JP2000060581A - 先天性類脂質副腎過形成に付随する遺伝子変異の認定 - Google Patents

先天性類脂質副腎過形成に付随する遺伝子変異の認定

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 先天性類脂質副腎過形成(類脂質CAH)
を引き起こす変異座位として認定された遺伝子配列、お
よび本疾患の診断、さらに該疾患の遺伝的伝達可能性の
指標として該変異遺伝子存在を検出する。 【解決手段】 単離されたDNAまたはRNA分子であ
ってhStARcDNA、hStARゲノムまたはhS
tAR偽遺伝子DNAから成る第一の配列、該第一の配
列に相同性の高いまたは相補的なDNAまたはRNA配
列(断片)群。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、先天性類脂質副腎
過形成(類脂質CAH)を引き起こす変異座位として認
定された遺伝子配列、および本疾患の診断、さらに該疾
患の遺伝的伝達可能性の指標として該変異遺伝子存在を
検出する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ステロイドホルモン合成は、トロピック
ホルモン刺激に反応して大きく増加する。もっともステ
ロイド生成酵素をコードする遺伝子の転写増加は長期の
ホルモン反応に重要であるが、急性反応における速度制
限工程は、ミトコンドリアへのコレステロールの輸送で
ある(J.F.Crivelloら、J. Biol. Chem. 255:8144(198
0); C.R. Jefcoateら、J. Steroid Biochem. 27:721(19
87))。この輸送に関与する幾つかの分子が提唱された
が、それらの役割は未だ明確にはなっていない。
【0003】初期の実験によって、先天性類脂質副腎過
形成(類脂質CAH)は、副腎および性腺ステロイドホ
ルモンの重篤な欠乏という特徴をもつ(H.J. Degenhart
ら、Acta Endochrinol. 71:215(1972); S. Koizumiら、
Clin. Chem. Acta 77:301(1977); B.P. Hauffaら、Cli
n. Endocrinol. 23:481(1985))常染色体の劣性障害で
あることが示された(Praderら、Helv. Paed Acta 17:2
85-289(1962))。罹患幼児は、ステロイドホルモンの修
復処置がなければ塩欠失、高カリウム血症性アシドーシ
ス、脱水のために死亡する。最初に報告された32名の
患者の調査で、遺伝的に男女は等しい頻度で罹患するこ
とが示唆されたが、ただし性別は、しばしば性腺の外観
および組織学的状況または口腔塗抹標本から推量された
(Hauffaら、1985)。XY遺伝型の男性患者は、精巣の
テストステロン合成の欠如のために女性外性器をもつ。
障害された副腎および性腺のミトコンドリアは、コレス
テロールからプレグネノロンへの変換ができないので、
この疾患は、以前にはコレステロール側鎖切断酵素(P
450scc)における欠陥のためであると考えられ
た。しかしながら、P450sccの関与は罹患者の分
子遺伝学的分析によって除外された(D. Linら、J. Cli
n. Invest. 88:1955(1991); Y. Sakaiら、J. Clin. End
ocrinol. Metab. 79:1198(1994))。本出願人らは、この
欠陥はコレステロールのミトコンドリアへの輸送に深く
かかわっているであろうと推論した(D. Linら、J. Cli
n. Invest. 88:1955(1991); D. Linら、Genomics 18:64
3(1993))。しかしながら、類脂質CAHに関する分子的
欠陥のこの最新の解釈より以前には、この疾患に付随す
る特定の欠陥は全く知られていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、ヒトの先天性類脂質過形成の遺伝学的診断方法
を提供することである。
【0005】本発明の別の目的は、遺伝学的カウンセリ
ングで使用するためにヒトの先天性類脂質副腎過形成の
原因となる遺伝子の変異の有無を検出することである。
【0006】本発明のまた別の目的は、該疾患をもつ患
者で不完全蛋白と交換する蛋白を提供することによっ
て、ヒトの先天性類脂質副腎下過形成を治療する方法を
提供することである。
【0007】本発明のまた別の目的は、ミトコンドリア
の異常なコレステロール代謝が本発明の蛋白に反応する
酵素によって支配されているということを条件として、
該疾患をもつ患者で不完全蛋白と交換する蛋白を提供す
ることによって、当該代謝により引き起こされる高コレ
ステロール血症または他の疾患を治療または予防する方
法を提供することである。
【0008】本発明のさらに別の目的は、本発明の蛋白
(本発明の突然変異蛋白)の発現のためのプロモータ
ー、または哺乳類細胞もしくは遺伝子移入哺乳類での異
種遺伝子発現のためのプロモーター、または遺伝子治療
用異種遺伝子の発現のためのプロモーターを提供するこ
とである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記のような目的および
以下で一層容易に明らかになるその他の目的は、単離さ
れたDNAまたはRNA分子を提供することによって達
成されるが、この場合、当該分子は:(1)図1、表6
−1乃至6−3または表7−1乃至7−3で説明するヒ
トステロイド生成急性調節蛋白(hStAR)cDN
A、hStARゲノムDNA、hSTARプロモーター
またはhStAR偽遺伝子から成る第一の配列、(2)
少なくとも長さが10ヌクレオチドの、第一の配列のサ
ブ配列である第二の配列、(3)第一または第二の配列
の少なくとも1個のヌクレオチドが異なるヌクレオチド
で置換されている第三の配列、(4)当該第一または第
二の配列で少なくとも1個のヌクレオチドが欠失してい
るか、または挿入されている第四の配列、または(5)
第一、第二または第三のいずれかに相補的な第五の配列
を含み、この場合、(1)該分子がRNA分子の場合、
この分子の配列でTはUと置換され、(2)第三の配列
は第一または第二の配列に対して少なくとも95%同一
で、さらに(3)第二の配列はマウスStARcDNA
に存在しないことを条件とする。本発明はまた、ヒトの
変異StAR遺伝子(例えば先天性類脂質副腎過形成に
付随するような変異)を検出する方法を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】特定の具体例に沿って説明する。
【0011】胎盤のプロジェステロン合成は妊娠維持に
必要であるという以前に得られた示唆(J.F. Strauss
ら、Endocrinology(内分泌学)、L.J. DeGroot編、3
巻、2171-2206ページ(W.B. Saunders, フィラデルフィ
ア、1995))を基にした研究から本発明は得られた。類脂
質CAH胎児をもつ妊娠は出産予定日まで正常に進行
し、さらに当該胎盤はプロジェステロンも産生すること
ができる(P. Saengerら、J.Clin. Endocrinol. Metab.
80:200-205(1995))ので、本発明者らは、探索中の因
子は副腎および性腺のステロイド生成に必要であるが、
胎盤のステロイド合成には必要でないと推論した。最近
報告された30kDa燐酸化蛋白は、トロピック刺激に
対する急激でシクロヘキシミド感受性のステロイド生成
反応を仲介すると考えられる(D.M. Stocco & T.C. Sod
eman, J. Biol. Chem.266,19739(1991);L.F. Epstein &
N.R. Orme-Johnson, J. Biol. Chem. 266, 19739(199
1); D.M.Stocco & M. Ascoli, Endocrinology, 132, 95
9(1993))。この蛋白、すなわちステロイド生成急性調
節蛋白(StAR)がMA−10マウスリーディッヒ
(Leydig)腫瘍細胞から精製された。マウスのStAR
cDNAのクローニングは科学文献に以前に報告された
(B.J. Clark, J. Wells, S.R. King, D.M. Stocco,J.
Biol. Chem. 269:28314(1994))。我々の仮説、すなわ
ちこの蛋白の遺伝的欠陥が類脂質CAHの原因であると
いうことが正しいか否かを決定するために、ヒトのSt
ARcDNAをクローニングした。ヒトStARcDN
Aのヌクレオチド配列および推定アミノ酸配列は図1に
示す。変異は図1においてヌクレオチドの番号付けシス
テムで示されている。さらに影響を受けるアミノ酸が番
号付けシステムで表されているが、この場合、ヌクレオ
チド127〜129でコードされるメチオニンがStA
R蛋白の最初のアミノ酸である。
【0012】MA−10細胞およびCOS−1細胞での
マウスStARcDNAの一過性の発現はステロイド生
成の強化をもたらす(B.J. Clark, J. Wells, S.R. Kin
g, D.M. Stocco, J. Biol. Chem. 269:28314(1994)
)。我々は、ヒトStARcDNAについて同様な特
性を発見し、さらにStARmRNAは副腎および性腺
組織で豊富であるが、胎盤では豊富ではないことを見出
した。したがって、StARは、類脂質CAHに関与す
る因子として有力な候補であるように思える。これがき
っかけとなって、我々は無関係の19人の患者のStA
R遺伝子を調べた。患者1(白人)はこれまで当技術分
野の他の者によって報告されていない。患者2(朝鮮
人)および患者3(日本人)は以前に報告されたがSt
AR遺伝子については報告されていない(患者3:B.P.
Hauffaら、Clin. Endocrinol. 23:481(1985); 患者2お
よび3:D. Linら、J. Clin. Invest. 88:1955(1991);
患者2:D.Linら、Genomics 18:643(1993))。
【0013】我々は、精巣mRNAを鋳型として用いて
逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)によって
患者1および2からStARcDNAを作製した。5’
および3’非翻訳領域由来のPCRプライマーを用いた
とき、主要な生成物はStARcDNAであったが、多
数の配列の相違を含む関連種が存在した。これは、下記
実施例で報告するStAR偽遺伝子の発見をもたらし
た。その偽遺伝子と真正のStARとを区別させる5’
非翻訳領域のS1と称する配列を用いて、我々は、正常
コントロールおよび2人の患者の974bpStARc
DNAを増幅させた。これらのRT−PCR生成物をp
CRIIベクターを用いてサブクローニングした。それ
ぞれ別個のRT−PCR反応から得た全患者クローン
は、患者1のコドン193(Arg)のCからTへの変
化および患者2のコドン258(Gln)のCからTへ
の変化を除き、野性型配列と同一であった。これらは未
成熟な終止コドンを生じ、それぞれC末端から93また
は28アミノ酸を欠く変異蛋白を生じる。
【0014】これら変異の同一性を確認するために、我
々の患者のゲノムDNAのStAR遺伝子を調べた。S
tAR遺伝子の構造が不明であるので、この変異が収容
されているエクソンを含むゲノムクローンを得るために
先ずPCRを用いた。これは、cDNA配列由来のセン
スプライマーおよびアンチセンスプライマーの種々の組
み合わせを用い、正常なゲノムDNAを増幅させること
によって実施した。図4に示すように、プライマー対S
2/AS2によって、437bpと290bpの2つの
特異的な生成物が得られた。437bpフラグメントの
配列は、cDNAとその両末端で完璧に適合し、中央に
141bpのイントロンを含み、したがってStAR遺
伝子に由来するものである。290bpフラグメントは
StAR偽遺伝子に由来し、イントロンを欠いていた。
続いて、S3と称されるイントロンプライマーをプライ
マーAS1とともにPCRに用い、2.1kbの生成物
が得られた(図4)。このフラグメントのマッピングお
よびDNA配列決定(Sequencing)によって、このエク
ソンの配列はcDNAに完全に適合し、全てのイントロ
ン/エクソン境界はGT/AG法則に厳密に従うことが
明らかとなった。したがってこの2.1kbフラグメン
トはStAR遺伝子の3’半分に相当する。2.1kb
クローンから得られた配列情報によって、このエクソン
のPCR増幅のためにイントロンプライマーを作製する
ことが可能になった(図4)。
【0015】コドン193および258におけるナンセ
ンス変異の存在は、ゲノムDNAのPCR生成物を直接
に配列決定することによって確認された。図5に示すよ
うに、患者1はコドン193にCからTへの変化を有
し、一方、この患者の父親または母親はコドン193に
CおよびTを有する(両親の2つの染色体の各々に1
つ)。したがって、我々は、患者1はArg193→S
top変異についてホモ接合型であり、その両親はとも
に、この変異のキャリアーであると結論した。同様に、
患者2はGln258→Stop変異についてホモ接合
型である(図6)。期待したように患者2の母親はこの
変異についてヘテロ接合型で、一方、正常な兄弟には変
異はない。患者4もまた類脂質CAHを罹患している兄
弟で、したがって患者2と同じ対立遺伝子についてホモ
接合型である。さらに、患者3は患者2と同じ変異につ
いてホモ接合型で(図6)、その母親もまたキャリアー
である。患者2は人種として朝鮮系で患者3は日系であ
るので、この発見は、これら二人種群における本変異に
ついての共通の起源を示唆する。
【0016】これらStARにおける成熟前終止コドン
が機能的変化をもたらすということを証明するために、
発現された野性型蛋白と変異蛋白のステロイド生成強化
能力について調べた。リポフェクタミンを用いて、ステ
ロイド非生成COS−Iサル腎細胞にpSPORT(ベ
クター)または正常ヒトStAR発現もしくは患者1お
よび2(または3)由来変異StAR発現pSPORT
をトランスフェクト(核酸導入)した。この細胞に、ウ
シP450sccとウシアドレノドキシン(ともにウォ
ーターマン博士(Dr. Michael Waterman, Vanderbilt U
niversity)提供)を発現しているベクター、またはF2
と呼ぶ融合蛋白(ヒトコレステロール側鎖切断系から成
る:H2N−P450scc−アドレノドキシン還元酵
素−アドレノドキシン−COOH(J.A. Harikrishna
ら、DNA Cell Biol. 12:371(1993))を発現しているpE
CEベクターの何れかを同時にトランスフェクトした。
基質は、細胞性および血清コレステロール(chol)
または5μg/mlの添加20α−ヒドロキシコレステ
ロール(20α)のいずれかであった。48時間インキ
ュベートした後、培養液を採集し、免疫アッセーでプレ
グネノロンについて調べた。結果は表1に示す。コレス
テロール側鎖切断系とStARとの同時発現によって、
コレステロールが基質として用いられたとき約8倍のプ
レグネノロン生成の強化がもたらされた。変異StAR
蛋白は両方とも活性を示さず、このことは、この2つの
ナンセンス変異の各々は類脂質CAHをもたらすことを
示唆している。コレステロールと異なり、20α−ヒド
ロキシコレステロールは容易にミトコンドリア内に拡散
することができ、したがって、ミトコンドリアコレステ
ロール輸送系を迂回する(M.E. Toaffら、Endocrinolog
y, III 1785(1982))。基質として20α−ヒドロキシコ
レステロールを用いたとき、正常StARと変異StA
Rとの間でプレグネノロン生成には顕著な違いは存在し
ない。コレステロールと20α−ヒドロキシコレステロ
ールの利用におけるStARの影響の相違は、StAR
はミトコンドリアへのコレステロールの輸送を仲介する
ということを強く示唆する。
【0017】
【表1】
【0018】StARは、25残基のミトコンドリア指
向配列(これはミトコンドリアへの輸送後N−末端から
切断される)をもつ285アミノ酸蛋白として合成され
る。前駆体および成熟StARは、それぞれ分および時
間の範囲の半減期をもつ。免疫ブロットをデジタルビデ
オスキャンによって調べたところ(Clarkら、1994)、野
性型プラスミドをトランスフェクトされたCOS−1細
胞では約70%のStARが成熟型であることが分かっ
た。しかしながら、患者1由来の変異蛋白については成
熟型は全く認められず、患者2については約10%が処
理を受けていた(データは示さず)が、このことは活性
の欠如についての可能なメカニズムを示唆している。
【0019】我々はまたStAR遺伝子の異常なイント
ロン変異を確認したが、これはmRNAスプライシング
でエラーを生じ、したがって類脂質CAHを引き起こす
(M.K. Teeら、Hum. Mol. Genet. 4:2299-2305(1995
c))。患者5の精巣組織から調製したStARcDNA
の初期分析によって、これは正常組織から得られる97
4bpより小さいことが示されたが、このことは患者の
StARmRNAにおける重要な構造的変化を示唆す
る。クローン化cDNAの配列決定によって、この患者
のcDNAからエクソン5の全てが欠如していることが
示唆された(図7〜9)。これは、エクソン5に対応す
る185bpを欠くわずか789bpのより短いcDN
Aを生じる。エクソン5の欠失は、おそらくエクソン5
から直ぐ上流のイントロン4におけるmRNAスプライ
シングエラーが存在することを示唆した。したがって、
プライマーS3(これはイントロン4に存在する)およ
びAS2(これはエクソン5に存在する)を患者のゲノ
ムDNAPCR増幅のために用いた。このDNAをサブ
クローニングし、プライマーS3(これはイントロン4
に存在する)を用いて配列決定を行った。イントロン4
とエクソン5との接合部から11bpのイントロン4内
にただ1つのヌクレオチド変化(T→A変異)が認めら
れた(図7〜9)。
【0020】このT→A変異(transversion)はNcoI
部位(CCATGG→CCAAGG)を破壊し、この塩
基変化のメンデルの分離を確認することができた。増幅
ゲノムDNAのNcoI制限消化の分析によって、患者
5はT→A変異についてホモ接合型であることが確認さ
れた(図1)。T→A変異をもつトランスフェクト細胞
から得られたRNAおよび患者5の精巣RNAで実施し
たRNアーゼ保護アッセーによって、T→A変異は異常
なmRNAスプライシングの幾つかの型をもたらすこと
が確認された(実施例9)。
【0021】このコードされた短縮(truncated)蛋白が
活性であるか否かを決定するために、短縮StARcD
NAを発現ベクターpSV−SPORT−1でクローニ
ングし、これをステロイド非生成COS−1細胞にトラ
ンスフェクトするために用いた。このCOS−1細胞を
ヒトP450scc系の融合蛋白(F2と呼ぶ)を発現
するベクターで同時トランスフェクトした。コードされ
るF2蛋白は、H2N−P450scc−アドレノドキ
シン還元酵素−アドレノドキシン−COOHで、3つの
成分の分子比における変動に起因するP450scc活
性の変動の可能性を排除する完全に活性な酵素である(H
arikrishnaら)。F2および正常StARをトランスフ
ェクトした細胞は、コレステロールからプレグネノロン
への効率的な変換を支援したが、短縮StARを発現す
るベクターとF2との同時トランスフェクションは、p
SV−SPORT−1ベクターだけをトランスフェクト
したコントロール細胞で認められた以上のコレステロー
ルからプレグネノロンへの変換を生じなかった(表
2)。トランスフェクト化細胞のRNAのノザンブロッ
トによって、正常StARおよび変異StARを発現し
ているベクターは、予想したサイズのStARmRNA
を同等量発現することが示されたが、このことはこのm
RNAは安定であることを示唆している。しかしなが
ら、pSV−SPORT−1により発現される正常St
AR蛋白を検出するマウスStARに対する抗血清(ス
トッコ博士(Dr. D. Stocco, Texas Tech U.)ご提供)
によるウェスタンブロットでは、変異体によってコード
された何れの短縮StARも検出されなかった。したが
って、短縮mRNAは安定で機能的な蛋白をコードしな
い。
【0022】
【表2】
【0023】4人の罹患患者(患者1、2、3および
4)で2つのナンセンス変異および5番目の患者(Tee
ら)でスプライシングエラーを見出し、さらにStAR
変異は類脂質CAHを引き起こす可能性があることを明
らかにしたので、様々な人種群から新たに14人の患者
のStAR遺伝子を調べ、類脂質CAH表現型をもつ全
ての患者がStAR変異をもつか否かを決定した。
【0024】類脂質CAHをもつ14人の患者からゲノ
ムDNAを得た(表3)。エクソン1−4をそれぞれ個
々にPCR増幅させ、自動配列決定に付した結果、患者
7の1つの対立遺伝子上にただ1つの変異(ヌクレオチ
ドの挿入とフレームシフト)が明らかになった。エクソ
ン5−7をただ1つの2.1kbフラグメントとして増
幅させ、これをクローニングしてその全体(イントロン
を含む)を全患者について手動で配列決定した。認定し
た変異は、罹患患者並びに可能な限り両親および兄弟の
個々のPCR増幅エクソンの直接配列決定によって確認
された。これら変異の多くはまた、PCR増幅DNAの
RFLP分析によって確認することができた(表4)。
これら14人の患者および先に報告した5人の患者に関
する発見を表3に要約した。患者11および12並びに
患者2および4は兄弟であり、患者9は既知の血縁結婚
に基づき、したがってこれら19人の患者は33個の別
個の対立遺伝子を表す。
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】Q258Xは日本では殆どの類脂質CAH
の原因である。Q258X変異は患者2、3および4で
ホモ接合体(すなわち4つの独自の対立遺伝子のうち4
つ)で、日本人の6つの対立遺伝子(患者6−8)のう
ち4つに存在し、日本人/朝鮮人の10個の障害対立遺
伝子の8つの全てについてである。日本人の患者で見出
されたその他の変異は他の患者では認められず、新規な
変異を表しているかもしれない。一方、Q258X変異
は創始者効果(founder effect)を示しているように思
える。したがって、この変異は、日本でのこの障害対立
遺伝子が優勢であることの説明となり、この場合類脂質
CAHは共通である(Hauffaら; Fukamiら、Clin. Pedi
atr. Endocrinol. 4:39-46(1995); Matsuoら、Horm. Re
s. 41(付録):106(1994))。Q258変異は、プライマー
S4およびAS4によるゲノムDNAの増幅(Linら、Sc
ience 267:1828-1831(1995))と、それに続くEcoRI
Iによる消化によって容易に識別できる。なぜなら原因
となるC→T変異(下線部)はEcoRII部位(CC
AGG)を破壊するからである(表4)。
【0028】R182Lはパレスチナ系アラブ人で一般
的な変異である。類脂質CAHは、2集団(日本人およ
びドイツ系スイス人(Hauffaら))でより普遍的に不均衡
に発生するとして以前に記載されたが、この疾患はアラ
ブ人では報告がなかった。しかしながら、われわれの患
者のうち6人がパレスチナ系アラブ人起源であった。患
者10および11は兄弟で、患者9は既知の血縁結婚の
結果であった。その結果、これら6人の患者は、9つの
独自の対立遺伝子を示した。これら9つの対立遺伝子の
7つ(78%)は、変異R182Lを含んでいた。これ
らの患者の出身地はヨルダン、イスラエル、クェートお
よびデンマークであり、したがって関連はないようであ
る。イントロン多形現象とStAR遺伝子内の他の変異
との識別により、7つの障害対立遺伝子が完全には同一
ではないことが明らかになった。兄弟の患者10および
11、または患者12では他の変異は認められなかっ
た。R182Lについてヘテロ接合体である患者13は
また、ΔC650のフレームシフト変異についてもホモ
接合体であった。患者14は、フレームシフト変異ΔT
593およびR182Lについて二重にホモ接合体であ
った。したがって、R182L変異は種々の配列で見出
され、アラブパレスチナ人集団と密接に関係していた。
R182L変異は、プライマーEx5SおよびEx5A
SによるゲノムDNAの増幅とそれに続くTsp45I
による消化によって容易に認識される(表3)。
【0029】StAR変異はエクソン5−7に集中す
る。我々は、日本人でもアラブ人でもない別の5人の患
者を調べた。患者15(土着のアメリカ人であるメキシ
コ人)は、R272を欠く3bp欠失についてホモ接合
体であるが、その他の点ではStAR蛋白は無傷であっ
た。患者16(ギリシャ人)はフレームシフト変異につ
いてホモ接合体であった。患者17(イギリス出身の白
人)はエクソン5で始まる外来DNAセグメントの挿入
についてホモ接合体であった。これら3事例でStAR
遺伝子はそれぞれの変異についてホモ接合体であった
が、これら家族から家系について情報を得ることはでき
なかった。患者18(カナダ出身の白人)は、L275
PおよびA218Vについて合成ヘテロ接合体であっ
た。表2で調査した33の対立遺伝子において合計14
の変異を見出したが、それらのうち1つを除く全てがエ
クソン5、6または7に障害を与えていた。
【0030】これら認定した変異が患者の類脂質CAH
を引き起こしていることを証明するために、実施例3で
述べるように種々のStAR変異をトランスフェクトし
たステロイド非生成COS−1細胞の条件付け培養液に
よるコレステロールのプレグネノロン変換を分析した。
【0031】StAR機能はStARプロセッシングと
は関係がない。StAR蛋白の活性型はミトコンドリア
内の切断型よりむしろ前駆体分子であり、StAR前駆
体は、それがミトコンドリアに入るときに外膜と内膜と
の間に接触部位を形成することによってステロイド生成
を刺激するように機能すると提唱された(Clarkら、J.Bi
ol. Chem. 269:28314-28322(1994); Stoccoら、^Cellul
ar and Molecular Rulation of Testicular Cells”
(精巣細胞の細胞調節と分子調節)、C. Desjardins
編、Springer-Verlag,ニューヨーク(1996))。しかしな
がら、日本人の共通の変異Q258Xで認められるよう
なStARのカルボキシ末端の僅か28アミノ酸の欠失
が全ての活性を欠失させ(Linら、1995)、さらに表4の
結果は、R272の欠失または、169位、182位、
218位および275位のアミノ酸の置換は全ての活性
を除去することを示す。患者7のエクソン2のフレーム
シフトの例外を除き、我々が発見した変異の全てはエク
ソン5−7に存在する。したがってエクソン1−4のい
ずれも偶発的変異の傾向が少なく、またこの領域のミス
センス変異は非表現型である。我々は後者の説明を好
む。
【0032】ヒトStAR遺伝子の転写領域の変異は、
StAR蛋白の変化またはその産生制御の変化をもたら
す場合は類脂質CAHを引き起こすであろう。類脂質C
AHの分子的基礎が確立されるまで、この疾患は症候
群、場合によってただ1つの共通の表現型をもつ異なる
遺伝的疾患群と考えられねばならなかった。種々の人種
的および遺伝的背景から得た類脂質CAHの患者のSt
AR蛋白に対する遺伝子の変異が明らかになったことに
よって、この遺伝子の変異は、類脂質CAHの患者の全
てではないとしても圧倒的多数にとって原因となること
が初めて明らかになった。1人のCAH患者(患者1
9)でStAR変異の検出ができなかったということ
は、突然変異、プロモーター変異、未調査上流スプライ
シング変異、反復配列決定エラーの検出における技術的
な問題のためかもしれない。また、患者19は、区別で
きない表現型を生じるまた別の遺伝子の変異を有するか
もしれない。障害された胎児の胎盤はCAHにおいて正
常にステロイドを産生するという実験(Saengerら、J. C
lin. Endocrinol. Metab. 80:200-205(1995))、および
妊娠期間中胎児はプロジェステロンを要求するというこ
とによって、類脂質CAHについて以前に考慮された因
子の何れも(P450scc、Adx、AdRed、S
APエンドゼピン、PBR)、患者19の疾患の原因と
は考えがたい。
【0033】類脂質CAHの遺伝型性別は最も普遍的な
ものは男性で、これは、遺伝的性別は等しい頻度で影響
を受けるとした初期の研究(しかしながら、この時は遺
伝的性別は生殖腺の外観および組織学の記述から、また
は口腔塗抹標本からしばしば推論された(Hauffaら)と
は一致しない。表2は、我々の系では19人の患者のわ
ずか3人(15.8%)が46,XXで、さらに日本の
初期の報告(Matsuoら、1994))では63人の確定された
核型をもつ類脂質ACH患者のうち僅か16人(25.
4%)が46,XXであることが分かった。このこと
は、障害された46,XXの胎児の大半が妊娠初期に失
われるか、または障害された23Xの精子が卵子を受精
させる可能性が少ないか、または障害された23Y精子
よりも低い頻度で障害23X精子が産生されるかのいず
れかであることを示唆している。幾つかの予備的実験に
よれば、ステロイド生成は精原細胞で生じることが示唆
され受精前に性別の偏りは生じるという仮説を支持でき
る。しかしながら、未知の性状に関する把握の偏りも現
時点では除外できない。
【0034】類脂質CAHは、不完全なステロイド生成
酵素によって惹起されないステロイドホルモン合成に関
する唯一の先天性疾患である。類脂質CAHの変異St
ARの確認によって、この激烈な疾患の出生前分子診断
が初めて可能になった。非機能的StARによる類脂質
ACHはStAR遺伝子ノックアウト効果に匹敵し、S
tARは副腎および性腺ステロイド生成に必須であるこ
とを示している。したがって、StARは、P450s
ccへのコレステロールのアクセスのために不可欠の役
割を果たす確認された最初の蛋白である。正常な胎盤の
ステロイド生成の存在並びに、胎盤(われわれが発見し
たように)および他のステロイド生成組織(例えば脳
(P. Robel & E.E. Baulieu, Trends Endocrinol. Meta
bo. 5:1(1994); S.H. Mellon, J. Clin. Endocrinol. M
etab. 78:1003(1994))におけるStAR発現が存在しな
いことの結果として類脂質ACHをもつ胎児が無事であ
ることは、これらの組織においてはミトコンドリアへの
コレステロール輸送を促進する異なるメカニズムが存在
することを示唆する。類脂質ACHにおけるStARの
この重要な役割をこのように明瞭にすることによって、
StARは、ステロイドホルモン合成の急性トロピック
調節を仲介する長い間捜し求めてきた分子であるという
仮説の最初の遺伝的証拠が提供される(D.M. Stocco &
T.C. Sodeman,J. Biol. Chem. 266:19739(1991); L.F.
Epstein & N.R. Orme-Johnson, J. Biol. Chem. 266:19
739(1991); D.M. Stocco & M. Ascoli, Endocrinolgy 1
32:959(1993))。
【0035】しかし、StARの作用はステロイド生成
に特異的ではなく、さらにStARはミトコンドリアの
27−ヒドロキシラーゼ活性を刺激することができる。
ミトコンドリアコレステロール27−ヒドロキシラーゼ
(P450c27)は27−ヒドロキシコレステロール
およびC27酸、3β−ヒドロキシ−5−コレステン酸
の形成を触媒する(Andersonら、J. Biol. Chem. 264:8
222-8229(1989); Suら、DNA Cell Bio. 9:657-665(199
0))。P450c27およびアドレノドキシンを同時に
トランスフェクトしたCOS−1細胞でのStARの発
現は、実施例10に示すように3β−ヒドロキシ−5−
コレステン酸(3βhydroxy-5-cholestenoicacid)の生成
を6倍以上増加させた(3群対4群の比較についてp<
0.005)。P450c27によるコレステロール代謝
のこのStAR仲介増加は、コレステロール側鎖切断の
StAR刺激について我々が観察したものと同じ次数規
模であった(Sugawaraら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA
92:4778-4782(1995))。これらの観察は、StARは、
ステロイド生成チトクロームP450scc以外の酵素
によってミトコンドリアコレステロール代謝を強化する
ことができることを明示している。
【0036】P450c27は、StARを発現する卵
巣を含む多数の組織で認められる(Andersonら;Su
ら)。したがって、StARはステロイド生成細胞でコ
レステロールの27−ヒドロキシコレステロールおよび
C27酸への代謝に寄与できるであろう。そのようにし
て形成されたヒドロキシステロールは細胞性コレステロ
ールの恒常性を管理する役割を持つことができるであろ
う(Rennertら、Endocrinology 127:738-746(1990))。P
450c27は肝臓で強く発現されるが、それは肝で胆
汁酸合成における役割を果たす。StAR遺伝子は肝で
は発現されない(Sugawaraら、PNAS(1995))ので、他の
因子または過程が肝性27−ヒドロキシラーゼへのコレ
ステロールアクセスを管理する必要がある。StAR遺
伝子は肝に導入され、27−ヒドロキシラーゼ経路を介
して胆汁酸生成を強化し、したがってコレステロールの
廃棄を促進できる。
【0037】コード領域の外で生じる変異もまた、例え
ば患者5で観察されたように類脂質CAHを惹起するこ
とができるので、我々はさらにゲノムDNAおよびSt
AR遺伝子のプロモーター領域について調べた。患者1
9では、類脂質CAHは転写に干渉するプロモーター内
の変異によって生じる可能性がある。5’および3’非
翻訳領域内に生じる変異は、同様に、例えばmRNAの
安定性を変えることによって、または翻訳開始に影響を
及ぼすことによって転写または翻訳に干渉することがあ
るかもしれない。
【0038】StAR遺伝子配列は7つのエクソンと、
全てGT/AG法則に従う(Mount,1982)エクソン−イ
ントロン接合部を含む。
【0039】
【表5】
【0040】本出願がその一部継続出願となっている米
国特許出願第08/410540号に開示した最初のゲ
ノムクローンについて我々は詳細な配列分析を実施し
た。親出願で開示したとおりコード領域およびイントロ
ン4の配列は正確であったが、さらに本発明のDNA分
子の性状を調べたところ、配列決定の誤りが認められ、
コード領域の配列5’を訂正した。
【0041】
【表6】
【表7】
【表8】
【0042】StAR遺伝子の主要な転写開始部位(R
Nアーゼ保護分析によって決定し、さらにプライマー伸
長分析(primer extension analysis)によって確認し
た)は、翻訳開始部位の前方154bpに位置する(図
11)。主要転写開始部位から上流のDNA配列は、T
ATA様成分(TTTAA)を−24から−20bpに
含む。幾つかの推定Sp1接合部位がまたプロモーター
内に配列ATTTおよび(T)nCTの繰り返しと同様
に存在する。一続きのトリヌクレオチドの繰り返しは転
写された5’非翻訳領域に認められた。我々は反対鎖
(TGACCTTGA)上に1つのコンセンサス配列の
位置を決定した。みなしご核因子、ステロイド生成因子
−1(SF−1、AdBP4とも称される)がこの配列
を認識することができるが、これはまた多数のステロイ
ド生成酵素遺伝子の発現に必須のようである(Hondaら、
J. Biochem. (Tokyo)112:573-575(1990); Riceら、Mol.
Endocrinol. 5: 1552-1561(1991) )。
【0043】この転写開始部位から上流1.3kbのD
NAは、マウスY−1副腎皮質腫瘍細胞にトランスフェ
クトされたときルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現
を誘導した(実施例11)が、反対の向きで挿入された
同じフラグメントはプロモーターのないコントロールプ
ラスミドと同じ程度のルシフェラーゼ発現を誘導しただ
けであった。
【0044】StARcDNAの配列と認定した偽遺伝
子の配列を比較するために、この偽遺伝子の性状をさら
に調べた。その配列を表7−1乃至7−3に示す。親出
願に開示したこの偽遺伝子配列は少数の配列決定の誤り
を含んでいたが、表7−1乃至7−3に示す配列では訂
正されている。
【0045】
【表9】
【表10】
【表11】
【0046】したがって、本発明は、以下の(1)−
(5)を含む単離DNA分子を提供する:(1)図1、
表6−1乃至6−3または表7−1乃至7−3で説明し
たhStARcDNA、hStARゲノムDNA、hS
tARプロモーターまたはhStAR偽遺伝子から成る
第一の配列;(2)第一の配列のサブ配列である少なく
とも長さが10ヌクレオチドの第二の配列;(3)第一
または第二の配列の少なくとも1つのヌクレオチドが異
なるヌクレオチドで置換されている第三の配列;(4)
当該第一または第二の配列で少なくとも1つのヌクレオ
チドが欠失もしくは挿入されている第四の配列;または
(5)第一、第二または第三の配列のいずれかに対して
相補的な配列であって、(1)当該分子は、当該配列
(1)−(5)のいずれかにおいてTがUに置き換えら
れているRNA分子であってもよく、(2)該第三の配
列は第一または第二の配列と少なくとも95%同一であ
り、(3)該第二の配列はマウスStARcDNAに存
在せず、さらに(4)当該第四の配列が20個より多い
挿入ヌクレオチドおよび200個より多い欠失ヌクレオ
チドを含まないということを条件とする。これらの配列
の何れもヒトのStAR遺伝子の変異の有無の認定に用
いることができ、したがって個々人(例えば先天性類脂
質副腎過形成の家族歴をもつ人々)の遺伝カウンセリン
グに用いることができる(ただし一般集団のスクリーニ
ングも同様に可能である)。特に、本発明は既に確認さ
れた特定の変異の認定の使用に限定されないことは注記
されるべきであろう。本明細書で識別される正常遺伝子
配列から外れたStAR遺伝子のいずれの変異も、潜在
的に致死的な遺伝的欠陥を示唆するものである。たと
え、変異位置に異なるアミノ酸をコードしないいわゆる
“非発現性(サイレント)”変異も潜在的な疾患変異
である。なぜならば、そのような変異は、当該遺伝子
に、または当該遺伝子からその翻訳または転写に干渉す
る翻訳されない遺伝信号を導入または除去する能力を有
するからである。本明細書で明らかにされた遺伝子配列
を基にした効用の1つは、類脂質CAH歴をもつ家族の
遺伝カウンセリングにあるので、StAR遺伝子に何ら
かの変異が存在する場合は類脂質CAHの伝搬の可能性
に関して患者に助言を与えることができる。問題の変異
をもつ子孫が類脂質CAHの徴候を示してもまたは示さ
なくとも、当該疾患の潜在的な存在に対して患者の適切
なケアとモニタリングを選択できる。正常な遺伝子との
違いがなければ、そのような新たなケアおよび/または
モニタリングも(同時に発生する費用とともに)除外で
きるであろう。新たな情報(もし何らかの情報が有る場
合には)が入手できるので(例えばある非発現性変異ま
たは保存的置換変異が類脂質CAHを生じるか、または
生じないかという情報)、特定の変異について与えられ
る助言は変化しうるであろう。しかしながら、提供され
る助言における変化が、類脂質CAHの十分な原因であ
ることを本発明が初めて示したStAR遺伝子における
変異の有無についての最初の決定を変えることはない。
【0047】完全な長さのStARcDNA配列を含む
分子は、サブ配列の素として(下記で考察)またはSt
AR分子自体の調製の出発材料として有用である。
“サブ配列”は、表示した完全な長さの配列の1つから
得られる連続ヌクレオチド群である。そのようなサブ配
列は、出発ヌクレオチドから化学合成によって(例えば
自動遺伝子合成装置で)、または完全な長さの配列の生
化学的操作によって調製することができる。後者の生化
学的操作では、例えば制限エンドヌクレアーゼを用いフ
ラグメントを調製し、場合によって(1)エキソヌクレ
アーゼによる末端ヌクレオチド切断、および/または
(2)所望の配列を選別するためにサイズ仕分けおよび
/または親和性補足が続く。用いられる条件下で固有で
あるために十分な長さのStARcDNA配列の何れの
サブ配列も、あるStAR遺伝子変異(例えば本明細書
に記載されたような変異)の有無を確認する方法の一部
分として、ゲノムのStAR遺伝子の全部または一部分
のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅で用いられる2
つのプライマーのうちの1つとして有用である。第二の
プライマーは、増幅されるべき変異または他の配列がこ
の2つのプライマーの間に配置されるように反対鎖の配
列から簡単に選択することができる。別の好ましいサブ
配列は本明細書で述べる正常な配列からの変異を含む配
列で、そのような配列は、特定の変異体の存在を検出す
るために対立遺伝子特異的ハイブリダイゼーション技術
で用いることができる。好ましいサブ配列はまた、正常
なStAR遺伝子と偽遺伝子とを識別することができる
もの(すなわち表6−1乃至6−3の正常StAR遺伝
子DNAまたは表7−1乃至7−3のStAR偽遺伝子
DNAの両方には見出されないもの、または図7〜9に
示したまた別のスプライス領域に広がるもの)を含む。
【0048】所望の標的配列との固有のハイブリダイゼ
ーションに必要なサブ配列の長さは、用いられる特定の
方法によって変動するが、遺伝的材料について日常的確
認を実施している通常の技術を有する者の範囲内にあ
る。典型的なプライマーは、長さが少なくとも10、好
ましくは少なくとも14より好ましくは少なくとも1
7、さらに好ましくは少なくとも20ヌクレオチドで、
典型的には長さが200未満、好ましくは100未満、
より好ましくは70未満、さらに好ましくは50ヌクレ
オチド未満である。最も好ましいサブ配列は、表6−1
乃至6−3および表7−1乃至7−3に述べるヒトSt
AR配列の少なくとも1つに見出されるが、マウスSt
ARDNAには認められない。
【0049】StAR遺伝子の配列およびサブ配列と同
一のものを含むそのような分子に加え、変異配列を含む
分子もまた、変異について特定のプローブとして用いる
ことができるので有用である。例えば、アミノ酸をコー
ドするコドンの終止コドン(すなわちナンセンス変異)
へのいくつかの変異は以下の実施例および本明細書の他
の場所で明らかにされるが、例えば、Arg193→S
topおよびGln258→Stop変異である。(本
明細書では “コドン”は、文脈から明示されない限り
遺伝子のリーディングフレーム(読み枠)における核酸
の3つ組みを指す。)したがって、好ましい種類の変異
配列分子は、コード配列の3’末端以外の場所でコドン
を終止コドンに変化させ、その結果、短縮された非機能
的StARポリペプチド分子がコードされるヌクレオチ
ド置換(1つ以上の置換)を含むものである。変異コド
ンは、正常なコード配列の3’末端から好ましくは少な
くとも5、より好ましくは10、さらに好ましくは2
0、さらに好ましくは30コドン離れていて、その結果
標的内に十分な欠失が生じ、機能のない生成物が得られ
る。別の好ましい種類の変異配列分子は、少なくとも1
つのヌクレオチド、好ましくは5ヌクレオチド、より好
ましくは100ヌクレオチドを越え、最も好ましくは1
85ヌクレオチドまでの欠失を含むが、しかし200ヌ
クレオチドを越えない欠失を含む。別の好ましい種類の
変異配列分子は、20ヌクレオチド未満、より好ましく
は5ヌクレオチド未満、最も好ましくは1ヌクレオチド
の挿入を含む。他の好ましい種類の変異配列分子は、非
機能的StAR分子を生じることが分かっているもの、
例えば非保存アミノ酸置換を生じるもの、および該遺伝
子に存在する翻訳もしくは転写信号配列を変更するも
の、または不適切な翻訳もしくは転写信号配列を導入す
るものである。
【0050】直ぐ上の考察は、ゲノムDNAのセンス鎖
の配列またはサブ配列についてであることは理解されよ
う。そのような配列は、それらの相補的性質の結果とし
てゲノムDNAのアンチセンス鎖の存在を検出するため
に用いることができる。しかしながら、上記で考察した
配列の何れかと相補的な配列を用いることもまた可能で
ある。なぜならば、それらはセンス鎖と相補的で、それ
らを検出することができるからである。
【0051】本発明の分子は、マウスのゲノムStAR
遺伝子配列と異なる配列を(StAR遺伝子産物のため
の開始コドンから終止コドンまでの領域内に)含み、さ
らにヒトStARcDNAまたはゲノム配列と少なくと
も95%同一である。95%同一とは、問題の配列が、
ヌクレオチドの各挿入、欠失または置換をただ1つの違
いとして数えたとき、比較しようとしている配列と5%
未満の異なるヌクレオチドを含むことを意味する。長さ
が20ヌクレオチド未満の配列は、それが95%より高
い同一の場合には標準配列と同一でなければならないこ
とは明白であろう。
【0052】同一性および相対的同一性は、以下の例を
参照することによって容易に理解できよう。例えば、仮
想配列、 abcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcd (これは長さが40 “ヌクレオチド”)がそれに対し
て測定を実施しようとしている基準であると考えると、
以下の仮想ヌクレオチド配列の各々は該基準配列に対し
て95%同一である(すなわち各々は、標準40ヌクレ
オチド配列と単一ヌクレオチド2個の違いを有する)。
【0053】 abcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdab 〔3’末端に2つの欠失〕 abcabcdabcdabcdabcabcdabcdabcdabcdabcd 〔2つのランダム位の欠失〕 ababcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcd 〔5’末端に2つの挿入〕 abcdabcdabcdabdabcdabcdabcdabcdaabcdabcd 〔1つのランダム挿入および1つのランダム欠失〕 abcdabcdbbcdabcdabcdabcdabcdabcdbbcdabcd 〔2つの “a”ヌクレオチドの “b”ヌクレオチドによ
る置換] abcdabcbabcdabcdabcdabcdabcadabcdabcdabcd 〔1つの置換および1つの挿入〕 特に本発明の分子に関して同様な多くの例(それらはし
ばしばこの例よりサイズが大きい)が提供できることは
明白であろう。しかしながら、これらの例は当業者に本
明細書で用いる “%相違”の意味を教示するためには
十分であろう。また、相違を計算する前に比較されるべ
き配列は最大の同一性を与えるために並べられることは
容易に理解されよう。コンピュータープログラム(例え
ば文献に記載されたFASTAプログラム(W.R. Pears
on & D.J. Lipman, Proc. Natl.Acad. Sci. USA, 85:24
44-2448(1988)を用いることができるが、一方、必要と
される高い相同性は目で見た配列比較によって最大限の
相同性を得る並べ方を容易に見出すことができることを
示している。好ましい具体例では、並べ方決定プログラ
ムでは、200塩基対までのギャップの幅が許される。
【0054】StAR遺伝子に由来するかまたは関連す
ると上記で示唆された特定の配列は、ポリヌクレオチド
の配列全体であってもよく、またより大きな配列の一部
分でもよい。例えば、サンドイッチハイブリダイゼーシ
ョンアッセーがよく知られているが、これは、異なる分
子(例えば標的ゲノム配列または固形支持体に対して固
定装置として作用する第二のポリヌクレオチドに存在す
る配列)とともにハイブリダイズするサブ配列を含む長
いポリヌクレオチド配列を利用する。例えば、米国特許
第5288609号および5124246号を参照され
たい。
【0055】本明細書で説明する配列によって性状を明
らかにされるポリヌクレオチドを指すために用いられる
場合、 “単離(された)”という言葉は、通常はSt
AR遺伝子に付随しているゲノムDNAの少なくとも一
部分から分離されたことを意味し、好ましくはポリヌク
レオチド以外の全てのヒト細胞性物質から分離されたこ
とを意味する。StAR遺伝子を包含するゲノムDNA
の未確認セグメントを含有するベクターを含んでいた可
能性がある遺伝子ライブラリーは、StAR遺伝子が存
在することが分かっていないので、さらに/または他の
ヒトDNAを含むベクターから分離されていないので
“単離”されていない。殆どの場合、本発明の単離分子
は、50kb未満、好ましくは30kb未満、より好ま
しくは20kb未満の長さを有するであろう。最低限の
長さは上記で考察した。
【0056】一般には、本発明の組成物は、人間に先天
性類脂質副腎過形成を惹起し、もしくは惹起する可能性
がある、または人間の子孫に先天性類脂質副腎過形成を
伝達し、もしくは伝達する可能性がある遺伝的欠陥の存
在を検出する方法で使用されるが、この場合、当該組成
物はヒトのStAR遺伝子の変異を識別するために用い
られる。先ず初めに、遺伝カウンセラーらは、今や正常
であることが確認され、さらに疾患と関連がないと分か
ったStAR遺伝子との違いを簡単に調べるであろう。
なぜならば、この正常な配列からの逸脱であるものはい
ずれも疾患を惹起する潜在性を有するからである。異な
る(しかし未だ確認はされていない)遺伝子が先天性類
脂質副腎過形成の家族歴をもつ者に見出された場合は特
に、StAR遺伝子は遺伝カウンセリングのために必要
にして十分な基準である。特定の遺伝子(またはそれが
存在しないこと)が、先天性類脂質副腎過形成について
正の関係を持つことが確認されたので、いくつかの事例
において遺伝カウンセラーは、StAR遺伝子の蛋白産
物の配列を変化させる、または転写もしくは翻訳されな
いStAR遺伝子を生じるStAR遺伝子の1つまたは
2つ以上の特定の変異を確認することに焦点を合わせる
であろう。しかしながら、患者のStAR遺伝子の何ら
かの変異の有無を単純に確認することは遺伝分析および
カウンセリングの重要な部分であり続けるであろう。
【0057】Q258XおよびR182Lは、日本人お
よびパレスチナ人の障害対立遺伝子のそれぞれ70−8
0%の原因であり、有効な遺伝的スクリーニングの機会
を提供する。したがって、我々はこれらの変異および他
の変異の診断を促進させるためにPCRに準じた方法を
考案した(図12〜13)。各々の場合において、DNAを
疑わしい変異を包含する一対のプライマーで増幅し、続
いて変異によってその認識配列が作出されるかまたは破
壊される制限酵素でこのPCR生成物を切断する。表4
は、Q258XおよびR182L変異の他、同様に診断
が可能な他の6つの変異について、そのオリゴヌクレオ
チド対、制限エンドヌクレアーゼおよび切断パターンを
示す。全てのオリゴヌクレオチドの配列は表8に示す。
【0058】
【表12】
【0059】StAR遺伝子またはStAR遺伝子変異
体を確認するために用いられる実際の技術自体は本発明
の部分ではない。遺伝子変異を識別するために用いられ
る多くの技術の何れも(現時点で既知であるか後に開発
されるかにかかわらず)用いることができる。例えば特
異的なプローブによるハイブリダイゼーションで、これ
は、対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドハイブリダイ
ゼーション(増幅しないか、または検出された領域の例
えばPCRによる増幅の後のいずれか)、制限フラグメ
ント長多形現象(RFLP)分析(ristriction fragme
nt length polymorphism analysis)、またはランダム増
幅多形性DNA(RAPD)分析(random amplified po
lymorphic DNA analysis)を含む。他の分析技術には、
酵素不適合スキャンニングおよび転写/翻訳分析が含ま
れる。これらの技術は全て多くの特許および他の出版物
に記載されている。例えば以下を参照されたい。RFL
P:D. Botstein ら、American Journal of Human Genet
ics32:314-321(1980)、RAPD:J.G.K. Williamsら、N
ucleic Acids Research 18:6531-6535(1990) 特に有
利な結果を達成するために、検査する患者によって異な
る識別技術を選択することができる。例えば、特定のS
tAR遺伝子変異と関係があることが分かっている特定
の人種または民族群には、対立遺伝子特異的オリゴヌク
レオチド(ASO)ハイブリダイゼーションが好ましい
技術である。大型で混在型集団のスクリーニングのため
には、一本鎖形態多形現象が好ましい。各個人について
は、遺伝子および/またはcDNAの全体的な配列決定
および基準配列との比較(例えば本明細書に示されたよ
うなもの)が好ましい。
【0060】多くの確認技術でホストのゲノムDNA
(またはメッセンジャーRNA)の何らかの増幅が、よ
り高い感度を分析に付与するために実施されるであろ
う。そのような場合には、StAR遺伝子全体を増幅す
る必要はなく、単に検出される該遺伝子の一部分または
該遺伝子内の特定の場所が増幅される。したがって、本
発明の方法は一般に、診断医によって実施される特定の
分析のために選択されたセグメントともにStAR遺伝
子の少なくともセグメントの増幅(例えばPCRによ
る)を含む。
【0061】類脂質CAHは常染色体の劣性遺伝疾患で
あるので、いくつかの場合には本発明の方法は、正常な
StAR遺伝子もしくは変異StAR遺伝子に対してホ
モ接合体として、または正常StAR遺伝子もしくは変
異StAR遺伝子に対してヘテロ接合体として患者を分
類するであろう。なぜならばこのような情報は遺伝カウ
ンセリングのために有益な情報だからである。
【0062】診断が行われる患者は、遺伝カウンセリン
グの通常の事例のように成人または新生児であってもよ
いが、出生前診断も胎児で実施できる。成人または新生
児の遺伝分析のためには、通常は血液サンプルが用いら
れる(例えば濾紙上の乾燥血のスクリーニング)が、一
方、出生前診断用サンプルは通常は羊水穿刺または絨毛
膜絨毛生検によって得られる。
【0063】ヒトの完全な長さのStAR遺伝子は、機
能をもつStAR蛋白を生じるより短い遺伝子と同じよ
うに患者の先天性類脂質副腎過形成を修正するために用
いることができるが、これは、遺伝子治療によるかまた
はStAR蛋白のインビトロ生成とそれに続く該蛋白の
投与により患者にヒトStAR遺伝子の遺伝子産物の有
効量を供給することによって実施される。類脂質CAH
は劣性であるので、したがってStARの補充的供給に
よって治療でき、そのような治療は容易に利用できる。
同様に、高コレステロール血症の治療および予防は、遺
伝子治療またはインビトロ生成StAR蛋白の投与のい
ずれかによって、ヒトのStAR遺伝子の遺伝子産物の
有効量を患者の肝臓に供給することによって達成でき
る。
【0064】遺伝物質または遺伝子産物を投与する種々
の技術は周知であり、それ自体は本発明の部分を構成し
ないことは理解されるところであろう。本発明は単に、
本発明の遺伝材料または蛋白を、先に投与されている遺
伝材料または蛋白の代わりに供給することを含む。例え
ば、遺伝子産物を産生するように細胞をトランスフォー
ムする技術は、米国特許第5283185号(題名は
“細胞に核酸を送達する方法”)の他に多数の科学論
文、例えばフェルガーらの論文に記載されている(Felg
erら、”Lipofectin: A Highly Efficient, Lipid-Medi
ated DNA-Transfection Procedure”(リポフェクチン:
極めて効果的な脂質仲介DNAトランスフェクション方
法)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84:7413-7417(198
7))。インビボ蛋白産生についての技術は、例えばミュ
ーラーらの論文に記載されている(Muellerら、”Labora
tory Methods − Efficient Transfection and Express
ionof Heterologous Genes in PC12 Cells”(実験室手
技−PC12細胞における異種遺伝子の効果的トランス
フェクションと発現)、DNA & Cell Biol. 9(3):221-22
9(1990))。欠乏症を克服するために蛋白を投与すること
は周知であるので(例えば糖尿病における高血糖修正の
ためのインシュリン投与)、この技術のこれ以上の考察
は不要であろう。現存する技術のある程度の修正は特定
の応用について必要かもしれないが、このような修正
は、本明細書で提供する現存の知識およびガイダンスを
用いる当該技術分野の通常の医師の技術レベルの範囲内
にあるであろう。
【0065】StARプロモーターは、哺乳類細胞、遺
伝子導入哺乳動物でのStAR遺伝子、StAR変異体
または異種遺伝子を発現させるために、または遺伝子治
療で異種遺伝子の発現のために用いることができる。組
織特異的遺伝子発現が、通常はStARmRNAを産生
しないような細胞型(例えば胎盤、肝、絨毛上皮腫細
胞)の多くで、異種遺伝子の場合は発現されないような
程度まで達成され、さらに、通常StARmRNAを産
生する細胞(例えば副腎および性腺細胞)でも発現され
る。好ましいプロモーターフラグメントには、図11の
A−1300GCTTからGGTCC−1までの配列が
含まれる。さらに小さなフラグメントも用いることがで
きるが、好ましさは低下する。
【0066】本発明はこれまで一般的に説明してきた
が、詳述のためで限定を目的としない以下の詳細な実施
例でより一層理解されよう。
【0067】
【実施例】[実施例1]:StARcDNAクローンの単
離とDNA配列分析 18才の男性の副腎皮質から単離したポリ(A)+RN
Aで調製された、ラムダgt22A中のヒト副腎皮質c
DNAライブラリーはラクロア、ベレンガーおよびトレ
ンブレー博士(Dr. Andre Lacroix, Dr. Alain Belange
r, Yves Tremblay, University of Laval, ケベック、
カナダ)から提供された。部分的な長さのマウスStA
RcDNA(Clarkら、1994)を用いてこのライブラリー
をスクリーニングした。50個以上の陽性クローンを6
00000個のプラークのスクリーニングで検出した。
2つのプラーク精製ファージクローンを配列分析のため
に選んだ。各々は約1.6kbの挿入物を含んでいた。
両挿入物はpSPORT(GIBO-BRL, ベセスダ、メリー
ランド)でサブクローニングし、Taqジデオキシ配列
決定試薬を使って自動DNA配列決定装置(Applied Bi
osystems, Inc.)で配列を調べた。
【0068】DNA配列分析で性状を調べたこの2つの
ヒトStARcDNAは、同一の126ヌクレオチド
5’非翻訳領域を有していた。両クローンは285アミ
ノ酸蛋白をコードする855ヌクレオチドのオープンリ
ーディングフレームを含んでいた。1.6kbのcDN
A(そのヌクレオチド配列は図1に示す)は623ヌク
レオチドの3’非翻訳配列を有し、これは、23ヌクレ
オチド上流でAATAAA配列が前に付いたポリ(A)
+テールで終わっていた。
【0069】推定ヒトStARアミノ酸配列は、マウス
のそれと84%同一である(Clarkら、1994)(図1)。
この配列は、塩基性および疎水性アミノ酸で構成される
25アミノ酸N−末端配列を含むが、これはミトコンド
リアを標的とする配列に特徴的である。cAMP依存蛋
白キナーゼによる燐酸化のための7つのコンセンサス部
位および3つの蛋白キナーゼC燐酸化部位が成熟蛋白配
列に存在する。遺伝子工学的に操作したCOS−1細胞
でのStARの発現によってステロイド生成は増加す
る。
【0070】[実施例2]COS−1細胞でのStARc
DNAの発現 ヒトStAR蛋白の機能活性を調べるために、ステロイ
ド生成におけるステロールキャリア蛋白2の機能を調べ
るために以前に用いた方法を利用した(R. Yamamoto,
C.B. Kallen, G.O. Babalola, H. Rennert, J.T. Billh
eimer, III J.F.Syraus, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
88:463-467(1991))。簡単に記せば、COS−1細胞に
10μl/培養皿を使用し、リポフェクタミン(GIBCO-
BRL)を用いて種々の発現ベクターをトランスフェクトし
た。このベクターは、cDNA挿入物を含まないpSP
ORT、1.6kbStARcDNAを含むpSPOR
T(pStAR)、並びにウシP450sccおよびア
ドレノドキシンのための発現ベクター(pCDADX)
(ウォーターマン博士(Dr. Michael Waterman, Vanderb
ilt University, ナッシュビル、テネシー)提供)を含
む。トランスフェクション後48時間してから、培養液
を先に記載したように(R. Yamamoto, C.B.Kallen, G.
O. Babalola, H. Rennert, J.T. Billheimer, III J.F.
Syraus, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:463-467(199
1))プレグネノロンの放射能免疫アッセーのために採集
した。1つの実験では、ヒドロキシステロール(20α
−ヒドロキシステロール)を培養液に添加した(5μg
/ml)。このヒドロキシステロールはより可溶性のプ
レグネノロン前駆体で、コレステロール側鎖切断反応の
中間体である。20α−ヒドロキシコレステロールのよ
うにヒドロキシステロールは、コレステロール移動の調
節移動メカニズムを飛び越え、したがって一般に最大の
コレステロール側鎖切断活性を提供する(M.E. Toaff,
H. Scleyer, J.F.Straus,III, Endocrinology 1785-179
0(1982))。予備実験によって、トランスフェクト化C
OS細胞は、プロジェステロンの約10倍のプレグネノ
ロンを分泌し、さらにプロジェステロン測定レベルはプ
レグネノロンと平行して変化することが明らかになっ
た。したがって、我々のステロイド生成の指標としてプ
レグネノロン分泌をモニターした。
【0071】COS−1細胞は、cDNA挿入物を欠く
pSPORTベクターまたはStARcDNAを含むp
SPORTをトランスフェクトしたときプレグネノロン
を分泌しなかった(表9)。しかしながら、ウシP45
0sccおよびアドレノドキシンの発現を誘導するプラ
スミドを細胞に同時トランスフェクションしたとき、ス
テロイド生成活性が細胞に付与された。P450sc
c、アドレノドキシンおよびStAR発現プラスミドに
よるCOS−1細胞の三重トランスフェクションによっ
て、ステロイド分泌は、p450SCC、アドレノドキ
シンおよびコントロールpSPORTプラスミドをトラ
ンスフェクトした細胞より4から20倍増加した。pP
450scc、pADXおよびpSPORTをトランス
フェクトした細胞を20α−ヒドロキシコレステロール
(比較的可溶性のコレステロール側鎖切断反応中間体)
とともに培養することによって、pStARと同じ程度
にプレグネノロン分泌が刺激されたが、P450scc
およびアドレノドキシンプラスミドで同時トランスフェ
クトしたCOS細胞におけるpStAR応答は増大され
なかった。P450sccおよびアドレノドキシン発現
が無い場合、20α−ヒドロキシコレステロールの存在
下でのプレグネノロン合成は検出できなかった。これら
の発見は、pSPORTプラスミド “コントロール”
はステロイド生成酵素の発現に干渉しなかったことを表
している。外因性ヒドロキシコレステロールはStAR
によって刺激されるステロイド産生を増大させなかった
という事実はまた、StARはトランスフェクト化CO
S細胞においてステロイド生成活性をほぼ最大限まで促
進することを示唆する。
【0072】COS細胞系におけるStARの発現によ
って促進されるステロイド生成の4倍以上の増化は、ス
テロイド生成強化の手段としてステロールキャリア蛋白
2発現プラスミドをCOS細胞にトランスフェクトした
とき我々が観察した2倍の増化より実質的に大である
(R. Yamamoto, C.B. Kallen, G.O. Babalola, H. Renn
ert, J.T. Billheimer, III J.F. Syraus, Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 88:463-467(1991))。これらの発見は
StARはステロイド生成を促進するという考えと一致
するが、一方、これらの実験はStARの作用の正確な
メカニズムを明らかにはしない。
【0073】
【表13】
【0074】COS−1細胞に表示のプラスミド(2μ
gプラスミド/35mm培養皿)をリポフェクチンを用
いてトランスフェクトした。48時間後に培養液を採集
し、放射能免疫アッセーでプレグネノロンを調べた。2
0α−ヒドロキシコレステロール(20α−OH−C;
5μg/ml)を幾つかの培養皿に添加した。4回の別
々の実験結果を示す。値は±SEで、各実験につき複製
はN=3−4。
【0075】[実施例3] StAR変異体の同定 経験的に決定した4つのPCRプログラムの1つにした
がって種々のプライマーを用いて、白血球から調製した
ゲノムDNAを増幅した(これらは全て95°C2分変
成させることによって開始させた)。プログラム1:9
4°C50秒、64°C30秒、72°C90秒の34
サイクル。プログラム2:94°C45秒、57°C4
5秒、72°C60秒。プログラム3:94°C50
秒、60°C45秒、72°C90秒。プログラム4:
94°C60秒、55°C60秒、72°C120秒の
29サイクル。全てのプログラムでパーキン・エルマー
・シータスのTaqポリメラーゼが用いられ、72°C
15分の最終伸長で終了させた。PCR生成物はアガロ
ースゲル電気泳動で分離し、ジーンクリーン(Gene Ckl
ean)(BIO 101)またはキアゲン(Qiagen)樹脂(Qiage
n)で精製した。エクソン1−4は表8に示すプライマ
ー対で増幅し、記載にしたがって(Ohbaら、1994)アプ
ライドバイオシステムズ(Applied Biosystems)自動配
列決定装置で直接配列を決定した。エクソン1は、自動
配列決定のためにはEx1S−S(短)およびEx1A
Sを用いて、さらに手動配列決定のためにはEx1SL
(長)およびEx1ASを用いて増幅した。エクソン5
−7を含む2.1kbPCRフラグメントはプライマー
S3およびAS1で増幅し、ウィザードミニプレップ
(Wizard miniprep)(Promega)で単離したpCRII
(インビトロゲン)でクローニングし、さらに35S
〔dCTP〕を用いてシークェナーゼ(Sequenase)2.
0(USB)によるジデオキシ鎖終結によって配列決定し
た。自動配列決定の曖昧さは手動配列決定によって解決
された(全ての手動配列決定は両方の鎖について実施し
た)。表3に記載したように、PCR増幅DNAの制限
エンドヌクレアーゼ消化によっていくつかの変異が確認
された。
【0076】[実施例4] StAR変異体の活性 確認された変異が実際に患者の類脂質CAHの原因であ
るか否かを決定するために、さらにStAR蛋白の構造
/機能要件の解明を開始するために、識別変異の各々を
インビトロで調べた。種々のStAR変異を位置特異的
変異誘発によって再現し、pMT2またはpSPORT
いずれかのStAR発現ベクターでクローニングし、ス
テロイド非生成COS−1細胞に導入した。正常なヒト
StARcDNAを、発現ベクターpCMV4(Anderss
onら)のEcoRI/HindIII部位でクローニン
グした。センスおよびアンチセンスプライマー、FL−
SおよびFL−AS(これらは完全な長さ(Full-Lengt
h)のStARcDNAのそれぞれ5’および3’末端に
対応し、それぞれEcoRIおよびHindIII部位
を含む)並びに、変更されるべき配列を含む相補的プラ
イマー対の一方を用いてオーバーラップPCRによって
識別された変異を再現した(表10)。各変異の構築の
ために、PCRプログラム4およびPFUポリメラーゼ
(Stratagene)を用いて2つのPCR反応を別々に実施
したが、このとき最初にFL−Sおよびアンチセンス変
異誘発性オリゴヌクレオチドを用い、二番目にFL−A
Sおよびセンス変異誘発性オリゴヌクレオチドを用い
た。PCR生成物はアガロースゲル電気泳動、続いてジ
ーンクリーンまたはキアゲンカラムで精製した。100
倍に希釈した後、反応の各組みの1μl量を合わせ、F
L−SおよびFL−ASによるPCR(プログラム4)
の鋳型として用いた。最終的なPCR生成物をEcoR
IおよびHindIII−切断pCMV4で切断し、さ
らに構築の正確さを立証するために配列決定した。ΔR
272および947/InsA/948変異(これは
3’末端近くに存在する)は、オリゴヌクレオチドFL
−Sおよび第一のPCR反応のためにはΔR272−A
Sまたは947/InsA−ASのいずれかを、さらに
FLSおよび第二の反応の各々のためには3’ブリッジ
オリゴヌクレオチドを用いて単独セグメント内に構築し
た。全てにおいてプログラム4を用いた。
【0077】
【表14】
【0078】コレステロールのプレグネノロンへの変換
に対する正常StARまたは変異StARの作用を調べ
るために、コレステロール側鎖切断系の3成分を単一の
単分子融合蛋白(H2N−P450scc−AdRed
−ADx−COOH、F2と呼ぶ)として発現するベク
ターを細胞に同時トランスフェクトした。これによって
P450scc活性は最適化され、P450sccのそ
の電子伝達蛋白(特にアドレノドキシン)に対する分子
比の変動によるP450scc活性における一切の変動
が排除される(Harikrishnaら;Zuberら、Proc. Natl. Ac
ad. Sci. USA 85:699-703(1988))。可溶性コレステロー
ル類似体(例えば20α−ヒドロキシコレステロールま
たは22R−ヒドロキシコレステロール)で細胞を培養
することによって、ミトコンドリアのステロイド生成能
は迂回される(Toaffら、Endocrinology 111:1785-1790
(1982))。したがって、基質としてLDLコレステロー
ルを用いた場合のステロイド生成能に対する基質として
22R−ヒドロキシコレステロールを用いた場合のステ
ロイド生成能の比は、ミトコンドリアのコレステロール
輸送効率の指標を提供する。表11に示すように、野性
型StARはステロイド生成が10倍増加し、我々が以
前に見出したものと一致し(Linら、1995)、さらに、変
異体のいずれもベクターコントロールより大きな活性は
示さなかった。したがって、これら認定された変異の各
々は完全に不活性なStAR蛋白を生じた。
【0079】
【表15】
【0080】[実施例5] StARmRNAの発現 種々のヒト組織に由来するポリ(A)+RNA2μgを
含むノザンブロットをクロンテックラボラトリーズ(Cl
ontech Laboratorie(Palo Alto, カリフォルニア))から
購入し、供給元のプロトコルにしたがって1.6kbの
StARcDNAおよびβ−アクチンcDNAをプロー
ブとして調べた。
【0081】StARmRNAはヒトの卵巣、精巣およ
び腎で検出された。最も多い転写物は1.6kbで、そ
れより少ない量で4.4kbおよび7.5kbのmRN
Aが卵巣および精巣で認められた(図16)。出産可能年
令の女性から得られた5つの卵巣を合わせて調製した卵
巣サンプルは殆どのStARmRNAを含み、続いて精
巣さらに腎臓がこれに続いた。同じ32P標識cDNA
調製物をプローブとして調べた図16に示したノザンブロ
ットでは、卵巣および精巣を含むブロットはStAR発
現について6時間露光し、一方、腎サンプルを含むブロ
ットはStARについて24時間露光した。両方のブロ
ットをさらに長時間露光しても、胎盤、膵、骨格筋、
肝、肺、脳、心臓、末梢血白血球、大腸、小腸、前立
腺、胸腺および脾臓ではStARmRNAを明示するこ
とができなかった。しかしながら、β−アクチンmRN
Aは、同じブロットのこれら組織の全てで容易に検出で
きた。ヒト副腎皮質におけるStARの発現は、ヒトS
tARcDNAを単離するために用いられたライブラリ
ーで多数のStARファージクローンが検出されたとい
う事実から推論される。
【0082】これらの観察は、StAR発現は、cAM
Pの仲介性によって作用するトロピックホルモンによる
急性調節下にあるミトコンドリアのステロールヒドロキ
シル付加反応を起こす臓器に限られるということを示唆
する。このことは副腎および性腺について正しい。これ
らの臓器はそれぞれの下垂体トロピックホルモン(AC
THおよびLH)に応答してコレステロール側鎖切断を
強化させ、さらに腎臓についても同様で、これはPTH
に応答してビタミンDの1α−ヒドロキシル付加を増加
させる。別のステロイド生成臓器である胎盤はStAR
を発現しないらしいことは注目に値する。しかしなが
ら、胎盤のプロジェステロンはcAMPによる急性調節
下にあるようには思えない。胎盤栄養膜のcAMPレベ
ルまたはcAMP類似体を増加させる薬剤の報告された
促進作用は、ステロイド生成酵素をコードする遺伝子の
発現を増加させる(何時間または何日かを要する過程)
ことに関係がありそうである(T.G. Golos, W.L. Mille
r J.F. Straus,III J. Clin.Invest. 80:896-899(198
7))。脳(これもまたステロイド生成部位である(D. Pa
tterson, C. Jones, I. Hart, J. Bleskan, R. Berger,
D. Geyer, S.P. Eisenberg, M.F. Smith Jr., W.P. Ar
end, Genomics 15:173-176(1993))もStARを発現し
ていないようであった。胎盤および脳でStAR発現が
ないことは、これら臓器のステロイドホルモン合成が他
のメカニズムによって調節されていることを示唆してい
るが、これは以前にリーバーマンおよびその共同研究者
らが提唱した(S. Lieberman, V.V.K. Prasad, Endoc.
Rev. 11:469-493(1990))。
【0083】インビトロ受精/胎児移転を受けた女性か
ら得たヒト顆粒層細胞培養から、または精製ヒト栄養膜
細胞層細胞から全RNAを単離した。ヒト顆粒層細胞は
4日間培養し、続いて1.5mMの8−ブロモ−cAM
Pで24時間処理した。栄養膜細胞層細胞は1.5mM
の8−ブロモ−cAMPの存在下または非存在下で24
時間培養した。この調製、培養並びに顆粒層細胞および
栄養膜細胞層細胞の全RNAの単離についての詳細なプ
ロトコルは以前に記載された(T.G. Golos, W.L. Mille
r J.F. Straus,III J. Clin. Invest. 80:896-899(198
7); G.E. Ringler, L.-C. Kao, W.L. Miller, J.F. Str
aus, III, Mol. Cell. Endocrinol. 61:13-21(198
9))。StARcDNAおよびヒト28SrRNAをコ
ードするcDNAでノザンブロットを調べた。
【0084】1.5mMの8−ブロモ−cAMPの存在
下でヒト顆粒層細胞を24時間培養することによって、
StARmRNAは28SrRNAと較べて3から7倍
増加した(図17)。対照的に、StARmRNAは、
サイクリックAMP類似体の存在下または非存在下で2
4時間インキュベートしたヒト栄養膜細胞層細胞の初代
培養では検出できなかった。StARmRNAはまた、
8−ブロモ−cAMPの存在下(P450sccおよび
アドレノドキシン遺伝子のアップレギュレーションのた
めの処置)または非存在下で24時間培養したJEG−
3絨毛上皮腫細胞から単離したポリ(A)+RNAのノ
ザンブロットでも検出されなかった(結果は示さず)
(J. Picado-Leonard, R. Voutilainen, L.-C. Kao, B.
-C. Chung,J.F. Strauss, III, W.L. Miller, J. Biol.
Chem. 263:3240-3244(1988))。これらの観察は、トロ
ピックホルモンは、蛋白をコードするmRNAを増加さ
せ、したがって蛋白合成を増加させることによって部分
的にStARレベルを制御するかもしれないということ
を示唆している。
【0085】[実施例6] StAR構造遺伝子および偽
遺伝子のマッピング 体細胞ハイブリッドから得たDNAのサザンブロットの
ハイブリダイゼーションにより、さらに構造遺伝子また
は偽遺伝子に特異的なプライマーを用いたポリメラーゼ
連鎖反応分析によって、StAR遺伝子およびその偽遺
伝子をマッピングした。NIGMSヒト遺伝子変異細胞
集積所(1992/1993細胞株カタログ、アメリカ予防衛生研
究所)から得たヒト×ハムスターおよびヒト×マウス体
細胞ハイブリッド系の高分子量DNA、およびビオス社
(BIOS Corporation, ニューヘブン、コネチカット)か
ら購入したヒト×ハムスター体細胞ハイブリッドのDN
Aを用いて、構造遺伝子および偽遺伝子の染色体上の配
置を特定した。
【0086】StAR構造遺伝子の局部マッピングは以
下から成る染色体8の局部マッピングパネルを用いて実
施された:ハイブリッド9HL10、ISHL27およ
び20XP0435−2(ワグナー博士提供(Y.J. Cha
ng, R.T. McCabe, H. Budarf,R. Sayegh, B.S. Emanue
l, P. Skolnick, J.F. Straus,III, DNA Cell Biol. 1
1:471-480(1992)))、8q−、21q+およびC117
(M.J. Wagner, Y. Ge, M. Siciliano, D.E. Wells, Ge
nomics 10:114-125(1991); R. Dalla-Favera, M.Bregn
i, J. Erikson, D. Patterson, R.C. Gallo, C.M. Croc
e, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82:464-468(1982);
H.A. Drabkin, M. Diaz, C.M. Bradley, MM.Le Beau,
J.D. Rowley, D. Patterson, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 82:464-468(1985))並びにRec8(これはGly
BCHO−K1変異体と組換え体8症候群の患者の細胞
との融合によって生成されたハイブリッドである)(N. S
acchi,S. V. Cheng, R.E. Tanzi, J.F. Gusella, H.A.
Drabkin, D. Patterson, J.H.Haines, T.S. Papas, Gen
omics 3:110-116(1988) )。Rec8は組換え体8染色
体を含むが、正常なヒト染色体8は含まない。
【0087】ハイブリッドパネルのゲノムDNAをHi
ndIIIで消化し、サザンブロット(サザンブロット
の詳細な技術は下記で説明する)に付したとき、約8k
bの強いハイブリダイゼーションバンドが、ヒトゲノム
DNAコントロールおよびハイブリッドGM10156
(これはヒト染色体8のみを含む)で検出された(図1
8)。微かなバンドが、GM10478(これはヒト染
色体20の他にヒト染色体8pのフラグメントもまた含
む)でもまた検出された。これらの発見は、ファイルS
tAR遺伝子は染色体8に存在することを示唆した。
【0088】StAR遺伝子が染色体8に局在すること
を確認するために、構造遺伝子を特異的に増幅するプラ
イマーを用いるPCRにより体細胞ハイブリッドを調べ
た。染色体8を含むハイブリッドは陽性の信号を生じ、
一方、他の全てのハイブリッド(ヒト染色体20を含む
が染色体8は含まないことが分かっているハイブリッド
を含む)は特異的な増幅生成物を生じなかった。
【0089】ヒト染色体8の局部マッピングパネルの分
析によって、StAR遺伝子は8p上に位置決定された
(図19)。機能的StAR遺伝子の局部マッピングの
確認と純化は、StAR機能的遺伝子を含むYACを単
離し、このYACをFISHでプローブとして用いるこ
とによって実施した(図20)。局部マッピングは、連
続的バンド形成とそれに続くFISHによって実施し
た。この方法によって、StAR座位は8p11.2に
特定された。長さ分別測定と同様に、StARYACお
よび8動原体特異的プローブを用いた同時FISHによ
って、この座位の特定は確認された。
【0090】逆転写されたヒト精巣RNAのPCR分析
およびヒトゲノムDNAのPCR分析によって、発現S
tAR偽遺伝子の存在が示唆された。増幅偽遺伝子生成
物のDNA配列はイントロンを含まず、ヌクレオチドの
挿入、欠失および置換に関して多くの場所で機能的St
AR遺伝子配列とは異なっていた。増幅配列は個々の幾
つかの配列間で異なり、顕著な多形現象を示唆してい
た。偽遺伝子配列に特異的なプライマーを用いて、St
AR偽遺伝子は染色体13に存在することを決定した
(図21)。
【0091】[実施例7] サザンブロッティングとPC
R分析 24個の体細胞ハイブリッド、完全なヒト、ハムスター
(RJK88)およびマウス(GMCl1−D)から得
た12μgのゲノムDNA10種をHindIIIで消
化し、0.8%アガロースで電気泳動し、ハイボンド
(Hybond)N+(Amersham, エールスベリー、イギリ
ス)膜にブロットした。StARcDNAによるハイブ
リダイゼーションは、先に述べた条件で実施した(Y.J.
Chang, R.T.McCabe, H. Budarf, R. Sayegh, B.S. Ema
nuel, P. Skolnick, J.F. Straus,III, DNA Cell Biol.
11:471-480(1992))。
【0092】StAR構造遺伝子および偽遺伝子は、配
列特異的プライマーを用いて体細胞ハイブリッドDNA
のPCR分析によってマッピングした。構造遺伝子のた
めに用いられた前進方向プライマーは5’−GTGAG
CAAAGTCCAGGTGCG−3’で、逆方向プラ
イマーは5’−TGTGGCCATGCCAGCCAG
CA−3’であった。これらの配列は小さなイントロン
を含み、300ヌクレオチドの生成物を生じる。PCR
増幅発現偽遺伝子のDNA配列に由来するプライマー
(その配列は他の箇所に記載する)を偽遺伝子の配置決
定に用いた。その前進方向プライマーは5’−AGCC
TCACCGGCGTTGGCGG−3’で、逆方向プ
ライマーは5’−CTGCAAGACCTTGATCG
CCTTG−3’であった。これらのプライマーは80
0ヌクレオチドの偽遺伝子特異的生成物生じる。PCR
の条件は、94°Cで5分の変成、続いて94°C45
秒の変成、65°C45秒のアニーリングおよび72°
C2分の伸長が30サイクルで、2mMのMgCl2を
含む緩衝液中の10pMのプライマーを用いた。PCR
生成物は、1%アガロースゲルでの電気泳動により分析
し、臭化エチジウムで染色した。構造的StAR遺伝子
の局部マッピングを確認するために、染色体8pの遺伝
地図を作製できることが分かっている幾つかの遺伝子に
ついての局部マッピングパネルを調べた。これらの遺伝
子には、クラストリン遺伝子(clustringene, CL1)
(A.C.M. Smith, K. Spuhler, T.M. Wiliams, T. McCon
nell, E.Sujansky, A. Robinson, Am. J. Human. Genet
ics 41:1083-1103(1987); H.V.de Silva, J.A. Harmon
y, W.D. Stuart, C.M. Gil, J. Ribbins, Biochemistry
29:5380-5389(1990); D.E. Jenne, J. Tschopp, Proc.
Natl. Acad. Sci. USA,86:7123-7127(1989); L. Kirszb
aum, J.A. Sharpe, J. Murphy, A.J. d'Apice,B. Class
on, P. Hudson, I.D. Walker, EMBO J. 8:711-718(198
9))、リポ蛋白リパーゼ遺伝子(LPL)(J.M. Pineau
lt, M. Tenniswood, J. Biol. Chem. 268: 5021-5031(1
993) )およびスクアレンシンターゼ遺伝子(SS)
(K.L. Wion,T. G. Kirchgessner, A.J. Lusis, M.c. S
chotz, R.M. Lawn, Science 235:1638-1641(1987)) が
含まれる。PCRプライマーは文献に発表された配列か
ら作製した。CL1特異的プライマーは5’−AGAA
AGCGCTGCAGGAATACC−3’および5’
−GTGACGTGCAGAGCTCTC−3’で、そ
れぞれヌクレオチド2504−2524および2836
−2854を表す。LPL特異的プライマーは、5’−
GAAACTGGGCGAATCTAC−3’および
5’−TTGAAACACCCCAAACACTG−
3’で、ヌクレオチド1601−1620および168
7−1706をそれぞれ表す。SS特異的プライマー
は、5’−AAAAGAACGCTGTGTGGCIG
GGAC−3’および5’−ACCTAAACCGTG
GCAAAT−3’で、それぞれヌクレオチド1405
−1428および1547−1568を表す。
【0093】[実施例8] 蛍光in situ ハイブリダイ
ゼーション(FISH)マッピング 3’非翻訳配列に対応するStAR特異的プライマーを
用いるPCRスクリーニングによって、セントルイスラ
イブラリーからStAR構造的遺伝子を含む個々の酵母
人工染色体(YAC)を単離した。センスプライマー
は、5’−CCTACTGGAAGCCTGCAAGT
CTAAG−3’(ヌクレオチド1048−1072)
であった。アンチセンスプライマーは、5’−TGGT
TTTAGGTGGGTACATAAGGG−3’(ヌ
クレオチド1287−1264)であった。YACのD
NA中のStAR配列を、1mMのMgCl2を含む1
0μlの標準的なPCR反応容積中で増幅させた。YA
CDNAを先ず94°Cで5分変成させた。増幅は、9
4°C30秒の変成、55°C30秒のアニーリングお
よび72°C30秒の伸長の35サイクルで実施した。
2%アガロースゲル(臭化エチジウムによる染色を伴
う)で予想される240ヌクレオチドの増幅生成物の存
在について、反応生成物を調べた。
【0094】YACのFISHは、以下のように変更を
加えながら先の記載(G. Jiang, T.L. McKenzie, D.G.
Conrad, I. Schechter, J. Biol. Chem. 268:12818-128
24(1993); P. Lichter, C.-J. Tang, K. Call, G. Herm
anson, A.E. Glen, D. Housman, D.C. Ward, Science 2
47:64-69(1990))にしたがって実施した。ビオチン標識
プローブは75°Cで5分変成させ、ヒトCot−1D
NAで1時間37°C予備アニーリングを施し、さらに
先に変成させ脱水したヒト染色体のスライド調製物に適
用した。スライドをカバースリップで覆い、湿潤チャン
バー内で37°Cで一晩ハイブリダイズさせた。いくつ
かの実験では、染色体8の動原体特異的プローブ(D8
Z2:Oncor Inc., ガイザースバーグ、メリーランド)
をこのハイブリダイゼーション混合物に加えた。ハイブ
リダイゼーション後洗浄は、50%ホルムアミド/2×
SSC(1×SSC=0.15MのNaClおよび0.
015Mのクエン酸ナトリウム)で15分さらに2×S
SCで8分、45°Cで実施した。検出は、製造元(On
cor, Inc.)の指示によって1回の増幅を用いてアビジン
−FITCによって実施した。染色体は沃化プロピジウ
ムで対比染色した。
【0095】FISHに先立って、12の分裂中期分散
標本をトリプシンによるGバンド染色し写真を撮った。
スライドをヘムデ(Heme-De, Fisher Scientific, フェ
アーローン、ニュージャージー)で洗浄し油を除去し
て、無水メタノールで2度10分脱染色し、さらに70
%続いて80%エタノールでそれぞれ2分ずつ脱水し、
無水メタノール中に10分置いて風乾させた。続いてF
ISHを上記のように実施した。分裂中期分散標本を新
しい場所に置き、プローブシグナルによってバンドパタ
ーンを比較してプローブの配置を特定した。断片の長さ
の測定によってこの配置特定を確認した(G. Jiang, T.
L. McKenzie, D.G. Conrad, I. Schechter,J. Biol. Ch
em. 268:12818-12824(1993))。
【0096】分裂中期分散標本は、エクタクローム40
0スライドフィルムを用いてツァイスアキソフォト(Ze
iss Axiophot)顕微鏡で撮影するか、またはコンピュー
ターでデジタル処理しカラープリンターで印刷した。
【0097】[実施例9] 患者の無傷のRNAとインビ
トロ生成RNAのRNアーゼ保護 T→A変異のRNAスプライシングに対する影響を決定
するために、ヒトStARミニジーンのためのpCMV
4発現ベクターを構築した。このベクターは、エクソン
1、2、3、4、イントロン4、エクソン5、イントロ
ン5、エクソン6、イントロン6およびエクソン7から
成る(すなわち最初の4つはcDNA由来で、残りの構
築物は天然の遺伝子由来である)一次RNA転写物を発
現する。
【0098】ミニジーン構築物:正常および変異ミニジ
ーン構築物は、5’エクソン1−2−3−4、イントロ
ン4、エクソン5、イントロン5、エクソン6、イント
ロン6エクソン7、3’を含み、pCMV4でクローニ
ングされた。cDNA部分(エクソン1−2−3−4)
は、5’−ATACTAAGCTTGCAACCACC
CTTGAGAGAAG(塩基41−60)および5’
−CCCCATTGTCCTGCTGACTCTC(塩
基421−442)による増幅によって生成された。ゲ
ノム部分(エクソン4、イントロン4、エクソン5、イ
ントロン5、エクソン6、イントロン6、エクソン7)
は、5’−GGGGACAAAGTGATGAGTAA
AGTG(塩基439−462)および5’−ATAT
CTAGACTGATGAGCGTGTGTACCAG
(塩基1021−1040)を用いて増幅された。PC
Rの後、過剰なヌクレオチドをセントリコン−100で
遠心沈澱させて除去した。DNAフラグメントを、50
μMのdTTPの存在下でDNAポリメラーゼIのクレ
ノーフラグメントで処理し、CMVプロモーターから下
流でクローニングした。各構築物の5μgを燐酸カルシ
ウム沈澱によって、10%ウシ胎児血清補充DMEM−
H21中で増殖させたCOS−1細胞にトランスフェク
トした。RSV−LUC構築物(0.5μg)を用いて
各プレートでトランスフェクション効率をモニターし
た。トランスフェクション後12時間して培養液を交換
し、細胞を採集前にさらに48時間増殖させた。ルシフ
ェラーゼアッセー系(Promega)を15秒用いてルシフェ
ラーゼ活性を測定した。チオシアン酸グアニジン抽出に
よって全RNAを調製し、一方、細胞RNAおよび核R
NAはNP40による細胞溶解によって調製した。
【0099】続いてこのRNAのスプライシングをエク
ソン4および5(プローブ1)またはエクソン4、イン
トロン4、エクソン5およびエクソン6(プローブ2)
から成るリボプローブを用いてRNアーゼ保護アッセー
により調べた。DNAフラグメントは、第一のプローブ
のための構築物のためにはセンスプライマー(S5)と
して5’−ATAGAATTCGACAAAGTGAT
GAGTAAAGTG(塩基442−462)および、
アンチセンスプライマー(AS6)5’−CTGATG
ACACCCTTCTGCTC(塩基757−776)
を用い、さらに第二のプローブのための構築物のために
はアンチセンスプライマー(AS7)5’−CTTGA
GGTCGATGCTGAGTAGCCTAGGATA
(塩基850−870)を用いて増幅させた。これらの
フラグメントはpKSのEcoRIおよびBamHI部
位でクローニングした。第三のプローブのための構築物
はPstI/EcoRIゲノムフラグメントの第二の構
築物のPstI/EcoRIフラグメントへの連結によ
って生成された。RNアーゼ保護実験は記載のように実
施した(Mol. Cell Biol. 12:2124-2134(1992))。プロ
ーブ1は、正常なミニジーンベクターをトランスフェク
トした細胞から単一の335bpバンドを検出し、これ
は一切の介在イントロン配列を含まないエクソン4およ
び5に対応する(図22)。しかしながら、イントロン
4のT→A変異を含むベクターでトランスフェクトされ
た細胞では、335bpバンドは認められず、それに代
わってエクソン5(185bp)およびエクソン4(1
50bp)が別々のバンドとして検出され、エクソン4
および5を分離させる別のRNA配列(おそらくスプラ
イスされないイントロン4)が存在することを示唆して
いる。エクソン4は一貫して断続的な(Stuttered)保護
パターンを生じるが、この原因は不明である。
【0100】患者の性腺から得たRT−PCRデータが
示唆するように、イントロン4のT→A変異がスプライ
シング機構がエクソン5に跳ぶ原因であるならば、変異
ミニジーン構築物をトランスフェクトされた細胞のRN
Aでエクソン6に融合したエクソン4が見出され、野性
型ミニジーン構築物をトランスフェクトされたRNAに
は見出されないであろうと予想される。これを調べるた
めに、プローブ2についてRNアーゼ保護アッセーを実
施した(図23)。このプローブは、正常または変異体
構築物をトランスフェクトした細胞から得たRNAおよ
びコントロールcDNAで、150塩基フラグメント
(エクソン4に対応)および279塩基フラグメント
(エクソン5および6に対応)を検出する。トランスフ
ェクト化細胞のRNAはまた570bp(エクソン4、
イントロン4、エクソン5および6)および476bp
(エクソン4、イントロン4、エクソン5)のスプライ
スされていないフラグメントを保護する。150および
279bpのスプライスされた形態は正常構築物によっ
て発現されたスプライスされていない形態よりもはるか
に多いが、変異体構築物からは同等な濃度である。した
がって、T→A変異は正常なスプライシングに干渉す
る。核RNAおよび細胞質RNAが分離されると、イン
トロン種の殆どは核RNAであるが、幾らかのイントロ
ン種は細胞質に存在し、さらにいくらかのスプライスさ
れた形態が核に存在する。これは、細胞内漏出または細
胞分画中の各分画の他のものによる汚染のいずれかを反
映している。また、非常に高レベルのpCMV4ベクタ
ーからの発現がスプライシング機構を飽和させる可能性
も考えられる。したがって、ミニジーン発現構築物の分
析は、イントロン4/エクソン5スプライス部位から1
1bpの単独T→A変異は、StAR前駆体RNAの適
切なスプライシングを破壊し、類脂質CAHを惹起する
ことを示唆する。
【0101】天然RNAのRNアーゼ保護:患者の少量
の精巣RNAがプローブ2による直接試験のために入手
できた(図24)。図5及び図6で先に観察されたよう
に、正常なヒト胎児副腎RNAのみが279塩基(エク
ソン5および6に対応)および150塩基(エクソン4
に対応)の予期されたフラグメントを保護した。したが
って、エクソン5を欠くPCR生成物(場合によって正
常RNAで認められる)は、極めてまれな事象を表す。
患者のRNAはいくつかの別な種を保護した。少量の5
70および476塩基種が存在したが、これらは、エク
ソン4、5および6に付随する(570bp)か、また
はエクソン4および5にのみ付随する(476bp)ス
プライスされていないイントロン4の保持に対応する。
150塩基種の豊富さは、正常RNAの場合よりわずか
に少ないが、279塩基種の豊富さはるかに少なく、患
者のRNAの多くでエクソン5のスキップを生じるT→
A変異と一致する。患者のRNAはまた、100bpの
DNAマーカーの近くに移動する多量の種(おそらくエ
クソン6(94塩基)に対応)を生じたが、これは保護
されることが予想されるが、もしT→A変異がエクソン
5のスキップを生じるとしたら他の配列に結合しないで
あろう。最後に患者のRNAは、エクソン6に付随しな
い単離されたエクソン5に対応する少量の185bp種
を含む。したがって、T→A変異は不規則なRNAスプ
ライシングのいくつかの型を生じるようである。PCR
増幅cDNAで認められたようにエクソン5のスキップ
は顕著なエラーであるが、イントロン4の保持および1
85塩基種によって反映されるまた別の下流でのスプラ
イシングエラーもまた生じる。
【0102】[実施例10] トランスフェクション実験
と3β−ヒドロキシ−5−コレステン酸の分析 COS−1細胞にpCMV4(Suら、1990)中のラット
P450c27cDNAおよびウシアドレノドキシン発
現プラスミド(マイケル・ウォターマン博士(Dr. Mich
ael Waterman(Vanderbilt University))ご提供)を、空
のpSV−SPORT−1ベクター(BRL, ベセスダ、メ
リーランド)または先に述べたヒトStARcDNAを
含むベクター(Sugawaraら、PNAS 1995)でトランスフェ
クトした。
【0103】P450c27によるコレステロール代謝
の最終産物である3β−ヒドロキシ−5−コレステン酸
(cholestenoic acid) の生成(Andersonら、1989)を先
に記載されたように同位元素質量分析法で調べた(Reiss
ら、J. Lipid Res. 35:1026-1030(1994))。簡単に記せ
ば、ジューテロ化スタンダード(500ng)を1ml
容量の媒体に加え、酸性化し酢酸エチルで抽出した後、
生成物を薄層クロマトグラフィーにより単離した。C2
7酸のメチル化後、溶出物をアセチル化しヒューレット
パッカードGLC−MS中の融合シリカカラム(CP−
sil19CB、内径0.25mm、長さ25m)上に
注入した。同位元素比プログラムを用いて、m/z4/
4〔3β−ヒドロキシ−5−コレステン酸メチルエステ
ルアセテート、分子イオン=472−60(アセテー
ト)〕の面積をモニターし、内因性ステロール量の計算
用積分によってそれぞれの面積を求めた。結果は表12
に示す。
【0104】
【表16】
【0105】[実施例11] StARプロモーターを用
いた異種遺伝子の発現 StARプロモーターのプロモーター活性を分析するた
めに、StAR遺伝子の1.3kbHindIIIフラ
グメント(bp−1293+25)を正方向および逆方
向で、ホタルのルシフェラーゼをレポーター遺伝子とし
て含むプラスミドベクターpGL2(Promega)でクロー
ニングした。これらの実験で用いられる他のプラスミド
にはpGL2基本ベクター(これはプロモーター配列を
含まない)、pGL2 コントロール(これはルシフェ
ラーゼ遺伝子をSV40プロモーターおよびエンハンサ
ーの制御下に置く)、およびpCH110(lacZ遺
伝子が初期SV40プロモーターの制御下にあるプラス
ミド)(Pharmacia)が含まれる。
【0106】ネズミY−1副腎腫瘍細胞およびBeWo
絨毛上皮腫細胞を、10%ウシ胎児血清およびゲンタマ
イシン50μg/mlを補充したダルベッコ(Dulbecc
o)の最小必須培養液から成る培養液で35mmのプラ
スチック培養皿で成育させた。トランスフェクションに
用いたプラスミドマクシプレップ(Maxiprep)試薬系
(Qiagen)を用いて精製した。1μgのpGL2 プラ
スミド構築物および1μgのpCH110プラスミドを
10μlのリポフェクタミン(GIBCO/BRL)とともに含む
血清非含有培養液1mlを加える前に、40%−60%
コンフレント状態の細胞培養を血清非含有培養液で2度
洗浄した。5時間のインキュベーション後、20%の血
清を含む培養液1mlと交換した。48時間培養した後
細胞を採集した。いくつかの実験では、8−Br−cA
MP(1mM)を培養の最後の24時間培養液に加え
た。
【0107】トランスフェクション後48時間で細胞を
採集し、抽出はプロメガ(Promega)溶解緩衝液中で実施
した。一定量(全抽出容積400μlのうち40μl)
をプロメガ試薬によるルシフェラーゼアッセーに用い、
別の150μlをプロメガ試薬によるβ−ガラクトシダ
ーゼアッセーに用いた。トランスフェクトされていない
細胞抽出物で測定した “ブランク”ルシフェラーゼ値
をトランスフェクト化細胞の抽出物のルシフェラーゼの
読みから差し引いた。トランスフェクション効率におけ
る変動を補正するために、ルシフェラーゼアッセーの結
果はβ−ガラクトシダーゼ活性に対して基準化した。各
実験で、pGL2コントロールベクターの活性を100
%と規定した。各処置群は少なくとも3培養を含み、さ
らに各実験は2または3回繰り返された。結果は表13
に示す。
【0108】
【表17】
【0109】8−Br−cAMPによるY−1細胞処理
は、StARプロモーター活性を2.3倍増加させ(p
<0.002 対t検定によるログ変換データ分析)、
このDNAセグメントはcAMP感応エレメントを含む
ことを示唆した。StARプロモーター活性におけるこ
の増化は、cAMPで4時間処理したヒト顆粒層細胞の
StARmRNAの定常状態レベルの3倍の増化に一致
する(Sugawaraら、1995)。これは、cAMPに応答す
るStARmRNAの増化は少なくとも部分的には転写
増化の結果であることを示唆する。
【0110】Y−1細胞に関する我々の発見と対照的
に、StARプロモーターは、BeWo絨毛上皮腫(こ
れはStAR遺伝子を発現しない)における顕著なレポ
ーター遺伝子の発現をもたらさなかった。これは、Be
Wo細胞を基準状態で調べようと、8−Br−cAMP
で刺激後調べようと変わらなかった。このことは、胎盤
および絨毛上皮腫での検出可能なStARmRNAの欠
如、および胎児が類脂質CAHに冒される妊娠中の胎盤
のステロイド生成の持続と矛盾しない(Sugawaraら、19
95)。したがって、StARの組織特異的発現およびc
AMPによる調節を誘導するcis成分は、キャップ部
位から上流の1.3kbのDNA内に位置するように思
える。
【0111】本明細書で言及した全ての文献および特許
出願は、個々の文献または特許出願が個々にかつ具体的
に本明細書に示すのと同程度に援用して本明細書に含ま
れる。
【0112】本発明は十分に説明されたが、当業者に
は、添付の請求の範囲から外れることなく多くの変更お
よび修飾を行うことができることは明白であろう。
【0113】
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> The Regents of the University of California; The Trustees of the U niversity of Pennsylvania <120> 先天性類脂質副腎過形成に付随する遺伝子変異の認定 <130> IRBF9617D <150> US 08/410,540 <151> 1995-03-23 <160> 2 <210> 1 <211> 1618 <212> DNA <213> human <220> <221> CDS <222> (1) ... (1618) <223> hStAR gene cDNA <400> 1 CCACGCGTCC GCGAAGCTTG AGGGGCTCAG GAAGGACGAA GCAACCACCC TTGAGAGAAG 60 AGGCAGCAGC AGCGGCGGCA GCAGCAGCGG CAGCGACCCC ACCACTGCCA CATTTGCCAG 120 GAAACA ATG CTG CTA GCG ACA TTC AAG CTG TGC GCT GGG AGC TCC TAC 168 Met Leu Leu Ala Thr Phe Lys Leu Cys Ala Gly Ser Ser Tyr 1 5 10 AGA CAC ATG CGC AAC ATG AAG GGG CTG AGG CAA CAG GCT GTG ATG GCC 216 Arg Mis Met Arg Asn Met Lys Gly Leu Arg Gln Gln Ala Val Met Ala 15 20 25 30 ATC AGC CAG GAG CTG AAC CGG AGG GCC CTG GGG GGC CCC ACC CCT AGC 264 Ile Ser Gln Glu Leu Asn Arg Arg Ala Leu Gly Gly Pro Thr Pro Ser 35 40 45 ACG TGG ATT AAC CAG GTT CGG CGG CGG AGC TCT CTA CTC GGT TCT CGC 312 Thr Trp Ile Asn Gln Val Arg Arg Arg Ser Ser Leu Leu Gly Ser Arg 50 55 60 CTG GAA GAG ACT CTC TAC AGT GAC CAG GAG CTG GCC TAT CTC CAG CAG 360 Leu Glu Glu Thr Leu Tyr Ser Asp Gln Glu Leu Ala Tyr Leu Gln Gln 65 70 75 GGG GAG GAG GCC ATG CAG AAG GCC TTG GGC ATC CTT AGC AAC CAA GAG 408 Gly Glu Glu Ala Met Gln Lys Ala Leu Gly Ile Leu Ser Asn Gln Glu 80 85 90 GGC TGG AAG AAG GAG AGT CAG CAG GAC AAT GGG GAC AAA GTG ATG AGT 456 Gly Trp Lys Lys Glu Ser Gln Gln Asp Asn Gly Asp Lys Val Met Ser 95 100 105 110 AAA GTG GTC CCA GAT GTG GGC AAG GTG TTC CGG CTG GAG GTC GTG GTG 504 Lys Val Val Pro Asp Val Gly Lys Val Phe Arg Leu Glu Val Val Val 115 120 125 GAC CAG CCC ATG GAG AGG CTC TAT GAA GAG CTC GTG GAG CGC ATG GAA 552 Asp Gln Pro Met Glu Arg Leu Tyr Glu Glu Leu Val Glu Arg Met Glu 130 135 140 GCA ATG GGG GAG TGG AAC CCC AAT GTC AAG GAG ATC AAG GTC CTG CAG 600 Ala Met Gly Glu Trp Asn Pro Asn Val Lys Glu Ile Lys Val Leu Gln 145 150 155 AAG ATC GGA AAA GAT ACA TTC ATT ACT CAC GAG CTG GCT GCC GAG GCA 648 Lys Ile Gly Lys Asp Thr Phe Ile Thr His Glu Leu Ala Ala Glu Ala 160 165 170 GCA GGA AAC CTG GTG GGG CCC CGT GAC TTT GTG AGC GTG CGC TGT GCC 696 Ala Gly Asn Leu Val Gly Pro Arg Asp Phe Val Ser Val Arg Cys Ala 175 180 185 190 AAG CGC CGA GGC TCC ACC TGT GTG CTG GCT GGC ATG GAC ACA GAC TTC 744 Lys Arg Arg Gly Ser Thr Cys Val Leu Ala Gly Met Asp Thr Asp Phe 195 200 205 GGG AAC ATG CCT GAG CAG AAG GGT GTC ATC AGG GCG GAG CAC GGT CCC 792 Gly Asn Met Pro Glu Gln Lys Gly Val Ile Arg Ala Glu His Gly Pro 210 215 220 ACT TGC ATG GTG CTT CAC CCG TTG GCT GGA AGT CCC TCT AAG ACC AAA 840 Thr Cys Met Val Leu His Pro Leu Ala Gly Ser Pro Ser Lys Thr Lys 225 230 235 CTT ACG TGG CTA CTC AGC ATC GAC CTC AAG GGG TGG CTG CCC AAG AGC 888 Leu Thr Trp Leu Leu Ser Ile Asp Leu Lys Gly Trp Leu Pro Lys Ser 240 245 250 ATC ATC AAC CAG GTG CTG TCC CAG ACC CAG GTG GAT TTT GCC AAC CAC 936 Ile Ile Asn Gln Val Leu Ser Gln Thr Gln Val Asp Phe Ala Asn His 255 260 265 270 CTG CGC AAG CGC CTG GAG TCC CAC CCT GCC TCT GAA GCC AGG TGT TGAAGACCAG 9 91 Leu Arg Lys Arg Leu Glu Ser His Pro Ala Ser Glu Ala Arg Cys 275 280 285 CCTGCTGTTC CCAACTGTGC CCAGCTGCAC TGGTACACAC GCTCATCAGG AGAATCCCTA 1051 CTGGAAGCCT GCAAGTCTAA GATCTCCATC TGGTGACAGT GGGATGGGTG GGGTTCGTGT 1111 TTAGAGTATG ACACTAGGAT TCAGATTGGT GAAGTTTTTA GTACCAAGAA AACAGGGATG 1171 AGGCTCTTGG ATTAAAAGGT AACTTCATTC ACTGATTAGC TATGACATGA GGGTTCAGGC 1231 CCCTAAAATA ATTGTAAAAC TTTTTTTCTG GGCCCTTATG TACCCACCTA AAACCATCTT 1291 TAAAATGCTA GTGGCTGATA TGGGTGTGGG GGATGCTAAC CACAGGGCCT GAGAAGTCTT 1351 GCTTTATGGG CTCAAGAATG CCATGCGCTG GCAGTACATG TGCACAAAGC AGAATCTCAG 1411 AGGGTCTCCT GCAGCCCTCT GCTCCTCCCG GCCGCTGCAC AGCAACACCA CAGAACAAGC 1471 AGCACCCCAC AGTGGGTGCC TTCCAGAAAT ATAGTCCAAG CTTTCTCTGT GGAAAAAGAC 1531 AAAACTCATT AGTAGACATG TTTCCCTATT GCTTTCATAG GCACCAGTCA GAATAAAGAA 1591 TCATAATTCA CACCAAAAAA AAAAAAA 1618 <210> 2 <211> 285 <212> PRT <213> human <220> <221> CDS <222> (1) ... (285) <223> hStAR deduced amino acid sequence <400> 2 Met Leu Leu Ala Thr Phe Lys Leu Cys Ala Gly Ser Ser Tyr Arg His 1 5 10 15 Met Arg Asn Met Lys Gly Leu Arg Gln Gln Ala Val Met Ala Ile Ser 20 25 30 Gln Glu Leu Asn Arg Arg Ala Leu Gly Gly Pro Thr Pro Ser Thr Trp 35 40 45 Ile Asn Gln Val Arg Arg Arg Ser Ser Leu Leu Gly Ser Arg Leu Glu 50 55 60 Glu Thr Leu Tyr Ser Asp Gln Glu Leu Ala Tyr Leu Gln Gln Gly Glu 65 70 75 80 Glu Ala Met Gln Lys Ala Leu Gly Ile Leu Ser Asn Gln Glu Gly Trp 85 90 95 Lys Lys Glu Ser Gln Gln Asp Asn Gly Asp Lys Val Met Ser Lys Val 100 105 110 Val Pro Asp Val Gly Lys Val Phe Arg Leu Glu Val Val Val Asp Gln 115 120 125 Pro Met Glu Arg Leu Tyr Glu Glu Leu Val Glu Arg Met Glu Ala Met 130 135 140 Gly Glu Trp Asn Pro Asn Val Lys Glu Ile Lys Val Leu Gln Lys Ile 145 150 155 160 Gly Lys Asp Thr Phe Ile Thr His Glu Leu Ala Ala Glu Ala Ala Gly 165 170 175 Asn Leu Val Gly Pro Arg Asp Phe Val Ser Val Arg Cys Ala Lys Arg 180 185 190 Arg Gly Ser Thr Cys Val Leu Ala Gly Met Asp Thr Asp Phe Gly Asn 195 200 205 Met Pro Glu Gln Lys Gly Val Ile Arg Ala Glu His Gly Pro Thr Cys 210 215 220 Met Val Leu His Pro Leu Ala Gly Ser Pro Ser Lys Thr Lys Leu Thr 225 230 235 240 Trp Leu Leu Ser Ile Asp Leu Lys Gly Trp Leu Pro Lys Ser Ile Ile 245 250 255 Asn Gln Val Leu Ser Gln Thr Gln Val Asp Phe Ala Asn His Leu Arg 260 265 270 Lys Arg Leu Glu Ser His Pro Ala Ser Glu Ala Arg Cys 275 280 285
【図面の簡単な説明】
【図1】ヒトStARcDNA(hStARDNA)の
ヌクレオチド配列および推定アミノ酸配列。蛋白キナー
ゼAおよび蛋白キナーゼC仲介燐酸化の可能な部位には
それぞれ一本下線および二本下線が付されている。
【図2】ヒトStARcDNA(hStARDNA)の
ヌクレオチド配列および推定アミノ酸配列。蛋白キナー
ゼAおよび蛋白キナーゼC仲介燐酸化の可能な部位には
それぞれ一本下線および二本下線が付されている。
【図3】患者のStARcDNAのナンセンス変異の検
出。上:正常(NL)ヒト胎児副腎および精巣RNA、
患者1および2の精巣RNA並びに無RNAコントロー
ルから得たStARのRT−PCR生成物を1%臭化エ
チジウム染色アガロースゲル上に表示。分子サイズマー
カーはHindIII切断バクテリオファージλであ
る。下:StARcDNAのマップ。R193→Sto
pは、Arg193(CGA)に代わりに終止暗号(T
GA)への置換、さらにQ258→Stopは、Gln
258に代わり終止暗号(TGA)への置換である。中
が白い四角はStARcDNAのコード領域を表す。マ
ップ下の短い棒線はPCRプライマーを示す。センスプ
ライマーS1の配列は5’−GCAGCAGCAGCG
GCAGCA−3’(cDNA内の位置は66−84)
で、アンチセンスプライマーAS1は5’−ATGAG
CGTGTGTACCAGTGCAG−3’(1016
−1037)であった。PCRプログラムは、94°
C、45秒;64°C、30秒;72°C、60秒で3
0サイクルであった。
【図4】StAR遺伝子のPCRマッピング。上:左の
パネルは、2%臭化エチジウム染色アガロースゲル上に
表示したプライマーS2/AS2で増幅したゲノムPC
R生成物。分子サイズマーカーはHaeIII切断バク
テリオファージΦx174である。右パネルは、1%ア
ガロースゲル上に表示したプライマーS3/AS1で増
幅したゲノムPCR生成物。分子サイズマーカーはHi
ndIII切断バクテリオファージλである。両方のゲ
ルで、PCRの鋳型としてゲノムDNAを加えた場合が
レーン1で、添加しなかったのがレーン2である。下:
StAR遺伝子の3’半分のマップを示す。中が白い四
角はエクソンを示し、各エクソンの最後に記した数字は
cDNA配列の対応するヌクレオチドの位置を示す(B.
J. Clark, J. Wells, S.R. King, D.M. Stocco, J. Bio
l. Chem. 269:28314(1994))。種々のPCRプライマー
および生成物の位置はマップの下に示す。センスプライ
マーS2は、5’GACAAAGTGATGAGTAA
AGTG−3’(442−462)で、アンチセンスプ
ライマーAS2は、5’−TGTGGCCATGCCA
GCCAGCA−3’(717−738)であった。S
2/AS2を用いるPCRプログラムは、94°C、4
5秒;58°C、30秒;72°C、60秒で35サイ
クルであった。センスプライマーS3は5’GTGAG
CAAAGTCCAGGTGCG−3’であった。S3
/ASIを用いるPCRプログラムは、94°C、50
秒;64°C、30秒;72°C、90秒で35サイク
ルであった。
【図5】PCR生成物の直接的な配列決定(seaquencin
g)を示す。(上)正常コントロール、患者1および患者
の両親の直接PCR配列決定(ダイナル社の方法(Dyna
l, Inc., Lake Success, ニューヨーク))である。矢印
はナンセンス変異に含まれるヌクレオチドを示す:コン
トロールではC、患者1ではT、両親ではCおよびT。
(下)DNAとアミノ酸配列。
【図6】PCR生成物の直接的な配列決定(seaquencin
g)を示す。正常コントロール、患者2および患者3の直
接PCR配列決定である。矢印はコントロールのC並び
の患者2および患者2の両者のTを示す。図5では、セ
ンスPCRプライマー(S3)は図3で述べたが、ビオ
チン化アンチセンスプライマー(AS3)は5’GGA
TGCAGTCCACATGCTTGG−3’であっ
た。PCRプログラムは、94°C、45秒;64°
C、30秒;72°C、45秒で35サイクルであっ
た。センスプライマー、5’GATACATTCATT
ACTCAC−3’(613−630)を配列決定に用
いた。図6では、センスビオチン化プライマー(S4)
は5’−CCTGGCAGCCTGTTTGTGATA
G−3’(1201−1223)であった。PCRプロ
グラムは、94°C、45秒;63°C、30秒;72
°C、45秒で35サイクルであった。アンチセンスプ
ライマーAS1を直接配列決定に用いた。
【図7】類脂質CAHを引き起こす変異を示す。DNA
配列決定。下に示した正常配列は、エクソン5および6
の接合部を示すが、一方、患者の配列はエクソン6に連
結されたエクソン4を示している。
【図8】類脂質CAHを引き起こす変異を示す。イント
ロン変異。矢印は、イントロン4とエクソン5との接合
部から11bpのT→A変化を示す。
【図9】類脂質CAHを引き起こす変異を示す。患者の
遺伝子とコードされるmRNAの概略図。イントロン4
のT→A変化(Xとして示す)は前駆体mRNAのスプ
ライシングを破壊し、エクソン5の欠失をもたらす。
【図10】家族調査である。正常コントロール(N
1)、患者(Pt)、父親(Fa)および母親(Mo)
のゲノムDNAをプライマーS2およびAS5で増幅
し、432bpの生成物を得た。DNAを未切断または
NcoI(+)で消化後電気泳動し、100bpラダー
マーカーと比較し、臭化エチジウムで染色した。DNA
のマップは下に示す。5’末端から74bpのNcoI
部位は、該DNAのNcoによる完全消化の内部コント
ロールとして役立つことに留意されたい。
【図11】StAR遺伝子プロモーターのDNA配列で
ある。主要な転写開始部位から転写された配列は肉太活
字で示される。翻訳された配列には下線を施し、アミノ
酸は一文字コードで示されている。TATA様成分は枠
で囲んだ。反復配列には下線を施した。
【図12】類脂質CAHのPCR診断である。プライマ
ーHB55とHB34を用いた患者4の家族のゲノムD
NAのPCR増幅とそれに続くAluI消化。患者のサ
ンプルから265bpバンドが得られ、その両親は26
5と162+103bpバンドについてヘテロ接合型
で、正常コントロールは162および103bpバンド
のみを有する。
【図13】類脂質CAHのPCR診断である。患者5と
6の家族、HB55とHB34で増幅しTsp45Iで
切断した。患者は切断されない295bpフラグメント
を有し、コントロールは173bpおよび122bpフ
ラグメントを有し、両親はヘテロ接合型である。
【図14】類脂質CAHのPCR診断である。患者7お
よび9のR182Lをもつ対立遺伝子の遺伝的変動を示
す。PCRはパネルBの通りであった。すなわち、いず
れの患者のDNAもTsp45Iでは切断されず、患者
9はまたΔT593フレームシフト変異についてホモ接
合型で、この変異はAvaII/Sau96I部位を破
壊する(これはまた一定しない消化をもたらすStuI
部位を生じる)。
【図15】類脂質CAHのPCR診断である。プライマ
ーB2およびAS1を用いた患者10のDNAのPCR
増幅とそれに続くEspI消化。患者の203bpフラ
グメントは消化されず、一方、コントロールは107お
よび96bp生成物に切断される。
【図16】種々のヒト組織のStARmRNAの発現を
示す。表示の組織から単離したポリ(A)+RNA2μ
gを含むノザンブロットをクロンテックラボラトリーズ
(Clontech Laboratories)から購入し、StARおよび
β−アクチンcDNAプローブで連続的に調べた。左の
パネルAのStARについてのオートラジオグラムは2
4時間露光され、右のパネルAのStARについてのオ
ートラジオグラムは4時間露光された。アクチン(B)
についてはブロットは両方とも2時間露光した。
【図17】cAMPによるヒト顆粒層細胞におけるSt
ARmRNA発現の調節である。ヒト顆粒層細胞の初代
培養を4日間行ない、さらに8−ブロモ−cAMP
(1.5mM)を24時間いくつかのプレート(+)に
添加した。ヒト栄養膜細胞の初代培養もまた、1.5m
M、24時間の8−ブロモ−cAMPの存在下(+)ま
たは非存在下(−)で樹立した。全RNAを抽出し、ノ
ザンブロットを実施し(5μgRNA/レーン)、さら
にブロットをStARおよび28SrRNAcDNAプ
ローブで連続的に調べた。オートラジオグラムを画像分
析システム(Resource Technology, ナッシュビル、テネ
シー)で調べ、28SrRNAと比較してヒト顆粒層細
胞におけるStARmRNAの増加を決定した。この増
加はある実験では3倍、別の実験では7倍であった。
【図18】染色体8におけるStAR遺伝子の配置決定
である。ゲノムDNAを体細胞ハイブリッドパネルから
単離し、HindIIIで消化し、サザンブロットを実
施した。ハイブリッドの名称と優勢なヒト染色体を表示
するが、これは幾つかの事例では、該ハイブリッドに存
在するただ1つのヒト染色体である。ヒトゲノムDNA
で見出されるものと一致するハイブリダイゼーションバ
ンドは、ヒト染色体8を含むハイブリッドでのみ見出さ
れた。薄いバンドがハイブリッドGM10478で認め
られたが、これは、染色体20の他に8pフラグメント
を含むことが分かっている。
【図19】体細胞ハイブリッドマッピングによるStA
R遺伝子の8pに対する局部マッピングである。染色体
8のイディオグラムをフランクの文献(U. Francke, Cy
togenetics & Cell Genetics 65:206-219(1994))にした
がって修飾する。イディオグラムの右側は、それぞれの
細胞株に存在するヒト染色体8の部分の概略を示す。当
該染色体の細胞遺伝学地図上のこれらDNAの境界の正
確な位置はおおよそのものである。StAR、LPL、
SSおよびCL1遺伝子はPCRによって位置が決定さ
れた。遺伝子の存在は “+”で示し、存在しない場合
は“−”で示す。陰性コントロール細胞株、CHO−K
1(これはハムスターDNAのみを含む)もまたこの実
験に含めた(結果は示さず)。LPL、SSおよびCL
1のこの位置決定は先に報告された結果と一致する(K.
L. Wion, T.G. Kirchgessner, A.J. Lusis, M.c., Scho
tz, R.M. Lawn, Science 235:1638-1641(1987); T.M. F
ink, M. Zimmer, J. Tschopp, J. Etienne, D.E. Jeen
e, P. Lichter, Genomics 16:526-528(1993); I. Schec
hter, D.G. Conrad, I. Hart, R.C. Berger, T.L. McKe
nzie, J. Bleskan, D. Patterson, Genomics 20:116-11
8(1994))。
【図20】YACFISHによるStARの機能的遺伝
子座の8p11.2への配置決定。YACDNAをdU
TPおよびdCTPを用いてニックトランスレーション
を行ない、本文中に記載したようにスライド当たり1μ
gの酵母DNAを用いて分裂中期分散標本とハイブリダ
イズさせた。このプローブをアビジン−FITC(黄
色)で検出し、染色体には沃化プロピジウム(赤色)で
対比染色を施した。パネルAのイディオグラムの左側の
矢印は、8p11.2領域へのA10G5YACのFI
SH占有場所を示す
【図21】StAR偽遺伝子のヒト染色体13への配置
決定である。体細胞ハイブリッドDNAのPCR分析
は、StAR偽遺伝子に特異的なプライマーで実施し
た。パネル左側にあるレーンの数字は、図11で調べた
ハイブリッドを指す。ハイブリッド “1”(GM10
880)はヒト染色体1とともに13および14を含
む。ハイブリッドGM07299Aはヒト染色体Xおよ
び1を含み、R370−22Aはヒト染色体1および1
3を含む。 “13”と呼ばれるハイブリッドはヒト染
色体13のみを含む。コントロールは、pBluescript
(Stratagene, ラホイヤ、カリフォルニア)でクローニ
ングした偽遺伝子配列を指す。800ヌクレオチドSt
AR偽遺伝子増幅生成物は、ヒト染色体13を含むハイ
ブリッドでのみ認められる。
【図22】合成RNAのRNアーゼからの保護を示す。
これは、エクソン4(150bp)の3’150塩基、
エクソン5(185bp)およびベクター配列の58b
pから成る放射能標識プローブにハイブリダイズさせる
ことによって調べられた。335bp保護生成物はエク
ソン4および5に一致し、185bp生成物はエクソン
5に、さらに150bpのバンド群はエクソン4に一致
する。
【図23】放射能標識プローブ2とのハイブリダイゼー
ションによって調べた合成RNAのRNアーゼからの保
護を示す。プローブ2は、エクソン4(150bp)の
3’150塩基、変異イントロン4(141bp)、エ
クソン5(185bp)、エクソン6(94bp)およ
びベクター配列の68bpから成る。このプローブをR
Nアーゼで消化する前に下記のサンプルとハイブリダイ
ズさせた:レーン1および11はコントロール一本鎖ヒ
ト胎児副腎cDNA;レーン2および3は変異体(患
者)または正常StARミニ遺伝子をトランスフェクト
したCOS−1細胞のRNA;レーン4はtRNA;レ
ーン7−10は患者または正常StARミニ遺伝子をト
ランスフェクトしたCOS−1細胞のRNAを核分画と
細胞質分画とに分けたもの。主要な保護フラグメントの
サイズおよび組成物は表示されている。オートラジオグ
ラムの過剰露光は、638、570、471および27
9塩基フラグメントが患者の核RNAに存在することを
示している(レーン10)。
【図24】図23に記載したようにプローブ2とのハイ
ブリダイゼーションで調べた患者のRNAのRNアーゼ
からの保護を示す。主要な保護フラグメントのサイズお
よび組成は表示されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) //(C12P 21/02 C12R 1:91) (71)出願人 599117196 ザ トラスティーズ オブ ザ ユニバー シティ オブ ペンシルベニア アメリカ合衆国 19104−3147 ペンシル ベニア州 フィラデルフィア マーケット ストリート 3700 スイート 300 (72)発明者 ミラー、ウォルター エル. アメリカ合衆国 94122 カリフォルニア 州 サンフランシスコ エイス アベニュ 1683 (72)発明者 リン、ドング アメリカ合衆国 94122 カリフォルニア 州 サンフランシスコ テンス アベニュ 1672 (72)発明者 ストラウス、ジェローム エフ.ザ サー ド アメリカ合衆国 19038 ペンシルベニア 州 ワインドムール イースト ジラバー ズ レーン 805

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単離されたDNAまたはRNA分子であっ
    て: (1)図1、表6−1乃至6−3または表7−1乃至7
    −3で説明するhStARcDNA、hStARゲノム
    DNAまたはhStAR偽遺伝子DNAから成る第一の
    配列; (2)長さが少なくとも10ヌクレオチドである、当該
    第一の配列のサブ配列である第二の配列; (3)当該第一または第二の配列の少なくとも1つのヌ
    クレオチドが異なるヌクレオチドで置換される第三の配
    列; (4)当該第一もしくは第二の配列から少なくとも1つ
    のヌクレオチドが欠失しているか、または当該第一もし
    くは第二の配列に少なくとも1つのヌクレオチドが挿入
    される第四の配列;または (5)当該第一、第二または第三の配列のいずれかに対
    して相補的な第五の配列、を含み、 ここで、(1)当該分子が、当該配列(1)〜(5)の
    いずれかにおいてTがUに置換されているRNA分子で
    あることが可能で、(2)当該第三の配列は当該第一ま
    たは第二の配列に対して少なくとも95%同一であり、
    (3)当該第二の配列はマウスStARcDNAに存在
    せず、さらに(4)当該第四の配列は、20より多い挿
    入ヌクレオチドおよび200より多い欠失ヌクレオチド
    を含まないことを条件とする当該単離されたDNAまた
    はRNA分子。
  2. 【請求項2】単離されたDNA分子であって: (1)図1、表6−1乃至6−3または表7−1乃至7
    −3に説明されたhStARcDNA、hStARゲノ
    ムDNAまたはhStAR偽遺伝子DNAから成る第一
    の配列; (2)長さが少なくとも10ヌクレオチドである、当該
    第一の配列のサブ配列である第二の配列; (3)当該第一または第二の配列のエクソン1、エクソ
    ン2、エクソン3、エクソン4、エクソン5、エクソン
    6、エクソン7もしくはイントロン4内の少なくとも1
    つのヌクレオチドが、異なるヌクレオチドで置換される
    か、または当該第一もしくは第二の配列から欠失または
    当該第一もしくは第二の配列に挿入される第三の配列; (4)当該第一または第二の配列のエクソン1、エクソ
    ン2、エクソン3、エクソン4、エクソン5、エクソン
    6、エクソン7もしくはイントロン4内の少なくとも1
    つのヌクレオチドが当該第一もしくは第二の配列から欠
    失しているか、または当該第一もしくは第二の配列に挿
    入されている第四の配列;または (5)当該第一、第二または第三の配列のいずれかに対
    して相補的な第五の配列、を含み、 ここで、(1)当該分子が、当該配列(1)−(5)の
    いずれかにおいてTがUに置換されているRNA分子で
    あることができ、(2)当該第三の配列は当該第一また
    は第二の配列に対して少なくとも95%同一であり、
    (3)当該第二の配列はマウスStARcDNAに存在
    せず、さらに(4)当該第四の配列は、20より多い挿
    入ヌクレオチドおよび200より多い欠失ヌクレオチド
    を含まないことを条件とする当該単離されたDNA分
    子。
  3. 【請求項3】 単離されたDNAまたはRNA分子であ
    って: (1)図1または表6−1乃至6−3で説明するhSt
    ARcDNAまたはhStARゲノムDNAから成る第
    一の配列; (2)長さが少なくとも10ヌクレオチドである、当該
    第一の配列のサブ配列である第二の配列; (3)当該第一または第二の配列の少なくとも1つのヌ
    クレオチドが異なるヌクレオチドで置換される第三の配
    列; (4)当該第一もしくは第二の配列から少なくとも1つ
    のヌクレオチドが欠失しているか、または当該第一もし
    くは第二の配列に少なくとも1つのヌクレオチドが挿入
    される第四の配列;または (5)当該第一、第二または第三の配列のいずれかに対
    して相補的な第五の配列、を含み、 ここで、(1)当該分子が、当該配列(1)〜(5)の
    いずれかにおいてTがUに置換されているRNA分子で
    あることが可能で、(2)当該第三の配列は当該第一ま
    たは第二の配列に対して少なくとも95%同一であり、
    (3)当該第二の配列はマウスStARcDNAに存在
    せず、さらに(4)当該第四の配列は、20より多い挿
    入ヌクレオチドおよび200より多い欠失ヌクレオチド
    を含まないことを条件とする当該単離されたDNAまた
    はRNA分子。
  4. 【請求項4】 前記分子が、前記第一の配列を含む請求
    の範囲第3項の単離された分子。
  5. 【請求項5】 前記分子が、前記第二の配列を含む請求
    の範囲第3項の単離された分子。
  6. 【請求項6】 前記分子が、前記第三または第四の配列
    を含む請求の範囲第3項の単離された分子。
  7. 【請求項7】 前記異なるヌクレオチド、前記欠失ヌク
    レオチドまたは前記挿入ヌクレオチドが、エクソンに存
    在する請求の範囲第6項の単離された分子。
  8. 【請求項8】 前記異なるヌクレオチド、前記欠失ヌク
    レオチドまたは前記挿入ヌクレオチドが、エクソン5、
    エクソン6またはエクソン7に存在する請求の範囲第6
    項の単離された分子。
  9. 【請求項9】 前記異なるヌクレオチド、前記欠失ヌク
    レオチドまたは前記挿入ヌクレオチドが、イントロン4
    に存在する請求の範囲第6項の単離された分子。
  10. 【請求項10】 前記異なるヌクレオチドが、イントロン
    4およびエクソン5の結合部から11bpのT→A変換
    である請求の範囲第9項の単離された分子。
  11. 【請求項11】 前記異なるヌクレオチドが、それが位置
    されて、コドンをTAA、TGAまたはTAG終止コド
    ンにする請求の範囲第6項の単離された分子。
  12. 【請求項12】 前記異なるヌクレオチドがArg193
    Stop変異またはGln258→Stop変異である請
    求の範囲第7項の単離された分子。
  13. 【請求項13】 前記異なるヌクレオチドがアミノ酸置換
    を生じる請求の範囲第7項の単離された分子。
  14. 【請求項14】 前記異なるヌクレオチドがGlu169
    Gly置換、Arg182→Leu置換、Glu169→Ly
    s置換、Ala218→Val置換またはLeu27 5→Pr
    o置換を生じる請求の範囲第13項の単離された分子。
  15. 【請求項15】 前記欠失ヌクレオチドがT593である請
    求の範囲第7項の単離された分子。
  16. 【請求項16】 前記欠失ヌクレオチドがC940、G941
    よびC942である請求の範囲第7項の単離された分子。
  17. 【請求項17】 前記挿入ヌクレオチドが、G247および
    248の間のG、またはG947およびC948の間のAであ
    る請求の範囲第7項の単離された分子。
  18. 【請求項18】 前記異なるヌクレオチド、前記欠失ヌク
    レオチドまたは前記挿入ヌクレオチドが、直接的または
    間接的に、ステロイド生成急性調節蛋白遺伝子の転写を
    抑制する請求の範囲第6項の単離された分子。
  19. 【請求項19】 前記異なるヌクレオチド、前記欠失ヌク
    レオチドまたは前記挿入ヌクレオチドが、直接的または
    間接的に、ステロイド生成急性調節蛋白遺伝子のmRN
    Aの翻訳を抑制する請求の範囲第6項の単離された分
    子。
  20. 【請求項20】 前記異なるヌクレオチド、前記欠失ヌク
    レオチドまたは前記挿入ヌクレオチドが、直接的または
    間接的に、ステロイド生成急性調節蛋白のmRNAの安
    定性を減少させる請求の範囲第6項の単離された分子。
  21. 【請求項21】 前記分子が、Sau96I、FspI、
    HhaI、HaeII、NcoI、AluI、Tsp4
    5I、AvaII、HaeIII、EcoRIIから成
    る群から選ばれる制限酵素の制限部位を有する請求項1
    の単離されたDNAまたはRNA分子。
  22. 【請求項22】 前記分子が、Sau96I、FspI、
    HhaI、HaeII、NcoI、AluI、Tsp4
    5I、AvaII、HaeIII、EcoRIIから成
    る群から選ばれる制限酵素により切断された請求項1の
    単離されたDNAまたはRNA分子。
  23. 【請求項23】 前記分子が塩基長14〜200のプライマー
    である、請求項1の単離されたDNAまたはRNA分
    子。
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