JP2002509860A - Regulation of sodium channels in dorsal root ganglia - Google Patents

Regulation of sodium channels in dorsal root ganglia

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JP2002509860A
JP2002509860A JP2000529355A JP2000529355A JP2002509860A JP 2002509860 A JP2002509860 A JP 2002509860A JP 2000529355 A JP2000529355 A JP 2000529355A JP 2000529355 A JP2000529355 A JP 2000529355A JP 2002509860 A JP2002509860 A JP 2002509860A
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nan
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nucleic acid
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sodium
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スレイマン ディブ−ハジ,
ステファン ワックスマン,
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エール ユニヴァーシティ
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    • A61K51/08Peptides, e.g. proteins, carriers being peptides, polyamino acids, proteins
    • A61K51/10Antibodies or immunoglobulins; Fragments thereof, the carrier being an antibody, an immunoglobulin or a fragment thereof, e.g. a camelised human single domain antibody or the Fc fragment of an antibody
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
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    • A61P25/04Centrally acting analgesics, e.g. opioids
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00

Abstract

(57)【要約】 新規なテトロドトキシン抵抗性ナトリウムチャンネルが、この受容体をコードする単離された核酸とともに開示された。前記受容体を介してNa+電流を調節する薬剤を同定する方法、並びに関連する治療方法および診断方法が提供される。 (57) Abstract A novel tetrodotoxin resistant sodium channel has been disclosed, along with an isolated nucleic acid encoding this receptor. Methods are provided for identifying agents that modulate Na + current through the receptor, as well as related therapeutic and diagnostic methods.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、テトロドトキシン抵抗性(tetrodotoxin resis tant)の新規なナトリウムチャネルおよびそれに関連するヌクレオチド、並
びに、急性若しくは慢性の痛み、あるいはその他の興奮性過敏症の治療に有効な
薬剤を同定するためのスクリーニングアッセイに関する。本出願は、1998年
1月29日に出願された米国仮出願60/072990、1998年11月20
日に出願された"Modulation of Sodium Channels in Dorsal Root Ganglia"とい
う名称の米国仮出願60/109402および1998年11月20日に出願さ
れた"Differential Role of GNCF and NGF in the Maintenance of Two TTX-Res
istant Sodium Channels in Adult DRG Neurons"という名称の米国仮出願60/
109666とに関連しており、その全てが、参考文献として本明細書に援用さ
れる。
The present invention is directed to screening for the identification of novel tetrodotoxin resistance ant sodium channels and nucleotides associated therewith, and agents that are effective in treating acute or chronic pain or other excitatory hypersensitivity. For the assay. This application is based on U.S. Provisional Application No. 60/072990, filed Jan. 29, 1998, Nov. 20, 1998.
U.S. Provisional Application No. 60/109402, entitled "Modulation of Sodium Channels in Dorsal Root Ganglia," filed on Nov. 20, and "Differential Role of GNCF and NGF in the Maintenance of Two TTX-Res, filed on Nov. 20, 1998.
US provisional application 60 / entitled "istant Sodium Channels in Adult DRG Neurons"
No. 109666, all of which are incorporated herein by reference.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

A.ナトリウムチャネル 電位依存性ナトリウムチャネルは、特殊化されたタンパク質分子の1種類であ
り、興奮性細胞(ニューロンおよび筋繊維)に、電気インパルスを引き起こし伝
播させる分子バッテリーとして機能している。ラットの脳由来の電位依存性Na + チャネルは、小孔を形成するαサブユニット(260KDa)と、αサブユニ ットの特性を調節し得る2つの補助的サブユニット、β1(36KDa)および
β2(33KDa)との3つのサブユニットからなる。細胞膜を通してNa電流
を発生させる機能的なチャネルを形成するには、αサブユニットのみで十分であ
る(下記に引用してある参考文献1、2)。脊椎動物においては9個の別個のα
サブユニットが同定されており、これらは、ある拡大している遺伝子ファミリー
のメンバーによってコードされている(本明細書における、参考文献3、4−6
)。また、それらのうちの幾つかに対応したオルソログが、ヒトを含む種々の哺
乳類種からクローニングされている。特定のαサブユニットは、組織および発育
に対して、特異的に発現される(7、8)。電位依存性ナトリウムチャネルのα
サブユニットの異常発現パターンまたは変異は、ヒトおよび動物における数々の
障害の根底にある。
 A. Sodium channels Voltage-gated sodium channels are a type of specialized protein molecule.
Triggers electrical impulses in excitable cells (neurons and muscle fibers)
It functions as a molecular battery for seeding. Voltage-dependent Na from rat brain + The channel consists of an α subunit (260 KDa) that forms a stoma and two auxiliary subunits that can regulate the properties of the α subunit, β1 (36 KDa) and
It consists of three subunits with β2 (33 KDa). Na current through cell membrane
The α subunit alone is sufficient to create a functional channel that
(References 1 and 2 cited below). In vertebrates, nine distinct α
Subunits have been identified and these are some expanding gene families
(References 3, 4-6 herein)
). In addition, orthologs corresponding to some of them are available in various types of mammals including humans.
Cloned from milk species. Certain α subunits are found in tissues and development
(7, 8). Voltage-gated sodium channel α
Abnormal expression patterns or mutations of subunits are numerous in humans and animals.
Underlying obstacles.

【0003】 電位依存性ナトリウムチャネルαサブユニットは、その内部ホモロジーは異に
するが、同じような予測構造を持つ4つのドメイン(D1−4)からなり、これ
らのドメインは、3つの細胞内ループ(L1−3)により繋がれている。これら
の4個のドメインは、細胞膜にたたみ込まれてチャネルを形成している。このチ
ャネルは、小孔を介して細胞質と細胞外との両方に開く。その小孔は、細胞膜の
生理学的状態に応じて開いたり閉じたりする。
[0003] The voltage-gated sodium channel α subunit is composed of four domains (D1-4) which differ in their internal homology but have the same predicted structure, and these domains are composed of three intracellular loops. (L1-3). These four domains are folded into the cell membrane to form a channel. This channel opens both cytoplasmically and extracellularly through the stoma. The stoma opens and closes depending on the physiological state of the cell membrane.

【0004】 それぞれのドメインは、6個の膜貫通セグメント(S1−6)からなり、これ
らのセグメントは、細胞内および細胞外リンカーで、そのタンパク質分子を細胞
膜に織り込んでいる。これら4個のドメインにおけるS5−S6セグメントのリ
ンカーは、チャネルの小孔に並ぶ配列および高度に保持されたアミノ酸のサブセ
ットを含んでいる。このサブセットは、ナトリウムイオンをチャネルの小孔を介
して選択的に細胞質内へ移動させ、それによって電流が生じるようフィルターと
して働いている。4個のドメインのそれぞれにある両親媒性のS4セグメントは
、3個のアミノ酸毎に繰り返される塩基性残基に富んでおり、電圧センサーとし
て働き、細胞膜内外の電圧差の違いから形態的変化を起こす。この変化が、また
、細胞外Na+イオン勾配に対し小孔が開くよう、そのタンパク質に形態的変化 を引き起こす。
[0004] Each domain consists of six transmembrane segments (S1-6), which are intracellular and extracellular linkers that woven the protein molecule into the cell membrane. The linker of the S5-S6 segment in these four domains contains a sequence that aligns with the pore of the channel and a subset of highly conserved amino acids. This subset acts as a filter to selectively transport sodium ions through the pores of the channel into the cytoplasm, thereby generating an electric current. The amphipathic S4 segment in each of the four domains is rich in basic residues that are repeated every three amino acids, acts as a voltage sensor, and undergoes morphological changes due to differences in voltage across the cell membrane. Wake up. This change also causes a morphological change in the protein such that pores open to the extracellular Na + ion gradient.

【0005】 もっとも知られた電位依存性ナトリウムチャネルαサブユニットでは、小孔の
開口(活性化)後、数ミリ秒内で、チャネルは急速に閉まり、不作動状態(不活
性)に変化する。一方、SNSタイプのチャネルは、ゆっくりと不活性化し、活
性化にはより大きな電圧変化を必要とする。ドメインD3とD4をつなぐループ
であるL3は、活性化後に小孔を閉じてチャネルを不活性状態に誘発させる細胞
内プラグとして働くトリペプチドを含んでいる。不活性化の後、これらのチャネ
ルは更に形態変化を起こし、独自の静止状態を回復し、次の活性化に応じられる
ようになる。この期間は、不活性化からの回復(リプライミング)と言われる。
異なるチャネルは、異なった速度でリプライムし、SNSにおけるリプライミン
グは、比較的早い。
[0005] In the most known voltage-gated sodium channel α-subunit, within a few milliseconds after opening (activation) of the stoma, the channel closes rapidly and changes to the inactive state (inactive). SNS type channels, on the other hand, slowly deactivate and require larger voltage changes for activation. L3, the loop connecting domains D3 and D4, contains a tripeptide that acts as an intracellular plug that, after activation, closes the stoma and triggers the channel to an inactive state. After inactivation, these channels undergo further morphological changes, regain their own resting state, and are ready for the next activation. This period is called recovery from inactivation (repriming).
Different channels reprime at different rates, and repriming in the SNS is relatively fast.

【0006】 電位依存性ナトリウムチャネルファミリーは、アミノ酸の類似性に基づいて、
さらに2つのサブファミリーに区分される(14)。クローニングされた9個の
チャネルのうち8個は、サブファミリー1に属する。これらのチャネルは、特に
それらのS4細胞膜セグメントにおいて、多くの構造上の特徴を共有している。
しかしながら、その幾つかのチャネルは、不活性化およびリプライミングに対し
、別個の動的特性を持っていると示されている。異形型チャネルとも言われるた
だ1個のサブファミリー2のチャネルのみが、ヒト、ラットおよびマウスの組織
において同定されている。このサブファミリーは、主に、S4セグメントにおけ
る減少した数の塩基性残基で特徴づけられており、よって、サブファミリー1に
比較し、違った膜電圧依存性を持つだろうと予測されている。サブファミリー2
チャネルの生理学的機能については、その電気生理学的特性が未だ解明されてお
らず、現在のところ知られていない。
[0006] The voltage-gated sodium channel family is based on amino acid similarities,
It is further divided into two subfamilies (14). Eight of the nine cloned channels belong to subfamily 1. These channels share many structural features, especially in their S4 cell membrane segments.
However, some of the channels have been shown to have distinct dynamic properties for inactivation and repriming. Only one subfamily 2 channel, also called atypical channel, has been identified in human, rat and mouse tissues. This subfamily is primarily characterized by a reduced number of basic residues in the S4 segment and is therefore predicted to have a different membrane voltage dependence compared to subfamily 1. Subfamily 2
Regarding the physiological function of the channel, its electrophysiological properties have not yet been elucidated and are currently unknown.

【0007】 神経毒であるテトロドトキシンにより、電位依存性ナトリウムチャネルを遮断
することは、感受性(TTX−S)および抵抗性(TTX−R)表現型とに、こ
れらのチャネルを機能的に分類することに役立ってきた。これまでに、哺乳類の
2つのTTX−R性チャネルが同定されており、そのうちの1つは、心筋および
中枢神経系内の非常に限られた部位に特有のものであり、2つ目のTTX−R性
チャネルであるSNSは、後根神経節および三叉神経節の末梢ニューロンに制限
されている。TTXに対し抵抗性または感受性を授与する特定のアミノ酸残基は
、チャネル小孔のイオン選択性フィルターに局在化されている。また、SNSチ
ャネルについては、国際特許出願WO97/01577に記載されている。
[0007] Blocking voltage-gated sodium channels by the neurotoxin tetrodotoxin involves functionally classifying these channels into a sensitive (TTX-S) and a resistant (TTX-R) phenotype. Has been helpful. To date, two TTX-R sex channels in mammals have been identified, one of which is unique to very limited sites in the myocardium and central nervous system, and a second TTX-R SNS, the R sex channel, is restricted to peripheral neurons of the dorsal root and trigeminal ganglia. Particular amino acid residues that confer resistance or sensitivity to TTX have been localized to the ion-selective filter of the channel pore. The SNS channel is described in International Patent Application WO 97/01577.

【0008】 B.疾病状態におけるナトリウムチャネルの役割 Naチャネルαサブユニットのアイソタイプが異なると、それが示す動的特性
および電圧依存性が異なるので、興奮性の細胞の興奮特性は、細胞が発現するチ
ャネルの種類の精密な混和に依存する。心筋および骨格筋αサブユニットの突然
変異体が、数々の筋肉障害を起こすと示されてきた。その数例が、次に挙げてあ
る。骨格筋チャネルのS4における、ただ1つの塩基性アミノ酸残基の変化は、
このチャネルの動的特性を変え、多くの患者に疾病状態を誘発するのに十分であ
る。心筋チャネルのL3におけるトリペプチド(不活性化ゲートに隣接している
)の欠失は、長期QT症候群と呼ばれる心臓障害を誘発する。チャネルの小孔に
並ぶ領域であるScn8aのドメイン1のS5−S6リンカーにおける、単一の
アミノ酸の変化は、マウス突然変異体“Jolting”を引き起こす。他の突
然変異によるこのチャネルの完全な欠損は、マウスにおけるモーターエンドプレ
ート“med”障害を引き起こす。この突然変異は、運動ニューロンから神経が
分布した筋肉への刺激損失として特徴づけられる。
B. Role of sodium channels in disease states Different isotypes of the Na channel α-subunit have different dynamic and voltage-dependent properties, so the excitatory properties of excitable cells can be determined by the precise nature of the types of channels expressed by the cells. Depends on proper mixing. Mutants of the heart and skeletal muscle α subunit have been shown to cause a number of muscle disorders. Some examples are given below. The change of only one basic amino acid residue in S4 of skeletal muscle channel is
It is sufficient to alter the dynamics of this channel and induce a disease state in many patients. Deletion of a tripeptide in L3 of the myocardial channel (adjacent to the inactivation gate) triggers a cardiac disorder called long-term QT syndrome. A single amino acid change in the S5-S6 linker of domain 1 of Scn8a, a region flanking the pores of the channel, results in the mouse mutant "Jolting". Complete loss of this channel due to other mutations causes motor endplate "med" impairment in mice. This mutation is characterized as a loss of stimulation from motor neurons to the muscles where the nerves are distributed.

【0009】 C.ナトリウムチャネルと痛み 軸策損傷(軸策とも呼ばれる神経繊維への損傷)は、慢性の痛み(神経障害痛
と言われる)を引き起こす。数々の研究が、軸策損傷後における、ニューロン体
および樹状突起の変えられた興奮性を示しており(15−17)、軸策損傷に引
き続き、ニューロン体および樹状突起上のNa+チャネル密度に変化が起こるこ とが明らかになっている(18−20)。また、ニューロンにおいて異種のナト
リウムチャネルが異常に混合されて発現されると、異常な興奮につながり、興奮
性過敏症状、感覚異常症、または痛みの一因となり得る。
C. Sodium channels and pain Axonal injury (damage to nerve fibers, also called axon) causes chronic pain (referred to as neuropathic pain). Numerous studies have shown altered excitability of neuronal bodies and dendrites after axonal injury (15-17), and Na + channels on neuronal bodies and dendrites following axonal injury Changes in density have been shown to occur (18-20). Also, abnormally mixed expression of sodium channels in neurons can lead to abnormal excitement and contribute to irritability, dysesthesia, or pain.

【0010】 本発明者等は、ラットDRGニューロンを使った最近の研究において、TTX
−R性およびTTX−S性電流の発現プロフィール、並びにDRGニューロンに
おいてこれらの電流の原因となるチャネルをコードするmRNAの転写物数が、
種々の障害に引き続き、劇的に変化することを示してきた(21−23)。例え
ば、本発明者等は、同定された感覚系皮膚求心性ニューロンにおいて、軸策損傷
後に、ゆっくりと不活性化するTTX−R性電流が減衰し、それと同時に、急速
に不活性化するTTX−S性Na+電流が増強することを示してきた(21)。 また、本発明者等は、痛い刺激に反応する(痛み)ニューロンにおいて、軸策損傷
後(22)と、SNS転写の下位調節(ダウンレギュレート)およびそれと同時
に起こるα−III転写の上位調節(アップレギュレート)後(23)とに、ゆ
っくりとリプライムするTTX−S性電流およびTTX−R性電流が亡くなり、
急速にリプライムするTTX−S性電流が増大することを示してきた。αIおよ
びαIImRNAsの濃度がゆるやかに上昇することも、軸策損傷に関連してい
る(24)。ナトリウムチャネルプロフィールのこうした変化は、軸策損傷後に
患者が被る神経障害痛の根底にある異常なニューロン興奮の一因と思われる。
[0010] In a recent study using rat DRG neurons, we found that TTX
-The expression profile of R- and TTX-S currents, and the number of transcripts of mRNAs encoding channels responsible for these currents in DRG neurons,
Following various disorders, it has been shown to change dramatically (21-23). For example, we found that in identified sensory cutaneous afferent neurons, after axonal injury, the slowly inactivating TTX-R-mediated currents attenuated while at the same time rapidly inactivating TTX-R. It has been shown that S-Na + current is enhanced (21). We also found that in neurons that respond to painful stimuli (pain), after axonal injury (22), down-regulation of SNS transcription (up-regulation) and concomitant up-regulation of α-III transcription (22). After (up-regulation) and (23), the slowly repriming TTX-S current and TTX-R current died,
It has been shown that rapidly repriming TTX-S currents increase. Slowly increasing concentrations of αI and αII mRNAs have also been associated with axonal injury (24). These changes in sodium channel profiles appear to contribute to abnormal neuronal excitation underlying the neuropathic pain suffered by patients following axonal injury.

【0011】 痛みに関連する炎症(炎症性の痛みと言われる)も、痛みに反応するDRGニ
ューロンにおけるナトリウム電流プロフィールに変化を引き起こす。炎症性の調
節子は、培養系で、痛みに反応するDRGニューロンのうち小さなCタイプのも
のにおいて、TTX−R性電流を上位調節する(25、26)。このような調節
子の急速な働きは、それらの働きが、存在しているTTX−R性チャネルの翻訳
後の修飾を含むことを示している。また、本発明者等は現在、炎症により、TT
X−R性Na+電流が増加し、CタイプのDRGニューロンのSNS転写が上位 調節されることを決定した(58)。本明細書のデータは、ナトリウム電流プロ
フィールの変化が、炎症により引き起こされた痛みの一因であることを提案して
いる。
[0011] Pain-related inflammation (referred to as inflammatory pain) also causes changes in the sodium current profile in pain-responsive DRG neurons. Inflammatory regulators up-regulate TTX-R currents in small C-type DRG neurons that respond to pain in culture (25, 26). The rapid action of such regulators indicates that their action involves post-translational modification of existing TTX-R sex channels. In addition, the present inventors have now found that TT
It was determined that XR Na + currents were increased and that SNS transcription in C-type DRG neurons was up-regulated (58). The data herein suggest that altered sodium current profiles contribute to pain caused by inflammation.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

D.慢性の痛みに対する治療 様々な種類の薬(フェニトインおよびカルバマゼピンのような抗痙攣剤、メキ
シチーネのような抗不整脈剤、リドカインのような局所麻酔薬)が、Na+チャ ネルに作用する。様々なNa+チャネルは、異なる特性を持つナトリウム電流を 引き起こすので、特定チャネルのサブタイプを選択的に遮断または活性化(また
はその他の調節)することには、重要な治療価値があると期待される。さらに、
特定の種類のニューロンにおける、ある種のα−サブユニットのアイソフォーム
(isoform)(PN1、SNS、NaN)の選択的な発現は、それらの性
質を選択的に変えるための手段を提供する。
D. Treatment of chronic pain Various types of drugs (anticonvulsants such as phenytoin and carbamazepine, antiarrhythmic agents such as mexicine, local anesthetics such as lidocaine) act on Na + channels. Since various Na + channels cause sodium currents with different properties, selectively blocking or activating (or other regulating) specific channel subtypes is expected to have important therapeutic value. You. further,
The selective expression of certain α-subunit isoforms (PN1, SNS, NaN) in certain types of neurons provides a means to selectively alter their properties.

【0013】 DRGの痛みに反応するニューロンは、PNSにおいてのTTX−R性Na+ 電流の主な供給源である。したがって、TTX−R性電流を引き起こすNa+チ ャネルは、痛みを引き起こすニューロンの操作にとって、比較的特異的なターゲ
ットを提供する。このようなDRGニューロンの、ある1つのTTX−R性チャ
ネルの分子構造(SNS)は、これまでに同定されているが、本発明以前には、
他のTTX−R性チャネルがこれらのニューロンに存在するかどうか、決定され
ていない。もし、このようなチャネルが同定されるとすれば、それらは、痛みに
反応するニューロンにおいて選択的に発現されるターゲット分子として、理想的
な候補物であり、また、それらの調節は痛みの伝達を弱め得る。
[0013] The DRG pain-responsive neurons are the major source of TTX-R Na + currents in the PNS. Thus, the Na + channel that causes TTX-R currents provides a relatively specific target for the manipulation of pain-causing neurons. The molecular structure (SNS) of one TTX-R sex channel of such DRG neurons has been identified previously, but prior to the present invention,
It has not been determined whether other TTX-R sex channels are present in these neurons. If such channels were identified, they would be ideal candidates as target molecules that would be selectively expressed in pain-responsive neurons, and their regulation would be a pain transmission. Can be weakened.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、後根神経節または三叉神経節において選択的に発現される、電位依
存性Na+チャネル(NaNチャネル)をコードする単離された核酸分子を含む 。(本発明者等の本出願に先行する米国仮出願60/072990においては、
このNaNチャネルは、NaXと言われた。)好ましい実施の形態においては、
前記の単離された核酸分子は、図1、図7A、図8Aに示される配列、この配列
の対立遺伝子変異体(alleic variant)、またはストリンジェン トな条件下で前記の配列にハイブリダイズする核酸分子から成る。
The invention includes an isolated nucleic acid molecule encoding a voltage-gated Na + channel (NaN channel) that is selectively expressed in the dorsal root or trigeminal ganglia. (In our provisional application 60/072990 prior to the present application,
This NaN channel was called NaX. In a preferred embodiment,
The isolated nucleic acid molecule hybridizes to the sequence shown in FIG. 1, FIG. 7A, FIG. 8A, an allelic variant of this sequence, or to said sequence under stringent conditions. Consists of nucleic acid molecules.

【0015】 その他の実施の形態においては、本発明は、後根神経節または三叉神経節にお
いて選択的に発現される電位依存性Na+チャネルをコードする単離された核酸 分子単独からなる発現ベクター、または、前記の単離された核酸分子に適当な調
節および発現制御要素が備わった発現ベクターを含む。好ましい実施の形態にお
いては、発現ベクターは、図1、図7A、図8Aに示される配列、この配列の対
立変異体、またはストリンジェントな条件下で前記の配列にハイブリダイズする
核酸分子を持つ単離された核酸分子から成る。
In another embodiment, the invention is directed to an expression vector comprising an isolated nucleic acid molecule encoding a voltage-gated Na + channel that is selectively expressed in the dorsal root ganglia or trigeminal ganglia. Or an expression vector comprising the above-described isolated nucleic acid molecule and appropriate regulatory and expression control elements. In a preferred embodiment, the expression vector comprises a sequence shown in FIG. 1, FIG. 7A, FIG. 8A, an allelic variant of this sequence, or a single vector having a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions to said sequence. Consisting of separated nucleic acid molecules.

【0016】 さらに、本発明は、後根神経節または三叉神経節において選択的に発現される
、電位依存性Na+チャネルをコードする単離された核酸分子と、適当な調節お よび発現制御要素からなる発現ベクターで形質転換された宿主細胞を含む。好ま
しい実施の形態においては、発現ベクターは、図1、図7A、図8Aに示される
配列、この配列の対立変異体、またはストリンジェントな条件下で前記の配列に
ハイブリダイズする核酸分子を持つ単離された核酸分子から成る。
In addition, the present invention relates to an isolated nucleic acid molecule encoding a voltage-gated Na + channel, which is selectively expressed in the dorsal root ganglia or trigeminal ganglia, and suitable regulatory and expression control elements. And host cells transformed with an expression vector consisting of In a preferred embodiment, the expression vector comprises a sequence shown in FIG. 1, FIG. 7A, FIG. 8A, an allelic variant of this sequence, or a single vector having a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions to said sequence. Consisting of separated nucleic acid molecules.

【0017】 また、本発明は、後根神経節または三叉神経節において選択的に発現される、
単離された電位依存性Na+チャネルを含む。好ましい実施の形態においては、 このチャネルは、図2、図7B、図8Bに示されるアミノ酸配列を持ち、または
図1、図7A、図8Aに示される配列、この配列の対立変異体、またはストリン
ジェントな条件下で前記の配列にハイブリダイズする核酸分子でコードされてい
る。この配列のペプチドフラグメントも、本発明に含まれる。
[0017] The present invention also relates to the present invention, wherein the dorsal root ganglion or the trigeminal ganglion is selectively expressed.
Contains isolated voltage-gated Na + channels. In a preferred embodiment, the channel has the amino acid sequence shown in FIG. 2, FIG. 7B, FIG. 8B, or the sequence shown in FIG. 1, FIG. 7A, FIG. Encoded by a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions to the above sequences. Peptide fragments of this sequence are also included in the present invention.

【0018】 本発明の他の局面は、NaNチャネルの活性を調節する薬剤を同定する方法で
あって、前記薬剤を、その表面にNa+チャネルを発現している細胞に接触せし め、脱分極化または結果として起こるナトリウム電流の変化を測定する工程から
成る。この測定工程は、電圧クランプ測定法により、脱分極化および細胞内ナト
リウム濃度測定することにより、またはナトリウムの流入を測定することにより
達成される。
Another aspect of the present invention is a method for identifying an agent that modulates the activity of a NaN channel, comprising contacting the agent with a cell expressing a Na + channel on its surface, Measuring the polarization or the resulting change in sodium current. This measurement step is achieved by voltage clamp measurement, by measuring depolarization and intracellular sodium concentration, or by measuring sodium influx.

【0019】 本発明の他の局面は、NaNチャネルをコードするmRNAの転写または翻訳
を調節する薬剤を同定する方法である。この方法は、前記薬剤を、その表面にN
+チャネルを発現している細胞に接触せしめ、その結果生じるナトリウムチャ ネルの発現レベルを測定する工程を含む。
Another aspect of the invention is a method of identifying an agent that modulates the transcription or translation of an mRNA encoding a NaN channel. In this method, the drug is coated on its surface with N
contacting cells expressing the a + channel and measuring the resulting level of sodium channel expression.

【0020】 また、本発明は、動物またはヒト検体において、痛み、感覚異常症および興奮
性過敏症を治療するための方法を含み、この方法は、DRGニューロンまたは三
叉ニューロンにおいて、NaNチャネルを介して流れるNa+電流を、例えば抑 制または増強することにより、調節することが可能な薬剤の有効量を投与するこ
とからなる。この方法は、NaNチャネルをコードするmRNAの転写または翻
訳を、調節することが可能な薬剤の有効量を投与することを含んでもよい。
[0020] The invention also includes a method for treating pain, paresthesia and irritability in an animal or human subject, the method comprising: It consists in administering an effective amount of an agent that can regulate the flowing Na + current, for example by suppressing or enhancing it. The method may include administering an effective amount of an agent capable of modulating the transcription or translation of mRNA encoding a NaN channel.

【0021】 本発明の他の局面は、上述した核酸に対してアンチセンスである単離された核
酸である。好ましい実施の形態においては、アンチセンス核酸は、NaNチャネ
ルmRNAの発現を、そのmRNAを含む細胞において調節させるのに、十分な
長さのものである。
[0021] Another aspect of the invention is an isolated nucleic acid that is antisense to a nucleic acid described above. In a preferred embodiment, the antisense nucleic acid is of sufficient length to regulate the expression of NaN channel mRNA in cells containing the mRNA.

【0022】 本発明の他の局面は、動物またはヒト検体において、DRGニューロンまたは
三叉ニューロンに媒介されて起こる興奮性神経過敏症に関連する痛みのレベルの
尺度を提供するするための、または、痛みの発生の遺伝子座を画像化するための
シンチグラフィー法である。この工程は、標識モノクローナル抗体または他のN
aNNa+チャネルに特異的な標識リガンドを投与することから成る。
Another aspect of the invention is to provide a measure of the level of pain associated with excitatory nervousness mediated by DRG or trigeminal neurons in an animal or human subject, or Is a scintigraphic method for imaging the gene locus of the occurrence of s. This step involves the use of labeled monoclonal antibodies or other N
administering a labeled ligand specific for the aNNa + channel.

【0023】 本発明の他の局面は、NaNナトリウムチャネルを発現する組織、細胞および
細胞種を同定する方法である。この方法は、細胞表面で、細胞表面へ行く途中で
、またはNaNをコードするmRNAの存在下で、NaNを検出する工程から成
る。
Another aspect of the invention is a method of identifying a tissue, cell and cell type that expresses a NaN sodium channel. The method comprises detecting NaN at the cell surface, on the way to the cell surface, or in the presence of NaN-encoding mRNA.

【0024】 さらに、本発明は、NaNをコードする外因性核酸を発現する形質転換された
細胞を製造する方法を含む。この方法は、図1、図7A、図8Aに示される配列
、この配列の対立変異体、またはストリンジェントな条件下で前記の配列にハイ
ブリダイズする核酸分子、を持つ単離された核酸分子と、適当な調節および発現
制御要素とからなるベクターで、細胞を形質転換する工程から成る。また、本発
明は、組換えNaNタンパク質を製造する方法を含み、この方法は、NaNナト
リウムチャネルまたはタンパク質が発現される条件下で、形質転換された宿主を
培養し、NaNタンパク質を回収する工程から成る。
Further, the invention includes a method of producing a transformed cell that expresses an exogenous nucleic acid encoding NaN. The method comprises the steps of: isolating a nucleic acid molecule having the sequence shown in FIGS. 1, 7A, 8A, an allelic variant of the sequence, or a nucleic acid molecule that hybridizes to said sequence under stringent conditions. Transforming the cells with a vector comprising the appropriate regulatory and expression control elements. The present invention also includes a method for producing a recombinant NaN protein, comprising the steps of: culturing a transformed host under conditions in which a NaN sodium channel or protein is expressed; and recovering the NaN protein. Become.

【0025】 また、本発明は、NaNチャネルまたはそのポリペプチドフラグメントに特異
的な、単離された抗体を含む。単離された抗体は、標識されていてもよい。
[0025] The invention also includes an isolated antibody specific for a NaN channel or a polypeptide fragment thereof. The isolated antibody may be labeled.

【0026】 本発明の他の局面は、軸策切断されるか、炎症を起こすか、さもなければ損傷
したDRGニューロン、または高周波数で興奮するようになった正常なDRGニ
ューロンにおいて、急速にリプライミングするナトリウム電流の流れを減少させ
ることが可能な薬剤の有効量からなる治療組成物を含む。また、本発明は、動物
またはヒト患者において、前記の治療組成物を投与することによって、急性の痛
み、急性若しくは慢性の神経性または炎症性の痛み、および興奮性過敏症状を治
療する方法を含む。
[0026] Another aspect of the invention is the rapid recruitment of axons, inflamed, or otherwise damaged DRG neurons, or normal DRG neurons that become excitable at high frequencies. A therapeutic composition comprising an effective amount of an agent capable of reducing the flow of a priming sodium current. The invention also includes a method of treating acute pain, acute or chronic nervous or inflammatory pain, and irritability in an animal or human patient by administering the therapeutic composition described above. .

【0027】 また、本発明は、痛みおよび興奮性過敏症の症状を治療するのに用いる候補化
合物をスクリーニングする方法を含む。この方法は、NaNチャネルのmRNA
またはタンパク質の発現または活性を変化させる前記の候補化合物の能力を、 軸策切断されるか、炎症を起こすか、さもなければ損傷されたDRGニューロン
において、試験することによる。
[0027] The invention also includes a method of screening for candidate compounds for use in treating the symptoms of pain and irritability. This method uses NaN channel mRNA.
Or by testing the ability of said candidate compound to alter protein expression or activity in DRG neurons that are axotomized, inflamed, or otherwise damaged.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

本発明は、発明者等によって発見され、NaNと名づけられた新規な遺伝子に
関する。NaNは、以前には同定されていなかった、ここではNaNと言われる
タンパク質をコードしている。NaNは、αサブユニット電位依存性ナトリウム
チャネルタンパク質ファミリーに属し、TTX−R性のナトリウム電流を引き起
こす。このようなチャネルは、ニューロンおよび筋繊維のような興奮性の細胞に
おいて、インパルスの発生と伝播の根底にある。NaNは、新規なナトリウムチ
ャネルであり、これまでに同定された他のチャネルとは別個の配列を持つ。他の
ニューロンでなく感覚細胞で発現されるという、この選択的なNaNの発現は、
急性および/または慢性の痛み病理に関連した診断上および/または治療上の使
用にとって、このチャネルを、有効なターゲットとしている。
The present invention relates to a novel gene discovered by the inventors and named NaN. NaN encodes a previously unidentified protein, referred to herein as NaN. NaN belongs to the α-subunit voltage-gated sodium channel protein family and causes TTX-R sodium currents. Such channels underlie the generation and propagation of impulses in excitable cells such as neurons and muscle fibers. NaN is a novel sodium channel with a sequence that is distinct from other channels identified so far. This selective expression of NaN, expressed in sensory cells but not in other neurons,
This channel is an effective target for diagnostic and / or therapeutic use in connection with acute and / or chronic pain pathologies.

【0029】 定義 本明細書においては、幾つかの技術的用語および言葉づかいを使い、それらは
、以下の意味を持つこととする。
Definitions In this specification, some technical terms and wording are used, which have the following meanings.

【0030】 言葉づかい「調節する」または「変える」とは、特定の受容体、リガンドまたは電
流の流れの量と活性を上位または下位調節することを言う。例えば、薬剤は、N
+電流を抑制(減少)または増強(増加)することにより、Na+電流を調節し
得る。同様に、薬剤は、NaNナトリウムチャネルの発現量、または発現するN
aNチャネルの活性を調節し得る。
The terms “modulate” or “alter” refer to up- or down-regulating the amount and activity of a particular receptor, ligand or current flow. For example, the drug is N
By a + current inhibition (reduction) or enhanced (increased) may modulate Na + current. Similarly, the agent may be capable of expressing NaN sodium channels at an expressed level or at an expressed level of NN.
may modulate the activity of the aN channel.

【0031】 言葉づかい「ナトリウム電流」または「Na+電流」とは、特定のイオン、この場 合はナトリウムイオンに対し、選択的に透過性のチャネル(特殊化されたタンパ
ク質)を介して起こる、細胞膜を横切るナトリウムイオンの流れを意味する。
The terms “sodium current” or “Na + current” refer to cell membranes that occur through channels (specialized proteins) that are selectively permeable to particular ions, in this case sodium ions. Means the flow of sodium ions across.

【0032】 言葉づかい「電位依存性」とは、細胞膜が特定の電圧範囲にあるとき、イオンチ
ャネルが開くことを意味する。電圧感受性ナトリウムチャネルは、細胞膜が脱分
極化された時に開く。その後、これらのチャネルは、Na+イオンを細胞内へ流 れ込ませ、脱分極化を更に進める。これにより、細胞は、電気インパルス(活動
電位としても知られる)を引き起こす。
The phrase “potential dependence” means that an ion channel opens when the cell membrane is in a certain voltage range. Voltage-sensitive sodium channels open when the cell membrane is depolarized. These channels then allow Na + ions to flow into the cell, further promoting depolarization. This causes the cells to generate electrical impulses (also known as action potentials).

【0033】 言葉づかい「急速にリプライムする」とは、他の電位依存性ナトリウムチャネル
のファミリーメンバーに比べ、電流が、より急速に不活性化から回復することを
意味する。
The phrase “rapidly repriming” means that current recovers from inactivation more rapidly than other voltage-gated sodium channel family members.

【0034】 用語「TTX−R」または「TTX−S」とは、細胞膜を渡っての電流の流れが、
約100nMのテトロドトキシン(特定種において生産される神経毒)濃度に対
して、それぞれ抵抗性または感受性であることを意味する。
The term “TTX-R” or “TTX-S” refers to the flow of current across a cell membrane,
Mean resistance or sensitivity to tetrodotoxin (a neurotoxin produced in a particular species) concentration of about 100 nM, respectively.

【0035】 言葉づかい「末梢神経系(PNS)」とは、脳および脊髄以外の神経系部分を意
味し、例えば脊根およびそれに関連する後根神経節(DRG)および三叉神経節
などの神経節、ならびに末梢神経繊維についていう。
The term “peripheral nervous system (PNS)” refers to parts of the nervous system other than the brain and spinal cord, such as the spine and its associated dorsal root ganglia (DRG) and ganglia, such as the trigeminal ganglia. And peripheral nerve fibers.

【0036】 言葉づかい「Na+電流を抑制する」とは、薬剤が、それにさらされていない対 照細胞と比較し、電流の流れを減少させることを意味する。好ましい抑制剤は、
他のナトリウムチャネルの電流に影響すること無く、選択的にこのような電流を
抑制する。さもなければ、その抑制剤は、他のチャネルに比べ、関心のチャネル
を流れるナトリウム電流を、非常に大きな程度で抑制する。
The phrase “suppresses Na + current” means that the agent reduces current flow as compared to control cells that have not been exposed to it. Preferred inhibitors are
It selectively suppresses such currents without affecting the currents of other sodium channels. Otherwise, the inhibitor suppresses the sodium current through the channel of interest to a much greater extent than the other channels.

【0037】 言葉づかい「Na+電流を増強する」とは、薬剤が、それにさらされていない対 照細胞と比較し、電流の流れを増強させることを意味する。好ましい増強剤は、
他のナトリウムチャネルの電流に影響すること無く、選択的にこのような電流を
増大する。さもなければ、その増強剤は、他のチャネルに比べ、関心のチャネル
を流れるナトリウム電流を、非常に大きな程度で増大する。
The phrase “enhancing the Na + current” means that the agent enhances the current flow as compared to a control cell that has not been exposed to it. Preferred enhancers are
It selectively increases such currents without affecting the currents of other sodium channels. Otherwise, the enhancer increases the sodium current through the channel of interest to a much greater extent than the other channels.

【0038】 言葉づかい「特異的にハイブリダイズする」とは、例えば図1,図7Aまたは図
8Aに示されるDNA配列のようなNaNナトリウムチャネルをコードする核酸
に、非常にストリンジェントな条件で、または中程度にストリンジェントな条件
で、ハイブリダイズする核酸について言う。
The term “specifically hybridizes” refers to a nucleic acid encoding a NaN sodium channel, such as the DNA sequence shown in FIG. 1, FIG. 7A or FIG. 8A, under very stringent conditions, or References to nucleic acids that hybridize under moderately stringent conditions.

【0039】 言葉づかい「単離された核酸」とは、他のペプチドをコードする核酸の夾残物に
比べ、実質的に精製されたか、または、それらから分離された核酸のことを言う
。核酸とは、cDNA分子およびアンチセンスRNA分子を含む全てのDNAお
よびRNA型を意味する。
The phrase “isolated nucleic acid” refers to a nucleic acid that has been substantially purified or separated from nucleic acid residues that encode other peptides. By nucleic acid is meant all forms of DNA and RNA, including cDNA molecules and antisense RNA molecules.

【0040】 言葉づかい「RT−PCR」とは、リバーストリプターゼ酵素を使ったRNAの
逆転写(RT)に引き続き起こる、特定のcDNAテンプレートについての、ポ
リメラーゼ連鎖反応(PCR)を使った増幅工程を意味する。PCRは、遺伝的
または遺伝子に特定的なプライマーおよび熱的に安定なDNAポリメラーゼ、例
えばTaq DNA ポリメラーゼ、を必要とする。
The term “RT-PCR” refers to the amplification step using the polymerase chain reaction (PCR) for a specific cDNA template, which follows the reverse transcription (RT) of RNA using the reverse lipase enzyme. . PCR requires primers that are genetic or gene specific and a thermally stable DNA polymerase, such as Taq DNA polymerase.

【0041】 言葉づかい「選択的に発現される」とは、電位依存性ナトリウムチャネルが、他
の組織に比べある限定された組織において、多量に検出され発現されることを意
味する。例えば、後根神経節または三叉神経節において、選択的に発現される電
位依存性Na+チャネルは、他の組織や細胞種と比べ、後根神経節または三叉神 経節において、より大量に検出される。電位依存性Na+チャネルの量は、特異 的なRNA量の検出および特定の抗体を使ったチャネルタンパク質の検出を含む
、利用可能などんな方法によっても検出できる。
The phrase “selectively expressed” means that voltage-gated sodium channels are detected and expressed in higher amounts in certain restricted tissues compared to other tissues. For example, voltage-gated Na + channels selectively expressed in dorsal root ganglia or trigeminal ganglia are detected in greater amounts in dorsal root ganglia or trigeminal ganglia than in other tissues and cell types. Is done. The amount of voltage-gated Na + channels can be detected by any available method, including detection of specific RNA amounts and detection of channel proteins using specific antibodies.

【0042】 NaNナトリウムチャネルの特性付け 本発明は、これまでに同定されることが無かった電位依存性ナトリウムチャネ
ルαサブユニット(NaN)に関する。NaNは、TTX−R性の電位依存性チ
ャネルであり、また、身体(後根神経節またはDRG)および顔(三叉神経節)へ
入っていく感覚ニューロンにおいて選択的に発現されていると予測されている。
NaNタンパク質分子をコードする配列部分である、オープンリーディングフレ
ームは、図2、図7B、図8Bに示されているその推定上のアミノ酸配列を使い
、異なる動物種(ラット、マウス、ヒト)から決定されている。
Characterization of NaN Sodium Channels The present invention relates to a voltage-gated sodium channel α subunit (NaN) that has not been previously identified. NaN is a TTX-R voltage-gated channel and is predicted to be selectively expressed in sensory neurons entering the body (dorsal root ganglion or DRG) and face (trigeminal ganglion). ing.
The open reading frame, the sequence portion encoding the NaN protein molecule, was determined from different animal species (rat, mouse, human) using its putative amino acid sequence shown in FIGS. 2, 7B, 8B. Have been.

【0043】 電位依存性ナトリウムチャネルの適切なランドマーク配列の全てが、NaNの
予測された位置に存在しており、このことは、NaNがナトリウムチャネルファ
ミリーに属することを指し示す。しかし、NaNは、これまでに同定されてきた
全てのナトリウムチャネルとは異なり、それらとは、53%以下の配列上の同一
性を共にしている。NaNは、PNSにおいて本発見以前に同定されたNa+チ ャネルサブユニットであり唯一他のTTX−R性のものであるSNSとも異なる
。発明者等は、SNSに基づく若しくは特異的であるプライマーまたはプローブ
を使うこと無しに、NaNを同定しクローニングした。さらに、NaNとSNS
は、その予測されたオープンリーディングフレーム(ORF)が、ほんの47%
の類似性を共有し、これは、全てのサブファミリー1メンバーに対するNaNの
限られた類似性に比較される。
All of the proper landmark sequences for voltage-gated sodium channels are present at the predicted location of NaN, indicating that NaN belongs to the sodium channel family. However, NaNs, unlike all sodium channels that have been identified to date, share less than 53% sequence identity with them. NaN differs from the SNS, which is the Na + channel subunit identified in the PNS prior to this discovery and is the only other TTX-R. The inventors have identified and cloned NaN without using primers or probes that are SNS based or specific. Furthermore, NaN and SNS
Indicates that its predicted open reading frame (ORF) is only 47%
, Which compares to the limited similarity of NaN to all subfamily 1 members.

【0044】 現存しているαサブユニットに対する配列類似性の低さから、NaNが新規な
遺伝子であり、現存しているチャネルの単なる変異体でないことが、明らかに確
認される。他の電位依存性チャネルに比較しての配列の違いは、NaNが新規で
ありこれまでに同定されていないようなプロトタイプであり、SNSと比べて異
なった特性を持つ三番目の種類のTTX−R性チャネルであろうことを示唆して
いる。痛みに反応するDRGニューロンおよび三叉ニューロンにおいて存在する
NaNとSNSは、薬学的な介入に対し異なって反応しうる。感覚性のDRGニ
ューロンおよび三叉ニューロンにおけるNaNの選択的な発現は、脳および脊髄
における他のニューロンに影響すること無く、選択的にこれらの感覚性ニューロ
ンの性質を変えるターゲットを提供する。痛みに反応するDRGニューロンに特
徴的であり、痛みのメッセージの伝播と神経損傷後およびその他の痛みの状態に
おける異常な興奮パターンに寄与している、TTX−R性電流の機能調節のため
にデザインされた薬の効果を、より完璧に理解するためには、NaNチャネルの
性質をさらに解明することが重要である。
The low sequence similarity to the existing α subunit clearly confirms that NaN is a novel gene and not just a mutant of the existing channel. The difference in sequence compared to other voltage-gated channels is that NaN is a novel and previously unidentified prototype, a third type of TTX-type that has different properties compared to SNS. Suggests that it may be an R channel. NaN and SNS present in pain-responsive DRG neurons and trigeminal neurons may respond differently to pharmaceutical intervention. Selective expression of NaN in sensory DRG and trigeminal neurons provides a target that selectively alters the properties of these sensory neurons without affecting other neurons in the brain and spinal cord. Designed to modulate the function of TTX-R currents, characteristic of pain-responsive DRG neurons and contributing to the transmission of pain messages and abnormal patterns of excitement after nerve injury and other pain conditions For a more complete understanding of the effects of the given drugs, it is important to further elucidate the nature of the NaN channel.

【0045】 NaN核酸 本発明の核酸分子は、図1、図7A、図8Aに示されたヌクレオチド配列、並
びに図2、図7B、図8Bのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む
。また、本発明の請求項にかかる核酸は、図1、図7A、図8Aに示されたヌク
レオチド配列からなる核酸と、または図2、図7B、図8Bのアミノ酸配列をコ
ードするヌクレオチド配列からなる核酸とに、特異的にハイブリダイズする核酸
を含む。そのヌクレオチド配列からなる核酸に、特異的にハイブリダイズする核
酸は、非常にストリンジェントな条件下、または中程度にストリンジェントな条
件下で、前記の核酸に安定して結合している。非常にストリンジェントな条件、
または中程度にストリンジェントな条件とは、Sambrook等(59)また
はAusubel等(60)によって、一般的に定義され利用されているもので
ある。ストリンジェンシーの正確なレベルは、重要でなく、むしろ、選択的なハ
イブリダイゼーションが起こった時、明瞭で検出可能な信号が提供される条件を
選択すべきである。
NaN Nucleic Acids The nucleic acid molecules of the invention include the nucleotide sequences shown in FIGS. 1, 7A, 8A, as well as the nucleotide sequences encoding the amino acid sequences of FIGS. 2, 7B, 8B. The nucleic acid according to the claims of the present invention comprises a nucleic acid having the nucleotide sequence shown in FIGS. 1, 7A and 8A or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence shown in FIGS. 2, 7B and 8B. Includes nucleic acids that specifically hybridize to nucleic acids. A nucleic acid that specifically hybridizes to a nucleic acid consisting of its nucleotide sequence is stably bound to said nucleic acid under very stringent conditions or under moderately stringent conditions. Very stringent conditions,
Alternatively, moderately stringent conditions are those generally defined and used by Sambrook et al. (59) or Ausubel et al. (60). The exact level of stringency is not critical; rather, conditions should be chosen that provide a clear and detectable signal when selective hybridization has occurred.

【0046】 ハイブリダイゼーションは、配列同一性(ホモロジー)、配列のG+C含有量
、緩衝液塩の含有量、配列の長さおよび二重溶解温度(T[m])の関数である(
Maniatis等参照(62))。配列長、緩衝液塩の濃度および温度の類似
性は、ハイブリダイゼーション法により、配列の同一性(ホモロジー)を評価す
るにあたり、有効な変数を提供する。例えば、少なくとも90%のホモロジーが
あれば、一般に、ハイブリダイゼーションは、20XSSCから希釈された6X
SCCのような緩衝液塩中で68℃で行われる(Sambrook等参照(59
))。最終のサザンブロット洗浄用の緩衝液塩が、例えば、0.1XSSCのよ
うな低濃度で、例えば、68℃のような高温において使われると、二つの配列は
ハイブリッド二重鎖(ハイブリダイズ)を形成する。上記のハイブリダイゼーシ
ョンおよび洗浄条件を共に使用することは、高度のストリンジェンシーまたは高
度にストリンジェントな条件であると定義される。中程度にストリンジェントな
条件は、二つの配列が少なくとも約80%のホモロジーを持つときに、使用され
得る。ここで、ハイブリダイゼーションは、6XSSCを使い約50〜55℃の
温度で行われる。最終の洗浄には、約1〜3XSSCの塩濃度と、約60〜68
℃の温度とが使われる。これらのハイブリダイゼーションおよび洗浄の条件は、
中程度にストリンジェントな条件を定義する。
Hybridization is a function of sequence identity (homology), G + C content of the sequence, buffer salt content, sequence length and double melting temperature (T [m]) (
See Maniatis et al. (62)). Similarities in sequence length, buffer salt concentration and temperature provide useful variables in assessing sequence identity (homology) by hybridization methods. For example, if there is at least 90% homology, generally hybridization will be performed at 6X diluted from 20X SSC.
It is performed at 68 ° C. in a buffer salt such as SCC (see Sambrook et al. (59
)). If the final Southern blot wash buffer salt is used at a low concentration, eg, 0.1 × SSC, at a high temperature, eg, 68 ° C., the two sequences will form a hybrid duplex. Form. The use of the above hybridization and washing conditions together is defined as being a high stringency or highly stringent condition. Moderately stringent conditions can be used when the two sequences have at least about 80% homology. Here, the hybridization is performed at a temperature of about 50 to 55 ° C. using 6 × SSC. For the final wash, a salt concentration of about 1-3XSSC and about 60-68
A temperature of ° C is used. These hybridization and washing conditions are:
Define moderately stringent conditions.

【0047】 特に、特異的なハイブリダイゼーションは、単離された配列からなる核酸と他
の核酸の間に高度な相補性があるというの条件下で起こる。選択的なハイブリダ
イゼーションにおいては、一般に、相補性は、少なくとも約70%、75%、8
0%、85%であり、好ましくは、約90〜100%、さらに好ましくは、約9
5〜100%である。
In particular, specific hybridization occurs under the condition that there is a high degree of complementarity between the nucleic acid comprising the isolated sequence and another nucleic acid. In selective hybridization, generally, complementarity is at least about 70%, 75%, 8%.
0%, 85%, preferably about 90-100%, more preferably about 9%.
5 to 100%.

【0048】 個々で使用されているホモロジーまたは同一性は、BLAST(Basic
Local Alignment Search Tool)分析によって決定
される(Karlin et al. Proc. Natl. Acd. Sci. USA 87: 2264-2268(1990)およ びAltschul, S.F. J. Mol. Evol. 36:290-300(1993)、両者とも、参考文献とし て本明細書に援用されている)。BLAST分析は、配列の類似性捜索用に作ら
れ、プログラムblastp、blastn、blastx、tblastnお
よびtblastxによって利用されたアルゴリズムを使用している。BLAS
Tプログラムによって使われるアプローチは、疑問の配列とデータベース配列の
間の類似したセグメントを最初に考慮し、次に、同定された全ての対の統計学的
有意性を評価し、最後に、前もって選択されている有意性の閾値を満足する対に
だけ約言する。配列データベースの類似性捜索における基本問題の論議について
は、本明細書に参考文献として援用されているAltschel等の文献(Natu
re Genetics 6: 119-129 (1994))を参照する。histogram、desc riptions、alignments、expect(例えば、データベー
ス配列に対するマッチを報告するための統計上の有意性閾値)、cutoff、
matrix、filterの捜索パラメータは、デフォルトセッティングのま
まである。blastp、blastx、tblastnおよびtblastx
によって使われるデフォルトのスコアマトリックスは、BLOSUM62マトリ
ックスであり、本明細書に参考文献として援用されている(Henikoff et al. Pr
oc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 10915-10919 (1992))。blastnについて は、スコアマトリックスは、M(例えば、マッチする残基の一対に対する報酬ス
コア)とN(例えば、ミスマッチする残基の一対のためのペナルティスコア)の
比によってセットされ、MおよびNのデフォルト値は、それぞれに5および−4
である。
[0048] The homology or identity used individually can be determined using BLAST (Basic
Local Alignment Search Tool analysis (Karlin et al. Proc. Natl. Acd. Sci. USA 87: 2264-2268 (1990) and Altschul, SFJ Mol. Evol. 36: 290-300 (1993)). And both are incorporated herein by reference). BLAST analysis uses algorithms made for sequence similarity searches and utilized by the programs blastp, blastn, blastx, tblastn and tblastx. BLAS
The approach used by the T program considers similar segments between the sequence in question and the database sequence first, then evaluates the statistical significance of all identified pairs, and finally preselects Only those pairs that satisfy the significance threshold being set. For a discussion of the basic issues in similarity searching of sequence databases, see Altschel et al. (Natu
re Genetics 6: 119-129 (1994)). histogram, description, alignments, expect (eg, statistical significance threshold for reporting matches against database sequences), cutoff,
The search parameters of matrix and filter remain at the default settings. blastp, blastx, tblastn and tblastx
The default score matrix used by is the BLOSUM62 matrix, which is incorporated herein by reference (Henikoff et al. Pr.
oc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 10915-10919 (1992)). For blastn, the score matrix is set by the ratio of M (eg, the reward score for a pair of matching residues) and N (eg, the penalty score for a pair of mismatching residues), and the default of M and N Values are 5 and -4 respectively
It is.

【0049】 本発明の核酸は、本発明に従う様々な方法において使われ得る。例えば、これ
らの核酸は、相同性のNaN配列をコードする他のDNA配列を、ハイブリダイ
ゼーションにより選択するために、他のcDNAおよびゲノムDNAのライブラ
リーをスクリーニングするための核酸プローブとして使われる。意図される核酸
分子としては、放射性ヌクレオチドで、または非放射性法(例えば、ビオチン)
で、ラベルされたRNAまたはDNAがある。スクリーニングは、近く関連する
相同体または遠く関連する相同体を単離するために、様々なストリンジェンシー
(イオン強度と、温度と、および/もしくはフォルムアミドの存在との普通のコ
ンビネーションを使って、ハイブリダイゼーションTm操作を通じ)の下で行わ
れる。また、これらの核酸は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を使って、c
DNAまたはゲノムDNAを増幅するプライマーを生産するために使われる。さ
らに、本発明の核酸配列は、例えば、NaNの制御要素であり側面に位置する配
列のような、ゲノムにおける隣接する配列を同定するために使われる。また、こ
れらの核酸は、NaNの遺伝子発現のレベルを調節するために利用され得るアン
チセンスプライマーまたは構築物を生産するために使われる。そのアミノ酸配列
は、NaNに特異的で、NaNを特異的な細胞に局所化でき、細胞表面でNaN
チャネルの機能を調節できる抗体をデザインし製造するために使われる。
[0049] The nucleic acids of the invention can be used in various methods according to the invention. For example, these nucleic acids are used as nucleic acid probes to screen libraries of other cDNA and genomic DNA to select by hybridization other DNA sequences encoding homologous NaN sequences. Contemplated nucleic acid molecules include radioactive nucleotides or non-radioactive methods (eg, biotin).
And there is RNA or DNA labeled. Screening can be performed using a variety of stringencies (common combinations of ionic strength, temperature, and / or the presence of formamide) to isolate near or distantly related homologs. (Through a hybridization Tm operation). These nucleic acids can also be synthesized using the polymerase chain reaction (PCR) method.
It is used to produce primers that amplify DNA or genomic DNA. Further, the nucleic acid sequences of the present invention are used to identify adjacent sequences in the genome, such as, for example, flanking sequences that are regulatory elements of NaN. Also, these nucleic acids are used to produce antisense primers or constructs that can be utilized to regulate the level of NaN gene expression. Its amino acid sequence is specific for NaN, can localize NaN to specific cells,
Used to design and produce antibodies that can modulate channel function.

【0050】 ベクターと形質転換された宿主細胞 また、本発明は、適応性のある宿主細胞の中でナトリウムチャネルをコードす
る核酸の発現を、複製および指示することが可能な組換えベクターからなる。例
えば、本発明に従い、T4DNAリガーゼのような酵素を使って、DNAをベク
ターへ挿入することは、いろいろな従来の方法によっても行うことができる。こ
のようなDNAの挿入は、DNAと望ましいベクターが同じ制限酵素によって切
られていれば、相補的DNA末端が作製されるので、簡単に遂行できる。もし、
そうでなければ、DNAのシングルストランドを消化することによって作製され
た切断末端を修飾し、ブラント(平滑)末端を作製する必要がある。または、適
当なDNAによりシングルストランド末端を埋めて同じ結果を成し遂げる必要が
ある。このようにして、ブラント末端連結反応が行われる。代わりとして、いろ
いろな望ましい位置が、ヌクレオチド配列(リンカー)をDNA末端に連結する
ことによって作製される。このようなリンカーは、制限位置認識配列をコードす
る特異的オリゴヌクレオチドからなる。
Host Cells Transformed with Vectors The present invention also comprises a recombinant vector capable of replicating and directing the expression of a nucleic acid encoding a sodium channel in a compatible host cell. For example, inserting a DNA into a vector using an enzyme such as T4 DNA ligase according to the present invention can also be performed by various conventional methods. Such insertion of DNA can be easily performed if the DNA and the desired vector have been cut with the same restriction enzyme, since complementary DNA ends are created. if,
Otherwise, it is necessary to modify the truncated ends created by digesting a single strand of DNA to create blunt (blunt) ends. Alternatively, the same result must be achieved by filling the single strand ends with appropriate DNA. In this way, a blunt end ligation reaction is performed. Alternatively, various desired positions are created by linking nucleotide sequences (linkers) to the ends of the DNA. Such a linker consists of a specific oligonucleotide encoding a restriction site recognition sequence.

【0051】 利用可能ないろいろなベクターおよび適応性のある適当な宿主細胞が使われる
(59,60)。商業的に利用可能なベクターには、例えばNew Engla
nd Biolabs社、Promega Corp社、Stratagene
社または他の供給源から入手可能なものが含まれる。
[0051] A variety of available vectors and suitable host cells are used (59,60). Commercially available vectors include, for example, New Engla
nd Biolabs, Promega Corp, Stratagene
Includes those available from the Company or other sources.

【0052】 本発明のrDNA(組換えDNA)分子による、適当な宿主細胞の形質転換は
、一般に、使われたベクターの種類と宿主システムに依存する周知の方法によっ
て成される。カエルの卵胞子にRNAが挿入されると、チャネルを発現する。し
かし、哺乳類細胞系における発現のほうが、好ましい。原核生物の形質転換に関
しては、電気的ポーレーションおよび塩処理法が、一般的に利用される(例とし
てCohen等による61,62参照)。rDNAを含むベクターを使って脊椎
動物の細胞を形質転換することに関しては、電気的ポーレーション、カチオン性
脂質または塩処理法が、一般的に利用される(63,64)。
Transformation of a suitable host cell with an rDNA (recombinant DNA) molecule of the present invention is generally accomplished by well known methods that depend on the type of vector used and the host system. When the RNA is inserted into the frog spores, it expresses the channel. However, expression in mammalian cell lines is preferred. For prokaryotic transformation, electroporation and salting methods are commonly employed (see, for example, Cohen et al., 61, 62). For transformation of vertebrate cells with vectors containing rDNA, electroporation, cationic lipid or salt treatment methods are commonly utilized (63, 64).

【0053】 上手く形質転換された細胞、つまり本発明のrDNA分子を含む細胞は、周知
の技術により同定できる。例えば、本発明のrDNAが導入された細胞は、単一
コロニーを作製するようクローニン化されうる。これらのコロニーから細胞は、
収穫され、溶解され、それらのDNA含有物は、rDNAの存在を確かめるため
、従来法により調べられる(65、66)。または、細胞によって製造されたタ
ンパク質は、免疫学的手法により、アッセイされる。もし、組換えDNAの構築
に、緑蛍光タンパク質のような標識が利用されるとすると、このような細胞の蛍
光によって細胞を区分けすることから、感染された細胞をインビボで検出できる
[0053] Successfully transformed cells, ie, cells that contain a rDNA molecule of the present invention, can be identified by well-known techniques. For example, cells into which the rDNA of the present invention has been introduced can be cloned to produce single colonies. Cells from these colonies
Harvested and lysed, their DNA content is examined by conventional methods to confirm the presence of rDNA (65, 66). Alternatively, proteins produced by cells are assayed by immunological techniques. If a label such as green fluorescent protein is used in the construction of the recombinant DNA, infected cells can be detected in vivo by sorting the cells by the fluorescence of such cells.

【0054】 組換えチャネルの一過性の発現については、Na+電流または細胞内Na+量の
測定するための形質転換された宿主細胞は、一般に、りん酸カルシウム塩沈降法
を使い、蛍光性レポータープラスミドで、HDK293細胞のような細胞を、構
築物で感染させることにより調製する。HEK293細胞は、10%の胎児牛血
清(Life Technologies社)で補充された高濃度のグルコース
を含むDMEM(Life Technologies社)中で成長する。48
時間後、緑蛍光を示す細胞を、記録のために選択する(28)。
For transient expression of a recombinant channel, transformed host cells for measuring Na + current or intracellular Na + levels are generally prepared using calcium phosphate precipitation, The reporter plasmid is prepared by infecting cells, such as HDK293 cells, with the construct. HEK293 cells are grown in DMEM (Life Technologies) with high concentrations of glucose supplemented with 10% fetal bovine serum (Life Technologies). 48
After a time, cells showing green fluorescence are selected for recording (28).

【0055】 組換えチャネルを常時発現している細胞系の調製については、NaN構築物を
哺乳類細胞の選択的マーカーを有する他のベクターへクローニングする。形質転
換は、りん酸カルシウム沈殿法により行われる(27)。ヒト胎児腎臓(HEK
−293)細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、その他の適した
細胞系を、10%の胎児牛血清で補充したDMEM培地で、標準的な培養の条件
下で成長させる。この細胞培養培地に、りん酸カルシウムとDNAの混合物を加
え、15〜20時間経過した後、細胞を新鮮な培地で洗浄する。48時間後、ネ
オマイシン抵抗性を獲得した細胞を選択するため、抗生物質(G418、Gen
eticin、Life Technologies社)を加える。2−3週間
後、G418を加えた培地中で、10〜20の単離された細胞コロニーを、滅菌
された10ml用のピペットチップを使って取り入れる。コロニーを更に4〜7
日間成長させ、薄くはがし、引き続き、ホールセルパッチクランプレコーディン
グ法およびRT−PCRにより、チャネルの発現について試験する。
For the preparation of cell lines that constantly express a recombinant channel, the NaN construct is cloned into another vector that has a selectable marker for mammalian cells. Transformation is performed by the calcium phosphate precipitation method (27). Human fetal kidney (HEK
-293) Cells, Chinese hamster ovary (CHO) cells, and other suitable cell lines, are grown under standard culture conditions in DMEM medium supplemented with 10% fetal calf serum. A mixture of calcium phosphate and DNA is added to the cell culture medium, and after 15 to 20 hours, the cells are washed with fresh medium. Forty-eight hours later, antibiotics (G418, Gen.
eticin, Life Technologies). After 2-3 weeks, in a medium supplemented with G418, 10-20 isolated cell colonies are picked up using a sterile 10 ml pipette tip. 4-7 more colonies
Channels are grown for days, stripped, and subsequently tested for channel expression by whole-cell patch-clamp recording and RT-PCR.

【0056】 Na+電流を測定する方法 Rizzo等(30)およびDib−Hajj等(28)によって記載された
通り、Na+電流を、パッチクランプ法を使って測定する(29)。MacIn tosh Quadra 950または同様のコンピュータで、Pulse(v
v7.52、HEKA製、ドイツ)などのプログラムを使って、これらの記録デ
ータを得る。一般に、加熱研磨された電極を、Sutter P−87プーラー
またはこれに類したものを使って、キャピラリーガラスから作製する。非常に精
密な分析では、一般に、細胞の初期シール抵抗が<5Gohmである場合、分析
のために考慮される。このような細胞は、大量の漏れ電流、細胞膜ブレブ、およ
び5Mohm以下の接触抵抗を持つ。一般に、接触抵抗は、実験を通してモニタ
ーされ、もし、抵抗の変化が起こればデータは分析に使われない。電圧エラーは
、シリーズ抵抗補正を使って最小限化され、容量アーチファクトは、コンピュー
タにより制御された増幅回路またはこれに類似する他の方法を使って取り消され
る。活性化と不活性化の電圧依存性を比較するために、補正後の電圧エラーの最
大限が±10mVの細胞を使う。普通、電圧クランプレコーディングには、直線
漏れ減法を使う。膜電流は、一般に、5KHzでフィルターにかけられ、20K
Hzで試験に使われる。ピペットには、標準的な溶液(例えば、140mM C
sF、2mM MgCl2、1mM EGTA、および10mM Na−HEP ES(pH 7.3))が含まれる。標準的細胞外溶液は、一般的に、140n
M NaCl、3mM KCl、2mM MgCl2、1mM CaCl2、10
mM HEPES、および10mMグルコースの溶液(pH 7.3)である。
[0056] As described by Na + current method for measuring the Rizzo et al. (30) and Dib-Hajj et al. (28), the Na + current, measured using the patch clamp technique (29). On a MacIntosh Quadra 950 or similar computer, Pulse (v
v7.52 (manufactured by HEKA, Germany). Generally, heat polished electrodes are made from capillary glass using a Sutter P-87 puller or the like. For very precise analyses, it is generally considered for analysis if the initial seal resistance of the cells is <5 Gohm. Such cells have a large amount of leakage current, cell membrane blebs, and a contact resistance of 5 Mohm or less. Generally, contact resistance is monitored throughout the experiment, and if a change in resistance occurs, the data is not used for analysis. Voltage errors are minimized using series resistance correction, and capacitance artifacts are canceled using computer controlled amplifier circuits or other similar methods. To compare the voltage dependence of activation and inactivation, use cells with a maximum corrected voltage error of ± 10 mV. Normally, linear clamp subtraction is used for voltage clamp recording. The membrane current is generally filtered at 5 KHz,
Used for testing in Hz. Pipettes contain standard solutions (eg, 140 mM C
sF, 2mM MgCl 2, 1mM EGTA , and 10mM Na-HEP ES (pH 7.3 )) are included. A standard extracellular solution is typically 140 n
M NaCl, 3 mM KCl, 2 mM MgCl 2 , 1 mM CaCl 2 , 10
mM HEPES, and a solution of 10 mM glucose (pH 7.3).

【0057】 形質転換された細胞またはDRGニューロンについての、細胞内パッチクラン
プレコーディング法のような方法を使った電圧クランプ研究は、ナトリウム電流
密度の量的測定(細胞中のナトリウムチャネル数)およびチャネルの生理学的特
性を提供する。ナトリウムチャネルのようなイオンチャネルを通して流れる電流
を測定するこれらの方法は、Rizzo等によって記載されている(21)。こ
れに変わる手法として、ナトリウムチャネル機能の遮断または増強は、ナトリウ
ム感受性色素またはアイソトープで標識されたNaを使ったオプティカルイメー
ジングにより測定される。これらの方法は、Rose等(J. Neurophysiology 1
997 印刷中)(67)およびKimelbergとWalz(31)により記載
されており、ナトリウムチャネルが開いたときに起こる細胞内のナトリウムイオ
ン濃度の増加を測定する。
Voltage-clamp studies on transformed cells or DRG neurons using methods such as the intracellular patch-clamp recording method provide a quantitative measure of sodium current density (number of sodium channels in the cell) and channel Provides physiological properties. These methods of measuring the current flowing through an ion channel, such as a sodium channel, have been described by Rizzo et al. (21). As an alternative, blockade or enhancement of sodium channel function is measured by optical imaging using sodium labeled with a sodium-sensitive dye or isotope. These methods are described in Rose et al. (J. Neurophysiology 1
997 (in press) (67) and by Kimelberg and Walz (31), which measure the increase in intracellular sodium ion concentration that occurs when sodium channels are opened.

【0058】 細胞内ナトリウム([Na+]i)の測定 Na+を発現する細胞に対する様々な薬剤の効果は、SBFIまたはこれに類 似する他のイオン感受性色素を使った[Na+]iの比較イメージ法によって測定で
きる。Sontheimer等(32)により記載された通り、この方法では、
細胞内フリーNa+は、例えばSBFI(Sodium−binding be nzofuran isophthalate;(33))または類似色素のよ
うなNa+に対しての指示薬を使って測定される。細胞は、最初に、色素の膜透 過性アセトキシメチルエステル型(ジメチルスルフォキシド(DMSO)中に1
0mMのストック濃度で溶解されている)で仕込まれる。顕微鏡台上で、比較イ
メージセットアップ(例としてGeorgia Instruments社)に
よってレコーディングを獲る。励起光は、適当な波長(例えば、340:385
nm)を持つように提供される。励起光は、反射板(400nm)を介して細胞
に通され、450nm以上の蛍光を収集する。蛍光信号は、例えばイメージ増倍
装置(GenIISyS)で増幅され、CCDカメラまたはフレームグラバーに
接続した同類の装置により収集される。蛍光衰退を計上するため、蛍光比340
:385が細胞内フリーNa+のアッセイに使われる。
[0058] Various drug effects on cells expressing the measure Na + in intracellular sodium ([Na +] i) were using other ion-sensitive dye that similar SBFI or its class [Na +] i in It can be measured by the comparative image method. This method, as described by Sontheimer et al. (32),
Intracellular free Na + is measured using an indicator for Na + such as, for example, SBFI (Sodium-binding benzofuran isophthalate; (33)) or a similar dye. Cells are first isolated in a transmembrane acetoxymethyl ester form of the dye (dimethylsulfoxide (DMSO)).
(Dissolved at a stock concentration of 0 mM). Recordings are taken on a microscope table with a comparative image setup (eg, Georgia Instruments). The excitation light has an appropriate wavelength (for example, 340: 385).
nm). The excitation light is passed through the cells via a reflector (400 nm) and collects fluorescence above 450 nm. The fluorescent signal is amplified, for example, by an image intensifier (GenIISyS) and collected by a CCD camera or similar device connected to a frame grabber. Fluorescence ratio of 340 to account for fluorescence decay
: 385 is used for intracellular free Na + assay.

【0059】 それぞれの実験後、周知のNa+濃度(一般的に、0および30mM、または 、0、30、および50mM[Na+])を含む換算用の溶液、およびグラミシジ ンやモネンシンのようなイオノフォアを、細胞の一面に注ぎSBFI蛍光較正を
行う。RoseやRansomによって報告されたように、細胞内SBFIの3
45/390nm蛍光比は、[Na+]iの変化と共に単調に変化する。一般に、実
験を多数(一般に少なくとも4回)の異なるカバースリップについて繰り返す。
これにより、対照細胞および様々な濃度の薬剤にさらされた細胞における、細胞
内ナトリウムの、統計学的に有意義な測定が提供される。
After each experiment, conversion solutions containing known Na + concentrations (typically 0 and 30 mM, or 0, 30, and 50 mM [Na + ]), and solutions such as gramicidin and monensin The ionophore is poured over one side of the cell and a SBFI fluorescence calibration is performed. As reported by Rose and Ransom, 3 of intracellular SBFI
The 45/390 nm fluorescence ratio changes monotonically with changes in [Na + ] i . Generally, the experiment is repeated for a number of (typically at least four) different coverslips.
This provides a statistically significant measure of intracellular sodium in control cells and cells exposed to various concentrations of the drug.

【0060】 22Naまたは86Rbを測定することにより、Na+流入を測定する方法 22Naは、ガンマ線エミッターであり、Na+流入を測定するために使われる (31)。また、86Rbは、Na+/K+−ATPase活性を測定するために使
われる(32)。86Rbイオンは、K+イオンと同様に、Na+/K+−ATPa seによって取り除かれるが、42+に比べ、非常に長い半減期を持っている( 35)。したがって、ウアバイン感受性86Rbの一方向取り込みを測定すること
は、ニューロンにおける電気的興奮のもう1つの指標となるNa+/K+−ATP
ase活性をアッセイするための定量法を提供する。NaNを発現する細胞を、
アイソトープ22Naと共に培養した後、アイソトープの細胞内含有量を、液体シ
ンチレーション計数法または類似の方法により測定する。また、細胞内タンパク
質を、GoldschmidtとKimelbergによって記載された培養細
胞のための修正(37)に従い、例えばビシンコニン酸タンパク質アッセイ(3
6)の様な方法で測定する。22Naおよび86Rbの流れを、NaNを遮断、抑制
または増強する薬剤の存在下でまたは非存在下で測定する。これにより、これら
の薬剤のNaNに対する作用を確定する。
Method for Measuring Na + Influx by Measuring 22 Na or 86 Rb 22 Na is a gamma emitter and is used to measure Na + influx (31). 86 Rb is used to measure Na + / K + -ATPase activity (32). The 86 Rb ion, like the K + ion, is removed by Na + / K + -ATPase, but has a much longer half-life than 42 K + (35). Thus, measuring ouabain-sensitive 86 Rb unidirectional uptake is another indicator of electrical excitation in neurons, Na + / K + -ATP.
Quantitative methods for assaying ase activity are provided. Cells expressing NaN are
After incubation with isotope 22 Na, the intracellular content of the isotope is determined by liquid scintillation counting or a similar method. Intracellular proteins were also analyzed according to the modified for cultured cells described by Goldschmidt and Kimelberg (37), for example, the bicinchoninic acid protein assay (3.
It measures by the method like 6). The flux of 22 Na and 86 Rb is measured in the presence or absence of agents that block, suppress or enhance NaN. This establishes the effect of these drugs on NaN.

【0061】 NaN媒介電流を調節する薬剤を同定する方法 NaNナトリウムチャネルを介して、Na+電流を調節(すなわち、遮断また は増強)することが可能な薬剤を同定するために、幾つかのアプローチが使われ
る。一般的に、NaNナトリウムチャネルを発現するモデルとなる培養細胞系が
、このような薬剤を同定するために使われる。また、幾つかの従来アッセイ法が
、Na+電流の測定に使われる。このような従来アッセイには、上述した、パッ チクランプ法、[Na+]iのイメージ比較法、および22Naと86Rbの使用が含ま
れる。
Methods for Identifying Agents that Modulate NaN-Mediated Current Several approaches have been taken to identify agents capable of modulating (ie, blocking or enhancing) Na + current through NaN sodium channels. Is used. In general, model cell lines expressing NaN sodium channels are used to identify such agents. Also, several conventional assays are used to measure Na + current. Such conventional assays include the patch clamp method, the image comparison method of [Na + ] i , and the use of 22 Na and 86 Rb, as described above.

【0062】 本発明における一つの実施の形態では、Na+電流を調節する候補化合物の活 性を評価するために、形質転換を受けた適当な宿主細胞でNaNを発現している
ものへ、薬剤を接触させる。それらを混合した後、または、適当な培養時間後、
その薬剤がNa+電流量を抑制したか増強したかを決定するために、Na+電流を
測定する。
[0062] In one embodiment of the present invention, to assess the activity of a candidate compound that modulates Na + current, a drug that is expressing NaN in a suitable transformed host cell is used. Contact. After mixing them or after a suitable culture time,
For the agent to determine whether enhanced or inhibited Na + current amount, to measure the Na + current.

【0063】 Na+電流を抑制または増強する薬剤は、このようにして同定される。その道 の専門家であれば、特定の薬剤がNa+電流量を調節するかどうかを決定するに 当たり、様々な周知技術を容易に使うことができる。[0063] Agents that suppress or enhance the Na + current are thus identified. A variety of well-known techniques are readily available to those skilled in the art in determining whether a particular drug modulates the amount of Na + current.

【0064】 Na+は、痛みの信号を出している細胞に選択的に発現されるので、急性また は慢性の痛みに対し薬剤によって処理された実験動物の反応を測定することによ
って、Na+チャネル機能を遮断、抑制または増強するその薬剤をデザインする ことも可能である。本発明のこの局面におけるある実施形態では、ラットのよう
な実験動物は、例えば、NaNを遮断または抑制する薬剤(または、遮断または
抑制すると考えられる薬剤)で処理される。その後、様々な痛みの刺激に対する
反応を、後尾軽打試験および肢撤回反射のような試験法を使い測定し、処理され
ていない対照動物と比較する。これらの方法については、参考文献(38)の1
5章に記載がある。本発明のこの局面における他の実施形態にでは、ラットなど
の実験動物に、フォルマリン、フロイントアジュバント(40)またはカラゲー
ニンのような痛みを起す炎症性の薬剤を局所的に注射し、または、持続性の痛み
を生じさせる神経圧縮(41、42)または神経断面切断(43)を行う。その
後、様々な普通の刺激および痛みの刺激に対する動物の反応を測定する。例えば
、暖刺激または暑刺激から撤回反射までの時間の潜在時間を測定し、対照動物と
NaNを変化させると考えられる薬剤で処理された動物とを比較する。
Since Na + is selectively expressed in pain signaling cells, by measuring the response of drug-treated laboratory animals to acute or chronic pain, the Na + channel It is also possible to design agents that block, suppress or enhance function. In certain embodiments of this aspect of the invention, the experimental animal, such as a rat, is treated with, for example, an agent that blocks or inhibits (or is believed to block or inhibit) NaN. The response to various pain stimuli is then measured using test methods such as the tail-flick test and the limb withdrawal reflex and compared to untreated control animals. These methods are described in reference (38).
See Chapter 5. In other embodiments of this aspect of the invention, laboratory animals such as rats are locally injected with a pain-causing inflammatory agent such as formalin, Freund's adjuvant (40) or carrageenin, or Perform nerve compression (41, 42) or nerve cross section (43) that causes sexual pain. The animal's response to various common and painful stimuli is then measured. For example, the latency between the warm or heat stimulus and the withdrawal reflex is measured and control animals are compared to animals treated with a drug believed to alter NaN.

【0065】 NaNの好ましい抑制剤および増強剤は、NaNNa+チャネルに選択的であ る。それらは、絶対的に選択的(ナトリウムチャネルを抑制するが他のチャネル
や受容体とは結合せず、直接的に他のチャネルや受容体に影響を与えないテトロ
ドトキシン、TTXのようなもの)でも、または、比較的に選択的(数種のイオ
ンチャネルに結合し、およびそれらを遮断するが、ナトリウムチャネルに偏好が
あるリドカインのようなもの)でもよい。抑制剤または増強剤にとって、効き目
があるために、絶対的な選択性は必要でない。ナトリウムチャネルに対する効果
と他のチャネルまたは受容体に対する効果との比により、ターゲットに加えて幾
つかのチャネルに対する薬剤の1効果または複数の効果を測定する(44)。
Preferred inhibitors and enhancers of NaN are selective for NaNNa + channels. They may be absolutely selective (such as tetrodotoxin, TTX, which inhibits sodium channels but does not bind to other channels or receptors and does not directly affect other channels or receptors). Alternatively, it may be relatively selective (such as lidocaine, which binds to and blocks some ion channels, but has a preference for sodium channels). Absolute selectivity is not required for the inhibitor or enhancer to work. The ratio of the effect on sodium channels to the effect on other channels or receptors measures one or more effects of the drug on some channels in addition to the target (44).

【0066】 本発明の調節薬剤は、例えば、ペプチド、小分子、天然毒および他の毒、ビタ
ミン誘導体、並びに炭水化物であろうと予想される。その道の専門家であれば、
本発明の調節薬剤の構造的性質に関しては、制限が無いということが容易に認識
できる。NaNまたはそれを通っての電流量を調節する薬剤については、分子ラ
イブラリーのスクリーニングにより明らかになる。同様に、天然毒(特定の魚、
両生類および無脊椎動物によって生産されるものなど)についても、スクリーニ
ングができ得る。ナトリウムチャネルを発現している形質転換された宿主細胞ま
たは他の細胞を、これらの薬剤にさらし、結果として起こるNa+電流の変化を 測定することにより、日常的に、このような薬剤は同定され得る。
It is envisaged that the modulating agents of the invention will be, for example, peptides, small molecules, natural and other poisons, vitamin derivatives, and carbohydrates. If you are an expert on that path,
It can be readily appreciated that there is no limit as to the structural properties of the modulators of the present invention. Agents that modulate NaN or the amount of current through it will be revealed by screening molecular libraries. Similarly, natural poisons (specific fish,
(Such as those produced by amphibians and invertebrates). Routinely, such agents are identified by exposing transformed host cells or other cells expressing sodium channels to these agents and measuring the resulting changes in Na + current. obtain.

【0067】 組換えタンパク質の発現、合成および精製 組換えNaNタンパク質を、例えば大腸菌株HB101、DH5aまたはCA
G−456のようなプロテアーゼ欠失株の中で、発現させることができ、従来法
により精製することができる。
Expression, synthesis and purification of the recombinant protein
It can be expressed in a protease-deficient strain such as G-456, and can be purified by a conventional method.

【0068】 本発明のペプチド薬剤は、当該分野で知られる標準的な固相(または液相)ペ
プチド合成法を使って調製することが可能である。加えて、これらのペプチドを
コードするDNAは、商業的に入手可能なオリゴヌクレオチド合成機器を使って
合成され、標準的な組換え生産システムを使って組換え製造される。固層ペプチ
ド合成を使う生産は、もし遺伝子によってコードされないアミノ酸が入っていれ
ば必要とされる。
The peptide agents of the present invention can be prepared using standard solid-phase (or liquid-phase) peptide synthesis methods known in the art. In addition, DNAs encoding these peptides are synthesized using commercially available oligonucleotide synthesizers and recombinantly produced using standard recombinant production systems. Production using solid phase peptide synthesis is required if it contains amino acids that are not encoded by the gene.

【0069】 抗体および免疫検出 本発明の薬剤の他の種類は、Na+チャネルに免疫反応性を持つ抗体である。 これらの抗体は、チャネルを介して、電流の流れを遮断、抑制または増強するこ
とができ得る。抗原決定領域であるNaNの部位、特に(しかし、必ずしもそう
でない)細胞上の細胞外に出ている部位、を含むペプチドで、適当な動物被検体
を免疫化することにより、これらの抗体は得られる。また、これらの免疫学的薬
剤は、2次抑制薬を同定するための競合結合研究においても使うことができる。
これらの抗体は、従来法によって適当に標識化されれば、イメージング研究にお
いても利用できる。
Antibodies and Immunodetection Another class of agents of the invention are antibodies that are immunoreactive with Na + channels. These antibodies may be able to block, suppress or enhance current flow through the channel. These antibodies can be obtained by immunizing a suitable animal subject with a peptide containing sites for the antigenic determinant NaN, particularly (but not necessarily) extracellular sites on cells. Can be These immunological agents can also be used in competitive binding studies to identify secondary inhibitors.
These antibodies, if appropriately labeled by conventional methods, can also be used in imaging studies.

【0070】 トランスジェニック動物の生産 突然変異体、ノックアウトおよび修飾されたNaN遺伝子を含むトランスジェ
ニック動物も、本発明に含まれる。また、NaNおよびSNS/PN3遺伝子の
両者が修飾を受け、分裂され、またはある型で修飾されたトランスジェニック動
物も、本発明に含まれる。トランスジェニック動物は、遺伝子的に修飾を受けた
動物であり、組換え、外因性、またはクローニングされた遺伝子材料を実験的に
転移してできたものである。このような遺伝子材料は、度々トランス遺伝子とい
われる。トランス遺伝子の核酸配列は、この場合においてはNaNの型であり、
その特定の核酸配列が普通には見られないゲノムの遺伝子座か、またはトランス
遺伝子のための普通遺伝子座のどちらかへ組み込まれる。トランス遺伝子は、タ
ーゲット動物の種類とは異なる種類のゲノムから、または同じ種類のゲノムから
派生した核酸配列からなる。
Production of Transgenic Animals Transgenic animals containing mutants, knockouts and modified NaN genes are also included in the present invention. Also, transgenic animals in which both the NaN and SNS / PN3 genes have been modified, split, or modified in some way are included in the invention. A transgenic animal is a genetically modified animal that has been obtained by experimental transfer of recombinant, exogenous, or cloned genetic material. Such genetic material is often referred to as a transgene. The nucleic acid sequence of the transgene is in this case in the form of NaN,
The particular nucleic acid sequence is integrated into either a genomic locus not normally found or into a common locus for transgenes. A transgene consists of a nucleic acid sequence derived from a different type of genome than the target animal type or from the same type of genome.

【0071】 用語「生殖細胞系トランスジェニック動物」とは、遺伝子変異または遺伝子情
報がその生殖細胞系に導入され、その遺伝子情報を子孫に移転することができる
能力を得たトランスジェニック動物のことを言う。もし、実際に、このような子
孫がその変異または遺伝子情報の幾つかまたは全部を所有していれば、それらも
また、トランスジェニック動物である。
The term “germline transgenic animal” refers to a transgenic animal in which a genetic mutation or genetic information has been introduced into the germline and has gained the ability to transfer the genetic information to progeny. To tell. If, in fact, such offspring possess some or all of the mutation or genetic information, they are also transgenic animals.

【0072】 その変異または遺伝子情報は、受容者が属する動物種にとって外来のものであ
るか、特定の個々の受容者にとって外来のものであるか、または遺伝子情報は既
に受容者によって所有されている。最後の場合、変異した遺伝子または導入され
た遺伝子は、自然の遺伝子とは異なって発現され得る。
The mutation or genetic information is foreign to the species of animal to which the recipient belongs, foreign to a particular individual recipient, or the genetic information is already owned by the recipient . In the last case, the mutated or introduced gene may be expressed differently than the native gene.

【0073】 トランスジェニック動物は、胚幹細胞への遺伝子注入、電気的ポレーション、
微量注入、遺伝子ターゲティング、並びに組換えウイルス感染およびレトロウイ
ルス感染、を含む様々な異なる方法によって生産することができる(米国特許4
736866号;米国特許5602307号; Mullins et al. (1993) Hyperte
nsion 22(4):630-633; Brenin et al. (1997) Surg. Oncol. 6(2)99-110; Tuan
(ed.), Recombinant Gene Expression Protocols, Methods in Molecular Biolo
gy No.62, Humana Press (1997))。
The transgenic animals can be used for gene injection into embryonic stem cells, electroporation,
It can be produced by a variety of different methods, including microinjection, gene targeting, and recombinant and retroviral infections (US Pat.
No. 736866; U.S. Pat. No. 5,602,307; Mullins et al. (1993) Hyperte
nsion 22 (4): 630-633; Brenin et al. (1997) Surg.Oncol. 6 (2) 99-110; Tuan
(ed.), Recombinant Gene Expression Protocols, Methods in Molecular Biolo
gy No. 62, Humana Press (1997)).

【0074】 数々の組換えマウスまたはトランスジェニックマウスが生産されてきた。これ
らの中には、活性化されたガン遺伝子配列を発現するもの(米国特許47368
66号)、サイウイルスSV40T−抗原を発現するもの(米国特許57289
15号)、インターフェロン制御因子−1(IRF−1)の発現を欠くもの(米
国特許5731490号)、ドーパミン性障害を示すもの(米国特許57237
19号)、血圧制御に関係しており少なくとも1つのヒト遺伝子を発現するもの
(米国特許5731489号)、自然に生じたアルツハイマー病の状態に非常に
似た状態を示すもの(米国特許5720936号)、細胞接着を媒介する能力が
劣ったもの(米国特許5602307号)、牛成長ホルモン遺伝子を所有するも
の(Clutter et al. (1996) Genetics 143(4):1753-1760)、または、完全なヒ ト抗体の反応を発生できるもの(McCarthy (1997) The Lancet 349(9049):405)
、が含まれる。
A number of recombinant or transgenic mice have been produced. Some of these express an activated oncogene sequence (US Pat. No. 47368).
No. 66), which express the cyvirus SV40T-antigen (US Pat. No. 57289).
No. 15), those lacking the expression of interferon regulatory factor-1 (IRF-1) (US Pat. No. 5,731,490), those showing dopaminergic disorders (US Pat. No. 57237).
No. 19), expressing at least one human gene involved in blood pressure control (US Pat. No. 5,731,489), and exhibiting a condition very similar to that of naturally occurring Alzheimer's disease (US Pat. No. 5,720,936) One with poor ability to mediate cell adhesion (US Pat. No. 5,602,307), one with the bovine growth hormone gene (Clutter et al. (1996) Genetics 143 (4): 1753-1760), or That can generate an antibody reaction (McCarthy (1997) The Lancet 349 (9049): 405)
, Is included.

【0075】 マウスとラットがほとんどのトランスジェニック実験の動物として選択されて
きた一方、他の動物種を使うことの方が好ましい場合、または必要な場合がある
。トランスジェニック工程は、ヒツジ、ヤギ、ブタ、イヌ、ネコ、サル、チンパ
ンジー、ハムスター、ラビット、ウシ、およびギニアピッグを含むネズミ科以外
の動物においても、成功して使われてきた(Kim et al. (1997) Mol. Reprod. D
ev. 46(4):515-526; Houdebine (1995) Reprod. Nutr. Dev. 35(6):609-617; Pe
tters (1994) Reprod. Fertil. Dev. 6(5):643-645; Schnieke et al. (1997) S
cience 278(5346):2130-2133; および Amoah (1997) J. Animal Science 75(2):
578-585)。
While mice and rats have been selected as animals for most transgenic experiments, it may be preferable or necessary to use other animal species. The transgenic process has also been used successfully in non-rats, including sheep, goats, pigs, dogs, cats, monkeys, chimpanzees, hamsters, rabbits, cattle, and Guinea pigs (Kim et al. 1997) Mol. Reprod. D
ev. 46 (4): 515-526; Houdebine (1995) Reprod. Nutr. Dev. 35 (6): 609-617; Pe
tters (1994) Reprod. Fertil. Dev. 6 (5): 643-645; Schnieke et al. (1997) S
cience 278 (5346): 2130-2133; and Amoah (1997) J. Animal Science 75 (2):
578-585).

【0076】 核酸断片を組換えに適任な哺乳類細胞へ導入する方法は、多数の核酸分子の同
時形質転換に都合が良ければいかなる方法であってもよい。トランスジェニック
動物を生産する詳しい工程は、米国特許5489743号および米国特許560
2307号に開示されたものを含み、当業者にとって容易に利用可能である。
The method for introducing a nucleic acid fragment into a mammalian cell suitable for recombination may be any method that is convenient for co-transformation of a large number of nucleic acid molecules. Detailed steps for producing transgenic animals are described in US Pat. No. 5,489,743 and US Pat.
No. 2307, which are readily available to those skilled in the art.

【0077】 以下に示される特定の実施例は単に例示に過ぎず、本発明の範囲を制限するも
のではない。
The specific examples set forth below are merely illustrative and do not limit the scope of the invention.

【0078】[0078]

【実施例】【Example】

【0079】[0079]

【実施例1】 ラット NaN 遺伝子コード配列のクローニングおよび解析 a.RNAの調製 性成熟Sprague-Dawley種ラットより腰椎(L4〜L5)部分の後根神経節(DRG
)を切除し、全細胞RNAをチオシアン酸グアニジン・フェノール一回抽出法(
45)により分離した。分析用には数匹の動物から同時にDRG組織を切除して用
いた。1%アガロースゲル中で電気泳動によって、RNAの品質および相対収量
を測定した。原材料の後根神経節は4個体から平均10mgと限られた量しか得
られなかったため、RNA収量の定量は行わなかった。PolyATract分
離システム(Promega社)を用い、製造者の指示に従い、300μgの後
根神経節トータルRNAからポリA+RNAを精製した。精製RNAの半分は、
定量せずにマラソンcDNA(後述)調製に用いた。
Example 1 Cloning and Analysis of Rat NaN Gene Coding Sequence a. Preparation of RNA Dorsal root ganglia (DRG) of lumbar vertebrae (L4 to L5) from sexually mature Sprague-Dawley rats
) And the total cell RNA is extracted once with guanidine thiocyanate / phenol (
45). For analysis, DRG tissue was simultaneously excised from several animals and used. RNA quality and relative yield were determined by electrophoresis in a 1% agarose gel. Since the dorsal root ganglion of the raw material was obtained in a limited amount of 10 mg on average from 4 individuals, the RNA yield was not quantified. Poly A + RNA was purified from 300 μg of dorsal root ganglion total RNA using a PolyATtract separation system (Promega) according to the manufacturer's instructions. Half of the purified RNA
It was used for preparing marathon cDNA (described later) without quantification.

【0080】 b.逆転写 分析用に、基本的に以前報告(46)したように第一鎖cDNAを合成した。
簡潔に説明すると、最終量25μl中で、1μMのランダム・ヘキサマー(Boe
hringer Mannheim社)および500単位のスーパースクリプト
II逆転写酵素(Life Technologies社)を用い、100単位の
リボヌクレアーゼ阻害剤(Boehringer Manheim社)存在下に
トータルRNAを逆転写した。反応バッハァーは、50mMTris塩酸(pH
8.3)、75mM KCl、3mM MgCl2 、10mM DTTおよび12 5μM dNTPからなっていた。反応を37℃で90分間、42℃で30分間 進行させ、65℃で10分間熱することにより停止させた。
B. First strand cDNA was synthesized for reverse transcription analysis essentially as previously reported (46).
Briefly, 1 μM random hexamer (Boe) in a final volume of 25 μl
(Hringer Mannheim) and 500 units of superscript
Total RNA was reverse transcribed using II reverse transcriptase (Life Technologies) in the presence of 100 units of a ribonuclease inhibitor (Boehringer Manheim). The reaction buffer was 50 mM Tris-HCl (pH
8.3) consisted of 75 mM KCl, 3 mM MgCl 2 , 10 mM DTT and 125 μM dNTP. The reaction was allowed to proceed at 37 ° C for 90 minutes, at 42 ° C for 30 minutes, and stopped by heating at 65 ° C for 10 minutes.

【0081】 c.第一鎖cDNA合成 マラソンcDNA合成の実験プロトコルは、下記に要約するように、製造者の
マニュアルに従って行った(バッファーおよび酵素は全て製造者であるClon
tech社より購入した)。
C. First-strand cDNA synthesis The experimental protocol for marathon cDNA synthesis was performed according to the manufacturer's manual, as summarized below (all buffers and enzymes were from the manufacturer Clon).
purchased from tech).

【0082】 滅菌した0.5−mlミクロ遠心チューブ中で以下の試薬:ポリA+RNAサ
ンプル1μg(1−4μl)、cDNA合成プライマー 1μl(10μM)お
よび滅菌H2O、を全量が5μlとなるように混合する。成分を混合し、チュー ブを短時間マイクロ遠心機で遠心する。混合液を70℃で2分間保温し、次に直
ちにチューブを氷中で2分間急冷する。チューブを瞬時遠心(タッチ・スピン)
して結露分を集める。各反応チューブに以下の試薬:5Xファースト・ストラン
ド・バッファー2μl、dNTPミックス(10mM)1μl、[α-32P]dC TP(1μCi/μl)1μl、AMV逆転写酵素(20単位/μl)1μlを
加え、10μl容とする。放射標識dCTP(cDNA合成の収量測定用)は、
任意であって、使用しない場合は滅菌H2Oで置き換えてもよい。穏やかにピペ ッティングしてチューブの内容物を混合し、チューブをタッチ・スピンして内容
を底に集める。混合液を結露の少ないようインキュベータ中、42℃で一時間保
温し、第一鎖cDNAの収量を増やす。チューブを氷中に置き、第一鎖合成反応
を停止する。
In a sterile 0.5-ml microcentrifuge tube, combine the following reagents: 1 μg (1-4 μl) of poly A + RNA sample, 1 μl (10 μM) of cDNA synthesis primer and sterile H 2 O to make a total volume of 5 μl. Mix. Mix the components and briefly centrifuge the tube in a microcentrifuge. Incubate the mixture at 70 ° C. for 2 minutes, then immediately quench the tube in ice for 2 minutes. Instantly centrifuge tubes (touch spin)
And collect the condensation. The following reagents were added to each reaction tube: 2 μl of 5X first strand buffer, 1 μl of dNTP mix (10 mM), 1 μl of [α- 32 P] dCTP (1 μCi / μl), and 1 μl of AMV reverse transcriptase (20 units / μl). Add to 10 μl volume. Radiolabeled dCTP (for measuring the yield of cDNA synthesis)
It is any, if not used may be replaced with sterile H 2 O. Mix the contents of the tube by gently pipetting and touch and spin the tube to collect the contents at the bottom. The mixture is kept at 42 ° C. for 1 hour in an incubator to reduce dew condensation to increase the yield of first strand cDNA. Place the tube on ice to stop the first strand synthesis reaction.

【0083】 d.第2鎖cDNA合成 上記の反応チューブに以下の組成の試薬:滅菌H2O 48.4μl、5Xセカンド
・ストランド・バッファー16μl、dNTPミックス(10mM) 1.6μl、2
0Xセカンド・ストランド・エンザイム・カクテル4μlを加え全容量を80μ
lとする。穏やかにピペッティングして前記成分を完全に混合し、マイクロ遠心
機でチューブを短時間遠心する。混合液を16℃で1.5時間保温した後、T4
DNAポリメラーゼ2μl(10単位)を加え、穏やかにピペッティングして内
容物を完全に混合し、混合液を16℃で45分間保温する。EDTA/グリコー
ゲンを4μl加えて混合し、第2鎖反応を終了させる。混合液を等容のバッファ
ー飽和フェノール(pH7.5):クロロフォルム:イソアミルアルコール(2
5:24:1)で抽出する。ボルテックスにより内容物を完全に攪拌し、チュー
ブをマイクロ遠心機で最高速度(毎分14,000回転または13000xg)4℃にて10 分間遠心し、液層を分離する。上層の水層を注意深く、清浄な0.5mlチュー
ブに移し替える。水層を100μlのクロロフォルム:イソアミルアルコール(
24:1)で抽出し、ボルテックスし、前回同様に遠心して液層を分離する。上
層の水層を注意深く、清浄な0.5mlチューブに回収する。2分の1容の4M
酢酸アンモニウムおよび2.5倍容の95%エタノールを室温で加え、二本鎖c
DNAをエタノール沈殿する。ボルテックスにより完全に攪拌した後、ただちに
チューブをマイクロ遠心機で最高速度、室温にて20分間遠心する。上清を注意
深く除き、沈殿ペレットを300μlの80%エタノールで洗う。前回同様にチ
ューブを10分間遠心し、上清を注意深く除去する。 沈殿ペレットを10分間 ほど風乾しcDNAを10μlの滅菌H2Oに溶かし、−20℃で貯蔵する。c DNA溶液2μlを適切な分子量マーカー用DNA(例えば、Gibco・BR
L社製1Kbpラダーなど)とともに1.2%EtBr/アガロースゲル上で泳
動することによりcDNAの収量およびサイズを分析する。EtBr染色がシグ
ナルを示さず、反応液中に[α-32P]dCTPが含まれていた場合は、、アガロ ースゲルを真空ゲルドライ装置にて乾燥した後、−70℃にて一晩X線フィルム
に露光する。
D. Second-strand cDNA synthesis A reagent having the following composition was added to the above reaction tube: 48.4 μl of sterile H 2 O, 16 μl of 5X second strand buffer, 1.6 μl of dNTP mix (10 mM), 2
Add 4 μl of OX Second Strand Enzyme Cocktail to a total volume of 80 μl
l. Mix the components thoroughly by gentle pipetting and centrifuge the tube briefly in a microcentrifuge. After keeping the mixture at 16 ° C. for 1.5 hours,
Add 2 μl (10 units) of DNA polymerase, mix gently by pipetting gently, and incubate mixture at 16 ° C. for 45 minutes. 4 μl of EDTA / glycogen is added and mixed to terminate the second strand reaction. An equal volume of a buffer-saturated phenol (pH 7.5): chloroform: isoamyl alcohol (2
5: 24: 1). The contents are thoroughly agitated by vortexing, and the tube is centrifuged at 4 ° C. for 10 minutes at 4 ° C. in a microcentrifuge at maximum speed (14,000 rpm or 13000 × g) to separate a liquid layer. Carefully transfer the upper aqueous layer to a clean 0.5 ml tube. The aqueous layer was washed with 100 μl of chloroform: isoamyl alcohol (
24: 1), vortex and centrifuge as before to separate the liquid layer. Carefully collect the upper aqueous layer in a clean 0.5 ml tube. 1 / 2M 4M
Ammonium acetate and 2.5 volumes of 95% ethanol were added at room temperature to give a double-stranded c
The DNA is ethanol precipitated. After thorough vortexing, the tubes are immediately spun in a microcentrifuge at full speed for 20 minutes at room temperature. Carefully remove the supernatant and wash the pellet with 300 μl of 80% ethanol. Centrifuge the tube for 10 minutes as before and carefully remove the supernatant. The pellet is air-dried for about 10 minutes, and the cDNA is dissolved in 10 μl of sterile H 2 O and stored at −20 ° C. 2 μl of the cDNA solution is mixed with an appropriate molecular weight marker DNA (eg, Gibco BR
The yield and size of the cDNA are analyzed by running on a 1.2% EtBr / agarose gel with a 1 Kbp ladder from L Company). If EtBr staining did not show a signal and the reaction mixture contained [α- 32 P] dCTP, the agarose gel was dried using a vacuum gel dryer and then X-ray film at -70 ° C overnight. Exposure.

【0084】 e.アダプターのライゲーション 室温下、0.5mlミクロ遠心チューブ中で、各試薬を以下の順、すなわち、
dscDNA 5μl、マラソン cDNAアダプター(10μM)2μl、5 XDNAライゲーション・バッファー2μl、T4DNAリガーゼ(1単位/μ
l)1μl、の順に加え、全量を10μlとする。穏やかにピペッティングして
成分を完全に混合した後、チューブをマイクロ遠心機で短時間遠心する。16℃
終夜か、室温(19〜23℃)で3〜4時間のいずれかで保温する。混合液を7
0℃で5分間加熱し、リガーゼ酵素を失活させる。この反応液1μlを250μ
lのトリシン−EDTAバッファーで希釈し、RACEのプロトコルに使用する
。希釈していないアダプターをライゲーションしたcDNAを使用するまで−2
0℃で保存する。
E. Ligation of Adapter In a 0.5 ml microcentrifuge tube at room temperature, each reagent was placed in the following order:
5 μl of dscDNA, 2 μl of marathon cDNA adapter (10 μM), 2 μl of 5 X DNA ligation buffer, T4 DNA ligase (1 unit / μl)
l) Add 1 μl in this order to make a total volume of 10 μl. After gentle mixing of the components by gentle pipetting, the tubes are briefly spun in a microcentrifuge. 16 ℃
Incubate either overnight or at room temperature (19-23 ° C) for 3-4 hours. Mix 7
Heat at 0 ° C. for 5 minutes to inactivate the ligase enzyme. Add 1 μl of this reaction solution to 250 μl
Dilute with 1 l Tricine-EDTA buffer and use for RACE protocol. Until using undiluted adapter ligated cDNA -2
Store at 0 ° C.

【0085】 f.PCR NaN遺伝子の最初の発見においては、α−サブユニットI、IIおよびIIIの ドメイン1(D1)中の高度保存配列に対して設計された汎用プライマーを使用
し、さらに発見された新規α-サブユニットを収容するためにより多くのプライ マーを追加した。このようにして全ての公知のNa+チャンネルにある保存配列
を認識する汎用プライマーを用いた。増幅領域の中央部には有意な配列があり、
遺伝子長ポリモルフィズム(多型性)が認められた(図6および文献(47,48) )。コドンの縮退に応じ、cDNAプール中に存在しうる全てのテンプレート(
表1)に対して高い効率でプライミングが行われるよう、順方向プライマー4本
(F1〜F4)および逆方向プライマー3本(R1〜R3)を設計した。しかし
ながら、反応のストリンジェンシー(厳格性)によっては、これらのいずれのプ
ライマーも複数のテンプレートに結合し得る。順方向プライマーF1は、サブユ
ニットαI、αIII;αNa6;αPN1;αμ1、αrH1およびαSNS/ PN3にマッチする。個々のサブユニットの配列中にはこのプライマーに対して
1ないし2箇所のミスマッチを示す。すなわち、第16位のCに対してT、およ
び第18位のGに対してA(αNa6)、第6位のRに対してC(αμ1)、第
18位のGに対してA(αrH1)、そして第3位のCに対してT(αSNS)
である。順方向プライマーF2はサブユニットαIIに適合する。順方向プライマ
ーF3は、αNa6と完全に一致し、またαrH1に対しては単一のミスマッチ
すなわち第16位のTに対しCでマッチする。逆方向プライマーR1はサブユニ
ットαI、αII、αIII、αNa6、αPN1、αμ1およびαrH1にマッチ する。このプライマーは4つのサブユニットと比較すると以下のミスマッチ部位
を有する。すなわち、第3位のAに対してG、第4位のGに対してT、および第
7位のGに対してT(αI);第1位のCに対してTおよび第19位のGに対し
てA(αPN1);第3位のAに対してGおよび第7位のGに対してA(αμ1
);第3位のGに続いてGの追加、第14〜15位のCTに対してGCおよび第
21位のTに対してA(αrH1)。逆方向プライマーR2はサブユニットαS
NS/PN3にマッチする。
F. In the initial discovery of the PCR NaN gene, universal primers designed against highly conserved sequences in domain 1 (D1) of α-subunits I, II and III were used, Added more primer to accommodate units. Thus, universal primers that recognize conserved sequences in all known Na + channels were used. There is a significant sequence in the center of the amplification region,
Gene length polymorphism (polymorphism) was observed (FIG. 6 and references (47, 48)). All templates (possible in the cDNA pool, depending on codon degeneracy)
Four forward primers (F1 to F4) and three reverse primers (R1 to R3) were designed to perform priming with high efficiency with respect to Table 1). However, depending on the stringency of the reaction, any of these primers can bind to more than one template. Forward primer F1 matches subunits αI, αIII; αNa6; αPN1; αμ1, αrH1, and αSNS / PN3. One or two mismatches with this primer are shown in the sequence of each subunit. That is, T for C at the 16th position, A (αNa6) for G at the 18th position, C (αμ1) for R at the 6th position, and A (αrH1) for G at the 18th position. ), And T (αSNS) for 3rd place C
It is. Forward primer F2 fits subunit αII. The forward primer F3 perfectly matches αNa6, and a single mismatch for αrH1, ie a C match for T at position 16. Reverse primer R1 matches subunits αI, αII, αIII, αNa6, αPN1, αμ1, and αrH1. This primer has the following mismatch sites when compared to the four subunits. That is, G for A at the third position, T for G at the fourth position, and T (αI) for G at the seventh position; T for C at the first position; A for G (αPN1); G for A at position 3 and A (αμ1 for G at position 7)
); Addition of G following G at position 3, GC for CT at positions 14-15 and A (αrH1) for T at position 21. Reverse primer R2 is subunit αS
Matches NS / PN3.

【0086】[0086]

【表1】 [Table 1]

【0087】 ラットのmNa2.3類似遺伝子と推定されるαNaGからの類似する配列を
増幅するため、マウスの非典型ナトリウムチャンネルmNa2.3を用いて、順
方向プライマーF4および逆方向プライマーR3を設計した。増幅された配列を
pCR−SCRIPTベクター(Stratagene社)のSrfI部位にク
ローニングした。前記ヌクレオチド断片は対応するmNa2.3配列に対し88
%の同一性を示した(Dib−HajjとWaxman、未発表(68))。制限
酵素XbaIは、本サブユニットにユニーク(一箇所のみ切断点を持つ)である
ことが見出された。最近、推定ナトリウムチャンネルであるNaG様(SCL−
11:Y’09164)サブユニットの全長cDNAクローンの配列が公表され
た (5)。報告された配列は本発明者らの配列と99%一致し、NaGのPCR
産物のサイズおよび制限酵素多型性が確認される。
To amplify a similar sequence from αNaG, a putative rat mNa2.3 analog, a forward primer F4 and a reverse primer R3 were designed using the mouse atypical sodium channel mNa2.3. . The amplified sequence was cloned into the SrfI site of a pCR-SCRIPT vector (Stratagene). The nucleotide fragment was 88 to the corresponding mNa2.3 sequence.
% Identity (Dib-Hajj and Waxman, unpublished (68)). The restriction enzyme XbaI was found to be unique (having only one breakpoint) in this subunit. Recently, NaG-like (SCL-
11: Y'09164) The sequence of the full-length cDNA clone of the subunit has been published (5). The reported sequence is 99% identical to our sequence and the NaG PCR
Product size and restriction polymorphisms are confirmed.

【0088】 図6に増幅産物の予想サイズおよびサブユニット特異的な制限酵素認識部位を
示した。サブユニット配列は全てGenbankデータベース(登録番号: a
I:X03638;αII:X03639;αIII:Y00766;αNa6:L 39018;αhNE−Na:X82835;αμ1 M26643;αrH1
M27902およびαSNBS X92184;mNa2.3 L36761
9)。
FIG. 6 shows the expected size of the amplification product and the subunit-specific restriction enzyme recognition site. All subunit sequences are stored in the Genbank database (accession number: a
I: X03638; αII: X0339; αIII: Y00766; αNa6: L39018; αhNE-Na: X82835; αμ1 M26643; αrH1
M27902 and αSNBS X92184; mNa2.3 L36761
9).

【0089】 続いて、NaN特異的プライマーおよび汎用プライマーR4およびR5の2本
とを用い、前述の断片の3’末端側NaN配列の増幅が達成された。R4プライ
マーの配列はドメインIIS6セグメントのちょうどN末端に位置するアミノ酸配
列MWV/DCMEVに基づいた。(参考資料として電位依存性ナトリウムチャ
ンネルαサブユニットの図3模式図を参照)。R5プライマーの配列は、ドメイ
ンIIIS3セグメントのN末端部分の一部を形成するアミノ酸配列AWCWLD FLに基づく。
Subsequently, amplification of the 3′-terminal NaN sequence of the above-mentioned fragment was achieved using two NaN-specific primers and two general-purpose primers R4 and R5. The sequence of the R4 primer was based on the amino acid sequence MWV / DCMEV located just N-terminal to the domain IIS6 segment. (See FIG. 3 for the voltage-gated sodium channel α subunit for reference). The sequence of the R5 primer is based on the amino acid sequence AWCWLD FL, which forms part of the N-terminal part of the domain IIIS3 segment.

【0090】 増幅反応は、通常60μl容中で、第1鎖cDNA1μl、各プライマー0.
8mMおよびExpand Long Template DNAポリメーラーゼ
ミックス(Boehringer Mannheim社)17.5単位を用いて
行った。Expand Long Template DNAポリメーラーゼ ミッ
クスは、従来の熱耐性DNAポリメラーゼ類と比較して、非特異的な増幅の増加
なしにPCR産物の収率を増加する(49,50)。PCR反応バッファーは、
50mMTris塩酸(pH9.2)、16mM(NH42SO4、2.25m M MgCl2 、2%(v/v)DMSOおよび0.1%Tween20から なる。前述(46)のように、増幅反応はプログラム式サーマルサイクラー装置
(PTC−200、MJResearch社、マサチューセッツ州ケンブリッジ
)を用いて2段階で行った。第一に、熱変性ステップを90℃で4分間、アニー
リングステップを60℃で2分間、そして伸長反応ステップを72℃で90秒と
した。第2に、熱変性ステップを94℃で1分間、アニーリングステップを60
℃で1分間、および伸長反応ステップを72℃で90秒とした。第2段階は33
回のリピートとし、最終サイクルの伸長反応ステップを10分間に延長し、全段
で35サイクルとした。
The amplification reaction is usually carried out in a 60 μl volume, in which 1 μl of the first strand cDNA, 0.1 μl of each primer.
8 mM and Expand Long Template DNA polymerase
Mixing (Boehringer Mannheim) was performed using 17.5 units. The Expand Long Template DNA polymerase mix increases the yield of PCR products without increasing nonspecific amplification compared to conventional thermotolerant DNA polymerases (49,50). The PCR reaction buffer is
It consists of 50 mM Tris-HCl (pH 9.2), 16 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 2.25 mM MgCl 2 , 2% (v / v) DMSO and 0.1% Tween20. As described in (46) above, the amplification reaction was performed in two steps using a programmable thermal cycler (PTC-200, MJ Research, Cambridge, Mass.). First, the heat denaturation step was at 90 ° C. for 4 minutes, the annealing step was at 60 ° C. for 2 minutes, and the extension reaction step was at 72 ° C. for 90 seconds. Second, a heat denaturation step at 94 ° C. for 1 minute and an annealing step at 60 ° C.
C. for 1 minute and the extension reaction step at 72 ° C. for 90 seconds. The second stage is 33
The number of repeats was extended, and the elongation reaction step in the final cycle was extended to 10 minutes, and 35 cycles were performed in all stages.

【0091】 一次RAGE増幅反応はDRGの希釈マラソンcDNAテンプレート4μl、
マラソンAP−1およびNaN特異的プライマー0.2μMおよびExpand
Long Template 酵素ミックス3.5単位を用い、全量を50μl として行った。伸長反応時間は予期される産物に基づいて毎分800bpとなる
ように調整した。5’および3’RACE増幅を、マラソンAP−1/NaN−
特異的R6プライマーのペア、およびNaN−特異的F5/マラソンAP−1プ
ライマーのペアをそれぞれ用いて行った。PCR反応バッファーは、50mMT
ris塩酸(pH9.2)、16mM(NH42SO4、3.0mM MgCl2 、2%(v/v)DMSOおよび0.1%Tween20からなる。3段階増
幅反応はプログラム式サーマルサイクラー機(PTC−200、MJリサーチ社
、マサチューセッツ州ケンブリッジ)を用いて行った。初段熱変性ステップは9
2℃で2分間とした。続いて、熱変性92℃・20秒、アニーリングステップ6
0℃・1分間、伸長反応ステップ68℃を1サイクルとして35サイクルとした
。最後に伸長反応を68℃で5分間行った。Nested PCRを、一次RA
GE増幅産物の500倍希釈2μlを用い、全量50μlとして一次RAGE反
応と同条件で行った。プライマー・ペア、AP−2/NaN特異的R7およびN
aN特異的F6/マラソンAP2を、それぞれNested5’および3’RA
CE反応に用いた。2次RAGE産物を1%アガロースゲルからバンド単離し、
Qiaexゲル抽出キット(Qiagen Inc.)を用いて精製した。
The primary RAGE amplification reaction consisted of 4 μl of the DRG diluted marathon cDNA template,
Marathon AP-1 and NaN specific primers 0.2 μM and Expand
Using 3.5 units of Long Template enzyme mix, the total volume was 50 μl. The extension reaction time was adjusted to 800 bp / min based on the expected product. 5 'and 3' RACE amplification was performed with Marathon AP-1 / NaN-
This was performed using a specific R6 primer pair and a NaN-specific F5 / marathon AP-1 primer pair, respectively. PCR reaction buffer is 50 mM T
It consists of ris hydrochloric acid (pH 9.2), 16 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 3.0 mM MgCl 2 , 2% (v / v) DMSO and 0.1% Tween20. The three-step amplification reaction was performed using a programmed thermal cycler (PTC-200, MJ Research, Cambridge, Mass.). The first heat denaturation step is 9
It was 2 minutes at 2 ° C. Subsequently, thermal denaturation at 92 ° C. for 20 seconds, annealing step 6
The extension reaction step was performed at 0 ° C. for 1 minute at 68 ° C., and the cycle was 35 cycles. Finally, an extension reaction was performed at 68 ° C. for 5 minutes. Nested PCR is performed using the primary RA
Using 2 μl of a 500-fold dilution of the GE amplification product, a total volume of 50 μl was performed under the same conditions as the primary RAGE reaction. Primer pair, AP-2 / NaN specific R7 and N
aN-specific F6 / marathon AP2 was nested 5 'and 3' RA, respectively.
Used for CE reaction. The secondary RAGE product was band isolated from a 1% agarose gel,
Purification was performed using a Qiaex gel extraction kit (Qiagen Inc.).

【0092】 図3にNaNの推定構造の模式説明図を示す。細胞内ループは種々のサブユニ
ット間で長さ、配列ともに変化に富んでいる。この例外は、ドメインIIIとIVの 間のループである。
FIG. 3 is a schematic explanatory view of the estimated structure of NaN. Intracellular loops vary in length and sequence among various subunits. The exception is the loop between domains III and IV.

【0093】[0093]

【実施例2】 ラットNaNチャンネルの推定アミノ酸配列の決定 NaN関連クローンおよび2次RACE断片を、エール大学DNAシークェン
シング・グループ W.M.ケック財団バイオテクノロジー・リソース研究所に
おいて配列決定した。予想アミノ酸配列決定を含む配列分析は、市販ソフトウェ
アLasergene(DNASTAR,Inc)およびGCGを用いて実施し
た。図2にNaNの推定アミノ酸配列を示す。ドメインI〜IVの膜貫通セグメン
トを下線で示した。
Example 2 Determination of Deduced Amino Acid Sequence of Rat NaN Channel NaN-related clones and secondary RACE fragments were isolated from Yale University DNA Sequencing Group W.C. M. Sequenced at the Keck Foundation for Biotechnology Resources. Sequence analysis, including predicted amino acid sequencing, was performed using the commercial software Lasergene (DNASTAR, Inc) and GCG. FIG. 2 shows the deduced amino acid sequence of NaN. The transmembrane segments of domains I-IV are underlined.

【0094】[0094]

【実施例3】 マウスNaN配列の決定 マウス三叉神経節トータルRNAの抽出、ポリA+RNAの精製およびマラソ
ンcDNA構築を前述のラットにおける実験と同様に行った。一次増幅はラット
NaNプライマーを用いて行った。順方向プライマーはラット配列のヌクレオチ
ド765−787(5’CCCTGCTGCGCTCGGTGAAGAAG3’
)に対応し、そして逆方向プライマーはラット配列のヌクレオチド1156−1
137(5’GACAAAGTAGATCCCAGAGG3’;ネガティブスト
ランド)。増幅により期待されるサイズの断片が得られた。本断片の配列はラッ
トNaNと高い類似性を実証した。異なったラット由来プライマーおよび新規マ
ウスNaN配列に基づいて新たに設計されたプライマーを用いて、他の断片を増
幅した。最終的に、マウスマラソンcDNAテンプレートおよびマウスNaN特
異的プライマーと、マラソンcDNA合成時に導入されたアダプタープライマー
とを組み合わせて用い、より長い断片を増幅した。これらの断片をプライマー・
ウォーキング法により配列決定した結果を図7Aに示した。
Example 3 Determination of Mouse NaN Sequence Extraction of mouse trigeminal ganglion total RNA, purification of poly A + RNA, and construction of marathon cDNA were performed in the same manner as in the above-described experiment in rats. Primary amplification was performed using rat NaN primers. The forward primer was nucleotide 765-787 of the rat sequence (5'CCCTGCTGGCCTCGGTGAAGAAG3 '
) And the reverse primer corresponds to nucleotide 1156-1 of the rat sequence.
137 (5'GACAAAGTAGATCCCAGAGG3 '; negative strand). A fragment of the expected size was obtained by amplification. The sequence of this fragment demonstrated high similarity to rat NaN. Other fragments were amplified using different rat derived primers and newly designed primers based on the new mouse NaN sequence. Finally, a longer fragment was amplified using the mouse marathon cDNA template and mouse NaN-specific primer in combination with the adapter primer introduced during the synthesis of the marathon cDNA. These fragments are used as primers
The result of sequencing by the walking method is shown in FIG. 7A.

【0095】 ラットNaN同様、マウスNaNヌクレトチド配列においても、41位の翻訳
開始コドンATGから数えて−8番目に位置するフレーム外ATGが欠失してい
る。翻訳終止コドンTGAは5314位に位置する。ポリA付加信号(AATA
AA)は5789位に位置し、23ヌクレオチド長と推定されるポリAテールは
5800位から始まる。前記配列は、ラットNaNと90%類似する1765ア
ミノ酸残基のORF(オープンリーディングフレーム)をコードする(図7B)
。NaNをコードする遺伝子はScn11aと命名された。
Like the rat NaN, the out-of-frame ATG located at position −8 from the translation start codon ATG at position 41 is deleted in the mouse NaN nucleotide sequence as well. The translation stop codon TGA is located at position 5314. Poly A additional signal (AATA
AA) is located at position 5789, and the poly A tail, estimated to be 23 nucleotides in length, starts at position 5800. The sequence encodes an ORF (open reading frame) of 1765 amino acid residues that is 90% similar to rat NaN (FIG. 7B).
. The gene encoding NaN was named Scn11a.

【0096】 マウスNaNの染色体上の位置 Scn11aの3’UTRから得た274bpの断片についてSSCP解析を
行い、C57BL/6J系統およびSPRET/Ei系統間の遺伝子多型を同定
した。94匹の動物についてBSS戻し交配パネル法(Roweら、1994)
による遺伝子型(ゲノタイプ)決定を行い、第9染色体遠位端マーカー群とリン
ケージすることが証明された(図10)。Scn11aとマイクロサテライトマ
ーカーD9Mit19との間では組換えは観察されなかった。マウス第9染色体
のMGDコンセンサスマップと発明者らのデータを比較した結果、Scn11a
は、他の2つのTTX−R型電位依存性ナトリウムチャンネルScn5a(Ge
orgeら、1995;Klockeら、1992)およびScn10a(Ko
zakとSangameswaran、1996;Souslovaら、199
7)に近接することが明らかになった。
Chromosome Position of Mouse NaN SSCP analysis was performed on a 274 bp fragment obtained from the 3 ′ UTR of Scn11a, and gene polymorphisms between the C57BL / 6J strain and the SPRET / Ei strain were identified. BSS backcross panel method on 94 animals (Rowe et al., 1994)
(Genotype) was determined, and it was proved that the gene was linked to the chromosome 9 distal end marker group (FIG. 10). No recombination was observed between Scn11a and the microsatellite marker D9Mit19. As a result of comparing the MGD consensus map of mouse chromosome 9 with our data, Scn11a
Is the other two TTX-R voltage-gated sodium channels Scn5a (Ge
Orge et al., 1995; Klocke et al., 1992) and Scn10a (Ko).
zak and Sangameswaran, 1996; Souslova et al., 199.
It became clear that the position was close to 7).

【0097】[0097]

【実施例4】 ヒトNaN部分配列の決定 移植患者からヒトDRGを得た。トータルRNA抽出およびcDNA合成は前
述の方法で行った。
Example 4 Determination of Human NaN Partial Sequence Human DRG was obtained from a transplant patient. Total RNA extraction and cDNA synthesis were performed as described above.

【0098】 順方向プライマーはEST AA446878の配列310−294(マイナ ス鎖)に相当する。前記プライマーの配列は、5’CTCAGTAGTTGGC
ATGC3’である。逆方向プライマーはEST AA88521 1の配列27
0−247(マイナス鎖)に相当する。前記プライマーの配列は5’GGAAA
GAAGCACGACCACACAGTC3’となる。前述の方法で増幅を行っ
た。PCR増幅はうまくゆき、そして2.1Kbpf断片が得られた。前記断片
はゲル精製され、マウスNaNで行ったのと同様にプライマーウォーキング法に
よる配列決定を外注した。EST配列を両方向に延長し、他のサブユニットと比
較したところ、新たに得られた配列はマウスNaNと最も高い類似性が認められ
た。
The forward primer corresponds to sequence 310-294 (minus strand) of EST AA446878. The sequence of the primer was 5 ′ CTCAGTAGTTGGGC
ATGC3 '. The reverse primer was sequence 27 of EST AA88521-1.
0-247 (minus chain). The sequence of the primer is 5'GGAAA
GAAGCACGACCACACAGTC 3 ′. Amplification was performed as described above. PCR amplification was successful and a 2.1 Kbpf fragment was obtained. The fragment was gel purified and outsourced for sequencing by the primer walking method as was done with mouse NaN. When the EST sequence was extended in both directions and compared with the other subunits, the newly obtained sequence had the highest similarity to mouse NaN.

【0099】 PCRプライマーとして用いた本断片両端の順・逆のプライマーを利用してヒ
ト2.1kbp断片について配列決定を行った。両プライマーでは伸長しきれな
かった残りの部分の配列決定には、これらに加えて新たに2本のプライマーを用
いた。このようにして、順方向プライマー1(上記)および本2.1kbp断片
5’末端近傍に相当するヒトNaN逆方向プライマー(5’GTGCCGTAA
ACATGAGACTGTCG3’)を用い5’上流側配列にまで延長した。部
分アミノ酸配列を図8Bとして提出する。
The human 2.1 kbp fragment was sequenced using the forward and reverse primers at both ends of the fragment used as PCR primers. In addition to these, two additional primers were used for sequencing the remaining portion that could not be extended by both primers. Thus, the forward primer 1 (described above) and the human NaN reverse primer corresponding to the vicinity of the 5 ′ end of the present 2.1 kbp fragment (5′GTGCCGGTAA)
ACATGAGACTGTCG3 ') and extended to the 5' upstream sequence. The partial amino acid sequence is submitted as FIG. 8B.

【0100】 ヒトNaNの部分ORFは1241アミノ酸残基からなる。前記配列は、NI
HのアドバンスドBLASTプログラムを用いて解析した結果、ラットNaNの
相当部分に対して64%の同一性を示した(伝統的な置換法を許容する場合では
73%の類似性となる)。クラスタル法による並列比較(Lasergeneソ
フトウェア、DNAStar社)を用いるとヒトNaNはマウスおよびラットN
aNに対し、それぞれ68%および69%の類似性を示す。マウスとラット間で
は相当部分の類似性は88%となる。
The partial ORF of human NaN consists of 1241 amino acid residues. The sequence is NI
Analysis using the H Advanced BLAST program showed 64% identity to a substantial portion of rat NaN (73% similarity if traditional substitutions were allowed). Using a parallel comparison by the cluster method (Lasergene software, DNAStar), human NaN was converted to mouse and rat N
Shows 68% and 69% similarity to aN, respectively. The significant similarity between mouse and rat is 88%.

【0101】[0101]

【実施例5】 ラットNaNのオルターナティブスプライシング変異体の単
離 ラットcDNAクローンの挿入部分DNAをシークェンシングすることによっ
て、図1および2に示すラットNaN全長cDNAに対し、C末端側が切断され
た短縮型をコードするラットNaNcDNAが得られた。前記変異体NaNcD
NAは、全長NaNのC末端側387アミノ酸残基を欠失し、そのC末端には新
規の94アミノ酸残基の延長を含むNaNをコードする。この新規の配列は、エ
クソン23内の潜在的スプライシング・ドナー・サイトとイントロン23の位置
にあたる部分からなる新たなエクソン23’から生じる。この新規のC末端アミ
ノ酸配列は: AAGQAMRKQG DILGPNIHQF SQSSETPFLG CPQQ RTCVSFVRPQRVLRVP WFPAWRTVTF LSRPRSSES
S AWLGLVESSG WSGLPGESGP SSLL である。短縮型変異
体のN末端側は図2に示した全長ラットNaNのアミノ酸残基第1〜1378番
と同一である。代替エクソンおよびそのスプライシングパターンはcDNA配列
および染色体ゲノム配列のそれぞれの領域を比較することにより確認された。
Example 5 Isolation of Alternative Splicing Mutant of Rat NaN By sequencing the inserted DNA of the rat cDNA clone, the C-terminal truncation of the rat NaN full-length cDNA shown in FIGS. 1 and 2 was shortened. Rat NaN cDNA encoding the type was obtained. The mutant NaNcD
NA encodes NaN with the deletion of the 387 amino acid residue at the C-terminal side of full-length NaN and a new 94-amino acid residue extension at the C-terminus. This new sequence results from a new exon 23 'consisting of a potential splicing donor site within exon 23 and a portion corresponding to the location of intron 23. The new C-terminal amino acid sequence is:
S AWLGLVESSG WSGLPGESGP SSLL. The N-terminal side of the truncated mutant is the same as amino acid residues 1 to 1378 of full length rat NaN shown in FIG. Alternate exons and their splicing patterns were confirmed by comparing the respective regions of the cDNA and chromosomal genomic sequences.

【0102】[0102]

【実施例6】 他のNaN配列の単離法 a.ゲノムDNAからのNaN配列の単離 3種の電位依存性ナトリウムチャンネルαサブユニットのゲノム構造は、既に
決定された(51−54)。これらの遺伝子群は、それらの構成において顕著な
類似性を有し、大部分のエクソン・イントロンの境界の予想マップを提供する。
本明細書に開示され、入手可能なNaNのラット、マウスおよびヒトcDNA配
列に基づき、標準的PCRプロトコルを用いて、他の種からのNaN同族配列を
増幅するPCRプライマーを設計する。
Example 6 Isolation of Other NaN Sequences a. Isolation of NaN sequences from genomic DNA The genomic structure of the three voltage-gated sodium channel α subunits has been determined (51-54). These genes have significant similarities in their organization and provide a predictive map of the boundaries of most exon introns.
Based on the NaN rat, mouse and human cDNA sequences disclosed and available herein, standard PCR protocols are used to design PCR primers that amplify NaN cognate sequences from other species.

【0103】 代替的に(ラット、マウス、またはより好ましくはヒト配列に基づく)NaN
特異的プローブで、市販のゲノムDNAライブラリーを標準的ライブラリースク
リーニング法(59,60)を用いてスクリーニングする。この戦略は、配列決
定できるゲノムDNA単離体を与え、そしてエキソン/イントロン境界がラット
、マウスまたはヒトcDNA配列へのホモロジーによって決定できる。
Alternatively, NaN (based on rat, mouse or more preferably human sequences)
Commercially available genomic DNA libraries are screened with specific probes using standard library screening methods (59, 60). This strategy provides a genomic DNA isolate that can be sequenced, and exon / intron boundaries can be determined by homology to rat, mouse or human cDNA sequences.

【0104】 b.ヒト解剖・生検・外科手術組織からの全長NaN配列の単離 b.1.ヒト神経節トータルRNAの単離 死後人体、胎児または生検サンプルまたは手術組織から得たヒト後根神経節ま
たは三叉神経節または他の頭頚部神経節より全長NaNヒトcDNAホモローグ
が単離される。トータルリボ核酸(RNA)は、これらの組織から実施例1に記
載したイソチオシアン酸グアニジン中に抽出することによって単離される。
B. Isolation of full-length NaN sequences from human dissection, biopsy and surgical tissue b. 1. Isolation of Human Ganglion Total RNA A full length NaN human cDNA homolog is isolated from human dorsal root or trigeminal ganglia or other head and neck ganglia obtained from postmortem human, fetal or biopsy samples or surgical tissues. Total ribonucleic acid (RNA) is isolated from these tissues by extraction into guanidine isothiocyanate as described in Example 1.

【0105】 b.2.ラットNaNナトリウムチャンネルcDNAのヒトホモローグの全長
転写産物のサイズ決定 転写産物のサイズ決定の方法は実施例9に記載のとおりである。
B. 2. Size determination of full-length transcript of human homologue of rat NaN sodium channel cDNA The method for determining the size of the transcript is as described in Example 9.

【0106】[0106]

【実施例7】 ヒトDRGcDNAライブラリーの製造 実施例4において、標準的な分子生物学の手法を用いヒトDRGまたは三叉神
経節のポリA+RNAからcDNAライブラリーを調製した(59,60)。
Example 7 Preparation of Human DRG cDNA Library In Example 4, a cDNA library was prepared from human DRG or trigeminal ganglion poly A + RNA using standard molecular biology techniques (59, 60).

【0107】 ポリA+mRNAをオリゴ(dT)プライマーにハイブリダイズさせ、逆転写
酵素により1本鎖cDNAとしてコピーした。次いで、RNA−DNAハイブリ
ッド中のRNAをリボヌクレアーゼHにより断片化させつつ、大腸菌DNAポリ
メラーゼIにより第2鎖断片を合成した。大腸菌DNAリガーゼを用い、2本鎖
cDNAの両端を修復し、かつ、特定の制限酵素(例えば、EcoRI)認識部
位を持つリンカーを連結した。集積したcDNAインサートをラムダ−Zap(
Stratagene社)などの種々の市販品バクテリオファージベクターの1
つに連結した。操作手順を以下に詳述する。
The poly A + mRNA was hybridized to an oligo (dT) primer and copied as a single-stranded cDNA using reverse transcriptase. Next, a second strand fragment was synthesized by E. coli DNA polymerase I while fragmenting the RNA in the RNA-DNA hybrid with ribonuclease H. Using Escherichia coli DNA ligase, both ends of the double-stranded cDNA were repaired, and a linker having a specific restriction enzyme (eg, EcoRI) recognition site was ligated. Lambda-Zap (
One of various commercially available bacteriophage vectors such as Stratagene)
Connected to one. The operation procedure will be described in detail below.

【0108】 a.第1鎖cDNA合成 ポリA+RNA10μgを滅菌水に溶解し1μg/μlの濃度とする。RNA
を65〜70℃で、2〜5分間熱し、次ぎに直ちに氷中で急冷する。別のチュー
ブに、5mMdNTPミックス(終濃度各500μM)20μl、5xRTバッ
ファー(終濃度1x)40μl、200mMDTT(終濃度10mM)10μl
、0.5mg/ml oligo(dT)12-18(終濃度50μg/ml)、60
μlH2O、10単位RNasin(終濃度50単位/ml)10μlを、この 順に加える。Voltexで混和し、短時間ミクロ遠心機にかけ、この混合液を
RNAの入ったチューブに加える。200単位のAMVまたはMMLV逆転写酵
素20μlを、200μlの溶液の終濃度が1000単位/mlとなるように加
える。数回上下にピペッティングして混和した後、10μlを、α32PdCTP
1μlを入れた別のチューブに移す。通常、両方のチューブを室温で5分間保温
した後、両方のチューブを42℃で1.5時間保温する。放射標識したアリコー
トを、取りこみと回収率が推定できるよう回収する。0.5M EDTA,pH 8.0を1μl加えて反応を停止し、−20℃で凍結保存する。放射標識した反
応液は、後にcDNAインサートの平均サイズおよび収量を推定するのに用いる
。0.5M EDTA,pH8.0を4μl、バッファー添加フェノールを20 0μl加えて主反応を停止する。混合液を十分にボルテックスし、マイクロ遠心
機により室温で1分間遠心して液相を分離し、上部の水層を新しいチューブに移
す。フェノール層を1xTEバッファー(10mM Tris、1mM EDTA
,pH 7.5)で再抽出し、2回の抽出の水層を集める。フェノール層を再抽 出することにより収量が改善される。cDNAを、7.5M酢酸アンモニウム(
終濃度2.0〜2.5M)および95%エタノールを用いてエタノール沈殿する
。ドライアイス・エタノール浴中に15分間置き、4℃にまで暖め、マイクロ遠
心機中、4℃で10分間、最高速度で遠心して核酸をペレット化する。黄白色の
小ペレットを氷冷70%エタノールで洗い、マイクロ遠心機に4℃、最高速度で
3分間かける。再び上清を除き、短時間ペレットを乾燥する。
A. First-strand cDNA synthesis 10 μg of poly A + RNA is dissolved in sterile water to a concentration of 1 μg / μl. RNA
Is heated at 65-70 ° C. for 2-5 minutes and then immediately quenched in ice. In another tube, 20 μl of 5 mM dNTP mix (500 μM final concentration each), 40 μl of 5 × RT buffer (final concentration 1 ×), 10 μl of 200 mM DTT (final concentration 10 mM)
0.5 mg / ml oligo (dT) 12-18 (final concentration 50 μg / ml), 60 mg / ml
Add 10 μl H2O, 10 units RNasin (final concentration 50 units / ml) in this order. Mix with Voltex, briefly centrifuge, and add this mixture to the tube containing RNA. 20 μl of 200 units of AMV or MMLV reverse transcriptase are added so that the final concentration of 200 μl of solution is 1000 units / ml. After mixing by pipetting up and down several times, add 10 μl of α 32 PdCTP
Transfer to another tube containing 1 μl. Usually, both tubes are incubated at room temperature for 5 minutes, then both tubes are incubated at 42 ° C. for 1.5 hours. Radiolabeled aliquots are collected for estimation of uptake and recovery. The reaction is stopped by adding 1 μl of 0.5 M EDTA, pH 8.0, and stored frozen at −20 ° C. The radiolabeled reaction is used later to estimate the average size and yield of the cDNA insert. The main reaction is stopped by adding 4 μl of 0.5 M EDTA, pH 8.0 and 200 μl of phenol with buffer. Vortex the mixture thoroughly, centrifuge at room temperature for 1 minute in a microcentrifuge to separate the liquid phase, and transfer the upper aqueous layer to a new tube. The phenol layer was washed with 1xTE buffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA
, PH 7.5) and collect the aqueous layers of the two extractions. Re-extraction of the phenol layer improves yield. The cDNA was converted to 7.5M ammonium acetate (
Ethanol precipitation using final concentration 2.0-2.5M) and 95% ethanol. Place in a dry ice ethanol bath for 15 minutes, warm to 4 ° C, and pellet nucleic acids by centrifugation at 4 ° C for 10 minutes at maximum speed in a microcentrifuge. The small yellow-white pellet is washed with ice-cold 70% ethanol and placed in a microcentrifuge at 4 ° C. at maximum speed for 3 minutes. Remove supernatant again and dry pellet briefly.

【0109】 b.第2鎖合成 通常、第1鎖合成反応のペレットを284μlの水に再懸濁し、以下の試薬を
以下の順に加える(全量400μl):5mM dNTPミックス(各終濃度5 0μM)4μl、5x第2鎖バッファー(終濃度1x)80μl、5mM β-N
AD(終濃度150μM)12μl、10μCi/μl α32P-dCTP(終濃
度50μCi/ml)2μl。ボルテックスで混和し、短時間マイクロ遠心機に
かけた後、RNaseH 4単位(終濃度10単位/ml)4μl、大腸菌DN Aリガーゼ20単位(終濃度50単位/ml)4μl、および大腸菌DNAポリ
メラーゼI100単位(終濃度250単位/ml)10μl。上下にピペッティ
ングして混和し、短時間マイクロ遠心機にかけた後、12〜16時間、14℃で
保温する。第2鎖合成の後、反応液4μlを取り、酸不溶性画分への放射標識取
り込み分から収率を決定する。第2鎖合成反応液を400μlのバッファー添加
フェノールで抽出し、前述のように、200μlのTEバッファーpH7.5で
再抽出する。次ぎに、前述のように2本鎖cDNAをエタノール沈殿する。
B. Second Strand Synthesis Normally, the pellet of the first strand synthesis reaction is resuspended in 284 μl of water and the following reagents are added in the following order (400 μl total): 4 μl of 5 mM dNTP mix (50 μM each final concentration), 4 μl, 5 × second Chain buffer (final concentration 1x) 80 µl, 5 mM β-N
12 μl of AD (150 μM final concentration), 2 μl of 10 μCi / μl α 32 P-dCTP (50 μCi / ml final concentration). After vortexing and brief microcentrifugation, 4 μl of RNaseH 4 units (final concentration 10 units / ml), 4 μl of E. coli DNA ligase 20 units (final concentration 50 units / ml), and 100 units of E. coli DNA polymerase I ( (Final concentration 250 units / ml) 10 μl. Mix by pipetting up and down, briefly centrifuge, and incubate at 14 ° C. for 12-16 hours. After the second strand synthesis, 4 μl of the reaction solution is taken and the yield is determined from the amount of radiolabel incorporated into the acid-insoluble fraction. The second strand synthesis reaction is extracted with 400 μl buffered phenol and re-extracted with 200 μl TE buffer pH 7.5 as described above. Next, the double-stranded cDNA is ethanol precipitated as described above.

【0110】 第2鎖合成を完了するために、2本鎖cDNAの両端を酵素混合液で処理し断
端を平滑化する。ペレットを42μlの水に再懸濁し、以下の試薬を以下の順に
加える(全量80μl):5mM dNTPミックス(各終濃度310μM)5 μl、5xTAバッファー(終濃度1x)16μl、5mMβNAD(終濃度6
2μM)1μl。ボルテックスで混和し、短時間マイクロ遠心機にかけ、以下を
加える:2μg/ml RNaseA(終濃度100ng/ml)4μl、RN aseH 4単位(終濃度50単位/ml)4μl、大腸菌DNAリガーゼ20 単位(終濃度250単位/ml)4μl、およびT4DNAポリメラーゼ8単位
(終濃度100単位/ml)4μl。前述のように混和し、37℃で45分間保
温する。120μlのTEバッファー(pH7.5)、次いで1μのl10mg
/ml tRNAを加える。200μlのバッファー添加フェノールで抽出し、 前述のように、100μlのTEバッファーで再抽出する。前述のように2つの
水層の分を合わせエタノール沈殿する。
To complete second strand synthesis, both ends of the double-stranded cDNA are treated with an enzyme mixture to smooth the ends. Resuspend the pellet in 42 μl water and add the following reagents in the following order (80 μl total): 5 μl 5 mM dNTP mix (310 μM each final concentration) 16 μl, 5 × TA buffer (1 × final concentration) 16 μl, 5 mM βNAD (final concentration 6 μl)
2 μM) 1 μl. Vortex and briefly microcentrifuge and add: 2 μg / ml RNaseA (final concentration 100 ng / ml) 4 μl, RNaseH 4 units (final concentration 50 units / ml) 4 μl, E. coli DNA ligase 20 units (final) 4 μl of a concentration of 250 units / ml) and 4 μl of 8 units of T4 DNA polymerase (final concentration of 100 units / ml). Mix as before and incubate at 37 ° C. for 45 minutes. 120 μl TE buffer (pH 7.5), then 1 μl 110 mg
Add / ml tRNA. Extract with 200 μl buffered phenol and re-extract with 100 μl TE buffer as described above. The two aqueous layers are combined and ethanol precipitated as described above.

【0111】 c.2本鎖cDNAへのリンカーの付加 室温で0.5mlマイクロ遠心チューブに以下の試薬:dscDNA 100 ng、リンカー・アダプター溶液(10μM)2μl、5xDNAライゲーショ
ンバッファー2μl、T4DNAリガーゼ(単位/μl)を以上の順序で加え、
全量を10μlとする。穏やかにピペッティングして内容物を完全に混和した後
、チューブをマイクロ遠心機中で短時間遠心する。16℃で一晩、または室温(
19〜23℃)で3〜4時間保温する。70℃で5分間熱してリガーゼ酵素を失
活させる。このcDNAを通常はEcoRIにより消化して、ベクターへ連結す
るためのcDNAの粘着性末端を用意し、そしてリンカーによるコンカテマーを
切断する。反応液の組成は、通常、cDNA10μl、10xEcoRIバッフ
ァー(内容は販売元により異なる)2μl、EcoRI(10単位/μl)2μ
lに滅菌H2Oを加えて全量を20μlとする。混合液を37℃で2〜4時間保 温する。
C. Addition of linker to double-stranded cDNA At room temperature, in a 0.5 ml microcentrifuge tube: In order,
The total volume is 10 μl. After thoroughly mixing the contents by gentle pipetting, the tubes are briefly centrifuged in a microcentrifuge. Overnight at 16 ° C. or at room temperature (
(19-23 ° C) for 3-4 hours. Heat at 70 ° C. for 5 minutes to inactivate the ligase enzyme. This cDNA is usually digested with EcoRI to provide a sticky end of the cDNA for ligation into a vector and cleave the concatemer with a linker. The composition of the reaction solution is usually 10 μl of cDNA, 2 μl of 10 × EcoRI buffer (contents differ depending on the vendor), 2 μl of EcoRI (10 units / μl).
1 to sterile H 2 O to make a total volume of 20 μl. The mixture is incubated at 37 ° C for 2-4 hours.

【0112】 d.cDNAのサイズ分画 通常、サイズ限外濾過カラムを用いて、リンカー分子および短い(350bp
)cDNA断片を除去する。例えば、プラスチック製カラム(プラスチック製5
mlピペットを用いてもよい)に滅菌したグラスウールの小片で栓をして、1−
ml セファロースCL−4Bカラムを調製する。前記カラムを、0.1M食塩 を含む1xTE(10mM Tris、1mM EDTA、pH7.5)で平衡化
する。cDNAをカラムにロードし200μlづつ分画を採取する。各分画の2
μlアリクォートをゲル電気泳動法およびオートラジオグラフィーにより分析し
て、cDNA溶出画分のピークを決定する。通常、ピークの前半分を含む画分を
プールし、エタノール沈殿で精製し、蒸留水10μlに再懸濁する。
D. Size Fractionation of cDNA Usually, a linker molecule and a short (350 bp)
) Remove the cDNA fragment. For example, a plastic column (plastic 5)
can be used with a small piece of sterilized glass wool.
Prepare a ml Sepharose CL-4B column. The column is equilibrated with 1 × TE (10 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7.5) containing 0.1 M saline. Load the cDNA onto the column and collect 200 μl fractions. 2 of each fraction
The aliquots are analyzed by gel electrophoresis and autoradiography to determine the peak of the cDNA elution fraction. Usually, the fractions containing the first half of the peak are pooled, purified by ethanol precipitation and resuspended in 10 μl of distilled water.

【0113】 e.cDNAのバクテリオファージベクターへのクローニング cDNAのクローニングおよび増殖用に設計され、あらかじめEcoRIで消
化され、断端がリン酸化されたものが市販されている(例えば、Stratag
ene社製ラムダgt10など)。調製したcDNAを製造者のマニュアルに従
ってラムダベクターにライゲーションにより挿入する。ライゲーションしたベク
ター/cDNA分子を市販のパッケージング抽出液を用いてファージ粒子にパッ
ケージする。
E. Cloning of cDNA into Bacteriophage Vectors cDNAs designed for cloning and propagation of cDNA, previously digested with EcoRI and phosphorylated at the stump are commercially available (for example, Stratag).
ene company lambda gt10). The prepared cDNA is inserted into a lambda vector by ligation according to the manufacturer's manual. The ligated vector / cDNA molecule is packaged into phage particles using a commercially available packaging extract.

【0114】[0114]

【実施例8】 ヒトcDNAライブラリーのスクリーニング a.ライブラリーのスクリーニング用のDNA断片(プローブ)の標識化 NaNの第1371-1751番のようなNaNに特異的な核酸配列を認識す るRNAプローブを用いる。他のヌクレオチド配列は、ヒト核酸配列のヌクレオ
チド第765-1160番のようなNaN配列に基づき開発することができる( 図2,7および8)。NaNのHindIII/BamHI断片をpBluesc ript(SK+)ベクター(Stratagene社)に挿入した。得られた
構築物の配列をシークェンシングで確認した。挿入DNAの方向は、HindII
IおよびBamHIのそれぞれの制限酵素切断部位で直線化した構築物をの5’ 端および3’端がT7およびT3RNAポリメラーゼのプロモーターそれぞれに
近接するようにした。ジゴキシゲニン標識されたセンス(HindIIIで直線化 しT7RNAポリメラーゼで転写)およびアンチセンス(BamHIで直線化し
T3RNAポリメラーゼで転写)の転写産物をMEGAscript転写キット
(Ambion社)を用い、製造者の特性表に基づきインビトロで調製した。簡
潔に説明すると、1μgの直線化したテンプレートをそれぞれのRNAポリメラ
ーゼにより、以下試薬を含む、すなわち、それぞれのRNAポリメラーゼおよび
RNase阻害剤および反応バッファーを含む1x酵素ミックス(Ambion
社)、7.5mMATP、GTPおよびCTPのヌクレトチド、5.625mM
UTPおよび1.725mM Dig−11UTP(Boehringer M
annheim社)からなる全量20μl中で転写した。インビトロ転写反応は
37℃水浴中で、3時間行った。リボヌクレアーゼを含まないデオキシリボヌク
レアーゼI(2単位/μl)1μlを各反応液に加え、37℃でさらに15分間
保温することによりDNAテンプレートを除去した。ヌクレアーゼを含まないH 2 O、30μlおよびLiCl溶液(7.5M塩化リチウム、50mM EDTA
)25μlを加えて反応を停止した。
Example 8 Screening of Human cDNA Library a. Labeling of DNA fragment (probe) for library screening An RNA probe that recognizes a nucleic acid sequence specific to NaN, such as NaN No. 1371-1751, is used. Other nucleotide sequences are nucleosides of human nucleic acid sequences.
It can be developed based on a NaN sequence such as Pseudo No. 765-1160 (FIGS. 2, 7 and 8). A HinDIII / BamHI fragment of NaN was inserted into a pBluescript (SK +) vector (Stratagene). Got
The sequence of the construct was confirmed by sequencing. The direction of the inserted DNA was HindII.
The 5 ′ and 3 ′ ends of the construct linearized at the restriction enzyme cleavage sites of I and BamHI, respectively, were placed at the T7 and T3 RNA polymerase promoters, respectively.
Closed. Digoxigenin-labeled sense (linearized with HindIII and transcribed with T7 RNA polymerase) and antisense (linearized with BamHI)
Transcript of T3 RNA polymerase) into MEGAscript transcription kit
(Ambion) and prepared in vitro based on the manufacturer's property table. Simple
Briefly, 1 μg of the linearized template was used for each RNA polymerase.
Depending on the enzyme, the following reagents are included:
1x enzyme mix containing RNase inhibitor and reaction buffer (Ambion
Co., 7.5 mM ATP, GTP and CTP nucleotides, 5.625 mM
 UTP and 1.725 mM Dig-11 UTP (Boehringer M
(Annheim) in a total volume of 20 μl. In vitro transcription reaction
Performed in a 37 ° C. water bath for 3 hours. Deoxyribonuclease free of ribonuclease
1 μl of Rease I (2 units / μl) is added to each reaction and added at 37 ° C. for another 15 minutes
The DNA template was removed by incubation. H without nuclease Two O, 30 μl and LiCl solution (7.5 M lithium chloride, 50 mM EDTA
) 25 μl was added to stop the reaction.

【0115】 混合液を−20℃で30分間保温した。RNA転写産物をマイクロフュージ遠
心機で13000xg、4℃、15分間ペレットした。上清を取り除き、ペレッ
トを100μlの75%エタノールで一回洗った。混合液を室温13000xg
で5分間再遠心した。その後、ペレットを閉じたチャンバー内で風乾し、続いて
リボヌクレアーゼを含まないH2O、100μlに溶解した。転写産物の収量お よび完全性は、DIG/Geniusキットを用い、製造者(Boehring
er Mannheim社)の推奨する条件で、フォルムアルデヒド入りアガロ
ースゲル上で対照用DIG標識RNAと比較して決定した。あるいはまた、熟練
した当業者であれば、オートラジオグラフィー分析用の放射標識プローブを設計
することもできる。
The mixture was kept at −20 ° C. for 30 minutes. The RNA transcript was pelleted in a microfuge centrifuge at 13000 × g at 4 ° C. for 15 minutes. The supernatant was removed and the pellet was washed once with 100 μl of 75% ethanol. Mixture at room temperature 13000xg
And centrifuged again for 5 minutes. Thereafter, the pellet was air-dried in a closed chamber and subsequently dissolved in 100 μl of H 2 O without ribonuclease. Transcript yield and integrity were determined using the DIG / Genius kit and the manufacturer (Boehring).
er Mannheim) and determined on agarose gel with formaldehyde in comparison with control DIG-labeled RNA. Alternatively, one skilled in the art can design radiolabeled probes for autoradiographic analysis.

【0116】 ラット、マウスまたはヒトNaNナトリウムチャンネルcDNAの他の領域、
例えば3’非翻訳領域配列なども、同様の方法により、cDNAライブラリ・ス
クリーニングまたはノザン・ブロット解析用のプローブとして用いることができ
る。とりわけ、ファルマシア社製オリゴ・ラベリング・キット、Geniusキ
ット(ベーリンガー・マンハイム社)などの市販のキットを用いてプローブを調
製することができる。
Other regions of rat, mouse or human NaN sodium channel cDNA
For example, a 3 ′ untranslated region sequence or the like can be used as a probe for cDNA library screening or Northern blot analysis by the same method. In particular, the probe can be prepared using a commercially available kit such as an oligo labeling kit manufactured by Pharmacia and a Genius kit (Boehringer Mannheim).

【0117】 b.cDNAライブラリー・スクリーニング 前述のように、NaNの3’非翻訳領域または他の領域に由来する非放射能標
識(上記)または放射標識したDNAまたはcRNAのNaN特異的プローブを
用い、適度にストリンジェントなハイブリダイゼーション・ウォッシュ(50〜
60℃、5xSSC、30分)により、ヒトNaNナトリウムチャンネルの全長
ホモローグを含む組換えプラークを検出する。組換えファージを乗せたニトロセ
ルロースまたはナイロンのフィルターの調製を伴う、標準的プロトコル(59,
60)を用いて、ライブラリーをスクリーニングする。次いで組換えDNAをN
aN特異的プローブ(上記)とハイブリダイズさせる。適度にストリンジェント
なウォッシュを行う。
B. cDNA library screening As described above, using a non-radioactive label (as described above) derived from the 3 'untranslated region of NaN or other regions or a NaN-specific probe of radiolabeled DNA or cRNA, using a moderately stringent Hybridization Wash (50 ~
(60 ° C., 5 × SSC, 30 minutes) to detect a recombinant plaque containing a full-length homolog of the human NaN sodium channel. Standard protocols involving the preparation of nitrocellulose or nylon filters loaded with recombinant phage (59,
Screen the library using 60). The recombinant DNA is then
Hybridize with an aN-specific probe (described above). Perform a moderately stringent wash.

【0118】 複数のデュープ・フィルター上で陽性の(すなわち、アーチファクトまたはバ
ックグラウンドではない)プラークを選び、以降の精製を行う。通常、ファージ
を分離するため、希釈後、一回以上のスクリーニングを実施する。その後、この
結果得られたプラークを精製し、DNAを抽出してクローンDNAのサイズを定
性的に解析する。クローン群について、標準的手法で互いにクロス・ハイブリダ
イゼーションを行い(59)、別個の陽性クローンを同定する。
Select plaques that are positive (ie, not artifacts or background) on multiple duplicate filters and perform subsequent purification. Usually, in order to separate phage, one or more screenings are performed after dilution. Thereafter, the resulting plaque is purified, the DNA is extracted, and the size of the cloned DNA is qualitatively analyzed. The clones are cross-hybridized with one another using standard techniques (59) to identify distinct positive clones.

【0119】 通常、チャンネルをコードする重複するクローンが単離される。次ぎに、標準
的クローニング手法を用いて、任意の5’非翻訳配列、開始コドンATG、コー
ド配列、停止コドンおよび任意の3’非翻訳配列、ポリA付加コンセンサス配列
、および場合によりポリA配列、を含む全長cDNA構築体を製造する。重複ク
ローン断片が、全長cDNAクローンを構成するに十分な断片を生成しない場合
、RACE(PCRに基づく)のような別法を用いて、不足部分または全長クロ
ーンを生成することができる。
[0119] Usually, duplicate clones encoding the channel are isolated. Next, using standard cloning techniques, any 5 ′ untranslated sequence, start codon ATG, coding sequence, stop codon and any 3 ′ untranslated sequence, poly A-added consensus sequence, and optionally poly A sequence, To produce a full-length cDNA construct. If the overlapping clone fragments do not generate enough fragments to constitute a full-length cDNA clone, alternative methods such as RACE (PCR-based) can be used to generate the missing or full-length clones.

【0120】 c.ヒト類似全長クローンの特徴づけ ラットおよびマウスのメッセンジャーRNAのサイズと比較するため、全長ク
ローンから得られるNaN特異的cDNA配列をプローブとして用い、ノザンブ
ロット解析法により、ヒト組織中のメッセンジャーRNAのサイズを決定する。
ラットNaNについて記載したものと同様の方法を用いて、クローンしたcDN
Aの生物学的活性を確認する。
C. Characterization of human-like full-length clones To compare the size of rat and mouse messenger RNA, the size of messenger RNA in human tissues was determined by Northern blot analysis using a NaN-specific cDNA sequence obtained from the full-length clone as a probe. I do.
Using a method similar to that described for rat NaN, cloned cDN
Confirm the biological activity of A.

【0121】[0121]

【実施例9】 ラット由来DNA配列を用いるポリメラーゼ連鎖反応法(P
CR)による、全長ヒトNaNナトリウムチャンネルのクローンニングのアプロ
ーチ トータルRNAおよびポリA+RNAを死後人体、胎児または生検または手術
摘出組織から得たヒト後根神経節、三叉神経節または他の頭頚部神経節から、前
述のように単離する。それから実施例1に記載したように、cDNAの調製法お
よびPCRに基づく手法を使用する。
Example 9 Polymerase chain reaction using rat-derived DNA sequence (P
CR) Approach to cloning full length human NaN sodium channel by human dorsal root ganglia, trigeminal ganglia or other head and neck ganglia obtained from postmortem human, fetal or biopsy or surgically removed tissues with total RNA and polyA + RNA And isolated as described above. Then, as described in Example 1, a method for preparing cDNA and a PCR-based approach is used.

【0122】 ラットNaN特異的コード配列に由来する縮退PCRプライマー(図2参照)
を用い、ポリメラーゼ連鎖反応によりcDNAを増幅する(69)。熟練した当
業者であれば、必要とするホモローグ配列を取得するためにPCR反応において
、多くの変更可能な操作条件を操作することができる。
Degenerate PCR primers derived from rat NaN-specific coding sequence (see FIG. 2)
And amplify the cDNA by polymerase chain reaction (69). The skilled artisan can manipulate many variable operating conditions in a PCR reaction to obtain the required homologous sequence.

【0123】 このような条件としては、各サイクルおよびステップの温度、サイクルおよび
ステップ数、熱耐性ポリメーラーゼ、およびMg2+濃度を挙げることができるが
、これらに限定されない。NaNナトリウムチャンネルのうち、より保存された
配列に由来するNestedプライマーを用いれば、より高度の特異性を達成す
ることができる。
Such conditions include, but are not limited to, the temperature of each cycle and step, the number of cycles and steps, the thermotolerant polymerase, and the Mg 2+ concentration. Higher specificity can be achieved by using nested primers derived from more conserved sequences among the NaN sodium channels.

【0124】 通常、増幅反応は、第1鎖cDNA1μl、各プライマー0.8mMおよびE
xpand Long Template DNAポリメーラーゼ ミックス(Bo
ehringer Mannheim社)1.75単位を用い、全量60μlで
行う。Expand Long Template DNAポリメーラーゼ ミック
スは、従来の熱耐性DNAポリメラーゼ等と比較して、非特異的な増幅の増加な
しでPCR産物の収量を増やす(49,50)。PCR反応バッファーは、50
mMTris塩酸(pH9.2)、16mM(NH42SO4、2.25mMM gCl2、2%(V/V)DMSOおよび0.1%Tween20からなる。前 述(46)のように、増幅反応はプログラム式サーマルサイクラー装置(PTC
−200、MJResearch社、マサチューセッツ州ケンブリッジ)を用い
て行う。第1に、熱変性ステップを90℃で4分間、アニーリングステップを6
0℃で2分間、そして伸長反応ステップを72℃で90秒とする。第2に、熱変
性ステップを94℃で1分間、アニーリングステップを60℃で1分間、および
伸長反応ステップを72℃で90秒とする。第2段階は33回のリピートにして
全段で35サイクルとし、最終サイクルの伸長反応ステップを10分間に延長す
る。これに加えて、サンプルと並行して対照反応を実施する。これには、1)c
DNAを除く全ての成分(ネガティブ・コントロール)、2)構成的に発現する
産物(例えば、GAPDH)に対する、プライマーと全ての反応液成分を用いる
べきである。
Typically, the amplification reaction is performed with 1 μl of first strand cDNA, 0.8 mM of each primer and E
xpand Long Template DNA polymerase mix (Bo
Performing in a total volume of 60 μl using 1.75 units (Ehringer Mannheim). The Expand Long Template DNA polymerase mix increases the yield of PCR products without increasing nonspecific amplification compared to conventional thermotolerant DNA polymerases and the like (49,50). The PCR reaction buffer is 50
It consists of mM Tris-HCl (pH 9.2), 16 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 2.25 mM MgCl 2 , 2% (V / V) DMSO and 0.1% Tween20. As described in (46) above, the amplification reaction is performed using a programmable thermal cycler (PTC).
-200, MJ Research, Cambridge, Mass.). First, a heat denaturation step was performed at 90 ° C. for 4 minutes, and an annealing step was performed for 6 minutes.
The extension reaction step is 90 minutes at 72 ° C. for 2 minutes at 0 ° C. Second, the heat denaturation step is at 94 ° C. for 1 minute, the annealing step is at 60 ° C. for 1 minute, and the extension reaction step is at 72 ° C. for 90 seconds. The second stage is 33 repeats with 35 cycles in all stages, extending the extension reaction step of the last cycle to 10 minutes. In addition, a control reaction is performed in parallel with the sample. This includes 1) c
Primers and all reaction components for all components excluding DNA (negative control), 2) constitutively expressed products (eg, GAPDH) should be used.

【0125】 PCR反応産物を1〜1.6%(W/V)アガロースゲルで調べる。おおよそ
予想したサイズの増幅反応産物に対応するゲル(エジジウムブロミドで染色し、
紫外線光で観察する)に基づきゲルから切り出し、DNAを精製する。
The products of the PCR reaction are examined on a 1-1.6% (W / V) agarose gel. A gel corresponding to the amplification reaction product of approximately the expected size (stained with edidium bromide,
(Observed by ultraviolet light)), and the DNA is purified.

【0126】 この結果得られるDNAは直接シークエンシングを行うか、例えばpCRII、
(Invitrogen社)またはpGEMT(Promega社)などであっ
て、これに限定されない、適切なベクターにライゲーションする。この後、クロ
ーンをシークェンシングして、ラット、マウスまたはヒト部分NaNナトリウム
チャンネル配列と類似する配列を含むものを同定する。
The resulting DNA may be subjected to direct sequencing, for example, pCRII,
(Invitrogen) or pGEMT (Promega) and the like, but not limited thereto. Thereafter, the clones are sequenced to identify those containing sequences similar to the rat, mouse or human partial NaN sodium channel sequence.

【0127】[0127]

【実施例10】 クローンの分析 実施例9で得られた候補クローンを慣用技法により、さらに特徴づけする。ま
た、慣用技法により、発現産物の生物学的活性も確認する。
Example 10 Analysis of Clones The candidate clones obtained in Example 9 are further characterized by conventional techniques. Also, the biological activity of the expression product is confirmed by conventional techniques.

【0128】[0128]

【実施例11】 ヒト胎児組織からの全長NaN配列の単離 前述の標準的PCRプロトコルおよび標準的スクリーニング手順を用いて、市
販のヒト胎児cDNAライブラリーおよび/またはcDNAプールを、NaN特
異的(PCR用)プライマーまたはプローブ(ライブラリー・スクリーニング用
)でスクリーニングする。
Example 11 Isolation of Full Length NaN Sequence from Human Fetal Tissue A commercially available human fetal cDNA library and / or cDNA pool was prepared using the standard PCR protocol and standard screening procedure described above. Screen with primers or probes (for library screening).

【0129】[0129]

【実施例12】 ラットDRGまたは三叉神経ニューロンのRatNaN断
片によるノザンブロット 全DRGおよび/またはDRGまたは三叉神経節(陽性反応組織として)およ
び大脳半球、小脳および肝臓(陰性反応組織として)からの全RNAの、10〜
30μgを変性1%アガロース−フォルムアルデヒド・ゲルまたはアガロース−
グリオキサル・ゲル中で電気泳動し、それから標準的分子生物学マニュアル(5
9,60)に記載され、複数のステップで達成されるとも記載されているように
ナイロン・メンブレンに移す。放射標識(放射比活性が108dpm/μg以上 )またはジゴキシゲニン標識したRNAプローブが通常ノーザン分析に用いられ
る。アンチセンスRNAプローブ(NaN特異的プローブを用いるインサイチュ
ハイブリダイゼーションについて記載する実施例20を参照)を、センスDNA
断片からインビトロ合成で創製する。RNAを固定化したメンブレンを6xSS
Cに浸し、RNA側を上にしてハイブリダイゼーション用チューブ内に置く。メ
ンブレン10平方センチメートル当たり1mlのプレハイブリダイゼーション・
ハイブリダイゼーション溶液を加える。通常、プレハイブリダイゼーションおよ
びハイブリダイゼーションは市販のハイブリダイゼーション用オーブン内のガラ
スチューブ中で行われる。チューブをハイブリダイゼーション用オーブン内に置
き、回転させながら、60℃で15分間ないし1時間保温する。希望する容量の
プローブをピペットでハイブリダイゼーション・チューブに注入し、回転させな
がら60℃で一晩保温を続ける。ハイブリダイゼーション溶液内のプローブ濃度
は、比放射活性が108dpm/μgであれば10ng/ml、または比放射活 性が109dpm/μgであれば2ng/mlとすべきである(ジゴキシゲニン 標識プローブは2〜10ng/mlで用いる)。
Example 12 Northern Blot of Rat DRG or Trigeminal Neurons with RatNaN Fragments Total RNA from whole DRG and / or DRG or trigeminal ganglia (as positively reactive tissues) and cerebral hemisphere, cerebellum and liver (as negatively reactive tissues) , 10
30 μg of denaturing 1% agarose-formaldehyde gel or agarose-
Electrophoresis in a glyoxal gel, then use standard molecular biology manuals (5
9, 60) and transferred to a nylon membrane as also described as being accomplished in multiple steps. A radiolabel (radiospecific activity of 10 8 dpm / μg or more) or a digoxigenin-labeled RNA probe is usually used for Northern analysis. An antisense RNA probe (see Example 20, which describes in situ hybridization using a NaN-specific probe) was replaced with a sense DNA
It is created from fragments by in vitro synthesis. 6xSS membrane with immobilized RNA
C and place in a hybridization tube with the RNA side up. 1 ml prehybridization per 10 cm 2 of membrane
Add hybridization solution. Usually, prehybridization and hybridization are performed in a glass tube in a commercially available hybridization oven. The tube is placed in a hybridization oven and incubated at 60 ° C. for 15 minutes to 1 hour while rotating. Pipette the desired volume of probe into the hybridization tube and continue to incubate at 60 ° C. overnight while rotating. The probe concentration in the hybridization solution should be 10 ng / ml if the specific radioactivity is 10 8 dpm / μg, or 2 ng / ml if the specific radioactivity is 10 9 dpm / μg (digoxigenin labeling). Probes are used at 2-10 ng / ml).

【0130】 ハイブリダイゼーション溶液を注ぎ出し、等量の2xSSC/0.1%SDS
を加える。回転させながら室温で5分間保温を行う。ウォッシュ液を交換し、こ
のステップを繰り返す。バックグラウンドを低らすためには、ウォッシュ液の容
量を倍加することも役に立つかもしれない。ウォッシュ液を等量の0.2xSS
C/0.1%SDSに交換し、チューブを回転しながら室温で5分間保温する。
ウォッシュ液を交換し、このステップを繰り返す(これはストリンジェンシーの
低いウォッシュである)。中程度ないし高度にストリンジェントな条件には、適
度な温度(42℃)または高温(68℃)に予熱したウォッシュ液によりさらに
ウォッシュする。最終のウォッシュ液を除き、メンブレンを2xSSC中、室温
でリンスする。次いで、オートラジオブラフィーを1週間までの期間実施する。
代替法として、非放射性プローブを使用する場合は、化学発光技術(Amers
ham社)を利用して信号を検出する。ゲルからの信号をゲル用標準分子量マー
カーと比較し、転写産物のサイズを計算する。
Pour out the hybridization solution and add an equal volume of 2 × SSC / 0.1% SDS
Add. Incubate at room temperature for 5 minutes while rotating. Change wash fluid and repeat this step. To reduce the background, doubling the volume of the wash solution may also be useful. Wash solution with an equal volume of 0.2xSS
Replace with C / 0.1% SDS and incubate for 5 minutes at room temperature while rotating the tube.
Change wash solution and repeat this step (this is a low stringency wash). For moderate to highly stringent conditions, additional washing is performed with a wash liquor preheated to a moderate temperature (42 ° C.) or high temperature (68 ° C.). Remove the final wash and rinse the membrane in 2 × SSC at room temperature. Autoradiography is then performed for up to one week.
Alternatively, if a non-radioactive probe is used, the chemiluminescent technology (Amers
ham company). The signal from the gel is compared with a standard molecular weight marker for gel and the size of the transcript is calculated.

【0131】[0131]

【実施例13】 RT−PCR法によるNaNの組織特異的分布 NaN特異的順方向(5’CCCTGCTGCGCTCGGTGAAGAA3
’)および逆方向(5’GACAAAGTAGATCCCAGAGG3’)プラ
イマーを用い、複数のラットから調製したcDNAをテンプレートとするRT−
PCRを行った。これらのプライマーは、NaN配列中ヌクレオチド第765番
および第1156番の間(392bp)を増幅し、これらはデータベース中に類
似の配列が存在しないことから(国立医学図書館のBLASTNなどのプログラ
ムを使用)判断してNaN特異的である。通常、増幅反応は、第1鎖cDNA1
μl、各プライマー0.8μMおよびExpand Long Template
DNAポリメラーゼ酵素ミックス(Boehringer Mannheim 社)1.75単位を用い、全量60μlとして実施した。Expand Lon g Template DNAポリメーラーゼ酵素ミックスは、従来の熱耐性DN
Aポリメラーゼ等と比較して、非特異的な増幅の増加なしにPCR産物の収量を
増加する(49,50)。PCR反応バッファーは、50mMTris塩酸(p
H9.2)、16mM(NH42SO4、2.25mMMgCl2、2%(V/V
)DMSOおよび0.1%Tween20からなる。前述(71)のように、増
幅反応はプログラム式サーマルサイクラー装置(PTC−200、MJRese
arch社、マサチューセッツ州ケンブリッジ)を用い、2段階で行った。第1
に、熱変性ステップを94℃で4分間、続いてアニーリングステップを60℃で
2分間、そして伸長反応ステップを72℃で90秒で行った。第2に、熱変性ス
テップを94℃で1分間、アニーリングステップを60℃で1分間、次いで伸長
反応ステップを72℃で90秒とした。第2ステージは33回のリピートとして
全段で25〜35サイクルとし、最終サイクルの伸長反応ステップを10分間に
延長した。
Example 13 Tissue-Specific Distribution of NaN by RT-PCR Method NaN-specific forward (5′CCCTGCTGCGCTCGGTGAAGAA3
RT) using cDNA prepared from a plurality of rats as a template, using primers') and reverse (5 'GACAAAGTAGATCCCAGAGG3') as primers.
PCR was performed. These primers amplify between nucleotides 765 and 1156 (392 bp) in the NaN sequence, due to the absence of similar sequences in the database (using a program such as the National Library of Medicine BLASTN). Judgment is NaN specific. Usually, the amplification reaction is performed using the first strand cDNA 1
μl, 0.8 μM of each primer and Expand Long Template
Using 1.75 units of DNA polymerase enzyme mix (Boehringer Mannheim), the reaction was carried out in a total volume of 60 μl. The Expand Long Template DNA polymerase enzyme mix can be used with conventional thermotolerant DN.
Increases the yield of PCR products without increasing non-specific amplification compared to A polymerase and the like (49, 50). The PCR reaction buffer was 50 mM Tris-HCl (p
H9.2), 16 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 2.25 mM MgCl 2 , 2% (V / V
) Consists of DMSO and 0.1% Tween20. As described in (71) above, the amplification reaction was performed using a programmable thermal cycler (PTC-200, MJRese).
arch, Cambridge, Mass.) in two steps. First
In addition, a heat denaturation step was performed at 94 ° C. for 4 minutes, followed by an annealing step at 60 ° C. for 2 minutes and an extension reaction step at 72 ° C. for 90 seconds. Second, the heat denaturation step was at 94 ° C. for 1 minute, the annealing step was at 60 ° C. for 1 minute, and the extension reaction step was at 72 ° C. for 90 seconds. The second stage consisted of 33 repeats, 25 to 35 cycles in all stages, and the extension reaction step in the final cycle was extended to 10 minutes.

【0132】 異なる組織においてNaNの信号の欠落がテンプレートの分解またはPCRの
阻害因子によるものではないことを確認するため、内部対照としてグリセルアル
デヒド3リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)を用いた。ラットGAPDHの
配列をヌクレオチド第328−994番(登録番号:M17701)に対応する
66bpの産物を増幅するプライマーを用いて、共増幅した。ヒト遺伝子の構造
に基づき、増幅産物は複数のエクソン・イントロン接合部位にまたがる(72)
。調整されたトータルRNAを汚染しているかもしれないゲノムの偽遺伝子発現
産物からのGAPDH配列の増幅を防止するため、逆転写反応に先立ち、定法ど
おりデオキシリボヌクレアーゼIによる処理を行った。
Glyceraldehyde triphosphate dehydrogenase (GAPDH) was used as an internal control to confirm that the lack of NaN signal in different tissues was not due to template degradation or PCR inhibitors. The rat GAPDH sequence was co-amplified using primers that amplify a 66 bp product corresponding to nucleotides 328-994 (Accession number: M17701). Based on the structure of the human gene, amplification products span multiple exon-intron junctions (72)
. Prior to the reverse transcription reaction, treatment with deoxyribonuclease I was carried out as usual in order to prevent amplification of the GAPDH sequence from a pseudogene expression product of the genome that might contaminate the adjusted total RNA.

【0133】 NaNDRGおよび三叉神経節のニューロンにおいて第一義的かつ優先的に発
現する。図4に、種々の神経性および非神経性組織について行ったRT−PCR
によるスクリーニングの結果を示す。レーン1,2,4,9および16は400
bpマーカーとともに泳動した単一の増幅産物が、392bpのNaN特異的産
物と一致することを示す。レーン1および16、2,4および9は、それぞれD
RG、大脳半球、網膜および三叉神経節を用いた産物を含む。このアッセイ法に
より、NaNは、小脳、視神経、脊髄、座骨神経、前頭部脳神経節(superior cr
anial ganglia)、骨格筋、心筋、副腎、子宮、肝または腎(それぞれ、レーン3
、5−8、および10−15)において検出されなかった。並行して行ったPC
R反応においては、GAPDHの増幅産物が同様に得られていることから(デー
タ示さず)、NaNの信号が大脳半球および網膜において減衰し、かつ、他の組
織において検出されないことは、分解したRNAまたはcDNAテンプレートお
けるのPCRの阻害因子によるものではないことがわかる。
It is primarily and preferentially expressed in NaNDRG and trigeminal ganglion neurons. FIG. 4 shows RT-PCR performed on various neural and non-neural tissues.
3 shows the results of the screening by. Lanes 1, 2, 4, 9 and 16 are 400
The single amplification product that migrated with the bp marker is consistent with the 392 bp NaN-specific product. Lanes 1 and 16, 2, 4 and 9 are D
Includes products using RG, cerebral hemisphere, retina and trigeminal ganglion. According to this assay, NaN was expressed in the cerebellum, optic nerve, spinal cord, sciatic nerve, frontal cranial ganglion (superior cr
anial ganglia), skeletal muscle, myocardium, adrenal gland, uterus, liver or kidney (lane 3 respectively)
, 5-8, and 10-15). PC which went in parallel
In the R reaction, the amplification product of GAPDH was also obtained (data not shown), so that the signal of NaN was attenuated in the cerebral hemisphere and retina and was not detected in other tissues. Alternatively, it can be seen that it is not due to the inhibitor of PCR in the cDNA template.

【0134】[0134]

【実施例14】 NaNコード配列による宿主細胞の形質転換 ナトリウム電流、または細胞内ナトリウムイオンレベルの測定のための形質転
換宿主細胞は、通常、HEK293細胞などの細胞にコンストラクト(構築物)
とともに、蛍光レポータープラスミド(pGreen Lantern−1、L ife Technologies社)をリン酸カルシウム沈殿法を用いて同時
に形質導入することにより調製される(27)。HEK293細胞は、通常10
%子牛胎児血清(Life Technologies社)添加高ショ糖DME
D培地(Life Technologies社)中で培養する。48時間後、
緑色の蛍光を発する細胞を記録用に選択する(28)。
Example 14 Transformation of host cells with NaN coding sequences Transformed host cells for the measurement of sodium current or intracellular sodium ion levels are usually constructed from cells such as HEK293 cells (constructs).
At the same time, it is prepared by simultaneously transducing a fluorescent reporter plasmid (pGreen Lantern-1, Life Technologies) using the calcium phosphate precipitation method (27). HEK293 cells usually contain 10
% Sucrose DME supplemented with 5% fetal calf serum (Life Technologies)
Culture in D medium (Life Technologies). 48 hours later,
Green fluorescent cells are selected for recording (28).

【0135】 組換えチャンネルを恒常的に発現する細胞株を調製するためには、NaNコン
ストラクトを他の哺乳類細胞用選択マーカーを備えるベクターにクローニングす
る。形質導入にはリン酸カルシウム沈殿法を用いる(27)。ヒト胎児腎細胞(
HEK−293)、チャイニーズ・ハムスター卵巣細胞(CHO)その他の適切
な細胞株を10%子牛胎児血清添加ダルベッコ改変イーグル培地中で標準的組織
培養条件下で培養する。細胞培養液にDNA・リン酸カルシウム混合液を加え、
15〜20時間置いた後、細胞を新鮮な培地で洗う。48時間後、抗生物質(G
418、Geneticin、Life Technologies社)を加え
、ネオマイシン耐性形質を獲得した細胞を選択する。G418で2〜3週間後、
10〜20個の単離コロニーを滅菌した10mlピペットの先を使って収穫する
。コロニーをさらに4〜7日培養し、分割し、続いて、全細胞パッチ・クランプ
記録手法およびRT−PCR法によりチャンネルの発現を試験する。
To prepare a cell line that constitutively expresses a recombinant channel, the NaN construct is cloned into a vector comprising a selectable marker for other mammalian cells. The calcium phosphate precipitation method is used for transduction (27). Human fetal kidney cells (
HEK-293), Chinese hamster ovary cells (CHO) and other suitable cell lines are cultured under standard tissue culture conditions in Dulbecco's Modified Eagle's Medium supplemented with 10% fetal calf serum. Add a DNA / calcium phosphate mixture to the cell culture,
After 15-20 hours, the cells are washed with fresh medium. 48 hours later, antibiotics (G
418, Geneticin, Life Technologies) to select cells that have acquired the neomycin resistance trait. After 2-3 weeks at G418,
Harvest 10-20 isolated colonies using the tip of a sterile 10 ml pipette. Colonies are cultured for an additional 4-7 days, split and subsequently tested for channel expression by whole-cell patch-clamp recording and RT-PCR.

【0136】[0136]

【実施例15】 NaN特異的抗体の生産 抗原性NaN特異的ペプチドを用い、ウサギにボリクローナル抗体を生成させ
、ラット、マウスまたはヒトNaNに特異的な抗体を製造する。一例として、免
疫原性および表面到達性の基準を満足するので、ペプチド鎖CGPNPASNK
FEKEKDSED(ラットアミノ酸第285−304番)が選択された。
このペプチド配列は公開データベース中のいかなる配列にも適合しない。下線を
付したシステイン(C)残基はジスルフィド結合の形成を防ぐためにアラニン(
A)に変更された。このアミノ酸変更により抗体の特異性に大差を生じないと期
待される。
Example 15 Production of NaN-Specific Antibodies Using antigenic NaN-specific peptides, rabbits are raised to polyclonal antibodies to produce antibodies specific to rat, mouse or human NaN. As an example, the peptide chain CGPNPASNK meets the criteria of immunogenicity and surface accessibility.
D C FEKEKDSED (rat amino acid No. No. 285-304) is selected.
This peptide sequence does not match any sequence in public databases. The underlined cysteine (C) residue is alanine (C) to prevent disulfide bond formation.
A). It is expected that this amino acid change will not cause a great difference in antibody specificity.

【0137】 ペプチド合成、ウサギの免疫感作、アンチペプチド抗体のアフィニティ精製法
は標準的手法によった。精製抗体は培養物中、DRGに対して試験を行った。こ
れらの抗体を用い、過剰量ペプチドによるブロッキングに前後して、標準的手法
に従い免疫染色を実施した。
Peptide synthesis, rabbit immunization, and affinity purification of anti-peptide antibodies were by standard techniques. The purified antibodies were tested against DRG in culture. Using these antibodies, immunostaining was performed according to standard procedures before and after blocking with excess peptide.

【0138】 DRGニューロンを16〜24時間培養後、下記のごとく処理し、NaN蛋白
を免疫化学的に検出した。生理食塩水(137mM NaCl、5.3mM KC
L、1 ITIMM902 25mM ソルビトール、10mM HEPES、3m
M CaCl2 pH7.2)でカバーガラスを洗い、4%パラフォルムアルデヒ ド・0.14Mリン酸バッファー中で、4℃、10分間固定し、リン酸バッファ
ー食塩水(PBS)で5分間三回洗浄後、20%ヤギ正常血清、1%ウシ血清ア
ルブミン、0.1%TritonX−100を含むPBSで15分間ブロッキン
グした。これらカバーガラスを抗NaN抗体(100倍希釈液)中で4℃、一晩
保温した。一晩保温に続き、カバーガラスをPBSでよく洗った後、Cy3標識
・抗ウサギIgG(1:3000、Amersham社)とともに室温で2時間
保温した。カバーガラスをPBSで洗浄後、アクアポリマウントでスライドガラ
スにマウントした。ニューロンを、蛍光波長ユニットを装備したライツアリスト
プラン光学顕微鏡で検査し、Dage社DC330TカラーカメラおよびSci
onCG−7カラーPCIフレームキャプチャ装置で画像を録画した(図7を参
照)。
After culturing the DRG neurons for 16 to 24 hours, they were treated as described below, and the NaN protein was detected immunochemically. Physiological saline (137 mM NaCl, 5.3 mM KC
L, 1 ITIMM902 25 mM sorbitol, 10 mM HEPES, 3 m
Wash the coverslip with M CaCl 2 pH 7.2), fix in 4% paraformaldehyde / 0.14 M phosphate buffer at 4 ° C. for 10 minutes, and wash 3 times with phosphate buffered saline (PBS) for 5 minutes. After washing, the cells were blocked for 15 minutes with PBS containing 20% normal goat serum, 1% bovine serum albumin, and 0.1% Triton X-100. These cover glasses were incubated overnight at 4 ° C. in an anti-NaN antibody (100-fold diluted solution). After overnight incubation, the cover glass was thoroughly washed with PBS, and then incubated with Cy3-labeled anti-rabbit IgG (1: 3000, Amersham) at room temperature for 2 hours. After the cover glass was washed with PBS, it was mounted on a slide glass with Aqua Polymount. The neurons were examined with a LightAristoplan light microscope equipped with a fluorescence wavelength unit, using a Dage DC330T color camera and a Sci.
Images were recorded with an onCG-7 color PCI frame capture device (see FIG. 7).

【0139】[0139]

【実施例16】 ニューロパシックペインモデルではNaNの発現が変動し
ている。 ニューロパシック・ペインのCCIモデル(BennettとXie)を使用
して、DRGニューロンにおけるナトリウムチャンネル発現の可塑性を調べた。体 重240〜260gのSplague−Dawley系成熟メスラット22匹を
ペントバルビータール・ナトリウム塩(50mg/kg静注)で麻酔し、右側座
骨神経を大腿部中央で露出した。BennetteとXieの方法(1988,
Pain 33, 87-107)により、クロム・ガット手術糸(4−0号)で神経周囲を4 針、緩く結紮した。切開部位を層状に重ねて閉じ、静菌性抗生物質を筋注した。
Example 16 In the neuropathic pain model, the expression of NaN fluctuates. The plasticity of sodium channel expression in DRG neurons was examined using the Neuropathic Pain CCI model (Bennett and Xie). Twenty-two adult Sprague-Dawley female rats weighing 240-260 g were anesthetized with pentobarbital sodium salt (50 mg / kg iv), and the right sciatic nerve was exposed at the center of the thigh. The method of Bennette and Xie (1988,
Pain 33, 87-107) and loosely ligated 4 needles around the nerve with chrome gut surgical thread (No. 4-0). The incision was layered and closed, and bacteriostatic antibiotics were intramuscularly injected.

【0140】 既に、坐骨神経離断を行うと軸索切断したDRGにおけるナトリウム電流に劇
的な変動が見られ、これと並行してこれらのニューロンにおいて種々のナトリウ
ムチャンネルの転写産物が変動することが判明している。TTX−Rであるナト
リウム電流および2つのTTX−Rナトリウムチャンネル(SNS/PN3およ
びNaN)は、顕著に減衰したが、その一方、急速にリプライミングされるTT
X−S電流が出現するようになり、TTX−S電流を生じるαIIIナトリウムチ ャンネルの転写産物はアップレギュレートされる。本発明者らは、軸索切断と対
照的に、術後14日間でDRGにCCIに起因する変化が生じることを見出した
。TTX−Rナトリウム電流同様、2つの感覚器ニューロンに特異的なTTX−
RチャンネルであるNaNおよびSNSの転写産物は著しくダウンレギュレート
され、その一方、TTX−S αIIIナトリウムチャンネルの転写産物は、小径D
RGニューロンでアップレギュレートされていた。これらの変化は、外傷から引
き起こされる痛覚過敏の一因であるDRGニューロンの高興奮性の原因の一部と
なりうる。
Already, sciatic nerve transection shows dramatic changes in sodium currents in axotomized DRGs, in parallel with the transcripts of various sodium channels in these neurons. It is known. The TTX-R sodium current and the two TTX-R sodium channels (SNS / PN3 and NaN) were significantly attenuated, while the rapidly repriming TT
XS currents become apparent and transcripts of the αIII sodium channel, which produce TTX-S currents, are up-regulated. The present inventors have found that 14 days after surgery, in contrast to axotomy, DRG undergoes CCI-induced changes. Like TTX-R sodium current, TTX-specific for two sensory neurons
The transcripts of the R channels NaN and SNS are significantly down-regulated, while the transcript of the TTX-S αIII sodium channel has a small diameter D
Upregulated in RG neurons. These changes can be part of the hyperexcitability of DRG neurons that contribute to hyperalgesia caused by trauma.

【0141】[0141]

【実施例17】 パッチクランプ法を用いるNaNチャンネル活性を調節す
る薬剤のアッセイ法 クローニングNa+チャンネルを発現する細胞を用い、NaNチャンネルの活 性を調節する薬剤、例えば、チャンネルを遮断し、または阻害し、あるいはチャ
ンネルの開口を促進する薬剤をアッセイする。チャンネル活性は電位依存性であ
るため、試験する薬剤によって変調されたベースライン活性を観察するためには
、脱分極条件を用いることもある。脱分極は、利用可能ないかなる手段によって
も達成できるが、例えば、細胞外カリウムイオン濃度を約20〜40nMに増加
させるか、あるいは電気パルスを繰り返し印加する、などの方法がある。
Example 17 Assay for Drugs that Modulate NaN Channel Activity Using Patch Clamping Using cells that express cloning Na + channels, drugs that modulate NaN channel activity, eg, block or inhibit channels Alternatively, assay for agents that promote channel opening. Because channel activity is voltage-dependent, depolarizing conditions may be used to observe baseline activity modulated by the agent being tested. Depolarization can be accomplished by any available means, including, for example, increasing the extracellular potassium ion concentration to about 20-40 nM or repeatedly applying an electrical pulse.

【0142】 試験する薬剤をHEK293細胞またはNa+チャンネルを発現する他の形質 転換細胞と培養する(28)。十分な期間培養を続けた後、Na+チャンネル活 性における薬剤によって誘発された変化をパッチクランプ法で測定することがで
きる(29)。これらの測定のデータは、マッキントッシュ・クァドラ950また
は同様のコンピューター上でPulse(バージョン7.52、ドイツ、HEK
A社)などのプログラムを用いて得られる。ガラス毛細管をSutter社P−
87プラー機または同様の装置を用いて、炎で先端を滑らかにして電極(0.8
〜1.5MW)を工作する。通常、細胞については、シール電圧初期値が5Gオ ーム未満である、漏洩電流が大きい(−80mでの保持電流が0.1nA未満)
、膜に気泡がある、およびアクセス抵抗値が5Mオーム未満である場合のみ分析
が考慮される。アクセス抵抗値をモニターし、抵抗値に変動が生じた場合はデー
タを使用しない。直列の補償抵抗を用いて、電圧誤差を最小にする、そして、必
要であればコンピューター制御アンプまたは同様の手法でキャパシタンス浮動を
相殺する。
The agent to be tested is cultured with HEK293 cells or other transformed cells expressing a Na + channel (28). After incubation for a sufficient period of time, drug-induced changes in Na + channel activity can be measured by patch-clamping (29). The data for these measurements was obtained on a Macintosh Quadra 950 or similar computer using Pulse (version 7.52, HEK, Germany).
(Company A). Glass capillaries from Sutter P-
Using a 87 puller machine or similar device, smooth the tip with a flame and use the electrode (0.8
(1.5 MW). Usually, for cells, the initial value of the sealing voltage is less than 5 G ohm, and the leakage current is large (the holding current at -80 m is less than 0.1 nA).
The analysis is only considered if there are bubbles in the membrane and the access resistance is less than 5 Mohm. Monitor the access resistance value and do not use the data if the resistance value fluctuates. A series compensation resistor is used to minimize voltage errors and, if necessary, cancel out capacitance drift with a computer controlled amplifier or similar technique.

【0143】 電位依存性活性化および不活性化を比較できるよう、細胞は、通常、補償後の
最大電圧変動が10mV以下となるものを使用する。電圧クランプ記録を取るた
めにリニアサブトラクション法を用いる。膜電流は、典型的には5KHzでフィ
ルターをかけ、20KHzでサンプリングする。ピペット溶液は、140mM CsF、2mM MgCl2、1mM EGTAおよび10mM Na−HEPES
(pH7.3)などの標準的溶液を含む。標準のベージング溶液は140mM NaCl、3mM KCl、2mM MgCl2、1mM CaCl2、10mM H
EPES、および10mMグルコース(pH7.3)などの標準的溶液である。
In order to enable comparison between voltage-dependent activation and inactivation, cells are usually used whose maximum voltage fluctuation after compensation is 10 mV or less. A linear subtraction method is used to take a voltage clamp record. The membrane current is typically filtered at 5 KHz and sampled at 20 KHz. Pipette solution, 140mM CsF, 2mM MgCl 2, 1mM EGTA and 10 mM Na-HEPES
(PH 7.3). Standard paging solutions were 140 mM NaCl, 3 mM KCl, 2 mM MgCl 2 , 1 mM CaCl 2 , 10 mM H
Standard solutions such as EPES, and 10 mM glucose (pH 7.3).

【0144】 適切な濃度のTTXに暴露するか、および/または、それらの異なる定常(電
位)不活性化特性に基づきトロドトキシン(TTX)抵抗性およびTTX感受性
Na+電流を区別する、プレ・パルスプロトコルによってTTX抵抗性およびT TX感受性電流を測定する。
Pre-pulses that are exposed to appropriate concentrations of TTX and / or distinguish between trototoxin (TTX) resistance and TTX-sensitive Na + currents based on their different steady-state (potential) inactivation properties Measure TTX resistance and TTX sensitive current by protocol.

【0145】 標準的パルスプロトコルを用いて、データを収集し、解析して電位依存性、定
常(電位)状態の特性、キネティックス、およびリプライミングなどのナトリウ
ム電流の性状を測定する。電流量および細胞のキャパシタンスを測定することに
よりNa+電流密度を推定し、これに基づいて異なる条件下でのチャンネル密度 を比較することが可能となる(22,30)。電流クランプ条件で細胞を調べて
、自発性および誘発性活動電位の発生パターン、発生の閾値、反応周波数特性、
および脱分極・過分極、さらに発電の他の局面を調べる(55)。NaNを発現
する対照細胞、および試験する薬剤に曝露された細胞の両方でこれらの測定を行
う。
Data is collected and analyzed using standard pulse protocols to determine sodium current properties such as potential dependence, steady state (potential) state properties, kinetics, and repriming. By measuring the amount of current and the capacitance of the cells, it is possible to estimate the Na + current density and to compare the channel densities under different conditions based on this (22, 30). By examining cells under current clamp conditions, the pattern of spontaneous and evoked action potential generation, threshold of occurrence, response frequency characteristics,
In addition, depolarization / hyperpolarization and other aspects of power generation are examined (55). These measurements are made on both control cells expressing NaN and cells exposed to the agent being tested.

【0146】[0146]

【実施例18】 細胞内ナトリウム[Na+]測定によるNaNチャンネル 活性を調節する薬剤のアッセイ 試験する薬物を、NaNチャンネル活性を呈する細胞とともに培養する。十分
な期間の培養後、薬剤により誘発されたNa+チャンネル活性の変化を、SBF Iを用い、イメージの相対強度により[Na+]量を測定する。本方法では、S BFI(ナトリウム結合性ベンゾフランイソフタレート(33))のようなNa + の指示薬または同様の色素を用いて、よって細胞質中のフリー[Na+]を測定
する。まず、細胞に膜透過性であるSFBIのアセトキシメチル・エステル体(
SBFI/AM)または同様の色素(通常、ジメチルスルフォキシド(DMSO
)に10mMの濃度に溶かしてストック溶液とする)をロード(浸透)させる。
市販の相対光強度測定装置(例えば、Georgia Instruments
社製品など)を用いて顕微鏡のステージ上で信号強度を記録する。適切な波長(
例えば、340:385nm)の励起光を供給する。励起光を円二色性反射盤(
400nm)を通して、細胞へ通過させ、450nm以上の発光を集光する。蛍
光シグナルは、例えば(GenIISySなどの)イメージ・インテンシファイア
ーで増幅され、CCDカメラまたは同様のデバイスに集められ、フレーム・グラ
バーへインターフェースされる。蛍光の減衰を考慮して、細胞質中フリー[Na + ]のアッセイには340:385の波長比が用いられる。
Example 18 Intracellular sodium [Na+Assay for Drugs that Modulate NaN Channel Activity by Measurement The drug to be tested is cultured with cells that exhibit NaN channel activity. sufficient
After a long period of culture, the drug-induced Na+The change in channel activity was determined using SBFI and the relative intensity of the image [Na+] Measure the amount. In this method, a Na such as SBFI (sodium-binding benzofuran isophthalate (33)) is used. + Indicator or a similar dye, and thus free [Na+] Measure
I do. First, the acetoxymethyl ester of SFBI, which is membrane permeable to cells (
SBFI / AM) or a similar dye (usually dimethyl sulfoxide (DMSO
) Is dissolved to a concentration of 10 mM to prepare a stock solution).
A commercially available relative light intensity measuring device (for example, Georgia Instruments)
Signal intensity on a microscope stage using a microscope. The appropriate wavelength (
For example, excitation light of 340: 385 nm) is supplied. The excitation light is converted to a circular dichroic reflector (
(400 nm) to pass through the cells and collect the emission of 450 nm or more. firefly
The optical signal is, for example, an image intensifier (such as GenIISyS).
Amplified by a CCD camera or similar device.
Interfaced to the bar. In consideration of the decay of the fluorescence, free in the cytoplasm [Na + ] Uses a wavelength ratio of 340: 385.

【0147】 SBFIの蛍光強度を較正するため、細胞に既知濃度のNa+を含む較正用溶 液を潅流する(典型的には、0および30mM、または、0,30および50m
M[Na+]、およびグラミシジンおよびモネンシン)。RoseとRanso mの報告によれば(34)、SBFIの345/390の蛍光比は[Na+]i濃
度の変化に対して単調に変化する。実験は複数(典型的には少なくとも4)の異
なるカバーガラスを用いて繰り返し行い、対照用細胞、およびチャンネルの活性
を遮断し、阻害し、または増強する様々の濃度の薬剤に曝露した細胞において統
計的に有意な測定結果が得られるようにする。このような方法はSonthei
merらにより解説されている(32)。
To calibrate the fluorescence intensity of SBFI, cells are perfused with a calibration solution containing a known concentration of Na + (typically 0 and 30 mM, or 0, 30 and 50 mM).
M [Na +], and gramicidin and monensin). According to Rose and Ransom (34), the 345/390 fluorescence ratio of SBFI varies monotonically with changes in [Na + ] i concentration. Experiments were repeated with multiple (typically at least 4) different coverslips, and statistics were obtained on control cells and cells exposed to various concentrations of drugs that block, inhibit, or enhance channel activity. To obtain highly significant measurement results. Such a method is Sonthei
described by Mer et al. (32).

【0148】[0148]

【実施例19】 シンチグラフィック・イメージングによるNaNチャンネ
ル活性を調節する薬物のアッセイ クローンしたNa+チャンネルを発現する細胞株を用い、NaNチャンネル活 性を調節する薬剤、例えば、チャンネルを遮断し、阻害し、あるいはチャンネル
の開口を促進する薬剤をアッセイする。例えば、試験する薬剤を、Na+チャン ネルを発現するHEK293、または他の形質転換細胞(28)と培養する。十
分な期間の培養後、アイソトープ法によりNa+の流入量を測定し、薬剤により 誘発されたNa+チャンネル活性の変化を検出する。22Naは、ガンマ線の放出 体であり、Na+の流量測定に利用でき(31)、そして36Rb+はNaチャンネ
ル活性の指標となるNa+/K+ATPase活性の測定に利用できる(32)。 86 Rb+イオンはK+イオンと同様にNa+/K+ATPaseに取り込まれるが、
その半減期は42+よりもはるかに長いという利点を有する(35)。したがっ て、一方向性のウアバイン感受性36Rb+の取り込みを測定することにより、活 動電位の源であるNa+/K+ATPase活性を定量的にアッセイすることがで
きる。
Embodiment 19 NaN channel by scintigraphic imaging
Assay for Drugs that Modulate Cell Activity+Agents that modulate NaN channel activity, such as blocking, inhibiting, or inhibiting channels, using cell lines that express channels
Assay for agents that promote the opening of the. For example, if the drug to be tested is Na+Culture with HEK293 expressing the channel, or other transformed cells (28). Ten
After culturing for a short period of time, Na isotope method+Was measured and the Na induced by the drug was measured.+Detect changes in channel activity.twenty twoNa is a gamma ray emitter and Na+(31), and can be used to measure the flow rate of36Rb+Is Na Channel
(32). 86 Rb+Ion is K+It is taken in by Na + / K + ATPase like ion,
Its half-life is42K+It has the advantage of being much longer than (35). Therefore, one-way ouabain sensitivity36Rb+By measuring the uptake of Na, the activity of Na + / K + ATPase, which is the source of the action potential, can be quantitatively assayed.
Wear.

【0149】 NaNを発現する細胞を培養しアイソトープ標識した後、細胞内のアイソトー
プ含量を液体シンチレーションカウンターまたは類似の方法で測定し、細胞蛋白
量を培養細胞用変法等(37)に従うビシンコニン酸蛋白アッセイ(36)等で
決定する。Na+を遮断し、阻害し、またはチャンネルの開口を促進する薬剤の 存在下または非存在下で22Naおよび36Rb+の流量を決定する。これによりこ れら薬剤のNaNに対する作用の決定が可能となる。
After culturing NaN-expressing cells and labeling them with isotopes, the intracellular isotope content is measured by a liquid scintillation counter or a similar method, and the amount of cellular proteins is determined by the bicinchoninic acid protein according to the modified method for cultured cells (37). Determined by assay (36) or the like. The flow rates of 22 Na and 36 Rb + are determined in the presence or absence of agents that block and inhibit Na + or promote channel opening. This makes it possible to determine the effect of these drugs on NaN.

【0150】[0150]

【実施例20】 in situ ハイブリダイゼーション a.プローブ プローブは実施例5に記載したように調製する。Example 20 In Situ Hybridization a. Probes Probes are prepared as described in Example 5.

【0151】 b.DRGニューロンの培養 成熟ラットからのDRGニューロンの培養法は確立されており、既に報告され
ている(70)。 簡略に述べると、Splague−Dawley系成熟メス ラットからの腰椎神経節(L4、L5)の支持組織・髄鞘を除去し、コラーゲナ
ーゼ、次いでパパインを含む酵素溶液中で順次培養する。組織を、1:1ダルベ
ッコ改変イーグル培地(DMEM)およびハンクスF12培地、10%ウシ胎児
血清、1.5mg/mlトリプシン・インヒビター、1.5mg/mlウシ血清
アルブミン、100単位/mlペニシリン、および0.1mg/mlストレプト
マイシンをふくむ培養液中で摩砕し、細胞を500〜1000個/mm2の密度 でポリオルニチン/ラミニンを塗布したカバーガラス上に播いた。細胞を加湿し
た95%空気/5%CO2インキュベーター中で、37℃に一晩維持し、その後 、前述のように in situ ハイブリダイゼーション・細胞化学用に処理す る(56,57)。熟練した当業者であれば、同様の方法で三叉神経節を培養す
ることもできる。
B. Culture of DRG neurons Culture of DRG neurons from adult rats has been established and has been reported (70). Briefly, the supporting tissues and myelin of the lumbar ganglia (L4, L5) from adult Sprague-Dawley female rats are removed, and cultured in an enzyme solution containing collagenase and then papain. Tissues were cultured in 1: 1 Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) and Hanks' F12 medium, 10% fetal bovine serum, 1.5 mg / ml trypsin inhibitor, 1.5 mg / ml bovine serum albumin, 100 units / ml penicillin, and The cells were triturated in a culture solution containing 0.1 mg / ml streptomycin, and the cells were seeded at a density of 500 to 1000 cells / mm 2 on a cover glass coated with polyornithine / laminin. The cells are maintained at 37 ° C. overnight in a humidified 95% air / 5% CO 2 incubator and then processed for in situ hybridization and cytochemistry as previously described (56,57). Those skilled in the art can also culture trigeminal ganglia in a similar manner.

【0152】 c.組織の調製 Splague−Dawley系成熟メスラットを、例えば抱水クロラールで
深層麻酔し、まず、リン酸バッファー生理食塩水(PBS)溶液で、次に4%パ
ラフォルムアルデヒド添加ソレンセンリン酸バッファー、pH7.4を、4℃で
心臓を通して還流した。潅流固定の後、L4およびL5の部位の後根神経節およ
び三叉神経節を採取し、新鮮な固定液中に置いた。2〜4時間後、組織を4%パ
ラフォルムアルデヒドおよび30%Sucroseを含む0.14Mリン酸バッ
ファー中に置き、4℃で一晩保存した。15μmの組織切片を切り、ポリ-L-リ
ジンを塗布したスライドガラス上に置いた。スライドを以前に報告されたように
in situハイブリダイゼーション・細胞化学用に処理する(24,56) 。in situハイブリダイゼーション・細胞化学処理を行った後、スライド を脱水、清浄し、Permountでマウントした。図5にこの結果を示す。
C. Tissue Preparation Mature Sprague-Dawley female rats are deeply anesthetized with, for example, chloral hydrate, and first with a phosphate buffered saline (PBS) solution, and then with sorensen phosphate buffer containing 4% paraformaldehyde, pH 7.4. Was perfused through the heart at 4 ° C. After perfusion fixation, the dorsal root ganglia and trigeminal ganglia at L4 and L5 sites were harvested and placed in fresh fixative. After 2-4 hours, the tissues were placed in 0.14M phosphate buffer containing 4% paraformaldehyde and 30% Sucrose and stored at 4 ° C overnight. 15 μm tissue sections were cut and placed on glass slides coated with poly-L-lysine. Slides are processed for in situ hybridization and cytochemistry as previously reported (24,56). After in situ hybridization and cytochemical treatment, slides were dehydrated, cleaned, and mounted with Permount. FIG. 5 shows the result.

【0153】 NaNセンス・リボプローブでハイブリダイズしたDRG切片は、非特異的標
識を示さなかった(図5、パネルC)。NaNアンチセンス・リボプローブをハ
イブリダイズしたDRG(図5、パネルA)および三叉神経節(パネルB)では
、NaNのシグナルが殆どの小ニューロン(直径30mm未満)に存在しており
、対照的に、殆どの大ニューロン(直径30mm以上)は、NaNのハイブリダ
イゼーションによるシグナルを示さなかった。アンチセンスNaNリボプローブ
をハイブリダイズした脊索、小脳および肝臓の切片には特異的シグナルは観察さ
れなかった(それぞれ、パネルD、EおよびF)。
DRG sections hybridized with the NaN sense riboprobe showed no non-specific labeling (FIG. 5, panel C). In the DRG hybridized with the NaN antisense riboprobe (FIG. 5, panel A) and the trigeminal ganglion (panel B), the signal of NaN is present in most small neurons (<30 mm in diameter). Most of the large neurons (30 mm or more in diameter) did not show signals due to NaN hybridization. No specific signal was observed in sections of notochord, cerebellum and liver hybridized with the antisense NaN riboprobe (panels D, E and F, respectively).

【0154】[0154]

【実施例21】 マイクロサテライト配列 以下にマウスのイントロン・マイクロサテライト配列を示す。これらのマイク
ロサテライトは、ヒトSCN11a遺伝子では多型性を示すかもしれない、疾病
に関連する変異体対立遺伝子をスクリーニングするためのマーカーとして利用で
きるであろう。このようなスクリーニング法として、ハイブリダイゼーションま
たはアンプリフィケーション・アッセイは、容易く利用できる。Sambroo
kら、またはAsubelらの著書を参照。
Example 21 Microsatellite Sequence The mouse intron microsatellite sequence is shown below. These microsatellites could be used as markers to screen for mutant alleles associated with the disease that may show polymorphisms in the human SCN11a gene. Hybridization or amplification assays are readily available as such screening methods. Sambrook
See, e.g., K. et al.

【0155】 イントロン4:マイクロサテライトはdTdg AGTTTAATGTTGAGTGAATTGTGGTGGTGATTTCCCACTTGAGGCCTTTGTGTTAAAGCCCAATGT
GTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGGTTGGGGGGTGGTGGCAGAGT
CTGGTATTGGTAAGGTGAGAGCAATCCCAGAACGTCCACCTGCTCTTCCATTTTATTAATCAGGCAGGCCTC
T イントロン5:マイクロサテライトはdCdTdG(dNdG2)x(X5− 30) GTAAGCCACTGGCTCTTAACTAAAATGCTCGTTGGCATTAGAACATTTCTGAGCTGGGGTGGTGGT
GGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGATGGTGGTGGTGGAGGTGGNGGTGGA
GGTGGTGGCTGTGGTGGTGGNGGTGGTGGTGGTGGTGGANGTGGANGTGGTGGCGTGGTGGTGGNGGTGGTG
GTGGAGGTGGTGGCTGTGGTGGTNGTGGTGGC イントロン6:マイクロサテライトはdCdA TGTGCATGCTTGATTCCCAGCTCCTATGGTCTGATTACTCGGTCCTTAGGAGCAAGGCCAGACTGT
CCACCCTGACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACAGTGTAGAGAATTACC
TCATTCTTGGAGTTTCTCTGGAAAAGGAATGTCTCAAAGCCAAGTTCACAGAGCAACAGCTG イントロン8:5'マイクロサテライトはdTdCg続いてdTのストレッチ TGTTAGAAACTCTAAGACAATGAAGCACCATGCTGGAAATAAGAGCACAAACTCTTTCTTCATGCA
TTACCCACTGCTTGTGCTTTCACCTTAGTGCTCGTGCTCTCTCTTTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCT
CTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTTTTTTTTTTTTTT イントロン8:3'マイクロサテライトはdCdA CACACACACACACACACACACACACACACACACACACACAGAGAAACACTGTCGCAGTCATACATA
TAAAGATAAATACATCTTAAAAAAAGAACCATGTGATTGAGTTATAAAATATTCCAACTTAT イントロン10B:マイクロサテライトはdCdA、続いて、3個のヌクレオ
チド下流のdCdA3 AGGTCATTTCCTCTGCAGTGTGCTTGGCAGGAAAAACTTCCTGGCTATTCAAGTCAGTGCCCTGCT
TGATCATCCATGTATCACACACACACAAAACAAACAAACAAACAAACAAAACCCTGGGGAAGAAGGAAGAGG
TTAAGCACATAGGCAGAGAGCAGCCAGGCTGACTCAGAGCAAACACCTGATCATTCTTCCAT イントロン12:マイクロサテライトはdpydG(dt/dCdG) GTGCTGGGATCAAAGGCGTGCGCCGCCACCACGCCCGGCCCCTTTTTATGTTTCAAATTTACTTTT
ATCATGTGCACGTGTGTGGGTGCGTGCATGTGTGTGCGTGCGTGTGCGTGTGNGTGTGNGTGTGTGTGTGTG
TGTGTGTGTGTGTGTGTGTG イントロン14:マイクロサテライトはdCdA CACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACTTGCATCTT
TGAGTTAATTGGATAGGCTGAGTCTTACACCGGAATCATACTGTTGC イントロン15A:マイクロサテライトはdCdA CCAATGAGAGACTCTTGTCTCAAAAAAGCCATGGTGTCCAGATCCTGAGGAATAACACCTAAGAAT
GTGCTCTGGCCTGAAAACACACACACACACACACACACACACACACACACACACAGTTTTATTTATTTATTT
AAAAAAATATGTCTCTAGGCATTGCTGAAATGTCTCCTACAGGATTAAGTCAACCAGAGCCA 上記の議論および実施例は、単に特定の好適な実施の形態の詳細な記述を提示
するものであることを理解すべきである。本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなく様々な修正や等価な変更がなしうることは、当業者にとっては明白であ
ろう。
Intron 4: microsatellite is dTdg AGTTTAATGTTGAGTGAATTGTGGTGGTGATTTCCCACTTGAGGCCTTTGTGTTAAAGCCCAATGT
GTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGGTTGGGGGGTGGTGGCAGAGT
CTGGTATTGGTAAGGTGAGAGCAATCCCAGAACGTCCACCTGCTCTTCCATTTTATTAATCAGGCAGGCCTC
T intron 5: micro satellite is dCdTdG (dNdG2) x (X5-30) GTAAGCCACTGGCTCTTAACTAAAATGCTCGTTGGCATTAGAACATTTCTGAGCTGGGGTGGTGGT
GGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGGTGATGGTGGTGGTGGAGGTGGNGGTGGA
GGTGGTGGCTGTGGTGGTGGNGGTGGTGGTGGTGGTGGANGTGGANGTGGTGGCGTGGTGGTGGNGGTGGTG
GTGGAGGTGGTGGCTGTGGTGGTNGTGGTGGC Intron 6: microsatellite is dCdA TGTGCATGCTTGATTCCCAGCTCCTATGGTCTGATTACTCGGTCCTTAGGAGCAAGGCCAGACTGT
CCACCCTGACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACAGTGTAGAGAATTACC
TCATTCTTGGAGTTTCTCTGGAAAAGGAATGTCTCAAAGCCAAGTTCACAGAGCAACAGCTG Intron 8: 5 'microsatellite stretches dTdCg followed by dT TGTTAGAAACTCTAAGACAATGAAGCACCATGCTGGAAATAAGAGCACAAACTCTTTCTTCATGCA
TTACCCACTGCTTGTGCTTTCACCTTAGTGCTCGTGCTCTCTCTTTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCT
CTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTCTTTTTTTTTTTTTTTT Intron 8: 3 'microsatellite is dCdA CACACACACACACACACACACACACACACACACACACACAGAGAAACACTGTCGCAGTCATACATA
TAAAGATAAATACATCTTAAAAAAAGAACCATGTGATTGAGTTATAAAATATTCCAACTTAT Intron 10B: microsatellite dCdA, followed by dCdA 3 nucleotides downstream dCdA 3 AGGTCATTTCCTCTGCAGTGTGCTTGGCAGGAAAAACTTCCTGGCTATTCAAGTCAGTGCCCTGCT
TGATCATCCATGTATCACACACACACAAAACAAACAAACAAACAAACAAAACCCTGGGGAAGAAGGAAGAGG
TTAAGCACATAGGCAGAGAGCAGCCAGGCTGACTCAGAGCAAACACCTGATCATTCTTCCAT Intron 12: Microsatellite dpydG (dt / dCdG) GTGCTGGGATCAAAGGCGTGCGCCGCCACCACGCCCGGCCCCTTTTTATGTTTCAAATTTACTTTT
ATCATGTGCACGTGTGTGGGTGCGTGCATGTGTGTGCGTGCGTGTGCGTGTGNGTGTGNGTGTGTGTGTGTGTG
TGTGTGTGTGTGTGTGTGTG Intron 14: microsatellite is dCdA CACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACTTGCATCTT
TGAGTTAATTGGATAGGCTGAGTCTTACACCGGAATCATACTGTTGC Intron 15A: micro satellite is dCdA CCAATGAGAGACTCTTGTCTCAAAAAAGCCATGGTGTCCAGATCCTGAGGAATAACACCTAAGAAT
GTGCTCTGGCCTGAAAACACACACACACACACACACACACACACACACACACACAGTTTTATTTATTTATTT
AAAAAAATATGTCTCTAGGCATTGCTGAAATGTCTCCTACAGGATTAAGTCAACCAGAGCCA It should be understood that the above discussion and examples merely present a detailed description of certain preferred embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and equivalent changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

【0156】 引用文献 下記の文献が引用され、そして上記で考察された。本明細書で言及された、こ
れらおよびその他のいかなる文献も、それら全体が引用文献としてここに援用さ
れる。 (1) Catterall, W.A. (1993) Trends in Neurosciences 16: 500−6. (2) Isom, L.L., De Jongh, K.S.およびCatterall, W.A. (1994) Neuron 12: 1
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【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 ラットNaN cDNAの配列を示す。FIG. 1 shows the sequence of rat NaN cDNA.

【図2】 ラットNaN cDNAの推定上のアミノ酸配列を示す。ドメインI−IVの
予測された細胞膜部分に下線が引いてある。TTX−R表現型に関連するDI−
SS2のアミノ酸、セリン“S”は、太活字で示してある。
FIG. 2 shows the putative amino acid sequence of rat NaN cDNA. The predicted cell membrane portion of domains I-IV is underlined. DI- associated with the TTX-R phenotype
The amino acid of SS2, serine "S", is shown in bold type.

【図3】 NaNのα−サブユニットの予測された2次構造の模式図を表す。FIG. 3 shows a schematic diagram of the predicted secondary structure of the α-subunit of NaN.

【図4】 様々な組織からの抽出物のα−NaNについての、NaNに特異的なプライマ
ーを使って行ったRT−PCR分析結果を示す。NaNは、背骨神経節と三叉神
経節において多量に発現している。低レベルのNaNが大脳半球と網膜組織にお
いて検出される。小脳、視神経、脊髄、挫骨神経、上位頸部神経節、骨格筋、心
筋、副腎、子宮、肝臓および腎臓では、NaN信号は検出されない。
FIG. 4 shows the results of RT-PCR analysis of α-NaN of extracts from various tissues using NaN-specific primers. NaN is abundantly expressed in spinal and trigeminal ganglia. Low levels of NaN are detected in the cerebral hemisphere and retinal tissue. No NaN signal is detected in the cerebellum, optic nerve, spinal cord, osteotomy, upper cervical ganglion, skeletal muscle, myocardium, adrenal gland, uterus, liver and kidney.

【図5】 インサイチュハイブリダイゼーションによる、α−NaNの組織内分布を示す
。全ての組織は、成長したスプレードーリーラットからのものである。スケール
バー=50μm
FIG. 5 shows tissue distribution of α-NaN by in situ hybridization. All tissues are from grown spray dolly rats. Scale bar = 50 μm

【図5A】 三叉神経節細胞は、中程度から高程度のハイブリダイゼーション信号を示す。FIG. 5A. Trigeminal ganglion cells show moderate to high hybridization signals.

【図5B】 後根神経節細胞は、その小さな細胞において、中程度から高程度のハイブリダ
イゼーション信号を示す。大きな後根神経節細胞では、ハイブリダイゼーション
信号が減衰している(矢印)。
FIG. 5B. Dorsal root ganglion cells show moderate to high hybridization signals in their small cells. In large dorsal root ganglion cells, the hybridization signal is attenuated (arrow).

【図5C】 DRGニューロンにおいては、センスプローブの信号が無い。FIG. 5C. In DRG neurons, there is no sense probe signal.

【図5D】 脊髄においては、ハイブリダイゼーション信号は見られない。FIG. 5D. No hybridization signal is seen in the spinal cord.

【図5E】 小脳においては、ハイブリダイゼーション信号は見られない。FIG. 5E. No hybridization signal is seen in the cerebellum.

【図5F】 肝臓においては、ハイブリダイゼーション信号は見られない。FIG. 5F. No hybridization signal is seen in the liver.

【図6】 ラットのα−サブユニットのドメイン1の増幅生産物の予測された長さ、およ
びそのサブユニットに特異的な制限酵素プロフィールを示す。
FIG. 6 shows the predicted length of the amplified product of domain 1 of the rat α-subunit and the restriction enzyme profile specific for that subunit.

【図7A】 マウスのNaNのヌクレオチドを示す。FIG. 7A shows nucleotides of mouse NaN.

【図7B】 マウスのNaNのアミノ酸の配列を示す。FIG. 7B shows the amino acid sequence of mouse NaN.

【図8A】 ヒトNaNタンパク質の部分的なヌクレオチド配列を示す。FIG. 8A shows a partial nucleotide sequence of the human NaN protein.

【図8B】 ヒトNaNタンパク質の部分的なアミノ酸配列を示す。FIG. 8B shows a partial amino acid sequence of the human NaN protein.

【図9】 成長したラットのL4/5神経節から得られ、NaNに対する抗体と反応し、
免疫蛍光局在決定用に処理されたDRGニューロンの培養物を示す。
FIG. 9: Obtained from adult rat L4 / 5 ganglia, reacting with antibodies to NaN
1 shows a culture of DRG neurons processed for immunofluorescence localization.

【図9ab】 NaN免疫染色は、DRGニューロンの細胞体で顕著である。FIG. 9ab. NaN immunostaining is prominent in the cell bodies of DRG neurons.

【図9c】 NaNは、DRGニューロンの細胞体並びに神経突起に存在する。FIG. 9c. NaN is present in the cell body as well as in neurites of DRG neurons.

【図9d】 NaNタンパク質を発現しないニューロンのノルマルスキー写真像。FIG. 9d is a Normalsky photograph of a neuron that does not express NaN protein.

【図9d'】 NaNタンパク質を発現しないニューロンの蛍光写真像。FIG. 9d ′ is a fluorescence photograph of a neuron that does not express NaN protein.

【図10】 マウス染色体9末端上での、Scn1 1aおよびそれに関連する遺伝子の場
所を示す。
FIG. 10 shows the location of Scn11a and its related genes on the 9-terminal of the mouse chromosome.

【図10A】 ジャクソンBSSバッククロスからのハプトタイプ。黒箱は、C57BL/6
Jアリールを表し、白箱は、SPRET/Eiアリールを表す。それぞれのハプ
トタイプを持つ動物数が、それそれの行の下に示してある。タイピングが不明瞭
なときは、欠けているデータは、近接したデータから推論された。
FIG. 10A: Haptotype from Jackson BSS backcross. Black box is C57BL / 6
J represents aryl, open box represents SPRET / Ei aryl. The number of animals with each haptotype is shown below each row. When typing was ambiguous, missing data was inferred from nearby data.

【図10B】 図10Aのデータに基づく染色体9末端のマップ。MGDコンセンサスマップ
からのScn5aとScn10aの位置およびヒトのオルソログ位置が印されて
いる。ナンバーは、コンセンサスマップ上のcM位置である(http://www.infor
matics.jax.org/bin/ccr/index)。
FIG. 10B is a map of the chromosome 9 terminal based on the data of FIG. 10A. The positions of Scn5a and Scn10a from the MGD consensus map and the human ortholog position are marked. The number is the cM position on the consensus map (http: //www.infor
matics.jax.org/bin/ccr/index).

───────────────────────────────────────────────────── 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 C07K 16/18 4C085 C07K 16/18 C12P 21/02 C 4H045 C12N 5/10 G01N 33/566 15/09 ZNA 33/84 Z C12P 21/02 A61K 37/02 G01N 33/566 C12N 5/00 B 33/84 15/00 ZNAA (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AU,CA,J P,US Fターム(参考) 2G045 AA40 BB20 BB24 CB01 CB17 CB26 CB30 DA12 DA13 DA14 DA36 DA80 DB09 FA16 FA19 FA20 FA34 FB02 FB03 FB05 FB06 FB07 FB08 FB12 GC19 GC20 4B024 AA01 AA11 BA80 CA04 DA01 DA02 DA05 DA11 EA04 GA11 4B064 AG01 CA19 CC24 DA13 4B065 AA01X AA57X AA87X AA93Y AB01 AC14 BA02 CA24 CA46 4C084 AA02 AA17 BA03 CA53 CA62 DC50 ZA052 ZA082 ZB112 4C085 AA13 AA14 BB11 CC05 DD22 DD33 EE01 4H045 AA10 AA11 BA10 CA40 DA50 EA50 FA72 FA74 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61P 43/00 111 C07K 16/18 4C085 C07K 16/18 C12P 21/02 C 4H045 C12N 5/10 G01N 33 / 566 15/09 ZNA 33/84 Z C12P 21/02 A61K 37/02 G01N 33/566 C12N 5/00 B 33/84 15/00 ZNAA (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), AU, CA, JP, US F term (reference) 2G045 AA40 BB20 BB24 CB01 CB17 CB26 CB30 DA12 DA13 DA14 DA36 DA80 DB09 FA16 FA19 FA20 FA34 FB02 FB03 FB05 FB06 FB07 FB08 FB12 GC19 GC20 4B024 AA01 AA11 BA80 CA04 DA01 DA02 DA05 DA11 EA04 GA11 4B064 AG01 CA19 C C24 DA13 4B065 AA01X AA57X AA87X AA93Y AB01 AC14 BA02 CA24 CA46 4C084 AA02 AA17 BA03 CA53 CA62 DC50 ZA052 ZA082 ZB112 4C085 AA13 AA14 BB11 CC05 DD22 DD33 EE01 4H045 AA40 FA10 BA10

Claims (29)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 図1、図7A、または図8Aに示される配列を含む核酸分子
と、図2、図7B、図8Bの配列、または該配列の対立遺伝子変異体をコードす
る核酸分子と、ストリンジェントな条件下、前記の配列の1つにハイブリダイズ する核酸分子とからなる群より選ばれる単離された核酸分子。
1. A nucleic acid molecule comprising the sequence shown in FIG. 1, 7A, or 8A, and a nucleic acid molecule encoding the sequence of FIG. 2, 7B, 8B, or an allelic variant of the sequence. An isolated nucleic acid molecule selected from the group consisting of: a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions to one of the above sequences.
【請求項2】 前記核酸が後根神経節または三叉神経節において選択的に発
現する電位依存性Na+チャンネルをコードすることを特徴とする、請求項1に 記載の単離された核酸分子。
2. The isolated nucleic acid molecule of claim 1, wherein said nucleic acid encodes a voltage-gated Na + channel that is selectively expressed in the dorsal root ganglion or trigeminal ganglion.
【請求項3】 前記核酸がヒトNaNナトリウムチャンネルをコードするこ
とを特徴とする、請求項2に記載の単離された核酸分子。
3. The isolated nucleic acid molecule of claim 2, wherein said nucleic acid encodes a human NaN sodium channel.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の単離された核酸を単独 か、或いは適当な調節および発現制御要素とともに含む発現ベクター。An expression vector comprising the isolated nucleic acid according to any one of claims 1 to 3 alone or together with appropriate regulatory and expression control elements. 【請求項5】 請求項4に記載の発現ベクターで形質転換された宿主細胞。A host cell transformed with the expression vector according to claim 4. 【請求項6】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の単離された核酸によっ てコードされるNa+チャンネル。6. A Na + channel encoded by the isolated nucleic acid according to any one of claims 1 to 3. 【請求項7】 図2のアミノ酸配列を有することを特徴とする、請求項6に
記載のNa+チャンネル。
7. The Na + channel according to claim 6, having the amino acid sequence of FIG.
【請求項8】 図2、図7B、または図8Bのアミノ酸配列、或いはそのペ
プチド断片のアミノ酸配列を有するタンパク質分子。
8. A protein molecule having the amino acid sequence of FIG. 2, FIG. 7B or FIG. 8B, or the amino acid sequence of a peptide fragment thereof.
【請求項9】 請求項6に記載の単離された核酸によってコードされるタン
パク質。
9. A protein encoded by the isolated nucleic acid according to claim 6.
【請求項10】 請求項6に記載のNa+チャンネルの活性を調節する薬剤 を同定する方法であって、該薬剤を、Na+チャンネルをその表面に発現する細 胞と接触させる工程と、その結果生じるナトリウム電流の変化、膜電位の変化、
または細胞内Na+の変化を測定する工程とを含むことを特徴とする前記方法。
10. A method for identifying an agent that modulates the activity of a Na + channel according to claim 6, comprising the step of contacting the agent with a cell that expresses the Na + channel on its surface. The resulting change in sodium current, change in membrane potential,
Or a step of measuring a change in intracellular Na + .
【請求項11】 前記測定工程が電圧クランプ測定または膜電位の測定によ
って達成されることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
11. The method according to claim 10, wherein the measuring step is achieved by a voltage clamp measurement or a measurement of the membrane potential.
【請求項12】 前記測定工程が細胞内ナトリウムの濃度を測定することに
よって達成されることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
12. The method according to claim 10, wherein said measuring step is achieved by measuring the concentration of intracellular sodium.
【請求項13】 前記測定工程がナトリウムの流入を測定することによって
達成されることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
13. The method according to claim 10, wherein said measuring step is accomplished by measuring sodium influx.
【請求項14】 前記ナトリウムの流入が22Naまたは86Rbを用いて測定
されることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
14. The method of claim 13, wherein said influx of sodium is measured using 22 Na or 86 Rb.
【請求項15】 請求項6に記載のNa+チャンネルをコードするmRNA の転写または翻訳を調節する薬剤を同定する方法であって、該薬剤を、Na+チ ャンネルをその表面に発現する細胞と接触させる工程と、その結果生じるNa+ チャンネル発現のレベルを測定する工程とを含むことを特徴とする前記方法。15. A method for identifying an agent that regulates the transcription or translation of mRNA encoding the Na + channel according to claim 6, wherein the agent is a cell that expresses the Na + channel on its surface. Contacting and measuring the resulting level of Na + channel expression. 【請求項16】 DGDニューロンまたは三叉神経ニューロン中のNaNチ
ャンネルを介してのNa+電流の流れを変化させることが可能な薬剤の有効量を 投与することによって、動物またはヒト被検体において、痛み、感覚異常そして
/または興奮過敏症状を治療する方法。
16. Administering an effective amount of an agent capable of altering the flow of Na + current through NaN channels in DGD or trigeminal neurons to produce pain, A method of treating paresthesia and / or hypersensitivity symptoms.
【請求項17】 請求項6に記載のNa+チャンネルをコードするmRNA の転写または翻訳を調節することが可能な薬剤の有効量を投与することによって
、動物またはヒト被検体において、痛み、感覚異常そして/または興奮過敏症状
を治療する方法。
17. Pain, paresthesia or the like in an animal or human subject by administering an effective amount of an agent capable of modulating the transcription or translation of the mRNA encoding the Na + channel of claim 6. And / or a method of treating hypersensitivity symptoms.
【請求項18】 請求項1に記載の核酸に対してアンチセンスであり、かつ
mRNAを含む細胞におけるNaNチャンネルの発現を調節するのに十分な長さ
である単離された核酸。
18. An isolated nucleic acid that is antisense to the nucleic acid of claim 1 and is long enough to regulate expression of a NaN channel in a cell containing mRNA.
【請求項19】 標識モノクロナール抗体または他のNaNNa+チャンネ ルに特異的な標識リガンドを投与することによって、動物またはヒト被検体にお
いて、痛みの発生の遺伝子座を画像化するか、或いはDGDまたは三叉神経ニュ
ーロンに媒介される興奮過敏症状に関連する痛みのレベルの尺度を提供するシン
チグラフィー法。
19. Administering a labeled monoclonal antibody or other labeled ligand specific to the NaNNa + channel to image the locus of onset of pain or to produce a DGD or A scintigraphic method that provides a measure of the level of pain associated with hypersensitivity symptoms mediated by trigeminal neurons.
【請求項20】 細胞表面で、または細胞内でNaNを検出する工程を含む
ことを特徴とするNaNナトリウムチャンネルを発現する組織、細胞および細胞
型を同定する方法。
20. A method for identifying a tissue, a cell and a cell type that expresses a NaN sodium channel, comprising a step of detecting NaN on a cell surface or in a cell.
【請求項21】 NaNをコードするmRNAをその中で検出する工程を含
むことを特徴とするNaNを発現する組織、細胞および細胞型を同定する方法。
21. A method for identifying a NaN-expressing tissue, cell and cell type, comprising detecting mRNA encoding NaN therein.
【請求項22】 NaNをコードする外因性核酸を発現する形質転換された
細胞を製造する方法であって、請求項1〜3のいずれか1項に記載の単離された 核酸と、適当な調節および発現制御要素とを含む発現ベクターで前記細胞を形質
転換する工程を含むことを特徴とする前記方法。
22. A method for producing a transformed cell that expresses an exogenous nucleic acid encoding NaN, wherein the isolated nucleic acid according to any one of claims 1 to 3 comprises Transforming said cells with an expression vector comprising regulatory and expression control elements.
【請求項23】 NaNチャンネルまたはそのポリペプチド断片に特異的な
単離された抗体。
23. An isolated antibody specific for a NaN channel or a polypeptide fragment thereof.
【請求項24】 前記抗体が標識されていることを特徴とする、請求項23
に記載の抗体。
24. The method according to claim 23, wherein the antibody is labeled.
The antibody according to 1.
【請求項25】 請求項5に記載の形質転換された宿主を、NaNナトリウ
ムチャンネルまたはタンパク質が発現される条件で培養する工程と、該NaNタ
ンパク質を回収する工程とを含むことを特徴とする組換えNaNタンパク質の製
造方法。
25. A set comprising a step of culturing the transformed host according to claim 5 under conditions in which a NaN sodium channel or protein is expressed, and a step of recovering the NaN protein. A method for producing a recombinant NaN protein.
【請求項26】 軸索切断されるか、炎症をおこすか、さもなければ損傷さ
れたDRGニューロンにおいて、急速にリプライミングする電流の流れを変化さ
せる(例えば、増加するか、または減少することによって)ことが可能な薬剤の
有効量を含む治療組成物。
26. Alter the flow of rapidly repriming currents in axotomized, inflamed, or otherwise damaged DRG neurons (eg, by increasing or decreasing). A) a therapeutic composition comprising an effective amount of a drug capable of
【請求項27】 請求項26に記載の治療組成物を投与することによって、
動物またはヒト被検者において、急性の痛み、急性または慢性の、神経性若しく
は炎症性の痛みおよび興奮過敏症状を治療する方法。
27. The method according to claim 26, comprising administering the therapeutic composition according to claim 26.
A method of treating acute pain, acute or chronic, nervous or inflammatory pain and hypersensitivity symptoms in an animal or human subject.
【請求項28】 軸索切断されるか、炎症をおこすか、さもなければ損傷さ
れたDRGニューロンにおいて、NaNチャンネルmRNAをアップレギュレー
トするか、またはダウンレギュレートする能力を試験することによって、痛みお
よび興奮過敏症状を治療するのに用いる候補化合物をスクリーンニングする方法
28. Testing for the ability to up-regulate or down-regulate NaN channel mRNA in axotomized, inflamed, or otherwise damaged DRG neurons. And screening for candidate compounds for use in treating hypersensitivity symptoms.
【請求項29】 実施例20のイントロンマイクロサテライト配列を、明瞭
なシグナルを発生するのに十分なストリンジェンシーの条件で、核酸にハイブリ
ダイズさせる工程を含むことを特徴とする核酸試料中のNaN対立遺伝子変異体
をスクリーンニングする方法。
29. NaN allele in a nucleic acid sample comprising a step of hybridizing the intron microsatellite sequence of Example 20 to a nucleic acid under conditions of sufficient stringency to generate a distinct signal. A method for screening gene variants.
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