JP2003530817A - 聴覚障害、変形性関節症および細胞の異常増殖に関するatonal関連配列の治療用途のための組成物および方法 - Google Patents

聴覚障害、変形性関節症および細胞の異常増殖に関するatonal関連配列の治療用途のための組成物および方法

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Abstract

(57)【要約】 atonal関連核酸またはアミノ酸配列の治療用途のための組成物および方法が開示される。また、atonal関連遺伝子の不活性化に関してヘテロ接合性の動物であって、atonal関連プロモーター配列により推進された発現を検出するために用いられる異種核酸配列の挿入により置換された少なくとも1つのatonal関連核酸配列(当該atonal関連核酸配列の不活性化はatonal関連遺伝子の発現を妨げる)を有する動物も開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本明細書の研究は、米国政府の助成金により援助された。米国政府は、本発明
において一定の権利を有する。
【0002】 本明細書は、1999年7月1日に出願された仮出願番号第60/137,0
60号、および2000年1月19日に出願された第二の仮出願番号第60/1
76,993号に対する優先権を主張する。
【0003】 (技術分野) 本発明は、一般的に、遺伝子診断および治療の分野に関し、特に、難聴、部分
的聴力欠失、内耳有毛細胞の障害または欠失による前庭難聴、変形関節症および
異常細胞増殖の治療のための治療用薬剤としてのatonal関連核酸またはア
ミノ酸配列、または任意のそのホモログまたはオーソログの特徴付けおよび使用
に関する。
【0004】 (背景技術) 細胞内および細胞間の相互作用の複雑なパターンが、感覚上皮先祖細胞の分化
からニューロンの連続的発生を指示している。多重細胞外および細胞内シグナル
は、この工程を調節する。鍵となる細胞内シグナルは転写因子であり、これは遺
伝子のカスケードの発現を誘導する。タンパク質の塩基性ヘリックス−ループ−
ヘリックス(bHLH)ファミリーに属している転写因子の1つの亜種が、子孫
への決定または分化が起こる時点で、早期に発現する。この機能は、発生初期で
のこれら遺伝子内における変異が神経構造全体を消すことができるので、とりわ
け重大なものである。
【0005】 ショウジョウバエにおいて、Math1、Math2、Hath1およびHa
th2に相同な遺伝子atonal(ato)は、音響振動感覚器官(固有感覚
、平衡および聴覚で機能する、体壁、関節および触覚にみられる感覚器官)の発
生に必須のbHLHタンパク質をコードしている(Eberl,1999、Mc
Iver,1985、van Staaden and Romer,1998
)。CHOは、体壁および関節(胸郭、腹、胸骨、羽、脚)および触覚内に末梢
神経系(PNS)を構成し(Moulins,1976)、脊椎動物で接触およ
び機械的受容器が行うような感覚情報を有するハエを提供する(Mclver,
1985、Moulins,1976)。Boyan(Boyan,1993)
は、進化の経路において、異なるCHOが異なる昆虫において、聴覚に対して分
化するようになることを提案した。この仮説は、最近van Staaden
and Romer(1998)によって確かめられた。ショウジョウバエにお
いて、ジョンストン(Johnston)器官でのCHOは、二次触覚セグメン
トに局在し、近領域聴覚(Dreller and Kischner,199
3、Eberl,1999)および陰性走地性で機能する。
【0006】 発生の間、atoは、CHO創始細胞が選別される先祖細胞のクラスターに発
現している(Jarmanら、1993)。Daughterlessタンパク
質と二量体化し、E−ボックス配列に結合する塩基性ヘリックス−ループ−ヘリ
ックス(bHLH)をコードしているので、CHO一列配列の特定化および発生
に必要である遺伝子の発現を調節することによって機能する可能性があり、それ
によって遺伝子を活性化する(Jarmanら、1993)。CHOは特に、b
HLHタンパク質中のDNA結合に必要とされるato塩基性領域によってコー
ドされている(Chienら、1996、Davisら、1990、Jarma
n and Ahmed,1998、Vaessinら、1990)。atoは
ハエにおけるCHOの産出に必要かつ十分であり、ato機能の欠失はCHOの
欠失を導き、一方で、atoの異所性発現は、異所性CHO形成を引き起こす(
Jarmanら、1993)。atonal機能を欠く成虫ハエは協同を欠き、
飛ばず、聴覚が欠失している。ハエatonal遺伝子の過剰発現は、新規音響
振動ニューロンを生成することができ、atonalがこのニューロン集団の発
生に必要かつ十分であることを示唆している。
【0007】 脊椎動物において、筋発生および神経発生の間、細胞発生運命特定化は、塩基
性ヘリックス−ループ−ヘリックス(bHLH)転写因子を必要とする。Mat
h1(マウスatonalホモログ−1(ouse atonal omo
log−1)がそのような因子であり、(機械的受容器として機能する)菱脳、
脊髄、小脳の外胚層、消化管、関節、耳および皮膚のメルケル細胞に発現してい
る(Akazawaら、1995、Ben−Arieら、1996、Ben−A
rieら、1997)。Math1の標的化欠失に関するマウスヘテロ接合体(
Math1+/- )は生存可能であり、正常に見えるが、Math1ヌルマウス(
Math1-/- )は生まれてすぐに死に、小脳顆粒ニューロンが欠失している。
【0008】 Math1はatoに最も近い公知のホモログの1つであり、bHLH領域に
おいて82%のアミノ酸類似性、および標的認識特異性を決定する塩基性領域の
100%保存を持つ(ben−Arieら、1996、Chienら、1996
)。Math1は、神経管の背側部分に、胚日9(E9)に始まり、CNS内に
一過性に発現する。Math1はまた、脳の第四脳室の菱唇にも発現し、そこは
、E13〜15に、小脳顆粒細胞前駆体が生まれる場所である(Alderら、
1996)。増殖および分化において、これらの先祖細胞は、小脳原基の外部顆
粒層(EGL)を形成するように移動する(Hatten and Heint
z,1995)。増殖EGL細胞は、出産後最初の3週の間、小脳の内部顆粒層
(IGL)を産出するために、その最終成体目的地まで移動するわずか前までM
ath1を発現し続ける(Akazawaら、1995、Ben−Arieら、
1996)。他の細胞集団である脊髄中のニューロン前駆体の小さな集団が、E
10〜E14の間Math1を発現している(Akazawaら、1995、B
en−Arieら、1996)。これらの前駆体細胞はまた、LIMホメオドメ
インタンパク質(LH2AおよびLH2B)、交連介在ニューロンのD1クラス
のマーカーも発現している(Leeら、1998)。Helms and Jo
hnson(1998)は、Math1調節エレメントの制御下でのlacZ発
現が、発生中の小脳および脊髄でMath1発現パターンを再生させることを報
告しており、またMath1が、背側交連介在ニューロンの亜集団が生じる前駆
体中に発現することを実証した。
【0009】 Math1のin vivo機能を決定するために、本発明者等はMATH1
タンパク質を欠失しているマウス(Math1-/- )を作製した。このヌル変異
体は主要な小脳異常、すなわち、E14.5での顆粒細胞増殖および菱唇からの
移動の欠失、誕生時の全EGLの欠如を引き起こす(Ben−Arieら、19
97)。小脳顆粒ニューロンの無発生が、先祖特性化の不全または細胞の増殖お
よび/分化不能によるためかどうか明確ではない。新生児は呼吸できず、誕生後
すぐに死亡するが、脳神経または呼吸不全を説明できる脳幹核における著しい欠
陥はない。
【0010】 Math1が内耳で発現しているという事実は、Math1発現が、聴覚また
は平衡器官の発生に必要であることを示唆している。内耳はまず、菱脳の中神経
小片5および6の間に耳プラコードと呼ばれる外胚葉膿厚化として形成される。
耳プラコードは、VIIIth脳神経のニューロンの発生を生じさせ、耳胞となるため
に陥入し、そこより内耳が発生する。成熟哺乳動物内耳は、1つの聴覚器官、う
ずまき管および5つの前庭器官、すなわち卵形嚢、球形嚢および3つの骨半規管
からなる。これらの器官の感覚上皮は、機械的受容性有毛細胞、支持細胞および
神経末端からなる。有毛細胞は、音波および頭運動を聴覚および位置情報に変換
する機械的受容体として働く。有毛細胞および支持細胞は両方とも、共通の先祖
細胞より発生し、マウスにおいて胎生日13および18の間(E13〜E18)
ピーク有糸分裂し、感覚上皮内で増殖および分化する。int2(Mansou
rら、1993、pax2(Torresら、1996)およびHmx3(Wa
ngら、1998)のような、いくつかの遺伝子が内耳の発生に関係しているが
、どれも有毛細胞の発生に特異的に必要であるとは示されてきていない。
【0011】 有毛細胞への障害は、それら自身一般的な疾患である難聴および前庭不全の共
通の原因である。2800万人以上のアメリカ人が聴覚の異常を持ち、前庭不全
は全人口の約4分の1で、そのうちの半数が老人である。繊細な有毛細胞は、疾
患、加齢および環境傷害(たとえば抗生物質、毒素、持続性騒音)に対して傷つ
きやすい。これらの細胞は一度破壊されると、哺乳動物においては再生成できな
い。したがって、先天性、慢性または後天性変性聴覚障害および損失または平衡
問題を患う患者の問題に取り組み、聴覚損失および前庭機能の治療における使用
のための組成物、方法および薬剤を提供する必要がある。
【0012】 本発明の教示の補助において、過剰発現時にMath1が出生後ラット内耳で
の余分な有毛細胞の有意な産出を誘導することを他者が実証した(Zheng
and Gao,2000)。簡単には、運命決定は通常、哺乳動物蝸牛有毛細
胞の誕生によって完成するけれども、出生後ラットの蝸牛外植片培養物でのMa
th1の過剰発現が、結果として大上皮隆線中の感覚上皮の外に局在する蝸牛上
皮細胞より由来するさらなる耳有毛細胞となる。さらに、出生後の卵形嚢支持細
胞の有毛細胞への変換が、Math1発現によって促進される。Math1の、
耳内での有毛細胞の産出を許容する能力は、本請求の発明の支持における強力な
証拠である。
【0013】 (発明の開示) 本発明の一実施形態は、異種配列がatonal関連核酸配列の対立遺伝子を
不活性化する条件下で、前記対立遺伝子を置換している異種核酸配列を有する動
物である。好ましい実施形態において、前記異種配列は、atonal関連調節
配列の制御下で発現している。特定の実施形態において、両方のatonal関
連対立遺伝子が置換されている。さらに詳細な実施形態において、両方のato
nal関連対立遺伝子は、同一ではない異種核酸配列で置換されている。さらな
る実施形態において、前記動物は、検出可能な状態であり、前記状態は、有毛細
胞の欠失、小脳顆粒ニューロン欠損症、聴覚障害、平衡失調、関節疾患、変形関
節症、新生物神経外胚葉細胞の異常増殖および髄芽細胞腫の形成からなる群より
選択される。本発明の別の実施形態において、前記異種核酸配列は、β−ガラク
トシダーゼ、グリーンフルオレセインタンパク質(GFP)、ブルーフルオレセ
インタンパク質(BFP)、ネオマイシン、カナマイシン、ルシフェラーゼ、β
−グルクロニダーゼおよびクロラムフェニコールトランスフェラーゼ(CAT)
からなる群より選択したレポータ配列である。別の詳細な実施形態において、前
記レポータ配列は調節可能であり、脳組織、神経組織、皮膚組織、非骨化軟骨細
胞、関節軟骨細胞、メルケル細胞、内耳感覚上皮および脳幹核で発現している。
さらに詳細な実施形態において、前記atonal関連対立遺伝子は、調節可能
プロモータ配列または組織特異性プロモータ配列の制御下で、atonal関連
核酸配列で置換され、前記組織は、脳組織、神経組織、皮膚組織、非骨化軟骨細
胞、関節軟骨細胞、メルケル細胞、内耳感覚上皮および脳幹核からなる群より選
択される。さらなる実施形態において、前記動物はマウス、ショウジョウバエ、
ゼブラフィッシュ、カエル、ラット、ハムスターまたはモルモットである。
【0014】 本発明の別の実施形態は、動物における化合物のスクリーニング方法であって
、前記化合物はatonal関連核酸配列の発現に影響を及ぼし、前記化合物を
前記動物に送達すること、ここで、前記動物は、異種核酸配列の挿入により不活
性化されたatonal関連核酸配列の少なくとも1つの対立遺伝子を有し、前
記異種核酸配列は、atonal関連調節配列の制御下にある、および前記at
onal関連核酸配列の前記発現における変化を監視することを含む。詳細な実
施形態において、前記化合物は、atonal関連核酸配列の前記発現をアップ
レギュレートまたはダウンレギュレートする。さらなる実施形態において、前記
動物は、マウスまたはショウジョウバエである。詳細な実施形態において、異種
核酸配列はレポータ配列である。さらに詳細な実施形態において、異種核酸配列
は、β−ガラクトシダーゼ、グリーンフルオレセインタンパク質(GFP)、ブ
ルーフルオレセインタンパク質(BFP)、ネオマイシン、カナマイシン、ルシ
フェラーゼ、β−グルクロニダーゼおよびクロラムフェニコールトランスフェラ
ーゼ(CAT)からなる群より選択される。
【0015】 本発明の別の実施形態は、atonal関連核酸配列の発現に影響を及ぼす化
合物である。詳細な実施形態において、前記化合物はatonal関連核酸配列
の発現をアップレギュレートまたはダウンレギュレートする。詳細な実施形態に
おいて、前記化合物は、動物における検出可能な状態に影響を及ぼし、前記状態
は、有毛細胞の欠失、小脳顆粒ニューロン欠損症、聴覚障害、平衡失調、関節疾
患、変形関節症、新生物神経外胚葉細胞の異常増殖および髄芽細胞腫の形成から
なる群より選択される。
【0016】 本発明の別の実施形態は、動物における化合物のスクリーニング方法であって
、前記化合物は前記動物において検出可能な状態に影響を及ぼし、前記化合物を
前記動物に送達すること、ここで、前記動物におけるatonal関連核酸配列
の少なくとも1つの対立遺伝子は、異種核酸配列の挿入により不活性化され、前
記異種核酸配列は、atonal関連調節配列の制御下にある、および前記動物
を検出可能な状態における変化について監視することを含む。詳細な実施形態に
おいて、前記検出可能状態は、有毛細胞の欠失、小脳顆粒ニューロン欠損症、聴
覚障害、平衡失調、関節疾患、変形関節症、新生物神経外胚葉細胞の異常増殖お
よび髄芽細胞腫の形成からなる群より選択される。別の実施形態において、前記
化合物の前記送達は、前記異種核酸配列の発現に影響を及ぼす。詳細な実施形態
において、前記異種核酸配列の前記発現は、アップレギュレートまたはダウンレ
ギュレートされる。さらに詳細な実施形態において、前記動物はマウス、ショウ
ジョウバエ、ゼブラフィッシュ、カエル、ラット、ハムスターまたはモルモット
である。
【0017】 本発明の別の実施形態は化合物であって、前記化合物は、前記検出可能な状態
に影響を及ぼす。詳細な実施形態において、前記化合物は異種核酸配列の発現に
影響を及ぼす。さらなる詳細な実施形態において、前記化合物は異種核酸配列の
発現をアップレギュレートまたはダウンレギュレートする。
【0018】 本発明の他の実施形態は、小脳顆粒ニューロン欠損症のための、機械的受容細
胞増殖の促進のための、有毛細胞の産出のための、聴覚障害または平衡失調の治
療のための、関節疾患の治療のための、細胞の異常増殖の治療のための、および
機能性atonal関連核酸またはアミノ酸配列の欠失の結果である疾患の治療
のための、ヒトを含む動物の治療方法である。前記方法には、治療上有効量のa
tonal関連核酸またはアミノ酸配列を投与することが含まれる。詳細な実施
形態において、前記投与は、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター
、アデノ随伴ベクター、プラスミド、または任意の他の核酸に基づくベクター、
リポソーム、核酸、ペプチド、脂質、炭水化物および前記ベクターのそれらの組
合せからなる群より選択したベクターによる。詳細な実施形態において、前記ベ
クターは非ウイルスベクターまたはウイルスベクターである。別の詳細な実施形
態において、前記ベクターは細胞である。好ましい実施形態において、前記ベク
ターは、サイトメガロウイルスIEプロモーター配列およびSV40初期ポリア
デニル化シグナル配列からなるアデノウイルスベクターである。別の詳細な実施
形態において、前記細胞はヒト細胞である。さらに詳細な実施形態において、前
記関節疾患は変形関節症である。詳細な実施形態において、前記atonal関
連核酸またはアミノ酸配列は、Hath1またはMath1である。別の詳細な
実施形態において、細胞は、atonal関連核酸またはアミノ酸配列に改変を
含有する。さらに詳細な実施形態において、アミノ酸配列は、配列番号58の約
20個のコンティグアミノ酸残基と、少なくとも約80%の同一性を有する。さ
らに詳細な実施形態において、核酸配列は、配列番号58の約20個のコンティ
グアミノ酸残基と少なくとも約80%の同一性を持つポリペプチドをコードして
いる。
【0019】 本発明の別の実施形態は、細胞の異常増殖に関する動物の治療方法であって、
細胞におけるatonal関連核酸配列またはアミノ酸配列のレベルを変えるこ
とを含む方法である。詳細な実施形態において、前記改変は減少であるか、また
は前記核酸またはアミノ酸配列が改変を含む。
【0020】 本発明の別の実施形態は、送達ビーイクルとの組合せでのatonal関連ア
ミノ酸配列または核酸配列を含む組成物であって、前記ビーイクルは細胞内に治
療上有効量のatonal関連核酸配列またはアミノ酸配列を送達する。詳細な
実施形態において、前記ビーイクルは微生物毒素のレセプター結合領域、または
任意の融合分子であり、またはタンパク質導入領域である。詳細な実施形態にお
いて、前記タンパク質導入領域は、HIV TATペプチド由来のものである。
詳細な実施形態において、前記atonal関連アミノ酸配列または核酸配列は
、Hath1またはMath1である。
【0021】 本発明の別の実施形態は、有毛細胞の欠損に関して生物を治療するための組成
物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列中の欠失を含む。詳細な実
施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列の突然変異または変化
である。別の詳細な実施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列
の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらに詳細な実施形態において、有毛細胞
の欠損に関して生物を治療する組成物が存在し、前記生物は、atonal関連
核酸配列の調節に関連する核酸配列中の欠損を含む。本発明のさらなる実施様態
において、有毛細胞の欠損に関して生物を治療するための組成物が存在し、前記
生物は、atonal関連核酸配列の調節に関連したアミノ酸配列中の欠損を含
む。
【0022】 本発明の別の実施形態において、小脳顆粒ニューロン欠損症に関して生物を治
療するための組成物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列中の欠失
を含む。詳細な実施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列の突
然変異または変化である。別の詳細な実施形態において、欠損は、前記aton
al関連核酸配列の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態におい
て、小脳顆粒ニューロン欠損症に関して生物を治療する組成物が存在し、前記生
物は、atonal関連核酸配列の調節に関連する核酸配列中の欠損を含む。本
発明のさらなる実施形態において、小脳顆粒ニューロン欠損症に関して生物を治
療するための組成物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列の調節に
関連したアミノ酸配列中の欠損を含む。
【0023】 本発明の別の実施形態において、聴覚障害に関して生物を治療するための組成
物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列中の欠損を含む。詳細な実
施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列の突然変異または変化
である。別の詳細な実施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列
の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態において、聴覚障害に関
して生物を治療する組成物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列の
調節に関連する核酸配列中の欠損を含む。本発明のさらなる実施形態において、
聴覚障害に関して生物を治療するための組成物が存在し、前記生物は、aton
al関連核酸配列の調節に関連したアミノ酸配列中の欠損を含む。
【0024】 本発明の別の実施形態において、平衡失調に関して生物を治療するための組成
物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列中の欠損を含む。詳細な実
施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列の突然変異または変化
である。別の詳細な実施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列
の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態において、平衡失調に関
して生物を治療する組成物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列の
調節に関連する核酸配列中の欠損を含む。本発明のさらなる実施形態において、
平衡失調に関して生物を治療するための組成物が存在し、前記生物は、aton
al関連核酸配列の調節に関連したアミノ酸配列中の欠損を含む。
【0025】 本発明の別の実施形態において、変形関節症に関して生物を治療するための組
成物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列中の欠損を含む。詳細な
実施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列の突然変異または変
化である。別の詳細な実施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配
列の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態において、変形関節症
に関して生物を治療する組成物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配
列の調節に関連する核酸配列中の欠損を含む。本発明のさらなる実施形態におい
て、変形関節症に関して生物を治療するための組成物が存在し、前記生物は、a
tonal関連核酸配列の調節に関連したアミノ酸配列中の欠損を含む。
【0026】 本発明の別の実施形態において、関節疾患に関して生物を治療するための組成
物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列中の欠損を含む。詳細な実
施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列の突然変異または変化
である。別の詳細な実施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列
の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態において、関節疾患に関
して生物を治療する組成物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列の
調節に関連する核酸配列中の欠損を含む。本発明のさらなる実施形態において、
関節疾患に関して生物を治療するための組成物が存在し、前記生物は、aton
al関連核酸配列の調節に関連したアミノ酸配列中の欠損を含む。
【0027】 本発明の別の実施形態において、細胞の異常増殖に関して生物を治療するため
の組成物が存在し、前記生物は、atonal関連核酸配列中の欠損を含む。詳
細な実施形態において、欠損は、前記atonal関連核酸配列の突然変異また
は変化である。別の詳細な実施形態において、欠損は、前記atonal関連核
酸配列の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態において、細胞の
異常増殖に関して生物を治療する組成物が存在し、前記生物は、atonal関
連核酸配列の調節に関連する核酸配列中の欠損を含む。本発明のさらなる実施形
態において、細胞の異常増殖に関して生物を治療するための組成物が存在し、前
記生物は、atonal関連核酸配列の調節に関連したアミノ酸配列中の欠損を
含む。
【0028】 本発明の他方の実施形態において、癌に関して生物を治療するための組成物が
存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中の欠損を含む。詳細な実施形
態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の突然変異または変化であ
る。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の
調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態において、癌に関して生物
を治療する組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列の調節に関
連する核酸配列中の欠損を含む。本発明のさらなる実施形態において、癌に関し
て生物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配
列の調節に関連したアミノ酸配列中の欠損を含む。具体的な実施形態において、
上記癌は髄芽腫である。
【0029】 別のさらなる目的、特徴および利点は、以下の明細書を読むことによって、か
つその一部分を形成している付随する図面、または本開示の目的のために与えら
れた本発明の好適な実施形態の任意の実施例を参照することで、明らかになり、
結果としてより容易に理解されるようになるであろう。
【0030】 (発明の実施の形態) 種々の実施形態および変更を、本発明の範囲および意図より逸脱することなく
、本明細書で開示した発明になされてもよいことが当業者にて容易に明らかにな
る。
【0031】 本明細書で使用する、「異常増殖」なる用語は、細胞の任意の細胞型の任意の
増殖と定義し、上記細胞は正常の細胞周期進行の強制下にはなく、上記増殖は、
結果として癌または他の癌のような発達となる可能性がある。
【0032】 本明細書で使用する、「変化」なる用語は、核酸またはアミノ酸に対する任意
の型の変化または改変として定義する。上記変化または改変には、突然変異、欠
失、配置転換、核酸の添加が含まれる。これには、5’キャップの添加、イント
ロンプロセッシングおよびポリアデニル化のような転写後プロセッシングが含ま
れる。突然変異は、ナンセンス、ミスセンス、フレームシフトであり、または短
くしたアミノ酸配列を導くことができ、またはアミノ酸の構造を変化させること
ができる。核酸に対する変化は、調節配列内に存在してもよく、トランス作動性
因子に影響を与えてよい。また、多重変化が存在してもよい。また、上記変化ま
たは改変には、メチル化、ミリスチル化、アセチル化、グルコシル化を含むアミ
ノ酸に対する変更、または細胞内または細胞間局在化シグナルおよび外来アミノ
酸の開裂を含む上記アミノ酸のプロセッシングに関連したシグナルに対する変更
が含まれる。また、上記変化は、上記タンパク質の変性または折り畳みにも影響
を及ぼすことができる。
【0033】 本明細書で使用する「atonal関連」なる用語は、ショウジョウバエat
onal核酸配列またはアミノ酸配列である任意の核酸配列またはアミノ酸配列
、またはそれぞれ上記核酸またはアミノ酸配列と相同である任意の配列または類
似性を有する特定の配列として定義する。配列は、哺乳動物および昆虫を含む任
意の動物に存在し得る。本明細書で使用する有意な配列類似性は、25%より大
きな類似性を意味し、他方の配列の任意の領域で生じ得る。atonal関連に
は、特に限定されないが、Math1(マウスatonalホモログ1(ou
se atonal omolog ))、Cath1(チキンatona
lホモログ (hicken atonal omolog ))、Ha
th1(ヒトatonalホモログ(uman atonal omolo
))およびXath1(アフリカツメガエルatonalホモログ1( enopus atonal omolog ))が含まれる。さらに多重
相同性または類似配列が動物内に存在し得る。
【0034】 本明細書で使用する「小脳顆粒ニューロン欠損症」なる用語は、小脳顆粒ニュ
ーロンに関連する任意の欠損症として定義し、小脳顆粒ニューロンの欠失、小脳
顆粒ニューロン前駆体細胞の欠失、顆粒細胞増殖の欠如、顆粒細胞移動の欠如、
小脳外部顆粒層細胞の欠如が含まれる。
【0035】 本明細書で使用する「欠損」なる用語は、atonal関連配列の発現の変更
、突然変異、欠陥または欠失として定義する。当業者は、発現の欠失が、本技術
分野での標準の方法にて有意でないかまたは検出可能でないatonal関連配
列の発現レベルに関連することを承知している。当業者はまた、ヒトのような成
体生物での発現レベルの欠失または欠乏は自然に生じ、長い間に聴力の傷害を導
くことも承知している。したがって、本明細書で使用する「欠損」には、ato
nal関連配列の発現の自然な減少または欠失が含まれる。
【0036】 本明細書で使用する「送達すること」なる用語は、目的地まで移動することと
定義し、治療的目的のためとして投与することが含まれる。
【0037】 本明細書で使用する「送達ビーイクル」なる用語は、他方の存在の移動に関連
した存在物として定義する。上記送達ビーイクルは、アデノウイルスベクター、
レトロウイルスベクター、アデノ随伴ベクター、プラスミド、リポソーム、核酸
、ペプチド、脂質、炭水化物およびそれらの組合せからなる群より選択する。
【0038】 本明細書で使用する「検出可能状態」なる用語は、健康状態、または特定の発
生学的、または病理学的症状によって特徴付けられる動物、器官または組織の状
態として定義する。例としては、限定されないが、有毛細胞の欠失、小脳顆粒ニ
ューロン欠損症、聴力障害、平衡失調、関節疾患、変形関節症および細胞の異常
増殖が挙げられる。
【0039】 本明細書で使用する「異種の」なる用語は、特定の遺伝子座に天然には存在し
ない核酸配列、またはそれに関連する核酸配列として定義する。代替的な実施形
態において、異種核酸配列は、特定の遺伝子座には天然に存在するが、しかし天
然に存在する遺伝子座と比較して分子変化を含む。例えば、atonal関連配
列の野生型遺伝子座を、同一の配列の欠陥コピーを置換するのに使用してよい。
【0040】 本明細書で使用する「平衡失調」なる用語は、生物が十分に機能を果たさない
平衡を持つような医学的状態として定義する。詳細な実施形態において、失調は
前庭起始の欠陥による。他方の詳細な実施形態において、失調は、メニエール病
、めまいおよびlayrinthitisに限定されないが、これらを含む平衡
認知の前庭失調である。
【0041】 本明細書で使用する「不活性化した」なる用語は、核酸配列の発現が減少して
いるかまたは完全に消滅している状態として定義する。上記不活性化は、他の核
酸配列の輸送または挿入によって、または核酸配列の発現レベルに影響を及ぼす
ための、本技術分野で標準の任意の方法によって起こりうる。
【0042】 本明細書で使用する「前駆体」なる用語は、他の細胞がその由来および/また
は特性を得る始原細胞として定義する。
【0043】 本明細書で使用する「調節可能レポーター配列」なる用語は、他の配列の転写
を指向する、そしてそれ自身が外来性因子または状態による調節制御下にある任
意の配列として定義する。外来因子または状態には、限定はされないが、化学物
質、核酸、タンパク質、ペプチド、脂質、炭水化物、糖、光、音、ホルモン、接
触、または組織特異的環境への曝露等が含まれる。調節可能レポーター配列には
、GALプロモーター配列およびテトラサイクリンプロモーター/トランスアク
ティベーター配列等が含まれる。
【0044】 本明細書で使用する「調節配列」なる用語は、直接的または間接的に他の配列
の転写を制御する任意の配列として定義する。上記制御は転写の開始または停止
に関するか、または転写の量または組織分布のいずれかであってよい。
【0045】 本発明で使用する「レポーター配列」なる用語は、調節配列による発現を実証
する任意の配列として定義する。上記レポーター配列は、RNAの形態またはタ
ンパク質でのマーカーとして使用できる。レポーター配列には、β−ガラクトシ
ダーゼ、グリーンフルオレセインタンパク質(GFP)、ブルーフルオレセイン
タンパク質(BFP)、ネオマイシン、カナマイシン、ルシフェラーゼ、β−グ
ルクロニダーゼおよびクロラムフェニコールトランスフェラーゼ(CAT)等が
挙げられる。本発明の特定の局面において、レポーター配列産物の存在および量
は、核酸であろうとまたはアミノ酸であろうと、それを調節するプロモーター配
列による転写のレベルを反映する。
【0046】 本明細書で使用する「治療上有効」なる用語は、疾患に関連したいくつかの症
状を改善するために必要な化合物の量として定義する。例えば、聴覚障害の治療
において、任意の程度まで聴覚を改善し、または聴覚障害の任意の症状を抑える
化合物が治療上有効である。関節疾患の治療において、健康または関節の動きを
任意の程度まで改善し、または関節疾患の症状を抑える化合物が治療上有効であ
る。細胞の異常増殖の治療において、増殖を減少させる化合物が治療上有効であ
る。癌の治療において、例えば、細胞の増殖を減少させ、腫瘍の大きさを減少さ
せ、転移を減少させ、上記癌に対する血管の増殖を減少させる、癌に対する免疫
応答を促進する化合物が治療上有効である。化合物の治療上有効な量は、疾患を
治すためには必要ではないが、しかし疾患に対する治療を提供する可能性がある
【0047】 本明細書で使用する「ベクター」なる用語は、特定の存在物を送達するための
生物学的ビーイクルとして定義する。詳細な実施形態において、上記存在物はa
tonal関連核酸である。
【0048】 本発明の1つの局面において、有毛細胞の欠失、小脳顆粒ニューロン欠損症、
聴力障害、平衡失調、関節疾患、変形関節症および細胞の異常増殖のような検出
可能な状態の治療用途のためのatonal関連核酸またはアミノ酸配列の使用
を含む方法および薬剤がある。したがって、Cath1(チキンより)、Hat
h1(ヒトより)、Math1(マウスより)またはXath1(アフリカツメ
ガエル(Xenopus)より)に限定されないがこれらを含む、ショウジョウ
バエ由来のatonalの任意のホモログまたはオーソログを本発明で使用して
よい。好適な実施形態において、これらの配列は、上述した検出可能条件に対す
る動物、とりわけヒトの治療を指向している。それぞれ上記核酸またはアミノ酸
配列に対して相同であるか、または有意な配列類似性を有する任意の配列を含む
ことは本発明の範囲内である。配列は、哺乳動物および昆虫を含む任意の動物で
存在し得る。本明細書で使用したように、有意な配列類似性とは、類似性(アミ
ノ酸残基または核酸塩基の同一性)が25%以上であり、配列の任意の領域で起
こり得ることを意味する。他方の実施形態において、本明細書で使用するato
nal関連配列は、約50%以上の配列類似性、約70%以上の類似性、または
約80%以上の類似性を有する。
【0049】 本発明の範囲内には、atonal関連核酸配列またはアミノ酸配列を用いる
ことが含まれ、ここで、塩基性HLH領域のような、活性に関して重要な領域が
分子内に含まれ、さらに活性に重要な領域の部分ではなく、その機能に影響を与
えない核酸またはアミノ酸配列の領域内での変更、変異、欠失または置換が含ま
れる。
【0050】 antonal関連物の例には、限定はされないが、Math1(マウスat
onalホモログ1)、Cath1(チキンatonalホモログ)、Hath
1(ヒトatonalホモログ)およびXath1(アフリカツメガエルato
nalホモログ1)が含まれる。このような例は、他の物が関連する生物で存在
する可能性が非常にあるが、配列番号1〜配列番号66で表す。当業者は、ht
tp://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/Ge
nbankSearch.html上の、ワールドワイドウェブにある核酸およ
びアミノ酸配列のデータベースコレクションを検索することのような、有意に同
一性を有するそのような配列を同定するための方法を認識している。
【0051】 本明細書で提供された配列および関連するジーンバンク受け入れ(Genba
nk Accession)番号は、以下のようにかっこ内で列記している。配
列番号1(NM_005172)、配列番号2(NP_005163.1)、配
列番号3(AW413228)、配列番号4(NM_009719)、配列番号
5(NP_033849.1)、配列番号6(NM_009718)、配列番号
7(NP_033848.1)、配列番号8(NM_009717)、配列番号
9(NP_033847.1)、配列番号10(NM_007500)、配列番
号11(NP_031526.1)、配列番号12(NM_007501)、配
列番号13(AW280518)、配列番号14(AW236965)、配列番
号15(AW163683)、配列番号16(AF134869)、配列番号1
7(AAD31451.1)、配列番号18(AJ012660)、配列番号1
9(CAA10106.1)、配列番号20(AJ012659)、配列番号2
1(CAA10105.1)、配列番号22(AF071223)、配列番号2
3(AAC68868.1)、配列番号24(U76208)、配列番号25(
AAC53029.1)、配列番号26(U76210)、配列番号27(AA
C53033.1)、配列番号28(U76209)、配列番号29(AAC5
3032.1)、配列番号30(U76207)、配列番号31(AAC530
28.1)、配列番号32(AF036257)、配列番号33(AAC159
69.1)、配列番号34(AF034778)、配列番号35(AJ0011
78)、配列番号36(CAA04572.1)、配列番号37(Y07621
)、配列番号38(CAA68900.1)、配列番号39(AF024536
)、配列番号40(AAB82272.1)、配列番号41(D85188)、
配列番号42(BAA12738.1)、配列番号43(D44480)、配列
番号44(BAA07923.1)、配列番号45(D43694)、配列番号
46(BAA07791.1)、配列番号47(D85845)、配列番号48
(BAA12880.1)、配列番号49(U93171)、配列番号50 (
AAB58669.1)、配列番号51(U93170)、配列番号52(AA
B58668.1)、配列番号53(U61152)、配列番号54(AAB4
1307.1)、配列番号55(U61151)、配列番号56(AAB413
06.1)、配列番号57(U61148)、配列番号58(AAB41305
.1)、配列番号59(U61149)、配列番号60(AAB41304.1
)、配列番号61(U61150)、配列番号62(AAB41303.1)、
配列番号63(L36646)、配列番号64(AAA21879.1)、配列
番号69(AA625732)。
【0052】 本発明の局面において、異種核酸配列がatonal関連核酸配列の対立遺伝
子を不活性化する条件下で、上記対立遺伝子を置換する異種核酸を含む動物が存
在する。代替的な実施形態において、異種配列を、染色体外増殖のために細胞に
送達する。他方の代替的な実施形態において、異種配列を、atonal関連核
酸配列の遺伝子座以外の遺伝子座の細胞の染色体内に挿入する。好適な実施形態
において、上記異種配列は、atonal関連調節配列の制御下で発現する。詳
細な実施形態において、atonal関連対立遺伝子は両方置換される。さらに
詳細な実施形態において、両方のatonal関連対立遺伝子は同一ではない異
種核酸配列で置換される。トランスジェニック動物を産出する方法は、本技術分
野で十分に公知である、当業者はGrosveld and Kollias(
eds.)によるTransgenic Animals、またはJackso
n et al.(eds.)によるMouse Genetics and Transgenics:A Practical Approach 等の参考
文献を参照するであろう。
【0053】 さらなる実施形態において、本発明のトランスジェニック動物は検出可能な状
態を有し、上記状態は、有毛細胞の欠失、小脳顆粒ニューロン欠損症、聴力障害
、平衡失調、関節疾患、変形関節症および細胞の異常増殖からなる群より選択さ
れる。本発明の他方の実施形態において、異種核酸配列は、β−ガラクトシダー
ゼ、グリーンフルオレセインタンパク質(GFP)、ブルーフルオレセインタン
パク質(BFP)、ネオマイシン、カナマイシン、ルシフェラーゼ、β−グルク
ロニダーゼおよびクロラムフェニコールトランスフェラーゼ(CAT)からなる
群より選択されるレポーター配列である。他方の詳細な実施形態において、レポ
ーター配列は調節可能であり、脳組織、神経組織、皮膚組織、非骨化軟骨細胞、
関節軟骨細胞、メルケル細胞、内耳感覚上皮細胞および脳幹核で発現している。
さらに詳細な実施形態において、上記atonal関連遺伝子座は、調節可能プ
ロモーター配列または組織特定プロモーター配列の制御下で、atonal関連
核酸配列に置換され、上記組織は、脳組織、神経組織、皮膚組織、非骨化軟骨細
胞、関節軟骨細胞、メルケル細胞、内耳感覚上皮細胞および脳幹核からなる群よ
り選択される。さらに詳細な実施形態において、トランスジェニック動物はマウ
ス、ショウジョウバエ、カエル、ゼブラフィッシュ、ラット、モルモットまたは
ハムスターである。
【0054】 本発明の他方の実施形態は、動物における化合物のスクリーニング方法であっ
て、前記化合物はatonal関連核酸配列の発現に影響を及ぼし、前記化合物
を前記動物に送達すること、ここで、前記動物は、異種核酸配列の挿入により不
活性化されたatonal関連核酸配列の少なくとも1つの対立遺伝子を有し、
前記異種核酸配列は、atonal関連調節配列の制御下にある、および前記a
tonal関連核酸配列の前記発現における変化を監視することを含む。調節配
列には、プロモーター配列、エンハンサーまたはサイレンサーが含まれ得る。
【0055】 詳細な実施形態において、atonal関連核酸配列の上記発現をアップレギ
ュレートまたはダウンレギュレートする化合物が存在する。アップレギュレーシ
ョンまたはダウンレギュレーションは、転写速度の増加またはmRNA分解速度
の減少によってよい。
【0056】 本発明の他方の実施形態は、atonal関連核酸配列の発現に影響を及ぼす
化合物である。詳細な実施形態において、上記化合物は、atonal関連核酸
配列の発現をアップレギュレートまたはダウンレギュレートする。詳細な実施形
態において、上記化合物は、動物での検出可能状態に影響を与え、上記状態は、
有毛細胞の欠失、小脳顆粒ニューロン欠損症、聴力障害、平衡失調、関節疾患、
変形関節症、細胞の異常増殖および癌の形成からなる群より選択される。
【0057】 本発明の他方の実施形態は、動物における化合物のスクリーニング方法であっ
て、前記化合物は前記動物において検出可能な状態に影響を及ぼし、前記化合物
を前記動物に送達すること、ここで、前記動物におけるatonal関連核酸配
列の少なくとも1つの対立遺伝子は、異種核酸配列の挿入により不活性化され、
前記異種核酸配列は、atonal関連調節配列の制御下にある、および前記動
物を検出可能な状態における変化について監視することを含む。詳細な実施形態
において、上記検出可能状態は、有毛細胞の欠失、小脳顆粒ニューロン欠損症、
聴力障害、平衡失調、関節疾患、変形関節症、および細胞の異常増殖からなる群
より選択される。他方の実施形態において、上記化合物の上記送達は、上記異種
核酸配列の発現に影響を及ぼす。詳細な実施形態において、上記異種核酸配列の
上記発現はアップレギュレートまたはダウンレギュレートされる。さらに詳細な
実施形態において、動物はマウス、ショウジョウバエ、カエル、ゼブラフィッシ
ュ、ラット、ハムスターまたはモルモットである。
【0058】 本発明の他方の実施形態は、本発明のトランスジェニック動物での検出可能状
態に影響を及ぼす化合物である。詳細な実施形態において、上記化合物は異種核
酸配列の発現に影響を及ぼす。さらに詳細な実施形態において、上記化合物は異
種核酸配列の発現をアップレギュレートまたはダウンレギュレートする。
【0059】 本発明の別の実施形態は、小脳顆粒ニューロン欠如のために、機械的受容細胞
増殖を促進するために、有毛細胞を産出するために、聴覚異常または平衡失調疾
病を治療するために、関節疾患を治療するために、細胞の異常増殖を治療するた
めに、および機能性atonal関連核酸またはアミノ酸配列の欠失の結果であ
る疾患の治療のために、ヒトを含む動物を治療する方法である。上記方法には、
治療的効果的な量のatonal関連核酸またはアミノ酸配列を投与することが
含まれる。詳細な実施形態において、上記投与は、ウイルスベクター(バクテリ
オファージ、動物および植物ウイルスを含む)、プラスミド、コスミド、または
任意の他の核酸に基づくベクター、リポソーム、核酸、ペプチド、脂質、炭水化
物および上記ベクターのそれらの組合せからなる群より選択したベクターによる
。詳細な実施形態において、上記ベクターは、アデノウイルスベクター、レトロ
ウイルスベクター、またはレンチウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター
、アルファウイルスベクターなどを含むアデノ随伴ベクターである。したがって
、ベクターはウイルス性または非ウイルス性であってよい。好適な実施形態にお
いて、上記ベクターは、サイトメガロウイルスIEプロモーター配列およびSV
40初期ポリアデニル化シグナル配列を含むアデノウイルスベクターである。他
方の詳細な実施形態において、上記細胞はヒト細胞である。さらに詳細な実施形
態において、上記関節疾患は変形関節症である。他の特定の実施様態において、
細胞は、atonal関連アミノ酸配列に改変を含有し、上記アミノ酸配列は、
配列番号58の約20個の連続アミノ酸残基と、少なくとも約80%の同一性を
有する。
【0060】 詳細な実施形態において、本発明はまた、小脳顆粒ニューロン欠損症、聴覚障
害、平衡失調、関節疾患に対する治療を必要とする、または機械的受容性細胞増
殖を促進することが必要である動物の、または機能的atonal関連核酸また
はアミノ酸配列の欠失の結果である疾患の治療方法を提供する。この方法には、
配列AANARERRRMHGLNHAFDQLRに対して少なくとも約70%
同一、好ましくは少なくとも約80%同一、および最も好ましくは少なくとも約
90%同一であるアミノ酸を有する転写因子を、動物内の細胞に送達することが
含まれる。いくつかの実施形態において、動物における細胞は、その動物の内耳
に局在する。好ましくは、転写因子はDaughterlessタンパク質への
結合に対してatonalと競合し(Jarmanら,1993)、Math−
1のE47タンパク質への結合に対して競合する(Akazawaら,1995
)。
【0061】 本発明の実施形態において、機能的atonal関連核酸またはアミノ酸配列
の欠失の結果である疾患に対して、生物を治療するための方法を提供する。当業
者は、この欠失が成人ヒトで起こる有意な(または検出可能なレベルまでの)発
現の自然な減少または欠失による可能性があることを認識している。
【0062】 本発明の別の実施形態において、細胞内のatonal関連核酸またはアミノ
酸濃度を変更することを含む、細胞の異常増殖に関して動物を治療するための方
法を提供する。詳細な実施形態において、上記変更は減少であり、また、上記核
酸またはアミノ酸配列は変更を含有する。
【0063】 本発明の好適な実施形態において、本明細書で論ずる、種々の医学的状態にあ
る生物を治療するための組成物であって、送達ビーイクルと組合わせてaton
al関連核酸配列またはアミノ酸配列を含む組成物であり、上記生物は、ato
nal関連核酸配列中に欠損を含む。当業者は、成人ヒトのような成体生物は、
自然に有意なまたは検出可能なレベルまでatonalが発現していないが、代
わりに、発生の胚段階においてはatonalが発現することを認識している(
実施例参照)。したがって、好適な実施形態において、本明細書で論ずるような
生物を治療するための組成物には、atonal核酸またはアミノ酸配列中に突
然変異を含有しないが、有意なまたは検出可能なレベルにまでは発現しないat
onalを自然に有する生物を治療するための組成物が包含される。
【0064】 本発明の別の実施形態は、送達ビーイクルと組合わせてatonal関連アミ
ノ酸配列または核酸配列を含む組成物であって、上記ビーイクルは、細胞内に治
療上有効量のatonal関連核酸配列またはアミノ酸配列を送達する。詳細な
実施形態において、上記ビーイクルは、微生物毒素または任意の融合分子のレセ
プター結合領域であり、また、タンパク質形質導入領域である。詳細な実施形態
において、上記タンパク質形質導入領域はHIV TATペプチドに由来する。
【0065】 本発明の別の実施形態においては、有毛細胞が欠失した生物を治療するための
組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中に欠損を含む。詳細
な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の突然変異または
変更である。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核
酸配列の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態においては、有毛
細胞が欠失した生物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atona
l関連核酸配列の調節に関連する核酸配列中に欠損を含む。本発明のさらなる実
施形態においては、有毛細胞が欠失した生物を治療するための組成物が存在し、
上記生物は、atonal関連核酸配列の調節に関連するアミノ酸配列中に欠損
を含む。
【0066】 本発明の別の実施形態においては、小脳顆粒ニューロンが欠如した生物を治療
するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中に欠損を
含む。詳細な実施形態において、欠損は上記atonal関連核酸配列の突然変
異または変更である。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atona
l関連核酸配列の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態において
は、小脳顆粒ニューロンが欠如した生物を治療するための組成物が存在し、上記
生物は、atonal関連核酸配列の調節に関連する核酸配列中に欠損を含む。
本発明のさらなる実施形態においては、小脳顆粒ニューロンが欠如した生物を治
療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列の調節に
関連するアミノ酸配列中に欠損を含む。
【0067】 本発明の別の実施形態においては、聴覚障害の生物を治療するための組成物が
存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中に欠損を含む。詳細な実施形
態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の突然変異または変更であ
る。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の
調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態においては、聴覚障害の生
物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列の
調節に関連する核酸配列中に欠損を含む。本発明のさらなる実施形態においては
、聴覚障害の生物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal
関連核酸配列の調節に関連するアミノ酸配列中に欠損を含む。
【0068】 本発明の別の実施形態においては、平衡失調の生物を治療するための組成物が
存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中に欠損を含む。詳細な実施様
態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の突然変異または変更であ
る。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の
調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態においては、平衡失調の生
物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列の
調節に関連する核酸配列中に欠損を含む。本発明のさらなる実施形態においては
、平衡失調の生物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal
関連核酸配列の調節に関連するアミノ酸配列中に欠損を含む。
【0069】 本発明の別の実施形態においては、変形関節症の生物を治療するための組成物
が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中に欠損を含む。詳細な実施
形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の突然変異または変更で
ある。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列
の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態においては、変形関節症
の生物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配
列の調節に関連する核酸配列中に欠損を含む。本発明のさらなる実施形態におい
ては、変形関節症の生物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、ato
nal関連核酸配列の調節に関連するアミノ酸配列中に欠損を含む。
【0070】 本発明の別の実施形態においては、関節疾患の生物を治療するための組成物が
存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中に欠損を含む。詳細な実施形
態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の突然変異または変更であ
る。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の
調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態においては、関節疾患の生
物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列の
調節に関連する核酸配列中に欠損を含む。本発明のさらなる実施形態においては
、関節疾患の生物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal
関連核酸配列の調節に関連したアミノ酸配列中に欠損を含む。
【0071】 本発明の別の実施形態において、細胞が異常増殖した生物を治療するための組
成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中に欠損を含む。詳細な
実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の突然変異または変
更である。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸
配列の調節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態においては、細胞が
異常増殖した生物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal
関連核酸配列の調節に関連する核酸配列中に欠損を含む。本発明のさらなる実施
形態においては、細胞が異常増殖した生物を治療するための組成物が存在し、上
記生物は、atonal関連核酸配列の調節に関連するアミノ酸配列中に欠損を
含む。
【0072】 本発明のさらなる実施形態においては、癌の生物を治療するための組成物が存
在し、上記生物は、atonal関連核酸配列中に欠損を含む。詳細な実施形態
において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の突然変異または変更である
。他方の詳細な実施形態において、欠損は、上記atonal関連核酸配列の調
節配列に影響を及ぼす。本発明のさらなる実施形態においては、癌の生物を治療
するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列の調節に関
連する核酸配列中に欠損を含む。本発明のさらなる実施形態においては、癌の生
物を治療するための組成物が存在し、上記生物は、atonal関連核酸配列の
調節に関連するアミノ酸配列中に欠損を含む。詳細な実施形態において、上記癌
は髄芽腫である。
【0073】 核酸に基づく発現系 1.ベクター 当業者は、両方とも参考文献にて本明細書に組み込まれている、Sambro
okら,1989およびAusubelら,1994に記載の標準的組換え技術
によりベクターを構築する準備が十分に整うことであろう。
【0074】 「発現ベクター」なる用語は、転写可能である遺伝子産物の少なくとも一部を
コードする核酸配列を含有するベクターを指す。場合によっては、RNA分子は
次に、タンパク質、ポリペプチド、またはペプチドに翻訳される。別の場合では
、これらの配列は、例えばアンチセンス分子またはリボザイムの産出において翻
訳されない。発現ベクターは、種々の「制御配列」を含有することができ、この
用語は、特定の宿主生物中に操作可能に結合したコード配列の転写あるいは翻訳
に必要とされる核酸配列を指す。ベクターおよび発現ベクターは、転写および翻
訳を管理する制御配列に加えて、さらに他の機能を有する、以下に記載の核酸配
列を含有してもよい。
【0075】 a.プロモーターおよびエンハンサー 「プロモーター」は、転写の開始および速度を制御する核酸配列の領域である
制御配列である。これは、調節タンパク質および分子がRNAポリメラーゼおよ
び他の転写因子のように結合可能である遺伝的エレメントを含有してもよい。プ
ロモーターは、核酸配列の転写活性化に関わるcis作動調節配列を指す「エン
ハンサー」と共に使用してもよく、または使用しなくてもよい。
【0076】 通常、発現するために選択された細胞型、オルガネラおよび生物におけるDN
Aセグメントの発現を効果的に指向するプロモーターおよび/またはエンハンサ
ーを使用することが重要である。分子生物学の当業者は一般的に、タンパク質発
現のためのプロモーター、エンハンサーおよび細胞型を組合わせて使用すること
を知っている。例えば、本明細書で参考文献にて組み込んだSambrookら
(1989)を参照のこと。使用したプロモーターは、適切な条件の下で、構成
的、組織特異的、誘導可能および/または有用であり、組み換えタンパク質およ
び/またはペプチドの大規模な産出に有利である、導入したDNAセグメントの
発現を高レベルで指向する。プロモーターは、異種性または内因性であってもよ
い。
【0077】 組織特異的プロモーターまたはエレメントの同一性、並びにそれらの活性を特
性化するためのアッセイは、当業者に公知である。そのような領域としては、ヒ
トLIMK2遺伝子(Nomotoら1999)、ソマトスタチンレセプター2
遺伝子(Krausら,1998)、ネズミ精巣上体レチノイン酸結合遺伝子(
Lareyreら,1999)、ヒトCD4(Zhao−Emonetら,19
98)、マウスアルファ2(XI)コラーゲン(Tsumakiら,1998)
、D1Aドーパミン性レセプター遺伝子(Leeら,1997)、インスリン様
成長因子II(Wuら,1997)、ヒト血小板上皮細胞接着分子−1(Alm
endroら,1996)などが挙げられる。
【0078】 b.開始シグナルおよび内部リボソーム結合部位 また、特定の開始シグナルも、コード配列の効率的な転写のために必要とされ
る。これらのシグナルには、ATG開始コドンまたは近接配列が包含される。A
TG開始コドンを包含する外来転写制御シグナルを提供する必要がある。当業者
ならば、これを決定し、必要なシグナルを容易に提供することができるであろう
。開始コドンは、すべての挿入物の翻訳を確実に行うために、望ましいコード配
列の読みとり枠を使用する「インフレーム」でなければならないことは公知であ
る。外来翻訳制御シグナルおよび開始コドンは、天然のものであっても、合成し
たものであってもよい。適切な転写エンハンサーエレメントを挿入することで、
発現の効率を向上させることができる。
【0079】 本発明のある実施形態において、内部リボソーム侵入部位(IRES)エレメ
ントを、多重遺伝子、またはポリシストロン性メッセージを作製するのに使用す
る。IRESエレメントは、異種オープンリーディングフレームと連結させるこ
とができる。マルチオープンリーディングフレームは共に転写され、IRESに
よってそれぞれ分離され、ポリシストロン性メッセージを作製する。IRESエ
レメントによって、それぞれのオープンリーディングフレームが、効率的に翻訳
するためにリボソームに近づくことが可能となる。多重遺伝子は、単一メッセー
ジを転写するために、単一プロモーター/エンハンサーを用いて効率的に発現さ
せることができる(参考文献として本明細書に組み込まれている、米国特許第5
,925,565号および第5,935,819号参照)。
【0080】 c.マルチクローニング部位 ベクターには、マルチクローンニング部位(MCS)が包含されており、これ
は多数の制限酵素部位を含有する核酸領域で、任意のものは、標準的組換え技術
と共に使用して、ベクターを消化する(参考文献として本明細書に組み込まれて
いる、Carbonelliら,1999、Levensonら,1998およ
びCocea,1997参照)。
【0081】 d.スプライシング部位 転写された真核生物RNA分子は、そのほとんどが初期転写物からイントロン
を除去するためにRNAスプライシングを受ける。遺伝的真核生物配列を含有す
るベクターは、ドナーおよび/またはアクセプタースプライシング部位を必要と
し、タンパク質を発現させる適切な転写処理を確実に行う(参考文献として本明
細書に組み込んだ、Chandlerら,1997参照)。
【0082】 e.ポリアデニル化シグナル 発現においては、転写物の適切なポリアデニル化に効果的な、ポリアデニル化
シグナルが典型的に包含される。詳細な実施形態には、適切でおよび/または種
々の標的細胞内で十分に機能することが知られている、SV40ポリアデニル化
シグナルおよび/またはウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルが包含される
【0083】 f.複製の起点 宿主細胞内でベクターを増殖させるために、複製が開始される特定の核酸配列
である、1つまたはそれ以上の複製部位の起点(しばしば「ori」と呼ばれる
)を含有することができる。
【0084】 g.選択可能および選別可能マーカー 本発明のある実施形態において、細胞は本発明の核酸構造を含有し、発現ベク
ター中にマーカーを含有することによって、細胞はin vitroおよび/ま
たはin vivoで同定することができる。このようなマーカーは、細胞に同
定可能な変化を与え、発現ベクターを含有する細胞の簡単な同定を許容する。一
般的には、選択可能なマーカーは、選択を許容する特性を与えるものである。正
の選択可能マーカーは、マーカーの存在がその選択を可能にするものであり、一
方で負の選択可能マーカーはその存在がその選択を妨げるものである。正の選択
可能マーカーとしては、薬剤耐性マーカー等が挙げられる。
【0085】 通常、薬剤選択マーカーの導入は、形質転換物のクローニングおよび同定を補
助し、例えばネオマイシン、プロマイシン、ハイグロマイシン、DHFR、GP
T、ゼオシンおよびヒスチジノールに対する耐性を与える遺伝子が有用な選択可
能マーカーである。状態の履行に基づいた形質転換物の区別を許容する表典型を
与えるマーカーに加えて、その基礎が比色解析であるGFPまたは増強GFPの
ような選別可能マーカーを包含する他の型のマーカーも企図される。あるいは、
単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(tk)またはクロラムフェニコールア
セチルトランスフェラーゼ(CAT)のような選別可能酵素が使用可能である。
当業者は、おそらくFACS解析とともに、免疫学的マーカーの使用方法も公知
であろう。選択および選別可能マーカーについてのさらなる例は、当業者には公
知のものである。
【0086】 2.発現系 上記組成物の少なくとも一部またはすべてを含む、多くの発現系が存在する。
原核生物および/または真核生物に基づく系を、本発明とともに使用して、核酸
配列、またはそれらの同起源ポリペプチド、タンパク質およびペプチドを産出す
ることができる。多くのそのような系は商業的に広く入手可能である。
【0087】 昆虫細胞/バキュロウイルス系は、両方とも本明細書中参考文献にて組み込ま
れている米国特許第5,871,986号および第4,879,236号に記載
されているように、高レベルの異種核酸セグメントのタンパク質発現を産出する
ことができ、たとえばインビトロジェン(INVITROGEN(登録商標))
からのMAXBAC(登録商標)2.0、およびクロンテック(CLONTEC
H(登録商標))からのBACKPACKTM BACULOVIRUS EXP
RESSION SYSTEMの名で購入できる。発現系の他の例は、本技術分
野では公知のものである。
【0088】 核酸検出 atonol関連タンパク質、ポリペプチドおよび/またはペプチドの発現を
指向することにおけるそれらの使用に加えて、本明細書で開示した核酸配列には
様々な他の使用法がある。例えば、これらはプローブまたはプライマーとして、
または核酸ハイブリッド形成、核酸配列の増幅、核酸の検出、その他のアッセイ
を含む実施形態に関する任意の方法で有用である。当業者は、これらの方法の詳
細に関連する以下の特許を認識している。すなわち、米国特許第5,840,8
73号、米国特許第5,843,640号、米国特許第5,843,650号、
米国特許第5,843,651号、米国特許第5,843,663号、米国特許
第5,846,708号、米国特許第5,846,709号、米国特許第5,8
46,717号、米国特許第5,846,726号、米国特許第5,846,7
29号、米国特許第5,846,783号、米国特許第5,849,481号、
米国特許第5,849,483号、米国特許第5,849,486号、米国特許
第5,849,487号、米国特許第5,849,497号、米国特許第5,8
49,546号、米国特許第5,849,547号、米国特許第5,851,7
70号、米国特許第5,851,772号、米国特許第5,853,990号、
米国特許第5,853,993号、米国特許第5,853,992号、米国特許
第5,856,092号、米国特許第5,858,652号、米国特許第5,8
61,244号、米国特許第5,863,732号、米国特許第5,863,7
53号、米国特許第5,866,331号、米国特許第5,866,336号、
米国特許第5,866,337号、米国特許第5,900,481号、米国特許
第5,905,024号、米国特許第5,910,407号、米国特許第5,9
12,124号、米国特許第5,912,145号、米国特許第5,912,1
48号、米国特許第5,916,776号、米国特許第5,916,779号、
米国特許第5,919,626号、米国特許第5,919,630号、米国特許
第5,922,574号、米国特許第5,925,517号、米国特許第5,9
25,525号、米国特許第5,928,862号、米国特許第5,928,8
69号、米国特許第5,928,870号、米国特許第5,928,905号、
米国特許第5,928,906号、米国特許第5,929,227号、米国特許
第5,932,413号、米国特許第5,932,451号、米国特許第5,9
35,791号、米国特許第5,935,825号、米国特許第5,939,2
91号、米国特許第5,942,391号、欧州出願第320 308号、欧州
出願第329 822号、GB出願第2 202 328号、PCT出願第PC
T/US87/00880号、PCT出願第PCT/US89/01025号、
PCT出願WO88/10315号、PCT出願WO89/06700号および
PCT出願WO90/07641号。
【0089】 キット 1つの試料中に、配列番号1〜配列番号66より選択した配列を検出するため
に必要な必須の物質および/または試薬のすべてをキット内で一緒にアセンブル
できる。これには一般的に、配列番号1〜配列番号66の核酸配列のような本発
明の実施において、対象の個々の核酸に特異的にハイブリッド形成するように設
計したプローブまたはプライマーが包含される。また、種々のポリメラーゼ(逆
転写酵素、Taqなど)、デオキシヌクレオチドおよび緩衝液を包含する、核酸
を増幅させるのに適した酵素を包含して、増幅のために必要な反応混合液を提供
することができる。また、そのようなキットは、特定の核酸または増幅産物の検
出に好適である酵素および他の試薬を包含することもできる。そのようなキット
は一般的に、好適な手段で、それぞれ個々の試薬または酵素、並びにそれぞれの
プローブまたはプライマー対に対する異なる容器を含む。
【0090】 atonal関連核酸 A.核酸およびその使用 「核酸」なる語は一般的に、例えばDNA中に見られる、天然に存在するプリ
ンまたはピリミジン塩基(例えばアデニン「A」、グアニン「G」、チミン「T
」およびシトシン「C」)またはRNA(例えばA、G、ウラシル「U」および
C)等の少なくとも1つの核酸塩基からなる、DNAの少なくとも1つの分子ま
たは鎖、RNAまたはそれらの誘導体または類似体を指す。「核酸」なる語は、
「オリゴヌクレオチド」および「ポリヌクレオチド」なる語を包含する。「オリ
ゴヌクレオチド」なる語は、長さが約3〜100核酸塩基の間である少なくとも
1つの分子を指す。「ポリヌクレオチド」なる語は、長さが約100核酸塩基以
上の少なくとも1つの分子を指す。これらの定義は一般的に、少なくとも1つの
一本鎖分子を指すが、詳細な実施形態においてはまた、部分的に、実質的にまた
は全体的に少なくとも1つの一本鎖分子と相補的な少なくとも1つのさらなる鎖
をも包含する。したがって、核酸は、1つまたはそれ以上の相補鎖(類)、また
は分子の鎖を備える特定の配列の「相補物(類)」を含む、少なくとも1つの二
本鎖分子または少なくとも1つの三本鎖分子を包含することができる。本明細書
で使用するように、一本鎖核酸は識別コード「ss」によって表すことができ、
二本鎖核酸は識別コード「ds」にて、そして三本鎖核酸は識別コード「ts」
にて表すことができる。
【0091】 したがって、本発明はまた、atonal関連核酸と相補的である少なくとも
1つの核酸を包含することもできる。特定の実施形態において、本発明は、核酸
配列である配列番号1〜配列番号66で列記した核酸配列と相補的である、少な
くとも1つの核酸または核酸セグメントを包含する。「相補的な」または「相補
物(類)」である核酸(類)は、標準のワトソン−クリック、フーグスティーン
または逆フーグスティーン結合相補性ルールにしたがって塩基対を形成すること
ができるものである。また、本明細書で使用するように、「相補的」または「相
補物(類)」なる語は、上記の同様のヌクレオチド比較によって査定できるよう
な、実質的に相補的である核酸(類)を指す。「実質的に相補的」なる語は、少
なくとも1つの連続核酸塩基または半連続核酸塩基からなる核酸を指し、または
1つまたはそれ以上の核酸塩基部分が分子内に存在しない場合、すべて以下の核
酸塩基が相対物核酸塩基と塩基対を形成しない場合でさえも、少なくとも1つの
核酸鎖または二本鎖とハイブリッド形成可能である。
【0092】 本明細書のある実施形態において、「遺伝子」は、転写する核酸を指す。本明
細書で使用する場合、「遺伝子セグメント」は遺伝子の核酸セグメントである。
ある局面において、遺伝子には、転写、またはメッセージ産出または組成物に関
わる調節配列が包含される。特定の実施形態において、遺伝子は、タンパク質、
ポリペプチドまたはペプチドをコードする、転写配列を含む。別の特定の局面に
おいて、遺伝子は、atonal関連核酸を含み、および/またはatonal
関連ポリペプチドまたはペプチドコード配列をコードする。本明細書で記載の用
語法を保持して、「単離した遺伝子」は、他の天然に存在する遺伝子、調節配列
、ポリペプチドまたはペプチドコード配列等の、別のこのような配列から実質的
に単離した、転写した核酸(類)、調節配列、コード配列を含むことができる。
この局面において、「遺伝子」なる語は容易に使用され、転写されたヌクレオチ
ド配列およびその相補物からなる核酸を指す。特定の局面において、転写ヌクレ
オチド配列は、少なくとも1つの機能的タンパク質、ポリペプチドおよび/また
はペプチドコードユニットを含む。当業者にて理解されるであろう「遺伝子」な
る機能語には、ゲノム配列、RNAまたはcDNA配列または遺伝子の非転写部
位の核酸セグメントを含み、遺伝子の非転写プロモーターまたはエンハンサー領
域を限定しないが含む、より小さな遺伝子工学的に改変した核酸セグメントが含
まれる。より小さな遺伝子工学的に改変した遺伝子核酸セグメントは、核酸操作
技術、タンパク質、ポリペプチド、ドメイン、ペプチド、融合タンパク質、変異
体および/またはそれに類似のものを用いて発現でき、または発現するように適
合させることができる。
【0093】 ある実施形態において、核酸配列は、核酸または核酸セグメントである。本明
細書で使用する場合、「核酸セグメント」なる語は、非限定的な例として、at
onal関連ペプチドまたはポリペプチド配列の部分のみをコードしている、核
酸の小さな断片である。したがって「核酸セグメント」は、atonal関連ペ
プチドまたはポリペプチドコード領域の約2ヌクレオチド〜全長の、atona
l関連遺伝子配列(類)の任意の部分を含むことができる。ある実施形態におい
て、「核酸セグメント」は、全長atonal関連遺伝子(類)配列を包含する
。特定の実施形態において、核酸は、配列番号1〜配列番号66に開示した配列
の約2ヌクレオチド〜全長の、配列番号1〜配列番号66の任意の部分を含む。
【0094】 ある実施形態において、核酸セグメントは、プローブまたはプライマーである
。本明細書で使用する場合、「プローブ」は、他の核酸を検出するために使用さ
れる核酸であり、長さは、一般的に少なくとも約10ヌクレオチドである。本明
細書で使用する場合、「プライマー」は、他の核酸をポリマー化するために使用
する核酸であり、長さは、一般的に約10ヌクレオチドである。これの非限定例
としては、様々な長さの核酸セグメントの作製および、核酸配列である配列番号
1〜配列番号66に開示した配列に基づくプローブおよびプライマーの配列組成
物の作製である。
【0095】 本発明の核酸(類)は、配列それ自体の長さに関わらず、プロモーター、エン
ハンサー、ポリアデニル化シグナル、制限酵素部位、多重クローニング部位、コ
ードセグメント等に限定されないがそれらを含む別の核酸配列と組み合わせて、
1つまたはそれ以上の核酸構築物を作製することができる。本明細書で使用する
場合、「核酸構築物」は、異なる核酸配列の少なくとも2つのセグメントからな
る組換え体分子である。全長は、核酸配列構築物間で相当変化し得る。したがっ
て、ほとんど任意の長さの核酸セグメントを使用でき、全長は、好ましくは意図
した核酸プロトコルでの調製または使用の簡便さによって制限される。
【0096】 ある実施様態において、核酸構築物は組換え体ベクターである。本明細書で使
用する場合、「組換えベクター」は、対象の核酸配列に対するビーイクルとして
使用した核酸のマルチセグメントを含む核酸である。ある局面において、組換え
ベクターは発現カセットである。本明細書で使用する場合、発現カセットは、本
技術分野では公知の方法によって、異なる組換えベクター間で送達可能である対
象の遺伝子を含む核酸のセグメントである。
【0097】 特定の実施形態において、本発明は、ヒトまたはMus musculus
atonal関連配列に対応している、アミノ酸配列である配列の、配列番号2
〜配列番号66に従って、または本質的に記載された、連続アミノ酸配列をその
アミノ酸配列内に含むatonal関連タンパク質、ポリペプチドまたはペプチ
ドをコードしている核酸配列からなる、1つまたはそれ以上の組換え体ベクター
(類)に関する。別の実施形態において、本発明は、そのアミノ酸配列内に、ア
ミノ酸配列である配列番号2〜配列番号66に従って、または本質的に記載され
た、連続アミノ酸配列を含むatonal関連タンパク質、ポリペプチドまたは
ペプチドをコードする他の種からの核酸配列からなる組換えベクター(類)に関
する。特定の局面において、組換えベクターはDNAベクターである。
【0098】 アミノ酸配列または核酸配列が、付加的なN−またはC−末端アミノ酸または
5’または3’配列、またはそのさまざまな組合せのような、付加的残基を含む
ことが可能であり、配列が、タンパク質組成物の発現が関連する生物学的タンパ
ク質、ポリペプチドまたはペプチド活性の保持を含む、前記した基準に適合する
限り、まだ本質的に本明細書で開示した配列の1つに記載したようであり得るこ
とも理解されるであろう。末端配列の付加は、とりわけ、たとえばコード領域の
5’および/または3’部分のいずれかに隣接している様々な非コード配列を含
むことができる配列を提供し、または、遺伝子内で存在することが知られている
、様々な内部配列、すなわちイントロンを含むことができる。
【0099】 本発明が、アミノ酸配列である配列番号〜配列番号66の特定の核酸配列また
はアミノ酸配列に限定されないことも理解されるであろう。組換えベクターおよ
び単離核酸セグメントは、したがって、これらのコード領域それ自身、基礎的コ
ード領域内に選択的変更または改変を有する様々なコード領域を含むことができ
、これらは、やはりそのようなコード領域を含むより大きなポリペプチドまたは
ペプチドをコードすることができ、または変異アミノ酸配列を有する生物学的に
等価なタンパク質、ポリペプチドまたはペプチドをコードすることができる。
【0100】 本発明の核酸は、生物学的機能が等価なatonal関連タンパク質、ポリペ
プチドまたはペプチドまたはatonal関連タンパク質、ポリペプチドまたは
ポリペプチドを含有する。そのような配列は、核酸配列またはコードするタンパ
ク質、ポリペプチドまたはペプチド内に天然に存在することが知られているコド
ン重複または機能的等価性の結果として発生しうる。あるいは、機能的に等価な
タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドは、変更するアミノ酸の特性の考慮に
基づいて、タンパク質、ポリペプチドまたはペプチド構造の変化を遺伝子工学的
にする、組換えDNA技術の適用を介して作製することができる。人間によって
設計された変化は、たとえばタンパク質、ポリペプチドまたはペプチドの抗原性
の改善または変更を誘導するために、または分子レベルでのatonal関連タ
ンパク質、ポリペプチドまたはペプチド活性を試験するために変異体を試験する
ために、たとえば本明細書以下で論ずるような、部位特異的変異導入技術の適用
を介して導入できる。
【0101】 融合タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドを、たとえばatonal関連
コード領域が、望ましい機能を有する他のタンパク質、ポリペプチドまたはペプ
チドと同一の発現ユニット内で並んでいるように調製できる。そのような発現配
列の望ましい機能の非限定例には、付加した発現配列に関する精製または免疫検
出目的、例えば、それぞれ欧州特許EP第266,032号またはFroehl
er et al.,Nucl.Acids Res.,14:5399−54
07,1986に記載されているようなデオキシヌクレオシドH−リン酸中間体
を介した、アフィニティークロマトグラフィーにて精製できるタンパク質組成物
、またはコード領域の酵素標識化が含まれる。
【0102】 本明細書で使用する場合、「生物」は、原核生物、真核生物、およびウイルス
等であり得る。本明細書で使用する場合、「配列」なる語は、「核酸」および「
タンパク質性」または「タンパク質性組成物」なる語の両方を包含する。本明細
書で使用する場合、「タンパク質性組成物」なる語は、「タンパク質」、「ポリ
ペプチド」および「ペプチド」なる語を包含する。本明細書で使用する場合、「
人工的配列」は、遺伝子座の天然の配列から由来しない核酸の配列、並びにその
ような核酸によってコードされた任意のタンパク質、ポリペプチドまたはペプチ
ドの配列を指す。「合成配列」は、in vitroでの酵素的産出(すなわち
「酵素的に産出した」配列)またはin vivoでの生物学的産出(すなわち
「生物学的に産出した」配列)よりも、in vitroでの化学合成にて産出
された核酸またはタンパク質性組成物を指す。
【0103】 癌治療 本発明が、異常細胞増殖を治療するための方法および組成物を指向しているこ
とを考えると、異常細胞増殖の状態である癌の治療の議論が保証される。
【0104】 放射線治療、手術、化学治療および遺伝子治療のような様々な癌治療が当業者
には公知であり、本発明の方法および組成物に関して使用できる。
【0105】 放射治療薬剤 放射治療薬剤および因子には、DNA障害を誘導する放射および波、たとえば
g照射、X線、UV照射、マイクロ波、電子放射、および放射性同位体等が包含
される。治療は、局在化した腫瘍部位に、上述した形態の放射能を照射すること
で実施することができる。
【0106】 X線に関する用量範囲は、長期間(3〜4週間)の50〜200レントゲンの
1日用量から、2000〜6000レントゲンの単一投与までである。放射性同
位体に関する用量範囲は、広く変化し、同位体の半減期、放射される放射線の強
度および型、新生物細胞による取り込みに依存する。
【0107】 手術 癌性増殖を除去するための外科的処置は、一般的に腫瘍および癌の治療に関す
る標準の手順である。これは、癌性増殖すべてを除去することを試みる。しかし
ながら、手術は一般的に、任意の残っている新生性、または悪性細胞の破壊を確
かにするために、化学治療および/または放射線治療と組み合わせる。したがっ
て、手術は、本発明に関連して使用できる。
【0108】 化学治療薬剤 これらは、たとえば直接DNAを架橋する薬剤、DNA内に挿入する薬剤、ま
たは核酸合成に影響を及ぼすことで染色体および有糸分裂異常を導く薬剤であり
得る。
【0109】 核酸、特にDNAを直接架橋する薬剤が、相乗的抗新生性結合を導くDNA障
害となるように、本明細書で構想され、示される。シスプラチンのような薬剤、
および他のDNAアルキル化剤を使用できる。
【0110】 DNAに障害を与える薬剤にはまた、DNA複製、有糸分裂および染色体分離
を干渉する化合物が含まれる。これらの化合物の例には、アドリアマイシン(ま
たはドキソルビシンとして知られている)、VP−16(またはエトポシドとし
て知られている)、ベラパミル、ポドフィロトキシン等が含まれる。新生物を治
療するための臨床的設定で広く使用されるこれらの化合物は、アドリアマイシン
に関して、25〜75mg/m2の容量範囲で21日の間隔で静脈内にボーラス
注射することで、またエトポシドに関しては、静脈内または経口で35〜100
mg/m2投与する。
【0111】 癌治療にはまた、化学的および他の型の処置両方でのさまざまな組合せ治療も
含まれる。化学治療には、例えば、シスプラチン(CDDP)、カルボプラチン
、プロカルバジン、メクロレタミン、シクロホスファミド、カンプトテシン、イ
フォスファミド、メルファラン、クロラムブチル、ブスルファン、ニトロソ尿素
、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ブレオマイシン、プリ
コマイシン、マイトマイシン、エトポシド(VP16)、タモキシフェン、ラロ
キシフェン、エストロゲンレセプター結合剤、タキソール、ゲンシタビエン、ナ
ベルビン、ファルネシル−タンパク質トランスフェラーゼ阻害剤、トランスプラ
チナ、5−フルオロウラシル、ビンクリスチン、ビンブラスチンおよびメトトレ
キサート、またはそれらの任意の類似物または誘導体変体が挙げられる。
【0112】 遺伝子 遺伝子治療投与 遺伝子治療に関して、当業者は、使用されるベクターが、プロモーターに操作
可能に連結した対象の遺伝子、またはその好適な断片を含有しなければならない
ことを認識するであろう。アンチセンス遺伝子治療に関して、対象の遺伝子のア
ンチセンス配列またはその好適な断片が、プロモーターに操作可能に連結する。
当業者は、ある例において、3’UTR調節配列等の別の配列が、対象の遺伝子
を発現する場合に有用であることを認識している。適切な場所で、遺伝子治療ベ
クターを、その代表的な投与経路に関して本技術分野では公知の方法にて、固体
、準固体、液体または気体形態で調製品内に処方できる。本技術分野では公知の
方法を、標的器官に到達するまで、組成物の放出および吸収を防止するため、ま
たは組成物の時間放出を確かにするために使用できる。医薬的に許容可能な剤型
を、本発明の組成物が実現不可能でないように使用すべきである。医薬的投与剤
型において、組成物を、単独で、または他の薬理学的に活性な化合物と好ましい
関連で、および組合せで使用できる。治療的核酸配列を含んだ十分量のベクター
を、遺伝子産物の薬理学的に効果的な用量を提供するために投与しなければなら
ない。
【0113】 当業者は、異なる送達方法が、ベクターを細胞内に投与するために使用できる
ことを認識している。例には、(1)力学的方法、たとえばエレクトロポレーシ
ョン(電気的)、遺伝子銃(力学的力)または多量の液体の添加(圧力)を用い
た方法、(2)上記ベクターがリポソーム、ウイルスベクターまたはトランスポ
ーター分子のような他の存在物と複合体形成する方法が含まれる。
【0114】 したがって、本発明は治療的遺伝子を宿主に運ぶ方法を提供し、それには本発
明のベクターを、任意の前述の投与経路または当業者に公知の他の経路、および
特定の適用に関して好ましい経路のいずれかを用いて、好ましくは組成物の一部
として投与することが含まれる。本発明にしたがった宿主細胞へのベクターの効
果的な輸送は、治療的効果(たとえば治療している特定の疾患に関連したいくつ
かの症状の緩和)によって、またはさらに輸送した遺伝子または遺伝子の宿主内
での発現(たとえばシークエンシング、ノザンまたはサザンハイブリッド形成、
または宿主細胞中の核酸を検出するための転写アッセイとの組合せでのポリメラ
ーゼ連鎖反応を用いて、または免疫ブロット解析、抗体仲介検出、mRNAまた
はタンパク質半減期研究、または輸送した核酸によってコードされたタンパク質
またはポリペプチドを検出するための特殊化アッセイ、またはそのような輸送に
よるレベルまたは機能における影響)にしたがって監視できる。
【0115】 本明細書で記載したこれらの方法は、すべてを包含しているわけではなく、特
定の適用に適したさらなる方法が当業者に対して明らかであろう。また、有効量
の組成物を、類推を介して、望ましい効果が働くことが公知の化合物に近づける
ことができる。
【0116】 さらに、実際の用量およびスケジュールは、組成物が他の医薬組成物との組合
せで投与されるかどうかによって、または薬物動態学、薬物素因、および代謝に
おける個体間の差異によって変化し得る。同様に、量は、使用した特定の細胞株
(たとえば細胞表面上に存在するベクターレセプターの数、または細胞株中で複
製するために遺伝子送達を使用した特定のベクターの能力に基づいて)によって
、in vitro適用で変化し得る。さらに、細胞あたり添加すべきベクター
の量は、ベクター内に挿入した治療遺伝子の長さおよび安定性、および配列の性
質によっても変化する可能性があり、とりわけ経験的に決定される必要があるパ
ラメータであり、本発明の方法に対して固有ではない因子によって変化し得る(
例えば、合成に関するコスト)。当業者は、特定の状況の緊急性にしたがって任
意の必要性適合を簡単に行うことができる。
【0117】 治療的遺伝子を含有する細胞はまた、自殺遺伝子(すなわち、単純ヘルペスウ
イルスチミジンキナーゼのような、細胞を破壊するために使用できる産物をコー
ドしている遺伝子)を含有することができる。多くの遺伝子治療状態において、
宿主細胞内での治療目的のための遺伝子を発現することが可能であることが望ま
しいが、一旦治療が完了し、制御不能になるか、または予想可能または望ましい
結果を導かない場合、宿主細胞を破壊する能力を有することも必要である。した
がって、宿主細胞での治療遺伝子の発現は、上記自殺遺伝子の産物が、プロドラ
ッグのない状態では無害のままであるけれども、プロモーターによって駆動でき
る。いったん治療が完了し、もはや望ましくなく、必要でない場合、プロドラッ
グの投与により、自殺遺伝子産物が細胞に対して致死的になることを引き起こす
。使用できる自殺遺伝子/プロドラッグ組合せの例は、単純ヘルペスウイルス−
チミジンキナーゼ(HSV−tk)とガンシクロビル、アシクロビルまたはFL
AU、オキシドレダクターゼとシクロヘキシミド、シトシンデアミナーゼと5−
フルオロシトシン、チミジンキナーゼチミジレートキナーゼ(Tdk::Tmk
)とAZT、およびデオキシシチジンキナーゼとシトシンアラビノシドである。
【0118】 細胞治療の方法を、Math1の核酸配列またはアミノ酸配列のコピーを含有
する培養した細胞を導入する、本技術分野で公知の方法にて使用することができ
る。
【0119】 また他方の実施形態において、二次治療は、二次治療ポリヌクレオチドを、a
tonal関連ポリペプチドの部分のすべてをコードしている第1治療ポリヌク
レオチドの前、後、または同時に投与する二次遺伝子治療である。他の遺伝子産
物をコードしている第2ベクターとの組合せでの、全長または部分的atona
l関連ポリペプチドいずれかをコードしているベクターの送達は、標的組織にお
いて組み合わされた抗過増殖性効果を有する可能性がある。あるいは、両方の遺
伝子をコードしている単一ベクターを使用できる。
【0120】 免疫治療 免疫治療は、一般的に、癌細胞を標的にし、破壊するための、免疫エフェクタ
ー細胞および分子の使用を頼みにしている。免疫エフェクターは、たとえば腫瘍
細胞の表面上のいくつかのマーカーに対して特異的な抗体であり得る。抗体単独
で、治療のエフェクターとして役に立つことが可能であり、または細胞殺傷に実
際に影響を及ぼすために他の細胞を起用することが可能である。抗体は、薬物ま
たは毒素(化学治療的、放射性核種、リシンA鎖、コレラ毒素、百日咳毒素など
)とコンジュゲート化可能であり、単に標的化薬剤として役に立つ。あるいは、
エフェクターは、腫瘍細胞標的と、直接的または間接的いずれかで相互作用する
表面分子を持っているリンパ球であり得る。さまざまなエフェクター細胞には、
細胞傷害性T細胞およびNK細胞が含まれる。
【0121】 免疫治療はしたがって、Ad−mda7遺伝子治療と組合わせて、混合治療の
一部として使用できるだろう。混合治療に関する一般的アプローチは、以下で論
ずる。一般的に、腫瘍細胞は標的化に対して影響を受けやすい、すなわち他の細
胞の大部分で存在しないいくつかのマーカーを持っていなければならない。多く
の腫瘍マーカーが存在し、これらの中で任意のものは、本発明に関連して、標的
化に好適であり得る。共通の腫瘍マーカーには、癌胎児性抗原、前立腺特異的抗
原、泌尿器腫瘍関連抗原、胎児抗原、チロシナーゼ(p97)、gp68、TA
G−72、HMFG、シアリルルイス抗原、MucA、MucB、PLAP、エ
ストロゲンレセプター、ラミニンレセプター、erbBおよびp155が包含さ
れる。
【0122】 混合治療 本発明を使用することにおいて、組成物を、抗癌剤のような過形成疾患の治療
で効果的な他の薬剤と組み合わせることが望ましい。「抗癌」剤は、たとえば癌
細胞を殺すこと、癌細胞内でアポトーシスを誘導すること、癌細胞の増殖速度を
減少させること、転移の発生または数を減少させること、腫瘍サイズを減少させ
ること、腫瘍増殖を阻害すること、腫瘍または癌細胞への血液供給を減少させる
こと、癌細胞または腫瘍に対して免疫反応を促進させること、癌の進行を防ぐま
たは阻害すること、または癌を患う対象の寿命を増加させることによって、対象
中の癌に負の効果を与えることができる。さらに一般的には、これらの別の組成
物は、殺すか、または細胞の増殖を阻害するために効果的な組合せ量で提供され
る。この方法には、細胞を同時に、発現構築物および薬剤(類)または多重因子
(類)と接触させることを含むことができる。このことは、細胞を、両方の薬剤
を含む単一組成物または薬理学的処方物と接触させることによって、または細胞
を、2つの異なる組成物または処方物と同時に接触させることによって実施でき
、ここで一方の組成物は発現構築物を含み、他方は第2薬剤(類)を含む。
【0123】 化学治療および放射治療剤に対する腫瘍細胞の耐性は、臨床的腫瘍学において
主要な問題を提示している。現在の癌研究の1つの目標は、それを遺伝子治療と
組み合わせることで、化学治療および放射治療の効果を改善する方法を探すこと
である。例えば、単純ヘルペス−チミジンキナーゼ(HS−tk)遺伝子は、レ
トロウイルスベクター系にて脳腫瘍に送達したときに、首尾良く抗ウイルス剤ガ
ンシクロビルに対する感受性を誘導した(Culver,et al.,199
2)。本発明に関連して、mda−7遺伝子治療は、別の前アポトーシスまたは
細胞周期調節剤に加えて、化学治療、放射治療または免疫治療干渉と組み合わせ
て、同様に使用できる。
【0124】 あるいは、遺伝子治療を、数分〜数週間の範囲の間隔にて、他の薬剤治療に先
んじるか、または追随することができる。他の薬剤および発現構築物を別々に細
胞に適用した実施形態において、一般的に、薬剤および発現構築物が細胞におい
て有利に混合効果を発揮できるように、有意な期間が各送達時間の間で終了しな
いことを確認するであろう。そのような例において、細胞を、互いに約12〜2
4時間以内に、好ましくは互いに約6〜12時間以内に、両方のモダリティーで
接触できることが企図されている。いくつかの状態において、治療の時間を有意
に引き延ばすことが望ましいが、しかし、それぞれの投与の数日間(2、3、4
、5、6または7日間)〜数週間(1、2、3、4、5、6、7、または8週間
)経過である。
【0125】 さまざまな組合せを使用することができ、遺伝子治療は「A」とし、放射治療
または化学治療のような第2薬剤は「B」とする。
【0126】 A/B/A B/A/B B/B/A A/A/B A/B/B B/A/A A/B/B/B B/A/B/B B/B/B/A B/B/A/B A/A/B/B A/B/A/B A/B/B/A B/B/A/A B/A/B/A B/A/A/B A/A/A/B B/A/A/A A/B/A/A A/A/B/A 本発明の治療的発現構築物の患者への投与は、もしあるならば、ベクターの毒
性を考慮して、化学治療の投与に関する一般的プロトコルに従う。治療周期を必
要に応じて繰り返すことが予期される。また、種々の標準治療、並びに外科的介
入を、記載した過増殖細胞治療と組み合わせて適用できる。
【0127】 細胞増殖の阻害 腫瘍抑制遺伝子は、過度の細胞増殖を阻害するように機能する。これらの遺伝
子の不活性化は、その阻害活性を破壊し、結果として調節されない増殖を引き起
こす。腫瘍サプレッサーp53、p16およびC−CAMは、本発明で使用した
詳細な実施形態である。本発明に従って使用できる他の遺伝子には、Rb、AP
C、DCC、NF−1、NF−2、WT−1、MEN−1、MEN−II、za
c1、p73、VHL、MMAC1/PTEN、DBCCR−1、FCC、rs
k−3、p27、p27/p16融合体、p21/p27融合体、抗血栓性遺伝
子(例えばCOX−1、TFP1)、PGS、Dp、E2F、ras、myc、
neu、raf、erb、fms、trk、ret、gsp、hst、abl、
EIA、p300、血管新生に関する遺伝子(例えばVEGF、FGF、トロン
ボスポンジン、BAI−1、GDAIF、またはそれらのレセプター)およびM
CCが挙げられる。
【0128】 プログラムされた細胞死の調節 アポトーシス、またはプログラムされた細胞死は、正常の胚発生、成体組織中
のホメオスタシスの保持、および眼下の抑制に関して本質的なプロセスである(
Kerr et al.,1972)。タンパク質のBcl−2ファミリーおよ
びICE様プロテアーゼが、他の系にてアポトーシスの重要なレギュレーターお
よびエフェクターであることが示された。濾胞性リンパ腫に関連して発見された
Bcl−2タンパク質は、逆アポトーシス刺激に応じて、アポトーシスの制御お
よび細胞生存の促進で顕著な役割を果たす(Bakhshi et al.,1
985、Cleary and Sklar,1985、Cleary et
al.,1986、Tsujimoto et al.,1985、Tsuji
moto and Croce,1986)。進化上保存されたBcl−2タン
パク質は、現在、関連タンパク質のファミリーのメンバーであると認識されてお
り、死アゴニストまたは死アンタゴニストとして分類分けできる。異なるファミ
リーのメンバーが、Bcl−2と同様の機能を有するか(例えばBclXL、B
clW、BclS、Mcl−1、A1、Bfl−1)、またはBcl−2の機能
をうち消し、細胞死を促進させる(例えばBax、Bak、Bik、Bim、B
id、Bad、Harakiri)ことが示された。
【0129】 他の薬剤 他の薬剤を本発明と組み合わせて使用して、治療の治療効果を向上させること
が企図される。これらの追加的な薬剤には、免疫調整剤、細胞表面レセプターお
よびGAPジャンクションのアップレギュレーションに影響を及ぼす薬剤、細胞
増殖抑制性および分化薬剤、細胞接着の阻害剤、または過増殖細胞のアポトーシ
ス誘導剤への感受性を増加させる薬剤が含まれる。
【0130】 用量および処方 本発明の核酸配列およびアミノ酸配列(活性成分)を、活性成分の動物の体内
での薬剤の作用部位との接触をおこす任意の方法にて様々な疾患状態の治療のた
めに処方し、投与することができる。これらは、個々の治療的活性成分として、
または治療的活性成分の組合せでのいずれかで、薬剤と共に使用することが可能
である従来の方法にて投与できる。これらは単独で、または選択した投与経路、
および標準の医薬的実施に基づいて選択した医薬的に許容可能な担体と共に投与
できる。
【0131】 投与する用量は、活性成分の治療上有効量であり、もちろん特定の活性成分の
薬物動態学的特性、その様式、投与経路、レシピエントの年齢、性別、健康状態
および体重、症状の特徴および程度、同時治療の種類、治療の頻度および望まし
い効果等の公知の因子に依存して変化する。
【0132】 活性成分は、カプセル、錠剤および粉末等の固体投与形態で、またはエリキセ
ル、シロップ、エマルションおよび懸濁液等の液体投与形態で、経口にて投与で
きる。活性成分はまた、注射、急速点滴、鼻咽頭吸収または皮膚吸収による非経
口での投与を行う処方もあり得る。薬剤は、筋肉内、静脈内または坐薬として投
与できる。さらに、非経口溶液は、塩化ベンザコニウム、メチルパラベンまたは
プロピルパラベンおよびクロロブタノール等の保存剤を含有することが可能であ
る。好適な医薬的担体は、本技術分野で標準の参考文献である、Remingt
on’s Pharmaceutical Scienceに記載されている。
【0133】 さらに、標準の医薬的方法を使用して、作用の持続期間を制御することができ
る。これらは、本技術分野では周知であり、制御放出調節物が含まれ、適切な高
分子、たとえばポリマー、ポリエステル、ポリアミノ酸、ポリビニル、ピロリド
ン、エチレンビニル酢酸、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースまた
は硫酸プロタミンが包含される。高分子濃度および挿入方法は、放出を制御する
ために調節されうる。さらに、薬剤を、ポリエステル、ポリアミノ酸、ヒドロゲ
ル、ポリ(乳酸)またはエチレンビニル酢酸コポリマー等の重合性物質の粒子中
に組み込むことができる。組み込むことに加えて、これらの薬剤はまた、マイク
ロカプセル中に化合物を捕獲するのに使用できる。
【0134】 本発明の組成物の投与に関する有用な医薬的投与形態は以下のように表すこと
ができる。
【0135】 カプセル:カプセルは、それぞれ治療上有効量の粉末化活性成分、175ミリ
グラムのラクトース、24ミリグラムのタルク、および6ミリグラムのステアリ
ン酸マグネシウムで、標準の二部分硬質ゼラチンカプセルを満たすことで調製す
る。
【0136】 軟質ゼラチンカプセル:ダイズ油中の活性成分の混合液を調製し、陽性置換ポ
ンプの方法にて、ゼラチンに注入し、治療上有効量の活性成分を含む軟質ゼラチ
ンカプセルを形成させる。次いでこのカプセルを洗浄し、乾燥させる。
【0137】 錠剤:錠剤を、投与ユニットが治療上有効量の活性成分であるように、従来の
手順にて調製する。0.2ミリグラムのコロイド二酸化シリコン、5ミリグラム
のステアリン酸マグネシウム、27.5ミリグラムの微晶質セルロース、11ミ
リグラムのトウモロコシデンプンおよび98.8ミリグラムのラクトースである
。適切なコーティングを、嗜好性を高めるため、または吸収を遅らせるために適
用できる。
【0138】 注射;注射にて投与するために好適である非経口組成物は、ポリエチレングリ
コールおよび水10%中で、活性成分の1.5重量%を攪拌することで調製する
。この溶液を塩化ナトリウムで等張にし、滅菌する。
【0139】 懸濁液:水溶懸濁液を、それぞれ5ミリメーターが治療的に活性量の微細に分
割された活性成分、200ミリグラムのナトリウムカルボキシメチルセルロース
、5ミリグラムの安息香酸ナトリウム、1.0グラムのソルビトール溶液U.S
.P.および0.025ミリメーターのバニリンを含有するように、経口投与の
ために調製する。
【0140】 したがって、特定の効果を実施するために、本発明の医薬的組成物を、様々な
経路で、および様々な部位へ送達することができる(例えばRosenfeld
et al.(1991)上記、Rosenfeld et al.,Cli
n.Res.,39(2).311A(1991a)、Jaffe et al
.,上記、Berkner、上記参照)。当業者は、1つ以上の投与経路を投与
のために使用できるが、特定の経路が、他の経路よりもより穏やかで、より効果
的な反応を提供できることを認識するであろう。局所または全身性送達を、塗布
、体腔内への処方の点滴注入、エアロゾルの吸引または吸入によって、または筋
肉内、静脈内、腹膜、皮下、皮内、局所適用を含む非経口導入によって実施でき
る。
【0141】 本発明の組成物は、それぞれの投与ユニット、例えば少量の、錠剤、溶液また
は坐薬が、先に決定した量の組成物を、単独で、または他の活性成分との好まし
い組合せで含む、ユニット投与形態を提供することができる。本明細書で使用す
る場合、「ユニット投与形態(unit dosage form)」なる語は
、ヒトおよび動物対象に対する一体投与として好適である物理的に分離したユニ
ットを指し、それぞれは先に決定した量の本発明の組成物を、望ましい効果を産
出するのに十分な量で算出した、単独で、または他の活性成分と組合わせて含む
ユニットである。本発明のユニット投与形態に関する詳細は、実施すべき特定の
効果、および特定の宿主での医薬的組成物に関連した特定の薬物動態学に依る。
【0142】 本明細書に記載のこれらの方法は、すべて包括的な意味ではなく、特定の適用
に合うさらなる方法が当業者に明らかであろう。また、効果適量の組成物を、望
ましい効果を発揮することが知られている化合物の類推を介してさらに最適化で
きる。
【0143】 以下の実施例は、例示するだけで、任意の様式で本発明の意図を制限すること
はない。
【0144】 (実施例) 実施例1 マウスatonalホモログ1(Math1) 聴覚障害を処置するための現在の方法は、直接的に問題、すなわち聴覚器官有
毛細胞集団の再生を扱うことができないことが見出された。本発明は、好ましい
実施形態において、bHLHファミリーのメンバー、Math1遺伝子または他
のatonal関連核酸配列を指向し、小脳顆粒ニューロンおよび内耳有毛細胞
の精製に関するその必要性を指向している。この発見は、以下に記述したように
、神経発生の理解のためだけでなく、様々な一般的な障害に対する治療のための
広い波及効果を有する。
【0145】 マウスatonalホモログ1(Math1)は、小脳顆粒ニューロンの前駆
体、発生脊髄の背側での少数の細胞、内耳、メルケル細胞(皮膚上の感覚受容器
)および関節に発現している。さもなければ分化した細胞内でのMath1の過
剰発現が、先祖または成熟内耳有毛細胞様細胞の形成またはそれへの分化を誘導
することができる。
【0146】 小脳顆粒ニューロンの前駆体内でのMath1発現は、それが小脳および脳で
の機能に必要であることを示唆している。小脳は、優れた運動協調および姿勢に
重要であり、その不全は、平衡、言語および指運動を混乱させる。脳発生は典型
的に、菱脳中の少数の細胞集団が、外部顆粒層、脳幹、および脳橋ニューロンを
形成するために、増殖し、口の周りに移動する、およそ胚日9.5(E9.5)
にて始まる。このニューロン先祖の集団は、Math1を発現し続けており、小
脳および脳における有力なニューロン集団である小脳顆粒ニューロンを形成する
ために、さらに増殖し、内部に移動する。Math1を発現していないマウスは
、完全に小脳顆粒ニューロンおよびその前駆体を欠く。したがって、Math1
はこれらのニューロンの産出に必須であり、10億まで増殖し、次いで分化する
能力を有し、E9.5でのニューロンの極めて散在している集団を提供する(B
en−Arie et al.,1997)。これらの機能は両方とも医学的に
極めて重要なものである。正常の増殖を理解するために、癌で観察されるような
、異常増殖を洞察する必要性がある。始原神経外胚葉型(たとえば髄芽腫)の小
脳腫瘍は、子供において、最も一般的な固体悪性物である。Math1発現細胞
はこれらの腫瘍に対して明らかに一因となっている。
【0147】 Math1は、典型的に変形関節症で退化する、非骨化関節軟骨(図6参照)
で発現している。これは関節炎の最も多い形態であり、40歳以上の90%のヒ
トが1つまたはそれ以上の関節で、ある程度の変形関節症を示している。細胞産
出および増殖でのMath1の特性を考えると、影響を及ぼす関節でのその人工
的な発現は、非骨化軟骨を構成する細胞の再生を可能にすることができる。
【0148】 Math1遺伝子、そのヒトホモログ(Hath1)または任意のそのホモロ
グ、オーソログ、キメラ融合タンパク質または任意の好適なatonal関連核
酸配列の誘導体、または任意の他のatonal関連核酸配列を使用する組成物
および方法が本明細書に開示されている。哺乳動物でのMath1の機能につい
て知るために、Math1遺伝子を、Math1を発現している細胞の検出を可
能にする戦略を用いてマウスより欠失させた。内耳有毛細胞、またはMath1
発現が関連している他の細胞でのMath1の発現を減少させるかまたは増加さ
せるのに使用できる化合物の選別に使用できるマウスの作製および特性化が開示
されている。
【0149】 また、Math1発現が小脳顆粒ニューロンの産出および増殖に関して必須で
あるため、神経外胚葉起源の新生物増殖の研究、特性化および治療に関する方法
が開示されている。また、Math1が、変形関節症の発達に関連している、非
骨化関節軟骨産出する細胞の発生において役割を果たすことが発見された。これ
らの発見は、内耳有毛細胞欠失および変形関節症のようなMath1機能的欠損
のために起こる他の疾患の治療に関して有用である化合物のスクリーニングの方
法を提供する。
【0150】 より詳細には、本発明は、Math1遺伝子の不活性かまたは他のatona
l関連核酸配列に関する動物ヘテロ接合体を提供し、そこで少なくとも1つのM
ath1対立遺伝子または他のatonal関連核酸配列が異種核酸配列の挿入
によって置換され、そこでMath1またはatonal関連配列の不活性化が
、Math1またはatonal関連対立遺伝子の発現を抑制する。マウスはさ
らに、Math1または他のatonal関連配列遺伝子不活性化のためにマウ
スホモ接合体を作製するために使用され、さらに、第2ヘテロ接合体核酸配列を
含むことが可能であり、そこで少なくとも1つの異種遺伝子が、Math1また
はatonal関連配列調節エレメントによって駆動される発現を検出するのに
使用される。機能的Math1またはatonal関連配列の完全な、または部
分的な不活性化は、たとえば固有受容(proprioreceptory)細胞、顆粒ニューロ
ンおよびその先祖細胞、または非骨化軟骨細胞中に検出することができる。
【0151】 異種核酸配列の例は、β−ガラクトシダーゼ、グリーンフルオレセインタンパ
ク質(GFP)、ブルーフルオレセインタンパク質(BFP)、ネオマイシン、
カナマイシン、ルシフェラーゼ、β−グルクロニダーゼおよびクロラムフェニコ
ールトランスフェラーゼ(CAT)である。Math1またはatonal関連
配列はまた、調節可能プロモーター配列の制御下で置換され、または組織特異的
プロモーター配列であり得る。上記プロモーター配列は、部分的または全プロモ
ーターを含むことができる。
【0152】 本発明はまた、化合物のスクリーニングのための方法として、またはその一部
として使用でき、化合物の投与は、発生および/または病理学状態が、Math
1またはatonal関連配列の発現の減少の結果であるような上記状態に影響
を与え、化合物をMath1またはatonal関連配列不活性化についてホモ
接合体であるトランスジェニックマウスに投与すること、および発生学的および
/または病理学的状態の変化に関して上記マウスをモニタすることを含み、そこ
で少なくとも1つのMath1またはatonal関連対立遺伝子が、異種核酸
配列の挿入にて不活性化されており、Math1またはatonal関連配列の
不活性化が、Math1またはatonal関連遺伝子の発現を防止する。試験
可能な病理学的状態の型には、有毛細胞の欠失、小脳顆粒ニューロンまたはその
前駆体の欠失、顆粒細胞増殖または遊走の欠失、小脳外部顆粒層細胞の欠失、聴
力障害、平衡失調、関節疾患、変形関節症、新生物神経外胚葉細胞の異常増殖お
よび髄芽細胞腫の形成が、限定はされないが、含まれる。本明細書で使用するよ
うに、スクリーニングが、異種核酸配列の発現をアップレギュレートすることに
よる、生のエフェクターである化合物に関して、および異種核酸配列の発現をダ
ウンレギュレートすることによる、負のエフェクターである化合物に関して提供
される。
【0153】 本発明の他の実施形態は、機械的受容細胞増殖を促進する方法であり、これに
は、細胞を、上記細胞が内耳有毛細胞マーカーを発現することを引き起こすのに
効果的な量で、Math1またはatonal関連タンパク質または遺伝子と接
触させることが含まれる。本方法で使用される有毛細胞マーカーには、カルレチ
ニンが挙げられる。細胞を、Math1またはatonal関連核酸配列または
アミノ酸配列を発現しているベクターと接触させることができる。Math1ま
たはatonal関連核酸配列発現組換えベクターには、アデノウイルスベクタ
ー、レトロウイルスベクター、アデノ随伴ベクター、プラスミド、または任意の
他の核酸に基づいたベクター、リポソーム、核酸、ペプチド、脂質、炭水化物お
よび上記ベクターのそれらの組合わせが包含される。Math1またはaton
al関連配列は、例えばサイトメガロウイルスIEプロモーター配列またはサイ
トメガロウイルスIEプロモーター配列とSV40初期ポリアデニル化シグナル
配列、または好ましいプロモーター配列、エンハンサー配列、およびポリアデニ
ル化を任意の他の組み合わせの制御下で存在し得る。
【0154】 さらに、方法が、聴覚喪失または平衡失調のヒトを含む動物に、治療上有効量
のMath1またはatonal関連アミノ酸配列または核酸配列を投与するこ
とを含む、聴覚障害または平衡失調を治療するために開示されている。聴覚また
は平衡失調は、完全であるかまたは部分的であり、1つの耳または両方の耳のい
ずれかに影響を与えてもよい。好ましい実施形態において、聴覚の本質的な障害
が存在する。聴覚または平衡障害は、治療対象の動物内で別々に、または同時に
影響を受けてよく、上記聴覚および/または平衡失調は、外傷、疾患、年齢関連
状態の結果としてであり、または任意の理由による有毛細胞の欠失による。
【0155】 本発明はまた、送達ビーイクルと組み合わせて、Math1またはatona
l関連タンパク質または遺伝子を含む組成物を指向しており、上記送達ビーイク
ルは、治療上有効量のMath1またはatonal関連配列を細胞内に送達さ
せる。送達ビーイクルはさらに、動物細胞内のMath1またはatonal関
連アミノ酸配列または核酸配列を含むベクターとして定義できる。上記ベクター
はレトロウイルスまたはアデノウイルスベクター、または医薬的に許容可能な処
方内に分散できる任意の他の核酸に基づいたベクターであり、病変内局注投与の
ために使用する。組成物は、Math1またはatonal関連タンパク質の細
胞内への進入を促進するリポソーム、タンパク質、脂質または炭水化物を用いて
送達する、部分的または完全な精製タンパク質である。送達ビーイクルとして使
用できるタンパク質の例として、エキソトキシンA、コレラ毒素およびリシン毒
素等の微生物毒素のレセプター結合領域(非触媒領域)、またはHIV TAT
タンパク質からなるタンパク質形質導入領域が挙げられる(Schwarze
et al.,1999)(実施例22参照)。Math1を送達するための組
成物は、融合タンパク質であってもよい。
【0156】 当業者は、本発明で開示したように、動物を治療する方法が、in vitr
oで、または誕生の後のいずれかでであり得ることを認識している。治療は、胚
に施すことができ、またはex vivoまたはin vivoいずれかで実施
できる。
【0157】 実施例2 変形関節症に関する動物モデル 変形関節症を制御する遺伝子の欠損に関する効果的な動物モデルは、胚発生を
通して、1つまたはそれ以上の組織が機能的野生型対立遺伝子に戻ることができ
ないように、安定に不活性化された両対立遺伝子をしばしば持つ可能性がある。
遺伝子型を変えた動物の産出の1つの方法は、遺伝子ターゲッティングであり
(Mansour et al.,1993)、そこで、新規に導入したDNA
配列(すなわち標的化配列または構築物)および染色体に存在する特定の標的化
DNA配列が、結果として新規に導入したDNA配列の一部分の標的化染色体D
NA配列内への挿入となる。この方法は、任意の望ましい遺伝子型の動物の産出
することができ、選択可能マーカーを遺伝子内に挿入するか、または完全に遺伝
子を他のヌクレオチド配列に置換することによって、特定の染色体遺伝子配列で
の、遺伝子破壊(すなわち「ノックアウト」に)に関してとりわけ有用である。
【0158】 ゲノム配列をノックアウトするために、クローン化した断片が入手可能でなけ
ればならず、断片内のイントロン−エクソン境界が定義される(Mansour
et al.,1993)。典型的には、標的化構築物には、染色体標的DN
Aに対して相同的な配列に隣接したNeo(ネオマイシン耐性、Mansour
et al.,1993参照)等の選択可能マーカーを含み、1つのこれらの
隣接する配列は、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子(HSV−TK
、一般的には、McKnight et al.,1980参照)である。結果
的に、標的化構築物は、相同組換えが標的化染色体DNA配列内にネオマイシン
耐性マーカーの挿入となるがHSV−TK遺伝子は挿入されない胚由来幹(ES
)細胞内に、たとえばエレクトロポレーションにて導入される。改変したES細
胞はネオマイシン耐性およびHSV−TK耐性であり、よって、G418および
ガンシクロビル抗生物質両方の存在下で増殖することができる。ランダム挿入物
にはHSV−TK遺伝子が含まれ、したがってガンシクロビルに感受性である(
Mansour,et al.)。次いで陽性ESクローンを芽細胞内にマイク
ロインジェクトして、生殖系列キメラマウスを作製し、次いでこれを交配させて
、ノックアウト遺伝子に関してホモ接合体である子孫を得た。ノックアウト動物
を作製するこのような一般的な方法は、マウスを用いて明らかにされている。ラ
ット、モルモット、アレチネズミ、ハムスターおよびウサギのような他の動物の
遺伝子も、好ましい標的化構造を対象の遺伝子をノックアウトするために作製す
るために十分なDNA配列データが入手可能であるならば使用できる。
【0159】 atoおよびMath1は高い程度の配列保存を共有しているが、発現パター
ンと、その機能欠失の結果の間に明らかな不一致が存在した。atoは主にハエ
のPNSに発現し、その欠損はほぼすべてのCHOの欠失を引き起こすが(Ja
rman et al.,1993)、Math1はCNSに発現しており、そ
の欠失は、CNSでの最大のニューロン集団である小脳顆粒ニューロンに欠損を
導く(Ben−Arie et al.,1997)。atoとMath1間の
機能的関連をより理解するために、本発明は、Math1コード領域のβ−ガラ
クトシダーゼ(lacZ)での置換によるマウス内の第2Math1ヌル対立遺
伝子(Math1b-gal/b-gal )の産出およびショウジョウバエでのatoのC
NS発現に関する続く検索の実施を記載する。本実施例は、atoとMath1
間の機能的関連を記載しており、atoはハエの脳に発現し、Math1調節エ
レメント(Math1/lacZ)の制御下でのlacZ発現は、CNS中の公
知の発現パターン(すなわち神経管、脊髄および小脳)を複製はせず、ネズミP
NSの多くの他の細胞で見られる。ショウジョウバエでのMath1の過剰発現
は、正常の位置ではないところでCHO形成を引き起こし、これは、atoおよ
びMath1が機能的に保存されているさらなる証拠を提供している。
【0160】 ショウジョウバエ内のatonalおよびマウス内のMath1間の関係の一
貫性および整合性は、本技術分野でのモデル系としてのこれらの使用が正しいこ
とを示唆している。ホモログのファミリーが、MATH1,2,3,4A、4B
、4Cおよび5を含むマウスでクローン化され、解析された(Azakawa
et al.,1995、Bartholoma and Nave,1994
、Ben−Arie et al.,1997、Ben−Arie et al
.,1996、Fode et al.,1998、Ma et al.,19
98、McCormick et al.,1996,Shimizu et
al.,1995、Takebayashi et al.,1997)。アフ
リカツメガエルatonalホモログXath1は、ショウジョウバエでは、正
常ではない場所に発現し、atoと同様に振る舞うことが示された(Kim e
t al.,1997)。さらに、Math1の正常ではない位置でのCHO形
成を誘導する能力、およびCHOをato変異体胚に復帰させる能力(実施例1
3参照)は、Math1、とりわけその塩基性領域が、atoによってコードさ
れたものとは同一ではない整列同一性情報をコードしており、Math1を発現
している哺乳動物細胞が、機能的に、atoを必要とするショウジョウバエ細胞
と同一で、おそらく進化的に関連することの強力な証拠である。したがって、シ
ョウジョウバエでのatonalと、アフリカツメガエルでのXath1および
マウスでのMath1の間の類似性は、これらの動物が比較可能な動物モデル系
であることを示唆している。さらに、とりわけヒトに関するモデル系としてのマ
ウスの広範囲な使用もまた、ヒトでの本発明の使用を同様に許容することを示唆
している。
【0161】 現在の本技術分野での標準である分子遺伝学の進展とともに、ヒトおよび他の
種からの配列を、さまざまな生物で交換可能に使用できうる。たとえば、ラット
誘導可能hsp70遺伝子を、誘導可能hsp70を過剰発現しているトランス
ジェニックマウスを産出するために使用し、これは、トランスジェニックマウス
からの組織を、ラットhsp70の増加による虚血障害より保護する(Marb
er et al.,J.Clin.Invest.95:1446−1456
(1995))。他の動物での配列が、ヒト疾病、すなわち神経変性疾病を研究
するために、齧歯類モデルを開発させるために、ヒトおよび齧歯類間を含んで変
換可能された。1つのそのような例は、ヒトSCA1遺伝子の発現であり、これ
はマウス内でataxin−1をコードしている(Burright,E.N.
et al.Cell 82:937−948(1995))。トランスジェニ
ックマウスが、正常またはCAG区間が拡張したかのいずれかのヒトSCA1遺
伝子を発現して作製された。データは、拡張したCAG繰り返しが、十分量プリ
キンエ細胞中に発現しており、再生および運動失調を産出したことを例示した。
この例は、マウスモデルが、常染色体優性遺伝神経学的疾患である、1型脊髄小
脳性運動失調を研究するために確立されうることを示している。マウスモデルの
開発に加えて、ショウジョウバエが本技術分野で顕著なモデル系である。War
rick et al.(1999)は、ヒトhsp70とヒト変異体ポリグル
タミン(MJDtr−Q78)を共発現しているトランスジェニックハエを産出
した。ハエでのヒト変異体ポリグルタミンMJDtr−Q78のみの発現は、結
果としてニューロンの大きな集合体の形成となる。しかしながら、ヒトhsp7
0との共発現では、結果として集合体は抑制される。これらの例は、遺伝子の互
換性が、分子遺伝学の領域で慣例的であり、モデル系は遺伝子機能を特性化する
ための強力なツールを提供することを示している。
【0162】 実施例3 トランスジェニックMath1マウスの作製 RNA in situハイブリッド形成によって同定できないかすかなMa
th1発現パターンを検出し、したがってさらに胚発生の間の本遺伝子の役割を
明らかにするために、Math1ヌル対立遺伝子(Math1β-Gal/ β-Gal
を、Math1コード領域をβ−ガラクトシダーゼ(β−Gal)で置換するこ
とで作製した。
【0163】 lacZカセットおよびPKG−neoカセット(図7A)を含む標的化構築
物を、Math1コード領域を置換するために使用した。Math1の全コード
領域の欠失するために、標的化構築物を、pSAbgal/PGK−neoカセ
ット(Friedrich and Soriano,1991)に隣接した先
に記載したような(Ben−Arie et al.,1997)5’および3
’ゲノム隣接断片を含むように作製した。構築物は、lacZ発現が内因性Ma
th1コントロールエレメントによって操作され、一方でPGKプロモーターが
選択可能マーカーneoの発現を操作するように設計した。
【0164】 構築物をES細胞内にエレクトロポレートし、neoに対する選択をG418
にて実施した。76のうち14(18%)のクローンが相同組換えが起こってい
た。ES細胞、卵黄嚢および尾DNAの遺伝子型決定を、EcoRI消化DNA
および上記プローブ(Ben−Arie et al.,1997)のサザン解
析を用いて実施した。標的構築物を胚幹(ES)細胞内にエレクトロポレートし
、14/76(18%)のクローンがMath1遺伝子座の位置に正しい相同組
換えを示した(図7B)。
【0165】 Math1+/b-gal 対立遺伝子を持つ3つのES細胞株を宿主胚芽細胞に注入
し、キメラマウスを作製した。Math+/b-gal マウスを同定し、内部交配して
ホモ接合体を作製した(図7C)。Math1欠失を、隣接および内部プローブ
両方を用いて、サザン解析により確認した(図7A)。
【0166】 Math1β-Gal/ β-Galマウスは、Math1-/- マウスで報告された(B
en−Arie et al.,1997、2000)表現型特徴をすべて示し
た。
【0167】 実施例4 X−gal染色、組織学的および免疫組織学的解析 E0.5と称するプラグの初期で、胚を膣栓にてステージ決定した。胚を子宮
より切り裂き、胚外膜より分離し、冷リン酸緩衝食塩水(PBS)中に置いた。
次いで胚をPBS中の4%パラホルムアルデヒド(PFA)内で30分間固定し
、冷PBSで洗浄した。卵黄嚢または尾をDNA抽出および表現型決定のために
固定前に回収した。染色薬剤の浸透性を改善するために平衡化を、PBS中の0
.02% NP40、0.01%デオキシコレート内で、室温にて10分間実施
した。X−gal(Bonnerot and Nicolas,1993)に
よる全体染色を、5mM フェリシアン化カリウム、5mM フェロシアン化カ
リウム、および40mg/mk X−gal(DMSO中に溶解)も含む、同一
の平衡化緩衝液中で浸透しながら30℃にて16〜24時間実施した。望ましい
強度の染色が実施されると、通常18時間以内であるが、胚をPBSで洗浄し、
30分間干渉化ホルマリンで後固定し、連続的に25、50および70%エタノ
ールで脱水し、4℃にて保存した。
【0168】 組織学的解析のために、胚をさらに80、90および100%エタノールで脱
水し、Histoclear(ナショナル ダイアゴノスティックス)で処理し
、Paraplast(オックスフォード ラブウェア)内に包埋した。7〜2
0μm切片を、マイクロトン(マイクローム)を用いて切断した。対比染色をニ
ュークリアーファストレッド(ベクターラボラトリーズ)を用いて実施した。免
疫組織学を上述のように(Ben−Arie et al.,1997)実施し
た。抗体:抗サイトケラチン18(DAKO)1:20、抗ヒトクロモグラニン
A(DAKO)1:100、抗−MATH1(以下参照)1:200。
【0169】 実施例5 トランスジェニックMath1マウスでの発現パターン 予想したように、小脳および背側脊髄でのβ−Gal発現は、Math1のも
のと同一であり、興味深いことに、β−Galはまた、E12.5にて耳胞上皮
hのいたるところで、そしてE14.5およびE15.5にて卵形嚢、球形嚢、
半規管および渦巻き管の感覚上皮でも発現した。卵形嚢はC57BL/129S
VEVマウスより得た。
【0170】 全妊娠期間の1日前のE18.5でのMath1β-Gal/ β-Galマウスの内耳
の肉眼形態学的解析により、野生型(wt)同腹子と比較して、全構造およびサ
イズに明らかな欠陥はなにもないことが明らかになった。VIIIth脳神経の分
岐が存在し、上皮に達しているが、有毛細胞がないために退化している。
【0171】 感覚上皮を詳細に試験した。野生型、Math1+/β-Gal、およびMath1
β-Gal/ β-Galマウスの卵形嚢、うずまき管をノマルスキー光学器によって感覚
上皮が見ることができるように切断した。毛束が野生型およびヘテロ接合体の両
方の器官で存在したが、Math1ヌル同腹子では完全になかった。渦巻き管お
よび前庭器官の走査型電子顕微鏡図(SEM)により、ヌルマウスでの毛束がな
いことを確認した(図2A〜図2F)。毛束の欠失が、有毛細胞がないことに関
係があるかどうかを決定するために、光学顕微鏡および透過型顕微鏡(それぞれ
LMおよびTEM)を用いて、すべての内耳器官の感覚上皮の切片を試験した(
図3A〜図3F)。LMおよびTEMを上述のように(Lysakowski
and Goldberg,1997)実施した。SEMに関する組織調製は、
オスミウム酸染色(カコジル酸緩衝液中1% OsO4 )、脱水、臨界点乾燥、
金によるスパッターコーティング、およびJEOL 35S電子顕微鏡での試験
からなる。
【0172】 光学顕微鏡により、ヌルマウスでの感覚上皮は明らかに薄く、細胞核の正常層
状構造を欠き、不均一に染まり、これらはすべて有毛細胞がないことと関連する
。TEMは、明らかに正常卵形嚢での有毛細胞と支持細胞を見分ける。有毛細胞
は毛束、低電子密度細胞質、より先端の核を持ち、分泌顆粒を持たない(図4A
および4B)。ヌル変異体の感覚上皮は、有毛細胞を完全に欠き、しかし電子密
度細胞質、基底部核および分泌顆粒を含む正常な形の支持細胞は持つ(Rusc
h,et al.,1998)。しかしながら、ヘテロ接合体Math1+/b-Ga l マウスは有毛細胞を残している。
【0173】 実施例6 トランスジェニックMath1マウスでの有毛細胞特異的マーカーの発現 E18.5での有毛細胞の欠失は、POU領域転写因子Brn3cのない状態
で観察されたような、(1)感覚細胞先祖の欠失、(2)有毛細胞に分化する先
祖の不能性、または(3)分化状態を維持する有毛細胞の不能性のためであり得
る。第1の可能性は、先祖が、有毛細胞および支持細胞両方を作り出すから可能
性がないようである。残っている可能性を評価するために、有毛細胞特異的マー
カー、カルレチニンおよびミオシンVIの発現を試験した。カルレチニンはタン
パク質のカルシウム結合ファミリーのメンバーであり、分化有毛細胞(毛束形成
の前)および成熟内耳および聴覚有毛細胞で発現しているが、支持細胞には発現
していない。Math1β-Gal/ β-Galおよび野生型マウスでのカルレチニン発
現を、E15.5、E16.5およびE18.5胚の冠状切片上の免疫蛍光検査
にて研究した(図5A〜図5F)。
【0174】 免疫蛍光検査に関して、胚を1.5時間、4%パラホルムアルデヒド/PBS
中で、4℃にて固定し、5時間、15%スクロース/PBS、次いで一晩30%
スクロース/PBSを介して浸潤させ、2−メチルブタン乾燥氷浴中で素早く凍
結させた。14μm切片を、クリオスタット上で切断し、ゼラチンコートスライ
ド上に載置した。切片をスライド上で、ストレック(Streck)組織定着剤
(ストレック ラボラトリーズ)中に10分間浸し、風乾することで固定化した
。切片を、PBS中の30%正常ヒツジ血清および0.3%トライトンX−10
0中で、室温(RT)にて1時間ブロッキングした。ラビット抗カルレチニンポ
リクローナル抗体(ケミコン ラボラトリーズ)をブロッキング溶液中で1:2
00に希釈し、4℃にて切片上で一晩インキュベートした。切片をリン酸緩衝食
塩水(PBS)中でRTにて3回(それぞれ20分間)洗浄した。二次抗体抗ラ
ビット抗体、アレキサ(Alexa)488(モレキュラープローブス)をブロ
ッキング溶液中で1:400に希釈し、カルレチニンの検出に使用した。切片を
覆い、RTにて2時間インキュベートし、DAPI含有ベクタシールド(Vec
tashield)(ベクター)中で洗浄および載置した。共焦点顕微鏡のため
に、切片を25μg/mlのRNAseと共に処理し、50μg/mlのヨウ化
プロピジウムで対比染色し、DAPIを含まないベクタシールド(Vectas
hield)中でマウントした。染色した切片をバイオラッド(Bio−Rad
)1024共焦点顕微鏡下で観察した。
【0175】 カルレチニン陽性細胞は、野生型マウスの半規管および卵形嚢の感覚上皮にて
明らかに見ることができるが、しかしMath1β-Gal/ β-Gal胚はすべての3
つの状態でカルレチニンの発現を欠いている。本明細書で開示したマウスモデル
を用いて、本発明者等は、有毛細胞がMath1β-Gal/ β-Galマウスの感覚上
皮内では発生しないことを示した。(支持細胞によってところどころで分泌され
た)蓋膜および平衡砂膜の存在は、TEMの結果と共に、Math1β-Gal/ β-Gal マウスの感覚上皮での残っている細胞が機能的な支持細胞であることを示唆
している。
【0176】 実施例7 Math1/lacZ発現は、発生CNS中のMath1発現を模倣する Math1+/b-gal およびMath1β-Gal/ β-GalマウスにおけるE14.
5および誕生日0(P0)での発生している小脳をRNA in situ ハ
イブリッド形成解析にて解析した。
【0177】 解析は、lacZ遺伝子の発現パターンが、上述した(Akazawa et
al.,1995,Ben−Arie et al.,1996)RNA i
n situハイブリッド解析によって観察されたMath1発現パターンを正
確に再産出していることを示した(図2A、B、E、G)。さらに、Math1
β-Gal/ β-Galマウスでの小脳表現型(図8Fおよび8H)は、Math1ヌル
マウスで観察されたもの(Ben−Arie et al.,1997)と同一
であった。E14.5において、EGLの前駆体が、そこより小脳原基上を移動
し、EGLを構成する、菱唇に存在する(図8E)。変異体マウスは、ヘテロ接
合体マウスよりもこれらの細胞をより少なく提示している(図8F)。P0にお
いて、外部顆粒層(EGL)のニューロンは完全に欠失していた(図8H)。
【0178】 発生菱脳および脊髄でのMath1/lacZ発現は、Math1の発現パタ
ーンを同様に再産出した(図8C、8D)。in situハイブリッド形成と
lacZ染色によって示された発現パターンの唯一の顕著な差は、b−GALタ
ンパク質の安定性のために、b−ガラクトシダーゼ発現が脊髄の分化または誘導
細胞で持続していることである(図8D)。要約すると、ニューロン組織発現パ
ターンおよびMath1コード領域のlacZによる置換に関連した小脳表現型
は、Math1発現において先に発行されたデータ(Akazawa et a
l.,1995、Ben−Arie et al.,1997、Ben−Ari
e et al.,1996、Helms and Johnson,1988
)と一致し、外来制御エレメントがlacZ遺伝子の挿入によって崩壊しないこ
とを示唆している。さらに、多くの先には検出されていないlacZ発現細胞の
クラスターが、Math1+/b-Gal マウスの全胚および切片のX−gal染色に
て明らかになった(以下参照)。より早期の研究で、転写物を検出するために使
用したRNA in situハイブリッド形成技術の空間的分解能の制限が、
発現のこれらの部位を識別することから妨げた可能性がある(Akazawa
et al.,1995、Ben−Arie et al.,1996)。ある
いは、lacZ遺伝子産物の安定性およびシグナル増幅による感受性の増加が、
相対的に低発現レベルの部位を同定することを可能にした。
【0179】 実施例8 Math1/lacZは内耳感覚上皮に発現する 内耳の感覚器官は、Math1/lacZ発現の新規に同定した部位内であり
、実施例2で記載した方法を用いて示した。耳胞での発現がまずE12.5で検
出され、ほとんどの感覚上皮のいたるところでE18.5まで続いた(Berm
ingham et al.,1999)(図9A、9B)。ヌル変異体は、胚
発生を通して内耳でMath1/lacZを提示した(図9C)。Math1ヌ
ル変異体は、すべての感覚器官で有毛細胞を欠いているが(Bermingha
m et al.,1999)、しかし支持細胞、他の感覚上皮由来細胞を保持
している(図9C)。これらの支持細胞は、その形態学およびそれらの細胞にて
部分的に分泌された重なり合った膜の存在に基づいて、機能的であるように見え
た。内耳感覚上皮でのMath1の発現が、RNA in situハイブリッ
ド形成解析にて示されなかったが、ヌル変異体での内耳有毛細胞の完全な欠失で
は、Math1/lacZ発現パターンの忠実性については、なんの疑いも残し
ていない。
【0180】 Math1は、内耳での有毛細胞発生に対して明らかに必須である。その発現
パターンおよびin vivoでの機能は、Math1全ニューロンホモログ、
atonal(ato)のものと類似している(A.P.Jarman,Y.G
rau,L.Y.Jan,Y.N.Jan,Cell 73,1307−21(
1994))。atoは、ショウジョウバエの触覚ディスク内の上皮細胞の環に
発現している。これらの上皮細胞のいくつかは、続いてジョンストン(John
ston)器官内で機械的受容体に発達し、これは聴覚および負の走化性に必要
である。興味深いことに、機械的受容体始原細胞がato変異体では存在せず、
一方で、Math1ヌルマウスではその先祖ではなく機械的受容体のみが存在し
ないことが明らかになった。
【0181】 本明細書で行った観察に基づき、本発明は、Math1が内耳有毛細胞の特性
化に必要であることが認識された。ある意味、Math1は、発生感覚上皮にお
いて、「プロ有毛細胞遺伝子」として働く。2つの最近の研究に関連して、本発
明者らは、本明細書で提供された結果が、有毛細胞と支持細胞を決定する外側阻
害モデル(Haddon et al.,1998、Adam,et al.,
1998)を支持する証拠を提供し、そこでは、Delta、Notchおよび
Serratelの相互作用が結果として、有能な細胞のクラスターからの個々
の有毛細胞分泌となる。そのようなモデルは、感覚上皮が、その機能が有毛細胞
運命特定化に必須である「プロ有毛細胞遺伝子」を発現していることを理論的必
然として意味する。
【0182】 ショウジョウバエでのatoおよびアフリカツメガエルでのそのホモログXa
th1の正常ではない位置での発現(Kim et al.,1997)は、特
定のニューロン運命へ上皮細胞を招き入れることが可能であり、内耳上皮でのM
ath1の発現は、機能的Math1遺伝子の欠失が、難聴および前庭不全の共
通の原因である可能性があることを示唆している。
【0183】 実施例9 Math1/lacZは脳幹核に発現している 脳幹において、Math1/lacZ染色が、橋核に相当する領域での腹側橋
で、E18.5〜P7で見られた(図9Dおよび挿入図)。この発見は、Aka
zawaとその共同研究者らの、発生菱脳中のMath1−陽性細胞が延髄橋ニ
ューロンの前駆体であるという仮説と一致している(Akazawa et a
l.,1995)。そのような染色は、ヌル変異体では見られない(図9Eおよ
び挿入図)。これらのデータは、橋核中のlacZ染色の欠如が、その前駆体の
遊走、増殖および/または分化の失敗による可能性を高める。腹側橋核を、切片
のヘマトキシリンおよびエオシン染色にて試験し、ヌルマウスの脳幹で見えなく
なっていることがわかった(図9F、図9G)。さらに、ヌルマウス新生児の呼
吸不全は、これらの脳幹ニューロンの欠如による可能性がありうる。
【0184】 実施例10 Math1/lacZは軟骨細胞で発現している Math1+/b-Gal ヘテロ接合体は、関節軟骨中のMath1の発現を提示し
ている(図6Aおよび図6B)。図6Aは、前肢のすべての関節での発現を示し
ている。肘関節のより近い試験において、Math1は、非骨化関節軟骨細胞で
独占的に発現していることが示された。
【0185】 Math1/lacZの発現が、早ければE12.5に、尻および肩のものの
ような発生近位関節で検出された(図10A)。X−gal陽性染色は、続く発
生ステージにて、正常の関節の発生と平行した連続的な近位−遠位パターンで検
出された(図10B)。関節において、Math1/lacZ発現は、間葉凝縮
の直後に続き、それはE11.5に始まる。凝縮した間葉細胞は軟骨に分化する (Bi et al.,1999、Horton et al.,1993、
Karsenty,1998)。
【0186】 軟骨細胞は、骨形成の間、3つの主要な相、すなわち、静止、増殖および肥大
にて分化する。関節軟骨を構成する静止している軟骨細胞は、関節軟骨細胞とし
て呼ばれる(Buckwaklter and Mankin,1998、Po
ole,1997)。誕生より前、静止軟骨細胞は、関節において全軟骨細胞集
団を構成している。どの細胞がMath1/lacZを発現しているか確立する
ために、E18.5〜P7のMath1+/b-gal マウスからの切片をX−gal
で染色した。Math1/lacZは、E18.5にて解析したすべての関節の
静止軟骨細胞で発現しており、肘関節中の静止軟骨細胞を図10Cで示し、図1
0DはP7マウスの静止している、増殖しているそして関節軟骨細胞を示してい
る。
【0187】 E18.5胚の関節を、以下の方法で調製した抗MATH1抗体で試験した。
Math1オープンリーディングフレームのN末端156アミノ酸をコードして
いるEcoI−HindIII断片(Math1D)をpET28a+発現ベク
ター(ノバジェン)内にクローン化した。Math1D断片は、Hisタグ融合
タンパク質として発現した。可溶性MATH1Dタンパク質を、Hisタグキッ
ト説明書(ノバジェン)に従って精製し、2mgのタンパク質をチキンズ(Ch
ickens)(コカリコバイオロジカルズ社)を免疫するのに使用した。
【0188】 発現は、静止軟骨細胞で見ることができ、一方ヌル胚では何の発現も観察され
なかった。すべての関節軟骨細胞がMath1/lacZを発現していないこと
に気づくべきである(図10E)。Math1ヌル変異体でのMath1/la
cZ発現は、E18.5でのヘテロ相同体マウスのそれと同一であり、このこと
はMath1が静止軟骨細胞発生に必要ではないことを示している。
【0189】 実施例11 Math1/lacZはメルケル細胞に発現している E14.5までに、Math1/lacZ陽性細胞が、震毛周辺およびほとん
どの体の皮膚で見られた(図10B)。体幹において、染色された細胞が、表皮
隆起によって規定された縦縞パターンで整列した。この染色は、無毛皮膚ではな
く、毛深い皮膚でのみ見られた。側鼻、上顎および4つの大毛を含むすべての一
次(神秘的な)震毛がMath1/lacZに対して陽性である。染色はまた、
口唇、おとがい下、鼻および単離した眼窩(上方−、下方−および後眼窩)を含
む第二震毛にて検出された(Yamakado and Yohro,1979
)。E15.5まで、染色が、フットパットでの細胞のクラスターで見られた
(図10B)。
【0190】 震毛、フットパッド、および毛深皮膚でMath1/lacZ陽性細胞を同定
するために、本発明者等はMath1+/b-gal マウス由来の組織学的切片を試験
した(図11A−11D)。震毛を介した切片は、染色された細胞が、毛シャフ
トのよりアピカル側に局在しており、毛自体中ではないことを示した。フットパ
ッドを介した横断切片は、上皮層での細胞のクラスターの染色を示した(図11
B、図11C)。図11Dに示したように、幹皮膚を介した切片はMath1/
lacZ染色細胞のクラスターを同定した。染色された細胞は、毛深い皮膚での
増加したボタン様構造内に中心を置く、蹄鉄型パターンに配置された。これらの
ボタン様構造は、接触ドームまたはハールシェイベン(Pinkus,1905
)として同定され、厚い上皮および毛細ネットワークを備えた皮膚乳頭の増加に
て特徴づけられる。接触ドームは、コート中の多の毛型間に分散している大保護
毛に関連している。Math1/lacZ染色細胞の空間的分布、E14.5で
のその発生のタイミングと、毛深い皮膚での震毛の神秘的なパッドおよび接触ド
ーム内での局在は、これらの細胞がメルケル細胞、ゆっくりと適応する神経突起
とのI型機械的受容体複合体を形成する上皮中の特性化された細胞(Munge
r,1991)に相当することを示唆している。
【0191】 ヘテロ接合体およびホモ接合体E16.5動物でのMath1/lacZ発現
パターンの比較解析の結果を、図11E〜図11Lに表している。Math1b- gal/b-gal 胚は、震毛およびフットパッドでのMath1+/b-gal のものと同様
の染色パターンを示した(図11E〜図11G、図11I〜図11K)。反対に
、毛深い皮膚の接触ドーム中の染色は、Math1b-gal/b-gal 胚でわずかに検
出可能であった(図11H、L)。ヌル動物での染色の減少が、E18.5にて
観察された。
【0192】 皮膚でのMath1/lacZ陽性細胞をさらに規定するために、Math1+/b-gal マウスをTabbyマウスと交配した。Tabby(Ta)は、ヘミ接
合体オスおよびホモ接合体メスで類似の表現型を示している自発的なX連結変異
体である(Ferguson et al.,1997)。Tabby変異体は
、毛穴(チロトリック)、体幹の毛深い皮膚での接触ドームに関連するメルケル
細胞亜種(Vielkind et al.,1995)、および頭上の5つの
第2震毛の内のいくつか(Gruneberg,1971)を欠いている。した
がって、Ta/Taメスをヘテロ接合体Math1+/b-gal オスと掛け合わせる
ことで、50%のオス子孫がTa/Y:Math1+/b-gal であり、このことは
Math1/lacZ陽性細胞がメルケル細胞に相当するかどうかを査定するこ
とができる。
【0193】 Ta/TaメスをMath1+/b-galオスと定期交配させ、胚をE16.5の時
点で回収した。それぞれの子供の性を、染色体Xからの320bpの産物および
染色体Yからの300bpの産物を産出するプライマー(フォワード5’−TG
AAGCTTTTGGCTTTGAG−3’、配列番号67、およびリバース5
’−CCGCTGCCAAATTCTTTGG−3、’配列番号68)を用いて
尾DNAにおけるPCR(Liu et al.,1999)にて決定した。増
幅条件は、94℃で7分間の初期変性工程、72℃で7分間の最終伸張工程を持
つ、92℃/1分間、55℃/1分間、72℃/1分間の32サイクルであった
。増幅産物を2%アガロースゲル上で分離した。X−gal染色胚を、独立して
2つの個体によってスコア化し、次いで決定した性と結果が適合する。
【0194】 Math1+/b-gal 対立遺伝子を持っているTabbyメスおよびオスは、震
毛およびフットパッドでX−gel染色を示した(図12A、図12B)。第2
震毛の数におけるTabby変位の影響はとても明白であり、ヘミ接合体オスは
、第2震毛で、そして体幹上で(図12E)Math1/lacZ陽性細胞を完
全に欠く(典型的にはTa変異体での欠失)。Tabbyに関してヘテロ接合体
であるメスは、ランダムX染色体不活性化を受けている遺伝子内の変異を持つメ
スで予想されるべきように(wtよりも少ないが)接触ドームで、一様ではない
染色を示す(図12C、図12D)。陽性細胞の局在化および分布、ならびにT
abbyオスの選択した震毛および体幹中でのその欠乏は、Math1が、毛深
い皮膚の接触ドーム内の小胞の保護に関連するメルケル細胞中に発現しているこ
とを強く示唆している。
【0195】 Math1/lacZ染色パターンは、正常のMath1発現パターンを反映
するかどうかを確かめるため、MATH1の免疫組織化学的解析を腹部皮膚(実
施例2参照)からの切片で実施した。図13Aおよび図13Bで見られるように
、MATH1陽性細胞は、Math1b-gal/b-gal マウスではなく、Math1+/+ マウスの毛小胞の周りに検出された。2つのメルケル細胞マーカーに対する
抗体を、さらなる解析のために選択した。単純上皮に発現している抗サイトケラ
チン18と、神経内分泌、内分泌およびニューロン組織の分泌顆粒に局在してい
るクロモグラニンである。サイトケラチン18(図13C、図13D)およびク
ロモグラニンA(図13E、図13F)両方とも、メルケル細胞と同様にMat
h1/lacZ陽性細胞の同定を確かにするが、Math1b-gal/b-gal マウス
での染色異常を明らかにはしなかった。したがって、Math1は神経内分泌メ
ルケル細胞の発生に必須であるようには見えず、一方で純粋なニューロン細胞様
小脳EGLおよび橋核の発生には必須であるように見える。Math1ヌル変異
体が生誕時に死亡するので、本発明者らは、メルケル細胞の全クラスターが形成
され、またはこれらの変異体でのメルケル細胞の機能的完全性が影響を受けるか
どうか査定することはできない。
【0196】 実施例12 Math1は、atoが検出されたハエで、チャイニーズハムスター卵巣細胞を
部分的に救出する 本実施例は、atonal関連遺伝子が、自然のatonal関連遺伝子また
は遺伝子産物を欠失している動物中のCNSの発生を誘導できることを示してい
る。本実施例はまた、atonal関連遺伝子が、それらはもともと発現してい
ない種において、治療的に機能できることを示している。
【0197】 atoとMath1、およびその同一の塩基領域の発現パターンの明らかな類
似性を考えると、Math1を、以下の方法にて記載したように、正常ではない
位置での弦音器官を産出することでのato過剰発現の効果を模倣するかどうか
を見るために試験した。ywハエとしても知られる野生型を、記載したような
(Brand and Perrimon,1993)UAS−Math1構築
物で形質転換した。野生型ハエywでMath1を過剰発現させるために、UA
S−Math1ハエをHS−Gal4ハエと交配した。子孫を上述のように(J
arman et al.,1993)ヒートショックにかけた。ato変異体
ハエ、w;UAS−Math1/UAS−Math1中の弦音器官の欠失を回復
させるために、atol/TM6ハエを、w;HS−Gal4/CyO;ato
1/TM6ハエと交配した。胚を3時間で回収し、3時間加齢させ、30分間、
37℃でヒートショックにかけ、ついで12〜15時間発生させた。胚を50%
ヘプタンを含むPBS中の4%ホルムアミド中で固定した。胚を100%エタノ
ールで洗浄し、PBTに移し、上述したように(Kania et al.,1
995)、mAb 22C10で染色し、PNSニューロンを検出した。弦音器
官ニューロンをその異なる形態および位置より同定した。
【0198】 UAS−Gal4系(Brand and Perrimon,1993)を
用いたヒートショックによるさなぎ発生の間のMath1の発現は、結果として
、ato(Jarman et al.,1993)およびAchaete−S
cute complex(AS−C)遺伝子(Brand and Perr
imon,1993、Rodriguez et al.,1990)に関して
報告されたように、胸背板(図14A、図14B)および羽根上の不必要な外部
感覚器官となる。atoと同じように、ハエでのMath1発現は、効率はよく
ないが、正常ではない場所での弦音器官を産出する(図8G)。しかしながら、
AS−C遺伝子の過剰発現は、結果として正常ではない場所での弦音器官とはな
らない(Jarman et al.,1993)。したがって、Math1は
atoと同一の機能的特異性を持っている。
【0199】 いくつかのatoエンハンサーが、ato依存的であるので(Sun et
al.,1998)、これらはMath1によって活性化され得、次いで正常で
はない場所のCHO特定化を導く。Math1が、ハエでのato機能を置換で
きるかどうかを決定するため、およびMath1によるCHOの産出がato活
性化によるものである可能性を明らかにするために、Math1をato変異体
胚に発現させた。変異体はすべての弦音ニューロンを欠いたが(図14C)、M
ath1の過剰発現は、atoと同様の様式で、これらのニューロンの欠失を部
分的に回復させた。
【0200】 実施例13 CNSおよびPNSでのatonalおよびMath1の重要性 過去数年間にわたり、明らかな進展が、脊椎動物神経発生におけるbHLHの
役割を解明することに注がれてきた。atoまたはAS−C遺伝子のようなショ
ウジョウバエホモログが、神経発生に必要であることが先に示されたので(An
derson,1995、Guillemot,1046 1995、Lee,
1997、Takebayashi et al.,1997)、神経脊椎動物
bHLHコード遺伝子が単離され、特性化された。実際、いくつかの遺伝子が、
それらの欠損が神経芽細胞または感覚器官前駆体(SOP)特性化の失敗を引き
起こすので、前神経性であることが示され、一方、その過剰発現が不必要な神経
前駆体の増加を導く(Ghysen and Dambly−Chaudier
e,1989)。ニューロゲニン(Ngn)1および2を除いて(Fode e
t al.,1998、Ma et al.,1998)、どの脊椎動物ホモロ
グが、そのショウジョウバエ相対物と同様の役割を果たすのか、そしてどの正確
な役割の異なるbHLHタンパク質が神経発生で機能するのかまだわかっていな
いままである。ショウジョウバエにおいて、atoは感覚器官の特定の部分集合
、弦音器官の発生に必要である(Jarman et al.,1993)。C
HOは、PNS(McIver)の内部機械的感覚器である。そこで、atoと
CHOは、前神経遺伝子の機能に関して、脊椎動物と脊椎動物神経発生の分子的
および発生的相関だけでなく、感覚器官機能および特性化の遺伝的保存も確かに
するための優れた系を提供する。7つのatoホモログをマウス中でクローン化
し、解析した。マウスatonalホモログ(MATH)1、2、3、4A(N
gn2としても知られている)、4B(Ngn3)、4C(Ngn1)および5
である(Akazawa et al.,1995、Bartholoma a
nd Nave,1994、Ben−Arie et al.,1997、Ta
kebayashi et al.,1997)。ほとんどが、CNSおよびP
NS両方での神経発生の間に発現した。これらのホモログは、その配列保存の程
度が異なっており、3つの群に分類できる。最も遠い関連群は、ニューロゲニン
であり、Ngn1、2および3が含まれる。これらの遺伝子産物は、bHLH領
域に置いて、ATOと平均して53%同一性を共有する。これらは、広く有糸分
裂CNSおよび感覚神経節始原細胞で発現している。最近の研究により、これら
の遺伝子が、神経芽決定で役割し、したがって正確な前神経遺伝子であることが
示された(Fode et al.,1998、Ma et al.,1998
)。第2の群はMATH2およびMATH3を含み、これらはATOと、bHL
H領域に置いて、57%同一性を共有している。これらのタンパク質は、有糸分
裂後神経細胞で機能することが仮定された(Bartholoma and N
ave,1994、Shimizu et al.,1995)。Math2発
現はCNSに対して確認され、一方Math3はCNSおよび三叉神経と背側根
神経節両方で発現している。第3の群にはMATH1およびMATH5が含まれ
、これらはそれぞれATOのbHLH領域と67%および71%同一性を共有す
る。両方の遺伝子がATOのものと同一の塩基性領域をコードしていることに注
目すべきである。興味深いことに、ATOの塩基性領域は、他の前神経タンパク
質 (SCUTE)に関して、ato機能の欠失を置換するのに十分であるよう
に見えた(Chien et al.,1996)。Math1はまず、小脳の
EGLの前駆体、および背側脊髄で発現していることが示された(Ben−Ar
ie et al.,1997、1996)。Math5は、発生網膜での分割
前駆体、および迷走神経節で発現している(Brown et al.,199
8)。神経網膜でのMath5発現を除いて、これらの観察は逆説を提示する。
どの脊椎動物ホモログも、atoが発現している場所と類似の末梢器官または組
織で発現していない。Jarman et al.(1993)は、atoがC
NSで発現していることを報告した。本明細書に記載の実施例において、眼葉の
内部増殖中心に加えて、atoは、それぞれの脳葉の細胞の小さな前方内側パッ
チで発現している(図8F)。しかしながら、正確にatoがどんな役割をショ
ウジョウバエCNS発生で果たしているのかはっきりしていないままであるので
、atoとその脊椎動物類似体が機能的保存を示しているのかを論ずることは難
しい。本発明者等の実験は、前もって特性化されていないMath1の発現部位
を明らかにしている。予想したように、本発明者等は、Math1の発現に相当
する、CNS中でのMath1/lacZの発現を発見したが、しかし本発明者
等はまた、Math1が、ハエでのato発現と著しく平行して、皮膚、関節お
よび内耳に発現することを発見した。さらに、耳(感覚上皮)および皮膚(メル
ケル細胞)での発現は、その機能が機械的刺激を神経電気化学的シグナルに変換
することである感覚構造に限られている。ショウジョウバエにおいて、atoが
同時に2つの機能を果たしているように見られることを指摘することが重要であ
る。CHOの前駆体を選別すること(前ニューロンの役割)のみでなく、CHO
前駆体としてこれらの前駆体を特性化すること(系列同定の役割)を必要とする
(Jarman and Ahmed,1998、Jarman et al.
,1993)。末梢でのMath1発現の特異性は、それがまた、他の感覚構造
より機能的にそれらを区別するために、非常に特異的な系列同一性を持つ特定の
細胞を与えることができるとの推測を促進する。Math1の、正常ではない位
置でのCHO形成を誘導し、ato変異体胚に対してCHOを回復させる能力は
、Math1、およびとりわけその塩基性領域が、atoによってコードされて
いるものとは異なる系列同一性形成をコードしているといる概念を支持する。こ
のことは、少なくとも耳および皮膚でMath1を発現している哺乳動物細胞は
機能的に類似であり、おそらく進化上atoを必要とするショウジョウバエ細胞
と関連している。さらに神経網膜におけるMath5の発現が、ハエでのato
nalの機能が、マウスでの2つの遺伝子によって実施されていることを示して
おり、いくつかの機械的受容体がMath1の制御下で、網膜発生がおそらくM
ath5の制御下である。完全に配列決定された線虫、C.elegansにお
いて、ただ1つのatonalの類似物、lin−32が同定された(Zhao
and Emmons,1995)ことに言及することは興味深いことである
。lin−32のu282対立遺伝子を持つ変異体は、感覚不感受性であり、機
械的受容体でのatonal機能の遺伝的保存に関する主張を強固にする。橋核
でのMath1/lacZ発現のパターンは、この領域がヌル変異体にて慎重に
評価すべきであることを示唆している。Math1ヌルマウスの橋にはなんの欠
陥も本来検出されなかったが(Ben−Arie et al.,1997)、
より近い解析により、この部分での橋核の欠如が明らかになった。これらのニュ
ーロンは、Math1ヌルマウスでまた欠失しているEGLニューロンのように
、菱唇より由来する(Altman and Bayer,1996)。皮膚お
よび耳でのMath1とato発現間で類似であるけれども、それが関節の場合
当てはまるかは、明らかではない。ハエ関節でのato発現は、脚CHOの形成
に必要である。反対に、Math1は、ニューロン機能が記載されておらず、ハ
エにおいて対応するものが存在しない制止および関節軟骨細胞で発現している。
軟骨でのMath1発現が、機械的受容体遺伝子に関する新規の役割を示唆して
いるとしてよく、または様々なMath1発現細胞型の発生の基礎をなしている
分子事象での類似性を簡単に反映している可能性がある。あるいは、CHOはま
た、ハエでの関節構造要素として機能し、または関節軟骨は、記述された機械受
容性または形質導入能力を有する。現時点で、これらの可能性の1つまたは他を
支持する証拠は存在しない。atoおよびMath1の機能の解析により、神経
発生および感覚機能の進化的保存に関する我々の理解が深まるであろう。Mat
h1発現の部位および特異性は、加齢関連または環境障害による聴覚欠損および
変形関節炎のような疾病に対する遺伝子治療または遺伝子活性化アプローチのツ
ールとして好適なものとする。
【0201】 実施例14 アデノウイルスを用いたatonal関連核酸送達 ヒトアデノウイルスは、およそ36kbのゲノムサイズの二本鎖DNA腫瘍ウ
イルスである。真核生物遺伝子発現に対するモデル系として、アデノウイルスが
広く研究されており、十分に特性化されており、遺伝子伝達系としてアデノウイ
ルスの発達に関する魅力的な系となる。このウイルス群は、増殖および取り扱い
が簡単であり、これらはin vitroおよびin vivoで広い宿主範囲
を示している。細胞溶解性に感染した細胞において、アデノウイルスは宿主タン
パク質合成を停止させること、多量のウイルスタンパク質を合成することへ細胞
機能を指向すること、および多量のウイルスのコピーを産出することが可能であ
る。
【0202】 ゲノムのE1領域には、ウイルスゲノムの転写調節を引き受けるタンパク質を
コードしているE1AおよびE1B、および数個の細胞遺伝子が含まれる。E2
AおよびE2Bを含むE2発現はウイルスの複製機能、たとえばDNA結合タン
パク質、DNAポリメラーゼ、および複製の元となる末端タンパク質の合成を可
能にする。E3遺伝子産物は、細胞傷害性T細胞および腫瘍壊死因子による細胞
溶解を防ぎ、ウイルス増殖に重要である。E4タンパク質に関連した機能には、
DNA複製、遅延遺伝子発現、および宿主細胞停止が包含される。遅延遺伝子産
物には、ほとんどのビリオンカプシドタンパク質が含まれ、これらは、主要な遅
延プロモーターからの単一初期転写物のほとんどの処理が起こった後のみに発現
する。主要遅延プロモーター(MLP)は、感染の後期の間高い効率を示す。
【0203】 ウイルスの小さな部分のみがcisにて必要であるので、アデノウイルス由来
ベクターは、293細胞のような細胞株と共に使用する場合、大きなDNA断片
を置換する優れた潜在能力を提供する。Ad5−形質転換ヒト胎児肝臓細胞株が
、in transで必要なウイルスタンパク質を提供するために開発された。
したがって、本発明者等は、アデノウイルスの特徴が、in vivoでのMa
th1欠損細胞の標的化における使用のよい候補であることを示すと結論付けた
。他の実施形態において、これらの構築物にはHath1または任意のaton
al関連核酸配列が含まれる。
【0204】 外来タンパク質を細胞に送達するためのアデノウイルス系の特定の利点には、
(i)外来DNAによって、比較的大きなDNA部分を置換する能力、(ii)
組換えアデノウイルスの構造的安定性、(iii)ヒトへのアデノウイルス投与
の安全性、(iv)アデノウイルス感染の、癌または悪性物との任意の公知の関
連がないこと、(v)高力価の組換えウイルスを得る能力、(vi)アデノウイ
ルスの高感染性が含まれる。
【0205】 レトロウイルスに対するアデノウイルスの1つの利点は、より高いレベルでの
遺伝子の発現である。さらに、アデノウイルス複製は、レトロウイルス配列とは
違い、宿主遺伝子複製に依存しない。E1領域でのアデノウイルス形質転換遺伝
子は簡単に削除でき、まだ十分な発現ベクターを提供でき、アデノウイルスベク
ターからの癌遺伝子リスクは無視できると考えられる。
【0206】 一般的に、アデノウイルス遺伝子送達系は、E1のようなそのゲノムの一部分
を削除することで複製不能を与え、まだその感染能力は保っている、組換え体、
遺伝子工学的に改変したアデノウイルスに基づく。比較的大きな外来タンパク質
を、アデノウイルスゲノムでさらなる除去を行うと、発現できる。例えば、E1
およびE3領域両方を欠失したアデノウイルスは、10Kbまでの外来DNAを
運ぶことが可能であり、293内で高い力価まで増殖できる。驚くべきことに、
アデノウイルス感染後の導入遺伝子の持続発現が可能である。アデノウイルス遺
伝子送達系の使用は、関節の発生期の、または傷害を受けた軟骨での細胞へのM
ath1の送達により有用であり得る。とりわけ、Math1アデノウイルスが
Math1を送達し、変形関節症の結果として傷害を受けた非骨化関節軟骨中で
のMath1遺伝子発現を与えるために使用できる。
【0207】 実施例15 Math1アデノウイルス構築物 Math1の制御発現のための組換え体ウイルスを、高力価、広い標的範囲、
効率のよい形質導入、および有毛細胞への細胞の形質転換に関する標的細胞中へ
の組込みのようなアデノウイルスベクターの利点を利用して構築できる。1つの
実施様態において、これらの構築物には、Hath1または任意のatonal
関連核酸配列が含まれる。本発明の1つの実施形態において、複製不全、ヘルパ
ー非依存性アデノウイルスを、ヒトサイトメガロウイルスプロモーターまたはメ
タロチロネインプロモーターの制御下で野生型Math1配列を発現するように
作製した。
【0208】 発現ベクター上の制御機能はしばしば、発現が哺乳動物細胞で望ましい場合に
ウイルスより提供される。たとえば、一般的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、シミアンウイルス40(SV40)に由来する。両
方ともSV40ウイルス複製起源をも含む断片としてウイルスより簡単に入手で
きるので、SV40ウイルスの初期および後期プロモーターがとりわけ有用であ
る。より小さな、またはより大きなSV40断片もまた、ウイルス複製起源に局
在するHindIII部位からBglI部位まで延びているおよそ250bp配
列を含むという条件で使用できる。さらに、そのような制御配列が宿主細胞系ま
たは標的細胞と適合可能であるという条件で、通常Math1遺伝子配列と関連
するプロモーターまたは制御配列、すなわちMath1プロモーターと呼ばれる
ものを使用することも可能であり、しばしば望ましい。1つのそのような標的細
胞は、内耳有毛細胞が必要であるヒト患者での内耳に局在する。
【0209】 複製起源は、SV40または他のウイルス(たとえばポリオーマ、アデノ、V
SV、BPV)源より由来可能なような、外来起源を含むようにベクターを構築
することによって提供可能であり、または宿主細胞染色体複製機構によって提供
可能である。ベクターが宿主細胞染色体内に挿入される場合、後者がしばしば十
分である。
【0210】 実施例16 レトロウイルスを用いたatonal関連核酸送達 遺伝子送達の他のアプローチは、ウイルスが細胞内に入り、その自己の遺伝的
物質をそれらに運ぶ本来の能力を利用している。レトロウイルスは、その遺伝子
を宿主ゲノム内に組込む、多数の外来遺伝的物質を移送する、広範囲の種および
細胞型に感染する能力により、そしてこれらが特別の細胞株に簡単にパッケージ
されるので、遺伝子移送ベクターとして見込みがある。レトロウイルスは、Ma
th1の発現を減少させた、またはMath1の過剰発現が必要である、内耳有
毛細胞内へのMath1の送達のためにとりわけ有用である。
【0211】 実施例17 Math1レトロウイルス構築物 Math1オープンリーディングフレーム(ORF)を、EcoRI−Xba
I消化によりpBluescriptから切り出した。この断片をゲル精製し、
Klenow DNAポリメラーゼにより平滑末端化した。レトロウイルスベク
ターpLNCX(クローンテック(CLONTECH)より購入)をHpaIで
直線化し、Math1 ORF断片とライゲーションした。このライゲーション
物を形質転換コンピテント大腸菌(E.coli)細胞に形質転換した。得られ
た抗生物質抵抗性コロニーを、正しい構築物の存在に関してアッセイした。
【0212】 クローニング、再産出および増殖レトロウイルス発現ベクターは、当業者によ
く知られている。Math1を発現するのに使用したレトロウイルス遺伝子移送
および発現系の1つの例は、クローンテックpLNCX、pLXSNおよびLA
PSN発現ベクターである。これらベクターの増幅のために、PT67およびE
coPackパッケージング細胞株を使用できる。哺乳動物細胞培養におけるさ
らなる情報のために、以下の一般的な参考文献を使用できる。Culture
of Animal Cells、Third Edition,R.I.Fr
eshneyによる編集(Wiley−Liss,1993)、およびCurr
ent Protocols in Molecular Biology,F
.M.Ausubelによる編集(Greene Publishing As
sociates and Wiley & Sons,1994)。相当する
部分は参照により本明細書に組み込まれる。
【0213】 別の態様において、これらの構築物は、Hath1またはいかなるatona
l関連核酸配列でも構築することができるだろう。
【0214】 実施例18 パッケージング細胞株の維持 293およびPT67パッケージング細胞株等のパッケージング細胞株の維持
を、簡単に記載する。凍結細胞のバイアルを、液体窒素から、ちょうど融解する
まで37℃の水浴に移す。細胞への浸透圧ショックを避け、細胞の生存率を最大
にするためには、1mlのDMEM(ダルベッコの改変イーグル培地)をチュー
ブに加え、混合物を15mlのチューブに移す。さらに5mlのDMEMを加え
、細胞を混合する。これらの工程を繰り返した後、チューブ内の最終容量は約1
2mlにすべきである。次いで、細胞を500×gで10分間遠心分離する。最
後に、上清を除去して、次の工程で記載された維持培地に再懸濁する。一般的に
、10%ウシ胎児血清(FBS)および4mMのL−グルタミンを含有するDM
EM(高グルコース:4.5g/L)で維持される。所望ならば、または必要に
より、100U/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシンを加え
ることができる。100mmプレート当たり3〜5×105 で播種し、70〜8
0%コンフルエンシー(コンフルエンスは100mmプレート当たり3〜4×1
6 である)に達したときに、2〜3日毎に分割することが推奨される。例えば
、PT67細胞株は、非常に短い2倍化時間(<16h)を有し、コンフルエン
トになる前に分割しなければらない。Eco−Pack293細胞の2倍化時間
は、24〜36hである。
【0215】 細胞は、培地を除去し、PBSで1回細胞を洗うことにより分割する。1〜2
mlのトリプシン−EDTAで0.5〜1分間処理した後、5〜10mlの培地
と血清を加えてトリプシン処理を停止させる。細胞を、ピペット操作によりやさ
しく、しかし完全に分散させ、再懸濁させる。あるいは、前もって決定した細胞
の一部を100mmプレートに10mlの培地中に入れた後、プレートを回転ま
たは震盪させ、細胞を均等に分散させる。PT67またはEco−Pack29
3細胞については、1:20までの比率が通常である。
【0216】 一般的に、レトロウイルスベクターをパッケージング可能なPT67またはE
co−Pack293細胞のパーセントは、細胞株の連続的な継代とともに徐々
に低下する。したがって、パッケージング細胞は、培養液中での2月間の生育後
には再び選択しなければならない。あるいは、ウイルスの収量を増加させるため
には、新しい高力価の細胞をCLONTECH等から購入することができるし、
継代数の低いストックを凍結させて、貯蔵し、融解することができる。
【0217】 実施例19 レトロウイルスベクターを用いる方法 以下のプロトコールを用いて、ウイルス産生、標的細胞の感染および安定なク
ローンの選択のためのレトロウイルスベクターをトランスフェクトする。参照に
より本明細書に取り込まれるRetroviruses, J. M. Coffin & H. E. Varmus 編 (
1996, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY)および Current Protocols i
n Molecular Biology, F. M. Ausubelら編 (1994, Greene Publishing Associat
es and Wiley & Sons)に記載されたもの等の他の方法およびベクターを本発明で
用いて、Math1を発現させることもできる。
【0218】 要約すると、レトロウイルスベクターのPT67細胞へのトランスフェクショ
ンは、以下のように行った。上記したように、Math1をpLNXにクローニ
ングした。パッケージング細胞を、トランスフェクションの12〜24時間前に
100mmプレート当たり5〜7×105 細胞の密度で播種した。トランスフェ
クションの1〜2時間前に、培地を新鮮な培地と交換した。25μMクロロキン
をトランスフェクションの直前に添加することができる。クロロキンは、トラン
スフェクションの効率を2〜3倍増加させる。クロロキンの25mM貯蔵溶液を
蒸留水で作製し、濾過滅菌することができる。
【0219】 100mmプレートのそれぞれに、所望の方法により、例えば、標準リン酸カ
ルシウム手法(CalPhos Mammalian Transfectio
n Kit,#K2050−1)等を用いて10〜15μgのプラスミドDNA
をトランスフェクトする。トランスフェクション混合物の最終容量は、1mlを
越えてはならない。トランスフェクション溶液を培地に添加して、プレートを揺
動させて均一な分散を確実にする。トランスフェクションの8時間後、グリセロ
ールショック処理を行い、DNAの取り込みを増加させることができる。トラン
スフェクションの10〜24時間後、培地を除去し、細胞をPBSで2回洗浄し
た後、10%FBSを含むDMEMを5ml加えた。培養物をさらに12〜48
時間インキュベートして、ウイルスの力価を増加させた。ウイルスの力価は、ト
ランスフェクション後約48時間で最大に達し、一般的に、トランスフェクショ
ン後24ないし72時間の間で最大値の少なくとも30%である。
【0220】 あるいは、安定なウイルス産生細胞株を選択することもできる。安定なウイル
ス産生細胞株を得るためには、トランスフェクトしたパッケージング細胞を、ト
ランスフェクションの2〜3日後に選択培地中に播種する。ネオマイシン耐性の
G418選択については、細胞を1週間G418(0.5mg/ml「活性」)
の存在下で選択する。Puro、BleoまたはHyg等の他の選択可能マーカ
ーを保持するベクターを用いて、同様に安定なウイルス産生細胞集団を得ること
ができる。1ml当たり105 〜106 個の組換えウイルス粒子の力価を生じる
ビリオンを産生する細胞集団が普通である。一般的に、1ml当たり105 〜1
6 個の組換えウイルス粒子がほとんどの目的に適する。いくつかの研究につい
て、より高い力価のクローンを要求することができる。この場合、抗生物質の選
択後、増殖させる前に、クローンシリンダーまたは限界希釈等を用いて個々のク
ローンを選択する。
【0221】 ウイルスの力価は、様々な方法で決定することができる。そのような方法の1
つを下記に記載する。一過性にトランスフェクトしたまたは安定なウイルス産生
パッケージング細胞株により産生されたウイルス力価は、以下のように決定する
。すなわち、NIH3T3細胞を力価手法の開始1日前に播種する。細胞は、ウ
エル当たり5×104 〜1×105 細胞の密度で6ウエルプレートに播種し、ウ
エル当たり4mlの培地を加える。ウイルス含有培地をパッケージング細胞から
回収し、ポリブレンを4μg/mlの最終濃度に加える。培地を、0.45μm
のフィルターを通過させて濾過滅菌する。ポリブレンは、ウイルスと細胞膜との
間の電荷の反発を低下させるポリカチオンである。前記フィルターは、酢酸セル
ロースまたはポリスルホン(低タンパク質結合性)でなければならず、ニトロセ
ルロースであってはならない。ニトロセルロースは、タンパク質をレトロウイル
スの膜に結合させ、その結果、ウイルスを破壊させる。以下のようにして、連続
希釈物を調製する。すなわち、通常6回の連続10倍希釈で十分である。ウイル
スを希釈するためには、4μg/mlのポリブレンを含有する新鮮な培地を用い
る。次いで、ウエルに対してウイルス含有培地を加えることにより、NIH3T
3標的細胞を感染させる。48時間後、前記NIH3T3細胞を染色する。ウイ
ルスの力価は、コロニーを含有する最高の希釈度に存在するコロニーの数に希釈
ファクターをかけた数に相当する。例えば、105 希釈中の4つのコロニーの存
在は、4×105 のウイルス力価を示す。
【0222】 細胞の感染に関して、以下の手法を続けた。標的細胞を、感染の12〜18時
間前に100mmプレート当たり3〜5×105 の細胞密度で播種した。生物学
的アッセイに用いられうる細胞の感染に関しては、対照細胞を、同一の条件下で
産生する挿入物を含まないウイルスで処理することができる。通常、細胞のウイ
ルスへの暴露の5〜6時間後に、最大感染の半値が起こり、最大の感染は、暴露
の約24時間後に起こる。レトロウイルスの実際の逆転写およびインテグレーシ
ョンは、感染の24〜36時間内に起こり、細胞成長の動態力学に依存する。2
4時間で発現を観察することができ、約48時間で最高に達する。あるいは、感
染を約12時間間隔で連続的に行うことができる。一般に、連続感染は感染の効
率を高め、ウイルスのコピー数も増加させる。ウイルスのエンベロープにより細
胞のレセプターを占領させないことを確かにするためには、各感染の間隔は、最
小12時間が推奨される。
【0223】 実施例20 スクリーニングアッセイ 最後に、本発明は、全細胞アッセイ、インビボ分析および形質転換もしくは不
死化細胞株に基づく、候補物質のスクリーニング方法も提供する。本方法では、
レポーター遺伝子を用いて、その組換え宿主に容易に検出可能な表現型を付与す
る。前記表現型は、Math1が発現予定、過不足発現または過剰発現される条
件下でのみ現れる 一般的に、レポーター遺伝子は、他の点では宿主細胞により
製造されないポリペプチドをコードし、前記ポリペプチドは、発色、蛍光、放射
性同位体または分光光度分析等の分析により検出可能である。本発明では、Ma
th1遺伝子は、マウスにおいてβ−ガラクトシダーゼで置換された。
【0224】 本発明のスクリーニングアッセイの例をここに表す。Math1が発現してい
る細胞をマイクロタイターウエル中で生育させた後、一連のウエルに小分子の候
補物質を連続的なモル比率で加え、例えば、化合物を再懸濁または溶解するため
に使用されるビーイクル単独でインキュベートした対照でのカルレチニン発現を
示すのに十分なインキュベーション期間後にシグナルレベルを決定する。次いで
、種々の比率の候補物質を含むウエルを、シグナル活性化について評価する。次
いで、レポーター遺伝子の転写または発現の用量に相関した増進を示す候補物質
を、治験治療剤としてのさらなる評価のために選択する。転写の刺激を、発現し
たMath1の非存在下で観察することができる。この場合、候補化合物は、有
毛細胞の分化の正の刺激剤であるかもしれない。あるいは、候補化合物は、Ma
th1二量体の形成またはMath1と1以上の転写因子との相互作用を安定化
するように機能すると示唆されるであろう低レベルのMath1の存在下でのみ
、刺激を与えるかもしれない。いずれかのクラスの候補化合物は、内耳有毛細胞
の産生を刺激し、そうすることにより聴覚の欠失または平衡制御の障害をもつ患
者の要求に取り組む有用な治療剤であろう。
【0225】 実施例21 Math1レトロウイルスベクターでの細胞のトランスフェクション 本発明は、Math1をコードするポリヌクレオチドで形質転換したまたはト
ランスフェクトした組換え宿主細胞、ならびに前記形質転換したまたはトランス
フェクトした細胞に由来するトランスジェニック細胞を提供する。別の態様にお
いて、これらの構築物は、Hath1またはいかなるatonal関連核酸配列
でも構築することができるであろう。本発明の組換え宿主細胞を、機能的Mat
h1核酸配列またはキメラMath1遺伝子を含むポリヌクレオチドでトランス
フェクトする。DNA分子のような外来性ポリヌクレオチドで細胞を形質転換ま
たはトランスフェクトする方法は、当該技術分野で公知であり、リン酸カルシウ
ムもしくはDEAE−デキストラン介在トランスフェクション、プロトプラスト
融合、エレクトロポレーション、リポソーム介在トランスフェクション、直接マ
イクロインジェクションおよびアデノウイルス感染のような技術を含む。
【0226】 組換え構築物を用いるMath1発現は、その必要のある細胞へのMath1
の送達を標的化するために使用することができる。当業者であれば、異なるプロ
モーター−ベクターの組合せを選択して、異なる細胞型でのMath1発現を操
作することができる。いくつかの場合において、所望の結果がタンパク質ではな
くRNAでありうるし、組換えベクターは順方向または逆方向のいずれかで存在
する挿入物を有するものを含むであろう。また、例えば、レトロウイルスまたは
人工的な組換え系等のいくつかのベクターを設計して、タンパク質もしくはRN
Aの構成的または誘導的発現を達成するために、細胞のゲノムまたはウイルスゲ
ノム内に配列を取り込むことができる。
【0227】 多くのベクターおよび宿主は、市販品が利用可能であり、発現またはそれに続
く精製を容易にする特異的な特徴を有する。例えば、タンパク質として発現され
るDNAは、ポリヒスチジンタグ、もしくはHA、FLAG、myc、免疫化学
的精製および検出のためのその他のエピトープタグ、もしくはリン酸化部位、も
しくはプロテアーゼ認識部位、もしくはグルタチオンS−トランスフェラーゼ(
GST)、マルトース結合タンパク質(MBP)(New England Biolabs )等の
精製を容易にする追加のタンパク質ドメインをコードする無関係の配列との融合
物として存在することが多い。イントロンとエキソンを含む天然に存在するゲノ
ムDNA配列の取り込みがなされてプロセッシングできるように、または無関係
なイントロンその他の調節シグナルが成熟した翻訳可能なRNAの生成に先立っ
てRNAのプロセッシングを要求するように、ポリアデニル化、スプライシング
および終止に関するエレメントを含むベクターを設計することも可能である。前
記した系で製造されたタンパク質は、グリコシル化、リン酸化、非特異的もしく
は特異的プロテオリシスまたはプロセッシング等の種々の翻訳後修飾に供される
【0228】 実施例22 アミノ酸配列としてのMath1の送達 HIV由来のペプチド(11アミノ酸)は、全長のタンパク質と融合してマウ
スに注射した場合に身体のすべての細胞の核に迅速に分散が可能になるというこ
とが最近報告された(Schwarzeら、1999)。Schwarzeらは、15〜120k
DaのサイズにまたがるTatとの融合タンパク質を作製した。彼らは、動物全
体の細胞の核への融合タンパク質の迅速な取り込みを詳細に証明し、前記タンパ
ク質の機能的活性は保持された。
【0229】 本発明の1つの態様において、Math1核酸配列と操作可能に連結している
TatまたはTat−HA核酸配列を含む構築物が存在する。別の態様において
、これらの構築物は、Hath1またはいかなるatonal関連核酸配列をも
含む。ベクターを細菌培養物で発現させ、融合タンパク質を精製する。この精製
されたTat−Math1タンパク質またはTat−Hath1タンパク質を動
物に注射して、内耳、皮膚、小脳、脳幹、脊椎および関節へのTat送達系の効
率を決定する。分析を行って、有毛細胞および神経再生におけるTat−Mat
h1/Tat−Hath1タンパク質の能力を決定する。これは、それ自身の権
利または他の方法もしくは遺伝子との関連のいずれかにおいて、実現性のある治
療アプローチである。
【0230】 Math1転写にはどんな上流のエフェクターが必要であるかを知ることが実
用的であるので、本明細書に開示されたMath1発現に影響を及ぼす化合物の
スクリーニング方法は有用であるにもかかわらず、有効な候補物質を見出せない
ことを理解すべきである。
【0231】 参考文献 すべての特許および刊行物は、それぞれ個々の刊行物が具体的かつ個別的に参
照により取り込まれたことを示した場合と同じ程度まで、本明細書において参照
により取り込まれる。
【0232】 刊行物 Akazawa, C., Ishibashi, M., Shimizu, C., Nakanishi, S., and Kageyama, R.
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【0233】 当業者であれば、本発明の目的を実行し、本明細書に記載された結果と有利性
、ならびに本明細書に内在するものを得るために、本発明が十分適応されること
を容易に認識する。本明細書に記載された配列、突然変異、複合体、方法、治療
、医薬組成物、手段および技術は、好ましい態様の代表例を表し、例示を意図す
るものであり、本配列の範疇を制限するものとして意図されたものではない。そ
こでの変更およびその他の使用は、当業者に見出されるものであり、本発明の精
神内に包含されるかまたは係属中の請求の範囲により規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1Aおよび図1Bは、上記Math1ヘテロ接合胎児の内耳β−Gal染色
(青色)を示す。図1Aは、Math1+/β-Gal胎児のE12.5での耳胞(O
V)を示し、図1Bは、E14.5での内耳を示す。感覚上皮は、蝸牛(C)、
球形嚢(S)、卵形嚢(U)、および半規管膨大部(SCA)において明確に染
色された。内耳の概略図を染色とともに示し、参照として、青色は感覚上皮の位
置を示す。顕微鏡での画像の原型倍率は図1Aでは×100、図1Bでは×50
である。
【図2】 図2A乃至図2Fは、野生型およびMath1β-Gal/ β-Galマウスにおける
、E18.5内耳感覚上皮の走査型電子顕微鏡写真の画像である。野生型マウス
の上皮は図2A、図2Cおよび図2Eに示し、ヌルマウスの上皮は図2B、図2
D、および図2Fに示す。蝸牛のコルチ器官は、図2Aおよび図2Bに示す。野
生型マウスにおいては、3列の外毛細胞(1、2、3)、1列の内毛(I)、毛
束を持つすべて(HB)がある。蝸牛の補助構造である蓋膜(TM)は基底部で
観察できる。感覚上皮の上方には、痕跡運動毛(RK)を有する扁平上皮細胞(
SQ)がある。ヌルマウス(図2B)においては、扁平上皮細胞しかない。頭頂
半規管のクリスタ膨大部は、図2Cおよび図2Dに示す。ヌルマウスクリスタは
、全般的な形態において野生型マウスと同様であり、隔膜(隆起)クルシアタン
(EC)を包含するが、それよりも小さい。卵形嚢の斑紋は、図2Eおよび図2
Fの焦点である。また、ヌルマウスの斑紋は野生型のものよりも小さい。目盛り
線は以下の通りである。すなわち、図2Aおよび図2Bでは10μm、図2Cお
よび図2Dでは50μm、図2Eおよび図2Fでは100μmである。
【図3】 図3A乃至図3Fは、野生型マウス(図3A、図3C、図3E)およびMat
h1β-Gal/ β-Gal(図3B、図3D、図3F)の内耳感覚上皮の半薄黄筋部を
示す光顕微鏡写真であり、すべてのマウスをE18.5で観察した。図3Aにお
いては、野生型マウスの蝸牛で見られるように、3個の外毛細胞(1、2、3)
および1個の内毛細胞(I)がある。逆に、ヌルマウス蝸牛(図3B)には、同
じ領域に扁平上皮細胞(SQ)しかない。野生型クリスタ膨大部(図3C)およ
び小胞斑紋(図3E)には、毛細胞(HC)および支持細胞(SC)があるが、
ヌルマウスでは支持細胞しかない(図3Dおよび図3F)。クリスタは、図3C
において、毛細胞の複合膜を評価するために斜めに切断した。卵形嚢の補助構造
である耳石膜(OM)は、野生型マウス(図3E)とヌルマウス(図3F)の両
方にある。目盛り線は、図3Aおよび図3Bでは100μm、図3Cおよび図3
Dでは50μm、図3Eおよび図3Fでは25μmである。
【図4】 図4Aおよび図4Bは、野生型およびMath1β-Gal/ β-GalマウスのE1
8.5小胞斑紋の透過電子顕微鏡写真である。図4Aは、毛細胞(HC)および
支持細胞(SC)が野生型小胞斑紋にあることを示す。対照的に、ヌルマウスで
は支持細胞しかない(図4B)。毛細胞は毛束(HB)を有し、支持細胞は微繊
毛(MV)を有する。毛細胞は電子密度がほとんどなく、支持細胞よりも頂部細
胞核を多く有するが、後者では分泌性顆粒(SG)を有する。いくつかの未分化
毛細胞(IM)が野生型において見られるが、ヌルマウスにおいてはみられない
。目盛り線は、全図で10μmである。
【図5】 図5A乃至図5Fは、内耳感覚上皮のカルレチニン染色図を示す。野生型(図
5Aおよび図5C)およびMath1β-Gal/ β-Gal(図5Bおよび図5D)同
腹子のE16.5小胞を通る部位は、共焦顕微鏡観察のために、ヨードプロピジ
ウム(赤色)で対比染色した。E18.5野生型(図5E)およびMath1β-Gal/ β-Gal(図5F)のクリスタ膨大部を通って切断した部位は、免疫蛍光法
顕微鏡観察のために、DAPI(青色)で対比染色した。クリスタは斜角に切断
し、図5Eにおいて毛細胞の複合膜を評価している。カルレチニン(緑色、矢印
)の免疫染色は、野生型の毛細胞において見られるが(図5A、図5Cおよび図
5E)、ヌルマウスにおいては見られない(図5B、図5Dおよび図5F)。図
5Aおよび図5Bの囲いの部分は、図5Cおよび図5Dにおいて拡大した領域を
示す。目盛り線は、図5Aおよび図5Bで100μm、図5Cおよび5Dでは1
5μm、図5Eおよび5Fでは×200倍である。
【図6】 図6Aおよび図6Bは、Math1+/β-Galヘテロ接合体を用いたマウス関節
軟骨中でのMath1の発現パターンを示す。図6Aは、P14マウス前肢の染
色様式を示し、すべての関節での発現を示している。図6Bは、Math1が、
骨化していない関節軟骨細胞でのみ発現することを示す、同じマウス由来のひじ
関節の画像(20倍)である。
【図7】 図7A乃至図7Cは、lacZ遺伝子によるMath1コード領域の置換を示
す。図7A上部は、Math1遺伝子座の地図を有する。コード領域は黒色の囲
いで示す。野生型および変異型対立遺伝子を検出するために用いたプローブ部位
は黒色線で示す。標的ベクターは、大きなXで示す相同組換え部位と一緒に、中
位置にある。下部に示す標的座において、lacZは、Math1調節因子の制
御下で翻訳される。図7Bは、3’外部プローブを用いた胚性幹細胞のサザンブ
ロット分析を示す。上部バンドはwt対立遺伝子を表わし、下部のバンドは標的
クローンの標的変異対立遺伝子(mut)を表わす。図7Cは、Math1β-G al/ β-Galマウスにおいて、標的対立遺伝子の存在と野生型対立遺伝子の欠損を
立証する、ヘテロ接合体マウスの子孫由来DNAのサザンブロット分析を示す(
アスタリスク)。略語は次の通りである。すなわち、(A)ApaI;(H)H
indIII ;(RI)EcoRI;(S)SalI;(X)XbaI。
【図8】 図8A乃至図8Hは、Math1+/β-GalおよびMath1β-Gal/ β-Gal
ウスにおけるMath1/lacZ発現および小脳表現型を示す。図8Aは、E
9.5および(図8B)E10.5での背神経管におけるMath1/lacZ
発現を示す。図8Cは、背部(矢印)におけるMath1/lacZ発現を持つ
E10.5での後部脳での断面を示す。図8Dは、E12.5胚由来の脊髄断面
において、脊椎細胞が腹部へ移動する(矢印)ことを示す。図8Eは、斜方形唇
でのEGL原種中およびEGLを構成し得る移動細胞中で発現が観察されるE1
4.5発現を示す。図8Fは、Math1β-Gal/ β-Galマウスにおいて、Ma
th1/lacZ発現が、有意に大きさが縮小した斜方形唇中で少しの細胞に制
限されていることを示す。図8Gは、POにおいてMath1/lacZはEG
L中で発現することを示す。図8Hは、ヌルマウスではEGLが欠損しているこ
とを示す。図8C乃至図8Hの原型倍率は100×である。
【図9】 図9A乃至図9Gは、内耳および脳幹中のMath1/lacZの発現および
腹部脳橋細胞核の組織学的分析を示す。E18.5Math1+/β-Gal小嚢クリ
スタのX−Gal染色(図9A)および、Math1+/β-Gal(図9B)および
Math1β-Gal/ β-Gal(図9C)の内耳感覚上皮。(図9Aおよび図9B)
の感覚上皮の上部毛細胞層におけるMath1/lacZの発現および特徴的な
腎杯出現(矢じり)。ヌルマウスにおいて、上皮細胞のX−Gal染色は毛細胞
の欠損に非特異的である(図9C)。E18.5でのMath1+/β-Gal(図9
D)およびMath1β-Gal/ β-Gal(図9E)の脳全体X−Gal染色を示す
。Math1+/β-Galマウスにおいて、脳橋細胞核(矢じり)および小脳(矢印
)で陽性染色があり、それらは小脳と脳橋細胞核の両方でヌル変異体が欠損また
は大きく縮小されている(挿入図)。図9Fおよび図9Gは、野生型およびヌル
変異体の(それぞれ図9Fおよび図9G)、脳橋での矢状断面のヘマトキシリン
およびエオシン染色を示し、ヌル変異体における腹部脳橋細胞核欠損を示してい
る。原型倍率は次の通りである。すなわち、(A)400×、(BおよびC)1
000×、(DおよびE)8×、DおよびEの挿入図100×、(FおよびG)
10×。
【図10】 図10A乃至図10Eは、Math1/lacZが関節軟骨細胞で発現してい
ることを示す。(図10A)E12.5および(図10B)E16.5での胚全
体のX−Gal染色は、Math1/lacZがすべての関節で発現しているこ
とを示す(図10C)。E18.5Math1+/β-Galマウスのひじ関節での水
平断面は、休息軟骨細胞でそれが発現していることを示す(矢印)。図10Dは
、関節軟骨細胞(矢じり)および休息軟骨細胞(矢印)で発現しているP10で
の上腕骨放射器官の関節での水平断面を示す。図10Eは、Math1/lac
Zが関節軟骨細胞で発現していることを示す、手関節での断面を高倍率で示す。
原型倍率は次の通りである。すなわち、(C)10×;(D)20×;(E)4
0×。
【図11】 図11A乃至図11Lは、メルケル細胞でのMath1/lacZの発現を示
す。毛様および非毛様皮膚の染色した構造を同定するために、E16.5同腹子
胚を全体、断片で染色し、顕微鏡観察した。震毛での断面(図11A)、低倍率
(図11B)およびBで、矢印で示した領域の高倍率(図11C)の肢の肉球、
および毛様皮膚(図11D)を示す。全断面において、染色された細胞の局在化
がメルケル細胞から予期された通りであった。ヌルマウスで顕微鏡欠損を探すた
めに、実体顕微鏡を用いてMath1+/β-Gal(対照、パネルE〜H)およびM
ath1β-Gal/ β-Gal(ヌル、パネルI〜L)同腹子マウスの近い画像をとっ
た。ヌルマウスでの染色は、震毛(E、I)肢関節(F、J)、および肢肉球(
G、K)において、用量効果のために、強く現れた。対照的に、ヌル(J、L)
マウスの染色の強さは、毛様皮膚に関連した触覚ドームで、ヘテロ接合体(F、
H)マウスのそれよりも明らかに弱かった。原型倍率は次の通りである。すなわ
ち、A×200;B×50;C×400;D×500;E−G−H−I−K−L
×32;F×16。
【図12】 図12A乃至図12Eは、TabbyマウスにおけるlacZ染色触覚ドーム
の欠損を示す。Tabby/TabbyメスをMath1+/β-Galオスと交配さ
せ、その子をX−Gal染色し、E16.5で性決定した。鼻の初期震毛の周辺
での染色が、Tabby変異によるメス胚へテロ接合体(図12A)と、変異に
よるオス胚へミ接合体(図12B)で見られた。二次震毛は、Tabby変異体
においては数が変化することが知られているが(黒色矢印)、それもまた染色さ
れた。触覚ドームの染色は、Tabbyが半優性変異であるため、Math1+/ β-Gal(Tabbyに関してwt)胚(図12C)に比べてTabby/Xメス
(図12D)で弱かった。しかしながら、Tabby座に野生型対立遺伝子を持
つメス胚で染色触覚ドームの斑点が見られた(図12Aの赤色矢印、および図1
2D)。対照的に、へミ接合体は、メルケル細胞の発生を破壊する毛小胞体の欠
損のために、染色と触覚ドームの両方を完全に欠失している(図12Bおよび図
12E)。
【図13】 図13A乃至図13Fは、野生型およびMath1ヌルマウス中のメルケル細
胞のマーカー分析を示す。Math1+/+ およびMath1β-Gal/ β-Gal由来
の皮膚断片を抗MATH1抗体(図13Aおよび図13B)、サイトケラチン1
8(図13Cおよび図13D)、およびクロモグラニンA(図13Eおよび図1
3F)と反応させた。MATH1に対するポリクローナル抗体は、野生型のまれ
な腹部毛小胞中の多数の基底細胞核を同定するが(図13A)、変異型マウスで
は同定しない(図13B)。サイトケラチン18およびクロモグラニンAに対す
るモノクローナル抗体は、野生型(図13Cおよび図13E)と変異型(図13
Dおよび図13F)の両方のマウス中にあるメルケル細胞を同定する。原型倍率
は100×である。
【図14】 図14A乃至14Gは、Math1がショウジョウバエato変異型胚中の弦
音器官ニューロンの欠損を救うことを示す。図14Aは、野生型ハエの胸部の背
面図を示す。なお、剛毛または長剛毛の規則配列がある。図14Bは、UAS/
GAL4系(Brand and Perrimon,1993)を用いてMa
th1を過剰発現させたトランスジェニックハエの同様の図である。この正常で
ない位置で起こる発現により、CHO類でなく、外部感覚器官(機械的受容体の
別の種類)である特別な剛毛が多数導かれる。正常でない位置のCHO類は多く
の別の領域で産生される。図14Cは、外部感覚器官に加え、6個のCHO類を
含む2個の腹部クラスターの側面図であり、神経特異性抗体(Mab 22C1
0)により示す。5つのCHO類はクラスターの側面にあり、6つめはクラスタ
ーの背面にある。図14Dは、CHO類欠損のato変異型胚の同様の図である
。図14Eは、正常な位置にあるato変異型胚において新規CHOニューロン
を誘導するMath1のユビキタス発現を示す。図14Fは、プローブとしてa
tocDNAを用いた、第三齢脳全体のin situハイブリダイゼーション
を示す。発生中の眼葉(“蹄鉄”発現型)および脳葉中央の細胞の、2個の斑点
状クラスター(矢じり)を記す。図14Gは、正常および正常でない位置でのC
HO形成を誘導する、ショウジョウバエにおけるMath1発現を示す。(+)
はCHO類があることを示し、(−)はCHO類がないことを示す。第1カラム
中の(+)の数は、Math1が発現された際に観察されるCHO類の数の相対
的な増加の定量に用いる。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61P 19/02 A61P 25/00 171 4H045 25/00 171 27/16 27/16 35/00 35/00 G01N 33/15 Z C12N 5/10 33/50 Z G01N 33/15 C07K 14/705 33/50 C12N 15/00 A // C07K 14/705 5/00 B (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,CA,C H,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DZ,EE ,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ ,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 バーミンガム、ネッサン アメリカ合衆国 テキサス州 77096、ヒ ューストン、シャープ708 ブレスバリー 5445 (72)発明者 ハッサン、バッセン アメリカ合衆国 テキサス州 77006、ヒ ューストン、シャープ3053 リッチモンド アベニュー 1422 (72)発明者 ベン−エリー、 ニッシム イスラエル共和国 エルサレム 91904、 ギバット−ラム、ヒーブリュー ユニバー シティ オブ エルサレム、アレクサンダ ー シルバーマン インスティテュート オブ ライフサイエンスィズ、デパートメ ント オブ セル アンド アニマル バ イオロジー Fターム(参考) 2G045 AA29 AA40 CB01 CB17 CB21 DA12 DA13 DA14 DA36 4B024 AA01 BA80 CA02 DA03 EA02 GA14 HA17 4B065 AA91X AA91Y AA93X AB01 CA24 CA44 4C084 AA13 BA35 CA53 MA35 MA52 MA55 MA66 NA14 ZA011 ZA341 ZA961 ZB261 ZC781 4C087 AA01 AA02 BC83 CA12 MA35 MA52 MA55 MA66 NA14 ZA01 ZA34 ZA96 ZB26 ZC78 4H045 AA10 AA30 BA10 BA41 CA45 DA50 DA86 EA21 FA74

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 atonal関連核酸配列の対立遺伝子を置換した異種核酸
    配列を有する動物であって、前記異種配列は前記対立遺伝子を不活性化する条件
    下で置換した動物。
  2. 【請求項2】 前記異種核酸配列がatonal関連調節配列の制御下で発
    現する、請求項1に記載の動物。
  3. 【請求項3】 前記atonal関連対立遺伝子が両方置換している、請求
    項1に記載の動物。
  4. 【請求項4】 前記異種核酸配列が同一でない、請求項3に記載の動物。
  5. 【請求項5】 前記動物が検出可能な状態を有する、請求項3に記載の動物
  6. 【請求項6】 前記検出可能な状態が有毛細胞の損失、小脳性顆粒ニューロ
    ン欠損症、聴覚障害、平衡失調、関節疾患、変形性関節症および細胞の異常増殖
    からなる群より選ばれる、請求項5に記載の動物。
  7. 【請求項7】 前記異種核酸配列がレポーター配列である、請求項1または
    3に記載の動物。
  8. 【請求項8】 前記atonal関連対立遺伝子が調節可能なプロモーター
    配列の制御下でatonal関連核酸配列と置換している、請求項1または3に
    記載の動物。
  9. 【請求項9】 前記atonal関連対立遺伝子が組織特異的なプロモータ
    ー配列の制御下でatonal関連核酸配列と置換している、請求項1または3
    に記載の動物。
  10. 【請求項10】 前記動物がマウス、ショウジョウバエ、ゼブラフィッシュ
    、カエル、ラット、ハムスターおよびモルモットからなる群より選ばれる、請求
    項1または3に記載の動物。
  11. 【請求項11】 動物における化合物のスクリーニング方法であって、前記
    化合物はatonal関連核酸配列の発現に影響を及ぼし、下記: 前記化合物を前記動物に送達すること、ここで、前記動物は、異種核酸配列の挿
    入により不活性化されたatonal関連核酸配列の少なくとも1つの対立遺伝
    子を有し、前記異種核酸配列は、atonal関連調節配列の制御下にある;お
    よび 前記atonal関連核酸配列の前記発現における変化を監視すること を含む方法。
  12. 【請求項12】 前記化合物がatonal関連核酸配列の発現に影響を及
    ぼす、請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記化合物が動物において検出可能な状態に影響を及ぼす
    、請求項11に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記異種核酸配列がレポーター配列である、請求項11に
    記載の方法。
  15. 【請求項15】 動物における化合物のスクリーニング方法であって、前記
    化合物は前記動物において検出可能な状態に影響を及ぼし、下記: 前記化合物を前記動物に送達すること、ここで、前記動物におけるatonal
    関連核酸配列の少なくとも1つの対立遺伝子は、異種核酸配列の挿入により不活
    性化され、前記異種核酸配列は、atonal関連調節配列の制御下にある;お
    よび 前記動物を検出可能な状態における変化について監視すること を含む方法。
  16. 【請求項16】 前記化合物が前記検出可能な状態に影響を及ぼす、請求項
    15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記化合物が前記異種核酸配列の発現に影響を及ぼす、請
    求項15に記載の方法。
  18. 【請求項18】 小脳性顆粒ニューロンまたはその前駆体における欠損を有
    する動物の治療方法であって、atonal関連アミノ酸配列または核酸配列の
    治療上有効量を前記動物の細胞に送達することを含む方法。
  19. 【請求項19】 動物における機械的受容器細胞の成長を促進する方法であ
    って、atonal関連アミノ酸配列または核酸配列の治療上有効量を前記動物
    の細胞に送達することを含む方法。
  20. 【請求項20】 有毛細胞の発生方法であって、atonal関連アミノ酸
    配列または核酸配列の治療上有効量を動物の細胞に送達することを含む方法。
  21. 【請求項21】 聴覚障害に関する動物の治療方法であって、atonal
    関連アミノ酸配列または核酸配列の治療上有効量を前記動物の細胞に送達するこ
    とを含む方法。
  22. 【請求項22】 平衡失調に関する動物の治療方法であって、atonal
    関連アミノ酸配列または核酸配列の治療上有効量を前記動物の細胞に送達するこ
    とを含む方法。
  23. 【請求項23】 関節疾患に関する動物の治療方法であって、atonal
    関連アミノ酸配列または核酸配列の治療上有効量を前記動物の細胞に送達するこ
    とを含む方法。
  24. 【請求項24】 細胞の異常増殖に関する動物の治療方法であって、ato
    nal関連アミノ酸配列または核酸配列の治療上有効量を前記動物の細胞に送達
    することを含む方法。
  25. 【請求項25】 細胞の異常増殖に関する動物の治療方法であって、細胞に
    おけるatonal関連核酸配列またはアミノ酸配列のレベルを変えることを含
    む方法。
  26. 【請求項26】 atonal関連核酸またはアミノ酸配列の機能損失の結
    果である疾患に関する動物の治療方法であって、atonal関連アミノ酸配列
    または核酸配列の治療上有効量を前記動物の細胞に送達することを含む方法。
  27. 【請求項27】 前記アミノ酸配列または核酸配列が送達ビーイクルにより
    送達される、請求項18、19、20、21、22、23、24、25または2
    6に記載の方法。
  28. 【請求項28】 前記アミノ酸配列または核酸配列が送達ビーイクルにより
    送達され、前記送達ビーイクルがアデノウイルスベクター、レトロウイルスベク
    ター、アデノ随伴ウイルスベクター、プラスミド、リポソーム、核酸、ペプチド
    、脂質、炭水化物およびそれらの組合せからなる群より選ばれる、請求項18、
    19、20、21、22、23、24、25または26に記載の方法。
  29. 【請求項29】 前記アミノ酸配列または核酸配列が送達ビーイクルにより
    送達され、前記送達ビーイクルがウイルスベクターまたは非ウイルスベクターか
    らなる群より選ばれる、請求項18、19、20、21、22、23、24、2
    5または26に記載の方法。
  30. 【請求項30】 前記アミノ酸配列または核酸配列が送達ビーイクルにより
    送達され、前記送達ビーイクルが細胞である、請求項18、19、20、21、
    22、23、24、25または26に記載の方法。
  31. 【請求項31】 前記atonal関連アミノ酸配列または核酸配列がMa
    th1である、請求項18、19、20、21、22、23、24、25または
    26に記載の方法。
  32. 【請求項32】 前記atonal関連アミノ酸配列または核酸配列がHa
    th1である、請求項18、19、20、21、22、23、24、25または
    26に記載の方法。
  33. 【請求項33】 前記細胞がatonal関連核酸配列またはアミノ酸配列
    に変異を含む、請求項18、19、20、21、22、23、24、25または
    26に記載の方法。
  34. 【請求項34】 前記アミノ酸配列が配列番号58(Hath1)の約20
    個のコンティグアミノ酸残基と少なくとも約80%の同一性を有する、請求項1
    8、19、20、21、22、23、24、25または26に記載の方法。
  35. 【請求項35】 前記核酸配列が配列番号58(Hath1)の約20個の
    コンティグアミノ酸残基と少なくとも約80%の同一性を有するポリペプチドを
    コードする、請求項18、19、20、21、22、23、24、25または2
    6に記載の方法。
  36. 【請求項36】 前記細胞がヒト細胞である、請求項18、19、20、2
    1、22、23、24、25または26に記載の方法。
  37. 【請求項37】 前記送達がatonal関連アミノ酸配列または核酸配列
    の治療上有効量を内耳に注入することを含む、請求項20または21に記載の方
    法。
  38. 【請求項38】 前記関節疾患が変形性関節症である、請求項23に記載の
    方法。
  39. 【請求項39】 前記細胞が癌細胞である、請求項24または25に記載の
    方法。
  40. 【請求項40】 atonal関連アミノ酸配列または核酸配列を送達ビー
    イクルと組合せて含有する組成物であって、前記送達ビーイクルは、atona
    l関連核酸配列またはアミノ酸配列の治療上有効量の細胞への送達を導く組成物
  41. 【請求項41】 前記送達ビーイクルがatonal関連核酸配列またはア
    ミノ酸配列を動物細胞中で発現するベクターを含む、請求項40に記載の組成物
  42. 【請求項42】 前記ベクターがアデノウイルスベクター、レトロウイルス
    ベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、プラスミド、リポソーム、タンパク質
    、脂質、炭水化物および前記ビーイクルの組合せからなる群より選ばれる、請求
    項41に記載の組成物。
  43. 【請求項43】 前記ベクターがウイルスベクターまたは非ウイルスベクタ
    ーからなる群より選ばれる、請求項41に記載の組成物。
  44. 【請求項44】 前記送達ビーイクルが細菌毒素のレセプター結合ドメイン
    である、請求項40に記載の組成物。
  45. 【請求項45】 前記atonal関連核酸配列が細菌毒素のレセプター結
    合ドメインをコードする核酸配列に操作可能に連結している、請求項40に記載
    の組成物。
  46. 【請求項46】 前記atonal関連核酸配列がタンパク質形質導入ドメ
    インをコードする核酸配列に操作可能に連結している、請求項40に記載の組成
    物。
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