JP2003512038A - 肥満に関連した遺伝子および肥満に関連した遺伝子を使用するための方法 - Google Patents

肥満に関連した遺伝子および肥満に関連した遺伝子を使用するための方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は肥満に関連した遺伝子に関する。さらに、本発明は、肥満を診断および処置するために、ならびに肥満の処置に有用な化合物についてスクリーニングするために、肥満に関連したこれらの遺伝子の差次的な発現を使用する方法を提供する。本発明の方法は、OB1〜6からなる群から選択される1つ以上の核酸配列を発現可能な細胞を含む試験細胞集団を、被験体から提供する工程、試験細胞集団における核酸配列の1つ以上の発現を検出する工程を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の分野) 本発明は、一般的に、肥満に関連した遺伝子およびこのような遺伝子を使用す
る肥満を検出および調節するための方法に関する。
【0002】 (発明の背景) 肥満は、高度に可変性の原因および複雑性を有する複雑な表現型である。レプ
チン機能の喪失から生じる肥満が、別のアプローチに対して屈折しているが、1
つの治療学的アプローチの影響を受けやすい異なった質を有し得ることが可能で
ある。肥満は、米国において最も流行した代謝性障害であり、直接的および間接
的費用において、300,000の生命および700億ドルの推定費用で、35
%の成人の健康状態に影響を与えている。過体重または肥満であると考えられ得
る子供の数の増加に起因して、これは流行病として増加している。肥満は、過度
の体脂肪として定義され、そして、しばしば、健康の有意な機能障害を生じる。
ヒトの体重における脂肪細胞サイズまたは数が、1つ以上の数の物理的および生
理学的障害を生じ得るレベルまで増加する場合、肥満が生じる。通常のサイズの
ヒトは、300億と35億の間の脂肪細胞を有する。ヒトの体重が増える場合、
これらの脂肪細胞は、まずサイズが増加し、次いで、数が増加する。肥満は、遺
伝子的、代謝的、生化学的、生理学的および行動性因子によって影響される。こ
のように、永続するポジティブ臨床結果を達成するためにいくつかの領域につい
て伝えられなければならないのは、複合障害である[1〜3]。
【0003】 肥満の個体は、二型糖尿病(NIDDM)、高血圧、冠状心疾患、高コレステ
ロール血、変形性関節症、胆石、生殖器官の癌、および睡眠時無呼吸を含む病気
になりがちである。睡眠時無呼吸は、発作および心発作のより高い発生率と相関
する睡眠の間の無呼吸のエピソードを含み、臨床的な肥満なかで肥満関連の罹患
率および死亡率に貢献する2つの他の因子を含む[1、2]。
【0004】 非薬学的な処置から薬学的な処置までのいくつかの十分に確立された肥満処置
形態が公知である。非薬学的な処置としては、食物消費を減少するかまたはリポ
サクションのような脂肪を除去するための食事、運動、精神的処置、および外科
的処置が挙げられる。食欲抑制剤およびエネルギー消費または栄養分改変薬剤が
、薬理学的処置の主な焦点である。デキスフェニフルアミン(Redux)およ
びサブトラミン(Merdia)およびβ3−アドレナリン作用性アゴニストお
よびオリスタット(Xenical)は、このような薬理学的処置の例である[
4]。
【0005】 (発明の要旨) 1つの局面において、本発明は、被験体における肥満処置の効率を評価する方
法を含み、ここで、この方法は、1つ以上のOB1〜6核酸配列を発現可能な試
験細胞集団を提供する工程;1つ以上のこれらの核酸配列の発現を検出する工程
;肥満段階が公知である参照細胞集団における核酸配列の発現とこの発現を比較
する工程;および存在する場合、試験細胞集団と参照細胞集団との間の発現レベ
ルにおける差異を同定する工程を包含する。種々の実施形態において、被験体は
、哺乳動物であり得るかまたは好ましくはヒトであり得る。なお別の実施形態に
おいて、この方法は、OB:1〜6核酸配列の2つ、4つ、6つ、またはそれ以
上の比較を含む。他の実施形態において、インビトロで、哺乳動物被験体からエ
キソビボで、または哺乳動物被験体中のインビボで、試験細胞集団は、提供され
得る。
【0006】 別の局面において、本発明は、被験体における肥満を処置するための試験治療
剤を同定する方法を含み、1つ以上のOB1〜6核酸配列を発現可能な試験細胞
集団を提供するための工程;試験治療剤と試験細胞集団とを接触させる工程;こ
れらの核酸配列の1つ以上の発現を検出する工程;肥満段階が公知である参照細
胞集団における核酸配列の発現とこの発現とを比較する工程;ならびに存在する
場合、試験細胞集団と参照細胞集団との間の発現レベルにおける差異を同定する
工程を包含する。異なった実施形態において、この被験体は哺乳動物、またはよ
り好ましくは、ヒトであり得る。さらに、試験治療剤は、公知の抗肥満剤または
未知の抗肥満剤のいずれかであり得る。試験治療剤が公知の抗肥満薬剤である場
合、例えば、デキスフェニフルアミン、シブトラミン、β3−アドレナリン作用
性アゴニスト、およびオリスタット(olistat)であり得る。
【0007】 別の局面において、本発明は、レプチン誘導性核酸配列を同定する方法を包含
し、ここで、この方法は、肥満段階が公知である被験体から試験集団を提供する
工程;試験細胞集団によって発現される1つ以上の核酸配列の発現を測定する工
程;試験細胞集団における核酸配列の発現を、試験細胞集団として、逆の肥満段
階を有する参照細胞集団における発現と比較する工程;存在する場合、試験およ
び参照細胞集団において差次的に発現される核酸を決定する工程;レプチンを両
方の集団に添加する工程;レプチン処置後に核酸配列の発現を比較する工程;な
らびに存在する場合、2つの集団間の発現レベルでの差異を同定する工程を包含
する。
【0008】 さらなる局面において、本発明は、被験体における肥満に対する罹患性を同定
または決定する方法を包含する。この局面において、本発明は、1つ以上のOB
1〜6核酸配列を発現可能な試験細胞集団を提供する工程;これらの核酸配列の
1つ以上の発現を検出する工程;肥満段階が公知である参照細胞集団中の核酸配
列の発現とこの発現とを比較する工程;ならびに存在する場合、試験細胞集団と
参照細胞集団との間の発現レベルにおける差異を同定する工程を包含する。被験
体は、哺乳動物であり得、またはより好ましくは、ヒトであり得る。
【0009】 代替的な局面において、本発明は、1つ以上のOB:1〜6核酸配列の発現ま
たは活性を調節する薬剤を、肥満に罹患するかまたは肥満を発症する危険性があ
る患者に投与することによって肥満を処置する方法を包含する。この薬剤は、O
B;1、2、および4〜6の1つ以上の発現を減少させる薬剤であり得る。ある
いは、この薬剤は、OB:3の発現を増加させる薬剤であり得る。さらに、この
薬剤は、OB核酸配列、ペプチド、ペプチド模倣物、低分子、または別の薬物に
よってコードされるポリペプチドに対する抗体であり得る。
【0010】 本発明はまた、OB:1〜6核酸配列の2つ以上を検出するための1つ以上の
試薬を含むキットを含む。さらに、本発明は、2つ以上のOB:1〜6核酸を検
出可能なプローブ核酸のアレイを含む。
【0011】 配列番号1に少なくとも75%同一である単離された核酸分子、または、核酸
配列の相補体、ならびにベクターおよびこの核酸配列を含む宿主細胞がまた、本
発明に含まれる。
【0012】 別の局面において、本発明は配列番号1の核酸配列にコードされるポリペプチ
ドに少なくとも80%同一である単離されたポリペプチド、またはそのフラグメ
ント、誘導体、アナログ、もしくはホモログを含む。さらに、本発明はまた、こ
のポリペプチド、フラグメント、誘導体、アナログ、および/またはホモログに
対する抗体を含む。
【0013】 なおさらなる局面において、本発明は、単離された核酸または単離されたポリ
ペプチドのいずれかを含む薬学的組成物を含む。別の局面は、核酸およびポリペ
プチドの存在を検出する方法を含む。
【0014】 さらに、本発明のポリペプチドおよび核酸を使用して、被験体における肥満を
処置し得る。肥満を処置するために使用される場合、ポリペプチドおよび核酸の
発現状態が調節される(すなわち、レプチンによって、上流制御されるかまたは
下流制御される)。肥満の処置は、哺乳動物、好ましくはヒトにおいて存在し得
る。
【0015】 他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての技術および科学用語は
、本発明が所属する当業者によって一般的に理解されるような同一の意味を有す
る。本明細書中に記載される方法および材料と類似しているかまたは等価である
方法および材料は、本発明の実施または試験において使用され得るが、適切な方
法および材料を以下に記載する。本明細書中で述べられた全ての刊行物、特許出
願、特許、および他の参考文献は、それら全体が参考文献として援用され得る。
コンフリクトの場合には、本発明の明細書(定義を含む)が制御する。さらに、
物質、方法、および実施例は、例示の目的のみであって、制限されることは意図
しない。
【0016】 本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から
明らかである。
【0017】 (発明の詳細な説明) 遺伝的性質が肥満の性質および程度を決定する際に影響力があるという、強力
な証拠を提供してきた。動物において真実であることが、ヒトについて真実でな
いかもしれないが、肥満度指数(BMI、重量および身長に相関する肥満の測定
)における40〜80%の変化は、遺伝的因子に起因する[2、5]。ヒト肥満
は、一般的にメンデルの遺伝パターンに従わないが[6]、それに従ういくつか
のげっ歯類モデルが存在する[6、7]。ヒト肥満は、複雑な形質であるので、
げっ歯類における単一変異が、大多数の肥満ヒトにおける原因を例示し得ないと
いうことは驚くべきことではないが、げっ歯類において見出される肥満と類似し
て遺伝的破壊を有するヒトの例が存在する[8、9]。さらに、複雑な表現型に
ついての動物モデル(高血圧および発作など)は、また肥満である。従って、こ
れらの動物は、ヒト肥満の複雑性を理解するためのより有力なモデルであり得る
[10〜12]。
【0018】 肥満のいくつかのげっ歯モデルは、単一の遺伝子破壊の遺伝を生じる。マウス
において十分に特徴付けられているが、あるにしても、ヒトにおいてかろうじて
観察される、一遺伝子の肥満症候群は以下を含む:肥満(ob)および満腹因子
レプチンの翻訳の異常な終了。レプチンレセプターの変異は、肥満糖尿病マウス
(db)を生じ、そして、Agouti(Ay)は、肥満である被覆カラー変異
体である。皮膚において正常にのみ発現されるが、変異動物において、この遺伝
子は、遍在的に発現され、そして、メラニン細胞刺激ホルモン(MSH)の結合
と拮抗し得る。MSHは、副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)に由来し、プロホ
ルモンプロオピオメラノコルチン(POMC)のタンパク質分解性のプロセシン
グより生じる主要なホルモンである。脂肪表現型は、視床下部のプロホルモン変
換酵素カルボキシペプチダーゼEにおける変異の結果である。この最も十分に特
徴付けされていない肥満マウス変異体が、tubである。tubは、神経ペプチ
ドY(NPY、食欲刺激ホルモン)およびPOMCのような視床下部の神経ペプ
チドホルモンのプロセシングに影響し得る細胞質タンパク質をコードする[6、
7、13、14]。
【0019】 最近、肥満についてのいくつかのマウスモデル、特にA∧yのモデルについて
類似した表現型を有するPOMCノックアウト変異体が報告された。このPOM
Cノックアウトは、それらの副腎腺のあきらかな形態学的な非存在に起因する、
初期での肥満の開始を有し、そして、黄色の毛、ならびに、副腎不全を有する。
これらの動物において検出可能なコルチコステロンは存在せず、そして、コルチ
コステロンは、食料摂取量を増加するので、これらのノックアウトマウスが肥満
であることは驚くべきことである。これらのマウスにおける肥満表現型は、α−
MSH(POMXに由来するペプチドホルモン)で処理され得る[15]。
【0020】 この肥満(ob)マウスモデルは、一遺伝子であるが、肥満の原因であるかま
たは肥満の結果のいずれかである代謝性障害に罹患するヒトにおいて観察され得
る表現型に類似した複雑な表現型を示す。obマウス(ob/ob)は、レプチ
ンを使用する処置に対して応答性である、大いに肥満の表現型を有するレクチン
が欠失した動物である。ob/obマウスの効率が良いやせ(ob/+または+
/+)同胞は、レプチン処置に対して、応答性ではない。このマウスモデルにお
いて観察される肥満はまた、ヒトにおいて観察され得る肥満に生理学的な結果を
明らかにする。レプチン欠失に起因する肥満は、ヒトにおいて非常にまれであり
、そして、obマウスについて記録された罹患性に類似していることが観察され
ている。obマウスにおけるこのレプチン欠失は、極端な初期開始肥満を生じる
。肥満のこのモデルは、内分泌、シグナル伝達、および肥満に関与する代謝経路
を研究するための手法を提供し得る。レプチンによって調節されるシグナル伝達
分子の同定は、レプチン発現、ことによると、肥満および肥満誘導性障害を処置
するための治療学的処置のための新規の手段を同定することを調節するための手
がかりを付与し得る。
【0021】 他の動物モデル(fa/fa(脂肪性の)ラットを含む)は、ob/obおよ
びdb/dbマウスの両方に対して多数の類似性を有する。しかし、1つの差異
は、fa/faラットは、寒さに対して非常に感受性であるが、震えない熱産生
のそれらの能力は正常である。熱産生および代謝が、内分泌学的に密接に連結さ
れていることが十分に証明されている。鈍磨(冬眠および嗜眠に類似した状態)
は、マウス変異体におけるよりもfa/faラットにおける肥満の維持において
大きな役割を果たすようである。さらに、いくつかの砂漠げっ歯類(例えば、ト
ゲネズミ)は、それらの天然の生息地において肥満とはならないが、標準的な実
験室給餌で食料を与えられる場合、肥満となる[16]。
【0022】 肥満マウス、ob/ob、およびそのヘテロ接合体(ob/+)、非肥満、同
胞の下垂体における遺伝子発現に関するレプチン処置の効果を研究した。満腹因
子レプチンは、血清におけるレベルが一般的に脂肪組織の量に比例する、分泌さ
れたホルモンである。しかし、このことは、このタンパク質の排他的な供給源で
はない。なぜなら、それはまた、特定の生理学的条件下で、筋肉および胃によっ
て分泌され得る。レプチンは、給餌後の血中に存在するグルコサミンのレベルの
上昇に応答して、筋肉および脂肪によって分泌される[17]。胃は、ホルモン
コレシストキニンに対して応答性のレプチンを分泌し、これは、腸管におけるタ
ンパク質および脂肪の存在に膵臓に応答して分泌される[18、19]。
【0023】 ホルモンレプチンの非存在は、食欲、食料摂取量および肥満の劇的な増加をも
たらす。レプチンは、そのレセプターに結合し、そのレセプターは、視床下部お
よび脳の他の領域において見出されない。この結合は、食料摂取量、エネルギー
消費、グルコース代謝、および脂肪代謝の調節を生じる。レプチンはまた、動物
の免疫競合に影響を与えることが公知であって、そして、ob/obマウスは、
比較的繁殖が困難であり、免疫系[20]および生殖行動[21]の両方に対す
る影響を示唆する。レプチンはまた、血管形成活性を有することが観察され、脳
におけるこれら以外の他の細胞型が、レプチンレセプターのシグナル伝達を介し
て間接的にレプチンに応答し得、このレセプターは、JAK/STATシグナル
経路を利用するレセプターのサイトカインファミリーのメンバーである[22、
23]。
【0024】 体組成物を維持することに関与している末梢器官の機能に対してレプチンが与
える影響のいくらかは、レプチンと標的組織上のそのレセプターとの直接相互作
用を介して媒介され、そして、いくつかの効果が、第2のホルモンおよび神経経
路を介して間接的に媒介される。レプチンの急性心室投与は、視床下部の関連領
域内で、STATシグナル経路を活性化し、食欲不振を起こすホルモンの発現を
誘導し、そして、食料摂取量を抑制する(レプチンの中心的な効果に関する総説
については、Elmquistら、Nature Neuroscience
1(6):445−50(1998)およびKalraら、Endocrine
Reviews 20(1):68−100(1999)を参照のこと)。中
心的な効果を指向することに加えて、レプチンは、食料摂取量における減少に独
立しているように見える末梢効果を有する。この第1の徴候の1つは、肥満のげ
っ歯類の体重の喪失が、レプチンを処理した群に与えられたマウスのつがいにみ
られる喪失を過度に超えるものであったという観察に由来する。Levinら、
Proc.Natl.Acad Sci USA 93(4):1726−30
(1996)を参照のこと。レプチンの末梢性効果は、視床下部変化および標的
組織に対する直接作用を介して媒介される両方の間接効果を含むようである。広
範に理解されるレプチンの代謝性効果に加えて、このホルモンはまた、稔性、血
管形成、および免疫応答に影響を与えるようである。レプチンの末梢効果に関す
る最近の総説については、参考文献を参照のこと。Cawthoreneら、P
roceedings of The Nutrition Society
57(3):449−53(1998)およびHouseknechtら、J.
Animal Sci.76(5):1405−20(1998)を参照のこと
【0025】 さらに、代謝産物の調節において、下垂体の役割について多数の証拠(視床下
部および副腎腺(視床下部−下垂体−副腎軸、HPA)のような他の内分泌性器
官と組み合わせて)が存在する。下垂体機能不全は、1つ以上の下垂体ホルモン
の減少したかまたは消失した分泌によって明らかとなる。この結果は、広範にわ
たり、そして、下垂体機能不全の性質に依存する。減少したかまたは消失したA
CTH(プロオピロメラノコルチン(POMC)由来のペプチドホルモン)の分
泌が存在する場合では、患者は、体重の喪失および節食障害を含む症状を示す。
下垂体ホルモンの分泌過多(例えば、クッシング病におけるACTH分泌下垂体
腺)で観察されるように、多数の他の欠失と同様に、肥満、高血圧および糖尿病
の徴候を含む[24]。
【0026】 最近まで、肥満を生じるプロセスにおいて原因となるヒトにおける遺伝子は見
出されていなかった。同定されてきたのは、肥満についてのいくつかの動物モデ
ルにおける遺伝子に類似している遺伝子であり、そして、ヒト集団において観察
される肥満に対する有意な貢献を示さない。しかし、体重および体組成物に影響
する障害(肥満を含む)の重症度および罹患率を考えると、このような体重障害
−原因遺伝子の全身的同定についての大きな必要性が存在する。この必要性を伝
えることが特に困難である。なぜなら、ヒトにおける肥満は、複雑、多因子性、
慢性疾患であり、生理学的、代謝的、細胞性、分子性、社会性、および行動的影
響によって影響される表現型に発展し得るためである[2]。
【0027】 体内組成物の調製を担ういくつかの遺伝子およびレプチンの末梢効果は公知で
ある。新規遺伝子のプロファイリング技術を使用して、肥満および外因性レプチ
ンを用いた処置の両方に応答した下垂体、視床下部、脂肪、筋肉および肝臓で生
じる遺伝子発現変化が特徴付けられた。次いで、これらの差異が、その発現が肥
満およびレプチン処理による少なくとも部分的な標準化によって変更される遺伝
子の同定を可能にするために、重ねられた。このプロセスを用いて、下垂体で発
現される6個の肥満およびレプチン応答配列が同定された。この配列は、分泌分
子(分泌ホルモンのプロセシングに関与する)であるか、またはおそらくタンパ
ク質分泌に関与するかのいずれかであるポリペプチドをコードする。この結果は
また、ACTHが、レプチンを含む調節ループに関与され得ることを示す。
【0028】 遺伝子発現変化は、さる10年間に、生理学的プロセスに関与し得る遺伝子を
同定するために広範に使用されてきた。これらには、デファレンシャルディスプ
レイ(Liangら、Science 257(5072):967−71(1
992)を参照のこと)、RDA(代表差異分析(representatio
nal difference analysis))(Lisitsynら、
Science 259(5097):946−51(1993)を参照のこと
)、SAGE(遺伝子発現の連続分析)(Velculescuら、Scien
ce 270(5235):4484−87(1995)を参照のこと)、およ
びより近年のアレイベースの技術(Schenaら、Science 270(
5235):467−70(1995)を参照のこと)が挙げられる。これらの
手段の近年の総説に関しては、(Carulliら、J.Cell.Bioch
em.−−補遺30−31:286−96(1998))を参照のこと。これら
の技術の全ては、有用であることが証明されているが、サンプル間の小さな差異
を再現可能に検出する能力、サンプルにされ得る異なるmRNA種の数、および
複数を独立で比較する能力に関して制限を有する。
【0029】 細胞株間でその転写レベルが変動する遺伝子は、米国特許第5,871,69
7号およびShimketsら、Nature Biotechnology
17:798−803(1999)に記載されるように、GENECALLIN
TMデファレンシャル発現分析を用いて同定された。これらの特許および刊行
物の内容は、本明細書中にその全体が参考として援用される。
【0030】 Shimketsら、Nature Biotechnology 17:1
98−803に記載されるような、未標識オリゴヌクレオチドヌクレオチド競合
アッセイが使用されて、差次的に発現された配列の同一性が確認された。
【0031】 本発明は、obマウス対そのやせの同胞におけるレプチン処理で、反対の方向
に調節される遺伝子の同定に基づく。例えば、遺伝子がやせの個体に比べて、肥
満個体においてアップレギュレートされた場合、この遺伝子は、目的の遺伝子で
ある(ただし、レプチン処理は、この遺伝子のダウンレギュレーションを引き起
した)。しかし、なお目的のものであるこの遺伝子に関して、レプチンを用いた
処理後のやせのマウスでは、やはり調節はない。
【0032】 差次的に発現される遺伝子を同定するために、以下の比較がなされた: A)肥満/レプチン 対 肥満/ビヒクル B)やせ/レプチン 対 やせ/ビヒクル C)肥満/ビヒクル 対 やせ/ビヒクル 使用されたビヒクルは、リン酸緩衝化生理食塩水(「PBS」)であった。
【0033】 目的の発現パターンは、以下であった: A:B:Cが、アップレギュレート:変化なし:ダウンレギュレートのパ
ターンに調節された A:B:Cが、ダウンレギュレート:変化なし:アップレギュレートのパ
ターンに調節された。
【0034】 このディファレンシャル発現分析の結果は、表1に示される。同定されたバン
ドのうち、その発現レベルが異なった6個の核酸配列を、さらなる特徴付けのた
めに選択した。これらの配列は、本明細書中にOB:1〜6と称される。分析さ
れたOB配列の要約は、表2に示される。
【0035】 1つの配列(OB6)は、新規遺伝子を表す。同定された他の配列は、以前に
記載されている。
【0036】 提供されたOB配列に関して、その発現は、本明細書中に記載される方法にお
いて、関連する核酸配列のいずれかを用いて測定された。以前記載された配列(
OB:1〜5)に関して、データベース登録番号が提供される。この情報は、当
業者がOB核酸配列の発現を検出および測定するのに必要である情報を推定する
ことを可能にする。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】 以下は、レプチン処置に応答してその発現が差次的に発現される核酸配列の更
なる論議である。
【0039】 (OB1) OB1は、肥満マウスでレプチン処置後ダウンレギュレートされた。Kex2
/PC2は、レプチンに応答して調節されることが見出され、結果は、TaqM
an分析により確認された。酵母Saccharomyces cerevis
iea中のKex2は、対になった塩基性アミノ酸の後を切断する特異性を有す
るズブチリシン様プロタンパク質コンバターゼ(SPC)ファミリーの膜貫通C
a2+依存性セリンプロテアーゼである。定常状態で、Kex2は、後期ゴルジ
区画中に優先的に局在化し、そして遠位の分泌経路を通過するプロタンパク質前
駆体のタンパク質分解による成熟を開始する。しかし、Kex2局在化は、静的
ではなく、そしてその道程は、その生涯の間に、見かけ上、後期ゴルジからの運
搬およびゴルジ後エンドソーム区画からの周期的バックを含む[28]。これが
、Kex2/PC2の哺乳動物相同体についても真実である場合、そのときは、
これは、この分子が小分子治療の標的であるのみならず、抗体治療法の標的でも
あることを示唆する。抗体は、細胞内区画に到達し得、そしてPOMCプロセッ
シングの部位においてこのプロテアーゼを中和し得る。
【0040】 従って、POMCのその派生するペプチドホルモンへのプロセッシングの原因
であるKex2/PC2プロテアーゼ、特にACTHは、最も少なく見ても、適
格な薬物標的である。この遺伝子は、小分子治療法が同定され得るクラスに入る
。POMCノックアウトマウス中で観察されるのとは反対の様式で、その基質と
ともに肥満症に応答して調節されることが新たに発見された。
【0041】 多くのペプチドホルモンおよび神経ペプチドは、より大きな不活性前駆体から
、通常、対になった塩基性残基(主にLys−ArgおよびArg−Arg)に
より、場合によっては、1つの塩基性残基(主にArg)によりマークされる部
位におけるエンドタンパク質分解により産生される。1つのアルギニン部位およ
び二塩基性部位における前駆体切断は、Kex2様プロセッシングエンドプロテ
アーゼにより触媒され得る。Nakayamaら、J.Biol.Chem.2
67(23):16335−40(1992)。2つの哺乳動物遺伝子産物PC
2およびPC3が、酵母前駆体プロセッシングエンドプロテアーゼKex2の触
媒ドメインに対するそれらの触媒ドメインの構造的類似性を基に、候補の神経内
分泌前駆体プロセッシング酵素として提案されている。これら2つのプロテアー
ゼは、哺乳動物細胞の分泌経路中のプロオピオメラノコルチン(POMC)を切
断し得る。Thomasら、Proc.Natl.Acad.Sci USA
88(12):5297−301(1991)。Nakayamaら、J.Bi
ol.Chem.267(23):16335−40(1992)、Thoma
sら、Proc.Natl.Acad.Sci USA 88(12):529
7−301(1991)を参照のこと。
【0042】 (OB2) OB2は、肥満マウスでレプチン処置後ダウンレギュレートされた。POMC
は、Kex2/PC2によってタンパク質分解的にプロセッシングされ、とりわ
けペプチドホルモンACTHを生成する。POMCおよびKex2/PC2の両
方は、レプチンに応答して同時調節され、結果は、TaqMan分析により確認
された。POMCは切断されて、アドレノコルチコトロピン(ACTH)および
βリポトロピン(LPH)を生じ得る。ヒトβLPHは切断されて、βエンドル
フィン(1−31)およびβエンドルフィン(1−29)、βエンドルフィン(
1−28)、γLPH、およびβメラノサイト刺激ホルモンを生じ得る。ウシN
−POMC1−77は切断されて、γ3メラノサイト刺激ホルモンを生じ得る。
Azaryanら、J.Biol.Chem.268(16):11968−7
5(1993)。POMCノックアウトは、黄色の毛色を含む、Agouti^
y様表現型をもつ肥満マウスを生じる。さらに、これらのマウスは、副腎をもた
ず、そしてコルチコステロンを産生しない。副腎がないことを除いて、この表現
型は、POMCプロセッシングの産物であるMSHの投与で逆にできる。Aza
ryanら、J.Biol.Chem.268(16):11968−75(1
993)、Yaswenら、Nat.Med.5(9):1066−70(19
99)を参照のこと。
【0043】 雄および雌両方のob/obマウスの、レプチンを用いた処置は、視床下部P
OMC mRNAを約3倍に刺激した。これらの結果は、POMC切断の別の産
物であるαMSHに対する生産、プロセッシング、または応答性が損なわれてい
ないことが肥満症の共通特徴であることを示唆した。これはまた、レプチンによ
り刺激された視床下部POMCニューロンが、レプチンとメラノコルチン系との
間のリンクを構成し得ることを示唆した。Mizunoら、Diabetes
47(2):294−97(1998)。
【0044】 POMCプロホルモンコンバターゼは、小分子薬物標的として重要であり得る
。POMCおよびKex2/PC2が同時調節される様式は、レプチンに対する
これら2つの分子のダウンレギュレーションが、肥満表現型の一部または全体の
損失を生じることを示唆する。
【0045】 (OB3) OB3(プロラクチン)の発現レベルは、レプチン処置に応答してアップレギ
ュレートされることが見出された。この結果はTaqMan分析により確認され
た。プロラクチン(PRL)は、脳下垂体前葉により分泌される198アミノ酸
のペプチドホルモンである。このUTRの52アミノ酸フラグメントはレプチン
の添加により調整されると同定された。完全長のクローニングは、このフラグメ
ントがPRLと結合していることを決定した。PRLは、妊娠の間に存在するが
、その影響は、他のホルモンの作用により鈍くなる。PRLは、出産後のエスト
ロゲンおよびプロゲステロンの減少に応答して授乳を刺激する。ヒトにおける高
プロラクチン血症は、性機能亢進に至る。女性では、高プロラクチン血症は、排
卵に影響し、そして最終的には赴任を生じる。同様に、男性における高プロラク
チン血症は、低下した精子形成能の結果として、低下したテストステロンレベル
によりもたらされる生殖不能に至る。Aron、D.、J.Findlingお
よびJ.Tyrell、視床下部&脳下垂体、Basic&Clinical
Endocrinolgy、F.GreenspanおよびG.Strewle
r、編者、1997、Appleton&Lange:Stamford、CT
.108−9頁。
【0046】 血清レプチンレベルは、授乳女性の1つの研究では、プロラクチンとは負に相
関した。UI:97176720。マウスを用いた別の研究では、プロラクチン
分泌が、用量関連様式で大いに増加したことが見出されたが、10−7〜10 のレプチン濃度でのみであった。Yuら、Proc.Natl Acad.S
ci.USA 94(3):1023−28(1997)。
【0047】 プロラクチンは生殖に重要である。最近の刊行物は「プロラクチンおよび生殖
およびレプチン」にある(http://www.ncbi.nlm.nih.
gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&d
b=PubMed&list_uids=11014193&Abstract
.を参照のこと)。obマウスは、一般に、非常に繁殖性ではない。従って、プ
ロラクチンに対するレプチンの影響は、レプチン処理obマウスで観察された繁
殖力の回復の部分的原因であり得る(http://www.ncbi.nlm
.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retri
eve&db=PubMed&list_uids=904826&dopt=
Abstract;およびhttp://www.ncbi.nlm.nih.
gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&d
b=PubMed&list_uids=10754484&dopt=Abs
tractsを参照のこと)。従って、プロラクチンは、生殖の領域および代謝
疾患適用において有用性を有し得る。
【0048】 (OB4) OB4は、レプチン処置に応答してダウンレギュレートされた。αグロビンは
、ヘモグロビン中の2つのタイプのポリペプチドの1つである。αグロビンおよ
びβグロビンの両方は、グルココルチコイドにより負に調節される。α鎖は、初
期胎児ヘモグロビンガウアー(gower)2(ε鎖をもつ)、胎児ヘモグロビ
ンF(γ鎖をもつ)、および成体ヘモグロビンA(β鎖をもつ)。
【0049】 (OB5) OB5は、レプチン処置に応答してダウンレギュレートされた。Mm_HSG
P25LG2G_1は、gp25L2(GenBank受託番号第X90872
号)ついてのX90872 H.sapiens mRNAに対し75%同一で
ある、1600塩基対以上のコンティグ(contig)である。このコンティ
グは、gp25L2に78%同一および85%類似である227アミノ酸のオー
プンリーディングフレーム(「OFR」)を有する。ORFはSSを有し、そし
てまたcisゴルジ保持シグナルを有し得る。しかし、その細胞表面上の発現の
証拠もある。さらに、この分子が、小胞体に常在し、おそらくトランスロコン(
translocon)の成分であることのいくつかの証拠がある。Holth
iusら、J.Cell Sci.108(Pt.10):3295−305(
1995)、Keuhnら、Nature 391(6663):187−90
(1998)。Dominguezら、J.Cell Biol.140(4)
:751−65(1998)。また(http://www.ncbi.nlm
.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retri
eve&db=PubMed&list_udis=7492314&dopt
=Abstract)を参照のこと。
【0050】 (OB6) OB6発現は、レプチン処置の後肥満マウスでダウンレギュレートされた。O
B6として同定されたこの非コード化発現mRNAは、別の遺伝子の発現のレギ
ュレーターとしてのその潜在的な役割に起因して追跡された。1つのORFは、
CXCケモカインと弱い保存を含む。非翻訳、ポリアデニル化RNAは、発現に
おいて調節的役割を演じ得る。これの例は、H19/IGFII相互作用であり
、ここでH19は、IGFIIの発現(母性インプリンティング)を調節する。
H19およびIGFIIは、ゲノムDNA中で1kbは離れていない。OB6は
、SeqExtendにより伸長し得ず、そしてBLASTXでヒットはなかっ
た。さらに、有意なBLASTN結果はなく、そしてこの遺伝子のGNE FL
Cは、有意なORFを与えなかった。
【0051】 OB6はマップされ(図1)、それが、代謝において役割を演じ得る遺伝子に
緊密に近接しているか否かを決定した。OB6は、メラノコルチンレセプターの
クラスターの近傍[26]およびガストリン放出ペプチド/ボムベシンに最も近
接して(100kb程度)位置していることが見出された。GRP/ボムベシン
は、細胞増殖に関与している[27]。GRP/ボムベシンがOB6によって調
節されていのであれば、OB6が脂肪細胞の増殖と関係するなにかを有する可能
性がある。
【0052】 脳下垂体で調整されることが見出される小数の遺伝子が与えられれば、OB6
が、別の遺伝子の発現を、おそらくは転写のレベルでよりもむしろ翻訳のレベル
で調節している場合、どの遺伝子が、OB6によって影響されるその発現を有し
ているかの決定は、その発現が代謝状態の脳下垂体媒介調節において役割を演じ
得る目的遺伝子の同定を導き得る。
【0053】 OB6の核酸配列を以下に示す:
【0054】
【化1】 (配列番号1) レプチンは、視床下部遺伝子発現を改変することが知られ、そして脳下垂体内
の遺伝子発現は、視床下部により合成されるタンパク質により強く影響され、そ
して視床下部−脳下垂体門脈循環を経由して脳下垂体に送達される。従って、レ
プチンのPOMCの脳下垂体発現に対する影響は、間接的であり得る。これを目
指して、脳下垂体細胞の一次培養を確立し、そしてレプチンで処理した。RNA
を、レプチンの添加後24時間のこれらの培養から作製し、そしてPOMC発現
を、リアルタイム定量的PCRによりモニターした。24時間までの間のレプチ
ンを用いた脳下垂体マウス脳下垂体細胞の処置は、プロラクチンまたはPOMC
のいずれのmRNAレベルを変えなかった。試験した2つの遺伝子について、レ
プチンが、脳下垂体遺伝子発現を直接かつ実際に変えたことの証拠はなかった。
関係する細胞の正体は未知であるが、レプチンレセプターをコードするmRNA
は脳下垂体細胞上に存在する。レプチンが、同定された遺伝子の発現を直接改変
する可能性があるが、これらの変化は、用いた培養およびレプチン曝露下では検
出されなかった。レプチンが視床下部遺伝子発現を改変することが示され、そし
て視床下部由来のペプチドが脳下垂体遺伝子発現を改変することが示されている
ので、この研究で見られるこれらの差異はまた、視床下部変化にとっては二次的
である可能性がある。
【0055】 POMC/PC2発現がレプチンの発現を調整、それ故内分泌ループを規定す
るか否かを試験するため、脂肪細胞を、PC2によるプロセッシングの後のPO
MC由来のペプチドであるACTHで処置した。脂肪細胞によるレプチン発現は
、ACTHに応答してメッセージおよびタンパク質レベルの両方で減少した。(
図2を参照のこと)。しかし、この影響は、その他のPOMC由来ペプチドにつ
いては観察されず、そしてこの結果は、インビボのACTHとレプチンとの間で
見出された負の相関と一致する。このデータは、レプチンおよびACTHを含む
調節ループの概念を支持する。詳細には、ACTHの増加は、レプチンの減少に
至り、そして次に、レプチンの減少は、ACTHの増加した発現を可能にする。
プロラクチンによるこの調節ループへの可能な寄与が考慮されたが、このペプチ
ドホルモンは、グルコース摂取,グリセロール放出、またはレプチン分泌によっ
てアッセイしたとき、脂肪細胞の代謝状態に対する影響を有さなかったことが見
出された。肥満症/レプチン/プロラクチンの1つの影響は、生殖の領域中に存
在し得る。インビボで観察されたすべての影響は、雌性動物に限られていた。
【0056】 特定組織内で発現される遺伝子の2%までは、肥満症に応答して改変される。
しかし、これら遺伝子のほんのほぼ10%が、レプチンを用いた処置の1週間後
、正常に向かってもとに戻る。4つの脳下垂体発現遺伝子(PC2、POMC、
プロラクチン、およびHSGP25L2G_1)は、肥満症により改変され、お
よび少なくとも部分的にレプチンにより正常化されることの両方が示された。さ
らに、1つの新規遺伝子(OB6)もまた、肥満症により改変され、そして少な
くとも部分的にレプチンにより正常化された。
【0057】 目的のその他の発現パターンは、ob/obマウスとレプチン処置で矯正され
ない痩身マウスとの間の差異を代表するような発現パターンを含む。このような
バンドは、レプチン欠陥の二次的な結果として調整される遺伝子に属し得る可能
性がある。これらは、レプチンに応答性ではないけれども、それらは、肥満表現
型により課されるストレスに対する単なる応答ではない限り、これらは肥満表現
型の維持に重要であり得る。さらに、これらのバンドは、レプチン以外のその他
の化合物に応答して調整され得る。これが真実であれば、それらは、抗肥満症薬
物、小分子または抗体標的、および患者または予後/診断のスクリーニングのマ
ーカーの開発に新たな路となり得る。
【0058】 例えば、マウスにおけるPOMCノックアウトは、アグーチ様表現型をもつ太
ったマウスを生じる[15]。しかし、ob/obマウスでは真実ではない。な
ぜなら、これらマウスは、レプチン処理に応答してよりスリムになるからである
。レプチンに応答して、POMCは効果的にダウンレギュレートされ、これは最
終的にはスマートなマウスを生じる。このタイプの肥満症は、その他の種類の肥
満症とは根本的に相違し得る。従って、ob/obマウス対痩身マウスで調整さ
れる遺伝子の調査もまた有益であることが立証され得る。
【0059】 (OB配列を用いる一般的スクリーニングおよび診断方法) 本明細書に開示された方法のいくつかは、試験および参照細胞集団において1
つ以上のOB核酸の発現のレベルを比較することに関する。本明細書に開示され
る配列情報は、当該分野で公知の核酸検出方法と組合せ、種々のOB転写物の検
出および比較を可能にする。いくつかの実施形態では、これらのOB核酸および
ポリペプチドは、各OB核酸配列について開示された種々の配列(配列番号によ
って参照される)を含む核酸またはポリペプチドに相当する。
【0060】 その種々の局面および実施形態において、本発明は、1つ以上のOB1−6、
またはそのOB配列の任意の組合せを発現し得る少なくとも1つの細胞を含む試
験細胞集団を提供することを含む。「発現し得る」により、この遺伝子が細胞内
でインタクトな形態で存在し、そして発現され得ることを意味する。次いで、存
在するのであれば、1つ、いくつか、またはすべてのOB配列の発現が検出され
、そして好適には測定される。公知配列に対するデータベース実体により提供さ
れる配列情報、または新規に記載された配列の配列情報を用い、当業者に周知の
技法を用いて、OB配列の発現が検出され(発現される場合)そして測定され得
る。例えば、OB配列に相当する配列データベース実体内の配列、または本明細
書に開示の配列内の配列を用い、例えば、ノザンブロットハイブリダイゼーショ
ン分析、または特定核酸配列を特異的に、そして好適には定量的に増幅する方法
において、OB RNA配列を検出するためのプローブを構築し得る。別の例と
して、これら配列を用い、これらOB配列を、例えば、逆転写を基礎にしたポリ
メラーゼ連鎖反応のような僧服を基礎にした検出方法において特異的に増幅する
ためのプライマーを構築し得る。遺伝子発現における改変が、遺伝子増幅または
欠失に関連するとき、試験および参照集団における配列比較は、試験および参照
細胞集団中の調べられたDNA配列の相対量を比較することによりなされ得る。
【0061】 ポリペプチド産物が公知であるOB配列については、発現はまた、タンパク質
レベルで測定され得る。すなわち、本明細書に記載の遺伝子産物によりコードさ
れるポリペプチドのレベルを測定することによる。このような方法は当該分野で
周知であり、そして例えば、これら遺伝子によりコードされるタンパク質に対す
る抗体を基礎にする免疫アッセイを含む。
【0062】 次いで、試験細胞集団中の1つ以上のOB配列の発現レベルを、参照細胞集団
からの1つ以上の細胞中のこれら配列の発現レベルと比較する。細胞の試験集団
およびコントロール集団中の配列の発現は、核酸配列の発現を比較するための任
意の当該分野で認識された方法を用いて比較され得る。例えば、発現は、その両
方が本明細書に参考として援用される米国特許第5,871,697号およびS
himketsら、Nat.Biotechnol.17:798−803に記
載のようなGENECALLING(登録商標)法を用いて比較され得る。
【0063】 種々の実施形態において、OB1−6により表される1、2、3、4、5また
はすべての配列の発現が測定され得る。所望であれば、これら配列の発現は、そ
れらの発現が本明細書に記載のパラメータまたは条件の1つに従って改変される
ことが知られるその他の配列とともに測定され得る。
【0064】 参照細胞集団は、測定されたOB配列であって、そしてそれらに対して比較さ
れたパラメーター(例えば、肥満症ステージ)が既知である配列を発現し得る1
つ以上の細胞を含む。「肥満症ステージ」は、参照細胞が肥満被験体または痩身
被験体由来である否かが既知であることを意味する。例えば、正の肥満症ステー
ジをもつ被験体は肥満であり、その一方、負の肥満ステージをもつ被験体は痩身
である。
【0065】 参照細胞集団に対する試験細胞集団中の遺伝子発現プロフィールの比較が、測
定されたパラメーターの存在または程度を示すか否かは、参照細胞集団の組成に
依存する。例えば、参照細胞集団が、肥満被験体(すなわち、正の肥満症ステー
ジをもつ被験体)からの細胞を含む場合、試験細胞集団および参照細胞集団中の
同様の遺伝子発現レベルは、試験細胞集団が同じ正の肥満症ステージを有するこ
とを示す。同様に、異なる遺伝子発現レベルは、試験細胞集団が負の肥満症ステ
ージを有することを示す。
【0066】 種々の実施形態において、試験細胞集団中のOB配列は、その発現レベルが、
参照細胞集団中のOB転写物のレベルから2.0倍より少ないかまたはそれに等
しい係数内で変動する場合、発現レベルにおいて、参照細胞集団中のOB配列の
発現レベルに匹敵し得ると考えられる。種々の実施形態において、試験細胞集団
中のOB配列は、その発現レベルが、参照細胞集団中の対応するOB配列の発現
レベルから2.0倍以上この参照細胞集団から変動する場合、発現レベルにおい
て改変されたと考えられ得る。
【0067】 所望であれば、試験細胞集団と参照細胞集団との間で差次的に発現された配列
の比較は、その発現が測定されているパラメーターまたは条件と独立であるコン
トロール核酸に関してなされ得る。試験および参照核酸におけるこのコントロー
ル核酸の発現レベルは、比較された集団におけるシグナルレベルを規格化するた
めに用いられ得る。適切なコントロール核酸は、当業者によって容易に決定され
得る。
【0068】 いくつかの実施形態では、試験細胞集団は、複数の参照細胞集団と比較される
。この複数の参照集団の各々は、既知のパラメーターにおいて異なり得る。従っ
て、試験細胞集団は、正の肥満症ステージを有する第1の参照細胞集団、および
負の肥満症ステージを有する第2の参照集団と比較され得る。
【0069】 試験細胞集団は、任意の数の細胞(すなわち、1つ以上の細胞)であり得、そ
してインビトロ、インビボまたはエクスビボで提供され得る。
【0070】 その他の実施形態において、試験細胞集団は、2つ以上のサブ集団に分割され
得る。このサブ集団は、細胞の第1の集団を分割して、サブ集団を可能な限り同
一に作製することにより作製され得る。これは、例えば、インビトロまたはエク
スビボスクリーニング方法において適切である。いくつかの実施形態では、種々
のサブ集団は、コントロール薬剤、および/または試験薬剤、複数の試験薬剤、
または、例えば、1つまたは一緒にかまたは種々の組合せで投与される複数試験
薬剤ま変化する投与量に晒され得る。
【0071】 好適には、参照細胞集団中の細胞は、試験細胞と可能な限り同様の組織型由来
である。いくつかの実施形態では、コントロール細胞は、試験細胞と同じ被験体
由来、例えば、試験細胞の起源の領域に近接する領域由来である。その他の実施
形態では、参照細胞集団は、複数の細胞由来である。例えば、参照細胞集団は、
それについて本明細書に記載のパラメーターまたは条件の1つ(例えば、肥満症
ステージ、診断、または治療要求)が既知である先に試験された細胞からの発現
パターンのデータベースであり得る。
【0072】 好ましくは、被験体は哺乳動物である。この哺乳動物は、例えば、ヒト、非ヒ
ト霊長類、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウマまたはウシであり得る。
【0073】 (レプチン誘導核酸配列の同定) 本明細書中に記載されるOB配列のいくつかの発現は、レプチンでの処理によ
って誘導される。従って、1つの局面において、本発明は、レプチン誘導核酸配
列の同定の方法を提供する。「レプチン誘導」とは、特定の核酸配列の発現がレ
プチンでの処理に続いて調節されることを意味する。
【0074】 この方法は、肥満状態が既知である被験体由来の試験細胞集団を提供する工程
、およびこの試験細胞集団によって発現される1つ以上の核酸配列の発現を測定
する工程を包含する。次に、この試験細胞集団における核酸配列の発現を、逆の
肥満段階を有する被験体由来の少なくとも1つの細胞を含む参照細胞集団におけ
る、この核酸配列の発現と比較し、そしてこれら2つの集団においてどの配列(
存在する場合)が差示的に発現されるかを決定する。次いで、両方の集団をレプ
チンで処理する。このようなレプチン処理の後に、両方の集団における核酸配列
の発現を再度比較する。最後に、これら2つの集団間での発現レベルの差異を、
存在する場合には同定する。この様式で、レプチン誘導核酸配列が同定され得る
【0075】 (肥満に対する感受性を診断または決定する方法) 本発明は、さらに、肥満に対する感受性を診断または決定する方法を提供する
。肥満は、この障害を有すると疑われる被験体由来の細胞の試験集団からの、1
つ以上のOB核酸配列の発現を試験することによって診断される。
【0076】 1つ以上のOB核酸配列(例えば、OB:1〜6)の発現は、試験細胞集団に
おいて測定され、そして参照細胞集団におけるこの配列の発現と比較される。こ
の参照細胞集団は、肥満を罹患しない被験体由来の少なくとも1つの細胞を含む
。参照細胞集団が障害を有する細胞を含む場合には、試験集団と参照細胞集団と
におけるOB配列の発現の間の類似性は、その被験体が肥満であることを示す。
試験集団と参照細胞集団とにおけるOB配列の発現の間の差異は、その被験体が
肥満ではないことを示す。
【0077】 被験体は、好ましくは、哺乳動物である。哺乳動物は、例えば、ヒト、非ヒト
霊長類、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウマ、またはウシであり得る。
【0078】 (肥満を処置する方法) 本発明にはまた、被験体における肥満を処置する、すなわち、肥満を予防する
かまたは肥満の開始を遅延させる方法が含まれ、この方法は、この被験体に、O
Bからなる群より選択される1つ以上の核酸の発現または活性を調節する薬剤を
投与することによる。「調節(する)」とは、OB核酸の発現または活性の増加
または減少を含むことを意味する。好ましくは、調節は、被験体におけるOB遺
伝子または遺伝子産物の発現または活性の、肥満を罹患しない被験体と類似かま
たは同じレベルまでの変化を生じさせる。
【0079】 被験体は、例えば、ヒト、マウスもしくはラットのようなげっ歯類、あるいは
イヌまたはネコであり得る。
【0080】 1つの局面において、処置の方法は、OB:1、2および4〜6からなる群よ
り選択される1つ以上の核酸配列の発現を減少させる薬剤の投与を含む。あるい
は、この方法は、OB3核酸配列の発現を増加させる薬剤の投与を含み得る。
【0081】 適切な薬剤は、特定のOB核酸配列によってコードされるペプチドに対する抗
体、ペプチド、ペプチド模倣物、低分子、または他の薬剤を含み得る。
【0082】 本明細書中に記載されるOB核酸、ポリペプチド、抗体、アゴニスト、および
アンタゴニストは、治療的に使用される場合には、本明細書中において「治療剤
」と呼ばれる。治療剤を投与する方法としては、皮内、筋肉内、腹膜内、静脈内
、皮下、鼻腔内、硬膜外および経口の経路が挙げられるが、これらに限定されな
い。本発明の治療剤は、任意の好都合な経路によって(例えば、注入またはボー
ラス注射によって、上皮または粘膜皮膚の内層(例えば、口腔粘膜、直腸および
腸管の粘膜など)を介する吸収によって)投与され得、そして他の生物学的に活
性な薬剤と一緒に投与され得る。投与は、全身性または局所性であり得る。さら
に、任意の適切な経路(脳室内注射および髄腔内注射を含む)によって、中枢神
経系に治療剤を投与することが有利であり得る。
【0083】 脳室内注射は、レザバー(例えば、オマヤレザバー)に取付けられた脳室内カ
テーテルによって容易にされ得る。肺投与もまた、吸入器または噴霧器、および
エアロゾル化剤を有する処方物の使用によって利用され得る。処置の必要な領域
に局所的に治療剤を投与することもまた所望され得;これは、例えば、限定の目
的ではないが、手術の間の局所注入、局所適用、注射によって、カテーテル手段
によって、坐薬手段によって、または移植手段によって達成され得る。特定の実
施形態において、投与は、悪性腫瘍あるいは新形成組織または新形成前組織の部
位(または前の部位)での直接注射によるものであり得る。
【0084】 種々の送達系が公知であり、そして、例えば(i)リポソーム、微粒子、マイ
クロカプセルへのカプセル化;(ii)治療剤を発現し得る組換え細胞;(ii
i)レセプター媒介エンドサイトーシス(例えば、WuおよびWu、J.Bio
l.Chem.262:4429−4432(1987)を参照のこと);(i
v)レトロウイルスベクターまたは他のベクターの一部として、治療剤核酸の構
築などを含む本発明の治療剤を投与するために使用され得る。本発明の1つの実
施形態において、治療剤は、小胞内(特に、リポソーム)内で送達され得る。リ
ポソームにおいて、本発明のタンパク質が、他の薬学的に受容可能なキャリアに
加えて、両親媒性剤(例えば、ミセル、不溶性単層、液晶、または水溶液中の層
状の層として凝集形態にて存在する脂質)とともに組み合わされている。リポソ
ーム性処方物のために適切な脂質としては、モノグリセリド、ジグリセリド、ス
ルファチド、リゾレシチン、リン脂質、サポニン、胆汁酸などが挙げられるがこ
れらに限定されない。このようなリポソーム性処方物の調製は、例えば、米国特
許第4,837,028号;および米国特許第4,737,323号(これらの
全ては、本明細書中に参考として援用される)に開示されるように、当該分野の
技術のレベル内である。なお別の実施形態において、治療剤は、例えば送達ポン
プ(例えば、Saudekら、New Engl.J.Med.321:574
(1989)を参照のこと)および半浸透性重合体物質(例えば、Howard
ら、J.Neurosurg.71:105(1989)を参照のこと)を含む
制御放出系において送達され得る。さらに、この制御放出系は、治療標的(例え
ば、脳)に近接して配置され得、従って、全身性用量の画分のみを必要とする。
例えば、Goodson、Medical Applications of
Controlled Release、1984(CRC Press、Bo
cca Raton、FL)を参照のこと。
【0085】 治療剤がタンパク質をコードする核酸である、本発明の特定の実施形態におい
て、適切な核酸発現ベクターの部分としてその核酸を構築し、そしてその核酸が
細胞内となるように投与する(例えば、レトロウイルスベクターの使用、直接注
射、微粒子ボンバードメントの使用、脂質もしくは細胞表面レセプターでのコー
ティング、またはトランスフェクト剤による)か、あるいはその核酸を、核に進
入することが公知のホメオボックス様ペプチドに連結させて投与することなどに
よって、その治療剤核酸をインビボで投与して、そのコードされたタンパク質の
発現を促進し得る(例えば、Joliotら、1991.Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 88:1864−1868などを参照のこと)。あ
るいは、核酸治療剤は、細胞内に導入され得、そして発現のための宿主細胞DN
Aに組み込まれ得る(相同組換えによる)。
【0086】 本明細書中において使用される場合に、用語「治療有効量」とは、意味深い患
者の利益(すなわち、関連する医学的状態の処置、治癒、予防または改善、ある
いはこのような状態の処置、治癒、予防または改善の速度の増加)を示すに十分
な薬学的組成物または方法の各活性成分の総量を意味する。単独で投与される個
々の活性成分に対して適用される場合には、この用語は、その成分単独を言及す
る。組み合わせで適用される場合には、この用語は、組み合わせで投与されても
、連続的に投与されても、同時に投与されても、治療効果を生じる活性成分の組
み合わせられた量を言及する。
【0087】 特定の障害もしくは状態の処置において有効である、本発明の治療剤の量は、
その障害または状態の性質に依存し、そして標準的な臨床的技術によって、当業
者によって決定され得る。さらに、インビトロアッセイが必要に応じて使用され
て、最適な投薬量範囲を同定するのに役立て得る。処方物において使用される正
確な用量はまた、投与経路およびその疾患もしくは障害の全体の重篤度に依存し
、そして実施者の判断および各患者の状況に従って決定されるべきである。最終
的に、主治医は、各個々の患者を処置するために用いる本発明のタンパク質の量
を決定する。最初に、主治医は、低用量の本発明のタンパク質を投与し、そして
その患者の応答を観察する。より大きな用量の本発明のタンパク質を、最適な治
療効果がその患者に対して得られるまで投与され得、そしてこの時点で、投薬量
はそれ以上増加されない。しかし、本明細書における治療剤の静脈投与について
適切な投薬量の範囲は、一般に、1キログラム(kg)の体重あたり、約20〜
500マイクログラム(μg)の活性化合物である。経鼻投与についての適切な
投薬量範囲は、一般に、約0.01pg/kg体重〜1mg/kg体重である。
有効用量は、インビトロもしくは動物モデルの試験系から誘導された用量応答曲
線から外挿され得る。坐剤は、一般に、0.5重量%から10重量%の範囲内の
活性成分を含む:経口処方物は、好ましくは、10%〜95%の活性成分を含む
【0088】 本発明の薬学的組成物を使用する静脈内治療の持続時間は、処置される疾患の
重篤度ならびに各個々の患者の状態および潜在的な特異体質性の応答に依存して
、変動する。本発明のタンパク質の各適用の持続時間は、12〜24時間の範囲
の連続的な静脈内投与であることが、意図される。最終的に、主治医は、本発明
の薬学的組成物を使用する静脈内治療の適切な持続時間を決定する。
【0089】 本発明のポリヌクレオチドはまた、遺伝子治療のために使用され得る。遺伝子
治療とは、特定の核酸を被験体に投与することによって実施される治療をいう。
治療剤核酸の、哺乳動物被験体への送達は、直接的(すなわち、患者が直接、核
酸または核酸含有ベクターに曝露される)であっても間接的(すなわち、最初に
細胞が核酸でインビトロで形質転換され、次いで患者に移植される)であっても
いずれでもよい。これら2つのアプローチは、それぞれ、インビボ遺伝子治療ま
たはエキソビボ遺伝子治療として、公知である。本発明のポリヌクレオチドはま
た、(ウイルスベクターまたは裸のDNAの形態が挙げられるが、これらに限定
されない、)核酸を細胞または生物に導入するための、他の公知の方法によって
投与され得る。当該分野において利用可能な遺伝子治療に関する方法論のいずれ
かを、本発明の実施において使用し得る。例えば、Goldspielら、19
93.Clin Pharm 12:488−505を参照のこと。
【0090】 細胞はまた、このような細胞を増殖するため、またはこのような細胞における
所望の効果もしくは活性を発生させるために、本発明の治療剤またはタンパク質
の存在下で、エキソビボで培養され得る。次いで、処理された細胞は、治療の目
的で、インビボに導入され得る。
【0091】 (被験体における肥満処置の効力の評価) 本明細書中において同定される、差示的に発現されるOB配列はまた、精神生
理学的処置の経過をモニタリングすることを可能にする。この方法において、試
験細胞集団は、肥満のための処置を受けている被験体から提供される。所望であ
れば、試験細胞集団は、処置の前、途中または後の種々の時点において、被験体
から採取され得る。次いで、この細胞集団における1つ以上のOB配列(例えば
、OB1〜6)の発現が測定され、そして精神生理学的状態が既知である細胞を
含む参照細胞集団と比較される。好ましくは、参照細胞は、処置に曝されていな
い。
【0092】 参照細胞集団が処置に曝されておらず、そして疾患に罹患していない細胞を含
む場合には、試験集団とこの参照細胞集団とにおけるOB配列の発現間の差異は
、この処置に効力がないことを示す。しかし、試験細胞集団と上記参照細胞集団
とにおけるOB配列の発現間の類似性は、この処置に効力があることを示す。
【0093】 「効力がある」とは、処置が、被験体における精神生理学の減少を導くことを
意味する。処置が予防的に適用される場合には、「効力がある」とは、処置が精
神生理学を遅延または予防することを意味する。例えば、肥満の処置が「効力が
ある」場合には、被験体における肥満の程度を減少させる。
【0094】 効力は、特定の精神生理学を処置するための任意の公知の方法に関連して、決
定され得る。
【0095】 (肥満を調節する薬剤の同定) 本発明にはまた、肥満を調節する薬剤を同定する方法が含まれる。1つの方法
は、1つ以上のOBポリペプチドを試験薬剤と接触させる工程、および試験薬剤
とポリペプチドとの間の複合体を検出する工程を包含する。複合体の存在は、そ
の試験薬剤が肥満を調節することを示す。複合体の非存在は、その試験薬剤が肥
満を調節しないことを示す。
【0096】 「肥満を調節する」とは、試験薬剤が、OB核酸配列の1つ以上の発現を、増
加させるかまたは減少させるかのいずれかであることを意味する。
【0097】 試験薬剤は、例えば、OB:1〜6によってコードされるポリペプチドに対す
る抗体、ペプチド、ペプチド模倣物、低分子または他の薬剤であり得る。
【0098】 試験薬剤は、公知または未知の治療剤であり得る。公知の治療剤の例としては
、デキスフェンフルラミン、シブトラミン、β3−アドレナリン作用性アゴニス
ト、およびオリスタット(olistat)が挙げられるが、これらに限定され
ない。
【0099】 (OBタンパク質の活性を調節する方法) 本発明は、OBタンパク質に結合するか、または例えばOB発現もしくはOB
活性に対して刺激効果もしくは阻害効果を有する、モジュレーター(すなわち、
候補化合部もしくは試験化合物または候補薬剤もしくは試験薬剤)(例えば、O
B:1〜6によってコードされるポリペプチドに対する抗体、ペプチド、ペプチ
ド模倣物、低分子または他の薬剤)を同定するための方法を提供する。
【0100】 1実施形態において、本発明は、OBタンパク質またはポリペプチド、あるい
はその生物学的に活性な部分の膜結合形態に結合するか、または膜結合形態の活
性を調節する、候補化合物もしくは試験化合物をスクリーニングするためのアッ
セイを提供する。本発明の試験化合物は、当該分野において公知のコンビナトリ
アルライブラリー法における多数のアプローチの任意のものを使用して得られ得
、これには、以下が挙げられる:生物学的ライブラリー;空間的にアクセス可能
な平行固相もしくは溶液相ライブラリー;逆重畳を要する合成ライブラリー法;
「1ビーズ1化合物」ライブラリー法;およびアフィニティークロマトグラフィ
ー選択を使用する合成ライブラリー法。生物学的ライブラリーアプローチはペプ
チドライブラリーに限定されるが、他の4つのアプローチは、ペプチド、非ペプ
チドオリゴマーもしくは化合物の小分子ライブラリーに適用可能である(Lam
(1997)Anticancer Drug Des 12:145)。
【0101】 分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該分野において、例えば以下
に見出され得る:DeWittら(1993)Proc Natl Acad
Sci U.S.A.90:6909;Erbら(1994)Proc Nat
l Acad Sci U.S.A.91:11422;Zuckermann
ら(1994)J Med Chem 37:2678;Choら(1993)
Science 261:1303;Carrellら(1994)Angew
Chem Int Ed Engl 33:2059;Carellら(19
94)Angew Chem Int Ed Engl 33:2061;およ
びGallopら(1994)J Med Chem 37:1233。
【0102】 化合物のライブラリーは、溶液中で(例えば、Houghten(1992)
Biotechniques 13:412〜421)、あるいはビーズ上(L
am(1991)Nature 354:82〜84)、チップ上(Fodor
(1993)Nature 364:555〜556)、細菌(Ladner
米国特許第5,223,409号)、胞子(Ladner USP’409)、
プラスミド(Cullら(1992)Proc Natl Acad Sci
USA 89:1865〜1869)またはファージ上(ScottおよびSm
ith(1990)Science 249:386〜390;Devlin(
1990)Science 249:404〜406;Cwirlaら(199
0)Proc Natl Acad Sci U.S.A.87:6378〜6
382;Felici(1991)J Mol Biol 222:301〜3
10;Ladner上記)において示され得る。
【0103】 1実施形態において、アッセイは細胞ベースのアッセイであり、ここで、OB
タンパク質、またはその生物学的に活性な部分の膜結合形態を細胞表面上に発現
する細胞が、試験化合物と接触され、そしてこの試験化合物が、OBタンパク質
に結合する能力が、決定される。例えば、細胞は、哺乳動物起源または酵母細胞
であり得る。この試験化合物がOBタンパク質に結合する能力の決定は、例えば
、その試験化合物を放射性同位体標識または酵素標識とカップリングさせて、こ
の試験化合物のOBタンパク質またはその生物学的に活性な部分に対する結合が
複合体におけるその標識化合物を検出することによって決定され得ることによっ
て、達成され得る。例えば、試験化合物は、125I、35S、14C、または Hで直接的または間接的のいずれかで標識され得、そしてその放射性同位体が
、放射線放射の直接の計数により、またはシンチレーション計数により、検出さ
れ得る。あるいは、試験化合物は、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アル
カリホスファターゼ、またはルシフェラーゼで酵素的に標識され得、そしてこの
酵素的標識が、適切な基質の生成物への転換を決定することにより、検出され得
る。1実施形態において、このアッセイは、OBタンパク質、またはその生物学
的に活性な部分の膜結合形態をその細胞表面上に発現する細胞を、OBと結合す
る公知の化合物と接触させて、アッセイ混合物を形成する工程、このアッセイ混
合物を試験化合物に接触させる工程、ならびにこの試験化合物がOBタンパク質
と相互作用する能力を決定する工程を包含し、ここでこの試験化合物がOBタン
パク質と相互作用する能力を決定する工程が、この試験化合物がOB、またはそ
の生物学的に活性な部分と、公知の化合物と比較して優先的に結合する能力を決
定する工程を包含する。
【0104】 別の実施形態において、アッセイは、細胞ベースのアッセイであり、OBタン
パク質またはその生物学的に活性な部分の膜結合形態を細胞表面上で発現する細
胞を、試験化合物と接触させる工程、ならびにこの試験化合物が、OBタンパク
質またはその生物学的に活性な部分の活性を調節(例えば、刺激または阻害)す
る能力を決定する工程を包含する。この試験化合物がOB、またはその生物学的
に活性な部分の活性を調節する能力の決定は、例えば、OBタンパク質が、OB
標的分子に結合またはこれら標的分子と相互作用する能力を決定することによっ
て、達成され得る。本明細書中において使用する場合には、「標的分子」とは、
OBタンパク質が自然に結合または相互作用する分子であり、例えば、OB相互
作用タンパク質を発現する細胞の表面の分子、第二の細胞の表面上の分子、細胞
外の環境の分子、細胞膜の内部表面と会合する分子、または細胞質分子である。
OB標的分子は、本発明の非OB分子またはOBタンパク質またはポリペプチド
であり得る。1実施形態において、OB標的分子は、シグナル伝達経路の構成要
素であり、これは、細胞膜を通って細胞内への細胞外シグナル(例えば、化合物
が膜結合OB分子に結合することにより発生するシグナル)の伝達を促進する。
その標的は、例えば、触媒活性を有する第二の細胞内タンパク質または下流シグ
ナル分子のOBとの会合を容易にするタンパク質であり得る。
【0105】 OBタンパク質がOB標的分子に結合するかまたはその標的分子と相互作用す
る能力の決定は、直接の結合を決定するための上記方法の1つにより、達成され
得る。1実施形態において、OBタンパク質がOB標的分子に結合するかまたは
その標的分子と相互作用する能力の決定は、その標的分子の活性を決定すること
により、達成され得る。例えば、この標的分子の活性は、その標的の細胞第二メ
ッセンジャー(すなわち、細胞内Ca2+、ジアシルグリセロール、IPなど
)の誘導を検出すること、適切な基質の標的の触媒活性/酵素活性を検出するこ
と、レポーター遺伝子(検出可能なマーカー(例えば、ルシフェラーゼ)をコー
ドする核酸に作動的に連結されたOB応答性調節エレメントを含む)の誘導を検
出すること、または細胞応答(例えば、細胞生存度、細胞分化、または細胞増殖
)を検出することにより、決定され得る。
【0106】 なお別の実施形態において、本発明のアッセイは、無細胞アッセイであり、O
Bタンパク質またはその生物学的に活性な部分を試験化合物に接触させる工程、
ならびにその試験化合物がOBタンパク質またはその生物学的に活性な部分と結
合する能力を決定する工程を包含する。この試験化合物の、OBタンパク質への
結合は、上記のように、直接的または間接的にのいずれかで決定され得る。1実
施形態において、このアッセイは、OBタンパク質またはその生物学的に活性な
部分を、OBに結合する公知の化合物に接触させて、アッセイ混合物を形成する
工程、このアッセイ混合物を試験化合物に接触させる工程、ならびにその試験化
合物がOBタンパク質と相互作用する能力を決定する工程を包含し、ここで、こ
の試験化合物がOBタンパク質と相互作用する能力を決定する工程は、この試験
化合物が、公知の化合物と比較して、OB、またはその生物学的に活性な部分に
優先的に結合する能力を決定する工程を包含する。
【0107】 別の実施形態において、アッセイは、無細胞アッセイであり、OBタンパク質
またはその生物学的に活性な部分を試験化合物と接触させる工程、ならびにその
試験化合物がOBタンパク質またはその生物学的に活性な部分の活性を調節(例
えば、刺激または阻害)する能力を決定する工程を包含する。この試験化合物が
OBの活性を調節する能力の決定は、例えば、OBタンパク質が、OB標的分子
に結合する能力を、直接的結合の決定のための上記方法の1つによって決定する
ことにより、達成され得る。代替の実施形態において、この試験化合物がOBの
活性を調節する能力の決定は、OBタンパク質が、OB標的分子をさらに調節す
る能力を決定することにより、達成され得る。例えば、この標的分子の適切な基
質に対する触媒活性/酵素活性は、上に記載のように決定され得る。
【0108】 なお別の実施形態において、無細胞アッセイは、OBタンパク質またはその生
物学的に活性な部分を、OBに結合する公知の化合物に接触させてアッセイ混合
物を形成する工程、このアッセイ混合物を試験化合物と接触させる工程、ならび
にこの試験化合物がOBタンパク質と相互作用する能力を決定する工程を包含し
、ここで、この試験化合物がOBタンパク質と相互作用する能力の決定は、OB
タンパク質が、OB標的分子と優先的に結合するか、またはその標的分子の活性
を優先的に調節する能力を決定する工程を包含する。
【0109】 本発明の無細胞アッセイは、OBの、可溶性の形態または膜結合形態の両方の
使用に受け入れられる。膜結合形態のOBを含む無細胞アッセイの場合には、O
Bの膜結合形態が溶液中に維持されるように、可溶化剤を利用することが望まし
くあり得る。このような可溶化剤の例には、非イオン性界面活性剤が挙げられ、
例えば、n−オクチルグルコシド、n−ドデシルグルコシド、n−ドデシルマル
トシド、オクタノイル−N−メチルグルカミド、デカノイル−N−メチルグルカ
ミド、Triton(登録商標)X−100、Triton(登録商標)X−1
14、Thesit(登録商標)、イソトリデシルポリ(エチレングリコールエ
ーテル)(Isotridecypoly(ethylene glycol
ether)、N−ドデシル−N,N−ジメチル−3−アンモニオ−1−プ
ロパンスルホネート、3−(3−コラミドプロピル)ジメチルアンモニオ−1−
プロパンスルホネート(3−(3−cholamidopropyl)dime
thylamminiol−1−propane sulfonate)(CH
APS)、または3−(3−コラミドプロピル)ジメチルアンモニオ−2−ヒド
ロキシ−1−プロパンスルホネート(3−(3−cholamidopropy
l)dimethylamminiol−2−hydroxy−1−propa
ne sulfonate)(CHAPSO)である。
【0110】 本発明の上記のアッセイ方法の1より多くの実施形態において、OBまたはそ
の標的分子のいずれかを固定して、そのタンパク質の一方または両方の非複合体
化形態からの複合体化形態の分離を促進し、そしてそのアッセイの自動化に適用
させることが、望ましくあり得る。試験化合物のOBへの結合、または候補化合
物の存在下および非存在下でのOBの標的分子との相互作用は、これらの反応物
を収容するために適切な任意の容器内で、達成され得る。このような容器の例に
は、マイクロタイタープレート、試験管、および微小遠心管が挙げられる。1つ
の実施形態において、そのタンパク質の一方または両方がマトリックスに結合す
ることを可能にするドメインを付加する融合タンパク質が、提供され得る。例え
ば、GST−OB融合タンパク質またはGST標的融合タンパク質は、グルタチ
オンセファロースビーズ(Sigma Chemical、St.Louis、
MO)またはグルタチオン誘導体化マイクロタイタープレート上に吸着され得、
次いで、これらは、試験化合物と合わせられるか、あるいは試験化合物および非
吸着の標的タンパク質またはOBタンパク質のいずれかと合わせられ、そしてこ
の混合物が、複合体形成に貢献する条件下(例えば、塩およびpHに関して生理
学的条件)でインキュベートされる。インキュベーションに続いて、ビーズまた
はマイクロタイタープレートウェルを洗浄して、結合していないあらゆる成分を
除去し、ビーズの場合にはマトリックスを固定し、例えば、上記のように、複合
体を直接的または間接的のいずれかで決定する。あるいは、複合体がマトリック
スから解離され得、そしてOBの結合レベルまたは活性レベルを、標準的な技術
を使用して決定し得る。
【0111】 タンパク質をマトリックス上に固定するための他の技術もまた、本発明のスク
リーニングアッセイにおいて使用され得る。例えば、OBまたはその標的分子の
いずれかが、ビオチンとストレプトアビジンとの結合体化を利用して固定され得
る。ビオチン化されたOBまたは標的分子は、当該分野において周知の技術を使
用して、ビオチンNHS(N−ヒドロキシスクシンイミド)から調製され得(例
えば、ビオチン化キット、Pierce Chemicals、Rockfor
d、Ill.)、そしてストレプトアビジン被覆した96ウェルのプレート(P
ierce Chemical)のウェルに固定され得る。あるいは、OBまた
は標的分子と反応性であるが、OBタンパク質のその標的分子への結合を妨害し
ない抗体が、そのプレートのウェルに誘導体化され得、そして結合していない標
的またはOBが、抗体の結合体化によってウェル内にトラップされ得る。このよ
うな複合体を検出するための方法には、GST固定複合体に関しての上記のもの
に加えて、OBまたは標的分子と反応性の抗体を使用する複合体の免疫検出、な
らびにOBまたは標的分子に関する酵素活性の検出に依存する酵素結合アッセイ
が挙げられる。
【0112】 別の実施形態において、OBの発現のモジュレーターは、細胞が候補化合物と
接触され、そして細胞中におけるOBのmRNAまたはタンパク質の発現が決定
される方法で同定される。候補化合物の存在下での、OBのmRNAまたはタン
パク質の発現のレベルは、候補化合物不在下でのOBのmRNAまたはタンパク
質の発現のレベルと比較される。次いで、候補化合物は、この比較に基づいて、
OBの発現のモジュレーターとして同定され得る。例えば、OBのmRNAまた
はタンパク質の発現が、候補化合物の存在下で、その候補化合物が不在下よりも
大きい(統計的に有意に大きい)場合、この候補化合物は、OBのmRNAまた
はタンパク質の発現の刺激因子として同定される。あるいは、OBのmRNAま
たはタンパク質の発現が、候補化合物の存在下でその候補化合物の不在下よりも
小さい(統計的に有意に小さい)場合、この候補化合物は、OBのmRNAまた
はタンパク質の発現のインヒビターとして同定される。細胞中におけるOBのm
RNAまたはタンパク質の発現のレベルは、OBのmRNAまたはタンパク質を
検出するための本明細書中に記載される方法によって決定され得る。
【0113】 本発明のなお別の局面において、OBタンパク質は、ツーハイブリッドアッセ
イまたはスリーハイブリッドアッセイにおける「ベイト(bait)タンパク質
」として使用され得(例えば、米国特許第5,283,317号;Zervos
ら(1993)Cell 72:223−232;Maduraら(1993)
J Biol Chem 268:12046−12054;Bartelら、
(1993)Biotechniques 14:920−924;Iwabu
chiら、(1993)Oncogene 8:1693−1696;およびB
rent WO94/10300を参照のこと)、OBと結合するかまたは相互
作用する他のタンパク質(「OB結合タンパク質」または「OB−bp」)、な
らびにOBの活性を調節する他のタンパク質を同定する。このようなOB結合タ
ンパク質はまた、例えば、OB経路の上流または下流のエレメントとして、OB
タンパク質によるシグナルの伝播に関与するようである。
【0114】 ツーハイブリッドシステムは、分離可能なDNA結合ドメインおよび活性化ド
メインからなる、大部分の転写因子の調節(modular)性質に基づく。手
短には、このアッセイは、2つの異なるDNA構築物を使用する。1つの構築物
において、OBをコードする遺伝子は、公知の転写因子(例えば、GAL−4)
のDNA結合ドメインをコードする遺伝子に融合される。他方の構築物において
、DNA配列のライブラリー由来の、未同定タンパク質(「プレイ(prey)
」または「サンプル」)をコードするDNA配列は、公知の転写因子の活性化ド
メインをコードする遺伝子に融合される。「ベイト」および「プレイ」タンパク
質がインビボで相互作用し得る場合、OB依存複合体を形成して、転写因子のD
NA結合ドメインおよび活性化ドメインが、密接に近接される。この近接は、転
写因子に応答性の転写調節部位に作動可能に連結されるレポーター遺伝子(例え
ば、LacZ)の転写を可能にする。レポーター遺伝子の発現が検出され得、そ
してこの機能性転写因子を含む細胞コロニーを単離および使用して、OBと相互
作用するタンパク質をコードするクローン化遺伝子を獲得し得る。
【0115】 本発明は、上記のスクリーニングアッセイによって同定される新規な薬剤、お
よび本明細書中に記載される処置のためのその使用に関する。
【0116】 (OBタンパク質を検出する方法) 本発明は、生物学的サンプルにおけるOBの存在または非存在を検出するため
の方法を提供する。この方法は、試験被験体から生物学的サンプルを得る工程、
およびその生物学的サンプルをOBタンパク質またはOBタンパク質をコードす
る核酸(例えば、mRNA、ゲノムDNA)を検出し得る化合物もしくは薬剤と
を接触させ、その結果、OBの存在が、その生物学的サンプルにおいて検出され
る、工程を包含する。OBのmRNAもしくはゲノムDNAを検出するための薬
剤は、OBのmRNAもしくはゲノムDNAにハイブリダイズし得る、標識され
た核酸プローブである。この核酸プローブは、例えば、全長のOB核酸(例えば
、配列番号1もしくはその部分の核酸(例えば、少なくとも、15、30、50
、100、250もしくは500ヌクレオチド長のオリゴヌクレオチドであり、
ストリンジェントな条件下でOBのmRNAまたはゲノムDNAと特異的にハイ
ブリダイズするに十分である核酸))であり得る。本発明の診断アッセイにおけ
る使用のための他の適切なプローブは本明細書において記載されている。
【0117】 OBタンパク質を検出するための薬剤は、OBタンパク質に結合し得る抗体で
あり、好ましくは、検出可能な標識を有する抗体である。抗体は、ポリクローナ
ルであり得るか、またはより好ましくはモノクローナル抗体であり得る。インタ
クトな抗体またはそのフラグメント(例えば、FabまたはF(ab’))が
使用され得る。用語「標識(された)」とは、プローブまたは抗体に関して、検
出可能な物質をそのプローブもしくは抗体にカップリングさせる(すなわち、物
理的に連結する)ことによって、そのプローブまたは抗体を直接標識すること、
ならびに、直接標識される別の試薬との反応性によって、そのプローブもしくは
抗体の間接的に標識をすることを包含することが意図される。間接的な標識の例
としては、蛍光標識された二次抗体を用いた一次抗体の検出、および蛍光標識さ
れたストレプトアビジンを用いて検出され得るようにDNAプローブのビオチン
を用いた末端標識が挙げられる。用語「生物学的サンプル」とは、被験体から単
離された、組織、細胞および生物学的流体ならびに被験体に存在する組織、細胞
および流体を含むことが意図される。すなわち、本発明の検出方法を用いて、O
BのmRNA、タンパク質またはゲノムDNAを、生物学的サンプル中で、イン
ビトロおよびインビボで検出し得る。例えば、OB mRNAの検出のためのイ
ンビトロ技術としては、ノーザンハイブリダイゼーションおよびインサイチュハ
イブリダイゼーションが挙げられる。OBタンパク質の検出のためのインビトロ
技術としては、酵素連結免疫吸着アッセイ(ELISA)、ウェスタンブロット
、免疫沈降および免疫蛍光が挙げられる。OBゲノムDNAを検出するためのイ
ンビトロ技術としては、サザンハイブリダイゼーションが挙げられる。さらに、
OBタンパク質の検出のためのインビボ技術としては、標識された抗OB抗体を
被験体に導入することが挙げられる。例えば、その抗体は、放射性マーカーを用
いて標識され得る。この被験体における放射性マーカーの存在および位置は、標
準的な画像化技術によって検出され得る。
【0118】 1つの実施形態において、この生物学的サンプルは、その試験被験体からのタ
ンパク質分子を含む。あるいは、その生物学的サンプルは、その試験被験体から
のmRNA分子またはその試験被験体からのゲノムDNA分子を含み得る。好ま
しい生物学的サンプルは、被験体から従来の手段によって単離された末梢血白血
球サンプルである。
【0119】 別の実施形態において、本発明の方法はさらに、コントロール被験体からコン
トロール生物学的サンプルを得る工程、そのコントロールサンプルを、OBのタ
ンパク質、mRNAもしくはゲノムDNAを検出し得る化合物もしくは薬剤と接
触させ、その結果、OBのタンパク質、mRNAもしくはゲノムDNAの存在が
その生物学的サンプルにおいて検出される、工程、およびそのコントロールサン
プルにおけるOBのタンパク質、mRNAもしくはゲノムDNAの存在と、その
試験サンプルにおけるOBのタンパク質、mRNAもしくはゲノムDNAの存在
とを比較する工程を包含する。
【0120】 (OB核酸) OB6、またはその相補体からなる群から選択される核酸配列を含む新規な核
酸、ならびにこれらの核酸を含むベクターおよび細胞もまた、本発明において提
供される。OB核酸またはその生物学的に活性な部分によってコードされるポリ
ペプチドもまた、提供される。
【0121】 OBをコードする核酸(例えば、OB mRNA)を同定するためのハイブリ
ダイゼーションプローブとしての使用について十分な核酸フラグメント、および
OB核酸分子の増幅または変異のためのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)プライ
マーとしての使用のためのフラグメントもまた本発明に含まれる。本明細書中で
使用される場合、用語「核酸分子」は、DNA分子(例えば、cDNAまたはゲ
ノムDNA)、RNA分子(例えば、mRNA)、ヌクレオチドアナログを使用
して作製されるDNAまたはRNAのアナログ、ならびにそれらの誘導体、フラ
グメントおよびホモログを含むことを意図する。核酸分子は一本鎖または二本鎖
であり得るが、好ましくは二本鎖DNAである。
【0122】 「プローブ」とは、種々の長さの核酸配列をいい、好ましくは、用途に依存し
て、少なくとも約10ヌクレオチド(nt)、または例えば、約6,000nt
ほどの大きさの間である。プローブは、同一、類似または相補的な核酸配列の検
出において使用される。より長いプローブは、通常、天然供給源または組換え供
給源から入手され、非常に特異的であり、そしてオリゴマーよりもはるかに遅く
ハイブリダイズする。プローブは、一本鎖または二本鎖であり得、そしてPCR
、メンブレンベースのハイブリダイゼーション技術またはELISAのような技
術において特異性を有するように設計される。
【0123】 「単離された」核酸分子は、この核酸の天然の供給源中に存在するその他の核
酸分子とは異なるものである。単離された核酸分子の例としては、ベクター中に
含まれる組換えDNA分子、異種宿主細胞中に維持される組換えDNA分子、部
分的または実質的に精製された核酸分子、および合成DNAまたはRNA分子が
挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、「単離された」核酸は、こ
の核酸が由来する生物のゲノムDNA中でこの核酸に天然に隣接する配列(すな
わち、この核酸の5’末端および3’末端に位置する配列)を含まない。例えば
、種々の実施形態で、単離されたOB核酸分子は、この核酸が由来する細胞のゲ
ノムDNA中でこの核酸に天然で隣接する、約50kb、25kb、5kb、4
kb、3kb、2kb、1kb、0.5kb、または0.1kb未満のヌクレオ
チド配列を含み得る。さらに、「単離された」核酸分子、例えば、cDNA分子
は、組換え技術により産生される場合、その他の細胞物質または培養培地を実質
的に含まないか、または化学的に合成される場合、化学物質前駆体もしくはその
他の化学物質を実質的に含まないものであり得る。
【0124】 本発明の核酸分子、例えば、OB6のヌクレオチド配列を有する核酸分子、ま
たはこれらのヌクレオチド配列の相補体は、標準的な分子生物学的技法および本
明細書で提供される配列情報を用いて単離され得る。ハイブリダイゼーションプ
ローブとして、これらの核酸配列の全部または一部を使用して、OB核酸配列は
、標準的なハイブリダイゼーションおよびクローニング技術(例えば、Samb
rookら(編)、MOLECULAR CLONING:A LABORAT
ORYY MANUAL第2版、Cold Spring Harbor La
boratory Press、Cold Spring Harbor、NY
、1989;およびAusubelら、(編)、CURRENT PROTOC
OLS IN MOLECULAR BIOLOGY、John Wiley&
Sons、New York、NY、1993に記載されるように)を用いて単
離され得る。
【0125】 本発明の核酸は、標準的なPCR増幅技法に従って、テンプレートとしてcD
NA、mRNAあるいはゲノムDNA、および適切なオリゴヌクレオチドプライ
マーを用いて増幅され得る。このように増幅された核酸は、適切なベクター中に
クローン化され、そしてDNA配列分析により特徴付けられ得る。さらに、OB
ヌクレオチド配列に対応するオリゴヌクレオチドは、標準的な合成技術、例えば
、自動化DNA合成機を用いることにより調製され得る。
【0126】 本明細書で用いられる場合、用語「オリゴヌクレオチド」は、一連の連結され
たヌクレオチド残基をいい、このオリゴヌクレオチドは、PCR反応で用いられ
るに十分な数のヌクレオチド塩基を有する。短いオリゴヌクレオチド配列は、ゲ
ノム配列もしくはcDNA配列に基づき得るか、またはそれから設計され得、そ
して特定の細胞もしくは組織において、同一、類似もしくは相補的DNAまたは
RNAを増幅し、確認し、もしくはその存在を示すために用いられる。オリゴヌ
クレオチドは、少なくとも約10ntおよび50ntほどの長さ、好ましくは約
15nt〜30ntの長さを有する核酸配列の部分を含む。これらは、化学的に
合成され得、そしてプローブとして用いられ得る。
【0127】 別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、OB6のヌクレオチド配
列の相補体である核酸分子を含む。別の実施形態では、本発明の単離された核酸
分子は、これらの配列のいずれかに示されるヌクレオチド配列、またはこれらの
ヌクレオチド配列の任意の部分の相補体である核酸分子を含む。OB6のヌクレ
オチド配列に相補的である核酸分子は、示されるヌクレオチド配列に十分相補的
である核酸分子であり、示されるヌクレオチド配列に対しミスマッチがほとんど
または全くなく水素結合し得、これによって安定な二本鎖を形成する。
【0128】 本明細書で用いる場合、用語「相補的」は、核酸分子のヌクレオチド単位間の
Watson−CrickまたはHoogsteen塩基対形成をいい、そして
用語「結合」は、2つのポリペプチドまたは化合物または関連ポリペプチドまた
は化合物またはその組合せ間の物理的または化学的相互作用を意味する。結合は
、イオン性、非イオン性、ファンデルワールス性、疎水性相互作用などを含む。
物理的相互作用は直接的であるかまたは間接的であり得る。間接的相互作用は、
別のポリペプチドまたは化合物を介するか、またはその効果に起因し得る。直接
的結合は、別のポリペプチドもしくは化合物を介して、またはその効果に起因し
て生じない、その他の実質的な化学的中間体がない相互作用をいう。
【0129】 さらに、本発明の核酸分子は、OB6の核酸配列の一部のみ(例えば、プロー
ブまたはプライマーとして使用され得るフラグメント、あるいはOB6の生物学
的に活性な部分をコードするフラグメント)を含み得る。本明細書中に提供され
るフラグメントは、少なくとも6個の(連続する)核酸配列または少なくとも4
個の(連続する)アミノ酸配列(それぞれ、核酸の場合には、特異的ハイブリダ
イゼーションを可能にし、またはアミノ酸の場合には、エピトープの特異的な認
識を可能にするに十分な長さ)の配列として規定され、そして全長配列未満のせ
いぜいいくらかの部分である。フラグメントは、選択された核酸配列またはアミ
ノ酸配列の任意の連続する部分に由来し得る。誘導体は、直接的にかまたは改変
もしくは部分的置換によってかのいずれかでネイティブな化合物から形成される
核酸配列またはアミノ酸配列である。アナログは、ネイティブな化合物に類似す
る構造を有する(しかし、同一ではない)が、特定の成分または側鎖に関してそ
れとは異なる核酸配列またはアミノ酸配列である。アナログは、合成物であり得
るか、または進化的に異なる起源に由来し得、そして野生型と比較して、類似の
代謝活性または反対の代謝活性を有し得る。
【0130】 誘導体およびアナログは、以下に記載のように、誘導体またはアナログが、修
飾された核酸またはアミノ酸を含む場合、全長、または全長以外のものであり得
る。本発明の核酸またはタンパク質の誘導体またはアナログとしては、種々の実
施形態において、同一の大きさの核酸またはアミノ酸配列にわたって、または整
列した配列に比較した場合(この整列は、当該分野で公知であるコンピューター
相同性プログラムによって実施される)、少なくとも約45%、50%、70%
、80%、95%、98%、もしくは99%もの同一性(好ましい同一性は、8
0〜99%)で、本発明の核酸もしくはタンパク質に実質的に相同であるか、あ
るいはそのコードする核酸がストリンジェントの、中程度にストリンジェントの
、または低いストリンジェントの条件下で上記のタンパク質をコードする配列の
相補体にハイブリダイズし得る、領域を含む分子が挙げられるが、これらに限定
されない。例えば、Ausubelら、CURRENT PROTOCOLS
IN MOLECULAR BIOLOGY、John Wiley & So
ns、New York、NY、1993、および以下を参照のこと。例示的な
プログラムは、Gapプログラム(Wisconsin Sequence A
nalysis Package、Version 8 for UNIX(登
録商標)、Genetics Computer Group、Univers
ity Research Park、Madison、WI)(デフォルト設
定を使用、これは、SmithおよびWatermanのアルゴリズム(Adv
.Appl.Math.、1981、2:482−489、これらは、その全体
が参考として本明細書中に援用される)を使用する)である。
【0131】 「相同な核酸配列」もしくは「相同なアミノ酸配列」、またはその改変体とは
、上記で考察したように、ヌクレオチドレベルまたはアミノ酸レベルにおける相
同性によって特徴付けられる配列をいう。相同なヌクレオチド配列は、OBポリ
ペプチドのアイソフォームをコードする配列をコードする。アイソフォームは、
例えば、RNAの選択的スプライシングの結果として、同一の生物の異なる組織
において発現され得る。あるいは、アイソフォームは、異なる遺伝子によってコ
ードされ得る。本発明において、相同なヌクレオチド配列は、ヒト以外の種(哺
乳動物が挙げられるが、これに限定されず、従って、例えば、マウス、ラット、
ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマおよび他の生物が挙げられ得る)のOBポリペ
プチドをコードするヌクレオチド配列を含む。相同なヌクレオチド配列はまた、
天然に生じる対立遺伝子改変体および本明細書に記載されるヌクレオチド配列の
変異体が挙げられるが、これらに限定されない。しかし、相同的ヌクレオチド配
列は、ヒトOBタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含まない。相同核酸
配列は、OBポリペプチドにおける保存的アミノ酸置換(以下を参照のこと)、
およびOB活性を有するポリペプチドをコードするこれらの核酸配列を含む。相
同アミノ酸配列は、ヒトOBポリペプチドのアミノ酸配列をコードしない。
【0132】 ヒトOB遺伝子のクローニングから決定されたヌクレオチド配列は、他の細胞
型(例えば、他の組織由来)におけるOBホモログ、ならびに他の哺乳動物由来
のOBホモログを同定および/またはクローニングする際の使用のために設計さ
れるプローブおよびプライマーの作製を可能にする。このプローブ/プライマー
は、代表的には、実質的に精製されたオリゴヌクレオチドを含む。このオリゴヌ
クレオチドは、代表的には、OB配列を含む核酸のセンス鎖ヌクレオチド配列、
またはOB配列を含む核酸のアンチセンス鎖ヌクレオチド配列、あるいはこれら
の配列の天然に存在する変異体の少なくとも約12個、約25個、約50個、約
100個、約150個、約200個、約250個、約300個、約350個また
は約400個の連続するセンス鎖ヌクレオチド配列に、ストリンジェントな条件
下でハイブリダイズするヌクレオチド配列の領域を含む。
【0133】 ヒトOBヌクレオチド配列に基づくプローブは、同じまたは相同なタンパク質
をコードする転写物またはゲノム配列を検出するために使用され得る。種々の実
施形態において、このプローブはさらに、プローブに付着した標識基を含み、例
えば、この標識基は放射性同位体、蛍光化合物、酵素、または酵素補因子であり
得る。このようなプローブは、例えば、被験体由来の細胞のサンプル中のOBを
コードする核酸のレベルを測定すること(例えば、OB mRNAレベルを検出
すること、またはゲノムOB遺伝子が変異しているかまたは欠失しているか否か
を決定すること)によって、OBタンパク質を誤って発現する細胞または組織を
同定するための診断試験キットの一部として使用され得る。
【0134】 「OBの生物学的に活性な部分を有するポリペプチド」は、本発明のポリペプ
チドの活性に類似するが必ずしも同一ではない活性を示すポリペプチドをいい、
用量依存性の有無に関わらず、特定の生物学的アッセイにおいて測定されるよう
な成熟形態を含む。「OBの生物学的に活性な部分」をコードする核酸フラグメ
ントは、OBの生物学的活性を有するポリペプチドをコードする、OB6の一部
を単離し、OBタンパク質のコードされた部分を発現させ(例えば、インビトロ
での組換え発現によって)、そしてOBのコードされた部分の活性を評価するこ
とによって調製され得る。例えば、OBポリペプチドの生物学的に活性な部分を
コードする核酸フラグメントは、必要に応じて、ATP結合ドメインを含み得る
。別の実施形態において、OBの生物学的に活性な部分をコードする核酸フラグ
メントは、1つ以上の領域を含む。
【0135】 本発明に従うOB核酸配列は、被験体における肥満を処置するために使用され
得る。この被験体は、好ましくは哺乳動物であり、より好ましくはヒトである。
1つの局面において、被験体において肥満を処置するために使用されるこのよう
な核酸配列の発現状態は、レプチン(leptin)によって調節される。「発
現状態」によって、核酸配列が発現される程度が意味される。特定の実施形態に
おいて、被験体において肥満を処置するために使用される核酸の発現状態は、ア
ップレギュレートされるか(すなわち、OB:3)、またはダウンレギュレート
されるか(すなわち、OB:1,2,および4〜6)のいずれかであり得る。さ
らに、別の局面において、被験体において肥満を処置するために使用される核酸
配列は、下垂体において発現される。
【0136】 (OB改変体) 本発明はさらに、遺伝コードの縮重に起因して、開示または参照されるOBヌ
クレオチド配列とは異なる核酸分子を包含する。従って、これらの核酸は、例え
ば、OB6に示されるようなOB核酸を含むヌクレオチド配列によりコードされ
るのと同じOBタンパク質をコードする。
【0137】 OB6に示されるOBヌクレオチド配列に加えて、OBのアミノ酸配列におけ
る変化に至るDNA配列多型は、集団(例えば、ヒト集団)内に存在し得ること
が、当業者によって理解される。OB遺伝子中のこのような遺伝的多型は、天然
の対立遺伝子のバリエーションに起因して、集団内の個体間に存在し得る。本明
細書中で使用される場合、用語「遺伝子」および「組換え遺伝子」は、OBタン
パク質、好ましくは哺乳動物のOBタンパク質をコードするオープンリーディン
グフレームを含む核酸分子をいう。このような天然の対立遺伝子のバリエーショ
ンは、代表的には、OB遺伝子のヌクレオチド配列において1〜5%の変動性を
生じる。天然の対立遺伝子バリエーションの結果であり、そしてOBの機能的活
性を変化させない、OB内の任意および全てのこのようなヌクレオチドのバリエ
ーションならびに得られるアミノ酸多型は、本発明の範囲内であることが意図さ
れる。
【0138】 さらに、他の種由来のOBタンパク質をコードし、従って、OB6のヒト配列
とは異なるヌクレオチド配列を有する核酸分子は、本発明の範囲内にあることが
意図される。本発明のOBのDNAの天然の対立遺伝子改変体およびホモログに
対応する核酸分子は、本明細書中に開示されるヒトOB核酸に対するその相同性
に基づいて、ストリンジェントハイブリダイゼーション条件下で、標準的なハイ
ブリダイゼーション技術に従うハイブリダイゼーションプローブとしてヒトDN
Aまたはその一部を用いて単離され得る。例えば、可溶性ヒトOB DNAは、
ヒトの膜結合OBに対するその相同性に基づいて単離され得る。同様に、膜結合
ヒトOB cDNAは、可溶性ヒトOBに対するその相同性に基づいて単離され
得る。
【0139】 従って、別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、少なくとも6ヌ
クレオチド長であり、そしてストリンジェント条件下でOB6のヌクレオチド配
列を含む核酸分子にハイブリダイズする。別の実施形態では、この核酸は、少な
くとも10、25、50、100、250、または500のヌクレオチド長であ
る。別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、コード領域にハイブリ
ダイズする。本明細書中で用いられる場合、用語「ストリンジェント条件下でハ
イブリダイズする」は、ハイブリダイゼーションおよび洗浄に関して、互いに少
なくとも60%相同なヌクレオチド配列が代表的には互いにハイブリダイズした
ままである条件を記載することを意図する。
【0140】 ホモログ(すなわち、ヒト以外の種由来のOBタンパク質をコードする核酸)
または他の関連配列(例えば、パラログ(paralogs))は、特定のヒト
配列の全てまたは一部をプローブとし、核酸ハイブリダイゼーションおよびクロ
ーニングに関して当該分野で周知の方法を使用して、低い、中程度の、または高
いストリンジェンシーのハイブリダイゼーションによって入手され得る。
【0141】 本明細書で用いられる場合、語句「ストリンジェントハイブリダイゼーション
条件」は、その条件下で、プローブ、プライマーまたはオリゴヌクレオチドが、
その標的配列にハイブリダイズするが、その他の配列にはハイブリダイズしない
条件をいう。ストリンジェントな条件は配列依存性であり、そして異なる状況で
異なる。より長い配列は、より短い配列より高い温度で特異的にハイブリダイズ
する。一般に、ストリンジェントな条件は、規定されたイオン強度およびpHで
、特定の配列の熱融解点(Tm)より約5℃低いように選択される。このTmは
、標的配列に相補的なプローブの50%が、平衡状態で標的配列にハイブリダイ
ズする(規定されたイオン強度、pHおよび核酸濃度下)温度である。標的配列
は一般に過剰に存在するので、Tmでは、50%のプローブが平衡状態で占有さ
れている。代表的には、ストリンジェントな条件は、pH7.0〜8.3で、塩
濃度が約1.0Mナトリウムイオンより少なく、代表的には約0.01〜1.0
Mナトリウムイオン(またはその他の塩)、そして温度は、短いプローブ、プラ
イマーまたはオリゴヌクレオチド(例えば、10nt〜50nt)について少な
くとも約30℃、そしてより長いプローブ、プライマーおよびオリゴヌクレオチ
ドについて少なくとも約60℃であるような条件である。ストリンジェントな条
件はまた、ホルムアミドのような、脱安定化剤の添加で達成され得る。
【0142】 ストリンジェント条件は、当業者に公知であり、そしてCURRENT PR
OTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY,John Wi
ley & Sons,N.Y.(1989),6.3.1−6.3.6に見出
され得る。好ましくは、この条件は、互いに少なくとも約65%、約70%、約
75%、約85%、約90%、約95%、約98%または約99%相同な配列が
、代表的には互いにハイブリダイズしたままであるような条件である。ストリン
ジェントハイブリダイゼーション条件の非限定的な例は、6×SSC、50mM
Tris−HCl(pH7.5)、1mM EDTA、0.02% PVP、
0.02% Ficoll、0.02% BSA、および500mg/ml変性
サケ精子DNAを含む高塩緩衝液中での65℃でのハイブリダイゼーションであ
る。このハイブリダイゼーションに、0.2×SSC、0.01% BSA中で
の50℃での1回以上の洗浄が続く。ストリンジェント条件下でOB6の配列に
ハイブリダイズする、本発明の単離された核酸分子は、天然に存在する核酸分子
に対応する。本明細書中で使用される場合、「天然に存在する」核酸分子とは、
天然に存在する(例えば、天然のタンパク質をコードする)ヌクレオチド配列を
有する、RNA分子またはDNA分子をいう。
【0143】 第2の実施形態では、OB6またはそれらのフラグメント、アナログもしくは
誘導体のヌクレオチド配列を含む核酸分子に、中程度のストリンジェンシー条件
下でハイブリダイズする核酸配列が提供される。中程度のストリンジェンシーハ
イブリダイゼーション条件の非限定的な例は、55℃での6×SSC、5×デン
ハルト溶液、0.5% SDSおよび100mg/ml変性サケ精子DNA中で
のハイブリダイゼーション、続いて1×SSC、0.1% SDS中での37℃
での1回以上の洗浄である。用いられ得る中程度のストリンジェンシーの他の条
件は、当該分野で周知である。例えば、Ausubelら(編),1993,C
URRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOG
Y,John Wiley & Sons,NYおよびKriegler,19
90,GENE TRANSFER AND EXPRESSION,A LA
BORATORY MANUAL,Stockton Press,NYを参照
のこと。
【0144】 第3の実施形態では、OB6、またはそれらのフラグメント、アナログもしく
は誘導体のヌクレオチド配列を含む核酸分子に、低ストリンジェンシー条件下で
ハイブリダイズする核酸が提供される。低ストリンジェンシーハイブリダイゼー
ション条件の非限定的な例は、35%ホルムアミド、5×SSC、50 mM
Tris−HCl(pH7.5)、5mM EDTA、0.02% PVP、0
.02% Ficoll、0.2% BSA、100mg/mlの変性サケ精子
DNA、10%(重量/容量)デキストラン硫酸中での40℃でのハイブリダイ
ゼーション、続いて2×SSC、25mM Tris−HCl(pH7.4)、
5mM EDTAおよび0.1% SDS中での50℃での1回以上の洗浄であ
る。用いられ得る低ストリンジェンシーの他の条件は、当該分野で周知である(
例えば、種交差ハイブリダイゼーションについて用いられるように)。例えば、
Ausubelら(編),1993,CURRENT PROTOCOLS I
N MOLECULAR BIOLOGY,John Wiley & Son
s,NYならびにKriegler,1990,GENE TRANSFER
AND EXPRESSION,A LABORATORY MANUAL,S
tockton Press,NY;ShiloおよびWeinberg,19
81,Proc Natl Acad Sci USA 78:6789−67
92を参照のこと。
【0145】 (保存的変異) 集団中に存在し得る、OB配列の天然に存在する対立遺伝子改変体に加えて、
当業者は、OBタンパク質の機能的能力を変更することなく、OB核酸にまたは
OBポリペプチド配列に直接変化が導入されることをさらに理解する。いくつか
の実施形態において、OB6のヌクレオチド配列は変更され、それによってコー
ドされるOBタンパク質のアミノ酸配列に変化をもたらす。例えば、種々の「非
必須」アミノ酸残基にてアミノ酸置換をもたらすヌクレオチド置換は、OB6の
配列において行われ得る。「非必須」アミノ酸残基は、生物学的活性を変更する
ことなく、OBの野生型配列から、変更され得る残基であり、一方、「必須」ア
ミノ酸残基は、生物学的活性に必要とされる。例えば、本発明のOBタンパク質
の間で保存されているアミノ酸残基は、特に変更を受け入れ難いと予測される。
【0146】 さらに、本発明のOBタンパク質ファミリーメンバー間で保存されるアミノ酸
残基はまた、特に変更を受け入れ難いと予測される。このように、これらの保存
されたドメインは、変異を受け入れないようである。しかし、他のアミノ酸残基
(例えば、OBタンパク質のメンバー間で保存されないかまたは半保存的のみで
あるアミノ酸残基)は、活性に必須でなくてもよく、従って変更を受け入れやす
いようである。
【0147】 本発明の別の局面は、活性に必須ではないアミノ酸残基における変化を含む、
OBタンパク質をコードする核酸分子に関する。このようなOBタンパク質は、
アミノ酸配列が、OB6を含む核酸によりコードされるポリペプチドとは異なる
が、生物学的活性をなお保持する。1つの実施形態では、単離された核酸分子は
、タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含み、ここで、このタンパク質は
、OB6を含む核酸によりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列に少なくと
も約45%の相同性、より好ましくは約60%相同性、なおより好ましくは少な
くともおよそ70%、80%、90%、95%、98%、そして最も好ましくは
少なくとも約99%の相同性であるアミノ酸配列を含む。
【0148】 相同なOBタンパク質をコードする単離された核酸分子は、OBを含む核酸の
のヌクレオチド配列に1以上のヌクレオチドの置換、付加または欠失を導入する
ことにより作製され得、その結果、1以上のアミノ酸の置換,付加または欠失が
、コードされるタンパク質に導入される。
【0149】 変異は、標準技術(例えば、部位特異的変異誘発およびPCR媒介変異誘発)
によってOBを含む核酸に導入され得る。好ましくは、保存的アミノ酸置換が、
1以上の推定非必須アミノ酸残基にて作製される。「保存的アミノ酸置換」は、
アミノ酸残基が類似の側鎖を有するアミノ酸残基で置換される、アミノ酸置換で
ある。類似の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当該分野で定義されて
いる。これらのファミリーとしては、以下が挙げられる:塩基性側鎖を有するア
ミノ酸(例えば、リジン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖を有するアミノ
酸(例えば、アルパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖を有するアミノ
酸(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロ
シン、システイン)、非極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アラニン、バリン
、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプ
トファン)、β分枝側鎖を有するアミノ酸(例えば、トレオニン、バリン、イソ
ロイシン)および芳香族側鎖を有するアミノ酸(例えば、チロシン、フェニルア
ラニン、トリプトファン、ヒスチジン)。従って、OB中の推定された非必須ア
ミノ酸残基は、同じ側鎖のファミリー由来の別のアミノ酸残基で置換される。あ
るいは、別の実施形態では、変異は、OBコード配列の全てまたは一部に沿って
(例えば、飽和変異誘発(saturation mutagenesis)に
よって)ランダムに導入され得、そして得られる変異体は、OBの生物学的活性
についてスクリーニングされて、活性を維持する変異体を同定し得る。この核酸
の変異誘発に続いて、コードされるタンパク質は、当該分野で公知の任意の組換
え技術によって発現され得、そしてこのタンパク質の活性が決定され得る。
【0150】 1つの実施形態では、変異OBタンパク質は、以下についてアッセイされ得る
:(1)他のOBタンパク質、他の細胞表面タンパク質、または生物学的に活性
なそれらの部分と、タンパク質:タンパク質相互作用を形成する能力、(2)変
異OBタンパク質と、OBリガンドとの間の複合体形成;(3)変異OBタンパ
ク質が細胞内標的タンパク質またはその生物学的に活性な部分に結合する能力;
(例えば、アビジンタンパク質);(4)ATPに結合する能力;または(5)
OBタンパク質抗体に特異的に結合する能力。
【0151】 他の実施形態にでは、OB6の相補的ポリヌクレオチド配列のフラグメントで
あって、ここで相補的ポリヌクレオチド配列のフラグメントは、第1の配列にハ
イブリダイズする。
【0152】 他の特定の実施形態において、核酸は、RNAまたはDNAである。OB6の
フラグメントまたはOB6の相補的ポリヌクレオチド配列のフラグメントであっ
て、ここでこのフラグメントは、約10ヌクレオチド長と約100ヌクレオチド
長との間、約10ヌクレオチド長と約100ヌクレオチド長との間、例えば、約
10ヌクレオチド長と約90ヌクレオチド長との間、または約10ヌクレオチド
長と約75ヌクレオチド長との間、約10塩基長と約50塩基長との間、約10
塩基長と約40塩基長との間、約10塩基長と約30塩基長との間である。
【0153】 (アンチセンス) 本発明の別の局面は、OB6配列またはそのフラグメント、アナログもしくは
誘導体のヌクレオチド配列を含む核酸分子にハイブリダイズし得るかまたは相補
的である、単離されたアンチセンス核酸分子に関する。「アンチセンス」核酸は
、タンパク質をコードする「センス」核酸に相補的である(例えば、二本鎖cD
NA分子のコード鎖に相補的であるかまたはmRNA配列に相補的である)ヌク
レオチド配列を含む。特定の局面では、少なくとも約10、約25、約50、約
100、約250もしくは約500ヌクレオチドまたは全体のOBコード鎖、ま
たはそれらの一部のみに相補的な配列を含む、アンチセンス核酸分子が提供され
る。OBタンパク質のフラグメント、ホモログ、誘導体およびアナログをコード
する核酸分子、またはOB核酸配列を含む核酸に相補的なアンチセンス核酸がさ
らに提供される。
【0154】 1つの実施形態では、アンチセンス核酸分子は、OBをコードするヌクレオチ
ド配列のコード鎖の「コード領域」に対してアンチセンスである。用語「コード
領域」とは、アミノ酸残基に翻訳されるコドンを含む、ヌクレオチド配列の領域
をいう。別の実施形態では、このアンチセンス核酸分子は、OBをコードするヌ
クレオチド配列のコード鎖の「非コード領域」に対してアンチセンスである。用
語「非コード領域」とは、コード領域に隣接する、アミノ酸に翻訳されない、5
’配列および3’配列をいう(すなわち、5’非翻訳領域および3’非翻訳領域
ともいわれる)。
【0155】 本明細書中に開示されるOBをコードするコード鎖配列を考慮すれば、本発明
のアンチセンス核酸は、WatsonおよびCrickまたはHoogstee
nの塩基対合の規則に従って設計され得る。アンチセンス核酸分子は、OB m
RNAのコード領域全体に相補的であり得るが、より好ましくは、OB mRN
Aのコード領域または非コード領域の一部にのみアンチセンスであるオリゴヌク
レオチドである。例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、OB mRNA
の翻訳開始部位を取り囲む領域に相補的であり得る。アンチセンスオリゴヌクレ
オチドは、例えば、長さが約5、約10、約15、約20、約25、約30、約
35、約40、約45または約50ヌクレオチドであり得る。本発明のアンチセ
ンス核酸は、当該分野で公知の手順を用いて、化学的合成または酵素連結反応を
用いて構築され得る。例えば、アンチセンス核酸(例えば、アンチセンスオリゴ
ヌクレオチド)は、天然に存在するヌクレオチド、またはこの分子の生物学的安
定性を増大させるように、もしくはアンチセンス核酸とセンス核酸との間で形成
される二重鎖の物理的安定性を増大させるように設計された種々の改変ヌクレオ
チドを用いて化学的に合成され得る(例えば、ホスホロチオエート誘導体および
アクリジン置換ヌクレオチドが用いられ得る)。
【0156】 アンチセンス核酸を作製するために用いられ得る改変されたヌクレオチドの例
としては以下が挙げられる:5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−
クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、4−アセ
チルシトシン、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−カルボキ
シメチルアミノメチル−2−チオウリジン、5−カルボキシメチルアミノメチル
ウラシル、ジヒドロウラシル、β−D−ガラクトシルクエオシン(galact
osylqueosine)、イノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1−
メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチル
アデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N
6−アデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メ
トキシアミノメチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルクエオシン(ma
nnosylqueosine)、5’−メトキシカルボキシメチルウラシル、
5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラ
シル−5−オキシ酢酸(v)、ワイブトキソシン、シュードウラシル、クエオシ
ン(queosine)、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、
2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル−5−オ
キシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、5−メチル−2−
チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウラシル
、(acp3)w、および2,6−ジアミノプリン。あるいは、このアンチセン
ス核酸は、核酸がアンチセンス方向でサブクローニングされた発現ベクターを用
いて生物学的に生成され得る(すなわち、挿入された核酸から転写されたRNA
は、以下の小節にさらに記載される、目的の標的核酸に対してアンチセンス方向
である)。
【0157】 本発明のアンチセンス核酸分子は、代表的には被験体に投与されるか、または
インサイチュで生成され、その結果それらは、OBタンパク質をコードする細胞
性mRNAおよび/またはゲノムDNAとハイブリダイズするか、またはそれに
結合し、それによってこのタンパク質の発現を、例えば転写および/または翻訳
を阻害することによって阻害する。ハイブリダイゼーションは、安定な二重鎖を
形成する従来のヌクレオチド相補性によってか、または例えばDNA二重鎖に結
合するアンチセンス核酸分子の場合には、二重らせんのメジャーグルーブ(ma
jor groove)における特異的相互作用を介してであり得る。本発明の
アンチセンス核酸分子の投与経路の例としては、組織部位での直接的注射が挙げ
られる。あるいは、アンチセンス核酸分子は、選択された細胞を標的化するよう
に改変され得、次いで全身に投与される。例えば、全身投与のために、アンチセ
ンス分子は、それらが選択された細胞表面上に発現されたレセプターまたは抗原
に特異的に結合するように改変され得る。これは、例えば、そのアンチセンス核
酸分子を細胞表面レセプターまたは抗原に結合するペプチドまたは抗体に連結す
ることによる。このアンチセンス核酸分子はまた、本明細書中に記載されるベク
ターを用いて細胞に送達され得る。アンチセンス分子の十分な細胞内濃度を達成
するために、アンチセンス核酸分子が強力なpol IIプロモーターまたはp
ol IIIプロモーターの制御下に置かれているベクター構築物が、好ましい
【0158】 なお別の実施形態において、本発明のアンチセンス核酸分子は、α−アノマー
核酸分子である。α−アノマー核酸分子は、相補的RNAと特異的な二本鎖ハイ
ブリッドを形成する。ここで、通常のβ−ユニットとは対照的に、鎖は、互いに
平行に延びる(Gaultierら(1987)Nucleic Acids
Res 15:6625〜6641)。このアンチセンス核酸分子はまた、2’
−o−メチルリボヌクレオチド(Inoueら、(1987)Nucleic
Acids Res 15:6131〜6148)またはキメラRNA−DNA
アナログ(Inoueら(1987)FEBS Lett 215:327〜3
30)を含み得る。
【0159】 (リボザイムおよびPNA部分) なお別の実施形態では、本発明のアンチセンス核酸はリボザイムである。リボ
ザイムは、それらに対してリボザイムが相補的領域を有する一本鎖核酸、例えば
mRNAを切断し得るリボヌクレアーゼ活性をもつ触媒的RNA分子である。従
って、リボザイム(例えば、ハンマーヘッドリボザイム(Haselhoffお
よびGerlach(1988)Nature 334:585−591に記載
されている))は、OBmRNA転写物を触媒的に切断し、それによってOBm
RNAの翻訳を阻害するために用いられ得る。OBをコードする核酸に特異性を
有するリボザイムは、本明細書に開示のOB DNAのヌクレオチド配列に基づ
いて設計され得る。例えば、Tetrahymena L−19 IVS RN
Aの誘導体は、活性部位のヌクレオチド配列が、OBをコードするmRNAにお
いて切断されるヌクレオチド配列に相補的であるように構築され得る。例えば、
Cechら、米国特許第4,987,071号;およびCechら、米国特許第
5,116,742号を参照のこと。あるいは、OBmRNAは、RNA分子の
プールから特異的リボヌクレアーゼ活性を有する触媒的RNAを選択するために
用いられ得る。例えば、Bartelら(1993)Science 261:
1411−1418を参照のこと。
【0160】 あるいは、OB遺伝子発現は、OB核酸の調節領域(例えば、OBプロモータ
ーおよび/またはエンハンサー)に相補的であるヌクレオチド配列を標的化し、
標的細胞中のOB遺伝子の転写を妨げる三重らせん構造を形成することによって
阻害され得る。一般に、Helene(1991)Anticancer Dr
ug Des.6:569−84;Heleneら(1992)Ann.N.Y
.Acad.Sci.660:27−36;およびMaher(1992)Bi
oassays 14:807−15を参照のこと。
【0161】 種々の実施形態では、OBの核酸は、塩基部分、糖部分またはリン酸骨格で改
変され、例えば、分子の安定性、ハイブリダイゼーション、または溶解性を改善
し得る。例えば、核酸のデオキシリボースリン酸骨格を改変してペプチド核酸を
生成し得る(Hyrupら(1996)Bioorg Med Chem4:5
−23を参照のこと)。本明細書で用いられる場合、用語「ペプチド核酸」また
は「PNA」は、デオキシリボースリン酸骨格がシュードペプチド(pseud
opeptide)骨格で置換され、かつ4つの天然のヌクレオ塩基のみが保持
されている、核酸模倣物、例えば、DNA模倣物をいう。PNAの中性の骨格は
、低イオン強度条件下で、DNAおよびRNAへの特異的ハイブリダイゼーショ
ンを可能にすることが示されている。PNAオリゴマーの合成は、Hyrupら
(1996)上述;Perry−O’Keefeら(1996)PNAS 93
:14670−675に記載のような、標準的な固相ペプチド合成プロトコール
を用いて実施され得る。
【0162】 OBのPNAは、治療適用および診断適用で用いられ得る。例えば、PNAは
、例えば、転写または翻訳抑止(arrest)を誘導すること、または複製を
阻害することにより、遺伝子発現の配列特異的調節のためのアンチセンス剤また
はアンチ遺伝子剤として用いられ得る。OBのPNAはまた、例えば、PNA指
向PCRクランピングによる、例えば、遺伝子中の1塩基対変異の分析に;他の
酵素、例えば、S1ヌクレアーゼと組み合わせて用いる場合、人工の制限酵素と
して(Hyrup B.(1966)上述);またはDNA配列およびハイブリ
ダイゼーションのプローブまたはプライマーとして(Hyrupら(1966)
上述;Perry−O’Keefe(1996)上述)用いられ得る。
【0163】 別の実施形態では、OBのPNAは、例えば、それらの安定性または細胞性の
取り込みを増大するために、PNAに親油性基またはその他の補助基を結合する
ことによるか、PNA−DNAキメラの形成によるか、またはリポソームの使用
もしくは当該分野で公知の薬物送達のその他の技法によって改変され得る。例え
ば、PNAとDNAの有利な性質を組み合わせ得る、OBのPNA−DNAキメ
ラが生成され得る。このようなキメラは、PNA部分の高い結合親和性および特
異性を提供しながら、DNA部分と相互作用するために、DNA認識酵素、例え
ば、RNaseHおよびDNAポリメラーゼを可能にする。PNA−DNAキメ
ラは、塩基スタッキング、ヌクレオ塩基間の結合の数、および配向の点から選択
された適切な長さのリンカーを用いて連結され得る(Hyrup(1996)上
述)。PNA−DNAキメラの合成は、Hyrup(1966)上述およびFi
nnら(1996)Nucl Acids Res 24:3357−63に記
載のように実施され得る。例えば、DNA鎖を、標準的なホルホルアミダイトカ
ップリング化学を用いて固体支持体上で合成し得、そして改変ヌクレオシドアナ
ログ、例えば、5’−(4−メトキシトリチル)アミノ−5’−デオキシ−チミ
ジンホスホルアミダイトを、PNAとDNAの5’末端との間に用い得る(Ma
gら(1989)Nucl Acid Res 17:5973−88)。次い
で、PNAモノマーを段階的様式でカップリングし、5’PNAセグメントと3
’DNAセグメントをもつキメラ分子を生成する(Finnら(1996)上述
)。あるいは、キメラ分子は、5’DNAセグメントと3’PNAセグメントを
有して合成され得る。Petersenら(1975)Bioorg Med
Chem Lett 5:1119−11124を参照のこと。
【0164】 その他の実施形態では、このオリゴヌクレオチドは、ペプチド(例えば、イン
ビボで宿主細胞レセプターを標的にするため)、または細胞膜を横切る輸送を容
易にする薬剤(例えば、Letsingerら、1989、Proc.Natl
.Acad.Sci.U.S.A.86:6553−6556;Lemaitr
eら、1987、Proc.Natl.Acad.Sci.84:648−65
2;PCT公開公報番号WO88/09810を参照のこと)もしくは血液脳関
門を横切る輸送を容易にする薬剤(例えば、PCT公開公報番号WO89/10
134を参照のこと)のような他の付属基を含み得る。さらに、オリゴヌクレオ
チドは、ハイブリダイゼーショントリガー切断剤(例えば、Krolら、198
8、BioTechniques 6:958−976を参照のこと)またはイ
ンターカーレーティング剤(例えば、Zon、1988、Pharm.Res.
5:539−549を参照のこと)を用いて改変され得る。この目的のために、
このオリゴヌクレオドは、例えば、ペプチド、ハイブリダイゼーショントリガー
架橋剤、輸送剤、ハイブリダイゼーショントリガー切断剤などの他の分子に連結
され得る。
【0165】 (OBポリペプチド) 本発明の1つの局面は、単離されたOBタンパク質、およびその生物学的に活
性な部分、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモログに関す
る。抗OB抗体を惹起するための免疫原としての使用に適するポリペプチドフラ
グメントもまた提供される。1つの実施形態では、ネイティブOBタンパク質が
、標準的なタンパク質精製技法を用いる適切な精製スキームにより、細胞供給源
または組織供給源から単離され得る。別の実施形態では、OBタンパク質は、組
換えDNA技法により産生される。組換え発現の代替として、OBタンパク質ま
たはポリペプチドは、標準的なペプチド合成技法を用いて化学的に合成され得る
【0166】 「単離された」または「精製された」タンパク質または生物学的に活性なその
部分は、OBタンパク質が由来する細胞供給源または組織供給源からの細胞性物
質またはその他の夾雑タンパク質を実質的に含まないか、化学的に合成された場
合、化学的前駆体もしくはその他の化学物質を実質的に含まない。用語「細胞性
物質を実質的に含まない」は、OBタンパク質が、単離されるかまたは組換えに
より産生された細胞の細胞成分から分離されているOBタンパク質の調製物を含
む。1つの実施形態では、用語「細胞性物質を実質的に含まない」は、非OBタ
ンパク質(本明細書ではまた「夾雑タンパク質」と呼ばれる)が約30%(乾燥
重量による)より少ない、より好ましくは約20%より少ない非OBタンパク質
、なおより好ましくは約10%より少ない非OBタンパク質、そして最も好まし
くは約5%より少ない非OBタンパク質を有する、OBタンパク質の調製物を含
む。このOBタンパク質または生物学的に活性なその部分が組換えにより産生さ
れる場合、培養培地を実質的に含まないこともまた好ましい。すなわち、培養培
地は、タンパク質調製物の容量の約20%より少ないか、より好ましくは約10
%より少ないか、そして最も好ましくは約5%より少ない。
【0167】 用語「化学的前駆体またはその他の化学物質を実質的に含まない」は、タンパ
ク質の合成に関与する化学的前駆体またはその他の化学物質からこのタンパク質
が分離されているOBタンパク質の調製物を含む。1つの実施形態では、用語「
化学的前駆体またはその他の化学物質を実質的に含まない」は、化学的前駆体ま
たは非OB化学物質を約30%(乾燥重量による)より少く、より好ましくは化
学的前駆体または非OB化学物質を約20%より少なく、なおより好ましくは化
学的前駆体または非OB化学物質を約10%より少なく、そして最も好ましくは
化学的前駆体または非OB化学物質を約5%より少なく有するOBタンパク質の
調製物を含む。
【0168】 OBタンパク質の生物学的に活性な部分は、OBタンパク質のアミノ酸配列(
例えば、全長OBタンパク質より少ないアミノ酸を含み、そしてOBタンパク質
の少なくとも1つの活性を示すOB6を含む核酸によってコードされるアミノ酸
配列)に十分に相同的であるか、またはこのアミノ酸配列から誘導されるアミノ
酸配列を含むペプチドを含む。代表的には、生物学的に活性な部分は、OBタン
パク質の少なくとも1つの活性をともなうドメインまたはモチーフを含む。OB
タンパク質の生物学的に活性な部分は、例えば、10、25、50、100また
はそれ以上のアミノ酸の長さのポリペプチドであり得る。
【0169】 本発明のOBタンパク質の生物学的に活性な部分は、これらのOBタンパク質
の間で保存された上記のドメインのうちの少なくとも1つを含み得る。OBタン
パク質の代替の生物学的に活性な部分は、上記のドメインのうちの少なくとも2
つを含み得る。OBタンパク質の別の生物学的に活性な部分は、上記のドメイン
のうちの少なくとも3つを含み得る。本発明のOBタンパク質のなお別の生物学
的に活性な部分は、上記のドメインのうちの少なくとも4つを含み得る。
【0170】 さらに、このタンパク質の他の領域が欠失した、他の生物学的に活性な部分が
、組換え技法により調製され得、ネイティブなOBタンパク質の1つ以上の機能
的活性について評価され得る。
【0171】 いくつかの実施形態において、OBタンパク質は、これらのOBタンパク質の
うちの1つに実質的に相同的であり、そしてその機能的活性を保持し、以下に詳
細に記載されるように、なおも天然の対立遺伝子改変または変異誘発に起因する
アミノ酸配列において異なる。
【0172】 特定の実施形態において、本発明は、その発現が哺乳動物において調節される
ポリペプチドの配列に80%以上同一であるアミノ酸配列を含む単離されたポリ
ペプチドを含む。
【0173】 本発明に従うOBタンパク質を使用して、被験体において肥満症を処置し得る
。この被験体は、好ましくは哺乳動物、より好ましくはヒトである。1つの局面
において、被験体における肥満症を処置するために使用されるこのようなポリペ
プチドの発現状態は、レプチン(leptin)によって調節される。「発現状
態」は、このポリペプチドが発現される程度を意味する。特定の実施形態におい
て、被験体における肥満症を処置するために使用されるポリペプチドの発現状態
は、アップレギュレートされ得る(すなわち、OB:3)か、またはダウンレギ
ュレートされ得る(すなわち、OB:1、2および4〜6)。さらに別の局面に
おいて、被験体における肥満症を処置するために使用されるポリペプチドは、下
垂体から分泌される。
【0174】 (2つ以上の配列間の相同性の決定) 2つのアミノ酸配列の相同性または2つの核酸の相同性のパーセントを決定す
るために、これらの配列を、最適な比較の目的にアラインする(例えば、第2の
アミノ酸配列または核酸配列との最適アラインメントのために第1のアミノ酸配
列または核酸配列の配列中にギャップを導入し得る)。次いで、対応するアミノ
酸位置またはヌクレオチド位置でアミノ酸残基またはヌクレオチドを比較する。
第1の配列中の位置が第2の配列中の対応する位置と同じアミノ酸残基またはヌ
クレオチドで占められる場合、この分子はその位置で相同である(すなわち、本
明細書で用いられる場合、アミノ酸「相同性」または核酸「相同性」は、アミノ
酸「相同性」または核酸「同一性」と等価である)。
【0175】 核酸配列相同性は、2つの配列間の同一性の程度として決定され得る。この相
同性は、GCGプログラムパッケージで提供されるGAPソフトウェアのような
当該分野で公知のコンピュータープログラムを用いて決定され得る。Needl
emanおよびWunsch 1970 J Mol Biol 48:443
−453を参照のこと。GCG GAPソフトウェアを使用して核酸配列比較の
ために以下の設定を用い:5.0のGAP作成ペナルティーおよび0.3のGA
P伸長ペナルティー、上記で言及した類似の核酸配列のコード領域は、好ましく
は、OB6を含むDNA配列のCDS(すなわちコードする)部分と、少なくと
も70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、または99%の
同一性の程度を示す。
【0176】 用語「配列同一性」は、2つのポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配列
が、比較の特定の領域にわたって残基対残基の基本に基づいて同一である程度を
いう。用語「配列同一性のパーセント」は、その比較の領域にわたり最適にアラ
インされた配列を比較すること、両方の配列において同一の核酸塩基(例えば、
核酸の場合、A、T、C、G、U、またはI)が生じる位置の数を決定し、一致
した位置の数を得ること、比較領域中の位置の総数(すなわち、ウンンドウサイ
ズ)によって一致した位置の数を除すること、およびこの結果に100を乗じ配
列同一性のパーセントを得ることにより算出される。本明細書で用いられる場合
、用語「実質的に同一」は、ポリヌクレオチド配列の特徴を示し、ここで、この
ポリヌクレオチドは、比較領域にわたって参照配列と比較した場合、少なくとも
80%の配列同一性、好ましくは少なくとも85%の配列同一性そしてしばしば
90〜95%の配列同一性、より通常は少なくとも99%の配列同一性を有する
配列を含む。
【0177】 (OBキメラおよび融合タンパク質) 本発明はまた、OBキメラまたは融合タンパク質を提供する。本明細書で使用
される場合、OB「キメラタンパク質」または「融合タンパク質」は、非OBポ
リペプチドと作動可能に連結されたOBポリペプチドを含む。「OBポリペプチ
ド」は、OBに相当するアミノ酸配列を有するポリペプチドをいい、一方、「非
OBポリペプチド」は、このOBタンパク質に実質的に相同ではないタンパク質
に相当するアミノ酸配列を有するポリペプチドをいう(例えば、OBタンパク質
とは異なり、しかも同一かまたは異なる生物に由来するタンパク質)。OB融合
タンパク質の中で、OBポリペプチドは、OBタンパク質のすべてか、またはそ
の一部分に対応する。1つの実施形態では、OB融合タンパク質は、OBタンパ
ク質の少なくとも1つの生物学的に活性な部分を含む。別の実施形態において、
OB融合タンパク質は、OBタンパク質の少なくとも2つの生物学的に活性な部
分を含む。なお別の実施形態では、OB融合タンパク質は、OBタンパク質の少
なくとも3つの生物学的に活性な部分を含む。融合タンパク質において、用語「
作動可能に連結される」は、OBポリペプチドおよび非OBポリペプチドが互い
にインフレームで融合していることを示すことを意図する。非OBポリペプチド
は、OBポリペプチドのN末端またはC末端に融合され得る。
【0178】 例えば、1つの実施形態では、OB融合タンパク質は、第二のタンパク質の細
胞外ドメインに、作動可能に連結されたOBドメインを含む。このような融合タ
ンパク質は、OB活性を調節する化合物についてのスクリーニングアッセイ(こ
のようなアッセイは、以下に詳細に記載される)においてさらに利用され得る。
【0179】 なお別の実施形態において、この融合タンパク質は、GST−OB融合タンパ
ク質であり、ここでOB配列が、GST(すなわち、グルタチオンS−トランス
フェラーゼ)配列のC末端に融合される。このような融合タンパク質は、組換え
OBの精製を容易にし得る。
【0180】 別の実施形態では、この融合タンパク質は、そのN末端に異質シグナル配列を
含むOBタンパク質である。例えば、ネイティブなOBシグナル配列を除去し得
、そして別のタンパク質からのシグナル配列で置き換え得る。特定の宿主細胞で
は(例えば、哺乳動物宿主細胞)、OBの発現および/または分泌は、異質シグ
ナル配列の使用を通じて増大され得る。
【0181】 なお別の実施形態では、この融合タンパク質は、OB−免疫グロブリン融合タ
ンパク質であり、ここで1つ以上のドメインを有するOB配列が、免疫グロブリ
ンタンパク質ファミリーのメンバーに由来する配列に融合される。本発明のこの
OB−免疫グロブリン融合タンパク質は、薬学的組成物中に組み込まれ、そして
被験体に投与されて、細胞の表面上でOBリガントとOBタンパク質との間の相
互作用を阻害し、それによってインビボのOB媒介信号伝達を抑制し得る。この
OB−免疫グロブリン融合タンパク質を用い、OB同族リガンドの生体利用性に
影響を与え得る。OBリガンド/OB相互作用の阻害は、増殖障害および分化障
害の両方の処置、ならびに細胞生存の調節(例えば、促進または阻害)に、治療
的に有用であり得る。さらに、本発明のこのOB−免疫グロブリン融合タンパク
質は、被験体中で抗OB抗体を産生するため、OBリガンドを精製するため、お
よびOBリガンドとのOBの相互作用を阻害する分子を同定するスクリーニング
アッセイにおいて、免疫原として用いられ得る。
【0182】 本発明のOBキメラまたは融合タンパク質は、標準的な組換えDNA技法によ
り産生され得る。例えば、異なるポリペプチド配列をコードするDNAフラグメ
ントを、従来の技法に従って、例えば、連結のための平滑末端化末端または粘着
(stagger)末端化末端、適切な末端を提供するための制限酵素消化、必
要に応じて粘着(cohesive)末端のフィルイン、所望しない連結を避け
るためのアルカリホスファターゼ処理、および酵素的連結を採用することにより
、インフレームで一緒に連結する。別の実施形態では、融合遺伝子を、自動化D
NA合成機を含む従来技法により合成し得る。あるいは、遺伝子フラグメントの
PCR増幅を、次いでアニールおよび再増幅され得る、2つの連続遺伝子フラグ
メント間の相補的オーバハングを生じるアンカープライマーを用いて、キメラ遺
伝子配列を生成するために実施し得る(例えば、Ausbelら(編)CURR
ENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY、J
ohn Wiley&Sons、1992を参照のこと)。さらに、融合部分(
例えば、GSTポリペプチド)をすでにコードした多くの発現ベクターが市販さ
れている。OBをコードする核酸は、この融合部分がOBタンパク質にインフレ
ーム連結されるように、このような発現ベクター中にクローン化され得る。
【0183】 (OBアゴニストおよびアンタゴニスト) 本発明はまた、OBアゴニスト(模倣物)またはOBアンタゴニストのいずれ
かとして機能するOBタンパク質の改変体に関する。OBタンパク質の改変体、
例えば、OBタンパク質の離散した点変異または短縮型が、変異誘発により生成
され得る。OBタンパク質のアゴニストは、天然に存在する形態のOBタンパク
質と実質的に同じ生物学的活性、またはその生物学的活性のサブセットを保持し
得る。OBタンパク質のアンタゴニストは、天然に存在する形態のOBタンパク
質の1つ以上の活性を、例えば、OBタンパク質を含む細胞シグナル伝達カスケ
ードの下流メンバーまたは上流メンバーに競合的に結合することにより阻害され
得る。従って、特異的生物学的効果が、限られた機能の改変体を用いた処理によ
り惹起され得る。1つの実施形態では、このタンパク質の天然に存在する形態の
生物学活性のサブセットを有する改変体を用いた被験体の処置は、OBタンパク
質の天然に存在する形態を用いた処置に対して被験体におけるより少ない副作用
を有する。
【0184】 OBアゴニスト(模倣物)またはOBアンタゴニストのいずれかとして機能す
るOBタンパク質の改変体は、OBタンパク質アゴニスト活性またはアンタゴニ
スト活性についてのOBタンパク質の変異体、例えば短縮型変異体のコンビナト
リアルライブラリーをスクリーニングすることにより同定され得る。1つの実施
形態では、OB改変体の多彩なライブラリーは、核酸レベルのコンビナトリアル
変異誘発により生成され、そして多彩な遺伝子ライブラリーによりコードされる
。OB改変体の多彩なライブラリーは、例えば、合成オリゴヌクレオチドの混合
物を、潜在的なOB配列の縮重セットが、個々のポリペプチドとして、あるいは
、その中にOB配列のセットを含む(例えば、ファージディスプレイのための)
より大きな融合タンパク質のセットとして発現可能であるように、遺伝子配列中
に酵素的に連結することにより産生され得る。縮重オリゴヌクレオチド配列から
潜在的なOB改変体のライブラリーを産生するために用いられ得る種々の方法が
ある。縮重遺伝子配列の化学的合成は、自動化DNA合成機中で実施され得、次
いでこの合成遺伝子は、適切な発現ベクター中に連結され得る。遺伝子の縮重セ
ットの使用は、1つの混合物において、潜在的なOB配列の所望のセットをコー
ドする配列のすべての供給量を可能にする。縮重オリゴヌクレオチドを合成する
方法は当該分野で公知である(例えば、Narang(1983)Tetrah
edron 39:3;Itakuraら(1984)Annu Rev Bi
ochem 53:323;Itakuraら(1984)Science 1
98:1056;Ikeら(1983)Nucl Acid Res 11:4
77を参照のこと)。
【0185】 (ポリペプチドライブラリー) さらに、OBタンパク質コード配列のフラグメントのライブラリーを用いて、
OBタンパク質の改変体のスクリーニングおよび引き続く選択のためのOBフラ
グメントの多彩な集団を生成し得る。1つの実施形態では、コード配列フラグメ
ントのライブラリーは、OBコード配列の二本鎖PCRフラグメントを、1分子
あたり約1つのみのニックが生じる条件下において、ヌクレアーゼで処理するこ
と、二本鎖DNAを変性させること、異なるニック産物からのセンス/アンチセ
ンス対を含み得る二本鎖DNAを形成するためにこのDNAを再生すること、S
1ヌクレアーゼを用いた処理により再形成された二本鎖から一本鎖部分を除去す
ること、および得られるフラグメントライブラリーを発現ベクター中に連結する
ことにより生成し得る。この方法により、OBタンパク質の種々のサイズのN末
端および内部フラグメントをコードする発現ライブラリーが派生し得る。
【0186】 点変異または短縮により作成されたコンビナトリアルライブラリーの遺伝子産
物をスクリーニングするため、選択された性質を有する遺伝子産物についてcD
NAライブラリーをスクリーニングするためのいくつかの技法が当該分野で公知
である。このような技法を、OBタンパク質のコンビナトリアル変異誘発により
生成された遺伝子ライブラリーの迅速スクリーニングに適用可能である。大きな
遺伝子ライブラリーをスクリーニングするための、高スループット分析に適した
最も広く用いられる技法は、代表的には、遺伝子ライブラリーを複製可能な発現
ベクター中にクローニングすること、得られるベクターのライブラリーで適切な
細胞を形質転換すること、および所望の活性の検出が、その産物が検出された遺
伝子をコードするベクターの単離を容易にする条件下でこのコンビナトリアル遺
伝子を発現することを含む。ライブラリー中の機能的変異体の頻度を増大する新
規技法であるリクルーシブエンセブル変異誘発(REM)を、スクリーニングア
ッセイと組み合わせて用い、OB改変体を同定し得る(ArkinおよびYou
rvan(1992)PNAS 89:7811−7815;Delgrave
ら(1993)Protein Engineering 6:327−331
)。
【0187】 (抗OB抗体) 単離されたOBタンパク質、またはその部分もしくはフラグメントは、ポリク
ローナル抗体調製およびモノクローナル抗体調製のための標準的な技法を用いて
、OBに結合する抗体を生成するための免疫原として用いられ得る。完全長のO
Bタンパク質が用いられ得るが、あるいは、本発明は、免疫原としての使用のた
めのOBの抗原性ペプチドフラグメントを提供する。OBの抗原性ペプチドは、
OB6に示される核酸配列を含む核酸によってコードされるアミノ酸配列の少な
くとも8アミノ酸残基を含み、そしてこのペプチドに対して惹起された抗体がO
Bと特異的な免疫複合体を形成するように、OBのエピトープを含む。好ましく
は、この抗原性ペプチドは、少なくとも10アミノ酸残基、より好ましくは少な
くとも15アミノ酸残基、なおより好ましくは20酸残基、および最も好ましく
は30アミノ酸残基を含む。抗原性ポリペプチドによって包含される好ましいエ
ピトープは、タンパク質の表面に配置されるOBの領域(例えば、親水性領域)
である。抗体産生を標的化するための手段として、親水性および疎水性の領域を
示すヒドロパシープロットを、フーリエ変換を伴うか伴わない、当該分野で周知
の任意の方法(例えば、Kyte Doolittle法またはHopp Wo
ods法を含む)によって生成し得る。例えば、それらの全体が本明細書に参考
として援用される、HoppおよびWoods、1981、Proc.Nat.
Acad.Sci.USA 78:3824−3828;KyteおよびDoo
little 1982、J.Mol.Biol.157:105−142を参
照のこと。
【0188】 OBポリペプチド、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモ
ログを、これらのタンパク質成分に免疫特異的に結合する抗体の生成における免
疫原として利用し得る。本明細書で用いられる場合、用語「抗体」は、免疫グロ
ブリン分子、および免疫グロブリン分子の免疫学的に活性な部分、すなわち、O
Bのような抗原に特異的に結合(免疫反応)する抗原結合部位を含む分子をいう
。このような抗体は、制限されずに、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体
、キメラ抗体、単鎖抗体、FabフラグメントおよびF(ab )2フラグメン
ト、およびFab発現ライブラリーを含む。当該分野で公知の種々の手順が、O
Bタンパク質配列、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモロ
グに対するポリクローナルまたはモノクローナル抗体の産生のために用いられ得
る。これらのタンパク質のいくつかは、以下で議論される。
【0189】 ポリクローナル抗体の産生のために、種々の適切な宿主動物(例えば、ウサギ
、ヤギ、マウスまたはその他の哺乳動物)は、ネイティプタンパク質、またはそ
の合成改変体、または前述の誘導体での注射により免疫化され得る。適切な免疫
原調製物は、例えば、組換えにより発現されたOBタンパク質または化学的に合
成されたポリペプチドを含有し得る。この調製物は、アジュバントをさらに含み
得る。免疫学的応答を増大するために用いられる種々のアジュバントは、制限さ
れずに、フロイント(完全および不完全)アジュバント、ミネラルゲル(例えば
、水酸化アルミニウム)、表面活性物質(例えば、リゾレシチン、プルロニック
ポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油乳濁液、ジニトロフェノールなど)、
Bacille Calmette−GuerinおよびCorynebact
erium parvumのようなヒトアジュバント、または類似の免疫刺激剤
を含む。所望であれば、OBに対して指向された抗体分子は、哺乳動物(例えば
、血液)から単離され得、そしてさらに、IgGフラクションを得るためのプロ
テインAクロマトグラフィーのような、周知の技法により精製され得る。
【0190】 本明細書で用いられる場合、用語「モノクローナル抗体」または「モノクロー
ナル抗体組成物」は、OBの特定のエピトープと免疫反応し得る抗原結合部位の
1種のみを含む抗体分子の集団をいう。従って、代表的には、モノクローナル抗
体組成物は、それと免疫反応する特定のOBタンパク質に対し、単一の結合親和
性を示す。特定のOBタンパク質配列、またはその誘導体、フラグメント、アナ
ログもしくはホモログに対して指向されたモノクローナル抗体の調製には、連続
的な細胞株培養による抗体分子の産生を提供する任意の技法が利用され得る。こ
のような技法は、制限されずに、ハイブリドーマ技法(Kohler&Mils
tein、1975 Nature 256:495−497を参照のこと);
トリオーマ技法;ヒトB細胞ハイブリドーマ技法(Kozborら、1983
Immunol Today 4:72)およびヒトモノクローナル抗体を産生
するためのEBVハイブリドーマ技法(Coleら、1985 MONOCLO
NAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY、Al
an R.Liss、Inc.77−96頁を参照のこと)を含む。ヒトモノク
ローナル抗体を、本発明の実施において利用し得、そしてヒトハイブリドーマを
用いることによるか(Coteら、1983.Proc Natl Acad
Sci USA 80:2026−2030を参照のこと)、またはインビトロ
でヒトB細胞をエプスタイン−バーウイルスで形質転換することにより(Cot
eら、1985 MONOCLONAL ANTIBODIES AND CA
NCER THERAPY、Alan R.Liss、Inc.77−96頁を
参照のこと)産生され得る。
【0191】 本発明によれば、技法は、OBタンパク質に特異的な単鎖抗体の産生のために
適合され得る(例えば、米国特許第4,946,778号を参照のこと)。さら
に、方法は、Fab発現ライブラリーの構築のために適合され得(例えば、Hu
seら、1989 Science 246:1275−1281を参照のこと
)、OBタンパク質、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモ
ログに対し、所望の特異性を有するモノクローナルFabフラグメントの迅速か
つ有効な同定を可能にする。非ヒト抗体は、当該分野で周知の技法により「ヒト
化」され得る。例えば、米国特許第5,225,539号を参照のこと。OBタ
ンパク質に対するイディオタイプを含む抗体フラグメントを、当該分野で公知の
技法により産生し得、以下を含むがこれらに限定されない:(i)抗体分子のペ
プシン消化により産生されるF(ab )2フラグメント;(ii)F(ab )2 フラグメントのジスルフィド架橋を還元することにより生成されるFab
ラグメント;(iii)抗体分子のパパインおよび還元剤での処理により生成さ
れるFabフラグメント、ならびに(iv)Fフラグメント。
【0192】 さらに、ヒトおよび非ヒト部分の両方を含むキメラ抗体およびヒト化モノクロ
ーナル抗体のような、組換え抗OB抗体(これらは、標準組換えDNA技術を用
いて作製され得る)は、本発明の範囲内である。このようなキメラ抗体およびヒ
ト化モノクローナル抗体は、当該分野で公知の組換えDNA技術により生成され
得る。この技術は例えば、以下に記載の方法を用いる:国際出願番号PCT/U
S86/02269;欧州特許出願番号第184,187号;欧州特許出願番号
第171,496号;欧州特許出願番号第173、494号;PCT国際公開番
号WO 86/01533;米国特許第4,816,567号;米国特許第5,
225,539号;欧州特許出願番号第125,023号;Betterら(1
988)Science 240:1041〜1043;Liuら(1987)
PNAS 84:3439〜3443;Liuら(1987)J Immuno
l.139:3521〜3526;Sunら(1987)PNAS 84:21
4〜218;Nishimuraら(1987)Cancer Res 47:
999〜1005;Woodら(1985)Nature 314:446〜4
49;Shawら(1988)J Natl Cancer Inst 80:
1553〜1559);Morrison(1985)Science 229
:1202〜1207;Oiら(1986)BioTechniques 4:
214;米国特許第5,225,539号;Jonesら(1986)Natu
re 321:552〜525;Verhoeyanら(1988)Scien
ce 239:1534;ならびにBeidlerら(1988)J Immu
nol 141:4053〜4060。
【0193】 1つの実施形態において、所望の特異性を保有する抗体のスクリーニングのた
めの方法は、当該分野内で公知の酵素結合抗体免疫吸着アッセイ(ELISA)
および他の免疫学的に媒介された技術を含むが、これらに限定されない。特定の
実施形態において、OBタンパク質の特定のドメインに対して特異的である抗体
の選択は、このようなドメインを所有しているOBタンパク質のフラグメントに
結合するハイブリドーマの生成により容易にされる。OBタンパク質内の1つ以
上のドメイン(例えば、OBファミリータンパク質、あるいはそれらの誘導体、
フラグメント、アナログまたはホモログの上記保存された領域にわたるドメイン
)に対して特異的である抗体がまた、本明細書において提供される。
【0194】 抗OB抗体は、OBタンパク質の局在化および/または定量化に関する当該分
野で公知の方法において用いられ得る(例えば、適切な生理学的なサンプル内の
OBタンパク質のレベルを測定する使用のために、診断的方法における使用のた
めに、タンパク質の画像化における使用のために、など)。所定の実施形態にお
いて、OBタンパク質、またはそれらの誘導体、フラグメント、アナログまたは
ホモログに対する抗体(抗体由来の結合ドメインを含む)は、薬理学的に活性な
化合物[本明細書中、以下において「治療剤」]として利用される。
【0195】 抗OB抗体(例えば、モノクローナル抗体)は、標準技術(例えばアフィニテ
ィークロマトグラフィまたは免疫沈降)によって、OBを単離するために用いら
れ得る。抗OB抗体は、細胞からの天然のOB、そして宿主細胞において発現さ
れる組換え的に産生されたOBの精製を容易にし得る。さらに、抗OB抗体が、
(例えば、細胞性溶解物または細胞上清における)OBタンパク質を検出するた
めに用いられ、OBタンパク質の発現の量およびパターンを評価し得る。抗OB
抗体は、例えば、所定の治療レジメンの有効性を決定するために、臨床試験の手
順の一部として組織におけるタンパク質レベルをモニターするために診断的に用
いられ得る。検出は、抗体を検出可能物質に連結する(すなわち、物理的に連結
する)ことにより容易にされ得る。検出可能物質の例としては、種々の酵素、補
欠分子族、蛍光物質、発光物質、生物発光物質および放射性物質が挙げられる。
適切な酵素の例としては、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファター
ゼ、β−ガラクトシダーゼまたはアセチルコリンエステラーゼが挙げられる;適
切な補欠分子族複合体の例としては、ストレプトアビジン/ビオチンおよびアビ
ジン/ビオチンが挙げられる;適切な蛍光物質の例としては、ウンベリフェロン
、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、ジクロロ
トリアジニルアミン(dichlorotriazinylamine)フルオ
レセイン、ダンシルクロリドまたはフィコエリトリンが挙げられる;発光物質の
例としては、ルミノールが挙げられる;生物発光物質の例としては、ルシフェラ
ーゼ、ルシフェリンおよびエクオリンが挙げられる;そして、適切な放射性物質
の例としては125I、131I、35SまたはHが挙げられる。
【0196】 (OB組換え発現ベクターおよび宿主細胞) 本発明の別の局面は、OBタンパク質、またはそれらの誘導体、フラグメント
、アナログもしくはホモログをコードする核酸を含む、ベクター、好ましくは、
発現ベクターに関する。本明細書において使用される場合、用語「ベクター」は
、それに連結された別の核酸を輸送し得る核酸分子をいう。1つの型のベクター
は、「プラスミド」である。これはさらなるDNAセグメントが連結され得る直
線状または環状の二本鎖DNAループをいう。別の型のベクターは、ウイルス性
ベクターであり、ここでさらなるDNAセグメントが、ウイルスゲノムに連結さ
れ得る。特定のベクターは、ベクターが導入される宿主細胞中で自律複製し得る
(例えば、細菌性の複製起点を有する細菌ベクター、およびエピソーム性哺乳動
物ベクター)。他のベクター(例えば、非エピソーム性哺乳動物ベクター)は、
宿主細胞への導入に際して宿主細胞のゲノムに組み込まれ、そして、これにより
宿主ゲノムとともに複製される。さらに、特定のベクターは、それらが作動可能
に連結される遺伝子の発現を指向し得る。このようなベクターは、本明細書にお
いて「発現ベクター」といわれる。一般に、組換えDNA技術において有用な発
現ベクターは、しばしばプラスミドの形態である。本明細書において、「プラス
ミド」および「ベクター」は、プラスミドが最も一般的に用いられる形態のベク
ターであるので、交換可能に使用され得る。しかし、本発明は、等価の機能を果
たす、ウイルス性ベクター(例えば、複製欠損レトロウイルス、アデノウイルス
、およびアデノ随伴ウイルス)のような他の形態の発現ベクターを含むことが意
図される。
【0197】 本発明の組換え発現ベクターは、宿主細胞における核酸の発現に適切な形態の
本発明の核酸を含む。これは、組換え発現ベクターが、発現される核酸配列に作
動可能に連結される、発現に用いられる宿主細胞に基づいて選択される、1つ以
上の調節配列を含むことを意味する。組換え発現ベクター内で、「作動可能に連
結する」とは、目的のヌクレオチド配列が、(例えば、インビトロの転写/翻訳
系において、またはベクターが宿主細胞に導入される場合は、宿主細胞において
)ヌクレオチド配列の発現を可能にする様式で調節配列に連結されるという意味
を意図する。用語「調節配列」は、プロモーター、エンハンサーおよび他の発現
制御エレメント(例えば、ポリアデニル化シグナル)を含むことを意図する。こ
のような調節配列は、例えば、Goeddel;GENE EXPRESSIO
N TECHNOLOGY:METHODS IN ENZYMOLOGY 1
85、Academic Press、San Diego、Calif.(1
990)に記載されている。調節配列は、多くの型の宿主細胞においてヌクレオ
チド配列の構成的発現を指向する配列、および特定の宿主細胞のみにおいてヌク
レオチド配列の発現を指向する配列(例えば、組織特異的調節配列)を含む。発
現ベクターの設計が形質転換されるべき宿主細胞の選択、所望のタンパク質の発
現のレベルなどのような因子に依存し得ることは当業者に理解される。本発明の
発現ベクターは、宿主細胞中に導入され得、それにより、本明細書に記載される
核酸によりコードされるタンパク質またはペプチド(融合タンパク質または融合
ペプチドを含む)(例えば、OBタンパク質、OBの変異形態、融合タンパク質
など)を生成し得る。
【0198】 本発明の組換え発現ベクターは、原核生物細胞または真核生物細胞における、
OB発現のために設計され得る。例えば、OBは、細菌細胞(例えば、E.co
li)、昆虫細胞(バキュロウイルス発現ベクターを用いる)、酵母細胞または
哺乳動物細胞において発現され得る。適切な宿主細胞は、Goeddel;GE
NE EXPRESSION TECHNOLOGY:METHODS IN
ENZYMOLOGY 185、Academic Press、San Di
ego、Calif.(1990)においてさらに議論される。あるいは、組換
え発現ベクターは、例えば、T7プロモーター調節配列およびT7ポリメラーゼ
を用いて、インビトロで転写および翻訳され得る。
【0199】 原核生物におけるタンパク質の発現は、最も頻繁には、融合タンパク質または
非融合タンパク質のいずれかの発現を指向する構成的プロモーターまたは誘導性
プロモーターを含むベクターを有するE.coliにおいて実行される。融合ベ
クターは、そこにコードされるタンパク質に、通常、組換えタンパク質のアミノ
末端に、多数のアミノ酸を付加する。このような融合ベクターは、代表的には、
以下の3つの目的のために役立つ:(1)組換えタンパク質の発現を増大させる
こと;(2)組換えタンパク質の溶解度を増大させること;および(3)アフィ
ニティー精製においてリガンドとして作用することによって、組換えタンパク質
の精製を補助すること。しばしば、融合発現ベクターにおいて、タンパク質分解
性切断部位が、融合部分の結合部に導入され、そしてこの組換えタンパク質によ
り、融合タンパク質の精製の後に融合部分から組換えタンパク質を分離すること
が可能になる。このような酵素、およびその同族の認識配列は、第Xa因子、ト
ロンビン、およびエンテロキナーゼを含む。代表的な融合発現ベクターとしては
、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)、マルトースE結合タンパク
質、またはプロテインAを、それぞれ、標的の組換えタンパク質に融合するpG
EX(Pharmacia Biotech Inc.;SmithおよびJo
hnson(1988)Gene 67:31−40)、pMAL(New E
ngland Biolabs,Beverly,Mass.)およびpRIT
5(Pharmacia,Piscataway,N.J.)が挙げられる。
【0200】 適切な誘導性非融合E.coli発現ベクターの例としては、pTrc(Am
rannら(1988)Gene 69:301−315)およびpET 11
d(Studierら、GENE EXPRESSION TECHNOLOG
Y:METHODS IN ENZYMOLOGY 185,Academic
Press,San Diego,Calif.(1990)60−89)が
挙げられる。
【0201】 E.coliにおける組換えタンパク質発現を最大化するための1つのストラ
テジーは、組換えタンパク質をタンパク質分解的に切断する能力が損なわれた宿
主細菌中でタンパク質を発現することである。Gottesman,GENE
EXPRESSION TECHNOLOGY:METHODS IN ENZ
YMOLOGY 185,Academic Press,San Diego
,Calif.(1990)119−128を参照のこと。別のストラテジーは
、各アミノ酸についての個々のコドンが、E.coliにおいて優先的に利用さ
れるコドンであるように発現ベクター中に挿入される核酸の核酸配列を変更する
ことである(Wadaら(1992)Nucleic Acids Res.2
0:2111−2118)。本発明の核酸配列のこのような変更は、標準的なD
NA合成技術によって実行され得る。
【0202】 別の実施形態において、OB発現ベクターは、酵母発現ベクターである。酵母
S.cerivisaeにおける発現のためのベクターの例としては、pYep
Sec1(Baldariら、(1987)EMBO J 6:229−234
)、pMFa(KurjanおよびHerskowitz、(1982)Cel
l 30:933−943)、pJRY88(Schultzら、(1987)
Gene 54:113−123)、pYES2(Invitrogen Co
rporation,San Diego,Calif.)、およびpicZ(
InVitrogen Corp.,San Diego,Calif.)が挙
げられる。
【0203】 あるいは、OBは、バキュロウイルス発現ベクターを使用して、昆虫細胞中で
発現され得る。培養昆虫細胞(例えば、SF9細胞)中でのタンパク質の発現の
ために利用可能なバキュロウイルスベクターとしては、pAcシリーズ(Smi
thら(1983)Mol Cell Biol 3:2156−2165)お
よびpVLシリーズ(LucklowおよびSummers(1989)Vir
ology 170:31−39)が挙げられる。
【0204】 なお別の実施形態において、本発明の核酸は、哺乳動物発現ベクターを使用し
て、哺乳動物細胞中で発現される。哺乳動物発現ベクターの例としては、pCD
M8(Seed(1987)Nature 329:840)およびpMT2P
C(Kaufmanら(1987)EMBO J 6:187−195)が挙げ
られる。哺乳動物細胞中で使用される場合、発現ベクターの制御機能は、しばし
ば、ウイルスの調節エレメントによって提供される。例えば、一般に使用される
プロモーターは、ポリオーマ、アデノウイルス2、サイトメガロウイルス、およ
びシミアンウイルス40に由来する。原核生物細胞および真核生物細胞の両方の
ための他の適切な発現系については、例えば、Sambrookら、MOLEC
ULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL.第2版
、Cold Spring Harbor Laboratory,Cold
Spring Harbor Laboratory Press,Cold
Spring Harbor,N.Y.,1989の第16章および第17章を
参照のこと。
【0205】 別の実施形態において、組換え哺乳動物発現ベクターは、特定の細胞型(例え
ば、組織特異的調節エレメントを使用して核酸を発現する)中で優先的に核酸の
発現を指向し得る。組織特異的調節エレメントは、当該分野で公知である。適切
な組織特異的なプロモーターの非限定的な例としては、アルブミンプロモーター
(肝臓特異的;Pinkertら(1987)Genes Dev 1:268
−277)、リンパ特異的プロモーター(CalameおよびEaton(19
88)Adv Immunol 43:235−275)、特に、T細胞レセプ
ターのプロモーター(WinotoおよびBaltimore(1989)EM
BO J 8:729−733)および免疫グロブリンのプロモーター(Ban
erjiら(1983)Cell 33:729−740;QueenおよびB
altimore(1983)Cell 33:741−748)、ニューロン
特異的プロモーター(例えば、ニューロフィラメントプロモーター;Byrne
およびRuddle(1989)PNAS 86:5473−5477)、膵臓
特異的プロモーター(Edlundら(1985)Science 230:9
12−916)、ならびに乳腺特異的プロモーター(例えば、乳清プロモーター
;米国特許第4,873,316号および欧州出願公開第264,166号)が
挙げられる。発生的に調節されるプロモーターもまた含まれる(例えば、マウス
ホックス(murine hox)プロモーター(KesselおよびGrus
s(1990)Science 249:374−379)およびα−フェトプ
ロテインプロモーター(CampesおよびTilghman(1989)Ge
nes Dev 3:537−546)。
【0206】 本発明はさらに、アンチセンス方向で発現ベクターにクローニングされた本発
明のDNA分子を含む組換え発現ベクターを提供する。すなわち、そのDNA分
子は、OB mRNAに対してアンチセンスであるRNA分子の発現を(DNA
分子の転写によって)可能にする様式で調節配列に作動可能に連結される。種々
の細胞型においてアンチセンスRNA分子の連続的な発現を指向する、アンチセ
ンス方向でクローニングされた核酸に作動可能に連結された調節配列(例えば、
ウイルスプロモーターおよび/もしくはエンハンサー)が選択され得るか、ある
いは、アンチセンスRNAの構成的発現、組織特異的発現、または細胞特異的発
現を指向する調節配列が、選択され得る。アンチセンス発現ベクターは、組換え
プラスミド、ファージミド、または弱毒化されたウイルスの形態であり得、ここ
ではアンチセンス核酸は、高効率調節領域の制御下で産生され、その活性は、ベ
クターが導入される細胞型によって決定され得る。アンチセンス遺伝子を使用す
る遺伝子発現の調節の議論については、Weintraubら、「Antise
nse RNA as a molecular tool for gene
tic analysis」、Reviews−−Trends in Gen
etics、第1巻(1)1986を参照のこと。
【0207】 本発明の別の局面は、本発明の組換え発現べクターが導入された宿主細胞に関
する。用語「宿主細胞」および「組換え宿主細胞」は、本明細書中で、交換可能
に使用される。このような用語は、特定の対象の細胞をいうのみでなく、そのよ
うな細胞の子孫または潜在的な子孫をいうことが理解される。変異または環境的
影響のいずれかに起因して、特定の改変が次の世代において生じ得るので、この
ような子孫は、実際、親の細胞と同一でないかもしれないが、なお、本明細書中
で使用されるような用語の範囲内に含まれる。
【0208】 宿主細胞は、任意の原核生物細胞または真核生物細胞であり得る。例えば、O
Bタンパク質は、細菌細胞(例えば、E.coli)、昆虫細胞、酵母または哺
乳動物細胞(例えば、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)またはCOS
細胞)で発現され得る。他の適切な宿主細胞は、当業者に公知である。
【0209】 ベクターDNAは、従来の形質転換またはトランスフェクション技術を使用し
て原核生物細胞または真核生物細胞中に導入され得る。本明細書中で使用される
場合、用語「形質転換」および「トランスフェクション」とは、外来性の核酸(
例えば、DNA)を宿主細胞に導入するための当該分野で認識される種々の技術
をいうことを意図し、これらには、リン酸カルシウムまたは塩化カルシウム共沈
、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、リポフェクション、また
はエレクトロポレーションが含まれる。宿主細胞を形質転換またはトランスフェ
クションするための適切な方法は、Sambrookら(MOLECULAR
CLONING:A LABORATORY MANUAL.第2版、Cold
Spring Harbor Laboratory,Cold Sprin
g Harbor Laboratory Press,Cold Sprin
g Harbor,N.Y.,1989)および他の実験室マニュアルに見出さ
れ得る。
【0210】 哺乳動物細胞の安定なトランスフェクションのために、用いられる発現ベクタ
ーおよびトランスフェクション技法に依存して、細胞の小フラクションのみが外
来DNAをそれらのゲノム中に組込み得ることが知られている。これらの組込み
体を同定および選択するために、一般に、選択マーカー(例えば、抗生物質に対
する耐性)をコードする遺伝子が、目的の遺伝子とともに宿主細胞中に導入され
る。種々の選択マーカーは、G418、ヒグロマイシンおよびメトトレキセート
のような薬物に対する耐性を付与するものを含む。選択マーカーをコードする核
酸は、OBをコードするのと同じベクター上に宿主細胞中に導入され得るか、ま
たは別のベクター上に導入され得る。この導入された核酸で安定にトランスフェ
クトされた細胞は、薬物選択により同定され得る(例えば、取り込まれた選択マ
ーカー遺伝子をもつ細胞は生存し、一方、その他の細胞は死滅する)。
【0211】 培養中の原核生物宿主細胞または真核生物宿主細胞のような、本発明の宿主細
胞を用いて、OBタンパク質を産生(すなわち、発現)し得る。従って、本発明
はさらに、本発明の宿主細胞を用いてOBタンパク質を産生する方法を提供する
。1つの実施形態では、この方法は、本発明の宿主細胞(その中にOBをコード
する組換え発現ベクターが導入されている)を、適切な培地中で、このOBタン
パク質が産生されるように培養する工程を包含する。別の実施形態では、この方
法は、この培地から、または宿主細胞からOBを単離する工程をさらに包含する
【0212】 (OB核酸を同定するためのキットおよび核酸収集物) 別の局面では、本発明は、肥満に関連する病理を試験するために有用なキット
を提供する。このキットは、2以上のOB配列を検出する核酸を含み得る。好ま
しい実施形態では、キットは、3、4、5または全てのOB核酸配列を検出する
試薬を含む。
【0213】 キットまたは複数の核酸配列は、例えば、1以上のOB核酸配列を特異的に同
定し得るOB核酸配列に相同な配列を含み得る。
【0214】 本発明は、OB1〜6からなる群より選択される2以上の核酸配列を検出する
ための1以上の試薬を含むキットを提供する。種々の実施形態では、OB1〜6
により表される、2、3、4、5またはそれ以上の配列の発現が測定される。こ
のキットは、例えば、列挙された核酸の部分に相補的な相同核酸配列(例えば、
オリゴヌクレオチド配列)または遺伝子によりコードされるタンパク質に対する
抗体を有することにより、列挙された核酸を同定し得る。
【0215】 本発明はまた、プローブ核酸のアレイを含む。これらのプローブ核酸配列は、
OB1〜6からなる群より選択される2以上の核酸配列を検出する。種々の実施
形態では、OB1〜6により表される、2、3、4、5またはそれ以上の配列の
発現が同定される。
【0216】 アレイにおけるプローブ核酸は、例えば、列挙された核酸の部分に相補的な相
同核酸配列(例えば、オリゴヌクレオチド配列)を有することにより、列挙され
た核酸を検出し得る。この基板アレイは、米国特許第5,744,305号に記
載されるように、例えば、固体基板(例えば、「チップ」)上であり得る。
【0217】 本発明はまた、単離された複数の核酸配列を含む。この複数の核酸配列は、典
型的には、OB1〜6により表される、2以上の核酸配列を含む。種々の実施形
態において、この複数の核酸配列は、代表的には、OB1〜6により表される、
2、3、4、5またはそれ以上の配列を含む。
【0218】 「単離された」核酸分子は、他の核酸分子から分離された核酸分子であり、こ
れは、核酸に天然に供給源に存在する。単離された核酸分子の例としては、ベク
ターに含まれる組換えDNA分子、異種宿主細胞中で維持される組換えDNA分
子、部分的または実質的に精製された核酸分子、および合成DNA分子または合
成RNA分子が挙げられるがこれらに限定されない。好ましくは、そして「単離
された」核酸は、核酸が由来する生物のゲノムDNA中の天然に核酸に隣接する
配列(すなわち、核酸の5’末端および3’末端に位置する配列)を含まない。
種々の実施形態では、単離された核酸分子は、約50kb未満、25kb未満、
5kb未満、4kb未満、3kb未満、2kb未満、1kb未満、0.5kb未
満または0.1kb未満のヌクレオチド配列を含み得、このヌクレオチド配列は
、核酸が由来する細胞のゲノムDNAにおいて核酸分子に天然に隣接する。さら
に、「単離された」核酸分子(例えば、cDNA分子)は、他の細胞性材料また
は培養培地を実質的に含まない(組換え技術によって産生された場合)か、また
は化学的前駆体もしくは他の化学物質を実質的に含まない(化学的に合成された
場合)。
【0219】 (本発明に従う組成物) 別の局面では、本発明は、下垂体により分泌される組成物を含む。このような
組成物は、肥満と関連付けられ、そしてその発現状態は、レプチン(lepti
n)処置により調節され得る。「発現状態」は、組成物が発現される程度を意図
する。特定の実施形態では、この組成物は、OB1〜6からなる群より選択され
る。この組成物は、本発明に従う方法のいずれかにおいて使用され得る。
【0220】 本発明はさらに、以下の実施例に詳細に記載され、これは、特許請求の範囲に
記載される本発明の範囲を限定しない。
【0221】 (実施例1:動物) 4つの群のマウス(これは、GeneCallingのためのサンプルを生じ
るように処理された)は以下であった: A)リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)(「ビヒクル」)で処置した肥満(o
b/ob)[「肥満/PBS」] B)レプチン−IgG/PBS(「レプチン」)で処置した肥満(ob/ob
)[「やせ/レプチン」] C)PBSで処置したやせ(ob/+または+/+)[「やせ/PBS」] D)レプチン−IgG/PBSで処置したやせ(ob/+または+/+)(「
やせ/レプチン」)。
【0222】 マウス(C57B1/6肥満(ob/ob)およびやせ(ob/+、+/+同
腹子;8週齢;雌))をJackson Labsから購入した。これらを試験
を開始する前に10日間馴化した。食料および水を随意に与え、そしてこれらを
12時間(6:00pm〜6:00am)の暗闇:12時間の照明のサイクルに
維持した。各マウスを秤量し、そしてレプチン−IgGタンパク質を1mg/k
gで投与した。このマウスを、毎日注射し、そして秤量し、そして食料摂取量を
測定した。7日にわたって増えた重量は、肥満/PBS,2.7+/−0.3g
m;肥満/レプチン,−3.5+/0.2gm;やせ/PBS 0.6+/−0
.1gm;やせ/レプチン,−0.4+/−0.1gmであった。食料摂取量(
7日を過ぎたマウスあたり)は、肥満/PBS,35+/−0.8gm;肥満/
レプチン,20+/−0.5gm;やせ/PBS 23+/−0.8gm;やせ
/レプチン,18.5+/−0.5gmであった。
【0223】 7日間の毎日の注入後、マウスを屠殺し、そして筋肉(腓腹筋)、肝臓、脂肪
(プールされた腎周囲および卵巣)、下垂体および視床下部(hypothal
ami)を取り出し、そしてドライアイス上でスナップ凍結した。RNAを以下
に記載するように組織から抽出した。4つの群中の、全部で240のマウス(1
20の肥満および120のやせ)を使用した。各組織について、3つのプールを
調製し、各プールは、5(肝臓)と20(下垂体および視床下部)との間のマウ
スを含んだ。RNAを、GeneCalling(登録商標)のために組織の各
プールから調製した。
【0224】 (実施例2:示差的遺伝子発現分析) GeneCalling(登録商標)反応を、本質的には記載される(Shi
mketsら,Nature Biotechnology 17:798〜8
03(1999))ように行った。簡潔には、総細胞RNAを、相分離のために
1〜10倍量のブロモクロロプロパンを使用して、Trizol(BRL,Gr
and Island NY)で単離した(Molecular Resear
ch Center Inc.,Cincinnati OH)。混入している
DNAを0.01M DTT(BRL,Grand Island NY)およ
び1ユニット/μl RNasin(Promega,Madison WI)
の存在下でDNAaseI(Promega,Madison WI)で処理す
ることにより除去した。フェノール/クロロホルム抽出後、RNA量を分光光度
法およびホルムアルデヒドアガロースゲル電気泳動により評価し、そしてRNA
収量を、OlinGrenn(Molecular Probes,Eugen
e OR)を用いて蛍光光度法により測定した。ポリ−A+RNAをオリゴ(d
T)磁気ビーズ(PerSeptive,Cambridge MA)を使用し
て50μgの総RNAから調製し、そして蛍光光度法を用いて定量した。
【0225】 第1鎖cDNAをSuperscriptII逆転写酵素(BRL,Gran
d Island NY)を使用して1.0μgのポリ+Aから調製した。第2
鎖の合成を、E.coliリガーゼ、E.coli DNAポリメラーゼ、およ
びE.coli RNaseH(全てBRL,Grand Island NY
製)の添加後に行った。次いで、5ユニットのT4 DNAポリメラーゼを添加
し、そしてインキュベーションを16℃にて5分間続けた。反応を北極のエビ(
arctic shrimp)アルカリホスファターゼ(USB,Clevel
and OH)で処理し、そしてcDNAをフェノール/クロロホルム抽出によ
り精製した。cDNAの収率をPicoGreen(Molecular Pr
obes,Eugene OR)で蛍光光度法を使用して測定した。
【0226】 (実施例3:cDNAフラグメント化、タグ化および増幅) フラグメント化を、96の個々の制限酵素消化(それぞれ、96の制限酵素対
のうちの1つを使用する)によって達成した。タグ化は、制限消化の間に産生す
るcDNAフラグメントの5’末端および3’末端に適合性の末端を有する増幅
カセットのT4 DNAリガーゼ反応によって達成した。増幅カセットによって
、PCR産物の1つの鎖が蛍光タグ(FAM)を用いて標識され、他の鎖がビオ
チンで標識される。増幅は、Klentaq(Clontech Advant
age)およびPFU(Stratagene、La Jolla CA)熱安
定ポリメラーゼの組み合わせを使用して実行された。PCR産物精製は、磁性ス
トレプトアビジンビーズ(CPG Inc.、Lincolon Park N
J)および磁石を使用して行った。磁性ビーズに結合される、精製され、蛍光標
識され、そしてビオチニル化されたPCR産物を、ビオチン化された鎖が、スト
レプトアビジンコートMPGTM磁性ビーズとの会合を保持し得ながら、FAM
標識cDNA鎖を溶解する条件下で、ROXタグ化分子サイズ標準(PE−Ap
plied Biosystems、Foster City CA)を含む、
ゲル充填緩衝液中で変性した。変性に続いて、サンプルを5%ポリアクリルアミ
ド、6M尿素、0.5×TBE超薄膜ゲル上に充填し、Niagara機器上で
電気泳動した。PCR産物を、ビオチン化していないPCRプライマーの1つの
5’末端において蛍光標識によって視覚化し、これによって、全ての検出された
フラグメントが両方の酵素によって消化されたことを確実にした。
【0227】 Niagaraゲル電気泳動システムの1次成分は、上記のように作製され、
精製され、蛍光標識された一本鎖cDNAフラグメントの検出を可能にする、定
置型レーザー励起およびマルチカラーCCDイメージングシステムを使用するプ
ラットフォームに載置された、水平超薄膜48ウェルゲルカセットである。
【0228】 (実施例4:ゲル解釈) 電気泳動機器の出力は、Java(登録商標)に基づく、インターネット準備
されたOpen Genome Initiative(OGI)ソフトウェア
を使用して処理する。各レーンは、50〜500bpの範囲に渡るサイジングラ
ダー(sizing ladder)および単一のGeneCalling反応
の蛍光標識産物を含む。ROXラダーピークは、CCDカメラフレームと塩基対
におけるDNAフラグメントサイズとの間の関係を提供する。OGIソフトウェ
アは、それぞれ、サイジングラダーおよびサンプルからのROXおよびFAMピ
ークにより生成されるシグナルおよびレーンを追跡するために使用される。ラダ
ーピーク間の一次補間を使用して、フレームからの蛍光トレースを塩基対に変換
する。ここで、サイズ決めされ、かつcDNAを消化するために使用される制限
対によって規定される5’末端および3’末端を有するFAM標識ssDNAに
対応するデータは、Oracle 8データベースに、点−点長さ対増幅アドレ
スとして投入(submit)される。
【0229】 (実施例5:示差的発現分析および仮の遺伝子同定) 3つの組織サンプルからそれぞれ作製される各cDNAプールについて、3つ
の独立したGeneCalling反応を行った。GeneCalling反応
からのOGI作製トレースデータについての各サンプルを表す複合トレースを、
特定の閾値限界を越える差を検出するように設計されたソフトウェアを使用して
、ペアで(すなわち、ob/ob下垂体±レプチン(leptin))比較した
。データベース問合せを、制限消化フラグメント化によって規定される末端を有
するサイズ決めされたフラグメントに固有の情報を使用して実行した。
【0230】 (実施例6:オリゴヌクレオチド位置決めによる遺伝子の確認) 公知のマウス遺伝に対する末端配列および長さにおいてマッピングする制限フ
ラグメントを、非標識オリゴヌクレオチドプライマーの設計のための鋳型として
使用した。制限フラグメントの一端に対して設計された非標識オリゴヌクレオチ
ドをもとの反応物に過剰に加え、そしてPCRによって再増幅した。次いで、競
合するPCRプライマーとのこの新たな反応物を電気泳動して、目的のピークの
選択的減少を評価するために非標識オリゴヌクレオチドなしで再増幅されるコン
トロール反応と比較した。Shimketsら、上記を参照のこと。
【0231】 (実施例7:リアルタイム定量的PCR(「RTQ−PCR」) RTQ−PCRを、ABI PRISM 7700 Sequence De
tction System機器およびソフトウェア(PE Applied
Biosystems、Inc.、Foster City、CA)を使用して
、表3に記載されるプライマーを使用して記載されるように実施した。Heid
ら、Genome Res.6:986−94(1996)およびGibson
ら、Genome Res.6:995−1001(1996)を参照のこと。
【0232】
【表3】 (実施例8:脂肪細胞培養物) 脂肪細胞を、8週齢の絶食した(二時間)雌性C57B1/6Jマウス(Ja
ckson Labs、Bar Harbor、ME)の卵巣脂肪パッドから調
製した。Rodbellら、J,Biol.Chem.239:375−80(
1964)を参照のこと。脂肪パッドを、Krebs−Ringer HEPE
S緩衝液(pH7.4、200nMアデノシン、5mMグルコース、3%画分
V BSA、135mM NaCl、2.2mM CaCl、1.25mMM
gSO、0.45mM KHPO、2.17mM NaPO、および
10mM HEPESを含む)中で細かく切った。脂肪組織フラグメントを、同
じ緩衝液中で、I型コラーゲナーゼ(1mg/ml;Worthington
Biochemical、Lakewood、NJ)の存在下で37℃で穏やか
に30分間振盪(100rpm)しながら消化した。単離された脂肪細胞を、2
50μMのポリプロピレンメッシュを通した濾過によって未消化の組織から分離
し、そして3回洗浄した。洗浄の間、細胞を3分間、500rpmで遠心分離し
た。各時間において、下澄みを捨て、細胞をKreb−Ringer HEPE
S緩衝液中で再懸濁し、最終洗浄は5.5mMグルコース DMEM中、5%B
SA、20mM HEPES、1U/mlアデノシンデアミナーゼおよび10p
M(−)−N6−(2−フェニルイソプロピルアデノシン)を用いてである。脂
肪細胞を48ウェルプレート、1ウェル当たり500μlにつき5×10細胞
中で培養した。細胞を、ACTH(100、10、1および0.1nM;Sig
ma)またはラットプロラクチン(100、10、1および0.1nM;Acc
urate Chemical)で四つ組みで処理した。rhInsulin(
1、0.1および0.01nM;Genentech)およびイソプロテレノー
ル(isoproterenol)(30、10、3および1nM;Sigma
)を加えて、ポジティブコントロールとしてウェルを分離した。細胞を37℃/
5%COで、インキュベートした。50μlを4時間およびまた16時間でサ
ンプリングした。培地グルコースをヘキソキナーゼ比色アッセイ(Sigma)
によって測定し、培地グリセロールを、グリセロールキナーゼ/オキシダーゼ比
色アッセイ(Sigma)によって測定し、そして培地レプチンをELISA(
Crystal Chem)によって測定した。RNAを、市販の材料およびプ
ロトコル(RNA STAT)を使用する脂肪細胞から調製した。
【0233】 (実施例9:下垂体培養物) 下垂体細胞培養物を、8週齢の雌性C57B1/6Jマウスの下垂体全体から
調製した。下垂体を細かく切って、次いで、4mg/mlのコラーゲナーゼ(タ
イプ2、CLS2、Worthington)および400μg/mlのDNa
seを含むHankの平衡塩溶液中で37℃で30分間、迅速に攪拌することに
よって消化した。消化された下垂体を、10%FBSを有する低グルコースDM
EM中で二回洗浄し、次いで、ラミニンコート6ウェルプレート中でウェル当た
り300,000細胞をプレートした。細胞を、37℃ C/5%COで一晩
インキュベートし、その後レプチンで処理した。マウスレプチン(BIOMOL
)を、4つ組み(100、10および1nM)で加えた。RNAを市販の材料お
よびプロトコル(RNA STAT)を使用して下垂体から調製した。
【0234】 (実施例10:定量的発現分析) 遺伝子発現の差に対する肥満およびレプチン投与の効果を、Quantita
tive Expression Analysis(QEATM)を使用して
試験した。代謝コントロールに関係する主要な5つの組織(下垂体、視床下部、
筋肉、肝臓および脂肪)を、レプチンで処理された肥満(ob/ob);ビヒク
ル(PBS)で処理された肥満;レプチンで処理されたやせ(ob/+または+
/+);およびビヒクルで処理されたやせの4つのグループの雌性マウスのそれ
ぞれから分析した。各組織について、これらのプールを、5(肝臓)マウスと2
0(下垂体および視床下部)マウスとの間からの組織を含む各プールを用いて調
製した。RNAを各プールの組織から調製し、そしてRNAから誘導されるcD
NAを、96対の制限酵素を使用して分析した。以前の結果は、これが、1:1
00,000よりも大きな検出感度を有する発現ゲノムの90%より大きな分析
を可能にすることを示す(Shimketsら、上記)。3つの二成分の比較は
、最初に肥満対やせマウス(ともにビヒクル処理)、やせマウス、ビヒクル対レ
プチン処理、および肥満マウスレプチン対ビヒクル処理でなされた。二倍(p<
0.05)より大きくピーク高さが異なる場合、差と考える。これらの比較の結
果は、表4に示される。各遺伝子フラグメントは、遺伝子の一部を表し、そして
任意の一つの遺伝子が、複数の独立した遺伝子フラグメントを作製する可能性を
有する−いくつかの遺伝子は、検出可能な1のみを生じるが、他のものは、5〜
10を生じ得る。遺伝子フラグメントと表される遺伝子との間で約3対1の比が
存在する。ピーク高さにおける差が、もとにあるmRNAの発現における差を反
映することは、以前に確証されている(Shimketsら、上記)。
【0235】 5つの組織のそれぞれからのRNAを、QEAおよび決定される検出可能な遺
伝子フラグメントの数によって分析した(表4)。上に記載されるように、各遺
伝子フラグメントは、特定のcDNAの一部を表し、見出される遺伝子フラグメ
ントの数が、組織内で発現される遺伝子の数の尺度として使用され得る。他の組
織と比較して脂肪において検出される遺伝子フラグメントの数に大きな差があり
、脂肪が他の組織と比較して少ない遺伝子を発現することを示唆する。各遺伝子
フラグメントのピーク高さを比較することによって、異なる組織における肥満ま
たはレプチンのいずれかに応答する遺伝子の数における大きな差があることがま
た明かである。従って、肝臓は、肥満に対して非常に感受性であり、587遺伝
子フラグメント(総計の2.3%)がやせの肝臓における発現に対して2倍より
大きく変化する。対照的に、82(0.3%)のみの差が、視床下部において検
出された。他の組織は、これら2つの間であり、117(0.5%)の遺伝子フ
ラグメントが下垂体において変化し、158(0.6%)が筋肉において変化し
、そして196(1.6%)が脂肪において変化する。これらの評価が、全ての
組織の発現から引き出されることが注記されるべきである。肝臓が細胞型の点に
おいて視床下部よりも均質であるので、視床下部における遺伝子発現の差の数は
、過小評価され得る。脂肪および肝臓は、レプチン処理に対して最も応答性の組
織であり、約0.6%および0.4%の遺伝子が、一週間の処理に応答して、2
倍より大きく変化する。以下に記載されるように、この分析は、これらが、例え
ば、下垂体により送達されるタンパク質における変化によって間接的に肝臓遺伝
子発現を変化させるレプチンと比較して、脂肪または肝臓に対するレプチンの直
接の効果であるか否かについては取り組まない。より大きな差が、やせのマウス
に比較して肥満のマウスにおけるレプチンの応答において検出される。これは、
同じセットのマウスにおける生理学的応答(食物取り込みおよび脂肪損失)に関
して見られるものに匹敵する。
【0236】 主要な目的は、肥満の発達に関する遺伝子の同定であった。上記の簡単な2通
りの比較は、これらのより関連する遺伝子を同定するだけでなく、肥満に対する
代償性応答として変化される遺伝子およびレプチンにより変化されるがレプチン
の再生(reproductive)効果に関連し得る遺伝子もまた同定する(
Clarkeら、Reviews of Reproduction 4(1)
:48〜55(1999)。従って、その遺伝子発現の変化を、肥満による発現
が変化された遺伝子について探索することによりさらに分析し、そして同時に発
現を、レプチンによる1週間の処置経過によるやせパターンの発現へと戻した。
レプチンによる処理した肥満マウスのみを、この比較に使用した。なぜなら、こ
れらがレプチンの効果に対してより感受性であるからである。
【0237】 肥満マウスとやせマウスとの間で異なる遺伝子フラグメントの6%〜12%が
、レプチン処理により少なくとも部分的に正常化される(表4)。細胞の不均一
性に関連する不確実性および遺伝子フラグメント数と遺伝子数との間の関係が原
因で、組織間の差異が有意であるか否か不確かである。この分析の逆は、肥満に
関連する差異の約90%が、レプチンでの1週間の処理経過により有意には正常
化されないことを示し、そしてレプチン応答性遺伝子の検出のための簡単な二成
分比較に固有な危険を指摘する。この差異の90%を正常化できなかったあり得
る理由としては、処理の長さおよび8週間のレプチン欠如により確立された不可
逆的変化が挙げられる。
【0238】
【表4】 下垂体において検出された遺伝子発現の差異を、さらに分析した。遺伝子プロ
ファイリングにより、肥満マウスと比較してやせマウスの下垂体において差次的
に発現された117個の遺伝子フラグメントを同定することが可能になった。最
小の発現差異は2倍であり;最大の差異は、いくつかの遺伝子の発現の低レベル
さに起因して、正確には評価され得ない。示される遺伝子に対する同定された遺
伝子フラグメントの比の基づいて(表5)、この117個の遺伝子フラグメント
が、約40個の種々の遺伝子を示すことが推定される。比較評価は、本発明者ら
が、(肥満マウスにおいて)レプチンにより調節される、下垂体で発現される約
7個の遺伝子の発現を検出し得たことを示す。肥満により変化したこの117個
の遺伝子フラグメントのうちの14個が、レプチンにより少なくとも部分的に正
常化された。これら14個の遺伝子フラグメントを、そのフラグメントのDNA
を断片化するために使用した制限酵素およびサイズ(塩基対)に由来する命名に
従って、表5に列挙する。
【0239】
【表5】 肥満およびレプチン処理の両方により変化したこの14個の下垂体由来遺伝子
フラグメントの遺伝子の同定を、オリゴヌクレオチドポイズニング(poiso
ning)および遺伝子フラグメントのクローニングおよび配列決定の組み合わ
せを使用して、実行した。これらのアプローチにより、この14個の遺伝子フラ
グメントのうちの10個について遺伝子の身元を決定した。これらの遺伝子フラ
グメントのうちの4つは、プロセシング酵素PC2をコードするmRNAに対応
し(OB1);4つの遺伝子フラグメントが、プロラクチンをコードするmRN
Aに対応し(OB3)、1つの遺伝子フラグメントは、プレプロオピオメラノコ
ルチン(POMC)をコードするmRNAに対応し(OB2)、そして1つの遺
伝子フラグメントは、タンパク質HSGP25L2G_1のマウスホモログをコ
ードするmRNAに対応する(OB5)。このタンパク質は、小胞体内に存在す
るようであるタンパク質の密接に関連するファミリーのうちの1つであるが、未
知の機能を有する。興味深いことに、このファミリーの1つのメンバーをコード
するmRNAは、XenopusにおいてPOMCと協調的に発現される(Se
idahら、DNA&Cell Biology 9(6):415〜24(1
990)。3つの遺伝子フラグメントの身元は未決定のままであり、そして1つ
の遺伝子フラグメント(i0m0−307)(OB6)については、その遺伝子
フラグメントのDNA配列を得たが、これは、重要なオープンリーディングフレ
ームを全く含んでおらず、本発明者らは、なお全長cDNAを同定しなければな
らない。
【0240】 (POMC/PC2(OB2/OB1)) PC2およびPOMCの各々に対応する1つの遺伝子フラグメントに関するQ
EA試験を、図3に示す。4つのパネルの各々は、レプチンもしくはPBSを用
いて処理された肥満マウス間(上部パネル)、またはPBSを用いて処理された
肥満マウスとやせマウスとの間(下部パネル)のいずれかの比較を示す。各デー
タのセットを、別々のウィンドウで示し、そして2または3個のトレースを含む
。いくつかのセットにおいて、全てのcDNAが各対の制限フラグメントに関し
て好首尾に分析されなかった場合、2個のトレースのみを示す(最小2個のトレ
ースが引続く分析に必要であった)。各トレースを、3つの独立した下垂体プー
ルのうちの1つから誘導する。各cDNAサンプルを、3連で分析し、そして各
トレースは、この3連の平均を表す。図3において、このトレースの関連性のあ
る部分を示し(トレースの下に示される塩基対の遺伝子フラグメントサイズと共
に)、そして2サンプル間で異なる遺伝子フラグメントを、垂直線で示す。各ウ
ィンドウ内において、独立した下垂体プールから誘導したトレースが、大きく重
複し、この技術の再現性を実証することに注目する。指摘された標的遺伝子フラ
グメントを例外として、異なる群のマウスから得たトーレスが類似することはま
た、明らかである。定量に関して、遺伝子フラグメントの高さを算出し、そして
各遺伝子フラグメントに関する平均および標準偏差を、算出する。2つの遺伝子
(PC2およびプロラクチン)に関して、同じ方向かつ比較可能な程度で変更さ
れた、対応するcDNAの各々から誘導された複数の遺伝子フラグメントが存在
する。これは、この遺伝子フラグメントの基礎をなす遺伝子の同定および遺伝子
発現差異の大きさの両方における信頼を増加する。
【0241】 遺伝子発現の差異を検出するためのQEAの確実性は、以前に文書化されてい
る(Shimketsら、前出)。データセットにおける信頼性をさらに増加す
るために、本発明者らは、実時間定量的PCRを使用して、代表的な遺伝子セッ
ト(PC2およびPOMC)に対して転写レベルを特徴付けた。さらに、下垂体
の3個のプールを使用した(最初の実験と完全に独立し、そして5個の下垂体/
プールを含む);抽出されたRNAを、実時間定量的PCRを用いて分析した。
図4に示される結果によって、肥満がPC2およびPOMCの両方の発現を減少
することを確認する。ΔCT値を、Aに与え、そしてこれらのΔを使用して、平
均相対発現を生成する(B)。
【0242】 PC2およびPOMCの両方のmRNAレベルは、肥満マウスにおいて増加し
、そしてレプチン処置により減少される。PC2(Bertagena,End
ocrinol and Metabolism Clinics of No
rth America 23(3):467〜85(1994))は、より小
さな生物活性ペプチドホルモンへのPOMC前駆体のプロセシングに関与するよ
うである2つの主要なプロテアーゼのうちの1つである。PC2発現に対するレ
プチンの効果が、特定の細胞型に限定されるか否かは未だ公知ではない。ACT
Hの発現に関して、他のPOMC誘導ペプチドの生理学的機能は、未だ明確では
ない。POMC前駆体のレプチン媒介性示差的プロセシングが、生物学的に関連
し得る可能性が、アドレスされるべく残っている。
【0243】 (プロラクチン(OB3)) プロラクチンcDNAに由来する4つの遺伝子フラグメントを、肥満症および
レプチン処置の両方により変更した。従って、肥満症は、3倍〜5倍、プロラク
チンmRNAレベルを抑制し、そしてレプチンは、肥満マウスにおいて2〜3倍
、レプチンmRNAレベルを増加させた(表5)。このプロラクチン発現は、本
明細書中で報告されるように肥満症により減少もされ、そしてレプチンによって
増加もされ、これは、肥満症の発症および維持における減少したプロアクチンの
原因となる役割と一致する。低いプロラクチンレベルが、肥満症の発症に寄与し
得る機構は、明らかではない。
【0244】 (HSGP25L2G1(OB5)) 同定された第4の遺伝子は、HSGP25L2G_1のマウスホモログである
。個の遺伝子の発現は、肥満のマウスにおいて約6倍増加され、そしてレプチン
処置により50%抑制される。コードされるタンパク質は、内質小網に属するが
未知の機能を有するようであるタンパク質のファミリーの1つのメンバーである
(Wadaら,J.Biol.Chem.266(29):19599〜610
(1991)を参照のこと)。驚くべきことに、このファミリーの1つのメンバ
ーをコードするmRNAは、XenopusにおいてPOMCと共に協調的に発
現される(Holthuisら,Biochem.J.312(第1部):20
5〜13(1995)を参照のこと)。
【0245】 (他の実施形態) 本発明を、その詳細な説明と共に記載してきたが、上記の記載は、例示を意図
し、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の範囲を限定することを意図
しないことが理解されるべきである。他の局面、利点および改変は、上記の特許
請求の範囲内である。
【0246】
【表6】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、OB6遺伝子の遺伝子マッピングの結果を示す図である。
【図2】 図2は、ACTHおよびレプチンを含む提案された調節ループを示す図である
【図3】 図3は、PC2およびPOMCの各々に対応する1つの遺伝子フラグメントに
ついてQEAトレースを示す図である。
【図4】 図4は、遺伝子の代表的なセットのについて、転写レベルを特徴付けるために
行なわれたリアルタイムの定量的PCRの結果を示す図である。
【図5】 図5は、OB6の逆の相補鎖の翻訳分析を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61K 39/395 A61P 3/04 4C085 45/00 C07K 14/47 4C086 48/00 16/18 4H045 A61P 3/04 C12M 1/00 A C07K 14/47 1/34 Z 16/18 C12N 1/15 C12M 1/00 1/19 1/34 1/21 C12N 1/15 C12Q 1/02 1/19 1/68 A 1/21 C12N 15/00 ZNAA 5/10 F C12Q 1/02 5/00 A 1/68 A61K 37/02 (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 (71)出願人 ジェネンテック・インコーポレーテッド GENENTECH,INC. アメリカ合衆国カリフオルニア・94080− 4990・サウス・サン・フランシスコ・ディ ーエヌエー・ウェイ・1 460 Point San Bruno Blvd.,South San Fra ncisco,California 94080 USA (72)発明者 スチュアート, ティモシー アメリカ合衆国 カリフォルニア 94080 −4490, サウス サン フランシスコ, ディーエヌエイ ウェイ 1 (72)発明者 レウィン, デイビッド アメリカ合衆国 コネチカット 06511, ニュー ヘイブン, ローレンス スト リート 298 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA11 BA80 CA04 GA11 HA12 4B029 AA07 AA23 BB20 CC03 GA08 4B063 QA11 QA18 QA19 QQ02 QQ42 QQ52 QR55 QR59 QR62 QR80 QR82 QS14 QS25 QS34 QS39 4B065 AA91Y AA93Y AB01 AC14 CA24 CA44 CA46 4C084 AA01 AA02 AA07 AA13 AA17 BA44 DB20 MA24 MA38 MA52 MA59 MA66 ZA702 4C085 AA13 AA14 BB11 BB41 BB43 CC02 CC23 DD63 DD88 GG02 GG03 GG05 GG08 4C086 AA01 EA16 MA01 MA04 NA14 ZA70 4H045 AA10 AA11 AA30 BA10 CA40 DA76 EA27 EA50 FA72 FA74

Claims (51)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被験体における肥満処置の効力を評価する方法であって、該
    方法は、以下の工程: a)OB1〜6からなる群から選択される1つ以上の核酸配列を発現可能な細胞
    を含む試験細胞集団を、該被験体から提供する工程; b)該試験細胞集団における該核酸配列の1つ以上の発現を検出する工程; c)該試験細胞集団における該核酸配列の発現を、肥満段階が既知の少なくとも
    1つの細胞を含む参照細胞集団における該核酸配列の発現と比較する工程;およ
    び d)存在する場合、該試験細胞集団および該参照細胞集団におけるOB1〜6配
    列の発現レベルにおける差異を同定する工程、 を包含し、 それにより、該被験体における肥満処置の効力を評価する、方法。
  2. 【請求項2】 前記被験体が哺乳動物である、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記被験体がヒトである、請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記方法が、2つ以上の前記核酸配列の発現を比較する工程
    を包含する、請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記方法が、4つ以上の前記核酸配列の発現を比較する工程
    を包含する、請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記方法が、6つ以上の前記核酸配列の発現を比較する工程
    を包含する、請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記試験細胞集団における前記核酸配列の発現が、前記参照
    細胞集団と比較して増加している、請求項1に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記試験細胞集団がインビトロで提供される、請求項1に記
    載の方法。
  9. 【請求項9】 前記試験細胞集団が、哺乳動物被験体からエキソビボで提供
    される、請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記試験細胞が、哺乳動物被験体からインビボで提供され
    る、請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】 被験体における肥満を処置するための試験治療剤を同定す
    る方法であって、該方法は、以下の工程: a)OB1〜6からなる群から選択される1つ以上の核酸配列を発現可能な細胞
    を含む試験細胞集団を、該被験体から提供する工程; b)該試験細胞集団を該試験治療剤と接触させる工程; c)該試験細胞集団における1つ以上の該核酸配列の発現を検出する工程; d)該試験細胞集団における該核酸配列の発現を、肥満段階が既知の少なくとも
    1つの細胞を含む参照細胞集団における該核酸配列の発現と比較する工程;およ
    び e)存在する場合、該試験細胞集団および該参照細胞集団におけるOB1〜6配
    列の発現レベルにおける差異を同定する工程、 を包含し、 それにより、被験体における肥満を処置するための試験治療剤を同定する、方法
  12. 【請求項12】 前記被験体が哺乳動物である、請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記被験体がヒトである、請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記試験治療剤が既知の抗肥満剤である、請求項11に記
    載の方法。
  15. 【請求項15】 前記試験治療剤が、以下からなる群:デキスフェニフルア
    ミン、シブトラミン、β3−アドレナリン作用性アゴニスト、および オリスタット(olistat)から選択される、請求項14に記載の方法
  16. 【請求項16】 前記試験治療剤が未知の抗肥満薬剤である、請求項11に
    記載の方法。
  17. 【請求項17】 レプチン誘導核酸配列を同定する方法であって、該方法が
    、以下の工程: a)肥満段階が既知である被験体から試験細胞集団を提供する工程; b)該試験細胞集団によって発現される1つ以上の核酸配列の発現を測定する工
    程; c)該試験細胞集団における該核酸配列の発現を、逆の肥満段階の被験体由来の
    少なくとも1つの細胞を含む参照細胞集団における該核酸配列の発現と比較する
    工程; d)核酸配列が、存在する場合、該試験細胞集団および該参照細胞集団において
    差次的に発現されるか否かを決定する工程; e)該試験細胞集団および該参照細胞集団にレプチンを添加する工程; f)レプチン処理後の該試験細胞集団における該核酸配列の発現を、レプチン処
    理後の該参照細胞集団における該核酸配列の発現と比較する工程;ならびに g)存在する場合、該試験細胞集団および該参照細胞集団における発現レベルに
    おける差異を同定する工程 を包含し、 それにより、レプチン誘導核酸配列を同定する方法。
  18. 【請求項18】 被験体における肥満に対する罹病性を診断または決定する
    方法であって、該方法は、以下の工程: a)OB:1〜6からなる群から選択される1つ以上の核酸配列を発現可能な細
    胞を含む試験細胞集団を、該被験体から提供する工程; b)該試験細胞集団における1つ以上の該核酸配列の発現を測定する工程; c)該試験細胞集団における該核酸配列の発現を、肥満に罹患していない被験体
    由来の少なくとも1つの細胞を含む参照細胞集団における該核酸配列の発現と比
    較する工程;および d)存在する場合、該試験細胞集団および参照細胞集団における該核酸配列の発
    現レベルにおける差異を同定する工程、 を包含し、 それにより、該被験体おける肥満に対する罹患性を診断または決定する、方法。
  19. 【請求項19】 前記被験体が哺乳動物である、請求項18に記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記被験体がヒトである、請求項19に記載の方法。
  21. 【請求項21】 肥満を処置する方法であって、該方法が、肥満に罹患する
    かまたは肥満を発症する危険性のある患者に、OB:1〜6からなる群から選択
    される1つ以上の核酸配列の発現または活性を調節する薬剤を投与する工程を包
    含する、方法。
  22. 【請求項22】 請求項21に記載の方法であって、該方法が、肥満に罹患
    するかまたは肥満を発症する危険性のある患者に、OB:1、2、4、5、およ
    び6からなる群から選択される1つ以上の核酸配列の発現または活性を減少させ
    る薬剤を投与する工程を包含する、方法。
  23. 【請求項23】 請求項21に記載の方法であって、該方法が、肥満に罹患
    するかまたは肥満を発症する危険性のある患者に、OB:3からなる群から選択
    される1つ以上の核酸配列の発現または活性を増加させる薬剤を投与する工程を
    包含する、方法。
  24. 【請求項24】 請求項21に記載の方法であって、前記薬剤が、OB核酸
    配列によってコードされるポリペプチドに対する抗体、ペプチド、ペプチド模倣
    物、低分子、または他の薬物である、方法。
  25. 【請求項25】 OB:1〜6からなる群から選択される2つ以上の核酸配
    列を検出するための1つ以上の試薬を含む、キット。
  26. 【請求項26】 プローブ核酸が、OB:1〜6からなる群から選択される
    2つ以上の核酸配列を検出する、プローブ核酸のアレイ。
  27. 【請求項27】 配列番号1に少なくとも75%同一である核酸配列、また
    は該核酸配列の相補体を含む、単離された核酸分子。
  28. 【請求項28】 請求項27に記載の核酸配列を含む、核酸ベクター。
  29. 【請求項29】 請求項27に記載の単離された核酸分子を含む、宿主細胞
  30. 【請求項30】 単離されたポリペプチドであって、該ポリペプチドが、以
    下: a)配列番号1の核酸配列によってコードされるアミノ酸配列を含む、ポリペプ
    チド; b)配列番号1の核酸配列によってコードされるアミノ酸配列を含む、ポリペプ
    チドのフラグメントであって、該フラグメントが少なくとも6個連続したアミノ
    酸を含む、フラグメント。 c)配列番号1の核酸配列によってコードされるアミノ酸配列を含むポリペプチ
    ドの誘導体; d)配列番号1の核酸配列によってコードされるアミノ酸配列を含むポリペプチ
    ドのアナログ;および e)配列番号1の核酸配列によってコードされるアミノ酸配列を含むポリペプチ
    ドのホモログ、 からなる群から選択されるポリペプチドに少なくとも80%同一である、単離さ
    れたポリペプチド。
  31. 【請求項31】 請求項30に記載のポリペプチドに選択的に結合する抗体
    、ならびに該抗体のフラグメント、ホモログ、アナログおよび誘導体。
  32. 【請求項32】 請求項27に記載の核酸を含む、薬学的組成物。
  33. 【請求項33】 請求項30に記載のポリペプチドを含む、薬学的組成物。
  34. 【請求項34】 サンプル中の請求項27に記載の核酸の存在を決定する方
    法であって、該方法は、請求項27に記載の核酸に選択的に結合する化合物と、
    該サンプルを接触させる工程、および請求項27に記載の核酸に結合した該化合
    物が該サンプル中に存在するか否かを決定する工程を包含する、方法。
  35. 【請求項35】 請求項27に記載の核酸の活性を調節するための方法であ
    って、該方法が、請求項27に記載の核酸を含む細胞サンプルを、該ポリペプチ
    ドの活性を調節するために十分な量で前記核酸に結合する化合物と接触させる工
    程を包含する、方法。
  36. 【請求項36】 被験体中の肥満を処置するために使用される単離されたポ
    リペプチドであって、該ポリペプチドが、以下: a)OB:1〜6のアミノ酸配列を含むポリペプチド; b)配列番号1〜6のアミノ酸を含むポリペプチドのフラグメントであって、該
    フラグメントがOB:1〜6の少なくとも6個連続したアミノ酸を含む、フラグ
    メント; c)OB:1〜6のアミノ酸配列を含む、ポリペプチドの誘導体; d)OB:1〜6のアミノ酸配列を含む、ポリペプチドのアナログ; e)OB:1〜6のアミノ酸配列を含む、ポリペプチドのホモログ からなる群から選択されるポリペプチドに少なくとも80%同一である、単離さ
    れたポリペプチド。
  37. 【請求項37】 前記ポリペプチドの発現状態がレプチンによって調節され
    る、請求項36に記載のポリペプチド。
  38. 【請求項38】 前記ポリペプチドの発現がレプチンによってダウンレギュ
    レートされ、そして、該ポリペプチドがOB:1、2、および4〜6からなる群
    から選択される、請求項37に記載のポリペプチド。
  39. 【請求項39】 前記ポリペプチドの発現がレプチンによってアップレギュ
    レートされ、そして、該ポリペプチドがOB:3からなる群から選択される、請
    求項37に記載のポリペプチド。
  40. 【請求項40】 前記被験体が哺乳動物である、請求項36に記載のポリペ
    プチド。
  41. 【請求項41】 前記被験体がヒトである、請求項40に記載のポリペプチ
    ド。
  42. 【請求項42】 前記ポリペプチドが下垂体から分泌される、請求項36に
    記載のポリペプチド。
  43. 【請求項43】 被験体における肥満を処置するために使用される単離され
    た核酸分子であって、該核酸が、OB:1〜6のいずれかの1つ核酸配列かまた
    は該核酸配列の相補体に対して、少なくとも75%同一である、単離された核酸
    分子。
  44. 【請求項44】 前記核酸配列の発現状態がレプチンによって調節される、
    請求項43に記載の核酸分子。
  45. 【請求項45】 請求項44に記載の核酸分子であって、前記核酸配列の発
    現状態が、レプチンによってダウンレギュレートされ、そして、該核酸がOB:
    1、2、および4〜6からなる群から選択される、核酸分子。
  46. 【請求項46】 請求項44に記載の核酸分子であって、前記核酸配列の発
    現状態が、レプチンによってアップレギュレートされ、そして、該核酸がOB3
    からなる群から選択される、核酸分子。
  47. 【請求項47】 前記被験体が哺乳動物である、請求項43に記載の核酸分
    子。
  48. 【請求項48】 前記被験体がヒトである、請求項47に記載の核酸分子。
  49. 【請求項49】 前記核酸配列が下垂体において発現される、請求項43に
    記載の核酸分子。
  50. 【請求項50】 該下垂体によって分泌され、肥満に関連し、そして、発現
    状態がレプチンによって調節される、組成物。
  51. 【請求項51】 前記組成物がOB:1〜6からなる群から選択される、請
    求項50に記載の組成物。
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