JP2002523112A - Toxicological markers - Google Patents

Toxicological markers

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JP2002523112A
JP2002523112A JP2000567743A JP2000567743A JP2002523112A JP 2002523112 A JP2002523112 A JP 2002523112A JP 2000567743 A JP2000567743 A JP 2000567743A JP 2000567743 A JP2000567743 A JP 2000567743A JP 2002523112 A JP2002523112 A JP 2002523112A
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nucleic acid
molecule
acid molecule
sample
molecules
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Application number
JP2000567743A
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Japanese (ja)
Inventor
カニンガム、メアリー・ジェーン
ゼイガー、ゲーリー・ビー
パンザー、スコット・アール
サイルハマー、ジェフリー・ジェイ
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Incyte Corp
Original Assignee
Incyte Pharmaceuticals Inc
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6809Methods for determination or identification of nucleic acids involving differential detection

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、複数の核酸分子を含む組成物に関連する。この組成物をマイクロアレイのハイブリダイズ可能なアレイエレメントに用いることが可能である。また、本発明は、化合物をスクリーニングする方法及び有毒化合物を示す代謝反応の治療法に関連する。   (57) [Summary] The invention relates to a composition comprising a plurality of nucleic acid molecules. This composition can be used for hybridizable array elements of a microarray. The invention also relates to methods of screening for compounds and methods of treating metabolic reactions indicative of toxic compounds.

Description

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

【0001】 関連する出願 本発明は、特許協力条約(PCT)出願であり、以下の米国出願の恩典を請求
する。1998年8月28日に提出された仮出願ではない米国出願第09/141,825
号、代理人整理番号PA-0010US、及び1998年10月13日に提出された仮出
願ではない米国出願第09/172,711号、代理人整理番号PA-0011US、1998年1
0月13日に提出された仮出願ではない米国出願第09/172,108号、代理人整理番
号PA-0012US。
RELATED APPLICATIONS The present invention is a Patent Cooperation Treaty (PCT) application, claiming the benefit of the following United States application: US Provisional Application No. 09 / 141,825, filed August 28, 1998, which is not a provisional application
No. 09-172,711, non-provisional application filed on Oct. 13, 1998, attorney reference number PA-0011US, Jan. 1998
US Provisional Application Ser. No. 09 / 172,108, non-provisional application filed on Jan. 13, attorney docket number PA-0012US.

【0002】 技術分野 本発明は、代謝的及び毒物学的反応を検出する際に用いる組成物及びその方法
に関連する。背景技術 毒性検査は、時間のかかる必須の製剤過程の一つである。代謝への効果の決定
し、リード薬剤(lead drug)候補の毒性を検出する高速のスクリーニングに、
遺伝子発現マイクロアレイを使用可能である。例えば、種々のマイクロアレイを
、完全長の遺伝子又は遺伝子断片を用いて作ることが可能である。次に、これら
のアレイを用いて、薬剤候補で処理したサンプルを検査して、薬剤処理に関連す
る遺伝子発現パターンを解明することが可能である。この遺伝子パターンを、既
知の中毒学的及び代謝的な応答をする化合物と関連する遺伝子発現パターンと比
較することができる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to compositions and methods for detecting metabolic and toxicological reactions. BACKGROUND ART Toxicity testing is one of the time-consuming and essential pharmaceutical processes. For high-speed screening to determine metabolic effects and detect the toxicity of lead drug candidates,
Gene expression microarrays can be used. For example, various microarrays can be made using full-length genes or gene fragments. These arrays can then be used to examine samples treated with drug candidates to elucidate gene expression patterns associated with drug treatment. This genetic pattern can be compared to gene expression patterns associated with compounds with known toxicological and metabolic responses.

【0003】 ベンゾピレンは既知の齧歯類の発癌物質であり、ヒトの発癌物質である可能性
が高い。ベンゾピレンは、多環式芳香族炭化水素(PAH)である化合物のクラ
スのプロトタイプである。また、ベンゾピレンは、幾つかのチトクロームP45
0(P450アイソザイム)型、ならびに活性的及び解毒代謝物を形成する関連
酵素によって代謝される。最終的な代謝産物は、溝領域ジオールエポキシド(ba
y-region diol epoxide)及びベンゾピレン−7,8−ジオール−9,10−エ
ポキシド(BPDE)、K領域ジオールエポキシド(K-region diol epoxide)
、DNA付加物の形成を誘導する9−ヒドロキシベンゾピレン−4,5−酸化物
である。DNA付加物は、一回の服用量10mg/kg(体重当たり)で週に3
回ベンゾピレンをラットに2週間投与すると、その後56日間もラットの肝臓に
残存することが分かっている(Qu 及び Stacey (1996) Carcinogenesis 17:53-5
9)。
[0003] Benzopyrene is a known rodent carcinogen and is likely to be a human carcinogen. Benzopyrene is a prototype of a class of compounds that are polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Benzopyrene is also available in some cytochrome P45
It is metabolized by type 0 (P450 isozyme) and related enzymes that form active and detoxified metabolites. The final metabolite is the groove domain diol epoxide (ba
y-region diol epoxide, benzopyrene-7,8-diol-9,10-epoxide (BPDE), K-region diol epoxide
And 9-hydroxybenzopyrene-4,5-oxide which induces the formation of DNA adducts. DNA adducts are given at a single dose of 10 mg / kg (per body weight) three times a week.
It has been shown that when benzopyrene is administered twice a week to rats, it remains in the liver of the rats for 56 days thereafter (Qu and Stacey (1996) Carcinogenesis 17: 53-5).
9).

【0004】 アセトアミノフェンは鎮痛剤として広く用いられている。アセトアミノフェン
は、特定のチトクロームP450アイソザイムによって代謝され、グルクロン酸
及び硫酸塩、グルタチオンの抱合経路によって大部分の薬剤が解毒される。しか
しながら、所定の薬容量を超えると、アセトアミノフェンは、肝不全及び腎不全
を起こし得る活動性の中間体であるN−アセチル−P−ベンゾキノンイミン(N
APQI)へと代謝される。次に、NAPQIは、細胞死に繋がる不活性化を起
こすタンパク質のスルフヒドリル基に結合する(Kroger等(1997)Gen. Pharmacol
. 28:257-263)。
[0004] Acetaminophen is widely used as an analgesic. Acetaminophen is metabolized by certain cytochrome P450 isozymes, and most drugs are detoxified by the glucuronic acid and sulfate, glutathione conjugation pathways. However, above a given drug capacity, acetaminophen is converted to N-acetyl-P-benzoquinone imine (N
APQI). In turn, NAPQI binds to the sulfhydryl groups of proteins that cause inactivation leading to cell death (Kroger et al. (1997) Gen. Pharmacol.
. 28: 257-263).

【0005】 クロフィブレートは、上昇した血清トリグリセリドのレベルを低下する高脂血
症の治療薬である。齧歯類では、長期に渡る治療をすると、肝腫が発生し肝臓の
ペルオキシソームが増加する。クロフィブレートは、チトクロームP450 4
Aのレベルを上昇させ、P450 4Fのレベルを低下させることが分かってい
る。またクロフィブレートは、ペルオキシソーム増殖因子(PP)活性化受容体
の誘発及びβ酸化遺伝子の転写に関与する(Kawashima等 (1997) Arch. Biochem
. Biophys. 347:148-154)。クロフィブレート及び化学的に関連する化合物フェ
ノフィブレート(fenofibrate)によって誘発されるペルオキシソーム増殖は、
ミトコンドリア膜脱分極の一般的な抑制効果によって媒介される(Zhou 及び Wa
llace (1999) Toxicol. Sci. 48:82-89)。
[0005] Clofibrate is a therapeutic agent for hyperlipidemia that reduces elevated serum triglyceride levels. In rodents, prolonged treatment develops hepatoma and increases liver peroxisomes. Clofibrate is cytochrome P450 4
It has been shown to increase the level of A and decrease the level of P450 4F. Clofibrate is also involved in the induction of peroxisome proliferator (PP) -activated receptors and in the transcription of β-oxidation genes (Kawashima et al. (1997) Arch. Biochem.
Biophys. 347: 148-154). Peroxisome proliferation induced by clofibrate and the chemically related compound fenofibrate,
It is mediated by a general inhibitory effect on mitochondrial membrane depolarization (Zhou and Wa
llace (1999) Toxicol. Sci. 48: 82-89).

【0006】 本発明は、化合物の代謝的及び毒物学的反応のスクリーニングのための組成物
及びその方法を提供する。
[0006] The present invention provides compositions and methods for screening metabolic and toxicological reactions of compounds.

【0007】 発明の開示 本発明は、有毒化合物に対する代謝反応の際に転写レベルが変調されるサンプ
ルの核酸分子を提供する。本発明はまた、有毒化合物に対する代謝反応の際に転
写レベルがアップレギュレートされるサンプルの核酸分子を提供する。本発明は
また、有毒化合物に対する代謝反応の際にサンプルの転写レベルがダウンレギュ
レートされる核酸分子を提供する。アップレギュレーション或いはダウンレギュ
レーションは、少なくとも2倍以上、好ましくは2.5倍以上、更に好ましくは
3倍以上である。有毒化合物に対する代謝反応は、毒物学的反応であり得る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides nucleic acid molecules of a sample whose transcription levels are modulated upon a metabolic reaction to a toxic compound. The invention also provides nucleic acid molecules of a sample in which the level of transcription is up-regulated upon a metabolic reaction to a toxic compound. The present invention also provides nucleic acid molecules in which the level of transcription of the sample is down-regulated upon a metabolic reaction to a toxic compound. Up-regulation or down-regulation is at least 2 times or more, preferably 2.5 times or more, and more preferably 3 times or more. The metabolic reaction to a toxic compound can be a toxicological reaction.

【0008】 別の実施態様では、本発明は、検査用の化合物或いは分子に対する代謝反応を
調べるために化合物をスクリーニングする方法を提供する。この方法には、既知
の有毒化合物で組織を処理する過程と、複数の核酸分子のレベルを決定する過程
と、既知の有毒化合物で処理されていないサンプルと比べて、既知の有毒化合物
で処理されたレベルが変調されたサンプルの複数の核酸分子から選択する過程と
が含まれる。或る核酸分子は有毒化合物によって転写レベルがアップレギュレー
トされ、別の核酸分子は有毒化合物によってダウンレギュレートされ、更に、1
つの既知の有毒化合物でアップレギュレートされ別の既知の有毒化合物でダウン
レギュレートされる核酸分子もあり得る。既知の有毒化合物によってアップレギ
ュレート及びダウンレギュレートされる選択された核酸分子が基板の上に配置さ
れる。更に本方法は、化合物で処理された後のサンプルの核酸分子のレベルを決
定する過程を含む。このように処理されたサンプルにおける核酸分子のレベルを
、基板に配置された複数のアレイ核酸分子と比べ、化合物によってどのサンプル
核酸分子がアップレギュレート或いはダウンレギュレートされたかを同定する。
[0008] In another embodiment, the invention provides a method of screening a compound to determine the metabolic response to the compound or molecule under test. The method includes treating the tissue with a known toxic compound, determining the level of multiple nucleic acid molecules, and treating the tissue with a known toxic compound, as compared to a sample that has not been treated with the known toxic compound. Selecting from a plurality of nucleic acid molecules of the sample whose level has been modulated. One nucleic acid molecule is upregulated in transcription level by a toxic compound, another nucleic acid molecule is downregulated by a toxic compound, and
A nucleic acid molecule may be up-regulated with one known toxic compound and down-regulated with another known toxic compound. Selected nucleic acid molecules that are up-regulated and down-regulated by known toxic compounds are placed on a substrate. The method further includes determining the level of the nucleic acid molecule in the sample after being treated with the compound. The level of nucleic acid molecules in the sample thus treated is compared to a plurality of arrayed nucleic acid molecules disposed on a substrate to identify which sample nucleic acid molecules have been up- or down-regulated by the compound.

【0009】 好ましくは、この比較には、アレイ核酸分子とサンプル核酸分子とがハイブリ
ダイゼーション複合体を効果的に形成する条件の下で、サンプル核酸分子をアレ
イ核酸分子と接触させる過程と、ハイブリダイゼーション複合体の存在の有無を
決定する過程とが含まれる。本明細書において、類似性とは、検査用の化合物又
は既知の有毒化合物で処理されていないサンプル由来のプローブがアレイ核酸分
子とハイブリダイゼーション複合体を形成するより長い時間で、少なくとも1回
、アップレギュレートされたアレイ核酸分子の少なくとも1個以上、好ましくは
5個以上、更に好ましくは10個以上がサンプル核酸分子とハイブリダイゼーシ
ョン複合体を形成することである。類似性はまた、検査用化合物或いは既知の有
毒化合物で処理されていないサンプルのサンプル核酸分子がダウンレギュレート
されたアレイ核酸分子とハイブリダイゼーション複合体を形成するより短い時間
で、少なくとも1回、ダウンレギュレートされたアレイ核酸分子の少なくとも1
個以上、好ましくは3個以上がサンプル核酸分子とハイブリダイゼーション複合
体を形成することである。
[0009] Preferably, the comparison includes contacting the sample nucleic acid molecule with the array nucleic acid molecule under conditions that effectively form a hybridization complex between the array nucleic acid molecule and the sample nucleic acid molecule. Determining the presence or absence of the complex. As used herein, similarity is defined as an increase of at least once over a longer period of time than a probe from a sample that has not been treated with a test compound or a known toxic compound forms a hybridization complex with an array nucleic acid molecule. At least one, preferably at least five, more preferably at least ten of the regulated array nucleic acid molecules form a hybridization complex with the sample nucleic acid molecule. Similarity can also be measured at least once in a shorter period of time than when a sample nucleic acid molecule of a sample not treated with a test compound or a known toxic compound forms a hybridization complex with a down-regulated array nucleic acid molecule. At least one of the regulated array nucleic acid molecules
At least three, preferably at least three, form a hybridization complex with the sample nucleic acid molecule.

【0010】 好適な組織は、肝臓及び腎臓、脳、脾臓、膵臓、肺からなる一群から選択され
る。好適な有毒化合物は、あるグループから選択される。このグループには、抗
脂血薬、n−アルキルカルボン酸、n−アルキルカルボン酸前駆体、アゾール抗
真菌性化合物、ロイコトリエンD4アンタゴニスト、除草剤、殺虫剤、フタル酸
エステル、酢酸フェニル、デヒドロエピアンドロステロンサルフェイト、オレイ
ン酸、メタノール及びそれらの対応する代謝物、アセトアミノフェン及びそれの
対応する代謝物、ベンゾピレン、3メチルコラントレン、ベンズアントラセン、
7,12−ジチルベンズアントラセン、及びそれらの対応する代謝物等が含まれ
る。アレイ核酸分子は、未処理のサンプルと比べ、既知の有毒化合物で処理され
て少なくとも2倍以上、好ましくは2.5倍以上、更に好ましくは3倍以上アッ
プレギュレートされた或いはダウンレギュレートされたサンプルの遺伝子のメッ
センジャーRNA転写物の断片を含む。好適なアレイ核酸分子は、転写レベルが
情報調節されたものや転写レベルがダウンレギュレートされたものを含むSEQ
ID NO:1−117又はそれらの断片からなる一群から選択される。更に
好ましくは、アップレギュレートされたSEQ ID NO:3、9、10、1
3、19、26、31、33、35、36、37、39、42、57、67、7
8、81、82、94、及び98、及びダウンレギュレートされたSEQ ID
NO:43、49、50、52、53、54、55、56、59、61、63
、68、71、74、85、87、90、95、102、103、105、及び
115。最も好適なものは、SEQ ID NO:31、33、35、36、3
9、52、53、54、55、63、74、81、90、94、及び95である
。或る実施例では、ハイブリダイズ可能なマイクロアレイのアレイエレメントが
標的ポリヌクレオチドとなる。
[0010] Suitable tissues are selected from the group consisting of liver and kidney, brain, spleen, pancreas, lung. Suitable toxic compounds are selected from a group. This group includes antilipidemics, n-alkyl carboxylic acids, n-alkyl carboxylic acid precursors, azole antifungal compounds, leukotriene D4 antagonists, herbicides, insecticides, phthalates, phenyl acetate, dehydroepiandrates. Sterone sulfate, oleic acid, methanol and their corresponding metabolites, acetaminophen and its corresponding metabolite, benzopyrene, 3 methylcholanthrene, benzanthracene,
7,12-ditylbenzanthracene and their corresponding metabolites and the like. The array nucleic acid molecules have been treated with a known toxic compound and have been up-regulated or down-regulated at least 2 times, preferably 2.5 times or more, more preferably 3 times or more compared to the untreated sample. Contains fragments of the messenger RNA transcript of the sample gene. Suitable array nucleic acid molecules include those whose transcription levels are regulated or those whose transcription levels are down-regulated.
ID NO: 1-117 or a fragment thereof. More preferably, the up-regulated SEQ ID NOs: 3, 9, 10, 1
3, 19, 26, 31, 33, 35, 36, 37, 39, 42, 57, 67, 7
8, 81, 82, 94, and 98, and down-regulated SEQ ID
NO: 43, 49, 50, 52, 53, 54, 55, 56, 59, 61, 63
, 68, 71, 74, 85, 87, 90, 95, 102, 103, 105, and 115. Most preferred are those with SEQ ID NOs: 31, 33, 35, 36, 3
9, 52, 53, 54, 55, 63, 74, 81, 90, 94, and 95. In some embodiments, the target elements are hybridizable microarray array elements.

【0011】 別法では、本発明は、代謝反応を調べるために検査用化合物又は分子をスクリ
ーニングする方法、又は検査用化合物又は分子に対する代謝反応を調べるために
サンプルをスクリーニングする方法を提供する。
[0011] Alternatively, the invention provides a method of screening a test compound or molecule for a metabolic reaction, or a method of screening a sample for a metabolic response to a test compound or molecule.

【0012】 別法では、本発明は、以前は未知の代謝反応を調べるために検査用化合物又は
分子をスクリーニングする方法、または以前は未知の検査用化合物又は分子に対
する代謝反応を調べるためにサンプルをスクリーニングする方法を提供する。
[0012] Alternatively, the invention provides a method of screening a test compound or molecule for a previously unknown metabolic response, or a method of screening a sample for a metabolic response to a previously unknown test compound or molecule. A method for screening is provided.

【0013】 別の実施態様では、本発明は、1つ以上の選択されたアップレギュレートされ
た核酸分子に対して相補的な核酸分子、又はこのような分子を特異的に切断する
リボザイムを投与することによって毒物学的反応を阻止する方法を提供する。別
法では、毒物学的反応は、1つ以上の選択されたダウンレギュレートされた核酸
分子に対するセンスヌクレオチド分子を投与することで阻止することが可能であ
る。
In another embodiment, the present invention administers a nucleic acid molecule that is complementary to one or more selected up-regulated nucleic acid molecules, or a ribozyme that specifically cleaves such molecules. Providing a method for inhibiting toxicological reactions. Alternatively, a toxicological response can be prevented by administering a sense nucleotide molecule to one or more selected down-regulated nucleic acid molecules.

【0014】 別の実施態様では、本発明は、ダウンレギュレートされた本発明の核酸分子を
含む遺伝子の転写を開始するアゴニストを投与することによって中毒的な応答を
阻止する方法を提供する。別法では、アップレギュレートされた本発明の核酸分
子を含む遺伝子の転写を阻止するアンタゴニストを投与することによって、毒物
学的反応を阻止することが可能である。
In another embodiment, the invention provides a method of blocking an toxic response by administering an agonist that initiates transcription of a gene comprising a down-regulated nucleic acid molecule of the invention. Alternatively, the toxicological response can be blocked by administering an antagonist that blocks the transcription of a gene comprising an up-regulated nucleic acid molecule of the invention.

【0015】 本発明はまた、実質的に精製された哺乳類タンパク質又はその一部を提供する
。更に本発明は、SEQ ID NO:1−117の核酸分子によってコードさ
れる単離され精製されたタンパク質を提供する。更に、本発明は、実質的に精製
された哺乳類タンパク質又はその一部を含む医薬品組成物を医薬用担体と共に提
供する。
[0015] The invention also provides a substantially purified mammalian protein or a portion thereof. The invention further provides an isolated and purified protein encoded by the nucleic acid molecule of SEQ ID NO: 1-117. Further, the invention provides a pharmaceutical composition comprising a substantially purified mammalian protein or a portion thereof, together with a pharmaceutical carrier.

【0016】 本発明は更に、SEQ ID NO:1−117によってコードされるタンパ
ク質の少なくとも一部を用いて抗体を作製する方法を提供する。本発明はまた、
タンパク質又はその一部を用いて分子のライブラリをスクリーニングし、そのタ
ンパク質と特異的に結合する少なくとも1つのリガンドを同定する方法を提供す
る。この方法には、特異的な結合が可能な条件下でそのタンパク質とライブラリ
の分子とを結合する過程と、特異的な結合を検出してそのタンパク質に特異的に
結合するリガンドを同定する過程が含まれる。このようなライブラリには、DN
A及びRNA分子、ペプチド、アゴニスト、アンタゴニスト、抗体、免疫グロブ
リン、薬剤化合物、医薬用薬剤、及び他のリガンドが含まれる。一実施態様では
、この方法で同定されたリガンドが、哺乳類タンパク質の活性を変調する。類似
の方法で、タンパク質又はそのタンパク質の一部を用いてリガンドを精製する。
この方法には、特異的な結合が可能な条件下でそのタンパク質又はその一部をサ
ンプルと結合させる過程と、そのタンパク質とリガンドとの特異的な結合を検出
する過程と、結合したタンパク質を回収する過程と、そのタンパク質からリガン
ドを分離して精製されたリガンドを得る過程とが含まれる。
[0016] The invention further provides a method of making an antibody using at least a portion of the protein encoded by SEQ ID NO: 1-117. The present invention also provides
Methods for screening a library of molecules using a protein or a portion thereof to identify at least one ligand that specifically binds to the protein are provided. This method involves binding the protein to a library molecule under conditions that allow specific binding, and detecting the specific binding to identify a ligand that specifically binds to the protein. included. Such libraries include DN
A and RNA molecules, peptides, agonists, antagonists, antibodies, immunoglobulins, drug compounds, pharmaceutical agents, and other ligands are included. In one embodiment, the ligand identified in this way modulates the activity of a mammalian protein. In a similar manner, the ligand is purified using the protein or a portion of the protein.
This method involves binding the protein or a part thereof to a sample under conditions that allow specific binding, detecting specific binding between the protein and a ligand, and recovering the bound protein. And a step of separating the ligand from the protein to obtain a purified ligand.

【0017】 本発明は更に、動物のゲノムDNAの中にマーカー遺伝子を導入して、自然発
生の核酸分子の発現を乱す方法を提供する。本発明はまた、核酸分子を用いて動
物モデル系を作製する方法を提供する。この方法には、その核酸分子を含むベク
ターを作製する過程と、全能性胚幹細胞の中にそのベクターを導入する過程と、
ゲノムDNAに移入されたベクターを含む胚幹細胞を選択する過程と、胚盤胞に
その選択された細胞を微小注入してキメラ胚盤胞を形成する過程と、或る偽妊娠
種雌にキメラ胚盤胞を移入する過程であって、この種雌がその生殖系列の少なく
とも1つの核酸分子の追加の複製を含むキメラ動物を出産する、該移入過程と、
同種接合動物モデル系を作るためにこのキメラ動物を交配する過程とが含まれる
[0017] The invention further provides a method of introducing a marker gene into the genomic DNA of an animal to disrupt expression of a naturally occurring nucleic acid molecule. The present invention also provides a method for producing an animal model system using a nucleic acid molecule. The method includes the steps of producing a vector containing the nucleic acid molecule, introducing the vector into totipotent embryonic stem cells,
Selecting embryonic stem cells containing the vector transferred into the genomic DNA; microinjecting the selected cells into blastocysts to form chimeric blastocysts; Transferring the blastocyst, wherein the female gives birth to a chimeric animal comprising an additional copy of at least one nucleic acid molecule of its germline;
Mating the chimeric animal to create a homozygous animal model system.

【0018】 本発明の実行方法 定義 本明細書に用いる「サンプル」は最も広い意味で用いられている。核酸分子を
含むサンプルには、体液と、細胞又は染色体、細胞小器官、細胞から単離された
膜からの抽出物と、溶液内または基板に結合されたゲノムDNA及びRNA、c
DNAと、細胞と、例えばバイオプシー針等の生物学的組織またはその単離され
た断片と、フィンガープリントや組織プリントと、天然或いは合成の線維とが含
まれ、それらは溶液或いは溶液の懸濁物の中、ガス状の懸濁物の中に、エアゾー
ルの中に等に含まれる。
Definition of Implementation Method of the Present Invention "Sample" as used herein is used in the broadest sense. Samples containing nucleic acid molecules include body fluids, cells or chromosomes, organelles, extracts from membranes isolated from cells, and genomic DNA and RNA, c in solution or bound to a substrate.
It includes DNA, cells, biological tissues such as biopsy needles or isolated fragments thereof, fingerprints and tissue prints, and natural or synthetic fibers, which are solutions or suspensions of solutions. , In gaseous suspensions, in aerosols and the like.

【0019】 本明細書の「複数」とは、1つ或いはそれ以上のメンバーからなるグループ、
好ましくは少なくとも約10以上からなるグループ、更に好ましくは約100以
上のメンバーからなるグループ、最も好ましくは10000以上のメンバーから
なるグループのことである。
As used herein, “plurality” refers to a group of one or more members,
Preferably, it is a group consisting of at least about 10 or more, more preferably a group consisting of about 100 or more members, and most preferably a group consisting of 10,000 or more members.

【0020】 本明細書の「基板」とは、核酸分子またはタンパク質が結合する固体または半
固体の支持物のことである。その中には、膜及びフィルタ、チップ、スライド、
ウエハ、ファイバ、磁気ビード又は非磁気ビード、ゲル、毛細管又は別のチュー
ブ、プレート、ポリマー、微少粒子が含まれ、それらの表面は、ウェル、溝、ピ
ン、チャネル、穿孔などを形成している。
As used herein, “substrate” refers to a solid or semi-solid support to which nucleic acid molecules or proteins bind. Among them are membranes and filters, chips, slides,
Includes wafers, fibers, magnetic or non-magnetic beads, gels, capillaries or other tubes, plates, polymers, microparticles, the surfaces of which form wells, grooves, pins, channels, perforations, and the like.

【0021】 本明細書の「変調する」とは、分子と核酸分子或いは分子とタンパク質との特
異的な結合による活性(生物学的又は化学的、免疫学的)又は寿命を変化させる
ことである。
As used herein, “modulate” refers to altering the activity (biological or chemical, immunological) or life span of a molecule by binding specifically to a nucleic acid molecule or a molecule to a protein. .

【0022】 本明細書の「マイクロアレイ」とは、ある基板上に規則正しく整列されたハイ
ブリダイズ可能なアレイエレメントである。このアレイエレメントは、少なくと
も10以上、更に好ましくは100以上、更に好ましくは1000以上、最も好
ましくは10,000以上のアレイエレメントが存在するように配列されている
。更に、各アレイエレメントからのハイブリダイゼーションシグナルは、個別に
識別できる。好適な実施例では、このアレイエレメントに核酸分子が含まれる。
As used herein, a “microarray” is a regularly arrayable hybridizable array element on a substrate. The array elements are arranged such that there are at least 10 or more, more preferably 100 or more, more preferably 1000 or more, and most preferably 10,000 or more array elements. Further, the hybridization signals from each array element can be individually identified. In a preferred embodiment, the array elements include nucleic acid molecules.

【0023】 本明細書の「核酸分子」とは、核酸、オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド、ポ
リヌクレオチド、またはそれらの任意の断片である。また、ゲノムまたは合成起
源であり、二本鎖または一本鎖であり、糖または脂質、タンパク質、又は形質転
換などの特定の活性を有する或いはペプチド核酸(PNA)等の有用な組成物を
形成するその他の物質に結合するDNAまたはRNAが含まれる。「オリゴヌク
レオチド」は、アンプリマー及びプライマー、オリゴマー、エレメント、標的、
プローブと実質的に同等で、一本鎖のものが好ましい。
As used herein, a “nucleic acid molecule” is a nucleic acid, oligonucleotide, nucleotide, polynucleotide, or any fragment thereof. Also, they are of genomic or synthetic origin, are double-stranded or single-stranded, have specific activities such as sugars or lipids, proteins, or transformations, or form useful compositions such as peptide nucleic acids (PNA). DNA or RNA that binds to other substances is included. "Oligonucleotide" refers to amplimers and primers, oligomers, elements, targets,
Single-stranded, substantially equivalent to the probe, are preferred.

【0024】 本明細書の「タンパク質」とは、自然発生または合成のアミノ酸配列またはオ
リゴペプチド、ペプチド、ポリペプチドまたはそれらの一部である。
As used herein, “protein” is a naturally occurring or synthetic amino acid sequence or an oligopeptide, peptide, polypeptide or part thereof.

【0025】 本発明の「アップレギュレートされた」とは、処理されないサンプルの核酸分
子と比べ、処理されたサンプルの核酸分子のレベルが上昇したことを意味する。
“Up-regulated” according to the present invention means that the level of nucleic acid molecules in the treated sample is increased compared to the nucleic acid molecules in the untreated sample.

【0026】 本明細書の「ダウンレギュレートされた」とは、処理されないサンプルの核酸
分子と比べ、処理されたサンプルの核酸分子のレベルが低下したことを意味する
As used herein, “down-regulated” means that the level of nucleic acid molecules in the treated sample has been reduced compared to the nucleic acid molecules in the untreated sample.

【0027】 本発明の「有毒化合物」又は「有毒薬剤」とは、個体または動物に、例えば、
i)DNA損傷、ii)細胞損傷、iii)器官損傷または細胞死、iv)病気
の罹患率または死亡率などの生化学的及び代謝的、生理学的な応答を誘発する任
意の化合物または分子または薬剤のことである。
The “toxic compound” or “toxic drug” of the present invention refers to an individual or an animal, for example,
any compound or molecule or agent that elicits a biochemical and metabolic, physiological response such as i) DNA damage, ii) cell damage, iii) organ damage or cell death, iv) disease morbidity or mortality. That is.

【0028】 本発明の「毒物学的反応」とは、有毒化合物または有毒薬剤に曝される個体ま
たは動物、検査系における生化学的及び代謝的、生化学的な応答のことである。
The “toxicological response” of the present invention refers to a biochemical, metabolic, or biochemical response in an individual or animal or a test system exposed to a toxic compound or a toxic drug.

【0029】 本明細書の「断片」とは、使用可能な機能的な特徴を保持するインサイト社ク
ローンまたは核酸分子の任意の部分である。有用な断片には、ハイブリダイゼー
ション即ち増殖技術又は複製や転写、翻訳の調節に有用なオリゴヌクレオチド及
びポリヌクレオチドが含まれる。断片の具体例には、SEQ ID NO:1−11
7の最初の連続する20のヌクレオチドがある。
As used herein, a “fragment” is any part of an Incyte clone or nucleic acid molecule that retains usable functional characteristics. Useful fragments include oligonucleotides and polynucleotides useful for hybridization or propagation techniques or for controlling replication, transcription, and translation. Specific examples of fragments include SEQ ID NO: 1-11
There are 7 first consecutive 20 nucleotides.

【0030】 本明細書の「ハイブリダイゼーション複合体」とは、プリンとピリミジンとの
水素結合の形成による2つの核酸分子の複合体のことである。
As used herein, “hybridization complex” refers to a complex of two nucleic acid molecules by forming a hydrogen bond between a purine and a pyrimidine.

【0031】 本明細書の「リガンド」とは、核酸分子またはタンパク質の相補的な部位に特
異的に結合する任意の分子、薬剤または化合物のことである。このようなリガン
ドは、本発明のタンパク質や核酸分子の活性を安定化或いは変調する。またリガ
ンドは、核酸及びタンパク質、糖、脂肪、脂質を含む無機物質及び有機物質の少
なくとも1つを含み得る。
As used herein, “ligand” refers to any molecule, agent or compound that specifically binds to a complementary site on a nucleic acid molecule or protein. Such a ligand stabilizes or modulates the activity of the protein or nucleic acid molecule of the present invention. Further, the ligand may include at least one of an inorganic substance and an organic substance including nucleic acids and proteins, sugars, fats, and lipids.

【0032】 本明細書の「実質的に精製された」とは、自然環境から除去された核酸分子ま
たはタンパク質であって、単離或いは分離され、自然に付随する他の化合物を少
なくとも60%含まない、好ましくは約75%含まない、最も好ましくは約90
%含まない核酸分子またはタンパク質のことである。
As used herein, “substantially purified” is a nucleic acid molecule or protein that has been removed from its natural environment and contains at least 60% of other compounds that are isolated or separated and naturally associated. No, preferably no about 75%, most preferably about 90%
% Nucleic acid molecule or protein.

【0033】 発明 本発明は、毒物学的反応を調べるために、組成物を用いて検査用化合物及び分
子をスクリーニングする方法及びその組成物を提供する。更に本発明は、検査用
化合物または分子に対するサンプルの毒物学的反応を特徴づける方法を提供する
。特に、本発明は、ライブラリに由来する複数の核酸分子を含む組成物を提供す
る。このライブラリの中には、検査系のヒトcDNAライブラリ及びサルcDN
Aライブラリ、マウスcDNAライブラリ、正常なラットの肝臓cDNAライブ
ラリ、ノーマライズされたラットの肝臓cDNAライブラリ、プレハイブリダイ
ズされたラットの肝臓cDNAライブラリ、ラットの腎臓cDNAライブラリが
含まれる。ペルオキシソーム増殖因子(PP)、アセトアミノフェンまたはそれ
の対応する代謝物、及び多環式芳香族炭化水素(PAH)を含む既知の肝臓毒に
ラットが曝されると、ラットの肝臓においてダウンレギュレート或いはアップレ
ギュレートされた遺伝子発現を示すように核酸分子が選択される。
[0033] INVENTION The present invention, in order to examine the toxicological reactions, provides a method of screening for test compounds and molecules using compositions and compositions thereof. The invention further provides a method for characterizing the toxicological response of a sample to a test compound or molecule. In particular, the invention provides compositions comprising a plurality of nucleic acid molecules from a library. This library includes a human cDNA library for test system and monkey cDN.
A library, mouse cDNA library, normal rat liver cDNA library, normalized rat liver cDNA library, pre-hybridized rat liver cDNA library, rat kidney cDNA library. When rats are exposed to known hepatotoxins including peroxisome proliferator (PP), acetaminophen or its corresponding metabolite, and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), it is down-regulated in rat liver Alternatively, the nucleic acid molecule is selected to show up-regulated gene expression.

【0034】 PPには、クロフィブレート及びフェノヒィブレート、clofenic a
cid、nafenopin,gemfibrozil,ciprofibra
te,bezafibrate,halofenate,シンフィブレート、b
enzofibrate,etofibrate,WY−14,643等の抗脂
血薬と、トリクロロ核酸及びパルプロ酸、ヘキサン酸等のn−アルキルカルボン
酸と、トリクロエチレン及びetrachloroethylene等のnアル
キルカルボン酸前駆体と、bifenazole等のアゾール抗真菌性化合物と
、ロイコトリエンD4アンタゴニストと、除草剤と、殺虫剤と、ジ−[2−エチ
ルヘキシル]フタル酸、mono−[2−ethylhexyl]phthala
te等のフタル酸エステルと、酢酸フェニル及びデヒドロエピアンドロステロン
サルフェイト、オレイン酸、メタノールなどの自然化学薬品とが含まれる。好適
な実施例では、有毒化合物はクロフィブレート又はそれの対応する代謝物の1つ
である。別の好適な実施例では、有毒化合物はフェノヒィブレート又はそれの対
応する代謝物の1つである。
PP includes clofibrate and fenofibrate, clofenica
cid, nafenopin, gemfibrozil, ciprofibra
te, bezafibrate, halofenate, cinfibrate, b
antilipidemic agents such as enzofibrate, etofibrate, WY-14,643, n-alkyl carboxylic acids such as trichloronucleic acid and palproic acid and hexanoic acid; n-alkyl carboxylic acid precursors such as trichlorethylene and trachloroethylene; and bifenazole Azole antifungal compounds, leukotriene D4 antagonists, herbicides, insecticides, di- [2-ethylhexyl] phthalic acid, mono- [2-ethylhexyl] phthala
Phthalates such as te and natural chemicals such as phenyl acetate and dehydroepiandrosterone sulfate, oleic acid, and methanol. In a preferred embodiment, the toxic compound is clofibrate or one of its corresponding metabolites. In another preferred embodiment, the toxic compound is fenofibrate or one of its corresponding metabolites.

【0035】 PAHには、ベンゾピエン及び3−メチルコラントレン、ベンゾアントラセン
、7,12−ジメチルベンズアントラセン、それらの対応する代謝物などの化合
物が含まれる。好適な実施例では、有毒化合物はベンゾピレン又はそれの対応す
る代謝物の1つである。
PAHs include compounds such as benzopiene and 3-methylcholanthrene, benzanthracene, 7,12-dimethylbenzanthracene, and their corresponding metabolites. In a preferred embodiment, the toxic compound is benzopyrene or one of its corresponding metabolites.

【0036】 SEQ ID NO:1-117は、処理したラット肝臓組織からのサンプル核酸分子とのハ
イブリダイゼーションの後、それらのパターンが少なくとも2倍アップレギュレ
ート又はダウンレギュレートされたことよって同定された。これらの核酸分子及
び他の核酸分子は、アイクロアレイ型のハイブリダイズ可能なアレイエレメント
として基板上に固定することが可能である。マイクロアレイを用いて、有毒化合
物への代謝反応が予想される臨床治療の際の、治療の効果をモニタすため及び任
意の代謝反応を解明するために、新規の化合物に関連する遺伝子発現パターンを
特徴づけることが可能である。
[0036] SEQ ID NOs: 1-117 were identified by their pattern being at least 2-fold up- or down-regulated after hybridization with sample nucleic acid molecules from treated rat liver tissue. . These nucleic acid molecules and other nucleic acid molecules can be immobilized on a substrate as a microarray-type hybridizable array element. Characterize gene expression patterns associated with novel compounds to monitor the effects of treatment and elucidate any metabolic reactions in clinical treatments where metabolic reactions to toxic compounds are expected using microarrays It is possible to add.

【0037】 核酸分子がマイクロアレイのハイブリダイズ可能なアレイエレメントとして用
いられる場合、このアレイエレメントは、基板上の指定の位置に整列するように
配置される。アレイエレメントは基板の指定位置にあるため、ハイブリダイゼー
ションパターン及びその強度(それらは互いに固有の発現プロフィールを作り出
す)は、特定の遺伝子の発現レベルについて阻止され、検査用化合物または分子
に関連する毒物学的反応に相関し得る。
When the nucleic acid molecule is used as a hybridizable array element of a microarray, the array element is arranged to be aligned at a specified position on the substrate. Since the array elements are at designated locations on the substrate, the hybridization pattern and its intensity (they create unique expression profiles for each other) are blocked for the expression levels of specific genes and the toxicology associated with the test compound or molecule. Response can be correlated.

【0038】 更に、本発明は、潜在的な毒物学的反応を調べるための検査用化合物及び/ま
たは分子をスクリーニングする方法、及び特定の検査用化合物または分子に対す
るサンプルの毒物学的反応をスクリーニングする方法を提供する。端的に言えば
、これらの方法には、複数のサンプル核酸分子の発現を含む遺伝子発現パターン
の変化を誘発するように、検査用化合物または分子でサンプルを処理する過程が
含まれる。既知の有毒化合物で処理されると、少なくとも2倍、好ましくは2.
5倍以上、更に好ましくは3倍以上アップレギュレート或いはダウンレギュレー
トされたレベルで発現されるラット肝臓または腎臓の核酸分子を同定して核酸分
子が選択される。この核酸分子は基板上に配列される。次に、当分野で周知の方
法で検出可能なハイブリダイゼーション複合体が形成されるのに十分な条件の下
で、アレイ核酸分子とサンプル核酸分子とが結合される。このようなハイブリダ
イゼーション複合体を、検査用化合物又は分子に対する毒物学的反応に相関する
毒物学的反応を誘発しない化合物で処理されたサンプル由来のハイブリダイゼー
ション複合体と比較してそのレベルが高いか低いか検出する。
The present invention further provides methods of screening test compounds and / or molecules for potential toxicological reactions, and screening samples for toxicological responses to specific test compounds or molecules. Provide a way. Briefly, these methods include treating a sample with a test compound or molecule to induce a change in a gene expression pattern that includes the expression of a plurality of sample nucleic acid molecules. When treated with a known toxic compound, it is at least twice, preferably 2.
Nucleic acid molecules are selected by identifying rat liver or kidney nucleic acid molecules that are expressed at up-regulated or down-regulated levels at least 5-fold, more preferably at least 3-fold. The nucleic acid molecules are arranged on a substrate. The array nucleic acid molecules and the sample nucleic acid molecules are then combined under conditions sufficient to form a hybridization complex detectable by methods well known in the art. Is the level of such a hybridization complex higher than that of a sample treated with a compound that does not elicit a toxicological response that correlates with a toxicological response to the test compound or molecule? Detect if low.

【0039】 相補的なDNAライブラリ ラット組織に発現する遺伝子の殆ど或いは全てを反映する分子が同定された。
分子は、正常なラットcDNAライブラリ及びノーマライズされたラットcDN
Aライブラリ、プレハイブリダイズされたラットcDNAライブラリを含む様々
なタイプのラットcDNAライブラリ由来のクローンを単離して同定され得る。
これらのクローン由来のクローン挿入断片を、発現配列タブ(EST)を作製す
るために部分的にシーケンシングすることが可能である。
Complementary DNA Library Molecules that reflect most or all of the genes expressed in rat tissues have been identified.
The molecule is a normal rat cDNA library and a normalized rat cDN.
Clones from various types of rat cDNA libraries, including the A library, a prehybridized rat cDNA library, can be isolated and identified.
Clone inserts from these clones can be partially sequenced to create an expression sequence tab (EST).

【0040】 ある実施例では、ESTの2つのコレクションが同定されシーケンシングされ
た。ESTの第1のコレクション(開始分子)は、ラット肝臓及び腎臓、及び実
施例の部分で示すcDNAライブラリに由来する。ESTの第2のコレクション
には、ZOOSEQデータベースにある他のラットcDNAライブラリに由来す
る(Incyte Pharmaceuticals, Inc., Palo Alto CA)。
In one example, two collections of ESTs were identified and sequenced. The first collection of ESTs (starting molecules) is derived from rat liver and kidney, and the cDNA libraries shown in the Examples section. The second collection of ESTs is derived from other rat cDNA libraries in the ZOOSEQ database (Incyte Pharmaceuticals, Inc., Palo Alto CA).

【0041】 ESTの2つのコレクションは、ESTの主クラスターを形成するために電気
的にクラスター形成される。主クラスターは、重複EST分子の同定及びこれら
のESTの構築によって形成される。この目的のために、Phrapツール(Phil Gr
een, University of Washington)及びGELVIEW断片構築システム(GCG, Madison
WI)等の核酸断片構築ツールを用いることができる。クラスターを形成できる
最小のクローンの数は2つである。別の実施例では、有毒薬剤に応答して発現さ
れることが知られているヒト遺伝子のコレクションを用いて、113ラットcD
NAライブラリから代表的なESTを選択する。主クラスター形成のプロセスは
、これらの分子の反復である。
The two collections of the EST are electrically clustered to form the main cluster of the EST. The main cluster is formed by the identification of overlapping EST molecules and the construction of these ESTs. For this purpose, the Phrap tool (Phil Gr
een, University of Washington) and GELVIEW fragment construction system (GCG, Madison
WI) can be used. The minimum number of clones that can form a cluster is two. In another example, using a collection of human genes known to be expressed in response to toxic drugs, 113 rat cdD
Select a representative EST from the NA library. The process of main cluster formation is the repetition of these molecules.

【0042】 クラスター形成されたコンセンサス核酸配列を構築した後、代表的な5’クロ
ーンは各主クラスターからノミネートされる。完全な遺伝子を含む可能性が高い
ため、殆どの5’クローンが好適である。このノミネーションプロセスについて
は、1998年3月4日に提出されたUSSN09/034,807,「Relational Database
and System for Storing Information Relating to Biomolecular Sequences an
d Reagents」、に記載され、引用することを持ってその全てを本明細書の一部と
する。このEST分子をマイクロアレイのアレイエレメントとして用いる。
After constructing the clustered consensus nucleic acid sequence, a representative 5 ′ clone is nominated from each main cluster. Most 5 'clones are preferred because they are likely to contain the complete gene. For a description of this nomination process, see USSN 09 / 034,807, "Relational Database," filed March 4, 1998.
and System for Storing Information Relating to Biomolecular Sequences an
d Reagents, "which is incorporated herein by reference in its entirety. This EST molecule is used as an array element of a microarray.

【0043】 アレイ核酸分子の選択 サンプルを、1つ或いはそれ以上の既知の有毒化合物で所定時間処理する。こ
の時亜慢性の服用量が好ましい。この薬剤は、ペリオキシゾーム増殖因子(PP
)、アセトアミノフェン又はそれの対応する代謝物の1つ、及び多環式芳香族炭
化水素(PAH)が好ましい。
A selected sample of array nucleic acid molecules is treated with one or more known toxic compounds for a predetermined time. At this time, a subchronic dose is preferable. This drug is a peroxisome proliferator (PP)
), Acetaminophen or one of its corresponding metabolites, and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are preferred.

【0044】 このように処理した生物学的サンプル由来の遺伝子発現パターンを、未処理の
生物学的サンプル由来の遺伝子発現パターンと比較して、核酸分子の発現が、有
毒化合物に対する応答によってアップレギュレートされたか或いはダウンレギュ
レートされたかを同定する。次にこれらの分子は、単独でアレイエレメントとし
て或いは他のアレイエレメント分子と共に用いられ得る。このようなマイクロア
レイは、特に既知の有毒化合物に関連する遺伝子発現パターンを検出して特徴づ
ける際に有用である。次に、このような遺伝子発現パターンを、有毒化合物に対
する代謝的な応答を誘発する他の化合物を同定するための比較に用いることがで
きる。
Comparing the gene expression pattern from the biological sample thus treated to the gene expression pattern from an untreated biological sample, the expression of the nucleic acid molecule is up-regulated by the response to the toxic compound Is identified or down-regulated. These molecules can then be used alone as array elements or with other array element molecules. Such microarrays are particularly useful in detecting and characterizing gene expression patterns associated with known toxic compounds. Such gene expression patterns can then be used in comparisons to identify other compounds that elicit a metabolic response to the toxic compound.

【0045】 アレイ核酸分子を操作して、ハイブリダイゼーションにおける効率を高めるこ
とが可能である。ハイブリダイゼーションを最適化するために、アレイ核酸分子
をコンピュータプログラムで検査して、潜在的な二次構造を含まない遺伝子部分
を同定する。このようなコンピュータプログラムは当分野で既知であり、OLIGO4
.06プライマー分析ソフトウェア(National Biosciences, Plymouth MN)又はLA
SERGENEソフトウェア(DNASTAR, Madison WI)の一部である。これらのプログラ
ムは、核酸分子配列内を検索して、ステムループ構造及び直列型反復を同定し、
配列のGとCの合計の含有率を分析する(GとCの合計の含有率が60%を越え
る分子は排除される)。別法では、アレイ核酸分子を試行錯誤して最適化するこ
とができる。実験条件の下で、サンプル核酸分子と相補的なアレイ核酸分子が最
適にハイブリダイズするかどうか決定する実験を行うことができる。
[0045] The array nucleic acid molecules can be manipulated to increase efficiency in hybridization. To optimize hybridization, the array nucleic acid molecules are examined by a computer program to identify portions of the gene that do not contain potential secondary structure. Such computer programs are known in the art and OLIGO4
.06 Primer analysis software (National Biosciences, Plymouth MN) or LA
Part of the SERGENE software (DNASTAR, Madison WI). These programs search within nucleic acid molecule sequences to identify stem-loop structures and tandem repeats,
Analyze the total G and C content of the sequence (molecules with a total G and C content greater than 60% are excluded). Alternatively, the array nucleic acid molecules can be optimized by trial and error. Under experimental conditions, experiments can be performed to determine whether an array nucleic acid molecule complementary to a sample nucleic acid molecule optimally hybridizes.

【0046】 アレイ核酸分子には、mRNA及びcDNA、ゲノムDNA、ペプチド核酸、
枝分かれDNAなどの任意のRNA様またはDNA様ペプチドを用いることが可
能である。このアレイ核酸分子は、センス方向又はアンチセンス方向のどちらも
可能である。
Array nucleic acid molecules include mRNA and cDNA, genomic DNA, peptide nucleic acids,
Any RNA-like or DNA-like peptide, such as branched DNA, can be used. The array nucleic acid molecules can be in either sense or antisense orientation.

【0047】 一実施例では、このアレイ核酸分子はcDNAである。好適なDNA配列の長
さは、好ましくは50〜10,000ヌクレオチド、更に好ましくは150〜3,
500ヌクレオチドの長さである。第2の実施例では、この核酸分子はベクター
DNAである。この場合、好適なDNA配列の長さ即ち挿入配列の長さは様々で
あり、約50〜10,000ヌクレオチド、好ましくは150〜3,500ヌクレ
オチドの長さである。
In one embodiment, the array nucleic acid molecules are cDNA. Suitable DNA sequences preferably have a length of 50 to 10,000 nucleotides, more preferably 150 to 3,
It is 500 nucleotides long. In a second embodiment, the nucleic acid molecule is a vector DNA. In this case, the suitable length of the DNA sequence, ie, the length of the inserted sequence, varies, and is about 50 to 10,000 nucleotides, preferably 150 to 3,500 nucleotides.

【0048】 配列表の核酸分子配列は、現在の最新技術の自動化された方法で作成されてい
るが、時には配列エラー或いは不確定のヌクレオチドが含まれ得る。ヌクレオチ
ド類似体が、当分野で周知の方法で核酸分子の中に取り入れられ得る。ただし、
取り入れられたヌクレオチド類自体は、サンプル核酸分子と塩基対を形成しなけ
ればならない。例えば、或るグアニンヌクレオチドは、シトシン残基と塩基対を
形成するヒポキサンチンに置換可能である。しかしながら、これらの塩基対はグ
アニンとシトシンの塩基対ほど安定ではない。別法では、アデニンヌクレオチド
は、アデニンとチミジンの塩基対より強固な塩基対を形成し得る2,6−diamin
opurineと置換可能である。更に、核酸分子は、化学的或いは酵素的に誘導体化
されるヌクレオチドを含み得る。典型的な修飾には、アシル基、アルキル基、ア
リール基、又はアミノ基での誘導体化が含まれる。
The nucleic acid molecule sequences in the Sequence Listing have been generated in an automated fashion of the current state of the art, but sometimes contain sequence errors or undefined nucleotides. Nucleotide analogs can be incorporated into nucleic acid molecules by methods well known in the art. However,
The incorporated nucleotides themselves must form base pairs with the sample nucleic acid molecule. For example, certain guanine nucleotides can be replaced with hypoxanthine, which base pairs with cytosine residues. However, these base pairs are not as stable as guanine and cytosine base pairs. Alternatively, adenine nucleotides can form 2,6-diamin, which can form stronger base pairs than adenine and thymidine base pairs.
Can be replaced with opurine. In addition, nucleic acid molecules can include nucleotides that are chemically or enzymatically derivatized. Typical modifications include derivatization with an acyl, alkyl, aryl, or amino group.

【0049】 核酸分子は、化学結合で基板上に固定することができる。更に、分子を直接基
板に結合させるのではなく、リンカー鎖(linker group)を介して基板に結合さ
せることができる。通常は、約6〜50原子の長さである。このリンカー鎖によ
って、結合した核酸分子が暴露される。好適なリンカー鎖は、エチレングリコー
ルオリゴマー及びジアミン、2酸等を含む。リンカーの一端が基板表面の反応鎖
(reactive group)と反応して、リンカーが基板に結合する。リンカーの他端は
、核酸分子と結合する。好適な基板は、任意の好適な固体または半固体支持物で
ある。この支持物の中には、膜及びフィルタ、チップ、スライド、ウエハ、ファ
イバ、磁気ビード又は非磁気ビード、ゲル、チューブ、プレート、ポリマー、微
少粒子及び毛細管が含まれる。基板表面は様々な形態が可能であり、例えばウェ
ル、溝、ピン、チャネル及び穿孔であって、アレイ核酸分子が結合する。
[0049] Nucleic acid molecules can be immobilized on a substrate by chemical bonding. In addition, rather than attaching the molecule directly to the substrate, it can be attached to the substrate via a linker group. Usually, it is about 6 to 50 atoms long. The linker strand exposes the bound nucleic acid molecule. Suitable linker chains include ethylene glycol oligomers and diamines, diacids, and the like. One end of the linker reacts with a reactive group on the substrate surface to bind the linker to the substrate. The other end of the linker binds to the nucleic acid molecule. A suitable substrate is any suitable solid or semi-solid support. This support includes membranes and filters, chips, slides, wafers, fibers, magnetic or non-magnetic beads, gels, tubes, plates, polymers, microparticles and capillaries. The substrate surface can take a variety of forms, such as wells, grooves, pins, channels and perforations to which the array nucleic acid molecules bind.

【0050】 サンプルは、任意の体液(血液、尿、唾液、痰、胃液等)又は培養細胞、生体
組織、そのほかの標本組織から得られたもの及びサンプル核酸分子からなる任意
のサンプルが可能である。サンプルは任意の種から採取することができるが、好
ましくは真核生物、更に好ましくはラットやヒトなどの哺乳類が好ましい。
The sample can be any body fluid (blood, urine, saliva, sputum, gastric juice, etc.) or any sample obtained from cultured cells, biological tissues, other specimen tissues, and sample nucleic acid molecules. . Samples can be taken from any species, but are preferably eukaryotes, more preferably mammals such as rats and humans.

【0051】 DNA又はRNAは、当分野で周知の任意の様々な方法でサンプルから単離す
ることが可能である。例えば、核酸分子の精製はLaboratory Techniques in Bio
chemistry and Molecular Biology: Hybridization With Nucleic Acid Probes,
Part I, Theory and Nucleic Acid Preparation, P. Tijssen, ed. Elsevier (
1993)に記載されている。好適な一実施例では、全RNAは、TRIZOL全RNA単
離試薬(Life Technologies, Gaithersburg MD)を用いて単離され、mRNAは
、オリゴd(T)カラムクロマトグラフィー又はガラスビードを用いて単離され
る。サンプル核酸分子が増幅される場合、サンプル核酸分子を増幅して、低い転
写物存在量を含む元のサンプルの相対存在量を維持するのが好ましい。RNAは
in vitro又はin situin vivoで増幅可能である(Eberwine US Patent No. 5
,514,545を参照)。
[0051] DNA or RNA can be isolated from a sample by any of a variety of methods known in the art. For example, purification of nucleic acid molecules can be performed using Laboratory Techniques in Bio
chemistry and Molecular Biology: Hybridization With Nucleic Acid Probes,
Part I, Theory and Nucleic Acid Preparation , P. Tijssen, ed.Elsevier (
1993). In one preferred embodiment, total RNA is isolated using TRIZOL total RNA isolation reagent (Life Technologies, Gaithersburg MD) and mRNA is isolated using oligo d (T) column chromatography or glass beads. It is. If the sample nucleic acid molecule is amplified, it is preferred that the sample nucleic acid molecule be amplified to maintain the relative abundance of the original sample, including the low transcript abundance. RNA can be amplified in vitro, in situ , or in vivo (Eberwine US Patent No. 5
, 514,545).

【0052】 また、サンプル内の核酸分子の実際の分布を変えないで増幅及び標識できるよ
うにするサンプル内の調節が含まれることが好ましい。この目的のために、サン
プルは、相補的なアレイ核酸分子とハイブリダイズすると検出可能な一定量の調
節核酸分子でスパイクされ、核酸分子の組成物には、アレイ調節核酸分子と特異
的にハイブリダイズする基準核酸分子が含まれる。ハイブリダイゼーション及び
プロセシングの後、得られるハイブリダイゼーションシグナルは、サンプルに加
えられたアレイ調節核酸分子の量を正確に反映するはずである。
It is also preferable to include in-sample adjustments that allow amplification and labeling without altering the actual distribution of the nucleic acid molecules in the sample. To this end, the sample is spiked with a fixed amount of a regulatory nucleic acid molecule that is detectable upon hybridization with a complementary array nucleic acid molecule, and the composition of nucleic acid molecules specifically hybridizes to the array regulatory nucleic acid molecule. Reference nucleic acid molecule. After hybridization and processing, the resulting hybridization signal should accurately reflect the amount of array regulatory nucleic acid molecules added to the sample.

【0053】 ハイブリダイゼーションの前に、サンプル核酸分子を断片化することが望まし
い場合もある。この断片化によって、サンプル内の他のサンプル核酸分子或いは
非相補的な核酸分子とのクロスハイブリダイゼーション及び二次構造が最小化さ
れ、ハイブリダイゼーションが改善される。この断片化は、機械的或いは化学的
方法によって行うことが可能である。
Prior to hybridization, it may be desirable to fragment the sample nucleic acid molecule. This fragmentation minimizes cross-hybridization and secondary structure with other sample nucleic acid molecules or non-complementary nucleic acid molecules in the sample and improves hybridization. This fragmentation can be performed by a mechanical or chemical method.

【0054】 標識 ハイブリダイズしたアレイ核酸分子とサンプル核酸分子との複合体を検出でき
るように、サンプル核酸分子を1つ以上の標識成分で標識することが可能である
。この標識成分には、分光学的又は光化学的、生化学的、生物電子工学的、免疫
化学的、電気的、光学的又は化学的な方法によって検出可能な組成物が含まれ得
る。この標識成分には、32P又は33P、35Sなどのラジオアイソトープ、
化学発酵化合物、標識された結合タンパク質、重金属原子、蛍光マーカーや色素
などの分光学的なマーカ、磁気標識、結合酵素、質量分析タグ、スピン標識、電
子移送ドナー及びアクセプタなどが含まれる。好適な蛍光マーカーには、Cy3
及びCy5フルオロフォアが含まれる(Amersham Pharmacia Biotech, Piscataw
ay NJ)。
The sample nucleic acid molecule can be labeled with one or more labeling components so that a complex of the labeled hybridized array nucleic acid molecule and the sample nucleic acid molecule can be detected. The labeling component can include a composition that can be detected by spectroscopic or photochemical, biochemical, bioelectronic, immunochemical, electrical, optical, or chemical methods. The labeling component includes a radioisotope such as 32 P or 33 P, 35 S,
Includes chemical fermentation compounds, labeled binding proteins, heavy metal atoms, spectroscopic markers such as fluorescent markers and dyes, magnetic labels, binding enzymes, mass spectrometry tags, spin labels, electron transfer donors and acceptors. Suitable fluorescent markers include Cy3
And Cy5 fluorophore (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataw)
ay NJ).

【0055】 ハイブリダイゼーション SEQ ID NO:1-117及びそれらの断片の核酸分子配列は、検査において、様々な
目的のために様々なハイブリダイゼーション技術に用いることができる。ハイブ
リダイゼーションプローブは、SEQ ID NO:1-117由来或いは設計され得る。この
ようなプローブは、5’調節領域などの高度に特異的な領域或いは保存されたモ
チーフから作製可能であり、哺乳類タンパク質或いはアレル変異体、関連配列を
コードする自然発生の配列を同定するプロトコルに用いられ、好ましくは任意の
タンパク質配列と50%以上の配列同一性を有しなければならない。本発明のハ
イブリダイゼーションプローブは、DNA又はRNAが可能であり、SEQ ID NO:
1-117の配列、または哺乳類遺伝子のプロモータ及びインハンサ、イントロンを
含むゲノム配列から得られる。ハイブリダイゼーションプローブ又はPCRプロ
ーブは、標識されたヌクレオチドの存在下で、オリゴ標識(oligolabeling)又
はニックトランスレーション、末端標識、PCR増幅によって作製可能である。
核酸配列を含むベクターは、RNAポリメラーゼ及び標識された核酸分子を加え
て、in vitroでmRNAプローブの作製に用いることが可能である。これらの方
法は、Amersham Pharmacia Biotechが販売しているようなキットを用いて行うこ
とが可能である。
Hybridization The nucleic acid molecule sequences of SEQ ID NOs: 1-117 and fragments thereof can be used in testing for various purposes and for various hybridization techniques. Hybridization probes can be derived or designed from SEQ ID NO: 1-117. Such probes can be made from highly specific regions, such as the 5 'regulatory region, or conserved motifs, and can be used in protocols to identify naturally occurring sequences that encode mammalian proteins or allelic variants and related sequences. It must be used and preferably has at least 50% sequence identity with any protein sequence. The hybridization probe of the present invention can be DNA or RNA, and has SEQ ID NO:
1-117 or a genomic sequence containing promoters, enhancers and introns of mammalian genes. Hybridization or PCR probes can be made by oligolabeling or nick translation, end labeling, PCR amplification in the presence of labeled nucleotides.
Vectors containing nucleic acid sequences can be used for the production of mRNA probes in vitro , with the addition of RNA polymerase and labeled nucleic acid molecules. These methods can be performed using kits such as those sold by Amersham Pharmacia Biotech.

【0056】 ハイブリダイゼーションの厳密性は、プローブのGとCの合計の含有率及び塩
濃度、温度によって決定される。特に、塩濃度を下げたり、ハイブリダイゼーシ
ョンの温度を上げることで厳密性を高めることができる。幾つかの膜系ハイブリ
ダイゼーションに用いられる領域に、フォルムアミドなどの有機溶媒を添加する
ことによって低温度での反応が可能となる。例えば、1%のドデシル硫酸ナトリ
ウム(SDS)を含む60℃の5xSSC等のバッファーで厳密性の低いハイブ
リダイゼーションが可能であり、不一致を含むヌクレオチド配列間のハイブリダ
イゼーション複合体を形成することが可能となる。続く洗浄は、0.1%のSD
Sを含む45℃(中程度の厳密性)或いは68℃(高い厳密性)の0.2xSS
C等のバッファーでより高い厳密性で行うことができる。高い厳密性では、核酸
配列が完全に相補的である場合に限りハイブリダイゼーション複合体が安定して
維持される。ある膜系ハイブリダイゼーションでは、ハイブリダイゼーションが
可能な温度を低下させるためにハイブリダイゼーション溶液に、好ましくは35
%、最も好ましくは50%のホルムアミドを添加することができ、また、Sarkos
yl又はTriton X-100等の洗浄剤及びサケ精子DNAなどの遮断剤を用いて背景シ
グナルを減少させることが可能である。ハイブリダイゼーションの成分及び条件
の選択については、当業者には周知であり、Ausubel (前出) 及び Sambrook 他
(1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press,
Plainview NY)に記載されている。 ハイブリダイゼーションの特異性は、特異性調節核酸分子のハイブリダイゼー
ションと、規定量のサンプルに加えられる特異性調節サンプル核酸分子とを比較
することによって評価が可能である。アレイ特異性調節核酸分子は、対応するア
レイ核酸分子と比べると1つ以上の配列不一致がある可能性がある。この方法で
は、配列された相補的な核酸分子がサンプル核酸分子にハイブリダイズしている
のか、或いは不一致部分を有するハイブリッド二重鎖が形成されているのかが判
定できる。
The stringency of hybridization is determined by the total content of G and C of the probe, salt concentration, and temperature. In particular, stringency can be increased by lowering the salt concentration or raising the hybridization temperature. By adding an organic solvent such as formamide to a region used for some membrane-based hybridizations, a reaction at a low temperature becomes possible. For example, a buffer such as 5 × SSC at 60 ° C. containing 1% sodium dodecyl sulfate (SDS) enables low-stringency hybridization, and forms a hybridization complex between nucleotide sequences containing mismatches. Become. Subsequent washing was performed with 0.1% SD
0.2xSS at 45 ° C (medium stringency) or 68 ° C (high stringency) containing S
A higher stringency can be achieved with a buffer such as C. With high stringency, the hybridization complex remains stable only if the nucleic acid sequences are perfectly complementary. For some membrane-based hybridizations, the hybridization solution is preferably added to the hybridization solution to reduce the temperature at which hybridization is possible.
%, Most preferably 50% formamide can be added.
Background signals can be reduced using detergents such as yl or Triton X-100 and blocking agents such as salmon sperm DNA. The selection of hybridization components and conditions is well known to those skilled in the art and is described in Ausubel (supra) and Sambrook et al.
(1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press,
Plainview NY). The specificity of the hybridization can be assessed by comparing the hybridization of the specificity-regulating nucleic acid molecule to a specificity-regulating sample nucleic acid molecule added to a defined amount of sample. An array specificity regulating nucleic acid molecule can have one or more sequence mismatches when compared to the corresponding array nucleic acid molecule. In this method, it can be determined whether the sequenced complementary nucleic acid molecule has hybridized to the sample nucleic acid molecule or whether a hybrid duplex having a mismatched portion has been formed.

【0057】 ハイブリダイゼーション反応は、絶対ハイブリダイゼーション型或いはディフ
ァレンシャルハイブリダイゼーション型で行うことができる。絶対ハイブリダイ
ゼーション型では、あるサンプルの核酸分子はマイクロアレイ型の分子とハイブ
リダイズし、ハイブリダイゼーション複合体が形成された後に検出されるシグナ
ルは、サンプル内の核酸分子のレベルに相関する。ディファレンシャルハイブリ
ダイゼーション型では、二つの生物学的サンプルの一群の遺伝子の差次的な発現
が分析される。ディファレンシャルハイブリダイゼーションのために、両方の生
物学的サンプルが核酸分子を用意し、異なった標識成分で標識を付ける。二つの
標識された核酸分子を混ぜてマイクロアレイに加える。次に、このマイクロアレ
イを、二つの異なった標識からの発光が個々に検出できる条件下で検査する。両
方の生物学的サンプルからの核酸分子と実質的に同数ハイブリダイズするマイク
ロアレイの分子が、固有の結合された蛍光を発する(Shalon 他 PCT publicatio
n WO95/35505)。好適な実施例では、区別可能な励起及び発光範囲を有するCy3
及びCy5フルオロフォアなどの蛍光マーカーが標識である。
The hybridization reaction can be performed in an absolute hybridization type or a differential hybridization type. In absolute hybridization, nucleic acid molecules in a sample hybridize to molecules in a microarray, and the signal detected after the formation of the hybridization complex correlates to the level of nucleic acid molecules in the sample. In a differential hybridization format, two biological samples are analyzed for differential expression of a group of genes. For differential hybridization, both biological samples prepare nucleic acid molecules and label them with different labeling components. The two labeled nucleic acid molecules are mixed and added to the microarray. The microarray is then tested under conditions where luminescence from two different labels can be individually detected. The molecules of the microarray that hybridize substantially the same number of nucleic acid molecules from both biological samples emit a unique, bound fluorescence (Shalon et al., PCT publicatio
n WO95 / 35505). In a preferred embodiment, Cy3 with distinct excitation and emission ranges
And fluorescent markers such as Cy5 fluorophores are labels.

【0058】 ハイブリダイゼーションの後、マイクロアレイを洗浄してハイブリダイズしな
かった核酸分子を除去し、ハイブリダイズ可能なアレイエレメントと核酸分子と
で形成された複合体を検出する。形成された複合体を検出する方法は当分野では
周知である。好適な実施例では、核酸分子は蛍光標識で標識され、形成された複
合体を示す蛍光パターン及びそのレベルの測定は、蛍光顕微鏡、好ましくは共焦
点蛍光顕微鏡で行う。
After hybridization, the microarray is washed to remove unhybridized nucleic acid molecules, and a complex formed between the hybridizable array element and the nucleic acid molecule is detected. Methods for detecting formed complexes are well known in the art. In a preferred embodiment, the nucleic acid molecules are labeled with a fluorescent label, and the measurement of the fluorescence pattern and its level indicating the complex formed is performed with a fluorescence microscope, preferably a confocal fluorescence microscope.

【0059】 ディファレンシャルハイブリダイゼーションの実験では、二つ以上の異なった
生物学的サンプルからの核酸分子は、異なった励起及び発光波長を有する二つ以
上の異なった蛍光標識で標識される。標識されたサンプルは、特定の励起波長で
励起される。蛍光シグナルは、特定の発光波長を検出するように設定された異な
った光電子増倍管でそれぞれ検出される。二つ以上のサンプル核酸分子の相対的
な存在度/発現レベルが得られる。
In a differential hybridization experiment, nucleic acid molecules from two or more different biological samples are labeled with two or more different fluorescent labels having different excitation and emission wavelengths. The labeled sample is excited at a specific excitation wavelength. The fluorescent signals are each detected with a different photomultiplier tube set to detect a particular emission wavelength. The relative abundance / expression level of two or more sample nucleic acid molecules is obtained.

【0060】 通常マイクロアレイの発光強度は、同じような検査条件で1つ以上のマイクロ
アレイが用いられた場合は、ハイブリダイゼーション強度のばらつきを考慮して
基準化することができる。ある好適な実施例では、それぞれのアレイサンプル核
酸分子複合体のハイブリダイゼーション強度は、それぞれのマイクロアレイが有
する内部基準化調節からの強度で基準化される。
In general, when one or more microarrays are used under similar test conditions, the emission intensity of a microarray can be normalized in consideration of the variation in hybridization intensity. In a preferred embodiment, the hybridization intensity of each array sample nucleic acid molecule complex is normalized by the intensity from the internal normalization control of each microarray.

【0061】 標識されたサンプルは特定の波長を放出し、複数の光電子増倍管で検出される
。アレイ核酸分子の相対的な存在度/発現レベルは、マイクロアレイのハイブリ
ダイズ可能なエレメントとして用いることが可能である。このようなマイクロア
レイを用いて、特定の毒物学的反応に関連する発現プロフィールを同定すること
が可能である。次に、これらの光電子倍増管の特定のサブセットを、特定の波長
を検出するように設定する。アレイ核酸分子の相対的な発現レベルは、このアレ
イ核酸分子の発現が特定の有毒薬剤に反応して変調されるため、同定することが
できる。これらの光電子倍増管は、特定の波長を検出できるように設定される。
核酸分子の相対的な発現レベルは、類似の毒物学的反応を有する他の化合物を同
定する際に用いることが可能である。
The labeled sample emits a particular wavelength and is detected with a plurality of photomultipliers. The relative abundance / expression level of the array nucleic acid molecules can be used as a hybridizable element of a microarray. Using such a microarray, it is possible to identify expression profiles associated with a particular toxicological response. Next, a particular subset of these photomultipliers are set to detect a particular wavelength. The relative expression level of an array nucleic acid molecule can be identified as the expression of the array nucleic acid molecule is modulated in response to a particular toxic agent. These photomultiplier tubes are set so that a specific wavelength can be detected.
The relative expression level of a nucleic acid molecule can be used in identifying other compounds that have a similar toxicological response.

【0062】 別法では、既知の副作用のある或る治療法のために、マイクロアレイ及びマイ
クロアレイからの発現パターンを用いて、治療法を微調整する。服用量は、好ま
しくない副作用に関連する発現パターンを最小化するように決められる。この方
法は、治療法を変更する前の患者が毒物による副作用を示すのを待っているより
急性であり、より感受性が高くなり得る。
Alternatively, the therapy is fine-tuned using the microarray and expression patterns from the microarray for certain therapies with known side effects. Dosages are determined to minimize the pattern of expression associated with undesired side effects. This method can be more acute and more sensitive than waiting for the patient to show toxic side effects before changing therapy.

【0063】 一般に、検査用化合物又は分子のライブラリをスクリーニングして毒物学的反
応を有するものを同定する方法は、未処理の組織と比べ、既知の有毒化合物で処
理された組織で発現レベルが変調された複数のアレイ核酸分子を選択する過程を
含む。次に、サンプルを検査用化合物又は分子で処理して、複数の核酸分子の発
現を含む遺伝子発現パターンを誘導する。検査用化合物を幾つかの用量でスクリ
ーニングして、どの用量が有力でどの用量がそうでないかを決定する。
In general, methods for screening a library of test compounds or molecules to identify those with a toxicological response result in modulated expression levels in tissues treated with a known toxic compound compared to untreated tissues. Selecting the plurality of arrayed nucleic acid molecules. The sample is then treated with a test compound or molecule to induce a gene expression pattern that includes the expression of the plurality of nucleic acid molecules. Test compounds are screened at several doses to determine which doses are likely and which are not.

【0064】 次に、アレイ核酸分子の発現レベルとサンプル核酸分子の発現レベルとを比較
して、アレイ核酸分子と類似のサンプル核酸分子の発現レベルを誘導する化合物
を同定する。ある好適な実施例では、遺伝子発現レベルを、アレイ核酸分子とサ
ンプル核酸分子とがハイブリダイゼーション複合体を効果的に形成する条件の下
で、アレイ核酸分子とサンプル核酸分子とを接触させて比較し、ハイブリダイゼ
ーション複合体の存在の有無を決定する。
Next, the compound that induces the expression level of a sample nucleic acid molecule similar to the array nucleic acid molecule is identified by comparing the expression level of the array nucleic acid molecule with the expression level of the sample nucleic acid molecule. In a preferred embodiment, gene expression levels are compared by contacting the array nucleic acid molecule with the sample nucleic acid molecule under conditions that effectively form a hybridization complex between the array nucleic acid molecule and the sample nucleic acid molecule. , To determine the presence or absence of the hybridization complex.

【0065】 類似性とは、検査用の化合物で処理されていないサンプルの核酸分子がアレイ
核酸分子とハイブリダイゼーション複合体を形成するより長い時間で、少なくと
も1回、アップレギュレートされたアレイ核酸分子の少なくとも1個以上、好ま
しくは5個以上、更に好ましくは10個以上がサンプル核酸分子とハイブリダイ
ゼーション複合体を形成することである。類似性はまた、検査用化合物で処理さ
れていないサンプルの核酸分子がダウンレギュレートされたアレイ核酸分子とハ
イブリダイゼーション複合体を形成するより短い時間で、少なくとも1回、ダウ
ンレギュレートされたアレイ核酸分子の少なくとも1個以上、好ましくは3個以
上がサンプル核酸分子とハイブリダイゼーション複合体を形成することである。
Similarity is defined as an array nucleic acid molecule that has been up-regulated at least once for a longer time than a nucleic acid molecule of a sample that has not been treated with the test compound forms a hybridization complex with the array nucleic acid molecule. At least one, preferably at least five, more preferably at least ten form a hybridization complex with the sample nucleic acid molecule. Similarity can also be attributed to the at least one down-regulated array nucleic acid in a shorter time than the nucleic acid molecules of the sample not treated with the test compound form a hybridization complex with the down-regulated array nucleic acid molecules. At least one, preferably three or more of the molecules form a hybridization complex with the sample nucleic acid molecule.

【0066】 発現パターンのこのような類似性とは、毒物学的反応が検査用化合物または検
査される分子と関連することである。ペルオキシソーム増殖因子(PP)のクラ
スに属する有毒化合物には、クロフィブレート及びフェノヒィブレート、clo
fenic acid、nafenopin,gemfibrozil,cip
rofibrate,bezafibrate,halofenate,シンフ
ィブレート、benzofibrate,etofibrate,WY−14,
643等の抗脂血薬と、トリクロロ核酸及びパルプロ酸、ヘキサン酸等のn−ア
ルキルカルボン酸と、トリクロエチレン及びetrachloroethyle
ne等のnアルキルカルボン酸前駆体と、bifenazole等のアゾール抗
真菌性化合物と、ロイコトリエンD4アンタゴニストと、除草剤と、殺虫剤と、
ジ−[2−エチルヘキシル]フタル酸、mono−[2−ethylhexyl]p
hthalate等のフタル酸エステルと、酢酸フェニル及びデヒドロエピアン
ドロステロンサルフェイト、オレイン酸、メタノールなどの自然化学薬品とが含
まれる。別の実施例では、有毒化合物は、アセトアミノフェンまたはそれの対応
する代謝物である。別の実施例では、有毒化合物は多環式芳香族炭化水素(PA
H)であり、その中には、ベンゾピエン及び3−メチルコラントレン、ベンゾア
ントラセン、7,12−ジメチルベンズアントラセン、それらの対応する代謝物
などの化合物が含まれる。有用となるのは、肝臓及び腎臓、脳、秘蔵、膵臓、肺
のこれらの化合物の代謝反応の研究である。
Such similarity in expression patterns is that the toxicological response is associated with the test compound or the molecule being tested. Toxic compounds belonging to the class of peroxisome proliferators (PP) include clofibrate and fenofibrate, clo
fenic acid, nafenopin, gemfibrozil, chip
rofibrate, bezafibrate, halofenate, symfibrate, benzofibrate, etofibrate, WY-14
An antilipidemic agent such as 643, trichloronucleic acid and n-alkyl carboxylic acids such as palproic acid and hexanoic acid, and trichlorethylene and trachloroethyl
an n-alkyl carboxylic acid precursor such as ne, an azole antifungal compound such as bifenazole, a leukotriene D4 antagonist, a herbicide, an insecticide,
Di- [2-ethylhexyl] phthalic acid, mono- [2-ethylhexyl] p
phthalates such as phthalate and natural chemicals such as phenyl acetate and dehydroepiandrosterone sulfate, oleic acid, and methanol. In another embodiment, the toxic compound is acetaminophen or a corresponding metabolite thereof. In another embodiment, the toxic compound is a polycyclic aromatic hydrocarbon (PA
H), which includes compounds such as benzopiene and 3-methylcholanthrene, benzanthracene, 7,12-dimethylbenzanthracene, and their corresponding metabolites. Useful for studying the metabolic reactions of these compounds in the liver and kidney, brain, treasured, pancreas, and lung.

【0067】 核酸を用いる遺伝子発現の変更 遺伝子発現は、哺乳類遺伝子の5’又は3’調節領域、或いは他の調節領域に
対して相補的な或いはアンチセンス分子を設計することで変更することが可能で
ある。転写開始部位に対して設計されたオリゴヌクレオチドが好ましい。同様に
、ポリメラーゼ又は転写因子、調節分子の結合を阻止する三重螺旋塩基対合で遺
伝子発現を阻止することができる(Gee 他 In: Huber and Carr (1994) Molecul
ar and Immunologic Approaches, Futura Publishing, Mt. Kisco NY, pp. 163-
177)。また、リボソームとmRNAとの結合を防止することによって翻訳を遮
断するように相補的な分子を設計することも可能である。或る別法では、核酸分
子又はその断片のライブラリをスクリーニングして、翻訳されていない調節配列
に特異的に結合するものを同定することが可能である。
Altering Gene Expression Using Nucleic Acids Gene expression can be altered by designing complementary or antisense molecules to the 5 'or 3' regulatory regions of mammalian genes, or other regulatory regions. It is. Oligonucleotides designed for the transcription start site are preferred. Similarly, gene expression can be blocked by triple helix base pairing, which blocks the binding of polymerases or transcription factors, regulatory molecules (Gee et al. In: Huber and Carr (1994) Molecul ) .
ar and Immunologic Approaches , Futura Publishing, Mt.Kisco NY, pp. 163-
177). It is also possible to design a complementary molecule so as to block translation by preventing the binding of ribosome to mRNA. In one alternative, a library of nucleic acid molecules or fragments thereof can be screened to identify those that specifically bind to untranslated regulatory sequences.

【0068】 酵素活性をもつRNA分子であるリボザイムを用いて、RNAの特異的な切断
を触媒することが可能である。リボザイム作用の機構は、リボザイム分子と相補
的な標的RNAとの配列特異的なハイブリダイゼーション及びそれに続くGUA
及びGUU、GUCなどの部位におけるヌクレオチド鎖の切断を含む。このよう
な部位が同定されると、同じ配列を有するオリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレ
オチドを機能不全にする二次的構造特性に対して評価され得る。また、RNA分
解酵素保護アッセイを用いて、相補的なオリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼ
ーションを検査して、候補の標的の適合性を評価することも可能である。
It is possible to catalyze the specific cleavage of RNA using ribozymes, which are RNA molecules with enzymatic activity. The mechanism of ribozyme action is based on sequence-specific hybridization of the ribozyme molecule to a complementary target RNA followed by GUA.
And cleavage of nucleotide chains at sites such as GUU and GUC. Once such sites have been identified, oligonucleotides having the same sequence can be evaluated for secondary structural properties that render the oligonucleotide dysfunctional. In addition, RNase protection assays can be used to test hybridization with complementary oligonucleotides to assess the suitability of candidate targets.

【0069】 本発明の相補的な核酸及びリボザイムは、固相ホスホラミダイト化学合成物を
用いて、in vitro又はin vivoでの組換え発現によって作製することが可能であ
る。更に、RNA分子は、分子の5’及び/または3’末端における側方の配列
、又は分子のバックボーン内のホスホジエステラーゼ結合ではなくホスホロチオ
ネート又は2’O−メチルを用いて、細胞内の安定性及び半減期を増加するよう
に修飾され得る。この修飾は、PNAの作製に固有であるが、他の核酸分子にも
拡大することができる。例えばイノシン、queosine、wybutosine等の伝統的でな
い塩基の含有、又はアセチル基、メチル基、チオ基を有するウリジン及びアデニ
ン、シチジン、グアニン、チミンの修飾によって、内在性エンドヌクレアーゼに
対する基質としての有効性が低くなる。
The complementary nucleic acids and ribozymes of the invention can be produced by in vitro or in vivo recombinant expression using solid phase phosphoramidite chemical synthesis. In addition, RNA molecules can be stabilized in cells using phosphorothionate or 2'O-methyl rather than lateral sequences at the 5 'and / or 3' end of the molecule, or phosphodiesterase linkages in the backbone of the molecule. Can be modified to increase gender and half-life. This modification is unique to the production of PNAs, but can be extended to other nucleic acid molecules. For example, inosine, queosine, wybutosine and other non-traditional bases, or acetyl, methyl, uridine having a thio group and modification of adenine, cytidine, guanine, thymine, the effectiveness as a substrate for endogenous endonuclease. Lower.

【0070】 スクリーニングアッセイ 哺乳類タンパク質をコードする核酸分子を用いて、特異的な結合親和性を調べ
るために分子のライブラリをスクリーニングすることが可能である。このライブ
ラリも、DNA分子及びRNA分子、PNA、ペプチド、生物学系の核酸分子の
翻訳または活性、複製、転写を調節するリガンド及び転写因子、インハンサ、リ
プレッサなどのタンパク質が可能である。このアッセイは、哺乳類核酸分子また
はその断片を特異的な結合が可能な条件下で、分子のライブラリと結合する過程
と、核酸分子と特異的に結合する少なくとも1つの分子を同定する特異的な結合
を検出する過程を含む。
Screening Assays Nucleic acid molecules encoding mammalian proteins can be used to screen libraries of molecules for specific binding affinities. This library can also be DNA and RNA molecules, PNAs, peptides, ligands and transcription factors that regulate translation or activity, replication and transcription of biological nucleic acid molecules, proteins such as enhancers, repressors, and the like. This assay involves binding a mammalian nucleic acid molecule or fragment thereof to a library of molecules under conditions that permit specific binding, and specific binding to identify at least one molecule that specifically binds to the nucleic acid molecule. The step of detecting

【0071】 同様に、哺乳類タンパク質又はその一部を用いて、任意の様々なスクリーニン
グアッセイにおいて分子のライブラリをスクリーニングすることが可能である。
このようなスクリーニングに用いるタンパク質の一部は、溶液に遊離しているか
、又は非生物的或いは生物的な基板に固定されているか、細胞内部位に存在し得
る。タンパク質と分子との特異的な結合を測定することが可能である。スクリー
ニングするライブラリの種類によって、アッセイを用いて、タンパク質に特異的
に結合するDNA、RNA、DNA分子、アゴニスト、アンタゴニスト、抗体、
免疫グロブリン、インヒビター、ペプチド、タンパク質、薬剤、他の任意のリガ
ンドを同定する。極めて少ないアッセイ量及び極めて少ない量の検査用化合物を
用いる或る高スループットのスクリーニング方法は、USPN5,876,94
6号に記載されており、引用することをもって本明細書の一部とする。またこの
方法は、酵素的阻止又は受容体結合を調べるために多数の分子をスクリーニング
する。
Similarly, mammalian proteins, or portions thereof, can be used to screen libraries of molecules in any of a variety of screening assays.
Some of the proteins used in such screening may be free in solution, immobilized on an abiotic or biological substrate, or present at an intracellular site. It is possible to measure the specific binding between a protein and a molecule. Depending on the type of library to be screened, DNA, RNA, DNA molecules, agonists, antagonists, antibodies,
Identify immunoglobulins, inhibitors, peptides, proteins, drugs, and any other ligands. One high-throughput screening method using very low assay volumes and very low amounts of test compound is disclosed in USPN 5,876,94.
No. 6 and incorporated herein by reference. The method also screens a large number of molecules for enzymatic inhibition or receptor binding.

【0072】 リガンドの生成 核酸またはその断片を用いてサンプルからのリガンドを精製可能である。哺乳
類核酸分子またはその断片を用いてリガンドを精製する方法は、特異的な結合が
可能な条件下での、核酸分子またはその断片とサンプルとを結合させる過程と、
特異的結合を検出する過程と、結合したタンパク質を回収する過程と、好適な薬
剤を用いて精製されたリガンドから核酸分子を分離する過程とが含まれ得る。
Production of Ligands The nucleic acids or fragments thereof can be used to purify ligands from samples. A method for purifying a ligand using a mammalian nucleic acid molecule or a fragment thereof includes a step of binding the nucleic acid molecule or a fragment thereof to a sample under conditions capable of specific binding,
The steps may include detecting specific binding, recovering the bound protein, and separating the nucleic acid molecule from the purified ligand using a suitable agent.

【0073】 同様に、タンパク質またはその一部を用いてサンプルからリガンドを精製する
ことが可能である。哺乳類タンパク質またはその一部を用いてリガンドを精製す
る方法は、特異的な結合が可能な条件下でのサンプルとタンパク質またはその一
部とを結合させる過程と、タンパク質をリガンドとの特異的な結合を検出する過
程と、結合したタンパク質を回収する過程と、好適なカオトロピック剤を用いて
精製されたリガンドからタンパク質を分離する過程とが含まれ得る。
Similarly, it is possible to purify a ligand from a sample using a protein or a portion thereof. The method of purifying a ligand using a mammalian protein or a part thereof includes a process of binding a sample to a protein or a part thereof under conditions capable of specific binding, and a method of specifically binding a protein to a ligand. , Recovering the bound protein, and separating the protein from the purified ligand using a suitable chaotropic agent.

【0074】 薬理学 医薬品組成物とは、好ましい意図した目的を達成するのに効果的な量の活性成
分が含まれている物質である。効果的な薬用量の決定は、当分野の技術者の能力
による部分が大きい。どの化合物も、治療効果のある薬用量は、細胞培養アッセ
イ或いは動物モデルのどちらかによって初めに推定される。また、動物モデルを
使って、投与の経路及び好適な濃度範囲を決定する。次に、このような情報を用
いて、ヒトへの効果的な投与の経路及び薬用量を決定する。
Pharmacopharmaceutical compositions are substances which contain an effective amount of the active ingredient to achieve the desired intended purpose. Determining the effective dosage depends in large part on the capabilities of those skilled in the art. For any given compound, the therapeutically effective dose is initially estimated either by cell culture assays or animal models. In addition, the route of administration and suitable concentration range are determined using animal models. Such information is then used to determine the effective route of administration and dosage for humans.

【0075】 治療上の効果的な薬用量とは、症状又は状態を改善するタンパク質又はインヒ
ビターの量である。薬用有効度及び毒性は、例えば、ED50(服用に対して集
団の50%に医薬的効果がある)及びLD50(服用に対して集団の50%に致
命的である)などの、細胞培養または実験動物における標準的な薬剤手法によっ
て決定することができる。毒性効果と治療効果との比率は治療指数であり、LD
50/ED50と示すことができる。高い治療指数を示す医薬品組成物が好まし
い。細胞培養アッセイ及び動物実験から得られたデータが、ヒトへの適用のため
に、薬用量の範囲を決定するのに用いられる。
[0075] A therapeutically effective dose is that amount of the protein or inhibitor that ameliorates the symptoms or condition. Medicinal efficacy and toxicity can be measured, for example, by cell culture or experiment, such as ED50 (50% of the population has a medicinal effect on taking) and LD50 (50% of the population is lethal on taking). It can be determined by standard drug procedures in animals. The ratio between toxic and therapeutic effects is the therapeutic index and the LD
50 / ED50. Pharmaceutical compositions that exhibit high therapeutic indices are preferred. The data obtained from the cell culture assays and animal studies is used in formulating a range of dosage for human application.

【0076】 モデル系 動物モデルを、ヒトに相当する暴露条件で、動物モデルがヒトに類似の毒物反
応を示すバイオアッセイとして用いることが可能である。哺乳類が最も一般的な
モデルであり、殆どの毒物研究は、低コストで入手が用意であり、基準毒素が豊
富であるため、ラット、又はマウスなどの齧歯類で主に行われる。同系齧歯動物
は、目的の遺伝子の過剰な発現或いは過少な発現の生理学的な原因を調査するの
に便利なモデルであり、病気の診断及び治療方法の開発にも有用である。特定の
遺伝子を過剰に発現するため、乳汁にそのタンパク質を分泌する同系動物は、そ
の遺伝子によって発現されるそのタンパク質の便利なタンパク質源となり得る。
Model System The animal model can be used as a bioassay in which the animal model exhibits a toxic reaction similar to humans under exposure conditions corresponding to humans. Mammals are the most common model, and most toxicology studies are primarily performed on rodents such as rats or mice because of their low cost and availability of reference toxins. Syngeneic rodents are a convenient model for investigating the physiological causes of over- or under-expression of a gene of interest, and are also useful in developing methods for diagnosing and treating diseases. Because of overexpression of a particular gene, syngeneic animals that secrete the protein into milk can be a convenient source of the protein expressed by the gene.

【0077】 中毒学 中毒学とは、薬物副作用を同定するために、生物系の検査化合物または分子、
毒物の影響を研究する学問である。殆どの毒物研究はラットまたはマウスを用い
て、薬剤の有害作用がヒトに起こるかどうかを推定する。生理学的な質的及び量
的変化の観察及び行動、恒常性プロセス、発達プロセス、生殖プロセス、致死率
を用いて、安全性または有毒応答のプロフィールを作製して、その薬剤に曝露さ
れた後のヒトの健康状態を評価する。
Toxicology Toxology is a test compound or molecule in a biological system for identifying drug side effects.
A study that studies the effects of poisons. Most toxicology studies use rats or mice to estimate whether adverse effects of the drug will occur in humans. Observe physiological and qualitative and quantitative changes and use behavioral, homeostatic, developmental, reproductive, and mortality profiles to create a safety or toxic response profile that can be used after exposure to the drug. Assess human health.

【0078】 遺伝的毒物学は、細胞又は細胞下のレベルでの損傷を薬剤が引き起こす能力を
同定して分析する。通常このような遺伝毒性薬剤は、核酸との相互作用を促進す
る共通の化学的或いは物理的毒性を有し、変異した染色体が子孫に受け継がれる
と有害な場合が多い。毒物学の研究は、受胎前の両親のどちらか或いは妊娠中の
母親、或いは発達段階の生物の何れかに投与されると、子孫における構造的或い
は機能的な異常の頻度が増加する薬剤を同定する。これらの試験ではマウス及び
ラットを用いる場合が多いが、これはマウス及びラットの生殖周期が短く、統計
的必要性を満たすのに必要な多数の生物を産むためである。
Genetic toxicology identifies and analyzes the ability of an agent to cause damage at the cellular or subcellular level. Typically, such genotoxic agents have a common chemical or physical toxicity that promotes interaction with the nucleic acid and are often harmful if the mutated chromosome is passed on to progeny. Toxicological studies identify drugs that increase the frequency of structural or functional abnormalities in offspring when administered to either pre-conceptional parents or pregnant mothers, or any developing organism I do. Mice and rats are often used in these tests because the reproductive cycle of mice and rats is short and yields as many organisms as necessary to meet statistical needs.

【0079】 急性毒物の検査は薬剤の一回の投与量における、薬剤による症状または致死率
を決定する。これらの実験は、1)開始服用範囲決定実験と、2)有効な薬用量
の範囲を定める実験と、3)薬用量応答曲線を決定するための最後の実験とが行
われる。
[0079] Acute toxicology testing determines the symptoms or mortality from the drug in a single dose of the drug. These experiments include 1) an initial dose range determination experiment, 2) an experiment that defines the range of effective doses, and 3) a final experiment to determine a dose response curve.

【0080】 長期に渡る毒素検査は、薬剤の投与を繰り返して行われる。このような研究に
は一般にラット及びイヌを用いて、異なった分類学上の種からデータを収集する
。発癌物質を除けば、薬剤を高い薬用量で集中的に日常的に3ヶ月から4ヶ月の
間投与して成体動物の殆どの毒性の形態が明らかになった事例が多くある。一年
或いはそれ以上の期間の長期に渡る毒性検査は、薬剤の毒性の不在或いは発癌物
質の可能性を実証するために用いられる。ラットで研究が行われる場合、少なく
とも1つの検査グループの動物と、1つの調節グループの動物とが用いられる。
動物は検疫を受け、健康検査が行われ、実験の最初から最後までモニターされる
A long-term toxin test is performed by repeatedly administering a drug. Such studies generally use rats and dogs to collect data from different taxonomic species. Except for carcinogens, there are many instances where intensive and routine administration of drugs at high doses for three to four months has revealed most forms of toxicity in adult animals. Long-term toxicity tests, of one year or more, are used to demonstrate the absence of drug toxicity or the potential for carcinogens. If the study is performed in rats, at least one test group of animals and one control group of animals are used.
Animals are quarantined, health checked, and monitored throughout the experiment.

【0081】 遺伝子組み替え動物モデル 目的の遺伝子を過剰或いは過少に発現する遺伝子組換え齧歯類は、同系交配さ
れ、ヒトの病気モデルとして用いられたり、治療効果或いは毒物学的副作用を調
べるための化合物及び分子の検査に用いられる(USPN 4,736,866; USPN 5,175,3
83; 及び USPN 5,767,337を参照、また、引用することをもって本明細書の一部
とする)。ある場合には、導入された遺伝子が、重要な発達段階或いは出生後に
、特定の組織型において特定の期間に活性化され得る。組換え遺伝子の発現は、
薬剤治療実験の前及びその最中、その後の遺伝子組換え動物における表現型又は
組織特異的mRNA発現の分析によってモニターされる。
Genetically Modified Animal Models Genetically modified rodents which over- or under-express a gene of interest are inbred and used as human disease models, or compounds for examining therapeutic or toxicological side effects. And molecular testing (USPN 4,736,866; USPN 5,175,3
83; and USPN 5,767,337, which are incorporated herein by reference). In some cases, the introduced gene may be activated at a particular developmental stage or after birth, in a particular tissue type, for a particular period of time. Expression of the recombinant gene
Monitored by analysis of phenotypic or tissue-specific mRNA expression in transgenic animals before and during drug treatment experiments.

【0082】 齧歯類胎児から単離された胚性幹細胞(ES)は、胎児を形成する可能性を維
持している。ES細胞がキャリア胎児の中に導入された場合、正常な発達を再開
し、生きて生まれる動物の全ての組織に貢献する。ES細胞は、ある実験的なノ
ックアウト齧歯類系及びノックイン齧歯類系に用いるのに好適である。マウス1
29/SvJ株化細胞などのマウスES細胞は、初期のマウスの胎児から採取され
、当分野で周知の培養条件のもとで成長させる。ノックアウト系のベクターには
in vivoでの転写及び/又は翻訳を乱すマーカー遺伝子を含むように変更され
た疾患遺伝子候補が含まれる。ES細胞に導入されるベクターは、当分野で周知
の電気穿孔法及びリボソーム輸送、微少注入などの形質転換方法によって行われ
る。齧歯類内在性遺伝子は、細胞分化の際の組換え及び相同組換えによって乱さ
れた疾患遺伝子に置換される。形質転換されたES細胞は、所定の条件の下で選
択され、C57/BL/6マウス系などのマウス細胞胚盤胞に微少注入されるの
が好ましい。この胚盤胞を疑似妊娠種雌に外科的に移入して、遺伝子型が子孫の
キメラに受け継がれ、ヘテロ接合系またはホモ接合系を作り出す。
Embryonic stem cells (ES) isolated from rodent embryos maintain the potential to form embryos. When ES cells are introduced into the carrier fetus, they resume normal development and contribute to all tissues of the live born animal. ES cells are suitable for use in certain experimental knock-out and knock-in rodent systems. Mouse 1
Mouse ES cells, such as the 29 / SvJ cell line, are obtained from early mouse fetuses and grown under culture conditions well known in the art. Knockout vectors include disease gene candidates that have been modified to include marker genes that disrupt transcription and / or translation in vivo . The vector to be introduced into the ES cell is obtained by a transformation method such as electroporation and ribosome transport and microinjection which are well known in the art. The rodent endogenous gene is replaced by a disease gene that has been disrupted by recombination during cell differentiation and homologous recombination. Preferably, the transformed ES cells are selected under predetermined conditions and microinjected into mouse cell blastocysts such as the C57 / BL / 6 mouse line. The blastocyst is surgically transferred to a pseudopregnant female and the genotype is passed on to offspring chimeras, creating a heterozygous or homozygous line.

【0083】 また、ES細胞を用いて、神経細胞及び造血系列、真菌細胞などのin vitro
の様々な細胞型及び組織の違いを研究する(Bain 他 (1995) Dev. Biol. 168:34
2-357; Wiles and Keller (1991) Development 111:259-267; and Klug 他 (199
6) J. Clin. Invest. 98:216-224)。最近の研究により、ヒト胚盤胞由来のES
細胞もまた、in vitroで操作して、内胚葉及び中胚葉、外胚葉性の細胞型を含む
8つの別の細胞系譜に分化され得る(Thomson (1998) Science 282:1145-1147)
In addition, ES cells are used to study differences in various cell types and tissues in vitro , such as nerve cells, hematopoietic lineages, and fungal cells (Bain et al. (1995) Dev. Biol. 168: 34).
2-357; Wiles and Keller (1991) Development 111: 259-267; and Klug et al. (199
6) J. Clin. Invest. 98: 216-224). Recent studies have shown that human blastocyst-derived ES
Cells can also be manipulated in vitro to differentiate into eight distinct cell lineages, including endoderm and mesoderm, ectodermal cell types (Thomson (1998) Science 282: 1145-1147).
.

【0084】 ノックアウト分析 遺伝子ノックアウト分析では、ヒト疾患遺伝子候補の領域は、ネオマイシンホ
スホトランスフェラーゼ遺伝子などの非哺乳類遺伝子を含むように酵素によって
修飾される(neo ; Capecchi (1989) Science 244:1288-1292)。挿入されたコ
ーディング配列は、標的遺伝子の転写及び翻訳を乱して疾患候補タンパク質の生
理学的合成を阻止する。この変更した遺伝子を培養胚幹細胞(上記)に形質転換
し、この形質転換細胞を齧歯類胚胞に注入し、この胚胞を疑似妊娠種雌に導入す
る。この遺伝子組換え子孫を交種育種して、ホモ接合近交系を作り出す。
Knockout Analysis In gene knockout analysis, regions of human disease gene candidates are enzymatically modified to include non-mammalian genes such as the neomycin phosphotransferase gene (neo; Capecchi (1989) Science 244: 1288-1292). . The inserted coding sequence disrupts the transcription and translation of the target gene, preventing physiological synthesis of the disease candidate protein. The altered gene is transformed into cultured embryonic stem cells (described above), the transformed cells are injected into rodent germ spores, and the germ spores are introduced into pseudopregnant females. The transgenic progeny are cross-bred to create homozygous inbred lines.

【0085】 ノックイン分析 胎児発達の初期段階に現れる分化全能性のES細胞を用いてノックインヒト化
動物(ブタ)又はヒトの疾患の遺伝子組換え動物モデル(マウス又はラット)を
作り出すことが可能である。ノックイン技術では、ヒト遺伝子のある領域を動物
ES細胞に注入し、そのヒトの配列を遺伝子組換えによって動物細胞ゲノムの中
に移入する。移入されたヒト遺伝子を含む全能性ES細胞は、上記したように操
作する。ヒトの条件に類似の情報を収集するために、この同系動物を処置して研
究する。これらの方法は、幾つかのヒトの疾患をモデル化するために用いられる
(例えば、Lee 他 (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. 95:11371-11376;Baudoin
他 (1998) Genes Dev. 12:1202-1216; and Zhuang 他 (1998) Mol. Cell Biol.
18:3340-3349)。
Knock-in analysis It is possible to create knock-in humanized animals (pigs) or transgenic animal models of human disease (mouse or rat) using totipotent ES cells that appear early in fetal development. . In the knock-in technique, a region of the human gene is injected into animal ES cells, and the human sequence is transferred into the animal cell genome by genetic recombination. Totipotent ES cells containing the transferred human gene are manipulated as described above. The syngeneic animal is treated and studied to gather information similar to human conditions. These methods are used to model some human diseases (eg, Lee et al. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. 95: 11371-11376; Baudoin
Et al. (1998) Genes Dev. 12: 1202-1216; and Zhuang et al. (1998) Mol. Cell Biol.
18: 3340-3349).

【0086】 非ヒト霊長類モデル この動物実験の分野は、生理学及び遺伝学、化学、薬理学、統計学等の基本化
学の方法論及びデータを取り扱う。これらのデータは、非ヒト霊長類の検査用化
合物または分子の効果を評価するのに重要である。なぜなら、それらはヒトの健
康に関連するためである。ワクチン及び薬剤の評価においてサルをヒトの代理と
して用い、それらの応答は、類似の条件下での人の暴露に相当する。カニクイザ
ル及びアカゲザル(それぞれMacaca fascicularis 及び Macaca mulatta)及び
一般的なマーモセット(Callithrix jacchus)は、これらの研究に用いる最も一
般的な非ヒト霊長類(NHP)である。NHPの群体作り及び維持には多大な費
用が掛かるため、初期の研究及び毒物学的な研究は、通常は齧歯類モデルで行わ
れる。薬物嗜癖などの行動を調べる研究では、NHPは最良の実験動物である。
更に、NHP及び個々のヒトは、多くの薬剤及び毒物に対して異なった感受性を
示し、これらの薬剤に対する高代謝型及び低代謝型に分類できる。
Non-Human Primate Models This field of animal experiments deals with basic chemistry methodologies and data such as physiology and genetics, chemistry, pharmacology, statistics, etc. These data are important in assessing the effects of a non-human primate test compound or molecule. Because they are relevant to human health. Monkeys were used as surrogates for humans in the evaluation of vaccines and drugs, and their responses corresponded to human exposure under similar conditions. Cynomolgus and rhesus monkeys (Macaca fascicularis and Macaca mulatta, respectively) and common marmosets (Callithrix jacchus) are the most common non-human primates (NHPs) used in these studies. Initial and toxicological studies are usually performed in rodent models because of the high cost of building and maintaining NHPs. In studies examining behavior such as drug addiction, NHP is the best experimental animal.
In addition, NHPs and individual humans show different sensitivities to many drugs and toxins, and can be classified as high metabolizers and poor metabolizers for these drugs.

【0087】 更なる実施例では、限定するものではないが、新しい技術が、トリプレット遺
伝コード及び特異的な塩基形成相互作用などの特性を含む、現在知られている核
酸分子の特性による場合は、哺乳類タンパク質をコードする核酸分子が、まだ開
発中の任意の分子生物学技術に用いられる。
In a further embodiment, where the new technology relies on currently known properties of the nucleic acid molecule, including but not limited to the triplet genetic code and properties such as specific base-forming interactions, Nucleic acid molecules encoding mammalian proteins may be used in any molecular biology technique still under development.

【0088】[0088]

【実施例】【Example】

本発明は、ここに記載した特定の方法論、プロトコル、及び試薬に限定されず
、それらは様々に変更できることを理解されたい。また、本明細書において用い
られる用語法は、特定の実施例のみを説明する目的で用いられたものであり、請
求項の記載のみによって限定される本発明の範囲を限定することを意図したもの
ではないということも理解されたい。以下の実施例は、本発明及びその代表的な
構成を最も良く説明するものとして提示した。
It is to be understood that this invention is not limited to particular methodology, protocols, and reagents described herein, which may vary. Further, the terminology used in the present specification is used for the purpose of describing specific examples only, and is intended to limit the scope of the present invention which is limited only by the description of the claims. It should be understood that it is not. The following examples have been presented as the best description of the invention and its representative configurations.

【0089】 1 cDNAライブラリーの作製 RALINOT01 cDNAライブラリーを、50匹の10〜11週目のSD系メスラ
ット(Pharmacon, Waverly PA)のプールから採取された肝臓組織から作製した
。動物は、標準的な実験室用ケージに収容され、PMI認可Rodent Diet #5002を与
えられた。動物は、組織の採取時に良好な健康状態と認められた。動物は、CO 吸入で麻酔した後、心臓穿刺を行った。
[0089]1. Preparation of cDNA library RALINOT01 cDNA library was transferred to 50 10- to 11-week SD strain Mesra
(Pharmacon, Waverly PA) from liver tissue collected from a pool
. Animals are housed in standard laboratory cages and awarded PMI-approved Rodent Diet # 5002
I got it. The animals were in good health at the time of tissue collection. Animals are CO 2 After anesthesia by inhalation, cardiac puncture was performed.

【0090】 冷凍組織を、Brinkmann Homogenizer Polytron PT-3000(Brinkmann Instrume
nts, Westbury, NY)を用いて、TRIZOL試薬(1gの組織/10mlのTRIZOL;L
ife Technologies)、即ち単一組成細胞の(monoplastic)フェノール及びグア
ニジンイソチオシアネートの溶液においてホモジナイズし溶解した。氷冷しなが
ら短時間インキュベートした後、クロロホルム(1:5 v/v)を試薬と混合
し、1000 rpmで遠心分離した。上側の液相を取り除いて新しい試験管に
移し、イソプロパノールを加えてRNAを沈殿させ、DEPC処理した水に再懸
濁し、37℃で25分間DNアーゼIで処理した。RNAを、フェノールクロロ
ホルムpH4.7で一回再抽出して、0.3Mの酢酸ナトリウム及び2.5倍量
のエタノールで沈殿させた。次に、mRNAをOLIGOTEX kit(QIAGEN, Inc., Ch
atsworth, CA)を用いて単離し、これを用いてcDNAライブラリーを作製した
[0091] Frozen tissue was prepared using a Brinkmann Homogenizer Polytron PT-3000 (Brinkmann Instrume
nts, Westbury, NY) using TRIZOL reagent (1 g tissue / 10 ml TRIZOL; L
homogenized and lysed in a solution of monoplastic phenol and guanidine isothiocyanate. After brief incubation with ice cooling, chloroform (1: 5 v / v) was mixed with the reagent and centrifuged at 1000 rpm. The upper liquid phase was removed and transferred to a new tube, the RNA was precipitated by adding isopropanol, resuspended in DEPC-treated water and treated with DNase I at 37 ° C. for 25 minutes. RNA was re-extracted once with phenol chloroform pH 4.7 and precipitated with 0.3 M sodium acetate and 2.5 volumes of ethanol. Next, the mRNA was transferred to the OLIGOTEX kit (QIAGEN, Inc., Ch.
atsworth, CA) and used to generate a cDNA library.

【0091】 このmRNAを、SUPERSCRIPT Plasmid System(Life Technologies)の推奨
プロトコルに従って取扱った。cDNAを、SEPHAROSE CL4Bカラム(Amersham P
harmacia Biotech)上で分画化し、400bpを越える大きさのcDNAを、p
INCY 1プラスミド(Incyte Pharmaceuticals)に連結した。次に組換えた
プラスミドを、DH5α又はDH10Bコンピテント細胞(Life Technologies
)に形質転換した。
This mRNA was handled according to the recommended protocol of the SUPERSCRIPT Plasmid System (Life Technologies). The cDNA was transferred to a SEPHAROSE CL4B column (Amersham P
Harmacia Biotech), and cDNA having a size exceeding 400 bp was
Ligation to the INCY1 plasmid (Incyte Pharmaceuticals). The recombinant plasmid is then transferred to DH5α or DH10B competent cells (Life Technologies
).

【0092】 RAKINOT01ライブラリーは、上述のように50匹の7〜8週目のオスのSD系
ラットのプールから採取された腎臓細胞から単離したmRNAを用いて作製した
The RAKINOT01 library was prepared using mRNA isolated from kidney cells collected from a pool of 50 7-8 week old male SD rats as described above.

【0093】 RAKINOT02ライブラリーは、上述のように50匹の10〜11週目のメスSD
系ラットのプールから採取された腎臓組織から単離されたmRNAを用いて作製
した。
[0093] The RAKINOT02 library contains 50 female SD-11 weeks as described above.
It was prepared using mRNA isolated from kidney tissue collected from a pool of strain rats.

【0094】 2 cDNAライブラリーのノーマライゼーション(normalization) 場合によっては、Soares他の手順(1994, Proc. NatI. Acad. Sci. 91:9228-9
232)に従ってcDNAライブラリーを一回ノーマライズ(normalize:標準化)
した。但しSoaresの手順のなかで以下の点を変更した。プライマー延長反応にお
けるプライマーとテンプレートの比は2:1から10:1に高めた。反応におけ
る各dNTPの濃度を150μmに低下させることにより、より長い(400〜
1000ヌクレオチド(nt))プライマー延長物の生成を可能にした。リアニ
ーリングハイブリダイゼーションは13〜19時間に延長した。ノーマライズさ
れたライブラリーの一本鎖環状DNAを、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフ
ィによって精製し、ランダムプライミングによって部分的に二本鎖に変換し、エ
レクトロポレーションによりDH10Bコンピテント細菌(Life Technologies
)に入れた。
2 Normalization of cDNA Library In some cases, Soares et al. (1994, Proc. NatI. Acad. Sci. 91: 9228-9
232) Normalize the cDNA library once (normalize)
did. However, the following changes were made in the procedure of Soares. The ratio of primer to template in the primer extension reaction was increased from 2: 1 to 10: 1. By reducing the concentration of each dNTP in the reaction to 150 μm, longer (400-
It enabled the generation of a 1000 nucleotide (nt) primer extension. Rear annealing hybridization was extended to 13-19 hours. The single-stranded circular DNA of the normalized library is purified by hydroxyapatite chromatography, partially converted to double-stranded by random priming, and electroporated to DH10B competent bacteria (Life Technologies).
).

【0095】 Soaresのノーマライゼーション手順は、初めのcDNAの発生頻度のばらつき
を少なくし、ライブラリーの全配列の複雑さを維持しつつ一桁の大きさの範囲内
の存在量を達成するように設計されている。ノーマライゼーションプロセスにお
いては、存在量の大きいcDNAクローンの存在率が著しく低下し、中程度の存
在量のクローンが比較的影響を受けず、稀な転写物のクローンの存在量が増加す
る。この改変したSoaresのノーマライゼーション手順では、非常に長いハイブリ
ダイゼーション時間を用いて、ノーマライズされたライブラリーに存在量の小さ
いcDNAが標準的な転写イメージによく表されるような偏りを与えることによ
って遺伝子発見率を高めている。
The Soares normalization procedure is designed to reduce variability in the frequency of initial cDNA occurrences and to achieve abundance within an order of magnitude while maintaining the complexity of the entire sequence of the library. Have been. In the normalization process, the abundance of high abundance cDNA clones is significantly reduced, medium abundance clones are relatively unaffected, and rare transcript clone abundance is increased. In this modified Soares normalization procedure, gene discovery is performed by using very long hybridization times to bias the normalized library so that low-abundance cDNAs are well represented in standard transcript images. Increasing rates.

【0096】 RALINON03、RALINON04、及びRALINON07のノーマライズされたラット肝臓cD
NAライブラリーを、RALINOT01 cDNAライブラリーからそれぞれ2.0×1
、4.6×10、2.0×10個の独立したクローンを有するものとし
て作製した。RALINOT01ライブラリーは、非常に長時間の(48時間)リアニー
リングハイブリダイゼーションを用いる点を除いてSoares(前出)のものに合わ
せた条件で一回ノーマライゼーションを行った。
Normalized rat liver cd of RALINON03, RALINON04, and RALINON07
The NA library was 2.0 × 1 each from the RALINOT01 cDNA library.
0 6 was produced as having 4.6 × 10 5, 2.0 × 10 6 independent clones. The RALINOT01 library was normalized once under conditions adapted to that of Soares (supra) except that very long (48 hours) reannealing hybridization was used.

【0097】 3 cDNAライブラリーのプレハイブリダイゼーション RALINOH01 cDNAライブラリーは、RALINOT01ライブラリーからのクローン
で作製した。RALINOT01 cDNAライブラリーの調製の後、9984個のクロー
ンをナイロンフィルタにスポットし、溶解し、プラスミドDNAをフィルタに結
合した。そのフィルタを予熱したハイブリダイゼーションバッファと共にインキ
ュベートし、次いで0.75MのNaCl、0.1MのNaHPO/NaH PO、0.15Mのtris−HCl(pH7.5)、5xデンハート溶液
、2%SDS、100μg/mlのずり応力をかけたサケ精子DNA、50%の
ホルムアミド、及び未処理のラットの肝臓mRNAを逆転写して作られた[32 P]標識したオリゴヌクレオチド分子のなかで、42℃で14〜16時間かけて
ハイブリダイズさせた。そのフィルタを周囲温度で5分間2×SSC(クエン酸
ナトリウム塩)でリンスし、次いで予熱した洗浄溶液(2×SSC、1%SDS
)で68℃で30分間洗浄した。更に68℃で30分間新しい洗浄溶液を用いて
洗浄処理を反復した。次にフィルタを68℃で30分間予熱した洗浄溶液(0.
6×SSC、1% SDS)で2回洗浄した。概ね4224個のクローンが非常に
低いハイブリダイゼーションシグナルを有し、クローンの約20%はシグナルを
有しておらず、2つのグループを単離し、配列決定した。
[0097]3 Prehybridization of cDNA library RALINOH01 cDNA library is a clone from RALINOT01 library.
Prepared. After preparing the RALINOT01 cDNA library,
Spot on a nylon filter, dissolve, and bind plasmid DNA to the filter.
I combined. Incubate the filter with the preheated hybridization buffer.
And then 0.75M NaCl, 0.1M Na2HPO4/ NaH 2 PO40.15M tris-HCl (pH 7.5), 5x Denhardt's solution
2% SDS, 100 μg / ml sheared salmon sperm DNA, 50%
Formamide and reverse transcripts of untreated rat liver mRNA [32 P] Among labeled oligonucleotide molecules, at 42 ° C. for 14-16 hours
Hybridized. Filter the filter at ambient temperature for 5 minutes in 2 × SSC (citric acid
Rinsing with sodium salt) followed by a preheated wash solution (2 × SSC, 1% SDS)
) At 68 ° C. for 30 minutes. Using a new washing solution at 68 ° C for 30 minutes
The washing process was repeated. The filter was then preheated at 68 ° C. for 30 minutes (0.
6 × SSC, 1% SDS). Approximately 4224 clones
It has a low hybridization signal and about 20% of the clones
No, two groups were isolated and sequenced.

【0098】 4 cDNAクローンの単離及び配列決定 DNAを以下のプロトコルを用いて単離した。一個のバクテリアクローンを楊
枝を用いて384穴プレート(Genetix Ltd, Christchurch, United Kingdom)
の各ウェルにトランスファーした。ウェルには25mg/lのカルボニシリン及
び0.4%グリセロール(v/v)と共に滅菌Terrific Broth(Life Technolog
ies)が1ml含められた。プレートをカバーし、37℃のインキュベータ(The
rmodyne, Newtown Square PA)に8〜10時間置いた。プラスミドDNAは細胞
から放出され、以下のようにダイレクトリンクPCR法(Rao, V.B. (1994) Ana
l. Biochem. 216:1-14)を用いて増幅した。ダイレクトリンクPCR溶液は、3
0mlのNUCLEIX PLUS PCRヌクレオチドミックス(Amersham Pharmacia Biosech
, Piscataway NJ)及び300μlのTaqDNAポリメラーゼ(Amersham Phar
macia Biotech)を含むものであった。5μlのPCR溶液をMICROLAB 2200シス
テム(Hamilton, Reno NV)を用いて384個のウェルのそれぞれに加えた。プ
レートを1000rpmで20秒間遠心分離にかけ、使用時まで冷蔵した。38
4ピンのピンツール(V&P Scientific mc, San Diego CA)を用いて細菌細胞を
インキュベーションプレートからPCR溶液を含むプレートにトランスファーし
た。PCR溶液において、0.1%のTween20によって、細胞が溶解され
、プラスミドDNAが放出される。溶解の後、プレートを最大500rpmで遠
心分離にかけ、サイクルシーラー(cycle sealer)で覆い、プログラムdPCR
30を用いて384ウェルDNA ENGINEサーマルサイクラー(MJ Resea
rch, Watertown MA)を用いて以下のパラメータ、即ち、ステップ(1)95℃
で1分間;ステップ(2)94℃で30秒間;ステップ(3)55℃で30秒間
;ステップ(4)72℃で2分間;ステップ(5)ステップ2、3、及び4を2
9回反復;ステップ(6)72℃で10秒間;及びステップ(7)4℃で保存、
というパラメータで熱サイクルにかけた。
4 Isolation and Sequencing of cDNA Clones DNA was isolated using the following protocol. One bacterial clone using a toothpick in a 384-well plate (Genetix Ltd, Christchurch, United Kingdom)
Was transferred to each well. Wells were sterilized with 25 mg / l carbonicillin and 0.4% glycerol (v / v) in sterile Terrific Broth (Life Technolog).
ies) was included. Cover the plate and incubate at 37 ° C (The
rmodyne, Newtown Square PA) for 8-10 hours. Plasmid DNA is released from the cells and is subjected to direct link PCR (Rao, VB (1994) Ana
l. Biochem. 216: 1-14). The direct link PCR solution is 3
0 ml of NUCLEIX PLUS PCR nucleotide mix (Amersham Pharmacia Biosech
, Piscataway NJ) and 300 μl of Taq DNA polymerase (Amersham Phar
macia Biotech). 5 μl of the PCR solution was added to each of 384 wells using a MICROLAB 2200 system (Hamilton, Reno NV). Plates were centrifuged at 1000 rpm for 20 seconds and refrigerated until use. 38
Bacterial cells were transferred from the incubation plate to the plate containing the PCR solution using a 4-pin pin tool (V & P Scientific mc, San Diego CA). In the PCR solution, 0.1% Tween 20 lyses the cells and releases the plasmid DNA. After lysis, the plates are centrifuged at up to 500 rpm, covered with a cycle sealer and programmed dPCR
384-well DNA ENGINE thermal cycler (MJ Resea
rch, Watertown MA), the following parameters: Step (1) 95 ° C
Step (2) 94 ° C. for 30 seconds; Step (3) 55 ° C. for 30 seconds; Step (4) 72 ° C. for 2 minutes; Step (5) Steps 2, 3, and 4
Repeat 9 times; step (6) at 72 ° C. for 10 seconds; and step (7) store at 4 ° C.,
It was subjected to a thermal cycle with the following parameters.

【0099】 各ウェルにおけるDNAの濃度の決定は、1×TEに溶解した100μlのP
ICO GREEN定量試薬(0.25%(v/v), Molecular Probes, Euge
ne OR)及び0.5μlの非希釈PCR産物を不透明な蛍光定量プレート(Comin
g Costar, Acton MA)を各ウェルに分注し、DNAが定量用試薬と結合できるよ
うにすることによって行った。プレートをFluoroscan II(Labsystems Oy, Hels
inki, Finland)でスキャンして、サンプルの蛍光発光を測定し、DNAの濃度
を定量した。各DNAサンプルの通常の濃度は、100〜500ng/mlの範
囲であった。
The determination of the concentration of DNA in each well was performed by adding 100 μl of P dissolved in 1 × TE.
ICO GREEN quantitative reagent (0.25% (v / v), Molecular Probes, Euge
ne OR) and 0.5 μl of the undiluted PCR product were transferred to an opaque fluorometric plate (Comin
g Costar, Acton MA) was dispensed into each well to allow DNA to bind to the quantification reagent. Plates are loaded with Fluoroscan II (Labsystems Oy, Hels
inki, Finland), and the fluorescence of the sample was measured to quantify the DNA concentration. Typical concentrations for each DNA sample ranged from 100 to 500 ng / ml.

【0100】 HYDRAマイクロディスペンサ(Robbins Scientific, Sunnyvale CA)又はMICRO
LAB 2200システム(Hamilton)の何れかをDNA ENGINEサーマルサイクラ(MJ Res
earch)と組み合わせて用いることによりcDNAを配列決定のために調製した
。cDNAは、Sanger, F.及びAR. Coulson(J. Mol. Biol. (1975) 94:441-448
)の方法及びABI 377シークエンシングシステム(PE Biosystems)を用いて配列
決定した。大部分の単離物は、ABIキット(PE Biosystems)を用いて標準的なAB
Iプロトコルに従って配列決定された。0.25x〜1.0xの濃度で溶液を用
いた。通常は500〜700個の塩基対が3.5〜4時間で配列決定された。或
いは、Amersham Pharmacia Biotech製の溶液及び色素を用いてcDNAを配列決
定してもよい。
HYDRA microdispenser (Robbins Scientific, Sunnyvale CA) or MICRO
Use one of the LAB 2200 systems (Hamilton) with DNA ENGINE thermal cycler (MJ Res
cDNA was prepared for sequencing by using in combination with earch). The cDNA was obtained from Sanger, F. and AR. Coulson (J. Mol. Biol. (1975) 94: 441-448.
) And the ABI 377 sequencing system (PE Biosystems). Most isolates are prepared using standard ABI kits (PE Biosystems) using standard AB
Sequenced according to the I protocol. Solutions were used at concentrations of 0.25x to 1.0x. Typically, 500-700 base pairs were sequenced in 3.5-4 hours. Alternatively, cDNA may be sequenced using solutions and dyes from Amersham Pharmacia Biotech.

【0101】 5 ラットの肝臓及び腎臓遺伝子の選択 第1ステップとして、高スループットのシークエンシング実験からの起源分子
(originator molecule)は、RALINOT01、RAKINOT01、RAKINOT02、RALINOH01、R
ALINON03、RALINON04、及びRALINON07からのクローンインサートに由来するもの
であった。cDNAライブラリーのクローンを得た。18140個のラット肝臓
分子及び5779個のラット腎臓分子が存在した。
5 Selection of Rat Liver and Kidney Genes As a first step, the originator molecules from the high-throughput sequencing experiments were RALINOT01, RAKINOT01, RAKINOT02, RALINOH01, R
It was derived from clone inserts from ALINON03, RALINON04, and RALINON07. A cDNA library clone was obtained. There were 18140 rat liver molecules and 5779 rat kidney molecules.

【0102】 更に、113種のラットcDNAライブラリーの何れかのクローンインサート
に由来する1500のラット分子を、ペルオキシソーム関連遺伝子、リソソーム
関連遺伝子、アポトーシス関連遺伝子、P450チロクローム、スルホトランス
フェラーゼやグルタチオンSトランスフェラーゼやシステインプロテアーゼ等の
ような解毒遺伝子を含む毒物学的反応に関与するポリペプチドをコードする遺伝
子に対するその相同性に基づいて選択した。
Furthermore, 1500 rat molecules derived from any of the clone inserts of 113 rat cDNA libraries were used to convert peroxisomal-related genes, lysosomal-related genes, apoptosis-related genes, P450 thyrochrome, sulfotransferase, glutathione S-transferase and cysteine. Selections were based on their homology to genes encoding polypeptides involved in toxicological reactions, including detoxification genes such as proteases.

【0103】 次に、全てのラットcDNAライブラリークローンに由来する全ての残りの分
子を、上述の起源分子に基づいてクラスター化した。クラスター化プロセスでは
、BLASTを用いることによって積スコア(product score)50によって示される
一致の質を有する重複分子を特定した。6581のマスタークラスターが特定さ
れた。
Next, all remaining molecules from all rat cDNA library clones were clustered based on the source molecules described above. In the clustering process, BLAST was used to identify overlapping molecules with a quality of match as indicated by the product score 50. 6581 master clusters were identified.

【0104】 クローンクラスターを形成した後、Phrap(Phil Green, University of Washi
ngton)を用いてクローン分子の構成に基づいてコンセンサス配列を導き出した
。次に、BLASTnを用いてGenBankに対してその組み立てられたた分子をスクリー
ニングし、次いでFASTXを用いてGenPeptに対して組み立てられた分子をスクリー
ニングすることによって、その組み立てられた分子に注釈付けを行った。組み立
てられた分子の約3分の2に注釈付けが行われ、その約3分の1には注釈付けが
行われなかった。
After forming a clone cluster, Phrap (Phil Green, University of Washi
(ngton) was used to derive a consensus sequence based on the composition of the cloned molecule. Next, the assembled molecules are annotated by screening the assembled molecules against GenBank using BLASTn and then screening the assembled molecules against GenPept using FASTX. Was. About two thirds of the assembled molecules were annotated, and about one third were not.

【0105】 6 基板及びアレイエレメント/プローブの調製 実施例5に説明したプロセスにおいて指定されたクローンを用いて、アレイエ
レメントを精製した。各アレイエレメントは細菌細胞から増幅した。PCR法に
よる増幅では、cDNAインサートに隣接するベクターの配列に相補的なプライ
マーを用いた。アレイエレメントを30サイクルのPCRで増幅し、初期の1〜
2ngの量から最終的な5μg以上の量まで増幅した。次に増幅されたアレイエ
レメントをSEPHACRYL-400 (Amershans Pharmacia Biotech)を用いて精製した
6 Preparation of Substrate and Array Element / Probe Array elements were purified using the clones specified in the process described in Example 5. Each array element was amplified from bacterial cells. In the amplification by the PCR method, primers complementary to the sequence of the vector adjacent to the cDNA insert were used. The array elements were amplified by 30 cycles of PCR,
Amplification was performed from 2 ng to a final amount of 5 μg or more. The amplified array elements were then purified using SEPHACRYL-400 (Amershans Pharmacia Biotech).

【0106】 精製されたアレイエレメントをポリマーコーティングされたスライドガラス上
に固定した。顕微鏡のスライドガラス(Coming, Corning NY)は0.1%SDS
及びアセトン中で超音波によりクリーニングし、大量の蒸留水で処理の間及び処
理の後に洗浄した。スライドガラスを4%のフッ化水素酸(VWR, West Chester
PA)中でエッチングし、蒸留水で徹底的に洗浄し、95%のエタノール中で0.
05%のアミノプロピル塩(Sigma-Aldrich, St. Louis MO)でコーティングし
た。コーティングされたスライドガラスを110℃のオーブンの中で保存処理し
た。
The purified array elements were immobilized on polymer-coated glass slides. Microscope slide glass (Coming, Corning NY) is 0.1% SDS
And ultrasonically in acetone and with and after a large amount of distilled water during and after treatment. Slide glass with 4% hydrofluoric acid (VWR, West Chester
Etch in PA), rinse thoroughly with distilled water, and dry in 95% ethanol.
Coated with 05% aminopropyl salt (Sigma-Aldrich, St. Louis MO). The coated slides were stored in a 110 ° C. oven.

【0107】 米国特許第5,807,522号に記載の手順を用いてコーティングされたガ
ラス基板上にアレイエレメントを付着させた。前記米国特許はこの引用により本
明細書の一部とする。簡単に説明すると、3×SSC中の0.5μg/mlの平
均濃度のアレイエレメントDNA1μlを高速ロボット装置によってオープンキ
ャピラリープリンティングエレメントに負荷した。次にその装置を1枚のスライ
ド当たり約5mlのアレイエレメントサンプルに浸漬した。全部で7404のラ
ットの肝臓及び腎臓遺伝子を表すアレイエレメント及び様々な制御エレメント(
14種の合成コントロール分子、ヒトゲノムDNA、及び酵母ゲノムDNAを含
む)をガラス基板の1.8cmの面積内に相同な4分円に配列した。
The array elements were deposited on a coated glass substrate using the procedure described in US Pat. No. 5,807,522. The US patent is hereby incorporated by reference. Briefly, 1 μl of array element DNA at an average concentration of 0.5 μg / ml in 3 × SSC was loaded onto an open capillary printing element by a high speed robotic device. The device was then immersed in approximately 5 ml of the array element sample per slide. Array elements representing a total of 7404 rat liver and kidney genes and various regulatory elements (
Fourteen synthetic control molecules, including human genomic DNA and yeast genomic DNA) were arranged in homologous quadrants within a 1.8 cm 2 area of the glass substrate.

【0108】 STRATALINKER UV-crosslinker(Stratagene)を用いてマイクロアレイをUV
架橋した。マイクロアレイを0.2%SDSで室温で1回洗浄し、蒸留水で3回
洗浄した。非特異的結合部位のブロックは、マイクロアレイをリン酸緩衝食塩水
(PBS)(Tropix Inc., Bedford MA)中の0.2%カゼインにおいて60℃
で30分間インキュベートし、その後0.2%のSDS及び蒸留水で前回と同様
に洗浄することによって行った。
Microarrays were UV-coated using STRATALINKER UV-crosslinker (Stratagene)
Crosslinked. The microarray was washed once with 0.2% SDS at room temperature and three times with distilled water. Blocking of non-specific binding sites was performed by microarraying at 60 ° C. in 0.2% casein in phosphate buffered saline (PBS) (Tropix Inc., Bedford MA).
For 30 minutes and then washed as before with 0.2% SDS and distilled water.

【0109】 7 ターゲットの調製 オスのSD系ラット(6〜8週間目)に、体重(bw)1kg当たり250m
gのクロフィブレート(CLO; Acros, Geel, Belgium)、bw1kg当たり10
00mgのアセトアミノフェン(APAP; Acros)、bw1kg当たり10mgの
ベンゾプレン(B(a)P; Acros)、又はbw1kg当たり2ml未満のジメチルス
ルホキシド担体(DMSO; Acros)を腹腔内に注射し、後に動物をCO麻酔によ
って安楽死させた。動物は体調及び体重について毎日モニタリングした。グルー
プ当たり3匹の動物を1回注射した後1日目、3日目、7日目、14日目、及び
28日目に約12時間かけて犠牲にした。犠牲にする前に、各動物からの血液サ
ンプルを取り出し、診断キット(Sigma-Aldrich)を用いて血清アラニントラン
スフェラーゼ(ALT)及びアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST
)濃度についてアッセイした。検死時に、肉眼で観察された病変及び肝臓の重さ
を記録した。各ラットからの肝臓、腎臓、脳、脾臓、及び膵臓を採取し、液体窒
素中でフラッシュ冷凍し、−80℃で保存した。
7 Preparation of Target A male SD rat (6 to 8 weeks) was given 250 m / kg body weight (bw).
g of clofibrate (CLO; Acros, Geel, Belgium), 10 per kg bw
00 mg of acetaminophen (APAP; Acros), 10 mg of benzoprene / kg of bw (B (a) P; Acros), or less than 2 ml of dimethyl sulfoxide carrier (DMSO; Acros) per kg of bw were injected intraperitoneally, after which the animals were injected. Euthanized by CO 2 anesthesia. Animals were monitored daily for physical condition and weight. Three animals per group were sacrificed on days 1, 3, 7, 14, and 28 after a single injection for approximately 12 hours. Prior to sacrifice, a blood sample from each animal was removed and serum alanine transferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) were used using a diagnostic kit (Sigma-Aldrich).
A) assayed for concentration; At necropsy, grossly observed lesions and liver weights were recorded. Liver, kidney, brain, spleen, and pancreas from each rat were harvested, flash frozen in liquid nitrogen, and stored at -80C.

【0110】 各プローブの調製のため、肝臓RNAの単離のために改変したTRIZOL試薬(Li
fe Technologies, Gaithersburg MD)中で冷凍した肝臓をホモジナイズして溶解
した。メッセンジャーRNAを、OLIGOTEXキット(QIAGEN)を用いて単離し、GE
MBRIGHT標識キット(Incyte Pharmaceuticals)を用いてCy3又はCy5標識
したプライマー(Operon Technologies, Alameda CA)で標識した。クロフィブ
レート、アセトアミノフェン、又はベンゾピレンで処置したラットの組織から単
離されたメッセンジャーRNAはCy5で標識し、DMSOで処置されたラット
の組織から単離されたmRNAはCy3で標識した。定量のための異なった発現
パターンを制御するcDNAを各標識反応に加えた。標識されたcDNAを85
℃で20分間0.5Mの重炭酸ナトリウム(pH9.2)で処理してRNAを分
解し、2個の連続したCHROMA SPIN 30ゲル濾過スピンカラム(Clontech, Palo A
lto CA)を用いて精製した。Cy3標識したコントロールサンプル及びCy5標
識した実験サンプルを結合し、グリコーゲン、酢酸ナトリウム、及びエタノール
で沈殿させた。
For the preparation of each probe, a modified TRIZOL reagent (Li
Liver livers were homogenized and lysed in fe Technologies, Gaithersburg MD). Messenger RNA was isolated using the OLIGOTEX kit (QIAGEN) and
The cells were labeled with Cy3 or Cy5 labeled primers (Operon Technologies, Alameda CA) using an MBRIGHT labeling kit (Incyte Pharmaceuticals). Messenger RNA isolated from tissues of rats treated with clofibrate, acetaminophen, or benzopyrene was labeled with Cy5, and mRNA isolated from tissues of rats treated with DMSO was labeled with Cy3. CDNAs controlling different expression patterns for quantification were added to each labeling reaction. 85 labeled cDNA
The RNA was degraded by treatment with 0.5 M sodium bicarbonate (pH 9.2) at 20 ° C. for 20 minutes and two successive CHROMA SPIN 30 gel filtration spin columns (Clontech, Palo A).
lto CA). Cy3-labeled control samples and Cy5-labeled experimental samples were combined and precipitated with glycogen, sodium acetate, and ethanol.

【0111】 プローブは組織針生検サンプルからも調製される。サンプルを用いて、例えば
毒性化合物、毒性を有する可能性のある化合物、未知の代謝反応を引き起こす化
合物、又は薬理学的化合物にさらした後の組織内での変化を特定する。
Probes are also prepared from tissue needle biopsy samples. The sample is used to identify, for example, toxic compounds, potentially toxic compounds, compounds that cause an unknown metabolic reaction, or changes in tissue following exposure to pharmacological compounds.

【0112】 8 ハイブリダイゼーション ハイブリダイゼーションは、Shalon(前出)に記載の方法を用いて行った。 8. Hybridization Hybridization was performed using the method described by Shalon (supra).

【0113】 9 検出 リポーター分子で標識したハイブリダイゼーション複合体を検出するために用
いられる顕微鏡は、Cy3を励起するための488nmのスペクトルライン及び
Cy5を励起するための432nmのスペクトルラインを生成し得るInnov
a70混合ガス10Wレーザ(Coherent Lasers, Santa Clara CA)を備えたも
のであった。励起用のレーザ光を20倍の顕微鏡対物レンズ(Nikon, Melville
NY)を用いてアレイ上に集束させた。アレイを含むスライドを顕微鏡上のコンピ
ュータ制御されたX−Yステージに置き、対物レンズを通してラスター走査した
。本実施例において用いられる1.8cm×1.8cmのアレイを20μmの解
像度でスキャンした。
9 The microscope used to detect the hybridization complexes labeled with the detection reporter molecule is capable of generating a 488 nm spectral line for exciting Cy3 and a 432 nm spectral line for exciting Cy5.
a 70 mixed gas 10 W laser (Coherent Lasers, Santa Clara CA). A 20 × microscope objective lens (Nikon, Melville)
NY). The slide containing the array was placed on a computer controlled XY stage on a microscope and raster scanned through an objective. The 1.8 cm × 1.8 cm array used in this example was scanned at a resolution of 20 μm.

【0114】 2回の別々のスキャンにおいて、混合ガスマルチラインレーザが2種類の蛍光
物質を順番に励起させた。発光された光は波長に基づいて2種の蛍光物質に対応
する2つの光電子倍増管検出器(PMT R1477, Hamamatsu Photonics, San Jose C
A)に分割された。アレイと光電子倍増管との間に配置された適切なフィルタを
用いてシグナルをフィルタリングした。使用された蛍光物質の最大発光はCy3
で565nm、Cy5で650nmであった。一般的には各アレイを2回スキャ
ンし、レーザ光源において適切なフィルタを用いて蛍光物質1種類当たり1回の
スキャンを行うが、両方の蛍光物質からのスペクトルを同時に記録し得る装置も
ある。
In two separate scans, the mixed gas multiline laser excited the two phosphors sequentially. The emitted light is divided into two photomultiplier detectors (PMT R1477, Hamamatsu Photonics, San Jose C) corresponding to two kinds of fluorescent substances based on the wavelength.
A) was split. The signal was filtered using a suitable filter located between the array and the photomultiplier. The maximum emission of the used fluorescent substance is Cy3
Was 565 nm and Cy5 was 650 nm. Generally, each array is scanned twice and once for each type of phosphor using a suitable filter in the laser light source, but some devices can record spectra from both phosphors simultaneously.

【0115】 スキャンの感度は、通常は、既知の濃度でプローブ混合物に加えられたcDN
Aコントロール化学種によって精製されたシグナル強度を用いて較正した。アレ
イ上の特定の位置は相補的DNA配列を含み、その位置におけるシグナルの強度
が、1:100,000であるハイブリダイズする化学種の重量比との相互関係
を有し得るようにした。異なる起源(例えば試験細胞及びコントロール細胞)か
らの2種のプローブが、それぞれ異なる蛍光物質で標識され、異なって発現され
る遺伝子を特定する目的で一個のアレイとハイブリダイズされる時、較正は、較
正用cDNAのサンプルを2種の蛍光物質で標識し、それぞれ同一の量のハイブ
リダイゼーション混合物を加えることによって行った。
[0115] The sensitivity of the scan is usually the cDN added to the probe mixture at a known concentration.
Calibrated using the signal intensity purified by the A control species. Certain locations on the array contained complementary DNA sequences such that the intensity of the signal at that location could be correlated with a weight ratio of hybridizing species of 1: 100,000. When two probes from different sources (eg, test and control cells) are labeled with different fluorophores and hybridized to an array to identify differentially expressed genes, the calibration is: A sample of the calibration cDNA was labeled with the two fluorescent substances, and each was added by adding the same amount of the hybridization mixture.

【0116】 光電子倍増管の出力は、IBM互換性PCコンピュータにインストールされた
12ビットのRTI-835Hアナログ−デジタル(A/D)変換ボード(Analog Devic
es, Norwood MA)を用いてデジタル化した。デジタル化したデータは、イメージ
として表示され、そのイメージでは信号強度が青(弱いシグナル)から赤(強い
シグナル)までの擬カラースケールに線形20色変換を用いてマッピングされる
。またそのデータには定量的な解析も行った。二種の異なる蛍光物質を励起させ
、同時に測定した場合には、そのデータは各蛍光物質の発光スペクトルを用いて
蛍光物質間での光学的クロストーク(発光スペクトルの重複を原因とする)のた
めに初めに補正した。
The output of the photomultiplier tube is a 12-bit RTI-835H analog-to-digital (A / D) converter board (Analog Device) installed on an IBM compatible PC computer.
es, Norwood MA). The digitized data is displayed as an image in which the signal intensity is mapped to a pseudo-color scale from blue (weak signal) to red (strong signal) using a linear 20-color transform. The data were also analyzed quantitatively. When two different fluorescent substances are excited and measured at the same time, the data is due to the optical crosstalk between the fluorescent substances using the emission spectrum of each fluorescent substance (due to overlapping emission spectra). Was corrected first.

【0117】 各スポットからのシグナルが格子の各要素の中心にくるように格子を蛍光シグ
ナルイメージの上に重ね合わせた。次に各エレメント内での蛍光シグナルを統合
して、シグナルの平均強度に対応する数値を得た。シグナル解析のために用いら
れるソフトウェアは、GEMTOOLS遺伝子発現解析プログラム(Incyte Pharmaceuti
cals)であった。或る解析において、同様に処理された細胞培地から二種の異な
るサンプルが調製された場合、1.6〜1.7倍の間で変化したcDNAの発現
パターンは、ポアソン分布の95%確度の範囲内に収まっていた(I. Therlault
, pert. communication)。
The grid was overlaid on the fluorescent signal image such that the signal from each spot was centered on each element of the grid. The fluorescent signals within each element were then integrated to obtain a value corresponding to the average intensity of the signal. The software used for signal analysis is the GEMTOOLS gene expression analysis program (Incyte Pharmaceuti
cals). In one analysis, when two different samples were prepared from similarly treated cell media, the expression pattern of the cDNA, which varied between 1.6-1.7 fold, showed a 95% accuracy of Poisson distribution. (I. Therlault
, pert. communication).

【0118】 10 実験結果 毒物学的反応において誘導されることが知られている8種のチロクロームP4
50アイソザイムの発現パターンを、28日間に渡ってモニタリングした。クロ
フィブレート、アセトアミノフェン、及びベンゾピレンを用いた場合の結果をそ
れぞれ表1、表2、及び表3に示す。既知の遺伝子のそれぞれは、その期間中に
少なくとも1回、2倍以上までアップレギュレートされた。
Experimental Results Eight tyrochrome P4s known to be induced in toxicological reactions
The expression pattern of the 50 isozymes was monitored over 28 days. Tables 1, 2, and 3 show the results when clofibrate, acetaminophen, and benzopyrene were used, respectively. Each of the known genes was up-regulated at least once during that period, more than twice.

【0119】[0119]

【表1】 [Table 1]

【0120】[0120]

【表2】 [Table 2]

【0121】[0121]

【表3】 [Table 3]

【0122】 我々は、その期間内に少なくとも1回、少なくとも2倍にアップレギュレート
又は2分の1以下にダウンレギュレートされた新規なヌクレオチド分子を発見し
た。これらの分子は配列表の配列番号:1〜配列番号:117に示すものである
。これらのポリヌクレオチド分子を用いて、毒物学的効果について化合物又は分
子のスクリーニング試験を行うことができる。
We have discovered new nucleotide molecules that are up-regulated at least twice, or down-regulated by less than half, at least once during that period. These molecules are shown in SEQ ID NOs: 1 to 117 in the sequence listing. These polynucleotide molecules can be used to screen compounds or molecules for toxicological effects.

【0123】 表4に、クロフィブレート(CLO)で処理した後の時間経過のなかで少なくと
も1回、少なくとも2倍にアップレギュレートされた、選択された分子の遺伝子
発現パターンを示し、表5はクロフィブレートで処理した後の時間経過のなかで
少なくとも1回、少なくとも2分の1以下にダウンレギュレートされた、選択さ
れた分子の遺伝子発現パターンを示す。
Table 4 shows the gene expression patterns of selected molecules that were up-regulated at least once and at least 2-fold over time after treatment with clofibrate (CLO). Shows the gene expression pattern of the selected molecule down-regulated at least once, at least less than half, over the time course following treatment with clofibrate.

【0124】[0124]

【表4】 [Table 4]

【0125】[0125]

【表5】 [Table 5]

【0126】 表6は、アセトアミノフェン(APAP)で処理した後の時間経過のなかで少なく
とも1回、少なくとも2倍にアップレギュレートされた、選択された分子の遺伝
子発現パターンを示し、表7は、アセトアミノフェンで処理した後の時間経過の
なかで少なくとも1回、少なくとも2分の1以下にダウンレギュレートされた、
選択された分子の遺伝子発現パターンを示す。
Table 6 shows the gene expression patterns of selected molecules that were up-regulated at least once, at least 2-fold over the course of time after treatment with acetaminophen (APAP), Table 7 Was down-regulated at least once in the time course following treatment with acetaminophen, at least one-half or less,
Figure 2 shows the gene expression pattern of the selected molecule.

【0127】[0127]

【表6】 [Table 6]

【0128】[0128]

【表7】 [Table 7]

【0129】 表8は、ベンゾピレン(B(a)P)で処理した後の時間経過のなかで少なくとも
1回、少なくとも2倍にアップレギュレートされた、選択された分子の遺伝子発
現パターンを示し、表9は、ベンゾピレンで処理した後の時間経過のなかで少な
くとも1回、少なくとも2分の1以下までダウンレギュレートされた、選択され
た分子の遺伝子発現パターンを示す。
Table 8 shows the gene expression patterns of selected molecules that were up-regulated at least once and at least 2-fold over the time course following treatment with benzopyrene (B (a) P), Table 9 shows the gene expression patterns of selected molecules that were down-regulated at least once in the time course following treatment with benzopyrene to at least one-half or less.

【0130】[0130]

【表8】 [Table 8]

【0131】[0131]

【表9】 [Table 9]

【0132】 配列表の簡単な説明 本特許明細書の開示の一部には、著作権が守られるべき資料が含まれている。
この著作権の所有権者は、特許庁のファイルや記録にある本発明の開示に関する
任意の明細書部分をファクシミリで複写することについての異議はないが、その
他の場合は著作権を留保する。
BRIEF DESCRIPTION OF SEQUENCE LISTING A portion of the disclosure of this patent specification contains material whose copyright must be protected.
The copyright owner has no objection to facsimile copying any part of the specification relating to the present disclosure in patent office files or records, but otherwise reserves the copyright.

【0133】 配列表には、本発明の核酸分子の具体例であるSEQ ID NO:1-117の核酸配列が
含まれている。
The Sequence Listing contains the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 1-117, which is a specific example of a nucleic acid molecule of the present invention.

【配列表】 [Sequence list]

───────────────────────────────────────────────────── 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) G01N 33/566 G01N 37/00 102 37/00 102 103 103 C12N 15/00 ZNAA (31)優先権主張番号 09/172,108 (32)優先日 平成10年10月13日(1998.10.13) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ゼイガー、ゲーリー・ビー アメリカ合衆国カリフォルニア州95023・ マウンテンビュー・#124・デルメディオ コート 2700 (72)発明者 パンザー、スコット・アール アメリカ合衆国カリフォルニア州94087・ サニーベイル・#621・イーストエルカミ ノ 965 (72)発明者 サイルハマー、ジェフリー・ジェイ アメリカ合衆国カリフォルニア州94022・ ロスアルトス・ラクレスタ 12555 Fターム(参考) 2G045 AA37 AA40 BB20 CA25 CB01 CB03 CB07 CB08 CB21 CB26 DA12 DA13 DA14 DA36 FA12 FB02 FB03 FB04 FB06 FB12 FB15 FB16 4B024 AA11 CA01 CA04 CA09 CA11 HA12 4B063 QA01 QA05 QQ02 QQ42 QQ61 QQ91 QQ98 QQ99 QR32 QR42 QR56 QR66 QR84 QS34 QS36 QX02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/566 G01N 37/00 102 37/00 102 103 103 103 C12N 15/00 ZNAA (31) Priority claim number 09 / 172,108 (32) Priority Date October 13, 1998 (Oct. 13, 1998) (33) Priority Claimed States United States (US) (81) Designated States EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, Z, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI , GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US , UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor Zeger, Gary B. 95023, California, United States Mountain View # 124 Delmedio Court 2700 (72) Inventor Panther, Scott Earl 94087, Sunny, California, United States Vail # 621 East El Camino 965 (72) Inventor Silehammer, Jeffrey J. 94022, Los Angeles, CA, USA United States 12555 F-term (reference) 2G045 AA37 AA40 BB20 CA25 CB01 CB03 CB07 CB08 CB21 CB26 DA12 DA13 DA14 DA36 FA12 FB FB03 FB04 FB06 FB12 FB15 FB16 4B024 AA11 CA01 CA04 CA09 CA11 HA12 4B063 QA01 QA05 QQ02 QQ42 QQ61 QQ91 QQ98 QQ99 QR32 QR42 QR56 QR66 QR84 QS34 QS36 QX02

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 哺乳動物の被検体における核酸分子の濃度の上昇又は低下
に関連する検査用化合物又は分子の効果を検出又は診断するための方法であって
、 (a)毒性化合物又は分子で哺乳動物の被検体を処置する過程と、 (b)前記毒性化合物又は分子で処置された前記哺乳動物の被検体から核酸を
含むサンプルを得る過程と、 (c)1又は複数のハイブリダイゼーション複合体の形成のための条件の下で
、前記サンプルと、配列番号:1〜配列番号:117又はそれらの断片を含む複
数の核酸分子を含むマイクロアレイとを接触させる過程と、 (d)前記ハイブリダイゼーション複合体を検出する過程であって、未処置の
哺乳動物被検体からの核酸分子から形成されたハイブリダイゼーション複合体と
比較した時、ハイブリダイゼーション複合体の存在、不存在、又は量の変化が前
記毒性化合物又は分子に対する代謝反応を示す、該過程と、 (e)(c)及び(d)の過程の方法を用いて検査用化合物又は分子で処置さ
れた哺乳動物の被検体からのサンプルにおける核酸分子の濃度を測定する過程と
、 (f)(e)の過程において検出された濃度と、正常な又は未処置の生物学的
サンプルに存在する核酸分子の量とを比較する過程であって、核酸分子の濃度の
標準濃度と比較した時の増減が毒物学的反応を示す、該過程とを含むことを特徴
とする方法。
1. A method for detecting or diagnosing the effect of a test compound or molecule associated with an increase or decrease in the concentration of a nucleic acid molecule in a mammalian subject, comprising the steps of: Treating an animal subject; (b) obtaining a sample containing nucleic acid from the mammalian subject treated with the toxic compound or molecule; and (c) obtaining one or more hybridization complexes. Contacting said sample with a microarray comprising a plurality of nucleic acid molecules comprising SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 117 or fragments thereof under conditions for formation; (d) said hybridization complex Detecting the hybridization activity when compared to a hybridization complex formed from nucleic acid molecules from an untreated mammalian subject. A process wherein the presence, absence, or change in the amount of the complex indicates a metabolic reaction to the toxic compound or molecule, and the method of (e), (c), (d) Measuring the concentration of the nucleic acid molecule in a sample from a mammalian subject treated with the molecule; (f) detecting the concentration detected in the process of (e); Comparing the amount of nucleic acid molecule present with the amount of nucleic acid molecule present, wherein the increase or decrease of the concentration of the nucleic acid molecule as compared to a standard concentration indicates a toxicological reaction.
【請求項2】 前記毒性化合物又は分子が、抗脂血薬、n-アルキルカル
ボン酸、n-アルキルカルボン酸前駆体、アゾール抗真菌性化合物、ロイコトリ
エンD4アンタゴニスト、除草剤、殺虫剤、フタル酸エステル、酢酸フェニル、
デヒドロエピアンドロステロンサルフェート、メタノール及びそれらに対応する
代謝物、アントラセン及びその対応する代謝物、ベンゾピレン、3-メチルコラ
ントレン、ベンズアントラセン、7,12-ジミチルベンズアントラセン、及び
それらに対応する代謝物から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法
2. The method of claim 1, wherein the toxic compound or molecule is an antilipidemic, n-alkyl carboxylic acid, n-alkyl carboxylic acid precursor, azole antifungal compound, leukotriene D4 antagonist, herbicide, insecticide, phthalate ester. , Phenyl acetate,
Dehydroepiandrosterone sulfate, methanol and its corresponding metabolite, anthracene and its corresponding metabolite, benzopyrene, 3-methylcholanthrene, benzanthracene, 7,12-dimitylbenzanthracene, and the corresponding metabolite The method of claim 1, wherein the method is selected from:
【請求項3】 前記サンプルが、肝臓、腎臓、脳、脾臓、脾臓、膵臓、及
び肺からなる群から選択された組織であることを特徴とする請求項1に記載の方
法。
3. The method of claim 1, wherein said sample is a tissue selected from the group consisting of liver, kidney, brain, spleen, spleen, pancreas, and lung.
【請求項4】 代謝反応を誘導する前記検査用化合物が、未知の代謝反応
を引き起こす化合物であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the test compound that induces a metabolic reaction is a compound that causes an unknown metabolic reaction.
【請求項5】 代謝反応を誘導する前記検査用化合物又は分子が、前記サ
ンプルの前記核酸分子の少なくとも1種類から形成される前記ハイブリダイゼー
ション複合体の量の少なくとも2倍の変化を引き起こすことを特徴とする請求項
1に記載の方法。
5. The test compound or molecule that induces a metabolic reaction causes at least a two-fold change in the amount of the hybridization complex formed from at least one of the nucleic acid molecules of the sample. The method according to claim 1, wherein
【請求項6】 配列番号:1〜配列番号:117又はそれらの断片から選
択された単離され精製された核酸分子。
6. An isolated and purified nucleic acid molecule selected from SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 117 or a fragment thereof.
【請求項7】 請求項6の核酸分子を用いて、前記核酸分子に特異的に結
合する少なくとも1種類の分子又は化合物を特定するべく分子又は化合物のライ
ブラリをスクリーニングするための方法であって、 (a)特定の結合が可能となる条件の下で、請求項6の核酸分子と分子又は化
合物のライブラリとを結合する過程と、 (b)特異的結合を検出することによって、前記核酸分子に特異的に結合する
分子又は化合物を特定する過程とを含むことを特徴とする方法。
7. A method for screening a library of molecules or compounds using the nucleic acid molecule of claim 6 to identify at least one molecule or compound that specifically binds to the nucleic acid molecule, (A) binding the nucleic acid molecule of claim 6 to a molecule or compound library under conditions that allow specific binding; and (b) detecting specific binding to the nucleic acid molecule. Identifying a molecule or compound that specifically binds.
【請求項8】 前記ライブラリが、DNA分子、RNA分子、ペプチド核
酸、人工染色体作製物、ペプチド、及びタンパク質から選択されることを特徴と
する請求項7に記載の方法。
8. The method of claim 7, wherein said library is selected from a DNA molecule, an RNA molecule, a peptide nucleic acid, an artificial chromosome construct, a peptide, and a protein.
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