JP2003169687A - 骨代謝異常疾患マーカー及びその利用 - Google Patents
骨代謝異常疾患マーカー及びその利用Info
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Abstract
代謝異常疾患を反映する疾患マーカー、該疾患マーカー
を利用した骨代謝異常疾患の検出方法、該疾患の改善に
有用な薬物のスクリーニング方法を提供する。 【解決手段】 NF-ATc isoform a遺伝子またはChloride
intracellular channel4遺伝子の塩基配列において、
連続する少なくとも15塩基を有するポリヌクレオチド及
び/またはそれに相補的なポリヌクレオチドを、破骨細
胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の疾
患マーカーとして利用する。
Description
性化の亢進に関連して生じる骨代謝異常疾患の診断に有
用な疾患マーカーに関する。より詳細には、本発明は破
骨細胞の分化・活性化の亢進に関連して生じる骨代謝異
常疾患、例えば関節炎や骨粗鬆症等の疾患の遺伝子診断
において、プライマーまたは検出プローブとして有効に
利用できる疾患マーカーに関する。また本発明は、かか
る疾患マーカーを利用した破骨細胞の分化・活性化の亢
進に関連する骨代謝異常疾患の検出方法(診断方法)に
関する。
して、破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連して生じる
骨代謝異常疾患の改善薬または治療薬として有効な物質
をスクリーニングする方法、並びに該方法で調製される
上記物質を有効成分とする骨代謝異常疾患の改善剤また
は治療剤に関する。
による骨吸収とが絶えず繰り返されている動的組織であ
る。骨芽細胞と破骨細胞の機能バランスに異常が生じる
と、この動的平衡状態が破綻し様々な骨代謝異常疾患が
引き起こされることが知られている。またステロイド治
療等による治療の副作用によっても骨代謝異常が生じる
場合がある。また骨代謝異常疾患はその進行に従って身
体活動能力の低下が生じ、ひいては腰痛・関節痛等の痛
みを伴うため、日常生活動作に支障をきたすことも多
い。
ergy X-ray absorptiometry法)が改良されたことから
骨密度の健診が安価で容易に受けられるようになり、こ
れによって骨代謝異常の診断の機会も増している。
疾患に限らず、個々の患者の症状に合わせて治療法を的
確に選択することが望まれるようになってきている。高
齢化社会でのQOL(Quality of life)向上の必要性が認
識されてきた近年では、特に、万人に共通した治療では
なく、個々の患者の症状に合わせて適切な治療が施され
ることが強く求められている。このような所謂テイラー
メイド治療を行うためには、個々の疾患について患者の
症状やその原因(遺伝的背景)を的確に反映する疾患マ
ーカーが有用であり、その探索並びに開発を目指した研
究が精力的に行われているのが現状である。
疾患の診断及び治療に有用な疾患マーカーを提供するこ
とを目的とする。より詳細には、本発明は破骨細胞の分
化・活性化の亢進に関連して生じる骨代謝異常疾患を特
異的に反映した疾患マーカーを提供することを目的とす
る。さらに本発明は該疾患マーカーを利用した骨代謝異
常疾患の検出方法(遺伝子診断方法)、該疾患の改善ま
たは治療に有用な薬物をスクリーニングする方法、並び
に該疾患の改善または治療に有用な薬物を提供すること
を目的とする。
を解決するために鋭意研究を行っていたところ、従来、
T細胞におけるサイトカイン遺伝子の発現誘導で機能す
ることが知られているNF-ATc isoform a 遺伝子(以
下、本明細書において「NFATC1遺伝子」ともいう。)
(GenBank Accession No. U08015, Nature 369, 497-50
2 (1994))、並びに塩化物イオンチャンネルとして知ら
れているChloride intracellular channel 4遺伝子(以
下、本明細書において「CICC4遺伝子」ともいう。)(G
enBank Accession No. AL117424, Genome Res.11(3), 4
22-435 (2001))が、骨代謝異常疾患患者の骨組織に特
異的に検出され、しかもそれらの遺伝子は破骨細胞の分
化・活性化の亢進に応じて有意な発現増大挙動を示すこ
とを見出した。さらに、これらの遺伝子は正常骨組織で
は発現がみられないか、みられてもごくわずかである。
このようにこれらの遺伝子は破骨細胞の分化・活性化の
亢進に関連して生じる骨代謝異常疾患患者に特異的に見
出されることから、本発明者らは当該骨代謝異常疾患の
疾患マーカーとなり得るとの確信を得た。本発明はかか
る知見に基づいて開発されたものである。
ある: 項1. 配列番号1若しくは3に記載のNFATC1遺伝子の
塩基配列または配列番号2若しくは4に記載のCICC4遺
伝子の塩基配列において、連続する少なくとも15塩基を
有するポリヌクレオチド及び/または該ポリヌクレオチ
ドに相補的なポリヌクレオチドからなる、破骨細胞の分
化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の疾患マー
カー。 項2. 破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代
謝異常疾患の検出においてプローブまたはプライマーと
して使用される項1記載の疾患マーカー。 項3. 下記の工程(a)、(b)及び(c)を含む、
破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾
患の検出方法: (a)被験者の生体試料から調製されたRNAまたはそれ
から転写された当該RNAに相補的なポリヌクレオチドと
請求項1または2に記載の疾患マーカーとを結合させる
工程、(b)該疾患マーカーに特異的に結合した生体試
料由来のRNAまたは該RNAから転写された相補的なポリヌ
クレオチドを、上記疾患マーカーを指標として測定する
工程、(c)(b)の測定結果に基づいて、破骨細胞の
分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の罹患を
判断する工程。 項4. 配列番号5に記載のNFATC1のアミノ酸配列より
なるタンパク質、または配列番号6に記載のCICC4のア
ミノ酸配列よりなるタンパク質を認識する抗体を有す
る、破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異
常疾患の疾患マーカー。 項5. 破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代
謝異常疾患の検出においてプローブとして使用される項
4記載の疾患マーカー。 項6. 下記の工程(a)、(b)及び(c)を含む、
破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾
患の検出方法: (a)被験者の生体試料から調製されたタンパク質と項
4または5に記載の疾患マーカーとを結合させる工程、
(b)該疾患マーカーに結合した生体試料由来のタンパ
ク質を、上記疾患マーカーを指標として測定する工程、
(c)(b)の測定結果に基づいて、破骨細胞の分化・
活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の罹患を判断す
る工程。 項7. 下記の工程(a)、(b)及び(c)を含む、
NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現を制御する物質
のスクリーニング方法: (a) 被験物質とNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子を発現
可能な細胞とを接触させる工程、(b) 被験物質を接触
させた細胞のNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現量
を測定し、該発現量を被験物質を接触させない対照細胞
の上記に対応する遺伝子の発現量と比較する工程、(c)
(b)の比較結果に基づいて、NFATC1遺伝子またはCIC
C4遺伝子の発現量を変動させる被験物質を選択する工
程。 項8. 下記の工程(a)、(b)及び(c)を含む、
NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現を制御する物質
のスクリーニング方法: (a) 被験物質とNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子を発現
可能な細胞とを接触させる工程、(b) 被験物質を接触
させた細胞のNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現量
を測定し、該発現量を被験物質を接触させない対照細胞
の上記に対応する遺伝子の発現量と比較する工程、(c)
(b)の比較結果に基づいて、NFATC1遺伝子またはCICC
4遺伝子の発現量を減少させる被験物質を選択する工
程。 項9. 破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代
謝異常疾患の改善または治療剤の有効成分を探索するた
めの方法である、項8に記載のスクリーニング方法。 項10. 下記の工程(a)、(b)及び(c)を含
む、NFATC1またはCICC4の機能または活性を抑制する物
質のスクリーニング方法: (a) 被験物質と、NFATC1またはCICC4を含む細胞または
該細胞から調製した細胞画分とを接触させる工程、(b)
被験物質を接触させた細胞またはその細胞画分のNFATC
1またはCICC4由来の機能(活性)を測定し、該機能また
は活性を被験物質を接触させない対照細胞またはその細
胞画分の上記NFATC1またはCICC4の機能または活性と比
較する工程、(c)(b)の比較結果に基づいて、上記細
胞またはその細胞画分のNFATC1またはCICC4の機能(活
性)を抑制する被験物質を選択する工程。 項11.下記の工程(a)、(b)及び(c)を含む、
NFATC1の機能または活性を抑制する物質のスクリーニン
グ方法: (a) 被験物質と、NFATC1を含みかつInterleukin-2 遺
伝子を発現可能な細胞または該細胞から調製した細胞画
分とを接触させる工程、(b) 被験物質を接触させた細
胞またはその細胞画分のInterleukin-2 遺伝子の発現量
を測定し、該発現量を被験物質を接触させない対照細胞
またはその細胞画分のInterleukin-2 遺伝子の発現量と
比較する工程、(c) (b)の比較結果に基づいて、上記
細胞またはその細胞画分のInterleukin-2遺伝子の発現
量を抑制する被験物質を選択する工程。 項12. 下記の工程(a)、(b)及び(c)を含
む、CICC4の機能または活性を抑制する物質のスクリー
ニング方法: (a) 被験物質と、CICC4を含む細胞または該細胞から調
製した細胞画分とを接触させる工程、(b) 被験物質を
接触させた細胞またはその細胞画分の塩化物イオンの膜
透過活性を測定し、該活性を被験物質を接触させない対
照細胞またはその細胞画分の塩化物イオンの膜透過活性
と比較する工程、(c)(b)の比較結果に基づいて、上
記細胞またはその細胞画分の塩化物イオンの膜透過活性
を抑制する被験物質を選択する工程。 項13. 破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨
代謝異常疾患の改善または治療剤の有効成分を探索する
ための方法である、項10乃至12のいずれかに記載の
スクリーニング方法。 項14. NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現を抑
制する物質を有効成分とする破骨細胞の分化・活性化の
亢進に関連した骨代謝異常疾患の改善または治療剤。 項15. NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現を抑
制する物質が項7乃至9のいずれかに記載のスクリーニ
ング法により得られるものである、項14記載の骨代謝
異常疾患の改善または治療剤。 項16. NFATC1またはCICC4の機能または活性を抑制
する物質を有効成分とする、破骨細胞の分化・活性化の
亢進に関連した骨代謝異常疾患の改善または治療剤。 項17. NFATC1またはCICC4の機能・活性抑制物質
が、項10乃至13のいずれかに記載のスクリーニング
法により得られるものである、項16記載の骨代謝異常
疾患の改善または治療剤。
酸、(ポリ)ペプチド、(ポリ)ヌクレオチドなどの略
号による表示は、IUPAC−IUBの規定〔IUPAC-IU
B Communication on Biological Nomenclature, Eur.
J. Biochem., 138: 9 (1984)〕、「塩基配列又はアミノ
酸配列を含む明細書等の作成のためのガイドライン」
(日本国特許庁編)、および当該分野における慣用記号
に従う。
A」とは、2本鎖DNAのみならず、それを構成するセ
ンス鎖およびアンチセンス鎖といった各1本鎖DNAを
包含する趣旨で用いられる。またその長さによって特に
制限されるものではない。従って、本明細書において遺
伝子(DNA)とは、特に言及しない限り、ヒトゲノムDN
Aを含む2本鎖DNAおよびcDNAを含む1本鎖DN
A(正鎖)並びに該正鎖と相補的な配列を有する1本鎖
DNA(相補鎖)、およびこれらの断片のいずれもが含
まれる。また当該「遺伝子」または「DNA」には、特定
の塩基配列(配列番号:1〜4)で示される「遺伝子」ま
たは「DNA」だけでなく、これらによりコードされるタ
ンパク質と生物学的機能が同等であるタンパク質(例え
ば、同族体(ホモログ)、変異体及び誘導体など)をコー
ドする「遺伝子」または「DNA」が包含される。かかる
同族体、変異体または誘導体をコードする「遺伝子」ま
たは「DNA」としては、具体的には、後述の(1-1)項に記
載のストリンジェントな条件下で、前記の配列番号:1
〜4で示される特定塩基配列の相補配列とハイブリダイ
ズする塩基配列からなる「遺伝子」または「DNA」を挙
げることができる。
ードする遺伝子(ホモログ)としては、当該タンパク質
をコードするヒト遺伝子に対応するマウスやラットなど
他生物種の遺伝子が例示でき、これらの遺伝子(ホモロ
グ)は、HomoloGene(http:// www. ncbi. nlm. nih. G
ov / HomoloGene/)により同定することができる。具体
的には、例えば、特定のヒト遺伝子の塩基配列をBLAST
(Proc. Natl. Acad.Sci. USA 90:5873-5877, 1993、ht
tp: // www. ncbi. nlm. nih.gov/BLAST/)にかけて一
致する(Scoreが最も高く、E-valueが0でかつIdentity
が100%を示す)配列のアクセッション番号を取得する。
そのアクセッション番号をUniGene(http://www.ncbi.n
lm.nih.gov/UniGene/)に入力して得られたUniGene Clu
ster ID(Hs.で示す番号)をHomoloGeneに入力する。結
果として得られた他生物種遺伝子とヒト遺伝子との遺伝
子ホモログの相関を示したリストから、特定の塩基配列
で示されるヒト遺伝子に対応する遺伝子(ホモログ)と
してマウスやラットなど他生物種の遺伝子を選抜するこ
とができる。
を問うものではなく、例えば発現制御領域、コード領
域、エキソン、またはイントロンを含むことができる。
は、RNAおよびDNAのいずれをも包含する趣旨で用
いられる。なお、上記DNAには、cDNA、ゲノムD
NA、及び合成DNAのいずれもが含まれる。また上記
RNAには、total RNA、mRNA、rRNA、及び合成のRNAの
いずれもが含まれる。
「(ポリ)ペプチド」には、特定のアミノ酸配列で示さ
れる「タンパク質」または「(ポリ)ペプチド」だけで
なく、これらと生物学的機能が同等であることを限度と
して、その断片、同族体(ホモログ)、誘導体、および
変異体が包含される。ここで同族体(ホモログ)として
は、ヒトのタンパク質に対応するマウスやラットなど他
生物種のタンパク質が例示でき、これらはHomoloGene
(http: //www. ncbi. nlm. nih. gov/HomoloGene/)に
より同定された遺伝子の塩基配列から演繹的に同定する
ことができる。また変異体には、天然に存在するアレル
変異体、天然に存在しない変異体、及び人為的に欠失、
置換、付加および挿入されることによって改変されたア
ミノ酸配列を有する変異体が包含される。なお、上記変
異体としては、変異のないタンパク質または(ポリ)ペ
プチドと、アミノ酸配列が少なくとも70%、好ましくは
80%、より好ましくは95%、さらにより好ましくは97%
相同なものを挙げることができる。
ナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、一本鎖抗
体、またはFabフラグメントやFab発現ライブラリーによ
って生成されるフラグメントなどのように抗原結合性を
有する上記抗体の一部が包含される。
とは、骨代謝異常疾患、特に破骨細胞の分化・活性化の
亢進に関連して生じる骨代謝異常疾患の罹患の有無若し
くは罹患の程度を診断するために、また破骨細胞の分化
・活性化の亢進に関連して生じる骨代謝異常疾患の改善
または治療に有用な候補物質をスクリーニングするため
に、直接または間接的に利用されるものであり、これに
は、例えば破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連して生
体内での発現が変動する遺伝子またはタンパク質を特異
的に認識し、また結合することのできるヌクレオチド
(オリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドが含まれ
る)または抗体が包含される。これらの(ポリ)(オリ
ゴ)ヌクレオチドおよび抗体は、上記性質に基づいて、
生体内で発現した上記遺伝子及びタンパク質を検出する
ためのプローブとして、また(オリゴ)ヌクレオチドは
生体内で発現した上記遺伝子を増幅するためのプライマ
ーとして有効に利用することができる。
またはCICC4遺伝子が、骨代謝異常疾患患者の骨組織、
特に破骨細胞の分化や活性化に関わる組織で、その破骨
細胞の分化や活性化の亢進に関連して特異的に発現して
いることを見出したことに基づくものである。従って、
これらの遺伝子及びその発現産物〔タンパク質、ペプチ
ド(オリゴペプチド及びポリペプチドが含まれる)〕
は、骨代謝異常疾患、特に破骨細胞の分化や活性化の亢
進に関連して生じる骨代謝異常疾患の解明、診断、予防
及び治療に有効に利用することができ、かかる利用によ
って医学並びに臨床学上、有用な情報や手段を得ること
ができる。また、これらの遺伝子及びその発現産物並び
にそれらからの派生物(例えば、抗体など)は、上記骨
代謝異常疾患の治療、並びに該治療に有効に用いられる
薬剤の開発に好適に利用することができる。さらに、個
体または骨組織における、上記遺伝子の発現またはその
発現産物の検出、または該遺伝子の変異またはその発現
不全の検出は、骨代謝異常疾患の解明や診断に有効に利
用することができる。
遺伝子、並びにこれらの発現産物(NFATC1またはCICC4
など)やそれらの派生物について、具体的な用途を説明
する。
その応用 (1-1) ポリヌクレオチド 本発明の配列番号1および3に示すポリヌクレオチド
は、それぞれヒト由来のNFATC1遺伝子およびマウス由来
のNFATC1遺伝子としていずれも公知の遺伝子であり、そ
れら取得方法についても、Nature 369, pp.497-502 (19
94)、またはBiochem. Biophys. Res. Commun. 240, pp.
314-323 (1997)に記載されるように公知である。
ポリヌクレオチドは、それぞれヒト由来のCICC4遺伝子
およびマウス由来のCICC4遺伝子として公知の遺伝子で
あり、その取得方法についてもGenome Res.11(3), pp.4
22-435 (2001)またはAm. J. Physiol. 276, F398-F408
(1999)、並びにJ. Biol. Chem. 274, pp.36488-36497
(1999)に記載されるように公知である。
化や活性化の亢進に関連して生じる骨代謝異常疾患に罹
患した患者の骨組織に、上記のNFATC1遺伝子またはCICC
4遺伝子が特異的に発現しているという知見を発端に、
これらの遺伝子発現の有無や発現の程度を検出すること
によって上記骨代謝異常疾患の罹患の有無や罹患の程度
が特異的に検出でき、該疾患の診断を正確に行うことが
できるという発想に基づくものである。
胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患に罹
患しているか否かまたはその罹患の程度を診断するため
のツール(疾患マーカー)として有用である。具体的に
は、当該ポリヌクレオチド(疾患マーカー)は、被験者
の骨組織におけるNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発
現の有無またはその程度(発現量)の検出に使用され
る。
項に記載するような破骨細胞の分化・活性化の亢進に関
連した骨代謝異常疾患の改善または治療に有用な候補物
質のスクリーニングにおいて、NFATC1遺伝子またはCICC
4遺伝子の発現変動を検出するためのスクリーニングツ
ール(疾患マーカー)としても有用である。
くは3に記載のNFATC1遺伝子の塩基配列または配列番号
2若しくは4に記載のCICC4遺伝子の塩基配列におい
て、連続する少なくとも15塩基を有するポリヌクレオチ
ド及び/または該ポリヌクレオチドの塩基配列と相補的
な塩基配列をもつポリヌクレオチドからなることを特徴
とするものである。
鎖、逆鎖)とは、配列番号1、2、3または4に示され
る塩基配列からなるポリヌクレオチドの全長配列、また
は該塩基配列において少なくとも連続した15塩基長の
塩基配列を有するその部分配列(ここでは便宜上、これ
らを「正鎖」ともいう)に対して、A:TおよびG:Cといっ
た塩基対関係に基づいて、塩基的に相補的な関係にある
ポリヌクレオチドを意味するものである。ただし、かか
る相補鎖は、対象とする正鎖の塩基配列と完全に相補配
列を形成する場合に限らず、対象とする正鎖とストリン
ジェントな条件でハイブリダイスすることができる程度
の相補関係を有するものであってもよい。なお、ここで
ストリンジェントな条件は、Berger and Kimmel (1987,
Guide toMolecular Cloning Techniques Methods in E
nzymology, Vol. 152, Academic Press, San Diego CA)
に教示されるように、複合体或いはプローブを結合す
る核酸の融解温度(Tm)に基づいて決定することができ
る。例えばハイブリダイズ後の洗浄条件として、通常
「1×SSC、0.1%SDS、37℃」程度の条件を挙げることが
できる。相補鎖はかかる条件で洗浄しても対象とする正
鎖とハイブリダイズ状態を維持するものであることが好
ましい。特に制限されないが、より厳しいハイブリダイ
ズ条件(ハイブリダイズ後の洗浄条件)として「0.5×S
SC、0.1%SDS、42℃」程度、さらに厳しいハイブリダイ
ズ条件(ハイブリダイズ後の洗浄条件)として「0.1×S
SC、0.1%SDS、65℃」程度の洗浄条件を挙げることがで
きる。具体的には、このような相補鎖として、対象の正
鎖の塩基配列と完全に相補的な関係にある塩基配列から
なる鎖、並びに該鎖と少なくとも90%、好ましくは95%
の相同性を有する塩基配列からなる鎖を例示することが
できる。
列番号1、2、3または4に記載の塩基配列またはその
部分配列を有するものだけでなく、上記相補鎖の塩基配
列に対してさらに相補的な関係にある塩基配列からなる
鎖を含めることができる。
の相補鎖(逆鎖)のポリヌクレオチドは、各々一本鎖の
形態で疾患マーカーとして使用されても、また二本鎖の
形態で疾患マーカーとして使用されてもよい。
は、具体的にはNFATC1遺伝子の塩基配列に関する配列番
号1若しくは3、またはCICC4遺伝子の塩基配列に関す
る配列番号2若しくは4に記載される塩基配列(全長配
列)からなるポリヌクレオチドであってもよいし、その
相補配列からなるポリヌクレオチドであってもよい。ま
た、配列番号1若しくは3で示されるNFATC1遺伝子もし
くは該遺伝子に由来するポリヌクレオチド(例えば、cD
NA等のDNAやRNA等が例示される。)、または配列番号2
若しくは4で示されるCICC4遺伝子もしくは該遺伝子に
由来するポリヌクレオチドを選択的に(特異的に)認識
するものであれば、上記全長配列の部分配列またはその
相補配列からなるポリヌクレオチドであってもよい。こ
のような部分配列としては、上記全長配列またはその相
補配列の塩基配列から任意に選択される少なくとも15個
の連続した塩基長を有するポリヌクレオチドを挙げるこ
とができる。
する」とは、例えばノーザンブロット法においては、NF
ATC1遺伝子、CICC4遺伝子またはこれらに由来するポリ
ヌクレオチドが特異的に検出できること、またRT-PCR法
においてはNFATC1遺伝子、CICC4遺伝子またはこれらに
由来するポリヌクレオチドが特異的に生成されることを
意味するが、それに限定されることなく、当業者が上記
検出物または生成物がこれらの遺伝子に由来するもので
あると判断できるものであればよい。
番号1若しくは3で示されるNFATC1遺伝子、または配列
番号2若しくは4で示されるCICC4遺伝子の塩基配列を
もとに、例えばprimer 3( HYPERLINK HYPERLINK "htt
p://www.genome.wi.mit.edu/cgi-bin/primer/primer3.c
gi" http://www.genome.wi.mit.edu/cgi-bin/primer/pr
imer3.cgi、http: // www. genome.wi.mit.edu/cgi-bin
/primer/primer3.cgi)あるいはベクターNTI(Infomax
社製)を利用して設計することができる。
CICC4遺伝子の塩基配列をprimer 3またはベクターNTIの
ソフトウエアにかけて得られる、プライマーまたはプロ
ーブの候補配列、若しくは少なくとも該配列を一部に含
む配列をプライマーまたはプローブとして使用すること
ができる。
ように連続する少なくとも15塩基の長さを有するもので
あればよいが、具体的にはマーカーの用途に応じて、長
さを適宜選択し設定することができる。
断)は、被験者の生体組織、特に破骨細胞の分化に関わ
る骨組織におけるNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の少
なくとも1方の発現の有無または発現レベル(発現量)
を評価することによって行われる。この場合、上記本発
明の疾患マーカーは、上記遺伝子の発現によって生じた
RNAまたはそれに由来するポリヌクレオチド、例えば
該RNAをもとにしたRT-PCR法において生成されるDN
A等の各種のポリペプチドを特異的に認識し増幅するた
めのプライマーとして、または該RNAまたはそれに由
来するポリヌクレオチドを特異的に検出するためのプロ
ーブとして利用することができる。
(遺伝子診断)においてプライマーとして用いる場合に
は、通常15bp〜100bp、好ましくは15bp〜50bp、より好
ましくは15bp〜35bpの塩基長を有するものが例示でき
る。また検出プローブとして用いる場合には、通常15bp
〜全配列の塩基数、好ましくは15bp〜1kb、より好まし
くは100bp〜1kbの塩基長を有するものが例示できる。
ト法、RT-PCR法、in situハイブリダーゼーション法な
どといった、特定遺伝子を特異的に検出する公知の方法
において、常法に従ってプライマーまたはプローブとし
て利用することができ、これによって破骨細胞の分化・
活性化の亢進に関わる骨代謝異常疾患に関連するNFATC1
遺伝子またはCICC4遺伝子の発現の有無または発現レベ
ル(発現量)を評価することができる。なお、測定対象
試料としては、使用する検出方法の種類に応じて、被験
者の骨組織の一部をバイオプシ等で採取し、そこから常
法に従って調製されるtotal RNAを用いてもよいし、さ
らに該RNAをもとにして調製される各種のポリヌクレオ
チドを用いてもよい。
はCICC4遺伝子の遺伝子発現レベルは、DNAチップを利用
して検出あるいは定量することができる。この場合、本
発明の疾患マーカーは当該DNAチップのプローブとして
使用することができる(例えば、Affymetrix社の Gene
Chip Human Genome U95 A,B,C,D,Eの場合、25bpの長さ
のポリヌクレオチドプローブとして用いられる)。かか
るDNAチップを、生体組織から採取したRNAをもとに調製
される標識DNAまたは標識RNAとハイブリダイズさせて、
ハイブリダイズによって形成された上記プローブ(疾患
マーカー)と標識DNAまたは標識RNAとの複合体を該標識
DNAまたは標識RNAの標識を指標として検出することによ
り、生体組織中でのNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の
発現の有無または発現レベル(発現量)が評価できる。
の診断、特に破骨細胞の分化・活性化が亢進することに
よって生じた骨代謝異常疾患の検出(罹患の有無や罹患
の程度の診断)に有用である。具体的には、該疾患マー
カーを利用した骨代謝異常疾患の診断は、被験者の骨組
織と正常者の骨組織におけるNFATC1遺伝子またはCICC4
遺伝子の遺伝子発現レベルの違いを判定することによっ
て行うことができる。この場合、遺伝子発現レベルの違
いには、発現のある/なしの違いだけでなく、被験者の
骨組織と正常者の骨組織の両者ともに発現がある場合で
も、両者間の発現量の格差が2倍以上、好ましくは3倍以
上の場合が含まれる。具体的にはNFATC1遺伝子またはCI
CC 4遺伝子は破骨細胞の分化・活性化の亢進が関連した
骨代謝異常疾患で発現誘導を示すので、被験者の骨組織
で発現されており、該発現量が正常者の骨組織の発現量
と比べて2倍以上、好ましくは3倍以上多ければ、当該被
験者について破骨細胞の分化・活性化の亢進が関連した
骨代謝異常疾患の罹患が疑われる。
る骨代謝異常疾患の疾患マーカーとしてNFATC1遺伝子の
発現産物(タンパク質)(これを本明細書においては
「NFATC1」ともいう)またはCICC4遺伝子の発現産物
(タンパク質)(これを本明細書においては「CICC4」
ともいう)を特異的に認識することのできる抗体を提供
する。
子が、骨代謝異常疾患患者の骨組織に特異的に検出さ
れ、しかもそれらの遺伝子が破骨細胞の分化・活性化の
亢進に応じて有意な発現増大挙動を示しているという知
見を発端に、これらの遺伝子の発現産物(RNAまたはタ
ンパク質)の発現の有無や発現の程度(RNAまたはタン
パク質の生成量)を検出することによって上記骨代謝異
常疾患の罹患の有無や罹患の程度が特異的に検出でき、
該疾患の診断を正確に行うことができるという発想に基
づくものである。
性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患に罹患しているか
否かまたはその罹患の程度を診断するためのツール(疾
患マーカー)として有用である。具体的には、当該抗体
(疾患マーカー)は、被験者の骨組織におけるNFATC1ま
たはCICC4の発現の有無またはその程度(発現量)の検
出に使用される。
されるポリヌクレオチドによってコードされるタンパク
質、CICC 4としては配列番号2若しくは4に示されるポ
リヌクレオチドによってコードされるタンパク質を挙げ
ることができる。なお、配列番号1に示されるポリヌク
レオチドによってコードされるタンパク質の具体的態様
としては配列番号5で示されるアミノ酸配列を有するタ
ンパク質を、また配列番号2に示されるポリヌクレオチ
ドによってコードされるタンパク質の具体的態様として
は配列番号6で示されるアミノ酸配列を有するタンパク
質を例示することができる。
は、ヒト由来のNFATC1遺伝子によってコードされる公知
のヒトタンパク質であり、その取得方法についてもNatu
re 369, pp.497-502 (1994)に記載されるように公知で
ある。また配列番号6に示すタンパク質はヒト由来のCI
CC4遺伝子によってコードされる公知のヒトタンパク質
であり、その取得方法についてもGenome Res.11(3), p
p.422-435 (2001)またはAm. J. Physiol. 276, F398-F4
08 (1999) に記載されるように公知である。
く、NFATC1またはCICC4を免疫抗原とするポリクローナ
ル抗体であっても、またそのモノクローナル抗体であっ
てもよく、さらには当該NFATC1またはCICC4のアミノ酸
配列において少なくとも連続する8アミノ酸からなるポ
リペプチドに対して結合性を有する抗体も、本発明の抗
体に含まれる。
あり、本発明の抗体もこれらの常法に従って製造するこ
とができる(Current protocols in Molecular Biology
edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley a
nd Sons. Section 11.12〜11.13)。具体的には、本発
明の抗体がポリクローナル抗体の場合には、常法に従っ
て大腸菌等で発現し精製したNFATC1またはCICC4を用い
て、あるいは常法に従って当該NFATC1またはCICC4の部
分アミノ酸配列を有するオリゴペプチドを合成して、こ
れらを免疫抗原として用いて、家兎等の非ヒト動物に免
疫し、該免疫動物の血清から常法に従って得ることが可
能である。一方、モノクローナル抗体の場合には、常法
に従って大腸菌等で発現し精製したNFATC1またはCICC
4、あるいはこれらタンパク質の部分アミノ酸配列を有
するオリゴペプチドを免疫抗原として、マウス等の非ヒ
ト動物に免疫し、得られた脾臓細胞と骨髄腫細胞とを細
胞融合させて調製したハイブリドーマ細胞の中から得る
ことができる(Current protocols in Molecular Biolo
gy edit. Ausubel et al. (1987) Publish. John Wiley
and Sons. Section 11.4〜11.11)。
使用されるタンパク質は、本発明により提供される遺伝
子の配列情報(配列番号1、2、3または4)に基づい
て、DNAクローニング、各プラスミドの構築、宿主へ
のトランスフェクション、形質転換体の培養および培養
物からのタンパク質の回収の操作により得ることができ
る。これらの操作は、当業者に既知の方法、あるいは文
献記載の方法(Molecular Cloning, T.Maniatis et a
l., CSH Laboratory (1983), DNA Cloning, DM.Glover,
IRL PRESS (1985))などに準じて行うことができる。
具体的にはNFATC1またはCICC4をコードする遺伝子が所
望の宿主細胞中で発現できる組み換えDNA(発現ベクタ
ー)を作成し、これを宿主細胞に導入して形質転換し、
該形質転換体を培養して、得られる培養物から、目的タ
ンパク質を回収することによって実施することができ
る。また、これらNFATC1またはCICC4は、本発明により
提供されるアミノ酸配列の情報(配列番号5、6)に従
って、一般的な化学合成法(ペプチド合成)によって製
造することもできる。
ATC1またはCICC4には、配列番号5または配列番号6に
示すタンパク質のみならず、その相同物も包含される。
該相同物としては、上記配列番号5または配列番号6で
示されるアミノ酸配列において、1若しくは複数のアミ
ノ酸が欠失、置換または付加されたアミノ酸配列からな
り、且つ配列番号5または配列番号6で示されるタンパ
ク質と同等の免疫学的活性を有するタンパク質を挙げる
ことができる(当該同様の免疫学的活性を有する限り、
生物学的機能の同等性は特に問わない。)。
で示されるタンパク質と免疫学的活性において同等の活
性を有するタンパク質としては、適当な動物あるいはそ
の細胞において特定の免疫反応を誘発し、かつNFATC1ま
たはCICC4に対する抗体と特異的に結合する能力を有す
るタンパク質を挙げることができる。
数や変異部位は、その免疫学的活性が保持される限り制
限はない。免疫学的活性を喪失することなくアミノ酸残
基が、どのように、何個置換、挿入あるいは欠失されれ
ばよいかを決定する指標は、当業者に周知のコンピュー
タプログラム、例えばDNA Star softwareを用いて見出
すことができる。例えば変異数は、典型的には、全アミ
ノ酸の10%以内であり、好ましくは全アミノ酸の5%
以内であり、さらに好ましくは全アミノ酸の1%以内で
ある。また置換されるアミノ酸は、置換後に得られるタ
ンパク質がNFATC1またはCICC4の免疫学的活性を保持し
ている限り、特に制限されないが、タンパク質の構造保
持の観点から、残基の極性、電荷、可溶性、疎水性、親
水性並びに両親媒性など、置換前のアミノ酸と似た性質
を有するアミノ酸であることが好ましい。例えば、Al
a、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe及びTrpは互いに非極
性アミノ酸に分類されるアミノ酸であり、Gly、Ser、Th
r、Cys、Tyr、Asn及びGlnは互いに非荷電性アミノ酸に
分類されるアミノ酸であり、Asp及びGluは互いに酸性ア
ミノ酸に分類されるアミノ酸であり、またLys、Arg及び
Hisは互いに塩基性アミノ酸に分類されるアミノ酸であ
る。ゆえに、これらを指標として同群に属するアミノ酸
を適宜選択することができる。
の部分アミノ酸配列を有するオリゴペプチドまたはポリ
ペプチドを用いて調製されるものであってよい。かかる
抗体誘導のために用いられオリゴ(ポリ)ペプチドは、
機能的な生物活性を有することは要しないが、NFATC1ま
たはCICC4と同様な免疫原特性を有するものであること
が望ましい。好ましくはかかる特性を有し、NFATC1また
はCICC4のアミノ酸配列において少なくとも連続する8
アミノ酸からなるオリゴ(ポリ)ペプチドを例示するこ
とができる。
体の生成は、宿主に応じて種々のアジュバントを用いて
免疫学的反応を高めることによって行うこともできる。
限定はされないが、そのようなアジュバントには、フロ
イントアジュバント、水酸化アルミニウムのようなミネ
ラルゲル、並びにリゾレシチン、プルロニックポリオ
ル、ポリアニオン、ペプチド、油乳剤、キーホールリン
ペットヘモシアニン及びジニトロフェノールのような表
面活性物質、BCG(カルメット−ゲラン桿菌)やコリ
ネバクテリウム-パルヴムなどのヒトアジュバントなど
がある。
に市販されており(抗NF-ATc1抗体7A6:Santa Cruz社製
など)、これらを本発明の抗体として用いることも可能
である。
的に結合する性質を有することから、該抗体を利用する
ことによって、被験者の組織内に発現した上記タンパク
質(NFATC1またはCICC4)を特異的に検出することがで
きる。すなわち、当該抗体は被験者の組織内におけるNF
ATC1またはCICC4のタンパク発現の有無を検出するため
のプローブとして有用である。
プシ等で採取し、そこから常法に従ってタンパク質を抽
出・精製して、例えばウェスタンブロット法、ELISA法
など公知の検出方法において、上記抗体を常法に従って
プローブとして使用することによってNFATC1またはCICC
4の有無やその量を検出することができる。
骨代謝異常疾患の診断に際しては、被験者の骨組織にお
ける少なくともNFATC1またはCICC4の一方と正常な骨組
織における対応するこれらのタンパク質との量の違いを
判定すればよい。この場合、タンパク量の違いには、タ
ンパクのある/なし、あるいはタンパク量の違いが2倍
以上、好ましくは3倍以上の場合が含まれる。具体的に
は、NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子は破骨細胞の分化
・活性化の亢進が関連した骨代謝異常疾患で発現誘導を
示すので、被験者の骨組織で該遺伝子の発現産物(NFAT
C1及び/またはCICC4)が存在しており、該タンパク質
量が正常な骨組織における対応する発現産物量(タンパ
ク質量)と比べて2倍以上、好ましくは3倍以上多いこと
が判定されれば、当該被験者について破骨細胞の分化・
活性化の亢進が関連した骨代謝異常疾患の罹患が疑われ
る。
法) 本発明は、前述する本発明の骨代謝異常疾患の疾患マー
カーを利用した骨代謝異常疾患の診断、特に破骨細胞の
分化・活性化の亢進に関与した骨代謝異常疾患の診断方
法を提供する。
の骨組織の一部をバイオプシなどで採取し、そこに含ま
れる骨代謝異常疾患に関連するNFATC1遺伝子またはCICC
4遺伝子の遺伝子発現レベル、またはこれらの遺伝子に
由来するタンパク質(NFATC1、CICC4)を検出し、その
発現量(RNA量)またはそのタンパク質量を測定する
ことにより、当該被験者について骨代謝異常疾患の罹患
の有無またはその程度を診断するものである。
の工程を含む: (a) 被験者の生体試料と本発明の疾患マーカーを接触さ
せる工程、(b) 生体試料中のNFATC1遺伝子またはCICC4
遺伝子の遺伝子発現レベル、またはNFATC1またはCICC4
のタンパク質の量を、上記疾患マーカーと指標として測
定する工程、(c) (b)の結果をもとに、被験者について
破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾
患の罹患を判断する工程。
者の骨組織から調製される試料を挙げることができる。
具体的には、該組織から調製されるRNA含有試料、若し
くはそれからさらに調製されるポリヌクレオチドを含む
試料、または上記組織から調製されるタンパク質を含む
試料を挙げることができる。かかるRNA、ポリヌクレオ
チドまたはタンパク質を含む試料は、被験者の骨組織の
一部をバイオプシ等で採取し、そこから常法に従って調
製することができる。
る生体試料の種類に応じて、具体的には下記のようにし
て実施される。
合 測定対象物としてRNAを利用する場合、骨代謝異常疾患
の検出は、具体的に下記の工程(a)、(b)及び(c)
を含む方法によって実施することができる: (a)被験者の生体試料から調製されたRNAまたはそれか
ら転写された前記RNAに相補的なポリヌクレオチドと上
記本発明の疾患マーカー(NFATC1遺伝子またはCICC4遺
伝子の塩基配列において連続する少なくとも15塩基を有
するポリヌクレオチド及び/又は該ポリヌクレオチドに
相補的なポリヌクレオチド)とを結合させる工程、
(b)該疾患マーカーに特異的に結合した生体試料由来
のRNAまたは該RNAから転写された相補的なポリヌクレオ
チドを、上記疾患マーカーを指標として測定する工程、
(c)(b)の測定結果に基づいて、破骨細胞の分化・活
性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の罹患を判断する
工程。
発明の骨代謝異常疾患の検出方法(診断方法)は該RNA
中のNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現レベル(例
えば、これらの遺伝子に対応するRNA量)を検出し、測
定することによって実施することができる。具体的に
は、前述のポリヌクレオチドからなる本発明の疾患マー
カー(NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の塩基配列にお
いて連続する少なくとも15塩基を有するポリヌクレオチ
ド及び/又は該ポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレ
オチド)をプライマーまたはプローブとして用いて、ノ
ーザンブロット法、RT-PCR法、DNAチップ解析
法、in situハイブリダイゼーション解析法などの公知
の方法を行うことにより実施できる。
発明の上記疾患マーカーをプローブとして用いることに
よって、RNA中のNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現
(これらの遺伝子に対応するRNA)の有無やその発現レ
ベル(RNA量)を検出、測定することができる。具体的
には、本発明の疾患マーカー(相補鎖)を放射性同位元
素(32P、33Pなど:RI)や蛍光物質などで標識し、それ
を、常法に従ってナイロンメンブレン等にトランスファ
ーした被験者の生体組織由来のRNAとハイブリダイズさ
せた後、形成された疾患マーカー(DNA)とRNAとの二重
鎖を、疾患マーカーの標識物(RI若しくは蛍光物質)に
由来するシグナルを放射線検出器(BAS-1800II、富士フ
ィルム社製)または蛍光検出器で検出、測定する方法を
例示することができる。また、AlkPhos Direct Labelli
ng and Detection System (Amersham PharamciaBiotech
社製)を用いて、このプロトコールに従って疾患マーカ
ー(プローブDNA)を標識し、被験者の生体組織由来のR
NAとハイブリダイズさせた後、疾患マーカーの標識物に
由来するシグナルをマルチバイオイメージャーSTORM860
(Amersham Pharmacia Biotech社製)で検出、測定する
方法を使用することもできる。
疾患マーカーをプライマーとして用いることによって、
RNA中のNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現(これら
の遺伝子に対応するRNA)の有無や発現レベルを検出、
測定することができる。具体的には、被験者の生体組織
由来のRNAから常法に従ってcDNAを調製して、これを鋳
型として標的のNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子に対応
する領域が増幅できるように、本発明の疾患マーカーか
ら調製した一対のプライマー(上記cDNA(−鎖)に
結合する正鎖、+鎖に結合する逆鎖)をこれとハイブリ
ダイズさせて、常法に従ってPCR法を行い、得られた
増幅二本鎖DNAを検出する方法を例示することができ
る。なお、増幅された二本鎖DNAの検出は、上記PC
Rを予めRIや蛍光物質で標識しておいたプライマーを用
いて行うことによって産生される標識二本鎖DNAを検
出する方法、産生された二本鎖DNAを常法に従ってナ
イロンメンブレン等にトランスファーさせて、標識した
疾患マーカーをプローブとして使用してこれとハイブリ
ダイズさせて検出する方法などを用いることができる。
なお、生成された標識二本鎖DNA産物はアジレント21
00バイオアナライザ(横河アナリティカルシステムズ社
製)などで測定することができる。また、SYBR Green R
T-PCR Reagents (Applied Biosystems 社製)で該プロト
コールに従ってRT-PCR反応液を調製し、ABI PRIME 7700
Sequence Detection System (Applied Biosystems 社
製)で反応させて、該反応物を検出することもできる。
は、本発明の上記疾患マーカーをDNAプローブ(1本
鎖または2本鎖)として貼り付けたDNAチップを用意
し、これに被験者の生体組織由来のRNAから常法によっ
て調製されたcRNAとハイブリダイズさせて、形成された
DNAとcRNAとの二本鎖を、本発明の疾患マーカーから調
製される標識プローブと結合させて検出する方法を挙げ
ることができる。また、上記DNAチップとして、NFATC1
遺伝子またはCICC4遺伝子の遺伝子発現レベルの検出、
測定が可能なDNAチップを用いることもできる。かか
る遺伝子の発現レベルを検出、測定することができるD
NAチップとしては、Affymetrix社のGene Chip Human
Genome U95 A, B,C, D, Eを挙げることができる。かか
るDNAチップを用いた、被験者RNA中のNFATC1遺伝子
またはCICC4遺伝子の遺伝子発現レベルの検出、測定に
ついては、実施例において詳細に説明する。
る場合 測定対象物としてタンパク質を用いる場合、本発明の骨
代謝異常疾患の検出方法(診断方法)は生体試料中のNF
ATC1またはCICC4を検出し、その量を測定することによ
って実施される。具体的に下記の工程(a)、(b)及び
(c)を含む方法によって実施することができる: (a)被験者の生体試料から調製されたタンパク質と抗
体に関する本発明の疾患マーカー(例えば、配列番号5
または6で示されるアミノ酸配列からなるタンパク質を
認識する抗体)とを結合させる工程、(b)該疾患マー
カーに結合した生体試料由来のタンパク質を、上記疾患
マーカーを指標として測定する工程、(c)(b)の測定
結果に基づいて、破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連
した骨代謝異常疾患の罹患を判断する工程。
患マーカー(例えば、配列番号5または6で示されるア
ミノ酸配列からなるタンパク質を認識する抗体)を用い
てウエスタンブロット法などの公知方法で、NFATC1また
はCICC4を検出、定量する方法を挙げることができる。
ウエスタンブロット法は、一次抗体として本発明の上記
疾患マーカーを用いた後、二次抗体として125Iなどの
放射性同位元素、蛍光物質などで標識した標識抗体(一
次抗体に結合する抗体)を用い、得られる標識化合物の
放射性同位元素、蛍光物質などに由来するシグナルを放
射線測定器(BAS-1800II:富士フィルム社製など)、蛍
光検出器などで検出し、測定することによって実施でき
る。また、一次抗体として本発明の上記疾患マーカーを
用いた後、ECL Plus Western Blotting Detction Syste
m (Amersham Pharmacia Biotech社製)を用いて、該プロ
トコールに従って、上記一次抗体と生体試料中のNFATC1
またはCICC4との結合物を検出し、マルチバイオイメー
ジャーSTORM860(AmershamPharmacia Biotech 社製)で測
定することもできる。
におけるNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の遺伝子発現
レベル(これらの遺伝子に対応するRNAの量)、もしく
はNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現産物であるタ
ンパク質(NFATC1またはCICC4)の量を正常な骨組織に
おける上記に対応する遺伝子発現レベルまたはタンパク
質の量と比較し、両者の違いを判定することによって行
うことができる。
生体試料(RNAまたはタンパク質を含む試料)が必要で
あるが、これらは骨代謝異常疾患に罹患していない人の
骨組織をバイオプシ等で採取することによって取得する
ことができる。なお、ここでいう「骨代謝異常疾患に罹
患していない人」とは、少なくとも骨代謝異常疾患の自
覚症状がなく、好ましくは他の検査方法、例えばDXA
法:Dual energy X-ray absorptiometry 法により検査
の結果、骨代謝異常疾患でないと診断された人をいう。
なお、当該「骨代謝異常疾患に罹患していない人」を以
下、本明細書では単に正常者という場合もある。
常疾患に罹患していない人の骨組織)との遺伝子発現レ
ベルまたはタンパク質の量の比較は、被験者の生体試料
と正常者の生体試料を対象とした測定を並行して行うこ
とで実施できる。並行して行なわない場合は、複数(少
なくとも2つ、好ましくは3以上、より好ましくは5以
上)の正常な骨組織を用いて均一な測定条件で測定して
得られたNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の遺伝子発現
レベル、若しくはこれらの遺伝子の発現産物であるタン
パク質(NFATC1またはCICC4)の量の平均値または統計
的中間値を、正常者の当該遺伝子の遺伝子発現レベル若
しくはタンパク質の量として、比較に用いることができ
る。
に関連した骨代謝異常疾患であるかどうかの判断は、該
被験者の骨組織におけるNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝
子の遺伝子発現レベル(これらの遺伝子に対応するRNA
量)、またはその発現産物であるNFATC1またはCICC4の
量が、正常者のそれらと比較して2倍以上、好ましくは
3倍以上多いことを指標として行うことができる。ま
た、被験者の上記遺伝子発現レベルまたはタンパク質の
量が、いかなる正常者のそれらのレベルまたは量に比べ
て多ければ、破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した
骨代謝異常疾患であると判断することができる。
法 本発明は、配列番号1に記載の塩基配列を有するNFATC1
遺伝子または配列番号2に記載の塩基配列を有するCICC
4遺伝子の発現を制御する物質(候補物質)をスクリー
ニングする方法を提供する。
(a)、(b)及び(c)を含む: (a) 被験物質とNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子を発現
可能な細胞とを接触させる工程、(b) 被験物質を接触さ
せた細胞のNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の遺伝子発
現量を測定し、該発現量を被験物質を接触させない対照
細胞の上記に対応する遺伝子の発現量と比較する工程、
(c) 上記の比較結果に基づいて、NFATC1遺伝子またはCI
CC4遺伝子の遺伝子発現量を変動させる被験物質を選択
する工程。
してはNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子を発現する細胞
であって、かつ破骨細胞への分化が可能である、破骨細
胞前駆細胞を挙げることができる。破骨細胞への分化が
可能な破骨細胞前駆細胞としては、具体的には、脾臓や
骨髄から取得される細胞や、マウスRAW264細胞(RIKEN
Cell Bank; HYPERLINK HYPERLINK "http://www.rtc.ri
ken.go.jp/CELL/HTML/RIKEN" http://www.rtc.riken.g
o.jp/CELL/HTML/RIKEN、http://www.rtc.riken.go.Jp/C
ELL /HTML/RIKEN Cell Bank. Htmlから入手可能)など
を挙げることができる。なお、マウスRAW264細胞は、分
化誘導物質であるODF(osteoclast differentiation fa
ctor)の添加で破骨細胞に分化することが知られている
細胞である(Biochem.Biophys.Res. Commun. 282, 278-
283 (2001))。好ましくはRAW264細胞である。当該細胞
は、後述する実施例に示すように、ODFの添加によって
破骨細胞に分化し、その過程でNFATC1遺伝子またはCICC
4遺伝子が発現誘導されることが確認されている。
れないが、核酸(NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子のア
ンチセンスヌクレオチドを含む)、ペプチド、タンパク
質、有機化合物、無機化合物などであり、スクリーニン
グは、具体的にはこれらの候補物質となり得る被験物質
を含む試料(被験試料)を上記組織/または細胞と接触
させて行うことができる。かかる被験試料としては細胞
抽出液、遺伝子ライブラリーの発現産物、合成低分子化
合物、合成ペプチド、天然化合物などが挙げられるが、
これに制限されない。
と細胞とを接触させる条件は、特に制限されないが、該
細胞が死滅せず且つNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子を
発現できる培養条件(温度、pH、培地組成など)を選
択するのが好ましい。
代謝異常疾患に罹患した患者の骨組織には、特異的に、
破骨細胞の分化・活性化の亢進が見られるとともにNFAT
C1遺伝子またはCICC4遺伝子が発現している。この知見
から、NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現は、破骨
細胞の分化・活性化の亢進に関連する骨代謝異常疾患と
関連していると考えられる。すなわち、本発明のスクリ
ーニング方法は、NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発
現またはその発現誘導が、破骨細胞の分化・活性化の亢
進によって生じる骨代謝異常疾患と関連していることを
利用したものである。よって、該骨代謝異常疾患の緩和
/抑制作用を有する(骨代謝異常疾患に対して改善/治
療効果を発揮する)物質の探索には、上記NFATC1遺伝子
またはCICC4遺伝子の発現レベルの減少、あるいは発現
誘導の抑制が指標とされる。
NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現を抑制する物質
を探索することによって、破骨細胞の分化・活性化の亢
進に関連する骨代謝異常疾患の改善薬または治療薬の有
効成分となる候補物質を提供するものである。
にして行うことができる。すなわち、NFATC1遺伝子また
はCICC4遺伝子が発現している細胞を用いる場合は、被
験物質を添加した細胞におけるNFATC1遺伝子またはCICC
4遺伝子の発現レベルが被験物質を添加しない細胞のそ
のレベルに比して低くなること、またNFATC1遺伝子また
はCICC4遺伝子の発現に発現誘導物質を必要とする細胞
を用いる場合は、発現誘導物質(例えば、RAW264細胞の
場合はODF)によって誘導される発現が被験物質の存在
によって抑制されること、すなわち発現誘導物質存在下
で被験物質を接触させた細胞の遺伝子発現が、発現誘導
物質存在下で被験物質を接触させない対照細胞(正のコ
ントロール)に比して低くなることをもって、当該被験
物質を候補物質として選択することができる。
て破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連する骨代謝異常
疾患の改善薬または治療薬の有効成分となる候補物質を
スクリーニングするには、ODFを添加したRAW264細胞
(対照細胞)と、ODFと被験物質とを同時に加えたRAW26
4細胞とでNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現レベル
を比較し、その発現レベルの減少を指標として、被験物
質の中から候補物質を選別することができる。また、OD
Fを添加して、既にNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子が
発現誘導された状態のRAW264細胞に被験物質を添加し、
被験物質を添加しない対照のRAW264細胞と、そのNFATC1
遺伝子またはCICC4遺伝子の発現レベルを比較して、そ
の発現レベルの低下を指標として、被験物質の中から候
補物質を選別することもできる。
おける遺伝子発現レベルの検出及び定量は、前記細胞か
ら調製したRNAまたは該RNAから転写された当該RNAに対
して相補的なポリヌクレチドと本発明の疾患マーカーと
を用いて、前記(2-1)項に記述したように、ノーザンブ
ロット法、RT-PCR法など公知の方法の他、DNAチップな
どを利用して実施できる。指標とする遺伝子発現の低下
(減少)の程度は、被験物質を添加した細胞におけるNF
ATC1遺伝子またはCICC4 遺伝子の発現が、被験物質を添
加しない対照細胞での上記に対応する遺伝子の発現量と
比較して10%、好ましくは30%、特に好ましくは50%以上
の低下(減少)を例示することができ、この場合に当該
被験物質を候補物質として選択することができる。
現レベルの検出及び定量は、NFATC1遺伝子またはCICC4
遺伝子の発現を制御する遺伝子領域(発現制御領域)
に、例えばルシフェラーゼ遺伝子などのマーカー遺伝子
をつないだ融合遺伝子を導入した細胞株を用いて、マー
カー遺伝子由来のタンパク質の活性を測定することで実
施することもできる。本発明のNFATC1遺伝子またはCICC
4遺伝子の発現制御物質のスクリーニング方法及び本発
明の骨代謝異常疾患の改善または治療剤の有効成分のス
クリーニング方法には、かかるマーカー遺伝子の発現量
を指標として標的物質を探索する方法も包含され、この
意味において請求項7及び8に記載する「NFATC1遺伝
子」の概念には、NFATC1遺伝子の発現制御領域とマーカ
ー遺伝子との融合遺伝子が含まれ、また「CICC4遺伝
子」の概念には、CICC4遺伝子の発現制御領域とマーカ
ー遺伝子との融合遺伝子が含まれる。
反応や呈色反応を触媒する酵素の構造遺伝子が好まし
く、具体的には上記のルシフェラーゼ遺伝子のほか、ク
ロラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ遺伝
子、βグルクロニダーゼ遺伝子、βガラクトシダーゼ遺
伝子、及びエクオリン遺伝子などのレポーター遺伝子も
また使用することができる。ここでNFATC1遺伝子または
CICC4遺伝子の発現制御領域としては、例えば該遺伝子
の転写開始部位上流約1kb、好ましくは約2kbを用いる
ことができる。融合遺伝子の作成、およびマーカー遺伝
子由来の活性測定は公知の方法で行うことができる。
質から選別される物質(候補物質)はNFATC1遺伝子また
はCICC4遺伝子の遺伝子発現抑制剤として位置づけるこ
とができる。これらの物質は、NFATC1遺伝子またはCICC
4遺伝子の発現を抑制することによって、破骨細胞の分
化・活性化の亢進を抑制し得ると考えられる。よって、
これらの物質は、破骨細胞の分化・活性化の亢進によっ
て生じる骨代謝異常疾患を緩和、抑制(改善、治療)す
る薬物の有力な候補物質となる。
リーニング方法 本発明は、NFATC1またはCICC4の機能または活性を抑制
する物質をスクリーニングする方法を提供する。本発明
のスクリーニング方法は次の工程(a)、(b)及び(c)を含
む: (a)被験物質と NFATC1またはCICC4を含む細胞または該
細胞から調製した細胞画分とを接触させる工程、(b)被
験物質を接触させた細胞またはその細胞画分のNFATC1ま
たはCICC4由来の機能または活性を測定し、該機能また
は活性を被験物質を接触させない対照細胞またはその細
胞画分の上記に対応するタンパク質の機能または活性と
比較する工程、(c) (b) の比較結果に基づいてNFATC1ま
たはCICC4由来の機能または活性を抑制する被験物質を
選択する工程。
しては、内在性及び外来性などの由来に関わらず、NFAT
C1遺伝子またはCICC4遺伝子を発現しており、NFATC1ま
たはCICC4を有する細胞を挙げることができる。具体的
には、例えば前記(3-1)に記述したようなマウスRAW26
4細胞などを挙げることができる。また細胞画分とは、
かかる細胞に由来する各種の画分を意味するものであ
り、例えば細胞膜画分、細胞質画分、および細胞核画分
などを挙げることができる。
種である骨粗鬆症に罹患した患者の骨組織には、特異的
に破骨細胞の分化・活性化の亢進が見られるとともに、
NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子が発現している。この
知見から、NFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子によりコー
ドされるタンパク質の機能(活性)が破骨細胞の分化・
活性化の亢進に関連する骨代謝異常疾患と関連している
と考えられる。すなわち、本発明のスクリーニング方法
はNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子によりコードされる
タンパク質が、破骨細胞の分化・活性化の亢進によって
生じる骨代謝異常疾患と関連していることを利用したも
のである。よって、該骨代謝異常疾患の緩和/抑制作用
を有する(骨代謝異常疾患に対して改善/治療効果を発
揮する)物質の探索には、上記NFATC1またはCICC4の少
なくとも1方のタンパク質の機能または活性の低下もし
くは抑制が指標とされる。
は、NFATC1またはCICC4の機能または活性を抑制する物
質を探索することによって、破骨細胞の分化・活性化の
亢進によって生じる骨代謝異常疾患の改善薬または治療
薬の有効成分となる候補物質を提供するものである。
れないが、核酸、ペプチド、蛋白質(NFATC1またはCICC
4に対する抗体を含む)、有機化合物、無機化合物など
であり、本発明スクリーニングは、具体的にはこれらの
候補物質となり得る被験物質を含む試料(被験試料)を
上記細胞または細胞画分と接触させることにより行われ
る。かかる被験試料としては、細胞抽出液、遺伝子ライ
ブラリーの発現産物、合成低分子化合物、合成ペプチ
ド、天然化合物などが挙げられるが、これらに制限され
ない。
rleukin-2遺伝子の発現に関与することが知られている
(Mol. Cell. Biol. 19, 2300-2307 (1999))。詳細に
は、NFATC1は、カルシニューリンにより脱リン酸化され
て核内に移行した後、転写因子として機能してInterleu
kin-2遺伝子等の発現を増加させることが知られている
(J. Biol. Chem. 276, 20805-20808 (2001)、Oncogene
20, 2476-2489 (2001))。従って、この公知の性質に
基づいて、NFATC1の機能または活性を抑制する候補物質
のスクリーニングは、Interleukin-2遺伝子の発現量の
減少を指標にして行うこともできる。この場合は、上記
細胞として、NFATC1を有し、且つInterleukin-2遺伝子
を発現可能な細胞を用いることができる。
を直接の指標としてもよいし、前述するようにマーカー
遺伝子に由来するタンパク質の活性を指標としてスクリ
ーニングを行ってもよい。後者の場合、具体的には、NF
ATC1を有し且つInterleukin-2遺伝子を発現可能な細胞
として、例えばNFATC1がInterleukin-2遺伝子を発現制
御するために必要な遺伝子配列を含むInterleukin-2遺
伝子の発現制御領域と、ルシフェラーゼなどのマーカー
遺伝子とをつないだ融合遺伝子を導入した細胞株を用い
て、Interleukin-2遺伝子の発現量をマーカー遺伝子由
来のタンパク質の活性を測定することによって間接的に
検出し、定量する方法を挙げることができる。
反応や呈色反応を触媒する酵素の構造遺伝子が好まし
く、具体的には上記ルシフェラーゼ遺伝子のほか、クロ
ラムフェニコール・アセチルトランスフェラーゼ遺伝
子、βグルクロニダーゼ遺伝子、βガラクトシダ−ゼ遺
伝子、及びエクオリン遺伝子などのレポーター遺伝子も
また使用することができる。同様なスクリーニング方法
は公知であり(Biochem. Cell. Biol. 74, 585-593 (199
6), Biologicals 26, 1-5 (1998)) 、これに準じて行う
ことができる。候補物質の選抜は、具体的には被験物質
を添加した細胞におけるマーカー遺伝子由来のタンパク
質の活性が、被験物質を添加しない対照細胞の上記に対
応するタンパク質の活性レベルに比して、低くなること
を指標として、当該被験物質を候補物質として選択する
することができる。
ることが知られている(Am. J. Physiol. 276, F398-F4
08 (1999), J. Biol. Chem. 272, 12575-12582 (1997)
)。従ってこの公知の性質に基づいて、CICC4の機能を
抑制する候補物質のスクリーニングは、CICC4を有する
細胞またはその細胞画分における塩化物イオンの膜透過
活性を指標に行うことができる。
lar Cloning, T. Maniatis et al.,CSH Laboratory(198
3), DNA Cloning, DM. Glover, IRL PRESS(1985))を用
いて作成した、CICC4遺伝子を発現する形質転換培養細
胞またはその細胞膜画分を用いてパッチクランプ法によ
り、該細胞またはその細胞画分についてCICC4の塩化物
イオンの膜透過活性を調べることができる。同様な測定
法はCICC4と同種の塩化物イオンチャンネルタンパク質
で公知であり(J. Biol. Chem. 272, 12575-12582 (199
7)) 、これに準じて測定することができる。候補物質の
選抜は、具体的には被験物質を添加した細胞またはその
細胞画分における塩化物イオンの膜透過活性が、被験物
質を添加しない対照細胞またはその細胞画分の該膜透過
活性レベルに比して、低くなることをもって、当該被験
物質を候補物質として選択することができる。
質は、破骨細胞の分化・活性化の亢進によって生じる骨
代謝異常疾患を緩和、抑制(改善、治療)する薬物の有
力な候補物質となる。
スクリーニング方法によって選別された候補物質は、さ
らに骨代謝異常疾患モデル動物を用いた薬効試験、安全
性試験、さらに骨代謝異常疾患患者への臨床試験に供し
てもよく、これらの試験を実施することによって、より
実用的な骨代謝異常疾患改善または治療薬を取得するこ
とができる。このようにして選別された物質は、さらに
その構造解析結果に基づいて、化学的合成、生物学的合
成(発酵)または遺伝子学的操作によって、工業的に製
造することができる。
じる骨代謝異常疾患の改善・治療剤を提供するものであ
る。
の発現が破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連する骨代
謝異常疾患と関連しているという新たな知見からNFATC1
遺伝子(配列番号1もしくは3)またはCICC4遺伝子
(配列番号2もしくは4)の発現を抑制する物質、ある
いは、CICC4(配列番号5)またはNFATC1(配列番号
6)の機能または活性を抑制する物質が、上記疾患の改
善または治療に有効であるという考えに基づくものであ
る。すなわち、本発明の骨代謝異常疾患の改善・治療剤
はNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子の発現を抑制する物
質、あるいはNFATC1またはCICC4の機能または活性を抑
制する物質を有効成分とするものである。
CC4遺伝子の発現抑制物質、あるいはNFATC1またはCICC4
の機能または活性を抑制する物質は、上記のスクリーニ
ング方法を利用して選別されたもののみならず、選別さ
れた物質に関する情報に基づいて常法に従って工業的に
製造されたものであってもよい。
制物質、あるいはNFATC1またはCICC4の機能(活性)抑
制物質は、そのままもしくは自体公知の薬学的に許容さ
れる担体(賦形剤、増量剤、結合剤、滑沢剤などが含ま
れる)や慣用の添加剤などと混合して医薬組成物として
調製することができる。当該医薬組成物は、調製する形
態(錠剤、丸剤、カプセル剤、散剤、顆粒剤、シロップ
剤などの経口投与剤;注射剤、点滴剤、外用剤、坐剤な
どの非経口投与剤)等に応じて経口投与または非経口投
与することができる。また投与量は、有効成分の種類、
投与経路、投与対象または患者の年齢、体重、症状など
によって異なり一概に規定できないが、1日投与用量と
して、数百mg〜2g、好ましくは数十mg程度を、1
日1〜数回にわけて投与することができる。
るものであれば、該DNAを遺伝子治療用ベクターに組み
込み、遺伝子治療を行うことも考えられる。さらに、上
記有効成分がNFATC1遺伝子またはCICC4遺伝子のアンチ
センスオリゴヌクレオチドの場合は、そのまま若しくは
遺伝子治療用ベクターにこれを組み込むことにより、遺
伝子治療を行うこともできる。これらの場合も、投与
量、投与方法は患者の体重や年齢、症状などにより変動
するが、当業者であれば適宜選択することが可能であ
る。
説明する。しかし、本発明はこれらの実施例になんら限
定されるものではない。参考例1 マウスODFタンパク質の作成 破骨細胞分化に必要な分化誘導タンパク質であるODF [o
steoclast differentiation factor](ODFはRANKLともい
う。Bone 27, 761-764 (2000))を下記のようにして作成
した。
T2からRNAを抽出し、次いで抽出したRNA 3μgから作
成したcDNA 1μgを鋳型として、配列番号7に示す配
列を有するオリゴヌクレオチドをセンスプライマー、配
列番号8に示す配列を有するオリゴヌクレオチドをアン
チオセンスプライマーとしてPCR法を行って、ODF(oste
oclast differentiation factor)遺伝子を増幅した。な
お、PCR法はPfx DNA polymerase(GIBCO-BRL社製)を用
い、付属のプロトコールに従って50μlの系で94℃15
秒、52℃30秒、および68℃1分のサイクルを5サイクル行
った後、94℃15秒、56℃30秒、68℃1分のサイクルを15
サイクル行うことによって実施した。かかるPCR法で増
幅させて得られたODF遺伝子を制限酵素MnuIで切断し、p
GEX-2TKベクター(Amersham Pharmacia Biotech社製)
のGST(glutathione S-transferase)のコード領域の下
流に位置するEcoRI部位に挿入して、GST/ODF融合タン
パク質発現プラスミドを作製した。
現プラスミドを用いて大腸菌を形質転換し、該形質転換
体をアンピシリン(終濃度50ng/ml)を含む培地で7時間
前培養した。得られた形質転換体をさらにアンピシリン
を同様に含む250mlのLB培地でOD550が0.6になるまで37
℃で培養した。その後、終濃度が0.25mMになるようにIP
TG(isopropyl-1-thio-β-D-galactoside)を加えて、1
8℃で12時間培養した。培養後、6000rpmで10分間遠心し
て菌体を回収し、これを20mlのNETN(20mM Tris-HCl pH
8.0, 100mM NaCl, 1mM EDTA, 0.5% NP-40)に懸濁し
て、4℃でソニケーターを用いて破砕した(power max,
20秒で4回)。これを9000rpm、30分の条件で2回遠心し
て上清を回収し、これを大腸菌破砕液とした。この大腸
菌破砕液に250μlのグルタチオンセファロースビーズを
加え、4℃で2時間以上反応させた。その後、遠心してビ
ーズのみを回収し、NETNで3回、及びElution buffer(2
0mM NaCl, 4mM MgCl2, 1mM 2-メルカプトエタノール, 2
0mM HEPES/NaOH pH7.4)で洗浄し、これにグルタチオン
溶液(100mM グルタチオン還元型, 100mM Tris-HClpH8.
0, 1M NaCl)250μlを加えて、4℃で2時間以上反応さ
せ、ビーズから組換え体タンパク(GST/ODF融合タンパ
ク質)を溶出させた。次いで、得られたGST/ODF融合タ
ンパク質をSDS-PAGEにより精製し、フィルター滅菌し
て、破骨細胞分化誘導タンパク質として下記の実験に用
いた。
を組み込まないpGEX-2TKベクターについても上記と同
様の操作を行い、GSTタンパク質を得た。
細胞の破骨細胞分化 参考例1で調製したODFタンパク質(GST/ODF融合タン
パク質)を用いて、破骨細胞の前駆細胞の性質を有する
マウスRAW264細胞(Leukemic monocyte由来のマクロフ
ァージ様細胞)を、破骨細胞に分化させた。
るまえに、予めE-MEM培地(ウシ胎児血清10%、ペニシ
リン50U/mLを含む)で、37℃、CO2濃度5%の条件下で培
養しておき、このRAW264細胞を一晩培養した翌日、参考
例1で調製したODFタンパク質(GST/ODF融合タンパク
質)またはGSTタンパク質(コントロールタンパク質)
を含む培地と交換し、同条件でさらに4日間培養した。
その破骨細胞への分化状況はTRAP染色(tartrate resis
tantacid phosphatase 染色)を行うことによって調べ
た。ODFタンパク質(GST/ODF融合タンパク質)を添加し
たRAW264細胞は、TRAP染色から72時間後には、TRAP陽性
の多核細胞が見え始め、96時間後には大多数の細胞が破
骨細胞様多核細胞に分化しているのが観察された。それ
に対して、上記ODFタンパク質(GST/ODF融合タンパク
質)に代えてGSTタンパク質をRAW264細胞に加えた場合
には、破骨細胞への分化は見られなかった。このことか
ら、RAW264細胞は参考例1で調製したGST/ODF融合タン
パク質中のODFタンパク質の機能(分化誘導能)に基づ
いて破骨細胞に分化されることが確認された。
胞からのtotal RNAの調製 実施例1で破骨細胞への分化が見られたGST/ODF融合タ
ンパク質添加系RAW264細胞(以下、本明細書において
「ODFタンパク質処理RAW264細胞」ともいう。)につい
てtotal RNAを調製した。具体的には実施例1と同様に
してGST/ODF融合タンパク質を添加した後、培養2, 5, 1
2, 24, 48, 72,及び96時間経過後のRAW264細胞からそれ
ぞれtotal RNAを調製した。なお、total RNAの調製は、
培養上清を除去した細胞を氷冷したPBS(phosphate-buf
fered saline)で3回洗浄した後、ISOGEN(ニッポンジ
ーン社製)を用いて付属のプロトコールに従って行っ
た。得られたtotal RNAはTE溶液(10mM Tris-HCl, pH8.
0, 1mM EDTA)に溶解した。
いで培養したRAW264細胞(以下、本明細書において「未
処理RAW264細胞」ともいう。)からtotal RNAを調製
し、また、GST/ODF融合タンパク質に代えてGSTタンパク
質を添加したRAW264細胞(以下、本明細書において「GS
Tタンパク質処理RAW264細胞」ともいう。)について
も、GSTタンパク質を加えた後、培養2, 5, 12, 24, 48,
72, 96時間経過後に同様にしてtotal RNAを調製した。
行った。なお、DNAチップ解析はAffymetrix社Gene Chip
Murine Genome U74Aを用いて行った。具体的には、解
析は、(1) total RNAからcDNAの調製、(2) 該cDNAから
ラベル化cRNAの調製、(3) ラベル化cRNAのフラグメント
化、(4) フラグメント化cRNAとプローブアレイとのハイ
ブリダイズ、(5) プローブアレイの染色、(6) プローブ
アレイのスキャン、及び(7) 遺伝子発現解析、の手順で
行った。
イマー(Amersham社製)100pmolを含む11μLの混合液を、
70℃、10分間加熱した後、氷上で冷却した。冷却後、Su
perScript Choice System for cDNA Synthesis(Gibco-B
RL社製)に含まれる5×First Strand cDNA Buffer 4μ
L、該キットに含まれる0.1M DTT (dithiothreitol)2
μL、該キットに含まれる10mM dNTP Mix 1μLを添加
し、42℃で2分間加熱した。更に、該キットに含まれるS
uper ScriptII RT 2μL(400U)を添加し、42℃で1時間加
熱した後、氷上で冷却した。冷却後、DEPC処理水(ナカ
ライテスク社製)滅菌蒸留水91μL、該キットに含まれ
る5×Second Strand Reaction Buffer 30μL、10mM dNT
P Mix 3μL、該キットに含まれるE. coli DNA Ligase 1
μL(10U)、該キットに含まれるE. coli DNA Polymerase
I 4μL(40U)、該キットに含まれるE. coli RNaseH 1μ
L(2U)を添加し、16℃で2時間反応させた。次いで、該キ
ットに含まれるT4 DNA Polymerase 2μL(10U)を加え、1
6℃で5分間反応させた後、0.5M EDTA 10μLを添加し
た。次いで、フェノール/クロロホルム/イソアミルアル
コール溶液(ニッポンジーン社製)162μLを添加し、混
合した。該混合液を、予め室温、14,000rpm、30秒間遠
心分離しておいたPhase Lock Gel Light(エッペンドル
フ社製)に移し、室温で14,000rpm、2分間遠心分離した
後、145μLの水層をエッペンドルフチューブに移した。
得られた溶液に、7.5M酢酸アンモニウム溶液72.5μL、
エタノール362.5μLを加えて混合した後、4℃で14,000r
pm、20分間遠心分離した。遠心分離後、上清を捨て、作
製したcDNAを含むペレットを得た。その後、該ペレット
に80%エタノール0.5mLを添加し、4℃で14,000rpm、5分
間遠心分離した後、上清を捨てた。再度同様の操作を行
った後、該ペレットを乾燥させ、DEPC処理水12μLに溶
解した。以上の操作から実施例2で調製した各total RN
Aから、各cDNAを取得した。
ield RNA TranscriptLabeling Kit(ENZO社製)に含まれ
る10×HY Reaction Buffer 4μL、該キットに含まれる1
0×Biotin Labeled Ribonucleotides 4μL、該キットに
含まれる10×DTT 4μL、該キットに含まれる10×RNase
Inhibitor Mix 4μL、該キットに含まれる20×T7 RNA P
olymerase 2μLを混合し、37℃で5時間反応させて、ラ
ベル化cRNAを調製した。反応後、該反応液にDEPC処理水
60μLを加えたのち、RNeasy Mini Kit(GIAGEN社製)を
用いて添付プロトコールに従い、調製したラベル化cRNA
を精製した。
Buffer(200mMトリス−酢酸 pH8.1(Sigma社製)、 500
mM酢酸カリウム(Sigma社製)、150mM酢酸マグネシウム(S
igma社製))8μLを加えた反応液40μLを、94℃で35分間
加熱した後、氷中に置いた。これによって、ラベル化cR
NAをフラグメント化した。
とのハイブリダイズ 各フラグメント化cRNA 40μLに、5nM Control Oligo B2
(Amersham社製)4μL、100×Control cRNA Cocktail 4
μL、Herring sperm DNA(Promega社製)40μg、Acetyl
ated BSA(Gibco-BRL社製)200μg、2×MES Hybridizat
ion Buffer(200mM MES、2M [Na+], 40mM EDTA、0.02% T
ween20 (Pierce社製)、pH6.5〜6.7) 200μL、及びDEPC
処理水144μLを混合し、400μLのハイブリカクテルを得
た。得られた各ハイブリカクテルを99℃で5分間加熱
し、更に45℃で5分間加熱した。加熱後、室温で14,000r
pm、5分間遠心分離し、ハイブリカクテル上清を得た。
ファーで満たしたMurine genome U74Aプローブアレイ
(Affymetrix社製)を、ハイブリオーブン内で、45℃、
60rpmで10分間回転させた後、1×MESハイブリダイゼー
ションバッファーを除去してプローブアレイを調製し
た。上記で得られたハイブリカクテル上清200μLを該プ
ローブアレイにそれぞれ添加し、ハイブリオーブン内で
45℃、60rpmで16時間回転させ、フラグメント化cRNAと
ハイブリダイズしたプローブアレイを得た。
ぞれからハイブリカクテルを回収除去した後、Non-Stri
ngent Wash Buffer(6×SSPE(20×SSPE(ナカライテスク
社製)を希釈)、0.01%Tween20、0.005%Antifoam0-30(Sig
ma社製))で満たした。次にNon-Stringent Wash Buffer
およびStringent Wash Buffer(100mM MES、0.1M NaCl、
0.01%Tween20)をセットしたGeneChip Fluidics Station
400(Affymetrix社製)の所定の位置にフラグメント化cR
NAとハイブリダイズしたプローブアレイを装着した。そ
の後染色プロトコールEuKGE-WS2に従って、1次染色液
(10μg/mL Streptavidin Phycoerythrin (SAPE)(Molec
μLar Probe社製)、2mg/mL Acetylated BSA、100mM ME
S、1M NaCl(Ambion社製)、0.05%Tween20、0.005%Antifo
am0-30)、 2次染色液(100μg/mL Goat IgG (Sigma社
製)、3μg/mL Biotinylated Anti-Streptavidin antibo
dy (Vector Laboratories社製)、2mg/mL Acetylated BS
A、100mM MES、1M NaCl、0.05%Tween20、0.005%Antifoa
m0-30)により染色した。
(7) 遺伝子発現解析 染色した各プローブアレイをHP GeneArray Scanner(Aff
ymetrix社製)に供し、染色パターンを読み取った。染色
パターンをもとにGeneChip Workstation System(Affyme
trix社製)によってプローブアレイ上の遺伝子の発現を
解析した。次に、解析プロトコールに従ってNormalizat
ion、遺伝子発現の比較解析を行った。
破骨細胞分化系での遺伝子発現の変動解析 GST/ODF融合タンパク質を添加した後、培養2, 5, 12, 2
4, 48, 72, 及び96時間経過後の各RAW264細胞における
遺伝子発現量(average difference)を、未処理RAW264
細胞における発現量と、GeneChip Workstation System
(Affymetrix社製)にある解析ツールComparison Analysi
sを用いて比較した。Comparison Analysisは解析プロト
コールに基づいて行った。
後、培養2, 5, 12, 24, 48, 72, 96時間経過後の各RAW2
64細胞における遺伝子発現量(average difference)
と、GSTタンパク質を添加した後、培養2, 5, 12, 24, 4
8, 72, 及び96時間経過後の各RAW264細胞での遺伝子発
現量(average difference)とを、経過時間ごとにComp
arison Analysisを同様に行って比較した。
伝子発現の増減の判定(Diff Call)および発現変動倍
率(Fold Change)の値から、発現変動遺伝子を選抜し
た。選抜方法は、各培養時間において、GSTタンパク質
処理RAW264細胞での遺伝子発現量(average differenc
e)が、未処理RAW264細胞での遺伝子発現量、及びGSTタ
ンパク質処理RAW264細胞での遺伝子発現量と比較して、
両方とも2倍以上の発現変動(Diff CallがIあるいはDの
判定、かつFold Changeが-2以下あるいは2以上)を示し
たプローブを選抜した。同様の解析をすべての培養時間
における細胞について行って、全ての培養時間において
2倍以上の発現変動を示したプローブを選抜した。
正常骨での遺伝子発現の変動解析 ヒト骨粗鬆症患者の骨組織1サンプルとヒトの正常な骨
組織3サンプルからtotal RNAを調製し、得られたtotal
RNAを用いてDNAチップ解析を行った。DNAチップ解析は
Affymetrix社Gene Chip Human Genome U95A,B,C,D,Eを
用いて、実施例3と同様な方法で行った。また実施例3
及び4と同様に、遺伝子発現の比較解析から正常骨組織
に比べ、骨粗鬆症患者の骨組織で3倍以上の発現増を示
したプローブを選抜した。選抜プローブの中には、表1
に示すように、TRAP5、CathepsinKなど破骨細胞特異的
な発現遺伝子が含まれており、上記の選抜方法で確かに
破骨細胞特異的な発現遺伝子が得られていることが確認
された。
における遺伝子発現量を1とした場合の骨粗鬆症患者の
骨組織で遺伝子発現量を示すものである。
鬆症患者の骨組織でのみ発現しているプローブを選抜し
た。具体的には、DNAチップ解析結果から得られるAbs C
allを指標にして、骨粗鬆症患者の骨組織でのAbs Call
がPresentのプローブで、かつ、正常骨組織でのAbs Cal
lがすべてAbsentのプローブを選抜した。
誘導と骨粗鬆症患者の骨での発現増をともに示した遺伝
子 実施例4においてRAW264細胞を用いたin vitro破骨細胞
分化系で発現誘導を示したマウス遺伝子と、実施例5に
おいて骨粗鬆症患者の骨と正常骨での遺伝子発現の比較
で骨粗鬆症患者の骨で特異的な発現していたヒト遺伝子
とから、共通の遺伝子を選抜した。これらのマウス遺伝
子とヒト遺伝子との対応付けは、遺伝子名、タンパク質
名をもとに、あるいはHomologene(http://www.ncbi.nl
m.nih.gov/HomoloGene/)を用いて行った。その結果、N
FATC1遺伝子およびCICC4遺伝子が選抜された(表2、表
3、表4)。
difference 値の発現変動の経時変化を示す。GST/ODF
はGST/ODF融合タンパク質添加したRAW264細胞、GSTはGS
Tタンパク質を添加したRAW264細胞をそれぞれ示し、各
細胞の培養時間の経過によるNFATC1遺伝子の発現変動を
示す。なお、0時間は未処理RAW264細胞でのaverage dif
ference値である。NFATC1遺伝子のMurine Genome U74A
Chipにおけるプローブ名は102209#atである。
difference 値の発現変動の経時変化を示した。CICC4
遺伝子のMurine Genome U74A Chipにおけるプローブ名
は94255#g#atである。
hipで解析した正常骨組織の遺伝子発現量に1とした場
合における骨粗鬆症患者の骨組織での遺伝子発現量を示
す。
の遺伝子は、正常な骨組織では発現しておらず、破骨細
胞の分化・活性化の亢進に関連のある骨代謝異常疾患で
発現が増大しているため、該骨代謝異常疾患に関するマ
ーカー遺伝子として応用可能な遺伝子であると考えられ
た。また、これらの遺伝子を用いることによって破骨細
胞の分化・活性化の亢進に関連のある骨代謝異常疾患を
緩和、抑制する治療薬の候補薬をスクリーニングするこ
とが可能である。
発現の相関 24穴プレートに2.5 ×104、5 ×104、1 ×105、2 ×105
個のRAW264細胞をそれぞれ播き、GST/ODF融合タンパク
質添加96時間後に分化した破骨細胞(TRAP positive MN
cells:TRAP染色で染色された多核細胞)数を顕微鏡観
察下で計数した。TRAP染色は細胞をPBSで3回洗浄後、メ
タノール処理30秒で固定し、酒石酸耐性酸ホススファタ
ーゼ(TRAP)の基質(Naphthol AS-MX phosohate)と色
素(Fastredviolet LB salt)を含む溶液を加え、37℃
で30分から2時間インキュベートして行い(Takahasi N.
et al., Endcrinology, 122, p1373-p1382(1988))、
赤く染色された細胞をTRAP positive MN cells(破骨細
胞)と判定した。プレート内の一定面積内で破骨細胞数
を計数した結果を図1aに示す。図1aには2.5 ×104個
の場合での破骨細胞数(100%)に対する割合(%)として
表す。結果は3回の平均値である。図1aに示すように、
2.5 ×104細胞(低密度培養条件:およそ細胞密度1.3×
104細胞/cm2以下)時には、約2500個の破骨細胞が見ら
れた。しかし、5×104細胞時では破骨細胞数は上記の10
%程度まで減少し、さらに10×104細胞(高密度培養条
件:およそ5×104細胞/cm2以上)時では5%以下まで減
少した。
間後のRAW264細胞の形態を示す。左は低密度培養条件
(2.5×104個のRAW264細胞を播いた際)のRAW264細胞
で、巨大な破骨細胞がみられた。右は高密度培養条件
(20×104個RAW264細胞を播いた際)のRAW264細胞であ
る。このことから、RAW264細胞を高密度培養した際には
GST/ODF融合タンパク質を添加しても破骨細胞分化が阻
害されることがわかった。
相関を確認するために、高密度培養したRAW264細胞、及
び低密度培養したRAW264細胞のそれぞれに、GST/ODF融
合タンパク質を添加して2, 5, 12および24時間経過後の
RAW264細胞からtotal RNAをそれぞれ調製し、実施例3と
同様にAffymetrix社Gene Chip Murine Genome U74Aを用
いてDNAチップ解析を行った。高密度培養時及び低密度
培養時における各「ODFタンパク質処理RAW264細胞」の
遺伝子発現を比較するために、培養2, 5, 12及び24時間
経過後の各RAW264細胞における遺伝子発現量(average
difference)を、GeneChip Workstation System(Affyme
trix社製)を用いて解析した。表5に、Affymetrix社Gen
e Chip Murine Genome U74Aを用いたGST/ODF融合タンパ
ク質添加後のNFATC1遺伝子の発現量(average differen
ce)の経時変化を示す。表中、「低密度培養」は破骨細
胞分化条件下、「高密度培養」は破骨細胞分化阻害条件
下を表す。なお、0時間の値は未処理RAW264細胞でのave
rage differenceである。NFATC1遺伝子のMurine Genome
U74A Chipにおけるプローブ名は102209#atである。
264細胞でGST/ODF融合タンパク質添加2〜5時間後に顕
著な発現増加を示したNFATC1遺伝子は、高密度培養時
のRAW264細胞では発現増加が見られなかった。破骨細胞
分化とNFATC1遺伝子の発現増加に相関が認められ、NFAT
C1遺伝子が破骨細胞分化に重要であることが確認され
た。
タンパク質の変動 ODFタンパク質処理RAW264細胞の破骨細胞分化過程にお
けるNFATC1(タンパク質)の変動を調べた。未処理RAW2
64細胞とGST/ODF融合タンパク質添加24, 48, 72および9
6時間後のRAW264細胞からそれぞれタンパク質画分を調
製し、抗NF-ATc1抗体7A6(Santa Cruz社製)、抗β-act
in抗体AC-74(Sigma社製)を用いて、ウエスタンブロッ
ト解析を行った。各レーン3μgのタンパク質画分を用
い、ウエスタンブロット解析はBiochem. Biophys. Res.
Commun. 282, 278-283 (2001)に記載の方法と同様な方
法で行った。図2aに示すように、未処理RAW264細胞で
はNFATC1(タンパク質)はほとんど見られなかったが、
GST/ODF融合タンパク質を添加してから24時間後にはNFA
TC1(タンパク質)の顕著な増加が認められた。なお、
図中、0時間は未処理RAW264細胞の結果を指す。
ATC1(タンパク質)の発現を調べた。10 cm培養ディッ
シュに5 ×105細胞(低密度培養条件)、10×105細胞、
20×105細胞、40×105細胞(高密度培養条件)のRAW264
細胞をそれぞれ播き、GST/ODF融合タンパク質を添加し
てから24時間後のRAW264細胞からタンパク質を調製し、
うち各5μgのタンパク質画分を用いて上記と同様にウエ
スタンブロット解析を行った。図2bに示すように、破
骨細胞への分化が阻害される高密度培養時にはNFATC1
(タンパク質)は検出されず、破骨細胞分化とNFATC1タ
ンパク質の出現に相関がある結果が得られた。
ポリンの影響 NFATC1(タンパク質)はカルシニューリンにより脱リン
酸化されて核に移行し、転写因子として機能する(J. B
iol. Chem. 276, 20805-20808 (2001), Oncogene 20, 2
476-2489 (2001))。一方、サイクロスポリンAはサイク
ロフィリンタンパク質と結合してカルシニューリンの脱
リン酸化反応を阻害し、NFATC1(タンパク質)の核移行
を妨げる(Cell 66, 807-815 (1991), J. Biol. Chem.
271, 10884-10891 (1996), Nature 382, 370-373 (199
6), Nature 383, 837-840 (1996))。サイクロスポリン
A(CsA:Sigma社製)を終濃度0, 10, 100, 1000 ng/ml
となるようにGST/ODF融合タンパク質と同時にRAW264細
胞に添加し、96時間後に分化した破骨細胞(TRAP posit
ive MN cells)数を実施例7と同様な方法で計数した。
結果を図3に示す。図3ではControl (CsA:0 ng/ml)の
場合での破骨細胞数(100%)に対する割合(%)で表
した。結果は3回の平均値である。サイクロスポリンAを
ODFタンパク質処理RAW264細胞に加えたところ、破骨細
胞分化はサイクロスポリンの濃度依存的に阻害され、サ
イクロスポリンAを1000 ng/ml添加した際には破骨細胞
がほとんど検出されなかった。
100, 1000 ng/ml となるようにGST/ODF融合タンパク質
と同時にRAW264細胞に添加し、72時間後に各細胞から調
製した総タンパク質画分、核画分、細胞質画分を用い
て、NFATC1(タンパク質)の細胞内局在を調べた。核画
分、細胞質画分の分画は「Cells: a laboratory manua
l」DL. Spector, RD. Goldman, LA. Leinwand, Cold Sp
ring Harbor LaboratoryPress (1998)に記載の方法に準
じて行った。ウエスタンブロット解析は、サイクロスポ
リン処理条件毎に等量の細胞から調製した総タンパク質
画分、核画分および細胞質画分を用いて抗NF-ATc1抗体7
A6(Santa Cruz社製)、抗β-actin抗体AC-74(Sigma社
製)、抗Rb抗体G3-245(PharMingen社製)を用いて行っ
た。結果を図4に示す。図からわかるように、サイクロ
スポリンAを添加しないRAW264細胞ではNFATC1(タンパ
ク質)は核画分において多く検出された。しかし、サイ
クロスポリンAを1000 ng/ml添加した際には、NFATC1
(タンパク質)は細胞質画分に多く、核画分では少量し
か検出されなかった(図4)。
よる破骨細胞分化への影響 まずNFATC1遺伝子の発現抑制に用いるプラスミドを以下
のように作製した。ODFタンパク質処理RAW264細胞から
調製したRNAからcDNAを合成し、配列番号9および配列
番号10に記載のプライマーを用いてPCR法によりNFATC
1 遺伝子のDNA断片を得た。このDNA断片をpGEM-Tベクタ
ー(Promega社製)にクローニングした後、制限酵素Not
IとSma IでNFATC1遺伝子の5’末端側を含む231塩基を
切り出し、pTRE2ベクター(Clontech社製)のTRE/minC
MVプロモーター下流の制限酵素部位Not IとPvu II間に
逆向きに挿入した。こうしてテトラサイクリンやドキシ
サイクリンに依存してNFATC1アンチセンスRNAを生成可
能なプラスミドpNFATC1-ASを作製した。
ラスミドpNFATC1-ASをRT3細胞(あらかじめpTet-Onプラ
スミド(Clontech社製)を導入したRAW264細胞)へと導
入し、ネオマシンおよびハイグロマイシン耐性な細胞を
選抜することで調製した。なお、当該NFATC1アンチセン
スを発現する細胞(RT3/NFATC1-AS細胞)の作製、選抜
にはTet-OnTM gene expression system(Clontech社
製)を用い、添付ユーザーマニュアルや「Molecular Cl
oning, a laboratory manual 3rd edition」J.Sambroo
k, DW. Russell, Cold Spring Harbor Laboratory Pres
s (2001) に準じて行った。
μM ドキシサイクリン(図中DOXで示す)添加(DOX
+)、あるいは無添加(DOX-)条件下でのRAW264細胞、
RT3細胞(pTet-Onプラスミドのみを導入したRT3細胞)お
よびRT3/NFATC1-AS細胞からタンパク質画分を調製し、
抗NF-ATc1抗体7A6(Santa Cruz社製)、抗β-actin抗体
AC-74(Sigma社製)を用いてウエスタンブロット解析を
行った。抗NF-ATc1抗体を用いたウエスタンブロット解
析では各10μgのタンパク質画分を用いた。抗β-actin
抗体を用いたウエスタンブロット解析では各5.7μgのタ
ンパク質画分を用いた。RT3/NFATC1-AS細胞ではNFATC1
(タンパク質)の減少が見られ、NFATC1の発現抑制が確
認された(図5a)。
よびRT3/NFATC1-AS細胞から分化した破骨細胞(TRAP p
ositive MN cells)数を実施例7と同様な方法で計数し
た。結果を図5bに示す。当該図は、ドキシサイクリン
無添加(DOX-)における形質転換していないRAW264細胞
での破骨細胞数(100%)に対する割合(%)を示す。
結果は3回の平均値である。GST/ODF融合タンパク質添加
により分化した破骨細胞数は、pTet-Onプラスミドのみ
を導入したRT3細胞では、形質転換をしていないRAW264
細胞と同程度見られたが、RT3/NFATC1-AS細胞では破骨
細胞数は有意に減少した。
ら、サイクロスポリンAを用いてNFATC1の核移行を阻止
してNFATC1の働きを阻害することによって、破骨細胞の
分化が抑制されることが示された(なお、NFATC1は核に
移行しないとその機能を発揮しない。)。また上記の実
施例10から、NFATC1遺伝子のアンチセンスヌクレオチ
ドによりNFATC1の発現を抑制することによって、破骨細
胞の分化が抑制されることが示された。これらの結果
は、NFATC1の機能または活性を抑制することによって、
またはNFATC1遺伝子の発現を抑制することによって、破
骨細胞の分化を抑制することができることを実証するも
のである。すなわち、上記の実施例9及び10の結果か
ら、NFATC1遺伝子の発現を抑制することによって、また
はNFATC1の機能または活性を抑制することによって、破
骨細胞の分化亢進に関連して生じる骨代謝異常疾患を改
善または治療することができると考えられる。
はCICC4遺伝子発現抑制剤のスクリーニング マウスRAW264細胞を実施例1と同じ条件で培養する。計
数したRAW264細胞を5x103/cm2でプレートに播種し、37
℃、CO2濃度5%で一夜培養する。翌日、参考例1記載のO
DFタンパク質を終濃度100ng/ml含む培地と交換し、それ
ぞれ100μM、10μM、および1μMの濃度に調製した被験
物質含有溶液を添加し、37℃、CO2濃度5%で2日間培
養する。ここで、対照実験として、被験物質無添加の細
胞についても同様に培養する(コントロール)。これら
の各培養細胞より抽出したRNAを用いて実施例3に記載
された方法で、NFATC1遺伝子および/またはCICC4遺伝
子の発現量を調べる。その発現量からコントロールと比
べてNFATC1遺伝子および/またはCICC4遺伝子の発現量
が10%、好ましくは30%、特に好ましくは50%以上減少し
ている培養系に添加した被験物質を骨代謝異常疾患の緩
和、抑制(改善、治療)する候補化合物として選択す
る。
化の亢進が関連した骨代謝異常疾患、例えば関節炎や骨
粗しょう症などの疾患で発現が特異的に増大している遺
伝子(NFATC1遺伝子およびCICC4遺伝子)が明らかにな
った。かかる遺伝子は破骨細胞の分化・活性化の亢進に
関連した骨代謝異常疾患の遺伝子診断に用いられるマー
カー遺伝子(プローブ、プライマー)として有用であ
る。かかるマーカー遺伝子によれば骨代謝異常疾患が破
骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した疾患であるかど
うか、その原因を明らかにすることができ(診断精度が
向上)、これによりより適切な治療を施すことが可能と
なる。すなわち、骨代謝異常疾患の適切な治療のための
ツールとして利用することができる。
分化・活性化の亢進並びにそれによる骨代謝異常疾患と
の関連性から、該遺伝子の発現を抑制する化合物は、上
記骨代謝異常疾患の治療薬として有用であると思われ
る。従って、本発明の遺伝子によれば、その発現の抑制
若しくは減少を指標にすることによって、破骨細胞の分
化・活性化の亢進に関連して生じる骨代謝異常疾患の治
療薬となり得る候補薬をスクリーニング選別することが
可能である。すなわち、本発明は、破骨細胞の分化・活
性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の治療薬の開発に
有用である。
播いたRAW264細胞数と、GST/ODF融合タンパク質添加96
時間後の破骨細胞(TRAP positive MN cells)数との関
係を調べた結果を示す図である。当該図は、RAW264細胞
2.5×104個の場合での破骨細胞数(100%)に対する割合
(%)で表している。結果は3回の平均値である。また図1b
は、実施例7において、低密度培養条件下および高密度
培養条件下でのGST/ODF融合タンパク質添加96時間後のR
AW264細胞の形態を示す図である。左は低密度培養条件
下(2.5×104個のRAW264細胞を播いた際)でのRAW264細
胞である。右は高密度培養条件下(2 ×105個RAW264細
胞を播いた際)でのRAW264細胞である。
細胞とGST/ODF融合タンパク質添加24, 48, 72および96
時間後のRAW264細胞におけるNFATC1(タンパク質)、β
-actin(タンパク質)の発現をウエスタンブロット解析
によって調べた結果を示す図である。なお、0時間は未
処理RAW264細胞を指している。また図2bは、実施例8
において、10 cm培養ディッシュに播いたRAW264細胞数
と、GST/ODF融合タンパク質添加24時間後のNFATC1(タ
ンパク質)、β-actin(タンパク質)の出現との関係を
ウエスタンブロット解析によって調べた結果を示す図で
ある。
えたサイクロスポリンA(CsA)濃度と、GST/ODF融合タ
ンパク質添加96時間後の破骨細胞(TRAP positive MN c
ells)数との関係を調べた結果を示す図である。図では
Control (CsA :0 ng/ml)の場合での破骨細胞数(100
%)に対する割合(%)を示す。結果は3回の平均値で
ある。
えたサイクロスポリンA(CsA)濃度と、GST/ODF融合タ
ンパク質添加72時間後のRAW264細胞におけるNFATC1(タ
ンパク質)、retinoblastoma(タンパク質)、β-actin
(タンパク質)の出現との関係をウエスタンブロット解
析によって調べた結果を示す図である。図中、totalと
は総タンパク質画分を、nuclearとは核画分を、cytopla
smとは細胞質画分を示す。
クリン(図中DOXで示す)添加(DOX+)、無添加(DOX
-)条件下で、RAW264細胞、RT3細胞およびRT3/NFATC1-
AS細胞におけるNFATC1(タンパク質)、β-actin(タン
パク質)の出現をウエスタンブロット解析によって調べ
た結果を示す図である。また図5bは、実施例10にお
いて、ドキシサイクリン添加(DOX+)、無添加(DOX
-)条件下で、RAW264細胞、RT3細胞およびRT3/NFATC1-
AS細胞から分化した破骨細胞(TRAPpositive MN cell
s)数を調べた結果を示す図である。図はドキシサイク
リン無添加(DOX-)における形質転換していないRAW264
細胞での破骨細胞数(100%)に対する割合(%)で示
す。結果は3回の平均値である。
Claims (17)
- 【請求項1】 配列番号1若しくは3に記載のNF-ATc i
soform a遺伝子の塩基配列または配列番号2若しくは4
に記載のChloride intracellular channel 4遺伝子の塩
基配列において、連続する少なくとも15塩基を有するポ
リヌクレオチド及び/または該ポリヌクレオチドに相補
的なポリヌクレオチドからなる、破骨細胞の分化・活性
化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の疾患マーカー。 - 【請求項2】 破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連し
た骨代謝異常疾患の検出においてプローブまたはプライ
マーとして使用される請求項1記載の疾患マーカー。 - 【請求項3】 下記の工程(a)、(b)及び(c)を
含む、破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝
異常疾患の検出方法: (a)被験者の生体試料から調製されたRNAまたはそれ
から転写された前記RNAに相補的なポリヌクレオチドと
請求項1または2に記載の疾患マーカーとを結合させる
工程、(b)該疾患マーカーに特異的に結合した生体試
料由来のRNAまたは該RNAから転写された相補的なポリヌ
クレオチドを、上記疾患マーカーを指標として測定する
工程、(c)(b)の測定結果に基づいて、破骨細胞の
分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の罹患を
判断する工程。 - 【請求項4】 配列番号5に記載のNF-ATc isoform aの
アミノ酸配列よりなるタンパク質、または配列番号6に
記載のChloride intracellular channel 4のアミノ酸配
列よりなるタンパク質を認識する抗体を有する、破骨細
胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝異常疾患の疾
患マーカー。 - 【請求項5】 破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連し
た骨代謝異常疾患の検出においてプローブとして使用さ
れる請求項4記載の疾患マーカー。 - 【請求項6】 下記の工程(a)、(b)及び(c)を
含む、破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代謝
異常疾患の検出方法:(a)被験者の生体試料から調製
されたタンパク質と請求項4または5に記載の疾患マー
カーとを結合させる工程、(b)該疾患マーカーに結合
した生体試料由来のタンパク質を、上記疾患マーカーを
指標として測定する工程、(c)(b)の測定結果に基
づいて、破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連した骨代
謝異常疾患の罹患を判断する工程。 - 【請求項7】 下記の工程(a)、(b)及び(c)を
含む、NF-ATc isoform a遺伝子またはChloride intrace
llular channel 4遺伝子の発現を制御する物質のスクリ
ーニング方法: (a) 被験物質とNF-ATc isoform a遺伝子またはChlorid
e intracellular channel 4遺伝子を発現可能な細胞と
を接触させる工程、(b) 被験物質を接触させた細胞のN
F-ATc isoform a遺伝子またはChloride intracellular
channel 4遺伝子の発現量を測定し、該発現量を被験物
質を接触させない対照細胞の上記に対応する遺伝子の発
現量と比較する工程、(c) (b)の比較結果に基づい
て、NF-ATc isoform a遺伝子またはChloride intracell
ular channel 4遺伝子の発現量を変動させる被験物質を
選択する工程。 - 【請求項8】 請求項7のスクリーニング方法におい
て、工程(c)に代えて、下記の(c)’:(c)’.
(b)の比較結果に基づいて、NF-ATc isoform a遺伝子
またはChloride intracellular channel 4遺伝子の発現
量を減少させる被験物質を選択する工程、を用いる、NF
-ATc isoform a遺伝子またはChloride intracellular c
hannel 4遺伝子の発現を制御する物質のスクリーニング
方法。 - 【請求項9】 破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連し
た骨代謝異常疾患の改善または治療剤の有効成分を探索
するための方法である、請求項8に記載のスクリーニン
グ方法。 - 【請求項10】 下記の工程(a)、(b)及び(c)
を含む、NF-ATc isoformaまたはChloride intracellula
r channel 4の機能または活性を抑制する物質のスクリ
ーニング方法: (a) 被験物質と、NF-ATc isoform aまたはChloride in
tracellular channel 4を含む細胞または該細胞から調
製した細胞画分とを接触させる工程、(b) 被験物質を
接触させた細胞またはその細胞画分のNF-ATc isoform a
またはChloride intracellular channel 4由来の機能ま
たは活性を測定し、該機能または活性を被験物質を接触
させない対照細胞またはその細胞画分の上記NF-ATc iso
form aまたはChloride intracellular channel 4の機能
または活性と比較する工程、(c)(b)の比較結果に基
づいて、上記細胞またはその細胞画分のNF-ATc isoform
aまたはChloride intracellular channel 4の機能また
は活性を抑制する被験物質を選択する工程。 - 【請求項11】下記の工程(a)、(b)及び(c)を
含む、NF-ATc isoform aの機能または活性を抑制する物
質のスクリーニング方法: (a) 被験物質と、NF-ATc isoform aを含みかつInterle
ukin-2 遺伝子を発現可能な細胞または該細胞から調製
した細胞画分とを接触させる工程、(b) 被験物質を接
触させた細胞またはその細胞画分のInterleukin-2 遺伝
子の発現量を測定し、該発現量を被験物質を接触させな
い対照細胞またはその細胞画分のInterleukin-2 遺伝子
の発現量と比較する工程、(c) (b)の比較結果に基づ
いて、上記細胞またはその細胞画分のInterleukin-2遺
伝子の発現量を抑制する被験物質を選択する工程。 - 【請求項12】 下記の工程(a)、(b)及び(c)
を含む、Chloride intracellular channel 4の機能また
は活性を抑制する物質のスクリーニング方法: (a) 被験物質と、Chloride intracellular channel 4
を含む細胞または該細胞から調製した細胞画分とを接触
させる工程、(b) 被験物質を接触させた細胞またはそ
の細胞画分の塩化物イオンの膜透過活性を測定し、該活
性を被験物質を接触させない対照細胞またはその細胞画
分の塩化物イオンの膜透過活性と比較する工程、(c)
(b)の比較結果に基づいて、上記細胞またはその細胞
画分の塩化物イオンの膜透過活性を抑制する被験物質を
選択する工程。 - 【請求項13】破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連し
た骨代謝異常疾患の改善または治療剤の有効成分を探索
するための方法である、請求項10乃至12のいずれか
に記載のスクリーニング方法。 - 【請求項14】NF-ATc isoform a遺伝子またはChloride
intracellular channel4遺伝子の発現を抑制する物質
を有効成分とする破骨細胞の分化・活性化の亢進に関連
した骨代謝異常疾患の改善または治療剤。 - 【請求項15】NF-ATc isoform a遺伝子またはChloride
intracellular channel4遺伝子の発現を抑制する物質
が請求項7乃至9のいずれかに記載のスクリーニング法
により得られるものである、請求項14記載の骨代謝異
常疾患の改善または治療剤。 - 【請求項16】 NF-ATc isoform aまたはChloride int
racellular channel 4の機能または活性を抑制する物質
を有効成分とする、破骨細胞の分化・活性化の亢進に関
連した骨代謝異常疾患の改善または治療剤。 - 【請求項17】 NF-ATc isoform aまたはChloride int
racellular channel 4の機能・活性抑制物質が、請求項
10乃至13のいずれかに記載のスクリーニング法によ
り得られるものである、請求項16記載の骨代謝異常疾
患の改善または治療剤。
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