JP2003509045A - ニコチン性アセチルコリン受容体:アルファ10サブユニット - Google Patents

ニコチン性アセチルコリン受容体:アルファ10サブユニット

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ヒトアルファニコチン性アセチルコリン受容体(α10AChR)をコードする核酸、単離されたα10AChR及びそれらを利用するアッセイ方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、アルファ9サブユニットに類似性を有する新規なヒトニューロンニ
コチン性アセチルコリン受容体サブユニット、それをコードする核酸及びアッセ
イにおけるその使用に関する。
【0002】 発明の背景 アセチルコリンは、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR、本明細書
においてAChRとも称する)を活性化する神経伝達物質である。重症筋無力症
、精神分裂病、癲癇、パーキンソン病、アルツハイマー病、トゥーレット症候群
及びニコチン嗜癖を包含する多数の病理及び疾患はnAChRと関連する。
【0003】 ニコチン性アセチルコリン受容体は、サブユニットタンパク質の関連ファミリ
ーから選択される5つのサブユニットを含んでなる。ニューロンのサブユニット
は、アセチルコリンの結合部位に近い一対の近接システインの存在もしくは欠如
により2つの主要なタイプに分かれる。例えば、全てのα−サブユニットは、ニ
コチン性アゴニストの結合において役割を果たすと考えられる対になるシステイ
ン残基を含有し(Aplin and Wonnacott,48,473−4
77,1994)、一方、βサブユニットは含有しない。
【0004】 9種の既知のアルファサブユニット、α1〜α9及び少なくとも4種のベータ
サブユニット、β1〜β4がある。受容体は、少なくとも一つのアルファサブユ
ニットを含んでなり、それはある細胞タイプではベータサブユニットと、そして
ある場合にはガンマ及びデルタサブユニットと結合する。例えば、神経筋接合部
のAChRは、(α1)2β1γδ化学量論を有すると考えられる。
【0005】 αサブユニットのグループ内には、完全な機能性nAChRを形成する方法に
著しい多様性がある。αサブユニットの大部分は、CNSにおいてβサブユニッ
トとヘテロペンタマーとして結合する場合にのみ機能性受容体を形成する(Mc
Gehee and Role,Annual Review of Phys
iology 57,521−546,1995)。しかしながら、α7、α8
及びα9 nAChRサブユニット並びに関連5−HT3Aサブユニットは、機
能性ホモペンタマー受容体を形成することができる。これに関して、nAChR
サブユニット間の系統発生的関係により、α7、α8、α9及び関連5−HT3
Aサブユニットは、ヘテロペンタマー受容体のみを形成するサブユニットにより
相互に関連することが示唆されるのは興味深い。配列の相同性は、α7、α8及
びα9サブユニットがアルファサブユニットの別個の亜群をなすことを示す。
【0006】 特許文献においてAChRへのかなりの関心があり、そしていくつかの特許出
願は様々なファミリーメンバーを記述している。例えば、WO90/10648
は、ラットβ4 AChRのクローニングを記述している。WO91/1560
2は、ヒトα2、α3及びβ2 AChRをコードするクローンを記述している
。WO94/20617は、ヒトα4、α7及びβ4サブユニットをコードする
単離されたDNAを記述している。WO95/13299はまた、ヒトα2サブ
ユニット、及び他の指定されたアルファもしくはベータサブユニットとそれとの
組み合わせにも関する。ヒトβ3及びα6サブユニットは、WO96/4187
6に記述されている。
【0007】 ラットα9サブユニットは、Elgoyhen et al,Cell,79 ;705−715,1994により、そして関連特許出願WO96/03504
に記述されている。α9 nAChRは、それが感覚ニューロンへの別個のCN
S局在を有する点で独特である(例えば、蝸牛外有毛細胞−Elgoyen e
t al(1994);三叉神経節−Liu et al.,Brain Re
search,809,238−245,1998;嗅球(olfactory
bulb)−Keiger and Walker,Biochemical
Pharmacology 59,233−240.2000)。ハイブリダ
イゼーション研究はまた、下垂体の隆起部及び発生中の舌における可能な非ニュ
ーロン起源も示している(Elgoyen et al(1994))。組換え
α9の薬理学もまた、他のnAChRのものと異なる。従って、α9は、α7と
同様にアセチルコリンにより活性化されそしてα−アマガサヘビ毒(α−Btx
)により阻害されるが、ニコチンは部分アゴニストの代わりに完全アンタゴニス
トとして作用する。さらに、α9 nAChRは、いくつかのムスカリン様、G
ABA様、セロトニン様及びグリシン様因子に感受性である(Elgoyen
et al.1994;Rothlin et al.,Molecular
Pharmacology,55,248−254,1999)。
【0008】 上記引用の包括的な先行技術は、ヒトAChRサブユニットを得ることに関心
があることを示す。約6年前のラットα9受容体の同定にもかかわらず、Cha
rpantier et alにより寄託された最近のクローン(EMBL/G
enBank ID HSA 243342,1999)までヒトα9受容体の
公開された報告はなかった。これは、ラットα9タンパク質に91%の配列同一
性を有する。この前に、全長ヒトクローンは同定されていないが、公のドメイン
(public domain)データベースにおける多数の配列登録は、ラッ
トα9配列に類似すると言われるヒトcDNA源からの部分配列を示した。
【0009】 発明の要約 本発明は、配列番号:2のポリペプチドをコードする単離された核酸配列を提
供する。好ましい態様として、単離された配列は配列番号:1のものである。別
の好ましい態様として、単離された核酸配列は配列番号:3のものである。
【0010】 本発明はまた、配列番号:2のポリペプチドをコードするDNA分子及び配列
番号:4のポリペプチドをコードするDNA分子も提供する。 別の態様として、本発明は配列番号:2もしくは配列番号:4の配列を有する単
離されたポリペプチドを提供する。配列番号:2及び配列番号:4の該ポリペプ
チドのフラグメントであるポリペプチドもまた提供され、該フラグメントは20
0もしくはそれ以上のアミノ酸の大きさのものである。そのようなフラグメント
は、配列番号:2もしくは配列番号:4のN末端領域から得ることができる。N
末端領域を含むフラグメントはまた、受容体の細胞外部分を再構成して受容体結
合部位を提供するために用いることができる。
【0011】 別の態様として、本発明は、配列番号:2もしくは配列番号:4のポリペプチ
ドに少なくとも90%、好ましくは少なくとも92%、例えば少なくとも95%
、より好ましくは少なくとも98%もしくは99%の配列同一性を有する単離さ
れたポリペプチドを提供する。そのようなポリペプチドは、望ましくは、とりわ
けアセチルコリンにより活性化することができるnAchRチャンネル複合体を
形成する能力を保持する。同様に、N末端フラグメントを含む、配列番号:2も
しくは配列番号:4に少なくとも90%、好ましくは少なくとも92%、例えば
少なくとも95%、より好ましくは少なくとも98%もしくは99%の同一性を
有するこれらのポリペプチドの少なくとも200アミノ酸のフラグメントである
ポリペプチドが提供される。
【0012】 さらなる態様として、配列番号4の成熟タンパク質配列、すなわち、配列番号
:4の残基25〜C末端を含んでなる単離されたポリペプチドが提供される。そ
のようなポリペプチドに少なくとも90%、好ましくは少なくとも92%、例え
ば少なくとも95%、より好ましくは少なくとも98%もしくは99%の配列同
一性を有するポリペプチド、好ましくはnAchRチャンネル複合体を形成する
能力を保持するもの、及びその少なくとも200アミノ酸のフラグメントもまた
提供される。
【0013】 また、本発明により提供されるのは、上記のポリペプチドをコードする単離さ
れた核酸である。さらに提供されるのは、該ポリペプチドをコードするDNA分
子である。
【0014】 さらなる態様として、該核酸の配列を含んでなるベクター、特に本発明の核酸
配列に操作可能に連結されたプロモーターを含んでなる発現ベクターが提供され
る。ベクターは宿主細胞により保有され、そして該細胞内で発現させることがで
きる。該発現後に、本発明のポリペプチドを回収することができる。
【0015】 さらなる態様として、本発明は、モノマーもしくはオリゴマー(好ましくはペ
ンタマー)形態のいずれかの、本発明のポリペプチドに結合するかもしくはその
活性をモジュレーションする物質の同定のためのアッセイ方法を提供する。
【0016】 本発明はまた、本発明のポリペプチドに選択的に結合することができる抗体及
びその結合フラグメントも提供する。
【0017】 本発明のこれら及び他の態様は、本明細書においてさらに詳細に記述する。発明の詳細な記述 本発明者等は、今回、α9サブユニットと関連する(56%の配列同一性を有
する)がそれと異なる新規なヒトAChR αサブユニットをクローン化した。
Charpantier et alのデータベース登録の前に作製され、そし
て1999年9月15日に出願された米国特許出願60/153,948に開示
されている初期データは、これがα9であり得ることを示唆したが、今回、それ
を新たに見出されたα9と区別するためにこの新規なサブユニットをα10と命
名した。このサブユニットの独特な分布並びにα9 nAChRサブユニットと
共集合するその明らかな能力から、α10は、CNS並びに生物体のホルモン及
び免疫学的状態に重要なある種の非ニューロン組織の両方におけるコリン作動性
伝達に寄与することを提示する。
【0018】 α10サブユニットは、ヒトα9様サブユニットを作製しようとする試みにお
いて意外にも同定されたので、その製造はいっそう意外である。この試みでは、
PCRにおいて伸長する配列の領域のないこと及び増殖させるエシェリキア・コ
リ(E.coli)系においてクローン化される一次陽性のないことを包含する
多数の予期しない障害に直面した。この理由は明らかではないが、現在まで当該
技術分野がヒトα9クローンを提供できないことは、この遺伝子が少なくとも1
999年の後期まで当該技術分野の誰かが成功するのを妨げていた配列を含有し
得ることを示唆する。1999年10月19日に付託されたEMBLデータベー
ス上の最近の登録、AF196344は、ラットα10 AChRをコードする
mRNAであることが示される配列を提供する。予測されるORFは、配列番号
:4に91%のアミノ酸同一性を有する。2000年7月24日に付託されたE
MBLデータベース上のさらなる登録、AJ295624は、ヒヨコα10 A
ChRをコードするmRNAであることが示される配列を提供する。核酸 核酸はDNA(ゲノム及びcDNAの両方を含む)及びRNAを包含する。本
発明による核酸がRNAを包含する場合、添付の配列表に示す配列への言及は、
Tの代わりにUを使用して、RNA同等物への言及として解釈されるべきである
【0019】 本発明の核酸は一本鎖もしくは二本鎖であることができる。本発明の一本鎖の
核酸はアンチセンス核酸を包含する。従って、配列番号:1もしくは配列番号:
3または配列番号:1もしくは配列番号:3を含んでなる配列またはそのフラグ
メントへの言及は、文脈が明らかにそうではない限り、相補的配列を包含すると
理解される。
【0020】 一般に、本発明による核酸は、単離及び/もしくは精製された形態の、または
発現のためのおそらく1つもしくはそれ以上の調節配列を除いて、ヒトゲノムに
おいて遺伝子に隣接する核酸を含まないかもしくは実質的に含まないような、そ
れが生来会合している物質を含まないかもしくは実質的に含まない、単離された
ものとして提供される。核酸は全部もしくは部分的に合成であることができ、そ
してゲノムDNA、cDNAもしくはRNAを包含することができる。
【0021】 本発明はまた、本発明のポリペプチドをコードする核酸のフラグメントである
核酸も提供する。一つの態様として、本発明は、本発明のポリペプチドをコード
する配列もしくはその相補物の15〜50、例えば15〜35、18〜35、1
5〜24、18〜30、18〜21もしくは21〜24ヌクレオチドから本質的
になる核酸プライマーを提供する。
【0022】 「から本質的になる」という用語は、いかなる付加的な5’もしくは3’核酸
配列も含まない核酸をさす。しかしながら、本発明のさらなる態様として、上記
定義のとおりの15〜30ヌクレオチドから本質的になる本発明の核酸は、それ
らが生来連結されていない短い(例えば、4〜10のような4〜15ヌクレオチ
ド)付加配列に3’しかし好ましくは5’末端で連結することができる。そのよ
うな付加配列は、好ましくは、本発明の核酸が例えばPCRプライマーとして使
用される場合にクローニングを容易にするための制限酵素認識部位を含んでなる
リンカーである。
【0023】 本発明のプライマーは、望ましくは、本発明のポリペプチドをコードする核酸
に選択的にハイブリダイズすることができる。「選択的」により、それはヒトに
おける他のアルファサブユニット配列並びにラットにおけるα9及び他のアルフ
ァサブユニット配列に関して選択的であることを意味する。配列番号:1に存在
しない配列番号:3から得られるプライマーもまた、Charpantier
et alのヒトα9配列と比較して配列番号:3に選択的にハイブリダイズす
ることができる。選択的にハイブリダイズする配列の能力は、実験により決定す
るかもしくは計算することができる。
【0024】 例えば、プライマーのTmを計算する一つの方法は、相同な標的配列に対する
プライマーのTmを計算する式への照合による。この式は、Tm(℃)=2(A
+T)+4(G+C)−5である。これは、3xSSC及び0.1% SDS(
ここで、SSCは0.15M NaCl、0.015Mクエン酸ナトリウム、p
H7である)の条件下のTmを与える。この式は、一般に、約50ヌクレオチド
までの長さのプライマーに適している。本発明では、この式は、本発明のポリペ
プチドをコードする配列から得られる特定の配列に対するプライマーの公称Tm
を計算するためにアルゴリズムとして用いることができる。このTmは、ヒト及
びラットの他のアルファサブユニット配列に対して計算したTmと、これらの他
の配列の任意の部分へのマッチの最大数に基づいて比較することができる。
【0025】 従って、好ましい態様として、本発明のプライマーは、他のアルファサブユニ
ットをコードする配列に対するより少なくとも5℃高い本発明のポリペプチドを
コードする配列に対するTm(上記のように計算する)を有する。好ましくは、
この差は少なくとも8℃、より好ましくは少なくとも10℃、少なくとも15℃
もしくは少なくとも20℃である。(本発明の目的のために上記の式はアルゴリ
ズムとして用いるので、プライマー配列に正確にマッチしない非相補的標的にハ
イブリダイズする場合のプライマーの実際のTmは、計算値に対応してもしなく
てもよい。) プライマーが標的配列にハイブリダイズする適当な条件はまた、実験的に測定
することもできる。適当な実験条件は、低ストリンジェンシーハイブリダイゼー
ション条件下(例えば、55ECで6xSSC)で固体支持体上の本発明のポリ
ペプチドをコードする核酸及び他のアルファサブユニットをコードする核酸の両
方に候補プライマーをハイブリダイズさせること、減少したSSC及び/もしく
はより高い温度で、例えば45ECで0.2xSSCで洗浄すること及びプライ
マーが本発明のポリペプチドをコードする核酸にはハイブリダイズできるが他の
アルファサブユニットをコードする核酸にはできないハイブリダイゼーション条
件を決定するためにハイブリダイゼーション温度を漸増的に上げることを含んで
なる。
【0026】 本発明の核酸、特にプライマーは顕示標識(revealing label
)を保有することができる。適当な標識には、32Pもしくは35Sのような放射性
同位体、蛍光標識、酵素標識、またはビオチンのような他のタンパク質標識が包
含される。そのような標識は、本発明のポリヌクレオチドもしくはプライマーに
付加することができ、そしてそれ自体既知の技術を用いることにより検出するこ
とができる。
【0027】 本発明のプライマーは、細胞における核酸の安定性を向上することを意図する
改変された主鎖構造を有するもののような合成の核酸を含んでなることができる
。オリゴヌクレオチドに対する多数の異なるタイプの改変が当該技術分野におい
て既知である。これらには、メチルホスホネート及びホスホロチオエート主鎖、
分子の3’及び/もしくは5’末端でのアクリジンもしくはポリリシン鎖の付加
が包含される。本発明の目的のために、本明細書において記述するポリヌクレオ
チドは、当該技術分野において利用可能な任意の方法により改変できると理解さ
れるべきである。そのような改変は、本発明のポリヌクレオチドのインビボ活性
もしくは寿命を高めるために実施することができる。
【0028】 また、本発明の範囲内に含まれるのは、好ましくはオリゴヌクレオチド、特に
安定したオリゴヌクレオチドの形態の、本明細書において記述する核酸配列に基
づくアンチセンス配列、もしくはリボザイムである。
【0029】 アンチセンスオリゴヌクレオチドは、核酸、mRNA前駆体もしくは成熟RN
Aの相補的配列にハイブリダイズするように設計することができ、既定の標的D
NA配列によりコードされるポリペプチドの生産を妨げ、従って、その発現を減
らすかもしくは完全に妨げる。リボザイムは、本発明のα10AChRをコード
する核酸配列によりコードされるmRNAを、望ましくはα10AChR配列に
特異的な標的配列、すなわち、他のAChR配列に共通ではないもので切断する
ように設計する。アンチセンス配列の構築及びそれらの使用は、Peyman
and Ulman,Chemical Reviews,90:543−58
4,(1990),Crooke,Ann.Rev.Pharmacol.To
xicol.,32:329−376,(1992)及びZamecnik a
nd Stephenson,P.N.A.S.,75:280−284,(1
974)に記述されている。リボザイムの構築及びそれらの使用は、例えばGi
bson and Shillitoe,Molecular Biotech
nology 7(2):125−137,(1997)に記述されている。
【0030】 本発明のアンチセンス及びリボザイム配列は、α10AChRの機能を例えば
この遺伝子のダウンレギュレーションを引き起こして表現型の影響を観察するこ
とにより、またはα10AChRと会合する本明細書において記述するタンパク
質の発現もしくは位置を調べるために培養中の哺乳動物細胞系に導入することが
できる。α10AChRの異常な発現が起こる細胞において、そのようなアンチ
センス及びリボザイム配列は、該遺伝子の発現をダウンレギュレーションするた
めに用いることができる。
【0031】 配列番号:1もしくは配列番号:3をコードする核酸配列は、添付の実施例を
参照することにより製造することができる。これらの実施例は、α10AChR
サブユニットをコードする部分的にスプライシングされたメッセージが完全にス
プライシングされたメッセージと比べて比較的豊富であり得ること、及び配列番
号:2もしくは配列番号:4のポリペプチドをコードする配列を得るためには部
分的に重複するフラグメントから該配列を組み立てることが必要であり得ること
を例示する。これは、該配列の別個の領域、例えば図2に示す別個のエキソン配
列のPCR増幅により実施することができ、次に通常の技術を用いてこれらを一
緒に接合することができる。
【0032】 図2は、例示する2個のエキソンのうち第一のものをコードする5’末端配列
が配列番号:2の3個のN末端アミノ酸を欠いていることを示す。それらをコー
ドする配列は、このエキソンを含んでなる増幅産物にPCR技術により人工的に
導入することができる。
【0033】 配列番号:1もしくは配列番号:3の配列に100%相同ではないが、配列番
号:2もしくは配列番号:4または本発明の他のポリペプチドのいずれかをコー
ドするポリヌクレオチドは、多数の方法で得ることができる。
【0034】 例えば、配列番号:1もしくは配列番号:3の配列の部位特異的突然変異誘発
を行うことができる。これは、ポリヌクレオチド配列を発現させる特定の宿主細
胞にコドン選択を最適化するために例えばサイレントコドン変異が配列に必要と
される場合に有用である。制限酵素認識部位を導入するため、またはポリヌクレ
オチドによりコードされるポリペプチドの性質もしくは機能を改変するために他
の配列変異が所望され得る。例えば保存的置換を与えるために必要とされる特定
のコーディング変異を表すためにさらなる変異が望ましい可能性がある。
【0035】 本発明の核酸は、5’もしくは3’末端で付加配列を含んでなることができる
。例えば、合成もしくは天然の5’リーダー配列を本発明のポリペプチドをコー
ドする核酸につけることができる。付加配列はまた、特定の宿主細胞における本
発明の核酸の転写に必要とされる5’もしくは3’非翻訳領域を包含することも
できる。
【0036】 本発明はさらに、本発明のポリペプチドをコードする配列を含んでなるがコー
ドする配列が2個もしくはそれ以上(好ましくは5個以下、例えば4もしくは3
個)のエキソンに分割される単離されたDNA配列に及ぶ。そのようなDNA配
列の例を図2に示す。そのようなエキソン配列は、天然でありゲノムクローンか
ら得られるか、もしくは合成であることができる。エキソン配列は、配列が1個
もしくはそれ以上のエキソン配列により遮られる本発明のポリペプチドをコード
する核酸を含んでなるミニ遺伝子配列の構築に用いることができる。
【0037】 本発明の一つの態様として、図2の第二及び第三エキソンを含んでなる核酸(
これらのエキソンは、連結されているかもしくはイントロンにより分離されてい
るいずれかである)及びそのような核酸によりコードされる配列を含んでなる単
離されたポリペプチドが提供される。
【0038】 ミニ遺伝子はまた、任意の真核生物起源から得られる異種起源のエキソンを用
いて構築することもできる。
【0039】 全長コーディング配列またはオリゴヌクレオチドプローブもしくはプライマー
のような本発明による核酸は、キットの一部として、例えば中身を外部環境から
守るバイアルのような適当な容器において提供することができる。キットは、例
えばPCR及び/もしくは試験サンプル中の目的の核酸の存在を決定する方法に
おける、核酸の使用説明書を含むことができる。核酸をPCRに使用することを
意図するキットは、ポリメラーゼ、ヌクレオシド、バッファー溶液等のような反
応に必要とされる1種もしくはそれ以上の他の試薬を含むことができる。
【0040】 本発明の核酸は、人体もしくは組織またはそれから得られるサンプル中のα1
0AChRをコードする配列を検出するための核酸に基づく試験に用いることが
できる。検出することに関して、これは、DNAチップ上のミクロアレー(mi
croarray)技術のような方法を包含して、定性的及び/もしくは定量的
であることができる。検出には、遺伝子を完全にもしくは部分的に配列決定する
ことを含むもののような分析工程が包含される。
【0041】 検出するためのそのような試験は、一般に、DNAもしくはRNAを含有する
ヒトサンプルを本発明の核酸を含んでなるプローブもしくは本発明のプライマー
とハイブリダイズする条件下で接触させること及びプローブとサンプル中の核酸
間で形成される任意の二本鎖を検出することを含んでなる。そのような検出は、
PCRのような技術を用いて、もしくはプローブを固体支持体上に固定し、プロ
ーブにハイブリダイズしていないサンプル中の核酸を除き、次にプローブにハイ
ブリダイズしている核酸を検出することにより実施することができる。あるいは
また、サンプル核酸を固体支持体上に固定することができ、そしてそのような支
持体に結合するプローブの量を検出することができる。この及び他の形態の適当
なアッセイ方法は、例えばWO89/03891及びWO90/13667に見
出すことができる。
【0042】 本発明による検出のさらなる方法は、例えば一本鎖構造多型(SSCP)分析
を用いて、一塩基変異を包含する、野生型α10AChR遺伝子に対する変異を
検出することにある。サンプル中のα10AChRをコードするDNAもしくは
mRNAの全部もしくは一部からの核酸配列を基準配列にハイブリダイズさせる
ことができ、そして二本鎖内の任意のハイブリダイズしていない領域により移動
度の変化が起こる条件下でハイブリッドの移動度をゲルにおいて観察する。
【0043】 本発明の核酸はまた、この遺伝子の分布の知識を確かめそして広げるために、
組織分布研究においても有用である。我々の実験により、該遺伝子は、下垂体、
リンパ腫、肝臓、肺、末梢血白血球、舌、精巣及び脾臓を包含する様々な組織タ
イプにおいて発現されることが示されている。
【0044】 ラットα9AChRはまた、蝸牛、三叉神経節及び嗅葉(olfactory
lobe)にも存在しており、α9及びα10配列間の類似性を考えれば、こ
れらの組織タイプのサンプルもまた調べることができる。ポリペプチド 本発明の単離されたポリペプチドは、それが細胞において一緒に存在する他の
ポリペプチドのようなそれが生来会合している物質を含まないかもしくは実質的
に含まない、単離された形態の上記定義のとおりのものである。ポリペプチドは
、もちろん、希釈剤もしくは添加剤と調合することができ、そしてさらに実用目
的のために単離することができ、例えば、ポリペプチドは、免疫アッセイにおけ
る使用のためにマイクロタイタープレートを被覆するために用いる場合には一般
にゼラチンもしくは他の担体と混合する。ポリペプチドは、生来もしくは異種起
源の真核細胞の系のいずれかにより糖化することができ、またはそれらは(例え
ば原核細胞における発現により生産される場合)糖化されていないことができる
。ポリペプチドは、リン酸化及び/もしくはアセチル化することができる。
【0045】 本発明のポリペプチドはまた、実質的に精製された形態であることもでき、こ
の場合、それは一般に、調製物中のポリペプチドの90%より多く、例えば95
%、98%もしくは99%が本発明のポリペプチドである調製物中のポリペプチ
ドを含んでなる。
【0046】 本発明のポリペプチドは、例えば、それらの精製を助けるためにヒスチジン残
基の付加により、もしくは細胞からのそれらの分泌を促進するためにシグナル配
列の付加により改変することができる。
【0047】 配列番号:2もしくは配列番号:4に少なくとも90%の配列同一性、例えば
少なくとも95%、98%もしくは99%の配列同一性を有するポリペプチドは
、配列番号:2もしくは配列番号:4のアミノ酸配列変異体、対立遺伝子、誘導
体もしくは突然変異体であるポリペプチドであることができ、そして同様に本発
明により提供される。例えば、そのようなポリペプチドは、1個もしくはそれ以
上の(1〜20個、例えば2、3、4もしくは5〜10個のような)アミノ酸の
1個もしくはそれ以上の付加、置換、欠失及び挿入により配列番号:2もしくは
配列番号:4に示すものと異なるアミノ酸配列を有することができる。
【0048】 ポリペプチド配列の同一性パーセンテージは、基準配列(本発明では配列番号
:2もしくは配列番号:4)を照会配列と比較する市販されているアルゴリズム
を用いて計算することができる。相同性を決定するために以下のプログラム(N
ational Center for Biotechnology Inf
ormationにより提供される):BLAST、gapped BLAST
、BLASTN及びPSI−BLASTを用いることができ、これらはデフォー
ルトパラメーターで使用することができる。
【0049】 アルゴリズムGAP(Genetics Computer Group,M
adison,WI)は、マッチの数を最大にしそしてギャップの数を最小限度
に抑える2つの完全な配列を整列させるNeedleman・Wunschアル
ゴリズムを使用する。一般に、ギャップ発生ペナルティー=12及びギャップ伸
長ペナルティー=4で、デフォールトパラメーターを使用する。本明細書におけ
る「相同性」及び「相同な」という用語のいずれかの使用は、例えば、2つのヌ
クレオチド配列が適切な条件下で組換えのために十分に類似することを単に必要
とする「相同的組換え」のような用語の標準的な使用と一致して、比較する配列
間のいかなる必要な進化的関係も意味しない。
【0050】 核酸配列もしくはその一部と照会配列間の最良の全体的なマッチを決定する別
の方法は、Brutlag et al(Comp.App.Biosci.,
6:237−245(1990))のアルゴリズムに基づくFASTDBコンピ
ュータープログラムの使用である。このプログラムは、全体的な配列整列を与え
る。該全体的な配列整列の結果は、同一性パーセントにおいてである。同一性パ
ーセントを計算するためにDNA配列のFASTDB検索において使用する適当
なパラメーターは:Matrix=Unitary、k−tuple=4、Mi
smatch penalty=1、Joining Penalty=30、
Randomization Group Length=0、Cutoff
Score=1、Gap Penalty=5、Gap Size Penal
ty=0.05、及びWindow Size=500もしくはヌクレオチド塩
基での照会配列の長さ、どちらでも短い方である。アミノ酸整列の同一性及び類
似性パーセントを計算するために適当なパラメーターは:Matrix=PAM
150、k−tuple=2、Mismatch Penalty=1、Jo
ining Penalty=20、Randomization Group
Length=0、Cutoff Score=1、Gap Penalty
=5、Gap Size Penalty=0.05、及びWindow Si
ze=500もしくはヌクレオチド塩基での照会配列の長さ、どちらでも短い方
である。
【0051】 照会配列が少なくとも90%、好ましくは少なくとも92%、例えば少なくと
も95%、より好ましくは少なくとも98%もしくは99%の配列番号:2もし
くは配列番号:4のものへの同一性を有すると決定され、該配列が、アセチルコ
リンもしくは他のニコチン性アゴニストにより活性化することができるリガンド
依存性イオンチャンネルとしての活性を保持するポリペプチドのものである場合
、そのような配列は本発明の一部をなす。nAChRのそのような性質は、Co
lquhoun,L.M.and Patrick,J.W.,Advance
s in Pharmacology(New York)39:191−22
0,1997に記述されており、これは引用することにより本明細書に組み込ま
れる。
【0052】 本発明のポリペプチドには、アルファ10受容体をコードする遺伝子のエキソ
ンによりコードされる配列番号:2もしくは配列番号:4のフラグメントが包含
される。そのようなフラグメントには、図2に示す第三エキソンによりコードさ
れるポリペプチド、図2に示す第二エキソンによりコードされるポリペプチドを
含んでなるポリペプチド、並びに相互に直接連結された第二及び第三エキソンに
よりコードされるポリペプチドを含んでなるポリペプチドが包含される。該エキ
ソンによりコードされるポリペプチドに少なくとも90%、例えば少なくとも9
2%、例えば少なくとも95%、より好ましくは少なくとも98%もしくは99
%の同一性を有するそのようなポリペプチドの変異体もまた、本発明の一部をな
す。
【0053】 本発明により意図される第二エキソンによりコードされるポリペプチドの変異
体は、該配列の別のN末端伸長を有するものである。このポリペプチドはまた、
第三エキソンによりコードされるポリペプチドに結合させることもできる。
【0054】 本発明によるポリペプチドは、例えばコードする核酸からの発現による生産後
に単離及び/もしくは精製することができる(例えば抗体を用いる)。単離及び
/もしくは精製されたポリペプチドは、少なくとも一つの追加成分を含むことが
できる組成物、例えば製薬学的に許容しうる賦形剤、ビヒクルもしくは担体を含
む製薬学的組成物の調合に用いることができる。
【0055】 本発明によるポリペプチドは、免疫原としてもしくはそうでなければ特定の抗
体を得ることに用いることができる。抗体は、ポリペプチドの精製及び他の操作
、診断スクリーニング並びに治療的関連において有用である。これは以下にさら
に説明する。
【0056】 本発明によるポリペプチドは、それに結合するかまたはその活性もしくは機能
をモジュレーションする分子に関するスクリーニングに用いることができる。そ
のような分子は、治療的(おそらく予防的を包含する)関連において有用である
ことができる。
【0057】 本発明のポリペプチドは、顕示標識で標識することができる。顕示標識は、ポ
リペプチドを検出することができる任意の適当な標識であることができる。適当
な標識には、放射性同位体、例えば125I、酵素、抗体、蛍光色素、ポリヌクレ
オチド及びビオチンのようなリンカーが包含される。本発明の標識したポリペプ
チドは、サンプル中の本発明のポリペプチドの量を決定するために免疫アッセイ
のような診断方法に用いることができる。本発明のポリペプチドもしくは標識し
たポリペプチドはまた、標準的なプロトコルを用いて動物及びヒトにおける該ポ
リペプチドに対する免疫反応性の検出のための血清学的もしくは細胞性免疫アッ
セイに用いることもできる。
【0058】 本発明のポリペプチドもしくは標識したポリペプチドまたはそのフラグメント
はまた、固相、例えば免疫アッセイウェルもしくはディップスティック(dip
stick)の表面に固定することもできる。
【0059】 そのような標識したそして/もしくは固定したポリペプチドは、適当な試薬、
コントロール、使用説明書等と一緒に適当な容器においてキットに包装すること
ができる。
【0060】 そのようなポリペプチド及びキットは、免疫アッセイによるサンプルに存在す
るそのようなポリペプチドに対する抗体またはその活性部分もしくはフラグメン
トの検出の方法に用いることができる。
【0061】 免疫アッセイ法は当該技術分野において周知であり、そして一般に: (a)該タンパク質に対する抗体により結合可能なエピトープを含んでなるポリ
ペプチドを用意すること; (b)抗体−抗原複合体を形成させる条件下で該ポリペプチドと生物学的サンプ
ルとをインキュベーションすること;及び (c)該ポリペプチドを含んでなる抗体−抗原複合体が形成されるかどうかを決
定すること、 を含んでなる。抗体 本発明のポリペプチドの提供は、ヒトα10AChRに特異的に結合すること
ができる抗体の製造を可能にする。従って、本発明は、本発明のポリペプチドに
特異的に結合することができそしてラットα9AChRにはそうしない抗体を提
供する。そのような抗体は、ラットα9AChRに対するより少なくとも100
倍、好ましくは少なくとも1000倍大きい本発明のポリペプチドに対する親和
性を有する。そのような抗体は、ラットAChRに存在しない本発明のポリペプ
チドのエピトープを用いて製造することができる。そのようなエピトープは、本
発明のポリペプチドとラットAChR配列、例えば図4に示す配列間の違いを捜
し出すことにより決定することができる。さらに好ましい態様として、抗体は、
本発明のポリペプチドに特異的に結合することにより上記引用のCharpan
tier et alのアルファサブユニット配列と配列番号:2もしくは配列
番号:4のタンパク質間を識別することができ、識別結合親和性は上記定義のと
おりである。
【0062】 抗体は、当該技術分野において標準的である技術を用いて得ることができる。
抗体を製造する方法は、哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ)を本発明
のポリペプチドで免疫することを含む。抗体は、免疫した動物から当該技術分野
において既知である様々な技術のいずれかを用いて得ることができ、そして好ま
しくは目的の抗原に対する抗体の結合を用いてスクリーニングすることができる
。例えば、ウェスタンブロッティング技術もしくは免疫沈降法を用いることがで
きる(Armitage et al,Nature,357:80−82,1
992)。
【0063】 哺乳動物をペプチドで免疫することの代案もしくは補足として、タンパク質に
特異的な抗体は、例えば、機能性免疫グロブリン結合ドメインを表面上に展示す
るラムダバクテリオファージもしくは糸状バクテリオファージを用いて、発現さ
れる免疫グロブリン可変ドメインの組換え的に製造したライブラリーから得るこ
とができる;例えばWO92/01047を参照。
【0064】 本発明による抗体は、多数の方法で改変することができる。実際、「抗体」と
いう用語は、必要とされる特異性がある結合ドメインを有する任意の結合物質を
包含すると解釈されるべきである。従って、本発明は、合成の分子及び形状が抗
原もしくはエピトープに抗体が結合することを可能にする抗体のものによく似る
分子を含む、抗体フラグメント、抗体の誘導体、機能性同等物及び相同物を包含
する。
【0065】 抗原もしくは他の結合相手に結合することができる代表例の抗体フラグメント
は、VL、VH、C1及びCH1ドメインからなるFabフラグメント;VH及
びCH1ドメインからなるFdフラグメント;抗体の単一腕のVL及びVHドメ
インからなるFvフラグメント;VHドメインからなるdAbフラグメント;単
離されたCDR領域及びF(ab’)2フラグメント、ヒンジ領域でジスルフィ
ド架橋により連結される2つのFabフラグメントを含む2価フラグメントであ
る。一本鎖Fvフラグメントもまた含まれる。
【0066】 サンプルに対する抗体の反応性は、任意の適切な手段により決定することがで
きる。個々のレポーター分子で標識することは一つの実行可能な手段である。レ
ポーター分子は、検出可能な、そして好ましくは測定可能なシグナルを直接的も
しくは間接的に生成することができる。レポーター分子の連結は、直接的もしく
は間接的、共有結合的、例えばペプチド結合による、もしくは非共有結合的であ
ることができる。ペプチド結合による連結は、抗体とレポーター分子をコードす
る遺伝子融合物の組換え発現の結果としてであることができる。
【0067】 結合を決定する方法は本発明の特徴ではなく、そして当業者は、彼らの好み及
び一般的な知識により適当な方法を選択することができる。
【0068】 本発明による抗体は、例えば説明したように細胞もしくは細胞溶解液を含有す
る試験サンプルにおいて、ポリペプチドの存在に関するスクリーニングに用いる
ことができ、そして本発明によるポリペプチドを例えばそれをコードする核酸か
らの発現による該ポリペプチドの生産後に精製及び/もしくは単離することに用
いることができる。抗体は、それらが結合するポリペプチドの活性をモジュレー
ションすることができ、従って、そのポリペプチドが個体における有害な作用を
有する場合には、治療的関連(予防を包含することができる)において有用であ
ることができる。
【0069】 抗体はキットにおいて提供することができ、それは、例えば試験サンプル中の
特定の物質の存在を決定することにおける、抗体の使用説明書を含むことができ
る。標識分子、バッファー溶液、溶離剤等のような1種もしくはそれ以上の他の
試薬を含むことができる。試薬は、密封バイアルのような、それらを外部環境か
ら守る容器内で提供することができる。ベクター 本発明の核酸配列は、ベクター、特に発現ベクターに導入することができる。
ベクターは、適合する宿主細胞において核酸を複製するために用いることができ
る。従って、さらなる態様として、本発明は、本発明のポリヌクレオチドを複製
可能なベクターに導入すること、該ベクターを適合する宿主細胞に導入すること
、及びベクターの複製をもたらす条件下で該宿主細胞を増やすことにより本発明
のポリヌクレオチドを製造する方法を提供する。ベクターは、宿主細胞から回収
することができる。適当な宿主細胞は、発現ベクターと関連して以下に記述する
【0070】 好ましくは、ベクター中の本発明のポリヌクレオチドは、宿主細胞によるコー
ディング配列の発現を与えることができる制御配列に操作可能に連結されており
、すなわち、ベクターは発現ベクターである。
【0071】 「操作可能に連結される」という用語は、記述する成分がそれらの意図される
ように機能することを可能にする関係にある並置をさす。コーディング配列に「
操作可能に連結される」制御配列は、コーディング配列の発現が、制御配列と適
合する条件下で得られるように連結される。
【0072】 適宜、プロモーター配列、ターミネーターフラグメント、ポリアデニル化配列
、エンハンサー配列、マーカー遺伝子及び他の配列を包含する適切な調節配列を
含有する適当なベクターを選択するかもしくは構築することができる。ベクター
は、適宜、プラスミド、ウイルス、例えば’ファージファージミドもしくはバキ
ュロウイルス、コスミド、YAC、BACまたはPACであることができる。ベ
クターには、遺伝子治療ベクター、例えばアデノウイルス、アデノ随伴ウイルス
、(HIVもしくはMLVのような)レトロウイルスに基づくベクターまたはア
ルファウイルスベクターが包含される。
【0073】 ベクターには、複製起点、場合により該ポリヌクレオチドの発現のためのプロ
モーター及び場合によりプロモーターのレギュレーターを与えることができる。
ベクターは、1種もしくはそれ以上の選択可能なマーカー遺伝子、例えば細菌プ
ラスミドの場合にはアンピシリン耐性遺伝子もしくは哺乳動物ベクターにはネオ
マイシン耐性遺伝子を含有することができる。ベクターはインビトロで、例えば
RNAの製造のために用いることができ、または宿主細胞をトランスフェクショ
ンもしくは形質転換するために用いることができる。ベクターはまた、インビボ
で、例えば遺伝子治療の方法において用いるために適応させることもできる。様
々な異なる宿主細胞におけるポリペプチドのクローニング及び発現のための系は
周知である。適当な宿主細胞には、細菌、哺乳動物及び酵母のような真核細胞、
並びにバキュロウイスル系が包含される。異種起源のポリペプチドの発現のため
に当該技術分野において利用可能な哺乳動物細胞系には、チャイニーズハムスタ
ー卵巣細胞、HeLa細胞、ベビーハムスター腎臓細胞、COS細胞及び多数の
他のものが包含される。
【0074】 プロモーター及び他の発現調節シグナルは、発現ベクターを設計する宿主細胞
と適合するように選択することができる。例えば、酵母プロモーターには、サッ
カロミセス・セレビシエ(S.cerevisiae)GAL4及びADHプロ
モーター、サッカロミセス・ポンベ(S.pombe)nmt1及びadhプロ
モーターが包含される。哺乳動物プロモーターには、カドミウムのような重金属
に応答して誘導することができるメタロチオネインプロモーターが包含される。
SV40ラージT抗原プロモーターもしくはアデノウイルスプロモーターのよう
なウイルスプロモーターもまた用いることができる。全てのこれらのプロモータ
ーは、当該技術分野において容易に入手可能である。
【0075】 ベクターは、挿入した核酸の発現を導くためのプロモーターもしくはエンハン
サーのような他の配列、ポリペプチドが融合物として生産されるような核酸配列
及び/もしくは宿主細胞において生産されるポリペプチドが細胞から分泌される
ような分泌シグナルをコードする核酸を含むことができる。
【0076】 遺伝子治療において使用する本発明のポリペプチドの製造のためのベクターに
は、本発明のミニ遺伝子配列を保有するベクターが包含される。
【0077】 さらなる詳細は、例えば、Molecular Cloning:aLabo
ratory Manual:2nd edition,Sambrook e
t al.,1989,Cold Spring Harbor Labora
tory Pressを参照。例えば核酸構築物の製造、突然変異誘発、シーク
エンシング、細胞へのDNAの導入及び遺伝子発現における核酸の操作、並びに
タンパク質の分析のための多数の既知の技術及びプロトコルは、Current
Protocols in Molecular Biology,Ausu
bel et al.eds.,John Wiley & Sons,199
7に詳細に記述されている。
【0078】 ベクターは、本発明のポリペプチドの発現を与えるために上記のような適当な
宿主細胞に形質転換することができる。従って、さらなる態様として、本発明は
、ポリペプチドをコードするコーディング配列のベクターによる発現を与えるた
めの条件下で、上記のような発現ベクターで形質転換もしくはトランスフェクシ
ョンした宿主細胞を培養すること、及び発現したポリペプチドを回収することを
含んでなる本発明によるポリペプチドを製造する方法を提供する。ポリペプチド
はまた、網状赤血球溶解液のようなインビトロ系において発現させることもでき
る。
【0079】 本発明のさらなる態様は、本発明のポリヌクレオチドの複製及び発現のための
ベクターで形質転換もしくはトランスフェクションした宿主細胞を提供する。こ
れらの細胞は、該ベクターと適合するように選択され、そして例えば細菌、酵母
、昆虫もしくは哺乳動物のであることができる。宿主細胞は、遺伝子の発現のた
めの条件下で培養することができ、その結果、コードされるポリペプチドが生産
される。ポリペプチドが適切なシグナルリーダーペプチドに連結して発現される
場合、それは細胞から培養培地中に分泌することができる。発現による生産後に
、ポリペプチドは、場合により、宿主細胞及び/もしくは培養培地から単離及び
/もしくは精製することができ、そして続いて所望に応じて、例えば、1種もし
くはそれ以上の製薬学的に許容しうる賦形剤、ビヒクルもしくは担体を含む製薬
学的組成物のような、1種もしくはそれ以上の追加成分を含むことができる組成
物の調合に用いることができる。
【0080】 本発明によるポリヌクレオチドはまた、アンチセンスRNAもしくはリボザイ
ムの生産を与えるために上記のベクターにアンチセンスの向きに挿入することも
できる。アッセイ 本発明はまた、単独のあるいはnAChRアルファもしくはベータクラスの他
のサブユニットを含むかまたは5HT3サブユニットを含む受容体の形態のいず
れかの、本発明のヒトα10AChRサブユニットポリペプチドに結合する化合
物を同定する方法も提供する。そのような方法において、受容体サブユニットは
、競合結合アッセイに用いることができる。そのようなアッセイは、もしあれば
、どの化合物がサブユニットポリペプチドに結合することができるかを決定する
ために多数の化合物の迅速なスクリーニングに適応させることができる。続いて
、そのような化合物が本発明のポリペプチドのアゴニストもしくはアンタゴニス
トとして作用するかどうかをさらに決定するために、結合すると判明したこれら
の化合物でさらに詳細なアッセイを実施することができ、ポリペプチドは、単離
されたモノマーポリペプチドもしくはホモポリマー受容体、あるいはnAChR
アルファもしくはベータクラスの他のサブユニットを含むかまたは5HT3サブ
ユニットを含む受容体の形態のいずれかである。
【0081】 本発明はなおさらに、本発明のポリペプチドを含んでなる受容体の活性をモジ
ュレーションする化合物を同定するバイオアッセイを提供する。一つの態様とし
て、バイオアッセイは、本発明のポリペプチドを含んでなる少なくとも一つのサ
ブユニットを含んでなるモノマーポリペプチドもしくはポリマー受容体を発現す
る細胞に少なくとも一つの潜在的アゴニストを与え、そしてその後でイオンチャ
ンネル活性の変化に関して細胞をモニターすることにより行われる。さらに別の
態様として、バイオアッセイは、本発明のポリペプチドを含んでなる少なくとも
一つの受容体サブユニットを発現する細胞を、AChを包含する一定量の既知の
α10アゴニスト及び増加する量の少なくとも一つの潜在的アンタゴニストと接
触させ、そしてその後でイオンチャンネル活性の変化に関して細胞をモニターす
ることにより行われる。
【0082】 適当な細胞には、昆虫、両生類もしくは哺乳動物細胞が包含される。ゼノプス
卵母細胞はこの目的のために適している。
【0083】 本発明はまた、ヒトα10AChR遺伝子の調節領域をモジュレーションする
化合物を同定するバイオアッセイも提供する。そのようなアッセイは、(好まし
くは、配列番号:2もしくは配列番号:4の)本発明のポリペプチドを発現する
ことができるヒト細胞を利用して行われる。これらの細胞を、調節領域をモジュ
レーションする化合物の能力が既知である少なくとも一つの化合物と接触させる
。その後、本発明の核酸の発現に関して細胞をモニターする。あるいはまた、プ
ロモーターをレポーター遺伝子に連結することができる。用いることができる適
当なレポーター遺伝子には、例えば、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、ルシフェラーゼ遺伝子等が包含される。
【0084】 本発明のポリペプチドの「活性をモジュレーションする」化合物もしくはシグ
ナルは、ポリペプチドが、化合物もしくはシグナルの非存在下でより化合物もし
くはシグナルの存在下で異なって作用するようにその活性を改変する化合物もし
くはシグナルをさす。モジュレーションに影響を及ぼす化合物には、アゴニスト
及びアンタゴニストが包含される。アゴニストは、α10含有受容体の機能を活
性化するアセチルコリンのような化合物を包含する。あるいはまた、アンタゴニ
ストは、α10含有受容体の機能を妨げる化合物を包含する。典型的に、アンタ
ゴニストの作用は、アゴニストにより誘発される受容体活性化の阻止として認め
られる。アンタゴニストには、競合的並びに非競合的アンタゴニストが包含され
る。競合的アンタゴニスト(もしくは競合的遮断薬)は、アゴニスト結合に特異
的な部位ともしくはその近くで相互作用する。非競合的アンタゴニストもしくは
遮断薬は、アゴニスト相互作用部位以外の部位と相互作用することにより受容体
の機能を不活性化する。
【0085】 当業者により理解されるように、本発明のポリペプチドのような受容体の活性
をモジュレーションする化合物を同定するバイオアッセイ方法は、一般に、コン
トロールとの比較を必要とする。「コントロール」の一つのタイプは、「コント
ロール」細胞もしくは培養物は化合物にさらされないという違いがある、化合物
にさらされる試験細胞もしくは試験培養物と実質的に同じように処理される細胞
もしくは培養物である。例えば、電位固定電気生理学的方法を用いる方法では、
単に細胞を漬ける外部溶液を変えることにより、同じ細胞を化合物の存在下もし
くは非存在下で試験することができる。使用することができる「コントロール」
細胞もしくは培養物の別のタイプは、「コントロール」細胞もしくは培養物が機
能性α10含有AChRサブユニットを発現しないことを除いて、トランスフェ
クションした細胞と同一である細胞もしくは培養物である。従って、同じ反応条
件下で同じ化合物への「コントロール」細胞もしくは培養物に対するトランスフ
ェクションした細胞の応答。
【0086】 別の態様として、本発明のポリペプチドのイオンチャンネル活性は、本発明の
アッセイ方法のいずれかにより同定される少なくとも一つの化合物と該ポリペプ
チドとを接触させることによりモジュレーションすることができる。
【0087】 本発明のアッセイが本発明のポリペプチドで化合物を試験することを含む場合
、これらのアッセイはまた、α9ポリペプチドで該化合物を試験することを含む
こともできる。そのようなアッセイで、α9ポリペプチドは、本発明のポリペプ
チドと同じ細胞において発現させることができ、本発明のポリペプチドを発現す
る細胞と同じ調製物内の異なる細胞において与えることができ、もしくは別個の
同様な調製物において与えることができる。そのようなアッセイにおいて、アル
ファ9ポリペプチドの存在下で本発明のポリペプチドの活性をモジュレーション
する化合物の能力を決定し、そしてその能力を本発明のポリペプチドの非存在下
でアルファ9ポリペプチドの活性をモジュレーションする化合物の能力と比較す
ることができる。
【0088】 アッセイの特に好ましいタイプには、以下のように行うことができる結合アッ
セイ及び機能性アッセイが包含される。結合アッセイ 細胞系(哺乳動物HEK293細胞及びSf9昆虫細胞を包含する)における
本発明のポリペプチドをコードする核酸の過剰発現は、リガンド結合研究のため
の該ポリペプチド(便宜上、本節ではα10 nAChRと称する)を保有する
膜調製物を製造するために用いることができる。これらの膜調製物は、放射性標
識したニコチン性リガンド(3H−もしくは14C−アセチルコリン、エピバチジ
ン、メチルリカコニチン(methyllycaconitine)、125I−
α−アマガサヘビ毒を包含する)の結合及び結合部位の競合相手によるそのよう
な放射性リガンドの置換を検出するために通常のフィルター結合アッセイ(例え
ば、Brandelフィルターアッセイ装置を用いる)においてもしくは高処理
量シンチレーション近接タイプ結合アッセイ(SPA及びCytostar−T
フラッシュプレート技術;Amersham Pharmacia Biote
ch)において用いることができる。放射能は、96−、384−、1536−
マイクロタイターウェル形態からの迅速な測定を行うことができるPackar
d Topcountもしくは同様の計測で測定することができる。SPA/C
ytostar−T技術は特に高処理量スクリーニングが容易にでき、従って、
この技術は、基準リガンドを置換することができる化合物に関するスクリーニン
グとして用いるために適している。
【0089】 また、蛍光を利用して、リガンド結合を測定するために別の方法も利用できる
。高発光強度の新たに開発された蛍光リガンド(例えば、蛍光的に標識したα−
アマガサヘビ毒)は、膜調製物におけるα10 nAChRタンパク質及び結合
部位の競合相手によるそのような蛍光リガンドの置換を検出するために用いるこ
とができる。蛍光は、96−、384−もしくは1536−ウェルマイクロタイ
ター形態においてLJL Analystまたは同様の技術で測定することがで
きる。
【0090】 別の方法は、全固定もしくは生細胞における蛍光に基づくリガンド結合を画像
化することであり、天然の受容体のものに近いかもしくはよく似ているいずれか
の環境及び構造においてα10 nAChRタンパク質を研究することができる
という利点を与える。これらの技術は、蛍光偏光を用いる動的もしくは終点アッ
セイにおいて目的の因子により、組換え細胞系におけるα10 nAChRタン
パク質の存在を定量するため及び結合部位の競合について調べるために用いるこ
とができる。蛍光偏光測定は、LJL Analyst及びAcquest並び
に/もしくはBMG Polarstar蛍光プレート読み取り装置または他の
同様の技術を用いて行うことができる。
【0091】 天然の状況に近い環境においてα10 nAChRタンパク質に対するリガン
ドの結合を研究するための別の方法は、Biacore装置(Biacore)
により促進される表面プラズモン共鳴効果を利用する。膜調製物もしくは全細胞
中のα10 nAChRをBiacoreのバイオセンサーチップに結合させ、
そして結合部位の競合相手を同定するためにα−アマガサヘビ毒を包含するリガ
ンドの結合を化合物の存在下及び非存在下で調べることができるはずである。機能性アッセイ nAChRはリガンド依存性陽イオンチャンネルであるので、それらはアセチ
ルコリン及び他のニコチン性アゴニストにより活性化されると陽イオンを通過さ
せる。Nernstian原理によれば、ナトリウム及びカルシウムは流入し、
そしてカリウムイオンは細胞から流出する。イオンのこの流れは、nAChRの
機能(例えばシグナル伝達系)の必須成分である。ナトリウム及びカルシウムの
流入は膜電位を脱分極し、そしてそれにより細胞内の電位感受性プロセスに影響
を与える。細胞へのカルシウムの侵入は、神経伝達物質の放出を可能にするため
及び遺伝子転写レベルで核プロセスをもたらすために重要なシグナルである。様
々な技術を用いてイオンのこの流れを瞬時に測定することが可能である。 電気生理学−nAChRを通した陽イオンの流れは電流を生じさせ、電気生理学
的方法を用いてこれを測定することができる。従って、細胞系において発現させ
る組換えα10含有nAChRは、目的の化合物の作用機構を決定するために全
細胞及びシグナルチャンネル電気生理学を用いて特性化することができる。α1
0含有nAChRで活性がある化合物に関する電気生理学的スクリーニングは、
通常の電気生理学的技術及び利用できるようになる場合には現在開発中の新規な
高処理量方法を用いて行うことができる。 蛍光−カルシウム及びナトリウムの流れは、フルオ−3、フルオ−4、フルオ−
5N、フラレッド、Sodium Green、SBFI及びMolecula
r Probesを包含する製造業者からの他の同様のプローブを包含するいく
つかのイオン感受性蛍光色素を用いて測定可能である。DIBAC4(3)もしくは
Di−4−Aneppsのような、Molecular Probesを包含す
る製造業者からの他の蛍光色素は、膜電位変化を検出することができる。従って
、α10含有nAChRを通したカルシウム及びナトリウムの流入は、像分析ア
ルゴリズムと組み合わせたレーザー共焦点法でのもしくはそれなしの蛍光顕微鏡
検査を包含する蛍光測定法及び蛍光イメージング技術を用いて、瞬時に特性化す
ることができる。
【0092】 別の方法は、カルシウムを流すリガンド依存性イオンチャンネルのアゴニスト
もしくはモジュレーターのいずれかとして活性がある化合物に関する高処理量ス
クリーニングアッセイである。このアッセイは、FLuorescence I
maging Plate Reader((FLIPR)、Molecula
r Devices Corporation)と呼ばれる装置に基づく。その
最も一般的な形態において、それはフルオレセインに基づく色素により出される
蛍光を励起して測定する。それは、発蛍光団の488nmでの高エネルギー励起
を引き起こすためにアルゴン−イオンレーザー、96−/384−ウェルプレー
トの底上を迅速に走査するために光学系、そして発した蛍光を捕捉するために高
感度の冷却したCCDカメラを使用する。それはまた、装置が96−/384−
ウェルプレートのウェルに試験因子の溶液を送達することができる96−/38
4−ウェルピペッティングヘッド(pipetting head)も含有する
。FLIPRアッセイは、全ての96−/384−ウェルから同時に、瞬時に、
化合物の添加の前、間及び後に細胞の集団からの蛍光シグナルを測定するように
設計される。FLIPRアッセイは、細胞系において発現される組換えヒトα1
0含有nAChRで機能的に活性がある化合物に関してスクリーニングしそして
特性化するために用いることができる。改変すれば、細胞系において発現される
組換えヒトα10含有nAChRを通したナトリウムの流れを測定するためにこ
の系を用いることが可能であり得る。 放射能による方法−86−ルビジウム及び14C−グアニジニウムは、細胞に基づく
系において非特異的陽イオンチャンネル機能を測定するために有用な放射性標識
である。細胞に86−ルビジウム(これは、カリウムの代わりをする)を前もって
与えるか、もしくは(ナトリウムの代用物として)14C−グアニジニウムを含有
するバッファー中に浸す場合、それらはカリウムもしくはナトリウムを通過させ
るあらゆるチャンネル(例えばnAChR)を通して流れる。最終的な結果は、
受容体の活性化が、細胞による86−ルビジウムの低下及び14C−グアニジニウム
の蓄積のいずれかをもたらすことである。細胞放射能のこの変化は、SPA及び
Cytostar−Tフラッシュプレート技術により測定可能である。従って、
そのようなアッセイ系は、細胞系において発現させる組換えヒトα10含有nA
ChRで活性がある化合物に関してスクリーニングするために基準として用いる
ことができる。 細胞接着/移動アッセイ−α10 nAChRサブユニット配列は、白血球と関
連するようである。いかなる一つの特定の理論によっても拘束されることを望ま
ないが、α10含有nAChR、白血球及び免疫学的もしくは炎症性事象を導く
活性化プロセスの間に有意な関連があり得ると考えられる。従って、別のアッセ
イ形態は、HL60細胞を包含する白血球腫瘍細胞系において過剰発現させる組
換えヒトα10含有nAChRの活性を測定することである。該アッセイは、組
換え白血球腫瘍細胞系における細胞接着/移動特性に関してα10含有nACh
R活性化を特性化する。白血球腫瘍細胞は、24−/96−ウェルプレートに含
まれる微小孔性フィルター挿入物(例えば、活性化白血球細胞は通過できるが、
活性化していない白血球細胞は通過できない大きさの孔を有するCostar
TranswellsもしくはFalcon HTS Fluoroblok挿
入物)内で増やす。α10含有nAChRを過剰発現する白血球細胞の残留接着
/移動を、擬似トランスフェクションした白血球細胞と比較して評価する。次に
、アセチルコリン及び他のニコチン性アゴニスト並びにアンタゴニストの作用を
この系において決定する。基準ニコチン性アゴニストもしくはアンタゴニストの
モジュレーション作用を調べるために白血球接着/移動の確立した刺激(インタ
ーロイキン、内毒素、ロイコトリエン、プロスタグランジン、TNFのようなメ
ディエーターを包含する)をこのアッセイにおいて加えることができる。該アッ
セイはさらに、白血球腫瘍細胞の接着/移動をダウンレギュレーションすること
に活性がある化合物に関してスクリーニングするために用いることができる。従
って、アセチルコリンが白血球腫瘍細胞の接着/移動を高める場合、該アッセイ
は選択的α10アンタゴニストを見出すために設計することができる。アセチル
コリンそれ自体が白血球腫瘍細胞における接着/移動をダウンレギュレーション
する場合、該アッセイはα10含有nAChRに選択的なアゴニストを見出すた
めに設計することができる。接着/移動は、洗浄後に微小孔性フィルターの内部
から(接着)もしくは微小孔性挿入物の外側のバッファーから(移動)の白血球
腫瘍細胞の回収により評価する。定量は、総タンパク質もしくはDNA測定(例
えばヘキスト染色)、または特定の着色基質試薬を用いる好酸球ペルオキシダー
ゼもしくはミエロペルオキシダーゼ、主要塩基性タンパク質測定、またはELI
SAのような他のアッセイ形態によることができる。
【0093】 本発明のポリペプチドの活性をモジュレーションすると判明した化合物は、多
数の治療的用途を有する。例えば、白血球におけるα10AchRサブユニット
の存在は、免疫機能及び/もしくは炎症における役割を示すことができる。特に
、喘息において活性化好酸球及び好中球のような白血球は肺に蓄積しそして肺胞
に移動するので、肺との関連は、この疾患における役割を示唆し得るはずである
。アセチルコリンは、nAChRを活性化する主要な神経伝達物質である。肺は
広範囲にわたる感覚神経供給を有し、そして喘息のような炎症性肺疾患において
活性化白血球の蓄積は、たいてい、感覚ニューロンと関連する。アセチルコリン
放出は、喘息の症状の出現中に増加していることが周知であり、従って、そのよ
うな神経終末からのアセチルコリン放出は、白血球上のα10含有AChRを通
して炎症プロセスを直接モジュレーションすることに関与し得るはずである。ア
セチルコリンの外因的投与は喘息発作を引き起こすことができるが、白血球浸潤
及び活性化に対するアセチルコリンの直接的作用はこれまで知られていない。ア
セチルコリンが白血球活性化を刺激する場合、選択的α10含有AChRアンタ
ゴニストは、好酸球及び好中球の肺浸潤を防ぐことに役立つ潜在的な新規な喘息
治療薬であると思われる。一方、アセチルコリンが白血球活性化を抑制する場合
、選択的α10含有AChRアゴニストは、喘息発作の促進のようなアセチルコ
リンの副作用を有さずに、同じ理由で潜在的な新規な喘息治療薬であることがで
きる。
【0094】 選択的α10含有AChRモジュレーション因子の潜在的用途は、慢性閉塞性
肺疾患、急性成人型呼吸窮迫症候群、敗血症、慢性関節リウマチ及び変形性関節
症、炎症性腸疾患、クローン病並びに乾癬を包含する重要な炎症性疾患の治療に
拡張することができる。
【0095】 さらに、α10AChRサブユニットがCNS組織にも分布しているという発
見は、α10含有AChRの選択的モジュレーターがCNS疾患における潜在的
治療価値を有し得るはずであることを示唆する。α7含有AChRのような他の
nAChRにおいてこの受容体の選択的アゴニストによるアルツハイマー病及び
パーキンソン病のような神経変性疾患、並びに精神分裂病のような精神病の治療
の先例がある。nAChRは、一般に、癲癇及び中枢神経的にもたらされる慢性
疼痛のような他のCNS病理に関与している。
【0096】 下垂体組織における局在は、内分泌調節における主要な役割を示すことができ
る。α7含有nAChRは、CNSにおける興奮性神経伝達物質放出に影響を与
えることができるリガンド依存性カルシウムチャンネルであることが示唆されて
いる。同様に、α10含有nAChRは、CRF、バソプレシン及びオキシトシ
ンのような神経下垂体ホルモンの血流への直接放出において役割を有する可能性
がある。あるいはまた、腺下垂体に局在するα10 nAChRサブユニットは
、ACTH、プロラクチン及び成長ホルモンのような強力なホルモンの放出に関
与し得るはずである。そのようなホルモンの作用は多様であり、ストレスを作り
上げること及びそれに対処すること、授乳するメスにおける乳汁形成及び放出、
血圧の制御、並びに記憶、不安及び鬱病に対するより微妙な作用に及ぶ。従って
、α10含有nAChRの選択的アゴニストは、ホルモンの欠乏により引き起こ
される疾患を阻止することに治療価値を有することができる。あるいはまた、ホ
ルモンの過剰生産により引き起こされる疾患は、α10含有nAChRの選択的
アンタゴニストで制御することができる。組織分布研究 ヒトα10 DNA配列は、ヒト健康状態及び疾患におけるハイブリダイゼー
ション/PCR研究によりこのnAChRの分布の知識を確かめそして広げるた
めに有用である。細胞系における組換えα10含有nAChRは、α10 nA
ChR機能を特性化するために有用であり、そしてこの受容体をアッセイするた
めに様々な生化学的及び生物物理学的方法が利用できる。本明細書において記述
する本発明のアッセイはまた、薬剤発見スクリーニング目的のためにも有用であ
る。結合因子 従って、本発明はさらに、本発明によるアッセイによって得られるモジュレー
ション因子を包含する新規な結合因子及びそのような因子を含んでなる組成物を
提供する。受容体に結合する因子及びアゴニストもしくはアンタゴニスト活性を
有することができる因子は、病理がα10ACh受容体による作用を特徴とする
疾患を処置する方法に用いることができ、そしてそのような使用は本発明のさら
なる態様を成す。そのような疾患には、喘息、慢性閉塞性肺疾患、急性成人型呼
吸窮迫症候群、敗血症、慢性関節リウマチ及び変形性関節症、炎症性腸疾患、ク
ローン病及び乾癬を包含する炎症性疾患、並びに重症筋無力症、精神分裂病、癲
癇、パーキンソン病、アルツハイマー病、トゥーレット症候群、慢性疼痛及びニ
コチン嗜癖を包含する他の疾患が包含される。そのような疾患を患っている患者
に本発明の因子の有効量を投与することができる。上記の症状の多くは慢性であ
り、そしてたいてい不治であるので、「処置」は、数時間、数日もしくは数週の
ような期間にわたって症状の減少を達成することを包含しそして疾患の経過の進
行を遅らせることを包含すると解釈されることが理解される。
【0097】 そのような因子は、製薬学的に許容しうる担体もしくは希釈剤と一緒に因子を
含んでなる組成物に調合することができる。因子は、エステルまたは酸付加塩も
しくは塩基性金属塩のような塩またはNもしくはSオキシドのような生理学的に
機能性の誘導体の形態であることができる。組成物は、任意の適当な投与経路及
び手段のために調合することができる。製薬学的に許容しうる担体もしくは希釈
剤には、経口、直腸、鼻、吸入可能、局所(頬及び舌下を包含する)、膣もしく
は非経口(皮下、筋肉内、静脈内、皮内、鞘内及び硬膜外を包含する)投与に適
当な製剤において使用するものが包含される。製剤は、単位剤形で都合よく与え
ることができ、そして薬学の当該技術分野において周知である方法のいずれかに
より製造することができる。そのような方法は、1種もしくはそれ以上の副成分
を構成する担体と有効成分とを会合させる工程を含む。一般に、製剤は、有効成
分を液体担体もしくは細かく分割した固体担体または両方と均一にそして密接に
会合させ、そして次に必要に応じて生成物を造形することにより製造する。
【0098】 固体組成物では、例えば、製薬学的等級のマンニトール、ラクトース、セルロ
ース、セルロース誘導体、澱粉、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリ
ウム、タルカム、グルコース、ショ糖、炭酸マグネシウム等を包含する通常の無
毒の固体担体を使用することができる。上記定義のとおりの有効化合物は、例え
ば、ポリアルキレングリコール、アセチル化トリグリセリド等を担体として用い
て座薬として調合することができる。液体の製薬学的に投与可能な組成物は、例
えば、上記定義のとおりの有効化合物及び任意の製薬学的添加剤を例えば水、食
塩水、デキストロース水、グリセロール、エタノール等のような担体に溶解、分
散等して、それにより溶液もしくは懸濁液を生成せしめることにより製造するこ
とができる。所望に応じて、投与する製薬学的組成物はまた、 湿潤剤もしくは乳化剤、pH緩衝剤等、例えば、酢酸ナトリウム、ソルビタンモ
ノラウレート、トリエタノールアミン酢酸ナトリウム、ソルビタンモノラウレー
ト、トリエタノールアミンオレエート等のような微量の無毒の助剤物質を含有す
ることもできる。そのような剤形の実際の製造方法は当業者に既知であるか、も
しくは明らかである;例えば、Remington’s Pharmaceut
ical Sciences,Mack Publishing Compan
y,Easton,Pennsylvania,15th Edition,1
975を参照。
【0099】 投与する組成物もしくは製剤は、あらゆる場合において、処置する被験体の症
状を軽減するために有効な量の有効化合物(1つもしくは複数)の量を含有する
【0100】 0.25〜95%の範囲の有効成分を無毒の担体からなる残りと共に含有する
剤形もしくは組成物を製造することができる。
【0101】 経口投与には、製薬学的に許容しうる無毒の組成物を、例えば、製薬学的等級
のマンニトール、ラクトース、セルロース、セルロース誘導体、ナトリウムクロ
スカルメロース、澱粉、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、タ
ルカム、グルコース、ショ糖、炭酸マグネシウム等のような通常用いられる賦形
剤のいずれかの導入により生成せしめる。そのような組成物は、水剤、懸濁剤、
錠剤、丸剤、カプセル剤、散剤、徐放性製剤等の形態をとる。そのような組成物
はまた、1%−95%、より好ましくは2−50%、最も好ましくは5−8%の
有効成分を含有することができる。
【0102】 非経口的投与は、一般に、皮下、筋肉内もしくは静脈内のいずれかでの注入を
特徴とする。注入可能医薬品は、液体の水剤もしくは懸濁剤、注入前の液体の水
剤もしくは懸濁剤に適当な固体形態、または乳剤のいずれかとして、通常の形態
で製造することができる。適当な賦形剤は、例えば、水、食塩水、デキストロー
ス、グリセロール、エタノール等である。さらに、所望に応じて、投与する製薬
学的組成物はまた、例えば、酢酸ナトリウム、ソルビタンモノラウレート、トリ
エタノールアミンオレエート、トリエタノールアミン酢酸ナトリウム等のような
、湿潤剤もしくは乳化剤、pH緩衝剤等のような微量の無毒の助剤物質を含有す
ることもできる。
【0103】 そのような非経口組成物に含まれる有効化合物のパーセンテージは、その特定
の性質、並びに化合物の活性及び被験体の要求に大いによる。しかしながら、溶
液中0.1%〜10%の有効成分のパーセンテージが使用可能であり、そして組
成物が後で上記のパーセンテージに希釈される固体である場合にはもっと高い。
好ましくは、組成物は、溶液中0.2〜2%の有効因子を含んでなる。
【0104】 本発明は、以下の実験の詳細を参照することによりさらによく理解されるが、
当業者は、これらがその後に続く請求項においてさらに十分に記述するような本
発明の例示にすぎないことを容易に理解する。さらに、本願の全体にわたって、
様々な公開が引用される。これらの公開の開示は、本発明が関連する最新技術を
さらに十分に記述するために本願に引用することにより本明細書に組み込まれる
【0105】 実験の詳細ヒトα10のクローニング ヒトα10のクローニングは、今回、本質的に歴史的な細目にわたり、そして
クローンが得られた意外な方法を示すために本明細書において要約する。当業者
は、本願において教示するように、開示する配列に基づき本明細書において提供
する情報に基づいてクローンを得ることができる。
【0106】 クローニングは、最初にIncyte EST配列656293H1から開始
した(以下の図6参照)。このクローンはIncyteから取り寄せたが、全長
配列であると判明せず、そしてさらなる情報をもたらさなかった。他の有望なヒ
トEST「ヒット」が公開及びIncyteデータベースにおいて同定されたの
で、これらを取り寄せ、配列を決定したが、いずれも全長ではなかった。
【0107】 cDNA末端の迅速な増幅(RACE)(Frohman,M.A.(199
1)Methods Enzymol.218:340−362)の多数のオリ
ゴヌクレオチドプライマーを設計するために656293H1の配列を用いた。
5’及び3’の両方の方向にRACEを行おうとする度重なる試みは、3’方向
に配列を20bp伸長しただけであった。
【0108】 RACE実験での失敗を考慮して、他のcDNA(元来Origeneにより
開発された)ライブラリーのPCRスクリーニングを試みることにした。ライブ
ラリーのPCRスクリーニングのプライマーを設計するために公開ドメインES
Tの配列(Genbank受託HSA05001、図6における配列g1448
842)を用いた。肺cDNAライブラリーからのプールしたcDNAの初期ス
クリーニングにおいて多数の陽性が同定された。2回目のスクリーニング(より
少ない個々のcDNAを含有するプール)もまた、陽性を含有した。しかしなが
ら、この2回目のプールを細菌に形質転換し、そして得られるコロニーをスクリ
ーニングすると、陽性は同定されなかった。これに対する一つの可能な説明は、
エシェリキア・コリにおけるα10 cDNAクローンの増殖に影響を及ぼす何
らかの増殖不都合があるということである。
【0109】 さらなる研究の後、結局、2つに分けてcDNAプールからインサートを増幅
してクローン化することが可能であると判明した(図1)。最初のDNAシーク
エンシング結果は、既知の配列がわずかに伸長されただけであったので期待外れ
であった。しかしながら、さらなるシークエンシングの後に、このクローンは部
分的にスプライシングされたcDNAでありそしてPCRによるスプライシング
されたcDNAのクローニングに使用できると判明した。社内で決定した場合の
2クローンからまとめた全配列を図2に示す。
【0110】 最初のクローンにおける相同な最も上流の領域の翻訳は、シグナル配列に類似
しているものを示さなかったので、別の上流イントロンがあると思われること及
び翻訳開始点がまだ同定されていないことが推測された。それ故、ラットに相同
な領域の3’端でそして認識可能なコーディング配列の上流のいくつかの場所で
PCRプライマーを設計した(プライマーの位置は図2において下線を引いて示
し、プライマー配列は図3において示す)。これらのプライマーは、下垂体及び
リンパ球cDNAライブラリー(Clontech Marathon−Rea
dy下垂体cDNA、Clontech Marathon−Readyバーキ
ットリンパ腫cDNA)からcDNAを増幅するために用いた。予想されるよう
に、おそらく部分的にスプライシングされたmRNAに対応する、様々な生成物
サイズが両方のcDNA源から得られた。これらをクローン化し、そして配列を
決定した。いくつかのクローンは、スプライシングされたcDNAに相当するよ
うであり;これらを比較することにより共通配列を作製することができた。該配
列は、予想される成熟コーディング配列を含むが、シグナル配列を欠いた。
【0111】 全コーディング配列を含むcDNAをクローン化するために、脾臓cDNAラ
イブラリー(Marathon−readyTMヒト脾臓cDNA,Clonte
ch,Palo Alto CA USA)を用いて5’RACE実験を実施し
た。RACEは、製造業者のプライマーRACE AP1及びプライマーNA1
0 ap2(CCTCCAGGGTCACATTCAGAGTCTG)を用いて
Ausubel et al、同書中のプロトコルに従って実施し、続いてRA
CE AP1及びNA10 ap3(CAGCTTGAGAGCCAGCCGGC
)を用いて増幅した。RACE産物をクローン化し、そして配列を決定した。R
ACE産物の配列に基づいて、全長コーディング配列を小脳cDNA(Mara
thon−readyTMヒト脾臓cDNA,Clontech,Palo Al
to CA USA)からプライマーNA10 sp2(GCGAATTCAG
GCCTCACATCCAGAGACCTGC)及びNa10 ap8(CGT
CTAGATGACTTAGTCCCAGCCCTCACAGG)を用いて直接
増幅した。PCR産物をクローン化し、そして配列を決定し:代表的クローンの
配列を図6に示す。
【0112】 このクローンは、ブダペスト条約下で、名称alpha10/pcDNA3.
1./V5 HisAクローンD11.4でBelgian Coordina
ted Collection of Microorganismsに200
0年1月21日に寄託した。
【0113】 ラットα10及びヒヨコα10ポリペプチド配列と一緒に、ラットα9、ヒト
α9及び新規なヒトα10の整列を図4に示す。配列の同一性は、以下のように
、類似性よりむしろ同一性を評点する、5方式の整列に基づいて計算されている
: ラット9対ヒト9 91% ラット10対ヒト10 91% ヒヨコ10対ヒト10 64% ラット9対ヒト10 56% ヒト9対ヒト10 56% これには、デフォールトパラメーターを用いて、BLASTよりむしろPil
eupを使用した(Wisconsin Package Version 1
0.0,Genetics Computer Group(GCG),Mad
ison,Wisc.USA)。ヒトα10の発現 成熟ラットタンパク質のN末端に及ぶラットα9に相同な領域がある。ヒトc
DNAの対応する領域を別のタンパク質、Igκからのシグナル配列に融合させ
る。従って、配列番号:2をコードする成熟ヒトコーディング配列がIgκシグ
ナル配列に融合している構築物をベクターpSecTag2(Invitrog
en)において作製する。この構築物を、Elgoyhen et al,同書
中により開示されているものと同様の方法によりイオンチャンネル機能に関して
試験する。
【0114】 配列番号:3のコーディング配列をEpiTagベクターpcDNA3.1/
V5 HisA(Invitrogenから)に製造業者の説明書に従ってクロ
ーン化した。この構築物を、標準的な方法(Elgoyhen et al 同
書中)によりチャンネル機能に関して試験する。
【0115】 本発明のポリヌクレオチドの全コーディング配列もしくはヒトアルファ9サブ
ユニットをコードするポリヌクレオチド(EMBL受託番号:AJ243342
)はまた、ゼノプス・ラエビス(Xenopus laevis)卵母細胞にお
いてチャンネル機能を試験するために適当なベクターにも導入した。ゼノプス・
ラエビスのメスは、Blades Biological,UKから購入した。
これらの動物は、Gould(1994)Membrane Protein
and Expression Systems:a User’s Guid
e Portland Press,Londonに記述されているように維持
し、そして解剖した。
【0116】 VもしくはVI期の卵母細胞を、8Hzに設定した振動する台上でカルシウム
を含まないBarth溶液中0.2%のコラーゲナーゼ(Sigma)と18℃
で2時間インキュベーションすることにより濾胞を除いた(de−follic
ulated)。次に卵母細胞を通常のBarth溶液(160IU/mlのペ
ニシリン及び74IU/mlのストレプトマイシンを含有する)において維持し
た。翌日、Drummond Nanojectを用いて卵母細胞に1〜25n
gのcRNAを注入し、そして記録前に少なくとも3日間放置した。cRNAは
、以前にpSP64T.GL+ベクターにサブクローン化したcDNAからSP
6 Message Machine Kit(Ambion)を用いて合成し
た。
【0117】 二電極電位固定記録は、TURBO TEC−10CD(NPI Elect
ronic Gmbh,D−71732 Tamm,Germany)を用いて
行った。電流記録のために、卵母細胞をND−96リンガー(96mM NaC
l,1.8mM CaCl2,2mM KCl,1mM MgCl2及び5mM HE
PES(pH=7.4)含有する)中に置き、そして3M KCl及び1〜2M
Ωの先端抵抗が入っている2つの電極で留めた。記録は、20分の安定化期間中
に膜電位が−20mVより負の電位に安定した卵母細胞において行った。膜電位
を−50mVで固定し、そして卵母細胞にAChを含むもしくは含まないND9
6を連続して灌流させた。ある実験では、AChを加える前に卵母細胞をα−ア
マガサヘビ毒(α−Btx)とプレインキュベーションした。
【0118】 2電極電位固定技術を用いてゼノプス卵母細胞においてα10 nAChR機
能及び薬理学を調べた。神経伝達物質アセチルコリン(ACh)は、α10及び
α9サブユニットの両方が同時に注入されている卵母細胞において、α9のみを
注入した卵母細胞において認められる電流と異なる複雑な時間経過の減衰を有す
る内側へ向かう電流を誘発した。図7Aは、α9/α10を注入した卵母細胞に
おけるAChにより誘発される電流が二相性であり、活性化してピークに達し、
次いでプラトーまで迅速に減衰し、その後に電流がベースラインに向かってさら
にゆっくり減衰することを示す。それに反して、α9を注入した卵母細胞におけ
るAChにより誘発される電流は、活性化し、そして迅速に減衰するが、次にA
Chの洗浄後に再活性化し、その後にベースラインまで減衰する。第一のピーク
電流に正規化した各タイプの卵母細胞からの16〜19電流の平均(図7B)は
、α9/α10の組み合わせがα9よりゆっくり活性化し、そして速く減衰する
ことを示す。α9において認められる電流の再活性化は、AChを長く加えるこ
と(例えば30秒)により持続され(図7C)、そして電流は、AChの除去後
にのみ減衰する(2個の卵母細胞において認められる)。α9/α10の組み合
わせでは、30秒AChを加えることで、減衰する電流の期間は、AChを10
秒加えることで認められる期間を超えて延長されるが、電流の再活性化はない(
2個の卵母細胞において認められる)。従って、10秒AChを加えることによ
り誘発される応答と比較して、α9/α10の組み合わせで30秒AChを加え
ることにより誘発される正規化した応答の曲線下面積の比例増加(44%;N=
2)は、α9のみ(82%;N=2)でより少ない。
【0119】 Achに対する濃度−応答曲線の比較(図8)は、α9/α10の組み合わせ
がα9のみよりAChに対する感受性が低いことを示す。従って、α9/α10
におけるニコチン性電流の活性化のEC50(46μM)は、α9のもの(24
μM)の半分である。さらに、曲線のヒル係数は、α9(1.41)と比較して
α9/α10(0.81)では小さい。これは、AChによるα9活性化と比較
してα9/α10活性化のより低い協同性と一致し、そしてホモマーのα9にお
けるよりα9/α10の組み合わせにおけるAChの結合部位が少ないことによ
り説明することができる。
【0120】 α9 nAChRは、ヘビ毒素α−Btxに非常に感受性である。それ故、基
準ニコチン性応答(α9/α10の組み合わせもしくはα9のみのいずれかのE
C50のACh濃度により誘発される)に対するこのインヒビターの作用を、α
9/α10もしくはα9のみのいずれかを発現する卵母細胞において比較した。
α−Btxに対する濃度−応答曲線の比較(図9)は、AChにより誘発される
応答の阻害の傾きが、α9のみと比較してα9/α10の組み合わせにおいてい
っそう浅かったことを示す。α9のみ(−1.25)に対するα9/α10の組
み合わせの阻害曲線のより小さいヒル係数(−0.89)は、上記のACh濃度
−応答曲線での結果と一致する。α−Btxは、α9/α10の組み合わせ及び
α9のみの両方をそれぞれ3.7及び2.7nMのIC50で強力に阻害する。
mRNA分布 ヒトα10 mRNAは、表1に示すような多数の異なる起源からネスティッ
ドPCR(プロトコルはAusubel et al,同書中を参照)によりう
まく増幅された。
【0121】 表1 下垂体 Clontech Marathon−Ready下垂体cDN A* リンパ腫 Clontech Marathon−Readyバーキットリ ンパ腫cDNA(Raji)* 肝臓 Clontech Quick−Screen cDNAライブ ラリー 末梢血白血球 Clontech Quick−clone cDNA 正常舌 Invitrogen Gene Pool正常舌(特別注文) リンパ腫 Clontech 5’ストレッチcDNAライブラリー(バー キット、Daudi) 精巣 Clontech Marathon−Ready cDNA 脾臓 Clontech Marathon−Ready cDNA *全長フラグメントは、これらの起源から増幅され、クローン化された。インサイチューハイブリダイゼーションによるラット脳におけるα10の位置確 実験は、成体Wistarラット脳の20μm矢状切片を用いてBonave
nture et al.,(1998,Neuroscience 82:4
69−484)に記述されているプロトコルに従って行った。cDNAのヌクレ
オチド7−382をコードするα10フラグメントから33P RNAプローブを
作製した。アンチセンス及びセンス(陰性コントロールとして)リボプローブを
40℃で一晩ハイブリダイズさせた。ハイブリダイゼーション後の洗浄は50℃
で行った。乾燥した切片をphosphorimagerプレートに1週間置い
た。プレートを読み取り(Fuji BAS2500)、そしてデジタル化した
像に転化した。ラットα10に対するアンチセンスリボプローブは、コントロー
ルセンスプローブと比較して小脳の白質においてもしくは視床下部−下垂体軸の
別個の領域において特異的ハイブリダイゼーションシグナルを与えた。これらの
シグナルを示すために必要な長時間の露出は、α10nAChRサブユニットm
RNAの発現が非常に低かったことを示唆する。α10の染色体マッピング α10 cDNAをヒトゲノム配列の選抜(アンサンブルデータベースEMB
L:www.ebi.ac.uk)上にマッピングするためにBLANTNプロ
グラム(Altschul et al(1997)Nucleic Acid
s Res.25 3389−3402)を用いた。α10は、以前に染色体1
1 p15.5にマッピングされている(Borrow et al,1996
,Nature Genetics 14,33−41)NUP98(受託番号
U41815)と共局在した。α10及びNUP98配列を含有する間隔には、
基準マーカーD11S1318及びD11S909が隣接する。この領域は約6
−16センチモルガンに及び、そして放射線ハイブリッドRHdb RH180
62上に存在する。
【0122】 物理的位置は、39.58 cR3000(P0.29)として示される。こ
の遺伝子座は、遺伝子連鎖研究により精神分裂病のような精神医学疾患と結び付
けられている(Coon et al,1993,Biol.Psychiat
ry 34 277−289)。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】 部分的α10クローンを得るために用いたクローニング方法を示す。
【図2】 クローニング実験から得られたゲノム配列を提供する。大文字のアミノ酸配列
は、確認したエキソン配列から翻訳される。
【図3】 使用したプライマーを示す。
【図4】 ヒトα10ポリペプチド(配列番号:4)とヒトα9(Charpantie
r et al)、ラットα9及びα10並びにヒヨコα10との複数整列を示
す。配列は、CLUSTALWプログラム(EMBL,Heidelberg,
Germany)を用いて整列させ、そしてGeneDoc(v2.5.0)で
視覚化した。デフォールトパラメーターを使用し、そしてさらなる最適化を実施
しなかった。これらの配列のEMBLデータベース受託番号は以下のとおりであ
る:ヒトα9、AJ243342;ラットα9、U12336;ラットα10、
AF196344;ヒヨコα10、AJ295624。ラットα9シグナル配列
は、アミノ酸1−22を含んでなることがSWISSPROTデータベースにお
いて予測され、VETANの成熟タンパク質の予測されるN末端を与える。ヒト
α10ポリペプチドのシグナル配列を予測するためにシグナル予測アルゴリズム
SPScan(Wisconsin Package Version 10.
0,Genetics Computer Group(GCG),Madis
on,Wisc.USA)を用い:この分析は、シグナルがアミノ酸1−24を
含んでなることを示唆し、AEGRLの成熟タンパク質のN末端を与える。
【図5】 回顧的に同定した様々なESTの位置を例示する。
【図6】 配列番号:3(核酸)及び配列番号:4(タンパク質)の配列を示す。
【図7】 (A−上側のパネル)α9のみもしくは(A−下側のパネル)α9+α10の
いずれかを注入したゼノプス卵母細胞にAChを10秒加えること(矢印で表す
印として示す)により誘発される代表的な全細胞電流を示す。(B)第一のピー
ク電流に正規化する各タイプの卵母細胞からの16〜19電流の平均応答。(c
)α9/α10の組み合わせ及びα9のみにAchを短く(10秒)もしくは長
く(30秒)加えることに対する電流応答間の比較の代表例。
【図8】 α9/α10の組み合わせの注入(詰まった記号)と比較して卵母細胞に単独
で注入するα9(開いた記号)のAChに対する濃度−応答を示す。様々な濃度
のAChを、30μM AChをコントロールで加える間に挟んで10秒間加え
た。5分の洗浄時間を各応答間に与えた。データは、上昇もしくは減少に関して
補正され、そして最大誘発電流のパーセンテージとして表される。曲線は、Gr
aph Padの非線形曲線当てはめルーチンを用いて調整されている。この調
整は、0の下界に拘束され、一方、上界は拘束されない。相関係数は、α9及び
α9/α10に対してそれぞれR2=0.9999及び0.9980である。
【図9】 α9/α10の組み合わせの注入(詰まった記号)と比較して卵母細胞に単独
で注入するα9(開いた記号)におけるα−BtxによるAch誘発応答の阻害
を例示する。卵母細胞は、AChを10秒加える前に様々な濃度のα−Btxと
2分間インキュベーションした。ニコチン性応答は、両方のタイプの卵母細胞の
ほぼEC50に対応する濃度(例えば、α9では25μMもしくはα9/α10
では50mM)のAchで誘発された。α−Btxをそれぞれ加えるのは、毒素
の非存在下でAchをコントロールで加える間に挟んだ。5分の洗浄時間を各応
答間に与えた。データはコントロール電流のパーセンテージとして表され、そし
て曲線はGraph Padの非線形曲線当てはめルーチンを用いて調整されて
いる。この調整は100及び0の上界及び下界に拘束される。相関係数は、α9
及びα9/α10に対してそれぞれR2=0.9973及び0.9931である
───────────────────────────────────────────────────── 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) C12N 5/10 C12Q 1/68 A 4H045 C12Q 1/02 G01N 33/15 Z 1/68 33/50 Z G01N 33/15 33/566 33/50 A61K 45/00 33/566 A61P 1/00 // A61K 45/00 11/00 A61P 1/00 11/06 11/00 11/16 11/06 17/06 11/16 19/02 17/06 21/04 19/02 25/04 21/04 25/08 25/04 25/16 25/08 25/18 25/16 25/28 25/18 25/34 25/28 29/00 101 25/34 31/04 29/00 101 43/00 111 31/04 C12N 15/00 ZNAA 43/00 111 5/00 A (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,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW (72)発明者 グランサム,クリストフアー・ジエイムズ ベルギー・ビー−2340ビールセ・トウルン ホウトセベーク30・ジヤンセン・フアーマ シユーチカ・ナームローゼ・フエンノート シヤツプ (72)発明者 グルート−コルメリンク,パウルス・ヨハ ネス イギリス・ロンドン・エスダブリユー17 8イーデイ・トウーテイングベク・バリン ガースクエア57 Fターム(参考) 2G045 AA40 DA36 FB03 4B024 AA01 AA11 BA63 CA04 DA02 EA04 GA11 HA01 HA14 4B063 QA01 QQ08 QQ42 QR32 QR55 QR62 QS25 QS34 4B065 AA90X AA99Y AB01 BA02 CA24 CA44 CA46 4C084 AA02 AA03 AA07 AA17 BA44 MA13 MA17 MA22 MA23 MA31 MA35 MA36 MA37 MA41 MA43 MA52 MA56 MA57 MA59 MA60 MA65 MA66 NA14 ZA062 ZA082 ZA122 ZA162 ZA182 ZA222 ZA592 ZA602 ZA662 ZA892 ZA942 ZA962 ZB152 ZB352 ZC392 ZC412 4H045 AA10 AA30 BA10 CA40 DA50 EA22 EA28 FA74

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配列番号:2もしくは配列番号:4のポリペプチドをコード
    する単離された核酸配列。
  2. 【請求項2】 配列番号:1もしくは配列番号:3を含んでなる単離された
    核酸配列。
  3. 【請求項3】 配列番号:1もしくは配列番号:3を含んでなるDNA。
  4. 【請求項4】 配列番号:2もしくは配列番号:4の配列を有する単離され
    たポリペプチド。
  5. 【請求項5】 配列番号:2のポリペプチドもしくは配列番号:4のポリペ
    プチドに少なくとも90%の配列同一性を有する単離されたポリペプチド。
  6. 【請求項6】 請求項4のポリペプチドの少なくとも200アミノ酸のフラ
    グメントを含んでなる単離されたポリペプチド。
  7. 【請求項7】 請求項5のポリペプチドの少なくとも200アミノ酸のフラ
    グメントを含んでなる単離されたポリペプチド。
  8. 【請求項8】 請求項4、5、6もしくは7において定義したとおりのポリ
    ペプチドをコードする単離された核酸。
  9. 【請求項9】 プロモーターに操作可能に連結された請求項8において定義
    したとおりの核酸を含んでなる発現ベクター。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載のベクターを保有する宿主細胞。
  11. 【請求項11】 請求項4、5、6もしくは7に記載のポリペプチドをコー
    ドする核酸の15〜50ヌクレオチドのフラグメントから本質的になる核酸プラ
    イマー。
  12. 【請求項12】 請求項4、5、6もしくは7に記載の少なくとも一つのポ
    リペプチドを含んでなるニコチン性アセチルコリン受容体を用意すること; 該受容体を推定の結合化合物と接触させること;及び 該化合物が該受容体に結合することができるかどうかを決定すること、 を含んでなるニコチン性アセチルコリン受容体に結合することができる因子につ
    いてのアッセイ。
  13. 【請求項13】 請求項4、5、6もしくは7に記載の少なくとも一つのポ
    リペプチドを含んでなるニコチン性アセチルコリン受容体を用意すること; 該受容体を推定のモジュレーター化合物と接触させること;及び 該化合物が該受容体の活性をモジュレーションすることができるかどうかを決定
    すること、 を含んでなるニコチン性アセチルコリン受容体の活性をモジュレーションするこ
    とができる化合物についての請求項12に記載のアッセイ。
  14. 【請求項14】 受容体のイオンチャンネル活性の変化を決定する請求項1
    3に記載のアッセイ。
  15. 【請求項15】 アルファ9ポリペプチドを用意すること、 ここで、推定のモジュレーター化合物を、アルファ9ポリペプチドの存在下で該
    受容体と接触させ、そして該受容体の非存在下で該アルファ9ポリペプチドと接
    触させる、並びに 該アルファ9ポリペプチドの存在下で該受容体の活性をモジュレーションする化
    合物の能力を決定すること及び該能力を該受容体の非存在下で該アルファ9ポリ
    ペプチドの活性をモジュレーションする能力と比較すること、 をさらに含んでなる請求項13もしくは請求項14に記載のアッセイ。
  16. 【請求項16】 請求項4、5、6もしくは7に記載のポリペプチドが請求
    項9に記載のベクターから発現される細胞の膜に該受容体が位置する請求項12
    〜15のいずれか一つに記載のアッセイ。
  17. 【請求項17】 喘息、慢性閉塞性肺疾患、急性成人型呼吸窮迫症候群、敗
    血症、慢性関節リウマチ及び変形性関節症、炎症性腸疾患、クローン病及び乾癬
    、重症筋無力症、精神分裂病、癲癇、パーキンソン病、アルツハイマー病、トゥ
    ーレット症候群、慢性疼痛並びにニコチン嗜癖から選択される症状を処置するモ
    ジュレーター化合物の同定のための請求項12に記載のアッセイの使用。
  18. 【請求項18】 請求項12に記載のアッセイにより得られる新規な化合物
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