JP2002503483A - Methods of diagnosing and treating glucose metabolism disorders - Google Patents

Methods of diagnosing and treating glucose metabolism disorders

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アデニル酸シクラーゼIII遺伝子のプロモーター、活性の促進されたプロモーターを検出することによって、II型糖尿病(インスリン非依存型糖尿病=NIDDM)等の糖代謝障害を検出するための方法に関する。本発明はまた、活性の促進されたアデニル酸シクラーゼIII遺伝子由来のプロモーター、ならびにこのプロモーターを含む単離されたDNA分子に関する。活性の促進されたプロモーターは、遺伝子導入動物に組み入れることができる。別の実施形態においては、本発明は、II型糖尿病(NIDDM)等の糖代謝障害の患者の治療方法、および患者のインシュリン反応を高め、回復させる方法に関する。これらの各方法では、患者にアデニル酸シクラーゼIII遺伝子の発現、またはその遺伝子生成物のダウンレギュレータ、拮抗剤、または阻害剤を投与することを含む。   (57) [Summary] The present invention relates to a method for detecting a glucose metabolism disorder such as type II diabetes (non-insulin-dependent diabetes mellitus = NIDDM) by detecting a promoter of an adenylate cyclase III gene and a promoter whose activity is promoted. The invention also relates to a promoter from the adenylate cyclase III gene with enhanced activity, as well as to an isolated DNA molecule containing this promoter. Promoters with enhanced activity can be incorporated into transgenic animals. In another embodiment, the present invention relates to a method of treating a patient with a glucose metabolism disorder, such as type II diabetes (NIDDM), and a method of increasing and restoring a patient's insulin response. Each of these methods involves administering to the patient a downregulator, antagonist, or inhibitor of the expression of the adenylate cyclase III gene, or its gene product.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の背景】BACKGROUND OF THE INVENTION

糖尿病は、重篤な慢性疾患であり、世界人口の6%、全ての民族集団が罹患し
ている。米国では、人口の約5%が糖尿病に罹患している。糖尿病の徴候として
は、高血糖およびインスリンの産生または放出の低下がみられる。糖尿病は、I
型糖尿病すなわちインスリン依存型糖尿病(IDDM)とII型糖尿病すなわちイ
ンスリン非依存型糖尿病(NIDDM)の2つの型に分類される。膵臓のインス
リン産生が停止するI型糖尿病は、糖尿病全体の約10%であり、しばしば幼少期
に発症し、若年性糖尿病として知られている。より高頻度のII型糖尿病は、糖尿
病全体の90%であり、膵臓はインスリンを産生することはできるが、食事に対
するインスリン分泌が減少し、糖尿病組織は、非糖尿病組織と同じようにはイン
スリンに対して反応しない。II型糖尿病は、成人性糖尿病としても知られている
Diabetes is a serious chronic disease, affecting 6% of the world's population and all ethnic groups. In the United States, about 5% of the population has diabetes. Symptoms of diabetes include hyperglycemia and reduced production or release of insulin. Diabetes I
There are two types of diabetes, type 2 diabetes, ie, insulin dependent diabetes mellitus (IDDM) and type 2 diabetes, ie, non-insulin dependent diabetes mellitus (NIDDM). Type I diabetes, in which insulin production in the pancreas stops, accounts for about 10% of all diabetes, often develops in childhood, and is known as juvenile diabetes. Type II diabetes, which is more frequent, accounts for 90% of all diabetes and the pancreas is capable of producing insulin, but has a reduced insulin secretion to the diet, and diabetic tissues are converted to insulin as non-diabetic tissues. Does not respond to Type II diabetes is also known as adult diabetes.

【0002】 インスリンに対する反応の低下、またはインスリンレベルの低下によって、血
中グルコース濃度が慢性的に高くなり、徐々に正常の体の化学状態を変えていき
、多臓器の微少血管系不全をきたすことになる。これは恐ろしい結果につながる
。例えば、米国では、糖尿病は失明の最大の原因であり、切断術の70%に関与
し、そして人工透析を必要とする患者の33%で腎不全を引き起こしている。糖
尿病の副作用の医学的治療と、糖尿病の不適切な治療による生産力の費用の損失
は、米国だけで年間約400億であると推定されている。
[0002] Chronic increase in blood glucose concentration due to a decrease in response to insulin, or a decrease in insulin level, gradually alters the normal chemical state of the body, resulting in multi-organ microvascular insufficiency. become. This has terrible consequences. For example, in the United States, diabetes is the leading cause of blindness, involving 70% of amputations and causing renal failure in 33% of patients requiring dialysis. The medical treatment of diabetes side effects and the loss of productivity costs due to inappropriate treatment of diabetes are estimated to be about 40 billion annually in the United States alone.

【0003】 ヒトにおいては、グルコースに対するインスリンの反応の低下および周期的な
インスリン放出の欠乏の2つが、明白な高血糖が始まる前に起こるNIDDMの
初期所見として確立している。グルコースに対するインスリンの反応の低下およ
び周期的なインスリン放出の欠乏は、ヒト糖尿病ゴトウ−カキザキ(Goto−Kaki
zaki)(GK)ラットモデルの特徴でもある。GKモデルは、211匹の非糖尿病
ウィスターラット(Wistar rats)を選択的に育て、経口グルコース負荷試験の
間、高い正常血中グルコース濃度を選択指数として使用することによって、1973
年に作り出された。6世代目(F6)に至るまで、GKラットは糖尿病グルコー ス忍容力、潅流膵臓におけるグルコース誘発性インスリン反応の抑制した。そし
てそれらは明確な糖尿病性となった。このことから、糖尿病状態は、GKラット
において多遺伝子性様式の遺伝を経て自発的に誘発されたと結論づけられた。糖
尿病のヒトおよびGKラットにおいて影響を受ける遺伝子座または複数の遺伝子
座は確立されていない。
[0003] In humans, a diminished response of insulin to glucose and a lack of periodic insulin release have both been established as early findings of NIDDM that occur before the onset of overt hyperglycemia. The diminished response of insulin to glucose and the deficiency of periodic insulin release have been attributed to human diabetic Goto-Kakizaki.
zaki) (GK) This is also a characteristic of the rat model. The GK model was developed by selectively growing 211 non-diabetic Wistar rats and using high normoglycemic glucose concentrations as the selectivity index during the oral glucose tolerance test.
Produced in the year. By the sixth generation (F 6 ), GK rats had diabetic glucose tolerance and suppressed glucose-induced insulin response in the perfused pancreas. And they became distinctly diabetic. From this it was concluded that the diabetic condition was spontaneously induced in the GK rats via a polygenic manner of inheritance. The locus or loci affected in diabetic humans and GK rats have not been established.

【0004】 グルコースに対するインスリン反応の低下、および周期的なインスリン放出の
欠乏と関連する、またはその役割を果たす遺伝子座を確定する必要がある。した
がって、糖尿病および関連する糖代謝障害を診断ならびに治療する関連方法を提
供する。
[0004] There is a need to determine loci that are associated with or play a role in impaired insulin response to glucose and a deficient periodic insulin release. Accordingly, there is provided a related method of diagnosing and treating diabetes and related glucose metabolic disorders.

【0005】[0005]

【発明の要約】SUMMARY OF THE INVENTION

本発明は、患者の細胞や組織において活性が促進されたアデニル酸シクラーゼ
III遺伝子のプロモーターを分析することによってII型糖尿病(NIDDM)等の 糖代謝障害を検出する方法に関する。活性が促進された前記プロモーターは、そ
の配列によって直接的に、またはアデニル酸シクラーゼIII遺伝子の遺伝子生成 物のレベルまたは活性によって間接的に検出することができる。検出は、患者の
細胞もしくは組織において、複製連鎖反応等の方法を採用し、プロモーターを制
御しながら、レポーター遺伝子を発現させ、アデニル酸シクラーゼIII mRN Aレベルを測定し、アデニル酸シクラーゼIIIの量もしくは活性を測定するか、 またはcAMPレベルを測定することによって達成できる。
The present invention relates to an adenylate cyclase having enhanced activity in patient cells and tissues.
The present invention relates to a method for detecting a glucose metabolism disorder such as type II diabetes (NIDDM) by analyzing a promoter of a III gene. The promoter whose activity has been promoted can be detected directly by its sequence or indirectly by the level or activity of the gene product of the adenylate cyclase III gene. Detection is performed by using a method such as the replication chain reaction in a patient's cell or tissue, controlling the promoter, expressing the reporter gene, measuring adenylate cyclase III mRNA level, and measuring the amount of adenylate cyclase III or It can be achieved by measuring activity or measuring cAMP levels.

【0006】 本発明は、また、アデニル酸シクラーゼIII遺伝子の活性が促進されたプロモ ーター、およびこのプロモーターを含有する単離されたDNA分子に関する。前
記活性が促進されたプロモーターは、天然発生性プロモーターであり、それは対
応する野生型プロモーターより強い。例えば、促進されたプロモーターは、II型
糖尿病動物、好ましくは糖尿病GKラット由来のアデニル酸シクラーゼIII遺伝 子中に見い出せる。前記促進されたプロモーターは遺伝子導入動物に入れること
ができる。
[0006] The present invention also relates to a promoter in which the activity of the adenylate cyclase III gene is promoted, and an isolated DNA molecule containing the promoter. The promoter whose activity is enhanced is a naturally occurring promoter, which is stronger than the corresponding wild-type promoter. For example, an enhanced promoter can be found in the adenylate cyclase III gene from a type II diabetic animal, preferably a diabetic GK rat. The enhanced promoter can be in transgenic animals.

【0007】 別の実施形態によれば、本発明は、例えばII型糖尿病(NIDDM)等の糖代
謝障害の患者を治療する方法および、患者のインスリンに対する反応を高め、回
復させる方法に関する。これらの各方法では、患者にアデニル酸シクラーゼIII 遺伝子の発現、またはその遺伝子生成物の活性のダウンレギュレータ、拮抗剤、
または阻害剤を投与する。
[0007] According to another embodiment, the present invention relates to a method of treating a patient with a glucose metabolism disorder, such as, for example, type II diabetes (NIDDM), and a method of increasing and restoring the patient's response to insulin. Each of these methods provides patients with a downregulator of the expression of the adenylate cyclase III gene, or the activity of its gene product, an antagonist,
Or administer an inhibitor.

【0008】 [発明の詳細な説明] 定義 ここで使用されるAC−IIIは、アデニル酸シクラーゼIII(アデニリルシクラ
ーゼIIIまたはアデニルシクラーゼIII)を表す。それは、アデニル酸シクラーゼ
のイソザイムであって、その発現がGK株糖尿病ラットの島細胞において促進さ
れるイソザイムを含む。ここで一般的に、AC−IIIは、関連する遺伝子、プロ モーター、mRNA等を言及するために使用され、アデニル酸シクラーゼIIIの 全長発現は、アデニル酸シクラーゼIIIタンパク質を言及するために使用される 。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Definitions AC-III as used herein refers to adenylate cyclase III (adenylyl cyclase III or adenyl cyclase III). It includes an isozyme of adenylate cyclase whose expression is promoted in islet cells of GK strain diabetic rats. Here, AC-III is generally used to refer to related genes, promoters, mRNA, etc., and full-length expression of adenylate cyclase III is used to refer to adenylate cyclase III protein. .

【0009】 ここで使用される、活性の促進されたアデニル酸シクラーゼIII遺伝子(AC −IIIプロモーター)、または促進されたプロモーターは、野生型AC−IIIプロ
モーターより強いAC−III遺伝子のプロモーターである。より強いプロモータ ーは、野生型プロモーターと比較して、遺伝子の発現を増加させる、mRNAの
転写量を増加させる等の効果を有する。ここで使用される“野生型”とは、正常
集団(すなわち、II型糖尿病(NIDDM)等の糖代謝障害に罹患していない集
団のメンバー)において、天然に発生する優生遺伝子型のことである。野生型A
C―IIIプロモーターは、野生型AC−III遺伝子に機能的に結合したプロモータ
ーである。活性の促進されたアデニル酸シクラーゼIII遺伝子の好ましいプロモ ーターは、1以上の塩基の置換、付加もしくは欠失のある野生型AC−IIIプロ モーターの配列を有する。すなわち、活性の促進されたアデニル酸シクラーゼII
I遺伝子の好ましいプロモーターは、野生型AC−IIIプロモーターの突然変異で
ある。
As used herein, an enhanced adenylate cyclase III gene (AC-III promoter), or an enhanced promoter, is a promoter of the AC-III gene that is stronger than the wild-type AC-III promoter. A stronger promoter has effects such as increasing the expression of a gene and increasing the amount of transcribed mRNA as compared to a wild-type promoter. As used herein, "wild-type" refers to a naturally occurring dominant genotype in a normal population (i.e., a member of a population that does not suffer from a glucose metabolism disorder such as type II diabetes (NIDDM)). . Wild type A
A C-III promoter is a promoter operably linked to a wild-type AC-III gene. A preferred promoter of the adenylate cyclase III gene with enhanced activity has the sequence of the wild-type AC-III promoter with one or more base substitutions, additions or deletions. That is, adenylate cyclase II with enhanced activity
A preferred promoter for the I gene is a mutation of the wild-type AC-III promoter.

【0010】 ここで使用されているように、個体は、後に発症するII型糖尿病(NIDDM
)や糖代謝障害と関連する、促進されたAC−IIIプロモーター等の形質や特徴 を有しているとき、II型糖尿病(NIDDM)もしくは他の糖代謝障害を発現す
る‘‘危険がある’’。
[0010] As used herein, an individual is referred to as a later-onset type II diabetes (NIDDM).
) And traits or characteristics associated with impaired glucose metabolism, such as the promoted AC-III promoter, which are "at risk" of developing type II diabetes mellitus (NIDDM) or other impaired glucose metabolism .

【0011】 ここで使用される糖代謝障害とは、非インスリン依存型糖尿病(NIDDM)
、即ちII型糖尿病等の疾患、これら疾患の前臨床段階、インスリン反応に影響を
及ぼすその他の疾患およびこれらの疾患に関連するシンドロームや副作用を意味
する。ここで糖尿病とは、NIDDM、IDDMまたはその両方を意味する。
[0011] As used herein, glucose metabolism disorder refers to non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDDM)
Ie, diseases such as type II diabetes, preclinical stages of these diseases, other diseases affecting the insulin response, and the syndromes and side effects associated with these diseases. Here, diabetes means NIDDM, IDDM or both.

【0012】 AC−IIIプロモーターおよび糖代謝障害を検出および治療におけるその役割 本発明は、活性が促進されたアデニル酸シクラーゼIII遺伝子のプロモーター 、および前記プロモーターとII型糖尿病(NIDDM)等の糖代謝障害とを関連
および前記糖代謝障害におけるその役割に関する。自然に糖尿病となった動物は
、グルコースに対するインスリン放出の低下を示し、高いグルコース濃度におけ
るcAMPの上昇、およびAC−III遺伝子の過剰発現を示す。本発明は、その ような自然発生の糖尿病の動物が、野生型AC−IIIプロモーターと比較して活 性の高いAC−III遺伝子のプロモーターをもっているという発見から導かれた 。活性の高いAC−IIIプロモーターは、観察されたAC−III遺伝子の過剰発現
の原因物質であり、観察されたグルコースに対するインスリン放出の低下および
高いグルコース濃度におけるcAMPの上昇と関連する。AC―IIIプロモータ ー活性、AC−III発現およびcAMPのレベルの上昇は、島細胞のグルコース 濃度に対する反応の低下およびインスリンのグルコースに対する反応の欠乏の一
因である。これは、II型糖尿病(NIDDM)および他の糖代謝障害における、
活性の促進されたAC−IIIプロモーターの役割を示している。促進されたAC −IIIプロモーターまたはその下流の効果を検出または変更することによって、 インスリン反応の欠損を特徴とする糖代謝障害、例えば、II型糖尿病(NIDD
M)を診断および治療するための方法および組成物を提供する。
[0012] AC-III promoter and its role present invention in the detection and treatment of glucose metabolism disorders, glucose metabolism disorders such as promoters of adenylate cyclase III gene activity was promoted, and the promoter and type II diabetes (NIDDM) And its role in the impaired glucose metabolism. Animals that have become naturally diabetic exhibit reduced insulin release to glucose, elevated cAMP at high glucose concentrations, and overexpression of the AC-III gene. The present invention has been derived from the discovery that such naturally occurring diabetic animals have a promoter of the AC-III gene that is more active than the wild-type AC-III promoter. The highly active AC-III promoter is responsible for the observed overexpression of the AC-III gene and is associated with the observed decrease in insulin release to glucose and the increase in cAMP at high glucose concentrations. Elevated AC-III promoter activity, AC-III expression and cAMP levels contribute to a decreased response of islet cells to glucose concentrations and a lack of insulin response to glucose. This has been demonstrated in type II diabetes (NIDDM) and other disorders of glucose metabolism.
The role of the AC-III promoter with enhanced activity is shown. By detecting or altering the effect of the promoted AC-III promoter or downstream thereof, disorders of glucose metabolism characterized by impaired insulin response, such as type II diabetes (NIDD)
Methods and compositions for diagnosing and treating M) are provided.

【0013】 糖代謝障害を診断および治療する方法および組成物は、活性の促進されたAC
−IIIプロモーターの様々な発現を用いることができる。例えば、この促進され たAC−IIIプロモーターは、糖代謝障害の危険性および存在を調べる遺伝子マ ーカーを提供する。例えばAC−III mRNA、AC−IIIタンパク質およびc
AMP等の下流生成物も活性の促進されたAC−IIIプロモーターの存在を示す 、特有の検知し得る特徴を示す。具体的には、促進されたAC−IIIプロモータ ーはAC−III遺伝子の発現を増加させ、結果としてAC−III mRNAレベル
およびAC−IIIタンパク質、ひいてはcAMPレベルを上昇させる。その遺伝 子のさらに下流でも、活性の促進されたAC−IIIプロモーターがインスリン反 応と関連する。インスリン反応は、診断目的で被験者の細胞もしくは組織中で測
定することができる。このことは活性の促進されたAC−IIIプロモーターが存 在すれば、それ自身が、有機体遺伝子組立から細胞内高分子やメッセンジャーを
通じて、細胞もしくは組織の生物学的反応までの全てのレベルで発現することを
意味する。これらの発現のそれぞれは、II型糖尿病(NIDDM)や他の糖代謝
障害の診断および治療に使用することができる。
[0013] Methods and compositions for diagnosing and treating disorders of glucose metabolism comprise AC with enhanced activity.
Various expressions of the -III promoter can be used. For example, the enhanced AC-III promoter provides a genetic marker to examine the risk and presence of impaired glucose metabolism. For example, AC-III mRNA, AC-III protein and c
Downstream products such as AMP also exhibit unique detectable features indicating the presence of an enhanced activity of the AC-III promoter. Specifically, the enhanced AC-III promoter increases the expression of the AC-III gene and consequently increases the levels of AC-III mRNA and protein, and thus cAMP. Further downstream of the gene, the enhanced activity of the AC-III promoter is associated with the insulin response. Insulin response can be measured in cells or tissues of a subject for diagnostic purposes. This means that the presence of the enhanced activity of the AC-III promoter will allow it to express itself at all levels, from organism gene assembly to biological reactions of cells or tissues through intracellular macromolecules and messengers. Means to do. Each of these expressions can be used in the diagnosis and treatment of type II diabetes (NIDDM) and other disorders of glucose metabolism.

【0014】 糖代謝異常の検出 活性が促進されたAC−IIIプロモーターの検出 II型糖尿病(NIDDM)と関連する活性の促進されたAC−IIIプロモータ ーは、II型糖尿病(NIDDM)およびその他の糖代謝障害のための診断方法を
提供する。AC−IIIプロモーターは、AC−IIIを発現するかどうかに関わらず
、動物の細胞および組織の遺伝物質全体に見い出される。したがって、血液また
は膵臓組織といった様々な細胞や組織が、DNA源、またはAC−IIIプロモー ター自身を検出するための他の生物学的物質として機能する。
Detection of AC-III Promoter with Enhanced Activity for Detecting Abnormal Glucose Metabolism The AC-III promoter with enhanced activity associated with type II diabetes (NIDDM) includes type II diabetes (NIDDM) and other sugars. A diagnostic method for a metabolic disorder is provided. The AC-III promoter is found throughout the genetic material of animal cells and tissues, whether or not it expresses AC-III. Thus, various cells and tissues, such as blood or pancreatic tissue, function as a source of DNA or other biological material to detect the AC-III promoter itself.

【0015】 患者において促進されたAC−IIIプロモーターが検出されるということは、 もし他の徴候が既に現れていなければ、その患者はII型糖尿病(NIDDM)を
発現する危険性があることを示す。II型糖尿病(NIDDM)の、不確定である が早期の徴候が存在すれば、促進されたAC−IIIプロモーターの検出は、診断 が不確実にもかかわらず、確認できる。糖尿病患者における促進されたAC−II
Iプロモーターの検出は、II型糖尿病(NIDDM)を示しうる。
[0015] The detection of an enhanced AC-III promoter in a patient indicates that the patient is at risk for developing type II diabetes mellitus (NIDDM) if no other signs are already present. . If uncertain but early signs of type II diabetes (NIDDM) are present, enhanced AC-III promoter detection can be confirmed despite uncertain diagnosis. Enhanced AC-II in diabetic patients
Detection of the I promoter can indicate type II diabetes (NIDDM).

【0016】 促進されたAC−IIIプロモーターの存在は、患者のAC−III遺伝子プロモー
ター領域の配列を決定することによって直接的に、または間接的に検出すること
ができる。促進されたAC−IIIプロモーターの間接的な検出は、このプロモー ターが、AC−III遺伝子もしくは関連する制御配列と結合するエフェクター、 AC−III遺伝子の構造、AC−III遺伝子の発現等に及ぼす影響を検出すること
も含む。促進されたAC−IIIプロモーターはまた、野生型AC−IIIプロモータ
ーと比較して、異種発現系中のより高いレベルのインディケータタンパク質によ
って検出することもできる。
The presence of an enhanced AC-III promoter can be detected directly or indirectly by determining the sequence of the patient's AC-III gene promoter region. The indirect detection of the promoted AC-III promoter indicates that this promoter has an effect on the effector binding to the AC-III gene or related regulatory sequence, the structure of the AC-III gene, the expression of the AC-III gene, etc. Detecting. The enhanced AC-III promoter can also be detected by higher levels of the indicator protein in the heterologous expression system as compared to the wild-type AC-III promoter.

【0017】 AC−III遺伝子のプロモーター配列の検出 正常動物由来のAC−III遺伝子のプロモーターおよびコード領域の配列は、 従来技術において公知であり、表1(配列番号1)に示す(ワングら(Wang et
al.)、嗅覚シグナル形質導入カスケードの遺伝子コード構成は、ニューロン性 発現と直接関連する可能性のあるDNA結合部位を含む。モレキュラー セル バ
イオロジー(Gene encoding components of the olfactory signal transductio
n cascade contain a DNA binding site that may direct neuronal express
ion. Mol. Cell. Biol.)13, 5805-5813, 1993;その開示を具体的にここに引用
する)。
Detection of the Promoter Sequence of the AC-III Gene The sequences of the promoter and coding region of the AC-III gene derived from a normal animal are known in the prior art, and are shown in Table 1 (SEQ ID NO: 1) (Wang et al. et
al.), the genetic coding organization of the olfactory signal transduction cascade contains DNA binding sites that may be directly associated with neuronal expression. Molecular cell biology (Gene encoding components of the olfactory signal transductio
n cascade contain a DNA binding site that may direct neuronal express
ion. Mol. Cell. Biol.) 13, 5805-5813, 1993; the disclosure of which is specifically incorporated herein.

【0018】 (表1) 野生型のアデニル酸シクラーゼIII遺伝子の開始部位周辺の配列。下線部が転 写開始部位。 CCCTATGGCT GTTCTTTCCT CATCTTGAGC TGCCTCCCAA AGTGATCCCT TGATGCTGAG GGCTCTTCCC AGTCCCCTGA GTACATTTTC TTCTGAAAAC GACTTTTACT CCTAACAAGG TGTTCTGTCA AAATTGATAC CACGGCTTAG CAGACTGATA GATTCAAAAG GAACATTTGC GTCTTTAAGG AAGAATCCAA ACACATCTCA ATTGGTAGGA TGGAGATCTT CGAGAAGCAA GGCCTCTTTC GGGCCCACGT GCCAGGTACC AAGCAAGCTA CTCCAGGCCT CTTTTGTCAC CAGGTTAGGC TGTATATTCC CTTGAGGAGA GATCAAGCCC CACGCTTGAC GTCTGGGCTG CCAGGGTAGG CGGAGACACT GAGATGGGGC GCGCCCATTC GGGGAGCGGT CCCCAAACCT CAGCCAGGGC CTCTCCTTTC CCCGGAAGGA AACCAGGGTA GAAGGGCGGC TGGGGTGCCT CAGCACGCCT CACCTGCAGG GAGGATACGT CCTGGGCTTT GATCTTCTGT AACACGGTCT GTTCGAGGCA AAGCGTGGAG TCACCTCGCT CTTTTCTGTC TGCCACCTAC TCGGCGTTTC CACGCAGCTA TCTCCGGGCG CTGGCAAGTG GGGGGACACC GGGGACAGCG AGGGGCCCCT CCACCCGGCG TCCAGGAGGC GGCGACAAGG CGGGGAGGGG CCGCCCGCCT CCTGGGGCCT GCGGCGCGCG TGAATCAGTG TGCAGAGCGC GGCGCACGGA CCTCGGCTGG CTCGCCCTGC GTGCGGGGAG AGGATGCTGG CAGGCTGCCC CGGCCTGGGC CCGCCATCCG CAGCGTGAGC CACCGCCGTC CTCTGCGACC ACGGATGCTG AACCACAGCC CCGCGCCTCT ACCGGCCCGA CCCGGGGCCT GACCGCAAGG GGACCCGCGC ACAGGCTCCG GGCGGAGGAG CTGGCGCGGC GGCACTGCGG GAAGCAGC(Table 1) Sequence around the start site of wild-type adenylate cyclase III gene. The underlined part is the transcription start site. CCCTATGGCT GTTCTTTCCT CATCTTGAGC TGCCTCCCAA AGTGATCCCT TGATGCTGAG GGCTCTTCCC AGTCCCCTGA GTACATTTTC TTCTGAAAAC GACTTTTACT CCTAACAAGG TGTTCTGTCA AAATTGATAC CACGGCTTAG CAGACTGATA GATTCAAAAG GAACATTTGC GTCTTTAAGG AAGAATCCAA ACACATCTCA ATTGGTAGGA TGGAGATCTT CGAGAAGCAA GGCCTCTTTC GGGCCCACGT GCCAGGTACC AAGCAAGCTA CTCCAGGCCT CTTTTGTCAC CAGGTTAGGC TGTATATTCC CTTGAGGAGA GATCAAGCCC CACGCTTGAC GTCTGGGCTG CCAGGGTAGG CGGAGACACT GAGATGGGGC GCGCCCATTC GGGGAGCGGT CCCCAAACCT CAGCCAGGGC CTCTCCTTTC CCCGGAAGGA AACCAGGGTA GAAGGGCGGC TGGGGTGCCT CAGCACGCCT CACCTGCAGG GAGGATACGT CCTGGGCTTT GATCTTCTGT AACACGGTCT GTTCGAGGCA AAGCGTGGAG TCACCTCGCT CTTTTCTGTC TGCCACCTAC TCGGCG TTTC CACGCAGCTA TCTCCGGGCG CTGGCAAGTG GGGGGACACC GGGGACAGCG AGGGGCCCCT CCACCCGGCG TCCAGGAGGC GGCGACAAGG CGGGGAGGGG CCGCCCGCCT CCTGGGGCCT GCGGCGCGCG TGAATCAGTG TGCAGAGCGC GGCGCACGGA CCTCGGCTGG CTCGCCCTGC GTGCGGGGAG AGGATGCTGG CAGGCTGCCC CGGCCTGGGC CCGCCATCCG CAGCGTGAGC CACCGCCGTC CTCTGCGACC ACGGATGCTG AACCACAGCC CCGCGCCTCT ACCGGCCCGA CCCGGGGCC T GACCGCAAGG GGACCCGCGC ACAGGCTCCG GGCGGAGGAG CTGGCGCGGC GGCACTGCGG GAAGCAGC

【0019】 自然発生糖尿病動物の膵臓β島細胞由来のAC−III遺伝子の配列を示す(表 2、配列番号2)。それは、野生型コード配列と、非翻訳プロモーター領域にお
ける塩基置換を含む。GK糖尿病ラットにおける促進されたAC−III遺伝子は
、対照ラットの同一プロモーターと比較すると2つの変異を有することがわかる
。促進されたAC−IIIプロモーターは、−358位にAからCへの変異を有
し、また、−28位にAからGへの変異を有する(表2、配列番号2)。
The sequence of the AC-III gene derived from pancreatic β-islet cells of a naturally occurring diabetic animal is shown (Table 2, SEQ ID NO: 2). It contains the wild-type coding sequence and base substitutions in the untranslated promoter region. The enhanced AC-III gene in GK diabetic rats is found to have two mutations when compared to the same promoter in control rats. The enhanced AC-III promoter has an A to C mutation at position -358 and an A to G mutation at position -28 (Table 2, SEQ ID NO: 2).

【0020】 (表2) アデニル酸シクラーゼIII遺伝子の促進されたプロモーターを含有するGK糖 尿病ラット由来のアデニル酸シクラーゼ遺伝子の開始部位周辺の配列。翻訳開始
部位に下線を引いた。野生型配列とは異なる残りは太字で示した。 CCCTATGGCT GTTCTTTCCT CATCTTGAGC TGCCTCCCAA AGTGATCCCT TGATGCTGAG GGCTCTTCCC AGTCCCCTGA GTACATTTTC TTCTGAAAAC GACTTTTACT CCTAACAAGG TGTTCTGTCA AAATTGATAC CACGGCTTAG CAGACTGATA GATTCAAAAG GAACATTTGC GTCTTTAAGG AAGAATCCAA ACACATCTCA ATTGGTAGGA TGGAGATCTT CGCGAAGCAA GGCCTCTTTC GGGCCCACGT GCCAGGTACC AAGCAAGCTA CTCCAGGCCT CTTTTGTCAC CAGGTTAGGC TGTATATTCC CTTGAGGAGA GATCAAGCCC CACGCTTGAC GTCTGGGCTG CCAGGGTAGG CGGAGACACT GAGATGGGGC GCGCCCATTC GGGGAGCGGT CCCCAAACCT CAGCCAGGGC CTCTCCTTTC CCCGGAAGGA AACCAGGGTA GAAGGGCGGC TGGGGTGCCT CAGCACGCCT CACCTGCAGG GAGGATACGT CCTGGGCTTT GATCTTCTGT AACACGGTCT GTTCGAGGCA AAGCGTGGAG TCGCCTCGCT CTTTTCTGTC TGCCACCTAC TCGGCGTTTC CACGCAGCTA TCTCCGGGCG CTGGCAAGTG GGGGGACACC GGGGACAGCG AGGGGCCCCT CCACCCGGCG TCCAGGAGGC GGCGACAAGG CGGGGAGGGG CCGCCCGCCT CCTGGGGCCT GCGGCGCGCG TGAATCAGTG TGCAGAGCGC GGCGCACGGA CCTCGGCTGG CTCGCCCTGC GTGCGGGGAG AGGATGCTGG CAGGCTGCCC CGGCCTGGGC CCGCCATCCG CAGCGTGAGC CACCGCCGTC CTCTGCGACC ACGGATGCTG AACCACAGCC CCGCGCCTCT ACCGGCCCGA CCCGGGGCCT GACCGCAAGG GGACCCGCGC ACAGGCTCCG GGCGGAGGAG CTGGCGCGGC GGCACTGCGG GAAGCAGC
Table 2 Sequences around the start site of the adenylate cyclase gene from a GK diabetes mellitus rat containing the promoter of the adenylate cyclase III gene. The translation start site is underlined. The remainder that differs from the wild-type sequence is shown in bold. CCCTATGGCT GTTCTTTCCT CATCTTGAGC TGCCTCCCAA AGTGATCCCT TGATGCTGAG GGCTCTTCCC AGTCCCCTGA GTACATTTTC TTCTGAAAAC GACTTTTACT CCTAACAAGG TGTTCTGTCA AAATTGATAC CACGGCTTAG CAGACTGATA GATTCAAAAG GAACATTTGC GTCTTTAAGG AAGAATCCAA ACACATCTCA ATTGGTAGGA TGGAGATCTT CGCGAAGCAA GGCCTCTTTC GGGCCCACGT GCCAGGTACC AAGCAAGCTA CTCCAGGCCT CTTTTGTCAC CAGGTTAGGC TGTATATTCC CTTGAGGAGA GATCAAGCCC CACGCTTGAC GTCTGGGCTG CCAGGGTAGG CGGAGACACT GAGATGGGGC GCGCCCATTC GGGGAGCGGT CCCCAAACCT CAGCCAGGGC CTCTCCTTTC CCCGGAAGGA AACCAGGGTA GAAGGGCGGC TGGGGTGCCT CAGCACGCCT CACCTGCAGG GAGGATACGT CCTGGGCTTT GATCTTCTGT AACACGGTCT GTTCGAGGCA AAGCGTGGAG TCGCCTCGCT CTTTTCTGTC TGCCACCTAC TCGGCG TTTC CACGCAGCTA TCTCCGGGCG CTGGCAAGTG GGGGGACACC GGGGACAGCG AGGGGCCCCT CCACCCGGCG TCCAGGAGGC GGCGACAAGG CGGGGAGGGG CCGCCCGCCT CCTGGGGCCT GCGGCGCGCG TGAATCAGTG TGCAGAGCGC GGCGCACGGA CCTCGGCTGG CTCGCCCTGC GTGCGGGGAG AGGATGCTGG CAGGCTGCCC CGGCCTGGGC CCGCCATCCG CAGCGTGAGC CACCGCCGTC CTCTGCGACC ACGGATGCTG AACCACAGCC CCGCGCCTCT ACCGGCCCGA CCCGGGGCC T GACCGCAAGG GGACCCGCGC ACAGGCTCCG GGCGGAGGAG CTGGCGCGGC GGCACTGCGG GAAGCAGC

【0021】 通常、活性の促進されたAC−IIIプロモーターを検出する方法では、AC−I
IIプロモーターを含有する実験用サンプルの配列または配列を表すシグナルと、
公知の野生型もしくは公知の促進されたAC−IIIプロモーターのいずれかを含 有する1以上の対照サンプルの比較を行う。配列を含む、または既知の促進され
たAC−IIIプロモーターと合致したシグナルを生成する実験用サンプルは、活 性の促進されたAC−IIIプロモーターを含有する。配列を含む、または既知の 野生型AC−IIIプロモーターと合致するシグナルを生成する実験用サンプルは 、野生型AC-IIIプロモーターを含有する。配列を含有する、または既知の促進
されたAC−IIIプロモーターもしくは野生型AC−IIIプロモーターとは異なる
シグナルを生成する実験用サンプルは、活性の促進されたAC−IIIプロモータ ーであるかもしれないが、実験用プロモーターの促進された活性の全てを測定し
なければならない。
In general, a method for detecting an AC-III promoter whose activity is promoted includes the AC-I promoter.
A sequence of an experimental sample containing the II promoter or a signal representing the sequence;
A comparison of one or more control samples containing either a known wild-type or a known enhanced AC-III promoter is performed. An experimental sample containing a sequence or producing a signal consistent with a known enhanced AC-III promoter contains an active enhanced AC-III promoter. An experimental sample containing a sequence or producing a signal consistent with a known wild-type AC-III promoter contains a wild-type AC-III promoter. An experimental sample containing a sequence or that produces a signal that differs from a known enhanced or wild-type AC-III promoter may be an enhanced activity of the AC-III promoter. All of the promoted activity of the experimental promoter must be measured.

【0022】 例えば、促進されたAC−IIIプロモーター等の核酸の配列を検出および分析 する多くの診断方法は、この技術分野の当業者に公知である。例えば、これは直
接シーケンシング、ARMS(増幅難治性突然変異系)、制限エンドヌクレアー
ゼアッセイ、オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション法、およびイムノアッ
セイが挙げられる。これらの方法は、様々な細胞または組織、例えば血液または
膵臓組織において、促進されたAC−III遺伝子を検出するために用いられる。 いくつかの通常使用される処置を以下に述べるが、発明の範囲に含まれる他の方
法も可能である。
Many diagnostic methods for detecting and analyzing the sequence of a nucleic acid, such as, for example, an enhanced AC-III promoter, are known to those skilled in the art. For example, this includes direct sequencing, ARMS (amplification-refractory mutation system), restriction endonuclease assays, oligonucleotide hybridization methods, and immunoassays. These methods are used to detect the enhanced AC-III gene in various cells or tissues, such as blood or pancreatic tissue. Some commonly used procedures are described below, but other methods within the scope of the invention are possible.

【0023】 (シーケンシング法) II型糖尿病(NIDDM)またはその他の糖代謝障害の診断を必要とする患者 の血液もしくは組織サンプルから得たDNAを公知の方法によって配列を決定し
、野生型配列と比較して促進されたAC−IIIプロモーターを示す。
(Sequencing Method) DNA obtained from a blood or tissue sample of a patient in need of diagnosis of type II diabetes (NIDDM) or other disorders of glucose metabolism is sequenced by a known method to obtain a wild-type sequence. 2 shows the AC-III promoter that was promoted in comparison.

【0024】 (サザンブロッティング法) サザンブロッティング分析では、II型糖尿病(NIDDM)もしくはその他の 糖代謝障害の危険性がある、または保有している患者の血液または組織からDN
Aを取り、ゲル電気泳動によって分離する。電気泳動に続いて、例えばゲルをN
aOHに浸漬することによって、二重らせんDNAを一重らせんDNAに変える
。その後、前記DNAをニトロセルロースシートに移す。その移したDNAを標
識したプローブに接触させる。例えば、乾燥させた後、ニトロセルロースに標識
されたプローブを塗布することができる。
(Southern Blotting Method) In Southern blotting analysis, DN is obtained from blood or tissues of patients at risk of or having type II diabetes (NIDDM) or other disorders of glucose metabolism.
Take A and separate by gel electrophoresis. Following electrophoresis, for example, gel
The double helix DNA is converted to single helix DNA by immersion in aOH. Thereafter, the DNA is transferred to a nitrocellulose sheet. The transferred DNA is brought into contact with a labeled probe. For example, after drying, the labeled probe can be applied to nitrocellulose.

【0025】 ここに使用される、“プローブ”とは、関心のある配列に相補的な核酸配列で
ある。そのプローブは、DNA配列、またはRNA配列のいずれかである。その
プローブは8〜16ヌクレオチド長であることが好ましい。好適な標識の例とし
ては、放射性標識、例えば、32Pが挙げられる。その他の好適な標識は、蛍光団
や、着色生成反応を触媒する酵素が挙げられる(例えば、セイヨウワサビペルオ
キシダーゼ)。
As used herein, a “probe” is a nucleic acid sequence that is complementary to a sequence of interest. The probe is either a DNA sequence or an RNA sequence. Preferably, the probe is 8 to 16 nucleotides in length. Examples of suitable labels include radioactive labels, eg, 32 P. Other suitable labels include fluorophores and enzymes that catalyze a color-forming reaction (eg, horseradish peroxidase).

【0026】 前記プローブは、関心のあるDNA配列に相補的な配列を有しているので、そ
の特異的なDNA配列にハイブリダイズする。ここで、“ハイブリダイズする”
とは、過酷な条件下(例えば、65℃;0.1×SSC;サムブルックら、モレ キュラークローニング、ラボラトリーマニュアル 、コールドスプリングハーバー
、ニューヨーク:コールドスプリングハーバープレス(Sambrook et al., Molec ular Cloning. A laboratory Manual , Cold Spring Harbor, New York: Cold Sp
ring Harbor Press)(1989))で、相補的な塩基対を作製することによって、 プローブが、特異的なDNA配列と二重らせん分子を形成することである。プロ
ーブをDNAにハイブリダイズさせた後、過剰なプローブを洗い流す。ハイブリ
ダイズしたDNAは、公知の技術を用いて、標識されたプローブから容易に視覚
化できる。プローブのハイブリダイズは、サンプルのDNAが標識されたプロー
ブに相補的な配列を含むことを示している。
The probe has a sequence that is complementary to the DNA sequence of interest and thus hybridizes to that specific DNA sequence. Here, "hybridize"
The harsh conditions (e.g., 65 ℃; 0.1 × SSC; Sambrook et al, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, New York:. Cold Spring Harbor Press (Sambrook et al, Molec ular Cloning . A laboratory Manual , Cold Spring Harbor, New York: Cold Sp
In Ring Harbor Press (1989)), a probe forms a double helix molecule with a specific DNA sequence by creating complementary base pairs. After the probe has hybridized to the DNA, excess probe is washed away. The hybridized DNA can be easily visualized from the labeled probe using known techniques. Hybridization of the probe indicates that the DNA of the sample contains a sequence complementary to the labeled probe.

【0027】 活性の促進されたAC−IIIプロモーターを検出するために数種のプローブを 使用することができる。例えば、野生型プロモーターではなく促進されたプロモ
ーターにおける配列と相補的なプローブは、野生型配列を持つ実験サンプルでは
なく、促進されたプロモーターの配列をもつ実験サンプル由来のシグナルとハイ
ブリダイズし、また、シグナルを生成する。このシグナルは、実験サンプルにお
いて促進されたプロモーターが検出されたことを示している。同様に、促進され
たプロモーター中でなく野生型のプロモーターにおける配列と相補的なプローブ
は、実験サンプル由来のシグナルとハイブリダイズし、また、シグナルを生成さ
せる。この場合、シグナルは、実験サンプルにおける野生型プロモーターの検出
を示す。促進されたプロモーターの存在を示唆するプローブおよびシグナルの他
の組合せは当業者によって実現される。
Several types of probes can be used to detect the enhanced activity of the AC-III promoter. For example, a probe that is complementary to a sequence in the promoted promoter but not the wild-type promoter will hybridize with a signal from an experimental sample having the sequence of the promoted promoter, but not the experimental sample having the wild-type sequence, and Generate a signal. This signal indicates that an enhanced promoter was detected in the experimental sample. Similarly, a probe that is complementary to the sequence in the wild-type promoter but not in the promoted promoter will hybridize to and generate a signal from the experimental sample. In this case, the signal indicates the detection of the wild-type promoter in the experimental sample. Other combinations of probes and signals that indicate the presence of an enhanced promoter are realized by those skilled in the art.

【0028】 (複製連鎖反応(PCR)法) より効率的な分析を行うために、DNAサンプルを増幅させることがしばしば
望ましい。DNAを増幅させるために複製連鎖反応(PCR)を使用することが
できる。PCRは、この分野の当業者に公知の技術である。例示された方法は、
促進されたAC−IIIプロモーターに隣接する、DNAの反対鎖にハイブリダイ ズするオリゴヌクレオチドプライマーを発現させることを含む。ここで、「プラ
イマー」とは、関心のあるDNA配列に隣接するDNA配列と相補的で、好適な
ポリメラーゼによって鎖伸長を開始する機能を果たす短いヌクレオチド配列であ
る。プライマーは約15〜20ヌクレオチド長であることが好ましい。プライマ
ーによって定義される特異的なフラグメントは、変性、オリゴヌクレオチドプラ
イマーのアニーリング、およびプライマー伸長のサイクルを繰り返すことにより
指数関数的に積み重ねられていく。その後増幅されたドメインを、例えば、上記
サザンブロット法のようなハイブリダイゼーション法またはスクリーニング技術
によって分析することができる。好適なオリゴヌクレオチドプライマーを実施例
5に示す。
(Replication Chain Reaction (PCR) Method) It is often desirable to amplify a DNA sample for more efficient analysis. The replication chain reaction (PCR) can be used to amplify DNA. PCR is a technique known to those skilled in the art. The illustrated method is:
And expressing an oligonucleotide primer that hybridizes to the opposite strand of DNA adjacent to the enhanced AC-III promoter. Here, a “primer” is a short nucleotide sequence that is complementary to a DNA sequence adjacent to the DNA sequence of interest and that functions to initiate chain extension by a suitable polymerase. Preferably, the primer is about 15-20 nucleotides in length. The specific fragments defined by the primers build up exponentially by repeating cycles of denaturation, annealing of the oligonucleotide primer, and primer extension. The amplified domain can then be analyzed by, for example, hybridization or screening techniques, such as the Southern blot described above. Suitable oligonucleotide primers are shown in Example 5.

【0029】 (ARMS) ARMS(増幅難治突然変位系)は、PCRを基本とした手技であって、野生
型対立遺伝子または突然変異対立遺伝子のいずれかに相補的なオリゴヌクレオチ
ドプライマーをDNAサンプルを増幅するために使用する手技である。ARMS
の説明は、カレントプロトコールインヒューマンジェネティックス、第9.8章、
ジョン ウィーリー アンド サンス編、ドラコポリら(1995)(Current Protoco ls in Human Genetics , Chapter 9.8, John Wiley & Sons, ed by Dracopoli et al.)にある。
(ARMS) ARMS (Amplification Refractory Sudden Displacement System) is a PCR-based procedure that amplifies a DNA sample with oligonucleotide primers complementary to either the wild-type or mutant allele. The technique used to ARMS
Is described in Current Protocols in Human Genetics , Chapter 9.8,
John Wiley & Sons, Ed., Dracopoli et al. (1995) ( Current Protocols in Human Genetics , Chapter 9.8, John Wiley & Sons, ed by Dracopoli et al.).

【0030】 ARMSの一変形において、1つのプライマーが既知の変異配列に相補的であ
る1対のプライマーが使用される。もし、DNAサンプルを増幅すれば、突然変
異配列の存在が確認される。増幅がなければ、突然変異配列が存在しないことを
示す。活性の促進されたAC−IIIプロモーターを検出するために、突然変異配 列は促進されたプロモーターの配列である。ARMSの他の変形例においては、
プライマーは野生型配列に相補的である。DNAサンプルの増幅は、DNAがプ
ライマーに相補的な野生型配列を有することを示す。もし、増幅が起こらなけれ
ば、DNAはその配列に突然変異を含有している可能性がある。そこでは、ハイ
ブリダイゼーションが起こっているはずであり、促進されたプロモーターを含有
する可能性がある。しかし実験用プロモーターの促進された活性を全て測定しな
ければならない。
In one variation of ARMS, a pair of primers is used, where one primer is complementary to a known mutated sequence. If the DNA sample is amplified, the presence of the mutated sequence is confirmed. Absence of amplification indicates the absence of the mutated sequence. To detect an AC-III promoter with enhanced activity, the mutant sequence is the sequence of the enhanced promoter. In another variation of ARMS,
Primers are complementary to the wild-type sequence. Amplification of the DNA sample indicates that the DNA has a wild-type sequence complementary to the primer. If no amplification occurs, the DNA may contain a mutation in its sequence. There, hybridization should have occurred and may contain an enhanced promoter. However, all of the enhanced activity of the experimental promoter must be measured.

【0031】 (制限エンドヌクレアーゼアッセイ) 突然変異を調べるために、好適な細胞もしくは組織、例えば、血液もしくは膵
臓組織由来のDNAのサンプルをスクリーニングするために制限エンドヌクレア
ーゼアッセイも使用できる。そのようなアッセイは、プラスら“ミューテーショ
ン イン SLC3A1トランスポータージーン イン シスチンウレア”アメリ カン ジャーナル オフ ヒューマンジェネティックス (Pras et al., "Mutations
in the SLC3A1 transporter gene in Cystinuria, " Am.J. Hum. Genet.,)(5
6:1297-1303(1995))に記載されており、使用されている。簡単に言えば、DN Aサンプルを増幅し、その後、DNAが突然変異が存在するかしないかによって
、DNAを切断する、もしくは切断しない制限エンドヌクレアーゼに曝露する。
切断後、制限断片は、切断が生じているか否かを観察する。切断パターンは、構
造的な相違を表す。
Restriction Endonuclease Assay A restriction endonuclease assay can also be used to screen a sample of DNA from suitable cells or tissues, eg, blood or pancreatic tissue, to look for mutations. Such assays, plus et al., "Mutations in SLC3A1 transporter gene in cystine urea" American Kang journal off Human Genetics (Pras et al., "Mutations
in the SLC3A1 transporter gene in Cystinuria, " Am.J. Hum. Genet. ,) (5
6: 1297-1303 (1995)). Briefly, a DNA sample is amplified and then exposed to a restriction endonuclease that cuts or does not cut DNA, depending on the presence or absence of the mutation.
After cleavage, the restriction fragments are observed to see if cleavage has occurred. The cutting pattern represents a structural difference.

【0032】 活性の促進されたAC−IIIプロモーターを検出するために、野生型AC−III
プロモーターと促進されたAC−IIIプロモーターに対して異なる切断を提供す るよう制限エンドヌクレアーゼを選択する。DNAの実験サンプルの切断は、対
照野生型プロモーターおよび促進されたAC−IIIプロモーターと比較される制 限パターンを生じる。実験パターンによる対照パターンの1つと合致することは
、対照配列を合致する実験配列を同定する。もし、実験パターンが対照パターン
のいずれとも合致しない場合、DNAは、プロモーター配列に突然変異を含む可
能性があり、また、促進されたプロモーターを含有する可能性がある。しかし、
実験用プロモーターの促進された活性は、全て測定しなければならない。
To detect an AC-III promoter with enhanced activity, wild-type AC-III
Restriction endonucleases are chosen to provide different cleavages for the promoter and the promoted AC-III promoter. Cleavage of the experimental sample of DNA results in a restriction pattern compared to the control wild-type promoter and the promoted AC-III promoter. Matching one of the control patterns with the experimental pattern identifies an experimental sequence that matches the control sequence. If the experimental pattern does not match any of the control patterns, the DNA may contain a mutation in the promoter sequence and may contain an enhanced promoter. But,
The enhanced activity of the experimental promoter must all be measured.

【0033】 (オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション法) ドットブロットなどのハイブリダイゼーション法は、この技術の分野の当業者
に公知であり、DNAサンプルが特異的な配列、例えば、活性の促進されたAC
−IIIプロモーターを含んでいるかどうかを測定するために使用できる。対立遺 伝子特異的オリゴヌクレオチド試験の考察は、カレントプロトコール イン ヒュ ーマン ジェネティックス 、第9.4章(前掲)にある。
Oligonucleotide Hybridization Methods Hybridization methods, such as dot blots, are known to those of skill in the art and provide a DNA sample with a specific sequence, such as an AC with enhanced activity.
It can be used to determine whether it contains the -III promoter. Discussion of alleles specific oligonucleotide test is, in the current protocol-in fuse Man Genetics, the first chapter 9.4 (supra).

【0034】 ドットブロットにおいては、DNAサンプルを変性させ、野生型AC−IIIプ ロモーターもしくは促進されたAC−IIIプロモーターの配列に相補的な、標識 化プローブに曝露する。野生型AC−IIIプロモーターに相補的なプローブ(“ 野生型プローブ”)のハイブリダイゼーションは、野生型AC−IIIプロモータ ーが存在することを示す。もし野生型プローブがサンプル中のDNAにハイブリ
ダイズしなければ、野生型AC−IIIプロモーターは存在しない。この手技の変 形例では、促進されたAC−IIIプロモーターに相補的なプローブを使用するこ とができる。促進されたAC−IIIプロモーターに相補的なプローブ(“促進さ れたプローブ”)のハイブリダイゼーションは、促進されたAC−IIIプロモー ターが存在することを示す。もし促進されたプローブがサンプル中のDNAにハ
イブリダイズしなければ、促進されたAC−IIIプロモーターは存在しない。も し、野生型または促進されたプローブのいずれかに、ハイブリダイゼーションが
起こらなければ、そのDNAは、配列に突然変異を含有している可能性がある。
そこでは、ハイブリダイゼーションが起こったはずであり、促進されたプロモー
ターを含むかもしれない。しかし実験用プロモーターの促進された活性は全て測
定しなければならない。
In a dot blot, a DNA sample is denatured and exposed to a labeled probe that is complementary to the sequence of a wild-type AC-III promoter or an enhanced AC-III promoter. Hybridization of a probe complementary to the wild-type AC-III promoter ("wild-type probe") indicates that the wild-type AC-III promoter is present. If the wild-type probe does not hybridize to the DNA in the sample, the wild-type AC-III promoter is not present. In a variation of this procedure, a probe complementary to the enhanced AC-III promoter can be used. Hybridization of a probe complementary to the enhanced AC-III promoter ("enhanced probe") indicates that an enhanced AC-III promoter is present. If the promoted probe does not hybridize to the DNA in the sample, there is no promoted AC-III promoter. If no hybridization occurs to either the wild-type or the enhanced probe, the DNA may contain a mutation in the sequence.
There, hybridization should have occurred and may include an enhanced promoter. However, all the enhanced activities of the experimental promoter must be measured.

【0035】 (異種発現系) 促進されたAC−IIIプロモーターはまた、野生型AC−IIIプロモーターと比
較して、異種発現系におけるより高いレベルのインジケータタンパク質の産生に
よっても検出できる。異種発現の増加は当技術分野の当業者に公知のいくつかの
方法によって検出することができる。患者由来のAC−IIIプロモーターを使用 する異種発現の増加は、異種発現の転写の存在を測定することによって直接的に
、または間接的に検出できる。AC−IIIプロモーターを用いた異種発現の増加 の間接的検出は、レポータータンパク質のようなインジケータ、典型的なルシフ
ェラーゼもしくはβ−ガラクトシダーゼ等の酵素の活性もしくは存在を検出する
ことを含む。
Heterologous Expression System The enhanced AC-III promoter can also be detected by the production of higher levels of indicator protein in the heterologous expression system as compared to the wild-type AC-III promoter. Increased heterologous expression can be detected by several methods known to those skilled in the art. Increased heterologous expression using the AC-III promoter from a patient can be detected directly or indirectly by measuring the presence of transcripts of heterologous expression. Indirect detection of increased heterologous expression using the AC-III promoter involves detecting the activity or presence of an indicator such as a reporter protein, an enzyme such as typical luciferase or β-galactosidase.

【0036】 例えば、DNAの実験サンプルは、例えば血液もしくは膵臓組織等の好適な組
織から抽出し、活性の高めれらたAC−IIIプロモーターの存在を調べることが できる。異種遺伝子の発現をコントロールする位置の近く、もしくはその位置内
で、DNAの実験サンプルを発現ベクターに挿入する。異種遺伝子は、例えば、
検出可能なポリヌクレオチドもしくはタンパク質のような検出可能なマーカーを
コードすることが好ましい。異種遺伝子は、そのシグナルが遺伝子発現のレベル
を示す、光もしくは色を発生する反応を触媒する酵素、例えばルシフェラーゼも
しくはβ−ガラクトシダーゼであることが好ましい。異種遺伝子の発現レベルは
、野生型AC−IIIプロモーターもしくは高めれらたAC−IIIプロモーターによ
って生成される発現の対照レベルと比較される。促進されたプロモーターは、野
生型遺伝子より多くの異種遺伝子を発現させる。1つの好適な異種遺伝子系を実
施例5に記載する。
For example, an experimental sample of DNA can be extracted from a suitable tissue, for example, blood or pancreatic tissue, and examined for the presence of the AC-III promoter with enhanced activity. An experimental sample of DNA is inserted into an expression vector near or within the location where expression of the heterologous gene is controlled. A heterologous gene is, for example,
Preferably, it encodes a detectable marker, such as a detectable polynucleotide or protein. The heterologous gene is preferably an enzyme, such as luciferase or β-galactosidase, which catalyzes a light or color producing reaction whose signal indicates the level of gene expression. The expression level of the heterologous gene is compared to a control level of expression produced by the wild-type or elevated AC-III promoter. The promoted promoter causes more heterologous genes to be expressed than the wild-type gene. One suitable heterologous genetic system is described in Example 5.

【0037】 AC−III mRNA転写の検出 促進されたAC−IIIプロモーター活性は、高めれらたAC−III遺伝子発現を
もたらし、活性アデニル酸シクラーゼIIIをコードするAC−III mRNA転写
量の増加させる。促進されたAC−IIIプロモーターは、野生型AC−IIIと比較
して、mRNAの配列を変えない。AC−III mRNA転写の発現レベルは、 高い/低いグルコース濃度で対照動物と比較した場合、糖尿病動物の島細胞で増
加している。そのような効果はまた、生体内の系において生じる。したがって、
高めれらたAC−IIIプロモーターは、AC−III mRNAの転写レベルを生体
内および生体外の双方で増加させる。そしていずれの系も活性の促進されたAC
−IIIプロモーターを検出するための方法に使用することができる。AC−III
mRNAの発現の増加は、促進されたAC−IIIの存在と関連づけられ、また、I
I型糖尿病(NIDDM)のような糖代謝障害の特徴となっている。
Detection of AC-III mRNA Transcription Enhanced AC-III promoter activity results in enhanced AC-III gene expression and increases transcription of AC-III mRNA encoding active adenylate cyclase III. The enhanced AC-III promoter does not alter the sequence of the mRNA as compared to wild-type AC-III. Expression levels of AC-III mRNA transcripts are increased in diabetic animal islet cells when compared to control animals at high / low glucose concentrations. Such effects also occur in in vivo systems. Therefore,
An enhanced AC-III promoter increases the transcription level of AC-III mRNA both in vivo and in vitro. In each system, AC with enhanced activity was used.
It can be used in methods for detecting the -III promoter. AC-III
Increased mRNA expression is associated with enhanced presence of AC-III
It is characteristic of glucose metabolism disorders such as type I diabetes (NIDDM).

【0038】 患者においてAC−III mRNAの転写レベルの増加の検出は、既に他の徴 候が現れていなければ、患者はII型糖尿病(NIDDM)を発病する危険性があ
ることを示す。不確定であるが早期のII型糖尿病(MIDDM)の徴候が存在す
れば、AC−III mRNA転写レベルの増加の検出は、不確実にも関わらず、 診断を確認できる。糖尿病患者における、AC−III mRNA転写レベルの増 加の検出は、II型糖尿病(MIDDM)を示すものである。
[0038] Detection of increased transcription levels of AC-III mRNA in a patient indicates that the patient is at risk for developing type II diabetes mellitus (NIDDM), if no other signs are already present. The presence of uncertain but early signs of type II diabetes (MIDDM) can confirm the diagnosis, albeit uncertainly, of detecting an increase in AC-III mRNA transcript levels. Detection of increased levels of AC-III mRNA transcripts in diabetic patients is indicative of type II diabetes (MIDDM).

【0039】 mRNA転写レベルの増加は、当業者に公知のいくつかの方法によって検出で
きる。AC−III mRNA転写のレベルの増加は、mRNAの存在を測定する ことによって直接的に、または間接的に検出できる。例えば、AC−III mR NAレベルの増加の結果、生体内および生体外の双方で、AC−IIIタンパク質 の生成およびアデニル酸シクラーゼ活性を増加させる。AC−IIIタンパク質の レベルの増加は、生体内または生体外の双方でcAMPのレベルの増加により決
定できる。cAMPのレベルの増加は、生物学的効果、例えば、インスリン濃度
の変化を引き起こす。AC−III mRNA転写のレベルの増加の間接的検出に は、インスリン濃度、AC−IIIタンパク質、アデニル酸シクラーゼ活性、cA MPレベル等の検出が含まれる。AC−III mRNAレベルの直接の指標は、 公知の方法により検出できる。AC−IIIタンパク質もしくは活性レベルのいく つかの検出方法を下記に記す。さらに別の方法は当業者にとって公知である。
[0039] Increased mRNA transcript levels can be detected by several methods known to those of skill in the art. Increased levels of AC-III mRNA transcript can be detected directly or indirectly by measuring the presence of mRNA. For example, increasing AC-III mRNA levels results in increased AC-III protein production and adenylate cyclase activity, both in vivo and in vitro. Increased levels of AC-III protein can be determined by increased levels of cAMP, both in vivo and in vitro. Increasing levels of cAMP cause a biological effect, eg, a change in insulin concentration. Indirect detection of increased levels of AC-III mRNA transcript includes detection of insulin concentration, AC-III protein, adenylate cyclase activity, cAMP levels, and the like. Direct indicators of AC-III mRNA levels can be detected by known methods. Some methods for detecting AC-III protein or activity levels are described below. Still other methods are known to those skilled in the art.

【0040】 核酸、例えば、AC−III mRNAの配列を検出および分析する多くの診断 方法は当業者に公知である、例えばDNA配列もしくはDNA配列の下流の生成
物を検出するための上記の直接的な特定の方法が挙げられる。これらの方法は、
直接的な方法、またはmRNAからDNAへの逆転写後に行う、適切または望ま
しい方法としては制限エンドヌクレアーゼアッセイ、オリゴヌクレオチドハイブ
リダイゼーション法、およびイムノアッセイによって間接的に行う方法が挙げら
れる。いくつかの普通に使用される処置を下記に示す。発明の範囲において他の
可能な方法も含まれる。
Many diagnostic methods for detecting and analyzing the sequence of nucleic acids, eg, AC-III mRNA, are known to those of skill in the art, eg, direct detection of DNA sequences or the products described above for detecting products downstream of DNA sequences. Specific methods. These methods are
Suitable or desirable methods, performed directly or after reverse transcription of mRNA to DNA, include those performed indirectly by restriction endonuclease assays, oligonucleotide hybridization methods, and immunoassays. Some commonly used treatments are listed below. Other possible methods are included within the scope of the invention.

【0041】 (ノーザンブロット法) サザンブロット法について概説した処置と類似する処置によって、mRNA転
写の存在もしくは量をノーザンブロット法によって測定することができる。
Northern Blot The presence or amount of mRNA transcript can be measured by Northern blot by a procedure similar to the procedure outlined for Southern blot.

【0042】 (ウェスタンブロット法) mRNA産生をタンパク質産生と結合させると、AC−III mRNAの産生 レベルがアデニル酸シクラーゼIIIタンパク質の発現に反映される。それは、例 えば、ウェスタンブロット法のようなイムノアッセイによって検出することがで
きる。この処置では、組織サンプルを個体から得、ゲル泳動法によって分離する
。電気泳動につづいて、タンパク質をニトロセルロース上に移す。その後、その
タンパク質を標識化プローブに接触させる。例えば、乾燥させた後、ニトロセル
ロース上に標識されたプローブを載せる。好適なプローブとしては標識された抗
アデニル酸シクラーゼIII抗体が挙げられ、特異的なエピトープに特異的な抗体 が好ましい。標識の例としては、放射性同位体、酵素、発色団、発色基が挙げら
れる。過剰な抗体をすすいだ後、特異的なタンパク質/抗体複合体の存在は、公
知の方法によって、例えば、抗アデニル酸シクラーゼIII抗体につけた標識の発 展によって、または第二の抗体を用いることによって測定される。
(Western Blot Method) When mRNA production is combined with protein production, the level of AC-III mRNA production is reflected in the expression of adenylate cyclase III protein. It can be detected, for example, by an immunoassay such as Western blotting. In this procedure, a tissue sample is obtained from an individual and separated by gel electrophoresis. Following electrophoresis, proteins are transferred onto nitrocellulose. Thereafter, the protein is contacted with a labeled probe. For example, after drying, a labeled probe is mounted on nitrocellulose. Suitable probes include labeled anti-adenylate cyclase III antibodies, with antibodies specific for specific epitopes being preferred. Examples of labels include radioisotopes, enzymes, chromophores, chromophores. After rinsing excess antibody, the presence of specific protein / antibody complexes is determined by known methods, for example, by developing a label on the anti-adenylate cyclase III antibody, or by using a second antibody. Measured.

【0043】 アデニル酸シクラーゼタンパク質もしくは活性の検出 促進されたAC−IIIプロモーターを持つ糖尿病動物由来の島細胞等の細胞は 、対照細胞と比較して、高いグルコース条件下で増加したレベルのアデニル酸シ
クラーゼIIIを生成する。アデニル酸シクラーゼIIIのレベルの増加は、例えばイ
ムノアッセイによるアデニル酸シクラーゼIIIの存在の測定によって直接に、ま たは間接的に検出することができる。アデニル酸シクラーゼIIIのレベルの増加 の間接的な検出は、直接的もしくは結合酵素アッセイ等によって、その活性を検
出することを含む。アデニル酸シクラーゼIIIのレベルの増加は、当該技術分野 の当業者に公知の様々な方法によって検出することができる。
Detection of Adenylate Cyclase Protein or Activity Cells such as islet cells from diabetic animals having an enhanced AC-III promoter have increased levels of adenylate cyclase under high glucose conditions compared to control cells. Generates III. An increase in the level of adenylate cyclase III can be detected directly or indirectly, for example, by measuring the presence of adenylate cyclase III by immunoassay. Indirect detection of an increase in the level of adenylate cyclase III includes detecting its activity, such as by a direct or linked enzyme assay. Increased levels of adenylate cyclase III can be detected by various methods known to those of skill in the art.

【0044】 患者由来の細胞におけるアデニル酸シクラーゼIIIのレベル増加の検出は、も し他の徴候が既に現れていなければ、その患者がII型糖尿病(NIDDM)を発
病する危険性があることを示す。不確かだが早期のII型糖尿病(MIDDM)
の徴候の存在において、細胞におけるアデニル酸シクラーゼ−IIIレベルの増加 の検出は、不確実にもかかわらず診断を確認できる。糖尿病患者の細胞における
アデニル酸シクラーゼ−IIIのレベルの増加の検出は、II型糖尿病(MIDDM )を示すものである。
Detection of increased levels of adenylate cyclase III in cells from a patient indicates that the patient is at risk for developing type II diabetes mellitus (NIDDM) if no other signs are already present. . Uncertain but early type II diabetes (MIDDM)
Detection of an increase in adenylate cyclase-III levels in the cells in the presence of signs of deficit can confirm the diagnosis despite uncertainty. Detection of increased levels of adenylate cyclase-III in the cells of the diabetic is indicative of type II diabetes (MIDDM).

【0045】 (ウェスタンブロット法) アデニル酸シクラーゼIIIタンパク質発現のレベルは、例えば、ウェスタンブ ロット法のようなイムノアッセイによって検出できる。この処置では、組織サン
プルを個体から得、ゲル泳動法によって分離する。電気泳動につづいて、タンパ
ク質をニトロセルロース上に移す。その後、そのタンパク質を標識されたプロー
ブに接触させ、例えば、標識されたプローブを、乾燥させた後、ニトロセルロー
スにアプライする。好適なプローブとしては標識された抗アデニル酸シクラーゼ
III抗体が挙げられ、特異的なエピトープに特異的である抗体が好ましい。標識 の例としては、放射性同位体、酵素、発色団、発色基が挙げられる。過剰な抗体
をすすいだ後、特異的なタンパク質/抗体複合体は、公知の方法によって、例え
ば、抗アデニル酸シクラーゼIII抗体に付けた標識の発展によって、または第二 の抗体を用いることによって測定される。
(Western Blot Method) The level of adenylate cyclase III protein expression can be detected by, for example, an immunoassay such as the Western blot method. In this procedure, a tissue sample is obtained from an individual and separated by gel electrophoresis. Following electrophoresis, proteins are transferred onto nitrocellulose. Thereafter, the protein is brought into contact with a labeled probe. For example, the labeled probe is dried and then applied to nitrocellulose. A preferred probe is labeled anti-adenylate cyclase
III antibodies, with antibodies specific for a specific epitope being preferred. Examples of labels include radioisotopes, enzymes, chromophores, chromophores. After rinsing excess antibody, the specific protein / antibody complex is determined by known methods, for example, by developing a label on the anti-adenylate cyclase III antibody, or by using a second antibody. You.

【0046】 (活性アッセイ) アデニル酸シクラーゼ活性アッセイは、科学文献に十分に記載されている。例
えば、好適なアッセイは、クオら“ランゲルハンス島におけるアデニル酸シクラ
ーゼ。島細胞の単離および様々なホルモンおよび試薬を用いたアデニル酸活性の
調整”ジャーナル オフ バイオロジー ケミストリー(Kuo et al., "Adenylate
cyclase in islets of Langerhans. Isolation of islets and regulation of
adenylate cyclase activity by various hormones and agent." J.Biol.Chem.
248:2705-2711(1972))。
Activity Assay Adenylate cyclase activity assays are well described in the scientific literature. For example, a suitable assay is described in Kuo et al., "Adenylate cyclase in islets of Langerhans. Isolation of islet cells and modulation of adenylate activity with various hormones and reagents," Journal of Offcology Chemistry (Kuo et al., "Adenylate
cyclase in islets of Langerhans.Isolation of islets and regulation of
adenylate cyclase activity by various hormones and agent. "J. Biol. Chem.
248: 2705-2711 (1972)).

【0047】 cAMPレベルの検出 促進されたAC−IIIプロモーターを持つ糖尿病動物由来の島細胞等の細胞は 、対照細胞と比較して、高いグルコース条件下でcAMPの産生レベルが上昇す
る。cAMPのレベルの増加は、当業者に公知ないくつかの方法により検出でき
る。cAMPのレベルの増加は、cAMPの存在を、例えばクロマトグラフィー
、ラジオイムノアッセイによって測定することによって直接に、または間接的に
検出することができる。cAMPの増加レベルの間接的検出には、インジケータ
酵素の基質として、もしくはインジケータタンパク質のリガンドとしてcAMP
を用いることが含まれる。患者の細胞中において、cAMPレベルの増加が検出
されると、もし他の徴候が既に現れていなければ、その患者がII型糖尿病(NI
DDM)を発病する危険性があることを示す。不確かだが早期のII型糖尿病(
MIDDM)の徴候の存在において、患者由来の細胞におけるcAMPレベルの
増加の検出は、不確実にもかかわらず診断を確認できる。糖尿病患者において、
患者由来の細胞におけるcAMPの増加の検出は、II型糖尿病(MIDDM)を
示すものである。
Detection of cAMP Levels Cells such as islet cells from diabetic animals having an enhanced AC-III promoter have increased levels of cAMP production under high glucose conditions as compared to control cells. Increased levels of cAMP can be detected by several methods known to those skilled in the art. Increased levels of cAMP can be detected directly or indirectly by measuring the presence of cAMP, for example, by chromatography, radioimmunoassay. For indirect detection of increased levels of cAMP, cAMP may be used as a substrate for an indicator enzyme or as a ligand for an indicator protein.
Is included. If an increase in cAMP levels is detected in the patient's cells, the patient is treated with Type II diabetes (NI) if no other signs are already present.
DDM). Uncertain but early type II diabetes (
In the presence of signs of MIDDM), detection of an increase in cAMP levels in cells from the patient can confirm the diagnosis despite uncertainty. In diabetics,
Detection of an increase in cAMP in patient-derived cells is indicative of type II diabetes (MIDDM).

【0048】 グルコース濃度が低いとき、促進されたAC-IIIプロモーターを持つ糖尿病動
物由来の島細胞におけるcAMPレベルは、対照細胞と比較すると、同様か、も
しくは増加している。グルコース濃度が高い場合、AC−III mRNAおよび cAMPの量は、対照細胞に比べ、糖尿病動物由来の島細胞においてはるかに多
い。グルコース濃度が高いとき、アデニル酸シクラーゼとcAMPのレベルの増
加は、促進されたAC−IIIプロモーターの存在と関連し、II型糖尿病(NID DM)のような糖代謝障害を特徴づけている。
When glucose levels are low, cAMP levels in islet cells from diabetic animals with an enhanced AC-III promoter are similar or increased when compared to control cells. At high glucose concentrations, the amounts of AC-III mRNA and cAMP are much higher in islet cells from diabetic animals compared to control cells. At high glucose concentrations, increased levels of adenylate cyclase and cAMP are associated with an enhanced presence of the AC-III promoter and are characteristic of glucose metabolism disorders such as type II diabetes (NID DM).

【0049】 インスリンの分泌と反応性および促進されたAC−IIIプロモーター 促進されたAC−IIIプロモーターを持つ糖尿病動物由来の島細胞等の細胞は 、対照細胞と比較して、高グルコース条件下でインスリン分泌レベルを低下させ
る。インスリン分泌レベルの低下は、当業者に公知の多くの方法によって検出で
きる。インスリンレベルの低下は、例えばクロマトグラフィー、ラジオイムノア
ッセイによる測定によって直接的に、または間接的に検出することができる。患
者の細胞からのインスリン分泌のレベル低下の検出は、もし他の徴候が既に現れ
ていなければ、その患者がII型糖尿病(NIDDM)を発病する危険性があるこ
とを示す。
AC-III Promoter Reactive with Insulin Secretion and Promoted AC-III Promoter Cells such as islet cells from diabetic animals that have a promoted AC-III promoter are more resistant to insulin under high glucose conditions compared to control cells. Decreases secretion levels. A decrease in insulin secretion levels can be detected by a number of methods known to those skilled in the art. A decrease in insulin levels can be detected directly or indirectly, for example, by measurement by chromatography, radioimmunoassay. Detection of a decreased level of insulin secretion from the patient's cells indicates that the patient is at risk for developing type II diabetes (NIDDM), if no other signs have already appeared.

【0050】糖尿病の治療 促進されたAC−IIIプロモーターと関連するII型糖尿病(NIDDM)は、I
I型糖尿病(NIDDM)の治療もしくは療法に道を与えるものである。促進さ れたAC−IIIプロモーターの存在は、糖尿病動物由来の島細胞におけるグルコ ースに対するインスリン反応の低下と関連する。促進されたAC−IIIプロモー ターの効果に拮抗作用を及ぼすことによって、正常なインスリン反応を回復する
ことができる。遺伝子発現を抑えるため、または遺伝子産物の機能もしくは活性
に拮抗作用を及ぼすために、または阻害するために、促進されたAC−IIIプロ モーターの効果は当業者に公知の様々な方法によって拮抗作用を及ぼすことがで
きる。究極的に、遺伝子治療によってAC−IIIプロモーターもしくはAC−III
遺伝子を除去もしくは置換することができる。
Type II diabetes mellitus (NIDDM), which is associated with the AC-III promoter promoted in the treatment of diabetes,
It provides a way for treatment or therapy of type I diabetes (NIDDM). The enhanced presence of the AC-III promoter is associated with a reduced insulin response to glucose in islet cells from diabetic animals. By antagonizing the effect of the enhanced AC-III promoter, a normal insulin response can be restored. To suppress gene expression or to antagonize or inhibit the function or activity of a gene product, the effect of the promoted AC-III promoter may be antagonized by various methods known to those of skill in the art. Can exert. Ultimately, AC-III promoter or AC-III by gene therapy
Genes can be removed or replaced.

【0051】 促進されたAC−IIIプロモーターに拮抗作用を及ぼす直接的な方法としては 、センスまたはアンチセンス標的結合分子を結合すること、タンパク質または小
分子アンタゴニストを結合すること、促進されたAC-IIIプロモーター等の活性
に必要なアクチベータ(もしくは他のコファクター)の結合を妨げること等によ
って、促進された活性を阻害する方法が挙げられる。下流の標的には、mRNA
転写、アデニル酸シクラーゼIII(タンパク質およびその活性)およびcAMP が含まれる。AC−III mRNAのレベル上昇の効果に拮抗作用を及ぼす、ま たは阻害する様々な方法がある。例えば、mRNAの機能は、前記機能の劣化を
誘発すること、その核からの拡散(export)を防ぐこと、センスまたはアンチセン
ス標的結合分子を結合すること、タンパク質または小分子アンタゴニストを結合
すること、翻訳におけるリボソームもしくはコファクタの結合を阻止すること等
によって、破壊することができる。アデニル酸シクラーゼIIIのレベルの増加の 効果に拮抗作用を及ぼすため、または阻害するために、様々な方法が使用できる
。例えば、アデニル酸シクラーゼIIIの機能は、その合成を阻害すること、分解 を誘発すること、その折りたたみを阻害すること、活性を阻害すること等によっ
て破壊することができる。cAMPのレベル増加の効果に拮抗作用を及ぼすため
、または阻害するために様々な方法を使用することができる。例えば、cAMP
のレベル増加の効果は、cAMPと相互作用をする下流のレセプターもしくは酵
素に拮抗作用を及ぼす、または阻害すること、cAMP合成を阻害すること、c
AMP劣化を誘発すること等によって、妨害できる。
Direct methods of antagonizing the enhanced AC-III promoter include binding sense or antisense target binding molecules, binding protein or small molecule antagonists, enhanced AC-III A method of inhibiting the promoted activity by, for example, preventing the binding of an activator (or other cofactor) required for the activity of a promoter or the like. Downstream targets include mRNA
Includes transcription, adenylate cyclase III (protein and its activity) and cAMP. There are various ways to antagonize or inhibit the effects of increasing levels of AC-III mRNA. For example, the function of the mRNA can be to induce degradation of said function, prevent its export from the nucleus, bind a sense or antisense target binding molecule, bind a protein or small molecule antagonist, It can be destroyed, such as by blocking the binding of ribosomes or cofactors in translation. Various methods can be used to antagonize or inhibit the effect of increasing levels of adenylate cyclase III. For example, the function of adenylate cyclase III can be disrupted by inhibiting its synthesis, inducing degradation, inhibiting its folding, inhibiting its activity, and the like. Various methods can be used to antagonize or inhibit the effects of increasing levels of cAMP. For example, cAMP
The effect of increasing the level of is antagonizing or inhibiting downstream receptors or enzymes that interact with cAMP, inhibiting cAMP synthesis,
It can be hindered by inducing AMP degradation.

【0052】トランスジェニック動物 糖代謝障害、例えば、II型糖尿病(NIDDM)等を持つトランスジェニック
動物を開発するために、本願で使用できる促進されたAC−IIIプロモーターを 提供する。例えば、そのような障害を治療するための化合物をスクリーニングす
るために、そのようなトランスジェニック動物を使用する。トランスジェニック
動物の有用な種類としては、“ノックイン”動物が挙げられる。“ノックイン”
動物では、野生型AC−IIIプロモーターが欠失し、促進されたAC−IIIプロモ
ーターで置換されている。実験を前記動物で行い、トランジションの効果を決定
し、促進されたプロモーター、またはそれと関連する遺伝子産物に対して、ダウ
ンレギュレーション、阻害、または拮抗作用をする化合物をテストすることがで
きる。
Transgenic Animals Provided are enhanced AC-III promoters that can be used herein to develop transgenic animals with impaired glucose metabolism, such as type II diabetes (NIDDM). For example, such transgenic animals are used to screen for compounds to treat such disorders. Useful types of transgenic animals include "knock-in" animals. “Knock-in”
In animals, the wild-type AC-III promoter has been deleted and replaced with an enhanced AC-III promoter. Experiments can be performed in the animal to determine the effect of the transition and test for compounds that down-regulate, inhibit, or antagonize the promoted promoter, or gene product associated therewith.

【0053】 本発明は、下記実施例によってよりよく理解される。これらの実施例は具体的な
実施形態を例示するものであって、本発明の範囲を限定する目的ではない。
The present invention is better understood by the following examples. These examples illustrate specific embodiments and are not intended to limit the scope of the present invention.

【0054】[0054]

【実施例】一般的な方法 動物 雄ゴトーカキザキ(GK)糖尿病ラットを、カロリンスカ(Karolinska)病院
のコロニーから入手した。GKラットは、痩せた、自然発生的なII型糖尿病動物
モデルである。対照として、雄ウィスターラットを商業的ブリーダー(ビーアン
ドケイ ユニバーサル、ソレンチューナ、スウェーデン(B&K Universal, Solle
ntuna, Sweden))から入手した。全てのラットに対して、水を、自由にアクセ スできるような状態にして任意に摂取させ、12時間の明暗周期の部屋で飼育し
た。
EXAMPLES General Methods Animals Male gotokakizaki (GK) diabetic rats were obtained from a colony at Karolinska Hospital. GK rats are a lean, spontaneous type II diabetes animal model. As controls, male Wistar rats were treated with commercial breeders (B & K Universal, Solle Tuner, Sweden).
ntuna, Sweden)). All rats received water ad libitum, with free access, and were housed in a room with a 12 hour light / dark cycle.

【0055】 GKおよび対照ラットの体重は類似していた。GKラットは平均316±9g
(n=19)で、対照ラットは平均309±9g(n=19)であった。膵臓単 離直前の血中グルコース濃度は、対照ラットと比較して、GKラットにおいて有
意に上昇していた[GKラット11.3±1.4mmol/L(n=15)に対
して対照ラット4.4±0.1mmol/L(n=15)、p<0.0001]
[0055] The body weights of the GK and control rats were similar. GK rats average 316 ± 9g
(N = 19), control rats averaged 309 ± 9 g (n = 19). The blood glucose concentration immediately before pancreatic isolation was significantly increased in GK rats as compared to control rats [11.3 ± 1.4 mmol / L of GK rats (n = 15) versus 4 rats of control rats. 0.4 ± 0.1 mmol / L (n = 15), p <0.0001]
.

【0056】島細胞の単離 安楽死後、ラットから島細胞を外科的に取り出し、コースグレンら(Korsgren
et al.)“高血糖が、腎臓嚢下に移植された単離されたマウス島細胞の機能に及 ぼす影響”("Effects of hyperglycaemia on function of isolated mouse panc
reatic islets transplanted under the kidney capsule." 糖尿病(Diabetes)
38:510-515(1989)に記載の方法で単離した。簡単に言えば、コラゲナーゼ(ベー
リンガー-マンハイム、ドイツ(Boehringer-Mannheim, Mannheim, Germany)) を用いた温浸法によって、対照およびGKラットの膵臓から島細胞を単離した。
その島細胞を11mMグルコースと10%(vol/vol)胎児性コウシ血清
を添加したRPMI−1640中で48時間培養した。更なる実験作業を行う前
に、島細胞を2g/Lウシ血漿アルブミン(シグマケミカル社、セントルイス、
ミズーリ州、米国(SigmaChemical Co., St. Louis, MO, USA))と3.3mMグ
ルコースを添加したクレブス−リンガービカーボネート(KRB)緩衝液中で4
5分予備インキュベーションした。
Isolation of islet cells After euthanasia, islet cells were surgically removed from the rat and analyzed by Korsgren et al.
et al.) "Effects of hyperglycaemia on function of isolated mouse panc"
reatic islets transplanted under the kidney capsule. "Diabetes
38: 510-515 (1989). Briefly, islet cells were isolated from the pancreas of control and GK rats by digestion using collagenase (Boehringer-Mannheim, Mannheim, Germany).
The islet cells were cultured for 48 hours in RPMI-1640 supplemented with 11 mM glucose and 10% (vol / vol) fetal calf serum. Prior to performing further experimental work, islet cells were isolated from 2 g / L bovine plasma albumin (Sigma Chemical, St. Louis,
4 in Krebs-Ringer-bicarbonate (KRB) buffer supplemented with 3.3 mM glucose, Missouri, USA (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA).
Pre-incubated for 5 minutes.

【0057】結果と統計の説明 トランスフェクション試験からの、インスリン分泌、cAMP産生、光強度を
平均±SEMとして表す。全ての統計試験はシグマスタットフォーウィンドース バージョン1.0(SigmaStat for Windows Version 1.0)(ジャンデル サイエン
ティフィック ソフトウェア、イクラス、ドイツ(Jandel Scientific Software,
Ekrath, Germany))を用いて行った。有意差の検定には、非対データのr−検
定およびマン−ホウィットニーランクサムテスト(Mann-Whitney Rank Sum test)
を用いた。
Description of Results and Statistics Insulin secretion, cAMP production and light intensity from transfection tests are expressed as mean ± SEM. All statistical tests are performed by SigmaStat for Windows Version 1.0 (Jandel Scientific Software, Iclas, Germany).
Ekrath, Germany)). Unsigned data r-test and Mann-Whitney Rank Sum test were used to test for significant differences.
Was used.

【0058】実施例1:糖尿病動物の島細胞からのインスリン放出の低下 糖尿病動物の島細胞からのインスリン放出を測定し、対照島細胞のレベルと比
較し、そのインスリンレベルをcAMPレベルやアデニル酸シクラーゼ発現レベ
ル等の指標と関連づけた。
Example 1 Reduction of Insulin Release from Islet Cells of Diabetic Animals Insulin release from islet cells of diabetic animals was measured and compared with the level of control islet cells, and the insulin levels were measured for cAMP levels and adenylate cyclase. It was related to indicators such as expression level.

【0059】 ホルスコリンはアデニル酸シクラーゼ(AC)およびcAMP産生と強く類似
しており、AC活性に及ぼす影響のための別の対照として用いられる。インスリ
ン放出に対する観察された作用が前記細胞のcAMPに対する感受性の増加もし
くはcAMPレベルの増加によるかどうかをホルスコリンを用いて測定した。
[0059] Forskolin is strongly similar to adenylate cyclase (AC) and cAMP production and is used as another control for its effect on AC activity. Whether forskolin was used to determine whether the observed effect on insulin release was due to increased sensitivity of the cells to cAMP or increased levels of cAMP.

【0060】方法 3.3mMもしくは16.7mMグルコースのみを添加した、および前記両グ
ルコース濃度で5μMホルスコリン(シグマ社)を添加した1000μL KR
B中で37℃で45分間インキュベーションした20島細胞のバッチでインスリ
ン放出を測定した。インキュベーション時間後、900μLの溶出液を除去し、
インスリンのラジオイムノアッセイ(RIA)による続く分析のために−20℃
で冷凍させた(ハーバートら、(Herbert et al., )1965)。
Method 3.3 1000 μL KR to which only 3.3 mM or 16.7 mM glucose was added and to which 5 μM forskolin (Sigma) was added at both glucose concentrations.
Insulin release was measured on batches of 20 islet cells incubated in B at 37 ° C. for 45 minutes. After the incubation period, remove 900 μL of eluate,
-20 C for subsequent analysis by insulin radioimmunoassay (RIA)
(Herbert et al., 1965).

【0061】結果 インスリン放出についての本試験の結果を表3および図1に示す。3.3mM
グルコース(p<0.002)および16.7mMグルコース(P<0.000
1)で、対照島細胞と比較して、インスリン放出は糖尿病島細胞において低かっ
た。対照島細胞においては、3.3mMグルコース(p<0.0001)および
16.7mMグルコース(P<0.0001)の双方で、ホルスコリンによる刺
激によってインスリン放出は約4倍増加した。糖尿病島細胞においては、3.3
mMグルコース(p<0.0001)で約9倍、16.7mMグルコース(P<
0.0001)で約18倍増加した。インスリン放出に及ぼすホルスコリンの観
察された作用は既に発表されている結果と一致する。
Results The results of this test for insulin release are shown in Table 3 and FIG. 3.3 mM
Glucose (p <0.002) and 16.7 mM glucose (P <0.000
In 1), insulin release was lower in diabetic islet cells compared to control islet cells. In control islet cells, stimulation with forskolin increased insulin release by about 4-fold at both 3.3 mM glucose (p <0.0001) and 16.7 mM glucose (P <0.0001). In diabetic islet cells, 3.3
mM glucose (p <0.0001) about 9 times, 16.7 mM glucose (P <
0.0001). The observed effects of forskolin on insulin release are consistent with previously published results.

【0062】 (表3) 高/低グルコース濃度におけるホルスコリンの存在下/非存在下での糖尿病お
よび対照島細胞におけるインスリン放出 インスリン放出(μU/島細胞) グルコース ホルスコリン 糖尿病島細胞 対照島細胞(mM) (5μM) 3.3 − 3.9±0.6 5.9±0.5 16.7 − 6.3±0.6 25.8±2.5 3.3 + 36.9±2.9 27.2±4.3 16.7 + 110 ±12 105 ±11
Table 3 Insulin release in diabetic and control islet cells in the presence / absence of forskolin at high / low glucose concentrations Insulin release (μU / islet cells) Glucose Forskolin diabetic islet cells Control islet cells (mM) (5μM) 3.3-3.9 ± 0.6 5.9 ± 0.5 16.7-6.3 ± 0.6 25.8 ± 2.5 3.3 + 36.9 ± 2.9 27.2 ± 4.3 16.7 + 110 ± 12 105 ± 11

【0063】結論 対照島細胞と比較して、糖尿病細胞は、グルコース濃度の増加に伴うインスリ
ン放出の増加は有意に小さいことがわかる。アデニル酸シクラーゼをホルスコリ
ンで強く刺激すると、対照ラットおよび糖尿病ラットは同様の量のインスリンを
高いまたは低いグルコースレベルで放出する。実施例2:糖尿病動物の島細胞におけるcAMPレベルの増加 cAMPレベルを低いおよび高いグルコース濃度で、ホルスコリンの存在下お
よび非存在下で測定し、実施例1で観察された結果がcAMPに対する糖尿病島
細胞の感受性の増加もしくは糖尿病島細胞におけるcAMPレベルの増加による
かどうか調べた。
Conclusions Compared to control islet cells, diabetic cells show a significantly smaller increase in insulin release with increasing glucose concentration. When adenylate cyclase is strongly stimulated with forskolin, control and diabetic rats release similar amounts of insulin at high or low glucose levels. Example 2: Increased cAMP levels in islet cells of diabetic animals cAMP levels were measured at low and high glucose concentrations, in the presence and absence of forskolin, and the results observed in Example 1 show that the diabetic islet cells against cAMP It was determined whether the increase was due to increased sensitivity of cAMP or increased cAMP levels in diabetic islet cells.

【0064】方法 実施例1でインスリン分泌を測定したのと同じ20島細胞のバッチでサイクリ
ックAMPを測定した。インスリン測定のために900μLを除去後、培地を0
.5mMイソブチルメチルキサンチン(IBMX)を含む300μLの氷冷した
緩衝液で置換した。その後、前記島細胞を沸騰水に4分間浸漬し、+4℃で冷却
した。島細胞をざっと遠心分離し、超音波処理し、続いて−20℃で冷凍した。
市販のキットNEK−033(デュポン社(Dupont)、ベルギー)を用い
てcAMPのラジオイムノアッセイを行った。
Method Cyclic AMP was measured on the same batch of 20 islet cells as in Example 1 where insulin secretion was measured. After removing 900 μL for measuring insulin, the medium was
. Replaced with 300 μL of ice-cold buffer containing 5 mM isobutylmethylxanthine (IBMX). Thereafter, the islet cells were immersed in boiling water for 4 minutes and cooled at + 4 ° C. The islet cells were roughly centrifuged, sonicated and subsequently frozen at -20 ° C.
Radioimmunoassay of cAMP was performed using a commercially available kit NEK-033 (Dupont, Belgium).

【0065】結果 cAMP生成についての本試験の結果を表4および図2に示す。低いグルコー
ス濃度(3.3mM)で、糖尿病島細胞におけるサイクリックAMPレベルは対
照島細胞との間に有意差が認められなかった。高いグルコース濃度(16.7m
M)で、糖尿病島細胞におけるサイクリックAMPレベルは、対照島細胞におけ
るレベルと比較して有意に上昇した(p<0.0001)。対照島細胞において
、ホルスコリンによる刺激は、3.3mMグルコースで6倍(p<0.0001
)のcAMPレベルの増加、16.7mMグルコースで約5倍(P<0.000
1)のcAMPレベルの増加を誘発した。糖尿病島細胞において、ホルスコリン
による刺激は、3.3mMグルコースで9倍(p<0.0001)のcAMPの
増加、16.7mMグルコースで約6倍(P<0.0001)のcAMPレベル
の増加を誘発した(P<0.0001)。したがって、対照島細胞と比較して、
ホルスコリンによる糖尿病島細胞の刺激は、グルコース濃度が高いときも低いと
きも有意に高い(P<0.0001)cAMP産生レベルを示した。3.3mM
グルコースにおいて、ホルスコリン刺激性糖尿病島細胞は、対照と比較してほぼ
2倍(1.9x、p<0.0001)のcAMPを産生した。16.7mMグル
コースにおいては、ホルスコリン刺激性糖尿病島細胞は、対照と比較してほぼ3
倍(2.9x、p<0.0001)のcAMPを産生した。
Results The results of this test on cAMP production are shown in Table 4 and FIG. At low glucose concentrations (3.3 mM), cyclic AMP levels in diabetic islet cells did not differ significantly from control islet cells. High glucose concentration (16.7m
At M), cyclic AMP levels in diabetic islet cells were significantly increased (p <0.0001) compared to levels in control islet cells. In control islet cells, stimulation with forskolin was 6-fold at 3.3 mM glucose (p <0.0001).
) Increased cAMP levels, approximately 5 fold at 16.7 mM glucose (P <0.000
1) induced an increase in cAMP levels. In diabetic islet cells, stimulation with forskolin increased cAMP 9-fold (p <0.0001) at 3.3 mM glucose and approximately 6-fold (P <0.0001) at 16.7 mM glucose. Induced (P <0.0001). Therefore, compared to control islet cells,
Stimulation of diabetic islet cells with forskolin showed significantly higher (P <0.0001) cAMP production levels both at high and low glucose concentrations. 3.3 mM
In glucose, forskolin-stimulated diabetic islet cells produced almost twice (1.9 ×, p <0.0001) cAMP compared to controls. At 16.7 mM glucose, forskolin-stimulated diabetic islet cells were approximately 3 compared to controls.
Two-fold (2.9x, p <0.0001) cAMP was produced.

【0066】 (表4) 高/低グルコース濃度におけるホルスコリンの存在下/非存在下での糖尿病お
よび対照島細胞におけるcAMP産生 cAMP産生(fmol/島細胞) グルコース ホルスコリン 糖尿病島細胞 対照島細胞 (mM) (5μM) 3.3 − 31.2±3.7 24.0±1.6 16.7 − 38.9±4.8 18.1±0.8 3.3 + 279 ±14 148 ±14 16.7 + 242 ±14 84.9±9.8
Table 4 cAMP production in diabetic and control islet cells with / without forskolin at high / low glucose concentrations cAMP production (fmol / islet cells) Glucose Forskolin diabetic islet cells Control islet cells (mM) (5 μM) 3.3 − 31.2 ± 3.7 24.0 ± 1.6 16.7 − 38.9 ± 4.8 18.1 ± 0.8 3.3 + 279 ± 14 148 ± 14 16.7 +242 ± 14 84.9 ± 9.8

【0067】結論 ホルスコリンのインスリンレベルに及ぼす影響は、両低高グルコース濃度で糖
尿病ラットにおけるホルスコリンに対する島細胞cAMPレベルと類似している
。したがって、ホルスコリン刺激性糖尿病島細胞に対する誇張されたインスリン
反応は、cAMPに対する感受性の変化というよりはむしろcAMP産生の増加
によって説明することができる。ホルスコリン刺激は糖尿病島細胞におけるAC
−IIIレベルの増加を示す。
Conclusion The effect of forskolin on insulin levels is similar to islet cell cAMP levels on forskolin in diabetic rats at both low and high glucose concentrations. Thus, the exaggerated insulin response to forskolin-stimulated diabetic islet cells can be explained by increased cAMP production rather than altered sensitivity to cAMP. Forskolin stimulation stimulates AC in diabetic islet cells
-Indicates an increase in III level.

【0068】 ホルスコリンは、ATPからcAMPへの変換を触媒するアデニル酸シクラー
ゼ(AC)を強く刺激することが知られている。ホルスコリン刺激は、単離した
糖尿病島細胞におけるグルコースに対するインスリン反応の欠損を完全に修復し
た。さらに、ホルスコリンは、対照島細胞ではなく糖尿病島細胞において、補刺
激性(substimulatory)グルコース濃度でインスリン反応を著明に高めた。
[0068] Forskolin is known to strongly stimulate adenylate cyclase (AC), which catalyzes the conversion of ATP to cAMP. Forskolin stimulation completely repaired the deficiency of the insulin response to glucose in isolated diabetic islet cells. In addition, forskolin significantly enhanced insulin response at substimulatory glucose concentrations in diabetic but not control islet cells.

【0069】実施例3:糖尿病動物由来の島細胞におけるアデニル酸シクラーゼIII mRN Aの発現の増加 アデニル酸シクラーゼIII mRNAのレベルを測定し、糖尿病島細胞におけ るcAMP産生レベルの増加がmRNAの量の増加、したがってAC−IIIタン パク質の増加、または、恐らくより活性のあるAC-IIIの存在を原因とするかど
うかを調べた。
Example 3 Increase in the Expression of Adenylate Cyclase III mRNA in Islet Cells Derived from Diabetic Animals The level of adenylate cyclase III mRNA was measured, and the increase in cAMP production level in diabetic islet cells indicated the amount of mRNA. To increase the number of AC-III proteins, or perhaps the presence of more active AC-III.

【0070】方法 対照および糖尿病ラットの双方から、コラゲナーゼ(ベーリンガーマンハイム
)を用いた分解(digestion)によって、島細胞を単離した。その島細胞を11 mMグルコースと10%(vol/vol)胎児性コウシ血清を添加したRPM
I−1640中で48時間培養した。前記島細胞をまず、2g/Lウシ血漿アル
ブミン(シグマケミカル社)と3.3mMグルコースとを添加したクレブス−リ
ンガービカーボネート(KRB)緩衝液中で45分プレインキュベーションした
。続いて、全く同じ20島細胞のバッチを、3.3mMもしくは16.7mMグ
ルコースのみを添加した、および前記両グルコース濃度で5μMホルスコリン(
シグマ社)を添加した1000μL KRBにおいて37℃で45分間インキュ
ベーションした。その後、前記島細胞を顕微鏡スライドガラス(プローブオン、
フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、PA、米国(ProbeOn, Fisher
Scientific, Pittsburgh, PA, USA))の限定された領域に移し、55℃で30 分乾燥させた。
[0070] From both methods control and diabetic rats, by collagenase degradation with (Boehringer Mannheim) (digestion), the islet cells were isolated. The islet cells were subjected to RPMI supplemented with 11 mM glucose and 10% (vol / vol) fetal calf serum.
Cultured in I-1640 for 48 hours. The islet cells were first pre-incubated for 45 minutes in Krebs-Ringer Bicarbonate (KRB) buffer supplemented with 2 g / L bovine plasma albumin (Sigma Chemical Co.) and 3.3 mM glucose. Subsequently, exactly the same batch of 20 islet cells was added with only 3.3 mM or 16.7 mM glucose, and 5 μM forskolin (5 μM at both glucose concentrations).
(Sigma) at 37 ° C. for 45 minutes in 1000 μL KRB. Then, the islet cells were placed on a microscope slide (probe on,
Fisher Scientific, Pittsburgh, PA, USA (ProbeOn, Fisher
Scientific, Pittsburgh, PA, USA)) and dried at 55 ° C. for 30 minutes.

【0071】 in situハイブリダイゼーションを、デガーリンドら(1992)、“固定化され
ていない組織を用いた感受性mRNA:放射性および非放射性in situハイブリ
ダイゼーションヒストケミストリーの組合せ”、ヒストケミストリー(Dagerlind
, et al.(1992)、"Sensitive mRNA detection using unfixed tissue: comb
ined radioactive and nonradioactive in situ hybridization histochemistry
," Histochemistry 98, 39-49)と本質的に同様の方法で行った。 この方法は、35S標識合成オリゴヌクレオチドプローブを持ちる(スカンンジナ
ビアンジーンシンセシス エービー、コーピング、スウェーデン(Scandinavian G
ene Synthesis AB, Koping, Sweden)。末端デオキシヌクレオチジルトランスフ ェラーゼ(アマーシャム(Amersham)、英国)とデオキシアデノシン5'-α-チオ三
りん酸(35S)(ニューイングランドニュークリア(New England Nuclear)米国)
とを用いて標識した。方法としては、感受性を増加させるために、それぞれ約4
8塩基長であり、ラットAC−III mRNAの異なる領域に結合している4つ の異なるオリゴヌクレオチドプローブの混合物を用いた。前記AC−III mR NA配列(バカリア アンド リード(1990)、“臭気物質検出を媒介する可能性
がある特殊なアデニリルシクラーゼの同定”サイエンス(Bakalyar and Reed (1
990), Identification of a specialized adnylyl cyclase that may mediate o
dorant detection, Science.)250, 1403-1406)は、ジーンバンク(GenBank) から入手し、オリゴヌクレオチドプローブはマックベクターシステム(MacVecto
r system)から選択した(詳細については表5を参照)。GC(グアニン/シト
シン)含有率約60%の一定比率を採用した。オリゴヌクレオチドプローブは約
48塩基長であり、入手可能なジーンバンクデータに対して、回文構造の欠損、
または種とのホモロジーの長い配列があるかどうかを確認した。AC−III m RNAのアンチセンスストランドに相補的なプローブを対照プローブとして、類
似のスライド(parallel slides)で使用し、ハイブリダイゼーションシグナル
の特異性を確認した。
In situ hybridization was performed according to Degarlind et al. (1992), “Sensitive mRNA using non-immobilized tissue: a combination of radioactive and non-radioactive in situ hybridization histochemistry”, Histology (Dagerlind).
, et al. (1992), "Sensitive mRNA detection using unfixed tissue: comb.
ined radioactive and nonradioactive in situ hybridization histochemistry
, "Histochemistry 98, 39-49. This method has a 35 S-labeled synthetic oligonucleotide probe (Scandinavian G. Synthesis, AB, Coping, Sweden).
ene Synthesis AB, Koping, Sweden). Terminal deoxynucleotidyl trans-off Eraze (Amersham (Amersham), the United Kingdom) and deoxyadenosine 5'-α- thio triphosphate (35 S) (New England Nuclear (New England Nuclear) the United States)
And labeled with In order to increase the sensitivity, about 4
A mixture of four different oligonucleotide probes, eight bases in length and binding to different regions of rat AC-III mRNA was used. The AC-III mRNA sequence (Bacalia and Reed (1990), “Identification of a special adenylyl cyclase that may mediate odorant detection”, Science (Bakalyar and Reed (1)
990), Identification of a specialized adnylyl cyclase that may mediate o
dorant detection, Science.) 250, 1403-1406) was obtained from GeneBank, and the oligonucleotide probe was purchased from Mac Vector System (MacVecto).
r system) (see Table 5 for details). A constant ratio of GC (guanine / cytosine) content of about 60% was employed. Oligonucleotide probes are approximately 48 bases in length, and lack available palindromes,
Alternatively, it was confirmed whether there was a sequence having a long homology with the species. A probe complementary to the antisense strand of AC-III mRNA was used as a control probe on similar slides (parallel slides) to confirm the specificity of the hybridization signal.

【0072】 エマルジョンオートラジオグラフィーの後、アデニル酸シクラーゼについての
mRNAを発現する島細胞を、暗視野顕微鏡検査で倍率X200で調べた。対照
プローブは、陽性細胞を示さずに、均一な弱い背景シグナルを生成した。
After emulsion autoradiography, islet cells expressing mRNA for adenylate cyclase were examined by dark field microscopy at a magnification of X200. The control probe produced a uniform weak background signal without showing positive cells.

【0073】 (表5) in situハイブリダイゼーションでAC−III mRNA発現の検出に使用す るプローブ
プローブ 塩基 プローブ#1 CTCCCTGCAG CAGCTGCATC CCTTCTAGCT CGTCTTGCTG CTGCTGGG (配列番号3) 994−1041(R&C) プローブ#2 GTGGTCCTCC CGGTAGTCAG GCAGGCCGCA GATGCAGTAG TAACAGTC (配列番号4) 1486−155(R&C) プローブ#3 ACAGCTGAAG GCAGCCCCAC TCTGCTTCTC CTTCTCCACC GAGTAGCG (配列番号5) 2227−22274(R&C) プローブ#4 ACATGCTCTG GCAACATGTT GGTGACCAAG GCCTCGTTCC ACCGGCGC (配列番号6) 3018−3065(R&C) プローブ#5 GCGCCGGTGG AACGAGGCCT TGGTCACCAACATGCTTGCC AGAGCATGT (配列番号7) 3018−3065(コントロール) ※ ジーンバンク登録#M55075、R&Cは逆および相補的を示す
(Table 5) Probes used for detection of AC-III mRNA expression by in situ hybridization
Probe Base probe # 1 CTCCCTGCAG CAGCTGCATC CCTTCTAGCT CGTCTTGCTG CTGCTGGG (SEQ ID NO: 3) 994-1041 (R & C) Probe # 2 GTGGTCCTCC CGGTAGTCAG GCAGGCCGCA GATGCAGTAG TAACAGTC (SEQ ID NO: 4) 1486-155 (R & C) No. 5) 2227-22274 (R & C) Probe # 4 ACATGCTCTG GCAACATGTT GGTGACCAAG GCCTCGTTCC ACCGGCGC (SEQ ID No. 6) 3018-3065 (R & C) Probe # 5 GCGCCGGTGG AACGAGGCCT TGGTCACCAA CATGCTTGCC AGAGCATGT (Sequence No. 30) Bank 3018 Registration # M55075, R & C shows reverse and complement

【0074】結果 GK島細胞におけるcAMPの産生が促進されたことが、糖尿病島細胞におけ
るACの類似の過剰発現に反映しているかどうかを調べるために、III型アデニ ル酸シクラーゼ(AC-III)のmRNA発現を、インスリンおよびcAMP産生
を試験した上記条件の下で、島細胞において測定した。これらの結果を図3に示
す。
Results To determine whether the enhanced cAMP production in GK islet cells reflects similar overexpression of AC in diabetic islet cells, type III adenylate cyclase (AC-III) MRNA expression was measured in islet cells under the above conditions where insulin and cAMP production were tested. These results are shown in FIG.

【0075】 ホルスコリンが不存在のときでさえ、3.3mMグルコースでは、対照島細胞
(図示せず)と比較して、糖尿病島細胞においてAC−III mRNAの強い発 現が観察された。類似のmRNAレベルが16.7mMグルコースで観察された
。また、ホルスコリンは、対照島細胞におけるAC-III mRNAの標識を、3
.3mMおよび16.7mMグルコースの双方で高めたことは明らかである。こ
のホルスコリン媒介による増加は、ホルスコリンによるcAMPおよびインスリ
ン放出の上昇に反映した。しかし、AC−III mRNAの発現レベルは、3.3
mMまたは16.7mMグルコースで、GK島細胞において、既に非常に高かっ
た。したがって、ホルスコリンに対する反応における発現レベルの上昇を識別す
ることは困難であった。
[0075] Even in the absence of forskolin, strong expression of AC-III mRNA was observed in diabetic islet cells at 3.3 mM glucose compared to control islet cells (not shown). Similar mRNA levels were observed at 16.7 mM glucose. Forskolin also inhibited the labeling of AC-III mRNA in control islet cells by 3
. It is clear that the enhancement was at both 3 mM and 16.7 mM glucose. This forskolin-mediated increase reflected an increase in cAMP and insulin release by forskolin. However, the expression level of AC-III mRNA was 3.3.
At mM or 16.7 mM glucose, it was already very high in GK islet cells. Therefore, it was difficult to identify elevated expression levels in response to forskolin.

【0076】 GK島細胞における促進された基底(basal)のmRNAシグナルを減少させ 、ホルスコリンの効果を描写するために、プローブ(プローブ1および3、表1
)を2つだけ混合した一連の実験(図3)を行った。メッセンジャーRNA発現
は明らかに4つのプローブの混合物を用いたシリーズ(sereis)に帰する。しかし
、GK島細胞における促進されたAC-III mRNA過剰発現は、複数のグルコ
ース濃度で見られ、ホルスコリンの追加によって、対照島細胞と比較してGK島
細胞においてmRNA発現の数倍の上昇を誘発した(図3、B,D,FおよびG
)。
To reduce the enhanced basal mRNA signal in GK islet cells and to depict the effects of forskolin, probes (probes 1 and 3, Table 1
) Were mixed (FIG. 3). Messenger RNA expression is clearly attributable to a series using a mixture of four probes (sereis). However, enhanced AC-III mRNA overexpression in GK islet cells was seen at multiple glucose concentrations, and the addition of forskolin induced a several-fold increase in mRNA expression in GK islet cells compared to control islet cells. (Fig. 3, B, D, F and G
).

【0077】結論 AC-IIIに特異的なプローブを用いたin situハイブリダイゼーションによっ
て、糖尿病島細胞におけるAC−III mRNA過剰発現が証明された。
Conclusions In situ hybridization using a probe specific for AC-III demonstrated AC-III mRNA overexpression in diabetic islet cells.

【0078】実施例4:糖尿病動物由来の島細胞のアデニル酸シクラーゼIII遺伝子の突然変 異プロモーター 糖尿病動物由来の島細胞におけるcAMPおよびアデニル酸シクラーゼIII mRNAのレベルの上昇の観察では、これらの糖尿病動物由来のアデニル酸シク
ラーゼIII遺伝子の調節エレメントについて突然変異があるかどうかを調べた。 突然変異はアデニル酸シクラーゼ遺伝子の転写速度または量に影響を及ぼし得る
[0078] Example 4: In diabetic animals derived islet cells sudden increase in the levels of cAMP and adenylate cyclase III mRNA in islet cells from mutation promoters diabetic animals adenylate cyclase III gene observations, these diabetic animals It was examined whether there was a mutation in the regulatory element of the adenylate cyclase III gene derived from the gene. Mutations can affect the rate or amount of transcription of the adenylate cyclase gene.

【0079】方法 直接的なPCRシーケンシングを使用して、単離された島細胞および末梢血内
のAC−III遺伝子のプロモーター領域を調べた。6匹の対照ラットおよび6匹 のGKラットからコラゲナーゼ(ベーリンガー-マンハイム)を用いた分解によ って島細胞を単離した。その島細胞を11mMグルコースと10%(vol/v
ol)胎児性コウシ血清とを添加したRPMI−1640中で48時間培養した
。血液は、島細胞を単離した同じラットから採取した。GKラットおよびウィス
ターラットを2匹づつから島細胞および血液をプールした。さらに、別の非糖尿
病ラット株であるDA株からも血液を採取した。
Methods Direct PCR sequencing was used to examine the promoter region of the AC-III gene in isolated islet cells and peripheral blood. Islet cells were isolated from six control rats and six GK rats by digestion with collagenase (Boehringer-Mannheim). The islet cells were cultured with 11 mM glucose and 10% (vol / v
ol) Cultured in RPMI-1640 supplemented with fetal calf serum for 48 hours. Blood was collected from the same rat from which the islet cells were isolated. Islet cells and blood were pooled from two GK rats and two Wistar rats. In addition, blood was collected from another non-diabetic rat strain, the DA strain.

【0080】 末梢血の白血球由来のDNAを、修正“塩析法”(オーラーアップら(Olerup
, et al.,)、配列特異的プライマー(PCR−SSP)を用い2時間のたPC R増幅によるHLA−DQB1およびDQA1タイピング。ティシュー アンチ ゲン(HLA-DQB1 and-DQA1 typing by PCR amplification with sequence-specif
ic primers (PCR-SSP) in 2 hours. Tissue Antigen)、41,119-134,1993)に より抽出した。培養した島細胞由来のDNAを37℃で一晩プロテナーゼKによ
る分解によって調製した。続いて、サンプルの体積と等しい体積のイソプロパノ
ールを添加し、DNAを析出させた。
DNA from peripheral blood leukocytes was purified by a modified “salting out method” (Olerup et al.
, et al.,), HLA-DQB1 and DQA1 typing by PCR amplification with sequence-specific primers (PCR-SSP) for 2 hours. Tissue antigen (HLA-DQB1 and-DQA1 typing by PCR amplification with sequence-specif
ic primers (PCR-SSP) in 2 hours. Tissue Antigen), 41, 119-134, 1993). DNA from cultured islet cells was prepared by digestion with proteinase K at 37 ° C. overnight. Subsequently, a volume of isopropanol equal to the volume of the sample was added to precipitate DNA.

【0081】 ジーンバンクアカウントナンバーS64908(ワングら、嗅覚シグナル形質
導入カスケードの遺伝子コード成分は、ニューロン性発現を司る神経DNA結合
部位を含む。モレキュラー セル バイオロジー(Wang, et al., Genes encoding
components of the olfactory signal transduction cascade contain a DN A binding site that may direct neuronal expression. Mol. Cell. Biol.)
13, 5805-5813, 1993)からのアデニル酸シクラーゼ遺伝子配列を用いたコンピ ュータプログラムオリゴ(Oligo)5.0(NBI,米国)を用いて、AC-IIIプロ モーター領域を増幅するためのPCRプライマーを設計した。転写開始部位に対
して−563〜−549位に相当する前方プライマーを18−bp−21M13
配列と結合させ、プライマー配列 TGTAAAACGA CGGCCAGTTC TTGAGCTGCC TCCCAAA
G (配列番号8)を得た。反転プライマーは、転写開始部位に対して+263 〜+282位に相当し、配列 GTTCAGCATC CGTGGTCGCA (配列番号9)を有し ていた。PCR反応容積(100μL)には200nM dNTP、1.5μM MgCl2、5U Taq.ポリメラーゼ(ファルマシア(Pharmacia)、スウ
ェーデン)、0.2μMプライマーおよび1μgDNAを含有していた。PCR
は、ジーン−エーエムピー(Gene-AMP)9600サイクラー(パーキン−エルマ
ー(Perkin-Elmer)、米国)中で、96℃で10秒間、60℃で1分間、72℃で
1分間を35サイクル行った。PCR生成物の純度は1%アガロースゲル上で評
価し、続いてアミコン(Amicon)100カラム(アミコン社)を用いて精製した
Gene bank account number S64908 (Wang et al., Genetic components of the olfactory signal transduction cascade include neural DNA binding sites that govern neuronal expression. Molecular Cell Biology (Wang, et al., Genes encoding).
components of the olfactory signal transduction cascade contain a DNA binding site that may direct neuronal expression. Mol. Cell. Biol.)
13, 5805-5813, 1993) using a computer program oligo (Oligo) 5.0 (NBI, USA) using the adenylate cyclase gene sequence to amplify the AC-III promoter region. PCR primers were designed. The forward primer corresponding to positions −563 to −549 relative to the transcription start site was 18-bp-21M13
TGTAAAACGA CGGCCAGTTC TTGAGCTGCC TCCCAAA
G (SEQ ID NO: 8) was obtained. The inverted primer corresponded to positions +263 to +282 with respect to the transcription start site, and had the sequence GTTCAGCATC CGTGGTCGCA (SEQ ID NO: 9). The PCR reaction volume (100 μL) contained 200 nM dNTPs, 1.5 μM MgCl 2 , 5 U Taq . Polymerase (Pharmacia, Sweden), contained 0.2 μM primers and 1 μg DNA. PCR
Performed 35 cycles of 96 ° C. for 10 seconds, 60 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 1 minute in a Gene-AMP 9600 cycler (Perkin-Elmer, USA). . The purity of the PCR product was evaluated on a 1% agarose gel and subsequently purified using an Amicon 100 column (Amicon).

【0082】 アンプリ ティーエーキュー エフエス(Ampli Taq FS)酵素を有する染色プラ
イマー(−21M13)サイクルシーケンシングキットを、増幅されたPCRフ
ラグメントのシーケンシングに適用した。プロセスは製造元の指示に従って行っ
た。シーケンシング反応は、ABI−377DNA自動シーケンサーで分析した
。36cm×0.2mmのロングレインジャーゲル(Long Ranger Gel)(5% )を用いて、51℃で8時間1.6kV(100bp/hr)で泳動を行った。
シーケンシングプログラム2.1.1(Sequencing Program 2.1.1)によってそ のデータを解析した。
A staining primer (-21M13) cycle sequencing kit with the Ampli Taq FS enzyme was applied for sequencing of the amplified PCR fragments. The process was performed according to the manufacturer's instructions. Sequencing reactions were analyzed on an ABI-377 DNA automated sequencer. Electrophoresis was carried out at 51 ° C. for 8 hours at 1.6 kV (100 bp / hr) using Long Ranger Gel (36% × 0.2 mm) (5%).
The data was analyzed by the sequencing program 2.1.1 (Sequencing Program 2.1.1).

【0083】結果 対照動物および糖尿病動物のAC−III遺伝子のプロモーター領域をシーケン シングして突然変異をスクリーニングした。825bpのAC−III遺伝子の
ゲノムDNAフラグメントを配列決定させた。それは、5’非翻訳領域に563
bpを含有していた。糖尿病ラット(n=6)および対照ラット(ウィスター(
n=6)およびDA(n=1))について決定された配列は、糖尿病ラット由来
のDNAのプロモーター領域が2つの突然変異点を含むことを除いて、報告され
ているラットにおける嗅覚組織の配列(ワングら、1993、前掲)と同じであ
った。これらの突然変異は、糖尿病ラットの島細胞および末梢血におけるAC−
III遺伝子のプロモーター領域の−358bp、A→C、および−28bp、A →Gの位置であった(図4参照)。糖尿病ラットにおけるこれら2つのポイント
ミューテーションに対する同型接合体のピークが、本実験から得られた電気泳動
図に現れた。対照ラットと比較して糖尿病ラットでは、1〜262位のmRNA
転写配列において塩基の変化は見られなかった。
Results The promoter regions of the AC-III gene of control animals and diabetic animals were sequenced to screen for mutations. The 825 bp genomic DNA fragment of the AC-III gene was sequenced. It contains 563 in the 5 'untranslated region
bp. Diabetic rats (n = 6) and control rats (Wister (
n = 6) and the sequence determined for DA (n = 1)) are the sequences of olfactory tissues in the reported rat, except that the promoter region of the DNA from diabetic rats contains two mutation points. (Wang et al., 1993, supra). These mutations cause AC- in diabetic rat islet cells and peripheral blood.
The positions were −358 bp, A → C, and −28 bp, A → G in the promoter region of the III gene (see FIG. 4). Homozygous peaks for these two point mutations in diabetic rats appeared in the electropherograms obtained from this experiment. In diabetic rats as compared to control rats, mRNA at positions 1-262
No base change was found in the transcribed sequence.

【0084】結論 GK島細胞で観察されたcAMP形成の増加は、AC−III遺伝子のプロモー ター領域中における機能的変異に基く遺伝的特徴と相関する。これらの結果は、
糖尿病ラットのAC−IIIいd年始のプロモーターにおけるポイントミューテーシ
ョンと連結したGKラットのβ細胞におけるAC-III mRNA過剰発現の状態
およびcAMP産生が促進された状態を示す。このことからGK島細胞における
、ホルスコリンによって誘発される強いインスリノトロピック(insulinotropic
)反応が説明できる。この欠点は、GKラットにおける振動性の(oscillatory )インスリン放出の欠乏およびグルコースに対するインスリン反応の減少に寄与
するものであり、したがって、このNIDDMモデルにおいて多遺伝子性モード
の遺伝の重要な遺伝性成分を構成するものである。
Conclusion The increase in cAMP formation observed in GK islet cells correlates with genetic features based on functional mutations in the promoter region of the AC-III gene. These results
1 shows the state of AC-III mRNA overexpression and the state of enhanced cAMP production in β cells of GK rats linked to a point mutation in the promoter of the diabetic rat AC-III. This suggests that strong forskolin-induced insulinotropic effects in GK islet cells.
2.) Explain the reaction. This drawback contributes to a deficiency of oscillatory insulin release and a reduced insulin response to glucose in GK rats, thus making a key hereditary component of the polygenic mode of inheritance in this NIDDM model. Make up.

【0085】実施例5:糖尿病動物の島細胞由来の突然変異性アデニル酸シクラーゼプロモー ターのプロモーター活性の上昇 突然変異アデニル酸シクラーゼIIIプロモーターが野生型プロモーターと比較 して活性を促進するか否かを直接測定によって調べた。[0085] Example 5: whether increased mutation adenylate cyclase III promoter mutations adenylate cyclase Promoted terpolymers of promoter activity of islet cells derived from diabetic animals to promote the activity compared to the wild type promoter Determined by direct measurement.

【0086】方法 外来プロモーターを挿入し、トランスフェクションされたホスト細胞中にルシ
フェラーゼ遺伝子発現を誘発するルシフェラーゼレポーターベクターpGL3−
エンハンサベクター(プロメガ(Promega)、米国)を使用して、糖尿病ラットと 対照ラットのAC−III遺伝子プロモーター活性を比較した。糖尿病ラットおよ び対照ラット由来のAC-III遺伝子プロモーター領域の580bpの全長フラグ
メントを、PCRによって増幅させた。2つのプライマー(5’プライマー TT
TTGAGCTC TCTTGAGCTG CCTCCCAAAG (配列番号10);3’プライマー AATTAA
GCTT TGGAAACGCC GAGTAGGTGG (配列番号11))の5'末端は、SACIおよ びHindIII部位をそれぞれもち、クローニングを助長した。PCR反応およ びサイクル条件を実施例4に記載する。1μgDNAあたり20ユニットの制限
酵素を用いて、PCR生成物をSACIおよびHindIII(ベーリンガー)に よりダブルダイゼッションし、同様に切断されたベクターDNAに結合させてク
ローニングした。クローニングした挿入物は、アンプリ ティーエーキュー F
A(パーキン−エルマー)およびRVプライマー3を用いて染色終了サイクルシ
ーケンシングキットにより、DNAのシーケンシングによって確認した。GKラ
ット由来の新たな変異、または対応する対照ラット(野生型)由来のフラグメン
トを含有する補正配列をpGL3エンハンサーベクターに挿入した。
Method A luciferase reporter vector pGL3-to insert a foreign promoter and induce luciferase gene expression in transfected host cells.
The enhancer vector (Promega, USA) was used to compare the AC-III gene promoter activity of diabetic and control rats. A 580 bp full length fragment of the AC-III gene promoter region from diabetic rats and control rats was amplified by PCR. Two primers (5 'primer TT
TTGAGCTC TCTTGAGCTG CCTCCCAAAG (SEQ ID NO: 10); 3 ′ primer AATTAA
The 5 ′ end of GCTT TGGAAACGCC GAGTAGGTGG (SEQ ID NO: 11) had SACI and HindIII sites, respectively, to facilitate cloning. The PCR reaction and cycle conditions are described in Example 4. The PCR product was double-digested with SACI and HindIII (Boehringer) using 20 units of restriction enzyme per 1 μg of DNA, ligated to similarly cut vector DNA and cloned. The cloned insert was used as an amplifier
A (Perkin-Elmer) and RV primer 3 were used to confirm the DNA by sequencing using a cycle termination kit for staining. Correction sequences containing new mutations from GK rats or corresponding fragments from control rats (wild type) were inserted into the pGL3 enhancer vector.

【0087】 トランスフェクションに用いたCOS細胞を、ピルビン酸塩ナトリウム、1g
/Lのグルコース、10%胎児性コウシ血清および10μL/mLのゲンタマイ
シンを含有するダルベッコ培地(Dulbecco's medium)中で培養した。培地使用し た。組換えベクターのCOS細胞へのトランスフェクションは、トランスフェク
タム試薬(Transfectam Reagent)(プロメガ)を用いて、そのキットのプロト コルにしたがって行った。本実験においては、10μLトランスフェクタムと5
μgのDNAの混合物を、1日前に調製しておいた5×105COS細胞に添加 した。挿入物がないpGL3−コントロールベクターおよびpGLEエンハンサ
ベクターも、それぞれトランスフェクションの陽性および陰性対照として同時に
トランスフェクションした。各DNAを、5つの平行実験として少なくともCO
S細胞の5つの皿にトランスフェクションした。
The COS cells used for transfection were treated with sodium pyruvate, 1 g
The cells were cultured in Dulbecco's medium containing 1 / L glucose, 10% fetal calf serum and 10 μL / mL gentamicin. The medium was used. Transfection of the recombinant vector into COS cells was performed using the Transfectam Reagent (Promega) according to the protocol of the kit. In this experiment, 10 μL transfectam and 5 μL were used.
μg of the DNA mixture was added to 5 × 10 5 COS cells prepared one day ago. The pGL3-control vector and pGLE enhancer vector without insert were also co-transfected as positive and negative transfection controls, respectively. Each DNA was subjected to at least CO
Five dishes of S cells were transfected.

【0088】 COS細胞中に生成させたルシフェラーゼ活性を、シンチレーションカウンタ
ー(LS6000SC、ベックマン(Beckman))によって、細胞培養48時間後に、ル シフェラーゼアッセイシステム(プロメガ)の指示にしたがって、検出した。計
数時間を1分間とし、個々のサンプルの光強度を調べ、測定直前に各サンプルの
反応を開始した。光強度(ルシフェラーゼ活性に比例)を1分当り(cpm)の
カウントマイナスバックグラウンドcpmの平方根の合計として表した。トラン
スフェクション効率をモニターするために使用するpGL3対照ベクター由来の
ルシフェラーゼ活性は、光強度として2257±299光強度単位であり、全観
察において最も高かった。それは、我々のレポーターシステムにおいてトランス
フェクションが成功したことを示した。対照的に、pGL3−エンハンサベクタ
ーのみを有する陰性トランスフェクション対照は6±1で、バックグラウンドレ
ベルである5±1光強度単位(ベクターなしのCOS細胞)と類似していた。
Luciferase activity generated in COS cells was detected by a scintillation counter (LS6000SC, Beckman) after 48 hours of cell culture according to the instructions of the luciferase assay system (Promega). The counting time was 1 minute, the light intensity of each sample was examined, and the reaction of each sample was started immediately before the measurement. Light intensity (proportional to luciferase activity) was expressed as counts per minute (cpm) minus the square root of background cpm. The luciferase activity from the pGL3 control vector used to monitor transfection efficiency was 2257 ± 299 light intensity units as light intensity and was highest in all observations. It indicated that the transfection was successful in our reporter system. In contrast, the negative transfection control with the pGL3-enhancer vector alone was 6 ± 1, similar to the background level of 5 ± 1 light intensity units (COS cells without vector).

【0089】 別の一連の実験において、突然変異もしくは正常AC-IIIプロモーターフラグ
メントを運ぶルシフェラーゼベクターは、トランスフェクション効率の正常化の
ための内部対照プラスミッドとしてのpCAT3−対照ベクター(プロメガ)と
、コトランスフェクションした。これらの実験において、2μgルシフェラーゼ
ベクターと、8μLのトランスフェクタム(プロメガ)を混合した2μgのpC
AT3−対照ベクターとを、それぞれの細胞調製品(6ウェルプレート中の2.
5×105COS細胞)にコトランスフェクションした。コトランスフェクショ ンは、少なくとも3つの細胞調製品に行った。コトランスフェクションした細胞
群を5μMホルスコリンを存在させて、または存在させずに48時間インキュベ
ーションした。48時間後、その細胞を200μLのレポーテド(reported)溶
解緩衝液(プロメガ)を用いて集め、ルシフェラーゼとCAT活性とを推定する
ために2つに分割した。
In another series of experiments, a luciferase vector carrying a mutated or normal AC-III promoter fragment was constructed with a pCAT3-control vector (Promega) as an internal control plasmid for normalization of transfection efficiency. Transfected. In these experiments, 2 μg of luciferase vector and 8 μL of transfectam (Promega) were mixed with 2 μg of pC
AT3-control vector was added to each cell preparation (2.
(5 × 10 5 COS cells). Cotransfection was performed on at least three cell preparations. The co-transfected cells were incubated for 48 hours with or without 5 μM forskolin. After 48 hours, the cells were harvested using 200 μL of the reported lysis buffer (Promega) and split in two to estimate luciferase and CAT activity.

【0090】 CAT活性を測定するために、前記細胞抽出物を60℃で10分間加熱し、ア
ッセイを行うまで−70℃で保存した。ルシフェラーゼの活性を上記のように測
定した。CATアッセイは14C標識されたクロラムフェニコール(デュポン社、
米国)およびn−ブチリル補酵素Aを用いてCATアッセイの説明書(プロメガ
)にしたがって行った。非トランスフェクションCOS細胞中のバックグラウン
ドCAT活性は7407±39cpm(n=2)であった。トランスフェクショ
ンされた細胞では、CAT活性は、正常もしくは糖尿病の促進されたプロモータ
ーフラグメントを運ぶベクターでコトランスフェクションされた全ての細胞群に
おいて殆ど同様に増加した。これは5μMホルスコリンを存在させた場合も非存
在の場合もどちらの場合にも当てはまる[147719±1957cpm(対照
プロモーター、n=3)、146520±1381cpm(対照プロモーターお
よびホルスコリン、n=3)、148083±1934cpm(GKプロモータ
ー、n=3)および149801±388cpm(GKプロモーターおよびホル
スコリン、n=3)]。
To measure CAT activity, the cell extracts were heated at 60 ° C. for 10 minutes and stored at −70 ° C. until the assay was performed. Luciferase activity was measured as described above. The CAT assay was performed using 14 C-labeled chloramphenicol (DuPont, Inc.).
(USA) and n-butyryl coenzyme A according to CAT assay instructions (Promega). Background CAT activity in untransfected COS cells was 7407 ± 39 cpm (n = 2). In transfected cells, CAT activity was almost similarly increased in all cell groups co-transfected with vectors carrying normal or diabetic enhanced promoter fragments. This is true in both the presence and absence of 5 μM forskolin [147719 ± 1957 cpm (control promoter, n = 3), 146520 ± 1381 cpm (control promoter and forskolin, n = 3), 148083 ±. 1934 cpm (GK promoter, n = 3) and 149801 ± 388 cpm (GK promoter and forskolin, n = 3)].

【0091】結果 ルシフェラーゼレポーター遺伝子システムを使用して突然変異プロモーターの
調節効果の証拠を得た。これらの結果を図5に示す。野生型プロモーターを運ぶ
ベクター[361±66光強度単位、突然変異プロモーターを運ぶベクターに対
してp<0.0007]と比較して、突然変異プロモーターを運ぶベクター[1
968±223光強度単位]から、約5.5倍高いルシフェラーゼ活性を得た。
Results The luciferase reporter gene system was used to provide evidence of the regulatory effect of the mutant promoter. These results are shown in FIG. The vector carrying the mutant promoter [1 ± 361 light intensity units, p <0.0007 vs. the vector carrying the mutant promoter]
968 ± 223 light intensity units], resulting in a luciferase activity approximately 5.5 times higher.

【0092】 別の実験において、COS細胞に対し、pCAT−3対照ベクターを、糖尿病
動物由来の促進されたAC−IIIプロモーターもしくは野生型AC-IIIプロモー ターのいずれかを運ぶベクターと一緒にトランスフェクションした。その結果を
図5に示す。ルシフェラーゼ活性は、野生型AC-IIIプロモーター(153±5
7 光強度単位、p<0.0002)を運ぶベクターと比較して、糖尿病動物由
来の促進されたプロモーターを運ぶベクターにおいては、約24倍増加した(3
660±250光強度)。ホルスコリンの添加は、これらの反応を増幅させなか
った。ホルスコリンの存在下で、糖尿病動物由来の促進されたプロモーターは2
441±253光強度単位を生成し、野生型AC−IIIプロモーターを運ぶベク ターは95±31光強度単位、p<0.0008を生成した。これらの結果は、
ホルスコリンがAC-IIIメッセージレベルに及ぼす効果が、転写後メカニズムに
よって媒介されていることを示唆している。
In another experiment, COS cells were transfected with a pCAT-3 control vector together with a vector carrying either an enhanced AC-III promoter or a wild-type AC-III promoter from a diabetic animal. did. The result is shown in FIG. Luciferase activity was determined using the wild-type AC-III promoter (153 ± 5
7 Approximately a 24-fold increase in vectors carrying the enhanced promoter from diabetic animals as compared to vectors carrying light intensity units, p <0.0002 (3
660 ± 250 light intensity). Addition of forskolin did not amplify these reactions. In the presence of forskolin, the promoted promoter from diabetic animals is 2
Vectors producing 441 ± 253 light intensity units and carrying the wild-type AC-III promoter produced 95 ± 31 light intensity units, p <0.0008. These results
This suggests that the effect of forskolin on AC-III message levels is mediated by a post-transcriptional mechanism.

【0093】結論 糖尿病ラット由来のAC−III遺伝子は、野生型プロモーターと比較して活性
の促進されたプロモーターを有している。
Conclusion The AC-III gene from diabetic rats is more active than the wild-type promoter.
Have an enhanced promoter.

【0094】 様々な具体的かつ好ましい実施形態および技術を参照しながら本発明を記載し
た。しかしながら、多くの変形および修正が、本発明の精神および範囲において
行うことができるとが理解される。本発明中の全ての文献および特許は本発明属
する技術の分野の当業者によって示される。
The invention has been described with reference to various specific and preferred embodiments and techniques. However, it is understood that many variations and modifications can be made within the spirit and scope of the invention. All publications and patents in the present invention are set forth by those skilled in the art to which the invention pertains.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、5μMホルスコリンの存在下または非存在下における、3.3mMも
しくは16.7mMのグルコースでの、糖尿病島細胞(GK、黒塗り四角、n= 7,8)および対照島細胞(白抜き四角、n=7,8)によるインスリン分泌を
示す。結果は±SEMで表す。G=グルコース、F=ホルスコリン。
FIG. 1 shows diabetic islet cells (GK, filled squares, n = 7,8) and control islets at 3.3 mM or 16.7 mM glucose in the presence or absence of 5 μM forskolin. Insulin secretion by cells (open squares, n = 7,8). The results are expressed as ± SEM. G = glucose, F = forskolin.

【図2】 図2は、5μMホルスコリンの存在下または非存在下における、3.3mMも
しくは16.7mMのグルコースでの、糖尿病島細胞(GK、黒塗り四角、n=
7,8)および対照膵細胞(白抜き四角、n=7,8)によるインスリン分泌を
示す。結果は、±SEMで表す。G=グルコース、F=ホルスコリン。
FIG. 2 shows diabetic islet cells (GK, solid squares, n =
7,8) and control pancreatic cells (open squares, n = 7,8). The results are expressed as ± SEM. G = glucose, F = forskolin.

【図3】 図3は、3.3mMグルコース(A:対照、B:糖尿病);3.3mMグルコ
ースおよび5μMホルスコリン(C:対照、D:糖尿病);16.7mMグルコ
ース(E:対照、F:糖尿病);16.7mMグルコースおよび5μMホルスコ
リン(G:対照、H:糖尿病)の存在下で、単一の島細胞においてin situハイ
ブリダイゼーションによって測定したAC−III mRNA発現を示す。
FIG. 3 shows 3.3 mM glucose (A: control, B: diabetes); 3.3 mM glucose and 5 μM forskolin (C: control, D: diabetes); 16.7 mM glucose (E: control, F: Diabetes); AC-III mRNA expression measured by in situ hybridization in single islet cells in the presence of 16.7 mM glucose and 5 μM forskolin (G: control, H: diabetes).

【図4】 AC‐III遺伝子のプロモーター領域の概略構成図を示す。エキソンを黒く塗 りつぶしたボックス、転写開始部位を曲がった矢印で示している。糖尿病動物由
来の島細胞および末梢血細胞においてのみ転写開始部位の上流で2つのポイント
ミューテーション、−28(A→G)および−358(A→C)が見られた。
FIG. 4 shows a schematic diagram of the promoter region of the AC-III gene. The exon is a black box, and the transcription start site is indicated by a curved arrow. Two point mutations, -28 (A → G) and −358 (A → C), were found upstream of the transcription start site only in islet cells and peripheral blood cells from diabetic animals.

【図5】 糖尿病ラットのAC−III遺伝子のプロモーター領域における2つの突然変異 のトランスフェクション分析を示す。ベクターを用いてトランスフェクションさ
れたCOS細胞により生じるルシフェラーゼ活性を反映する光強度。ベクターは
、対照ラット(白抜き四角)由来のAC−III遺伝子のプロモーター領域のフラ グメント、または糖尿病ラット(黒塗り四角)由来の2つの突然変異を含む対応
するフラグメントを運ぶベクター(A)、またはコトランスフェクションされた
pCAT−3対照ベクター(BおよびC)である。5μMホルスコリンの効果は
(C)で示した。結果は±SEM光強度単位で表した。
FIG. 5 shows transfection analysis of two mutations in the promoter region of the diabetic rat AC-III gene. Light intensity reflecting luciferase activity produced by COS cells transfected with the vector. The vector may be a vector carrying a fragment of the promoter region of the AC-III gene from control rats (open squares) or the corresponding fragment containing two mutations from diabetic rats (closed squares), or Cotransfected pCAT-3 control vectors (B and C). The effect of 5 μM forskolin is shown in (C). The results were expressed in ± SEM light intensity units.

───────────────────────────────────────────────────── 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 43/00 111 C12N 9/88 C12N 5/10 C12Q 1/68 Z 9/88 C12N 15/00 ZNAA C12Q 1/68 5/00 B (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW Fターム(参考) 4B024 AA11 BA07 CA04 CA09 CA12 FA02 GA14 HA01 4B050 CC03 DD11 4B063 QA01 QQ02 QQ53 QR32 QR55 QR62 QS32 4B065 AA90X AA91Y AB01 BA02 CA24 CA46 4C084 AA17 NA05 NA14 ZC351──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61P 43/00 111 C12N 9/88 C12N 5/10 C12Q 1/68 Z 9/88 C12N 15/00 ZNAA C12Q 1/68 5/00 B (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG , KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZWF Term (reference) 4B024 AA11 BA07 CA04 CA09 CA12 FA02 GA14 HA01 4B050 CC03 DD11 4B063 QA01 QQ02 QQ53 QR32 QR55 QR62 QS32 4B065 AA90X AA91Y AB01 BA02 CA24 CA46 4C084 AA17 NA05 NA14 ZC351

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 患者の糖代謝障害を検出する方法であって、 前記患者から細胞または組織サンプルを採取し、 アデニル酸シクラーゼIII遺伝子のプロモーターの活性が促進されている かを分析し、および 前記プロモーターの促進された活性と糖代謝障害の存在とを関連づけるこ
とを含む方法。
1. A method for detecting a glucose metabolism disorder in a patient, comprising collecting a cell or tissue sample from the patient, analyzing whether the activity of the promoter of the adenylate cyclase III gene is promoted, and A method comprising relating the promoted activity of a promoter to the presence of a glucose metabolism disorder.
【請求項2】 前記糖がグルコースであり、前記障害がII型糖尿病(NIDD
M)である請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the sugar is glucose, and the disorder is type II diabetes (NIDD).
2. The method according to claim 1, wherein M).
【請求項3】 プロモーターの活性促進の分析が、前記細胞または組織サンプ
ルにおけるアデニル酸シクラーゼIII mRNAの過剰発現を検出することを含 む請求項1に記載の方法。
3. The method of claim 1, wherein the assaying for enhanced promoter activity comprises detecting overexpression of adenylate cyclase III mRNA in the cell or tissue sample.
【請求項4】 プロモーターの活性促進の分析が、前記細胞または組織サンプ
ルにおけるcAMPレベルの増加を検出することを含む請求項1に記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein assaying for enhanced promoter activity comprises detecting an increase in cAMP levels in the cell or tissue sample.
【請求項5】 プロモーターの活性促進の分析が、前記細胞または組織サンプ
ルにおけるアデニル酸シクラーゼIII遺伝子のプロモーターの突然変異的変化の 検出を含む請求項1に記載の方法。
5. The method of claim 1, wherein the analysis of promoter activity enhancement comprises detecting a mutation in the promoter of the adenylate cyclase III gene in the cell or tissue sample.
【請求項6】 前記突然変異が、アデニル酸シクラーゼIII遺伝子の転写配列 の約600塩基未満上流にある請求項5に記載の方法。6. The method of claim 5, wherein the mutation is less than about 600 bases upstream of the transcribed sequence of the adenylate cyclase III gene. 【請求項7】 前記突然変異が、約−300〜約−400塩基の間もしくは約
−1〜約−100塩基の間にある請求項6に記載の方法。
7. The method of claim 6, wherein said mutation is between about -300 to about -400 bases or between about -1 to about -100 bases.
【請求項8】 前記突然変異が、GKラットの島細胞由来のアデニル酸シクラ
ーゼIII遺伝子の−358位に対応するヌクレオチドにある請求項7に記載の方 法。
8. The method according to claim 7, wherein the mutation is at a nucleotide corresponding to position -358 of the adenylate cyclase III gene derived from islet cells of a GK rat.
【請求項9】 前記突然変異が、AからCへの変異である請求項8に記載の方
法。
9. The method according to claim 8, wherein the mutation is an A to C mutation.
【請求項10】 前記突然変異が、GKラットの島細胞由来のアデニル酸シク
ラーゼIII遺伝子の−28位に対応するヌクレオチドにある請求項9に記載の方 法。
10. The method according to claim 9, wherein the mutation is in a nucleotide corresponding to position -28 of the adenylate cyclase III gene derived from islet cells of GK rats.
【請求項11】 前記突然変異が、AからGへの変異である請求項10に記載
の方法。
11. The method according to claim 10, wherein the mutation is an A to G mutation.
【請求項12】 プロモーターの活性促進の分析が、前記細胞または組織サン
プルにおけるアデニル酸シクラーゼIII遺伝子のプロモーター配列を増幅するこ とを含む請求項1に記載の方法。
12. The method according to claim 1, wherein the analysis of promoter activity promotion comprises amplifying the promoter sequence of the adenylate cyclase III gene in the cell or tissue sample.
【請求項13】 前記増幅が、複製連鎖反応および配列: TGTAAAACGA CGGCCAGTTC TTGAGCTGCC TCCCAAAG (配列番号8); GTTCAGCATC CGTGGTCGCA (配列番号9); TTTTGAGCTC TCTTGAGCTG CCTCCCAAAG (配列番号10);または AATTAAGCTT TGGAAACGCC GAGTAGGTGG (配列番号11)を有するプライマ
ーを用いる請求項12に記載の方法。
13. The amplification comprises the replication chain reaction and the sequence: TGTAAAACGA CGGCCAGTTC TTGAGCTGCC TCCCAAAG (SEQ ID NO: 8); GTTCAGCATC CGTGGTCGCA (SEQ ID NO: 9); TTTTGAGCTC TCTTGAGCTG CCTCCCAAAG (SEQ ID NO: 10); 13. The method according to claim 12, wherein a primer having
【請求項14】 プロモーターの活性促進の分析が、前記細胞または組織サン
プル由来のアデニル酸シクラーゼIII遺伝子のプロモーターの制御下において、 レポーター遺伝子を発現させることを含む請求項1に記載の方法。
14. The method according to claim 1, wherein the analysis of promoter activity promotion comprises expressing a reporter gene under the control of the promoter of the adenylate cyclase III gene derived from the cell or tissue sample.
【請求項15】 前記レポーター遺伝子がルシフェラーゼ遺伝子である請求項
14に記載の方法。
15. The method according to claim 14, wherein the reporter gene is a luciferase gene.
【請求項16】 前記細胞または組織が血液細胞または膵臓組織である請求項
1に記載の方法。
16. The method according to claim 1, wherein said cells or tissues are blood cells or pancreatic tissues.
【請求項17】 活性が促進されたアデニル酸シクラーゼIIIプロモーターを もつアデニル酸シクラーゼIII遺伝子の配列を含む単離されたDNA分子。17. An isolated DNA molecule comprising the sequence of an adenylate cyclase III gene having an adenylate cyclase III promoter with enhanced activity. 【請求項18】 前記促進されたプロモーターが、糖尿病動物のアデニル酸シ
クラーゼIII遺伝子由来である請求項17に記載の分子。
18. The molecule of claim 17, wherein said promoted promoter is derived from a diabetic animal adenylate cyclase III gene.
【請求項19】 前記動物がGKラットである請求項18に記載の分子。19. The molecule according to claim 18, wherein said animal is a GK rat. 【請求項20】 アデニル酸シクラーゼIII遺伝子の促進されたプロモーター を含む単離されたDNA分子。20. An isolated DNA molecule comprising an enhanced promoter of the adenylate cyclase III gene. 【請求項21】 前記促進されたプロモーターが、糖尿病動物のアデニル酸シ
クラーゼIII由来である請求項20に記載の分子。
21. The molecule of claim 20, wherein said enhanced promoter is derived from diabetic animal adenylate cyclase III.
【請求項22】 前記動物がGKラットである請求項21に記載の分子。22. The molecule of claim 21, wherein said animal is a GK rat. 【請求項23】 糖代謝障害の患者の治療方法であって、患者にアデニル酸シ
クラーゼIII活性の発現に対するダウンレギュレータ、拮抗剤、または阻害剤を 投与することを含む方法。
23. A method of treating a patient with a glucose metabolism disorder, comprising administering to the patient a downregulator, antagonist or inhibitor of the expression of adenylate cyclase III activity.
【請求項24】 患者のインスリンに対する反応を促進しまたは回復させる方
法であって、患者にアデニル酸シクラーゼIII活性の発現に対するダウンレギュ レータ、拮抗剤、または阻害剤を投与することを含む方法。
24. A method of stimulating or restoring a patient's response to insulin, comprising administering to the patient a downregulator, antagonist or inhibitor of the expression of adenylate cyclase III activity.
【請求項25】 促進されたアデニル酸シクラーゼIII異型プロモーターの制 御下で、遺伝子を発現する遺伝子導入動物。25. A transgenic animal that expresses a gene under the control of an enhanced adenylate cyclase III variant promoter. 【請求項26】 糖代謝障害の治療において使用するための化合物をスクリー
ニングする方法であって、候補化合物を請求項24の遺伝子導入動物に投与する
ことを含む方法。
26. A method of screening a compound for use in treating a glucose metabolism disorder, the method comprising administering a candidate compound to the transgenic animal of claim 24.
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