JP2001512426A - ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼのリガンドおよびその複合体 - Google Patents

ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼのリガンドおよびその複合体

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Abstract

(57)【要約】 コラーゲンファミリーのメンバーはジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼであるDDR1およびDDR2のリガンドである。コラーゲンは細胞外ドメインと直接的に相互作用し、時間および濃度依存的様式で、DDRのチロシンリン酸化を誘導する。DDR1のコラーゲン活性化は、Shcホスホチロシン結合ドメインのドッキング部位のリン酸化を誘導した。それゆえ、(a)ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼもしくはその一部、およびコラーゲンもしくはその一部;または(b)ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼもしくはその一部、およびShcもしくはShcのPTB結合ドメイン、またはPDZドメインを含むタンパク質もしくはPDZドメインを含む単離された複合体を記載する。DDRのコラーゲンとの相互作用に基づく組成物、方法および用途も記載する。

Description

【発明の詳細な説明】 ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼのリガンドおよびその複合体発明の分野 本発明は、新規複合体、細胞におけるジスコイジンドメイン受容体チロシンキ ナーゼ(DDR)媒介性シグナリング経路の活性化方法、およびこの経路に影響 を及ぼす物質の同定方法に関する。発明の背景 近年、哺乳動物受容体チロシンキナーゼ(RTK)のcDNAのクローニング によって、変形菌類Dictyostelium discoideumにおい て見出されたレクチン、ジスコイジンに関連する細胞外ドメインを有する受容体 の新たなサブファミリーが同定された。ジスコイジン反復を有する2つの異なる RTK、すなわちジスコイジンドメイン受容体1(DDR1)(DDR、MCK 10、Cak、NEP、trkE、Ptk3またはRTK6とも呼ばれる)(1 〜7)およびジスコイジンドメイン受容体2(DDR2)(CCK2、TKTま たはTyro10とも呼ばれる)(1、8、9)が同定されている。DDR1は 主に上皮細胞において発現され(1)、マウス胚発生の間の感覚上皮細胞におい て特に豊富である(4)。高レベルのDDR1がヒト卵巣ガンおよび乳ガン試料 において検出されており、このことはDDR1の過剰発現が腫瘍発達に関与して いる可能性があることを示唆する(1、10)。DDR1の細胞外ドメインはモ チーフRXRRを有し、これはエンドプロテアーゼ切断の潜在的な認識部位であ る。実際、DDR1のかなりの割合が、短縮型膜会合βサブユニットよび可溶性 αサブユニットにプロセシングされる(1)。 他の受容体チロシンキナーゼと比較すると、DDR1は比較的長い膜近傍(jux tamembrane)領域を有し、これはオルタナティブスプライシングによって改変さ れて、2つの異なるDDR1アイソフォームを生じる。DDR1aアイソフォー ムは膜近傍領域中に139アミノ酸を有し、一方、DDR1bアイソフォームは 、余剰のエキソンによってコードされる膜近傍領域中の37アミノ酸のさらなる 伸張の組込みで、aアイソフォームと異なる(7)。 DDR受容体は、腫瘍形成に関与している可能性がある。aおよびbの両方の 特異的DDR1 RNA転写物が、種々のヒト卵巣(7)および乳ガン細胞株に おいて検出されている。いくつかのヒト初代乳ガンのインサイチュ分析によって 、DDR1 mRNAの発現が、隣接する正常上皮よりも腫瘍細胞において少な くとも3倍高くあり得ることが示されている(Barkerら,Oncogen e 11:569−575,1995)。両方の遺伝子用のプローブを使用する 、ヒト卵巣ガンまたは肺ガンの隣接切片に対するインサイチュハイブリダイゼー ションによって、DDR1は腫瘍細胞自体において発現されるが、一方、DDR 2は腫瘍の周囲の間質細胞において検出されることが示されている(Alves ら,Oncogene 10:609−618,1995)。 DDR1b中のb特異的インサートは配列モチーフを提示し、これはこのイン サートがDDR1受容体の下流のシグナリングに関与し得ること示唆する(1) 。とりわけ、bアイソフォーム特異的インサートは配列LLSNPAYを含み、 これは潜在的に、Shcアダプタータンパク質のホスホチロシン結合(PTB) ドメインのドッキング部位として作用し得る。 Shcタンパク質は、C末端のSH2ドメインおよび約160残基のN末端の PTBドメインの両方を含み、このPTBドメインは、SH2ドメインとは異な り、コンセンサス配列:疎水性−X−Asn−Pro−X−pTyrを有するホ スホチロシン(pTyr)部位を認識する(11〜14)。そのようなリン酸化 モチーフは、神経成長因子(NGF)受容体の膜近傍領域、ならびに上皮増殖因 子(EGF)受容体、ErbB2およびErbB3のC末端テイルにおいて見出 すことができる(15〜18)。Shc PTBドメインの、活性化受容体との 相互作用は、Grb2 SH2ドメインによって認識されるモチーフ(YVNV )内のTyr317におけるShcのリン酸化を刺激することができる(19) 。リン酸化ShcのGrb2との会合によって、ShcがRas経路を刺激する ことができる機構が提供 される。増殖因子受容体に加えて、ポリオーマウイルスミドルT抗原およびSH IP SH2含有イノシトールホスファターゼのような細胞質タンパク質は、リ ン酸化に際して潜在的にShc PTBドメインに結合し得るNPXYモチーフ を含む(15、20)。 Shc PTBドメインおよびその結合部位の両方の分析によって、リン酸化 Tyrの3残基N末端側(−3位)のAsnが結合に必須であり、Proが−2 位において優先されることが示されている(21〜25)。これらの残基は、ホ スホチロシンをPTBドメインの塩基性ボケットに配置するβターンの形成に重 要である(26)。ホスホペプトドのShc PTBドメインへの高親和性結合 にはまた、−5位における疎水性残基が必要とされる(16、18)。さらに、 −6位における疎水性残基は、PTBドメインと接触することができる(26) 。DDR1のbアイソフォーム特異的インサート内のLLSNPAY配列は、S hc PTB結合についてのこのコンセンサスに一致する。発明の要旨 本発明者らは、重要なことに、コラーゲンファミリーのメンバーが、ジスコイ ジンドメイン受容体チロシンキナーゼであるDDR1(MCK−10、DDR、 NEP、cak、trkE、RTK6およびptk3としても知られる)ならび にDDR2(CCK−2、tyro−10およびTKTとしても知られる)のリ ガンドであることを示した。コラーゲンは細胞外ドメインと直接的に相互作用し 、時間および濃度依存的様式で、DDRのチロシンリン酸化を誘導することが見 出された。特に、I、II、III、IVおよびV型コラーゲンは、DDR1の 良好なリガンドであることが示された。I型およびIII型コラーゲンは、DD R2の高度に強力なリガンドであることが示され;一方、II型およびV型コラ ーゲンは、中程度の活性を示した。本発明者らはまた、コラーゲンのグリコシル 化がDDRの活性化、特にDDR2の活性化に必須であることを示した。DDR 受容体チロシンキナーゼ活性の刺激には、コラーゲンの天然の三重らせん構造が 必要とされた。 DDR1のコラーゲン活性化は、Shcホスホチロシン結合ドメインのドッキ ン グ部位のリン酸化を誘発し、その存在はオルタナティブスプライシングによって 制御されている。特に、本発明者らは、直接的証拠によって、Shcアダプター タンパク質のPTBドメインが、オルタナティブスプライシングされたb特異的 エキソンによってコードされるLLSNPAYモチーフを利用して、DDR1b に選択的に結合することを示した。コラーゲンによるDDR2の活性化はまた、 マトリックスメタロプロテイナーゼ−1(MMP−1)発現のアップレギュレー ションを生じることが示された。従って、DDR1およびDDR2は、細胞外マ トリックスに対する細胞性応答を制御することができる新規のコラーゲン受容体 である。 広く述べると、本発明は、DDRもしくはその一部、およびコラーゲンもしく はその一部を含む単離された複合体、またはDDRもしくはその一部、およびS hcまたはPDZドメインを含むタンパク質を含む複合体を提供する。コラーゲ ンもしくはコラーゲンの一部と相互作用するか、またはShcもしくはPDZド メインと相互作用するDDRの結合ドメインに由来するペプチド、またはDDR もしくはその一部と相互作用するコラーゲンの結合ドメインに由来する分子もま た意図される。本発明はまた、この複合体およびペプチドに特異的な抗体を包含 する。 本発明はまた、細胞におけるジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ( DDR)媒介性シグナリング経路の調節(特に活性化)方法を提供する。この方 法は、細胞上のジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質または このタンパク質のアイソフォームもしくは一部を、コラーゲンもしくはコラーゲ ンの一部と反応させ、それによって細胞におけるシグナリング経路を調節する工 程を包含する。1つの実施態様において、このタンパク質またはタンパク質の一 部は、ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼのオリゴマー化受容体また は細胞外ドメインまたはオリゴマー化細胞外ドメインを包含する。この経路はま た、本発明の複合体またはペプチドを用いることによって活性化されてもよい。 1つの実施態様において、本発明は、細胞における細胞外マトリックスの合成 、分解またはリモデリング応答の調節方法を意図する。この方法は、細胞上のジ スコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質またはこのタンパク質の 少なくとも20個の連続するアミノ酸を有するこのタンパク質のアイソフォーム または一 部を、コラーゲンまたはコラーゲンの一部と反応させ、それによって細胞外マト リックスの合成、分解またはリモデリング応答を調節する工程を包含する。細胞 外マトリックスの合成、分解またはリモデリング応答は、本発明の複合体または ペプチドを使用して調節してもよい。 さらに、本発明は、化合物を、DDR媒介性シグナリング経路を調節する能力 について評価する方法を提供する。例えば、DDRとコラーゲンとの相互作用を 阻害もしくは増強する物質、またはDDRもしくはその一部またはコラーゲンも しくはコラーゲンの一部に結合する物質が評価され得る。 1つの実施態様において、本発明はDDR受容体チロシンキナーゼ媒介性シグ ナリング経路に影響を及ぼす物質の同定方法を提供する。この方法は: (a)コラーゲンと、少なくとも1つのジスコイジンドメイン受容体チロシン キナーゼタンパク質またはこのタンパク質のアイソフォームもしくは一部と、試 験物質とを反応させる工程であって、上記コラーゲンおよびジスコイジンドメイ ン受容体チロシンキナーゼタンパク質が、それらが結合してコラーゲン−ジスコ イジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質複合体を形成するように選択 される工程;および (b)上記物質の非存在下のコントロールに対して比較して、物質の効果を決 定する工程、 を包含する。 特に、細胞におけるDDR受容体チロシンキナーゼ媒介性シグナリング経路に 影響を及ぼす物質の同定方法が提供される。この方法は: (a)コラーゲン−ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質 複合体の形成を可能にする条件下で、コラーゲンまたはその一部と、少なくとも 1つのジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質またはこのタン パク質のアイソフォームもしくは一部と、試験物質とを反応させる工程であって 、上記コラーゲンおよびジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク 質が、それらが結合してコラーゲン−ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナ ーゼタンパク質複合体を形成するように選択される工程;および (b)複合体、遊離物質、非複合体化コラーゲン、またはタンパク質の活性化 についてアッセイする工程を包含する。 上記方法の1つの実施態様において、上記物質は、コラーゲンの炭水化物部分 もしくはその模倣物、またはコラーゲンに結合するDDRのドメイン由来のペプ チドもしくはその模倣物である。 本発明はさらに、ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ媒介性シグナ リング経路が関与する症状の処置または予防方法を提供する。この方法は、それ を必要とする患者にシグナリング経路を妨害するために有効である量の物質を投 与する工程を包含し、上記物質は(a)ジスコイジンドメイン受容体チロシンキ ナーゼもしくはその一部;(b)コラーゲンもしくはその一部;(c): (i)コラーゲンと、少なくとも1つのジスコイジンドメイン受容体チロシン キナーゼタンパク質またはこのタンパク質のアイソフォームもしくは一部と、試 験物質とを反応させる工程であって、上記コラーゲンおよびジスコイジンドメイ ン受容体チロシンキナーゼタンパク質が、それらが結合してコラーゲン−ジスコ イジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質複合体を形成するように選択 される工程;および (ii)上記物質の非存在下のコントロールに対して比較して、物質の効果を決 定する工程、 によって最初に同定された物質である。 上記物質は、DDRおよびコラーゲンを含む単離された複合体;コラーゲンも しくはコラーゲンの一部と相互作用するか、またはShcもしくはPDZドメイ ンと相互作用するDDRの結合ドメインに由来するペプチド;DDRもしくはそ の一部と相互作用するコラーゲンの結合ドメインに由来する分子;またはこの複 合体およびペプチドに特異的な抗体であってもよい。 本発明はまた、ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ媒介性シグナリ ング経路に影響を及ぼすために有効な量の精製および単離されたジスコイジンド メインサブファミリー受容体チロシンキナーゼタンパク質もしくはこのタンパク 質のアイソフォームもしくは一部、コラーゲンもしくはコラーゲンの一部、本発 明の複合 体、抗体、ペプチド、または本明細書に記載の物質、および医薬上許容される担 体、希釈剤または賦形剤を含む医薬組成物に関する。この組成物は、ジスコイジ ンドメイン受容体チロシンキナーゼの細胞外ドメイン、またはコラーゲンの炭水 化物部分もしくはその模倣物に結合する細胞外ドメインの一部を含んでもよい。 1つの実施態様において、上記組成物は、コラーゲンまたはその一部、好ましく はコラーゲンの炭水化物部分を含む。 本発明の方法および組成物は、哺乳物におけるトランスフォーメーションもし くは転移を変化させるために、鎖骨頭蓋骨形成不全症およびSickler症候 群のようなコラーゲンの構造的もしくは機能的脱調節が関与する症状、細胞外マ トリックスの合成、分解もしくはリモデリングの調節を必要とする症状を処置す るために、またはMMP−1発現の調節を必要とする症状を処置するために(例 えば、創傷治癒における使用のために)使用してもよい。 本発明のその他の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかとな る。しかし、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好ましい実施態様を示 すが、例示のみで与えられることを理解するべきである。なぜなら、本発明の精 神および範囲内の種々の変更および改変がこの詳細な説明から当業者に明らかと なるからである。図面の簡単な説明 ここで本発明を図面に関連して説明する。 図1Aは、ホスホチロシンに対する抗体でプローブした、DDR1a(MCK 10a)またはDDR1b(MCK10b)をコードする発現プラスミドでトラ ンスフェクトし、オルトバナジン酸で刺激したヒト胚腎臓線維芽細胞293の細 胞溶解物からの抗Shc抗体での免疫沈降物のイムノブロットである。 図1Bは、DDR1に対する抗体で再プローブした図1Aのイムノブロットで ある。 図1Cは、Shcに対する抗体で再プローブした図1Bのイムノブロットであ る。 図1Dは、抗ホスホチロシン抗体でのウエスタンブロッティングによって分析 し た図1Aにおいて使用した全細胞溶解物のイムノブロットである。 図1Eは、Shc SH2ドメインまたはShc PTBドメインを含むGS T融合タンパク質に結合した溶解物(DDR1aまたはDDR1bでトランスフ ェクトし、オルトバナジン酸で刺激しておいた293細胞由来)由来のタンパク 質のイムノブロットである。 図2Aは、グルタチオンビーズに結合したGST−Shc PTBドメイン融 合タンパク質を、DDR1b過剰発現293細胞由来の溶解物と、漸増濃度の競 合ペプチドALLLSNPApYRLLLAの非存在下または存在下でインキュ ベートすること、および結合したタンパク質をDDR1に対する抗体を用いるイ ムノブロッティングによって検出することを含む実験由来のイムノブロッティン グである。 図2Bは、精製GST−Shc PTBドメインのミドルT抗原ホスホペプチ ドへの結合の、漸増量の、それぞれ、DDR1ホスホペプチド(ALLLSNP ApYRLLLA、白丸)またはNGF受容体ホスホペプチド(HIIENPQ pYFSD、黒丸)の存在下での表面プラズモン共鳴による分析を表すグラフで ある;ここで、チップ表面に結合したShc PTBドメインの百分率を、競合 ペプチドの濃度に対してプロットする。 図3Aは、DDR1のインビボ標識αアイソフォームの二次元トリプシンホス ホペプチドマップである。 図3Bは、DDR1のインビボ標識βアイソフォームの二次元トリプシンホス ホペプチドマップである。 図3Cは、図3Bおよび3Fにおけるホスホペプチドの図解である。 図3Dは、DDR1aアイソフォームのインビトロ標識タンパク質のトリプシ ンマッピングの結果を示す。 図3Eは、DDR1bアイソフォームのインビトロ標識タンパク質のトリプシ ンマッピングの結果を示す。 図3Fは、DDR1aおよびDDR1bホスホペプチドのトリプシンマッピン グの結果を示す。 図4Aは、DDR1a、DDR1b、DDR2の混合物およびTrkAを、I 型 コラーゲンで刺激したか、または100μM酢酸で処理した293細胞において 一過性に発現させ、全細胞溶解物をブロットし、αpTyr抗体を用いてプロー ブする実験の結果のイムノブロットである[Sigma#C−7661:ラット 尾I型コラーゲン]。 図4Bは、DDR1a、DDR1b、DDR2およびTrkAを、I型もしく はIV型コラーゲンで刺激した293細胞において一過性に発現させ、全細胞溶 解物をブロットし、αpTyr抗体を用いてプローブする実験の結果のイムノブ ロットである[Sigma#C3511:ウシ皮膚I型コラーゲン、C−752 1:ヒト胎盤IV型コラーゲン]。 図4Cは、DDR1a、DDR1bおよびTrkAを、I型コラーゲンで刺激 した293細胞において一過性に発現させ、全細胞溶解物をブロットし、αpT yr抗体を用いてプローブする実験の結果のイムノブロットである[Sigma #C−8897:ラット尾I型コラーゲン、C−7774:ヒト胎盤I型コラー ゲン]。 図5Aは、異なる濃度のI型およびIV型コラーゲンの存在下でDDR1bを 一過性に発現する293細胞由来の全細胞溶解物のα−pYブロットである[S igma#C−7661:ラット尾I型コラーゲン、C−0543:マウスIV 型コラーゲン]。 図5Bは、異なる濃度のI型およびIV型コラーゲンで刺激したDDR2を一 過性に発現する293細胞由来の全細胞溶解物のα−pYブロットである。 図5Cは、異なる濃度のI型コラーゲンの存在下でDDR2を一過性に発現す る293細胞由来の全細胞溶解物のα−pYブロットである[CBP:Coll aborative Biomedical Products#40236: I型コラーゲン]。 図6は、I型コラーゲン[C−7661]、IV型コラーゲン[C−0543] およびオルトバナジン酸で刺激したヒト乳ガン細胞の溶解物から免疫沈降された DDR1bのα−PYブロットである。 図7Aは、抗ホスホチロシン抗体でプローブしたDDR1bでトランスフェク トし、異なる濃度のMatrigelで刺激したヒト腎臓線維芽細胞293の細 胞溶 解物の全タンパク質のブロットである。 図7Bは、剥離し、DDR1に対して惹起された抗体で再プローブした図7A のブロットである。 図7Cは、DDR1bでトランスフェクトし、以下の試薬:400μM酢酸( a)、50μl/ml Matrigel(b)、10μg/ml IV型ラミ ニン(c)、10μg/mlフィブロネクチン(d)、塩酸グアニジウムでの抽 出によって(e)または酢酸およびペプシンでの抽出によって(f)Matri gelから部分精製したIV型コラーゲン、10μg/mlマウスIV型コラー ゲン、Sigma C−0543(g)、10μg/mlヒトIV型コラーゲン 、Sigma C−5533(h)で処理した293細胞の細胞溶解物の抗ホス ホチロシンブロットである。 図7Dは、以下の試薬:400μM酢酸(a)、50μl/ml Matri gel(b)、10μg/ml IV型ラミニン(c)、10μg/mlフィブ ロネクチン(d)、塩酸グアニジウムでの抽出によって(e)または酢酸および ペプシンでの抽出によって(f)Matrigelから部分精製したIV型コラ ーゲン、10μg/mlマウスIV型コラーゲン、Sigma C−0543( g)、10μg/mlヒトIV型コラーゲン、Sigma C−5533(h) で処理した293細胞の細胞溶解物の抗DDR1抗体ブロットである。 図8Aは、10μg/mlマウスI型コラーゲン、100nMインスリンで刺 激するかまたは未刺激のままの、ヒトインスリン受容体(Ins−R)、DDR 1a、DDR1bまたはDDR2をコードするプラスミドでトランスフェクトし た293細胞の細胞溶解物の抗ホスホチロシン抗体ブロットである。 図8Bは、DDR1、DDR2およびインスリン受容体に対する抗体の混合物 で再プローブした図8Aのブロットである。 図9Aは、DDR1bでトランスフェクトし、異なる期間I型コラーゲンで刺 激した293細胞の細胞溶解物の抗ホスホチロシン抗体ブロットである。 図9Bは、DDR2でトランスフェクトし、異なる期間I型コラーゲンで刺激 した293細胞の細胞溶解物の抗ホスホチロシン抗体ブロットである。 図9Cは、種々の期間I型コラーゲンで刺激したヒト乳ガンT−47D細胞の 細 胞溶解物のDDR1免疫沈降物のブロットである。 図9Dは、DDR1のC末端に特異的な抗体で再プローブした図9Cのブロッ トである。 図9Eは、過剰発現293細胞から免疫沈降させ、インビトロキナーゼ反応に 供したDDR1のブロットである。 図9Fは、T−47D細胞から免疫沈降させ、インビトロキナーゼ反応に供し たDDR1のブロットである。 図10Aは、10μg/mlヒトI、III、IVまたはV型コラーゲンおよ びウシII型コラーゲンで刺激した、DDR1bでトランスフェクトした293 細胞の細胞溶解物の抗ホスホチロシン抗体ブロットである。 図10Bは、DDR1に対する受容体特異的抗体で再プローブした図10Aの ブロットである。 図10Cは、10μg/mlヒトI、III、IVまたはV型コラーゲンおよ びウシII型コラーゲンで刺激した、DDR2でトランスフェクトした293細 胞の細胞溶解物の抗ホスホチロシン抗体ブロットである。 図10Dは、DDR2に対する受容体特異的抗体で再プローブした図10Cの ブロットである。 図10Eは、90分間I、II、III、IV、V型コラーゲンもしくはゼラ チンで刺激するか、または1mMオルトバナジン酸で処理しておいたT−47D 細胞から免疫沈降させたDDR1bの抗ホスホチロシン抗体ブロットである。 図10Fは、DDR1特異的抗体で再プローブした図10Eのブロットである 。 図10Gは、DDR1bでトランスフェクトし、ヒトI、III、IVおよび V型コラーゲンと接触させておいた293細胞の細胞溶解物の抗ホスホチロシン 抗体ブロットである。 図10Hは、DDR2でトランスフェクトし、ヒトI、III、IVおよびV 型コラーゲンと接触させておいた293細胞の細胞溶解物の抗ホスホチロシン抗 体ブロットである。 図11Aは、マウスもしくはヒト組織から単離したI型コラーゲンまたはコラ ゲ ナーゼもしくはペプシンで処理したBSAを、SDS−PAGEにより分析し、 クマーシー染色で可視化したものを示す。 図11Bは、コラゲナーゼまたはペプシンで処理したI型コラーゲンで刺激し た、DDR2を過剰発現する293細胞の細胞溶解物の抗ホスホチロシン抗体ブ ロットである。 図11Cは、DDR2特異的抗体で再プローブした図11Bのブロットである 。 図11Dは、熱変性の前(四角)および後(菱形)の分光旋光度計中で融解さ せたマウスI型コラーゲン(10mM酢酸中500ng/ml)のスペクトルで ある。 図11Eは、種々の温度でインキュベートしておいたマウスI型コラーゲンの アリコートで刺激した、DDR2を過剰発現する293細胞の細胞溶解物の抗ホ スホチロシン抗体ブロットである。 図12Aは、アガロースに共有結合したコラーゲンに結合した、50μg/m lの可溶性I型コラーゲンの非存在下または存在下でインスリン受容体、DDR 1bまたはDDR2を過剰発現する293細胞の溶解物由来の物質のブロットで ある。 図12Bは、種々の濃度のヨウ素化I型コラーゲンとインキュベートした後の 、DDR1a(四角)、DDR1b(菱形)またはコントロールプラスミド(丸 )でトランスフェクトした293細胞由来の結合リガンドの量を示すグラフであ る。 図12Cは、m−過ヨウ素酸ナトリウムで脱グリコシル化したI型コラーゲン で刺激したDDR2を過剰発現する293細胞由来の細胞溶解物の抗ホスホチロ シン抗体ブロットである。 図13Aは、DDR1のC末端に対する抗体を用いて検出した、ShcのPT BドメインのGST融合タンパク質へ結合したDDR1aまたはDDR1bを過 剰発現する293細胞由来の溶解物由来のタンパク質のブロットである。 図13Bは、競合量の、それぞれ、DDR1bホスホペプチド(ALLLSN PApYRLLLA、白丸)またはNGF受容体ホスホペプチド(HIIENP QpYFSD、黒丸)の存在下での表面プラズモン共鳴による、精製GST−S hcPTBドメインの、ミドルT抗原ホスホペプチド(LSLLSNPTpYS VMRSK)への結合の分析を表すグラフである。 図14は、表示する期間I型コラーゲンまたはTPAで刺激した親およびDD R2過剰発現HT 1080細胞由来の馴化培地のMMP−1に対する抗体を用 いるブロットである。 図15Aは、K618A変異を有するDDR1aがもはやコラーゲンによって 活性化されないことを示すイムノブロットである。 図15Bは、K618A変異を有するDDR1aがもはやコラーゲンによって 活性化されないことを示すイムノブロットである。 図16は、α1またはβ1インテグリンに対するブロッキング抗体がDDR1 の活性化を阻害しないことを示すブロットである。 図17Aは、DDR1がインテグリンβ1欠損細胞においてコラーゲンによっ て活性化されることを示すブロットである。 図17Bは、DDR1がインテグリンβ1欠損細胞においてコラーゲンによっ て活性化されることを示すブロットである。 図18は、インテグリンβ1欠損細胞におけるDDR1b活性化が正常細胞に おけるように緩慢であることを示すグラフであり、このことは、DDR1bの延 長された活性化がインテグリンの作用によらないことを示す。 図19Aは、DDR1およびDDR2受容体の活性化がEGF媒介性MAPK 活性化に影響を及ぼさないことを示すイムノブロットである。 図19Bは、DDR1およびDDR2受容体の活性化がEGF媒介性MAPK 活性化に影響を及ぼさないことを示すイムノブロットである。 図19Cは、DDR1およびDDR2受容体の活性化がEGF媒介性MAPK 活性化に影響を及ぼさないことを示すイムノブロットである。 図20Aは、ヒトDDR1のヌクレオチドおよびアミノ酸配列を示す。これは Johnsonら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:5 677,1995の図1である。 図20Bは、GenBank登録番号L20817由来のDDR1のアミノ酸 配列を示す。 図21は、DDR1a、bおよびc配列のアラインメントを示し、ここでDD R 1の挿入領域中のNPXYモチーフに細線で下線を付し、推定のSH3結合部位 に太線で下線を付す。これはAlvesら,1995,Oncogene 10 :609,1995の図1(c)である。 図22Aは、ヒトDDR2のヌクレオチドおよびアミノ酸配列を示す。これは GenBank登録番号X74764である。 図22Bは、GenBank登録番号X74764由来のヒトDDR2のアミ ノ酸配列を示す。発明の詳細な説明 ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ(DDR)およびコラーゲン 本明細書において使用する用語「ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナー ゼ(DDR)媒介性シグナリング経路」は、コラーゲン受容体チロシンキナーゼ タンパク質複合体を形成し、それによって、例えば、遺伝子発現、細胞分裂、細 胞骨格構造、、細胞代謝、移動、細胞−細胞相互作用、空間的配置、細胞外マト リックスの合成および分解およびリモデリング、タンパク質の発現(例えば、M MP−1のアップレギュレーション)、ならびに/または細胞接着を制御するこ とによって、細胞に影響を及ぼす細胞中の一連の下流調節経路を活性化する、ジ スコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質のコラーゲンまたはその 一部との相互作用をいう。そのような下流調節経路の例は、GAP/Ras経路 、ホスホリパーゼC(PLC)を介してポリホスホイノシチドの分解を調節する 経路ならびにSrc/チロシンキナーゼおよびRas経路である。この経路はD DRタンパク質の細胞内シグナリング分子(ShcまたはPDZドメインを有す るタンパク質を含む)との相互作用を含む。 「ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ(DDR)タンパク質」は、 その細胞外ドメイン中にジスコイジンIモチーフを含む受容体チロシンキナーゼ のファミリーをいう。細胞外領域の構造は、リガンド結合特異性を決定する。細 胞内領域は、膜近傍および触媒キナーゼドメインを含む。受容体媒介性シグナル 伝達は、受容体を発現している細胞において、細胞外ドメインへのリガンドの結 合によって開 始され、これは受容体の二量体化および自己リン酸化を促進する。 ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼの特徴は、ジスコイジンドメイ ン受容体1(DDR1)(Di Marcoら,1993 J.Biol.Ch em.268:24290;Johnsonら,Proc.Natl.Acad .Sci.USA,90,5677,1993;Zerlinら,1993 O ncogene 8:2731;Lavalら,1994 Cell Grow th Differ.5:1173,Perezら,1994,Oncogen e 9:211;Sanchezら,1994,Proc.Natl.Acad .Sci.USA 91:1819;Alvesら,Oncogene 10, 609,1995;Shellingら,1995,Genomics 25: 584;Valentら,1996,Human Genet.98:12)お よびジスコイジンドメイン受容体2(DDR2)(Karnら,1993,On cogene 8:3433;Alvesら,Oncogene 10,609 ,1995 LaiおよびLemkeら;1994)によって例示される。a、 bおよびcと称する3つの異なる形態のDDR1が存在し、これらは共通の一次 遺伝子転写物のオルタナティブスプライシング改変体を表す。DDR1およびD DR2は高い程度の類似性を有し、約150アミノ酸長のアミノ末端ジスコイジ ンIドメイン内で78%一致する。DDR1はエンドペプチダーゼであるフュー リンの可能な切断シグナルを表すコンセンサス配列RXRRを304〜307位 に含む。DDR2受容体の膜近傍ドメインは148アミノ酸を含む。DDR1a アイソフォームは膜近傍領域に139アミノ酸を含み、一方bアイソフォームは aアイソフォームとは余分のエキソンによってコードされる膜近傍領域中の37 アミノ酸のさらなる伸張の組込みで異なる。bアイソフォーム特異的モチーフは 、Shcアダプタータンパク質のホスホチロシン結合(PTB)ドメインのドッ キング部位として作用する配列LLSNPAYを含む。 図20AおよびBは、ヒトDDR1 cDNAのヌクレオチド配列および推定 アミノ酸配列を示す(Johnsonら,1993(前出)中の図1)。N末端 付近の四角で囲った配列はジスコイジンI様ドメインを含み、C末端付近の四角 はチ ロシンキナーゼドメインを含む。推定のシグナルペプチドおよび膜貫通ドメイン に下線を付す;ジスコイジンI様ドメインとチロシンキナーゼドメインとの間の プロリンおよびグリシン残基をイタリックにする。∧∧記号は、連結領域の最も プロリンおよびグリシン−リッチに下線を付す。膜近傍領域は、アミノ酸468 とアミノ酸607との間である。DDR1の配列は、GenBank登録番号L 11315またはL20817においても見出すことができる。スプライシング されたDDR1アイソフォームの配列のアラインメントを図21(Alvesら ,1995の図1)に示す。 図22Aおよび22Bは、ヒトDDR2(すなわち、TKT)のヌクレオチド 配列および推定アミノ酸配列を示す。(GenBank登録番号X74764) 。膜近傍領域は、アミノ酸422とアミノ酸570との間である。 本発明における使用のための受容体チロシンキナーゼタンパク質がタンパク質 のアイソフォームまたは一部であってもよいことが理解される。本発明の方法に おける使用に意図されるアイソフォームは、ジスコイジンドメイン受容体チロシ ンキナーゼタンパク質と同じ機能特性を有するアイソフォームである。 好ましい実施態様において、タンパク質の一部は、少なくとも20個の連続す るアミノ酸を有し、好ましくは細胞外ドメインまたはC末端領域を含む。受容体 はオリゴマー化されてもよく、特に二量体および三量体が本発明の方法および組 成物における使用に意図される。 ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質の一部は、コラーゲ ンまたは細胞内分子(Shcのような)またはPDZドメイン(すなわち、結合 ドメイン)を有するタンパク質と直接的または間接的に相互作用する分子の部分 を包含する。結合ドメインは、分子の連続的な部分(すなわち、連続するアミノ 酸の配列)であってもよく、またはコンホメーション性(すなわち、その分子が 天然状態にある場合に、本発明の複合体中で別の分子と相互作用する構造を形成 する非連続的なアミノ酸の配列の組み合わせ)であってもよい。本明細書におい て意図されるDDRタンパク質の一部は、本発明の複合体中の分子の天然結合ド メインと同一であるかそれと実質的に等価である分子性物体(すなわち、DDR またはその一部ならび にコラーゲンおよびその一部)を包含する。結合ドメイン由来のペプチドは下記 で論じる。 本発明において使用されるDDRタンパク質は、ジスコイジンドメイン受容体 チロシンキナーゼタンパク質の配列と実質的な配列同一性を有するタンパク質で あってもよい。用語「実質的な同一性を有する配列」は、ジスコイジンドメイン 受容体チロシンキナーゼタンパク質の配列からのわずかなまたは重要でない配列 変動を有するアミノ酸配列を意味する。変動は、局所的変異または構造的改変に 帰し得る。適切なタンパク質は、ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ タンパク質との、75%を超える、好ましくは85%を超える、最も好ましくは 90%を超える同一性を有し得る。 ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼまたはその一部を、本発明にお ける使用のために、標的化または選択されるリガンドの性質に基づいて選択して もよい。特定のリガンドおよび相補的なジスコイジンドメイン受容体チロシンキ ナーゼの選択によって、特異的複合体が提供され、本発明の方法において、ジス コイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ調節経路に影響を及ぼす特異的物質の 同定が可能なる。例えば、I、II、III、IVまたはV型コラーゲンを、本 発明の複合体および方法においてDDR1と相互作用させてもよい。IまたはI II型コラーゲンを、本発明の複合体および方法においてDDR2と相互作用さ せてもよい。 ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼまたはその一部を、そのタンパ ク質を発現することが既知の細胞から単離してもよい(例えば、DDR1を、マ ウス胚発生の間の感覚上皮細胞、またはヒト卵巣および乳ガン試料から単離して もよい)。あるいは、タンパク質またはタンパク質の一部を、当該分野において 公知の組換えDNA法を使用して製造してもよい。例えば、ジスコイジンドメイ ン受容体チロシンキナーゼタンパク質またはタンパク質の一部をコードする配列 を有する核酸分子を製造し、公知の方法で、タンパク質またはその一部の良好な 発現を確実にする適切な発現ベクター中に組込んでもよい。可能な発現ベクター は、限定するものではないが、そのベクターが使用される宿主細胞と適合性であ れば、コスミド、プラスミド、または改変ウイルスを包含する。 ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質またはその一部を、 固相合成(Merrifield,1964,J.Am.Chem.Assoc .85:2149−2154)または均質溶液中での合成(Houbenwey l,1987,Methods of Organic Chemistry, E.Wansch編,第151およびII巻,Thieme,Stuttgar t)のような、タンパク質化学において周知の技術を使用する化学合成によって 製造してもよい。 本発明の方法における使用のためのジスコイジンドメイン受容体チロシンキナ ーゼタンパク質またはその一部は細胞表面と会合していてもよい。細胞表面上で のジスコイジン受容体チロシンキナーゼタンパク質またはその一部の発現は、常 法を使用して実施することができる。 タンパク質またはその一部の他の分子(タンパク質またはポリペプチドのよう な)との結合体を製造し、本明細書に記載の方法において使用してもよい。これ は、例えば、N末端またはC末端融合タンパク質の合成によって達成してもよい 。従って、融合タンパク質を、組換え技術を介して、ジスコイジンドメイン受容 体チロシンキナーゼタンパク質またはその一部と、所望の生物学的機能を有する 選択されたタンパク質またはマーカータンパク質の配列とを融合することによっ て製造してもよい。融合タンパク質の製造に使用し得るタンパク質の例は、免疫 グロブリンおよびその一部(免疫グロブリンの定常領域のような)ならびにγイ ンターフェロン、腫瘍壊死因子、IL−1、IL−2、IL−3、IL−4、I L−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、 GM−CSF、CSF−1およびG−CSFのようなリンホカインを包含する。 本発明において用いるジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク 質、そのアイソフォームまたは一部は不溶化されていてもよい。例えば、受容体 タンパク質またはその一部、好ましくは細胞外ドメインは、適切な担体に結合さ れていてもよい。適切な担体の例は、アガロース、セルロース、デキストラン、 Sephadex、Sepharose、リポソーム、カルボキシメチルセルロ ースポリスチレン、濾紙、イオン交換樹脂、プラスチックフィルム、プラスチッ クチューブ、ガ ラスビーズ、ポリアミン−メチルビニル−エーテル−マレイン酸コポリマー、ア ミノ酸コポリマー、エチレン−マレイン酸コポリマー、ナイロン、シルクなどで ある。担体は例えば、チューブ、試験プレート、ビーズ、ディスク、スフェアな どの形状であってもよい。不溶化受容体チロシンキナーゼタンパク質を、公知の 化学的または物理的方法(例えば、臭化シアンカップリング)を使用して適切な 不溶性担体と材料とを反応させることによって製造してもよい。 本発明の方法および複合体において使用され得る適切なコラーゲンは、I、I I、III、IVおよびV型コラーゲンを包含する。コラーゲンを商業的供給源 から入手してもよく、または常法を使用して製造してもよい。選択されるDDR の活性化を提供するコラーゲンが、本明細書に記載の複合体および方法のために 選択される。コラーゲンの一部を本発明の方法および組成物において使用しても よい。本発明の1つの実施態様において、ジスコイジンドメイン受容体チロシン キナーゼ(好ましくはDDR2)の細胞外ドメインに結合し、この受容体を活性 化することができる、コラーゲンの炭水化物部分もしくはこの部分の一部、また はコラーゲンの三重らせんコンホメーションを有するG−X−Y反復領域を使用 する。本発明において使用されるコラーゲンまたはその一部は不溶化されていて もよい;例えば、それは本明細書に記載の適切な担体に結合されていてもよい。 ペプチド 本発明は、DDRもしくはその一部とコラーゲンもしくはその一部、またはD DRと細胞内分子(Shcのような)もしくはPDZドメインを有するタンパク 質に結合し、その相互作用を阻害するペプチド分子を提供する。特異的結合ドメ インに由来するペプチドは、天然に生じる結合部位のアミノ酸配列、その結合部 位のいずれかの部分、または会合分子に結合するように機能する他の分子性物体 を包含し得る。そのような結合ドメインに由来するペプチドは、天然の結合ドメ インを模倣するような方法で会合分子と直接的または間接的に相互作用する。そ のようなペプチドは、競合的インヒビター、エンハンサー、ペプチド模倣物など を包含し得る。これらのペプチドの全て、ならびにこれらのペプチドと実質的に 相同な、それに相補 的な、またはそうでなければ機能的もしくは構造的に等価な分子を、本発明の目 的のために使用してもよい。 「ペプチド模倣物」は、分子間の相互作用においてペプチドの代替物として作 用する構造物である(総説については、Morganら,(1989),Ann .Reports Med.Chem.24:243−252を参照のこと)。 ペプチド模倣物は、アミノ酸および/またはペプチド結合を含んでもよくまたは 含まなくてもよいが、本発明のペプチド、またはエンハンサーもしくはインヒビ ターの構造的および機能的特徴を保持する合成構造物を包含する。ペプチド模倣 物はまた、ペプトイド、オリゴペプトイド(Simonら(1972)Proc .Natl.Acad.Sci.USA 89:9367);および本発明のペ プチドに対応するアミノ酸の全ての可能な配列を表す設計された長さのペプチド を含むペプチドライブラリーを包含する。 ペプチドを常法によって合成してもよい。例えば、ペプチドを固相ペプチド合 成を使用して化学合成によって合成してもよい。この方法は、固相または溶液相 合成法のいずれかを用いる(固相合成技術については、J.M.Stewart およびJ.D.Young,Solid Phase Peptide Syn thesis,第2版,Pierce Chemical Co.,Rockf ord III.(1984)ならびにG.BaranyおよびR.B.Mer rifield,The Peptides:Analysis Synthe sis,Biology E.GrossおよびJ.Meienhofer編 第2巻 Academic Press,New York,1980,pp. 3−254を;そして古典的な溶液合成については、M Bodansky,P rinciples of Peptlde Synthesis,Sprin ger−Verlag,Berlin 1984ならびにE.Grossおよび J.Meienhofer編,ThePeptides:Analysis,S ynthesis,Biology,前出,第1巻を参照のこと)。 ペプチド模倣物を、L−アミノ酸のD−アミノ酸での系統的置換、側鎖の異な る電子特性を有する基での置換およびペプチド結合のアミド結合置換物での系統 的置 換によって得られる情報に基づいて設計してもよい。局所的コンホメーション強 制を導入して、候補ペプチド模倣物の活性についてのコンホメーション的要件を 決定することもできる。模倣物は、逆ターンコンホメーションを安定化または促 進するために、および分子の安定化を補助するために、立体異性アミド結合また はD−アミノ酸を含んでもよい。環状アミノ酸アナログを使用して、アミノ酸残 基を特定のコンホメーション状態に強制してもよい。模倣物はまた、インヒビタ ーペプチドの2次構造の模倣物を包含し得る。これらの構造は、アミノ酸残基の 三次元配向を、タンパク質の既知の二次コンホメーションに合わせて形作ること ができる。N置換アミノ酸のオリゴマーであり、新規分子の化学的多岐ライブラ リーの生成用モチーフとして使用し得るペプチドイドを使用してもよい。 本発明のペプチドを、生物学的発現系をし使用して開発してもよい。この系の 使用により、ランダムなペプチド配列の大ライブラリーの製造およびこのライブ ラリーの特定のタンパク質へ結合するペプチド配列についてのスクリーニングが 可能になる。ライブラリーを、ランダムなペプチド配列をコードする合成DNA を適切な発現ベクター中にクローン化することにより製造してもよい(Chri stianら1992,J.Mol.Biol.227:711;Devlin ら,1990 Science 249:404;Cwirlaら1990,P roc.Natl.Acad.Sci.USA,87:6378を参照のこと) 。ライブラリーを、重複するペプチドの同時合成によって構築してもよい(米国 特許第4,708,871号を参照のこと)。 本発明のペプチドを使用して、薬物開発のためのリード化合物を同定してもよ い。本明細書に記載のペプチドの構造を、NMRおよびX線結晶学のような多数 の方法によって容易に決定することができる。配列は類似しているが、標的分子 においてそれらが発揮する生物学的活性が異なるペプチドの構造の比較によって 、標的の構造−活性関係についての情報を提供することができる。構造−活性関 係の検討から得られる情報を使用して、改変ペプチド、またはその他の低分子も しくはリード化合物のいずれかを設計することができ、これらを、標的分子に関 連する推定の特性について試験することができる。リード化合物の活性を、本明 細書に記載のアッセ イと類似のアッセイを使用して評価することができる。 構造−活性関係についての情報を、共結晶化研究から得てもよい。これらの研 究において、所望の活性を有するペプチドを、標的分子とともに結晶化させ、複 合体のX線構造を決定する。次いで、この構造を、天然状態の標的分子の構造に 対して比較することができ、そのような比較からの情報を使用して所望の活性を 有することが予想される化合物を設計してもよい。 本発明において使用し得る特定のペプチドは、Shcに結合するDDR(例え ば、DDR1b)上の部位に由来するか、もしくはShc PTB結合ドメイン に由来するペプチド、インスリン受容体基質(IRS−1)に結合するDDR上 の部位もしくはDDRに結合するIRS−1上の部位、またはPDZドメインを 有するタンパク質に結合するDDR(例えば、DDR1)上の部位もしくはPD Zドメインに由来するペプチドを包含する。1つの実施態様において、アミノ酸 ΨXNPXpYを含むペプチドが意図され、式中、Ψは疎水性アミノ酸(アラニ ン、フェニルアラニン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、プロリン、バリ ンおよびトリプトファンを含む)であり、Xはいずれかのアミノ酸であり、Nは Asnであり、Pはプロリンであり、pYはホスホチロシンである。本発明の特 定のペプチドの例は、LLSNPApY、ALLLSNPApYRLLAおよび AEDALNTV(DDR1のアミノ酸906〜913)である。 複合体 本発明の複合体は、以下を包含する:(a)DDRまたはそのアイソフォーム もしくは一部、およびコラーゲンまたはその一部を含む単離された複合体;(b )DDR(例えば、DDR1b)およびShcまたはShcのPTBドメインを 含む単離された複合体;ならびに(c)DDR(例えば、DDR1)およびPD Zドメインを含むタンパク質もしくはPDZドメインを含む単離された複合体。 複合体中のDDRはオリゴマー化されていてもよく、別のタンパク質に結合され ていてもよく、そして/または不溶化されていてもよい。さらに、本発明の複合 体中のコラーゲンは不溶化されていてもよい。複合体は、相互作用する分子の結 合ドメインおよび複 合体の活性を維持するために必要な他の隣接配列のみを含んでいてもよい。複合 体の例は、DDR1とI、II、III、IVおよびV型コラーゲン、DDR2 とIおよびIII型コラーゲン、DDR1bとShc、およびDDR1とPDZ ドメインを含むタンパク質を含包含する。 本発明はまた、本発明の複合体またはペプチドに特異的な抗体を意図する。抗 体はインタクトなモノクローナルもしくはポリクローナル抗体、および免疫学的 に活性なフラグメント(例えば、Fabまたは(Fab)2フラグメント)、抗 体重鎖、および抗体軽鎖、遺伝子操作された単鎖Fv分子(Ladnerら,米 国特許第4,946,778号)、またはキメラ抗体(例えば、マウス抗体の結 合特異性を含むが、残りの部分がヒト起源である抗体)であってもよい。抗体( モノクローナルおよびポリクローナル抗体、フラグメントならびにキメラを包含 する)を、当業者に公知の方法を使用して製造してもよい。 本発明の複合体に特異的な抗体を、組織において複合体を検出し、その組織分 布を決定するために使用してもよい。本発明の抗体を使用するインビトロおよび インサイチュ検出法を、増殖性障害のような症状の予後のおよび/または診断的 な評価を補助するために使用してもよい。本発明の複合体に特異的な抗体を、本 明細書に論じるように治療的に使用してもよい。 いくつかの遺伝的疾患は、本発明の複合体中の相互作用する分子の結合ドメイ ン領域において変異を含み得る。それゆえ、本発明の複合体が遺伝的障害に関連 付けられる場合、PCRを使用して、結合ドメインからDNAを増幅し、ドメイ ンの1つの中に変異が含まれるかどうかを迅速にチェックすることが可能であり 得る。ドメインの隣接領域に対応するプライマーを作製し、標準的配列決定法を 用いて、変異が存在するかどうかを決定することができる。この方法は、冒され た遺伝子の事前の染色体マッピングを必要とせず、欠陥タンパク質をコードする 遺伝子全体の配列決定を不要にすることによって、時間を節約することができる 。 物質の評価および同定 本明細書に記載の方法を使用して、DDRチロシンキナーゼ媒介性シグナリン グ 経路を調節する、特に細胞外マトリックスの合成、分解またはリモデリングを調 節する物質を同定してもよい。本発明の複合体中の分子に結合するか、またはそ の分子と相互作用する他の分子に結合する新規物質が意図される。本発明の複合 体中の分子またはその分子と相互作用する他のタンパク質の相互作用を妨害また は増強する物質もまた意図される。 本発明の方法を使用して同定される物質は、限定するものではないが、可溶性 ペプチドのようなペプチド(Ig−テイル付加融合ペプチドを含む)、Dおよび /またはL立体配置アミノ酸から作製されるランダムペプチドライブラリーおよ びコンビナトリアル化学誘導分子ライブラリーのメンバー、ホスホペプチド(ラ ンダムなまたは部分的に縮重し、方向付けられたホスホペプチドライブラリーの メンバーを含む)、抗体[例えば、ポリクローナル、モノクローナル、ヒト化、 抗イディオタイプ、キメラ、単鎖抗体、フラグメント(例えば、Fab、F(a b)2、およびFab発現ライブラリーフラグメント、およびそのエピトープ結 合フラグメント)]、ならびに有機または無機低分子を包含する。物質は、内因性 の生理学的化合物であってもよく、または天然もしくは合成の化合物であっても よい。 本発明は、試験物質を、DDRチロシンキナーゼ媒介性シグナリング経路に影 響を及ぼす、特に細胞外マトリックスの合成、分解またはリモデリングを調節す る能力について、本発明の複合体中の分子の結合のアゴニストまたはアンタゴニ スト(すなわち、エンハンサーまたはインヒビター)をアッセイすることによって 評価するための方法を意図する。この方法は、一般に、複合体中の分子および試 験物質を、複合体の形成を可能にする条件下で含有する反応混合物を調製する工 程を包含する。試験物質を最初に混合物に添加してもよく、または分子の添加に 続いて添加してもよい。試験物質を含有しないかまたはプラシーボを含有するコ ントロール反応混合物もまた調製する。複合体の形成を検出する。コントロール 反応物中では複合体が形成され、反応混合物中では複合体が形成されないことは 、試験物質が分子の相互作用を妨害することを示す。反応を、液相で実施しても よく、または分子もしくは試験物質を本明細書中に記載のように固定化してもよ い。本発明の方法を使用して同定される物質を、常法を使用して単離、クローン 化および配列決定し得る。 1つの実施態様において、DDRチロシンキナーゼ媒介性シグナリング経路に 影響を及ぼす物質の同定方法が提供される。この方法は、 (a)コラーゲンと、少なくとも1つのジスコイジンドメイン受容体チロシン キナーゼタンパク質またはこのタンパク質のアイソフォームもしくは一部と、試 験物質とを反応させる工程であって、上記コラーゲンおよびジスコイジンドメイ ン受容体チロシンキナーゼタンパク質が、それらが結合してコラーゲン−ジスコ イジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質複合体を形成するように選択 される工程;および (b)上記物質の非存在下のコントロールに対して比較して、物質の効果を決 定する工程を包含する。 特に、細胞においてDDRチロシンキナーゼ媒介性シグナリング経路に影響を 及ぼす物質の同定方法が提供される。この方法は、 (a)コラーゲン−ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質 複合体の形成を可能にする条件下で、コラーゲンまたはその一部と、少なくとも 1つのジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質またはこのタン パク質のアイソフォームもしくは一部と、試験物質とを反応させる工程であって 、上記コラーゲンおよびジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク 質が、それらが結合してコラーゲン−ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナ ーゼタンパク質複合体を形成するように選択される工程;および (b)複合体、遊離物質、非複合体化コラーゲン、または上記タンパク質の活 性化についてアッセイする工程を包含する。 複合体の形成を可能にする条件は、物質およびリガンドの性質および量のよう な要因を考慮して選択し得る。 複合体、遊離物質または非複合体化リガンドを、従来の単離技術(例えば、塩 析、クロマトグラフィー、電気泳動、ゲル濾過、分画、吸収、ポリアクリルアミ ドゲル電気泳動、凝集、またはそれらの組み合わせ)により単離してもよい。成 分のアッセイを容易にするために、物質に対する抗体、または標識コラーゲン、 または標識物質を利用してもよい。抗体、受容体タンパク質または物質を、上記 のような検出 可能な物質を用いて標識してもよい。 タンパク質の活性化を、タンパク質のチロシンリン酸化、タンパク質のオリゴ マー化、PTBドメインのジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパ ク質膜近傍ドメインへの結合を測定することによって、または細胞に対する生物 学的影響(増殖、分化または移動の阻害または刺激のような)をアッセイするこ とによってアッセイしてもよい。 本発明の方法を使用してアッセイすることができるアゴニストおよびアンタゴ ニスト(すなわち、インヒビターおよびエンハンサー)は、複合体中の相互作用 する分子上の1つ以上の結合部位(アゴニスト結合部位、競合的アンタゴニスト 結合部位、非競合的アンタゴニスト結合部位またはアロステリック部位を含む) に作用してもよいことが理解される。 本発明はまた、本発明の複合体中の分子の相互作用のアゴニストの効果を阻害 するアンタゴニストについてスクリーニングすることを可能にする。従って、本 発明を、本発明の複合体中の分子の同じ結合部位について競合する化合物につい てアッセイするために使用してもよい。 本発明はまた、本発明の複合体の分子と相互作用するタンパク質に結合し、そ れによってDDRシグナリング経路に影響を及ぼす新規化合物の同定方法を意図 する。タンパク質−タンパク質相互作用を、共免疫沈降、架橋、および勾配また はクロマトグラフィーカラムを介する同時精製のような常法を使用して同定して もよい。分子と相互作用するタンパク質をコードする遺伝子の同時同定をもたら す方法を使用してもよい。この方法は、標識分子を用いて発現ライブラリーをプ ローブする工程を包含する。さらに、X線結晶学的研究を、物質および分子との 相互作用を評価する手段として使用してもよい。例えば、適切な形態に結晶化さ せた場合、本発明の複合体中の精製組換え分子は、X線結晶学による分子内相互 作用の検出を受けることができる。分光学を使用して相互作用を検出してもよく 、特にQ−TOF機器を使用してもよい。 ツーハイブリッドシステムを使用してインビボにおいてタンパク質相互作用を 検出してもよい。一般に、2つのハイブリッドタンパク質をコードするブラスミ ドを 構築する。第1のハイブリッドタンパク質は本発明の複合体中の分子に融合され た転写アクチベータタンパク質のDNA結合ドメインからなり、第2のハイブリ ッドタンパク質は、cDNAライブラリーの一部としてプラスミド中に組換えら れているcDNAによってコードされる未知のタンパク質に融合された転写アク チベータタンパク質のアクチベータドメインからなる。プラスミドは、その調節 領域が転写アクチベータの結合部位を含むリポーター遺伝子(例えば、LacZ 、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼ、および西洋ワサビペルオキシダー ゼ)を含む酵母(例えば、S.cerevisiae)株中に形質転換される。ハ イブリッドタンパク質単独ではリポーター遺伝子の転写を活性化することはでき ない。しかし、2つのハイブリッドタンパク質の相互作用は、機能的アクチベー タタンパク質を再構成し、リポーター遺伝子の発現を生じ、これはリポーター遺 伝子産物についてのアッセイによって検出される。 融合タンパク質および組換えタンパク質が上記方法において使用され得ること が理解される。本発明の複合体が組換え分子を使用してインビトロで再構成され 得、試験物質の効果が再構成された系において評価され得ることもまた理解され る。 DDR受容体チロシンキナーゼ媒介性シグナリング経路に影響を及ぼすかまた はそれを調節する物質および化合物を評価するために本発明の方法を適用するた めに適切な試薬を、適切な容器中に包装された必要な材料を提供する便利なキッ トに包装してもよい。キットは本発明の方法の実施に有用な適切な支持体を含ん でもよい。 組成物および処置 上記の本発明の方法を使用して、細胞においてジスコイジンドメイン受容体チ ロシンキナーゼシグナリング経路に影響を及ぼす物質、特に増殖、転移、または 細胞外マトリックスの合成、分解もしくはリモデリングに関与する物質を同定し 得る。そのような物質が増殖、転移、および/または細胞外マトリックスの合成 、分解もしくはリモデリングを調節するための医薬品として有用であることが理 解される。本発明の方法を使用して同定される物質が増殖および/または転移な らびに他の細胞のプロセスに影響を及ぼす能力を、動物モデルにおいて確認して もよい。例えば、 MDAY−D2マウスモデルを使用して、抗増殖剤または抗移転剤としての物質 の有用性を確認してもよい。 本発明は、ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ媒介性シグナリング 経路が関与する症状の処置または予防方法を提供する。この方法は、それを必要 とする患者にシグナリング経路を妨害(すなわち、阻害または増強)するために 有効な量の物質を投与する工程を包含する。この物質は、(a)ジスコィジンド メイン受容体チロシンキナーゼもしくはその一部;(b)コラーゲンもしくはその 一部;(b)DDRもしくはその一部およびコラーゲンもしくはその一部を含む単 離された複合体;(c)コラーゲンもしくはコラーゲンの一部、またはShcも しくはPDZドメインを含むタンパク質と相互作用するDDRの結合ドメイン由 来のペプチド;(d)DDRもしくはその一部と相互作用するコラーゲンの結合ド メイン由来の分子;(e)複合体およびペプチドに特異的な抗体;または(f): (i)コラーゲンと、少なくとも1つのジスコイジンドメイン受容体チロシンキ ナーゼタンパク質またはこのタンパク質のアイソフォームもしくは一部と、試験 物質とを反応させる工程であって、上記コラーゲンおよびジスコイジンドメイン 受容体チロシンキナーゼタンパク質が、それらが結合してコラーゲン−ジスコイ ジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質複合体を形成するように選択さ れる工程;および (ii)上記物質の非存在下のコントロールに対して比較して、物質の効果を決 定する工程によって最初に同定される物質である。 本発明はまた、ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ媒介性シグナリ ング経路に影響を及ぼすために有効な量の、(a)ジスコイジンドメイン受容体 チロシンキナーゼもしくはその一部;(b)コラーゲンもしくはその一部、好ま しくは炭水化物部分;(b)DDRもしくはその一部およびコラーゲンもしくは その一部を含む単離された複合体;(c)コラーゲンもしくはコラーゲンの一部 、またはShcもしくはPDZドメインを含むタンパク質と相互作用するDDR の結合ドメイン由来のペプチド;(d)DDRもしくはその一部と相互作用する コラーゲンの結合ドメイン由来の分子;(e)(b)、(c)または(d)の複 合体、ペプチドおよび分子に特異的な抗体;または(f)本発明の方法によって 最初に同定される物 質、および医薬上許容される担体、希釈剤または賦形剤を含有する医薬組成物に 関する。本発明の1つの実施態様において、組成物は、ジスコイジンドメイン受 容体チロシンキナーゼの細胞外ドメイン、またはコラーゲンのG−X−Y反復領 域もしくは炭水化物部分に結合する細胞外ドメインの部分、またはそのオリゴマ ーもしくは模倣物を含んでもよい。 本発明の方法および組成物を、哺乳動物における増殖または転移の変化、コラ ーゲンの構造的または機能的脱調製が関与する症状(Sickler症候群のよ うな)の処置、コラーゲンの欠損が関与する症状(骨形成不全症のような)の処 置、細胞外マトリックスの分解またはリモデリングの調節を必要とする症状の処 置、創傷治癒の増強、および軟骨または骨形成の増強のために使用してもよい。 本発明の組成物は、対象に、インビボにおける医薬投与に適切な生物学的に適合 性の形態で投与される。「インビボにおける投与に適切な生物学的に適合性の形 態」は、タンパク質の治療的効果がいずれの毒性効果にもまさる、投与されるべ きタンパク質の形態を意味する。用語、対象は、哺乳動物を含むことが意図され る。対象の例は、ヒト、イヌ、ネコ、マウス、ラット、およびそのトランスジェ ニック種を包含する。本発明の医薬組成物の治療有効量の投与は、所望の結果を 達成するために必要な投薬量および期間で有効な量として定義される。例えば、 活性物質の治療有効量は、個体の状態、年齢、性別および体重のような要因に従 って変動し得る。投薬養生法は、最適の治療応答を提供するように調整してもよ い。例えば、いくつかの分割した用量を毎日投与してもよく、または用量を、示 される治療状況の必要性に応じて減少させてもよい。 活性化合物(例えば、タンパク質)を、注射(皮下、静脈内など)、経口投与 、吸入、経皮適用または直腸投与によるような便利な方法で投与してもよい。投 与経路に依存して、酵素、酸および化合物を不活化し得る他の天然条件の作用か ら化合物を保護するために、活性化合物を材料中にコートしてもよい。本発明の 医薬組成物は、経口、局所、吸入または大脳内投与用であってもよい。好ましく は、本発明の医薬組成物は、例えば大脳内投与によって、直接的に、末梢または 中枢神経系に投与される。 本発明の医薬組成物を、対象に、適切な担体または希釈剤中で、酵素インヒビ ターと同時投与して、または細孔性もしくは固体ビーズもしくはリポソームのよ うな適切な担体中で投与することができる。本明細書において使用する用語「医 薬上許容される担体」は、生理食塩水および緩衝水溶液のような希釈剤を含むこ とが意図される。リポソームは水中油中水エマルジョンならびに従来のリポソー ムを包含する(Strejanら,(1984)J.Neuroimmunol 7:27)。活性化合物を非経口または腹腔内投与してもよい。分散物もまた 、グリセロール、液体ポリエチレングリコールおよびその混合物ならびに油中で 製造することができる。通常の貯蔵および使用条件下では、これらの調製物に微 生物の増殖を防止するための保存料を含めてもよい。 注射使用に適切な医薬組成物は、滅菌水溶液(水溶性の場合)もしくは分散物 および滅菌注射溶液または分散物の用事調製用の滅菌粉末を包含する。全ての場 合において、組成物は、無菌でなければならず、そして容易な注射可能性が存在 する程度に流動性でなければならない。組成物は、製造および貯蔵の条件下で安 定でなければならず、そして細菌および真菌のような微生物の汚染作用に対して 保護されなければならない。医薬上許容される担体は、例えば、水、エタノール 、ポリオール(例えば、グリセロール、ポリエチレングリコールおよび液体ポリ エチレングリコールなど)、ならびにその適切な混合物を含む溶媒または分散媒 であり得る。適切な流動性を、例えば、レシチンのようなコーティングの使用に よって、分散物の場合は必要とされる粒子サイズの維持によって、および界面活 性剤の使用によって維持することができる。微生物の作用の防止を、種々の抗菌 剤および抗真菌剤(例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコ ルビン酸、チメロサールなど)によって達成することができる。多くの場合にお いて、組成物中に等張剤(例えば、糖、ポリアルコール(マンニトールのような )、ソルビトール、塩化ナトリウム)を含めることが好ましい。注射用組成物の 吸収の延長を、吸収を遅延させる薬剤(例えば、モノステアリン酸アルミニウム およびゼラチン)を組成物中に含めることによって達成することができる。 滅菌注射用溶液を、必要とされる量の活性化合物を適切な溶媒中に、必要に応 じ て上記で列挙した成分の1つまたは組み合わせとともに取り込ませ、続いて濾過 滅菌することによって製造することができる。一般に、分散物は、活性化合物を 、滅菌ビヒクル(これは、基礎分散媒および上記で列挙した必要とされる他の成 分を含有する)中に取り込ませることによって製造される。滅菌注射用溶液の調 製用の滅菌粉末の場合は、好ましい製造方法は、真空乾燥および凍結乾燥であり 、これは、事前に滅菌濾過されたその溶液から、有効成分(例えば、抗体)およ びいずれかのさらなる所望の成分の粉末を生じる。 上記のように活性化合物が適切に保護される場合、組成物を、例えば、不活性 な希釈剤または同化可能な食用担体とともに経口投与してもよい。本明細書中で 使用する場合、「医薬上許容される担体」は、いずれかのおよび全ての溶媒、分 散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤などを包 含する。そのような媒質および薬剤の医薬上活性な物質のための使用は、当該分 野において周知である。いずれかの従来の媒質または薬剤が活性化合物と非適合 性である場合を除いて、その治療組成物における使用が意図される。 本発明の医薬組成物が、精製および単離されたジスコイジンドメイン受容体チ ロシンキナーゼタンパク質、またはこのタンパク質のアイソフォームもしくは一 部、本発明のペプチド、本発明の複合体に対する抗体、または本発明の方法を使 用して同定された物質をコードする核酸分子で形質転換され、その結果タンパク 質、タンパク質のアイソフォームもしくは一部、好ましくは細胞外ドメイン、ま たは物質をインビボで発現する細胞またはウイルス、好ましくはレトロウイルス ベクターを含んでもよいこともまた意図される。本発明における使用に適切なウ イルスベクターは、当該分野において周知であり、組換えワクシニアウイルスベ クター(米国特許第4,603,112号および同第4,769,330号)、 組換えポックスウイルスベクター(PCT公開公報WO 89/01973)、 ならびに好ましくはレトロウイルスベクター(「Recombinant Re troviruseswith Amphotropic and Ecotr opic Host Ranges」,PCT公開公報WO 90/02806 ;「Retroviral Packaging Cell Lines an d Processes of Using Same」,PCT公開公報WO 89/07150;およ び「Antisense RNA for Treatment of Ret roviral Disease States」,PCT公開公報WO 87 /03451)を包含する。細胞またはウイルスを含有する組成物を対象に直接 的に導入してもよい。DDRまたはこのタンパク質のアイソフォームもしくは一 部、本発明のペプチド、本発明の複合体に対する抗体、または本発明の方法を使 用して同定された物質をコードする核酸分子を、物理的技術(マイクロインジェ クションおよびエレクトロポレーションのような)または化学的方法(核酸の共 沈およびリポソーム中への取り込みのような)を使用して対象に導入してもよい 。核酸を、エアロゾルの形態でまたは洗浄によって送達してもよい。 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これらは本発明を限 定するものではない。 実施例実施例1 本発明者らは、活性化されたDDR1(MCK10)のbアイソフォーム(a アイソフォームではなく)が、インビボにおいてShcと会合し、インビトロに おいてShc PTBドメインに結合ずることを示した。この相互作用は、bア イソフォームの膜近傍インサートにおいて特異的に見出されるLLSNPAYモ チーフを含むホスホペプチドによってブロックされる。これらの結果は、オルタ ナティブスプライシングが、DDR1がShcと相互作用する能力を、PTB結 合部位の存在または非存在を制御することによって、直接的に調節することを示 唆する。 実験手順 材料および細胞株 − 機能的ShcドメインのグルタチオンSトランスフェラ ーゼ(GST)融合タンパク質としてのクローニングおよび発現は以前に記載した (13)。簡潔に記載すると、PTBドメイン融合構築物は、ヒトp52 Shc のアミノ酸1〜225を含み、SH2構築物はアミノ酸366〜473にわたる 。DD R1(MCK10としても知られる)発現ベクターは以前に記載した(1)。ホ スホペプチドALLLSNPApYRLLLAを、Applied Biosy stemsモデル431A機器を使用して合成した。Shcに対する抗体を、G ST−Shc SH2融合タンパク質に対して惹起した。他の抗体を、Sant a Cruz,Inc.から購入した(モノクローナル抗ホスホチロシン抗体4 G10、およびMCK10のアミノ酸894〜913に対するポリクローナルウ サギ血清)。ヒト胚腎臓線維芽細胞293をAmerican Tissue Culture Collectionから入手し(ATCC CRL 157 3)、推奨される条件下で培養した。 一過性発現 − 半集密の293細胞を、リン酸カルシウム沈殿によって、DD R1のaまたはbアイソフォームを含むサイトメガロウイルウスに基づく発現ベ クターでトランスフェクトした(1)。16時間後、細胞をさらに24時間無血 清培地に移した。溶解前に、細胞を1mMオルトバナジン酸(pH10.0)で 90分間刺激した。リン酸化タンパク質をインビボにおいて標識するために、細 胞を0.5mCi ml-1[32P]無機リン酸(NEN)とともに4時間増殖させ た。 免疫沈降、ウエスタンブロッティングおよびキナーゼアッセイ − トランスフ ェクトした293細胞を、20mM Tris−HCl(pH8.0)、150 mM NaCl、2mM EDTA、1% NP40、10mM NaF、1m Mフェニルメチルスルホニルフルオリド、1mM オルトバナジン酸および10 μgml-1アプロチニンを含有するNP40緩衝液中で溶解した。細胞溶解物を 10分間4℃で13000rpmで遠心分離し、上清のアリコートをSDS−P AGEに供するか、または特異的抗体を用いる3時間4℃での回転輪上での免疫 沈降によってさらに分析した。免疫複合体を3回NP40緩衝液で洗浄し、SD S−PAGEによって分析した。タンパク質をニトロセルロース膜(Schie lcher & Schuell)に移し、50mM Tris−HCl(pH 7.5)、150mM NaCl、5mM EDTA、0.05% Trito n X−100、0.25% ゼラチン中1:500希釈した抗体を用いて一晩 イムノブロットした。ウエスタンブロットを西洋ワサビペルオキシダーゼ結合二 次ヤギ抗プロテインA抗体(Bio rad)および増強化学発光(Amersham)を使用して発色させた。再プロ ーブ用に、膜を70mM Tris−HCl(pH6.8)、2% SDS、0 .1%β−メルカプトエタノール中で55℃で30分間剥離した。インビトロキ ナーゼアッセイ用に、免疫沈降物を40mM HEPES(pH7.5)、20 mM MgCl2、2mM MnCl2、10μMオルトバナジン酸、5μM d ATP中で2回洗浄し、20μCi[γ−32P]−ATPとともに30℃で20分 間インキュベートした。キナーゼ反応の生成物をimmobilon膜(NEN )に移したSDS−PAGEおよびオートラジオグラフィーによってモニターし た。 ホスホペプチドマッピング − タンパク質を膜から切出し、N−p−トシル− L−リジン−クロロメチル−ケトン処理したトリプシン(Sigma)で16時 間消化し、過ギ酸を用いて1時間酸化し、段階的に脱塩し、凍結乾燥によって濃 縮した。等cpmの放射能標識したペプチドを二次元で、第一次元において薄層 セルロース(TLC)プレート(100mm、Merck)上での、HTLE 7000装置(C.B.S.Inc.,Del Mar,CA,USA)を用い る、pH 1.9緩衝液(2.5% ギ酸、7.8%酸性酸(acidic acid))中 での電気泳動を使用し、第二次元において上昇クロマトグラフィー(37.5% n−ブタノール、25%ピリジン、7.5% 酸性酸、30%水)を使用して分 離した。TLCプレートを乾燥させ、X線フィルムに−70℃で増感スクリーン を使用して曝露した。 表面プラズモン共鳴 − 実験をBIAcore機器(Pharmacia)を 用いて実施した。ポリオーマウイルスミドルT抗原(mT)中のNPXY配列に 対応するホスホペプチド(LSLLSNPTpYSVMRSK)をバイオセンサ ーチップの表面に吸収させた。可溶性GST−Shc PTBドメイン融合タン パク質のmTペプチドへの結合を、DDR1bのTyr 513またはNGFR のTyr490の周囲の配列に基づく競合可溶性ホスホペプチド(HIIENP QpYFSD)(21)の存在下または非存在下で測定した。結果および考察 DDR1 RTKがShcタンパク質と相互作用するかどうかを決定するため に、ヒト胚腎臓線維芽細胞293をDDR1aまたはDDR1bアイソフォーム をコードする発現ベクターを用いてトランスフェクトした。受容体キナーゼ活性 化および自己リン酸化を、細胞を1mM オルトバナジン酸で90分間溶解前に 処理することによって達成した。オルトバナジン酸処理は、DDR1のチロシン リン酸化をインビボで刺激することが以前に示されている(1)。Shcタンパ ク質をこれらの細胞の溶解物から免疫沈降させ、免疫沈降物を抗ホスホチロシン 抗体を用いてイムノブロットした。約125kDaのチロシンリン酸化タンパク 質が、DDR1bでトランスフェクトした細胞からShcとともに共沈された( 図1A)。ブロットの抗DDR1抗体を用いる再プローブによって、125kD a Shc会合タンパク質はDDR1bであることが示された(図1B)。DD R1a自体はDDR1bに匹敵する程度にチロシンリン酸化されるという事実に かかわらず、293細胞においてDDR1aとShcとの間の会合は見られなか った(図1D)。 ShcのDDR1bとの相互作用をより詳細に検討するために、ShcのPT BおよびSH2ドメインをGST融合タンパク質として発現させた。これらのG ST融合体を固定化し、293細胞(DDR1aまたはDDR1bアイソフォー ムを用いてトランスフェクトし、オルトバナジン酸とともにインキュベートして 、受容体チロシンリン酸化を誘導しておいた)の溶解物とともにインキュベート した。オルトバナジン酸処理した細胞由来のDDR1のbアイソフォームは、イ ンビトロにおいてShc PTBドメインと特異的に会合したが、一方、未刺激 細胞由来のbアイソフォームの結合は観察されなかった(図1E)。対照的に、 Shc PTBドメインは、オルトバナジン酸刺激した細胞由来のDDR1aに 結合しなかった。Shc SH2ドメインのチロシンリン酸化DDR1aまたは DDR1bへの結合は検出されなかった。これらの結果は、Shc PTBドメ インが、DDR1bに特異的であり、DDR1aには存在しない自己リン酸化部 位を認識することを示唆し、これは、DDR1bの膜近傍インサート中のLLS NPAYモチーフの存在と一致する。従って、オルタナティブスプライシングは 見かけ上、DDR1中のShc PTB結合部位の存在または非存在を調節し、 それによってインビボにおいてDD R1がこの下流標的と相互作用する能力を制御している。 上記に示す結果は、Shc PTBドメインが、DDR1b膜近傍インサート 中のモチーフLLSNPAY中に位置するリン酸化Tyr 513に結合する可 能性を提起する。Tyr 513のリン酸化がPTB結合部位を形成し得るかど うかを試験するために、DDR1bの残基505〜518に対応する配列ALL LSNPApYRLLLAを有する14マーホスホペプチドを合成した。このホ スホペプチドがShc PTBドメインに結合する能力を、競合アッセイを使用 して分析した。このアッセイにおいて、GST−Shc PTB融合タンパク質 が、トランスフェクトした293細胞の溶解物由来のチロシンリン酸化DDR1 bに結合する能力を、漸増量のTyr 513ホスホペプチドの存在下で測定し た。100nMのホスホペプチドは、Shc PTBドメインのDDR1bへの 結合を阻害し、完全な阻害は2μMのホスホペプチド濃度において達成された( 図2A)。これらの結果は、Tyr 513のリン酸化がShc PTBドメイ ンの強力な結合部位を作り出すことを示唆する。この相互作用をより正確に定量 するために、表面プラズモン共鳴技術を使用した。この技術において、可溶性D DR1bホスホペプチドを用いて、GST−Shc PTB融合タンパク質の、 バイオセンサーチップ上に固定化したポリオーマウイルスミドルT抗原ホスホペ プチドへの結合を阻害した(21)。図2Bに示すように、約800nMの濃度 のDDR1bホスホペプチド(Tyr 513周辺の配列を含む)は、Shc PTBドメインのミドルT抗原ホスホペプチドへの結合を50%阻害した(IC50 )。これらの知見は、NGF受容体のNPXYモチーフ周辺のホスホペプチド を比較実験において使用した場合に見出された約100nMのIC50値とは対照 的であるが(図2B)、ミドルT抗原ホスホペプチド自体のIC50には類似して いる(21)。 Shc PTBドメインとリン酸化ペプチドとの間の相互作用を分析する実験 データは、チロシンリン酸化部位のN末端側の特定の残基の重要性を強調した。 −3位のAsnを欠くホスホペプチドはShc PTBドメインの結合において 無効であったが、一方、−2位のProは結合に重要ではあるが必須ではないよ うである(21−25)。親和性の実質的な減少は、−5位の疎水性残基の極性 アミノ酸への変 更に際しても観察され、このことは、コアNPXY配列の上流の大きな疎水性残 基がShc PTBドメインの認識に寄与することを示す(13、18)。NG F受容体由来のホスホペプチドに結合したShc PTBドメインの構造解析に よって、−5残基を受け入れる疎水性ポケットが同定されており、これは、この 位置における疎水性残基の優先性を説明する(26)。DDR1bのTyr51 3に先行する配列は、−5、−6および−7位における3つ組のロイシンならび に−8位におけるアラニンを示し、これは、この部位がShc PTBドメイン に高親和性で結合するという知見と一致する。この配列は、Shc PTB結合 についてのコンセンサスのみならず、インスリン受容体基質1(IRS−1)の PTBドメインとの相互作用についてのコンセンサス(−6〜−8位において疎 水性残基を必要とする)とも一致する(27、28)。IRS−1は、DDR1 bと会合し得る。興味深いことに、3つのロイシンは、DDR1b中のNPXY モチーフのC末端側+2〜+4位においても見出される。この高度に対称的な配 列の重要性は不明である。おそらく、プロリンにおけるbターンによって開始さ れる拡張ループの形成が、3つ組ロイシンの2つのブロックによって賦与される のであろう。 DDR1bアイソフォームに特有の膜近傍インサートの配列は、2つの可能な チロシンリン酸化部位、Tyr 513および520を含む。上記で詳述した実 験は、Tyr 513のリン酸化がShc PTBドメイン用の強力な結合部位 を形成し得ることを示す。異なるDDR1アイソフォームのリン酸化の程度をモ ニターするために、293細胞をDDR1のaまたはbアイソフォームをコード する発現ベクターを用いてトランスフェクトし、このトランスフェクトした細胞 を[32P]オルトリン酸を用いて代謝標識した。オルトバナジン酸で90分間刺激 した後、DDR1aまたはDDR1bアイソフォームを細胞溶解物から免疫沈降 させ、SDS−PAGEによって精製し、トリプシン消化に供した。得られたト リプシン消化ホスホペプチドを二次元で分離した。いずれの受容体形態の二次元 ホスホペプチドマップも、幾分複雑なスポットのパターンを示し、このことは、 複数の部位におけるリン酸化を示す(図3AおよびB)。両方のマップの重ね合 わせによって、DDR1a由来の全てのホスホペプチドはDDR1b由来のペプ チドと共移動するが、一方、DD R1bのトリプシン消化ホスホペプチドマップに存在するスポットc、e、iお よび1はDDR1aの消化物に存在しないことが示された(図3A、BおよびC )。これらのDDR1b特異的ホスホペプチドの中で、スポット1は最も濃く、 このことは、これが受容体の細胞質領域中の主要なリン酸化部位に由来すること を示唆する。この結果は、DDR1bのオルタナティブスプライシングされたイ ンサートが、DDR1a中には見出されない新たな自己リン酸化部位を提供する という可能性と一致する。bアイソフォームに特異的な複数のホスホペプチドの 存在は、膜近傍インサート内の複数の部位のリン酸化によって、または単一のリ ン酸化部位を含むいくつかの異なるペプチドの生成によって説明され得る。 これらの結果を追求するために、抗DDR1免疫沈降物をインビトロキナーゼ 反応に供して、受容体自己リン酸化を誘導した。インビトロリン酸化したDDR 1aおよびDDR1b(図3DおよびE)または両方のアイソフォームの混合物 (図3F)のトリプシン消化ホスホペプチドマップは、aアイソフォーム由来の 全てのホスホペプチドがbアイソフォームの消化物中にも存在することを示した が、より長いアイソフォームがさらなるホスホペプチドを含むことも示した。b アイソフォームに特異的なホスホペプチドのうちの2つ(主要スポット1および より弱いスポットe)は、32P標識オルトバナジン酸処理細胞から単離したbア イソフォームに特有のホスホペプチドに対応した(図3BおよびE)。インビト ロキナーゼ反応はまた、インビボ標識タンパク質の消化物中には見られなかった 1つのDDR1b特異的ペプチドのリン酸化を生じ(スポットp)、一方、ペプ チドcおよびiのリン酸化は、インビボ条件下のみで生じた。これらのデータは 、DDR1bが、インビトロ自己キナーゼ反応およびオルトバナジン酸処理後の DDR1b発現細胞の両方においてリン酸化される、少なくとも1つの、DDR 1aと比較して新たな自己リン酸化部位を含むことを示唆する。これらの結果は 、DDR1bの膜近傍インサートが、DDR1のその標的との相互作用を、特異 的にShc PTBドメインに対するドッキング部位を提供することによって改 変するという示唆と一致する。実施例2 これまでに、DDR1またはDDR2へのリガンドの結合も、DDRの固有の チロシンキナーゼ活性を誘導するペプチドまたはタンパク質も報告されていない 。コラーゲンファミリーの特定のメンバーがDDR1およびDDR2に対するリ ガンドとして同定された。コラーゲンは、細胞外ドメインと直接的に相互作用す ることが見出され、コラーゲンは時間および濃度依存性様式でDDRのチロシン リン酸化を誘発した。 最初に、Matrigelと呼ばれる細胞外マトリックスタンパク質の市販の 調製物が、DDR1のチロシンリン酸化を誘導することが見出された。Matr igelの種々の成分を試験して、IV型コラーゲンがリガンド活性を有するこ とが同定された。次いで、種々の器官および種(ヒト、ラット、マウス、ウシ) 由来のほぼ全ての市販のコラーゲンの型をリガンドアッセイにおいて試験した。 I、III、IVおよびV型コラーゲンは、等しく良好なDDR1に対するリガ ンドであった。IおよびIII型コラーゲンは高度に強力なDDR2に対するリ ガンドであり、IIおよびV型コラーゲンは中程度であり、IV型は活性を示さ ない。I型コラーゲンをDDR1またはDDR2 cDNAを用いてトランスフ ェクトしたヒト胚腎臓線維芽細胞293の組織培養培地に添加すると、リガンド 活性が、1mlの培地当り約250ngのコラーゲンの最小濃度で検出された。 最大のチロシンリン酸化は、10μg/mlのI型コラーゲンでの刺激後90分 に見られた。以前に、T−47D(ヒト乳ガン細胞株)およびA431(ヒト類 表皮ガン細胞株)が、DDR1の内因性発現を示すことが見出された。I型コラ ーゲンでの刺激後、DDR1タンパク質を免疫沈降によって抽出した。この免疫 沈降物において、DDR1チロシンリン酸化の有意な増加が、コラーゲン刺激後 に、ウエスタンブロットまたはインビトロキナーゼアッセイ技術を使用して検出 された。リガンド活性は、I型コラーゲンのコラゲナーゼでの前処理後に消滅し たが、ペプシンでの処理後は消滅しなかった。過ヨウ素酸を酸化剤として使用し てI型コラーゲンの炭水化物部分を除去した後、DDR2に対するリガンド活性 は劇的に低下した。これらのデータは、コラーゲンのグリコシル化がDDR活性 化に必須であることを示唆する。図4、5および6ならびに12Cは、実験結果 を示す。 コラーゲンは高度に翻訳後修飾されている(例えば、ヒドロキシル化、グリコ シル化およびジスルフィド結合)。これらの修飾はリガンド活性に重要または必 須であり得る。 発ガンおよび転移の進行において、腫瘍成長の最初の段階はなお幾分不可解で ある。特に転移において、何が原発腫瘍からの細胞の剥離を誘導するか、何の因 子が腫瘍を取り囲む基底膜および結合組織の障害を破壊するために細胞にとって 必要であるか、および何の因子が転移部位における再付着に関与しているかは不 明である。腫瘍の侵入および転移性成長を開始するためには、健常な基底膜が破 損されなければならない。マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)のファ ミリーはこの過程に関与することが知られている。DDRの活性化は、MMPの 機能と相関し得る。DDR1は腫瘍細胞の表面で発現され、DDR2は周囲の間 質組織において発現され、両者はコラーゲンに結合できるので、これらの受容体 は腫瘍の成長および転移に関与し得る。 多面的な異なるヒト疾患がコラーゲンの構造的改変または機能的脱調節に関連 していることが知られている。多くの遺伝性結合組織障害の遺伝的基礎は未解明 である。DDR1およびDDR2遺伝子のリガンド結合ドメイン、キナーゼドメ インまたはいずれかの他の位置における変異は、これらの種類の障害を引き起こ し得る。結合組織障害の患者由来のDNA試料を、サザンブロットおよびPCR 技術を使用して分析して、DDR1およびDDR2遺伝子における遺伝子変異を 同定することができる。DDR1のヒト遺伝子座は6p21.3であり、DDR 2のヒト遺伝子座は1q21−q23である。データベース検索によって、これ らの遺伝子座付近にマッピングされ、骨、皮膚または軟骨欠陥を示すいくつかの 疾患が示された。DDR1遺伝子座付近の第一候補はSickler症候群であ る。コラーゲンの偏在性発現のために、他の遺伝性でない疾患も同様にDDR1 およびDDR2の機能不全に潜在的に関連し得る。実施例3 以下は、コラーゲンファミリーのメンバーがDDRのリガンドであることを示 す、 実施例2において論じた実験の詳細である。 実験手順 試薬、細胞株およびプラスミド MatrigelをCollaborative Biomedical P roducts(Bedford,MA)から入手した。全ての型のコラーゲン および他の試薬をSigma(St.Louis,MO)から購入した。ヒト胚 腎臓線維芽細胞293、ヒト乳ガン細胞T−47Dおよびヒト線維肉腫細胞HT 1080をAmerican Tissue Culture Collec tionから入手し、推奨させる条件下で培養した。細菌グルタチオンSトラン スフェラーゼ融合タンパク質としてのShc PTBドメインの発現は以前に発 表された(van der Geerら,1996)。DDR発現ベクターは以 前に記載された(1)。DDR1(アミノ酸29〜186)およびDDR2(ア ミノ酸28〜367)の細胞外ドメインの部分をpET30aベクター(Nov agen,Madison、WI)中にHisタグとインフレームでクローン化 し、E.coli中でT7プロモーター下で発現させた。タンパク質をNiアフ ィニティークロマトグラフィー(Qiagen)によって精製し、これを抗体を 惹起するために使用した。ペプチドALLLSNPAYRLLLATYARCを 、DDR1のbアイソフォームに対する抗体を惹起するために使用した(アミノ 酸505〜523)。DDR1(アミノ酸894〜913)およびインスリン受 容体(アミノ酸1365〜1382)に対する抗体をSanta Cruz,I nc.(Santa Cruz,CA)から購入した。モノクローナル抗ホスホ チロシン抗体4G10をUpstate Biotechnology,Inc .(Lake Placid,NY)から入手した。 コラーゲンの精製 成体マウスを屠殺し、コラーゲンを含有する鍵を、その尾から、滅菌鉗子を使 用して切除した。腱を500mM酢酸中、振盪機上で4℃で一晩インキュベート した。 不溶性物質を遠心分離によって除去した。可溶性物質を10mM酢酸に対して透 析した。コラーゲンの純度および完全性をSDS−PAGEによって評価した。 IV型コラーゲンを、2M塩酸グアニジウム、50mM Tris(pH7. 5)、2mM DTTを含有する緩衝液を用いてMatrigelから抽出した( Kleinmanら,1982)。可溶性物質を500mM酢酸に対して透析し た。あるいは、Matrigelを500mM 酢酸、1%ペプシンを用いて抽 出し、可溶性コラーゲンを500mM酢酸に対して透析した(Timplら,1 979)。 293細胞における一過性発現およびウエスタンブロット分析 半集密の293細胞をリン酸カルシウム沈殿によってサイトメガロウイルウス に基づく発現ベクターを用いてトランスフェクトした。16時間後、細胞をさら に24時間、無血清培地に移した。細胞を10μg/mlのコラーゲンで90分 間刺激し、1% Triton−X 100、50mM HEPES(pH7. 5)、150mM NaCl、1.5mM MgCl2、5mM EGTA、5 mM EDTA、10%グリセロール、10mM NaF、1mMフェニルメチ ルスルホニルフルオリド(PMSF)、1mM Na−オルトバナジン酸、10 μg/mlアプロチニンを用いて溶解した。細胞溶解物を10分間4℃で13, 000rpmで遠心分離し、上清のアリコートをSDS−PAGEに供するか、 または特異的抗体を用いる3時間4℃での回転輪上での免疫沈降によってさらに 分析した。免疫複合体を20mM HEPES(pH7.5)、150mM N aCl、0.1% Triton、10%グリセロールで3回洗浄し、SDS− PAGEによって分析した。タンパク質をニトロセルロース膜(Schleic her & Schuell)に移し、50mM Tris(pH7.5)、1 50mM NaCl、5mM EDTA、0.05%ゼラチン中1:500希釈 した抗体を用いて一晩イムノブロットした。ウエスタンブロットを西洋ワサビペ ルオキシダーゼ結合二次抗体(Biorad)および増強化学発光(Amers ham)を使用して発色させた。再プローブ用に、膜を70mM Tris(p H6.8)、2% SDS、0.1%β−メルカプトエタノール中で55℃で3 0分間剥離した。インビトロキナー ゼアッセイ用に、免疫沈降物を40mM HEPES(pH7.5)、20mM MgCl2、2mM MnCl2、10μMオルトバナジン酸、5μM dAT P中で2回洗浄し、5μCi[γ−32P]ATPとともに30℃で20分間インキ ュベートした。キナーゼ反応の生成物をSDS−PAGEおよびオートラジオグ ラフィーによりモニターした。 結合分析 100μgのマウスI型コラーゲンを、1mCiのNa[125I](NEN)お よび1つのiodo−bead(Pierce)を使用してN−クロロ−ベンゼ ンスルホンアミド法によりヨウ素化した。標識したコラーゲンをSephade x G50(Pharmacia)クロマトグラフィーにより回収し、これは5 ×106cpm/μgの比活性を有することが見出された。DDR受容体への結 合を、293細胞を24ウェルプレート上でDDR1a、DDR1b用発現プラ スミドまたはコントロールプラスミドを用いてトランスフェクトすることによっ て測定した。細胞を1%BSAおよび10mMグルコースを補充した氷冷PBS で洗浄し、氷上で漸増濃度の放射能標識したコラーゲンとともに2時間インキュ ベートした。細胞を結合緩衝液で3回洗浄し、100μlの200mM NaO H、1% SDSを用いて溶解した。溶解物を200mM HClで中和し、ガ ンマシンチレーター(LKB 1282)中で計数した。各々の値は3回の測定の 平均である。 コラーゲンの脱グリコシル化 脱グリコシル化のために、マウスI型コラーゲンを用事調製した10mM m −過ヨウ素酸ナトリウムとともに20分間室温で暗所でインキュベートした。過 剰の過ヨウ素酸を、20mM 亜硫酸水素ナトリウムを添加することによって除 去した。コラーゲンを10mM 酢酸に対して一晩透析した。 MMP−1発現についてのアッセイ DDR2の全長cDNAを、HT 1080細胞中で、レトロウイルス発現構 築 物(pLXSN)を使用して安定に発現させた。ネオマイシン耐性コロニーをD DR2発現について試験した。親およびDDR2過剰発現細胞を無血清培地中で 培養し、10μg/mlのI型コラーゲンで種々の期間刺激した。馴化培地を2 0倍濃縮し、MMP−1の存在について、モノクローナル抗体41−IE5(O ncogene Research Products;Cambridge, MA)を用いるウエスタンブロッティングによって分析した。 表面プラズモン共鳴 実験をBIAcore機器(Pharmacia)を用いて実施した。ポリオ ーマウイルスミドルT抗原中のNPXY配列に対応するホスホペプチド(LSL LSNPTpYSVMRSK)をバイオセンサーチップの表面に吸収させた。可 溶性GST−Shc PTBドメイン融合タンパク質のミドルTペプチドへの結 合を、DDR1bのチロシン513(ALLLSNPApYRLLLA)または NGF受容体のチロシン490(HIIENPQpYFSD)の周囲の配列に基 づく競合可溶性ホスホペプチドの存在下または非存在下で測定した。 CD分光分析 マウスI型コラーゲンのCDスペクトルをAVIV 60DS分光偏光計を用 いて記録した。温度を1℃/分の速度で上昇させながら、融解曲線を221nm においてモニターした。結果: DDR1に対するリガンド活性はMatrigel中に見出される DDR1のリガンドの可能な供給源を同定するために、インビボスクリーニン グ系を確立した。ヒト胚腎臓線維芽細胞293を、DDR1bをコードする発現 プラスミドを用いて一過性にトランスフェクトした。次いで、増殖停止細胞を種 々の因子で刺激し、受容体活性化にっいて全細胞溶解物の抗ホスホチロシンウエ スタンブロッティングによってモニターした。DDR1bのチロシンリン酸化を 強力に誘導 する活性が、Matrigel(Engelbreth−Holm−Swarm( EHS)マウス肉腫由来の基底膜タンパク質の市販調製物)中に見出された。DD R1b自己リン酸化の増大は、細胞に添加したMatrigelの濃度に依存し た(図7A)。最大の刺激は、組織培養培地1ml当り250μlのMatrig elについて観察され、約2倍の受容体自己リン酸化の増大が、培養培地1ml 当り10μlのMatrigelについて見られた。 Matrigelは、細胞外マトリックスタンパク質の精製および特徴付け用 の供給源として繰り返し使用されている。それゆえ、単離されたマトリックスタ ンパク質であるフィブロネクチン、ラミニン、SPARC、パールカンおよびコ ラーゲンを、DDR1bチロシンリン酸化を刺激する能力について試験した。こ れらの中で、フィブロネクチンおよびラミニン(図7C、レーンCおよびd)も 、SPARCおよびパールカン(データは示さず)もDDR1b自己リン酸化を誘 導できなかった。IV型コラーゲンを試験するために、このマトリックスタンパ ク質をKleinmanら(1982)の塩酸グアニジウム抽出プロトコルに従 ってMatrigelから単離し、インビボDDR1b自己リン酸化アッセイに おいて用いた。この精製可溶性コラーゲンの調製物は、Matrigelよりも 大きなDDR1bチロシンリン酸化の増大を誘導した(図7C、レーンbおよび e)。同様の結果が、酢酸での抽出およびペプシン消化に基づく代替法を使用し てMatrigelから精製したコラーゲンを使用して得られた(Timple ら,1979;図7C、レーンf)。さらに、市販のIV型コラーゲン(EHS腫 瘍またはヒト胎盤由来のいずれか)は、Matrigelから精製したコラーゲ ンと同様の程度にDDR1bチロシンリン酸化を誘導した(図7C、レーンgお よびh)。 コラーゲンは両方のDDRチロシンキナーゼ受容体のチロシンリン酸化を誘導す る正常組織からコラーゲンを得るために、I型コラーゲンを含有する鍵を成体マ ウスの尾から機械的に単離し、コラーゲンを500mM酢酸での抽出によって可 溶化した。このコラーゲン調製物は、Matrigelから単離したIV型コラ ーゲンと同じDDR1チロシンリン酸化の実質的な活性化を示した(図8A)。 このアッ セイにおいて、組織培養培地1ml当り10μgのコラーゲンの濃度を使用して 、精製コラーゲンは、DDR1のaおよびb両方のアイソフォームに対して同様 のレベルのチロシンリン酸化を誘導した(図8A)。可溶性精製マウス尾コラー ゲンを、RTKのジスコイジンドメインサブクラスの第2のメンバーであるDD R2に対するcDNAを用いてトランスフェクトした293細胞を刺激するため にも使用した。コラーゲンは、DDR1について観察されたものと同様のDDR 2のチロシンリン酸化の増大を誘導した(図8A)。対照的に、インスリン受容 体またはEGF受容体用の発現ベクターを用いてトランスフェクトした293細 胞は、コラーゲンでの処理後に、受容体チロシンリン酸化の増大を示さなかった (図8、データは示さず)。 コラーゲンによるDDR1およびDDR2活性化の速度 受容体チロシンキナーゼは、通常、活性化中のリガンドによる刺激に際して迅 速に自己リン酸化される。例えば、EGFまたはインスリンの受容体の自己リン 酸化の増大は、数秒のうちに起こる。最大の活性化は、一般に刺激後数分間で達 成され、次いで、受容体は一般に種々の機構(受容体インターナリゼーションお よびタンパク質分解を包含する)を介してダウンレギュレートされる。しかし、 この規則の例外が存在する;例えば、Ephファミリー受容体のそれらの細胞表 面リガンドによる活性化は、より延長された事象であり、最大の受容体リン酸化 に少なくとも1時間が必要とされる(Galeら,1996;Hollandら ,1997)。コラーゲンによるDDR1およびDDR2活性化の速度を、トラ ンスフェクトした293細胞を使用して検討したところ、10μg/ml(約3 0nM)のマウスI型コラーゲンでの刺激の2分後には、自己リン酸化の有意な 増大は見出されなかった(図9AおよびB)。受容体活性化は幾分遅延され、刺激 後90分〜2時間でピークになった。DDR1およびDDR2両方のチロシンリ ン酸化は、可溶性コラーゲンの添加後18時間まで持続した(図9AおよびB) 。DDR1aおよびDDR1bアイソフォームは、同一の活性化速度を示した。 内因性DDRチロシンキナーゼを発現する細胞に対するコラーゲンの効果を検 討ずるために、乳ガン細胞株T−47Dを用いた。以前の結果によって、DDR 1が ヒトガン腫細胞株、特に乳ガン細胞株BT−20、MDA−MB−175および T−47Dにおいて高度に発現されることが示されていた(1)(Perezら ,1996)。図9Cに示すように、DDR1bは、T−47D細胞のコラーゲ ンとのインキュベーション後に、チロシンにおいて誘導的にリン酸化された。T −47D細胞における内因性DDR1bチロシンリン酸化の経時変化は293細 胞におけるよりもさらに緩慢であり、最大の活性化は18時間の刺激後にのみ達 成された。 コラーゲンのDDR1b自己キナーゼ活性に対する効果を分析するために、受 容体を、種々の期間の刺激後に、過剰発現する293またはT−47D細胞から 免疫沈降させた。免疫沈降物をインビトロキナーゼ反応に供し、[32P]リン酸の 受容体中への取り込みをオートラジオグラフィーによってモニターした。各々の 場合において、インビトロにおける受容体キナーゼ活性の程度は、インビボにお けるチロシンリン酸化の状態を反映した(図9EおよびF)。293細胞中で過 剰発現されたDDR1bは2時間の刺激後に最大のインビトロ自己キナーゼ活性 に達したが、T−47D由来の内因性DDR1bはコラーゲンとの一晩のインキ ュベーション後に最高活性を示した。 種々の型のコラーゲンによるディファレンシャルな活性化 DDR1およびDDR2の活性化における異なる型のコラーゲンの役割をさら に検討するために、ヒト胎盤から精製されたI、II、IIIおよびV型コラー ゲンおよびウシ気管軟骨由来のII型コラーゲンを入手した。受容体チロシンリ ン酸化を誘導する能力を試験するために、DDR1またはDDR2を過剰発現す る293細胞を用いた。10μg/mlのコラーゲンでの90分間の刺激後、D DR1は、試験した全ての型のコラーゲンについてチロシンリン酸化の増大を示 した(図10A)。対照的に、DDR2はIおよびIII型コラーゲンによって のみ高度に活性化され、一方、IIおよびV型コラーゲンは中程度の活性を示し た(図10C)。驚くべきことに、Matrigel中のDDR1に対するリガ ンド活性として最初に同定されたIV型コラーゲンは、DDR2チロシンリン酸 化を刺激することができなかった。種々の型のコラーゲンもまた、T−47D細 胞中に存在する内因性D DR1bのチロシンリン酸化を刺激する能力について試験した。この目的のため に、DDR1bを、刺激したT−47D細胞の溶解物から免疫沈降させ、抗ホス ホチロシン抗体を用いるウエスタンブロッティングによって分析した。図10E に示すように、IおよびV型コラーゲンは、DDR1bチロシンリン酸化の実質 的な増大を生じた。II、IIIおよびIV型コラーゲンにより誘導される活性 化のレベルはより低かったが、未刺激細胞に比較するとなお検出可能であった。 上記で示したように、DDR1チロシンリン酸化は、細胞を1mMオルトバナジ ン酸(チロシンホスファターゼのインヒビター)で処理することによっても活性 化することができた。さらに、熱変性コラーゲンを含有するゼラチンを、DDR 1bチロシンリン酸化を誘導する能力について試験した。10μg/mlの濃度 において、ゼラチンはDDR1bチロシンリン酸化の増大を誘導しなかった。こ のことは、コラーゲンの天然構造が細胞に基づくアッセイにおけるDDR1受容 体活性化に必須であることを示す(図10E)。 DDR1およびDDR2のチロシンリン酸化は固定化コラーゲンによって活性化 され得る 上記の実験は可溶性コラーゲンを用いたが、インビボにおいて遭遇するコラー ゲンは、一般に、細胞外マトリックスの一部として固定化されている。可溶化コ ラーゲンの原線維への自己組み立ては、溶媒の中和または蒸発によってインビト ロにおいて誘導することができる自発的過程である。この目的のために、組織培 養ディッデュをI、III、IVおよびV型コラーゲンでコートした。次いで、 DDR1bまたはDDR2を過剰発現するトランスフェクトした293細胞をト リプシン/EDTAで処理することなくPBS中に再懸濁し、コラーゲンコート したディッシュに90分間添加した。受容体リン酸化の分析によって、DDR1 bはプレートからの細胞の剥離に際して部分的にチロシンリン酸化されるが;し かし、受容体チロシンリン酸化は、I、IIIおよびV型コラーゲン上にプレー ティングした後にさらに増大することが示された(図10G)。対照的に、DD R2過剰発現細胞の剥離後には最初の受容体リン酸化は見られなかった;DDR 2チロシンリン酸化は細胞 をIおよびIII型コラーゲン上に、そしてより低い程度に、V型コラーゲン上 にプレーティングすることによって誘導された(図10H)。可溶性IV型コラ ーゲンについても観察されたように、固定化IV型コラーゲンはこのアッセイに おいては不活性であった(図10C)。 DDR活性化のリガンド活性はペプシン耐性であるがコラゲナーゼ感受性である 上記のデータは、コラーゲンがDDR1およびDDR2のチロシンリン酸化を 刺激し得ることを示唆する。コラーゲンが実際にこれらの受容体の活性化を担う 分子であるかどうかを検討するために、コラーゲンファミリーのメンバーの特有 の構造的特性を利用した。コラーゲンの一次アミノ酸配列は、長さが変動するG ly−X−Y反復の伸張を含む。第3の位置ごとのグリシン残基によって、3つ の同一のまたは高度に類似するポリペプチド鎖は互いに巻き付き、左手らせんを 形成することができる。残基XまたはYはそれぞれ頻繁にプロリンまたは4−ヒ ドロキシプロリンであり、これは鎖の可撓性の制限および鎖間水素結合の形成に よって、三重らせんのさらなる安定化を可能にする。この特定の構造は、コラー ゲンを、例えば、ペプシン(コラーゲンの三重らせんにおいて見出されない大き な疎水性残基(フェニルアラニン、メチオニン、ロイシン、トリプトファン)の 後で切断する)によるプロテアーゼ切断に対して耐性にする。対照的に、Clo stridium histolyticumから単離されたコラゲナーゼは、 Gly−X−Y反復の第2または第3のグリシン残基ごとにその前で特異的に切 断する。 マウス尾またはヒト胎盤から単離したI型コラーゲンを、ペプシンまたはコラ ゲナーゼとともに30分間37℃でプレインキュベートした。プロテアーゼ処理 後、1つのアリコートをSDS−PAGEおよびクマーシーブルーでの染色によ って分析し、第2のアリコートを使用してDDR2過剰発現293細胞を刺激し 、次いで、これをDDR2チロシンリン酸化について分析した。図11Aに示す ように、マウスおよびヒトI型コラゲナーゼは、コラゲナーゼによって有効に消 化されたが、ペプシンのタンパク質分解活性には耐性であた。対照的に、ウシ血 清アルブミンはコラゲナーゼによっては消化されなかったが、ペプシン処理によ り消化された。刺激 細胞の分析により、コラーゲンがDDR2チロシンリン酸化を誘導する能力はコ ラゲナーゼ処理によって消滅させられるが、ペプシン処理コラーゲンは刺激活性 を保持することが示された(図11B)。この結果は、コラーゲン調製物がDD R2を活性化する能力が、コラーゲンの完全性に依存することを示す。刺激活性 が特異的タンパク質分解酵素であるコラゲナーゼには感受性であるが、より一般 的なプロテアーゼであるペプシンには耐性であるという知見は、DDRチロシン リン酸化の誘導がコラーゲンに非共有結合している異なるタンパク質ではなくコ ラーゲン自体に起因するという観察を支持する。 コラーゲンの熱変性はDDRチロシンリン酸化の刺激活性を阻害する 上記で略述したように、コラーゲンの三重らせん構造は水素結合によって安定 化されている。それゆえ、より高い温度において、コラーゲンのポリペプチド鎖 は融解し、最終的にランダムコイルに変性する。DDR受容体に対するリガンド 活性がコラーゲンに固有であるという可能性を追求するために、マウスI型コラ ーゲンを熱変性に供し、221nmの波長における円二色性スペクトルを記録し た。吸収は40℃において急激に低下し(図11D、四角)、熱処理はコラーゲ ンの不可逆的変性を生じた(図11D、菱形)。熱融解転移中点(thermal melt ing transition midpoint)は41℃であると算出された。コラーゲン調製物が DDR2チロシンリン酸化を刺激する能力に対する熱変性の効果を試験するため に、I型コラーゲンのアリコートを27℃と45℃との間の種々の温度で30分 間インキュベートし、次いで、これらの試料を293細胞において過剰発現され ているDDR2とともにインキュベートした。図11Eに示すように、コラーゲ ン調製物のリガンド活性は、39℃での熱処理後に顕著に低下し、42℃より上 の温度でほぼ完全に消滅した。これらのデータは、DDR2キナーゼ活性を刺激 するコラーゲン調製物の活性が、コラーゲンの三量体構造がコイルドコイルの融 解により変性されるのと同じ温度範囲にわたって低下することを示す。それゆえ 、コラーゲンの三重らせん立体構造は、このアッセイにおけるDDR受容体の完 全な活性化に必須である。 DDRとコラーゲンとの間の相互作用は直接的である コラーゲンがDDRチロシンリン酸化を刺激する能力は、コラーゲンと受容体 の細胞外ドメインとの直接的会合によるか、または、例えば細胞表面分子の集合 に対する、コラーゲンの間接的効果を表している可能性がある。コラーゲンがD DR受容体と直接的かつ特異的に会合し得るかどうかを調査するために、アガロ ースビーズに共有結合したコラーゲンを、インビトロ混合実験において用いた。 DDR1、DDR2またはインスリン受容体を過剰発現している293細胞由来 の細胞溶解物の等量を、コラーゲン−アガロースとともに、可溶性I型コラーゲ ンの非存在下または存在下でインキュベートした。図12Aに示すように、コラ ーゲン−アガロースはDDR1およびDDR2には結合したが、インスリン受容 体には結合しなかった。固定化コラーゲンのDDR1またはDDR2とのこの相 互作用は、過剰の可溶性コラーゲンによって競合された。 コラーゲンがDDR受容体と直接的に相互作用するという見解と一致して、コ ラーゲンがDDRチロシンリン酸化を誘導する能力は、受容体キナーゼ活性を破 壊するDDR受容体cDNAにおけるリジンからアラニンへの点変異によって消 滅させられることが示されたが、細胞のシクロヘキシミドでの処理によっては阻 害されなかった(データは示さず)。これらの結果は、コラーゲンが直接的にD DR自己リン酸化を誘導し、異なるDDRリガンドの誘導を介して作用するので はないことを示唆する。 DDR1およびDDR2の発現はコラーゲンの細胞表面結合部位を増加させる DDRチロシンキナーゼの発現がコラーゲンの細胞表面受容体の量を増加させ るかどうかを検討するために、マウスI型コラーゲンをヨウ素化し、種々の濃度 で、DDR1a、DDR1bまたはコントロールプラスミドを用いてトランスフ ェクトしておいた293細胞とともにインキュベートした。図12Bに示すよう に、コラーゲンは、コントロール細胞よりもDDR1をトランスフェクトした細 胞に約3倍多く結合した。125IコラーゲンのDDR1への結合はほぼ完全に1 00倍過剰のコールドリガンドで競合された(データは示さず)。 DDR2とコラーゲンとの間の相互作用はコラーゲンの炭水化物部分に感受性で ある 複数の研究によって、コラーゲンは、最初の合成の後に、NおよびO結合炭水 化物を介して高度にグリコシル化されることが示されている(総説については、 Ki かのリジンはヒドロキシリジンに酸化され、その後ガラクトースおよびグルコー スに結合される。マウス尾コラーゲンの単糖組成を、発蛍光団補助炭水化物電気 泳動(fluorophore-assited carbohydrate electrophoresis)技術(Higgi nsおよびFriedman,1995)を使用して分析し、このコラーゲン調 製物が多量のグルコースおよびガラクトース、少量のフコースおよびマンノース を含有するが、シアル酸、N−アセチル−グルコサミンまたはN−アセチル−ガ ラクトサミンを含有しないことが見出された(データは示さず)。それゆえ、コ ラーゲンをm−過ヨウ素酸ナトリウムで処理して、複合糖質を部分的に除去した 。I型コラーゲンの過ヨウ素酸処理は、ポリペプチド骨格の加水分解を誘導せず 、コラーゲンの三重らせんを変性させもしなかった(データは示さず)。対照的 に、コラーゲンが293過剰生産細胞においてDDR2を刺激する能力は、脱グ リコシル化後に有意に低下された(図6C)。それゆえ、コラーゲンのNまたは O結合糖質画分(またはその両方)がDDR2活性化に重要であり得る。しばし ばDDR受容体活性化を生じない市販のコラーゲン調製物に遭遇した。これは、 天然コンホメーションの損失またはグリコシル化のような修飾の不全によって説 明され得る。 コラーゲン刺激後にShc PTBドメインはDDR1bに結合する コラーゲンはDDR1チロシンリン酸化を誘導するので、そのような受容体自 己リン酸化が、SH2またはPTBドメインのようなホスホチロシン認識モジュ ールの結合部位を作り出す可能性がある。これに関して、DDR1bの膜近傍イ ンサートがモチーフLSNPAY(チロシン513を含む)を含み、これがSh c PTBドメインのコンヤンサス結合モチーフに対応することは興味深い。S hc PT Bドメインは、高親和性で、配列ΨXNPXpY(式中、Ψは疎水性残基である )を有するホスホチロシン含有ペプチドに結合する(23)(van der Geerら,1996)。Shcが自己リン酸化DDR1bと相互作用する可能 性を試験した。実際、DDR1bは、Shc PTBドメインを含むGST融合 タンパク質に、コラーゲン刺激後に結合した(図13A)。Shc PTBドメ インは、DDR1bにおいて見出されるXNPXYモチーフを欠くDDR1のa アイソフォームにもDDR2にも結合しなかった。このことは、DDR1のコラ ーゲン刺激が、受容体自己リン酸化およびその結果としてのモジュール下流シグ ナリング分子のドッキング部位の形成を誘導することを示す。 DDR1bとShcとの間の相互作用をより正確に定量するために、表面プラ ズモン共鳴技術を使用した。この表面プラズモン共鳴技術において、DDR1b の膜近傍領域(残基503〜518)由来の可溶性ホスホペプチドを、GST−S hcPTB融合タンパク質の、バイオセンサーチップ上に固定化したポリオーマ ウイルスミドルT抗原ホスホペプチドへの結合を阻害するために用いた。図13 Bに示すように、約800nMの濃度のDDR1bホスホペプチド(チロシン5 13周辺の配列を含む)は、Shc PTBドメインのミドルT抗原ホスホペプ チドへの結合を50%阻害した(IC50)。これらの知見は、NGF受容体のN PXYモチーフ周辺のホスホペプチドを比較実験において使用した場合に見出さ れた70nMのIC50値とは対照的であるが(図13B)、ミドルT抗原ホスホ ペプチド自体のIC50には類似している。 DDR2の活性化はマトリックスメタロプロテイナーゼ−1の発現を誘導する 細胞外マトリックスの分解およびリモデリングは、大部分、マトリックスメタ ロプロテイナーゼ(MMP)の活性によって制御されている。DDRシグナリン グがMMPの発現に影響を及ぼすかどうかを試験するために、DDR2を、ヒト 線維肉腫細胞株HT 1080(DDR受容体の検出可能な発現を示さない)に おいて安定に発現させた。親およびDDR2過剰発現HT 1080細胞を、種 々の期間、10μg/mlのI型コラーゲンで刺激した。細胞によって分泌され るマトリック スメタロプロテイナーゼ−1(MMP−1)の量を、馴化培地のウエスタンブロ ット分析によって測定した。図14に示すように、MMP−1の発現は、4日間 のコラーゲンでの刺激後に、DDR2を過剰発現するHT 1080細胞におい てアップレギュレートされた。対照的に、MMP−1は、親HT 1080にお いてはコラーゲンに応答して誘導されなかった。MMP−1発現は、親細胞およ びDDR2過剰発現細胞の両方において、MMP発現のアクチベータであるホル ボール12−ミリステート13アセテート(TPA)での処理後に誘導された。 これらのデータは、DDR受容体活性化が、コラーゲン溶解活性の分泌を生じ、 これが最終的に細胞外マトリックスの分解を導くことを示唆する。 考察 ジスコイジンドメイン受容体のコラーゲン活性化 受容体チロシンキナーゼのDDRサブファミリーのリガンドについての検索に よって、予想外に、脊椎動物において最も豊富なタンパク質の1つであるコラー ゲンが両方のDDR受容体に結合し、これを活性化できることが判明した。分析 によって、過剰発現されたDDR1の活性化は試験した5つ全てのコラーゲンに よって誘導されるが、DDR2はIおよびIII型コラーゲンによって、そして より低い程度にIIおよびV型コラーゲンによってのみ活性化されることが示さ れた。ヒト乳ガン細胞株において、内因性DDR1はIおよびV型コラーゲンに よって強力に、そしてより低い程度にII、IIIおよびIV型によって誘導さ れる。それゆえ、DDR1およびDDR2のコラーゲン分子との相互作用には、 いくらかの特異性が存在する。 I、II、III、VおよびXI型コラーゲンは、1000アミノ酸より長く 広がる中断されないGly−X−Y反復を有し、完全な三重らせん構造を形成す る。個々のらせんは重合し、それによって高い引張り強度を有する線維を生成す る。対照的に、IV型コラーゲンは、約20個の短い三重らせんの中断によって 特徴付けられる。これは、より高い可撓性を提供し、網状構造の形成を可能にす る(ProckopおよびKivirikko,1995)。IV型コラーゲン は、種々の 組織および器官を取り囲む基底膜の主成分である。 3種の証拠によって、DDR1およびDDR2の結合エピトープがGly−X −Y反復領域中に存在し、三重らせんコンホメーションが受容体活性化および自 己リン酸化に必須であるという結論が支持される。第1に、コラーゲンをNおよ びC末端の非らせん領域においてのみ切断するプロテアーゼであるペプシンでの コラーゲンの処理は、リガンド活性に影響を及ぼさなかった。対照的に、コラー ゲンをGly−X−Y反復領域において特異的に消化する細菌コラゲナーゼは受 容体活性化を消滅させた。第2に、コラーゲン調製物がDDR受容体を活性化す る能力は熱変性に感受性であった。コラーゲンの三重らせんは主に非共有結合に よって維持されており、これによって熱変性に感受性になっている。種々の型の コラーゲンは、三重らせん折りたたみが不可逆的に破壊される温度である37℃ と42℃との間の範囲で変性される(Niyibiziら,1984)。コラー ゲン調製物のDDR刺激活性は、コラーゲンの熱融解転移中点において顕著に低 下され、ゼラチンは、インビトロ結合活性も、インビボにおいてチロシンリン酸 化を誘導する能力も有しない。第3に、変性コラーゲンはDDR受容体を活性化 することができないが、7M尿素中で変性され、その後生理学的溶媒中への透析 によって再生されたI型コラーゲンは、DDR1およびDDR2のチロシンリン 酸化を誘導する能力を回復した(データは示さず)。コンドロイチン硫酸A、Bお よびC、デコリンならびにヘパリンのようないくつかのコラーゲン会合分子を試 験したが、DDR活性に対する効果は見出されなかった。上記で論じた結果は、 コラーゲン自体、または非常に強固に結合した分子が、DDR受容体の刺激リガ ンドとして作用することを示す。 ジスコイジンモチーフを有するタンパク質の生物学的機能 DDR1およびDDR2のジスコイジンドメインは、Dictyosteli um discoideumのジスコイジンタンパク質に対する高い相同性(約 75%)を有する。変形菌類において、ジスコイジンはスラッグ(slug)および 子実体の形成の間に発現および分泌され、N−アセチル−ガラクトサミンおよび ガラクトースに結合することによってレクチンとして機能する(Rosenら, 1973)。 ジスコイジン−1欠損Dictyosteliumにおいて、細胞は基層に付着 しその上を移動する能力を失い、秩序正しい細胞凝集を欠損する(Sprlng erら,1984)。コラーゲンによるDDR受容体の活性化は、明らかにコラ ーゲンの三重らせんペプチド骨格を必要とするが、これにはNまたはO結合炭水 化物部分もまた関与し得る。なぜなら、コラーゲンの過ヨウ素酸での処理は、部 分的な脱グリコシル化およびリガンド活性の顕著な低下の両方を生じたからであ る。炭水化物に結合する能力が哺乳動物DDRのジスコイジンドメインにおいて 保存されていれば、DDR1およびDDR2がコラーゲンに結合している単糖ま たはオリゴ糖を認識する可能性がある。さらなる特異性および高親和性は、グリ コシル化部位の付近のペプチド骨格の三重らせんコンホメーションによって提供 され得、これはまた、結合したDDRチロシンキナーゼのオリゴマー化およびそ の結果としてのリン酸基転移を可能にし得る。しかし、DDR2とは対照的に、 過ヨウ素酸処理は、DDR1を活性化するコラーゲンの能力に影響を及ぼさなか った(データは示さず)。 シグナリング分子としてのコラーゲン DDR受容体がコラーゲンほど豊富なタンパク質に結合するという観察は、マ トリックス成分に対する細胞表面シグナリング受容体に根本的な、すなわちいか にして細胞質シグナリングが調節されるかという難問を提起する。コラーゲンに よるDDRキナーゼの活性化は、従来の増殖因子受容体に比較して非常に遅延し た経時変化に従い、これはDDR受容体が、急性シグナリング応答を媒介するの ではなく細胞外マトリックスに対する細胞の関係をモニターするという可能性に 一致する。しかし、マウス胚または成体脳から単離されたDDR1受容体はほと んどホスホチロシンを含まないので(Perezら,1996)、DDR1活性 化を制御する調節機構が存在するに違いない。DDR1 RNA発現は基底膜近 傍の肺、腎臓および結腸の外上皮層において検出されているが(1)、DDR受 容体の細胞表面の特異的小領域への局在化が調節されている可能性がある。さら に、DDR1のシグナリング活性は、潜在的に、Shc PTBドメインの膜近 傍結合部位の含有または排除によって制御されている可能性がある。これに関し て、DDR1が、その下流 標的のドッキング部位がオルタナティブスプライシングによって直接的に制御さ れているRTKの最初の例であることは興味深い。 Shcは見かけ上α1β1インテグリン複合体に補充され、このインテグリン のエンゲージメント(engagement)に際して細胞の生存および増殖における役割 を果たし得る(Waryら,1996)。Shc PTBドメインはDDR1b アイソフォーム中のリン酸化チロシン513に結合されるので、刺激されたDD R1および活性化されたインテグリン受容体が同じシグナリング経路に集中して いる可能性がある。しかし、MAPキナーゼ経路の誘導は示されておらず、この ことはShcがDDR1シグナリングにおける別の機能を果たしていることを示 唆する。これに関して、Shc SH2ドメインが、膜貫通細胞−細胞接着受容 体であるカドヘリンのリン酸化テイルに結合することは興味深く(Xuら,19 97)、このことは、Shcが異なる接着分子をそのPTBおよびSH2ドメイ ンを介して架橋する可能性を提起する。Shcはまた、MAPキナーゼ経路以外 の細胞質シグナリング経路に連結されているかもしれない。 胚形成において、異なる型のコラーゲンの適切な発現は、骨および軟骨の適正 な形成を誘導する(MundlosおよびOlsen,1997)。コラーゲン の異常発現または一次コラーゲン配列中の点変異のいずれかによって引き起こさ れる多数のヒト遺伝病は、骨格奇形または遺伝性骨粗髭症を生じる(Prock opおよびKivirikko,1995)。胚形成におけるDDR受容体の初 期の発現は、DDR受容体が軟骨および骨形成のパターン形成(patterning)にお ける役割を果たし得ることを示す。 コラーゲンとの相互作用は、細胞の形状および移動(例えば、発生の間の上皮 シートの移動および連結)の制御にも潜在的に重要である。最近の研究によって 、種々のヒト原発腫瘍におけるDDR1およびDDR2の顕著に高いレベルが示 されている(1)。特に、乳房、卵巣および肺上皮細胞起源の迅速に成長する腫 瘍は、DDR1の上昇した発現を有する。これらの腫瘍は、腫瘍細胞転移を導く 隣接する組織および器官中への侵入性成長によって特徴付けられる。マトリック ス障害の破壊および腫瘍からの細胞の移動を誘導するために必要な最初の刺激は 大部分未知である (Alvesら,1995b)。コラーゲンおよびエラスチンを特異的に分解す る酵素であるマトリックスメタロプロテイナーゼの上昇した発現が種々の固形腫 瘍において見出されており、それゆえ、このクラスの酵素は腫瘍の成長および転 移に関連付けられている(Stetler−Stevensonら,1996) 。例えば、上昇したレベルのMMP−1は、結腸直腸ガンの低い予後に関連する ことが見出された(Murrayら,1996)。DDR1およびDDR2はコ ラーゲンによって誘導されるので、そして活性化DDR2はMMP−1発現を促 進するので、これら2つの受容体は、腫瘍細胞の活性化およびその後のメタロプ ロテイナーゼによるマトリックスの分解における役割を有し得る。1つのモデル は、DDR受容体を、腫瘍細胞の表面上の、細胞外マトリックスの主成分として のコラーゲンのセンサーとする。リガンド結合および受容体活性化の後、DDR シグナルはMMP−1の発現および分泌を誘導し、これは次いで腫瘍を取り囲む コラーゲン分子を分解し、腫瘍細胞の移動および転移を可能にする。ケラチノサ イトのような正常細胞において、MMP−1発現は、I型コラーゲン刺激後に高 度に上昇され、このことは、DDR受容体活性が創傷治癒に関与する可能性を提 起する(Sudbeckら,1994;1997)。 変形菌類は、2つの異なる細胞型(胞子および柄細胞)を発達する多細胞構造 に誘導的に凝集し得る単細胞アメーバの形態で存在するので、後生動物の分化の 単純なモデルである。最近の証拠によって、DictyosteliumのSt atタンパク質のチロシンリン酸化が関与するSH2ドメインシグナリング経路 が、モルフォゲンDIFに応答してこれら2つの細胞型の分化の媒介において重 要な役割を果たしていることが示されている(Kawataら,1997)。ここ で、データは、最初は変形菌類のレクチンであるジスコイジンにおいて同定され 、分化中の細胞の凝集に重要であることが知られている細胞外ドメインが、脊椎 動物においてコラーゲンにより活性化されるチロシンキナーゼシグナリングに関 連し、正常哺乳動物細胞の秩序正しい移動および腫瘍細胞の無秩序の移動におい て潜在的に重要であることを確立する。 実施例4 K618A変異を有するDDR1aはもはやコラーゲンによって活性化されない 図15Aおよび15Bに示す実験は、DDR1aのチロシンリン酸化が、明ら かに、インタクトな触媒ドメインに依存することを示す。コラーゲンによるDD R1aの活性化は、触媒ドメイン中の不活化(ドミナントネガティブ)変異によ って消滅させられる。他のキナーゼは、コラーゲンに応答してのDDR1aのイ ンビボチロシンリン酸化に関与していないようである。 α1またはβ1インテグリンに対するブロッキング抗体はDDR1の活性化を阻 害しない α1β1およびα2β1型のインテグリンは、コラーゲンの受容体であること が長く知られていた。それゆえ、これらのインテグリンがDDR1bの活性化に 何らかの形で関与しているかどうかを決定するために試験を実施した。DDR1 のbアイソフォームを内因性に発現する乳ガン細胞株T−47Dを使用した。イ ンテグリンの細胞外ドメインに対するモノクローナル抗体はコラーゲンへの結合 、およびそれゆえインテグリンのシグナリングをブロックすることができる。T −47D細胞をα2インテグリンに対する抗体A2−IIE10およびβ1イン テグリンに対する抗体DE9(両方ともUpstate Biotechnol ogyから)で、10μg/mlのI型コラーゲンの非存在下または存在下で一 晩処理した。DDR1bまたはShcを細胞溶解物から免疫沈降させ、抗ホスホ チロシン抗体を用いるウエスタンブロッティングによって分析した。図16に示 す実験は、インテグリンの活性化がDDR1bの活性化に必要ではないことを示 す。インテグリン受容体がブロックされたT−47D細胞におけるコラーゲンで の刺激後のDDR1bチロシンリン酸化の程度は、未処理細胞と同じである。 DDR1bのShcへの結合もまたインテグリンのシグナリングのブロッキング 後に変化されない DDR1はインテグリンβ1欠損細胞においてコラーゲンによって活性化され る。 インテグリンβ1ノックアウトマウス由来の細胞株GD25(R.Fassle r博士,Martinsried,Germany)におけるDDR1bのシグ ナリングを試験した。これらの細胞中には、機能的な、コラーゲンに対するイン テグリン受容体は存在しない。DDR1bをコードするcDNAを、GD25細 胞に、レトロウイルス移入プロトコルを使用してトランスフェクトした。DDR 1b過剰発現細胞および親細胞を、I型コラーゲンで一晩刺激した。DDR1b を細胞溶解物から免疫沈降させ、抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロ ッティングによって分析した(図17A)。ブロットを、DDR1に対する抗体を 用いて再プローブした(図17B)。遺伝子改変した細胞株を使用して、図17 Aおよび17Bに示す実験は、DDR1bが2つのインテグリン型コラーゲン受 容体の非存在下でシグナリングできることを示す。 インテグリンβ1欠損細胞におけるDDR1bの緩慢な活性化 DDR1b過剰発現GD25細胞の生成は図17Aおよび17Bに記載する。 この細胞をI型コラーゲンで種々の期間刺激した。免疫沈降されたDDR1bを 抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロットによって分析した。図18に 示す結果は、インテグリンβ1欠損細胞におけるDDR1b活性化が正常細胞に おけるように緩慢であることを示し、このことは、DDR1bの延長された活性 化がインテグリンの作用によらないことを示す。 DDR1およびDDR2受容体の活性化はEGF媒介性MAPK活性化に影響を 及ぼさない DDR2を過剰発現するT−47DまたはHT 1080細胞を、PDGFま たはEGFで5分間、I型コラーゲンで一晩、およびEGF/コラーゲンまたは PDGF/コラーゲンの組み合わせで刺激した。細胞溶解物のアリコートをSD S−PAGEにより分離し、MAPKに対する抗体を用いてプローブした(図1 9A(T−47D)および図19B(HT 1080−DDR2))。活性化さ れたMAPKは、活性化されていないMAPKよりもSDS−PAGE上でより 遅い移動を示 す。MAPKはEGFまたはEGF/コラーゲン処理によって活性化されたが、 PDGF、コラーゲンまたはPDGF/コラーゲン処理では活性化されなかった 。T47D細胞由来の残りの溶解物を使用して、DDR1bを免疫沈降させた。 抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロッティングは、DDR1bがコラ ーゲンによって活性化され、EGFまたはPDGFによっては活性化されなこと を示す(図19C)。コラーゲンのEGFとの組み合わせは、MAPKの活性化 またはDDR1bのチロシンリン酸化の程度を低下させない。図19A〜19C に示す実験は、DDR1およびDDR2の活性化がMAPK経路の活性化を生じ ないことを示す。さらに、EGFによるMAPKの活性化は、DDR受容体の同 時活性化によって影響されない。 本発明を、現時点で好ましいと考えられる実施例に関して説明したが、本発明 は、開示する実施例によって限定されるものではないことを理解するべきである 。反対に、本発明は、添付の請求の範囲の精神および範囲内に含まれる種々の改 変および等価な変更を包含することが意図される。 全ての刊行物、特許および特許出願を、各々の刊行物、特許および特許出願が 、特定して個々に、その全体を本明細書に出典明示で援用することが示されると 同程度に、その全体を本明細書に出典明示で援用する。 図面の詳細な説明 図1A〜1E。MCK10b(DDR1b)はShcと共免疫沈降され、Shc PTBドメインと会合する。図1A〜1C、ヒト胚肝臓線維芽細胞293を、 MCK10aまたはMCK10bをコードする発現プラスミドを用いてトランス フェクトした。1mMオルトバナジン酸で90分間刺激した後、Shcを細胞溶 解物から免疫沈降させた。SDS−PAGE後、イムノブロットをホスホチロシ ンに対する抗体を用いてプローブした(図1A)。次いで、ブロットを剥離し、 MCK10に対する抗体で(図1B)、その後Shcに対する抗体で(図1C) 再プローブした。MCK10bおよびShcの3つのアイソフォーム、p66、 p52およびp46の移動を示す。図1D、図1Aにおいて使用した全細胞溶解 物のアリコートを抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロッティングによ って分析した。MCK10aおよびMCK10bの前駆体(prec.)および bサブユニット(b−sub.)の移動を示す。図1E、Shc SH2ドメイ ンまたはShc PTBドメインを含むGST融合タンパク質をグルタチオンア ガロースに結合させ、MCK10aまたはMCK10bでトランスフェクトし、 オルトバナジン酸で刺激しておいた293細胞由来の溶解物とともにインキュベ ートした。結合したタンパク質をSDS−PAGEによって分離し、ニトロセル ロースに移し、MCK10に対する抗体を用いてプローブした。分子量標準品を 右に示す。 図2Aおよび2B。MCK10b(DDR1b)膜近傍インサート中のTyr 513のリン酸化はShc PTB結合部位を形成する。図2A、グルタチオ ンビーズに結合したGST−Shc PTBドメイン融合タンパク質を、MCK 10b過剰発現293細胞由来の溶解物とともに、漸増濃度の競合ペプチドAL LLSNPApYRLLLA(MCK10bのチロシン513周辺の配列に対応 する)の非存在下または存在下でインキュベートした。結合したタンパク質をM CK10に対する抗体を用いるイムノブロッティングによって検出した。図2B 、精製GST−Shc PTBドメインのミドルT抗原ホスホペプチドへの結合 の、漸増量の、それぞれ、MCK10bホスホペプチド(ALLLSNPApY RLLLA、白丸)またはNGF受容体ホスホペプチド(HIIENPQpYF SD、黒丸)の存在下で の表面プラズモン共鳴による分析。チップ表面に結合したShc PTBドメイ ンの百分率を、競合ペプチドの濃度に対してプロットする。 図3A〜3F。MCK10b(DDR1b)はMCK10a(DDR1a)に は存在しない主要な自己リン酸化部位を含む。図3Aおよび3B、293細胞を MCK10のaまたはbアイソフォームをコードするプラスミドを用いてトラン スフェクトし、[32P]オルトリン酸を用いてインビボ標識した。1mMオルト バナジン酸で90分間刺激した後、MCK10を免疫沈降させ、トリプシンで消 化した。aアイソフォーム(図3A)およびbアイソフォーム(図3B)の二次 元トリプシンホスホペプチドマップを示す。図3D〜3F,MCK10aまたは MCK10bをトランスフェクトした細胞から免疫沈降させ、インビトロキナー ゼアッセイに供した。aアイソフォーム(図3D)およびbアイソフォーム(図 3E)の標識タンパク質を、トリプシンマッピングによって分析した。等cpm のMCK10aおよびMCK10bホスホペプチドを合し、図3Fにおいて分析 した。オリジンをxで示す。図3C、図3Bおよび図3Fにおけるホスホペプチ ドの図解。 図4A、4Bおよび4C − 293細胞におけるDDR1a、DDR1b、 DDR2およびtrkAの一過性発現。ブロット 全細胞溶解物:αPY。最終 濃度10μg/mlでコラーゲンを使用。 図5A、5Bおよび5C − 全細胞溶解物のα−pYブロット:I型コラー ゲン[C−7661 CBP:Collaborative Biomedica l Research]およびIV型コラーゲン[C−0543]での濃度依存的 刺激。 図6 − ヒト乳ガン細胞T47DにおけるDDR1bのチロシンリン酸化。 DDR1bのオルタナティブエキソン特異的抗体での免疫沈降、ブロット PY 。刺激 I型コラーゲン[C−7661]、IV型コラーゲン[C−0543]30 分間および1mMオルトバナジン酸90分間。 図7A〜D。Matrigel中のDDR1に対するリガンド活性としてのI V型コラーゲンの同定。ヒト腎臓線維芽細胞293をDDR1b発原プラスミド を用いてトランスフェクトした。Matrigelを組織培養培地に表示する濃 度で90分間添加した。(図7A)細胞を溶解し、10μgの全細胞タンパク質 をSDS −PAGEおよび抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロッティウングに よって分析した。(図7B)ブロットを剥離し、DDR1に対して惹起された抗 体で再プローブした。(図7C)DDR1b過剰発現293細胞を以下の試薬で処 理した;400μM酢酸(a)、50μl/ml Matrigel(b)、1 0μg/ml IV型ラミニン(c)、10μg/mlフィブロネクチン(d) 、塩酸グアニジウムでの抽出によって(e)または酢酸およびペプシンでの抽出 によって(f)Matrigelから部分精製したIV型コラーゲン、10μg /mlマウスIV型コラーゲン、Sigma C−0543(g)、10μg/ mlヒトエV型コラーゲン、Sigma C−5533(h)。等量の全細胞溶 解物を抗ホスホチロシンまたは(図7D)抗DDR1抗体を用いてプローブした 。 図8Aおよび8B。マウスI型コラーゲンはDDR1およびDDR2を特異的 に活性化する。293細胞をヒトインスリン受容体(Ins−R)、DDR1a 、DDR1bまたはDDR2をコードするプラスミドを用いてトランスフェクト した。細胞を10μg/mlマウスI型コラーゲン、100nMインスリンで刺 激するかまたは未刺激のままにした。(図8A)細胞溶解物のアリコートをSD S−PAGEおよび抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロットによって 分析した。(図8B)ブロットをDDR1、DDR2およびインスリン受容体に対 する抗体の混合物で再プローブした。 図9A〜9F。コラーゲンに応答してのDDRの遅延した活性化。DDR1b およびDDR2を293細胞にトランスフェクトし、10g/mlのマウスI型 コラーゲンで異なる期間刺激した。(図9Aおよび図9B)全細胞溶解物を抗ホ スホチロシン抗体を用いてプローブした。最大の活性化はDDR1b(図9A) およびDDR2(図9B)の刺激後90分で見られる。(図9C)ヒト乳ガンT −47D細胞を10cmディッシュで集密まで培養し、0.5%血清中で一晩枯 渇させた。細胞をI型コラーゲンで種々の期間刺激し、溶解した。DDR1bを 溶解物から免疫沈降物させ、抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロッテ ィングによって分析した。DDR1bの最大のリン酸化は18時間の刺激後見ら れる。115kDaの見かけの分子量を有する未同定のチロシンリン酸化タンパ ク質が免疫沈降物 中に同時精製されている。(図9D)DDR1のC末端に特異的な抗体でのブロ ットの再プローブは、115kDaタンパク質との反応性を示さなかった。コラ ーゲンでの延長した刺激はT−47D細胞におけるDDR1bのプロセシングを 増加させ、これはさらなる62kDaバンドによって示される。(図9Eおよび 9F)DDR1bを過剰発現293細胞(E)およびT−47D細胞(図9F) から免疫沈降させ、インビトロキナーゼ反応に供した。[32P]リン酸の取り込み を、SDS−PAGE、続くオートラジオグラフィーによりモニターする。 図10A〜10H。種々の型のコラーゲンによるDDR1およびDDR2のデ ィファレンシャルな活性化。293細胞をDDR1bおよびDDR2を用いてト ランスフェクトし、10μg/mlヒトI、III、IVまたはv型コラーゲン およびウシII型コラーゲンで刺激した。(図10A〜10D)全細胞溶解物を 抗ホスホチロシン抗体を用いてプローブし(図10A:DDR1bおよび図10 C:DDR2)、DDR1(図10B)またはDDR2(図10D)に対する受 容体特異的抗体で再プローブした。DDR1bを、90分間I、II、III、 IV、V型コラーゲンまたはゼラチンで刺激するか、または1mMオルトバナジ ン酸で処理しておいたT−47D細胞から免疫沈降させた。(図10E)免疫沈 降物を抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロッティングによって分析し 、(図10F)DDR1特異的抗体で再プローブした。(図10Gおよび図10 H)DDR1bまたはDDR2を用いてトランスフェクトしておいた293細胞 をPBSを用いて繰り返しのピペッティングによってプレートから洗い出し、ヒ トI、III、IVおよびV型コラーゲンでコートしておいたディッシュに添加 した。37℃で90分間インキュベートした後、細胞を溶解した。全細胞溶解物 を抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブロッティングによって分析した( 図10G:DDR1bおよび図10H:DDR2)。 図11A〜11E。DDRリガンド活性はコラゲナーゼ処理または熱変性によ って破壊される。マウスもしくはヒト組織から単離したI型コラーゲンまたはB SAを、コラゲナーゼ(Clostridium histolyticum由 来、1μgのコラーゲン当り20ng)またはペプシン(ブタ粘膜由来、1μg のコラー ゲン当り2ng)で処理した。(図11A)等量をSDS−PAGEにより分析 し、クマーシー染色によって可視化するか(+C:コラゲナーゼとのインキュベ ーション;+P:ペプシンとのインキュベーション;α1(I)およびα2(I ):単量体コラーゲン鎖;βおよびγ:共有結合したオリゴマーコラーゲン)ま たはDDR2を過剰発現する293細胞を刺激するために使用した。(図11B )細胞溶解物のアリコートを抗ホスホチロシン抗体を用いてブロットし、(図1 1C)DDR2特異的抗体で再プローブした。(図11D)マウスI型コラーゲ ン(10mM酢酸中500ng/ml)を分光旋光度計中で融解させ、円二色性の 変化を記録した(四角)。熱変性後、スペクトルを再度測定した(菱形)。熱転移 中点(Tm)を示す。(図11E)マウスI型コラーゲンのアリコートを24℃ と45℃との間の種々の温度で30分間インキュベートし、これを使用してDD R2を過剰発現する293細胞を刺激した。全細胞溶解物を抗ホスホチロシン抗 体を用いるウエスタンブロッティングにより分析した。 図12A〜12C。コラーゲンのDDR1およびDDR2への結合は直接的で あり、DDR2の活性化はコラーゲンの脱グリコシル化の後に低下する。(図1 2A)アガロースビーズに共有結合したコラーゲンを、インスリン受容体、DD R1bまたはDDR2を過剰発現する293細胞の溶解物とともに、50g/m lの可溶性I型コラーゲンの非存在下または存在下でインキュベートした。結合 した物質をSDS−PAGEならびにインスリン受容体、DDR1およびDDR 2に対する抗体の混合物を用いるウエスタンブロッティングによって分析した( 図12A)。下方のDDR2のグリコシル化アイソフォームはコラーゲンビーズ に対して最も強い親和性を示した。(図12B)DDR1a(四角)、DDR1 b(菱形)またはコントロールプラスミド(丸)でトランスフェクトした293 細胞を種々の濃度のヨウ素化I型コラーゲンとともにインキュベートし、結合し たリガンドの量をβ計数によって測定した。(図12C)I型コラーゲンをm− 過ヨウ素酸ナトリウムで脱グリコシル化し、これを使用してDDR2を過剰発現 する293細胞を刺激した。 全細胞溶解物を抗ホスホチロシン抗体を用いてブロットした。 図13Aおよび13B。アダプタータンパク質ShcはDDR1bに結合する 。 (図13A)ShcのPTBドメインをE.coli中でGST融合タンパク質 として発現させ、DDR1aまたはDDR1bを過剰発現する293細胞由来の 溶解物とともにインキュベートした。結合したタンパク質をDDR1のC末端に 対する抗体を用いて検出した。(図13B)競合量の、それぞれ、DDR1bホ スホペプチド(ALLLSNPApYRLLLA、白丸)またはNGF受容体ホ スホペプチド(HIIENPQpYFSD、黒丸)の存在下での表面プラズモン 共鳴による、精製GST−Shc PTBドメインの、ミドルT抗原ホスホペプ チドへの結合の分析。チップ表面に結合したShc PTBドメインの百分率を 、競合ペプチドの濃度に対してプロットする。 図14。DDR2の活性化はMMP−1の発現を誘導する。親およびDDR2 過剰発現HT 1080細胞を、表示する期間I型コラーゲンまたはTPAで刺 激した。馴化培地を濃縮し、MMP−1に対する抗体を用いるウエスタンブロッ ティングによって分析した。 図15Aおよび15B:K618A変異を有するDDR1aはもはやコラーゲ ンによって活性化されない。配列アラインメントによって、DDR1aタンパク 質中のリジン618が、チロシンキナーゼドメインの触媒機能におそらく必須で あることが示された。それゆえ、点変異を、DDR1aをコードするcDNAに 導入し、リジン618をアラニンに変更した。変異cDNAを野生型DDR1a cDNAとともに293胚腎臓線維芽細胞中で一過性に発現させた。細胞を1 0μg/mlのI型コラーゲンで90分間刺激するか、または未刺激のままにし た。全細胞溶解物の等アリコートをSDS−PAGEによって分析し、抗ホスホ チロシン抗体を用いてプローブした(図15A)。ブロットをDDR1に対する抗 体を用いて再プローブした(図15B)。この実験は、DDR1aのチロシンリ ン酸化が明らかにインタクトな触媒ドメインに依存することを示す。コラーゲン によるDDR1aの活性化は触媒ドメイン中の不活化(ドミナントネガティブ) 変異によって消滅させられる。他のキナーゼはコラーゲンに応答してのDDR1 aのインビボチロシンリン酸化に関与していないようである。 図16:α1またはβ1インテグリンに対するブロッキング抗体はDDR1の 活 性化を阻害しない。α1β1およびα2β1型のインテグリンは、コラーゲンの 受容体であることが長く知られていた。それゆえ、インテグリンのDDR1bの 活性化における関与を検討した。DDR1のbアイソフォームを内因性に発現す る乳ガン細胞株T−47Dを使用した。インテグリンの細胞外ドメインに対する モノクローナル抗体は、コラーゲンへの結合、およびそれゆえインテグリンのシ グナリングをブロックすることができる。T−47D細胞をα2インテグリンに 対する抗体A2−IIE10およびβ1インテグリンに対する抗体DE9(両方 ともupstate Biotechnologyから)で、10μg/mlの I型コラーゲンの非存在下または存在下で一晩処理した。DDR1bまたはSh cを細胞溶解物から免疫沈降させ、抗ホスホチロシン抗体を用いるウエスタンブ ロッティングによって分析した。この実験は、インテグリンの活性化がDDR1 bの活性化に必要ではないことを示す。インテグリン受容体がブロックされたT −47D細胞におけるコラーゲンでの刺激後のDDR1bチロシンリン酸化の程 度は、未処理細胞と同じである。DDR1bのShcへの結合はまた、インテグ リンのシグナリングをブロックした後に変化されない。 図17Aおよび17B:DDR1はインテグリンβ1欠損細胞においてコラー ゲンによって活性化される。インテグリンβ1ノックアウトマウス由来の細胞株 GD25におけるDDR1bのシグナリングを試験した。これらの細胞中には、 機能的なコラーゲンに対するインテグリン受容体は存在しない。DDR1bをコ ードするcDNAをGD25細胞にレトロウイルス移入プロトコルを使用してト ランスフェクトした。DDR1b過剰発現細胞および親細胞を、I型コラーゲン で一晩刺激した。DDR1bを細胞溶解物から免疫沈降させ、抗ホスホチロシン 抗体を用いるウエスタンブロッティングによって分析した(図17A)。ブロッ トを、DDR1に対する抗体を用いて再プローブした(図17B)。遺伝子改変 した細胞株を使用して、この実験は、DDR1bが2つのインテグリン型コラー ゲン受容体の非存在下でシグナリングできることを示す。 図18:インテグリンβ1欠損細胞におけるDDR1bの緩慢な活性化。DD R1b過剰発現GD25細胞の生成は図17に記載する。この細胞をI型コラー ゲン で種々の期間刺激した。免疫沈降されたDDR1bを抗ホスホチロシン抗体を用 いるウエスタンブロットにおいて分析した。この結果は、インテグリンβ1欠損 細胞におけるDDR1b活性化が正常細胞におけるように緩慢であることを示し 、このことは、DDR1bの延長された活性化がインテグリンの作用によらない ことを示す。 図19A〜図19C:DDR1およびDDR2受容体の活性化はEGF媒介性 MAPK活性化に影響を及ぼさない。DDR2を過剰発現するT−47Dまたは HT 1080細胞を、PDGFまたはEGFで5分間、I型コラーゲンで一晩 、およびEGF/コラーゲンまたはPDGF/コラーゲンの組み合わせで刺激し た。細胞溶解物のアリコートをSDS−PAGEにより分離し、MAPKに対す る抗体でプローブした(図19A(T−47D)および図19B(HT 108 0−DDR2))。活性化されたMAPKは、活性化されていないMAPKより もSDS−PAGE上でより遅い移動を示す。MAPKはEGFまたはEGF/ コラーゲン処理によって活性化されたが、PDGF、コラーゲンまたはPDGF /コラーゲン処理では活性化されなかった。T−47D細胞由来の残りの溶解物 を使用してDDR1bを免疫沈降させた。抗ホスホチロシン抗体を用いるウエス タンブロッティングは、DDR1bがコラーゲンによって活性化され、EGFま たはPDGFによっては活性化されなことを示す(図19C)。コラーゲンのE GFとの組み合わせは、MAPK活性化またはDDR1bのチロシンリン酸化の 程度を低下させない。この実験は、DDR1およびDDR2の活性化がMAPK 経路の活性化を生じないことを示す。さらに、EGFによるMAPKの活性化は 、DDR受容体の同時活性化によって影響されない。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61K 39/395 A61P 43/00 105 111 45/00 C07K 14/78 A61P 43/00 105 C12N 9/12 111 G01N 33/53 D C07K 14/78 A61K 37/52 C12N 9/12 37/12 G01N 33/53 37/02

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.(a)ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼもしくはその一部、 およびコラーゲンもしくはその一部;(b)ジスコイジンドメイン受容体チロシ ンキナーゼもしくはその一部、およびShcもしくはShcのPTB結合ドメイ ン;または(c)ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼもしくはその一 部、およびPDZドメインを含むタンパク質もしくはPDZドメインを含む単離 された複合体。 2.ジスコイジンドメイン受容体1またはその一部、およびI、II、III 、IVもしくはV型コラーゲンまたはその一部を含む請求項1記載の単離された 複合体。 3.ジスコイジンドメイン受容体2またはその一部、およびI型もしくはII I型コラーゲンまたはその一部を含む請求項1記載の単離された複合体。 4.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼまたはその一部がオリゴマ ーである請求項1記載の単離された複合体。 5.ジスコイジンドメイン受容体1bおよびShcまたはShcのPTB結合 ドメインを含む請求項1記載の単離された複合体。 6.コラーゲンと相互作用するか、またはShcもしくはPDZドメインを含 むタンパク質と相互作用するジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼの結 合ドメインに由来するペプチド。 7.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼと相互作用するコラーゲン の結合ドメインに由来する分子。 8.請求項2記載の複合体に特異的な抗体。 9.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質または該タンパ ク質のアイソフォームもしくは一部を、コラーゲンもしくはコラーゲンの一部と 反応させるか、または細胞を、請求項1記載の複合体、請求項6記載のペプチド 、請求項7記載の分子または請求項8記載の抗体と反応させ、それによって該細 胞におけるシグナリング経路を調節する工程を包含することを特徴とする、細胞 におけるジ スコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ媒介性シグナリング経路の調節方法 。 10.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質がジスコイジ ンドメイン受容体1またはその一部であり、コラーゲンがI、II、III、I VもしくはV型コラーゲンまたはその一部である請求項9記載の方法。 11.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質がジスコイジ ンドメイン受容体2またはその一部であり、コラーゲンがI型もしくはIII型 コラーゲンまたはその一部である請求項9記載の方法。 12.(a)コラーゲンと、少なくとも1つのジスコイジンドメイン受容体チ ロシンキナーゼタンパク質または該タンパク質のアイソフォームもしくは一部と 、試験物質とを反応させる工程であって、該コラーゲンおよびジスコイジンドメ イン受容体チロシンキナーゼタンパク質が、それらが結合してコラーゲン−ジス コイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質複合体を形成するように選 択される工程;および (b)該物質の非存在下のコントロールに対して比較して、物質の効果を決定す る工程、 を包含することを特徴とする、化合物を、DDR媒介性シグナリング経路を調節 する能力について評価する方法。 13.(a)コラーゲン−ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタン パク質複合体の形成を可能にする条件下で、コラーゲンまたはその一部と、少な くとも1つのジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質または該 タンパク質のアイソフォームもしくは一部と、試験物質とを反応させる工程であ って、該コラーゲンおよびジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパ ク質が、それらが結合してコラーゲン−ジスコイジンドメイン受容体チロシンキ ナーゼタンパク質複合体を形成するように選択される工程;および(b)複合体 、遊離物質、非複合体化コラーゲン、または該タンパク質の活性化についてアッ セイする工程を包含することを特徴とする、細胞においてDDR受容体チロシン キナーゼ媒介性シグナリング経路に影響を及ぼす物質の同定方法。 14.タンパク質の活性化が、該タンパク質のチロシンリン酸化、該タンパク 質 のオリゴマー化、PTBドメインのジスコイジンドメイン受容体チロシンキナー ゼタンパク質膜近傍ドメインへの結合を測定することによって、または細胞に対 する生物学的影響についてアッセイすることによってアッセイされる請求項13 記載の方法。 15.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質がジスコイジ ンドメイン受容体1またはその一部であり、コラーゲンがI、II、III、I VもしくはV型コラーゲンまたはその一部である請求項13記載の方法。 16.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼタンパク質がジスコイジ ンドメイン受容体2またはその一部であり、コラーゲンがI型もしくはIII型 コラーゲンまたはその一部である請求項13記載の方法。 17.試験物質が、コラーゲンの炭水化物部分もしくはその模倣物、またはコ ラーゲンに結合するDDRのドメイン由来のペプチドである請求項13記載の方 法。 18.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼ媒介性シグナリング経路 が関与する症状の処置または予防方法であって、該方法が、それを必要とする患 者にシグナリング経路を妨害するために有効である量の物質を投与する工程を包 含し、該物質が(a)ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼもしくはそ の一部;(b)コラーゲンもしくはその一部;(c)最初に請求項13記載の方 法によって同定された物質;(c)請求抗1記載の単離された複合体;(d)請 求項6記載のペプチド;(e)請求項7記載の分子、または(f)請求項8記載 の抗体であることを特徴とする方法。 19.(a)単離および精製されたジスコイジンドメイン受容体チロシンキナ ーゼもしくはその一部;(b)コラーゲンもしくはその一部;(c)最初に請求 項13記載の方法によって同定された物質;(c)請求項1記載の単離された複 合体;(d)請求項6記載のペプチド;(e)請求項7記載の分子、または(f )請求項8記載の抗体を含む組成物。 20.ジスコイジンドメイン受容体チロシンキナーゼの細胞外ドメイン、また はコラーゲンの炭水化物部分もしくはその模倣物に結合する細胞外ドメインの部 分を含む請求項19記載の組成物。 21.ジスコイジンドメイン受容体2またはそのオリゴマーを投与する工程を 包含することを特徴とする細胞においてMMP−1発現をアップレギュレートす る方法。
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