【発明の詳細な説明】
細胞増殖調節遺伝子発明の背景
細胞内の数々の潜在的増殖エフェクターの同定に対して重要な発展がなされた
。以前の分析は細胞環境、増殖因子及びストレスの表現型の効果を評価したが、
細胞増殖を混乱させる原因である根元的な分子イベントを明らかし始めたのはつ
い最近のことである。多くの場合で、特定の細胞増殖反応の原因は、転写減少に
帰することができる。実際、細胞周期調節に直接的に関連する最近の遺伝子の発
見は、かなりの程度までディファレンシャル遺伝子発現解析に基礎をおいていた
。
p53遺伝子は、細胞増殖の制御において、間違いなくこの遺伝子に対する重要
な調節機能を反映するヒト癌において、もっとも頻度の高い変異された遺伝子で
あり続けている。p53の機能は、ウイルスの、もしくは細胞のタンパク質と細胞
質隔離との相互作用によって弱めることができ、最終的には細胞増殖潜在力の変
化を導いている。p53はDNA損傷に反応して、そしてDNA複製を直接的に阻害し、
またはアポトーシスを誘導することにより増殖調節機能を発揮すると考えられて
いるが、データの大部分が示すところによると、p53の主たる機能は、下流のエ
フェクター遺伝子を転写的に調節することである。p53は強力な転写の活性ドメ
インをもち、配列特異的様式によってDNAと結合することができ、これにより、
標的遺伝子の転写の活性及び抑制の両方を見込んでいる。
細胞増殖及び/または生存の制御に直接的に影響を及ぼすと示唆されている産
物であり、p53転写反応性遺伝子であるp21WAFl/CIPl、MDM2、GADD45、HIC、サイ
クリンG、及びBAXの同定は、増殖反応遺伝子の発現レベルを調節する時にp53の
中心的な役割を強調する。最近までに、もっとも特徴づけられた、p53によって
転写的に調節される細胞増殖の直接のエフェクターのうちの二つはp21WAFl/CIPl
及びMDM2である。p21WAFl/CIPlは、細胞周期の進行中、サイクリン依存キナーゼ
(CDK)タンパク質と直接的に相互作用することにより、CDK阻害剤として機能す
る。形質導入によるp21WAFl/CIPlの過剰発現は、癌細胞株の広い範囲で、細胞増
殖を抑制する。一方、MDM2は、p53の活性をネガティブに調節することで機能し
、MDM2の過剰発
現により調節されない細胞増殖と腫瘍形成を導く。しかしながら、p53誘導転写
反応は、疾病保護(ill-conserved)である様であり、このことは、細胞型依存
性の、遺伝子依然性の、そして種依存性の因子がp53反応性に寄与する可能性が
あることを示唆する。例えば、p21WAFl/CIPlとMDM2の両方は、温度感受性p53対
立遺伝子を含んでいる齧歯類細胞において、p53依存の様式によって転写的に活
性化されるが、p21WAFl/CIPlだけは類似したヒトの系において誘導される。加え
て、p21WAFl/CIPlの活性化はp53依存的である場合、及び非依存である場合の両
方が示され、このことはp21WAFl/CIPlの制御に対する多くの経路を示唆する。さ
らにBCL2もしくはE1Bのようなアポトーシス調節遺伝子産物のレベルも、細胞がp
53依存増殖停止を受けるか、アポトーシスを受けるかを決定することを促進する
ことが明らかである。これらの結果は、多くのエフェクター遺伝子産物を使用す
る複雑な調節カスケードが、細胞増殖潜在力に関して細胞の運命を決定している
ことを示唆する。細胞増殖調節の複雑な性質は、細胞増殖調節に影響している分
子成分をさらに明らかにする必要性を強調している。発明の概要
哺乳類細胞増殖調節タンパク質をコードするDNA分子を提供することは本発明
の目的である。
哺乳類細胞増殖調節タンパク質を提供することは本発明の他の目的である。
哺乳類細胞増殖調節タンパク質に選択的に結合し、その分析に使用することが
できる抗体を提供することは本発明のさらなる他の目的である。
腫瘍細胞の増殖を抑制する方法を提供することは本発明のさらなる他の目的で
ある。
癌に対する診断及び診断方法を提供することは本発明の他の目的である。
細胞増殖を剌激するのに有用なアンチセンス構築物を提供することは本発明の
目的である。
細胞増殖調節遺伝子の発現を阻害するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド
を提供することは本発明の目的である。
細胞の分裂増殖を誘導するための方法を提供することは本発明の他の目的であ
る。
癌への感受性を評価するための方法を提供することは本発明のさらなる他の目
的である。
本発明のこれらの、そして他の目的は、以下に記載の、一つもしくはそれ以上
の態様によって提供される。本発明の一態様において、哺類のCGR11くはCGR19タ
ンパク質をコードする、単離され、そして精製されたサブクロモゾームDNA分子
が提供される。
本発明の他の態様によれば、単離され、そして精製された哺乳類CGR11もしく
はCGR19タンパク質が提供される。
本発明の他の態様において、哺乳類CGR11もしくはCGR19タンパク質に特異的に
結合する抗体が提供される。
本発明の他の態様によれば、腫瘍細胞の増殖を抑制する方法が提供される。こ
の方法は、
腫瘍細胞に、哺乳類CGR11もしくはCGR19タンパク質を投与することの段
階を含む。
本発明の他の態様によれば、腫瘍細胞の増殖を抑制する方法が提供される。こ
の方法は、
CGR11、CGR19、mEH及びSM20からなる群から選択した哺乳類タンパク質
を発現させる原因となるDNA分子を、腫瘍細胞に投与すること
の段階を含む。
本発明のさらなる他の態様によれば、癌の診断のための方法が提供される。こ
の方法は、
組織を試験して、その組織が正常組織に比べて、CGR11、CGR19、mEH及
びSM20からなる群から選択した哺乳類タンパク質、または、哺乳類タンパク質を
コードしているmRNAを、より少なく発現しているかどうか決定すること
の段階を含む。
本発明のさらなる他の観点によれば、癌の診断のための方法が提供される。こ
の方法は、
組織を試験し、前記組織におけるDNAが、CGR11、CGR19、mEH及びSM20か
らなる群から選択した哺乳類遺伝子コーディング配列の変異形であって、遺伝子
コーディング配列の野生型とは異なる変異型を含むかどうかを決定するために調
べること、
の段階を含む。
本発明の他の態様において、アンチセンスCGR11、CGR19、mEH及びSM20構築物
が提供される。この構築物は:
a.転写プロモーター
b.転写ターミネーター
c.CGR11、CGR19、mEH及びSM20からなる群から選択した哺乳類タンパク
質の遺伝子コーディング配列の一つもしくはそれ以上の区分を含むDNA区分であ
って、前記遺伝子コーディング配列の区分が前記プロモーターと前記ターミネー
ターの間に位置し、前記DNA区分が前記プロモーター及び前記ターミネーターに
関して逆になっており、それによってDNA区分の転写によって作られるRNAが、哺
乳類細胞によって作られる対応するmRNAの区分と相補的である前記DNA区分、
を含む。
本発明の他の観点において、CGR11、mEH、SM20、もしくはCGR19のアンチセン
スオリゴヌクレオチドが提供される。このオリゴヌクレオチドは、哺乳類CGR11
もしくはCGR19のmRNAに相補的な、少なくとも10ヌクレオチドを含む。
本発明の一つの態様によれば、細胞の分裂増殖を促進するための方法が提供さ
れる。この方法は、
CGR11、CGR19、mEH及びSM20からなる群から選択した哺乳類遺伝子に対
するアンチセンスオリゴヌクレオチドであって、CGR11、CGR19、mEH及びSM20か
らなる群から選択した哺乳類遺伝子mRNAに相補的な、少なくとも10ヌクレオチド
を含むものを前記細胞に投与して、CGR11、CGR19、mEH及びSM20の発現を阻害す
ること、
の段階を含む。
本発明の他の観点によれば、細胞の増殖を促進するための方法が提供される。
この方法は、
CGR11、CGR19、mEH及びSM20からなる群から選択した哺乳類遺伝子に相
補
的な、少なくとも10ヌクレオチドを含む、三本鎖形成オリゴヌクレオチドを哺乳
類細胞に対して投与し、CGR11、CGR19、mEH及びSM20からなる群から選択した哺
乳類遺伝子の発現を阻害すること、
の段階を含む。
他の観点によれば、細胞の増殖を促進するための他の方法が提供される。この
方法は、
哺乳類細胞に、CGR11、CGR19、mEH及びSM20からなる群から選択したアン
チセンス遺伝子構築物であって、
a.転写プロモーター
b.転写ターミネーター
c.哺乳類遺伝子コーディング配列の一つもしくはそれ以上の区分を含む
DNA区分であって、前記遺伝子区分が前記プロモーターと前記ターミネーターの
間に位置し、前記DNA区分が前記プロモーター及び前記ターミネーターに関して
逆になっており、それによってDNA区分の転写によって作られるRNAが、哺乳類細
胞によって作られる対応するmRNAの区分と相補的であるとする前記DNA区分、
を含む遺伝子構築物を投与して、哺乳類遺伝子の発現を阻害すること、
の段階を含む。
本発明の他の態様によれば、癌への感受性を評価するための方法が提供される
。この方法は、
血液、絨毛膜絨毛、羊水、着床前の胚の卵割球からなる群から選択した組織を
検査して、前記組織内のDNAが、CGR11、CGR19、mEH及びSM20からなる群から選択
した変異型遺伝子コーディング配列を含むかどうか決定すること、
の段階を含む。
本発明は従って、付加的な診察及び治療手段に関した分野を提供し、それによ
って癌リスク評価、初期癌、及び明らかな癌を扱う。
図面の簡単な説明
図1:REF-112 RNAの特性記述。図1a、WAF1誘導の速度論。示した時間(時)、3
2℃で維持したRFE12細胞からの全RNAを、ラットWAF1 cDNAにてプローブした。
図1b、サイクリンG RT-PCR。8時間、38℃、もしくは32℃で維持したREF-112細
胞から回収した全RNAを、固定オリゴ−dTプライマーにて逆転写した。PCRは、こ
のプライマー及びラットサイクリンGの3'末端に特異的なプライマーで行った。
矢印は約300塩基対の、ディファレンシャルに(differentially)発現したラッ
トサイクリンG RT-PCR産物を示す。図1c、REF-112細胞からの全RNAのノザン分
析。図1bに記載したサイクリンG RT-PCR cDNAを、38℃、もしくは32℃で維持
したREF-112細胞から単離したRNAに対するプローブとして用いた。
図2:野生型p53含有REF-112細胞からのディファレンシャルに発現した発現遺
伝子。38℃、及び32℃(8時間)維持した、CGR11(図2a)、CGR19(図2b)、SM20(図
2c)、及びmEH(図2d)を発現しているREF-112細胞からのRT-PCR及びノザン分析
。矢印は切り取り、再増幅し、付随したノザン分析のためのプローブとして使用
した、ディファレンシャルに発現したcDNAを示している。レーン1、レーン3;8
時間インキュベーション後回収した、32℃維持したREF-112 RNA。レーン2、レ
ーン4;38℃維持したREF-112 RNA。デュプリケーションのサンプルは全RNA調整
物から独立に単離した。
図3:CGR11及びCGR19についての発現図。図3a;CGR11、CGR19、及びβ−アク
チンに特異的な32P標識されたcDNA断片によりプローブした、ラットの複数の組
織のノザンブロット。図3b;CGR11及びCGR19の誘導速度論。REF-112細胞を示し
た時間(時)32℃で維持した。全RNAを単離し、電気泳動し、ブロットし、そし
てラットCGR11もしくはCGR19に対して特異的な32P標識されたcDNAにてプローブ
した。
図4:ラット及びヒトのCGR11とCGR19のアミノ酸配列。図4a;ヒト(上段)及
びラット(下段)CGR11の推定したアミノ酸配列。ダッシュはヒト及びラット配
列間での一致を示す。アスタリスクはラットCGR11配列内に存在する欠落を示す
。上線は、二つの推定のEF−ハンドドメインを示す。図4b、コンセンサスのEF−
ハンドメインと配列させたCGR11 EF−ハンドドメインI及びII。ヒトの配列と異
なっているラットアミノ酸を下線に示す。図4c、ヒト(上)及びラット(下)CG
R19の推定したアミノ酸配列。上線の配列は潜在的なジンク−バインディング、
リング−フィンガードメインをコードしている。ダッシュはヒト及びラット配列
間で一致を示す。図4d、CGR−9リン−ーフィンガードメインは、コンセンサスの
リング−フィンガー配列とともに配列させた。
好ましい態様の詳細な説明
本発明者は、以前にはp53によって調節されていると知られてはいない、4つ
の遺伝子がp53によって調節され、本明細書で増殖調節をすることが示されるこ
とを発見した。単離された遺伝子の二つ、ラットSM20とラット及びヒトmEHは、
すでに記述された遺伝子であるが、p53の状態とこれらの遺伝子の転写的誘導の
間の関係は以前には確立されてはいないものである。他の二つの遺伝子、CGR11
及びCGR19は以前には単離も記述もされていない。
ラットSM20は、血管平滑筋細胞のPDGF-A-誘導転写の解析により初めて単離さ
れたが、しかしながら、ラットSM20の機能はいまだに解明されていない。一方、
mEHは、代謝反応性エポキシドを含む生体異物の触媒反応解毒化に関係すること
が知られている。mEHと野生型p53の間には既知の関係は何も知られていないが、
エポキシドを介したp53活性の誘導は、毒素の存在下での遺伝子の安定性を保つ
ことを助ける可能性がある。
我々は、よく特徴づけられているネズミの温度感受性p53変異VAL135を利用し
て、野生型p53タンパク質の転写反応を同定した。活性化RAS及び、p53-VAL135を
形質導入したラット胚繊維芽細胞(REF-112)の増殖は温度感受性である。これ
らの細胞の38℃での増殖は、細胞質中でHSP70と複合体形成する変異構造にp53タ
ンパク質を維持する。REF-112細胞を32℃に移すと、p53タンパク質は、野生型構
造を採用し、核内に移動し、そして標的遺伝子の転写を調節する。これらの細胞
は、はじめに、特に細胞周期のG1期における増殖停止として記述された。我々は
、p53の機能に対して、温度感受性であるラット細胞からのディファレンシャル
転写解析を利用した。我々は、複製を許容する温度では存在し、しかしながら複
製を許容しない温度では存在しないこれらの転写を同定した。
本発明によるDNA分子は、他の遺伝子配列から単離され、そして精製される。
それらは、ゲノム配列またはcDNA配列のいずれかであり、すなわちそれらは介在
配列を含む可能性があるか、もしくはその可能性がない。ヒトCGR11、ヒトCGR19
、
ラットCGR11、及びラットCGR19のコーディング領域のヌクレオチド配列はそれぞ
れSEQ ID Nos:1、3、5、及び7に示される。他の哺乳類相同物は、開示されてい
る配列由来のヌクレオチドプローブ、またはプライマーを用いてcDNAライブラリ
ーをスクリーニングすることで、容易に得ることができる。ゲノムクローンも、
遺伝子コーディング領域由来のプローブを用いて、YACもしくはP1クローンのよ
うなゲノムDNAライブラリーをスクリーニングすることで入手できる。遺伝子の
対立遺伝子型も、本発明の範囲に含まれている。これらは、コード配列に影響し
ない無影響変異、またはアミノ酸の相違を導く多型のいずれかをもちうる。アミ
ノ酸の相違は、タンパク質の機能の変化を引き起こす可能性がある場合またはそ
の可能性が内場合とがある。
SEQ ID Nos: 2、4、6、及び8に示したタンパク質配列を用いることで、変性し
たオリゴヌクレオチドプローブを使用して、対応する遺伝子及び関連した哺乳類
CGR遺伝子を同定し、入手することもできる。一つもしくはそれ以上の変性した
プローブを使用して、cDNA、もしくはゲノムDNAライブラリーにハイブリット形
成することができる。CGR遺伝子は、変性したプローブとハイブリット形成する
ことによって同定できる。遺伝子の同定は、一つもしくはそれ以上の、以下の特
性に基づいて確かめることができる:すなわち、コードしているタンパク質のお
およその大きさ、SEQ ID Nos:2、4、6、もしくは8のタンパク質との類似性もし
くは同一性、そして野生型p53による遺伝子に対するmRNAの亢進調節である。変
性したプローブの使用のデザイン及び条件は、当該技術分野においてよく知られ
ている。全長遺伝子、もしくはcDNAの一部分は、全長遺伝子を単離することによ
り、もしくは全長遺伝子を単離することなく、同様に単離できる。あるいは、CG
Rタンパク質(群)に特異的に結合する抗体は、SEQ ID Nos:2、4、6、及び8に示
した、タンパク質もしくはそのタンパク質のポリペプチド部分に対して作り上げ
ることができる。これらの抗体を使用して、同様の、もしくは関連したエピトー
プを発現している発現cDNAライブラリー中のクローンを選択することができる。
同定されたCGR遺伝子の部分は、制限エンドヌクレアーゼにより、または一部の
配列の増幅による遺伝子の断片化により作ることができる。ハイブリット形成に
より、もしくは抗体結合により単離されたCGR遺伝子の部分は、全遺伝子を単離
することなしに、直接的に使用することもできる。
現在、4つの哺乳類細胞増殖調節遺伝子の配列が提供されているので、当業者
は、コードされているタンパク質を容易に入手できる。これらは、細菌、酵母、
もしくは他の便利な細胞に発現させることができる。発現ベクターは、当該技術
分野で既知のベクターに、コーディング領域をライゲーションすることによって
構築することができる。一般的には、ベクターはプロモーター、エンハンサー、
転写シグナルのターミネーションなどの発現調節配列を含みうる。従って、コー
ディング配列を、発現調節配列に関して、正しい場所にそして正しい方向に配置
することによって、希望する宿主細胞内に選択された哺乳類タンパク質の発現を
指向することのできる、発現ベクターを入手する。適当なベクターは当該技術分
野で知られており、プラスミドもしくはウイルスゲノムに基くことができる。ベ
クターに対する適当な宿主細胞も知られており、そしてそれら宿主細胞が示す希
望する性質について選択できる
選択されたタンパク質の部分を、合成し、実験動物の免疫のための担体タンパ
ク質に結合して、これらの特異的に免疫反応性である抗体を産生することができ
る。この抗体を使用して、天然の、もしくは組換え源からのタンパク質を精製す
ることができる。このような抗体は、特定の用途に便利なように、ポリクローナ
ルもしくはモノクローナルであってもよい。開示されたCGRタンパク質に特異的
に結合する抗体は、当該技術分野にてよく知られているように、日常的なスクリ
ーニングを用いて容易に単離することができる。
本明細書で記載のように、細胞増殖調節タンパク質は、腫瘍細胞に対して増殖
抑制効果をもっている。従って、細胞増殖調節タンパク質の腫瘍細胞への投与、
もしくは結果としてタンパク質の発現を生ずるであろう構築物を用いたそれらに
対応する遺伝子の投与は、そのような増殖抑制をもたらすために好ましい可能性
がある。本発明のタンパク質は、ヒトに投与するために、薬剤組成物として製剤
化されうる。一般的には、これらは発熱性成分を含まない、希釈剤もしくは賦形
剤中での無菌剤形でありうる。この剤形は、鼻腔内及び非経口投与いずれにも適
合する。増殖性疾患に関連する他の細胞も、細胞増殖調節遺伝子媒介性増殖抑制
の標的でありうる。このような増殖性疾患は、乾鮮、ポリープ、再狭窄、いぼ、
炎症性疾患を含むが、これらにの限定されない。細胞増殖調節タンパク質は、腫
瘍細胞に、適切な剤形で投与されうる。それらは、腫瘍細胞への微量注入、もし
くは単純に外部から供給することができる。それらは、例えばリポソーム内に被
包されるうる。哺乳類に投与する場合には、循環系内で腫瘍抑制量に達すること
が望ましい。腫瘍抑制効果は、細胞増殖調節タンパク質が10-10から10-6Mの濃
度の時に目的を達することができる。細胞増殖調節タンパク質をコードしている
DNAを、腫瘍細胞に投与すると、細胞は増殖抑制のための、それ自身の細胞増殖
調節タンパク質を発現することができる。そのようなDNAは、上述したように、
ゲノムDNA、もしくはcDNAであり得る。増殖性疾患に関連する他の細胞は、同様
にして処理されるうる。
本発明の細胞増殖調節遺伝子は、ここで、野生型p53によって調節されること
が示される。従って、いずれかの細胞増殖調節遺伝子の発現を、野生型p53の発
現のマーカーとして使用できる。ちようど野生型p53の発現の減少、もしくは変
異したp53の発現の存在が癌を示すように、正常組織と比較して増殖調節遺伝子
の発現の減少は、癌を指し示すことができる。細胞増殖調節遺伝子の発現の分析
は、直接的な野生型p53の分析に加えて、もしくはそれに代えて使用することが
できる。正常コントロールを提供するための比較目的に適合する組織は、一般的
には近接した、形態学的に正常な組織である。細胞増殖調節遺伝子の発現の存在
もしくはその量の試験は、細胞増殖調節タンパク質に特異的な抗体、核酸プロー
ブ、もしくはSEQ ID Nos:1、3、5、もしくは7の配列の全部、または一部に相補
的な、少なくとも約10ヌクレオチドのプライマー、もしくは当該分野で知られて
いる他の試験の、いずれかによって行うことができる。
同様に、腫瘍組織のDNAを試験して、それが変異を含んでいるかどうか決定す
ることができる。細胞増殖調節遺伝子の変異は、p53変異がそうであるように、
細胞に腫瘍形成表現型を与える。変異は、試験をする組織内の遺伝子の配列を決
定し、その配列をSEQ ID Nos:1、3、5、もしくは7にて開示している配列と比較
することにより決定することができる。このような変異は、生殖系列もしくは体
組織で起こりうる。体組織で変異が起こった場合、同じ個体において他の組織で
は変異は発見されないであろう。変異が生殖系列で起こった場合、体のすべての
組織で変異が発見され、生殖系列のp53変異のように癌への感受性を示すであろ
う。生殖系列変異について試験をするのに適した組織は、血液、粘膜スメア、子
宮頸部スメア、皮膚、絨毛膜絨毛、羊水、及び着床前の卵割球を含む。
アンチセンス細胞増殖調節遺伝子構築物は転写プロモーターと転写ターミネー
ター(ポリアデニル化シグナル)を含み、それらの間にDNA区分を持つ。DNA区分
は、一つもしくはそれ以上の細胞増殖調節遺伝子区分を含むが、その区分は構築
物中で、哺乳類ゲノムの方向に比べて逆になっている。この構築物の転写プロモ
ーターからの転写は、正常哺乳類細胞における細胞増殖調節プロモーターから作
られる、細胞増殖調節遺伝子RNAに相補的な(アンチセンス)RNA分子を産生する
。アンチセンスRNA分予を作るのに使用したプロモーターは、ある処方された刺
激物質によって調節されうる誘導可能なプロモーターであり得る。例えば、メタ
ロチオネインプロモーターもしくはホルモン応答性プロモーターは、都合よく使
用できる。他のプロモーター及びターミネーターは、特定の用途に都合よく使用
できる。加えて、当該技術分野で知られているエンハンサーを使用して、希望す
るタンパク質の発現を高めることができる。
本発明のアンチセンス細胞増殖調節遺伝子構築物は、細胞の一つのタイプにお
いて使用してアンチセンスRNAを産生し、当該技術分野で知られている技術によ
って他の細胞に適用することができる。あるいは、細胞増殖調節遺伝子構築物を
、細胞増殖調節遺伝子の調節が望まれる、最終的な標的細胞に投与できる。細胞
へのDNA構築物の導入の適切な方法は、当該技術分野で知られている。アンチセ
ンス構築物の投与は、当該技術分野で知られているような、トランスフェクショ
ン、形質転換、エレクトロポレーション、融合、その他によって行われうる。細
胞増殖調節遺伝子発現の阻害は、細胞を増殖分裂させ、細胞死を防ぐ。これは、
移植のための表皮細胞を培養する場合のように、培養中で多数のある細胞が増殖
することが好ましいような状態で特に有用でありうる。あるいは、体のある細胞
への投与は、老化を防ぐために老齢化(aging)あるいは老化(senescent)しつ
つある細胞に、もしくは免疫性の細胞または胃腸管の細胞などに関して望ましい
ものでありうる。
細胞増殖調節遺伝子アンチセンスオリゴヌクレオチドはまた、以上で議論した
ような、アンチセンス構築物と同様な目的のためにも提供される。オリゴヌクレ
オチドは、長さとして、少なくとも10ヌクレオチドであり、20から30ヌクレオチ
ドであり得る。それらは、通常のヌクレオチド、またはヌクレオチド類似体、ま
たは二つの混合物から成り立ちうる。類似体はメチルホスホン酸塩、アミノアル
キルホスホン酸塩、ホスホロチオン酸塩、ホスホロジチオン酸塩、置換または非
置換ホスホルアミデイトを含む。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、環状分子
も利用されうるが、一般的には、哺乳類細胞から作られた天然細胞増殖調節遺伝
子mRNAと相補的である、直鎖で一本鎖の分子である。これらは、受動、もしくは
レセプター媒介性の輸送によって細胞により取り込まれるように、リポソーム中
、もしくはむきだしで細胞に投与することができる。アンチセンスオリゴヌクレ
オチドが、mRNAの5'末端、特に転写開始部位に特異的に相補的にデザインされて
いることがたいてい好ましい。しかしながら、mRNA分子の他の部分が、アンチセ
ンス阻害に影響を受けやすいことが明らかになっており、本発明の実施において
使用できうる。同一分子の他の部分との水素結合が関連する二次構造をもつ、ア
ンチセンスヌクレオチドに対する標的としてのmRNAの部分をさけることも好まし
い。例えば、ステム−ループ構造のステムの形態に関連していることが明らかな
部位をさけることは好ましい。
細胞増殖調節遺伝子の発現はまた、転写に対する干渉によって、オリゴヌクレ
オチド、または細胞増殖調節遺伝子の区分と複合体化することで三重鎖構造(三
本鎖、triplexes)を形成できる修飾オリゴヌクレオチドを加えることによって
、抑制しうる。
以下の実施例は、例示の目的のためのみに提供され、そして、以上の広い用語
にて記載した本発明の範囲に限定するものではない。
実施例 実施例1
予備研究により、温度感受性p53システムの有用性を明らかにする。
38℃および32℃の両方で培養した細胞から調製した全RNAを、まずp53に調節さ
れる既知の遺伝子に関して特徴づけることにより、REF-112細胞を用いたデ
ィファレンシャルディスプレイ解析の実行可能性を評価した。p21WAFl/CIPlのノ
ーザン解析では急速な転写誘導が示され、p21WAFl/CIPlRNA量が32℃に移してか
ら8-10時間後に頂点に達した(図1a)。さらに我々は、32℃に移してから8-10時間
以内のアポトーシス誘導の、同様の速度論を明らかにした。
本明細書中で述べるディファレンシャル転写解析に関して、我々は8時間の誘
導時間を選んだ。この時点では、ラットp21WAFl/CIPlおよびラットサイクリンG
ノーザン解析により、32℃という増殖阻害温度においては各転写産物の量が多く
、38℃において対数的に増殖した細胞では転写産物はほとんどあるいは全くない
、ということが示された(図1)。サイクリンGおよびp21WAFl/CIPlともに、同様
の量まで誘導されるようであった。
両方の増殖条件から単離した全RNAについて、ラットサイクリンGの3'末端に
特異的なプライマーを用いてRT-PCR反応を行い、RNA調製物について特徴を調べ
た後、p53に調節される新規遺伝子を同定した。予想した通り、ディファレンシ
ャルに発現する300bpのバンドを、32℃で誘導したRNA中に検出したが、誘導して
いない細胞由来のRNA中にはなかった(図1b)。サイクリンG RT-PCRバンドを切り
出し、続いてクローニングおよびノーザン解析(図1c)を行ったところ、このバ
ンドがラットサイクリンGと同一であることが確認された(データは示さず)。
細胞培養:ラット胚の繊維芽細胞REF-112(p53-VAL135)およびREF-132(p53-
PHE132)(B.VogelsteinおよびM.Orenのご好意によりご供与いただいた)を、10
%ウシ胎児血清を含むDMEM中、5%CO2、38℃あるいは32℃のいずれかにおいて培
養した。いずれかの温度移動の48時間前に、細胞を分配し、まいた。温度移動は
、あらかじめ平衡化したインキュベーターにサブコンフルエントなフラスコを、
培地を交換せずに単に移動させて行った。トランスフェクション用に、4x105
個の細胞(T98GおよびSW480細胞)、または0.8x105個の細胞(SKOV3-IP1)を6穴
培養皿にまいた。製造者が説明する通りに、リポフェクチン(Gibco/BRL)を用
いてトランスフェクションを行った。簡単にいうと、40μlの血清低減培地(OP
TIMEMTM、Giboco/BRL)を2μgのDNAに加えた。10μlのリポフェクチンを含む
50μlの混合液および、40μlのOPTIMEMTMを、DNA混
合液に加えた。15分間、室温でインキュベートしたあと、1mlのOPTIMEMTMを加え
、optimemで洗った細胞の上に混合液を重層した。細胞を5時間、37℃/5%CO2イ
ンキュベーター中でインキュベートし、そのあと、トランスフェクション混合液
を通常の増殖培地と置き換えた。44時間後、ハイグロマイシン(0.25mg/ml)を
含む選択培地に細胞を分配した。12-14日後、50%エタノール中の2%メチレンブル
ーにてコロニーを染め、計数した。50個以上の細胞を含むコロニーのみを取った
。
RNA単離:製造者が説明する通りに、RNAzol B(Tel-Test,Inc.)中で直接可
溶化することにより全RNAを単離した。製造者が説明する通りにMessageMakerkit
(Gibco/BRL)を用い、全RNA調製物からpoly A+RNAを単離した。
RT-PCR反応:5mM MgCl2/10mM Tris、pH8.3/10mM KCl/20μM dNTP's/20units
Rnase阻害剤(Perkin Elmer)/50μM T12NN中の200ngの全RNAおよび50units M
MLV逆転写酵素(Perkin Elmer)を用い、試料(逆転写酵素なし)を65℃に5分
間温めて逆転写反応を行い、次いで反応液を37℃に5分間置いた。逆転写を37℃
で55分間かけて行った。5分間、95℃でインキュベートすることにより、RT反応
を不活性化させた。1.5mM MgCl2/10mM Tris pH8.3/10mM KCl/4μM dNTP's/2.5u
nits Taqポリメラーゼ(Perkin Elmer)/10μCi35S-α-dATP(12.5μCi/μl、N
EN)/50μM T12MN中の2μlの逆転写反応液および0.2μMランダム10-merを用
い、PCR反応を行った。サーモサイクラー中で、94℃を3秒/40℃を2分/72℃を3
0秒というサイクルを40サイクル、PCR反応を行った。38%ホルムアミド/8mMEDTA
/0.02%ブロモフェノールブルーおよびキシレンシラノールを加えることにより、
反応を終了させた。試料を2分間、70℃で温め、6%変性ポリアクリルアミドゲル
上で泳動した。ゲルをWhatmann 3MM紙上に乾燥させフィルムに露光した後、PCR
産物を精製した。切り出したバンドを120μl H2Oに10分間、室温で再懸濁させ
、続いて15分間煮沸した。遠心して残渣をペレットにし、10μlの3M酢酸ナトリ
ウム、5μlの10mg/mlグリコーゲン、400μlエタノールを、溶出した100μl
のDNAに加えた。DNAを一晩、-20℃で沈殿させた。DNAをペレットにし、もとのRT
-PCRに用いたプライマーと同じものを用いて増幅し、ゲルを精製し、pCRII (InV
itrogen)にクローン化した。
オリゴヌクレオチド:サイクリンG RT-PCR反応に関して、dT12GCおよび5'-TCT
TCACTGC-3'プライマー対を用いて約300bpの断片を増幅した。
ノーザン解析:1.2%ホルムアルデヒドゲル上で電気泳動した10-20μgの全RNA
を用い、ノーザン解析を行った。ブロッティングおよびプローブによる探索(pr
obing)は、根本的には記載されている通りであった。プローブは、ランダムプ
ライム(BMB)によりα-32Pラベルしたゲル精製cDNA断片とした。ラット組織ブ
ロットをClontechから得て、製造者が勧めるように、プローブによる探索をし、
除去し(stripped)、再びプローブによる探索をした。ラットWAF1 cDNAは、B.Vog
elsteinの好意によりご供与いただいた。実施例2
本実施例では、p53が調節する遺伝子の同定に、温度感受性p53システムを使用
することを明らかにする。
増殖により調節される他の遺伝子を同定するために、我々は12の“固定された
”オリゴdTプライマーを25の“ランダムな”10-merと組み合わせて利用し、RT-P
CR反応を行った。RT-PCR反応は、38℃または32℃に維持したREF-112細胞由来の
、独立に単離した全RNAについてデュプリケートで行った。ラットp21WAFl/CIPl
またはMDM2のいずれかを増幅するであろうプライマー対を除外した。
異なって発現した総計35のRT-PCR産物を、32℃という誘導温度単独での産物の
誘導に基づいて、さらなる解析のために選んだ。RT-PCR反応を二重のRNAサンプ
ルについて行ったが、可能性として目的の転写産物を含むすべての反応を省略せ
ずに繰返して、ディファレンシャルディスプレイ解析における共通の問題である
、生じ得る人工物をさらに避けた。続くノーザン解析では、これらのRT-PCR産物
のうちすべてだが4つを、異なって発現した遺伝子として出した。これら4つの
遺伝子のいずれも、32℃で培養した非温度感受性p53変異を持つ対照細胞(REF-1
32細胞[PHE132])由来のRNAではいかなる転写誘導も示さず、観察された転写誘
導は温度の移動のためのみでなく、変異のためでもあることを示唆する。誘導さ
れた遺伝子のうちの2つは、以前にSM20およびミクロソームエポキシド水酸化酵
素(mEH)を含めて記載されたものである。相関的な遺伝子発現解析では、これ
らの遺伝子を増殖条件に依存して異なって発現するとして説明した
が、これらの遺伝子の転写は、以前にp53発現とは結び付けられていなかった。
11および19と名付けられた、2つの新規cDNAに由来するディファレンシャルRT
-PCR産物を、SM20およびmEHと同様に図2に示す。これらの部分cDNAのそれぞれ
に関するノーザン解析により、これらの転写産物が38℃または32℃で培養した細
胞において異なって発現していたということが確かめられた。
オリゴヌクレオチド:12の固定されたオリゴ-dTプライマー(dT12[A,C,G][
A,C,G,T]の組み合わせ)および25のランダムな10merをRT-PCR反応に用いた。サ
イクリンG RT-PCR反応に関しては、dT12GCおよび5'-TCTTCACTGC-3'プライマー対
を用いて□300bpの断片を増幅した。特異的なクローンのRT-PCR増幅を、以下の
プライマー対を用いて達成した。すなわち、CGR11:dT12AT/TACAACGAGG;SM20:d
T12GG/GATCATAGCG;CGR19:dT12CG/GATCATAGCC;mEH:dT12CA/GATCATGGTCである
。実施例3
本実施例では、新規に同定した遺伝子、CGR11およびCGR19の組織特異的発現を
明らかにする。
部分cDNA断片11および19を、様々なラット組織由来の発現解析のプローブとし
て用いた(図3a)。部分11cDNAプローブを用いて、1.3kbの転写産物が、脳全体お
よび腎に広く存在し、心臓、肺、肝および骨格筋では限られた発現を示し、牌お
よび精巣には検出できるような発現は示さない、といった限定された発現パター
ンが観察された。部分cDNA19をプローブとして用いると、1.4kbの転写産物がラ
ット精巣で最も高い発現量を示し、よりユビキタスな発現パターンを見せた。こ
れらの遺伝子のいずれも以前に記載されていないため、我々はこれらを選び、細
胞増殖調節(Cell Growth Regulatory)遺伝子CGR11およびCGR19と名付けた。実施例4
本実施例では、温度移動の際の細胞増殖調節遺伝子の発現の速度論も、遺伝子
の発現量の定量も明らかにする。
38℃から32℃への温度の移動後のREF-112細胞における、CGR11およびCGR19転
写産物誘導の速度論を、これらの遺伝子の転写誘導が増殖阻害に至るカスケー
ドにおける初期の出来事であるのか決定することを目的として行った(図3b)。
誘導速度論は、CGR19に関してはp21WAFl/CIPlと密接に対応していた(図3b)。C
GR11に関してはわずかに遅い誘導速度が観察された。これは、これらの遺伝子の
誘導が増殖阻害に至るカスケードにおける比較的初期の出来事であることを示唆
している。誘導された転写産物の発現量は有意に異なり、CGR11は32℃で誘導し
たREF-112細胞においてより高く発現していた(図3b)。しかし、CGR11よりもCGR1
9について、基底状態の(誘導しない)転写産物量がより高く存在していた(図2
)。CGR11およびCGR19の発現量は、このREF-112システムにおいてp21WAFl/CIPlお
よびサイクリンGと比較して間接的に評価することもできた。誘導されたREF-112
cDNAライブラリーに対するプローブハイブリッド形成では、p21WAFl/CIPlより
も2倍高いサイクリンG量をもたらし、p21WAFl/CIPlは細胞内の全mRNAの□0.1%
で発現し、サイクリンGは0.2%で発現した。実施例5
本実施例では、単離された細胞増殖調節遺伝子の配列解析を提供する。
CGR11およびCGR19に対応する全長であろうcDNAを、REF-112 RNAから5'RACE(5
'末端の急速な増幅)およびヒト、胎児脳cDNAライブラリーへのハイブリッド形
成により得た。得られたラットおよびヒトCGR11 cDNAは、長さが1,209および1,1
13bpである。5’RACE解析では、ヒトクローンに関してはより長い5'伸長を持っ
たcDNAは得られなかった。CGR11に対するラットおよびヒトcDNAは、それぞれ272
および301アミノ酸のタンパク質産物をコードするオープンリーディングフレー
ムを有する(図4a)。どちらのcDNAの予想される開始コドンの上流にも、読み枠に
あう終止コドンは一つも見られなかった。ラットおよびヒトCGR11タンパク質の
間の最適な5'整列(allgnment)は、最初のラットCGR11 ATGから7アミノ酸(MS
RWLMQ)を欠いており、従ってラットATG開始コドンを最終的に指定することがで
ぎない。ラットおよびヒトCGR11タンパク質は65%同一である。加えて、非常に保
存された2つの予想Ca2+結合EFハンドモチーフ(ヒトタンパク質におけるアミノ
酸82-94およびアミノ酸127-139;図4bに上線を引いた)は、ほとんど100%同一で
ある。クラスター状の17アミノ酸の繰返し4つが、ヒトCGR11タンパク質のみの
カルボキシ末端部分内に存在しており(コンセ
ンサス:PGPRGEAEGQAEA[K/R]GDA)、全く異なるターンによって中断される4つ
のαヘリカルドメインに似た構造を示唆している。
CGR11およびCGR19タンパク質のIn vitro産生により、それぞれ□37Kdおよび34
Kdの産物を得た。CGR11タンパク質は非常に酸性で、計算された正味の負電荷が-
29でpIは4.21と予想される。
ラットおよびヒトCGR19タンパク質は、アミノ酸レベルで85%同一であり、332
アミノ酸タンパク質の完全長を通して一貫して相同である(図4c)。読み枠にあ
う終止コドンは、予想される開始コドンより上流には一つも見つからないが、ラ
ットおよびヒトのタンパク質相同体は開始コドンのすぐ上流で分かれており、指
定したATGが本当にCGR19の開始コドンであることをさらに示唆している。CGR19
の予想タンパク質配列は、タンパク質のアミノ末端の予想される亜鉛結合C3HC4
リングフィンガードメインの領域においてのみ、既知のタンパク質と重要な相同
性を示す(図4d)。リングフィンガーを含むいくつかのタンパク質で見られてい
た通り、付随するB-boxドメインはCGR19内には一つも見られなかった。
我々はREF-112細胞から、cDNAの中央部内に130bpのインサートを含む全長CGR1
9 cDNAも単離した。このインサートはエキソン−イントロン境界に一致する5'GT
および3'AG末端を含む。これは、細胞内のいくつかのCGR19転写産物が不完全に
加工されているか、または保持されたイントロンを含む代替の転写産物が産生さ
れていることを示唆する。この第二のCGR19は、CGR19の最初の140アミノ酸を保
持するタンパク質キメラを作り出す、読み枠にあう終止コドンを予想されるイン
トロン内に作り出すだろう。さらに、32℃で誘導したREF-112細胞に由来するRT-
PCR解析では、2つのCGR19転写産物の安定な生成と一致する、同等の強さの2つ
のバンドが現れる。これらの2つの転写産物から作られる、あり得る異なるタン
パク質産物のさらなる解析が、この異なって加工される転写産物が重要であるか
どうかを決定するのに必要である。
5'RACE:cDNA末端の急速な増幅を、32℃処理した細胞から回収したREF-112 RN
Aを使い、製造者が説明する通りにmarathon kit(Clonetech)を用いて行った。
ラットCGR11およびCGR19の3’末端に特異的なオリゴヌクレオチドを手順の中で
用いた。
DNA配列決定:すべてのcDNAクローンの配列決定を、完全長cDNAに沿って両方
の鎖の配列決定ができるプライマーを利用した、手動のSangerダイデオキシ配列
決定(USB)により行った。複数のクローンを、ラットおよびヒトCGR11およびCG
R19 cDNAについて配列決定した。
データベース検索:すべての相同性検索(FASTA)、整列(BESTFIT)および構造
上の特徴(MOTIFS)を、The Genetics Computer Group(GCG)ソフトウエアプロ
グラム(Madison、WI)を用いて行った。最終的な検索は、GenBank version 91
を利用して行った。実施例6
本実施例では、細胞増殖調節遺伝子の増殖抑制特性を明らかにする。
本研究で単離した、異なって発現する遺伝子のあり得る増殖抑制特性を評価す
るために、我々はコロニー阻害アッセイにおける、安定トランスフェクションに
よる増殖阻害を分析した。調べたすべての遺伝子は、染色体外に維持されるプラ
スミド(pCEP)上の唾液腺ウイルス(CMV)プロモーターから発現させ、コロニ
ー形成はトランスフェクションの2から3週間後に計上した。対照として、p21W AFl/CIPl
、p53、およびp53アンチセンス構築物もトランスフェクとした。増殖抑
制機能の解析のために、我々は異なるp53対立遺伝子をすべてが持つ、3つの細
胞株を選んだ。すなわち、2つの点突然変異HIS273およびSER309を含むSW480大
腸カルシノーマ細胞株;卵巣カルシノーマ株、SKOV3 IP1、これはp53-nu11であ
る;およびp53内に一つの点突然変異MET237を含むグリオブラストーマ細胞株、T
98Gである。
ラットmEH、SM20、CGR11、およびCGR19は、すべていくらかの増殖抑制効果を
示したが、解析した細胞に依存した様々な程度であった(表1に要約した)。こ
の相違は、増殖抑制効果に対して臓器特異性という局面があることを示唆する。
p53は一貫して最も強力な増殖阻害効果を示した。以前の結果と一致して、p21WA Fl/CIPl
は65-80%の間の阻害を示した。CGR11およびSM20のみがSW480細胞におい
て有意な増殖阻害を示したが(それぞれ80%および85%)、調べたすべてのクローン
がSKOVIPlおよびT98G細胞において増殖阻害を示し(70-90%阻害)、ヒトの細胞間
でCGR11およびCGR19の機能が保存されている可能性を明らかにしてい
る。
上記の結果は、調べたcDNAの増殖阻害機能を示唆するものであるが、これらの
タンパク質の過剰発現が非特異的な毒性のために、観察された阻害効果をもたら
したという可能性が残っている。この可能性に焦点をあてるために、我々はヒト
CGR11cDNA内のEFハンド欠失変異体を構築し、このタンパク質を増殖阻害能につ
いて評価した。EFハンドを含むタンパク質を用いた以前の結果は、2つのEFハン
ドモチーフのうちの一つを欠失させた結果、Ca2+結合能に関しては機能的なタン
パク質が得られたということを示唆する。従って、我々はこの解析のために、ヒ
トCGR11内の両方のEFハンドドメインを欠失させた(CGR11ΔEF、アミノ酸82-139)
。EFハンドを欠失したCGR11 cDNAトランスフェクタントは、SKOV3 IP1細胞にお
いてコロニー形成を阻害できなかった(表1)。ヒト野生型CGR11 cDNAは細胞増殖
を、調べた変異体と比較して8%まで(SKOV3 IP1)および58%まで(T98G)抑制した。
従って、少なくともCGR11に関しては、観察された増殖抑制効果は構造-機能相関
を増殖阻害に反映しものであるかもしれない。同様の解析は、CGR19内のリング
フィンガードメインに関して進行中である。
本発明の原理、好ましい態様および実施方法は、先行する明細書に記載されて
いる。しかし、本明細書中で保護しようと意図する発明は、限定というよりはむ
しろ説明として考えられるので、開示した特定の形態に限定されるとはみなされ
ない。変化および変更は、本発明の精神から離れることなく、当業者によってな
され得る。
Tab1e1 細胞増殖調節遺伝子によるコロニー形成阻害 a実験はデュプリケートで行った。b
pCEP4ベクターのみ
N.D.,測定せずDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Cell growth regulatory geneBackground of the Invention
Significant progress has been made in identifying a number of potential growth effectors in cells
. Previous analyzes evaluated the effects of cell environment, growth factors and stress phenotypes,
One that has begun to unravel the underlying molecular events that disrupt cell proliferation
It is recent. In many cases, the specific cause of the cell growth response is reduced transcription.
Can be attributed. Indeed, the development of recent genes directly related to cell cycle regulation
Look was to a large extent based on differential gene expression analysis
.
The p53 gene is undoubtedly important for this gene in regulating cell growth
Most frequently mutated gene in human cancers
It continues to be. The function of p53 depends on viral or cellular proteins and cells.
Can be attenuated by interactions with quality sequestration and ultimately alter cell growth potential.
Is leading to p53 responds to DNA damage and directly inhibits DNA replication,
Or it is thought that it exerts a growth regulation function by inducing apoptosis
However, most of the data indicate that the primary function of p53 is
It is to regulate the effector gene transcriptionally. p53 is a strong transcriptional activity domain
And can bind to DNA in a sequence-specific manner,
It anticipates both transcriptional activity and repression of the target gene.
Products that have been suggested to directly affect the control of cell growth and / or survival
P21, a p53 transcription-responsive geneWAFl / CIPl, MDM2, GADD45, HIC, Rhino
Identification of Clin G, and BAX, has been shown to regulate p53 expression when regulating expression levels of growth response genes.
Emphasize the central role. Until recently, by p53, the most characterized
Two of the direct effectors of transcriptionally regulated cell growth are p21WAFl / CIPl
And MDM2. p21WAFl / CIPlIs a cyclin-dependent kinase during the cell cycle
Interacts directly with (CDK) proteins to function as CDK inhibitors
You. P21 by transductionWAFl / CIPlOverexpression is associated with cellular proliferation in a wide range of cancer cell lines.
Inhibits breeding. On the other hand, MDM2 functions by negatively regulating p53 activity.
, MDM2 overdose
Currently leads to unregulated cell growth and tumorigenesis. However, p53-induced transcription
The response appears to be ill-conserved, which is cell type dependent
Sex, genetic and species-dependent factors may contribute to p53 responsiveness
Suggest that there is. For example, p21WAFl / CIPlAnd MDM2 are both temperature-sensitive p53
In rodent cells containing the prostate gene, it is transcriptionally active in a p53-dependent manner.
But p21WAFl / CIPlIs only induced in a similar human system. In addition
And p21WAFl / CIPlActivation is both p53-dependent and -independent
Which is indicated by p21WAFl / CIPlSuggests many pathways for the control of Sa
In addition, the level of apoptosis-regulating gene products such as BCL2 or E1B
Facilitates deciding whether to undergo 53-dependent growth arrest or apoptosis
It is clear that. These results use many effector gene products.
Complex regulatory cascade determines cell fate with respect to cell growth potential
Suggest that. The complex nature of cell growth regulation is a factor that affects cell growth regulation.
He emphasizes the need to further clarify the child components.Summary of the Invention
It is an object of the present invention to provide a DNA molecule encoding a mammalian cell growth regulatory protein.
Is the purpose.
It is another object of the present invention to provide a mammalian cell growth regulatory protein.
Selectively binds to mammalian cell growth regulatory proteins and can be used for its analysis
It is yet another object of the present invention to provide a possible antibody.
It is another object of the present invention to provide a method for inhibiting the growth of tumor cells.
is there.
It is another object of the present invention to provide a diagnosis and a diagnostic method for cancer.
It is an object of the present invention to provide antisense constructs useful for stimulating cell proliferation.
Is the purpose.
Antisense oligonucleotides for inhibiting the expression of cell growth regulatory genes
It is an object of the present invention to provide
It is another object of the present invention to provide a method for inducing cell division and proliferation.
You.
Providing a method for assessing susceptibility to cancer is a further object of the present invention.
It is a target.
These and other objects of the present invention are directed to one or more of the following:
Provided by the embodiments of the present invention. In one embodiment of the present invention, the mammalian CGR11 or CGR19
An isolated and purified subchromosomal DNA molecule that encodes a protein
Is provided.
According to another aspect of the present invention, isolated and purified mammalian CGR11 or
Provided a CGR19 protein.
In another embodiment of the present invention, specifically for mammalian CGR11 or CGR19 protein
An antibody that binds is provided.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for inhibiting the growth of tumor cells. This
The method is
Steps of administering mammalian CGR11 or CGR19 protein to tumor cells
Including floors.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for inhibiting the growth of tumor cells. This
The method is
Mammalian protein selected from the group consisting of CGR11, CGR19, mEH and SM20
Administering to the tumor cells a DNA molecule that causes expression of
Including the stage.
According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method for the diagnosis of cancer. This
The method is
Test the tissue and make sure that the tissue is CGR11, CGR19, mEH and
And a mammalian protein selected from the group consisting of
Determining whether the encoding mRNA is less expressed
Including the stage.
According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method for the diagnosis of cancer. This
The method is
The tissue is tested to determine if the DNA in said tissue is CGR11, CGR19, mEH and SM20.
A variant of a mammalian gene coding sequence selected from the group consisting of:
To determine whether the coding sequence contains a variant that differs from the wild type,
To be able to
Including the stage.
In another embodiment of the present invention, the antisense CGR11, CGR19, mEH and SM20 constructs
Is provided. This construct is:
a. Transcription promoter
b. Transcription terminator
c. a mammalian protein selected from the group consisting of CGR11, CGR19, mEH and SM20
A DNA segment that contains one or more segments of a quality gene coding sequence.
Thus, the gene coding sequence is divided into the promoter and the terminator.
And the DNA segment is located between the promoter and the terminator.
The RNA produced by the transcription of the DNA segment
Said DNA section being complementary to a corresponding section of mRNA produced by a mammalian cell;
including.
In another aspect of the invention, an antisense of CGR11, mEH, SM20, or CGR19 is provided.
A oligonucleotide is provided. This oligonucleotide is a mammalian CGR11
Alternatively, it comprises at least 10 nucleotides that are complementary to CGR19 mRNA.
According to one aspect of the present invention, there is provided a method for promoting cell division and proliferation.
It is. This method
For mammalian genes selected from the group consisting of CGR11, CGR19, mEH and SM20,
Antisense oligonucleotides that comprise CGR11, CGR19, mEH and SM20
At least 10 nucleotides complementary to a mammalian gene mRNA selected from the group consisting of:
Is administered to the cells to inhibit the expression of CGR11, CGR19, mEH and SM20.
That
Including the stage.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for promoting cell proliferation.
This method
Compatible with mammalian genes selected from the group consisting of CGR11, CGR19, mEH and SM20
Supplement
A triplex-forming oligonucleotide comprising at least 10 nucleotides
Administered to mammalian cells and selected from the group consisting of CGR11, CGR19, mEH and SM20.
Inhibiting expression of the milk gene;
Including the stage.
According to another aspect, another method is provided for promoting cell growth. this
The method is
Mammalian cells are treated with an animal selected from the group consisting of CGR11, CGR19, mEH and SM20.
A chisense gene construct,
a. Transcription promoter
b. Transcription terminator
c. contains one or more segments of the mammalian gene coding sequence
DNA section, wherein the gene section is the promoter and the terminator
Wherein the DNA segment is located with respect to the promoter and the terminator.
The reverse is so that the RNA produced by the transcription of the DNA segment converts the RNA into mammalian cells.
Said DNA section to be complementary to the corresponding mRNA section produced by the vesicle;
Administering a gene construct comprising: inhibiting expression of a mammalian gene;
Including the stage.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for assessing susceptibility to cancer.
. This method
Tissues selected from the group consisting of blood, chorionic villi, amniotic fluid, and pre-implantation embryo blastomeres
Testing, the DNA in said tissue is selected from the group consisting of CGR11, CGR19, mEH and SM20
Determining whether it contains the altered variant gene coding sequence,
Including the stage.
The present invention therefore provides the field relating to additional diagnostic and therapeutic measures, whereby
Deals with cancer risk assessment, early stage cancer, and obvious cancer.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figure 1: REF-112 RNA characterization. FIG. 1a, kinetics of WAF1 induction. Time shown (hours), 3
Total RNA from RFE12 cells maintained at 2 ° C. was probed with rat WAF1 cDNA.
FIG. 1b, Cyclin G RT-PCR. REF-112 cells maintained at 38 ° C or 32 ° C for 8 hours
Total RNA recovered from the cells was reverse transcribed with a fixed oligo-dT primer. PCR
And a primer specific to the 3 'end of rat cyclin G.
The arrow indicates a differentially expressed rat of about 300 base pairs.
3 shows a tocyclin G RT-PCR product. Figure 1c, Northern RNA of total RNA from REF-112 cells
Analysis. The cyclin G RT-PCR cDNA described in Figure 1b is maintained at 38 ° C or 32 ° C
Was used as a probe for RNA isolated from REF-112 cells.
Figure 2: Differentially expressed expression from REF-112 cells containing wild-type p53
Denko. CGR11 (FIG. 2a), CGR19 (FIG. 2b), SM20 (FIG. 2a) maintained at 38 ° C. and 32 ° C. (8 hours)
RT-PCR and Northern analysis from REF-112 cells expressing 2c) and mEH (FIG. 2d)
. Arrows are cut out, re-amplified, and used as probes for accompanying Northern analysis
3 shows the differentially expressed cDNA. Lane 1, Lane 3; 8
REF-112 RNA maintained at 32 ° C., collected after incubation for hours. Lane 2, Les
Lane 4: REF-112 RNA maintained at 38 ° C. Duplication samples are prepared for total RNA
Isolated independently from the product.
Figure 3: Expression diagram for CGR11 and CGR19. Figure 3a; CGR11, CGR19, and β-act
Chin specific32Multiple sets of rats probed with P-labeled cDNA fragments
Woven Northern blot. FIG. 3b; induction kinetics of CGR11 and CGR19. Shows REF-112 cells
The temperature was maintained at 32 ° C for hours. Total RNA is isolated, electrophoresed, blotted, and
Specific for rat CGR11 or CGR1932Probe with P-labeled cDNA
did.
Figure 4: Amino acid sequences of rat and human CGR11 and CGR19. Figure 4a; human (top) and
Deduced amino acid sequence of rat and rat (lower) CGR11. Dash is human and rat distribution
Indicates a match between columns. Asterisk indicates deletion present in rat CGR11 sequence
. The underline indicates the two putative EF-hand domains. Figure 4b, Consensus EF-
CGR11 EF-hand domains I and II aligned with the Han domain. Different from human sequence
Rat amino acids are underlined. Fig. 4c, human (top) and rat (bottom) CG
Deduced amino acid sequence of R19. Overlined sequences are potential zinc-binding,
Encodes a ring-finger domain. Dashes are human and rat sequences
Indicates a match between Figure 4d, CGR-9 phosphorus-finger domain
Aligned with the ring-finger sequence.
Detailed description of preferred embodiments
The present inventor has identified four previously unknown p53-regulated
Genes are regulated by p53 and are shown to regulate growth herein.
And discovered. Two of the isolated genes, rat SM20 and rat and human mEH,
Genes already described, but not p53 status and transcriptional induction of these genes
The relationship between them has not been established before. Two other genes, CGR11
And CGR19 have not been previously isolated or described.
Rat SM20 was first isolated by analysis of PDGF-A-induced transcription of vascular smooth muscle cells.
However, the function of rat SM20 has not yet been elucidated. on the other hand,
mEH may be involved in catalytic detoxification of xenobiotics, including metabolically reactive epoxides
It has been known. No known relationship between mEH and wild-type p53 is known,
Epoxide-mediated induction of p53 activity maintains gene stability in the presence of toxins
Could help you.
We utilize the well-characterized murine temperature-sensitive p53 mutation VAL135.
Thus, the transcription reaction of the wild-type p53 protein was identified. Activated RAS and p53-VAL135
The growth of transduced rat embryo fibroblasts (REF-112) is temperature sensitive. this
Proliferation of these cells at 38 ° C caused p53 mutation in a mutant structure complexed with HSP70 in the cytoplasm.
Maintain protein. When REF-112 cells were transferred to 32 ° C, p53 protein became wild-type
It translocates into the nucleus and regulates transcription of target genes. These cells
Was initially described as growth arrest, especially in the G1 phase of the cell cycle. we
, Differential from rat cells that are temperature sensitive to p53 function
Transcription analysis was used. We exist at temperatures that allow replication, however,
Those transcripts that were not present at temperatures that did not allow for production were identified.
DNA molecules according to the present invention are isolated from other gene sequences and purified.
They are either genomic or cDNA sequences, i.e. they are intervening
May or may not contain a sequence. Human CGR11, human CGR19
,
The nucleotide sequences of the coding regions of rat CGR11 and rat CGR19 are respectively
SEQ ID Nos: 1, 3, 5, and 7. Other mammalian homologs have been disclosed.
Library using nucleotide probes or primers derived from the sequence
Can be easily obtained by screening for Genomic clones,
Using YAC or P1 clones with probes from the gene coding region
It can be obtained by screening such a genomic DNA library. Genetic
Allele types are also within the scope of the present invention. These affect the coding sequence
It may have either no effect mutations or polymorphisms leading to amino acid differences. Ami
Acid differences can cause or alter the function of proteins.
There is the possibility of the inside.
Denatured using the protein sequences shown in SEQ ID Nos: 2, 4, 6, and 8.
The corresponding gene and related mammal using the oligonucleotide probe
The CGR gene can be identified and obtained. One or more modified
Use probes to hybridize to cDNA or genomic DNA libraries
Can be achieved. CGR gene hybridizes with denatured probe
Can be identified. Gene identification can be based on one or more of the following features:
Can be ascertained on the basis of gender:
Approximate size, similarity to proteins of SEQ ID Nos: 2, 4, 6, or 8
Or the up-regulation of mRNA for genes by wild-type p53. Strange
The design and conditions of use of a modified probe are well known in the art.
ing. The full-length gene or a portion of the cDNA can be obtained by isolating the full-length gene.
Alternatively, it can be similarly isolated without isolating the full-length gene. Or CG
Antibodies that specifically bind to the R protein (s) are shown in SEQ ID Nos: 2, 4, 6, and 8.
To the protein or polypeptide portion of the protein
Can be Using these antibodies, similar or related epitopes
Clones in an expression cDNA library expressing the strain can be selected.
Portions of the identified CGR gene may be due to restriction endonucleases or to some
It can be made by fragmentation of a gene by sequence amplification. For hybrid formation
Or part of the CGR gene isolated by antibody binding
It can also be used directly without having to do it.
Currently, sequences of four mammalian cell growth regulatory genes are provided.
Can easily obtain the encoded protein. These are bacteria, yeast,
Alternatively, it can be expressed in other convenient cells. Expression vectors are available in the art.
By ligating the coding region to a vector known in the art
Can be built. In general, vectors are promoters, enhancers,
Expression control sequences such as termination of transcription signals may be included. Therefore,
The coding sequence in the correct location and orientation with respect to the expression control sequence
This allows expression of the selected mammalian protein in the desired host cell.
Obtain an expression vector that can be directed. Suitable vectors are available in the art.
Known in the field and can be based on plasmids or viral genomes. Be
Suitable host cells for the vector are also known, and the rare
Can choose for desired properties
A portion of the selected protein is synthesized and used as a carrier protein for immunization of experimental animals.
Can bind to proteins and produce these specifically immunoreactive antibodies.
You. This antibody can be used to purify proteins from natural or recombinant sources.
Can be Such antibodies may be polyclonal for convenience in certain applications.
Or monoclonal. Specific to the disclosed CGR protein
Antibodies that bind to DNA are routinely screened, as is well known in the art.
Can be easily isolated using
As described herein, cell growth regulatory proteins can be used to proliferate against tumor cells.
Has an inhibitory effect. Thus, administration of a cell growth regulatory protein to tumor cells,
Or to those using constructs that would result in expression of the protein
Administration of the corresponding gene may be preferable to effect such growth suppression
There is. The protein of the present invention is formulated as a pharmaceutical composition for administration to humans.
Can be Generally, these are exothermic, diluents or excipients
It may be in a sterile dosage form in the preparation. This dosage form is suitable for both intranasal and parenteral administration.
Combine. Other cells associated with proliferative disorders also include cell growth-regulating gene-mediated growth suppression
Target. Such proliferative disorders include dryness, polyps, restenosis, warts,
Including, but not limited to, inflammatory diseases. Cell growth regulatory proteins
The tumor cells can be administered in a suitable dosage form. They can be microinjected into tumor cells,
Or simply supplied from outside. They are coated, for example, in liposomes.
Can be wrapped. When administered to mammals, achieves tumor suppression in the circulation
Is desirable. Tumor suppressive effect is 10%-TenFrom 10-6M thick
You can reach your goals at the right time. Encodes a cell growth regulatory protein
When DNA is administered to a tumor cell, the cell grows its own cells to suppress growth
A regulatory protein can be expressed. Such DNA, as described above,
It can be genomic DNA or cDNA. Other cells associated with proliferative disorders are similar
And can be processed.
The cell growth regulatory gene of the present invention is now regulated by wild-type p53.
Is shown. Therefore, expression of any of the cell growth regulatory genes is
Can be used as a current marker. Reduced or altered wild-type p53 expression
Growth-regulated genes compared to normal tissue, so that the presence of different p53 expression indicates cancer
A decrease in expression of can be indicative of cancer. Analysis of cell growth regulatory gene expression
Can be used in addition to or instead of direct wild-type p53 analysis.
it can. Tissues that are suitable for comparative purposes to provide normal controls are generally
Is a morphologically normal tissue close to. Presence of expression of cell growth regulatory genes
Alternatively, test the amount using an antibody or nucleic acid probe specific for the cell growth regulatory protein.
Or all or part of the sequence of SEQ ID Nos: 1, 3, 5, or 7
A primer of at least about 10 nucleotides, or as known in the art
Can be done by any of the other tests.
Similarly, test the DNA of the tumor tissue to determine if it contains the mutation
Can be Mutations in cell growth regulator genes, like p53 mutations,
Giving cells a tumorigenic phenotype. Mutations determine the sequence of the gene in the tissue being tested.
And compare that sequence to the sequence disclosed in SEQ ID Nos: 1, 3, 5, or 7.
Can be determined. Such mutations can be germline or body
It can happen in an organization. When a mutation occurs in a body tissue,
Will not find a mutation. If the mutation occurs in the germline, all
Mutations found in tissues that may be susceptible to cancer, like germline p53 mutations
U. Tissues suitable for testing for germline mutations include blood, mucosal smear, and offspring.
Includes cervical smear, skin, chorionic villi, amniotic fluid, and preimplantation blastomeres.
Antisense cell growth regulatory gene constructs are transcription promoters and transcription terminators.
(A polyadenylation signal) with DNA segments between them. DNA classification
Contains one or more gene segments that regulate cell growth,
In an object, it is reversed compared to the direction of the mammalian genome. Transcription promoter for this construct
Transcription from promoters is regulated by cell growth-regulated promoters in normal mammalian cells.
Produces (antisense) RNA molecules complementary to cell growth regulatory gene RNA
. The promoter used to make the antisense RNA appointment was based on a specific
It can be an inducible promoter that can be regulated by a potent substance. For example, meta
The rothionine promoter or hormone-responsive promoter is conveniently used.
Can be used. Other promoters and terminators are conveniently used for specific applications
it can. In addition, desired enhancers may be used using enhancers known in the art.
Protein expression can be enhanced.
The antisense cell growth-regulating gene construct of the present invention is applied to one type of cell.
To produce antisense RNA and use techniques known in the art.
Can be applied to other cells. Alternatively, a cell growth regulatory gene construct
Finally, it can be administered to the final target cells where regulation of cell growth regulatory genes is desired. cell
Suitable methods for introducing a DNA construct into a DNA are known in the art. Antise
The administration of the transfection construct is performed by transfection, as is known in the art.
, Transformation, electroporation, fusion, and the like. Fine
Inhibition of vesicle growth regulatory gene expression causes cells to proliferate and divide, preventing cell death. this is,
A large number of cells grow in culture, such as when culturing epidermal cells for transplantation
Can be particularly useful in situations where it is desirable to do so. Or a cell in the body
Administration to aging or senescent to prevent aging
Desirable for certain cells or for immune cells or cells of the gastrointestinal tract
Can be something.
Cell growth regulatory gene antisense oligonucleotides are also discussed above
Such is provided for the same purpose as the antisense construct. Oligonucleotide
Otides are at least 10 nucleotides in length and have between 20 and 30 nucleotides.
Can be They can be regular nucleotides, or nucleotide analogs, or
Or a mixture of the two. Analogs are methylphosphonate, aminoal
Kill phosphonate, phosphorothionate, phosphorodithionate, substituted or unsubstituted
Includes substituted phosphoramidates. Antisense oligonucleotides are circular molecules
In general, natural cell growth regulatory genes made from mammalian cells can be used.
A linear, single-stranded molecule that is complementary to the offspring mRNA. These are passive or
In liposomes, so that they are taken up by cells by receptor-mediated transport
Alternatively, it can be administered to the cells bare. Antisense oligonuclease
Otide is specifically designed to be complementary to the 5 'end of mRNA, especially the transcription initiation site.
Is usually preferred. However, other parts of the mRNA molecule
It has been found that the method is susceptible to inhibition of
Can be used. A secondary structure in which hydrogen bonds with other parts of the same molecule are related
It is also preferable to avoid parts of the mRNA as targets for antisense nucleotides
No. For example, it is apparently related to the stem morphology of the stem-loop structure.
It is preferable to avoid sites.
Cell growth regulatory gene expression can also be induced by interference with transcription,
Complexing with a segment of otide or a cell growth regulatory gene creates a triple-
By adding modified oligonucleotides that can form main strands, triplexes)
, Can be suppressed.
The following examples are provided for illustrative purposes only, and
The present invention is not limited to the scope of the present invention described above.
Example Example 1
Preliminary studies reveal the utility of a temperature-sensitive p53 system.
Total RNA prepared from cells cultured at both 38 ° C and 32 ° C was first regulated to p53.
Characterization with respect to known genes
The feasibility of differential display analysis was evaluated. p21WAFl / CIPlNo
Southern analysis showed rapid transcription induction, indicating that p21WAFl / CIPlTransfer RNA to 32 ℃
The peak reached 8-10 hours later (Fig. 1a). 8-10 hours after we moved to 32 ℃
A similar kinetics of induction of apoptosis within was revealed.
For the differential transcription analysis described herein, we have an 8 hour invitation.
I chose the lead time. At this point, rat p21WAFl / CIPlAnd rat cyclin G
Northern analysis showed that the amount of each transcript was large at the growth inhibition temperature of 32 ° C.
Little or no transcript in cells grown exponentially at 38 ° C
(FIG. 1). Cyclin G and p21WAFl / CIPlBoth are the same
Seemed to be induced.
For total RNA isolated from both growth conditions, at the 3 'end of rat cyclin G
Perform RT-PCR reactions with specific primers to characterize RNA preparations
After that, a novel gene regulated by p53 was identified. As expected, the differential
A 300 bp band was detected in RNA induced at 32 ° C.
Absent in RNA from cells (FIG. 1b). Cut the cyclin G RT-PCR band
Cloning and Northern analysis (Figure 1c).
Was confirmed to be identical to rat cyclin G (data not shown).
Cell culture: rat embryo fibroblasts REF-112 (p53-VAL135) and REF-132 (p53-VAL135)
PHE132) (kindly courtesy of B. Vogelstein and M. Oren)
5% CO in DMEM containing 5% fetal bovine serumTwoCulture at either 38 ° C or 32 ° C
Nourished. 48 hours prior to any temperature transfer, cells were split and seeded. Temperature transfer
Place the subconfluent flask in a pre-equilibrated incubator,
The transfer was performed simply without changing the medium. 4x10 for transfectionFive
Cells (T98G and SW480 cells) or 0.8 x 10Five6 wells (SKOV3-IP1)
Sprinkled in culture dishes. Use Lipofectin (Gibco / BRL) as described by the manufacturer
And transfection was performed. Briefly, 40 μl of serum-reduced medium (OP
TIMEMTMGiboco / BRL) was added to 2 μg of DNA. Contains 10 μl Lipofectin
50 μl of the mixture and 40 μl of OPTIMEMTMThe DNA mix
Added to the combined solution. After incubating at room temperature for 15 minutes, 1 ml of OPTIMEMTMAdd
The mixture was overlaid on cells washed with optimem. 5 hours at 37 ℃ / 5% COTwoI
Incubate in incubator, then transfection mixture
Was replaced with normal growth medium. 44 hours later, hygromycin (0.25mg / ml)
The cells were distributed on a selection medium containing. 12-14 days later, 2% methylene bull in 50% ethanol
The colonies were stained with a mouse and counted. Only colonies containing more than 50 cells were picked
.
RNA isolation: directly in RNAzol B (Tel-Test, Inc.) as described by the manufacturer
Total RNA was isolated by solubilization. MessageMakerkit as described by the manufacturer
(Gibco / BRL) from total RNA preparation using poly A+RNA was isolated.
RT-PCR reaction: 5 mM MgClTwo/ 10mM Tris, pH8.3 / 10mM KCl / 20μM dNTP's / 20units
Rnase inhibitor (Perkin Elmer) / 50μM T12200 ng total RNA and 50 units M in NN
Using MLV reverse transcriptase (Perkin Elmer), sample (without reverse transcriptase) at 65 ° C for 5 minutes
The reverse transcription reaction was carried out while warming, and then the reaction solution was placed at 37 ° C. for 5 minutes. Reverse transcription at 37 ° C
For 55 minutes. Incubate at 95 ° C for 5 minutes to allow RT reaction
Was inactivated. 1.5mM MgClTwo/ 10mM Tris pH8.3 / 10mM KCl / 4μM dNTP's / 2.5u
nits Taq polymerase (Perkin Elmer) / 10μCi35S-α-dATP (12.5μCi / μl, N
EN) / 50μM T12Use 2 μl reverse transcription reaction in MN and 0.2 μM random 10-mer
A PCR reaction was performed. In a thermocycler, 94 ° C for 3 seconds / 40 ° C for 2 minutes / 72 ° C for 3 seconds
The PCR reaction was performed for 40 cycles of 0 seconds. 38% formamide / 8mMEDTA
By adding /0.02% bromophenol blue and xylene silanol,
The reaction was terminated. Warm the sample for 2 minutes at 70 ° C, 6% denaturing polyacrylamide gel
Run on top. After drying the gel on Whatmann 3MM paper and exposing it to film, PCR
The product was purified. 120 μl H of the excised bandTwoResuspend in O for 10 minutes at room temperature
, Followed by boiling for 15 minutes. Centrifuge the residue to pellet and add 10 μl of 3M sodium acetate.
100 μl eluted with 5 μl of 10 mg / ml glycogen, 400 μl ethanol
Was added to the DNA. DNA was precipitated overnight at -20 ° C. Pellet the DNA and mix with the original RT
-Amplify using the same primers used for PCR, purify the gel, and use pCRII (InV
Itrogen).
Oligonucleotides: dT for cyclin G RT-PCR reactions12GC and 5'-TCT
An approximately 300 bp fragment was amplified using the TCACTGC-3 'primer pair.
Northern analysis: 10-20 μg total RNA electrophoresed on 1.2% formaldehyde gel
Was used to perform Northern analysis. Search by blotting and probe (pr
obing) was as originally described. The probe is a random probe
Α- by Lime (BMB)32This was a P-labeled gel-purified cDNA fragment. Rat tissue
Lots were obtained from Clontech and probed as recommended by the manufacturer,
It was stripped and probed again. Rat WAF1 cDNA, B.Vog
Courtesy of elstein.Example 2
In this example, a temperature-sensitive p53 system was used to identify genes regulated by p53.
Make it clear.
To identify other genes that are regulated by growth, we used 12 "fixed
Using an "oligo dT primer" in combination with 25 "random" 10-mers, RT-P
A CR reaction was performed. RT-PCR reactions were derived from REF-112 cells maintained at 38 ° C or 32 ° C.
Independently isolated total RNA was performed in duplicate. Rat p21WAFl / CIPl
Alternatively, primer pairs that would amplify any of MDM2 were excluded.
A total of 35 differently expressed RT-PCR products were combined with the product at the induction temperature of 32 ° C alone.
Based on induction, they were selected for further analysis. Duplicate RT-PCR reactions with RNA samples
Performed, but potentially skip all reactions involving the transcript of interest.
Is a common problem in differential display analysis
, Further avoiding possible artifacts. In the subsequent Northern analysis, these RT-PCR products
All but four were expressed as differentially expressed genes. These four
Control cells (REF-1) with non-temperature sensitive p53 mutations cultured at 32 ° C
RNA from 32 cells [PHE132]) did not show any induction of transcription,
This suggests that induction is not only due to temperature shifts, but also due to mutations. Guided
Two of the genes identified were previously SM20 and microsomal epoxide hydroxylase.
It is described including element (mEH). For correlated gene expression analysis, this
Described these genes as differentially expressed depending on growth conditions
However, transcription of these genes was not previously linked to p53 expression.
Differential RTs derived from two new cDNAs, designated 11 and 19
-PCR products are shown in Figure 2 as well as SM20 and mEH. Each of these partial cDNAs
Northern analysis of these transcripts showed that these transcripts were cultured at 38 ° C or 32 ° C.
It was confirmed that the expression was different in the vesicle.
Oligonucleotides: 12 immobilized oligo-dT primers (dT12[A, C, G] [
A, C, G, T] and 25 random 10-mers were used in the RT-PCR reaction. Sa
For the Eclin G RT-PCR reaction, dT12GC and 5'-TCTTCACTGC-3 'primer pair
Was used to amplify a □ 300 bp fragment. RT-PCR amplification of specific clones
Achieved using primer pairs. That is, CGR11: dT12AT / TACAACGAGG; SM20: d
T12GG / GATCATAGCG; CGR19: dT12CG / GATCATAGCC; mEH: dT12CA / GATCATGGTC
.Example 3
In this example, the tissue-specific expression of newly identified genes, CGR11 and CGR19, was determined.
Reveal.
The partial cDNA fragments 11 and 19 were used as probes for expression analysis from various rat tissues.
(FIG. 3a). Using a partial 11 cDNA probe, a 1.3 kb transcript is
And are widely found in the kidney and kidney, with limited expression in the heart, lung, liver and skeletal muscle.
And limited expression patterns with no detectable expression in testis
Was observed. When partial cDNA 19 was used as a probe, a 1.4 kb transcript
The testis showed the highest expression level and a more ubiquitous expression pattern. This
Since none of these genes have been described previously, we chose these and
The cells were named cell growth regulator genes CGR11 and CGR19.Example 4
In this example, the kinetics of expression of the cell growth regulatory
The quantification of the expression level is also clarified.
CGR11 and CGR19 turnover in REF-112 cells after a temperature shift from 38 ° C. to 32 ° C.
The kinetics of transcript induction are cascaded when transcriptional induction of these genes leads to growth inhibition.
This was done to determine if this was an early event in the world (Figure 3b).
Induction kinetics is p21 for CGR19WAFl / CIPl(Figure 3b). C
A slightly slower induction rate was observed for GR11. This means that these genes
Induction suggests a relatively early event in the cascade leading to growth inhibition
are doing. The expression levels of the induced transcripts were significantly different, and CGR11 was induced at 32 ° C.
REF-112 cells expressed higher (FIG. 3b). However, CGR1 than CGR11
For 9 there was a higher amount of transcript in the ground state (not induced) (FIG. 2).
). The expression levels of CGR11 and CGR19 were determined in this REF-112 system by p21WAFl / CIPl
And indirectly compared to cyclin G. Induced REF-112
For probe hybridization to cDNA libraries, p21WAFl / CIPlThan
Also resulted in a 2-fold higher amount of cyclin G, and p21WAFl / CIPlIs □ 0.1% of total mRNA in cells
And cyclin G was expressed at 0.2%.Example 5
This example provides sequence analysis of an isolated cell growth regulatory gene.
Full length cDNAs corresponding to CGR11 and CGR19 were excised from REF-112 RNA by 5'RACE (5
'Rapid amplification of the termini) and hybrid forms to human and fetal brain cDNA libraries
Obtained by synthesis. The resulting rat and human CGR11 cDNAs were 1,209 and 1,1
13 bp. 5 'RACE analysis shows longer 5' extension for human clones
CDNA was not obtained. Rat and human cDNAs for CGR11 were 272 each.
And open reading frame encoding a protein product of 301 and 301 amino acids
(FIG. 4a). An open reading frame upstream of the predicted start codon of either cDNA
No matching stop codon was found. Rat and human CGR11 protein
The optimal 5 'alignment between the first rat CGR11 ATG and the 7 amino acids (MS
RWLMQ), thus making it possible to ultimately specify the rat ATG start codon.
I can't do it. Rat and human CGR11 proteins are 65% identical. In addition, very secure
Two expected Ca2+Binding EF hand motif (amino in human protein
Acids 82-94 and amino acids 127-139; underlined in Figure 4b) are almost 100% identical
is there. Four repetitions of 17 amino acids in a cluster form only human CGR11 protein
Present in the carboxy terminal
NSS: PGPRGEAEGQAEA [K / R] GDA), four interrupted by completely different turns
Suggests a structure similar to the α-helical domain of
In vitro production of CGR11 and CGR19 proteins resulted in □ 37 Kd and 34 Kd, respectively.
The product of Kd was obtained. CGR11 protein is very acidic and has a calculated net negative charge of-
At 29 the pI is expected to be 4.21.
Rat and human CGR19 proteins are 85% identical at the amino acid level, with 332
Consistently homologous throughout the full length of the amino acid protein (FIG. 4c). In the reading frame
Although no stop codon is found upstream of the expected start codon,
And human protein homologs are separated immediately upstream of the start codon,
It further suggests that the specified ATG is indeed the start codon of CGR19. CGR19
The predicted protein sequence of is the predicted zinc-binding C at the amino terminus of the protein.ThreeHCFour
Significant homology to known proteins only in the region of the ring finger domain
(Fig. 4d). Found on several proteins, including ring fingers
As noted, no associated B-box domain was found in CGR19.
We derived from REF-112 cells a full-length CGR1 with a 130 bp insert in the middle of the cDNA.
9 cDNA was also isolated. This insert has a 5'GT matching the exon-intron boundary.
And 3'AG end. This indicates that some CGR19 transcripts in cells are defective.
Alternative transcripts containing processed or retained introns are produced.
Suggest that This second CGR19 retains the first 140 amino acids of CGR19.
Create a protein chimera that has an expected stop codon that matches the reading frame
Will be created in Tron. In addition, RT-derived from REF-112 cells induced at 32 ° C.
In PCR analysis, two of equal strength, consistent with stable production of two CGR19 transcripts
Band appears. Possible different proteins made from these two transcripts
Further analysis of protein products will be important for this differentially processed transcript
Necessary to decide.
5'RACE: REF-112 RN recovered from cells treated at 32 ° C with rapid amplification of cDNA ends.
A was performed using a marathon kit (Clonetech) as described by the manufacturer.
Oligonucleotides specific for the 3 'end of rat CGR11 and CGR19
Using.
DNA sequencing: sequencing of all cDNA clones, both along full-length cDNA
Manual Sanger dideoxy sequence using primers capable of sequencing the strand
Decided (USB). Multiple clones were used for rat and human CGR11 and CG
The R19 cDNA was sequenced.
Database search: All homology search (FASTA), alignment (BESTFIT) and structure
The above features (MOTIFS) were added to The Genetics Computer Group (GCG) software
Grams (Madison, WI) were used. The final search is GenBank version 91
I went using.Example 6
In this example, the growth-suppressing properties of cell growth-regulating genes will be clarified.
Evaluate the possible growth inhibitory properties of differentially expressed genes isolated in this study
For stable transfection in colony inhibition assays
Growth inhibition was analyzed. All the genes examined were plasmids maintained extrachromosomally.
Expression from the salivary gland virus (CMV) promoter on Smid (pCEP)
Formation was counted 2-3 weeks after transfection. As a control, p21W AFl / CIPl
, P53, and p53 antisense constructs were also transfected. Growth suppression
For the analysis of regulatory function, we used three subspecies, all with different p53 alleles.
A cell strain was selected. That is, SW480 large containing two point mutations HIS273 and SER309
Intestinal carcinoma cell line; ovarian carcinoma line, SKOV3 IP1, which is p53-nu11
A glioblastoma cell line containing one point mutation MET237 in p53, T
98G.
Rat mEH, SM20, CGR11, and CGR19 all have some anti-proliferative effects.
As shown, to varying degrees depending on the cells analyzed (summarized in Table 1). This
This suggests that there is an aspect of organ specificity for the growth inhibitory effect.
p53 consistently showed the strongest growth inhibitory effect. Consistent with previous results, p21WA Fl / CIPl
Showed between 65-80% inhibition. Only CGR11 and SM20 in SW480 cells
Showed significant growth inhibition (80% and 85%, respectively) but all clones examined
Shows growth inhibition in SKOVIPl and T98G cells (70-90% inhibition),
Reveals that the functions of CGR11 and CGR19 may be preserved.
You.
Although the above results suggest a growth inhibitory function of the cDNAs examined, these
Protein overexpression results in observed inhibitory effects due to non-specific toxicity
The possibility remains. To focus on this possibility, we
An EF-hand deletion mutant in CGR11 cDNA was constructed and this protein was tested for its ability to inhibit growth.
And evaluated. Previous results using proteins containing EF hands have shown two EF hands.
As a result of deleting one of the2+Functional binding
It suggests that Parkin was obtained. Therefore, for this analysis, we
Both EF hand domains in CGR11 were deleted (CGR11ΔEF, amino acids 82-139)
. CGR11 cDNA transfectants lacking the EF hand are transferred to SKOV3 IP1 cells.
And could not inhibit colony formation (Table 1). Human wild-type CGR11 cDNA grows cells
Was suppressed by up to 8% (SKOV3 IP1) and by up to 58% (T98G) compared to the mutants examined.
Therefore, at least for CGR11, the observed growth inhibitory effect is dependent on the structure-function relationship.
May be reflected in growth inhibition. A similar analysis was performed for the ring in CGR19.
Ongoing for finger domains.
The principles, preferred embodiments and methods of practicing the invention are described in the preceding specification.
I have. However, the invention sought to be protected herein is not limited to
It is considered to be a margin and is not considered to be limited to the particular form disclosed.
Absent. Variations and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention.
Can be done.
Tab1e1 Inhibition of colony formation by cell growth regulatory gene aThe experiments were performed in duplicate.b
pCEP4 vector only
N.D., not measured
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C07K 14/47 C07K 16/18
16/18 C12P 21/08
C12N 5/06 C12Q 1/68 Z
C12P 21/08 A
C12Q 1/68 G01N 33/53 D
C12N 5/00 E
G01N 33/53 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),EA(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
(72)発明者 ガレラ,エリザベス・エイ
アメリカ合衆国ニュージャージー州07645,
ワシントン・タウンシップ,マウンテン・
アベニュー 572
(72)発明者 マッデン,スティーヴン・アイ
アメリカ合衆国ニュージャージー州08512,
クランベリー,ステイション・ロード 12
―シー──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07K 14/47 C07K 16/18 16/18 C12P 21/08 C12N 5/06 C12Q 1/68 Z C12P 21 / 08 A C12Q 1/68 G01N 33/53 D C12N 5/00 E G01N 33/53 A61K 37/02 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR , IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP ( GH, KE, LS, MW, SD, SZ, UG), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, A , BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG , SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN (72) Inventor Galera, Elizabeth A. 76845, Washington Township, Mountain Avenue, New Jersey, United States of America 572 (72) Inventor Madden , Stephen Eye, New Jersey, USA 08512, Cranberry, Station Road 12-Sea