JP2000506392A - 新規なヒト代謝指向型グルタミン酸レセプター - Google Patents

新規なヒト代謝指向型グルタミン酸レセプター

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Abstract

(57)【要約】 新規なヒト代謝指向型グルタミン酸レセプター(mGluR)蛋白質が同定され、配列決定され、およびクローニングされた。このレセプターは、mGluRの活性を調節する化合物のスクリーニングにおいて用いることができる。組換えmGluRならびにmGluR活性を調節する化合物は、神経学的疾患および疾病の診断および治療において用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 新規なヒト代謝指向型グルタミン酸レセプター発明の分野 本発明は、新規なヒト代謝指向型グルタミン酸レセプター(metabotropic glu tamate receptor,mGluR)をコードする核酸配列に関する。この新規なヒ トレセプターを宿主細胞において発現させ、これを利用して、新規なヒトmGl uRに作用するアゴニスト、アンタゴニスト、および調節分子をスクリーニング することができる。新規なヒトmGluRに作用するこれらの分子を利用して、 神経障害および神経疾患を処置するために新規なヒトレセプターの活性を調節す ることができる。 本発明はまた、それらのレセプターをコードする核酸;それらの核酸を含む、 遺伝的に変更された細胞、組織および動物;それらのレセプターに対する抗体; ならびに以上のすべてに関連する方法に関する。発明の背景 以下の記載は、本発明に関連する情報の概要を示す。ここに記載するいずれの 情報も本発明に対する先行技術であるとは認められず、詳述した刊行物またはそ れに含まれる刊行物も、いずれも本発明に対する先行技術であるとは認められな い。 グルタミン酸は哺乳動物の中枢神経系(CNS)における主要な興奮性神経伝 達物質である。グルタミン酸は、細胞表面レセプターへの結合およびこれによる レセプター活性化により、中枢ニューロンに対するその作用を生じる。これらの レセプターは、レセプター蛋白質の構造上の特色、レセプターが細胞内へ信号を 伝達する手段、および薬理学的プロフィルに基づいて、イオンチャンネル内蔵型 グルタミン酸レセプター(ionotropic glutamate receptor)と代謝指向型グル タミン酸レセプターの主要な2クラスに副分類されている。 イオンチャンネル内蔵型グルタミン酸レセプター(iGluR)は、グルタミ ン酸を結合すると開いて特定の一価および二価のカチオンを選択的に流入させ、 これにより細胞膜を脱分極させる、リガンド依存性イオンチャンネルである。さ らに、比較的高いカルシウム透過性をもつ特定のiGluRは、多様なカルシウ ム依存性の細胞内プロセスを活性化することができる。これらのレセプターは多 サブユニット蛋白質複合体であり、ホモマー性またはへテロマー性のいずれもあ りうる。種々のiGluRサブユニットは、すべて共通の構造モチーフをもつ。 これは、比較的大きなアミノ末端細胞外ドメイン(ECD)、これに続く2つの 膜貫通ドメイン(TMD)、第2の、より小さな細胞外ドメイン、および第3の TMDを含み、次いで細胞内カルボキシ末端ドメインで終わる。歴史的にiGI uRは、アゴニストであるα−アミノ−3−ヒドロキシ−5−メチルイソオキサ ゾール−4−プロピオン酸(AMPA)、カイニン酸(KA)、およびN−メチ ル−D−アスパラギン酸(NMDA)で優先的に活性化されることに基づいて、 最初は薬理学的に3クラスに副分類された。その後、さらに薬理学的研究と組み 合わせた分子クローニング研究で、哺乳動物CNSでは多数のサブタイプのAM PA、KAおよびNMDAレセプターが発現するので、より多様なiGluRの あることが明らかになった(Hollman and Heinemann,Ann.Rev.Neurosci.17: 31,1994)。 代謝指向型グルタミン酸レセプター(mGluR)は、グルタミン酸の結合に 続いて多様な細胞内第2メッセンジャー系を活性化しうるG蛋白質結合レセプタ ーである。無傷の哺乳動物ニューロンのmGluRsを活性化すると、以下の1 またはそれ以上の応答を引き出すことができる:ホスホリパーゼCの活性化、ホ スホイノシチド(PI)加水分解の増大、細胞内カルシウム放出、ホスホリパー ゼDの活性化、アデニリルシクラーゼの活性化または阻害、サイクリックアデノ シン一リン酸(cAMP)形成の増減、グアニリルシクラーゼの活性化、サイク リックグアノシン一リン酸(cGMP)形成の増加、ホスホリパーゼA2の活性 化、アラキドン酸放出の増加、およびイオンチャンネル(たとえば電位依存性お よびリガンド依存性イオンチャンネル)の活性の増減(Schoepp and Conn,Trend s Pharmacol.Sci.14:13,1993;Schoepp,Neurochem.Int.24:439,1994; Pin and Duvoisin,Neuropharmacology 34:1,1995)。 これまで、8種類の異なるmGluRが分子クローニングにより単離され、そ れらが発見された順序に従ってmGluR1〜mGluR8と命名された (Nakanishi,Neuron 13:1031,1994;Pin and Duvoisin,Neuropharmacology3 4:1,1995;Knopfel et al.,J.Med.Chem.38:1417,1995)。特定のmGl uRサブタイプがオータナティブスプライシングされた形態の発現により、さら に多様性が起きる(Pin et al.,PNAS89:10331,1992;Minakami et al.,BBRC 199:1136,1994;Joly et al.,J.Neurosci.15:3970,1995)。すべてのm GluRは、大きなアミノ末端ECD、続いて7つの推定TMD、および長さの 異なる細胞内カルボキシ末端ドメインをもつ単一サブユニット型の膜蛋白質であ るという点で、構造的に類似する。 これら8種類のmGluRは、アミノ酸配列の相同性、それらが利用する第2 メッセンジャー系、および薬理学的特性に基づいて、3グループに小区分されて いる(Nakanishi,Neuron 13:1031,1994;Pin and Duvoisin, Neuropharmacology 34:1,1995;Knopfel et al.,J.Med.Chem.38:1417,1 995)。特定のグループ内のmGluR間のアミノ酸相同性は約70%であるが 、異なるグループのmGluR間では約40%に低下する。同一グループ内のm GluRについては、この関連性は信号伝達機構や薬理学的特性の類似性とほぼ 平行している。 グループIのmGluRは、mGluR1、mGluR5およびそれらのオー タナティブスプライシングされた変異体を含む。これらのレセプターにアゴニス トが結合すると、ホスホリパーゼCが活性化され、次いで細胞内カルシウムの移 動が起きる。たとえば、組換えmGluR1レセプターを発現するアフリカツメ ガエル(Xenopus)卵母細胞を利用して、電気生理学的手段で間接的にこの作用 が証明された(Masu et al.,Nature 349:760,1991;Pin et al.,PNAS 89:1 0331,1992)。組換えmGluR5レセプターを発現する卵母細胞を用いて、同 様な結果が得られた(Abe et al.,J.Biol.Chem.267:13361,1992;Minakami et al.,BBRC 199:1136,1994;Joly et al.,J.Neurosci.15:3970,1995 )。 あるいは、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)で発現した組換えmGl uR1レセプターをアゴニスト活性化すると、標準的な生化学的アッセイ法で測 定したPI加水分解、cAMP形成、およびアラキドン酸放出が刺激された(Ar amori and Nakanishi,Neuron 8:757,1992)。これに対比して、CH O細胞で発現したmG1uR5レセプターを活性化すると、PI加水分解、次い で細胞内カルシウム移動が剌激されたが、cAMP形成またはアラキドン酸放出 の刺激はみられなかった(Abe et al.,J.Biol.Chem.267:13361,1992)。 しかし、LLC−PK1細胞で発現したmGluR5レセプターを活性化すると 、PI加水分解のほか、cAMP形成も増加した(Joly et al.,J.Neurosci. 15:3970,1995)。グループIのmGluRに対するアゴニスト効カプロフィル は、キスカル酸>グルタミン酸=イボテン酸>(2S,1’S,2’S)−2− カルボキシシクロプロピル)グリシン(L−CCG−I)>(IS,3R)−1 −アミノシクロペンタン−1,3−ジカルボン酸(ACPD)である。キスカル 酸は、グループIIおよびグループIIIのmGluRと対比してグループIレ セプターに比較的選択性であるが、イオンチャンネル内蔵型AMPAレセプター を同様に有効に活性化する(Pin and Duvoisin,Neuropharmacology 34:1,Kno pfel et al.,J.Med.Chem.38:1417,1995)。 グループIIのmGluRには、mGluR2およびmGluR3が含まれる 。CHO細胞で発現したこれらのレセプターを活性化すると、阻害性G蛋白質G19 を介して百日咳毒素感受性様式でアデニリルシクラーゼ活性が阻害される (Tanabe et al.,Neuron 8:169,1992;Tanabe et al.,J.Neurosci.13:1 372,1993)。グループIIレセプターに対するアゴニスト効カプロフィルは、L −CCG−I>グルタミン酸>ACPD>イボテン酸>キスカル酸である。予備 試験で、L−CCG−Iおよび(2S,1’R,2’R,3’R)−2−(2, 3−ジカルボキシシクロプロピル)グリシン(DCG−IV)は両方とも、他の mGIuRと対比してグループIIレセプターに比較的選択性のアゴニストであ ることが示唆された(Knopfel et al.,J.Med.Chem.38:1417,1995)が、D CG−IVはiGluRにもアゴニスト活性を示す(Ishida et al.,Br.J.Ph armacol.109:1169,1993)。 グループIIIのmGluRには、mGluR4、mGluR6、mGluR 7およびmGluR8が含まれる。グループIIレセプターと同様に、これらの mGluRをCHO細胞で発現させると、アデニリルシクラーゼと負に連携して 、百日咳毒素感受性様式で細胞内cAMP蓄積を阻害する(Tanabe et al.,J. Neurosci.13:1372,1993;Nakajima et al.,J.Biol.Chem.268:11868,199 3;Okamoto et al.,J.Biol.Chem.269:1231,1994;Duvoisin et al.,J.N eurosci.15:3075,1995)。グループとして、それらのアゴニスト効カプロフ ィルは、(S)−2−アミノ−4−ホスホノ酪酸(L−AP4)>グルタミン酸 >ACPD>キスカル酸であるが、mGluR8はわずかに異なり、L−AP4 よりグルタミン酸の方が有効である(Knopfel et al.,J.Med.Chem.38:1417 ,1995;Duvoisin et al.,J.Neurosci.15:3075,1995)。L−AP4および (S)−セリン−O−ホスフェート(L−SOP)は両方とも、グループIII レセプターに比較的選択的なアゴニストである。 最後に、これら8種類のmGluRサブタイプは、哺乳動物CNS内に、多く の場合重複した特異な発現パターンをもつ(Masu et al.,Nature 349:760,19 91;Martin et al.,Neuron 9:259,1992;Ohishi et al.,Neurosci.53:100 9,1993;Tanabe et al.,J.Neurosci.13:1372,1992;Ohishi et al.,Neur on 13:55,1994;Abe et al.,J.Biol.Chem.267:13361,1992;Nakajima e t al.,J.Biol.Chem.268:11868,1993;Okamoto et al.,J.Biol.Chem.2 69:1231,1994;Duvoisin et al.,J.Neurosci.15:3075,1995)。その結果 、あるニューロンは1つの特定のmGluRサブタイプのみを発現し、一方、他 のニューロンはその細胞の類似および/または異なる位置(すなわちシナプス前 軸索末端に対して、シナプス後樹状突起および/または細胞体)に局在する多数 のサブタイプを発現するという可能性がある。したがって、特定のニューロンに おけるmGluR活性化の機能上の結果は、発現する個々のmGluR、グルタ ミン酸に対するレセプターの親和性および細胞が暴露されるグルタミン酸の濃度 、レセプターにより活性化される信号伝達経路、ならびに細胞上のレセプターの 位置に依存するであろう。特定の脳領域におけるmGluR発現ニューロン間の 多数の相互作用により、さらにいっそうの複雑さが導入される可能性がある。こ れらの複雑さ、ならびにサブタイプ特異的mGluRアゴニストおよびアンタゴ ニストがないことの結果として、ニューロンの機能に影響を及ぼす生理学的およ び病態生理学的プロセスにおける個々のmGluRの役割は十分には決定されて いない。それでもなお、入手できるアゴニストおよびアンタゴニストを用いた研 究で、 グループIIおよびグループIIIのmGluRと比較してグループIのmGl uRについては、若干の全般的見通しが得られた。 グループIのmGluRの生理学的役割を推定する試みにより、これらのレセ プターの活性化がニューロンの興奮を引き起こすことが示唆された。ACPDを 海馬、大脳皮質、小脳、および視床、ならびに他の脳領域のニューロンに付与す るとシナプス後興奮を生じうることは、種々の研究で証明された。この興奮がシ ナプス後mGluRの直接活性化によることは証拠が示しているが、これがシナ プス前mGluRの活性化により仲介され、その結果、神経伝達物質の放出が増 加することも示唆された(Baskys,Trends Pharmacol.Sci.15:92,1992;Scho epp,Neurochem.Int.24:439,1994;Pin and Duvoisin, Neuropharmacology 34:1)。薬理実験では、グループIのmGluRがこの興奮 の仲介物質として関係のあることが示される。ACPDの作用は、iGluRア ンタゴニストの存在下で低濃度のキスカル酸により再生でき(Hu and Storm,Br ain Res.568:339,1991;Greene et al.,Eur.J.Pharmacol.226:279,199 2)、mGluRを活性化することが知られている2種類のフェニルグリシン化 合物、(S)−3−ヒドロキシフェニルグリシン((S)−3HPG)および( S)−3,5−ジヒドロキシフェニルグリシン((S)−DHPG)も、興奮を 生じる(Watkins and Collingridge,Trends Pharmacol.Sci.15:333,1994) 。さらにこの興奮は、(S)−4−カルボキシフェニルグリシン((S)−4C PG)、(S)−4−カルボキシ−3−ヒドロキシフェニルグリシン((S)− 4C3HPG)、および(+)−α−メチル−4−カルボキシフェニルグリシン ((+)−MCPG)など、mGluRアンタゴニストであることが知られてい る化合物により遮断できる(Eaton et al.,Eur.J.Pharmacol.244:195,199 3;Watkins and Collingridge,Trends Pharmacol.Sci.15:333,1994)。 mGluRの生理学的役割を調べる他の研究で、シナプス前mGluRを活性 化すると、神経伝達物質の放出を抑制することにより興奮性および抑制性のシナ プス伝達を両方とも阻害しうることが示された(Pin and Duvoisin, Neuropharmacology 34:1)。ACPDによる興奮性シナプス伝達遮断は、視覚 皮質、小脳、海馬、線条および扁桃のニューロンにおいてみられた(Pin et al. , Curr.Drugs:Neurodegenerative Disorders 1:111,1993)が、同様な抑制性 シナプス伝達遮断は、線条および臭球においても証明された(Calabresi et al. ,Neurosci.Lett.139:41,1992;Hayashietal.,Nature 366:687,1993)。 多数の証拠が、グループIIのmGluRがこのシナプス前抑制を仲介すること を示唆している。グループIIのmGluRは、他のニューロンでシナプス前の 神経伝達物質放出抑制を仲介することが知られているα2−アドレナリンレセプ ターおよび5HT1A−セロトニンレセプターのように、アデニリルシクラーゼの 阻害に密接に関連している。ACPDがもつ阻害作用は、グループIIのmGl uRにおける選択的アゴニストであるL−CCG−IおよびDCG−IVによっ ても模倣できる(Hayashi et al.,Nature 366:687,1993;Janeetal.,Br.J .Pharmacol.112:809,1994)。さらに、mGluR2を活性化すると、このレ セプターが交感神経ニューロンに発現する場合はシナプス前N−タイプカルシウ ムチャンネル活性が強く阻害されることが証明された(Ikeda et al.,Neuron14 :1029,1995)。これらのチャンネルを遮断すると神経伝達物質の放出が阻害さ れることは知られている。最後に、L−CCG−Iは、グループIIのmGlu Rに選択的な濃度で、脱分極により誘発されるラット線条切片からの3H−アス パラギン酸放出を阻害することが認められた(Lombardi et al.,Br.J. Pharmacol.110:1407,1993)。グループIIのmGluRをシナプス後レベル で活性化することの生理学的作用についての証拠は、限られている。しかしある 研究は、培養中脳ニューロンにおいて、L−CCG−Iのシナプス後作用により NMDAレセプター活性化を阻害しうることを示唆している(Ambrosini et al. ,Mol.Pharmacol.47:1057,1995)。 生理学的研究により、L−AP4が皮質、海馬、扁桃、臭球および脊髄を含め た多様なCNSニューロンの興奮性シナプス伝達を阻害しうることも証明された (Koermer and Johnson,Excitetory Amino Acid Receptors:Design of Agonist s and Antagonists,p.308,1992;Pin et al.,Curr.Drugs:Neurodegenerativ e Disorders 1:111,1993)。蓄積した証拠から、阻害はシナプス前mGluR の活性化により仲介されることが示される。L−AP4の作用はL−SOPによ り模倣でき、かつこれら2アゴニストはグループIIIのmGluRに選択的で あるので、このグループの員子がシナプス前阻害の仲介物質として関係するとさ れている(Schoepp,Neurochem.Int.24:439,1994;Pin and Duvoisin,Neur opharmacology 34:1)。臭球ニューロンにおいて、mGluRのL−AP4活 性化によりシナプス前カルシウム流が阻害することが証明された (Trombley and Westbrook,J.Neurosci.12:2043,1992)。したがって、グ ループIIIのmGluRの活性化により生じるシナプス前阻害の機構は、グル ープIIのmGluRの機構、すなわち電位依存性カルシウムチャンネルの遮断 および神経伝達物質放出の阻害と類似するらしい。L−AP4は、網膜ではシナ プス後に作用してON両極細胞を過分極させる作用を示すことも知られている。 この作用は、これらの細胞でmGluRが活性化され、これにcGMPホスホジ エステラーゼが連携するためであるとが示唆された(Schoepp,Neurochem.Int .24:439,1994;Pin and Duvoisin,Neuropharmacology 34:1)。 代謝指向型グルタミン酸レセプターは、哺乳動物CNSで多数の正常なプロセ スにおいて役割を果たしていることが示された。mGluRの活性化は、海馬の 長期増強および小脳の長期抑制を誘発する要件であることが証明された(Bashir et al.,Nature 363:347,1993;Bortolotto et al.,Nature 368:740,1994 ;Aiba et al.,Cell 79:365,1994;Aiba et al.,Cell 79:377,1994)。侵 害受容および痛覚脱失におけるmGluR活性化の役割も証明された(Meller et al.,Neuroreport 4:879,1993)。さらに、mGluR活性化は、下記を含め た多様な他の正常なプロセスにおいて調節の役割を果たすことが示唆された:シ ナプス伝達、ニューロンの発達、ニューロンの死、シナプスの形成性(plastici ty)、空間学習、臭覚記憶、心臓活動の中枢制御、歩行、運動制御、および前庭 眼反射の制御(概説についてはNakanishi,Neuron 13:1031,1994;Pin and Duv oisin,Neuropharmacology 34:1;Knopfel et al.,J.Med.Chem.38:1417, 1995)。 本明細書に述べた文献はいずれも、本発明の先行技術とは認められない。発明の概要 本発明は、(1)新規に確認された代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質 およびそのフラグメントをコードする核酸;(2)この代謝指向型グルタミン酸 レセプター蛋白質およびそのフラグメント;(3)この新規な代謝指向型グルタ ミン酸レセプターに由来する1またはそれ以上のドメインおよび異なるレセプタ ーに由来する1またはそれ以上のドメインを有する、キメラレセプター分子;( 4)この代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質およびそのフラグメントを発 現する細胞系;(5)この代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質、蛋白質フ ラグメントおよびペプチドを標的とする、抗体およびそのフラグメント;(6) このような分子、核酸、蛋白質、細胞系および抗体の使用;(7)この代謝指向 型グルタミン酸レセプターに結合するかまたはその活性を調節する化合物のスク リーニング方法;ならびに(8)この代謝指向型グルタミン酸レセプターの活性 を調節し、およびこの代謝指向型グルタミン酸レセプターに結合する化合物およ び方法に関する。このような化合物は、好ましくは代謝指向型グルタミン酸レセ プター活性のうち1もしくはそれ以上のアゴニスト、アンタゴニスト、またはア ロステリックモジュレーターとして作用する。代謝指向型グルタミン酸レセプタ ー活性を調節することにより、抗けいれん作用、神経保護作用、鎮痛作用および 認識増強作用のような種々の作用を得ることができる。 代謝指向型グルタミン酸レセプターは、CNSに作用する多様な病態生理学的 プロセスや疾病状態において役割を果たすことが示唆されている。これらには、 発作、頭部傷害、低酸素性および虚血性の損傷、低血糖症、てんかん、および神 経変性性疾患、たとえばアルツハイマー病が含まれる(Schoepp and Conn, Trends Pharmacol.Sci.14:13,1993;Cunningham et al.,Life Sci.54: 135,1994;Hollman and Heinemann,Ann.Rev.Neurosci.17:31,1994; Pin and Duvoisin,Neuropharmacology 34:1;Knopfel et al.,J.Med.Chem .38:1417,1995)。これらの状態の病理の多くは、CNSニューロンの過度の グルタミン酸誘発性興奮によるものと考えられる。グループIのmGluRは、 シナプス後機構を介したグルタミン酸仲介ニューロン興奮およびシナプス前グル タミン酸放出を高めると思われ、それらの活性化は病理に貢献するであろう。し たがってこれらのレセプターの選択的アンタゴニストは、特に神経保護薬または 抗けいれん薬として、療法上有益となるであろう。これに対し、グループIIお よびグループIIIのmGluRを活性化すると、シナプス前グルタミン酸放出 およびそれに続く興奮性の神経伝達が阻害され、これらのレセプターの選択的ア ゴニストが療法上同様な有用性を示すであろう。このように、種々のmGluR サブタイプがCNS薬開発の新たな目標となりうる。 入手できるmGluRアゴニストおよびアンタゴニストを用いた療法効力を評 価するこれまでの研究では、表面的には相反する結果が得られている。たとえば 、ACPDを海馬ニューロンに適用すると、発作およびニューロン損傷が起きた と報告されている(Sacaan and Schoepp,Neurosci.Lett.139:77,1992;Lip parti et al.,Life Sci.52:85,1993)。しかし他の研究は、ACPDがてん かん様活性を阻害しうること(Taschenberger et al.,Neuroreport 3: 629,1992;Sheardown,Neuroreport 3:916,1992)、および神経保護性も示し うること(Koh et al.,Pro.Natl.Acad.Sci.USA88:9431,1991;Chiamulera et al.,Eur.J.Pharmacol.216:335,1992;Siliprandi et al.,Eur.J.Ph armacol.219:173,1992;Pizzi et al.,J.Neurochem.61:683,1993)を示 す。これらの相反する結果は、ACPDが選択的をもたず、種々のmGluRサ ブタイプを活性化することによると思われる。これらの結果に対する妥当な説明 は、前者の試験ではグループIのmGluRが活性化されて興奮性の神経伝達が 増強され、一方、後者の作用はグループIIおよび/またはグループIIIのm GluRの活性化により仲介されて、シナプス前グルタミン酸放出が阻害され、 興奮性の神経伝達が低減したというものである。グループIのmGluRのアン タゴニストであり、かつグループIIのmGluRのアゴニストである(S)− 43C3HPGは、DBA/2マウスにおいて聴性発作に対し保護し(Thomsen et al.,J.Neurochem.62:2492,1994);一方、グループIIのmGluRの 選択的アゴニストであるDCG−IVおよびL−CCG−IはニューロンをNM DA誘発性およびKA誘発性の毒性に対し保護する(Bruno et al.,Eur.J.Pha rmacol.256:109,1994;Pizzi et al.,J.Neurochem.61:683,1993)とい う所見も、この説明と一致する。 現在入手できるmGluRアゴニストおよびアンタゴニストは効力および選択 性が不足し、その結果、研究の道具としても有効な療法薬としても用途に限界が あるのは明らかである。さらに、これらの化合物は大部分がアミノ酸またはアミ ノ酸誘導体であるので、生物学的利用能が限られ、これがmGluRの生理、薬 理および療法効力を評価するインビボ試験を妨げている。したがって、哺乳動物 のCNSの生理学的および病態生理学的プロセスにおける種々のmGluRの役 割をさらに理解するには、個々のmGluRサブタイプにつき高い効力および選 択性をもつアゴニストおよびアンタゴニストを確認することが、最も重要な要件 である。個々のクローン化されたmGluRで安定に形質転換された細胞を用い て、化合物ライブラリーを高い処理量でスクリーニングできれば、個々のレセプ ターサブタイプに有効な新規なリード化合物を確実に得ることができるであろう (Knopfel et al.,J.Med.Chem.38:1417,1995)。これらのリード化合物は 、効力、mGluRサブタイプの選択性、および生理学的利用能のような重要な 療法特性をさらに改良するために、広範な化学修飾に用いる基準として役立つで あろう。 この情報を考慮すると、新規mGluRが他のmGluRサブタイプと比較し て哺乳動物CNSにおいて特異な発現パターンをもつことは明らかである。新規 mGluRは、他のmGluRサブタイプと比較して種々のアゴニスト、アンタ ゴニストおよび調節分子に対する特異な薬理学的プロフィルを示すと期待される 。これらの要素のため、本発明の対象である新規mGluRに有効かつ選択的に 作用する化合物は、哺乳動物CNSに対し、他のmGluRサブタイプに作用す る化合物と異なる作用を示すであろう。したがって、本発明の新規mGluRに 選択的な化合物は、CNSの種々の病態生理学的状態および疾病状態の処置に関 して、特異な用途および利点をもつと考えられる。 本発明のレセプターおよび方法の好ましい用途は、新規な代謝指向型グルタミ ン酸レセプターの活性を調節する化合物をスクリーニングすること、およびそれ らの化合物を神経疾患または神経傷害の処置の補助として利用することである。 しかし診断および治療を含めた他の用途も考えられる。それらの用途は、本発明 において同定された新規な代謝指向型グルタミン酸レセプターに基づく。その配 列を配列番号:1に、DNAコード配列を配列番号:5(配列番号:2中の読み 取り枠(ORF)、ヌクレオチド1〜2724を表す)に示す。 したがって第1態様において本発明は、少なくとも15ヌクレオチド長さの精 製または単離された核酸分子を提供する。この核酸は、配列番号:1に示したア ミノ酸配列を有する代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質のユニーク部分、 配列番号:1の連続部分である代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質、また はこれらのアミノ酸配列の機能性均等物の、少なくとも5個の連続アミノ酸残基 をコードする。好ましくは、代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質はヒト蛋 白質である。具体的態様において、核酸分子は、ゲノムDNA配列、cDNA配 列、またはRNA配列を含む。末端配列の存否のみにおいて異なる2種類の新規 な代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質が証明されたので、好ましい態様に おいて、グルタミン酸レセプター蛋白質は、配列番号:1、または配列番号:1 の残基1〜893またはこれらの配列の機能性均等物を含む。特に重要なものは 、本質的に、新規な代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質の全長をコードす る核酸分子である。したがって好ましい態様において、核酸分子は、配列番号: 1、もしくは配列番号:1のアミノ酸残基1〜893、またはこれらの配列の機 能性均等物のアミノ酸配列をコードする。 遺伝子コードの重複のため、多数の、ただし有限数の、異なる核酸配列が同一 アミノ酸配列をコードするであろうということは自明である。このような代替コ ード配列も、上記観点の本発明の範囲に含まれる。 好ましい態様において、配列番号:1をコードする核酸分子は、配列番号:5 の核酸配列をもつ。同様に好ましい態様において、核酸分子は、配列番号:5の 核酸配列またはそれに実質的に相補的な配列の、少なくとも15または50個の 連続ヌクレオチドを含む。具体的態様において、核酸分子は、配列番号:5のヌ クレオチド2678〜2724に示される核酸配列の、少なくとも3個、または 少なくとも15個の連続ヌクレオチドを含む。同様に好ましい態様において、核 酸分子は、少なくとも5個の連続アミノ酸残基をコードし、そのうち少なくとも 1個は配列番号:1の残基894〜908のうちの1つ、好ましくはアミノ酸残 基894〜908のすべてである。 特定の用途においては修飾された代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質の 使用が有利であるので、好ましい態様において本発明は、配列番号:1のアミノ 酸配列の一部である細胞外ドメインを含むアミノ酸配列をコードする、単離また は精製された核酸分予をも提供する。この態様において、コードされるアミノ酸 配列は、配列番号:1のアミノ酸配列に含まれる膜貫通ドメイン部分および細胞 内ドメイン部分を実質的に含まない。同様に他の具体的態様において、本発明は 、配列番号:1のアミノ酸配列の一部であるが、少なくとも1つのそのようなド メインを含まない、1またはそれ以上のドメインをコードする、他の単離または 精製された核酸分子をも提供する。したがって本発明は、膜貫通ドメインおよび 細胞外ドメインを含まない細胞内ドメイン、または細胞内ドメインおよび細胞外 ドメインを含まない膜貫通ドメイン、または代謝指向型グルタミン酸レセプター の膜貫通ドメインを実質的に含まない、代謝指向型グルタミン酸レセプターの細 胞外ドメイン、または細胞内ドメインを実質的に含まない細胞外ドメインおよび 膜貫通ドメインをコードする核酸分子を提供する。同様に具体的態様において、 核酸分子は、少なくとも1つの膜貫通ドメイン部分を実質的に含まない代謝指向 型グルタミン酸レセプター、または代謝指向型グルタミン酸レセプターの細胞外 ドメインを実質的に含まない代謝指向型グルタミン酸レセプター、または介在す る細胞内ドメインおよび細胞外ドメインを含むが、配列番号1のN末端細胞外ド メインもしくはC末端細胞内ドメインを実質的に含まない、連続した多重膜貫通 ドメイン(たとえば7回膜貫通ドメイン)をコードする。 さらに好ましい態様において、核酸分子は、代謝指向型グルタミン酸レセプタ ーではない(すなわち非−代謝指向型グルタミン酸レセプター)蛋白質の膜貫通 ドメインおよび細胞内ドメインをコードする第2の核酸分子に転写的に結合した (transcriptionally coupled)配列番号:1の細胞外ドメインをコードする; 精製された核酸は、配列番号:1の7回膜貫通ドメインと連続したN末端細胞外 ドメインからなる融合蛋白質をコードし、非−代謝指向型グルタミン酸レセプタ ーのC末端細胞内ドメインをコードする核酸に転写的に結合している;精製され た核酸は、配列番号:1の7回膜貫通ドメインと連続したN末端細胞外ドメイン からなる融合蛋白質をコードし、非−代謝指向型グルタミン酸レセプターの多重 細胞内ドメインをコードする核酸に転写的に結合している。 特定の用途においては、相補的またはアンチコードDNA鎖を用いるのが有利 であるので、本発明は上記観点の核酸分子の配列に対し実質的に相補的な配列を 有する単離または精製された核酸分子をも提供する。 本発明に関して、“精製された”という用語は、特定の核酸分子またはポリペ プチドが、それと共に調製物中に存在する核酸またはポリペプチド全体の実質的 画分を形成する状態で見出される他の核酸分子またはポリペプチドそれぞれから 分離されていることを意味する。好ましくは、その特定の分子は、調製物中に存 在するその種類の分子(核酸またはポリペプチド)の少なくとも1、5、10、 50、75、85もしくは95%またはそれ以上を構成する。 本発明の核酸、ポリペプチドその他の生体分子に関して“単離された”とは、 その分子が天然に見出される以外の形態(すなわちそれと他の分子との会合)で 存在することを意味する。たとえば、単離されたレセプター核酸は、同一染色体 上に存在する1またはそれ以上の核酸から分離されており、単離されたポリペプ チドは、天然に普通はそれと共に見出される他のポリペプチドの実質的画分から 分離されている。好ましくは、単離された核酸またはポリペプチドは、同一染色 体上に存在する他の核酸または同一細胞中に普通は見出される他のポリペプチド の少なくとも90%から分離されている。単離された核酸の一例は、組換え核酸 である。本出願において、単離された核酸という用語は、クローンのライブラリ ー中に存在するクローンとは異なる。それは、表示した物質をコードする特定の クローンであって、他のそのようなクローンから単離されたものを意味する。そ れは標準的組換え法により、試験管内または希望する細胞もしくは生物内に存在 するように、作り出することができる。それは、標準べクター内にクローン化し た唯一の核酸であることが好ましく、天然にそれと会合して存在する制御配列を 含んでもよく、含まなくてもよい。たとえばそれには、その天然の環境から単離 され、かつ存在すべきであると請求範囲に示した配列を有する核酸が含まれる。 それは、他の細胞成分および他の核酸から分離された核酸の均質な調製物である ことが好ましい。 本発明の核酸およびポリペプチドに関して、“ユニーク”という用語は、本発 明の核酸分子と対応する他のレセプター蛋白質(他の代謝指向型グルタミン酸レ セプター蛋白質を含む)の配列との配列の相異を意味する。したがってこれらの 配列は、少なくとも1個、好ましくは複数のヌクレオチドまたはアミノ酸残基が 異なる。 “実質的に相補的”とは、精製された核酸が特異的核酸中の相補配列領域にス トリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズしうることを 意味する。そのような核酸配列は、特定のレセプターをコードする核酸の存在を 検出するためのハイブリダイゼーション検出プローブとして、特に有用である。 ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下では、相補性の高い核酸配列 のみがハイブリダイズする。好ましくは、そのような条件では、20個の連続ヌ クレオチドのうち4個以上のミスマッチ、より好ましくは20個の連続ヌクレオ チドのうち2個以上のミスマッチ、最も好ましくは20個の連続ヌクレオチドの うち1個以上のミスマッチを有する核酸のハイブリダイゼーションが阻止される 。好ましくは、核酸は特定の配列(たとえば配列番号:2中の)の少なくとも1 5、20、27または45個の連続ヌクレオチドに対し、実質的に相補的である 。 新規なレセプターおよびフラグメントに関して、“機能性均等物”という用語 は、そのレセプターまたはレセプターフラグメントの1またはそれ以上の活性と 置換しうる活性をもつポリペプチドを意味する。これについては後記の詳細な記 述に、より詳細に説明する。 代謝指向型グルタミン酸レセプターの種々のドメインに関して、“実質的に含 まない”という用語は、そのドメインが少なくとも大部分は存在せず、好ましく はその結果そのドメインに特異的な関連活性が本質的にまったく残存しないこと を意味する。たとえばそのドメイン配列の短い部分(1またはそれ以上)が残存 してもよいが、無傷のそのドメインが普通に与える実質的な特定の活性を与える ことはない。 “含む”とは、“含む”の前にあるものがいずれも含まれるが、それらに限定 されないことを意味する。したがってこの用語は、列記した要素が必要であるが 、他の要素は任意であり、存在してもよく、存在しなくてもよいことを表す。“ 本質的に・・・・からなる”とは、列記した要素が必要であるが、他の要素は任意で あり、それらが列記した要素の活性または作用に影響を及ぼすか否かに応じて、 存在してもよく、存在しなくてもよいことを意味する。 前記観点の核酸分子に対応する単離または精製されたポリペプチドも、本発明 により提供される。したがって他の観点において、本発明は、配列番号:1に示 したアミノ酸配列のうち少なくとも6個の連続アミノ酸を有する精製ポリペプチ ドである。好ましい態様において、精製ポリペプチドは、配列番号:1の少なく とも12、18または54個の連続アミノ酸を有する。さらに好ましい態様にお いて、精製ポリペプチドは、配列番号:1の残基894〜908に示される配列 の少なくとも1個のアミノ酸を、他の連続アミノ酸に連続して含む。他の好まし い態様において、精製ポリペプチドは、配列番号:1の残基894〜908に示 される少なくとも3、6、9、12または15個のアミノ酸を含む。他の観点に おいて、精製ポリペプチドは、配列番号:1の残基1〜893に示されるアミノ 酸配列を含む。好ましい態様において、ポリペプチドはさらに、マウスmGlu R8のカルボキシ末端の15個のアミノ酸配列に相同な15個のアミノ酸配列を 含む。他の好ましいレセプターフラグメントには、細胞外部分、膜貫通部分、細 胞内部分、および/または多重膜貫通部分(たとえば7回膜貫通部分)のみを有 するものが含まれる。特に好ましい態様において、ポリペプチドは、配列番号: 1のアミノ酸配列を含む。 代謝指向型グルタミン酸レセプターまたはレセプターフラグメントをコードす る組換え核酸を発現させることは、前記のポリペプチドなどを製造するのに有用 な方法である。したがって他の観点において、本発明は、発現ベクター中ヘクロ ーン化された、前記の第1観点に記載した代謝指向型グルタミン酸レセプターま たはレセプターフラグメントをコードする、組換え核酸(すなわち配列番号:1 のアミノ酸配列を有する代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質、またはその 機能性均等物(すなわち、その蛋白質に付随する1またはそれ以上の活性を有す るが、重要でない領域にそのような活性に影響を及ぼさない数個(1〜10)の アミノ酸の変更を伴うもの)をコードするもの)を提供する。発現ベクターは、 ポリペプチドを生成するクローン化核酸配列を発現するのに必要な要素を含有す る。“発現ベクター”は、プロモーター領域(RNA転写の開始を指令する)、 およびRNAに転写されたとき合成開始のシグナルを発するDNA配列を含有す る。”発現ベクター”には、それに含有されるDNA配列を発現しうるベクター が含まれる。すなわち、コード配列は、それらの発現を行わせうる他の配列に作 動的に結合している。必ずしも常に明記してはいないが、これらの発現ベクター は宿主生物内で、エピソームとして、または生色体DNAの一体部分として、複 製できなければならない。複製できない場合、それらが有効に作動しないのは明 らかである。有効な発現ベクターの有用な(必要ではないが)要素は、マーカー コード配列、すなわちその蛋白質を含有する細胞を容易に識別できる、細胞の表 現型特性(たとえばテトラサイクリン耐性)を生じる蛋白質をコードする配列で ある。すなわち“発現ベクター”には機能的定義がなされ、含有される特定の配 列に適用した場合にそのDNAコードを発現させうるDNA配列は、いずれもこ の用語に含まれる。現在、そのようなベクターはプラスミドの形であることが多 いので、“プラスミド”と“発現ベクター”という用語はしばしば互換性をもっ て用いられる。しかし本発明は、ウイルスベクターを含めて、同等な機能をもち 、当技術分野で将来知られるようになる可能性のある他の形の発現ベクターを含 めるものとする。 レセプター蛋白質に関して、“生物学的に機能性である”および“機能性レセ プター”とは、そのレセプター分子または部分が、その通常の細胞環境での正常 なレセプターに特徴的な、目的プロセスに関連する正常な生物学的活性をもつこ とを示す。そのようなプロセスは、たとえば結合アッセイまたは複雑な細胞応答 である。好ましくは、機能性レセプターは正常な細胞応答反応に関与することが できる。発現ベクターに関して、“生物学的に機能性である”とは、関連の細胞 または発現系においてその発現ベクターを転写し、かつ転写生成物を翻訳するの が可能であることを意味する。 “形質転換した”および“トランスフェクションした”という用語は、外来の 遺伝子材料を原核細胞または真核細胞に挿入したことを意味する。そのような挿 入は、一般にプラスミドベクターまたはウイルスベクターなどのベクターを用い て行われるが、当業者に既知の他の方法も含まれる。 組換え核酸は、代謝指向型グルタミン酸レセプター、レセプターフラグメント 、または代謝指向型グルタミン酸レセプター誘導体を、そのゲノムに由来する制 御要素による制御下に、または外因性プロモーターを含めた外因性制御要素によ る制御下にコードする核酸を含有してもよい。“外因性”とは、代謝指向型グル タミン酸レセプターをコードする配列にインビボで普通は転写的に結合していな い プロモーターを意味する。 発現ベクターは本発明の他の観点において、原核性または真核性の宿主細胞を 形質転換またはトランスフェクションするために使用できる。したがって本発明 の他の観点は、組換え細胞または組織である。組換え細胞または組織は、前記第 1観点の組換え核酸配列、およびその核酸を発現しうる細胞からなる。組換え細 胞は、組換え核酸によりコードされるポリペプチドを製造するための生物工場と して作用させること、および機能性の代謝指向型グルタミン酸レセプターを含有 する細胞を産生することを含めた、多様な用途をもつ。機能性の代謝指向型グル タミン酸レセプターを含有する細胞は、たとえばmGluRのアゴニスト、アン タゴニスト、またはアロステリックモジュレーターとして使用できる。好ましい 態様において、機能性の代謝指向型グルタミン酸レセプターをコードする組換え 核酸を含有する細胞または組織は、中枢神経系細胞、末梢神経系細胞、下垂体細 胞および視床下部細胞よりなる群から選択され;組換え核酸は配列番号:1の少 なくとも12、18または54個の連続アミノ酸をコードする。本発明の具体的 態様において、宿主細胞は卵母細胞、たとえばアフリカツメガエル卵母細胞であ る。他の好ましい態様において、宿主細胞はNIH−3T3、HeLa、NGI 15、CHO、HEK293およびCOS7のいずれかである。 本発明の他の観点には、配列番号:1のアミノ酸配列もしくはその配列の一部 を有する代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質または機能性均等物をコード する核酸分子を有する発現ベクターで形質転換またはトランスフェクションした 原核細胞または真核細胞を、適した栄養条件下で増殖させることを含む、ポリペ プチド生成物の製造方法が記載される。宿主細胞を、そのポリペプチド生成物が 発現しうる様式で増殖させる。本発明の好ましい観点において、本方法はさらに ポリペプチド生成物の単離を含む。“適した栄養条件下”は、細胞が正常な代謝 機能を行い、および/または増殖しうる条件である。個々の細胞系または株に適 した条件は一般に異なるであろうが、そのような細胞タイプそれぞれに適切な条 件は当業者に既知であるか、または既知の方法で判定できる。 本発明の他の観点には、本質的に配列番号:2の配列またはその配列のフラグ メントからなる核酸を、非ヒト哺乳動物の細胞に導入することにより、トランス ジェニック非ヒト哺乳動物を形成する方法を記載する。 関連する観点において、本発明は、新規な代謝指向型グルタミン酸レセプター をコードするトランスジーンまたはそのレセプターを発現する遺伝子を保有する トランスジェニック非ヒト哺乳動物、および新規な代謝指向型グルタミン酸レセ プターをコードするトランスジーンを保有するトランスジェニック非ヒト哺乳動 物の形成方法を提供する。好ましくは、これらの態様にはヒト代謝指向型グルタ ミン酸レセプターを使用する。好ましい態様において、トランスジーンは、代謝 指向型グルタミン酸レセプターをコードし;代謝指向型グルタミン酸レセプター の発現を変化させ;代謝指向型グルタミン酸レセプターの発現を不活性化し;ま た代謝指向型グルタミン酸レセプターの発現をアップレギュレーションまたはダ ウンレギュレーションする。 “トランスジェニック”という用語は、その動物の細胞の染色体に外来遺伝子 を取り込んだ動物(植物にも適用できる)について言う。多くの場合、外来遺伝 子は異なる種に由来するが、遺伝子がその動物に普通にみられる遺伝子の誘導体 であって、その染色体に挿入されたものであってもよい。トランスジーンは染色 体に取り込まれているので、その染色体の残りの部分と一緒に複製されるであろ う。 本発明の他の態様は、配列番号:1を有する代謝指向型グルタミン酸レセプタ ーに結合するか、またはその活性を調節する化合物のスクリーニング方法である 。この方法は、代謝指向型グルタミン酸レセプターおよび被験化合物を許容しう る媒質に装入し、物理的に検出できる手段で結合または調節を監視し、これによ り、代謝指向型グルタミン酸レセプターと相互作用するか、またはその活性を調 節する化合物を同定することを含む。このような化合物は、代謝指向型グルタミ ン酸レセプターの活性を調節する療法用分子として、または異常な代謝指向型グ ルタミン酸レセプター活性を特色とする疾患に罹患している患者を診断する診断 薬として有用である。好ましい態様において、mGluRは、配列番号:1のア ミノ酸配列に含有される細胞外ドメイン、および異なるレセプターの細胞内ドメ インを有する、キメラレセプターである。このようなキメラレセプターは、本明 細書に記載する新規なmGluRによって普通は活性化されない細胞経路を活性 化で きる。同様に好ましい態様において、代謝指向型グルタミン酸レセプターを細胞 により発現させ、化合物がこの細胞に及ぼす影響を監視することにより化合物を スクリーニングする。より好ましくは、この細胞は真核細胞である。たとえば本 方法は、代謝指向型グルタミン酸レセプターをコードする組換え核酸を含有する 細胞を上記物質と接触させ、代謝指向型グルタミン酸レセプター活性の変化を検 出することを伴ってもよい。他の好ましい態様において、本方法は、標識した既 知の結合性物質との競合結合アッセイを伴う。好ましくは、本方法を利用して代 謝指向型グルタミン酸レセプターの調節薬を同定する。 本明細書において“物理的に検出できる手段”という用語は、モジュレーター または結合性化合物と新規な代謝指向型グルタミン酸レセプター分子との相互作 用を検出するための手段を意味する。そのような手段には、たとえば分光測光法 (たとえばCa2+の蛍光測定法)、電気生理学的アッセイ法、および生化学的ア ッセイ法(たとえば特異的酵素活性)を含めることができる。このような生化学 的アッセイ法には、他の種々のアッセイ法のほか、新規なmGluRによって普 通は活性化されない、キメラレセプターによる細胞経路の活性化の検出を含むこ とができる。それぞれの手段で、物理的特性やパラメーターが検出される。 “キメラレセプター”は、2以上の異なる蛋白質に由来する配列の融合物また は結合物であるアミノ酸配列をもつレセプターであり、それらの蛋白質の少なく とも1つはレセプター蛋白質である。一般に本発明においてキメラレセプターは 、2以上の異なるレセプター蛋白質に由来するドメイン(たとえば細胞外、膜貫 通、および細胞内)を構成するアミノ酸配列をもち、それらの蛋白質の少なくと も1つは本発明の新規なmGluR8である。 代謝指向型グルタミン酸レセプターの調節薬の同定は、ハイスループットスク リーニングシステムの使用によって促進される。ハイスループットスクリーニン グによって、多数の分子を試験することができる。たとえば、多数の分子を高速 自動化法で個々に、または分子のコンビナトリアルライブラリーの利用と組み合 わせて、試験することができる。コンビナトリアルライブラリー中に存在する、 代謝指向型グルタミン酸レセプター活性を調節しうる個々の化合物は、コンビナ トリアルライブラリーの画分を精製して再試験することにより得ることができる 。 こうして数千ないし数百万の分子を短期間でスクリーニングできる。活性分子を モデルとして用いて、同等または増強した活性をもつ他の分子を設計することが できる。そのような分子は一般に、10,000以下、好ましくは1,000未 満の分子量をもつであろう。それらはNemethらが国際特許出願US94/12117(WO75 111221)(本明細書に参考として含まれる)に記載したように、カルシウムレセ プターにおける3種類の活性分子から選択できる。 本発明の他の観点には、配列番号:1のアミノ酸配列を有する代謝指向型グル タミン酸レセプターまたはその一部もしくは機能性均等物の活性を調節する方法 であって、このレセプターを、代謝指向型グルタミン酸レセプターの1またはそ れ以上の活性を調節する化合物と接触させて、一般にレセプターを活性化するか 、または活性化を阻害する工程を含む方法を記載する。 代謝指向型グルタミン酸レセプターを、代謝指向型グルタミン酸レセプター活 性の調節に十分な量の化合物と接触させる。代謝指向型グルタミン酸レセプター の活性を調節すると、後記の詳細な説明に記載するように、代謝指向型グルタミ ン酸レセプターの活性化に際して起きる細胞応答が増大または低減する。典型的 には、この化合物は、代謝指向型グルタミン酸レセプターにおけるグルタミン酸 の1またはそれ以上の作用を模倣し、または代謝指向型グルタミン酸レセプター におけるグルタミン酸の1またはそれ以上の作用を遮断する(または両方の可能 性もある)。本方法は、インビトロまたはインビボで行うことができる。 “模倣する”という用語は、その化合物が、レセプターとグルタミン酸の接触 に応答して示されるものと類似の作用を起させることを意味する。“遮断する” とは、その化合物の存在により、レセプターとグルタミン酸の接触による正常な 作用のうち1またはそれ以上が阻害されることを意味する。 本発明に関して、“インビトロ”とは、そのプロセスが生細胞内で、または生 細胞により行われないことを意味する。ただしそのプロセスには、細胞膜その他 の細胞部分、または完全ではあるが生存していない細胞すら使用できる。“イン ビボ”とは、そのプロセスが生細胞内で、または生細胞により行われることを意 味し、したがって哺乳動物のような複雑な生物内で、または複雑な生物により行 われるプロセスが含まれる。 本発明の他の観点は、本発明の新規なmGluRおよび/またはこのmGlu Rの活性の調節に関連するか、またはそれらにより影響を及ぼすことができる疾 患または状態を伴っている患者の処置方法である。一般にこれらの方法は、化合 物または組成物を患者に投与することにより、mGluRの1またはそれ以上の 活性を変更または調節することを伴う。これらの方法は、これらの疾患、状態ま たは障害を伴っている患者に、代謝指向型グルタミン酸レセプターの活性を調節 するか、レセプターの発現を阻害するか、または機能性レセプターを提供する化 合物を、療法上有効な量投与することを伴う。そのような化合物には、たとえば 小型の分子、および核酸のような高分子が含まれる。多様な疾患または状態を処 置することができ、これには、好ましくは神経変性性疾患、グルタミン酸興奮毒 性、全体性および病巣性の虚血性および出血性発作、頭部外傷、脊髄傷害、低酸 素誘発性の神経細胞損傷、ならびにてんかんよりなる群から選択される、神経疾 患または神経障害が含まれる。好ましい態様において、神経変性性疾患はアルツ ハイマー病、パーキンソン病、またはハンチントン病である。 したがって1つの観点において、処置方法は、配列番号:1の配列を有する代 謝指向型グルタミン酸レセプターの活性を調節する化合物(すなわち代謝指向型 グルタミン酸レセプター調節薬)を、患者に療法上有効な量投与することを伴う (したがってこの薬剤は、機能性均等物の活性も調節しうる)。前記のように、 好ましい態様において、患者は神経疾患または神経障害をもつ。同様に好ましい 態様において、この化合物は生理学的活性または病態生理学的活性に影響を及ぼ す。例示であって限定ではないが、これにはけいれん、神経保護、ニューロンの 死、ニューロンの発達、心臓活動の中枢制御、覚醒、運動制御、および前庭眼反 射を含めることができる。 関連の観点において、処置方法は、配列番号:1の配列の機能性代謝指向型グ ルタミン酸レセプターまたはその機能性均等物をコードする核酸を、患者に療法 上有効な量投与することを伴う。この核酸は、レトロウイルスベクターおよびリ ポソームの使用など、標準法で投与できる。 関連する他の観点において、処置方法は、代謝指向型グルタミン酸レセプター 、好ましくは本質的に配列番号:1の配列からなるレセプターの発現を阻害する 核 酸を、患者に療法上有効な量投与することを伴う。代謝指向型グルタミン酸レセ プターの発現を阻害しうる核酸には、このレセプターをコードする内因性遺伝子 と相同的組換えにより結合しうるアンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイム および核酸が含まれる。阻害性核酸の標的部位には、プロモーター、プロモータ ーに作用する他の制御物質、mRNA、プロセシング前mRNA、およびゲノム DNAが含まれる。投与は、その方法が目的とする用途に応じて、この物質をコ ードするトランスジーンを供給することにより、または他のいずれか適した方法 で、行うことができる。好ましくは、前記観点の核酸を投与することにより処置 すべき疾患や障害は、以下の1またはそれ以上を特色とする:(1)その産生ま たは分泌が代謝指向型グルタミン酸レセプター活性により影響されるメッセンジ ャーの異常な量;および(2)その機能が代謝指向型グルタミン酸レセプター活 性により影響されるメッセンジャーの異常な量または活性。 “患者”とは、代謝指向型グルタミン酸レセプターの調節が有益な効果をもつ 哺乳動物を意味する。代謝指向型グルタミン酸レセプターの調節を伴う処置を必 要とする患者は、医療専門家に既知の標準法で確認できる。好ましくは、患者は 以下の1またはそれ以上を特色とする疾患または障害をもつヒトである:(1) 異常な代謝指向型グルタミン酸レセプター活性;(2)その産生または分泌が代 謝指向型グルタミン酸レセプター活性により影響されるメッセンジャーの異常な 量;および(3)その機能が代謝指向型グルタミン酸レセプター活性により影響 されるメッセンジャーの異常な量または活性。 “療法上有効な量”とは、患者の疾患または障害の1またはそれ以上の症状を ある程度軽減し;あるいはその疾患に付随するか、またはその原因である、1ま たはそれ以上の生理学的または生化学的パラメーターを部分的または完全に正常 に戻す薬剤量を意味する。 代謝指向型グルタミン酸レセプターに関して、“機能する”または“機能性” とは、そのレセプターが正常な生物学的状態(正常な細胞状態での正常なレセプ ター)でもつ関連の生物学的活性の少なくとも若干、好ましくはそのような活性 の実質的にすべてを、レセプターがもつことを示す。これらには、たとえば特異 的結合特性および特異的酵素活性(特に)を含めることができる。 関連する本発明の観点には、配列番号:1のアミノ酸配列を有する代謝指向型 グルタミン酸レセプターまたはその一部もしくは機能性均等物に結合しうる薬剤 (たとえば化合物および医薬組成物)を記載する。好ましくは、この薬剤は代謝 指向型グルタミン酸レセプターの活性を調節することができる。 本発明の1観点は、代謝指向型グルタミン酸レセプター調節薬および生理学的 に許容しうる担体から調製される医薬組成物である。それらの薬剤は、代謝指向 型グルタミン酸レセプターの活性を調節することにより患者を処置するのに使用 できる。 薬剤または医薬組成物とは、哺乳動物、好ましくはヒトに投与するのに適した 形態の薬剤または組成物を意味する。投与に適した形態に関する考慮事項は当技 術分野で知られており、毒性、溶解度、投与経路、および活性の持続が含まれる 。たとえば血流に注入する薬剤または組成物は、可溶性でなければならない。医 薬組成物は、薬剤学的に許容しうる塩類(たとえば酸付加塩)およびその複合体 として配合することもできる。そのような塩類の調製は、薬剤が生理学的作用を 発揮するのを阻害せずにその物理的特性を変化させることにより、薬剤の薬理学 的使用を容易にすることができる。 本発明の他の観点によれば、配列番号:1のアミノ酸配列を有するポリペプチ ドに結合しうる代謝指向型グルタミン酸レセプター結合薬が提供される。好まし い態様において、結合薬は特異的ポリペプチドに優先的に結合する。これは、限 られた薬剤および同数の利用可能なポリペプチドという条件下で、他のポリペプ チドより多数(多い画分)の特異的ポリペプチドが薬剤を結合させるであろうと いうことを意味する。好ましい態様において、結合薬は、配列番号:1のアミノ 酸配列を有するポリペプチド上にあるエピトープを認識する精製抗体である。さ らに好ましい態様において、結合薬は毒素に結合した抗体である。毒素に結合し た結合薬を利用して、特異的レセプターを含む細胞へ毒素を送達することができ る。たとえば、異常なレセプターを特色とする癌細胞に指向性である毒素に結合 する抗体は、癌細胞を選択的に殺すことができる。 代謝指向型グルタミン酸レセプターに結合する抗体は種々の用途をもち、たと えば代謝指向型グルタミン酸レセプター活性を調節する療法薬として;グルタミ ン酸関連疾患を診断するために、代謝指向型グルタミン酸レセプターの数および /または位置および/または機能の統合性を測定するための診断の道具として; ならびにレセプターの合成、構造および機能を調べるための研究の道具として用 いられる。代謝指向型グルタミン酸レセプターを標的とする抗体は、たとえばレ セプターのどの部分が天然リガンドのような特異的分子を結合するかを解明する のに有用である。 他の観点において、本発明は、新規な代謝指向型グルタミン酸レセプターの異 常な数または代謝指向型グルタミン酸レセプターの変化を特色とする患者の疾患 または障害を診断する方法である。そのような変化には、たとえば配列の変化、 活性の変化、および位置の変化が含まれる。本方法は、1またはそれ以上の代謝 指向型グルタミン酸レセプター、たとえば配列番号:1のアミノ酸配列を有する レセプター、またはその一部もしくは機能性均等物の、数および/または位置お よび/または機能の統合性を確認することを伴う。この数および/または位置お よび/または機能の統合性を、正常または病的であると解明された患者にみられ たものと比較して、その疾患または障害の存在の指標とする。 代謝指向型グルタミン酸レセプター結合薬を用いて診断を行うことができる。 たとえば代謝指向型グルタミン酸レセプターに結合する代謝指向型グルタミン酸 レセプター調節薬、および代謝指向型グルタミン酸レセプターに結合する抗体を 、診断に使用できる。好ましくは、検出可能な部分、たとえば放射性同位体、酵 素(たとえばアルカリホスファターゼ)、蛍光標識、重元素、もしくは当技術分 野で知られているこのような他の標識で、または検出可能な部分をもつ他の分子 に結合するタグ(たとえばビオチン/アビジン)で、結合薬を標識する。 変化したレセプターはそのレセプターが正常な個体においてもつものと異なる 構造をもち、代謝指向型グルタミン酸レセプターに関連する疾患または障害に付 随する。そのような変化はレセプターの機能に影響を及ぼす可能性があり、変化 したレセプターと正常なレセプターの構造の相異を調べることにより検出できる 。変化したレセプターには結合するが、正常なレセプターには結合しない結合薬 を用いて、変化したレセプターの存在を判定することができる。さらに、正常な レセプターには結合しうるが、特定の変化したレセプターには結合しない結合薬 も、 特定の変化したレセプターの存在を判定するのに使用できる。 同様に、検査すべきレセプターに結合する薬剤を用いて、レセプターの数を判 定することができる。このようなアッセイ法は一般に、標識した結合薬の使用を 伴い、競合アッセイ、非競合アッセイ、均一アッセイ、および不均一アッセイな どの標準形式を用いて実施できる。 他の好ましい態様において、本方法は、代謝指向型グルタミン酸レセプターに 対する抗体を用いて、代謝指向型グルタミン酸レセプターの数および/または位 置および/または機能の統合性を確認する、免疫アッセイ法であり;代謝指向型 グルタミン酸レセプターの数または変化を測定することにより、癌、たとえば中 枢神経系または末梢神経系の異所性腫瘍の存在を調べる。 本発明の他の特色および利点は、以下の本発明の好ましい態様の記載および請 求の範囲から明らかになるであろう。図面の簡単な説明 図1(配列番号:1)は、新規なヒトmGluR8蛋白質の全アミノ酸配列を 、アミノ酸の1文字略号で示す。 図2(配列番号:2)は、新規なヒトmGluR8蛋白質をコードする読み取 り枠(ヌクレオチド1〜2724)を含むCCX−1 cDNAのコード鎖の5 ’−3’ヌクレオチド配列を示す。4種類のデオキシヌクレオチドトリホスフェ ートにつき、G、A、TおよびCの標準1文字略号を用いる。 図3(配列番号:3)は、PCRフラグメントFF6.175のコード鎖の部 分5’−3’ヌクレオチド配列を示す。このヌクレオチド配列は、CCX−1ヌ クレオチド配列のヌクレオチド2154〜2319に相当する。 図4(配列番号:4)は、PCRフラグメントX120.15のコード鎖の5 ’−3’ヌクレオチド配列を示す。このヌクレオチド配列は、CCX−1ヌクレ オチド配列のヌクレオチド2163〜2283;およびFF6.175ヌクレオ チド配列のヌクレオチド10〜130に相当する。 図5(配列番号:5)は、CCX−1 cDNA(配列番号:2)中の読み取 り枠の5’−3’ヌクレオチド配列、ヌクレオチド1〜2724を示す。この配 列は前記アミノ酸配列(配列番号:1)をコードする。 図6Aは、実施例2に記載したスプライス−変異実験に関するPCRプライマ ー設計法を示す。推定スプライス−変異領域に隣接するプライマーの設計のため に、マウスmGluR−8配列とヒトmGluR−8配列のグラフを比較する。 図6Bは、実施例2に記載したスプライス−変異実験の結果を示す。 図7は、実施例4に記載した機能活性化実験の結果を示す。詳細な説明 ラットまたはマウスから得た8種類の代謝指向型グルタミン酸レセプターサブ タイプのクローニングについては、科学文献に報告されている。これらには以下 のものが含まれる:ラットmGluR1(Masu et al.,Nature 349:760,1991 ;Houamed et al.,Science 252:1318,1991;Pin et al.,PNAS89:10331,19 92)、ラットmGluR2(Tanabe et al.,Neuron 8:169,1992)、ラットm GluR3(Tanabe et al.,Neuron 8:169,1992)、ラットmGluR4(Tan abe et al.,Neuron 8:169,1992)、ラットmGluR5(Abe et al.,J.Bi ol.Chem.267:13361,1992)、ラットmGluR6(Nakajima et al.,J.Bi ol.Chem.268:11868,1993)、ラットmGluR7(Okamoto et al.,J.Bio l.Chem.269:1231,1994;Saugstad et al.,Mol.Pharmacol.45:367,1994 )およびマウスmGluR8(Duvoisin et al.,J.Neuroscience 15:3075,19 95)。ヒト代謝指向型グルタミン酸レセプターサブタイプmGluR1(Lin et al.,Soc.Neurosci.Abstr.20:468,1994)、mGluR2(Flor et al.,E ur.J.Neurosci.印刷中;Knopfel et al.,J.Med.Chem.38:1417,1995) 、mGluR4(Flor et al.,Neuropharmacol.34:149,1994)、mGluR 5(Minakami et al.,Biochem.Biophys.Res.Commun.199:1136,1994)、 およびmGluR7(Flor et al.,Soc.Neurosci.Abstr.20:468,1994)の クローニングも報告されている。 国際特許出願US91/09422(1991年12月12日出願)は、ラットから単離してクロ ーン化したG蛋白質結合グルタミン酸レセプターを提供する。欧州特許出願第93 303520.6号(1993年5月6日出願)は、本出願人らがヒトmGluR1と記載す るヒト代謝指向型グルタミン酸レセプターおよび関連DNA化合物を提供する。 本発明の対象は、新規なヒト代謝指向型グルタミン酸レセプターであ る。本発明の新規なレセプターは、グループIIIの代謝指向型グルタミン酸レ セプターに関連するヒト代謝指向型グルタミン酸レセプターであり、これにはm GluR4、mGluR6、mGluR7およびmGluR8が含まれる。 本出願人が初めて本発明の新規なヒト代謝指向型グルタミン酸レセプターを証 明し、かつ初めてその核酸配列を決定した。 以下に、本明細書中で用いる用語を若干挙げる。これらの用語は本明細書に提 示される開示内容全体を考慮して解釈すべきである。 “鎮痛薬”とは、意識を喪失させる麻酔作用を生じることなく、侵害受容刺激 の認知を変化させることにより痛みを除くことができる化合物を意味する。 “鎮痛活性”とは、普通は痛みを伴うであろう剌激に応答した痛みを軽減する 効力を意味する。 “抗けいれん活性”とは、単純な部分発作、複雑な部分発作、てんかん状態、 および外傷により誘発される発作、たとえば頭部外科処置を含めた頭部損傷に伴 って起きる発作により生じるようなけいれんを低減させる効力を意味する。 “結合薬”とは、レセプターに結合し、そのレセプターの活性を調節するか、 または調節しない、小型の分子、リガンド、抗体、または毒素のような分子を意 味する。 “認識増強活性”とは、記憶の獲得または学習した作業の遂行を改善する効力 を意味する。“認識増強活性”は、正常な論理的思考プロセスおよび理論付けを 改善する効力をも意味する。 “認識増強薬”とは、学習および記憶を改善しうる化合物を意味する。 “効力”とは、選ばれた化合物につき、統計学的に有意水準の目的活性を検出 できることを意味する。“有意”とは、p<0.05の水準の統計学的有意性を 意味する。 “痛覚過敏”とは、普通は痛みを伴う剌激に対する応答が増大しいてることを 意味する。 “最小の副作用”とは、その薬物のいかなる副作用も平均的個体が耐容でき、 したがってその薬物を標的疾患または障害の療法に使用できることを意味する。 このような副作用は当技術分野で周知である。好ましくは、最小の副作用は、標 的疾患または障害に関する薬物承認につき耐容できるとFDAがみなしたもので ある。 “調節する”とは、細胞性レセプターの活性を増大または低下させることを意 味する。 “筋肉弛緩薬”とは、筋肉の緊張を低下させる化合物を意味する。 “神経痛”とは、神経分布における痛みを意味する。 “神経障害または神経疾患”とは、神経系の障害または疾患を意味する。神経 障害および神経疾患の例には、全般性および限局性の虚血性および出血性発作、 頭部外傷、脊髄傷害、低酸素誘発性の神経細胞損傷(心停止または新生児窮迫に おけるような)、てんかん、ならびに神経変性性疾患が含まれる。 “神経変性性疾患”とは、中枢神経系の細胞に影響を及ぼし、その結果、神経 系の細胞が適正に機能する能力が次第に低下する神経疾患を意味する。神経変性 性疾患の例には、アルツハイマー病、パーキンソン病またはハンチントン病が含 まれる。 “神経保護活性”とは、たとえば神経障害または神経疾患により起きるニュー ロン細胞の死を阻止する効力を意味する。 “有効”とは、代謝指向型グルタミン酸レセプターにおいて、1またはそれ以 上のレセプター活性に関して、その化合物が10μM未満、より好ましくは10 0nM未満、さらに好ましくは1nM未満のEC50値(最大活性の半分を生じる 濃度)、またはIC50値(最大阻害の半分を生じる濃度)、またはKd(最大結 合の半分を生じる濃度)をもつことを意味する。 “選択的”とは、その化合物がイオンチャンネル内蔵型グルタミン酸レセプタ ー、より好ましくは異なる分類グループの他の代謝指向型グルタミン酸レセプタ ーサブタイプ、さらに好ましくは同一分類グループの他の代謝指向型グルタミン 酸レセプターサブタイプを活性化し、阻害し、および/またはそれらに結合する より低い濃度で、特定の代謝指向型グルタミン酸レセプターサブタイプを活性化 し、阻害し、および/またはそれらに結合することを意味する。好ましくはこの 濃度差は10倍、より好ましくは50倍、さらに好ましくは100倍である。 “療法上有効な量”とは、患者において目的とする療法効果を生じる化合物量 を意味する。たとえば疾患または障害に関して、これはその疾患または障害の1 またはそれ以上の症状をある程度軽減し、またその疾患または障害に付随するか 、またはその原因である、1またはそれ以上の生理学的または生化学的パラメー ターを部分的または完全に正常に戻す量である。患者を処置するのに用いる場合 、それは0.1〜100mg/kg、好ましくは50mg/kg未満、より好ま しくは10mg/kg未満、より好ましくは1mg/kg未満の量であると考え られる。好ましくはこの量は、代謝指向型グルタミン酸レセプターに約1nM〜 1μMの有効濃度の化合物を供給する。化合物の量は、そのEC50(アンタゴニ ストの場合はIC50)、ならびにその患者の年齢、体格、および付随する疾患に 依存する。1.方法 A.新規なmGluRの核酸配列 本発明は、代謝指向型グルタミン酸レセプターおよびレセプターフラグメント をコードする核酸配列である。この核酸配列は、原核細胞または真核細胞におい てそのレセプター配列を発現しうるように工学的に処理されてもよい。たとえば コード配列全体またはそのフラグメントを、適切な発現ベクター中で、このよう な発現が可能となるように以下の1またはそれ以上と組み合わせることができる :(1)外因性プロモータ一配列、(2)リボソーム結合部位、(3)ポリアデ ニル化シグナル、(4)分泌シグナル。5’側非翻訳配列において、原核細胞ま たは真核細胞中での発現を改善するように修飾することができる。あるいはコド ンを、それらが同一アミノ酸をコードするが、選ばれた発現系においてそのコド ンが好ましいコドンであるように、修飾することができる。このような好ましい コドンの使用については、たとえばGrantham et al.,Nuc .Acids Res.,9:43- 74(1981)、およびLathe,J .Mol.Biol.,183:1-12(1985)に記載されてお り、これらが参考として本明細書に含まれるものとする。本発明の好ましい態様 において、核酸配列は、新規なヒト代謝指向型グルタミン酸レセプターをコード する配列番号:2の配列である。さらに好ましい態様において、核酸配列は配列 番号:5の配列である。 さらに、特定のレセプターをコードする核酸配列は、たとえば核酸ハイブリダ イゼーションアッセイプローブを提供することにより、他の関連レセプターを得 るための道具をさらに提供する。さらに、異なるが関連のある2以上のレセプタ ーをコードする核酸配列を分析して、配列保存の局在領域を決定することができ る。これらの保存核酸領域は、ハイブリダイゼーションプローブとして有用であ り;あるいはハイブリダイゼーションプローブの設計および合成に寄与し;これ らを用いてレセプタースーパーファミリーの他の構成員子をコードするクローン 化核酸を得ることができる。保存配列は、配列番号:2の全核酸配列の分析、お よびその配列と他のmGluRをコードするヌクレオチド配列との比較により推 定できる。 “保存核酸領域”とは、代謝指向型グルタミン酸レセプターをコードする2以 上の核酸内の領域であって、特定の相補的核酸が比較的ストリンジェンシーの低 い条件下でそれにハイブリダイズしうる領域を意味する。代謝指向型グルタミン 酸レセプターをコードする核酸のスクリーニングに適する比較的ストリンジェン シーの低い条件の例は、後記の実施例およびAbe et al.,J.Biol.Chem.19:1 3361(1992)(参考として本明細書に含まれるものとする)に示される。好まし くは、保存核酸領域はヌクレオチド20個のうち7個より多く異なることはない 。 クローン化されたレセプターまたはレセプターフラグメントをコードする核酸 の用途には、以下の1またはそれ以上が含まれる:(1)たとえば、構造を決定 するために、レセプターに対する分子の活性をアッセイするために、およびレセ プターに結合する抗体を得るために使用できる、レセプター蛋白質を製造する; (2)配列決定してレセプターのヌクレオチド配列を判定し、これを、たとえば 他のレセプターと比較する基礎として利用して、保存領域を決定し、正常なレセ プターおよび変化したレセプターに対するユニークヌクレオチド配列を決定し、 またアンチセンス核酸、リボザイム、ハイブリダイゼーション検出プローブまた はポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅プライマーの標的部位として使用できる ヌクレオチドを決定することができる;(3)試料中の天然レセプターおよび/ または関連レセプターの存在を検出するためのハイブリダイゼーション検出プロ ーブとして;(4)特定の核酸配列領域を形成するための、たとえばハイブリダ イゼーション検出プローブにより探査すべき領域を形成するための、PCRプラ イマーとして。 一般に本発明の核酸分子は、本発明に有用な全長代謝指向型グルタミン酸レセ プター、代謝指向型グルタミン酸レセプターフラグメント、全長代謝指向型グル タミン酸レセプターの誘導体、代謝指向型グルタミン酸レセプターフラグメント の誘導体をコードする核酸配列をもつ。これらには、配列番号:2、配列番号: 5に示される配列、もしくは配列番号:1に示される蛋白質配列をコードする配 列、またはそれらの相補鎖を含む核酸配列;ストリンジェントな条件下で配列番 号:2もしくは配列番号:5の核酸配列に、またはそのフラグメントにハイブリ ダイズする核酸配列;遺伝子コードの縮重がなければ配列番号:2もしくは配列 番号:5の核酸配列にハイブリダイズするであろう核酸配列が含まれる。 好ましくは核酸は、配列番号:2に示される配列のうち少なくとも15、18 、27、最も好ましくは少なくとも45個の連続核酸を含有する。より長い核酸 の利点には、以下の点が含まれる:たとえば抗体の産生に使用できる代謝指向型 グルタミン酸レセプターの配列をもつ、より長い蛋白質フラグメントが生成する ;よりストリンジェンシーの高いハイブリダイゼーションアッセイ条件下での核 酸プローブの特異性が増す;およびよりストリンジェンシーの低いハイブリダイ ゼーションアッセイ条件下で、関連の代謝指向型グルタミン酸レセプター核酸に 対し、より特異的である。 前記の概要に記載したように、本発明はまた、配列番号:5の配列領域に対し 実質上相補的な、少なくとも15、25、35、または好ましくは55個の連続 ヌクレオチドの核酸配列領域を含む、精製核酸である。好ましい態様において、 核酸配列領域には、配列番号:5のヌクレオチド2678〜2724に示される 核酸配列のうち、少なくとも3、9、15、より好ましくは少なくとも25個の 連続ヌクレオチドが含まれる。 本発明はまた、配列番号:1に示される少なくとも5個の連続アミノ酸をコー ドする核酸配列を含む、代謝指向型グルタミン酸レセプターまたはそのフラグメ ントをコードする核酸である。好ましくは、この核酸は、配列番号:1のうち少 なくとも12、18、30または54個の連続アミノ酸をコードする。特定の態 様において、この核酸は配列番号:1の残基894〜908に示される少なくと も1個の連続アミノ酸、より好ましくは少なくとも3、6、9、12または15 個の連続アミノ酸をコードする。他の態様において、この核酸は、配列番号:1 の残基1〜893を含むアミノ酸配列をコードする。あるいはこの核酸は、さら にマウスmGluRのカルボキシ末端の15アミノ酸配列に相同なアミノ酸配列 をコードする。 さらに、この核酸は、細胞外結合ドメイン部分、膜貫通ドメイン部分または細 胞内ドメイン部分のいずれかをコードする核酸配列に相補的であってもよい。こ のようなドメインをコードする核酸は、非−代謝指向型グルタミン酸レセプター 蛋白質に由来する第2の核酸配列に転写的に結合していてもよい。たとえば、本 明細書に開示する新規なレセプターに由来する細胞外ドメインをコードする核酸 が、非−代謝指向型グルタミン酸レセプターの膜貫通および細胞内コードドメイ ンをコードする第2の核酸に転写的に結合していてもよい。あるいは細胞外結合 ドメインが、配列番号:1の配列をもつレセプター以外の異なるクラスまたはサ ブクラスのmGluRの員子である代謝指向型グルタミン酸レセプターの膜貫通 および細胞内コードドメインをコードする第2の核酸に転写的に結合していても よい。レセプターフラグメントおよびキメラレセプターをコードするこのような 核酸は、たとえば出願中の米国特許出願第60/001,526号に記載されており、その 全体が本明細書に参考として含まれる。遺伝子コードの縮重のため、異なる組合 わせのヌクレオチドが同一ポリペプチドをコードすることができる。したがって 、同一アミノ酸配列をもつ多数の代謝指向型グルタミン酸レセプターおよびレセ プターフラグメントを、異なる核酸配列によりコードすることができる。1.ハイブリダイゼーションプローブおよびプライマーを用いるクローニング 現在のところ、mGluR核酸を単離する好ましい方法は、ハイブリダイゼー ションスクリーニングを基本としている。核酸配列(配列番号:2)のような代 謝指向型(metabotropic)グルタミン酸レセプターをコードする核酸またはアミ ノ酸配列(配列番号:1)をコードする核酸から誘導された領域-特異的プライ マーまたはプローブは、既知の方法(例えば、Innisら、PCR Prot ocols,Academic Press,San Diego,CA、19 90;Sambrookら、Molecular Cloning,Cold Spring Harbor Laboratory Press、1989) を用いて、DNA合成およびPCR増幅を開始するために、ならびに、mGlu R族の一員をコードするクローン化DNAを含む細菌のコロニーまたはファージ プラークを同定するために用いることができる。a.PCRクローニング mGluRをコードする核酸を標的とするプライマーハイブリダイゼーション 特異性は、ハイブリダイゼーション条件を変えることによって、調整することが できる。50−60℃のストリンジェンシーのより高い条件でハイブリダイゼー ションを行う場合、プライマーとの相同性が約76%より大きい配列が増幅され るであろう。ハイブリダイゼーシヨンを35−37℃で行うことによって、スト リンジェンシーのより低い条件を用いる場合、プライマーとの相同性が約40− 50%より大きい配列が増幅されるであろう。 代謝指向型グルタミン酸レセプターの分析は、それらが7つの保存された推定 のトランスメンブレンドメインを持つG蛋白質が複合(couple)したレセプターで あることを示唆している。特に有効な研究方法の一つは、保存された推定のトラ ンスメンブレンドメインと相同な縮重プライマーを用いること、およびポリメラ ーゼ鎖反応(PCR)を用いてこれらの配列をコードするDNA領域を増幅させ ることである。例えば、そのようなオリゴヌクレオチドプライマーを、ゲノムD NAまたは選択された組織から単離されたRNAから調製されたcDNAと混合 し、PCRを実行する。新規のG蛋白質−複合レセプター配列は、既知のG蛋白 質−複合レセプターと必ずしも同一ではないので、ある実験では、選択された組 織からの新規のG蛋白質−複合レセプター配列を特異的に増幅する必要があるが 、当業者らはこのことを良く理解している。例えば、Buck,L.およびAx el,R.、1991、Cell,65:175−187を参照のこと。b.ハイブリダイゼーションアッセイプローブ ハイブリダイゼーションアッセイプローブは、本発明の目的である新規のmG luRのようなレセプターをコードするクローン化mGluRsおよびアミノ酸 配列から得られた配列情報を基にして、設計することができる。ハイブリダイゼ ーションアッセイプローブは、プローブと完璧に相補的な具体的核酸標的配列の 存在を検出するように、そして、ハィブリダイゼーション条件およびプローブ設 計を変えることによってより相補性の小さい標的配列の存在を検出するように設 計することができる。 代謝指向型グルタミン酸レセプターを標的とするDNAプローブを設計し、異 なる条件下で用いると、標的配列とのハイブリダイゼーションに必要な特異性の 程度を調節することができる。長さ、GC含量、可能な自己相補性、および洗浄 条件のような、プローブ設計に影響する因子は、この技術分野で既知である(例 えば、Sambrookら、Molecular Cloning,Cold Spring Harbor Laboratory Press、1989、 を参照のこと、本文献はここに参照として採用する)。また、Sambrook ら、Molecular Cloning、は、ポリペプチドの配列情報を基に した縮重プローブの設計および使用についても考察している。 一般的なガイドラインとしては、高いストリンジェンシー条件(50−65℃ 、5XSSPC、50%ホルムアミドでハイブリダイゼーション、50−65℃ 、0.5XSSPCで洗浄)を用いると、相補性が約90%より大きい領域を持 つ核酸配列間のハイブリダイゼーションを得ることができる。低いストリンジェ ンシー条件(35−37℃、5XSSPC、40−45%ホルムアミドでのハイ ブリダイゼーション、42℃、2XSSPCでの洗浄)を用いると、その結果、 相補性が35−45%より大きい領域を持つ配列がプローブにハイブリダイズす るであろう。 ゲノムDNA源として、例えば、胎盤または末梢血液の白血球を含む多くの組 織または細胞を用いることができる。しかしながら、RNAに関しては、より好 ましい起源は、所望の代謝指向型グルタミン酸レセプター族構成員をより高いレ ベルで発現する組織または細胞型である。B.新規の代謝指向型グルタミン酸レセプター核酸誘導体 本発明の単離された核酸配列は、また、実質的に有用な修飾された核酸の作成 もまた提供する。核酸配列をインビトロまたはインビボで突然変異にさせると、 例えば、(1)コード領域内で変異を作りそれによって代謝指向型グルタミン酸 レセプター変異体または誘導体を生成するか;(2)新しく制限エンドヌクレア ーゼ部位を形成するか、または前から存在するそれを破壊して、さらにインビト ロでの修飾を容易にするか;または(3)新しいスプライス部位を形成してmG luRスプライス変異体を作り出す:ことができる。インビトロでの部位特異的 突然変異誘発(Hutchinsonら、J.Biol.Chem.,253: 6551、1978;Sambrookら、15章、上記)のような、突然変異 誘発のための標準的な組換え技術、TABRリンカー(Pharmacia)の 使用、およびPCR−特異的突然変異誘発を用いて、そのような突然変異を作り 出すこともできる。さらに、本発明の核酸配列を、他のレセプターをコードする 核酸と遺伝子工学で結合させると、キメラレセプターをコードする核酸を形成さ せることができる。そのようなキメラレセプターをkーどする核酸は、例えば、 係属出願U.S.S.N.60/001.526に記載されており、その全体を ここに参照として採用する。 好ましいレセプターフラグメントは、レセプターの機能活性、結合部位、抗体 の認識にかかわるエピトープ(典型的には、少なくとも6アミノ酸)、および/ または代謝指向型グルタミン酸レセプターアゴニストまたはアンタゴニストを結 合する部位を持つそれらを含む。その他の好ましいレセプターフラグメントは、 細胞外部分、トランスメンブレン部分、細胞内部分、および/または複数のトラ ンスメンブレン部分(例えば、7つのトランスメンブレン部分)のみを持つそれ らを含む。そのようなレセプターフラグメントは、特定の領域への抗体を得るた めに用いられる、および他のレセプターのフラグメントとのキメラレセプターを 形成させて、ユニークな性質を持つ新しいレセプターを作り出すために用いられ ると言ったような、様々な用途を持つ。そのような精製されたレセプターフラグ メントおよびキメラレセプターは、例えば、係属出願U.S.S.N.60/0 01.52に、記載されており、ここにその全体を参照として採用する。それ故 、上記の要約に記載したように、本発明は、全長の代謝指向型グルタミン酸レセ プターあるいはフラグメントと同一または実質的に同じ活性を持つ全長の代謝指 向型グルタミン酸レセプターの誘導体およびそのフラグメントを特徴とする。そ のような誘導体は、誘導レセプターが親レセプターの一つまたはそれより多くの 活 性の遂行を妨げないような、レセプターへのアミノ酸の付加、置換、および欠損 を含む。機能的に均等な代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質は、限定する 訳ではないが、そのような誘導体を含む。C.アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイム アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイムは、代謝指向型グルタミン 酸レセプターをコードする核酸を標的化し、標的化された核酸からの蛋白質発現 を阻害することができる。数多くのメカニズムが、アンチセンス核酸の影響を説 明するために、提案されている。例えば、Helene,C.およびToulm e,J.,Biochimica et Biophysica Acta,1 049:99、1990、ならびに、Uhlmann,E.およびPeyman ,A.,Chemical Reviews,90:543、1990、を参照 のこと。 提案されたメカニズムは、成熟前転写終止の原因となり、且つpre−mRN Aイントロン/エキソン結合部にハイブリダイズすることによってmRNAプロ セシングを妨害する、未成熟mRNAへのアンチセンスオリゴヌクレオチドのハ イブリダイゼーションを含む。アンチセンスオリゴヌクレオチドによって核酸活 性が妨害されるという、これらおよびいくつかの提案されたその他のメカニズム は、アンチセンス核酸が標的核酸配列とハイブリダイズする能力を基にしている 。好ましくは、アンチセンス核酸は、長さが15から30の塩基である。 リボザイムは、RNAの特異的切断を触媒する能力を持つ酵素に似たRNA分 子である。リボザイムの作用には、相補的標的RNAへのリボザイムの配列特異 的相互作用、それに続いて起こるエンドヌクレアーゼ分解切断(endonucleolyti ccleavage)が含まれる。代謝指向型グルタミン酸レセプターをコードする特定 のRNA配列のエンドヌクレアーゼ分解切断を特異的且つ効果的に触媒するため に、ハンマーヘッドのような異なるリボザイム切断モチーフを遺伝子工学で作成 することができる。 具体的なリボザイム切断部位には、GUA、GUUおよびGUCが含まれる。 ひとたび、切断部位が同定されると、切断部位を含む標的RNA領域を標的とす る15と20の間のヌクレオチドからなる短いRNA配列の予想される構造特徴 を評価し、リボザイム適合性を決定することができる。標的候補の適合性は、ま た、相補的オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーションでのそれらの近付き やすさをリボヌクレアーゼ保護アッセイを用いて試験することによって、評価す ることもできる。Draper、PCT WO93/23569(ここに参照と して採用する)を参照のこと。 アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイムは、RNAおよびDNA分 子の合成に関するこの技術分野で既知の方法によって、調製することができる。 核酸の化学合成に関する標準技術には、固相ホスホルアミダイト化学合成が含ま れる。また、特定の核酸は、所望の核酸をコードするプラスミドで形質転換され た宿主を用いて酵素的に作り出すこともできる。 核酸に様々な修飾を導入して、細胞内安定性および半減期を増加させることも できる。可能な修飾には、ホスホロチオエートまたはメチルホスホネート結合を 用いるようなホスホジエステル骨格の修飾が含まれる。 本発明の好まし実施態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザ イムは、配列番号:1のアミノ酸配列をコードする核酸を標的とする。より好ま しくは、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイムは、配列番号:2の 核酸フラグメントを標的とする。D.遺伝子およびオリゴヌクレオチド療法 遺伝子およびオリゴヌクレオチド療法には、機能化代謝指向型グルタミン酸レ セプターをコードする核酸の使用、および阻害性オリゴヌクレオチドの使用が含 まれる。阻害性オリゴヌクレオチドには、アンチセンス核酸およびリボザイムが 含まれる。遺伝子およびオリゴヌクレオチド療法は、後に患者に移植される細胞 にエキソビボで行われるか、または患者の体内に核酸または核酸−蛋白質複合体 を直接投与することによって行うことができる。 アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイムは、覆いのない核酸、核酸 組成物(例えば、リボソームによってカプセル化する)によって、およびレトロ ウイルスベクターによってのように、異なる技術を用いて患者に投与することが できる(Miller,Nature,357,455−460、ここに参照と して採用する)。また、アンチセンス核酸またはリボザイムをコードする核酸を 用いて、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイムを、細胞内に導入す ることもできる。 遺伝子治療は、レセプターをコードする遺伝子、好ましくは代謝指向型グルタ ミン酸レセプターを、レセプター蛋白質の発現を可能にする様式で、患者の体内 にトランスファーすることによって、成し遂げることができる。レセプター蛋白 質配列をコードする組換え核酸分子は、インビボでまたはエキソビボで、細胞内 に導入することができる。インビボでのトランスフェクション技術には、リポソ ームおよびレトロウイルスベクターの使用が含まれる(Miller,Natu re,357,455−460、ここに参照として採用する)。エキソビボでの トランスフェクションでは、可能なトランスフエクションの技術の数は増加する が、患者体内の細胞の除去および続いて行う挿入によるさらなる合併症が加わる 。 本発明の好ましい実施態様では、遺伝子治療に用いられる核酸は、配列番号: 1、より好ましくは配列番号:2、またはその部分をコードする遺伝子である、 および/または、オリゴヌクレオチド治療に用いられるオリゴヌクレオチドは、 配列番号:1、より好ましくは配列番号:2をコードする核酸を標的とする。E.トランスフェクトされた細胞系 機能化代謝指向型レセプターを発現する核酸を用いて、特定の代謝指向型グル タミン酸レセプターを機能的に発現するトランスフェクトされた細胞系を作り出 すことができる。そのような細胞系は、代謝指向型グルタミン酸レセプター活性 を調節することのできる分子の高いスロープットスクリーニングに用いられ;さ らに、代謝指向型グルタミン酸レセプターに結合するアッセイおよび代謝指向型 グルタミン酸レセプターペプチドの生産に用いられる;ように、様々な用途を持 つ。 様々な細胞系は、内因性の機能応答と外因性発現レセプターをカップリングす ることができる。数多くのこのような細胞系(例えば、NIH−3T3、HeL a、NG115、CHO、HEK293およびCOS7)を試験すると、それら は内因性の代謝指向型グルタミン酸レセプターが欠損けていることが確認できる 。外部グルタミン酸への応答を欠くそれらの細胞系を用いると、クローン化され た代謝指向型グルタミン酸レセプターを発現する安定なトランスフェクトされた 細 胞系を確立することができる。 このような安定なトランスフェクタントの作成は、代謝指向型グルタミン酸レ セプターcDNAのコード配列が複数のクローニング部位にクローン化された、 pCE4のような、真核生物発現ベクターでの適当な細胞系をトランスフェクシ ョンすることによって、成し遂げられる。これらの発現ベクターは、様々な哺乳 動物細胞内でcDNAを高レベルで転写する、ヒトのシトメガロウイルスプロモ ーター(CMV)のような、プロモーター領域を含む。さらに、これらのベクタ ーには、興味あるcDNAを安定に発現する細胞選択用遺伝子が含まれる。pC EP4ベクター内の選択可能マーカーは、ヒグロマイシン(非トランスフェクト 細胞を死滅させるために培地に加えられた代謝阻害剤)に耐性を授ける酵素をコ ードする。様々な発現ベクターおよび選択スキームを評価して、高スロープット スクリーニングアッセイに用いるための代謝指向型グルタミン酸レセプター−発 現細胞系の生成に最適な条件を決定する。 プラスミドDNAでの真核細胞系のトランスフェクションに最も効果的な方法 は、与えられた細胞型で変化する。代謝指向型グルタミン酸レセプター発現構築 物は、適当な技術(リン酸カルシウム沈殿、DEAE−デキストラントランスフ ェクション、リポフェクションまたはエレクトロポレーションのいずれか)によ って、培養細胞内に導入されるであろう。 トランスフェクトされたDNAを安定に取り込んだ細胞は、上記のように、選 択培地に対するそれらの耐性によって同定され、クローン細胞系は、耐性コロニ ーの拡大によって作り出されるであろう。これらの細胞系による代謝指向型グル タミン酸レセプターcDNAの発現は、溶液ハイブリダイゼーションおよびノー ザンブロット分析によって評価されるであろう。レセプター蛋白質の機能的発現 は、アデニルシクラーゼ活性の阻害とそれに続く代謝指向型グルタミン酸レセプ ターアゴニストの外部適用に応答して起こるcAMP蓄積の減少を測定すること によって;または、代謝指向型グルタミン酸レセプターアゴニストの外部適用に 応答して起こる細胞内カルシウムの運動性を測定することによって、定量するこ とができるであろう。 本発明の好ましい実施態様では、安定なトランスフェクトされた細胞系を作り 出すために用いられる核酸は配列番号:1をコードし、より好ましくは、配列番 号:2によって表される核酸、および/または、(1)レセプター変異体をコー ドする誘導体、(2)キメラレセプターをコードする誘導体、あるいは(3)レ セプターフラグメントをコードする誘導体;を含む、様々に修飾されたその誘導 体である。F.トランスジェニック動物 トランスジェニック動物および形質転換した細胞を用いると、レセプターの過 剰または涸渇状態の細胞機能への影響について研究することができる。実験モデ ルシステムを用いると、細胞あるいは組織培養内、動物全体内、または動物全体 あるいは組織培養システム内の特定の細胞あるいは組織内での影響について研究 することもできる。影響を、特定の時間間隔(胚形成期を含む)で研究すること ができる。トランスジェニック哺乳動物(非人間)は、代謝指向型グルタミン酸 レセプターの導入効果を研究する;代謝指向型グルタミン酸レセプター発現を調 節する(即ち、さらなる遺伝子、アンチセンス核酸またはリボザイムの導入によ る)、および、代謝指向型グルタミン酸レセプター上のグルタミン酸の影響を模 倣あるいは阻止する分子の影響を研究する:ためのインビボでの試験システムと して、特に有用である。 本発明は、代謝指向型グルタミン酸レセプターの生理学的役割を研究する実験 モデルシステムを提供する。レセプター発現の程度を変化させるモデルシステム を作り出すことができる。例えば、遺伝子がより高いレベルで発現されるような レセプターを天然で発現する細胞内に、レセプターをコードする核酸を、挿入す ることもできる。代わりの方法として、組換え遺伝子を用いて、相同組換えによ って、内因性遺伝子を不活性化し、そうすることによって代謝指向型グルタミン 酸レセプター欠失細胞、組織または動物を作り出すこともできる。 遺伝子の不活性化は、例えば、挿入変異(例えば、neo遺伝予)を含むよう に組み換えた組換え遺伝子を用いることによって、起こすことができる。組換え 遺伝子は、宿主細胞のゲノム、組織または動物内に挿入され、そして、レセプタ 一の転写を不活性化する。そのような構築物を、トランスフェクション、トラン スダクションおよびインジェクションのような技術によって、胎芽幹細胞のよう な細胞内に導入することができる。完全にレセプター配列の欠損した幹細胞は、 レセプターの欠乏したトランスジェニック動物を作り出すことができる。 好ましい試験モデルは、トランスジェニック動物である。トランスジェニック 動物は、細胞内に人工的に挿入されたDNAおよび細胞からの動物のゲノム内に 挿入されたDNAを含む細胞を持つ。好ましいトランスジェニック動物は、霊長 類、マウス、ラット、ウシ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、イヌおよびネコである 。 トランスジェニック動物を生成するために、様々な方法が可能である。例えば 、DNAを、オスおよび雌の前核の融合前に、受精卵の前核内にインジェクトす ることができ、または、胎芽細胞の核(例えば、二細胞胎芽期の核)内に導入し 、次いで細胞分裂を開始させることもできる(Brinsterら、Proc. Natl.Acad.Sci.USA,82,4438−4442,1985) 。その他の例としては、胎芽を、代謝指向型グルタミン酸レセプタヌクレオチド 配列を持つように修飾した、ウイルス、特にレトロウイルスに感染させることも できる。 胎芽の内部細胞集団から誘導され培地内で安定化された多能性幹細胞は、培地 内で操作して、本発明のヌクレオチド配列を取り込ませることができる。トラン スジェニック動物は、養母内に移植して受け入れられる未分化胎芽細胞内への移 植を通して、そのような幹細胞から作り出すことができる。トランスジェニック 実験に適当な動物は、Charles River(Wilmington,M A)、Taconic(Germantown,NY)、およびHarlan Sprague Dawley(Indianapolis,IN)のような標 準的市販品から得ることができる。 胎芽幹(ES)細胞を培養し、続いてエレクロトポレーション、リン酸カルシ ウム/DNA沈殿および直接インジェクションのような方法を用いて、ES細胞 内にDNAを導入することによってトランスジェニック動物を作り出す方法もま た、当業者らに周知である。例えば、Teratocarcinomas an d Embronic Stem Cells.A Practical Ap proach,E.J.Robertson編、IRL Press,1987 、を参照のこと。 胎芽操作法は、この技術分野では良く知られている。げっ歯動物の胎芽の操作 法および接合子の前核内へのDNAのミクロインジェクション法は、当業者に周 知である(Hoganら、上記)。魚類、両生類の卵および鳥類へのミクロイン ジェクション法は、HoudebineおよびChourrout,Exper ientia,47,897−905、1991、に詳細に記載されている。動 物組織内へDNAを導入するその他の方法は、米国特許第4,945,050号 (Sandfordら、1990年7月30日)に記載されている。 所望クローンのトランスフェクションおよび単離は、標準的技術を用いて行う ことができる(例えば、E.J.Robertson、上記)。例えば、ランダ ムな遺伝子組込みは、抗生物質耐性をコードする遺伝子と核酸をコトランスフェ クトすることによって行うことができる。代わりの方法としては、例えば、抗生 物質耐性をコードする遺伝子を、代謝指向型グルタミン酸レセプターをコードす る核酸配列に物理的に結合させる。 ES細胞内に導入されたDNA分子もまた、相同組換え法を通して染色体内に 組込むことができる(Capecchi,Science,244,1288− 1292,1989)。組換え結果の陽性選択法(例えば、ネオマイシン耐性) および陽性−陰性選択法(例えば、ネオマイシン耐性およびガングシクロビア耐 性)さらにそれに続くPCRによる所望クローンの同定法は、Capcchi、 上記、およびJoynerら、Nature,338,153−156,198 9、に記載されており、その教えはここに採用される。 方法の最終段階は、標的ES細胞を胎盤胞内に注射し、擬妊娠の雌に胎盤胞を トランスファーすることである。得られたキメラ動物を育て、子孫をサザンブロ ッティングによって分析して、トランス遺伝子を持つ個体を同定する。 トランスジェニックマウスの調製について記載した例は、以下の通りである。 雌のマウスを過剰排卵させ、雄と共にする。交尾した雌はCO2窒息または頚部 脱臼によって屠殺し、胎芽を摘出した卵管から回収する。周辺の卵丘(cumulus) 細胞を取り除く。次いで、前核胎芽を洗浄し、注射時まで保管する。 精管切除した雄とつがいになったランダム周期の成熟した雌のマウスは、移植 胎芽の宿主として供される。宿主の雌は、ドナーの雌として同時につがわせ、外 科手術によって胎芽を宿主の雌にトランスファーする。 トランスジェニックラットを作り出す方法は、マウスのそれと類似している。 Hammerら、Cell,63,1099−1112、1990、を参照のこ と。トランスジェニックしたげっ歯動物以外の哺乳動物およびその他の動物の作 成方法は、この技術分野で既知である。例えば、HoudebineおよびCh ourrout、上記;Purselら、Science,244,1281− 1288、1989;および、Simmsら、Bio/Technology, 6,179−183、1988、を参照のこと。 本発明の好ましい実施態様では、形質転換細胞またはヒト以外のトランスジェ ニック動物の作成に用いられる核酸は、配列番号:2の核酸またはその部分であ る。G.新規の代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質、誘導体およびフラグメン 1.代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質 組換え代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質は、ヒト組織および細胞型を 含む様々な組織および細胞型内で発現させることができる。これらの組換え代謝 指向型グルタミン酸レセプター蛋白質を、当業者らは、様々な目的のために利用 することができる。組換えレセプター蛋白質を、ポリクローナルおよびモノクロ ーナル抗体を含む代謝指向型グルタミン酸レセプターに対する抗体を作成するた めの抗原源として用いることもできる。さらに、組換え代謝指向型グルタミン酸 レセプター蛋白質を、当業者らに既知の方法を用いて薬品開発目的のために用い ることもできる。組換えレセプター蛋白質を用いて、代謝指向型グルタミン酸レ セプターと結合する分子を(高いスロープットスクリーニングを含む)スクリー ニングすること、ならびにアゴニスト、アンタゴニストまたはアロステリックモ ジュレーターとして作用することによって代謝指向型グルタミン酸レセプターを 修飾することのできる分子をスクリーニングすることができる。結局、組換え代 謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質は、代謝指向型グルタミン酸レセプター と小分子薬剤の相互作用;代謝指向型グルタミン酸レセプターと抗体の相互作用 ;または、代謝指向型グルタミン酸レセプターとのその他のペプチドおよび蛋 白質の相互作用の構造研究に用いることができる。代謝指向型グルタミン酸レセ プター蛋白質のこれらの用途は制限を意味するものではない。 本発明の好ましい実施態様では、組換え代謝指向型レセプター蛋白質は、ヒト の代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質であり、より具体的には、配列番号 :1で表されるアミノ酸配列あるいはその配列の生理学的に活性な部分を持つ組 換え代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質、または機能性均等物である。2.代謝指向型グルタミン酸レセプター誘導体 特定のレセプターの誘導体は、そのレセプターと機能的に均等であり、類似の アミノ酸配列を持ち、ある程度まで関連レセプターの一つまたはそれより多くの 活性を保持している。「機能性均等物」(”functional equivalent”)とは、 特定のレセプターまたはレセプターフラグメントの一つまたはそれより多くの活 性に置換することのできる活性を持つ蛋白質を意味する。好ましい機能性均等物 は、特定のレセプターまたはレセプターフラグメントの全ての活性を保持してい るが、しかしながら、機能性均等物は、例えば、ここに開示したアッセイのよう な標準的レセプターアッセイで測定したように、定量的に測定した場合に、関連 したレセプターよりより強いまたは弱い活性を持つであろう。好ましい機能性均 等物は、関連レセプターの活性の1%から10.000%、より好ましくは10 %と1000%の間、より好ましくは50%と500%の間、の活性を持つ。機 能性均等物には、例えば、リガンド結合活性を含むレセプター領域内の修飾また はアミノ酸変化を含む、例えば、誘導体を含むであろう。そのようなアミノ酸変 化は、レセプターと特定の結合剤との結合活性を増加させるか、または減少させ るかのいずれかであろう。また、機能性均等物には、例えば、レセプター活性化 への細胞応答を増加または減少させることによって、例えばレセプターの活性を 増加または減少させることのできるレセプターの細胞内ドメイン部分内の修飾ま たはアミノ酸変化を含む、例えば、誘導体が含まれる。誘導体は、関連レセプタ ーと、少なくとも15%の配列類似性、好ましくは70%、より好ましくは90 %、さらにより好ましくは、95%の配列類似性を持つ。「配列類似性」とは、 ポリペプチドの起源にかかわらず、2つの異なるポリペプチド内のアミノ酸配列 の間に認められる「相同性」をさす。 いくらかの活性を保持している誘導体の能力は、ここに記載の枝術を用いて、 測定することができる。誘導体は、例えば、リン酸化、グリコシル化、架橋化、 アシル化、蛋白質分解切断、抗体分子、膜分子またはその他のリガンドとの結合 による、翻訳時または後に起こる修飾を含む。Fergusonら、1988、 Annu.Rev.Biochem.,57,285−320を参照のこと。 また、誘導体の具体的な型は、欠失、置換、付加、およびアミノ酸修飾のよう なアミノ酸変化を含む。「欠失」とは、関連ポリペプチド内の一つまたはそれよ り多くのアミノ酸残基の欠如をさす。「付加」とは、関連ポリペプチド内の一つ またはそれより多くのアミノ酸残基の存在をさす。ポリペプチドの付加および欠 失は、アミノ末端、カルボキシ末端および/または内部で起こりうる。アミノ酸 「修飾」とは、天然発生アミノ酸が変化し、天然では発生しないアミノ酸が生成 されることをさす。「置換」とは、もう一つのアミノ酸残基によってポリペプチ ド内の一つまたはそれより多くのアミノ酸残基が置き換えられることをさす。誘 導体は、一つより多くの変化および異なる型の変化を含む異なる組み合わせの変 化を含むこともできる。 アミノ酸の変換の影響は、リン酸化、グリコシル化、鎖内結合、三次構造、お よび活性部位または可能なアロステリック部位内のアミノ酸の役割のような因子 に依存して変化するが、一般的には、置換されるアミノ酸は、置き換えられるア ミノ酸と同一グループからであることが好ましい。ある程度まで、交換可能なア ミノ酸には、以下のグループ:塩基性アミノ酸であるリジン、アルギニンおよび ヒスチジン;酸性アミノ酸であるアスパラギン酸およびグルタミン酸;中性の極 性アミノ酸であるセリン、スレオニン、システイン、グルタミン、アスパラギン 、およびより少ない範囲ではメチオニン;非極性脂肪族アミノ酸であるグリシン 、アラニン、バリン、イソロイシンおよびロイシン(しかしながら、大きさゆえ に、グリシンとアラニンは、より密接な関係にあり、さらにバリン、イソロイシ ンおよびロイシンもより密接に関係している);および芳香族アミノ酸であるフ ェニルアラニン、トリプトファンおよびチロシン:が含まれる。さらに、異なる 範疇に分類されるが、アラニン、グリシンおよびセリンもある程度まで交換可能 であるを考えられ、そしてシステインもさらにこのグループに適合するか、ある いは 極性中性アミノ酸に分類することができる。 プロリンは、非極性の中性アミノ酸であるが、その置換は、そのコンフォメー ションの影響ゆえに、困難さを示している。それ故、プロリンの代用または置換 は、同一または類似のコンフォーメーション結果が得られる場合を除いて、好ま しくない。プロリン残基の性質を授けるコンフォメーションは、これらの一つま たはそれより多くがヒドロキシプロリン(Hyp)で置換されるならば、得るこ とができる。 修飾されたアミノ酸の例には、以下の物:式H2N(CH2nCOOH(式中、 nは2−6である)のアミノ酸、サルコシン(Sar)、t−ブチルアラニン( t−BuAla)、t−ブチルグリシン(t−BuGly)、N−メチルイソロ イシン(N−Melle)およびノルロイシン(Nleu)のような変化した中 性の非極性アミノ酸;フェニルグリシン、のような変化した中性芳香族アミノ酸 ;シトルリン(cit)およびメチオニンスルホキシド(MSO)のような変化 した極性であるが中性のアミノ酸;シクロヘキシルアラニン(Cha)のような 変化した中性の非極性アミノ酸;システイン酸(Cys)のような変化した酸性 アミノ酸;およびオルニチン(Orn)のような変化した塩基性アミノ酸:が含 まれる。 好ましい誘導体は、関連レセプター蛋白質のレセプター活性に有意に影響を与 えない一つまたはそれより多くのアミノ酸変化を持つ。代謝指向型グルタミン酸 レセプター蛋白質の内レセプター活性に必須でない領域では、アミノ酸は、活性 に影響する危険性が少なく、欠失、付加または置換することができる。レセプタ ー活性に必要な領域では、アミノ酸の変換は、レセプター活性に影響する危険が 大きいので、あまり好ましくない。そのような変換は、保守的変換であるべきで ある。例えば、配列内での一つまたはそれより多くのアミノ酸残基は、機能性均 等物として作用する類似の極性のもう一つのアミノ酸によって置換することがで きる。 保存領域は、非保存領域より蛋白質活性により重要である傾向にある。標準的 方法は、インビトロでの突然変異技術または欠失分析を用いて本開示に記載の方 法に従ってレセプター活性を測定すると、レセプター活性に重要な保存および非 保存領域を決定するために用いることができる。 誘導体は、標準的化学技術および組換え核酸技術を用いて作成することができ る。部位特異的突然変異誘発および固相合成中のアミノ酸置換のように、特定の ポリペプチドの修飾をあらかじめ考えることができ、また、ポリペプチドを生成 する宿主の突然変異を通してのように偶然であることもある。誘導体を含むポリ ペプチドは、セクションI.G.2、上記、およびSambrookら、Mol ecular C1oning,Cold Spring Harbor La boratory Press、1989、に記載されたそれのような、標準的 技術を用いて得ることができる。例えば、Sambrookの第15章は、クロ ーン化DNAの部位特異的突然変異誘発法について、記載している。 本発明の好ましい実施態様では、修飾されるポリペプチドは、ヒトの代謝指向 型グルタミン酸レセプターのそれであり、より具体的には、配列番号:1で表さ れるアミノ酸配列を持つポリペプチドである。3.代謝指向型グルタミン酸レセプターフラグメント レセプターフラグメントは、代謝指向型グルタミン酸レセプターの部分である 。レセプターフラグメントは、好ましくは、全長のレセプターと結合する一つま たはそれより多くの結合剤と結合する。結合剤には、レセプターと結合する、グ ルタミン酸、キスカレート、アゴニスト、アンタゴニスト、アロステリックモジ ュレーター、および抗体、のようなリガンドが含まれる。フラグメントは、レセ プターと結合する能力を持つその他の分子を選択すると言ったような、異なる用 途を持つ。 フラグメントは、レセプターDNAのクローン化された部分配列の発現、およ びレセプター蛋白質の蛋白質分解切断と言ったような、標準的技術を用いて作り 出すことができる。蛋白質は、トリプシン、キモトリプシンまたはペプシンと言 ったような、蛋白質分解酵素によって特異的に切断される。これらの酵素は、そ れぞれ、攻撃するペプチド結合の型に特異的である。トリプシンは、カルボニル 基が塩基性アミノ酸(通常、アルギニンまたはリジン)であるペプチド結合の加 水分解を触媒する。ペプシンおよびキモトリプシンは、芳香族アミノ酸、特にト リプトファン、チロシンおよびフェニルアラニンからのペプチド結合の加水分解 を触媒する。 分解された蛋白質フラグメントのその他のセットは、蛋白質分解酵素を受けや すい部位の切断を妨げることによって作成される。例えば、穏和な塩基性溶液中 でのエチルトリフルオロチオアセテートとリジンのε−アミノ基を反応させると 、隣接するペプチド結合がもはやトリプシンによって加水分解を受けないような ブロックされたアミノ酸残基が得られる(Goldbergerら、Bioch emistry,1,401、1962)。そのようにトリプシンでポリペプチ ドを処理すると、その結果、アルギニル残基のみが切断される。 また、ポリペプチドを修飾して、蛋白質分解酵素−触媒加水分解を受けやすい ペプチド結合を作り出すこともできる。例えば、β−ハロエチルアミンでシステ イン残基をアルキル化すると、トリプシンで加水分解されるペプチド結合が得ら れる(Lindley,Nature,178,647、1956)。 さらに、特異的な残基でポリペプチド鎖を切断する化学試薬を用いることもで きる(Witcop,Adv.Protein Chem.,16,221、1 961)。例えば、臭化シアンは、メチオニン残基でポリペプチドを切断する( Gross & Witkip,J.Am.Chem.Soc.,83、151 0、1961)。 このように、代謝指向型グルタミン酸レセプターまたはそのフラグメントを、 修飾因子、蛋白質分解酵素および/または化学試薬の様々な組み合わせで処理す ることによって、大きさの異なる数多くの別個のオーバーラップするペプチドが 作り出される。これらのペプチドフラグメントは、クロマトグラフィー法によっ てそのような消化物から単離し精製することができる。代わりの方法として、適 当な固相合成法を用いて、フラグメントを合成することもできる。 所望の生理活性を持つフラグメントを選択することもできる。例えば、フラグ メントは、ちようどリガンド結合部位を含むことができる。当業者らは、フラグ メントとの特異的結合を検出する日常的方法を用いて、そのようなフラグメント を容易に同定する。例えば、代謝指向型グルタミン酸レセプターの場合、レセプ ターフラグメントをコードする核酸を発現させ、次いで適当な連合条件下でレセ プターリガンドと接触するポリペプチドフラグメントを作り出し、リガンドがフ ラグメントと結合するか否かを決定することができる。そのようなフラグメント は、グルタミン酸のアゴニストおよびアンタゴニストのスクリーニングアッセイ に有用である。 その他の有用なフラグメントには、レセプターの細胞外部分、膜貫通部分、ま たは細胞内部分のみを持つフラグメントが含まれる。これらの部分は、レセプタ ーのアミノ酸配列を既知のレセプターのアミノ酸配列と比較することによって、 またはその他の標準的方法論によって、容易に同定される。これらのフラグメン トは、その細胞内で所望の機能を達成する細胞内部分、およびその細胞がグルタ ミン酸またはここに記載したそれらのアゴニストあるいはアンタゴニストの存在 に応答する原因となる細胞外部分、を持つレセプターを作り出す、他のレセプタ ーのフラグメントとのキメラレセプターの形成に有用である。例えば、細胞内ド メインが、比色、放射線測定、発光測定、分光測定または蛍光測定アッセイによ って容易に検出できる、所望の酵素プロセスと結びつき、そしてその天然のリガ ンド(例えば、グルタミン酸)または本発明のアゴニストおよび/またはアンタ ゴニストと細胞外部分との相互作用によって活性化されるような、キメラレセプ ターを構築することができる。そのようなキメラレセプターを発現する細胞を用 いると、代謝指向型グルタミン酸レセプタアゴニストおよびアンタゴニストのス クリーニングを容易にすることができる。 本発明の好ましい実施態様では、ポリペプチドフラグメントは、ヒトの代謝指 向型グルタミン酸レセプターであり、より具体的には、配列番号:1で表される アミノ酸配列を持つポリペプチドのフラグメントである。H.代謝指向型グルタミン酸レセプターに対する抗体 代謝指向型グルタミン酸レセプター、誘導体および抗原決定基を保持している そのフラグメントを用いて、代謝指向型グルタミン酸レセプターを認識する抗体 を作り出すことができる。代謝指向型グルタミン酸レセプターを認識するポリク ローナル抗体は、単離された代謝指向型グルタミン酸レセプターポリペプチドを 用いてウサギまたはその他の動物を免疫化することによって得られる。免疫化に 用いられたポリペプチドは、レセプターポリペプチド全体またはそのフラグメン トを含むことができる。 代わりに、単離された代謝指向型グルタミン酸レセプターポリペプチドで適当 なマウス株を免疫化することによって、代謝指向型グルタミン酸レセプターを認 識するモノクローナル抗体を得ることもできる。ここでも、免疫化に用いられた ポリペプチドは、レセプターポリペプチド全体またはそのフラグメントを含むが 、また、代謝指向型グルタミン酸レセプターポリペプチドを発現する細胞全体を 用いることもできる。 抗体生成に用いられた代謝指向型グルタミン酸レセプターポリペプチドは、え り抜きの代謝指向型グルタミン酸レセプターを正常に発現する組織または細胞か ら、またはそのようなポリペプチドの組み換え体を発現する目的で構築された細 胞から、単離するか、または、慣用の固相化学法によって合成することができる 。これらのポリペプチドに対するポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体 は、HarlowおよびLane、Antibodies,a Laborat ory Manual,Cold Spring Harbor Labora tory、1988、に記載の方法のような、当業者に既知の標準的技術を用い て、作り出すことができる。ポリクローナル抗体は、例えば、mGluR1を認 識するポリクローナル抗体について記載している、Shigemotoら、Na ture,12,1245−1255、1994(ここに参照として採用する) に記載の方法に従って作り出すことができる。mGluRsを認識するモノクロ ーナル抗体を、当業者らは容易に作り出すことができる。ハイブリドーマによっ てモノクローナル抗体を作る一般的方法論は、今ではこの技術分野で良く知られ ている。例えば、M.Shreierら、Hybridoma Techniq ues.Cold Spring Harbor Laboratory、19 80;Hammerlingら、Monoclonal Antibodies and T−cell Hybridomas,Elsevier Biom edical Press、1981;Kennettら、Monoclona l Antibodies,Plenum Press、1980(ここに参照 として採用する)を参照のこと。また、オンコジーンDNAまたはEBVでのB −リンパ球を直接形質転換すると言ったような、融合以外の技術によって、不滅 の抗体分泌細胞系を作り出すこともできる。所望であれば、いくつかの抗原源を 用いて、 後に不死細胞系に変換される正常なB−リンパ球集団と免疫反応させることもで きる。 本発明の好まし実施態様では、抗体作成に用いられたポリペプチドは、ヒトの 代謝指向型グルタミン酸レセプターからの物であって、より具体的には、配列番 号:1で表されるアミノ酸配列を持つポリペプチドまたはそのフラグメントであ る。I.毒素と抱合させたmGluR結合剤 さらに、本発明は、組換え融合蛋白質のような毒素部分と抱合させるか、また は一緒に発現することのできる、抗体および/またはそのフラグメントを含むレ セプター結合薬剤を提供する。毒素部分は、結合剤と関連する標的細胞の表面レ セプターとの相互作用を用いて、標的細胞に結合し侵入であろう。毒素部分は、 結果として標的化された細胞に死をもたらす。従って、癌のような病気または疾 病に特有な代謝指向型グルタミン酸レセプターを持つ細胞を、本発明は標的とす ることができる。 結合剤と結合する適当な毒素部分には、アメリカやまごぼうの抗ウイルス蛋白 質、アブリン、ジフテリア外毒素、またはPseudomonas外毒素;のよ うな蛋白質;レシンおよびコバルト−50のような高エネルギーを放射する放射 核種が、含まれる。毒素部分として可能なその他の例は、この技術分野で知られ ている。例えば、”Conjugate Vaccines”、Contrib utions to Microbiology and Immunolog y,J.M.CruseおよびR.E.Lewis,Jr.編、Carger Press,New York、1989、を参照のこと。選択された毒素部分 は、薬学的に許容されるものでなければならない。 もう一つの部分(例えば、細菌毒素)への結合剤の抱合は、両分子がそれらの それぞれの活性を保持している限りにおいて、標準的技術を用いて、2つの分子 を結合することによって成し遂げることができる。可能な結合は、異なる化学的 機構、例えば、共有結合、アフィニティー結合、インターカレーション、配位結 合および複合体化によって、得ることができる。好ましくは、共有結合が用いら れる。共有結合は、存在する側鎖の直接縮合によってか、または外部架橋分子の 取り込みによってかのいずれかで達成することができる。 数多くの二価または多価の結合剤は、抗体のような蛋白質分子とその他の分子 との結合(カップリング)に有用である。典型的カップリング剤には、チオエス テル、カルボジイミド、スクシンイミドエステル、ジイソシアネート、グルタル アルデヒド、ジアゾベンゼンおよびヘキサメチレンジアミンのような有機化合物 が含まれる。KillenおよびLindstrom、1984、「毒素−アセ チルコリンレセプター複合による実験的自己免疫重症筋無力症の原因となるリン パ球の特異的殺傷」("Specific killing of lymphocytes that cause experimen tal autoimmune myasthenia gravis by toxin-acetylcholine receptor conjuga tes.")、J.Immunol.,133,1335−2549;Jansenら 、1982、「免疫毒素:特異性が高く且つ強力な細胞毒性を合わせ持つハイブ リッド分子("immunotoxins:Hybrid molecules combining high specificity and potent cytotoxicity")、Immunological Rev.,62,18 5−216、および、Vitettaら、上記を参照のこと。 J.新規の代謝指向型グルタミン酸レセプターを標的化する化合物 化学文献に記載されたmGluRアゴニストおよびアンタゴニスト化合物は、 内因性アゴニスト、グルタミン酸と関係する。レビューとして、Cockcro fitら、Neurochem.Int.,23,583−594、1993; SchoeppおよびConn,Trends Pharmacol.Sci. ,14,13−20、1993;HollmannおよびHeinemann, Annu.Rev.Neurosci.,17,31−108、1994;Wa tkinsおよびCollinridge,Trends Pharmacol .Sci.,15,333、1994;Knopfelら、J.Med.Che m.,38:1417、1995:を参照のこと。そのようなアゴニストおよび アンタゴニスト化合物は酸性部分、通常はカルボン酸を持つが、時としてリン酸 を持つこともある。おそらく、その後、そのような化合物は、アミノ酸(グルタ ミン酸)として、同一部位でmGluRと結合する。このことは、グルタミン酸 の競合アゴニストであることが示された、メチルカルボキシフェニルグリシンで 確認される(Eatonら、Eur.J.Pharm.,−Mol.Pharm .Sec t.,244,195−197、1993)。これらの化合物は、大部分に於い て、アミノ酸またはアミノ酸誘導体であるので、それらは、mGluRの生理学 、薬理学および治療の可能性を評価するインビボでの研究を妨げる生物入手可能 性を制限する。さらに、現在入手できるmGluRアゴニストおよびアンタゴニ ストは、それらの可能性および選択性が欠如している結果として、研究道具とし て、および可能な治療薬としての両方で、使用が制限される。個々のmGluR のサブタイプに程度の高い可能性および選択性を持つアゴニストおよびアンタゴ ニストの同定は、それ故、哺乳動物CNS内の生理的および病理生理学的プロセ スでの様々なmGluRの役割の理解を増加させるための、最も重要な必要条件 である。 本発明の新規のmGluRをコードする核酸の単離は、トランスフェクトされ た細胞系内でのレセプターの発現を可能にし、そして、これらの細胞は、新規の mGluRと結合し、その活性を修飾する能力を持つ新規の化合物を選択するた めに、用いられることができる。これらの化合物は、グルタミン酸として同一部 位に結合することができるか、または、代わりにmGluR蛋白質上の新規の結 合部位で結合することができた。そのようなスクリーニングは、新規のmGlu Rに関して改良された選択性および選択性を持つ化合物を同定することができる 。また、これらの化合物は、生物的入手可能性が改良されると言ったようなその 他の有益な特徴を持つことができる。そのような化合物は、新規のmGluRの 生理学的および病理生理学的役割を推論するための研究道具を改良すると言った ような有用性、および可能性のある治療剤としての有用性を持つであろう。 新規の代謝指向型グルタミン酸レセプターを標的とする化合物は、治療用途お よび診断用途を含む様々な用途を持つことができる。mGluRと結合しそれら の活性を修飾することのできる化合物の合成は、Nemethら、「カルシウム レセプター活性分子」("Calcium Receptor Active Molecules")と称する、国際 特許出願WO93/04373、およびU.S.S.N.08/485,038 、1995年6月7日出願、に記載されており、ここに参照としてその全体を取 り入れる。可能性のあるmGluR活性化合物は、これらの化合物に制限される わけではない。代謝指向型グルタミン酸レセプターと結合するそれらの化合物お よ び代謝指向型レセプターグルタミン酸活性の修飾に有効なそれらの化合物は、こ こに記載の方法を用いて、同定することができる。代謝指向型グルタミン酸レセ プターと選択的に結合することのできるそれらの化合物は、治療用に、または代 わりに、その他のグルタミン酸レセプターに対する代謝指向型グルタミン酸レセ プターウイルスの存在を定量するために、診断用として用いることができる。K.代謝指向型グルタミン酸レセプター活性の修飾 代謝指向型グルタミン酸レセプター活性の修飾を用いて、抗けいれん薬効果、 神経防護薬効果、鎮痛薬効果、認識−増強効果、および筋肉−弛緩効果のような 、異なる効果を作り出すことができる。これらの効果はそれぞれ治療適用できる 。治療に用いられた化合物は、治療上有効な投与量で、その副作用は最少である べきである。 代謝指向型グルタミン酸レセプター活性を修飾することは、代謝指向型グルタ ミン酸レセプター活性化時に起こる細胞応答を増加または減少させる原因となる 。代謝指向型グルタミン酸レセプター活性化への細胞応答は、活性化された代謝 指向型グルタミン酸レセプターの型に依存して変わる。一般的には、代謝指向型 グルタミン酸レセプター活性化は、一つまたはそれより多くの以下の活性:(1 )ホスホリパーゼCの活性化、(2)ホスホイノシチド(PI)加水分解の増加 、(3)細胞内カルシウム放出、(4)ホスホリパーゼDの活性化、(5)アデ ニルシクラーゼの活性化または阻害、(6)サイクリックアデノシンモノホスフ ェート(cAMP)の形成の増加または減少、(7)グアニリルシクラーゼの活 性化、(8)サイクリックグアノシンモノホスフェート(cGMP)の形成の増 加、(9)ホスホリパーゼA2の活性化、(10)アラキドン酸放出の増加、( 11)イオンチャンネル、例えば、電圧−およびリガンド−ゲートイオンチャン ネル、の活性の増加または減少:の原因となる。代謝指向型グルタミン酸レセプ ター活性化の阻害は、一つまたはそれより多くのこれらの活性を阻害する。 特定の代謝指向型グルタミン酸レセプターの活性化とは、例えば、(1)ホス ホリパーゼCの活性化、(2)ホスホイノシチド(PI)加水分解の増加、(3 )細胞内カルシウム放出、(4)アデニリルシクラーゼの活性化、(5)サイク リックアデノシンモノホスフェート(cAMP)の形成の増加、(6)ホスホリ パ ーゼA2の活性化、(7)アラキドン酸放出の増加、(8)イオンチャンネル活 性の増加または減少;を活性化するレセプターの型と関連する一つまたはそれよ り多くの活性が作り出されることをさす。 代謝指向型グルタミン酸活性を調節する化合物の能力は、一つまたはそれより 多くの代謝指向型グルタミン酸の活性を測定する電気生理学的および生物化学的 アッセイを用いてモニターすることができる。そのようなアッセイの例としては 、クローン化された代謝指向型グルタミン酸レセプターを発現するアメリカツメ ガエルの卵母細胞内での代謝指向型グルタミン酸レセプター機能の電気生理学的 評価、クローン化された代謝指向型グルタミン酸レセプターを発現するトランス フェクトされた細胞系(例えば、CHO細胞、HEK293等)内での代謝指向 型グルタミン酸レセプター機能の電気生理学的評価、クローン化された代謝指向 型グルタミン酸レセプターを発現するトランスフェクトされた細胞系内のPI加 水分解およびcAMP蓄積の生物化学的評価、ラットの脳(例えば、海馬、皮質 、線条体、等)薄片、内のPI加水分解およびcAMP蓄積の生物化学的評価、 ならびに培養されたラット小脳の顆粒細胞内のサイトゾルCa2+の蛍光測定、な らびに、クローン化された代謝指向型グルタミン酸レセプターを発現するトラン スフェクトされた細胞内のサイトゾルCa2+の蛍光測定、が含まれる。 ヒトでの治療に用いる前に、化合物を動物モデルを用いてインビボで試験する ことが好ましい。異なる病気または疾病を治療するか、または、鎮痛効果、認識 −増強効果、あるいは筋肉−弛緩効果、のような効果を発揮する、化合物の効果 を評価するための動物の研究は、標準的技術を用いて実施することができる。L.神経学的病気(neurological diseases)および疾病ならびにその他の健康状 態の治療 代謝指向型グルタミン酸レセプター活性を調節することによって治療すること のできる病気または疾病には、以下の型:(1)異常な代謝指向型グルタミン酸 レセプター活性を特徴とする型;(2)生成が代謝指向型グルタミン酸レセプタ ー活性によって影響を受ける異常量の細胞外または細胞内メッセンジャーによっ て特徴づけられる型;(3)それ自身代謝指向型グルタミン酸レセプター活性に よって改善することのできる細胞内または細胞外メッセンジャーへの異常な影響 (例えば、種類または大きさへの異なる影響)を特徴とする型;および(4)代 謝指向型グルタミン酸レセプター活性の調節が有益な効果を発揮するであろうそ の他の病気および疾病、例えば、レセプター活性によって剌激された細胞内また は細胞外メッセンジャーの生成が、異常量の別のメッセンジャーを償うような病 気または疾病:の一つまたはそれより多くが含まれる。その分泌および/または 効果が代謝指向型グルタミン酸レセプター活性を調節することによって影響を受 ける細胞外メッセンジャーの例として、無機イオン、ホルモン、神経伝達物質、 成長因子、およびケモキンが含まれる。細胞内メッセンジャーの例としては、細 胞内カルシウム、cAMP、cGMP、IP3、およびジアシルグリセロールが 含まれる。 化合物および方法を、また、鎮痛薬効果、認識−増強効果および筋肉弛緩効果 のような、その他の効果を作り出すために用いることもできる。 本発明の化合物および方法の好ましい用途は、神経学的病気および疾病の治療 の内にある。神経学的病気または疾病を患っている患者は、標準的臨床方法論に よって診断することができる。 神経学的病気または疾病には、神経変性疾病、グルタミン酸毒性刺激性、全身 性および病巣性の虚血性および出血性発作、頭部損傷、脊髄損傷、低酸素誘導神 経細胞損傷、ならびにてんかんが含まれる。これらの異なる病気または疾病を、 さらに医学的に特徴付けることもできる。例えば、神経変性疾病には、アルツハ イマー病、パーキンソン病およびハンチントン病が含まれる。 本発明のもう一つの好ましい用途は、鎮痛薬効果、認識−増強効果、または筋 肉−弛緩効果のような、その他の医療効果を作り出すことにある。本発明は、好 ましくは、それらの治療の必要な患者に、一つまたはそれより多くのこれらの効 果を作り出すために用いられる。 そのような治療の必要な患者は、標準的医療技術によって同定することができ る。例えば、以下のもの:先制の手術前沈痛;真性糖尿病および多発性硬化症の ような末梢神経障害;幻想肢痛;カウザルギー;帯状庖疹で起こる神経痛;脊髄 損傷で認められるような中枢痛;痛覚過敏;ならびに異痛症:を含む急性および 慢性の痛みの臨床状態に苦しむ患者を治療するために用いることができる。M.インビトロ診断 本発明の異なった分子は代謝指向型グルタミン酸レセプター関連疾患の診断を 容易にすることに使用できる。診断はインビトロまたはインビボで実施できる。 例えば、本発明の分子は代謝指向型グルタミン酸レセプターの欠陥をアッセイす るために使用できる。 核酸プローブは遺伝子レベルで起こっている代謝指向型グルタミン酸レセプタ ーの欠陥を同定するために使用できる。例えば、レセプターをコードしている核 酸に相補的なハイブリダイゼーションプローブはレセプターをクローン化するた めに使用できる。クローン化レセプターは卵母細胞のような細胞に挿入でき、m GluRリガンドへのその応答性が決定される。欠陥を検出するハイブリダイゼ ーションアッセイプローブの別の例としては、特定の疾患に付随するmRNAま たは核酸配列の存在を検出するプローブの使用が含まれる。減少したmRNAレ ベルは発現されたレセプターの量の減少と一致するであろう。 代謝指向型グルタミン酸レセプター抗原を認識できる抗体およびその断片はレ セプター数、完全性、構造の決定を補助するために、および体内において代謝指 向型グルタミン酸レセプターを発現している細胞を局在化するのに使用できる。 例えば、代謝指向型グルタミン酸レセプターを標的とする抗体は細胞上のレセプ ター数を決定するために使用できる;正常レセプターから欠陥のあるものを区別 できる抗体は欠陥レセプターの存在を決定するために使用できる;代謝指向型グ ルタミン酸レセプターを標的とする抗体は、疾患または手術過程により代謝指向 型グルタミン酸レセプターを発現している正常または異常細胞の広がりが生じた かどうかを決定するために使用できる;および代謝指向型グルタミン酸レセプタ ーを標的とする抗体は続いての処置に関して異常な代謝指向型グルタミン酸レセ プター数または構造を持っている細胞を局在化するのに使用できる。N.処方および投与 本発明により説明されている異なった分子は、代謝指向型グルタミン酸レセプ ター活性を調節することにより異なった疾患または障害を処置するために使用で きる。本発明の分子は全身および局所または局在化した投与を含む種々の様式の 投与のために処方できる。技術および処方は一般的にはRemington’s Pharmaceutical Sciences ,Mack Publish ing Co.,Easton,PAにみることができる。 本出願の化合物の患者への至適な処方および投与様式は、特定の疾患または障 害、望まれる効果および患者の型などのような本分野では既知の因子に依存して いる。本化合物は典型的にはヒト患者を処置するために使用されるであろうが、 他の霊長類のような別の脊椎動物、ブタ、ウシおよび飼鳥類のような農場動物、 およびウマ、イヌおよびヌコのようなスポーツ用動物およびペットにおける類似 のまたは同一の疾患を処置するために使用してもよい。 好適には、治療的に有効量が医薬組成物として提供される。医薬用薬剤または 組成物とはヒトのような多細胞生物体へ投与するのに適した形の薬剤または組成 物を意味している。適した形とは、ある程度、利用法または入り込むルート(例 えば、経口、経皮または注射により)に依存している。そのような形は、標的細 胞が多細胞宿主に存在するにせよ、それとも培養液に存在するにせよ薬剤または 組成物が標的細胞に到達することを可能にしなければならない。例えば、血流中 に注射された医薬用薬剤または組成物は可溶性でなければならない。他の因子が 本分野で知られており、毒性および薬剤または組成物の効果を働かせることを妨 げる形についての考慮が含まれる。 特許請求された組成物は医薬として受容可能な塩(例えば、酸付加塩)および /またはその複合体としても処方できる。医薬として受容可能な塩とはそれが投 与される濃度では無毒な塩である。そのような塩の製造により、化合物の生理学 的効果を働かせることを妨げることなく化合物の物理学的−化学的特性を変化さ せることにより薬学的使用を容易にできる。物理的特性の有用な変化の例として は、経粘膜投与を容易にする融点の低下、および薬剤のより高濃度投与を容易に する溶解性の増加が含まれる。 医薬として受容可能な塩には硫酸塩、塩酸塩、リン酸塩、スルファミン酸塩、 酢酸塩、クエン酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン 酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、シクロヘキシルスル ファミン酸塩およびキナ酸塩を含むもののような酸付加塩が含まれる(例えば、 上記PCT/US92/03736を参照されたい)。医薬として受容可能な塩 は硫酸、塩酸、リン酸、スルファミン酸、酢酸、クエン酸、乳酸、酒石酸、メタ ンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン 酸、シクロヘキシルスルファミン酸およびキナ酸のような酸から得ることができ る。 医薬として受容可能な塩は標準的技術により製造できる。例えば、化合物の遊 離塩基形を適当な酸を含んでいる水性または水性−アルコール性溶液のような適 した溶媒に溶解させ、続いて溶液を蒸発させることにより単離する。別の例では 、有機溶媒中で遊離塩基と酸を反応させることにより塩が合成される。 担体または賦形剤も本化合物の投与を容易にするために使用できる。担体また は賦形剤の例には、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、ラクトース、グルコー スまたはスクロースのような種々の糖、またはデンプンの種々の型、セルロース 誘導体、ゼラチン、植物油、ポリエチレングリコールおよび生理学的に一致する 溶剤が含まれる。組成物または医薬組成物は、静脈内、腹腔内、皮下および筋肉 内、経口、局所または経粘膜を含む異なった経路により投与できる。 本発明の化合物は全身および局所または局在化した投与を含む種々の様式の投 与のために処方できる。技術および処方は一般的にはRemington’s Pharmaceutical Sciences ,Mack Publish ing Co.,Easton,PAにみることができる。 全身的投与には経口投与が好適である。経口投与のためには、化合物はカプセ ル、錠剤およびトニックのような通常の経口剤形に処方される。 もしくは、注射が使用されるであろう、例えば、筋肉内、静脈内、腹腔内、皮 下、髄腔内または脳室内。注射のためには、本発明の化合物は液体溶液に処方さ れる(好適には、ハンクス溶液またはリンガー溶液のような生理学的に一致した 緩衝液)。もしくは、本発明の化合物はUSP基準により定義されているように 安全と一般に受け入れられている一つまたはそれ以上の賦形剤(例えば、プロピ レングリコール)に処方される。さらに、本化合物は固形剤に処方され、使用直 前に再溶解または懸濁される。凍結乾燥形もまた含まれる。 全身投与は経粘膜または経皮的手段でも行え、または分子は経口的にも投与で きる。経粘膜または経皮投与には、浸透されるべき障壁に適切な浸透剤が処方に 使用される。そのような浸透剤は本分野では一般的に知られており、例えば、経 粘膜投与のための胆汁酸塩およびフシジン酸誘導体が含まれる。さらに、浸透を 容易にするために界面活性剤を使用してもよい。経粘膜投与は、例えば、鼻内噴 霧または座剤を使用するものであろう。経口投与には、本分子はカプセル、錠剤 および液剤のような通常の経口投与剤形に処方される。 局所投与には、本発明の化合物は本分野で一般的に知られているような軟膏剤 、膏薬、ゲル剤またはクリーム剤内へ処方される。 本明細書で提供された実施例で示されるように、投与されるべき本発明の種々 の化合物の量は常法により決定できる。一般的に、治療的に有効な量はそのEC50 またはIC50、および患者の年齢および大きさおよび患者の疾患または障害に 依存して、分子の約1ナノモルから3マイクロモルの間、好適には約0.1ナノ モルから1マイクロモルの間である。一般に、処置される動物のkg当たり約0 .1から50mg、好適には0.01から20mgの量である。 以下の実施例は本発明を例示しているが、その範囲を制限しているわけではな い。II .実施例 本発明の異なった特色および態様を例示するために以下に実施例が提供される 。これらの実施例は幾分も開示された発明を制限することを意図されてはいない 。むしろ、実施例は本発明の新規mGluRが単離され、真核生物系で発現され 、および機能上の活性が評価されるであろう方法論を例示している。実施例はま た新規mGluRへ結合するまたはその活性を調節するものを同定するために化 合物がスクリーニングされるであろう方法論も例示している。実施例1:縮重プライマーPCRの使用による無機イオンレセプターおよび代謝 指向型グルタミン酸レセプターのクローニング ウシおよびヒト副甲状腺からのおよびラット腎臓および脳からのカルシウムレ セプターがクローン化されている(Brown et al.,Nature 366 :575,1993;Garrett et al.,J.Biol.C hem270:12919,1995;Riccardi et al., roc.Natl.Acad.Sci.USA 92:131,1995,Ru a t et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:3 161,1995)。配列データベース比較によるカルシウムレセプター配列の 分析(ウシ、ヒトおよびラット)から、カルシウムレセプター配列は独特である が、代謝指向型グルタミン酸レセプター(mGluR)と弱いけれども有意な相 同性(20−30%のアミノ酸同一性)が存在することが示された。この結果は カルシウムレセプターはmGluRと構造的に関連しており、多分共通の祖先遺 伝子から進化したことを示している。この構造的相関にも関わらず、カルシウム レセプターはmGluR、およびウシ副甲状腺細胞またはアフリカツメガエル卵 母細胞異所性発現カルシウムレセプターとの実験で薬理学的に異なっており、m GluRアゴニストであるグルタミン酸、トランスACPDおよびキスカル酸へ の応答は観察されなかった。 カルシウムレセプター配列の発見は、カルシウムレセプターおよびmGluR 間の高い配列保存領域の決定を可能にした。そのような領域は、レセプターのこ の拡張されたファミリーの別のメンバーをコードしているcDNAおよびゲノム DNA配列を検出および単離するのに使用可能できたハイブリダイゼーションお よびPCRプローブの製造を先導するのに有用であった。 カルシウムレセプターおよびmGluRのアミノ酸配列の分析は、推定のN− 末端細胞外ドメインの一部、推定の7つの膜貫通ドメイン領域および推定の細胞 内ループ1および3を含むいくつかの限られた領域において配列相同性が最も高 かったことを示した。膜貫通ドメイン2および5、および細胞内ループドメイン 1および3に基づいて、PCRに使用するための4つの縮重オリゴヌクレオチド が合成された。これらのオリゴヌクレオチドは増幅生成物のサブクローニングを 容易にするために、5’末端内にXholまたはEcoRI制限部位を含んでい た。これらは: TM2: CCTGCTCGAGACIA(A,G)(C,T)CGGGA(A,G)CT (C,T)T(C,G)CTA(C,T)(C,A)T; TM5: CGGAATTCCGTTICGGG(A,T)(C,T)TTGAA(C,G ) GC(A,G)(A,T)A(G,C); CL1: CCTGCTCGAGTCAAGGCTACG(A,G)(A,G)I(C,A )G(G,A,C,T)GA(G,A)(C,T)T;および CL3: CGGAATTCCATTTGGCTTCGTTGAAI(T,G)T(A,G ,C,T)(G,T)C(G,A,T,C)CG であった。 新規イオンレセプターおよび代謝指向型グルタミン酸レセプタークローンを得 る試みにおいて、4つの異なったプライマーの組み合わせが使用された:TM2 +TM5、TM2+CL3、CL1+TM5およびCL1+CL3。PCR反応 は37℃から55℃の間のアニーリング温度を用い、前に説明した条件(Abe et al.,J.Biol.Chem.,19:13361,1992)で実 施された。cDNAまたはゲノムDNAからの増幅に使用された場合、各々のプ ライマーの組み合わせは約500bpの大きさの生成物を与えた。そのようなP CR生成物のライブラリーは増幅後、プラスミドベクター内への生成物のサブク ローニングにより製造された。生成物の分析で、カルシウムレセプター配列、5 つのmGluR配列および別の配列が検出され、それらは特性付けされている。 本明細書で説明された他の実施例と同じように、この実施例は制限的であるこ とを意味してはいない。種々の他の高度に保存された配列領域が同様の様式で同 定できおよび利用できる。そのような進展は、カルシウムレセプターおよびmG luR間で最も高度に保存されている配列の同定、およびこれらの配列相同性に 基づいた縮重PCRプライマーの設計を可能にするカルシウムレセプター配列の 発見により可能である。縮重PCRは次に関連DNA断片をクローン化するのに 利用できる。本明細書に記載されたようなクローン化PCR生成物は次に、完全 ゲノムクローンおよび完全長cDNAクローンを単離するためのハイブリダイゼ ーションプローブとして利用できる。このレセプターファミリーの追加のメンバ ーが発見され、およびそれらの決定されるにつれて、この方法の改善が可能にな るであろう。従って、反復的過程により本発明はこのレセプターファミリーの他 のメンバーの発見を可能にする。実施例2:新規ヒトmGluR配列のクローニング 鋳型としてのヒトゲノムDNAおよび縮重プライマーおよび上記実施例で示し た反応条件(Abe et al.,J.Biol.Chem.,19:133 61,1992)を用いてPCRが実施された。増幅生成物はアガロースゲル電 気泳動にかけられ、XhoIおよびEcoRI制限エンドヌクレアーゼで分解し た後で約500bpのサイズに対応するものをサブクローン化した。Seque nase Version 2.0(US Biochemical)を用いた 二本鎖DNAシークエンシングによるサブクローンのDNA配列分析でヒトカル シウムレセプターおよび種々のヒトmGluR配列のための配列が同定された。 後者のほとんどは容易に既知のラットmGluRのヒト同族体と同定された。し かしながら、CL1+CL3増幅反応から発生されたものの中から一つのサブク ローンが見い出され、それは独特であると思われた。クローンFF6.175の 部分配列分析(配列ID番号:3を参照されたい)は、それがラットmGluR 4、mGluR6およびmGluR7ヌクレオチド配列と強い相同性を持ってい ることを示した。FF6.175のヌクレオチド配列の翻訳により、アミノ酸配 列はラットmGluR4、6および7と同族であるが、独特のアミノ酸変異を示 すことが明らかにされた。このことは、FF6.175はmGluR4、mGl uR6またはmGluR7のヒト同族体をコードしていず;しかしそのかわり、 このサブファミリーのメンバーであるらしい新規mGluRをコードしていた。 マウスmGluR8核酸およびアミノ酸配列の続いての報告(Duvoisi n et.al.,J.Neuroscience 15:3075,1995 )はこの仮説を確認した。FF6.175の部分核酸配列(配列ID番号:3) はマウスmGluR8核酸配列の対応する領域と92.2%の配列同一性を示し た。さらに、FF6.175の部分核酸配列によりコードされているアミノ酸配 列はマウスmGluR8の対応するアミノ酸配列と96.4%の同一性を示した 。これらの関係は、ヒトmGluR8をコードしているらしい、ヒトゲノムDN A由来のPCR断片としてのFF6.175を暗示した。 FF6.175の部分核酸配列に基づいた特異的PCRプライマー(FF6. 175RTS:5’−CTA CAT TGA CTA TGG AGA GC A GCG−3',FF6.175.RTS3:5'−GAC CAT CAA G AG GAT ACT GTA TCC−3')が商業的に合成された(Mid land Certified Reagent Company)。PCRは 100ngのヒトゲノムDNA(Clontech)、0.1μMの各々のプラ イマー、1XPerkin Elmer PCR緩衝液、0.2mM dNTP および1.25単位のAmpliTaq酵素を用い、50μlの反応容量で実施 された。25サイクルのPCRを実施するためにGeneAmp PCRシステ ム9600が用いられた:94℃で15秒、50℃で15秒および72℃で15 秒、続いて72℃で10分の伸長。生じた121bp生成物はpT7Blue( Novagen)内へサブクローン化され、pX120.15と名付けられた。 クローン化PCR生成物はSequenase Version 2.0(US Biochemical)を用いた二本鎖DNAシークエンシングによるDNA配 列分析にかけられ、X120.15が本来のFF6.175 PCR生成物の1 21bp副断片(ヌクレオチド10から130)に対応することが確かめられた。 このクローンの配列は配列ID番号:4に与えられている。 pX120.15はEcoRIで直線状にされ、T7 RNAポリメラーゼ( Ambion)によるアンチセンス32P標識リボプローブを合成するための鋳型 として使用された。400mM NaPO4、pH7.2、1mM EDTA、 5%SDS、1mg/ml BSA、100μg/超音波処理サケ精子DNA、 50%ホルムアミドおよび1x106cpm/mlリボプローブ中で、Huma n Multiple Tissueノーザンブロット(Clontech)が 60℃で18時間ハイブリダイズされた。膜は4回、2XSSC、0.05%S DSを用いて室温で各々10分間、続いて2回、0.1XSSC、0.1%SD Sにより65℃にて30分間洗浄された。膜は次にオートラジオグラフィーにか けられた。 高ストリンジェンシー条件下でX120.15リボプローブにハイブリダイズ する約3.8Kb mRNAはヒト脳の至る所に広く発現され(試験された16 領域の内の16)、視床下核および大脳皮質で最も高いレベルでの発現があるこ とをノーザンブロット分析は明らかにした。このmRNAに対応する完全長cD NAクローンを得るため、ファージベクター ラムダDR2(カタログ番号HL 1143X、Clontech)のヒト大脳皮質cDNAライブラリーがX12 0.15をプローブとして用いてスクリーニングされた。X120.15はDe caprimeIIキットを使用し、製造元のプロトコール(Ambion)に従 ったランダムプライミングにより32P標識された。約9x105ファージプラー クがHybond−N膜上に二重に移された。これらのフィルターは400mM NaPO4、pH7.2、1mM EDTA、5%SDS、1mg/ml BSA 、100μg/超音波処理サケ精子DNA、50%ホルムアミドおよび3x105 cpm/mlプローブ中、42℃で18時間ハイブリダイズされた。膜は2回 、2XSSC、1%SDSを用いて室温で15分間、続いて1回、0.1XSS C、1%SDSにより55℃で30分間洗浄され、オートラジオグラフィーにか けられた。単一のハイブリダイズしたクローン(CCX−1)が単離され、cr e−loxP変換によりプラスミドpDR2内へ保全された。このクローンはp CCX−1と名付けられ、Sequenase Version 2.0(US Biochemical)を用いた二本鎖DNAシークエンシングによるDN A配列分析にかけられた。 pCCX−1に繋がれたcDNA挿入物のヌクレオチド配列は配列ID番号: 2に示されている。CCX−1 cDNAは約3850bp長であり、515b pの5’−非翻訳領域;2724bpの読み取り枠;および約610bpの3’ −非翻訳領域を含んでいる。3’−非翻訳領域の長さの曖昧さはポリA尾部中の ヌクレオチドの正確な数を確立するのが困難なためである。2724bp読み取 り枠(ヌクレオチド1から2724、配列ID番号:5)はマウスmGluR8 ヌクレオチド配列(Duvoisin et.al.,J.Neuroscie nce 15:3075,1995)のヌクレオチド1から2677と91.8 %同一である。しかしながら、CCX−1 cDNAのヌクレオチド2733か ら始まりヌクレオチド2677までの55ヌクレオチドはマウスmGluR8 cDNAには存在しない。CCX−1 cDNAの2733から2779までの ヌクレオチド配列はまた、マウスmGluR8 cDNAのTGAコドンに先立 つ 47ヌクレオチドと強い相同性を示している(89.4%の同一性)。 CCX−1 cDNAの2724bp読み取り枠はマウスmGluR8蛋白質 とちょうど同じサイズの908アミノ酸の蛋白質(配列ID番号:1)をコード している。新規ヒトmGluRのアミノ酸配列は残基892までのマウスmGl uR8アミノ酸配列(Duvoisin et.al.,J.Neurosci ence 15:3075,1995)と97.5%同一である。この配列同一 性のため、新規ヒトmGluRは本明細書ではヒトmGluR8と称される。し かしながら、ヌクレオチド2724から2730に2つの枠停止コドン(TAA TAG)を含む55ヌクレオチド挿入の結果として、CCX−1 cDNAによ りコードされているC−末端15アミノ酸はマウスmGluR8蛋白質nC−末 端の対応する15のアミノ酸とは完全にはずれている。 CCX−1 cDNAの3’−非翻訳領域中のヌクレオチド2735−277 9が15アミノ酸(その14は対応するマウスmGluR8のC−末端の15ア ミノ酸と同一である)をコードするであろうという事実は、別のスプライシング が第二のヒトmGluR8 mRNAを生成するであろうことを強く示唆してい る。55ヌクレオチド挿入物が欠けているこのmRNAスプライス変異体はマウ スmGluR8蛋白質のC−末端アミノ酸配列とほとんど同一のC−末端配列を 持つヒトmGluR8蛋白質をコードしているであろう。 CCX−1 cDNA中の55ヌクレオチド挿入物が2つの異なったC−末端 アミノ酸配列をコードしている2つのヒトmGluR8 mRNAを生成する別 々のスプライシングを反映しているがどうかを決定するため、PCRに基づいた 実験が実施された。特異的PCRプライマー(CCX.2:5’−GAT GT A CAT CCA GAC AAC AAC AC−3’、CCX−1のヌク レオチド2430から2452)および(CCX.14;5’−CAG ATT GTG CCA TTT CCC TGT TTC−3’、CCX−1のヌク レオチド2781から2804)が推定C−末端スプライス部位(Midlan d Certified Reagent Company,Midland, TXにより商業的に合成された)に隣接するように設計された。これらのプライ マーは、X120.15 PCR生成物増幅のために前に説明した反応条件を用 いて、各々10ngのヒト視床下核、大脳皮質および網膜cDNA(Clont ech,Palo Alto,CA)からの増幅に使用された。約20ngのp CCX1プラスミドDNAからの増幅が陽性対照として使用された。得られたP CR生成物は2%アガロースゲル(NusieveRGTGR,FMC,Rock land,ME)を通して電気泳動し、続いてキャピラリー移送によりナイロン 膜(Hybond−N,Amersham)上にブロットした。膜は5X SS C、25mM NaPO4、pH7.5、5X デンハルト、5mM EDTA 、0.1%ピロリン酸、1%SDS、30%ホルムアミド、100μg/ml超 音波処理サケ精子DNA中、オリゴヌクレオチドプローブ(CCX.17:5’ −GGA AAT GAC AGA CCA AAT GGA GAG−3’、 CCX−1のヌクレオチド2617から2640)と37℃にて18時間ハイブ リダイズさせた。CCX.17はT4ポリヌクレオチドキナーゼ(New En gland Biolabs.Beverly,MA)を用いて32P標識し、T E−10カラム(Clontech)で精製して全反応物がハイブリダイゼーシ ョンに使用された。膜は4回、各々2XSSC,0.1%SDSを用いて室温で 5分間、および2回、各々0.2XSSC、0.1%SDSにより45℃で30 分間洗浄された。膜はオートラジオグラフィーにかけられた。 この実験の結果は図6に示されている。標識CCX.17オリゴヌクレオチド とハイブリダイズする375ヌクレオチドPCR生成物は視床下核、大脳皮質お よび網膜cDNAから増幅された。この生成物は,pCCX−1プラスミドDN Aが鋳型として用いられた場合に得られたものとサイズが同じであり、CCX− 1 cDNA(hmGluR375)に対応するmRNA種がこれらの3つの組 織すべてで発現されていることを示している。しかしながら、標識CCX.17 オリゴヌクレオチドとハイブリダイズする約320ヌクレオチドの別のPCR生 成物(hmGLuR320)もまた3つの組織から増幅された。 これらの結果は2つの異なったmGluR8 mRNA種が別個のスプライシ ングにより生じ;両方ともヒト網膜および試験された2つのヒト脳領域で発現さ れていることを示している。この結果は、図6の320ヌクレオチドPCR生成 物(hmGluR320)を生じるもとになるmRNA種は、スプライシングの 間に55ヌクレオチドセグメントが脱離されているヒトmGluR8 mRNA を意味しているという結論と一致している。このセグメントの脱離が、C−末端 の15のアミノ酸の14がマウスmGluR8蛋白質のC−末端と同一であるヒ トmGluR8蛋白質をコードしているmRNAを生じるもとになることはかな りありそうなことである。対照的に、図6の375ヌクレオチドPCR生成物( hmGluR375)を生じるもとになる第二のmRNA種は、CCX−1 c DNAに対応するヒトmGluR8 mRNAを意味している。スプライシング の間、55ヌクレオチドセグメントはこのmRNAに維持されており、C−末端 に異なった15アミノ酸配列(配列ID番号:1)(それはマウスmGluR8 のC−末端の15アミノ酸配列から完全にはずれている)を持つ第二のヒトmG luR8レセプター蛋白質を生じる。実施例3:pHmGR8bの構築 pCCX−1 DNAをXhoIおよびXbaIで分解して、CCX−1 D NA中のヌクレオチド825からポリA尾部の末端までの断片を放出させた。こ の断片(〜2.5Kb)を哺乳類発現ベクター、pcDNAI/Amp(Inv itrogen)のXhoIおよびXbaI部位へサブクローン化し、生じるク ローンをpHmGR8−3’と命名した。PCRプライマー(CCX.6b:5 ’−CAT GGG CCC TGA TGG AAG CTT CCA GA AGGT G−3’、CCX.9:5’−GAT GAA TCC CGA G CA ATT CGC TCC−3’)は商業的に合成され(Midland Certified Reagent Company)、前にX120.15 PCR生成物増幅で説明したPCR条件下、約20ngのpCCX−1から、 新規ヒトmGluRのヌクレオチド−108から1184を含むPCR生成物を 増幅するために使用された。得られた1.3kb PCR生成物はHindIII およびEcoRIで分解し、pHmGR8−3’の対応する部位内へサブクロー ン化して完全長新規ヒトmGluR発現構築物を発生させた。得られた発現プラ スミド(pHmGR8b)は、サブクローン化HindIII−EcoRI断片が PCR誘導突然変異を含んでいないことを確かめるためにSequenase Version 2.0(US Biochemical)を用いた二本鎖DN Aシーク エンシングによるDNA配列分析にかけられた。実施例4:アフリカツメガエル卵母細胞で発現された新規代謝指向型グルタミン 酸レセプターの機能的活性化 この実施例はアフリカツメガエル卵母細胞発現アッセイを用いた新規mGlu Rの活性化を記載している。pHmGR8b DNAを制限酵素分解して直線状 化し、T7 RNAポリメラーゼ転写によりキャップ形成されたセンス鎖cRN Aが合成された。インビトロで転写されたRNAはエタノール沈澱により濃縮し 、RNAのサイズおよび完全性が変性アガロースゲルで評価された。ラットG蛋 白質cRNA結合内向き整流カリウムチャンネル(GIRK)サブユニット(K ubo et.al.,Nature 364:802,1993)および心内 向き整流(CIR)カリウムチャンネルサブユニット(Ashford et. al.,Nature 370:456、1994;Krapvinsky e t.al.,Nature 374:135、1995)は同様に合成された。 アフリカツメガエル卵母細胞は標準プロトコールに従って単離された。個々の 卵母細胞に5ng HmGR8b、1.5ng GIRKおよび1.5ngCI Rを含むcRNAの混合物;または1.5ng GIRKおよび1.5ngCI Rのみを含む第二の対照混合物を注入した。4日間インキュベーションした後、 卵母細胞は標準二電極電位固定技術を用いて−90mVの保持電位で電位固定し た。卵母細胞に25mM KCl、 75mM NaCl、0.5mM CaC l2、1mM MgCl2、5mM HEPES、pH7.5を含む塩溶液を潅流 した。25mM KClの存在はカリウムイオンの平衡電位(EK)をより正の 電位へ移行させ(約−40mV)、このことは約−40mVの負電位でのGIR K/CIRによる電流の検出を可能にする。対照条件下およびL−グルタミン酸 存在下、−130mVから+20mVの電位範囲での電流強度を決定するために 電圧勾配(1秒の持続時間)が使用された。 25mM KClを含む塩溶液において、GIRK/CIR cRNA混合物 またはHmGR8b/GIRK/CIR cRNA混合物が注入された卵母細胞 では、−130mVから+20mVの電圧勾配は−40mV未満の電位で内向き 整流電流を生み出す(図7、対照を参照されたい)。この内向き電流はGIRK /CIRを発現している卵母細胞に典型的であり、GIRK/CIR活性化の基 礎的レベルを示している。 HmGR8b/GIRK/CIR cRNA混合物が注入された卵母細胞にお いて、内向き電流は100−300μMのL−グルタミン酸を加えることにより さらに増加し、電流の全体の増加は−130mVの膜電位で典型的には1000 nAを超える(図7、300μM L−グルタミン酸を参照されたい)。−40 mV以上では電流強度の変化は観察されなかった。このL−グルタミン酸を加え た効果はGIRK/CIR cRNA混合物のみを注入した卵母細胞では観察さ れなかった。これらのデータはアフリカツメガエル卵母細胞におけるHmGR8 bおよびGIRK/CIR cRNAの同時発現は、L−グルタミン酸による機 能的ヒトmGluR8レセプターの活性化を経たGIRK/CIRカリウムチャ ンネル複合体の強い活性化を生み出したことを示している。実施例5:pCEP4−HmGR8bの構築 pHmGR8bプラスミドDNAをHindIIIで分解し、標準条件を用いて( Sambrook et. al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual .Cold Spring Harbo rLaboratory Press,1989)切断されたHindIII末端 をDNAポリメラーゼIのクレノー断片(New England Biola bs)で平滑端化した。DNAは次にXbalで分解し、pcDNAIAmpベ クターDNAから電気泳動的に分離した後、低融点アガロースでヒトmGluR 8をコードしている3.4Kb断片が単離された。3.4Kb断片は市販品とし て購入可能なエピソーム哺乳類発現ベクターpCEP4(Invitrogen )内へサブクローン化した。このことを達成するため、pCEP4プラスミドD NAは最初にPvuII、続いてNheIで分解された。ヒトmGluR8をコー ドしている3.4Kb平滑端−XbaI断片は次にpCEP4のPvuIIおよび NheI部位内へ結合された。得られたプラスミドはpCEP4−HmGR8b と名付けられ、その完全性は制限地図作製およびSequenase Vers ion 2.0(US Biochemical)を用いた二本鎖DNAシーク エンシングにより確認した。実施例6:哺乳類細胞での新規mGluRのトランスフェクションおよび安定な 発現 この実施例は新規ヒトmGluRを発現している安定にトランスフェクトされ た哺乳類細胞株産生のための方法を提供するが、制限的であるわけではない。ヒ ト胎児腎臓細胞(293,ATCC,CRL1573)は通常の様式で増殖させ る。細胞は一夜のインキュベーション後に約70%コンフルエントになるように 、10%ウシ胎児血清(FBS)および1Xペニシリン−ストレプトマイシン( Life Technologies)を含むダルベッコ改良イーグル培地(D −MEM)を含む10cm細胞培養プレートに播種される。トランスフェクショ ンのためのDNAを調製するため、pCEP4−HmGR8bをエタノールで沈 澱させ、洗浄した後、1μg/μlの濃度で滅菌水に再懸濁する。14マイクロ グラムプラスミドのDNAを1.7mlの無血清Opti−MEM(Life Technologies)中、リポソーム処方LipofectAMINETM (Life Technologies)と20分インキュベートする。室温で のインキュベーション後、6.9mlのOpti−MEMをトランスフェクショ ン混合物に加える。2回、5mlのOpti−MEMで洗浄された細胞にこの溶 液を加える。細胞およびトランスフェクション混合物は37℃で5時間インキュ ベートした後、8.5mlのOpti−MEM/20%FBSを加えてFBS濃 度を10%にする。一夜インキュベーション後、培地を10%FBS、1Xペニ シリン−ストレプトマイシンおよび2mMグルタミンを含むD−MEMに戻す。 さらに24時間インキュベーション後、トリプシンで細胞を剥し、200μg/ mlのヒグロマイシン(Boehringer Mannheim)を含む培地 へ再播種する。増殖する細胞はヒグロマイシン耐性遺伝子をコードしているpC EP4−HmGR8bを含んでいなければならない。個々のクローン細胞株を回 収し、標準組織培養技術を用いて繁殖させる。個々のクローン細胞株および多く のそのような細胞株のプールの継代培養物は、新鮮な組織培養培地に解離させお よび細胞を1:10の分割比で新鮮な培養培地へ播種することにより調製できる 。クローン細胞株における本発明の新規ヒトmGluR mRNAの発現はノザ ンブロット分析により評価でき、高レベルのmRNA発現を示す細胞株が同定さ れ る。実施例7:哺乳類細胞において発現される新規mGluRの機能的活性化 新規ヒトmGluRはラットおよびヒトmG1uR4(Tanabe et. al.,Neuron :169,1992;Flor et.al.,Ne uropharmacol34:149,1994)、ラットmGluR6( Nakajima et.al.,J.Biol.Chem268:1186 8,1993)、ラットおよびヒトmGluR7(Okamoto et.al .,J.Biol.Chem269:1231,1994Flor et.a l.,Soc.Neurosci.Abstr.20:468,1994)およ びマウスmGluR8(Duvoisin et.al.,J.Neurosc ience 15:3075,1995)を含むグループIII mGluRサブ ファミリーの一員であるようである。これらの他のグループIII mGluR同 様に、新規ヒトmGluRはGi−結合レセプター(アデニルシクラーゼに阻害 的に結合する)をコードしていることが期待される。pCEP4−HmGR8b 発現構築物で安定にトランスフェクトされている哺乳類細胞株は、ヒトmGlu R8の活性化により仲介されるアデニルシクラーゼのグルタミン酸誘導阻害を試 験するために利用できる。アデニルシクラーゼ活性は以前に報告されているよう に(Tanabe et.al.,Neuron :169,1992;Na kajima et.al.,J.Biol.Chem267:2437,1 992)、グルタミン酸または他のmGluRアゴニスト存在下または不在下で トランスフェクトされた細胞をフォルスコリンへ暴露した後にcAMP蓄積を測 定することにより評価できる。簡単に記すと、クローン細胞をウェル当たり1. 5x105細胞の密度で12ウェルプレートに播種し、3日間増殖させる。1m M 3−イソブチル−1−メチルキサンチン(IBMX)を含むリン酸緩衝液( PBS)中、37℃で20分間前インキュベーションした後、細胞を10μMフ ォルスコリン、1mM IBMXおよび試験薬剤を含む新しいPBSと10分間 インキュベートする。培地を吸引し、エタノールで反応を停止させる。cAMP レベルはキット(Amersham)を用いてラジオイムノアッセイにより測定 する。百日咳毒素(PTX)処理のため、細胞は種々の濃度のPTXと37℃に て11時間、前 インキュベートする。実施例8:組換え体レセプター結合アッセイ 以下は新規ヒトmGluRのグルタミン酸結合部位へ結合する化合物を得るた めの迅速スクリーニングアッセイの例である。スクリーニングアッセイは安定に トランスフェクトされた哺乳類細胞で発現された組換え体mGluRへの化合物 の結合を測定する(O’Hara et.al.,Neuron 11:41, 1993)。pCEP4−HmGR8b発現構築物で安定にトランスフェクトさ れた細胞はコンフルエントになるまで増殖させ、2回PBSで洗浄し、PBS中 でかきとることにより採取する。採取した細胞は4℃にて5分間、1000rp mで遠心分離してペレット化し、−70℃で凍結する。細胞膜はペレットを2回 、50mMトリス−HCl(pH7.4)、10mM EDTA、0.1mMフ ェニルメチルスルホニルフルオリド(PMSF)、0。1mM D,L−ベンジ ルコハク酸、10μg/ml七面鳥卵白トリプシンインヒビターでホモゲナイズ し;4℃にて10分間30,000xgで遠心分離し;次にDNaseで処理し て遠心分離して集めることにより調製する。膜懸濁液は2回洗浄し、50mMト リス−HCl(pH7.4)、2.5mM CaCl2(トリス/Ca)に再懸 濁し、総蛋白質濃度を450−675μg/mlに調節する。結合アッセイにた めに、非標識拮抗剤(10mMグルタミン酸)存在下または不在下、25μlの 200nM[3H]グルタミン酸(DupontNEN)を225μlの膜懸濁 液に加え、氷上で1時間インキュベートする。4mlの氷冷トリス/Ca緩衝液 をすばやく加えてアッセイを停止させ、すぐに減圧濾過によりWhatmanG F/Cフィルタ一上に膜を集める。10mlのOptifluor(Packa rd)をシンチレーションバイアル中のフィルターに加え、結合された放射活性 をシンチレーション計数により定量する。 上記の実施例は制限的であることを意味してはいない。より一般的に関連して 、ヒトmGluR上のグルタミン酸結合部位または他の部位へ結合する他の放射 性リガンドを利用する類似の結合アッセイを当業者は開発できるであろう。その ようなアッセイは組換え的に発現されたレセプターまたはレセプター断片への化 合物の結合を測定するために利用できる。新規ヒトmGluRへ結合する化合物 は、 このmGluRの一つまたはそれ以上の機能的活性を調節するその能力が続いて 試験されるであろう。実施例9:アフリカツメガエル卵母細胞を用いた分子スクリーニング 実施例4に記載したHmGR8b/GIRK/CIR cRNA混合物が注入 された卵母細胞は、内向き整流カリウムチャンネル活性を測定することにより新 規化合物の作用を評価するためのシステムを提供する。グルタミン酸または他の 既知のmGluRアゴニスト不在下でのヒトmGluR8の機能的活性化(アゴ ニスト活性);グルタミン酸または他の既知のmGluRアゴニストによるヒト mGluR8活性の冗進(正のアロステリック調節);またはグルタミン酸また は他の既知のmGluRアゴニストによるヒトmGluR8活性の遮断(アンタ ゴニスト活性)で化合物が評価できる。実施例10:安定にトランスフェクトされた細胞株で発現された組換え体mGl uRを用いた分子スクリーニング 実施例6に記載したような新規ヒトmGluR発現構築物で安定にトランスフ ェクトされた細胞株は、実施例8に記載したような結合アッセイを利用すること により新規ヒトmGluR上の化合物の親和性を評価するのに利用できる。 さらに、実施例6に記載したような新規ヒトmGluR発現構築物で安定にト ランスフェクトされた細胞株は、実施例7に記載したようなフォルスコリン刺激 cAMP産生を測定することにより新規ヒトmGluR8上の化合物の作用を評 価するのに利用できる。ヒトmGluR8の機能的活性化は、そのような細胞株 におけるフォルスコリン剌激cAMP産生を阻害するであろう。 もしくは、ラットGIPKおよびCIRカリウムチャンネルサブユニットと組 み合わせてヒトmGluR8を同時発現している細胞株は新規mGluR8上の 化合物の作用を評価するのに利用できる。アフリカツメガエル卵母細胞の場合の ように(実施例4)、ヒトmGluR8の機能的活性化は、ヒトmGluR8、 GIRKおよびCIRを同時発現している細胞株においてGIPK/CIRカリ ウムチャンネル活性の活性化を導くべきである。 グルタミン酸または他の既知のmGluRアゴニスト不在下でのヒトmGlu R8の機能的活性化(アゴニスト活性);グルタミン酸または他の既知のmGl uRアゴニストによるヒトmGluR8活性の冗進(正のアロステリック調節); またはグルタミン酸または他の既知のmGluRアゴニストによるヒトmGlu R8活性の遮断(アンタゴニスト活性)で化合物が評価できる。 他の態様は以下の請求の範囲に含まれている。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61P 25/28 A61K 31/00 626B 25/16 626N 25/14 626F A61K 31/711 626E 38/00 31/70 625 48/00 48/00 C07K 14/705 C07K 14/705 16/28 16/28 19/00 19/00 C12N 1/21 C12N 1/21 5/10 C12P 21/02 C C12P 21/02 G01N 33/15 Z G01N 33/15 33/50 T 33/50 P 33/566 33/566 C12N 5/00 B A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU ,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH, CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,G B,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE,KG ,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT, LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG ,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG, UZ,VN,YU (72)発明者 シミン,レイチェル・ティー アメリカ合衆国ユタ州84105,ソルト・レ イク・シティ,イースト・レドンド・アベ ニュー 1520 (72)発明者 ハマーランド,ランス・ジー アメリカ合衆国ユタ州84010,ボーンティ フル,サウス・400・イースト 3201 (72)発明者 フラー,フォレスト・エイチ アメリカ合衆国カリフォルニア州92037, ラ・ホーラ,テリーヒル・ドライブ 6130

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 配列番号1のアミノ酸配列を有する代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋 白質のユニーク部分の少なくとも5個の連続アミノ酸残基をコードし、前記ユニ ーク部分をコードしない他の核酸分子から分離された、少なくとも15ヌクレオ チドの長さの精製されたまたは単離された核酸分子。 2. 代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質がヒト蛋白質である、請求項1 記載の核酸分子。 3. ゲノムDNA配列、cDNA配列またはRNA配列を含む、請求項1記載 の核酸分子。 4. 前記代謝指向型グルタミン酸レセプター蛋白質が配列番号1の残基1−8 93のアミノ酸配列を含む、請求項1記載の核酸分子。 5. 前記部分が配列番号1の残基1−893のアミノ酸配列を含む、請求項1 または4に記載の核酸分子。 6. 前記核酸分子が配列番号1の残基1−893のアミノ酸配列を含む代謝指 向型グルタミン酸レセプター蛋白質をコードする、請求項1記載の核酸分子。 7. 前記核酸分子が、配列番号1のアミノ酸配列を含む代謝指向型グルタミン 酸レセプター蛋白質をコードする、請求項1記載の核酸分子。 8. 配列番号5の配列を含む、請求項7記載の核酸分子。 9. 配列番号5の核酸配列またはこれに実質的に相補的な配列の少なくとも1 5個の連続ヌクレオチドを含む、請求項1記載の核酸分子。 10. 配列番号5の核酸配列またはこれに実質的に相補的な配列の少なくとも 50個の連続ヌクレオチドを含む、請求項9記載の精製された核酸分子。 11. 前記核酸がさらに、配列番号5のヌクレオチド2678−2724に与 えられる核酸配列の少なくとも15個の連続ヌクレオチドを含む、請求項9記載 の核酸分子。 12. 配列番号5に与えられる核酸配列の少なくとも15個の連続ヌクレオチ ドを含み、ここで、前記ヌクレオチド配列がさらに配列番号5のヌクレオチド2 678−2724に与えられる配列の少なくとも3個の連続ヌクレオチドを含む 、 請求項9記載の核酸分子。 13. 前記5個の連続アミノ酸残基の少なくとも1つが、配列番号1の残基8 94−908の1つである、請求項1記載の核酸分子。 14. 前記核酸分子が、配列番号1のアミノ酸残基894−908を含むアミ ノ酸配列をコードする、請求項13記載の核酸分子。 15. 配列番号1のアミノ酸配列に含まれる細胞外ドメインを含むアミノ酸配 列をコードし、ここでコードされるアミノ酸配列は膜貫通ドメインおよび細胞内 ドメイン部分を実質的に含まない請求項1記載の核酸分子、またはこれに実質的 に相補的な配列を有する核酸分子。 16. 前記核酸分子が非代謝指向型グルタミン酸レセプターの膜貫通ドメイン および細胞内ドメインをコードする第2の核酸分子と転写的に結合している請求 項15記載の核酸分子、またはこれに実質的に相補的な配列を有する核酸分子。 17. 配列番号1のアミノ酸配列に含まれる細胞外ドメインおよび膜貫通ドメ インを含むアミノ酸配列をコードしており、ここで、コードされるアミノ酸配列 は細胞内ドメイン部分を実質的に含まない請求項1記載の核酸分子、またはこれ に実質的に相補的な配列を有する核酸分子。 18. 請求項1、6または7のいずれかに記載の核酸分子に実質的に相補的な 核酸配列を有する、単離されたまたは精製された核酸分子。 19. 配列番号1に与えられるアミノ酸配列の少なくとも6個の連続アミノ酸 を含む、精製されたポリペプチド。 20. 前記アミノ酸配列の少なくとも18個の連続アミノ酸を含む、請求項1 9記載の精製されたポリペプチド。 21. さらに、配列番号1の残基894−908に与えられる配列の少なくと も1個の連続アミノ酸を含む、請求項19記載の精製されたポリペプチド。 22. 配列番号1の残基894−908に与えられるアミノ酸配列を含む、請 求項21記載の精製されたポリペプチド。 23. 請求項1、6または7のいずれかに記載の核酸分子を含む、生物学的に 機能性の発現ベクター。 24. 請求項23記載の発現ベクターによりトランスフォームまたはトランス フェクトされた、原核生物または真核生物宿主細胞。 25. 前記宿主細胞が脊椎動物細胞である、請求項24記載の宿主細胞。 26. ポリペプチド生成物を製造する方法であって、請求項7記載の発現ベク ターでトランスフォームまたはトランスフェクトされた原核生物または真核生物 宿主細胞を、適した栄養条件下で、前記発現ベクターに挿入された前記核酸分子 によりコードされるポリペプチド生成物の発現を可能とする様式で増殖させるこ とを含む方法。 27. さらに、前記ポリペプチド生成物の単離を含む、請求項26記載の方法 。 28. トランスジェニック哺乳動物を作成する方法であって、配列番号1のア ミノ酸配列を有する蛋白質またはその生物学的に活性な部分をコードする核酸配 列から本質的になる核酸分子を非ヒト哺乳動物に挿入する工程を含む方法。 29. 配列番号1またはその生物学的に活性な部分から本質的になる代謝指向 型グルタミン酸レセプターに結合するかまたはその活性を調節する化合物をスク リーニングする方法であって、 前記代謝指向型グルタミン酸レセプターおよび可能性のある化合物を許容しうる 媒質に導入し、そして 物理学的に検出可能な手段により結合または調節を監視し、このことにより、前 記代謝指向型グルタミン酸レセプターと相互作用するかまたはその活性を調節す る化合物を同定する、 ことを含む方法。 30. 前記代謝指向型グルタミン酸レセプターが、 配列番号1に含まれるアミノ酸配列を有する細胞外ドメイン、および 配列番号1のアミノ酸配列を有するレセプターとは異なるレセプターの細胞内ド メイン を有するキメラレセプターである、請求項29記載の方法。 31. 標識した既知の結合剤による競合結合アッセイを含む、請求項29記載 の方法。 32. 代謝指向型グルタミン酸レセプターが細胞により発現され、前記化合物 の前記細胞に及ぼす影響を監視することをさらに含む、請求項29記載の方法。 33. 細胞が真核生物細胞である、請求項32記載の方法。 34. 真核生物細胞において発現される、配列番号1の配列を有する代謝指向 型グルタミン酸レセプターの活性を調節する方法であって、 前記レセプターを、前記レセプターのアゴニスト、アンタゴニスト、またはアロ ステリック調節剤として作用する化合物と接触させる工程を含む方法。 35. 代謝指向型グルタミン酸レセプターの活性を調節する方法であって、配 列番号1の配列から本質的になる代謝指向型グルタミン酸レセプターを含む細胞 に、前記代謝指向型グルタミン酸レセプターにおけるグルタミン酸の1つまたは それ以上の効果を模倣するか、または前記代謝指向型グルタミン酸レセプターに おけるグルタミン酸の1つまたはそれ以上の効果を遮断するのに十分な量の代謝 指向型グルタミン酸レセプター調節分子を与える工程を含み、 ここで前記分子は代謝指向型グルタミン酸レセプター活性を調節し、および前記 方法はインビトロまたはインビボで実施されることを特徴とする方法。 36. 前記化合物が、ホスホイノシチド加水分解の増加、ホスホリパーゼCの 活性化、サイトゾルカルシウム(Ca2+)濃度の増加、アデニリルシクラーゼの 活性化、アデニリルシクラーゼの阻害、cAMP形成の増加、cAMP形成の減 少、およびアラキドン酸形成の増加、グアニリルシクラーゼの活性化、環状GM P形成の増加、内向き整流カリウムチャネルの活性化、電圧依存性カルシウムチ ャネルの阻害からなる群より選択される1つまたはそれ以上の活性を生成する、 請求項35記載の方法。 37. 患者を治療する方法であって、療法上有効な量の、配列番号1の配列か ら本質的になる機能性代謝指向型グルタミン酸レセプターをコードする核酸を前 記患者に投与する工程を含む方法。 38. 患者を治療する方法であって、療法上有効な量の、配列番号1の配列か ら本質的になる代謝指向型グルタミン酸レセプターの発現を特異的に阻害する核 酸を前記患者に投与することを含む方法。 39. 患者を治療する方法であって、療法上有効な量の、配列番号1の配列を 有する代謝指向型グルタミン酸レセプターの活性を調節する化合物を前記患者に 投与することを含む方法。 40. 前記患者が、グルタミン酸興奮毒性、全体性および病巣性虚血性および 出血性発作、頭部外傷、脊髄損傷、低酸素症誘導性神経細胞損傷、てんかん、ま たはアルツハイマー病、パーキンソン病、またはハンチントン病などの神経変性 性疾病からなる群より選択される神経学的疾病または疾患を有する、請求項39 記載の方法。 41. 前記化合物が、痙攣、神経防御、ニューロン死、ニューロン発達、心臓 活動の中枢制御、覚醒、運動制御および前庭眼反射の制御からなる群より選択さ れる生理学的活性に影響を有する、請求項39記載の方法。 42. a) 配列番号1の配列から本質的になる代謝指向型グルタミン酸レセ プターまたはその機能的均等物に結合するかまたはその活性を調節する化合物、 および b) 生理学的に許容しうる担体 を含む医薬組成物。 43. 配列番号1または配列番号1の残基1−893に与えられるアミノ酸配 列を含むポリペプチドに結合しうる分子、および薬学的に許容しうる緩衝液を含 む、代謝指向型グルタミン酸レセプター結合剤。 44. 前記結合剤が精製された抗体である、請求項43記載の結合剤。 45. 前記抗体が毒素と結合されている、請求項44記載の結合剤。 46. 前記結合剤が前記ポリペプチドに優先的に結合する、請求項43記載の 結合剤。 47. 患者における疾病の診断の方法であって、 a) 前記患者における、配列番号1の配列から本質的になる1つまたはそれ以 上の代謝指向型グルタミン酸レセプターの数または位置を同定し;そして b) 前記数または位置を、正常患者または前記疾病もしくは状態を有すること が知られている患者において見いだされる数または位置と比較する、 の各工程を含む方法。
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