JP2001519765A - Regulation of epithelial-mesenchymal interaction - Google Patents

Regulation of epithelial-mesenchymal interaction

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JP2001519765A JP53733697A JP53733697A JP2001519765A JP 2001519765 A JP2001519765 A JP 2001519765A JP 53733697 A JP53733697 A JP 53733697A JP 53733697 A JP53733697 A JP 53733697A JP 2001519765 A JP2001519765 A JP 2001519765A
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エフ. ゲーティンク,ポール
ソン,ヒーキュン
ウォン,ユーイン
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Abstract

(57)【要約】 真皮又は上皮の一方又は両方におけるFGF−2活性を調節することよりなる皮膚付属物の発生を調節する方法。   (57) [Summary] A method of modulating the development of skin appendages, comprising modulating FGF-2 activity in one or both of the dermis or epithelium.

Description

【発明の詳細な説明】 上皮−間充織相互作用の調節 発明の背景 上皮−間充織相互作用は、皮膚付属物(Sengel,P.Morphogenesis of Skin. Cambridge University Press,英国、Cambridge在(1976))(羽、うろこ及び 毛髪)、外肢(Fallon,J.F.Lopez,A.Ross,M.A.,Savage,M.P.,Olwin,B.O.及 びSimandl,B.K.,Science 264:104-107(1994),8,9)、歯(Vainio,S.Karavanova ,I.,Jowett,A.及びThesleff,I.,Cell 75:45-58(1993))、腎臓(Patterson,L. T.及びDressler,G.R.,Curr.Opin.in Gen.and Dev.4:696-702(1994))、肺 ( Peters,K.,Werner,S.,Liao X.,Wert,S.,Whitsett,J.及びWilliams,L.EMBO J .13:3296-3201(1994))及び乳腺(Cuhna,G.R.,Cancer 74:1030-1044(1994)) の形態形成において本質的役割を演じる。ニワトリ胚の皮膚の羽又はうろこ形成 領域において、上皮原基は、付属物の形成部位の最初の形態形成の予報である( Sengel,P.Morphogenesis of Skin.Cambridge University Press,英国、Cambr idge在(1976))。皮膚の外胚葉及び中胚葉成分の異型の及び異時性の組換えは、 原基の形成が中胚葉性のシグナルにより決定されることを示す。皮膚シグナルも 又、うろこ又は羽のいずれが発生するかを決定し、もし羽が発生するならばそれ らの正確な六辺形パターンの配置を決定する。これらの原基は、更に、原基の直 下に真皮凝縮(dermal condensation)の形成を生じるシグナルを与える(Sengel, P.Morphogenesis of Skin.Cambridge University Press,英国、Cambridge在( 1976))。羽形成領域において、皮膚凝縮形成の細胞と個々の羽芽の上皮原基の ものとの間の連続的相互作用が、最初は放射対称性でありその後後方に成長する 羽芽の成長を生じる。羽の成長の前後方向は、外胚葉により決定される(Novel ,G.J.,Embryol.Exp.Morph.30:605-633(1973))。多くの研究が、細胞接着分子 、細胞外マトリクス分子及び転写因子が皮膚の形態形成に関与し得ることを示唆 した(Chuong,C-M.,BioEssays 15:513-552(1993),Noveen,A.,Jiang,T-X,Ting -Bcrreth,S.A.及びChuong,C-M.,J.Invest.Derm.104:711-719(1995))。しかし なが ら、今日まで、特定の分子機構は、同定されていない。 発明の要約 一般に、この発明は、上皮−真皮相互作用を調節する方法、又は上皮−真皮相 互作用から生じる過程若しくは生成物を特徴とする。かかる相互作用には、例え ば、原基形成、真皮凝縮形成、FGFR−1誘導、又は皮膚付属物例えば毛髪、 うろこ若しくは羽の発生が含まれる。この方法は:真皮及び表皮の一方又は両方 におけるFGF−2活性を調節する(例えば、促進し又は阻害する)ことを含む 。 好適具体例において、FGF−2活性は、促進される。FGF−2活性は、例 えば、外因性FGF−2又はその断片、又はそのペプチド若しくは非ペプチドア ナログの投与により促進することができる。FGF−2活性は又、FGF−2又 はその断片、又はそのペプチドアナログをコードする核酸を投与することにより 又は内因性FGF−2活性を促進することによっても促進することができる。 好適具体例において、FGF−2活性は、阻害される。FGF−2活性は、例 えば、FGF−2結合分子例えば抗FGF−2抗体又はそのFGF−2結合性断 片、又はFGF−2レセプターのFGF−2結合性断片の投与により;FGF− 2のそのレセプターへの結合を競争的に又は非競争的に阻害する化合物例えばレ セプターに結合するが生物学的活性(例えば、シグナル変換活性)を欠くFGF −2の断片、レセプターに結合するが生物学的活性(例えば、シグナル変換活性 )を欠くFGF−2のペプチド若しくは非ペプチド性アナログ又は低分子模倣物 の投与により;FGF−2の発現を阻害するアンチセンス分子をコードする核酸 を投与することにより阻害することができる。 好適具体例において、この方法は、イン・ビボで行われ且つ患者は脊椎動物例 えば鳥、又は哺乳動物例えばゲッ歯類例えばマウス若しくはラット、又は霊長類 例えば非ヒト霊長類若しくはヒトである。好適具体例において:患者は、鳥、ゲ ッ歯類例えばマウス若しくはラット、又は非ヒト霊長類以外である。 好適具体例において、この方法は、イン・ビボで行われ且つ:患者は、皮膚付 属物の発生を調節する1つ以上の遺伝子座について野生型であり、例えば、患者 は、うろこ欠損遺伝子座に関して野生型であり;患者は、皮膚付属物の発生を調 節する1つ以上の遺伝子座における突然変異に関してヘテロ接合、ヘミ接合又は ホモ接合であり、例えば、患者は、うろこ欠損遺伝子座の1つ以上の変異した対 立遺伝子を有し;患者は、皮膚付属物の発生を調節する1つ以上の遺伝子座にお ける突然変異に関してヘテロ接合、ヘミ接合又はホモ接合であるトランスジェニ ック動物であり、例えば、患者は、うろこ欠損遺伝子座の1つ以上の変異した対 立遺伝子を有する。 好適具体例において、この方法は、イン・ビトロで、例えば組織又は細胞例え ば培養細胞にて行われる。 好適具体例において、FGF−2活性を調節する化合物を少なくとも1回、好 ましくは少なくとも2,4又は10回投与する。投与の期間は、2,4,10又 は30日より長く1年未満であってよい。 好適具体例において、真皮におけるFGF−2活性を調節する(例えば、増大 させ又は減少させる)。 好適具体例において、真皮又は表皮の一方又は両方は、胎児の真皮又は上皮で あり;成体の真皮又は上皮である。 他の面において、この発明は、皮膚付属物例えば毛髪、うろこ又は羽の発生を 調節する方法を特徴とする。この方法は:真皮又は表皮の一方又は両方における FGF−2活性を調節する(例えば、促進し又は阻害する)ことを含む。 好適具体例において、FGF−2活性はを促進する。FGF−2活性は、例え ば、外因性FGF−2若しくはその断片、又はそれらのペプチド若しくは非ペプ チド性アナログを投与することにより促進することができる。FGF−2活性は 又、FGF−2若しくはその断片、又はそれらのペプチド性アナログをコードす る核酸の投与により、又は内因性FGF−2活性を促進することよっても促進す ることができる。 好適具体例において、FGF−2活性を阻害する。FGF−2活性は、例えば 、FGF−2結合性分子例えば抗FGF−2抗体若しくはそのFGF−2結合性 断片、又はFGF−2レセプターのFGF−2結合性断片の投与;FGF−2の そのレセプターへの結合を競争的に又は非競争的に阻害する化合物、例えばレセ プターに結合するが生物学的活性(例えば、シグナル変換活性)を欠く FGF−2の断片、レセプターに結合するが生物学的活性(例えば、シグナル変 換活性)を欠くFGF−2のペプチド性若しくは非ペプチド性アナログ又は低分 子模倣物の投与;FGF−2発現を阻害するアンチセンス分子をコードする核酸 の投与により阻害することができる。 好適具体例において、この方法は、イン・ビボで行われ且つ患者は、脊椎動物 例えば鳥、又は哺乳動物例えばゲッ歯類例えばマウス若しくはラット、又は霊長 類例えば非ヒト霊長類若しくはヒトである。好適具体例において、患者は、鳥、 ゲッ歯類例えばマウス若しくはラット、又は非ヒト霊長類の何れか以外である。 好適具体例において、この方法は、イン・ビボで行われ且つ:患者は、皮膚付 属物の発生を調節する1つ以上の遺伝子座について野生型であり、例えば、患者 は、うろこ欠損遺伝子座について野生型であり;患者は、皮膚付属物の発生を調 節する1つ以上の遺伝子座における突然変異についてヘテロ接合、ヘミ接合又は ホモ接合であり、例えば、患者は、うろこ欠損遺伝子座の1つ以上の変異した対 立遺伝子を有し;患者は、皮膚付属物の発生を調節する1つ以上の遺伝子座にお ける突然変異に関してヘテロ接合、ヘミ接合又はホモ接合であるトランスジェニ ック動物であり、例えば、患者は、うろこ欠損遺伝子座の1つ以上の変異した対 立遺伝子を有する。 好適具体例において、この方法は、イン・ビトロで、例えば、組織又は細胞例 えば培養細胞にて行われる。 好適具体例において、FGF−2活性を調節する化合物は、少なくとも1回、 好ましくは少なくとも2,4又は10回投与する。投与期間は、2,4,10又 は30日より長く1年未満であってよい。 好適具体例において、FGF−2活性を、真皮において、調節する(例えば、 増大させ又は減少させる)。 好適具体例において、真皮又は表皮の一方又は両方は、胎児の真皮又は表皮で あり;成体の真皮又は表皮である。 他の面において、この発明は、組織又は患者における皮膚付属物例えば毛髪、 うろこ又は羽の発生を促進する方法を特徴とし、この方法は、治療上有効量の外 因性FGF−2又はその断片を組織又は患者に投与することをふくむ。 好適具体例において、患者は、脊椎動物例えば鳥、又は哺乳動物例えばゲッ歯 類例えばマウス若しくはラット、又は霊長類例えば非ヒト霊長類若しくはヒトで ある。好適具体例において、患者は、鳥、ゲッ歯類例えばマウス若しくはラット 、又は非ヒト霊長類の何れか以外である。 好適具体例において、外因性FGF−2若しくはその断片を、好ましくは直接 患者に例えば局所的に、所定部位への注射又は局所的投与により、又は全身的に 例えば非経口若しくは経口投与により与える。 他の面において、この発明は、FGF−2ポリペプチドに結合する能力及び、 FGF−2/FGFR−1相互作用を調節するか或いはFGF−2活性を調節す る能力について化合物を評価する方法を特徴とする。この化合物は、例えば、ポ リペプチド又は非ペプチド化合物例えばFGF−2ポリペプチドの天然のリガン ド例えばFGFR−1ポリペプチド例えばFGFR−1ポリペプチドの断片であ ってよい。この方法は、化合物をFGF−2ポリペプチドと接触させること;及 びFGF−2ポリペプチドと相互作用する例えば結合し又は複合体を形成する化 合物の能力例えばFGF−2/FGFR−1相互作用を阻止する化合物の能力を 評価することを含む。この方法は、イン・ビトロで、例えば無細胞系で、又はイ ン・ビボで例えば2ハイブリッド相互作用トラップアッセイにおいて実施するこ とができる。この方法を用いて、FGF−2のアゴニスト又はアンタゴニストで ある化合物例えばFGFR−1の断片又はアナログを同定することができる。こ の方法は、更に、評価された化合物を動物、組織又は細胞に施与してその上皮− 真皮相互作用に対する効果、又は上皮−真皮相互作用から生じる過程若しくは生 成物例えば原基形成、真皮凝縮形成、FGFR−1誘導若しくは皮膚付属物(例 えば、毛髪、うろこ又は羽)の発生を更に評価するステップを含むことができる 。 他の面において、この発明は、第一の化合物例えばFGF−2ポリペプチドを 第2の化合物例えば第2のポリペプチド又は非ペプチド化合物例えばFGF−2 ポリペプチドの天然のリガンド例えばFGFR−1若しくはその断片に結合する 能力について評価する方法を特徴とする。この方法は、第一の化合物を第2の化 合物と接触させること:及び第一の化合物の第2の化合物と複合体を形成する能 力を評価することを含む。この方法は、イン・ビトロで、例えば無細胞系で、又 はイン・ビボで、例えば2ハイブリッド相互作用トラップアッセイにて実施する ことができる。この方法を用いて、FGF−2のアゴニスト又はアンタゴニスト である化合物例えばGFG−2の断片又はアナログを同定することができる。こ の方法を用いて、FGF−2のアゴニスト又はアンタゴニストである化合物たと えばFGFR−1の断片又はアナログを同定することができる。この方法は、更 に、評価された化合物を動物、組織、又は細胞に施与して、その上皮−真皮相互 作用に対する効果、又は上皮−真皮相互作用から生じる過程若しくは生成物例え ば原基形成、真皮凝縮形成、FGFR−1誘導又は皮膚付属物(例えば、毛髪、 うろこ又は羽)の発生を更に評価するステップを含むことができる。 更に別の面において、この発明は、化合物を、例えば第2のポリペプチドとの 相互作用を調節する能力、例えばFGF−2の第2のポリペプチド例えばポリペ プチド例えばFGF−2ポリペプチドの天然のリガンド例えばFGFR−1又は その断片との相互作用を阻害する能力について評価する方法を特徴とする。この 方法は、(i)第2のポリペプチド(好ましくは、精製標品)、FGF−2ポリ ペプチド(好ましくは、精製標品)及び化合物を、例えば、その化合物の不在時 には第2のポリペプチドどFGF−2ポリペプチドが相互作用する(例えば、結 合し又は複合体を形成する)ことのできる条件下で合わせるステップ;及び(ii )その相互作用、例えば、第2のポリペプチド及びFGF−2ポリペプチドを含 む複合体の形成(又は、解離)を検出するステップを含む。化合物の存在下での 複合体形成の(その化合物の不在時に見られるものと比較しての)変化(例えば 、減少又は増加)は、第2のポリペプチドとFGF−2ポリペプチドとの相互作 用の調節(例えば、阻害又は促進)を示す。好適具体例において、第2のポリペ プチドとFGF−2ポリペプチドを無細胞系で合わせて、この化合物と接触させ ;無細胞系を、細胞溶解物及び再構成蛋白質混合物よりなる群から選択し;FG F−2ポリペプチドと第2のポリペプチドを1つの細胞中で同時に発現させてそ の細胞をこの化合物と例えば相互作用トラップアッセイ(例えば、2ハイブリッ ドアッセイ)にて接触させる。この方法を用いて、FGF−2のアゴニスト又は アンタゴニストである化合物例えばFGFR−1の断片又はアナログを同定す ることができる。この方法は、更に、評価された化合物を、動物、組織又は細胞 に施与して、表皮−真皮相互作用、及び表皮−真皮相互作用から生じる過程又は 生成物例えば原基形成、真皮凝縮形成、FGFR−1誘導若しくは皮膚付属物( 例えば、毛髪、うろこ又は羽)の発生に対するその効果を更に評価するステップ を含むことができる。 分子は、もしそれが次の特性の少なくとも1つを有するならば、FGF−2の 生物学的活性を有する:(1)それは、ここに記載のようにsc/scニワトリ 組織に施与した場合に、上皮−真皮相互作用、又は上皮−真皮相互作用から生じ る過程若しくは生成物例えば原基形成、真皮凝集形成、FGFR−1誘導若しく は皮膚付属物(例えば、毛髪、うろこ又は羽)の発生を誘導する;(2)それは 有糸分裂誘発性である;(3)それは、FGFR−1レセプターに結合する;( 4)それは、上記の特性の少なくとも1つのアンタゴニスト又はアゴニストであ る。 本発明の実施は、別途指示しない限り、細胞生物学、細胞培養、分子生物学、 トランスジェニック生物学、微生物学、組換えDNA及び免疫学の慣用技術(こ れらは、当業者の範囲内にある)を用いる。かかる技術は、文献に記載されてい る。例えば、Molecular Cloining A Laboratory Manual,第二版(Sambrook,Fr itsch及びManiatis編)(Cold Spring Harbor Laboratory Press:1989);DNA Clon ing,Vol.I及びII(D.N.Glover編,1985);Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gai t編,1984);Mullis等、米国特許第4,683,195号;Nucleic acid Hybrid ization(B.D.Hames及びS.J.Higgins編,1984);Transcription And Translation( B.D.Hames及びS.J.Higgins編,1984);Culture Of Animal Cells(R.I.Freshney ,Alan R.Liss,Inc.,1987);Immobilized Cells And Enzymes(IRL Press,198 6);B.Perbal,A Practical Guide To Molecular Cloning(1984);論文、Methods In Enzymology(Academic Press,Inc.,ニユーヨーク);Gene Transfer Vectors For M ammalian Cells(J.H.Miller及びM.P.Calos編,1987,Cold Spring Harbor Lab oratory);Methods In Enzymology,Vol.154及び155(Wu等編)、Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology(Mayer及びWalker編,Academic Press, London,1987);Handbook Of Experimental Immunology,Vol.I-IV(D.M.Weir及 びC.C.Blackwell編,1986);Manipulating the Embryo,(Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,ニユーヨーク ,1986)を参照されたい。 この発明の他の特徴及び利点は、下記の詳細な説明及び請求の範囲から明らか となろう。 詳細な説明FGF−2及び形態発生 上皮付属物例えば羽、うろこ及び毛髪の発生は、退治の皮膚の外胚葉と中胚葉 との間の一連の相互作用から生じる(Scngel,P.Morphogencsis of Skin.Cambr idge University Press,英国、Cambridge(1976))。形態レベルで、これらの相 互作用は、先ず、外胚葉原基の出現に、次いで、原基の直下での真皮の凝縮の形 成により反映される。うろこ欠損(sc/sc)変異における羽及びうろこ不在 (Abbott,U.K.,及びAsmundson,V.S.,J.Hered.18:63-67(1957))は、外胚葉欠 損から生じ(Goetinck,P.F.及びAbbott,U.K.,J.Exp.Zool.154:7-19(1963),Se ngel,P.及びAbbott,U.K.,J.Hered.54:254-262(1963),Song,H.-K.及びSawyc r,R.H.,Dev.Dyn.In Press(1995))且つかかる胚は、それらの皮膚に外胚葉原 基が発生し得ない(Goetinck,P.F.及びSekellick,M.J.,Dev.Biol.28:636-648 (1972))。羽の発生の開始における上皮−間充織シグナリングにおけるFGF− 2の役割を調べた。 ここでは、正常胚の皮膚におけるFGF−2及びFGFR−1をコードする遺伝 子の転写の空間的及び時間的に限定されたパターンを報告する。FGF−2発現 は、上皮原基に限定されるが、他方、FGFR−1発現は、真皮凝縮に限定され る。これらの遺伝子の転写は、sc/sc皮膚において検出され得なかった。 sc/sc皮膚のFGF−2での処理は、この成長因子の適用部位で羽の形成を 生じる。更に、FGFR−1転写物は、処理した変異皮膚において誘導された羽 の中胚葉における証拠である。従って、FGF−2は、羽発生中に生じる上皮− 間充織相互作用における初期外胚葉シグナルとして同定された。この成長因子が 上皮原基を欠くsc/sc胚の変異体表現型を救済するという観察は、FGF− 2が、変異体外胚葉が生成し得ないことのシグナルであるか又は該シグナルの下 流にあることを示唆する。FGF−2の転写 羽の発生におけるFGF−2の役割を調べるために、FGF−2遺伝子の転写 の空間的及び時間的パターン(Zuniga,A.Mejia,B.,Meijers,C.及びZeller,R. Dev.Biol.157:110-118(1993))を、全マウントイン・シトゥーハイブリダイゼ ーションにより調べた。正常胚のステージ33(Hamburger,V.及びHamilton,H. L.,J.Morphol.88:49-92(1951))(E8)の皮膚において、FGF−2転写は 、すべての羽原基において検出することができた。初期羽原基の染色は、六辺形 パターンにおける完全な円形配置されて現れる。脊髄域において、FGF−2m RNAは、羽原基において該域の非常に端で検出することができたが、そこでは 、上皮原基の形成は、真皮凝縮の形成に先行する(Sengel,P.Morphogenesis of Skin.Cambridge University Press,英国、Cambridge(1976))。染色した胚の 横断面は、FGF−2mRNA発現が羽原基の上皮原基に限定されることを示す 。従って、FGF−2発現は、空間的に、上皮原基に限定され、時間的には、真 皮凝縮の形成に先行する。一層発生した羽芽において、FGF−2mRNAは、 伸長中の芽の末端部において見られた。羽芽が羽枝へ成長するに際して、完全長 の羽枝は、FGF−2を発現する。羽枝の基部においては、FGF−2mRNA は、検出できなかった。調べたすべてのステージにおいて、FGF−2は、これ らの芽又は羽の間の領域には、存在しなかった。 FGF−2の転写は、発生の匹敵するステージのsc/sc胚の皮膚において 検出できなかった。まれに、sc/sc胚は、少しは羽が発生することがある。 これらの例外的な羽において、FGF−2が発現されているかどうかを測定する ことは、ハイブリダイゼーションシグナルが高度に着色された変異型の羽におい て可視化し得なかったので困難であった。 全マウントイン・シトゥーハイブリダイゼーションは、本質的に、Riddle,R .D.,Johnson,R.L.,Laufer,E.及びTabin,C.,Cell 75:1401-1416(1993) に記載されたように行った。FGF−2RNAプローブを、alt−FGF−2 の完全長cDNA(Zuniga,A.Mejia,B.,Meijers,C.及びZeller,R.Dev.Biol. 157:110-118(1993)を用いて作成した。外胚葉シグナリングは、FGF−2を含む FGF−2転写物が正常羽原基の外胚葉原基に限定され、これらの構造がsc /sc皮膚に存在しないので、変異体の外胚葉における不完全なシグナリングが FGF−2を含むという仮説が立てられた。この仮説を試験するために、外因性 FGF−2を、8日齢のsc/sc胚の背側域から得た皮膚に適用した。FGF −2を載せたヘパリンビーズをミリポアフィルターチャンバーに支持された皮膚 上に置き、10日齢ニワトリ胚の漿尿膜上で3日又は5日間培養した。 培養の3日後、羽芽は、このビーズが付着した変異体皮膚において明らかにわ かる。多くの場合においで、羽芽は、すべて、ビーズの周囲で発生した。表1は 、ビーズ付着部位と羽芽の誘導との間の相関を示している。これらの皮膚の中心 に認められた羽芽の83%が、ビーズの存在と相関した。外植片の側部において 、ビーズを置くことと羽の発生との間の相関は、95%であった。部位間の差異 は、完全なsc/scの皮膚における背側羽区の中心に沿った少ない羽の偶然的 発生を反映し得る。かかる擬似羽発生は、sc/sc皮膚の背側域の側部におい て、イン・ビボでは、決して認められなかった。対照として用いたPBSに浸し たビーズは、sc/sc皮膚において如何なる羽発生も刺激しなかった。羽の配 置における六辺形パターンは、認められなかった。殆どの羽原基は、高度に着色 され、それらは、大きさ及び形状において変化しやすかった。 表1 羽形成部位とFGF−2ビーズの配置との空間的相関関係 --7つの皮膚の総計を、漿尿膜上での3日間の培養後に調べた。 5日間培養した皮膚における羽の横断面図は、正常に配置された羽枝隆起及び 小羽枝細胞を示し、これは、それらが正常に発生した羽であることを示している 。これらの羽の長さは、比較的均一であるが、それらの大きさ及び形状は不規則 であり得る。かかる不規則は、正常な羽においては、決して認められない。これ らの異常な羽の殆どは、3日目に互いに近くに位置して見られる羽芽の融合か ら生じるようである。融合は、羽枝が分離した基部又は先端を有するように起こ り得る。後の型の融合は、フォーク様構造を生じ得る。異常羽枝の他の型は、2 つの羽枝の中央の融合と分離した基部及び先端を含む。これらの融合した羽の1 つの横断面観察は、融合した羽が1つの羽鞘により輪郭を描かれているが隔膜が 内部構造を2つの分離したグループに分割していることを示している。連続切片 は、分離した小胞の存在を示した。従って、正常胚の羽原基の上皮原基で発現さ れるFGF−2は、上皮原基を欠くsc/sc皮膚における羽の成長を誘導する ことができる。羽発生における外胚葉性シグナルとしてのFGF−2の同定は、 肢におけるその役割に似ている{FGF−2及びFGF−4は、肢の成長におい て外胚葉頂堤の代用となり得る(Fallon,J.F.Lopez,M.A.,Savage,M.P.,Olwin ,B.O.及びSimandl,B.K.,Science 264:104-107(1994),Niswander,L.,Ticle,C .,Vogell,A.,Booth,I.及びMartin G.R.,Cell 75:579-587(1993))}。 これらの変異体皮膚で誘導された羽の向きは、ランダムであった。従って、正 常胚における均一な前後の向きは、sc/sc皮膚においてFGF−2により誘 導された羽においては見られない。羽原基の前後の向きは外胚葉により決定され る(Novel,G.J.,Embryol.Exp.Morph.30:605-633(1973))ので、これらの誘導 されたsc/scの羽が後方に向くことができないことは、FGF−2とは無関 係の変異体外胚葉欠損からも生じ得る。 これらの実験は、本質的に、次のように行った。ヘパリンビーズ(Bio-Rad,カリフォルニア 、Hercules在)をFGF−2溶液(1mg/mlPBS、ウシFGFベー シック、ミネソタ、Minneapolis在、R & D Systems)に2時間浸し、PBSにて3回 洗って、sc/sc皮膚の表面に適用した。これらの皮膚の漿尿膜上での培養を 前に記載された様に行った(Noveen,A.,Jiang,T-X,Ting-Berrcth,S.A.及びChu ong,C-M.,J.Invest.Derm.104:711-719(1995))。FGFR−1の発現 FGFR−1の転写のパターン(Pasquale,E.G.及びSinger,J.S.Proc.Natl .Acad.Sci.USA 86:5449-5454(1989))も又、発生中の皮膚において調べた。 FGFR−1の転写物は、正常胚の羽原基及び成長中の羽枝において検出するこ とができた。FGFR−1の発現は、これらの羽の真皮凝集形成に限定された。 これらの 観察は、他の研究者の観察(Nopji,S.,Koyama E.,Myokai,F.,Nohno,T.,Ohuc hi,H.,Nishikawa,K.及びTaniguchi,S.,Progress in Clin.and Biol.Rcs.38 3B:645-654(1993))を確認する。対照的に、sc/sc胚の皮膚においては、 FGFR−1のmRNAは、検出できなかった。sc/sc皮膚においてFGF −2により羽が誘導されるときに、FGFR−1転写物は、その成長中の羽の真 皮において検出することができる。FGFR−1遺伝子は、手をつけてない未処 理のsc/sc皮膚においては転写されないので、この観察は、FGF−2誘導 に対する応答が、真皮におけるFGFR−1遺伝子の活性化を含むことを示唆し ている。リガンドによるレセプターの誘導は、アクチビンレセプターcActR −IIB(Stern,C.D.,Yu,R.T.,Kakizuka,A.,Kintner,C.R.,Mathews,L.S., Vale,W.W.,Evans,R.M.及びUmesono,K.Dev.Biol.172:192-205(1995))及びc ActR−IIa(Levin,M.,Johnson,R.L.,Stern,C.D.,Kuehn,M.及びTabin,C. ,Cell 82:803-814(1995))についても外因性アクチビンの適用による誘導が報 告されている。 全マウントイン・シトゥーハイブリダイゼーションを、本質的に、Riddle,R. D.,Johnson,R.L.,Laufer,E.及びTabin,C.,Cell 75:1401-1416(1993)に記載 されたように行った。FGFR−1のプローブをニワトリのcDNAクローン(P asquale,E.G.及びSinger,J.S.Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 86:5449-5454(1989)) から導いた。このRNAプローブは、FGFR−1の5’末端及び最初の免疫グ ロブリン様ドメインをコードする490bpの断片であった。FGF−2による羽の誘導 sc/sc皮膚における外因性FGF−2による羽の誘導は、変異体皮膚の発 生ステージに依存する。羽は、7及び8日齢胚からのsc/sc皮膚においては FGF−2により誘導されたが、11日齢胚からの皮膚においては誘導されなか った。これらの結果は、種々のステージのsc/sc真皮が正常の11日足部外 胚葉と組み換えられた組織組換え実験(Noveen,A.,Jiang,T-X,Ting-Berreth,S .A.及びChuong,C-M.,J.Invest.Derm.104:711-719(1995))から得られたもの と類似している。羽は、かかる足部外胚葉が背側中胚葉と組み換えられたときに 発生する(Rawles,M.E.,J.Embryol.Exp.Morph.11:765-789(1963))。8日sc/ sc真皮は、羽形成において、正常外胚葉と関係し得るが、この能力は、発生齢 を増 していく変異体中胚葉から徐々に失われる(Noveen,A.,Jiang,T-X,Ting-Berreth .S.A.及びChuong,C-M.,J.Invcst.Derm.104:711-719(1995)。これらの結果は 、変異体中胚葉がFGF−2シグナリング及び正常外胚葉からの合図の両方に応 答することができる発生の窓があることを示しており、それらは、外胚葉原基に 由来するFGF−2は正常の羽発生における重要なシグナルであり、このシグナ ルは外胚葉原基を欠くsc/sc変異体の皮膚には存在しないという示唆と一致 する。 皮膚培養及びビーズの調製は、上記の例に記載したように行った。 本研究においては、遺伝的に正常な及びうろこ欠損の胚における羽原基形成の 開始の際の上皮−間充織シグナリングにおけるFGF−2の役割を調べた。羽及 びうろこは、劣性遺伝子うろこ欠損についてホモ接合である胚においては発生し ない(Abbott,U.K.,及びAsmundson,V.S.,J.Hered.18:63-67(1957))。これらの 胚の皮膚は、外胚葉原基を発生しない(Goetinck,P.F.及びSekellick,M.J.,Dev. Biol.28:636-648(1972))。従って、このうろこ欠損変異は、変異体皮膚の外胚葉 に、組織相互作用の正常なシーケンスが中断されるような仕方で影響を与える。 初期真皮シグナルが外胚葉により受容され得ないのか、又は外胚葉がこのシグナ ルに応答できないのかは、明らかでない。この変異体中胚葉が、遺伝的に正常な 外胚葉と組み換えられたときに、羽及びうろこ発生に関係することは、十分にあ り得る(Goetinck,P.F.及びAbbott,U.K.,J.Exp.Zool.154:7-19(1963),Scngcl, P.及びAbbott,U.K.,J.Hered.54:254:-262(1963),Song,H.-K.及びSawyer,R.H. ,Dcv.Dyn.InPress(1995))。FGF−2シグナリングは真皮凝縮を形成するのに十分であり、このシグナリン グは直接である 遺伝的に正常なニワトリ胚の羽原基の発生においては、繊維芽細胞成長因子( FGF)−2及び繊維芽細胞成長因子レセプター(FGFR)−1をコードする 遺伝子の空間的及び時間的に限定された発現パターンがある。FGF−2発現は 上皮原基に限定されるが、他方、FGFR−1発現は、真皮凝縮に限定される。 これらの遺伝子の転写は、劣性遺伝子うろこ欠損についてホモ接合(sc/sc) である変異型胚の皮膚においては検出できなかった。かかる変異した胚は、外胚 葉欠損の結果として、羽を発生することができない。sc/sc皮膚のFGF− 2での処理は、この成長因子の適用部位において羽の形成を生じ、それらの誘導 された羽はそれらの真皮凝縮においてFGFR−1を発現する。これらから、初 期の羽原基形成におけるFGF−2の上皮シグナルとしての役割が確立された。 FGF−2がsc/sc胚の変異した表現型を救済することができるという観察 は、FGF−2が、sc/sc変異体外胚葉が生成し得ないシグナルであるか又 はその下流にあることを示唆している。この救済のデータは、FGF−2シグナ ルが直接中胚葉に作用して真皮凝縮を形成することを意味するか、或いは、FG F−2処理が、外胚葉が中胚葉に真皮凝縮を形成するように命令する前に中胚葉 と外胚葉との間の一連の相互作用を開始することを意味すると解釈することがで きた。 FGF−2シグナルが下にある中胚葉における真皮凝縮を形成するのに十分で あるという仮説を試験するために、露出させた変異体中胚葉をFGF−2にさら した。この中胚葉は、遺伝的に正常な外胚葉と組み合わせたときに羽発生に関係 しうる点においてコンピテントで且つ未経験であるが、それが結合していた変異 体外胚葉は欠損したものであるので、如何なる外胚葉性シグナルにもさらされた ことはないと考えられる。FGF−2ビーズを露出させた変異体中胚葉上に置い たときに、その中胚葉において真皮凝縮の形成が認められた。これらの凝縮は、 真皮凝縮を作る細胞により通常発現される2つの分子マーカーであるFGFR− 1及びBMP−2について陽性である。従って、FGF−2シグナリングは、真 皮凝縮を形成するのに十分であり、このシグナリングは、直接的である。FGF−2の投与のための配合物及び方法 FGF−2,FGF−2断片又はアナログは、任意の適当な手段により、好ま しくは直接に(例えば、組織部位への注射又は局所的投与により、局部的に)又 は全身的に(例えば、非経口的に又は経口的に)患者に与えることができる。こ の発明の化合物が非経口的に例えば静脈、皮下、筋肉から、又はエアゾール投与 により与えられるべき場合には、この発明の化合物は、好ましくは、水溶液の一 部を構成する。この溶液は、この発明の所望の化合物の患者への送達に加えて、 この溶液が、患者の電解質及び容積平衡に悪影響を及ぼさないように、生理 的に許容されるものである。従って、このFGF−2又はその断片のための水性 媒質は、正常の生理食塩水(9.85% NaCl、0.15M)、pH7〜7 .4)よりなってよい。 非経口投与のために有用な溶液は、製薬分野で周知の方法の何れか、例えば、Remington's Pharmaceutical Science (Gennaro,A.,編),Mack Pub.,1990に記載 された方法によって調製することができる。配合物は、例えば、ポリアルキレン グリコール例えばポリエチレングリコール、植物起源の油、水素化ナフタレン等 を含むことができる。特に、直接投与のための配合物は、グリセロール及び他の 高粘度の構成物を含有してこの発明の化合物を所望の位置に維持するのを助ける ことができる。生体適合性の、好ましくは生物再吸収性のポリマー(例えば、ヒ アルロン酸、コラーゲン、トリカルシウムホスフェート、ポリブチレート、ラク チド及びグリコリドポリマー、並びにラクチド/グリコリドコポリマーを含む) は、この発明の化合物のイン・ビボでの放出を制御するための有用な賦形剤であ り得る。この発明の化合物のための他の潜在的に有用な非経口送達システムは、 エチレンビニルアセテートコポリマー粒子、浸透圧ポンプ、移植可能な浸出シス テム及びリポソームを含む。吸入投与のための配合物は、賦形剤として、例えば ラクトースを含み、又は例えばポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、グ リココレート及びデオキシコレートを含む水溶液であってよい。 皮膚表面への局所的投与のための配合物は、この発明の化合物を皮膚が許容す るキャリアー例えばローション、クリーム、軟膏又は石鹸に分散させることによ り調製することができる。適用を局部に制限して移動を阻止するように皮膚を覆 うフィルム又は層を形成することができるキャリアーは、特に有用である。断片及びアナログの生成 本発明者は、上皮−真皮相互作用が、FGF−2の活性を調節する(例えば、 促進し又は阻害する)ことにより調節され得ることを発見した。一度これが示さ れれば、当業者は、FGF−2構造を例えば断片又はアナログを生成することに より変えて、新たに生成された構造を活性について試験することができる。断片 及びアナログの生成及び試験を可能にする従来技術の方法の例を、以下において 論じる。これら又は類似の方法を用いて、FGFR−1に結合するFGF−2 ポリペプチドの断片及びアナログを作成してスクリーニングすることができる。 同様に、これらの方法を用いて、FGF−2ポリペプチドと結合するFGF−2 ポリペプチドリガンド例えばFGFR−1の断片及びアナログを作成することが できる。 断片の生成 蛋白質の断片は、幾つかの方法にて、例えば組換えにより、酵素消化により、 又は化学合成により生成することができる。ポリペプチドの内部又は末端の断片 を、そのポリペプチドをコードする核酸の一端(末端断片の場合)又は両端(内 部断片の場合)から1つ以上のヌクレオチドを除去することにより生成すること ができる。突然変異を起こさせたDNAの発現は、ポリペプチド断片を生成する 。従つて、「末端をかじる(end-nibbling)」エンドヌクレアーゼでの消化は、断 片の整列をコードするDNAを生成することができる。蛋白質の断片をコードす るDNAは又、ランダム剪断、制限消化又は上記の方法の組合せによっても生成 することができる。 断片は又、当分野で公知の技術、例えば慣用のMerrifield固相f−Moc又は t−Boc化学を用いて化学合成することもできる。例えば、本発明のペプチド は、所望の長さの重複しない断片に、又は所望の長さの重複する断片に自由に分 割することができる。アナログの生成:ランダム法による変化したDNA及びペプチド配列の生成 蛋白質のアミノ酸配列変異物は、蛋白質又は蛋白質の特定のドメイン若しくは 領域をコードするDNAのランダムな突然変異誘発により調製することができる 。有用な方法には、PCR突然変異誘発及び飽和突然変異誘発が含まれる。ラン ダムなアミノ酸配列変異物のライブラリーは、縮重オリゴヌクレオチド配列のセ ットの合成によっても生成することができる(変異物ライブラリーにおいて蛋白 質をスクリーニングする方法は、本明細書の他所に記す)。 PCR突然変異誘発 PCR突然変異誘発においては、減じたTaqポリメラーゼの忠実度を利用し てランダムな突然変異をクローン化DNA断片中に導入する(Leung等,1989,Te chnique 1:11-15)。これは非常に強力且つ比較的迅速なランダム変異導入法で ある。突然変異を起こさせるべきDNA領域を、TaqDNAポリメラーゼによ るDNA合成の忠実度を減じる条件下で、例えばdGTP/dATP比5を用い 且つMn2+をPCR反応に加えることにより、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR) を用いて増幅する。増幅したDNA断片を適当なクローニングベクターに挿入し てランダム変異体ライブラリーを与える。 飽和突然変異誘発 飽和突然変異誘発は、多数の単一塩基置換のタローン化DNA断片への迅速な 導入を可能にする(Mayers等、1985,Science 229:242)。この技術は、突然変異 の生成、例えば一本鎖DNAのイン・ビトロでの化学処理又は照射による突然変 異の生成、及び相補的DNA鎖の合成を含む。突然変異の頻度は、処理の強度を 調節することにより調節することができ、本質的に、すべての可能な塩基置換を 得ることができる。この手順は突然変異についての遺伝的選択を含まないので、 中立的置換並びに機能を変化させる置換の両方が得られる。点突然変異の分布は 、保存された配列エレメントに向かって偏向されない。 縮重オリゴヌクレオチド 同族体のライブラリーも又、縮重オリゴヌクレオチド配列のセットから生成す ることができる。縮重配列の化学合成を、自動DNAシンセサイザーにて行うこ とができ、次いで、これらの合成遺伝子を適当な発現ベクターにライゲートする ことができる。縮重オリゴヌクレオチドの合成は、当分野で公知である(例えば 、Narang,SA(1983)Tetrahedron 39:3;Itakura等(1981)Recombinant DNA,Proc 3 rd Cleveland Sympos.Macromolecules,編集AG Walton,Amsterdam:Elsevier 2 73-289;Itakura等(1984)Annu.Rev.Biochcm.53:323;Itakura等(1984)Scienc e 198:1056;Ike等(1983)Nucleic Acids Res.11:477を参照されたい)。かか る技術は他の蛋白質の有向進化において用いられてきた(例えば、Scott等(1990 )Science 249:386-390;Roberts等(1992)PNAS 89:2429-2433;Devlin等(1990)Sc ience 249:404-406;Cwirla等(1990)PNAS 87:6378-6382;並びに米国特許第5,2 23,409号、5,198,346号及び5,096,815号を参照された い)。 アナログの生成:位置指定突然変異誘発による変化したDNA及びペプチド配 列の生成 ランダムでない即ち位置指定の突然変異誘発の技術を用いて、特異的領域内に 特異的配列又は変位を与えることができる。これらの技術を用いて、蛋白質の公 知のアミノ酸配列の残基の例えば欠失、挿入又は置換を含む変化物を造ることが できる。突然変異のための部位を、個々に又は連続して、例えば(1)先ず保存 的アミノ酸で置換してから達成された結果に依って一層過激な選択物にて置換す ることにより、(2)標的残基を削除することにより、又は位置指定した部位に 隣接して同じクラス若しくは異なるクラスの残基を挿入することにより、或いは オプション1〜3の組合せにより改変することができる。 アラニンスキャニング突然変異誘発 アラニンスキャニング突然変異誘発は、突然変異誘発のための好適な位置又は ドメインである所望の蛋白質のある残基又は領域の同定のために有用な方法であ る、Cunningham及びWells(Science 244:1081-1085,1989)。アラニンスキャニン グにおいて、残基又は標的残基の基を同定し(例えば、帯電した残基、例えば、 Arg、Asp、His、Lys及びGlu)、中性の又は負に帯電したアミノ 酸(最も好ましくは、アラニン又はポリアラニン)により置換する。アミノ酸の 置換は、細胞内外におけるアミノ酸と周囲の水性環境との相互作用に影響を与え 得る。これらの置換に対し,て機能的感受性を示すドメインを、次いで、更なる 又は別の変異物を置換部位に導入することにより正確にする。従って、アミノ酸 配列の変化の導入のための部位は予め決められるが、変異それ自体の性質は、予 め決める必要はない。例えば、所定部位における突然変異の能力を最適化するた めに、アラニンスキャニング又はランダム突然変異誘発を標的コドン又は領域に て行うことができ、発現された所望の蛋白質サブユニット変異物を所望の活性の 最適の組合せについてスクリーニングする。 オリゴヌクレオチド媒介の突然変異誘発 オリゴヌクレオチド媒介の突然変異誘発は、DNAの置換、欠失及び挿入変異 物を調製するための有用な方法であり、例えばAdelman等(DNA 2:183,1983)を参 照されたい。簡単にいえば、所望のDNAを、突然変異をコードするオリゴヌク レオチドをDNAテンプレートにハイブリダイズさせることにより変化させる( このテンプレートは、所望の蛋白質の変化してない即ち手つかずのDNA配列 を含むプラスミド又はバクテリオファージの一本鎖型である)。ハイブリダイゼ ーション後、DNAポリメラーゼを用いて、テンプレートの完全な第2の相補鎖 を合成し、従って、該鎖はオリゴヌクレオチドプライマーを取り込み、所望の蛋 白質のDNA中に選択した変化をコードする。一般に、少なくとも25ヌクレオ チド長のオリゴヌクレオチドを用いる。最適オリゴヌクレオチドは、突然変異を コードするヌクレオチドの何れかの側でテンプレートに完全に相補的である12 〜15ヌクレオチドを有する。これは、オリゴヌクレオチドが一本鎖DNAテン プレート分子と適当にハイブリダイズすることを確実にする。これらのオリゴヌ クレオチドは、当分野で公知の技術例えばCrea等(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75 :5765[1978])により記載されたものを用いて容易に合成することができる。 カセット突然変異誘発 変異物を調製するための他の方法であるカセット突然変異誘発は、Wells等に より記載された技術(Gene,34:315[1985])に基づいている。出発物質は、変異さ せるべき蛋白質サブユニットのDNAを含むプラスミド(又は、他のベクター) である。変異させるべき蛋白質サブユニットDNA中のコドンを同定する。同定 された突然変異部位の両側にユニークな制限エンドヌクレアーゼ部位がなければ ならない。もしかかる制限部位が存在しないならば、それらを、上記のオリゴヌ クレオチド媒介の突然変異誘発法を用いて生成して、それらを、所望の蛋白質サ ブユニットDNA中の適当な位置に導入することができる。制限部位をプラスミ ド中に導入した後に、そのプラスミドをそれらの部位で切断して線状にする。こ れらの制限部位間のDNA配列をコードするが所望の変異を含む二本鎖オリゴヌ クレオチドを、標準的手順を用いて合成する。これらの二本鎖は、別々に合成し てから、標準的技術を用いて一本にハイブリダイズさせる。この二本鎖オリゴヌ クレオチドをカセットとして言及する。このカセットを、線状化プラスミドに直 接ライゲートできるように、そのプラスミドの両端に匹敵する3’及び5’末端 を有するようにデザインする。このプラスミドは、今や、変異した所望の蛋白質 サブユニットDNA配列を含んでいる。 組合せ突然変異誘発 組合せ突然変異誘発を用いても、変異体を生成することができる。例えば、一 群の同族体又は他の関連蛋白質に関するアミノ酸配列を整列させて、好ましくは 可能な最高の相同性を増進する。整列させた配列の所定位置に現れるすべてのア ミノ酸を、組合せ配列の縮重セットを造るように選択することができる。変異物 の多彩なライブラリーが、核酸レベルでの組合せ突然変異誘発により生成され、 多彩な遺伝子ライブラリーによりコードされる。例えば、合成オリゴヌクレオチ ドの混合物を、酵素的に遺伝子配列にライゲートして、潜在的配列の縮重セット を個々のペプチドとして或いは縮重配列のセットを含む一層大きい融合蛋白質の セットとして発現可能にすることができる。 ペプチド断片又は同族体のライブラリーをスクリーニングする第一次高スルー プット方法 この分野では、生成した変異体遺伝子生成物をスクリーニングするための種々 の技術が知られている。大きい遺伝子ライブラリーをスクリーニングするための 技術には、しばしば、遺伝予ライブラリーを複製可能な発現ベクター中にクロー ン化して、生じたベクターのライブラリーで適当な細胞をトランスフォームし、 そしてそれらの遺伝子を、所望の活性の検出(例えば、この場合であれば、FG F−2又はFGFR−1への結合)がその生成物が検出された遺伝子をコードす るベクターの比較的容易な単離を促進する条件下で発現させることが含まれる。 下記の各技術は、例えば、ランダム突然変異誘発技術により造られた多数の配列 をスクリーニングするための高スループット分析に従順である。 2ハイブリッドシステム 2ハイブリッドアッセイ例えば上記のシステムを(ここに記載の他のスクリー ニング方法と共に)用いて、FGFR−1の細胞内ドメインに結合するFGF− 2ポリペプチドの断片又はアナログを同定することができる。これらは、アゴニ スト、スーパーアゴニスト及びアンタゴニストを含んでよい(FGFR−1ドメ インを、餌蛋白質として用い、FGF−2の変異物のライブラリーを魚融合蛋白 質として発現させる)。類似の方法において、2ハイブリッドアッセイを(ここ に記載の他のスクリーニング方法と共に)用いて、FGF−2ポリペプチドに結 合するFGFR−1の断片及びアナログを見出すことができる。 ディスプレーライブラリー スクリーニングアッセイへの一つのアプローチにおいて、候補のペプチドは、 細胞又はウイルス粒子の表面にディスプレーされ、特定の細胞又はウイルス粒子 のディスプレーされた生成物を介して適当なレセプター蛋白質に結合する能力を 「パニングアッセイ」にて検出する。例えば、遺伝子ライブラリーを、細菌細胞 の表面膜蛋白質の遺伝子中にクローン化することができ、その結果生じた融合蛋 白質をパニングにより検出することができる(Ladner等WO88/06630; Fuchs等(1991)Bio/Technology 9:1370-1371;及びGoward等(1992)TIBS 18:136-14 0)。類似の様式にて、検出可能に標識したリガンドを用いて、潜在的に機能的 なペプチド同族体を評価することができる。蛍光標識したリガンド例えばレセプ ターを用いて、リガンド結合活性を保持する同族体を検出することができる。蛍 光標識したリガンドの利用は、細胞を視覚的に調べること及び蛍光顕微鏡下で分 離することを可能にし、細胞の形態が許す場合は、蛍光活性化セルソーターによ って分離することを可能にする。 遺伝子ライブラリーを融合蛋白質としてウイルス粒子の表面に発現させること ができる。例えば、例えば、繊維上ファージシステムにおいて、外来ペプチド配 列を感染性ファージの表面に発現させ、それにより、2つの利益を与えることが できる。第1に、これらのファージを1ミリリットル当たり1013を大きく超え る濃度でアフィニティーマトリックスに載せることができるので、多数のファー ジを一度にスクリーニングすることができる。第2に、各感染性ファージがその 表面に遺伝子産物をディスプレーするので、もし特定のファージがアフィニティ ーからむから低収率で回収されたならば、そのファージを別ラウンドの感染によ り増幅することができる。殆ど同じである大腸菌の繊維状ファージM13、fd 及びflの群が最もしばしばファージディスプレーライブラリーに用いられる。 フアージg3.又はg8.コート蛋白質の各々を用いて融合蛋白質を、最終的なウイ ルス粒子のパッケージングを破壊することなく生成することができる。外来エピ トープをp3.のNH2末端に発現させることができ、かかるエピトープを有する ファージをこのエピトープを欠く大過剰のファージから回収することができる( Ladner等、PCT公開WO90/02909;Garrard等、PCT公開WO92 /09690;Marks等(1992)J.Biol.Chem.267:16007-16010;Griffiths等 (1993)EMBO J 12:725-734;Clackson等(1991)Nature 352:624-628;及びBarbas等( 1992)PNAS 89:4457-4461)。 共通のアプローチは、大腸菌のマルトースレセプター(外膜蛋白質LamB) をペプチド融合パートナーとして利用する(Charbit等(1986)EMBO 5,3029-3037 )。オリゴヌクレオチドをLamB遺伝子をコードするプラスミッドに挿入して 、その蛋白質の細胞外ループの一つに融合されたペプチドを生成した。これらの ペプチドは、リガンド例えば抗体に結合するのに利用することができ、それらの 細胞を動物に投与した場合には免疫応答を誘出することができる。他の細胞表面 蛋白質例えばOmpA(Schorr等(1991)Vaccines 91,387-392頁)、PhoE(A gterberg等(1990)Gene 88,37-45)及びPAL(Fuchs等(1991)Bio/Tech 9,1369- 1372)並びに大きい細菌表面構造は、ペプチドディスプレー用ビヒクルとして働 いてきた。ペプチドを重合して細菌間の遺伝情報交換のための導管である繊毛を 形成する蛋白質であるピリンに融合させることができる(Thiry等(1989)Appl. Environ.Microbiol.55,984-993)。他の細胞との相互作用におけるその役割の故 に、繊毛は、細胞外環境へのペプチドの提示に有用な支持を与える。ペプチドデ ィスプレーに用いられる他の大きい表面構造は、細菌起動器官である鞭毛である 。ペプチドのサブユニット蛋白質フラジェリンへの融合は、宿主細胞における多 くのペプチドコピーの密な整列を与える(Kuwajima等(1988)Bio/Tech.6,1080-10 83)。他の細菌種の表面蛋白質も又、ペプチド融合パートナーとして働いた。例 には、StaphylococcusのプロテインA及びNeisseriaの外膜プロテアーゼIgA が含まれる(Hansson等(1992)J.Bacteriol.174,4239-4245及びKlauser等(1990)E MBO J.9,1991-1999)。 上記の繊維状ファージシステム及びLamBシステムにおいて、ペプチドとそ のコードDNAとの間の物理的結合は、そのペプチドを表面に有する粒子(細胞 又はファージ)中のDNAの包含により生じる。ペプチドを捕らえることは、粒 子及びその中のDNAを捕らえる。別の計画は、DNA結合蛋白質LacIを用 いて、ペプチドとDNAの間の結合を形成する(Cull等(1992)PNAS USA 89:18 65-1869)。このシステムは、3’末端にオリゴヌクレオチドクローニング部位 を有するLacI遺伝子を含むプラスミッドを用いる。アラビノースによる 制御された誘導下で、LacI−ペプチド融合蛋白質が生成される。この融合物 は、LacOオペレーター(LacO)として知られる短いDNA配列に結合す るLacIの自然の能力を保持する。LacOの2コピーを発現プラスミッドに 設置することにより、LacI−ペプチド融合物は、それをコードしたプラスミ ッドにきつく結合する。各細胞中のこれらのプラスミッドは単一のオリゴヌクレ オチド配列のみを含み、各細胞は単一ペプチド配列のみを発現するので、これら のペプチドは、その合成を指示したDNA配列と特異的且つ安定に結合する。こ のライブラリーの細胞を穏やかに溶解させ、ペプチド−DNA複合体を、固定化 したレセプターのマトリックスにさらして、活性なペプチドを含む複合体を回収 する。結合したプラスミッドDNAを、次いで、増幅及びDNA配列決定のため に細胞に再導入してペプチドリガンドの正体を決定する。この方法の実際的有用 性を示すために、12量体ペプチドの大きいランダムライブラリーを作製して、 オピオイドペプチドダイノルフィンBに対して高めたモノクローナル抗体にて選 択した。ペプチドの一団が回収され、すべては、ダイノルフィンBの6残基部分 に対応するコンセンサス配列により関連した。(Cull等(1992)Proc.Natl.Acad .Sci.U.S.A.89-1869) この計画(しばしば、プラスミッド上のペプチドと呼ばれる)は、2つの重要 な点で、ファージディスプレー法と異なっている。第1に、ペプチドは、融合蛋 白質のC末端に付着され、遊離のカルボキシ末端を有するペプチドとしてライブ ラリーメンバーのディスプレーを生じる。繊維状ファージコート蛋白質pIII 及びpVIIIの両者を、それらのC末端によってファージに固定し、ゲストペ プチドは、外側に伸びるN末端ドメイン中に位置される。幾つかのデザインにお いて、ファージディスプレーされたペプチドは、融合蛋白質のアミノ末端に権利 を与えられる。(Cwirla等(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.87,6378-6382)第 2の差異は、ライブラリー中に現実に存在するペプチドの集団に影響する生物学 的偏向のセットである。LacI融合分子は、宿主細胞の細胞質中に閉じ込めら れる。ファージコート融合物は、移動中短時間細胞質にさらされるが、C末端疎 水性ドメインにより膜中に固定されたまま、膜内を通して迅速にペリプラスム区 画に分泌され、N末端は、ペプチドを含み(ペリプラスム中に 突き出している)、ファージ粒子中へのアセンブリを待つ。LacI及びファー ジライブラリー中のペプチドは、それらの種々の蛋白質分解活性への露出の結果 として有意に異なり得る。ファージコート蛋白質は、内膜を横切る輸送及びファ ージ中への取り込みの前奏曲としてのシグナルペプチダーゼによるプロセスを必 要とする。ある種のペプチドは、これらのプロセスに有害な影響を発揮し、ライ ブラリーにおいて十分表示されない(Gallop等(1994)J.Med.Chcm.37(9):1233-12 51)。これらの特定の偏向は、LacIディスプレーシステムでは、因子ではな い。 組換えランダムライブラリーで利用可能な小さいペプチドの数は、莫大である 。107〜109の独立のクローンのライブラリーが、常例的に調製される。 1011程の大きいライブラリーが造られているが、このサイズは、クローンライ ブラリーに関しての実際上の限界に近い。このライブラリーサイズの限界は、無 作為化されたセグメントを含むDNAを宿主の細菌細胞中にトランスフォームす るステップに生じる。この限界を回避するために、発生期のペプチドのポリソー ム複合体におけるディスプレーに基づくイン・ビトロシステムが、最近、開発さ れた。このディスプレーライブラリー法は、現在利用可能なファージ/ファージ ミド又はプラスミッドライブラリーより3〜6桁大規模のライブラリーを生成す る可能性を有している。更に、これらのライブラリーの構築、ペプチドの発現及 びスクリーニングは、完全に無細胞形式で行なわれる。 この方法の1つの適用において(Gallop等(1994)J.Med.Chem.37(9):1233-125 1)、1012の10量体ペプチドをコードする分子DNAライブラリーを構築し て、大腸菌S30イン・ビトロでカップルされた転写/翻訳システムにおいてそ のライブラリーを発現させた。リボソームがmRNA上に立往生するように条件 を選択して、かなりの割合のRNAのポリソーム中への集積を引き起こし、未だ 自分たちをコードするRNAと結合している発生期のポリペプチドを含む複合体 を産生した。これらのポリソームは、もっと伝統的な組換えペプチドのディスプ レーライブラリーをスクリーニングするのと殆ど同じ方法で固定化したレセプタ ーにてアフィニティー精製するのに十分に丈夫である。結合した複合体からのR NAを回収して、cDNAに変換し、PCRにより増幅して次のラウン ドの合成及びスクリーニング用のテンプレートを生成する。このポリソームディ スプレー法は、ファージディスプレーシステムと結合することができる。数ラウ ンドのスクリーニングの後に、ポリソームの富化プールからのcDNAをファー ジミドベクター中にクローン化した。このベタターは、コート蛋白質に融合した ペプチドをディスプレーするペプチド発現ベクターとして、及びペプチド同定の ためのDNA配列決定用ベクターとしての両者の働きをする。ポリソーム由来の ペプチドのファージ上での発現により、この形式のアフィニティー選択手順を継 続することができ、又は個々のクローン上のペプチドを、ファージELISAに おける結合活性につき若しくは完了ファージELISAにおける結合特異性につ いてアッセイすることができる(Barret等(1992)Anal.Biochem 204,357-364)。 活性なペプチドの配列を同定するために、ファージミド宿主により生成されたD NAを配列決定する。 第2のスクリーニング 上記の高スループットアッセイの後に、更に生物学的活性を同定するために、 例えば当業者がアゴニストをアンタゴニストから区別することを可能にする第2 のスクリーニングを行なうことができる。使用する第2のスクリーニングの型は 、試験する必要のある所望の活性に依る。例えば、関心のある蛋白質とその各リ ガンドとの間の相互作用を阻止する能力を用いて、上記の第1次スクリーニング の1つによって単離されたペプチド断片の一群からアンタゴニストを同定するこ とのできるアッセイを開発することができる。 それ故、フラグメント及びアナログを生成するための方法及びそれらを活性に ついて試験する方法は、当分野で公知である。一度関心のあるコア配列が同定さ れれば、アナログ及びフラグメントを得ることは、当業者には、常例的なことで ある。 ペプチド模倣物 この発明は又、FGF−2ポリペプチドの蛋白質結合ドメインの還元を与えて 模倣物、例えばペプチド剤又は非ペプチド剤を生成する。これらのペプチド模倣 物は、例えば天然の対のリガンド例えばFGFR−1に結合するFGF−2ポリ ペプチドの場合、FGF−2のその対のリガンドへの結合を破壊することができ る。(この発明は又、FGFR−1のFGF−2への結合をブロックするFGF R−1の模倣物も包含する。)FGFR−1ポリペプチドの分子認識に関与する 主題のFGF−2ポリペプチドの決定的に重要な残基を決定して、FGF−2と FGFR−1ポリペプチドとの結合を競争的に又は非競争的に阻害するFGF− 2由来のペプチド模倣物を生成するために利用することができる。(例えば、「 Peptide inhibitors of human papillomavirus protein binding to retinoblas toma geneprotein」欧州特許出願EP−412,762A及びEP−B31,0 80A」を参照されたい。)例えば、スキャニング突然変異誘発を利用して、F GFR−1ポリペプチドへの結合に関与する特定のFGF−2ポリペプチドのア ミノ酸残基をマップすることができ、FGFR−1ポリペプチドへの結合におい てそれらの残基を真似し、それ故、FGFR−1ポリペプチドへのFGF−2ポ リペプチドの結合を阻止することができ、それによりFGF−2又はFGFR− 1の機能を邪魔することのできるペプチド模倣化合物(例えば、ジアゼピン又は イソキノリン誘導体)を生成することができる。決定的に重要な残基の加水分解 不能なペプチドアナログを、ベンゾジアゼピン(例えば、Freidinger等、Peptid es:Chemistry and Biology,G.R.Marshall編、ESCOM出版:Leiden,オランダ、1988参 照)、アゼピン(例えば、Huffman等、Peptides:Chemistry and Biology,G.R.M arshall編、ESCOM出版:Leiden,オランダ、1988参照)、置換されたガンマーラクタ ム環(Garvey等、Pcptides:Chemistry and Biology,G.R.Marshall編、ESCOM出 版:Leiden,オランダ、1988)、ケト−メチレン擬ペプチド(Ewenson等(1986)J Med Chem 29:295;及びEwenson等、Peptidcs:Structure and Function(Proceedings of the 9th American Peptide Symposium)Pierce Chemical Co.Rockland,イリノイ 、1985)、β−ターンジペプチドコア(Nagai等(1985)Tetrahedron Lett 26:647 ;及びSato等(1986)J Chem Soc Perkin Trans 1:1231)、及びβ−アミノアル コール(Gordon等(1985)Biochem Biophys Res Commun 126:419;及びDann等(198 6)Biochem Biophys Res Commun 134:71)を用いて生成することができる。薬物スクリーニングアッセイ 上皮−真皮相互作用をFGF−2の活性を調節する(例えば、促進し又は阻害 する)ことにより調節することができるという発見により、本発明は、FGF− 2ポリペプチド(この場合)の正常な細胞での機能、又は上皮−真皮相互作用に おけるそれらの役割のアゴニスト又はアンタゴニストの何れかである薬物をスク リーニングするのに用いることのできるアッセイを提供する。一具体例において 、このアッセイは、FGF−2ポリペプチドと天然のリガンド(例えば、FGF R−1)との間の結合を調節する化合物の能力を評価する。アッセイ方式の変型 は、十分なものであり、本発明に照らして、当業者により理解されるであろう。 化合物及び天然抽出物のライブラリーを試験する多くの薬物スクリーニングプ ログラムの内で、所定期間内に調べられる化合物の数を最大にするためには、高 スループットアッセイが望ましい。無細胞系(精製された又は部分精製された蛋 白質に由来し得る)で実施されるアッセイは、しばしば、「一次スクリーニング 」として好適である(それらは、試験化合物により媒介される分子標的の変化の 迅速な展開及び比較的容易な検出を与えるように生成され得る)。更に、試験化 合物の細胞毒性及び/又は生物学的利用能の影響は、一般に、このイン・ビトロ システムでは無視することができ、それどころか、このアッセイは、主として分 子標的に対する薬物の効果に集中している(それは、他の蛋白質との結合親和性 における変化又はこの分子標的の酵素的特性の変化において明白であり得る)。FGF−2のペプチドアナログ FGF−2ポリペプチドのペプチドアナログは、好ましくは、150、130 、110、90、70アミノ酸長未満であり、好ましくは、50アミノ酸長未満 であり、最も好ましくは30、20又は10アミノ酸長未満である。好適具体例 において、FGF−2ポリペプチドのペプチドアナログは、少なくとも約10、 20、30、50又は100アミノ酸長である。 FGF−2ポリペプチドのペプチドアナログは、好ましくは、天然のFGF− 2ポリペプチドと、少なくとも約50%、60%、80%、85%、90%、9 5%又は99%の相同性又は配列類似性を有する。 FGF−2ポリペプチドのペプチドアナログは、天然のFGF−2ポリペプチ ドと、少なくとも1、2、5、10又は20アミノ酸残基だけ異なり;しかしな がら、好ましくは、それらは、15、10又は5未満のアミノ酸残基において、 天然のFGF−2ポリペプチドと異なる。 FGF−2ポリペプチドの有用なアナログは、アゴニスト又はアンタゴニスト であってよい。FGF−2ポリペプチドのアンタゴニストは、レセプター例えば FGFR−1レセプターに結合するが、ある種の更なる生物学的活性例えばシグ ナル変換を欠く分子であってよい。アンタゴニストは、上皮−真皮相互作用を、 又は上皮−真皮相互作用から生じる過程若しくは生成物例えば原基形成、真皮凝 縮形成、FGFR−1誘導、又は皮膚付属物(例えば、毛髪、うろこ又は羽)の 発生を阻害することができる。アゴニストは、上皮−真皮相互作用を、又は上皮 −真皮相互作用から生じる過程若しくは生成物例えば原基形成、真皮凝縮形成、 FGFR−1誘導、又は皮膚付属物(例えば、毛髪、うろこ又は羽)の発生を促 進することのできる誘導体である。 多くのFGF−2のアナログが、当分野では知られている。この一連の知識は 、当業者に、新たなFGF−2のアナログを作るためのガイダンスを提供する。 位置指定突然変異誘発を用いて、ヒト繊維芽細胞成長因子2(FGF−2)の 成熟蛋白質のアミノ酸残基26、70、88及び93にある4つのシステインの 各々を、個々に、セリンに変化させた(Seno等「Stabilizing Basic Fibroblast Growth Factor Using Protein Engineering」、Biochemical and Biophvsical R esearch Communications,(1988),Vol.151(2):701-708)。FGF−2蛋白質の 70又は88位のシステイン残基をセリンに置き換えたときに、生物学的活性及 びヘパリン結合能力は、保持された。この発見は、これらの位置のシステインが 生物学的活性の発現に必須ではないことを示している。これらの位置、特に88 位における置換は、ヘパリンアフィニティーカラムから溶出されるFGF−2の 幾つかのピークとして認識される不均質性を過酸化水素による酸化の後において さえも減じ、これは、これらの位置のシステインが分子の表面に露出されていて 不均質なコンホメーションを誘導するジスルフィド結合を形成するということを 示唆している。更に、酸性条件下では、これらの改変されたFGF−2は、それ らの活性の保持において一層安定であることが示されている。 ヒト繊維芽細胞成長因子2(FGF−2)の構造アナログが、合成FGF−2 遺伝子の位置指定突然変異誘発により調製されて、3つの推定上のヘパリン結合 ドメインのアミノ酸置換のFGFの生物学的活性に対する効果が調べられた。 Heath等(1991)Biochemistry 30:5608-5615は、幾つかのかかるアナログを開示し ている。大腸菌における発現後に、変異蛋白質をヘパリンセファロースクロマト グラフィーを用いて精製して均質にし、ヒトの包皮の繊維芽細胞においてDNA 合成を刺激するそれらの能力について分析した。組換えヒトFGF−21−14 6及び[Ala69、Ser87]FGF−2は、4つのシステインの内の2つがア ラニン及びセリンにより置換されたアナログであり、標準ウシFGF−2と等し い効力を有していた。第一のヘパリン結合ドメイン中のアスパラギン酸−19の アルギニンによる置換は、FGF−2と比較して一層高い繊維芽細胞における全 体的有糸分裂誘発性応答を刺激する分子を生成した。更に、第2のドメイン中の アルギニン−107又は第3のドメイン中のグルタミン−123のグルタミン酸 での置換は、FGF−2より2倍及び4倍強力な化合物を生じた。対照的に、ア ルギニン−107のイソロイシンでの置換は、この分子の活性を100倍減じた 。[Glu107.123]FGF−2及び[Arg19、Lys123.126]FGF−2変 異体を生成するドメイン置換の組合せは、生物学的活性に対する何らの追加の変 異も示さなかった。これらのアナログの生物学的活性の変化は、改変の部位と種 類の両方に依存した。第一のドメインにおける増加した正電荷及び、第2及び第 3のドメインにおける増加した負電荷は、生物学的潜在力を増大した。これらの 誘導体の変化した活性は、部分的に、ヘパリンに対するアナログの親和性の変化 のためのようである。推定上のヘパリン結合ドメインの3つすべての変化は、F GF−2の変化した有糸分裂誘発活性及びヘパリン相互作用を生じることが結論 された。 Springer等(1994)The Journal of Biological Chemistry 269:26879-26884 は、FGF−2の蛋白質構造に基づく位置指定突然変異誘発を利用して、シグナ ル変換を協力して開始するように作用するFGF−2上の2つのFGFR結合部 位を同定した。両FGFR結合面は、ヘパリン硫酸プロテオグリカン結合ドメイ ンとは別物である。主要な高親和性の結合相互作用には、溶媒 に露出された疎水性アミノ酸(Tyr−24、Tyr−103、Leu−140 及びMet−142)のクラスター及び2つの極性残基(Arg−44及びAs n−101)が含まれる。これらの疎水性接触は、主要結合相互作用を支配し、 結合親和性の約75%を与える。FGF−2上の第二のFGFR結合部位は、約 250倍低い親和性を有し、I型βターン(以前は、推定上のレセプター結合ル ープとして知られていた)に露出された表面のアミノ酸Lys−100、Tyr −111及びTrp−114よりなる。 Zhu等(1995)The Journal of Biological Chemistry 37:21869-21874は、FG F−2のペプチドマッピング及び三次元構造の分子動力学的計算に基づいて、位 置指定突然変異誘発を用いて、FGF−2の107、109〜114及び96位 の残基を変えることのレセプター結合親和性に対する効果を調べた。すべての突 然変異タンパク質を大腸菌中でクローン化して発現させ、ヘパリン−セファロー スカラムを用いて均質になるまで精製し、レセプター結合親和性を評価した。1 07及び109〜114位の残基のアラニン又はフェニルアラニンでの置換は、 野生型FGF−2と比べて殆どレセプター結合親和性に影響を有しないことが見 出されたが、これは、FGF−2の残基109〜114は低い親和性結合部位を 含むという以前の証拠と一致する。請け負いで、Glu−96のアラニンでの置 換は、野生型FGF−2の親和性の約0.1%を有する分子を生じた。対応する リジン及びグルタメート変異タンパク質の親和性は、それぞれ、0.3及び10 %であった。これらの発見は、FGF−2上の残基106〜115がFGF−2 上の低親和性結合部位を表すという見解と一致する。更に、Glu−96は、繊 維芽細胞成長因子レセプター−1への結合に関して重要な残基として同定された 。 従って、成熟FGF−2の残基26、70、88及び93のシステインは、不 均質コンホメーションを誘導するジスルフィド結合の形成において役割を演じる と要約することができる。残基Asp−19、Arg−107及びGlu−12 3は、ヘパリン結合において役割を演じるようであるが、残基Tyr−24、T yr−103、Leu−140、Met−142、Arg−44及びAsn−1 01は、レセプター結合において役割を演じる。107及び109〜114位の 残基は、FGF−2のレセプター結合親和性に対して殆ど影響を有し ないようであるが、Glu−96はFGFR−1への結合に関して重要な残基で ある。同等物 当業者は、ここに記載の特定の手順に対する多くの同等物を認識し又は、日常 的実験を用いて確かめることができる。かかる同等物は、この発明の範囲内にあ り、後記の請求の範囲によりカバーされる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                        Regulation of epithelial-mesenchymal interaction                                Background of the Invention   Epithelial-mesenchymal interactions are described in Skin appendages (Sengel, P. Morphogenesis of Skin. Cambridge University Press, Cambridge, UK (1976)) (feathers, scales and Hair), extremities (Fallon, J.F. Lopez, A. Ross, M.A., Savage, M.P., Olwin, B.O. And Simandl, B.K., Science 264: 104-107 (1994), 8, 9), teeth (Vainio, S. Karavanova) , I., Jowett, A. and Thesleff, I., Cell 75: 45-58 (1993)), kidney (Patterson, L. T. and Dressler, G.R., Curr. Opin. in Gen. and Dev. 4: 696-702 (1994)), lungs ( Peters, K., Werner, S.,Liao X., Wert, S., Whitsett, J. and Williams, L. EMBO J . 13: 3296-3201 (1994)) and the mammary gland (Cuhna, G.R., Cancer 74: 1030-1044 (1994)) Plays an essential role in morphogenesis. Feather or scale formation of chicken embryo skin In the area, the epithelial primordia is a prediction of the initial morphogenesis of the site of appendage formation ( Sengel, P .; Morphogenesis of Skin. Cambridge University Press, Cambr, UK idge in (1976)). Atypical and metachronous recombination of the ectoderm and mesoderm components of the skin Figure 4 shows that primordium formation is determined by mesodermal signals. Skin signals Also determine whether scale or wings will occur, and if wings occur, Determine the exact hexagonal pattern arrangement. These primordia are furthermore directly The signal gives rise to the formation of dermal condensation below (Sengel, P. Morphogenesis of Skin. Cambridge University Press, Cambridge, UK ( 1976)). In the wing formation area, the cells of skin condensation formation and the epithelial primordia of individual wing buds Continuous interaction between things, initially radially symmetric and then growing backwards Causes bud growth. The direction of wing development is determined by the ectoderm (Novel , G.J., Emryol. Exp. Morph. 30: 605-633 (1973)). Much research has been done on cell adhesion molecules Suggests that extracellular matrix molecules and transcription factors may be involved in skin morphogenesis (Chuong, C-M., BioEssays 15: 513-552 (1993), Noven, A., Jiang, T-X, Ting -Bcrreth, S.A. and Chuong, C-M., J. Invest. Derm. 104: 711-719 (1995)). However Naga To date, no particular molecular mechanism has been identified to date.                                Summary of the Invention   In general, the present invention relates to a method of modulating epithelial-dermal interaction, or epithelial-dermal phase. It is characterized by processes or products resulting from the interaction. Such interactions include, for example, Primordium formation, dermal condensation formation, FGFR-1 induction, or skin appendages such as hair, Includes scale or feather development. The method is: one or both of the dermis and epidermis Modulating (eg, promoting or inhibiting) FGF-2 activity in .   In a preferred embodiment, FGF-2 activity is enhanced. FGF-2 activity is an example For example, exogenous FGF-2 or a fragment thereof, or a peptide or non-peptide It can be facilitated by administration of nalog. FGF-2 activity also indicates that FGF-2 By administering a nucleic acid encoding a fragment thereof, or a peptide analog thereof, Alternatively, it can be promoted by promoting endogenous FGF-2 activity.   In a preferred embodiment, FGF-2 activity is inhibited. FGF-2 activity is an example For example, an FGF-2 binding molecule such as an anti-FGF-2 antibody or its FGF-2 binding block By administration of a fragment, or an FGF-2 binding fragment of the FGF-2 receptor; Compounds that competitively or non-competitively inhibit the binding of FGF that binds to a sceptor but lacks biological activity (eg, signal transduction activity) -2 fragment, which binds to a receptor but has a biological activity (eg, signal transduction activity) ) Lacking a peptide or non-peptide analog or small molecule mimetic of FGF-2 Encoding an antisense molecule that inhibits FGF-2 expression Can be inhibited.   In a preferred embodiment, the method is performed in vivo and the patient is a vertebrate animal. Birds, or mammals, such as rodents, such as mice or rats, or primates For example, a non-human primate or a human. In a preferred embodiment: the patient is a bird, Other than rodents such as mice or rats, or non-human primates.   In a preferred embodiment, the method is performed in vivo and: Wild-type for one or more loci that regulate the development of the genus Is wild-type for the scale-deficient locus; the patient controls the development of skin appendages. Heterozygous, hemizygous, or mutation at one or more loci Homozygous, for example, the patient has one or more mutated pairs of scale-deficient loci. Have progeny; patients may be placed at one or more loci that regulate the development of skin appendages Transgenic that is heterozygous, hemizygous or homozygous for the mutation For example, the patient has one or more mutated pairs of scale-deficient loci. It has a progeny.   In a preferred embodiment, the method is performed in vitro, for example, in tissue or cell metabolism. It is performed on cultured cells.   In a preferred embodiment, a compound that modulates FGF-2 activity is added at least once. Preferably at least 2, 4 or 10 doses are given. Duration of administration is 2, 4, 10 or May be longer than 30 days and less than 1 year.   In preferred embodiments, modulates FGF-2 activity in the dermis (eg, increases Or decrease).   In a preferred embodiment, one or both of the dermis or epidermis is the fetal dermis or epithelium. Yes; adult dermis or epithelium.   In another aspect, the invention provides for the generation of skin appendages such as hair, scales or feathers. It features a method of adjusting. The method is: one or both of the dermis or epidermis Modulating (eg, promoting or inhibiting) FGF-2 activity.   In a preferred embodiment, FGF-2 activity is enhanced. FGF-2 activity, for example, For example, exogenous FGF-2 or a fragment thereof, or a peptide or non-peptide thereof. It can be facilitated by administering a peptidic analog. FGF-2 activity It also encodes FGF-2 or a fragment thereof, or a peptide analog thereof. Is also enhanced by the administration of nucleic acids or by enhancing endogenous FGF-2 activity. Can be   In a preferred embodiment, it inhibits FGF-2 activity. FGF-2 activity is, for example, , FGF-2 binding molecules such as anti-FGF-2 antibodies or FGF-2 binding thereof Administration of an FGF-2 binding fragment of the FGF-2 receptor; Compounds that competitively or non-competitively inhibit binding to its receptor, such as Binds to a puter but lacks biological activity (eg, signal transduction activity) FGF-2 fragments that bind to receptors but have biological activity (eg, signal alterations) Or non-peptidic analogs of FGF-2 lacking Administration of a mimetic; a nucleic acid encoding an antisense molecule that inhibits FGF-2 expression Can be inhibited.   In a preferred embodiment, the method is performed in vivo and the patient is a vertebrate For example, birds, or mammals, such as rodents, such as mice or rats, or primates Or non-human primates or humans. In a preferred embodiment, the patient is a bird, Any other than a rodent, such as a mouse or rat, or a non-human primate.   In a preferred embodiment, the method is performed in vivo and: Wild-type for one or more loci that regulate the development of the genus Is wild-type for the scale-deficient locus; the patient controls the development of skin appendages. Heterozygous, hemizygous, or mutation at one or more loci Homozygous, for example, the patient has one or more mutated pairs of scale-deficient loci. Have progeny; patients may be placed at one or more loci that regulate the development of skin appendages Transgenic that is heterozygous, hemizygous or homozygous for the mutation For example, the patient has one or more mutated pairs of scale-deficient loci. It has a progeny.   In a preferred embodiment, the method is performed in vitro, for example, on a tissue or cell. For example, it is performed on cultured cells.   In a preferred embodiment, the compound that modulates FGF-2 activity is at least once Preferably, it is administered at least 2, 4 or 10 times. The administration period is 2, 4, 10 or May be longer than 30 days and less than 1 year.   In a preferred embodiment, FGF-2 activity is modulated in the dermis (eg, Increase or decrease).   In a preferred embodiment, one or both of the dermis or epidermis is the fetal dermis or epidermis. Yes; adult dermis or epidermis.   In another aspect, the invention relates to a skin accessory in tissue or a patient, such as hair, It features a method of promoting the development of scales or wings, the method comprising providing a therapeutically effective amount outside the range. Including administering the causative FGF-2 or a fragment thereof to a tissue or patient.   In a preferred embodiment, the patient is a vertebrate, such as a bird, or a mammal, such as a rodent Species such as mice or rats, or primates such as non-human primates or humans is there. In a preferred embodiment, the patient is a bird, rodent, such as a mouse or rat. Or a non-human primate.   In a preferred embodiment, the exogenous FGF-2 or a fragment thereof is directly, preferably To the patient, e.g., locally, by injection or local administration to a given site, or systemically For example, it is given by parenteral or oral administration.   In another aspect, the invention relates to the ability to bind an FGF-2 polypeptide; Modulates FGF-2 / FGFR-1 interaction or modulates FGF-2 activity And a method for evaluating a compound for its ability to This compound, for example, Ripeptides or non-peptidic compounds, such as natural ligands of FGF-2 polypeptides E.g., a fragment of an FGFR-1 polypeptide, e.g., an FGFR-1 polypeptide. May be. The method comprises contacting the compound with an FGF-2 polypeptide; Interacting with FGF-2 and FGF-2 polypeptides, eg, binding or forming a complex The ability of the compound to inhibit the FGF-2 / FGFR-1 interaction Including evaluating. This method may be used in vitro, for example, in a cell-free system, or in vitro. Performed in vivo, for example, in a two-hybrid interaction trap assay. Can be. Using this method, FGF-2 agonists or antagonists Certain compounds, such as fragments or analogs of FGFR-1, can be identified. This The method further comprises applying the evaluated compound to an animal, tissue or cell and treating its epithelium- Effects on dermal interaction or processes or processes resulting from epithelial-dermal interaction Adults such as primordium formation, dermal condensation formation, FGFR-1 induction or skin appendages (eg, For example, further evaluating the occurrence of hair, scales or feathers). .   In another aspect, the present invention relates to a method for preparing a first compound, such as an FGF-2 polypeptide. A second compound such as a second polypeptide or a non-peptide compound such as FGF-2 Binds a natural ligand of the polypeptide, eg, FGFR-1 or a fragment thereof It features a method of evaluating ability. This method involves converting a first compound into a second compound. Contacting with the compound: and the ability of the first compound to form a complex with the second compound Including evaluating power. This method can be used in vitro, for example in cell-free systems, or Is performed in vivo, eg, in a two-hybrid interaction trap assay be able to. Using this method, an agonist or antagonist of FGF-2 For example, a fragment or analog of GFG-2 can be identified. This Using the method described above, a compound that is an agonist or antagonist of FGF-2 For example, a fragment or analog of FGFR-1 can be identified. This method is The evaluated compound is applied to an animal, tissue, or cell to allow its epithelium-dermis interaction. Effects on action, or processes or products arising from epithelial-dermal interaction Primordium formation, dermal condensation formation, FGFR-1 induction or skin appendages (eg, hair, A further step of assessing the occurrence of scales or wings can be included.   In yet another aspect, the invention relates to a method for synthesizing a compound, for example, with a second polypeptide. Ability to modulate the interaction, eg, a second polypeptide of FGF-2, eg, polypeptide A peptide, such as a natural ligand of an FGF-2 polypeptide, such as FGFR-1 or It features a method of evaluating its ability to inhibit interaction with the fragment. this The method comprises the steps of (i) a second polypeptide (preferably a purified sample), FGF-2 Peptides (preferably purified preparations) and compounds, for example, in the absence of the compound Interacts with an FGF-2 polypeptide such as a second polypeptide (eg, Combining under conditions capable of combining or forming a complex); and (ii) ) Its interaction, including, for example, the second polypeptide and the FGF-2 polypeptide. Detecting the formation (or dissociation) of the complex. In the presence of the compound Changes in complex formation (compared to those seen in the absence of the compound) (eg, , Decrease or increase) is the interaction between the second polypeptide and the FGF-2 polypeptide. (Eg, inhibition or promotion). In a preferred embodiment, the second polypeptide The peptide and FGF-2 polypeptide are combined in a cell-free system and contacted with the compound. Selecting a cell-free system from the group consisting of a cell lysate and a reconstituted protein mixture; FG The F-2 polypeptide and the second polypeptide are co-expressed in one cell and Of cells with this compound, for example, in an interaction trap assay (eg, two hybrid Contact). Using this method, an agonist of FGF-2 or Identify compounds that are antagonists, such as fragments or analogs of FGFR-1 Can be The method further comprises the step of translating the evaluated compound into an animal, tissue or cell. To the epidermis-dermis interaction and the processes resulting from the epidermis-dermis interaction or Products such as primordium formation, dermal condensation formation, FGFR-1 induction or skin appendages ( Further estimating its effect on the development of eg hair, scales or feathers) Can be included.   The molecule has the properties of FGF-2 if it has at least one of the following properties: Has biological activity: (1) It is a sc / sc chicken as described herein When applied to tissue, results from epithelial-dermal or epithelial-dermal interaction Process or product such as primordium formation, dermal aggregation formation, FGFR-1 induction or Induces the development of skin appendages (eg, hair, scales or feathers); It is mitogenic; (3) it binds to the FGFR-1 receptor; ( 4) It is an antagonist or agonist of at least one of the above properties You.   The practice of the present invention will be, unless otherwise indicated, cell biology, cell culture, molecular biology, Conventional techniques of transgenic biology, microbiology, recombinant DNA and immunology (this These are within the skill of the art). Such techniques are described in the literature. You. For example, Molecular Cloining A Laboratory Manual, 2nd edition (Sambrook, Fr. edited by itsch and Maniatis) (Cold Spring Harbor Laboratory Press: 1989); DNA Clon ing, Vol. I and II (D.N. Glover ed., 1985); Oligonucleotide Synthesis (M.J.Gai t ed., 1984); Mullis et al., US Pat. No. 4,683,195; Nucleic acid Hybrid (B.D.Hames and S.J.Higgins eds., 1984); Transcription And Translation ( B.D.Hames and S.J. Higgins eds., 1984); Culture Of Animal Cells (R.I. Freshney Alan R .; Liss, Inc., 1987); Immobilized Cells And Enzymes (IRL Press, 198). 6); Perbal, A Practical Guide To Molecular Cloning (1984); Dissertation, Methods  In Enzymology (Academic Press, Inc., New York); Gene Transfer Vectors For M ammalian Cells (edited by J.H. Miller and M.P. Calos, 1987, Cold Spring Harbor Lab) oratory); Methods In Enzymology, Vol. 154 and 155 (Wu et al.), Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology (edited by Mayer and Walker, Academic Press, London, 1987); Handbook Of Experimental Immunology, Vol.I-IV (D.M.Weir and And C.C. Blackwell, 1986); Manipulating the Embryo, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York , 1986).   Other features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description, and from the claims. Let's be.                                Detailed descriptionFGF-2 and morphogenesis   Epithelial appendages such as the development of wings, scales and hair, the ectoderm and mesoderm of eradicated skin (Scngel, P. Morphogencsis of Skin. Cambr idge University Press, Cambridge, UK (1976)). At the morphological level, these phases Interaction occurs first in the appearance of ectodermal primordia, and then in the form of dermal condensation directly beneath the primordia. Is reflected by Wings and absence of scales in scale-deficient (sc / sc) mutations (Abbott, U.K., and Asmundson, V.S., J. Hered. 18: 63-67 (1957)) (Goetinck, P.F. and Abbott, U.K., J. Exp.Zool. 154: 7-19 (1963), Se ngel, P. and Abbott, U.K., J. Hered. 54: 254-262 (1963), Song, H.-K. and Sawyc r, R.H., Dev. Dyn. In Press (1995)) and such embryos have ectodermal areas on their skin. Groups cannot occur (Goetinck, P.F. and Sekellick, M.J., Dev. Biol. 28: 636-648). (1972)). FGF- in epithelial-mesenchymal signaling at the onset of wing development The role of 2 was investigated. Here, the genes encoding FGF-2 and FGFR-1 in normal embryo skin were We report spatially and temporally restricted patterns of offspring transcription. FGF-2 expression Is restricted to epithelial primordium, whereas FGFR-1 expression is restricted to dermal condensation You. Transcription of these genes could not be detected in sc / sc skin. Treatment of sc / sc skin with FGF-2 caused feather formation at the site of application of this growth factor. Occurs. In addition, FGFR-1 transcripts showed that feathers induced in the treated mutant skin Evidence in mesoderm. Thus, FGF-2 is the epithelium that occurs during wing development. It was identified as an early ectoderm signal in mesenchymal interactions. This growth factor The observation that rescue of the mutant phenotype of sc / sc embryos lacking epithelial primordia was confirmed by FGF- 2 is or is a signal that mutant ectoderm cannot be produced Suggests that it is in the flow.Transcription of FGF-2   To examine the role of FGF-2 in wing development, we examined the transcription of the FGF-2 gene. Spatial and temporal patterns (Zuniga, A. Mejia, B., Meijers, C. and Zeller, R. et al. Dev. Biol. 157: 110-118 (1993)). Examined by the Stage 33 of a normal embryo (Hamburger, V. and Hamilton, H .; L., J. Morphol. 88: 49-92 (1951)) In the skin of (E8), FGF-2 transcription is Was detected in all the wing primordia. Hexahara dyeing is hexagonal Appears in a perfect circular arrangement in the pattern. In the spinal cord region, FGF-2m RNA could be detected at the very end of the zone in Hanehara, where The formation of epithelial primordia precedes the formation of dermal condensation (Sengel, P. Morphogenesis of  Skin. Cambridge University Press, Cambridge, UK (1976)). Stained embryo Cross-sections show that FGF-2 mRNA expression is restricted to epithelial primordia of wing primordia . Thus, FGF-2 expression is spatially restricted to epithelial primordia and temporally true. Precedes the formation of skin condensation. In more developed feather buds, FGF-2 mRNA is It was found at the end of growing buds. The full length of a feather bud as it grows into a barb , Express FGF-2. At the base of the barb, FGF-2 mRNA Could not be detected. At all stages examined, FGF-2 It was not present in the area between the buds or wings.   Transcription of FGF-2 occurs in the skin of sc / sc embryos at a comparable stage of development Could not be detected. In rare cases, sc / sc embryos may develop wings slightly. Determine if FGF-2 is expressed in these exceptional wings This means that the hybridization signal can be found in the highly colored mutant feathers. It was difficult because it could not be visualized.   All mount-in-situ hybridizations are essentially Riddle, R . D., Johnson, R.L., Laufer, E. And Tabin, C., Cell 75: 1401-1416 (1993) Performed as described in. The FGF-2 RNA probe was replaced with alt-FGF-2. (Zuniga, A. Mejia, B., Meijers, C. and Zeller, R. Dev. Biol. 157: 110-118 (1993).Ectodermal signaling involves FGF-2   FGF-2 transcripts are restricted to the ectoderm primordium of normal wing primordium, and their structure is Incomplete signaling in the ectoderm of mutants is absent in / skin skin It has been hypothesized to include FGF-2. To test this hypothesis, FGF-2 was applied to skin obtained from the dorsal area of 8 day old sc / sc embryos. FGF -2 supported heparin beads on skin supported by Millipore filter chamber And cultured on chorioallantoic membrane of 10-day-old chick embryos for 3 or 5 days.   After 3 days of culture, feather buds are clearly visible on the mutant skin to which the beads are attached. Call In many cases, feather buds all developed around the beads. Table 1 4 shows the correlation between bead attachment sites and induction of feather buds. The center of these skins 83% of the feather buds found correlated with the presence of beads. On the side of the explant The correlation between bead placement and feather development was 95%. Differences between parts Is the chance of few feathers along the center of the dorsal feather in full sc / sc skin Can reflect the occurrence. Such simulated wings develop on the side of the dorsal area of the sc / sc skin. Nevertheless, it was never allowed in vivo. Soak in PBS used as control The beads did not stimulate any wing development in sc / sc skin. Feather arrangement No hexagonal pattern in the position was observed. Most wing primaries are highly colored And they were variable in size and shape.                                   Table 1 Spatial correlation between wing formation site and arrangement of FGF-2 beads -A total of 7 skins were examined after 3 days of culture on chorioallantoic membrane.   A cross-sectional view of the wings on the skin cultured for 5 days shows a normally placed barnacle ridge and Shows winglet cells, indicating that they are normally developed wings . The length of these wings is relatively uniform, but their size and shape are irregular Can be Such irregularities are never observed in normal wings. this Most of these unusual feathers are a fusion of feather buds found close to each other on day three. Seems to arise from this. Fusion occurs such that the barb has a separate base or tip. Can get. Subsequent fusion of the molds can result in fork-like structures. Another type of abnormal barb is 2 Includes a central fusion and separate base and tip of one barb. One of these fused feathers Two cross-section observations show that the fused wings are outlined by a single sheath but the diaphragm is This shows that the internal structure is divided into two separate groups. Serial sections Indicated the presence of separated vesicles. Therefore, it is expressed in the epithelial primordia of the wing primordia of normal embryos. FGF-2 induces wing growth in sc / sc skin lacking epithelial primordium be able to. Identification of FGF-2 as an ectodermal signal in wing development Similar to its role in limbs {FGF-2 and FGF-4 are involved in limb growth Can substitute for the ectoderm crest (Fallon, J.F. Lopez, M.A., Savage, M.P., Olwin , B.O. and Simandl, B.K., Science 264: 104-107 (1994), Niswander, L., Ticle, C ., Vogell, A., Booth, I. And Martin G.R., Cell 75: 579-587 (1993))}.   The wing orientations induced in these mutant skins were random. Therefore, positive Uniform anterior-posterior orientation in normal embryos is induced by FGF-2 in sc / sc skin Not seen on led wings. The direction of the anterior and posterior direction of the wing primordium is determined by the ectoderm (Novel, G.J., Emryol. Exp. Morph. 30: 605-633 (1973)) The inability of the sc / sc wings to turn backwards indicates that Enzyme mutant ectoderm defects can also result from.   These experiments were performed essentially as follows. Heparin beads (Bio-Rad, California , Hercules) in an FGF-2 solution (1 mg / ml PBS, bovine FGF base). Chic, Minnesota, Minneapolis, R & D Systems) for 2 hours and 3 times with PBS Washed and applied to the sc / sc skin surface. Culture of these skins on chorioallantoic membrane Performed as previously described (Noveen, A., Jiang, T-X, Ting-Berrcth, S.A. and Chu. ong, C-M., J. Invest. Derm. 104: 711-719 (1995)).Expression of FGFR-1   Pattern of transcription of FGFR-1 (Pasquale, E.G. and Singer, J.S. Proc. Natl. . Acad. Sci. USA 86: 5449-5454 (1989)) was also examined in developing skin. FGFR-1 transcripts can be detected in normal embryo feather primordia and developing feathers. I was able to. FGFR-1 expression was restricted to dermal aggregate formation in these wings. these Observations were made by other researchers (Nopji, S., Koyama E., Myokai, F., Nohno, T., Ohuc). hi, H., Nishikawa, K. and Taniguchi, S., Progress in Clin. and Biol. Rcs. 38 3B: 645-654 (1993)). In contrast, in sc / sc embryo skin, FGFR-1 mRNA could not be detected. FGF in sc / sc skin When wings are induced by -2, the FGFR-I transcripts are true of the developing wing. It can be detected in the skin. FGFR-1 gene is untouched This observation indicates that FGF-2 induction is not transcribed in natural sc / sc skin. Suggests that the response to FGFR-1 involves activation of the FGFR-1 gene in the dermis ing. Induction of the receptor by the ligand is triggered by the activin receptor cActR. IIB (Stern, C.D., Yu, R.T., Kakizuka, A., Kintner, C.R., Mathews, L.S., Vale, W.W., Evans, R.M. and Umesono, K. Dev. Biol. 172: 192-205 (1995)) and c ActR-IIa (Levin, M., Johnson, R.L., Stern, C.D., Kuehn, M. and Tabin, C. , Cell 82: 803-814 (1995)) also reported induction by the application of exogenous activin. It has been tell.   All mount-in-situ hybridizations are essentially performed by Riddle, R. D., Johnson, R.L., Laufer, E. and Tabin, C., Cell 75: 1401-1416 (1993) Went as it was. The probe for FGFR-1 was cloned into a chicken cDNA clone (P asquale, E.G. and Singer, J.S. Proc. Natl. Acad. Sci., USA 86: 5449-5454 (1989)) Led from. This RNA probe was used to bind the 5 'end of FGFR-1 and the first immunoglobulin. It was a 490 bp fragment encoding the Roblin-like domain.Induction of wings by FGF-2   Induction of wings by exogenous FGF-2 in sc / sc skin resulted in the development of mutant skin Depends on the raw stage. Feathers are found on sc / sc skin from 7 and 8 day old embryos Induced by FGF-2 but not in skin from 11-day-old embryos Was. These results indicate that the various stages of the sc / sc dermis were normal on day 11 outside the foot Tissue recombination experiments recombined with germ layers (Noveen, A., Jiang, T-X, Ting-Berreth, S .A. And Chuong, C-M., J. Invest. Derm. 104: 711-719 (1995)) Is similar to The wings are transformed when the foot ectoderm is recombined with the dorsal mesoderm. Occurs (Rawles, M.E., J.Embryol. Exp. Morph. 11: 765-789 (1963)). 8 days sc / The sc dermis may be associated with normal ectoderm in wing formation, but this ability Increase Is gradually lost from the growing mutant mesoderm (Noveen, A., Jiang, T-X, Ting-Berreth .S. A. and Chuong, C-M., J. Invcst. Derm. 104: 711-719 (1995). These results Mutant mesoderm responds to both FGF-2 signaling and cues from normal ectoderm Indicate that there are developmental windows that can be answered, Derived FGF-2 is an important signal in normal wing development, Is consistent with the suggestion that sc / sc mutants lacking ectoderm primordium are not present in skin I do.   Skin culture and preparation of beads were performed as described in the above examples.   In this study, we investigated the development of wing primordia in genetically normal and The role of FGF-2 in epithelial-mesenchymal signaling during initiation was examined. Wings Bile scales develop in embryos that are homozygous for the recessive scale deficiency. None (Abbott, U.K., and Asmundson, V.S., J. Hered. 18: 63-67 (1957)). these Embryonic skin does not develop ectodermal primordia (Goetinck, P.F. and Sekellick, M.J., Dev. Biol. 28: 636-648 (1972)). Thus, this scale-deficient mutation is associated with the ectoderm of the mutant skin. Affects the normal sequence of tissue interactions in such a way that it is disrupted. Either the early dermal signal cannot be received by the ectoderm or the ectoderm It's not clear if he can't respond. This mutant mesoderm is genetically normal What is involved in wing and scale development when recombined with ectoderm is well documented. (Goetinck, P.F. and Abbott, U.K., J. Exp. Zool. 154: 7-19 (1963), Scngcl, P. and Abbott, U.K., J. Hered. 54: 254: -262 (1963), Song, H.-K. and Sawyer, R.H. , Dcv. Dyn. InPress (1995)).FGF-2 signaling is sufficient to form dermal condensation; Is direct   In the development of genetically normal chicken embryo wing primordia, fibroblast growth factor ( FGF) -2 and fibroblast growth factor receptor (FGFR) -1 There are spatially and temporally restricted expression patterns of genes. FGF-2 expression While restricted to epithelial primordia, FGFR-1 expression, on the other hand, is restricted to dermal condensation. Transcription of these genes is homozygous (sc / sc) for recessive gene scale deficiency. Was not detectable in the skin of the mutant embryo. Such mutated embryos are No wings can develop as a result of leaf loss. FGF- of sc / sc skin 2 results in the formation of wings at the site of application of this growth factor and their induction The wings expressed express FGFR-1 in their dermal condensation. From these, The role of FGF-2 in epithelial wing primordia formation as an epithelial signal has been established. Observation that FGF-2 can rescue the mutated phenotype of sc / sc embryos Indicates that FGF-2 is a signal that sc / sc mutant ectoderm cannot produce Suggests that it is downstream. The data of this relief was FGF-2 signal Mean that dermal act directly on the mesoderm to form dermal condensation, or Mesoderm before the F-2 treatment directs the ectoderm to form a dermal condensate in the mesoderm Can be interpreted to mean initiating a series of interactions between Came.   The FGF-2 signal is sufficient to form dermal condensation in the underlying mesoderm To test the hypothesis that there is, the exposed mutant mesoderm was exposed to FGF-2. did. This mesoderm is associated with wing development when combined with genetically normal ectoderm Mutations that are competent and inexperienced in what they can The ectoderm was defective and thus was exposed to any ectodermal signals It is unlikely that it will. Place FGF-2 beads on exposed mutant mesoderm At that time, formation of dermal condensation was observed in the mesoderm. These condensations FGFR-, two molecular markers normally expressed by cells that make dermal condensation 1 and positive for BMP-2. Therefore, FGF-2 signaling is true Enough to form skin condensation, this signaling is straightforward.Formulations and methods for administration of FGF-2   FGF-2, an FGF-2 fragment or analog can be obtained by any suitable means. Or directly (eg, by injection or local administration to a tissue site, locally) or Can be given to the patient systemically (eg, parenterally or orally). This Parenteral administration, e.g., intravenously, subcutaneously, intramuscularly, or by aerosol administration When given by the compound of the invention, the compound of the invention is preferably Make up the part. This solution may be used in addition to delivering the desired compound of the invention to the patient. Make sure that this solution does not adversely affect the patient's electrolyte and volume balance. Is acceptable. Thus, an aqueous solution for this FGF-2 or fragment thereof The medium was normal saline (9.85% NaCl, 0.15 M), pH 7-7. . 4).   Solutions useful for parenteral administration include any of the methods well known in the pharmaceutical arts, for example,Remington's Pharmaceutical Science (Gennaro, A., ed.), Mack Pub., 1990 It can be prepared by the method described. The formulation is, for example, a polyalkylene Glycols such as polyethylene glycol, oils of vegetable origin, hydrogenated naphthalene, etc. Can be included. In particular, formulations for direct administration include glycerol and other Contains high viscosity components to help maintain compounds of this invention in desired locations be able to. Biocompatible, preferably bioresorbable polymers (eg, Alluronic acid, collagen, tricalcium phosphate, polybutyrate, Including tide and glycolide polymers, and lactide / glycolide copolymers) Are useful excipients for controlling the in vivo release of the compounds of this invention. Can get. Other potentially useful parenteral delivery systems for the compounds of this invention include: Ethylene vinyl acetate copolymer particles, osmotic pump, implantable leach cis And liposomes. Formulations for inhaled administration may include as excipients, e.g., Containing lactose or, for example, polyoxyethylene-9-lauryl ether, It may be an aqueous solution containing lycocholate and deoxycholate.   Formulations for topical administration to the skin surface will allow the compounds of this invention to be tolerated by the skin By dispersing in a carrier such as a lotion, cream, ointment or soap. Can be prepared. Cover skin to limit application and block movement Carriers capable of forming a film or layer are particularly useful.Generation of fragments and analogs   The inventors have found that epithelial-dermal interaction modulates the activity of FGF-2 (eg, (Promoting or inhibiting). Once this shows If so, one skilled in the art would be able to construct the FGF-2 structure, for example, to generate fragments or analogs. Alternatively, the newly created structure can be tested for activity. fragment Examples of prior art methods that enable the generation and testing of analogs and analogs are described below. Discuss. Using these or similar methods, FGF-2 binding to FGFR-1 Polypeptide fragments and analogs can be made and screened. Similarly, FGF-2 binding to FGF-2 polypeptides using these methods Generating fragments and analogs of polypeptide ligands such as FGFR-1 it can.   Fragment generation   Protein fragments can be obtained in several ways, for example, by recombination, by enzymatic digestion, Alternatively, it can be produced by chemical synthesis. Internal or terminal fragments of the polypeptide At one or both ends (in the case of a terminal fragment) of the nucleic acid encoding the polypeptide. (In the case of partial fragments) by removing one or more nucleotides from Can be. Expression of the mutated DNA produces polypeptide fragments . Therefore, digestion with "end-nibbling" endonucleases is DNA can be generated that encodes the alignment of the pieces. Encodes a protein fragment DNA can also be produced by random shearing, restriction digestion, or a combination of the above methods. can do.   Fragments can also be prepared by techniques known in the art, such as conventional Merrifield solid phase f-Moc or Chemical synthesis can also be performed using t-Boc chemistry. For example, the peptide of the present invention Can be freely separated into non-overlapping fragments of the desired length or overlapping fragments of the desired length. Can be split.Analog generation: generation of altered DNA and peptide sequences by random methods   Amino acid sequence variants of a protein may be proteins or specific domains of the protein or Can be prepared by random mutagenesis of the DNA encoding the region . Useful methods include PCR mutagenesis and saturation mutagenesis. run A library of dumb amino acid sequence variants is a library of degenerate oligonucleotide sequences. It can also be produced by the synthesis of a kit (protein variants in a mutant library). Methods for screening quality are described elsewhere herein).   PCR mutagenesis   In PCR mutagenesis, the reduced fidelity of Taq polymerase is used. Introduce random mutations into the cloned DNA fragment (Leung et al., 1989, Te chnique 1: 11-15). This is a very powerful and relatively fast random mutagenesis method is there. The DNA region to be mutated is excised by Taq DNA polymerase. For example, using a dGTP / dATP ratio of 5 under conditions that reduce the fidelity of DNA synthesis And Mn2+Polymerase chain reaction (PCR) Amplify using Insert the amplified DNA fragment into an appropriate cloning vector To give a random mutant library.   Saturation mutagenesis   Saturation mutagenesis is a rapid method for multiple single base substitution taloned DNA fragments. Enables introduction (Mayers et al., 1985, Science 229: 242). This technology is a mutation , Eg, sudden alteration due to chemical treatment of single-stranded DNA in vitro or irradiation Includes the generation of heterologous and complementary DNA strands. Mutation frequency determines the intensity of treatment. By adjusting, essentially all the possible base substitutions Obtainable. Since this procedure does not involve genetic selection for mutations, Both neutral and functionally altering substitutions are obtained. The distribution of point mutations is , It is not deflected towards conserved sequence elements.   Degenerate oligonucleotides   Homolog libraries are also generated from sets of degenerate oligonucleotide sequences. Can be Chemical synthesis of degenerate sequences can be performed with an automated DNA synthesizer. And then ligating these synthetic genes into an appropriate expression vector be able to. The synthesis of degenerate oligonucleotides is known in the art (eg, , Narang, SA (1983) Tetrahedron 39: 3; Itakura et al. (1981) Recombinant DNA, Proc 3 rd Cleveland Sympos. Macromolecules, Editing AG Walton, Amsterdam: Elsevier 2 73-289; Itakura et al. (1984) Annu. Rev. Biochcm. 53: 323; Itakura et al. (1984) Scienc e 198: 1056; Ike et al. (1983) Nucleic Acids Res. 11: 477). Heel Techniques have been used in the directed evolution of other proteins (eg, Scott et al. (1990). ) Science 249: 386-390; Roberts et al. (1992) PNAS 89: 2429-2433; Devlin et al. (1990) Sc ience 249: 404-406; Cwirla et al. (1990) PNAS 87: 6378-6382; and U.S. Pat. 23,409, 5,198,346 and 5,096,815. No).   Analog Production: Altered DNA and Peptide Sequences by Site-Directed Mutagenesis Generate columns   Using techniques of non-random or site-directed mutagenesis, Specific sequences or displacements can be provided. Using these technologies, the public It is possible to create variants containing, for example, deletions, insertions or substitutions of residues of a known amino acid sequence. it can. Sites for mutations can be stored individually or consecutively, for example (1) first With more radical choices, depending on the results achieved (2) by removing the target residue, or By inserting adjacent residues of the same or a different class, or It can be modified by a combination of options 1 to 3.   Alanine scanning mutagenesis   Alanine scanning mutagenesis is a suitable location for mutagenesis or A useful method for identifying certain residues or regions of a desired protein that is a domain. Cunningham and Wells (Science 244: 1081-1085, 1989). Alanine Scanin Grouping of residues or target residues (e.g., charged residues, e.g., Arg, Asp, His, Lys and Glu), neutral or negatively charged amino Substituted by an acid (most preferably alanine or polyalanine). Amino acid Substitutions affect the interaction of amino acids with the surrounding aqueous environment both inside and outside the cell obtain. Domains that are functionally sensitive to these substitutions are then Or by introducing another mutant at the substitution site. Therefore, amino acids Although the site for introducing a sequence change is predetermined, the nature of the mutation itself is not There is no need to decide. For example, to optimize the ability of a mutation at a given site Alanine scanning or random mutagenesis to target codons or regions The desired protein subunit mutant expressed can be Screen for the best combination.   Oligonucleotide-mediated mutagenesis   Oligonucleotide-mediated mutagenesis involves DNA substitution, deletion and insertion mutations. It is a useful method for preparing products, for example, see Adelman et al. (DNA 2: 183, 1983). I want to be illuminated. Briefly, the desired DNA is replaced with the oligonucleotide encoding the mutation. Altered by hybridizing leotide to a DNA template ( This template is the unmodified or untouched DNA sequence of the desired protein. Is a single-stranded form of a plasmid or bacteriophage). Hybridization After completion of the template, the complete second complementary strand of the template is Thus, the strand incorporates the oligonucleotide primer and the desired protein is synthesized. Encodes selected changes in white matter DNA. Generally, at least 25 nucleos Use oligonucleotides of a tide length. The optimal oligonucleotide will 12 which is completely complementary to the template on either side of the encoding nucleotide It has 1515 nucleotides. This is because the oligonucleotide is a single-stranded DNA template. Ensure proper hybridization to plate molecules. These oligonu Nucleotides can be obtained by techniques known in the art, such as Crea et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75 : 5765 [1978]) can be easily synthesized.   Cassette mutagenesis   Another method for preparing variants, cassette mutagenesis, is described by Wells et al. It is based on a more described technique (Gene, 34: 315 [1985]). The starting material is mutated A plasmid (or other vector) containing the DNA of the protein subunit to be deleted It is. Identify the codons in the protein subunit DNA to be mutated. Identification Without unique restriction endonuclease sites on either side of the mutated site No. If such restriction sites do not exist, replace them with the oligonucleotides described above. Produced using nucleotide-mediated mutagenesis, they can be used to generate the desired protein It can be introduced at an appropriate position in the buunit DNA. Plasmid restriction site After introduction into the plasmid, the plasmid is cut at those sites to linearize it. This Double-stranded oligonucleotides encoding the DNA sequence between these restriction sites but containing the desired mutation Nucleotides are synthesized using standard procedures. These duplexes are synthesized separately And then hybridized using standard techniques. This double-stranded oligonucleotide Nucleotides are referred to as cassettes. This cassette is directly transformed into a linearized plasmid. 3 'and 5' ends comparable to the ends of the plasmid so that it can be ligated directly Design to have This plasmid now contains the mutated desired protein Contains subunit DNA sequences.   Combinatorial mutagenesis   Mutants can also be generated using combinatorial mutagenesis. For example, one Aligning the amino acid sequences for homologues of the group or other related proteins, preferably Improve the highest possible homology. All addresses that appear at a given position in the aligned sequence The amino acids can be selected to create a degenerate set of combinatorial sequences. Mutant Are generated by combinatorial mutagenesis at the nucleic acid level, Encoded by a diverse gene library. For example, synthetic oligonucleotides Mixture of enzymes is enzymatically ligated to the gene sequence to generate a degenerate set of potential sequences. As individual peptides or larger fusion proteins containing a set of degenerate sequences It can be expressed as a set.   Primary high-through screening of libraries of peptide fragments or homologs Put method   In this field, various methods for screening the generated mutant gene products have been developed. The technology is known. For screening large gene libraries Techniques often include cloning a genetic library into an replicable expression vector. Transforming appropriate cells with the resulting vector library, The genes are then detected for the desired activity (eg, in this case, FG F-2 or FGFR-1) encodes the gene for which the product was detected. Expression under conditions that facilitate relatively easy isolation of the vector. Each of the techniques below describes, for example, a number of sequences created by random mutagenesis techniques. Is amenable to high-throughput analysis for screening   Two hybrid system   A two-hybrid assay, for example, using the system described above (other screens described herein) GFFR-1 that binds to the intracellular domain of FGFR-1 Fragments or analogs of the two polypeptides can be identified. These are the Agoni (FGFR-1 domain) Is used as a bait protein, and a library of FGF-2 mutants is Expressed as quality). In a similar manner, the two-hybrid assay (here Coupled to other FGF-2 polypeptides). Matching fragments and analogs of FGFR-1 can be found.   Display library   In one approach to screening assays, candidate peptides are A specific cell or virus particle is displayed on the surface of a cell or virus particle. Ability to bind to the appropriate receptor protein via the displayed product of Detect by "panning assay". For example, a gene library The resulting fusion protein can be cloned into the gene for the surface membrane protein of White matter can be detected by panning (Ladner et al., WO 88/06630; Fuchs et al. (1991) Bio / Technology 9: 1370-1371; and Goward et al. (1992) TIBS 18: 136-14. 0). In a similar manner, potentially functional with a detectably labeled ligand Can be evaluated. Fluorescently labeled ligands such as Recept Can be used to detect homologs that retain ligand binding activity. firefly The use of photolabeled ligands can be determined by visually examining the cells and analyzing them under a fluorescence microscope. Release and, if cell morphology permits, use a fluorescence activated cell sorter. To separate them.   Expression of a gene library as a fusion protein on the surface of virus particles Can be. For example, in a phage on fiber system, foreign peptide delivery Can be expressed on the surface of infectious phage, thereby conferring two benefits. it can. First, these phages were added at a rate of 10 per milliliter.13Greatly exceeds Can be loaded on the affinity matrix at different concentrations. Can be screened at once. Second, each infectious phage Displays gene products on the surface, so that if a particular phage -If the phage were recovered in a low yield due to entrapment, the phage could be transferred by another round of infection. Can be amplified. E. coli filamentous phage M13, fd And fl are most often used for phage display libraries. Using each of the phage g3. Or g8. Coat proteins, the fusion protein is It can be produced without breaking the packaging of the loose particles. Foreign episodes A top can be expressed at the NH2 terminus of p3. Phage can be recovered from a large excess of phage lacking this epitope ( Ladner et al., PCT published WO90 / 02909; Garrard et al., PCT published WO92. Marks et al. (1992) J. Biol. Chem. 267: 16007-16010; Griffiths et al. (1993) EMBO J 12: 725-734; Clackson et al. (1991) Nature 352: 624-628; and Barbas et al. ( 1992) PNAS 89: 4457-4461).   A common approach is the maltose receptor of E. coli (outer membrane protein LamB). As a peptide fusion partner (Charbit et al. (1986) EMBO 5,3029-3037 ). Insert the oligonucleotide into the plasmid encoding the LamB gene Produced a peptide fused to one of the extracellular loops of the protein. these Peptides can be used to bind ligands, such as antibodies, and their When the cells are administered to an animal, they can elicit an immune response. Other cell surfaces Proteins such as OmpA (Schorr et al. (1991) Vaccines 91, 387-392), PhoE (A gterberg et al. (1990) Gene 88, 37-45) and PAL (Fuchs et al. (1991) Bio / Tech 9,1369-). 1372) and large bacterial surface structures act as vehicles for peptide display I came. Pili, which is a conduit for the exchange of genetic information between bacteria, by polymerizing peptides Can be fused to pilin, a protein that forms (Thiry et al. (1989) Appl. Environ. Microbiol. 55, 984-993). Because of its role in interacting with other cells In addition, cilia provide useful support for the presentation of peptides to the extracellular environment. Peptide Another large surface structure used in displays is the flagella, a bacterial activator . The fusion of the peptide to the subunit protein flagellin is (Kuwajima et al. (1988) Bio / Tech. 6, 1080-10). 83). Surface proteins of other bacterial species have also served as peptide fusion partners. An example Include Staphylococcus protein A and Neisseria outer membrane protease IgA (Hansson et al. (1992) J. Bacteriol. 174, 4239-4245 and Klauser et al. (1990) E MBO J. 9, 1991-1999).   In the filamentous phage system and LamB system described above, the peptide and its Physical association between the DNA and the coding DNA is caused by particles (cells) having the peptide on the surface. Or phage). Capturing the peptide Capture the offspring and the DNA in them. Another scheme uses the DNA binding protein LacI. To form a bond between the peptide and DNA (Cull et al. (1992) PNAS USA 89:18). 65-1869). This system has an oligonucleotide cloning site at the 3 'end. A plasmid containing the LacI gene having is used. By arabinose Under controlled induction, a LacI-peptide fusion protein is produced. This fusion Binds to a short DNA sequence known as the LacO operator (LacO). Retain the natural ability of LacI. Two copies of LacO in expression plasmid By placing, the LacI-peptide fusion will allow the plasmid encoding it to Tightly coupled to the pad. These plasmids in each cell are a single oligonucleotide Since they contain only the otide sequence and each cell expresses only a single peptide sequence, these Binds specifically and stably to the DNA sequence that directs its synthesis. This Gently lyse the cells of the library and immobilize the peptide-DNA complex. Exposure to the receptor matrix to recover complexes containing active peptides I do. The bound plasmid DNA is then used for amplification and DNA sequencing. To determine the identity of the peptide ligand. Practical utility of this method In order to show the properties, a large random library of 12-mer peptides was created, Selected with monoclonal antibody raised against opioid peptide dynorphin B I chose. A panel of peptides was recovered, all consisting of the six residue portion of dynorphin B Are related by a consensus sequence corresponding to (Cull et al. (1992) Proc. Natl. Acad .Sci.U.S.A.89-1869)   This scheme (often called a peptide on the plasmid) has two important In that it differs from the phage display method. First, the peptide is a fusion protein. Live as a peptide with a free carboxy terminus attached to the C-terminus of white matter This results in a rally member display. Filamentous phage coat protein pIII And pVIII are fixed to phage by their C-terminus and The peptide is located in the outwardly extending N-terminal domain. For some designs The phage-displayed peptide has a right at the amino terminus of the fusion protein. Is given. (Cwirla et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 87, 6378-6382) The difference between the two is that biology affects the population of peptides actually present in the library. It is a set of objective deflection. LacI fusion molecules are trapped in the host cell cytoplasm. It is. Phage coat fusions are briefly exposed to the cytoplasm during migration, but are C-terminally isolated. The periplasmic zone is rapidly passed through the membrane while remaining fixed in the membrane by the aqueous domain. Secreted into the fraction, the N-terminus contains the peptide (in the periplasm Protruding), waiting for assembly into phage particles. LacI and fur The peptides in the dilibrary are the result of their exposure to various proteolytic activities. As significantly different. Phage coat proteins are transported across the inner membrane and Requires the use of signal peptidase as a prelude to I need it. Certain peptides have deleterious effects on these processes, and Not sufficiently displayed in the blurry (Gallop et al. (1994) J. Med. Chcm. 37 (9): 1233-12 51). These particular deflections are not a factor in LacI display systems. No.   The number of small peptides available in recombinant random libraries is huge . 107-109A library of independent clones is routinely prepared. 1011Although a large library has been created, this size It's close to the practical limits on ballying. There is no limit to this library size Transforming the DNA containing the randomized segment into the host bacterial cell Occurs in the steps. In order to circumvent this limitation, the polysomy of nascent peptides In-vitro systems based on displays in system complexes have recently been developed. Was. This display library method uses currently available phage / phage Generate libraries 3 to 6 orders of magnitude larger than mid or plasmid libraries There is a possibility. Furthermore, construction of these libraries, expression of peptides and Screening is performed in a completely cell-free format.   In one application of this method (Gallop et al. (1994) J. Med. Chem. 37 (9): 1233-125. 1), 1012To construct a molecular DNA library encoding the 10-mer peptide of In a transcription / translation system coupled in E. coli S30 in vitro, Was expressed. Conditions so that the ribosome is stuck on the mRNA To cause a significant proportion of the RNA to accumulate in the polysomes and still Complexes containing nascent polypeptides associated with the RNA that encodes them Was produced. These polysomes are used to display more traditional recombinant peptides. Receptors immobilized in much the same way as screening ray libraries Sufficiently strong for affinity purification at low temperature. R from the bound complex The NA is recovered, converted to cDNA, amplified by PCR, and Generate templates for synthesis and screening of the compounds. This polysome The spray method can be combined with a phage display system. A few lau After screening the cDNA, the cDNA from the polysome-enriched pool was It was cloned into a dimid vector. This Better was fused to the coat protein As a peptide expression vector for displaying peptides and for peptide identification Function as both vectors for DNA sequencing. Polysome-derived Expression of the peptide on phage continues this form of affinity selection procedure. Peptides on individual clones can be used in phage ELISA Binding activity or binding specificity in a complete phage ELISA (Barret et al. (1992) Anal. Biochem 204, 357-364). To identify the sequence of the active peptide, the D The NA is sequenced.   Second screening   After the high-throughput assay described above, to further identify biological activity, For example, a second method that allows one of skill in the art to distinguish an agonist from an antagonist. Can be screened. The second type of screening used is , Depending on the desired activity that needs to be tested. For example, the proteins of interest and their respective Primary screening as described above using the ability to block interactions with Gand Identifying an antagonist from a group of peptide fragments isolated by one of the following: Assays that can be developed.   Therefore, methods for producing fragments and analogs and activating them Methods for testing for are known in the art. Once the core sequence of interest has been identified Once obtained, obtaining analogs and fragments is routine for those skilled in the art. is there.   Peptide mimetic   This invention also provides for the reduction of the protein binding domain of an FGF-2 polypeptide. Produce a mimetic, eg, a peptide or non-peptide agent. These peptidomimetics The product can be, for example, a natural paired ligand, such as an FGF-2 polyprotein that binds to FGFR-1. In the case of a peptide, it can disrupt the binding of FGF-2 to its paired ligand You. (This invention also provides an FGF that blocks the binding of FGFR-1 to FGF-2. Also encompasses mimics of R-1. ) Involved in molecular recognition of FGFR-1 polypeptide Determining critical residues of a subject FGF-2 polypeptide, FGF- which competitively or non-competitively inhibits binding to FGFR-1 polypeptide 2 can be used to generate peptidomimetics. (For example, " Peptide inhibitors of human papillomavirus protein binding to retinoblas toma geneprotein "European Patent Applications EP-412,762A and EP-B31,0 80A ". ) For example, using scanning mutagenesis, F Specific FGF-2 polypeptides involved in binding to GFR-1 polypeptides The amino acid residue can be mapped to determine the binding to the FGFR-1 polypeptide. To mimic those residues and therefore the FGF-2 polypeptide to the FGFR-1 polypeptide. Binding of the repeptide can be prevented, thereby allowing FGF-2 or FGFR- A peptidomimetic compound (eg, diazepine or Isoquinoline derivatives). Hydrolysis of critical residues Impossible peptide analogs are identified as benzodiazepines (eg, Freidinger et al., Peptid es: Chemistry and Biology, edited by G.R.Marshall, ESCOM Publishing: Leiden, Netherlands, 1988 Azepine (for example, Huffman et al., Peptides: Chemistry and Biology, G.R.M. arshall, ESCOM Publishing: Leiden, The Netherlands, 1988), gamma lactate replaced Garvey et al., Edited by Pcptides: Chemistry and Biology, G.R.Marshall, ESCOM Edition: Leiden, The Netherlands, 1988), Keto-methylene pseudopeptide (Ewenson et al. (1986) J Med Chem 29: 295; and Ewenson et al., Peptidcs: Structure and Function (Proceedings of the 9th American Peptide Symposium) Pierce Chemical Co. Rockland, Illinois , 1985), β-turn dipeptide core (Nagai et al. (1985) Tetrahedron Lett 26: 647). (1986) J Chem Soc Perkin Trans 1: 1231), and β-aminoal Cole (Gordon et al. (1985) Biochem Biophys Res Commun 126: 419; and Dann et al. (198 6) It can be produced using Biochem Biophys Res Commun 134: 71).Drug screening assays   Modulates the activity of FGF-2 (eg, promotes or inhibits epithelial-dermal interaction) The present invention provides that FGF- Function of the two polypeptides (in this case) in normal cells, or epithelial-dermal interaction Drugs that are either agonists or antagonists of that role in An assay is provided that can be used for leaning. In one specific example The assay uses FGF-2 polypeptide and a natural ligand (eg, FGF The ability of the compound to modulate the binding between R-1) is evaluated. Modification of assay format Is sufficient and will be understood by those skilled in the art in light of the present invention.   Many drug screening programs to test libraries of compounds and natural extracts To maximize the number of compounds examined in a given time period within a program, A throughput assay is desirable. Cell-free system (purified or partially purified protein) Assays performed on white matter) can often be described as "primary screening" (They are useful for the alteration of molecular targets mediated by test compounds). Can be generated to give rapid deployment and relatively easy detection). Further testing The effect of the compound on cytotoxicity and / or bioavailability is generally The system can be ignored; on the contrary, this assay is primarily Focus on the effect of the drug on offspring targets (it is the binding affinity with other proteins) Or changes in the enzymatic properties of this molecular target).FGF-2 peptide analog   The peptide analog of the FGF-2 polypeptide is preferably 150, 130 , 110, 90, 70 amino acids in length, preferably less than 50 amino acids in length And most preferably less than 30, 20, or 10 amino acids in length. Preferred examples Wherein the peptide analog of the FGF-2 polypeptide has at least about 10, It is 20, 30, 50 or 100 amino acids in length.   The peptide analog of the FGF-2 polypeptide is preferably a native FGF- 2 polypeptides and at least about 50%, 60%, 80%, 85%, 90%, 9% Has 5% or 99% homology or sequence similarity.   Peptide analogs of FGF-2 polypeptide are native FGF-2 polypeptides. And at least 1, 2, 5, 10 or 20 amino acid residues; However, preferably, they have less than 15, 10 or 5 amino acid residues. Differs from native FGF-2 polypeptide.   Useful analogs of FGF-2 polypeptides are agonists or antagonists It may be. Antagonists of FGF-2 polypeptides include receptors such as Binds to the FGFR-1 receptor but has certain additional biological activities, such as sig It may be a molecule that lacks a null transformation. Antagonists interact with the epithelium-dermis interaction, Or processes or products resulting from epithelial-dermal interaction, such as primordium formation, dermal coagulation Shrinkage, FGFR-1 induction, or skin appendages (eg, hair, scales or feathers) Development can be inhibited. Agonists exert an epithelial-dermal interaction or Processes or products resulting from dermal interactions, such as primordium formation, dermal condensation formation, Promotes FGFR-1 induction or development of skin appendages (eg, hair, scales or feathers) It is a derivative that can proceed.   Many analogs of FGF-2 are known in the art. This series of knowledge , Will provide those skilled in the art with guidance for making new FGF-2 analogs.   Using site-directed mutagenesis, human fibroblast growth factor 2 (FGF-2) Of the four cysteines at amino acid residues 26, 70, 88 and 93 of the mature protein Each was individually converted to serine (Seno et al., "Stabilizing Basic Fibroblast" Growth Factor Using Protein Engineering ",Biochemical and Biophvsical R esearch Communications, (1988), Vol. 151 (2): 701-708). FGF-2 protein When the cysteine residue at position 70 or 88 is replaced with serine, the biological activity and And heparin binding capacity was retained. This finding indicates that cysteines at these positions It is not essential for the expression of biological activity. These positions, especially 88 Substitution at the position indicated that FGF-2 eluted from the heparin affinity column was Heterogeneity recognized as several peaks after oxidation with hydrogen peroxide Even because the cysteines at these positions are exposed on the surface of the molecule. To form disulfide bonds that induce heterogeneous conformations. Suggests. Furthermore, under acidic conditions, these modified FGF-2s It has been shown to be more stable in retaining their activity.   The structural analog of human fibroblast growth factor 2 (FGF-2) is synthetic FGF-2 Three putative heparin bindings prepared by site-directed mutagenesis of the gene The effect of domain amino acid substitutions on the biological activity of FGF was examined. Heath et al. (1991) Biochemistry 30: 5608-5615 discloses several such analogs. ing. After expression in E. coli, the mutant protein is Purification using homography to homogenize DNA in human foreskin fibroblasts They were analyzed for their ability to stimulate synthesis. Recombinant human FGF-21-14 6 and [Ala69, Ser87FGF-2 has two of the four cysteines An analog substituted by lanine and serine, which is equivalent to standard bovine FGF-2. Had a strong effect. Of aspartic acid-19 in the first heparin binding domain Replacement with arginine resulted in higher total fibroblast cell counts compared to FGF-2. Molecules have been generated that stimulate the somatic mitogenic response. Further, in the second domain Glutamic acid of arginine-107 or glutamine-123 in the third domain Displacement resulted in compounds that were 2- and 4-fold more potent than FGF-2. In contrast, Substitution of luginin-107 with isoleucine reduced the activity of this molecule 100-fold . [Glu107.123] FGF-2 and [Arg19, Lys123.126] FGF-2 Combinations of domain substitutions that produce variants result in any additional alterations to biological activity. No differences were noted. Changes in the biological activity of these analogs are dependent on the site of modification and the species. Depended on both kind. Increased positive charge in the first domain and the second and The increased negative charge in the three domains has increased biological potential. these The altered activity of the derivative is due, in part, to a change in the affinity of the analog for heparin. Seems like for. All three changes in the putative heparin binding domain are Conclusion that GF-2 results in altered mitogenic activity and heparin interaction Was done.   Springer et al. (1994) The Journal of Biological Chemistry 269: 26879-26884 Uses site-directed mutagenesis based on the protein structure of FGF-2 to signa FGFR junctions on FGF-2 that act to initiate cooperative transformation The position was identified. Both FGFR binding surfaces are heparin sulfate proteoglycan binding domains. It is a different thing. Major high affinity binding interactions include solvent Hydrophobic amino acids (Tyr-24, Tyr-103, Leu-140) exposed to And Met-142) and two polar residues (Arg-44 and As) n-101). These hydrophobic contacts govern the main binding interactions, Gives about 75% binding affinity. The second FGFR binding site on FGF-2 is about It has a 250-fold lower affinity and has a type I β-turn (previously putative receptor binding Exposed surface amino acids Lys-100, Tyr -111 and Trp-114.   Zhu et al. (1995) The Journal of Biological Chemistry 37: 21869-21874 Based on the peptide mapping of F-2 and molecular dynamics calculations of the three-dimensional structure, Using position-directed mutagenesis, positions 107, 109-114 and 96 of FGF-2 The effect of changing the residues on the receptor binding affinity was investigated. All pokes The mutated protein was cloned and expressed in E. coli, and heparin-sepharose was expressed. Purified to homogeneity using a column and evaluated for receptor binding affinity. 1 Substitution of the residues at positions 07 and 109-114 with alanine or phenylalanine is It was found that there was almost no effect on receptor binding affinity compared to wild-type FGF-2. This indicates that residues 109-114 of FGF-2 have a low affinity binding site. Consistent with previous evidence of inclusion. Under contract, place Glu-96 in alanine The exchange resulted in a molecule with about 0.1% affinity for wild-type FGF-2. Corresponding The affinities of lysine and glutamate muteins were 0.3 and 10 respectively. %Met. These findings indicate that residues 106-115 on FGF-2 are FGF-2 Consistent with the notion of representing a low affinity binding site above. Furthermore, Glu-96 is a fiber Identified as a key residue for binding to fibroblast growth factor receptor-1 .   Therefore, the cysteines at residues 26, 70, 88 and 93 of mature FGF-2 are not Plays a role in disulfide bond formation leading to homogeneous conformation Can be summarized. Residues Asp-19, Arg-107 and Glu-12 3 appears to play a role in heparin binding, but residues Tyr-24, T yr-103, Leu-140, Met-142, Arg-44 and Asn-1 01 plays a role in receptor binding. 107 and 109-114 Residues have little effect on the receptor binding affinity of FGF-2 Although not likely, Glu-96 is a key residue for binding to FGFR-1. is there.Equivalent   One skilled in the art will recognize many equivalents to the particular procedures described herein or will Can be verified using experimental experiments. Such equivalents are within the scope of this invention. And is covered by the claims set forth below.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 17/14 A61P 43/00 111 43/00 111 A61K 37/02 (72)発明者 ウォン,ユーイン アメリカ合衆国 02115 マサチューセッ ツ,ボストン,サンスティーブン ストリ ート 109──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61P 17/14 A61P 43/00 111 43/00 111 A61K 37/02 (72) Inventor Wong, Yuin United States of America 02115 Massachusetts, Boston, Sun Stephen Street 109

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.上皮及び真皮の一方又は両方におけるFGF−2活性を調節することを含む 、上皮−真皮相互作用を調節する方法。 2.FGF−2活性を促進する、請求項1に記載の方法。 3.FGF−2活性を真皮において促進する、請求項1に記載の方法。 4.前記の相互作用を、原基形成、真皮凝縮形成、FGFR−1誘導又は皮膚付 属物の発生から選択する、請求項1に記載の方法。 5.前記の相互作用が毛髪の発生である、請求項1に記載の方法。 6.FGF−2活性を、外因性FGF−2又はその断片の投与により促進する、 請求項1に記載の方法。 7.FGF−2活性を、抗FGF−2抗体若しくはそのFGF−2結合性断片、 FGF−2レセプターのFGF−2結合性断片、又はFGF−2発現を阻害する アンチセンス分子の投与により阻害する、請求項1に記載の方法。 8.イン・ビボで行い且つ患者が哺乳動物である、請求項1に記載の方法。 9.組織又は細胞についてイン・ビトロで行う、請求項1に記載の方法。 10.真皮及び上皮の一方又は両方におけるFGF−2活性を調節することを含 む、皮膚付属物の発生を調節する方法。 11.付属物が毛髪である、請求項10に記載の方法。 12.FGF−2活性を促進する、請求項10に記載の方法。 13.FGF−2活性を真皮において促進する、請求項10に記載の方法。 14.前記の皮膚付属物が毛髪である、請求項10に記載の方法。 15.FGF−2活性を、外因性FGF−2又はその断片の投与によって促進す る、請求項10に記載の方法。 16.FGF−2活性を、抗FGF−2抗体若しくはそのFGF−2結合性断片 、FGF−2レセプターのFGF−2結合性断片、又はFGF−2発現を阻害す るアンチセンス分子の投与により阻害する、請求項10に記載の方法。 17.イン・ビボで行い且つ患者が哺乳動物である、請求項10に記載の方法。 18.組織又は細胞についてイン・ビトロで行う、請求項10に記載の方法。 19.組織又は患者に毛髪を発生させる方法であって、治療上有効な量の外因性 FGF−2又はその断片を組織又は患者に投与することを含む当該方法。 20.FGF−2活性を促進する、請求項19に記載の方法。 21.FGF−2活性を真皮において促進する、請求項19に記載の方法。 22.FGF−2活性を、外因性FGF−2又はその断片の投与によって促進す る、請求項19に記載の方法。 23.イン・ビボで行い勝つ患者が哺乳動物である、請求項19に記載の方法。 24.FGF−2ポリペブチドに結合する能力及びFGF−2/FGFR−1相 互作用を調節するか或いはFGF−2活性を調節する能力について化合物を評価 する方法であって、その化合物をFGF−2ポリペプチドと接触させ;その化合 物のFGF−2と相互作用する能力を評価し;そしてその評価した化合物を動物 、組織又は細胞に適用して、上皮−真皮相互作用又は上皮−真皮相互作用から生 じる過程若しくは生成物に対するその効果を更に評価することを含む、上記の方 法。[Claims] 1. Modulating FGF-2 activity in one or both of the epithelium and dermis , A method of regulating epithelial-dermal interaction. 2. 2. The method of claim 1, wherein the method promotes FGF-2 activity. 3. 2. The method of claim 1, wherein the method promotes FGF-2 activity in the dermis. 4. The above-mentioned interaction can be determined by primordium formation, dermal condensation formation, FGFR-1 induction or skin 2. The method of claim 1, wherein the method is selected from the occurrence of a genus. 5. 2. The method according to claim 1, wherein said interaction is hair development. 6. Promoting FGF-2 activity by administration of exogenous FGF-2 or a fragment thereof, The method of claim 1. 7. FGF-2 activity by an anti-FGF-2 antibody or an FGF-2 binding fragment thereof, FGF-2 binding fragment of FGF-2 receptor, or inhibits FGF-2 expression 2. The method of claim 1, wherein the method is inhibited by administration of an antisense molecule. 8. 2. The method of claim 1, wherein the method is performed in vivo and the patient is a mammal. 9. 2. The method of claim 1, wherein the method is performed on a tissue or cell in vitro. 10. Modulating FGF-2 activity in one or both of the dermis and epithelium How to control the generation of skin appendages. 11. 11. The method of claim 10, wherein the appendage is hair. 12. 11. The method of claim 10, wherein the method promotes FGF-2 activity. 13. 11. The method of claim 10, wherein FGF-2 activity is promoted in the dermis. 14. The method according to claim 10, wherein the skin appendage is hair. 15. FGF-2 activity is enhanced by administration of exogenous FGF-2 or a fragment thereof The method of claim 10, wherein 16. An FGF-2 antibody or an FGF-2-binding fragment thereof Inhibits FGF-2 binding fragment of FGF-2 receptor, or FGF-2 expression 12. The method of claim 10, wherein the inhibition is by administration of an antisense molecule. 17. 11. The method of claim 10, wherein the method is performed in vivo and the patient is a mammal. 18. 11. The method of claim 10, wherein the method is performed on a tissue or cell in vitro. 19. A method of producing hair in a tissue or patient, comprising a therapeutically effective amount of exogenous The method comprising administering FGF-2 or a fragment thereof to a tissue or patient. 20. 20. The method of claim 19, wherein the method promotes FGF-2 activity. 21. 20. The method of claim 19, wherein FGF-2 activity is promoted in the dermis. 22. FGF-2 activity is enhanced by administration of exogenous FGF-2 or a fragment thereof 20. The method of claim 19, wherein 23. 20. The method of claim 19, wherein the winning patient in vivo is a mammal. 24. Ability to bind FGF-2 polypeptide and FGF-2 / FGFR-1 phase Evaluate compounds for their ability to modulate interactions or modulate FGF-2 activity Contacting the compound with an FGF-2 polypeptide; The ability of the compound to interact with FGF-2; , Applied to a tissue or cell to produce an epithelium-dermis interaction or an epithelial-dermis interaction The above process, including further evaluating its effect on the process or product Law.
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