要とする患 者の処置のための方法。  [29] A method for the treatment of a patient in need of a functional pancreas, characterized by using the pancreas according to claim 28.
[30] 前記患者は糖尿病に罹患している、請求項 29に記載の方法。 30. The method of claim 29, wherein the patient is suffering from diabetes.
[31] 前記患者は哺乳動物である、請求項 29に記載の方法。 [31] The method of claim 29, wherein the patient is a mammal.
[32] 機能的すい臓を必要とする患者の処置のための医薬を製造するための、ァクチビン およびレチノイン酸の使用。 [32] activin for the manufacture of a medicament for the treatment of patients in need of a functional pancreas And the use of retinoic acid.
[33] 前記患者は糖尿病に罹患している、請求項 32に記載の使用。  [33] The use of claim 32, wherein the patient is afflicted with diabetes.
[34] 前記患者は哺乳動物である、請求項 32に記載の使用。 [34] The use of claim 32, wherein the patient is a mammal.
[35] 前記医薬は幹細胞から製造される、請求項 32に記載の使用。 [35] The use according to claim 32, wherein the medicament is produced from stem cells.
[36] 前記医薬は胚性幹細胞力 製造される、請求項 32に記載の使用。 [36] The use according to claim 32, wherein the medicament is produced by embryonic stem cell force.
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