JP2004089179A - New transcription factor, dna and use of the same - Google Patents

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Kenichi Noguchi
野口 憲一
Takako Fuse
布施 貴子
Akiyoshi Kunugi
功刀 章義
Masayuki Takizawa
瀧澤 正之
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new transcription factor useful as a preventing, treating and diagnostic agent of nervous system diseases and a cholinergic neural differentiation-accelerating agent, etc. <P>SOLUTION: This protein is a diagnostic marker of the neural system diseases and has a cholinergic neural differentiation-suppressing activity. The compound adjusting (preferably inhibiting) the activity of the protein or the expression of gene of the protein, or its salt, its antisense polynucleotide, its antibody, etc., can be used as the preventing/treating agent of the nervous system diseases as the excellent cholinergic neural differentiation-acceleration agent. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、神経系疾患の予防・治療剤および診断薬、コリン作動性神経分化促進剤などに有用な新規転写因子などに関する。
【0002】
【従来の技術】
真核細胞では遺伝子の転写はプロモーターやエンハンサーなどの染色体上の配列(シス−エレメント、cis−element)とそれに結合する転写因子の相互作用により転写量が制御されている。プロモーターはTATAボックスや転写開始部位から構成されるコア(基本)配列と遺伝子特異的な発現制御領域からなっている。発現制御領域に結合した転写調節因子はコア配列に結合するRNAポリメラーゼIIホロ酵素(RNAポリメラーゼIIと基本転写因子群の複合体)を活性化し、遺伝子の転写を促進する。コア配列に結合する基本転写因子は多くの遺伝子の転写に関与し、遺伝子特異性がない。
一方、発現制御領域に結合する転写調節因子は、細胞が増殖あるいは分化の際やホルモン、サイトカインなどの外界の刺激に応答し活性化され、決められた遺伝子の転写を促進する。このため、転写調節因子は遺伝子特異的転写因子と呼ばれることがある。ヒトでは遺伝子特異的転写因子は約3,000種類存在すると予想されおり、細胞表層の受容体と同様に薬剤ターゲットとして期待されている(Mol. Med. Today, 358巻, 1998年)。
塩基性へリックス・ループ・へリックス (bHLH)モチーフは転写因子に多く存在するモチーフ構造である。bHLHファミリーの転写因子には、MyoD、dHAND、eHAND、HES1、HES5、Mash1、Math3、Neurogenin1、Neurogenin2、Hesr−1などが存在する。その機能に関し、Myo Dは筋芽細胞の決定、筋管細胞への分化を制御し、過剰発現により繊維芽細胞を筋細胞へ分化させる能力を持つ。dHANDおよびeHANDは、そのノックアウトマウスが発生の段階で心臓形成が不全になり、心臓の形成に重要な役割を果たしている(実験医学, 17巻, 1298−34頁)。HES1およびHES5は、強制発現させると神経幹細胞を未分化状態に維持し、逆に両遺伝子を欠損させると未分化状態の維持を阻害できる事がわかっており、HES1およびHES5は神経幹細胞の維持に必須の役割を持っていることが示されている(J Biol Chem, 276巻, 30467−74頁, 2001年)。Mash1およびMath3は、強制発現させると神経幹細胞からニューロンへの分化を誘導し、逆に両遺伝子を欠損させるとニューロンへの分化を阻害できることがわかっており、Mash1およびMath3はニューロンの分化決定因子として機能している(EMBO J, 19巻, 5460−72頁, 2000年)。Neurogeninのノックアウトマウスでは、脳神経節ニューロンの分化が起こらず、Neurogeninがニューロンの分化に重要な役割を果たしている(Neuron,  20巻, 469−82頁, 1998年、Neuron, 20巻, 483−94頁, 1998年)。Hesr−1は、HERP−2またはHey1とも呼ばれ、神経細胞の分化に重要なNotchシグナルによって活性化される(Mol Cell Biol.,  21巻, 6080−9頁,  2001年)。このようにbHLHファミリーの転写因子は、幹細胞の維持、分化・発生で重要な役割を果たしている(実験医学,  18巻, 1252−1256頁, 2000年)。bHLHファミリーの転写因子はダイマーを形成し、活性を持つことが知られており、例えば、Mash1はE12、E47と結合しヘテロダイマーを形成し、転写促進活性を持つ(Development 127巻, 2933−43頁, 2000年)。
最近、bHLHファミリーの転写因子であるMedaneが、ドーパミン作動性神経細胞の分化に関与していることが報告されている(特許文献1 WO 02/60928号公報)。
コリン作動性神経は脳の認知機能に重要であり、アルツハイマー病患者でその脱落が顕著であることが知られている(タンパク質核酸酵素, 10巻,1722頁,2000年)。
【特許文献1】
WO 02/60928号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ヒトゲノムDNAあるいは各種ヒト組織由来のcDNAのランダムな配列決定における配列情報の蓄積および遺伝子技術の急速な進歩によってヒトの遺伝子の解明が加速的に行われてきている。それに伴い、機能未知のタンパク質をコードすると予測されている多くの遺伝子の存在が明らかになっている。これらの中にはbHLHファミリーに属する新規転写因子も多く含まれていることが予想される。神経細胞の幹細胞の維持、分化・発生で新規の作用を持つ新たなbHLHファミリーの転写因子を見出すことは、該転写因子を直接利用する、または該転写因子を用いた医薬のスクリーニング系を利用することで、今までにない全く新規な安全で優れた神経疾患の予防・治療剤、治療法の開発を可能にする。したがって、本分野においては、新たな転写調節因子を見出し、大量に生産する方法の開発が望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、マウス胚脳で発現が見られる転写因子遺伝子を見出し、さらにこの転写遺伝子がコリン作動性神経分化抑制作用を有することも見出し、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【0005】
すなわち、本発明は、
(1)配列番号:1、配列番号:5または配列番号:26で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその塩、
(2)配列番号:1で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質またはその塩、
(3)配列番号:5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質またはその塩、
(4)配列番号:26で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質またはその塩、
(5)上記(1)記載のタンパク質の部分ペプチドまたはその塩、
(6)上記(1)記載のタンパク質または上記(5)記載の部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチド、
(7)DNAである上記(6)記載のポリヌクレオチド、
(8)配列番号:2、配列番号:6または配列番号:17で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(9)上記(6)記載のポリヌクレオチドを含有する組換えベクター、
(10)上記(9)記載の組換えベクターで形質転換された形質転換体、
(11)上記(10)記載の形質転換体を培養し、上記(1)記載のタンパク質または上記(5)記載の部分ペプチドを生成、蓄積せしめ、これを採取することを特徴とする上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩の製造法、
(12)上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩を含有してなる医薬、
(13)上記(6)記載のポリヌクレオチドを含有してなる医薬、
(14)上記(6)記載のポリヌクレオチドを含有してなる診断薬、
(15)上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩に対する抗体、
(16)上記(15)記載の抗体を含有してなる医薬、
(17)上記(15)記載の抗体を含有してなる診断薬、
(18)配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を有するタンパク質またはその部分ペプチドコードするDNAの塩基配列に相補的もしくは実質的に相補的な塩基配列またはその一部を含有するアンチセンスポリヌクレオチド、
(19)上記(18)記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなる医薬、
(20)上記(18)記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなる診断薬、
(21)上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩を用いることを特徴とする、上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩の活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法、
(22)上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩を含有してなる、上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩の活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング用キット、
(23)上記(21)記載のスクリーニング方法または上記(22)記載のスクリーニング用キットを用いて得られる、上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩の活性を促進または阻害する化合物またはその塩、
(24)上記(23)記載の化合物またはその塩を含有してなる医薬、
(25)上記(6)記載のポリヌクレオチドを用いることを特徴とする、上記(1)記載のタンパク質遺伝子の発現を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法、
(26)上記(6)記載のポリヌクレオチドを含有してなる、上記(1)記載のタンパク質遺伝子の発現を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング用キット、
(27)上記(25)記載のスクリーニング方法または上記(26)記載のスクリーニング用キットを用いて得られる、上記(1)記載のタンパク質遺伝子の発現を促進または阻害する化合物またはその塩、
(28)上記(27)記載の化合物またはその塩を含有してなる医薬、
(28a)神経系疾患の予防・治療剤である上記(12)、(13)、(16)、(19)、(24)または(28)記載の医薬、
(29)神経変性疾患の予防・治療剤である上記(12)、(13)、(16)、(19)、(24)または(28)記載の医薬、
(29a)神経変性疾患が、アルツハイマー病またはパーキンソン症候群である上記(29)記載の予防・治療剤、
(29b)神経系疾患の診断薬である上記(14)、(17)または(20)記載の診断薬、
(30)神経変性疾患の診断薬である上記(14)、(17)または(20)記載の診断薬、
(30a)神経変性疾患が、アルツハイマー病またはパーキンソン症候群である上記(30)記載の診断薬、
(31)アルツハイマー病の予防・治療剤である上記(29)記載の予防・治療剤、
(32)アルツハイマー病の診断薬である上記(30)記載の診断薬、
(33)上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩を用いることを特徴とするコリン作動性神経分化促進剤のスクリーニング方法、
(34)上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩を含有することを特徴とするコリン作動性神経分化促進剤のスクリーニング用キット、
(35)上記(6)記載のポリヌクレオチドを用いることを特徴とするコリン作動性神経分化促進剤のスクリーニング方法、
(36)上記(6)記載のポリヌクレオチドを含有することを特徴とするコリン作動性神経分化促進剤のスクリーニング用キット、
(37)上記(33)もしくは(35)記載のスクリーニング方法または上記(34)もしくは(36)記載のスクリーニング用キットを用いて得られうるコリン作動性神経分化促進剤、
(38)上記(1)記載のタンパク質もしくは上記(5)記載の部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩を含有してなるコリン作動性神経分化促進剤、
(39)上記(1)記載のタンパク質遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩を含有してなるコリン作動性神経分化促進剤、
(40)上記(15)記載の抗体を含有してなるコリン作動性神経分化促進剤、(41)上記(18)記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなるコリン作動性神経分化促進剤、
(41a)アルツハイマー病の予防・治療剤である上記(38)〜(41)記載のコリン作動性神経分化促進剤、
(42)哺乳動物に対して、上記(23)または(27)記載の化合物またはその塩の有効量を投与することを特徴とする神経変性疾患の予防・治療方法、
(43)神経変性疾患の予防・治療剤を製造するための上記(23)または(27)記載の化合物またはその塩の使用、
(44) 上記(1)記載のタンパク質またはその塩の多量体、
(45) ヘテロ二量体である上記(44)記載の多量体、
(46) 塩基性へリックス・ループ・へリックスファミリータンパク質とのヘテロ二量体である上記(45)記載の多量体などを提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】
配列番号:1、配列番号:5または配列番号:26で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質(以下、本発明のタンパク質と称することもある)は、ヒトや温血動物(例えば、モルモット、ラット、マウス、ニワトリ、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、サルなど)の細胞(例えば、肝細胞、脾細胞、神経細胞、グリア細胞、膵臓β細胞、骨髄細胞、メサンギウム細胞、ランゲルハンス細胞、表皮細胞、上皮細胞、杯細胞、内皮細胞、平滑筋細胞、繊維芽細胞、繊維細胞、筋細胞、脂肪細胞、免疫細胞(例、マクロファージ、T細胞、B細胞、ナチュラルキラー細胞、肥満細胞、好中球、好塩基球、好酸球、単球)、巨核球、滑膜細胞、軟骨細胞、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、乳腺細胞、肝細胞もしくは間質細胞、またはこれら細胞の前駆細胞、幹細胞もしくはガン細胞など)もしくはそれらの細胞が存在するあらゆる組織、例えば、脳、脳の各部位(例、嗅球、扁桃核、大脳基底球、海馬、視床、視床下部、大脳皮質、延髄、小脳)、脊髄、下垂体、胃、膵臓、腎臓、肝臓、生殖腺、甲状腺、胆のう、骨髄、副腎、皮膚、筋肉、肺、消化管(例、大腸、小腸)、血管、心臓、胸腺、脾臓、顎下腺、末梢血、前立腺、睾丸、卵巣、胎盤、子宮、骨、関節、骨格筋などに由来するタンパク質であってもよく、合成タンパク質であってもよい。
【0007】
配列番号:1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列としては、配列番号:1で表されるアミノ酸配列と約50%以上、好ましくは約60%以上、さらに好ましくは約70%以上、より好ましくは約80%以上、特に好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有するアミノ酸配列などが挙げられる。
配列番号:1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質としては、例えば、前記の配列番号:1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有し、配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質と実質的に同質の活性を有するタンパク質などが好ましい。配列番号:5で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列としては、配列番号:5で表されるアミノ酸配列と75%以上、好ましくは約80%以上、さらに好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有するアミノ酸配列などが挙げられる。
配列番号:5で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質としては、例えば、前記の配列番号:5で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有し、配列番号:5で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質と実質的に同質の活性を有するタンパク質などが好ましい。配列番号:26で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列としては、配列番号:26で表されるアミノ酸配列と98%以上、好ましくは約99%以上の相同性を有するアミノ酸配列などが挙げられる。
配列番号:26で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質としては、例えば、前記の配列番号:26で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有し、配列番号:26で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質と実質的に同質の活性を有するタンパク質などが好ましい。
【0008】
実質的に同質の活性としては、例えば、転写因子として作用(転写調節活性)すること、コリン作動性神経分化抑制作用などが挙げられる。実質的に同質とは、それらの性質が性質的に(例、生理学的に、または薬理学的に)同質であることを示す。したがって、転写調節活性またはコリン作動性神経分化抑制作用が同等(例、約0.01〜100倍、好ましくは約0.1〜10倍、より好ましくは0.5〜2倍)であることが好ましいが、これらの活性の程度、タンパク質の分子量などの量的要素は異なっていてもよい。
転写調節活性の測定は、自体公知の方法、例えば、CATアッセイ法(Mol. Cel.Biol.、2巻、1044−1051頁、1982年)、ルシフェラーゼアッセイ法(Mol. Cell Biol. 7巻 725−737頁、1987年)、コトランスフェクション法(EMBO J.、7巻、3771−3778頁、1988年)などに記載の方法またはそれに順ずる方法によって行う。具体例としては、目的とする転写因子が結合可能なシス−エレメント領域の配列をレポーター遺伝子の上流に結合したキメラ遺伝子を組み込んだ発現ベクターと、該転写因子遺伝子を組み込んだ発現ベクターを細胞に取り込ませ、レポーター遺伝子の発現量を自体公知の方法により測定する。
転写因子の結合配列の同定は、自体公知の方法、例えば、ターゲットディテクションアッセイ法(Andrew, H.、J.Biol.Chem.、276巻、18282−18289頁、2001年)、ゲルシフト法(東京大学医科学研究所制癌研究部編、新細胞工学実験法、375頁)、DnaseIフットプリント法(東京大学医科学研究所制癌研究部編、新細胞工学実験法、385頁)、サウスウェスタン法(東京大学医科学研究所制癌研究部編、新細胞工学実験法、396頁)の記載の方法またはそれらに順ずる方法によって行う。具体例としては、ターゲットディテクションアッセイ法では、ランダムな12個の塩基配列の両側を22個の特異的配列からなる塩基配列で挟んだオリゴマーを作製し、これを鋳型として、特異的配列をプライマーとしたPCRを行い二本鎖を形成させる。また、転写因子遺伝子を大腸菌、動物細胞またはヒト癌細胞由来の細胞にリコンビナントタンパク質として発現させる。リコンビナントタンパク質はHis等のタグが付加されていてもよい。前記二本鎖オリゴマーをこのリコンビナントタンパク質に発現させたタンパク質と反応させた後、ニトロセルロースフィルターにかけ、目的タンパク質に結合するDNAの塩基配列を分離同定する方法が挙げられる。また、ゲルシフト法等では、32Pで標識したDNAと目的タンパク質(転写因子)を結合させてから、ゲル電気泳動法等で分離し目的タンパク質に結合するDNAの塩基配列を同定する方法などが挙げられる。
コリン作動性神経分化抑制作用の測定は、例えば、RT−PCR法、in situ ハイブリダイゼーション法、免疫組織法、免疫細胞化学法、アセチルコリン含有量の測定法、アセチルコリン合成酵素の活性測定法を用いて測定できる。例えば、RT−PCR法では、コリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子などのコリン作動性神経マーカーを特異的に増幅、検出できるプライマーを用い、RT−PCRによってコリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子のコピー数の定量を行う(例、後述の実施例7等)。
in situ ハイブリダイゼーション法では、コリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子などのコリン作動性神経マーカーのオリゴヌクレオチドプローブ、またはリボプローブを作成し、公知の方法、例えば、みる見るわかる脳・神経化学入門講座・上巻免疫組織法、免疫細胞化学法130−133頁、2002年(羊土社) などに記載の方法に従って行なうことができる。
免疫組織法および免疫細胞化学法では、コリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子などのコリン作動性神経マーカーの抗体を用い、公知の方法、例えば、みる見るわかる脳・神経化学入門講座・上巻免疫組織法、免疫細胞化学法134−136頁、2002年(羊土社)などに記載の方法に従って行なうことができる。
アセチルコリン含有量の測定法では、組織または細胞内のアセチルコリンを、公知の方法、例えばBiochem Pharmacol 57巻,1321−1329頁,1999年などに記載の方法によって抽出、HPLCで定量することにより測定できる。
アセチルコリン合成酵素の活性測定法では、コリンアセチルトランスフェラーゼの活性を、トリチウム標識したアセチルCoAおよびコリンを用いて、合成されるアセチルコリンの量を、公知の方法、例えば、Brain Res. 395巻47−56頁,1986年などに記載の方法で測定する。
【0009】
また、本発明のタンパク質としては、例えば、(1)(i)配列番号:1で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が欠失したアミノ酸配列、(ii)配列番号:1で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が付加したアミノ酸配列、(iii)配列番号:1で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が挿入されたアミノ酸配列、(iv)配列番号:1で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されたアミノ酸配列、または(v)それらを組み合わせたアミノ酸配列を含有するタンパク質などのいわゆるムテイン、(2)(i)配列番号:5で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が欠失したアミノ酸配列、(ii)配列番号:5で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が付加したアミノ酸配列、(iii)配列番号:5で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が挿入されたアミノ酸配列、(iv)配列番号:5で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されたアミノ酸配列、または(v)それらを組み合わせたアミノ酸配列を含有するタンパク質などのいわゆるムテイン、(3)(i)配列番号:26で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜4個)のアミノ酸が欠失したアミノ酸配列、(ii)配列番号:26で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が付加したアミノ酸配列、(iii)配列番号:26で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が挿入されたアミノ酸配列、(iv)配列番号:26で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されたアミノ酸配列、または(v)それらを組み合わせたアミノ酸配列を含有するタンパク質などのいわゆるムテインも含まれる。
上記のようにアミノ酸配列が挿入、欠失または置換されている場合、その挿入、欠失または置換の位置としては、とくに限定されない。
【0010】
本明細書におけるタンパク質は、ペプチド標記の慣例に従って左端がN末端(アミノ末端)、右端がC末端(カルボキシル末端)である。配列番号:1、配列番号:5または配列番号:26で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質をはじめとする、本発明のタンパク質は、C末端がカルボキシル基(−COOH)、カルボキシレート(−COO)、アミド(−CONH)またはエステル(−COOR)の何れであってもよい。
ここでエステルにおけるRとしては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチルなどのC1−6アルキル基、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシルなどのC3−8シクロアルキル基、例えば、フェニル、α−ナフチルなどのC6−12アリール基、例えば、ベンジル、フェネチルなどのフェニル−C1−2アルキル基もしくはα−ナフチルメチルなどのα−ナフチル−C1−2アルキル基などのC7−14アラルキル基、ピバロイルオキシメチル基などが用いられる。本発明のタンパク質がC末端以外にカルボキシル基(またはカルボキシレート)を有している場合、カルボキシル基がアミド化またはエステル化されているものも本発明のタンパク質に含まれる。この場合のエステルとしては、例えば上記したC末端のエステルなどが用いられる。
さらに、本発明のタンパク質には、N末端のアミノ酸残基(例、メチオニン残基)のアミノ基が保護基(例えば、ホルミル基、アセチル基などのC1−6アルカノイルなどのC1−6アシル基など)で保護されているもの、生体内で切断されて生成するN末端のグルタミン残基がピログルタミン酸化したもの、分子内のアミノ酸の側鎖上の置換基(例えば−OH、−SH、アミノ基、イミダゾール基、インドール基、グアニジノ基など)が適当な保護基(例えば、ホルミル基、アセチル基などのC1−6アルカノイル基などのC1−6アシル基など)で保護されているもの、あるいは糖鎖が結合したいわゆる糖タンパク質などの複合タンパク質なども含まれる。
本発明のタンパク質の具体例としては、例えば、配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するマウス由来のタンパク質、配列番号:5で表されるアミノ酸配列を含有するヒト由来のタンパク質、配列番号:26で表されるアミノ酸配列を含有するラット由来のタンパク質などがあげられる。
【0011】
本発明のタンパク質の部分ペプチドとしては、前記した本発明のタンパク質の部分ペプチドであって、好ましくは、前記した本発明のタンパク質と同様の性質を有するものであればいずれのものでもよい。
具体的には、後述する本発明の抗体を調製する目的には、配列番号:1で表されるアミノ酸配列において第8〜67番目、第68〜240番目のアミノ酸配列を有するペプチド、配列番号:5で表されるアミノ酸配列において第8〜67番目、第68〜241番目のアミノ酸配列を有するペプチド、配列番号:26で表されるアミノ酸配列において第8〜67番目、第68〜241番目のアミノ酸配列を有するペプチドなどがあげられる。例えば、本発明のタンパク質の構成アミノ酸配列のうち少なくとも20個以上、好ましくは50個以上、さらに好ましくは70個以上、より好ましくは100個以上、最も好ましくは200個以上のアミノ酸配列を有するペプチドなどが用いられる。
また、本発明で用いられる部分ペプチドは、そのアミノ酸配列中の1または2個以上(好ましくは、1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が欠失し、または、そのアミノ酸配列に1または2個以上(好ましくは、1〜20個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が付加し、または、そのアミノ酸配列に1または2個以上(好ましくは、1〜20個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が挿入され、または、そのアミノ酸配列中の1または2個以上(好ましくは、1〜10個程度、より好ましくは数個、さらに好ましくは1〜5個程度)のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されていてもよい。
【0012】
また、本発明で用いられる部分ペプチドはC末端がカルボキシル基(−COOH)、カルボキシレート(−COO)、アミド(−CONH)またはエステル(−COOR)の何れであってもよい。
さらに、本発明で用いられる部分ペプチドには、前記した本発明のタンパク質と同様に、C末端以外にカルボキシル基(またはカルボキシレート)を有しているもの、N末端のアミノ酸残基(例、メチオニン残基)のアミノ基が保護基で保護されているもの、N端側が生体内で切断され生成したグルタミン残基がピログルタミン酸化したもの、分子内のアミノ酸の側鎖上の置換基が適当な保護基で保護されているもの、あるいは糖鎖が結合したいわゆる糖ペプチドなどの複合ペプチドなども含まれる。
本発明で用いられる部分ペプチドは抗体作成のための抗原としても用いることができる。
本発明のタンパク質は、多量体(例、二量体など)を形成してもよい。多量体としては、例えば、塩基性へリックス・ループ・へリックスファミリータンパク質(例、MyoD、dHAND、eHAND、HES1、HES5、Mash1、Math3、Neurogenin1、Neurogenin2、Hesr−1、E12、E47など)などとのヘテロ多量体、好ましくはヘテロ二量体などが挙げられる。
【0013】
本発明のタンパク質または部分ペプチドの塩としては、生理学的に許容される酸(例、無機酸、有機酸)や塩基(例、アルカリ金属)などとの塩が用いられ、とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。このような塩としては、例えば、無機酸(例えば、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸)との塩、あるいは有機酸(例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸)との塩などが用いられる。
本発明のタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩は、前述したヒトや温血動物の細胞または組織から自体公知のタンパク質の精製方法によって製造することもできるし、タンパク質をコードするDNAを含有する形質転換体を培養することによっても製造することができる。また、後述のペプチド合成法に準じて製造することもできる。
ヒトや哺乳動物の組織または細胞から製造する場合、ヒトや哺乳動物の組織または細胞をホモジナイズした後、酸などで抽出を行ない、該抽出液を逆相クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィーを組み合わせることにより精製単離することができる。
【0014】
本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩、またはそのアミド体の合成には、通常市販のタンパク質合成用樹脂を用いることができる。そのような樹脂としては、例えば、クロロメチル樹脂、ヒドロキシメチル樹脂、ベンズヒドリルアミン樹脂、アミノメチル樹脂、4−ベンジルオキシベンジルアルコール樹脂、4−メチルベンズヒドリルアミン樹脂、PAM樹脂、4−ヒドロキシメチルメチルフェニルアセトアミドメチル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、4−(2’,4’−ジメトキシフェニル−ヒドロキシメチル)フェノキシ樹脂、4−(2’,4’−ジメトキシフェニル−Fmocアミノエチル)フェノキシ樹脂などを挙げることができる。このような樹脂を用い、α−アミノ基と側鎖官能基を適当に保護したアミノ酸を、目的とするタンパク質の配列通りに、自体公知の各種縮合方法に従い、樹脂上で縮合させる。反応の最後に樹脂からタンパク質または部分ペプチドを切り出すと同時に各種保護基を除去し、さらに高希釈溶液中で分子内ジスルフィド結合形成反応を実施し、目的のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはそれらのアミド体を取得する。
上記した保護アミノ酸の縮合に関しては、タンパク質合成に使用できる各種活性化試薬を用いることができるが、特に、カルボジイミド類がよい。カルボジイミド類としては、DCC、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド、N−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロリル)カルボジイミドなどが用いられる。これらによる活性化にはラセミ化抑制添加剤(例えば、HOBt,HOOBt)とともに保護アミノ酸を直接樹脂に添加するかまたは、対称酸無水物またはHOBtエステルあるいはHOOBtエステルとしてあらかじめ保護アミノ酸の活性化を行なった後に樹脂に添加することができる。
【0015】
保護アミノ酸の活性化や樹脂との縮合に用いられる溶媒としては、タンパク質縮合反応に使用しうることが知られている溶媒から適宜選択されうる。例えば、N,N−ジメチルホルムアミド,N,N−ジメチルアセトアミド,N−メチルピロリドンなどの酸アミド類、塩化メチレン,クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類、トリフルオロエタノールなどのアルコール類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、ピリジン,ジオキサン,テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトニトリル,プロピオニトリルなどのニトリル類、酢酸メチル,酢酸エチルなどのエステル類あるいはこれらの適宜の混合物などが用いられる。反応温度はタンパク質結合形成反応に使用され得ることが知られている範囲から適宜選択され、通常約−20℃〜50℃の範囲から適宜選択される。活性化されたアミノ酸誘導体は通常1.5〜4倍過剰で用いられる。ニンヒドリン反応を用いたテストの結果、縮合が不十分な場合には保護基の脱離を行なうことなく縮合反応を繰り返すことにより十分な縮合を行なうことができる。反応を繰り返しても十分な縮合が得られないときには、無水酢酸またはアセチルイミダゾールを用いて未反応アミノ酸をアセチル化することによって、後の反応に影響を与えないようにすることができる。
【0016】
原料のアミノ基の保護基としては、例えば、Z、Boc、t−ペンチルオキシカルボニル、イソボルニルオキシカルボニル、4−メトキシベンジルオキシカルボニル、Cl−Z、Br−Z、アダマンチルオキシカルボニル、トリフルオロアセチル、フタロイル、ホルミル、2−ニトロフェニルスルフェニル、ジフェニルホスフィノチオイル、Fmocなどが用いられる。
カルボキシル基は、例えば、アルキルエステル化(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、t−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、2−アダマンチルなどの直鎖状、分枝状もしくは環状アルキルエステル化)、アラルキルエステル化(例えば、ベンジルエステル、4−ニトロベンジルエステル、4−メトキシベンジルエステル、4−クロロベンジルエステル、ベンズヒドリルエステル化)、フェナシルエステル化、ベンジルオキシカルボニルヒドラジド化、t−ブトキシカルボニルヒドラジド化、トリチルヒドラジド化などによって保護することができる。
セリンの水酸基は、例えば、エステル化またはエーテル化によって保護することができる。このエステル化に適する基としては、例えば、アセチル基などの低級(C1−6)アルカノイル基、ベンゾイル基などのアロイル基、ベンジルオキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などの炭酸から誘導される基などが用いられる。また、エーテル化に適する基としては、例えば、ベンジル基、テトラヒドロピラニル基、t−ブチル基などである。
チロシンのフェノール性水酸基の保護基としては、例えば、Bzl、Cl−Bzl、2−ニトロベンジル、Br−Z、t−ブチルなどが用いられる。
ヒスチジンのイミダゾールの保護基としては、例えば、Tos、4−メトキシ−2,3,6−トリメチルベンゼンスルホニル、DNP、ベンジルオキシメチル、Bum、Boc、Trt、Fmocなどが用いられる。
【0017】
原料のカルボキシル基の活性化されたものとしては、例えば、対応する酸無水物、アジド、活性エステル〔アルコール(例えば、ペンタクロロフェノール、2,4,5−トリクロロフェノール、2,4−ジニトロフェノール、シアノメチルアルコール、パラニトロフェノール、HONB、N−ヒドロキシスクシミド、N−ヒドロキシフタルイミド、HOBt)とのエステル〕などが用いられる。原料のアミノ基の活性化されたものとしては、例えば、対応するリン酸アミドが用いられる。
保護基の除去(脱離)方法としては、例えば、Pd−黒あるいはPd−炭素などの触媒の存在下での水素気流中での接触還元や、また、無水フッ化水素、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸あるいはこれらの混合液などによる酸処理や、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、ピペリジン、ピペラジンなどによる塩基処理、また液体アンモニア中ナトリウムによる還元なども用いられる。上記酸処理による脱離反応は、一般に約−20℃〜40℃の温度で行なわれるが、酸処理においては、例えば、アニソール、フェノール、チオアニソール、メタクレゾール、パラクレゾール、ジメチルスルフィド、1,4−ブタンジチオール、1,2−エタンジチオールなどのようなカチオン捕捉剤の添加が有効である。また、ヒスチジンのイミダゾール保護基として用いられる2,4−ジニトロフェニル基はチオフェノール処理により除去され、トリプトファンのインドール保護基として用いられるホルミル基は上記の1,2−エタンジチオール、1,4−ブタンジチオールなどの存在下の酸処理による脱保護以外に、希水酸化ナトリウム溶液、希アンモニアなどによるアルカリ処理によっても除去される。
【0018】
原料の反応に関与すべきでない官能基の保護ならびに保護基、およびその保護基の脱離、反応に関与する官能基の活性化などは公知の基または公知の手段から適宜選択しうる。
タンパク質または部分ペプチドのアミド体を得る別の方法としては、例えば、まず、カルボキシ末端アミノ酸のα−カルボキシル基をアミド化して保護した後、アミノ基側にペプチド(タンパク質)鎖を所望の鎖長まで延ばした後、該ペプチド鎖のN末端のα−アミノ基の保護基のみを除いたタンパク質または部分ペプチドとC末端のカルボキシル基の保護基のみを除去したタンパク質または部分ペプチドとを製造し、これらのタンパク質またはペプチドを上記したような混合溶媒中で縮合させる。縮合反応の詳細については上記と同様である。縮合により得られた保護タンパク質またはペプチドを精製した後、上記方法によりすべての保護基を除去し、所望の粗タンパク質またはペプチドを得ることができる。この粗タンパク質またはペプチドは既知の各種精製手段を駆使して精製し、主要画分を凍結乾燥することで所望のタンパク質またはペプチドのアミド体を得ることができる。
タンパク質またはペプチドのエステル体を得るには、例えば、カルボキシ末端アミノ酸のα−カルボキシル基を所望のアルコール類と縮合しアミノ酸エステルとした後、タンパク質またはペプチドのアミド体と同様にして、所望のタンパク質またはペプチドのエステル体を得ることができる。
【0019】
本発明で用いられる部分ペプチドまたはそれらの塩は、自体公知のペプチドの合成法に従って、あるいは本発明のタンパク質を適当なペプチダーゼで切断することによって製造することができる。ペプチドの合成法としては、例えば、固相合成法、液相合成法のいずれによっても良い。すなわち、本発明で用いられる部分ペプチドを構成し得る部分ペプチドもしくはアミノ酸と残余部分とを縮合させ、生成物が保護基を有する場合は保護基を脱離することにより目的のペプチドを製造することができる。公知の縮合方法や保護基の脱離としては、例えば、以下の(i)〜(v)に記載された方法が挙げられる。
(i)M. Bodanszky および M.A. Ondetti、ペプチド・シンセシス (Peptide Synthesis), Interscience Publishers, New York (1966年)(ii)SchroederおよびLuebke、ザ・ペプチド(The Peptide), Academic Press, New York (1965年)
(iii)泉屋信夫他、ペプチド合成の基礎と実験、 丸善(株) (1975年)
(iv)矢島治明 および榊原俊平、生化学実験講座 1、 タンパク質の化学IV、 205、(1977年)
(v)矢島治明監修、続医薬品の開発、第14巻、ペプチド合成、広川書店
また、反応後は通常の精製法、例えば、溶媒抽出・蒸留・カラムクロマトグラフィー・液体クロマトグラフィー・再結晶などを組み合わせて本発明で用いられる部分ペプチドを精製単離することができる。上記方法で得られる部分ペプチドが遊離体である場合は、公知の方法あるいはそれに準じる方法によって適当な塩に変換することができるし、逆に塩で得られた場合は、公知の方法あるいはそれに準じる方法によって遊離体または他の塩に変換することができる。
【0020】
本発明のタンパク質をコードするポリヌクレオチドとしては、前述した本発明のタンパク質をコードする塩基配列を含有するものであればいかなるものであってもよい。好ましくはDNAである。DNAとしては、ゲノムDNA、ゲノムDNAライブラリー、前記した細胞・組織由来のcDNA、前記した細胞・組織由来のcDNAライブラリー、合成DNAのいずれでもよい。
ライブラリーに使用するベクターは、バクテリオファージ、プラスミド、コスミド、ファージミドなどいずれであってもよい。また、前記した細胞・組織よりtotalRNAまたはmRNA画分を調製したものを用いて直接 Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction(以下、RT−PCR法と略称する)によって増幅することもできる。
本発明のタンパク質をコードするDNAとしては、例えば、(1)配列番号:2で表される塩基配列を含有するDNA、または配列番号:2で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含有し、前記した配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質と実質的に同質の性質を有するタンパク質をコードするDNA、(2)配列番号:6で表される塩基配列を含有するDNA、または配列番号:6で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含有し、前記した配列番号:5で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質と実質的に同質の性質を有するタンパク質をコードするDNA、(3)配列番号:17で表される塩基配列を含有するDNA、または配列番号:17で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含有し、前記した配列番号:26で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質と実質的に同質の性質を有するタンパク質をコードするDNAであれば何れのものでもよい。
【0021】
配列番号:2で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズできるDNAとしては、例えば、配列番号:2で表される塩基配列と約50%以上、好ましくは約60%以上、さらに好ましくは約70%以上、より好ましくは約80%以上、特に好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列を含有するDNAなどが用いられる。
配列番号:6で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズできるDNAとしては、例えば、配列番号:6で表される塩基配列と75%以上、好ましくは約80%以上、さらに好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列を含有するDNAなどが用いられる。配列番号:6で表される塩基配列を含有するDNAとしては、例えば、配列番号:7で表される塩基配列を有するDNA、配列番号:16で表される塩基配列を有するDNAなどが挙げられる。
配列番号:17で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズできるDNAとしては、例えば、配列番号:17で表される塩基配列と98%以上、好ましくは約99%以上の相同性を有する塩基配列を含有するDNAなどが用いられる。配列番号:17で表される塩基配列を含有するDNAとしては、例えば、配列番号:25で表される塩基配列を有するDNAなどが挙げられる。
ハイブリダイゼーションは、自体公知の方法あるいはそれに準じる方法、例えば、Molecular Cloning 2nd(J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989)に記載の方法などに従って行なうことができる。また、市販のライブラリーを使用する場合、添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうことができる。より好ましくは、ハイストリンジェントな条件に従って行なうことができる。
ハイストリンジェントな条件とは、例えば、ナトリウム濃度が約19〜40mM、好ましくは約19〜20mMで、温度が約50〜70℃、好ましくは約60〜65℃の条件を示す。特に、ナトリウム濃度が約19mMで温度が約65℃の場合が最も好ましい。
より具体的には、配列番号:1で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNAとしては、配列番号:2で表される塩基配列を有するDNAなどが、配列番号:5で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNAとしては、配列番号:6で表される塩基配列を有するDNA、配列番号:7で表される塩基配列を有するDNA、配列番号:16で表される塩基配列を有するDNAなどが、配列番号:26で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNAとしては、配列番号:17で表される塩基配列を有するDNA、配列番号:25で表される塩基配列を有するDNAなどが用いられる。
【0022】
本発明で用いられる部分ペプチドをコードするDNAとしては、前述した本発明で用いられる部分ペプチドをコードする塩基配列を含有するものであればいかなるものであってもよい。また、ゲノムDNA、ゲノムDNAライブラリー、前記した細胞・組織由来のcDNA、前記した細胞・組織由来のcDNAライブラリー、合成DNAのいずれでもよい。
本発明で用いられる部分ペプチドをコードするDNAとしては、例えば、配列番号:2、配列番号:6または配列番号:17で表される塩基配列を含有するDNAの一部分を有するDNA、または配列番号:2、配列番号:6または配列番号:17で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含有し、本発明のタンパク質と実質的に同質の活性を有するタンパク質をコードするDNAの一部分を含有するDNAなどが用いられる。
配列番号:2、配列番号:6または配列番号:17で表される塩基配列とハイブリダイズできるDNAは、前記と同意義を示す。
ハイブリダイゼーションの方法およびハイストリンジェントな条件は前記と同様のものが用いられる。
【0023】
本発明のタンパク質、部分ペプチド(以下、これらをコードするDNAのクローニングおよび発現の説明においては、これらを単に本発明のタンパク質と略記する場合がある)を完全にコードするDNAのクローニングの手段としては、本発明のタンパク質をコードする塩基配列の一部分を有する合成DNAプライマーを用いてPCR法によって増幅するか、または適当なベクターに組み込んだDNAを本発明のタンパク質の一部あるいは全領域をコードするDNA断片もしくは合成DNAを用いて標識したものとのハイブリダイゼーションによって選別することができる。ハイブリダイゼーションの方法は、例えば、モレキュラー・クローニング(Molecular Cloning)2nd(J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989)に記載の方法などに従って行なうことができる。また、市販のライブラリーを使用する場合、添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうことができる。
DNAの塩基配列の変換は、PCR、公知のキット、例えば、MutanTM−super Express Km(宝酒造(株))、MutanTM−K(宝酒造(株))等を用いて、ODA−LA PCR法、Gapped duplex法、Kunkel法等の自体公知の方法あるいはそれらに準じる方法に従って行なうことができる。
クローン化されたタンパク質をコードするDNAは目的によりそのまま、または所望により制限酵素で消化したり、リンカーを付加したりして使用することができる。該DNAはその5’末端側に翻訳開始コドンとしてのATGを有し、また3’末端側には翻訳終止コドンとしてのTAA、TGAまたはTAGを有していてもよい。これらの翻訳開始コドンや翻訳終止コドンは、適当な合成DNAアダプターを用いて付加することもできる。
本発明のタンパク質の発現ベクターは、例えば、(イ)本発明のタンパク質をコードするDNAから目的とするDNA断片を切り出し、(ロ)該DNA断片を適当な発現ベクター中のプロモーターの下流に連結することにより製造することができる。
【0024】
ベクターとしては、大腸菌由来のプラスミド(例、pBR322,pBR325,pUC12,pUC13)、枯草菌由来のプラスミド(例、pUB110,pTP5,pC194)、酵母由来プラスミド(例、pSH19,pSH15)、λファージなどのバクテリオファージ、アデノウイルス、レトロウイルス,ワクシニアウイルス,バキュロウイルスなどの動物ウイルスなどの他、pA1−11、pXT1、pRc/CMV、pRc/RSV、pcDNAI/Neoなどが用いられる。
本発明で用いられるプロモーターとしては、遺伝子の発現に用いる宿主に対応して適切なプロモーターであればいかなるものでもよい。例えば、動物細胞を宿主として用いる場合は、SRαプロモーター、SV40プロモーター、LTRプロモーター、CMVプロモーター、HSV−TKプロモーターなどが挙げられる。
これらのうち、CMV(サイトメガロウイルス)プロモーター、SRαプロモーターなどを用いるのが好ましい。宿主がエシェリヒア属菌である場合は、trpプロモーター、lacプロモーター、recAプロモーター、λPプロモーター、lppプロモーター、T7プロモーターなどが、宿主がバチルス属菌である場合は、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーターなど、宿主が酵母である場合は、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーターなどが好ましい。宿主が昆虫細胞である場合は、ポリヘドリンプロモーター、P10プロモーターなどが好ましい。
【0025】
発現ベクターには、以上の他に、所望によりエンハンサー、スプライシングシグナル、ポリA付加シグナル、選択マーカー、SV40複製オリジン(以下、SV40oriと略称する場合がある)などを含有しているものを用いることができる。選択マーカーとしては、例えば、ジヒドロ葉酸還元酵素(以下、dhfrと略称する場合がある)遺伝子〔メソトレキセート(MTX)耐性〕、アンピシリン耐性遺伝子(以下、Ampと略称する場合がある)、ネオマイシン耐性遺伝子(以下、Neoと略称する場合がある、G418耐性)等が挙げられる。特に、dhfr遺伝子欠損チャイニーズハムスター細胞を用いてdhfr遺伝子を選択マーカーとして使用する場合、目的遺伝子をチミジンを含まない培地によっても選択できる。
また、必要に応じて、宿主に合ったシグナル配列を、本発明のタンパク質のN端末側に付加する。宿主がエシェリヒア属菌である場合は、PhoA・シグナル配列、OmpA・シグナル配列などが、宿主がバチルス属菌である場合は、α−アミラーゼ・シグナル配列、サブチリシン・シグナル配列などが、宿主が酵母である場合は、MFα・シグナル配列、SUC2・シグナル配列などが、宿主が動物細胞である場合には、インシュリン・シグナル配列、α−インターフェロン・シグナル配列、抗体分子・シグナル配列などがそれぞれ利用できる。
このようにして構築された本発明のタンパク質をコードするDNAを含有するベクターを用いて、形質転換体を製造することができる。
【0026】
宿主としては、例えば、エシェリヒア属菌、バチルス属菌、酵母、昆虫細胞、昆虫、動物細胞などが用いられる。
エシェリヒア属菌の具体例としては、例えば、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)K12・DH1〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 60巻, 160(1968)〕,JM103〔Nucleic Acids Research,9巻,309(1981)〕,JA221〔Journal of Molecular Biology,120巻,517(1978)〕,HB101〔Journal of Molecular Biology,41巻,459(1969)〕,C600〔Genetics,39巻,440(1954)〕などが用いられる。
バチルス属菌としては、例えば、バチルス・サブチルス(Bacillus subtilis)MI114〔Gene,24巻,255(1983)〕,207−21〔Journal of Biochemistry,95巻,87(1984)〕などが用いられる。
酵母としては、例えば、サッカロマイセス セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)AH22,AH22R,NA87−11A,DKD−5D,20B−12、シゾサッカロマイセス ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)NCYC1913,NCYC2036、ピキア パストリス(Pichia pastoris)KM71などが用いられる。
【0027】
昆虫細胞としては、例えば、ウイルスがAcNPVの場合は、夜盗蛾の幼虫由来株化細胞(Spodoptera frugiperda cell;Sf細胞)、Trichoplusia niの中腸由来のMG1細胞、Trichoplusia niの卵由来のHigh FiveTM細胞、Mamestra brassicae由来の細胞またはEstigmena acrea由来の細胞などが用いられる。ウイルスがBmNPVの場合は、蚕由来株化細胞(Bombyx mori N 細胞;BmN細胞)などが用いられる。該Sf細胞としては、例えば、Sf9細胞(ATCC CRL1711)、Sf21細胞(以上、Vaughn, J.L.ら、イン・ヴィボ(In Vivo),13, 213−217,(1977))などが用いられる。
昆虫としては、例えば、カイコの幼虫などが用いられる〔前田ら、ネイチャー(Nature),315巻,592(1985)〕。
動物細胞としては、例えば、サル細胞COS−7,Vero,チャイニーズハムスター細胞CHO(以下、CHO細胞と略記),dhfr遺伝子欠損チャイニーズハムスター細胞CHO(以下、CHO(dhfr)細胞と略記),マウスL細胞,マウスAtT−20,マウスミエローマ細胞,マウスATDC5細胞,ラットGH3,ヒトFL細胞などが用いられる。ヒト癌細胞由来細胞株(DLD−1細胞、HCT−15細胞、SW−480細胞、LoVo細胞、HCT−116細胞、WiDr細胞、HT−29細胞、LS−174T細胞、SNU−C1細胞、SNU−C4細胞、SNU−C2A細胞、CX−1細胞、GI−112細胞、HL−60細胞、Raji細胞、G361細胞、S3細胞)なども用いられる。
【0028】
エシェリヒア属菌を形質転換するには、例えば、Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69巻,2110(1972)やGene,17巻,107(1982)などに記載の方法に従って行なうことができる。
バチルス属菌を形質転換するには、例えば、Molecular & General Genetics,168巻,111(1979)などに記載の方法に従って行なうことができる。
酵母を形質転換するには、例えば、Methods in Enzymology,194巻,182−187(1991)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA,75巻,1929(1978)などに記載の方法に従って行なうことができる。
昆虫細胞または昆虫を形質転換するには、例えば、Bio/Technology,6, 47−55(1988)などに記載の方法に従って行なうことができる。
動物細胞を形質転換するには、例えば、細胞工学別冊8 新細胞工学実験プロトコール.263−267(1995)(秀潤社発行)、Virology,52巻,456(1973)に記載の方法に従って行なうことができる。
このようにして、タンパク質をコードするDNAを含有する発現ベクターで形質転換された形質転換体を得ることができる。
宿主がエシェリヒア属菌、バチルス属菌である形質転換体を培養する際、培養に使用される培地としては液体培地が適当であり、その中には該形質転換体の生育に必要な炭素源、窒素源、無機物その他が含有せしめられる。炭素源としては、例えば、グルコース、デキストリン、可溶性澱粉、ショ糖など、窒素源としては、例えば、アンモニウム塩類、硝酸塩類、コーンスチープ・リカー、ペプトン、カゼイン、肉エキス、大豆粕、バレイショ抽出液などの無機または有機物質、無機物としては、例えば、塩化カルシウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化マグネシウムなどが挙げられる。また、酵母エキス、ビタミン類、生長促進因子などを添加してもよい。培地のpHは約5〜8が望ましい。
【0029】
エシェリヒア属菌を培養する際の培地としては、例えば、グルコース、カザミノ酸を含むM9培地〔Journal of Experiments in Molecular Genetics,431−433,Cold Spring Harbor Laboratory, New York 1972〕が好ましい。ここに必要によりプロモーターを効率よく働かせるために、例えば、3β−インドリルアクリル酸のような薬剤を加えることができる。
宿主がエシェリヒア属菌の場合、培養は通常約15〜43℃で約3〜24時間行ない、必要により、通気や撹拌を加えることもできる。
宿主がバチルス属菌の場合、培養は通常約30〜40℃で約6〜24時間行ない、必要により通気や撹拌を加えることもできる。
宿主が酵母である形質転換体を培養する際、培地としては、例えば、バークホールダー(Burkholder)最小培地〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA,77巻,4505(1980)〕や0.5%カザミノ酸を含有するSD培地〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA,81巻,5330(1984)〕が挙げられる。培地のpHは約5〜8に調整するのが好ましい。培養は通常約20℃〜35℃で約24〜72時間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
宿主が昆虫細胞または昆虫である形質転換体を培養する際、培地としては、Grace’s Insect Medium(Nature,195,788(1962))に非動化した10%ウシ血清等の添加物を適宜加えたものなどが用いられる。培地のpHは約6.2〜6.4に調整するのが好ましい。培養は通常約27℃で約3〜5日間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
宿主が動物細胞である形質転換体を培養する際、培地としては、例えば、約5〜20%の胎児牛血清を含むMEM培地〔Science,122巻,501(1952)〕,DMEM培地〔Virology,8巻,396(1959)〕,RPMI 1640培地〔The Journal of the American Medical Association 199巻,519(1967)〕,199培地〔Proceeding of the Society for the Biological Medicine,73巻,1(1950)〕などが用いられる。pHは約6〜8であるのが好ましい。培養は通常約30℃〜40℃で約15〜60時間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
以上のようにして、形質転換体の細胞内、細胞膜または細胞外に本発明のタンパク質を生成せしめることができる。
【0030】
上記培養物から本発明のタンパク質を分離精製するには、例えば、下記の方法により行なうことができる。
本発明のタンパク質を培養菌体あるいは細胞から抽出するに際しては、培養後、公知の方法で菌体あるいは細胞を集め、これを適当な緩衝液に懸濁し、超音波、リゾチームおよび/または凍結融解などによって菌体あるいは細胞を破壊したのち、遠心分離やろ過によりタンパク質の粗抽出液を得る方法などが適宜用いられる。緩衝液の中に尿素や塩酸グアニジンなどのタンパク質変性剤や、トリトンX−100TMなどの界面活性剤が含まれていてもよい。培養液中にタンパク質が分泌される場合には、培養終了後、それ自体公知の方法で菌体あるいは細胞と上清とを分離し、上清を集める。
このようにして得られた培養上清、あるいは抽出液中に含まれるタンパク質の精製は、自体公知の分離・精製法を適切に組み合わせて行なうことができる。これらの公知の分離、精製法としては、塩析や溶媒沈澱法などの溶解度を利用する方法、透析法、限外ろ過法、ゲルろ過法、およびSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法などの主として分子量の差を利用する方法、イオン交換クロマトグラフィーなどの荷電の差を利用する方法、アフィニティークロマトグラフィーなどの特異的親和性を利用する方法、逆相高速液体クロマトグラフィーなどの疎水性の差を利用する方法、等電点電気泳動法などの等電点の差を利用する方法などが用いられる。
【0031】
かくして得られるタンパク質が遊離体で得られた場合には、自体公知の方法あるいはそれに準じる方法によって塩に変換することができ、逆に塩で得られた場合には自体公知の方法あるいはそれに準じる方法により、遊離体または他の塩に変換することができる。
なお、組換え体が産生するタンパク質を、精製前または精製後に適当な蛋白修飾酵素を作用させることにより、任意に修飾を加えたり、ポリペプチドを部分的に除去することもできる。蛋白修飾酵素としては、例えば、トリプシン、キモトリプシン、アルギニルエンドペプチダーゼ、プロテインキナーゼ、グリコシダーゼなどが用いられる。
かくして生成する本発明のタンパク質の存在は、特異抗体を用いたエンザイムイムノアッセイやウエスタンブロッティングなどにより測定することができる。
【0032】
本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩に対する抗体は、本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩を認識し得る抗体であれば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体の何れであってもよい。
本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩(以下、抗体の説明においては、これらを単に本発明のタンパク質と略記する場合がある)に対する抗体は、本発明のタンパク質を抗原として用い、自体公知の抗体または抗血清の製造法に従って製造することができる。
〔モノクローナル抗体の作製〕
(a)モノクローナル抗体産生細胞の作製
本発明のタンパク質は、温血動物に対して投与により抗体産生が可能な部位にそれ自体あるいは担体、希釈剤とともに投与される。投与に際して抗体産生能を高めるため、完全フロイントアジュバントや不完全フロイントアジュバントを投与してもよい。投与は通常2〜6週毎に1回ずつ、計2〜10回程度行われる。用いられる温血動物としては、例えば、サル、ウサギ、イヌ、モルモット、マウス、ラット、ヒツジ、ヤギ、ニワトリが挙げられるが、マウスおよびラットが好ましく用いられる。
モノクローナル抗体産生細胞の作製に際しては、抗原で免疫された温血動物、例えばマウスから抗体価の認められた個体を選択し最終免疫の2〜5日後に脾臓またはリンパ節を採取し、それらに含まれる抗体産生細胞を同種または異種動物の骨髄腫細胞と融合させることにより、モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを調製することができる。抗血清中の抗体価の測定は、例えば、後記の標識化タンパク質と抗血清とを反応させたのち、抗体に結合した標識剤の活性を測定することにより行なうことができる。融合操作は既知の方法、例えば、ケーラーとミルスタインの方法〔ネイチャー(Nature)、256、495 (1975)〕に従い実施することができる。融合促進剤としては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)やセンダイウィルスなどが挙げられるが、好ましくはPEGが用いられる。
【0033】
骨髄腫細胞としては、例えば、NS−1、P3U1、SP2/0、AP−1などの温血動物の骨髄腫細胞が挙げられるが、P3U1が好ましく用いられる。用いられる抗体産生細胞(脾臓細胞)数と骨髄腫細胞数との好ましい比率は1:1〜20:1程度であり、PEG(好ましくはPEG1000〜PEG6000)が10〜80%程度の濃度で添加され、20〜40℃、好ましくは30〜37℃で1〜10分間インキュベートすることにより効率よく細胞融合を実施できる。モノクローナル抗体産生ハイブリドーマのスクリーニングには種々の方法が使用できるが、例えば、タンパク質抗原を直接あるいは担体とともに吸着させた固相(例、マイクロプレート)にハイブリドーマ培養上清を添加し、次に放射性物質や酵素などで標識した抗免疫グロブリン抗体(細胞融合に用いられる細胞がマウスの場合、抗マウス免疫グロブリン抗体が用いられる)またはプロテインAを加え、固相に結合したモノクローナル抗体を検出する方法、抗免疫グロブリン抗体またはプロテインAを吸着させた固相にハイブリドーマ培養上清を添加し、放射性物質や酵素などで標識したタンパク質を加え、固相に結合したモノクローナル抗体を検出する方法などが挙げられる。
モノクローナル抗体の選別は、自体公知あるいはそれに準じる方法に従って行なうことができる。通常HAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジン)を添加した動物細胞用培地で行なうことができる。選別および育種用培地としては、ハイブリドーマが生育できるものならばどのような培地を用いても良い。例えば、1〜20%、好ましくは10〜20%の牛胎児血清を含むRPMI 1640培地、1〜10%の牛胎児血清を含むGIT培地(和光純薬工業(株))あるいはハイブリドーマ培養用無血清培地(SFM−101、日水製薬(株))などを用いることができる。培養温度は、通常20〜40℃、好ましくは約37℃である。培養時間は、通常5日〜3週間、好ましくは1週間〜2週間である。培養は、通常5%炭酸ガス下で行なうことができる。ハイブリドーマ培養上清の抗体価は、上記の抗血清中の抗体価の測定と同様にして測定できる。
【0034】
(b)モノクローナル抗体の精製
モノクローナル抗体の分離精製は、自体公知の方法、例えば、免疫グロブリンの分離精製法〔例、塩析法、アルコール沈殿法、等電点沈殿法、電気泳動法、イオン交換体(例、DEAE)による吸脱着法、超遠心法、ゲルろ過法、抗原結合固相あるいはプロテインAあるいはプロテインGなどの活性吸着剤により抗体のみを採取し、結合を解離させて抗体を得る特異的精製法〕に従って行なうことができる。
〔ポリクローナル抗体の作製〕
本発明のポリクローナル抗体は、それ自体公知あるいはそれに準じる方法に従って製造することができる。例えば、免疫抗原(タンパク質抗原)自体、あるいはそれとキャリアータンパク質との複合体をつくり、上記のモノクローナル抗体の製造法と同様に温血動物に免疫を行ない、該免疫動物から本発明のタンパク質に対する抗体含有物を採取して、抗体の分離精製を行なうことにより製造することができる。
温血動物を免疫するために用いられる免疫抗原とキャリアータンパク質との複合体に関し、キャリアータンパク質の種類およびキャリアータンパク質とハプテンとの混合比は、キャリアータンパク質に架橋させて免疫したハプテンに対して抗体が効率良くできれば、どのようなものをどのようなな比率で架橋させてもよいが、例えば、ウシ血清アルブミンやウシサイログロブリン、ヘモシアニン等を重量比でハプテン1に対し、約0.1〜20、好ましくは約1〜5の割合でカプルさせる方法が用いられる。
また、ハプテンとキャリアーのカプリングには、種々の縮合剤を用いることができるが、グルタルアルデヒドやカルボジイミド、マレイミド活性エステル、チオール基、ジチオビリジル基を含有する活性エステル試薬等が用いられる。
縮合生成物は、温血動物に対して、抗体産生が可能な部位にそれ自体あるいは担体、希釈剤とともに投与される。投与に際して抗体産生能を高めるため、完全フロイントアジュバントや不完全フロイントアジュバントを投与してもよい。投与は、通常約2〜6週毎に1回ずつ、計約3〜10回程度行なわれる。
ポリクローナル抗体は、上記の方法で免疫された温血動物の血液、腹水など、好ましくは血液から採取することができる。
抗血清中のポリクローナル抗体価の測定は、上記の抗血清中の抗体価の測定と同様にして測定できる。ポリクローナル抗体の分離精製は、上記のモノクローナル抗体の分離精製と同様の免疫グロブリンの分離精製法に従って行なうことができる。
【0035】
本発明のタンパク質または部分ペプチドをコードするDNA(以下、アンチセンスポリヌクレオチドの説明においては、これらのDNAを本発明のDNAと略記する場合がある)の塩基配列に相補的な、または実質的に相補的な塩基配列またはその一部を有するアンチセンスポリヌクレオチドとしては、本発明のDNAの塩基配列に相補的な、または実質的に相補的な塩基配列またはその一部を有し、該DNAの発現を抑制し得る作用を有するものであれば、いずれのアンチセンスポリヌクレオチドであってもよいが、アンチセンスDNAが好ましい。
本発明のDNAに実質的に相補的な塩基配列とは、例えば、本発明のDNAに相補的な塩基配列(すなわち、本発明のDNAの相補鎖)の全塩基配列あるいは部分塩基配列と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列などが挙げられる。特に、本発明のDNAの相補鎖の全塩基配列うち、(イ)翻訳阻害を指向したアンチセンスポリヌクレオチドの場合は、本発明のタンパク質のN末端部位をコードする部分の塩基配列(例えば、開始コドン付近の塩基配列など)の相補鎖と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有するアンチセンスポリヌクレオチドが、(ロ)RNaseHによるRNA分解を指向するアンチセンスポリヌクレオチドの場合は、イントロンを含む本発明のDNAの全塩基配列の相補鎖と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有するアンチセンスポリヌクレオチドがそれぞれ好適である。
具体的には、配列番号:2、配列番号:6または配列番号:17で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補的な、もしくは実質的に相補的な塩基配列、またはその一部分を有するアンチセンスポリヌクレオチド、好ましくは例えば、配列番号:2、配列番号:6または配列番号:17で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補的な塩基配列、またはその一部分を有するアンチセンスポリヌクレオチド(より好ましくは、配列番号:2、配列番号:6または配列番号:17で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補的な塩基配列、またはその一部分を有するアンチセンスポリヌクレオチド)が挙げられる。
アンチセンスポリヌクレオチドは通常、10〜40個程度、好ましくは15〜30個程度の塩基から構成される。
ヌクレアーゼなどの加水分解酵素による分解を防ぐために、アンチセンスDNAを構成する各ヌクレオチドのりん酸残基(ホスフェート)は、例えば、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホロジチオネートなどの化学修飾りん酸残基に置換されていてもよい。また、各ヌクレオチドの糖(デオキシリボース)は、2’−O−メチル化などの化学修飾糖構造に置換されていてもよいし、塩基部分(ピリミジン、プリン)も化学修飾を受けたものであってもよく、配列番号:2または配列番号:6で表される塩基配列を有するDNAにハイブリダイズするものであればいずれのものでもよい。これらのアンチセンスポリヌクレオチドは、公知のDNA合成装置などを用いて製造することができる。
【0036】
本発明に従えば、本発明のタンパク質遺伝子の複製または発現を阻害することのできるアンチセンスポリヌクレオチド(核酸)を、クローン化した、あるいは決定されたタンパク質をコードするDNAの塩基配列情報に基づき設計し、合成しうる。かかるポリヌクレオチド(核酸)は、本発明のタンパク質遺伝子のRNAとハイブリダイズすることができ、該RNAの合成または機能を阻害することができるか、あるいは本発明のタンパク質関連RNAとの相互作用を介して本発明のタンパク質遺伝子の発現を調節・制御することができる。本発明のタンパク質関連RNAの選択された配列に相補的なポリヌクレオチド、および本発明のタンパク質関連RNAと特異的にハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドは、生体内および生体外で本発明のタンパク質遺伝子の発現を調節・制御するのに有用であり、また病気などの治療または診断に有用である。用語「対応する」とは、遺伝子を含めたヌクレオチド、塩基配列または核酸の特定の配列に相同性を有するあるいは相補的であることを意味する。ヌクレオチド、塩基配列または核酸とペプチド(タンパク質)との間で「対応する」とは、ヌクレオチド(核酸)の配列またはその相補体から誘導される指令にあるペプチド(タンパク質)のアミノ酸を通常指している。タンパク質遺伝子の5’端ヘアピンループ、5’端6−ベースペア・リピート、5’端非翻訳領域、ポリペプチド翻訳開始コドン、タンパク質コード領域、ORF翻訳終止コドン、3’端非翻訳領域、3’端パリンドローム領域、および3’端ヘアピンループは好ましい対象領域として選択しうるが、タンパク質遺伝子内の如何なる領域も対象として選択しうる。
目的核酸と、対象領域の少なくとも一部に相補的なポリヌクレオチドとの関係は、対象物とハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドとの関係は、「アンチセンス」であるということができる。アンチセンス・ポリヌクレオチドは、2−デオキシ−D−リボースを含有しているポリヌクレオチド、D−リボースを含有しているポリヌクレオチド、プリンまたはピリミジン塩基のN−グリコシドであるその他のタイプのポリヌクレオチド、あるいは非ヌクレオチド骨格を有するその他のポリマー(例えば、市販のタンパク質核酸および合成配列特異的な核酸ポリマー)または特殊な結合を含有するその他のポリマー(但し、該ポリマーはDNAやRNA中に見出されるような塩基のペアリングや塩基の付着を許容する配置をもつヌクレオチドを含有する)などが挙げられる。それらは、2本鎖DNA、1本鎖DNA、2本鎖RNA、1本鎖RNA、さらにDNA:RNAハイブリッドであることができ、さらに非修飾ポリヌクレオチド(または非修飾オリゴヌクレオチド)、さらには公知の修飾の付加されたもの、例えば当該分野で知られた標識のあるもの、キャップの付いたもの、メチル化されたもの、1個以上の天然のヌクレオチドを類縁物で置換したもの、分子内ヌクレオチド修飾のされたもの、例えば非荷電結合(例えば、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホルアミデート、カルバメートなど)を持つもの、電荷を有する結合または硫黄含有結合(例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエートなど)を持つもの、例えばタンパク質(ヌクレアーゼ、ヌクレアーゼ・インヒビター、トキシン、抗体、シグナルペプチド、ポリ−L−リジンなど)や糖(例えば、モノサッカライドなど)などの側鎖基を有しているもの、インターカレント化合物(例えば、アクリジン、ソラレンなど)を持つもの、キレート化合物(例えば、金属、放射活性をもつ金属、ホウ素、酸化性の金属など)を含有するもの、アルキル化剤を含有するもの、修飾された結合を持つもの(例えば、αアノマー型の核酸など)であってもよい。ここで「ヌクレオシド」、「ヌクレオチド」および「核酸」とは、プリンおよびピリミジン塩基を含有するのみでなく、修飾されたその他の複素環型塩基をもつようなものを含んでいて良い。こうした修飾物は、メチル化されたプリンおよびピリミジン、アシル化されたプリンおよびピリミジン、あるいはその他の複素環を含むものであってよい。修飾されたヌクレオチドおよび修飾されたヌクレオチドはまた糖部分が修飾されていてよく、例えば、1個以上の水酸基がハロゲンとか、脂肪族基などで置換されていたり、あるいはエーテル、アミンなどの官能基に変換されていてよい。
本発明のアンチセンスポリヌクレオチド(核酸)は、RNA、DNA、あるいは修飾された核酸(RNA、DNA)である。修飾された核酸の具体例としては核酸の硫黄誘導体やチオホスフェート誘導体、そしてポリヌクレオシドアミドやオリゴヌクレオシドアミドの分解に抵抗性のものが挙げられるが、それに限定されるものではない。本発明のアンチセンス核酸は次のような方針で好ましく設計されうる。すなわち、細胞内でのアンチセンス核酸をより安定なものにする、アンチセンス核酸の細胞透過性をより高める、目標とするセンス鎖に対する親和性をより大きなものにする、そしてもし毒性があるならアンチセンス核酸の毒性をより小さなものにする。
こうして修飾は当該分野で数多く知られており、例えば J. Kawakami et al.,Pharm Tech Japan, Vol. 8, pp.247, 1992; Vol. 8, pp.395, 1992; S. T. Crooke et al. ed., Antisense Research and Applications, CRC Press, 1993 などに開示がある。
本発明のアンチセンス核酸は、変化せしめられたり、修飾された糖、塩基、結合を含有していて良く、リポゾーム、ミクロスフェアのような特殊な形態で供与されたり、遺伝子治療により適用されたり、付加された形態で与えられることができうる。こうして付加形態で用いられるものとしては、リン酸基骨格の電荷を中和するように働くポリリジンのようなポリカチオン体、細胞膜との相互作用を高めたり、核酸の取込みを増大せしめるような脂質(例えば、ホスホリピド、コレステロールなど)といった疎水性のものが挙げられる。付加するに好ましい脂質としては、コレステロールやその誘導体(例えば、コレステリルクロロホルメート、コール酸など)が挙げられる。こうしたものは、核酸の3’端あるいは5’端に付着させることができ、塩基、糖、分子内ヌクレオシド結合を介して付着させることができうる。その他の基としては、核酸の3’端あるいは5’端に特異的に配置されたキャップ用の基で、エキソヌクレアーゼ、RNaseなどのヌクレアーゼによる分解を阻止するためのものが挙げられる。こうしたキャップ用の基としては、ポリエチレングリコール、テトラエチレングリコールなどのグリコールをはじめとした当該分野で知られた水酸基の保護基が挙げられるが、それに限定されるものではない。
アンチセンス核酸の阻害活性は、本発明の形質転換体、本発明の生体内や生体外の遺伝子発現系、あるいは本発明のタンパク質の生体内や生体外の翻訳系を用いて調べることができる。該核酸それ自体公知の各種の方法で細胞に適用できる。
【0037】
以下に、本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩(以下、本発明のタンパク質と略記する場合がある)、本発明のタンパク質または部分ペプチドをコードするDNA(以下、本発明のDNAと略記する場合がある)、本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩に対する抗体(以下、本発明の抗体と略記する場合がある)、および本発明のDNAのアンチセンスポリヌクレオチド(以下、本発明のアンチセンスポリヌクレオチドと略記する場合がある)の用途を説明する。
【0038】
本発明のタンパク質は、神経組織およびアルツハイマー病患者の海馬において発現が多く見られるので、疾患マーカーとして利用することが出来る。すなわち、神経系疾患(好ましくはアルツハイマー病)における早期診断、症状の重症度の判定、疾患進行の予測のためのマーカーとして有用である。さらに、本発明のタンパク質は、コリン作動性神経分化抑制作用を有するため、コリン作動性神経の再生を阻害する。
これより、本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物またはその塩、本発明のタンパク質遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩、本発明のアンチセンスポリヌクレオチド、および本発明の抗体は、例えば、コリン作動性神経分化促進剤として、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくはアルツハイマー病の予防・治療剤などである。
【0039】
(1)本発明のタンパク質が関与する各種疾病の予防・治療剤
本発明のタンパク質は、転写因子として機能し、神経組織およびアルツハイマー病患者の海馬において発現が多く見られ、さらにコリン作動性神経分化抑制作用を持つ。したがって、本発明のタンパク質をコードするDNAに異常があったり、欠損している場合あるいは本発明のタンパク質の発現量が減少している場合には、例えば、神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などが発症する。
したがって、本発明のタンパク質および本発明のDNAは、例えば、神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤などの医薬として使用することができる。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病などの予防・治療剤などである。
例えば、生体内において本発明のタンパク質が減少あるいは欠損しているために、転写調節が十分に、あるいは正常に発揮されない患者がいる場合に、(イ)本発明のDNAをその患者に投与し、生体内で本発明のタンパク質を発現させることによって、(ロ)細胞に本発明のDNAを挿入し、本発明のタンパク質を発現させた後に、その細胞を患者に移植することによって、または(ハ)本発明のタンパク質をその患者に投与することなどによって、その患者における本発明のタンパク質の役割を十分に、あるいは正常に発揮させることができる。
本発明のDNAを上記の予防・治療剤として使用する場合は、本発明のDNAを単独あるいはレトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノウイルスアソシエーテッドウイルスベクターなどの適当なベクターに挿入した後、常套手段に従って、ヒトまたはその他の温血動物に投与することができる。本発明のDNAは、そのままで、あるいは摂取促進のための補助剤などの生理学的に認められる担体とともに製剤化し、遺伝子銃やハイドロゲルカテーテルのようなカテーテルによって投与できる。
本発明のタンパク質を上記の予防・治療剤として使用する場合は、少なくとも90%、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上に精製されたものを使用するのが好ましい。
【0040】
本発明のタンパク質は、例えば、必要に応じて糖衣を施した錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤などとして経口的に、あるいは水もしくはそれ以外の薬学的に許容し得る液との無菌性溶液、または懸濁液剤などの注射剤の形で非経口的に使用できる。例えば、本発明のタンパク質等を生理学的に認められる担体、香味剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、安定剤、結合剤などとともに一般に認められた製剤実施に要求される単位用量形態で混和することによって製造することができる。これら製剤における有効成分量は指示された範囲の適当な用量が得られるようにするものである。
錠剤、カプセル剤などに混和することができる添加剤としては、例えば、ゼラチン、コーンスターチ、トラガント、アラビアゴムのような結合剤、結晶性セルロースのような賦形剤、コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸などのような膨化剤、ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤、ショ糖、乳糖またはサッカリンのような甘味剤、ペパーミント、アカモノ油またはチェリーのような香味剤などが用いられる。調剤単位形態がカプセルである場合には、前記タイプの材料にさらに油脂のような液状担体を含有することができる。注射のための無菌組成物は注射用水のようなベヒクル中の活性物質、胡麻油、椰子油などのような天然産出植物油などを溶解または懸濁させるなどの通常の製剤実施に従って処方することができる。
注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液(例えば、D−ソルビトール、D−マンニトール、塩化ナトリウムなど)などが挙げられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(例えば、エタノールなど)、ポリアルコール(例えば、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなど)、非イオン性界面活性剤(例えば、ポリソルベート80TM、HCO−50など)などと併用してもよい。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油などが挙げられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコールなどと併用してもよい。また、緩衝剤(例えば、リン酸塩緩衝液、酢酸ナトリウム緩衝液など)、無痛化剤(例えば、塩化ベンザルコニウム、塩酸プロカインなど)、安定剤(例えば、ヒト血清アルブミン、ポリエチレングリコールなど)、保存剤(例えば、ベンジルアルコール、フェノールなど)、酸化防止剤などと配合してもよい。調製された注射液は、通常、適当なアンプルに充填される。
本発明のDNAが挿入されたベクターも上記と同様に製剤化され、通常、非経口的に使用される。
このようにして得られる製剤は、安全で低毒性であるので、例えば、温血動物(例えば、ヒト、ラット、マウス、モルモット、ウサギ、トリ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、サル、チンパンジーなど)に対して投与することができる。
本発明のタンパク質の投与量は、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、アルツハイマー病の治療目的で本発明のタンパク質を経口投与する場合、一般的に成人(体重60kgとして)においては、一日につき該タンパク質を約0.1〜100mg、好ましくは約1.0〜50mg、より好ましくは約1.0〜20mg投与する。非経口的に投与する場合は、該タンパク質等の1回投与量は投与対象、対象疾患などによっても異なるが、例えば、アルツハイマー病の治療目的で本発明のタンパク質を注射剤の形で成人(体重60kgとして)に投与する場合、一日につき該タンパク質を約0.01〜30mg、好ましくは約0.1〜20mg、より好ましくは約0.1〜10mgを患部に注射することにより投与するのが好都合である。他の動物の場合も、体重60kg当たりに換算した量を投与することができる。
【0041】
(2)疾病に対する医薬候補化合物のスクリーニング
本発明のタンパク質は、転写因子として機能し、神経組織およびアルツハイマー病患者の海馬において発現が多く見られ、さらにコリン作動性神経分化抑制作用を有し、コリン作動性神経の再生を阻害する。
従って、本発明のタンパク質の活性を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩は、例えばコリン作動性神経分化促進剤として、例えば、神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病などの予防・治療剤などである。
したがって、本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質の活性を調節する化合物またはその塩のスクリーニングのための試薬として有用である。
すなわち、本発明は、本発明のタンパク質を用いることを特徴とする本発明のタンパク質の活性(例えば、転写調節活性、コリン作動性神経分化抑制作用など)を調節する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
具体的には、例えば、(i)本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞の転写調節活性と、(ii)試験化合物存在下での本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞の転写調節活性の比較することを特徴する本発明のタンパク質の活性を調節(促進または阻害)する化合物またはその塩のスクリーニング方法が用いられる。
上記スクリーニング方法においては、例えば(i)と(ii)の場合において、転写調節活性を自体公知の方法、例えば、CATアッセイ法(Mol. Cel. Biol.、2巻、1044−1051頁、1982年)、ルシフェラーゼアッセイ法(Mol. Cell Biol. 7巻725−737頁、1987年)、コトランスフェクション法(EMBO J.、7巻、3771−3778頁、1988年)などに記載の方法またはそれに順ずる方法によって測定し、比較する。
具体的には、(i)本発明のタンパク質(転写因子)が結合可能なシス−エレメント領域を含む配列をレポーター遺伝子の上流に結合したキメラ遺伝子を組み込んだ発現ベクターと、該転写因子遺伝子を組み込んだ発現ベクターを細胞に取り込ませて培養した場合と、(ii)本発明のタンパク質(転写因子)が結合可能なシス−エレメント領域を含む配列をレポーター遺伝子の上流に結合したキメラ遺伝子を組み込んだ発現ベクターと、該転写因子遺伝子を組み込んだ発現ベクターを細胞に取り込ませ、試験化合物の存在下、培養した場合の、レポーターの発現量を測定し、比較する。レポーターの発現量は、自体公知の方法により測定し、本発明のタンパク質の活性を調節(促進または阻害)する化合物またはその塩をスクリーニングする。
本発明のタンパク質(転写因子)の結合配列(シス−エレメント)の同定は、ターゲットディテクションアッセイ法、ゲルシフト法またはこれらに準ずる方法を用いることにより行うことが出来る。例えば、ターゲットディテクションアッセイ法では、ランダムな12個の塩基配列の両側を22個の特異的配列からなる塩基配列で挟んだオリゴマーを作製し、これを鋳型として、特異的配列をプライマーとしたPCRを行い二本鎖を形成させる。また、本発明のタンパク質(転写因子)をリコンビナントタンパク質として大腸菌、動物細胞またはヒト癌細胞由来の細胞に発現させる。リコンビナントタンパク質はHis等のタグが付加されていてもよい。前記二本鎖オリゴマーをこのリコンビナントタンパク質に発現させたタンパク質と反応させた後、ニトロセルロースフィルターにかけ、目的タンパク質に結合するDNAの塩基配列を分離同定する。また、ゲルシフト法では、32Pで標識したDNAと目的タンパク質(転写因子)を結合させてから、ゲル電気泳動法等で分離し目的タンパク質に結合するDNAの塩基配列を同定する。
具体的には、例えば、(i’)本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞のコリン作動性神経分化抑制作用と、(ii’)試験化合物存在下での本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞のコリン作動性神経分化抑制作用の比較することを特徴する本発明のタンパク質の活性を調節(促進または阻害)する化合物またはその塩のスクリーニング方法が用いられる。
上記スクリーニング方法においては、例えば(i’)と(ii’)で細胞をそれぞれ培養した場合において、コリン作動性神経分化抑制作用を、例えば、RT−PCR法、in situ ハイブリダイゼーション法、免疫組織法、免疫細胞化学法、アセチルコリン含有量の測定法、アセチルコリン合成酵素の活性測定法を用いて測定する。
例えば、RT−PCR法では、コリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子などのコリン作動性神経マーカーを特異的に増幅、検出できるプライマーを用い、RT−PCRによってコリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子のコピー数の定量を行う(例、後述の実施例7等)。
in situ ハイブリダイゼーション法では、コリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子などのコリン作動性神経マーカーのオリゴヌクレオチドプローブ、またはリボプローブを作成し、公知の方法、例えば、みる見るわかる脳・神経化学入門講座・上巻免疫組織法、免疫細胞化学法130−133頁、2002年(羊土社) などに記載の方法に従って行なうことができる。
免疫組織法および免疫細胞化学法では、コリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子などのコリン作動性神経マーカーの抗体を用い、公知の方法、例えば、みる見るわかる脳・神経化学入門講座・上巻免疫組織法、免疫細胞化学法134−136頁、2002年(羊土社)などに記載の方法に従って行なうことができる。
アセチルコリン含有量の測定法では、組織または細胞内のアセチルコリンを、公知の方法、例えばBiochem Pharmacol 57巻,1321−1329頁,1999年などに記載の方法によって抽出、HPLCで定量することにより測定できる。
アセチルコリン合成酵素の活性測定法では、コリンアセチルトランスフェラーゼの活性を、トリチウム標識したアセチルCoAおよびコリンを用いて、合成されるアセチルコリンの量を、公知の方法、例えば、Brain Res. 395巻47−56頁,1986年などに記載の方法で測定する。
本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞としては、例えば、前述した本発明のタンパク質をコードするDNAを含有するベクターで形質転換された宿主(形質転換体)が用いられる。宿主としては、例えば、COS7細胞、CHO細胞、HEK293細胞などの動物細胞が好ましく用いられる。該スクリーニングには、例えば、前述の方法で培養することによって、本発明のタンパク質を細胞に発現させた形質転換体が好ましく用いられる。本発明のタンパク質を発現し得る細胞の培養方法は、前記した本発明の形質変換体の培養法と同様である。
試験化合物としては、例えばペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液などがあげられる。
例えば、上記(ii)の場合における転写調節活性が上記(i)の場合に比べて、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上上昇させる試験化合物を、本発明のタンパク質の活性を促進する化合物として、上記(ii)の場合における転写調節活性が上記(i)の場合に比べて、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上減少させる試験化合物を本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物として選択することができる。
例えば、上記(ii’)の場合におけるコリン作動性神経分化抑制作用が上記(i’)の場合に比べて、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上上昇させる試験化合物を、本発明のタンパク質の活性を促進する化合物として、上記(ii’)の場合におけるコリン作動性神経分化抑制作用が上記(i)の場合に比べて、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上減少させる試験化合物を本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物として選択することができる。
このうち、好ましくは本発明のタンパク質の活性を阻害する活性を有する化合物またはその塩である。
【0042】
本発明のタンパク質の活性を促進する活性を有する化合物は、本発明のタンパク質の作用を増強するための安全で低毒性な医薬として有用である。
本発明のタンパク質の活性を阻害する活性を有する化合物は、本発明のタンパク質の生理活性を抑制するための安全で低毒性な医薬として有用である。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる化合物またはその塩は、例えば、ペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液、血漿などから選ばれた化合物である。該化合物の塩としては、前記した本発明のタンパク質の塩と同様のものが用いられる。
さらに、本発明のタンパク質をコードする遺伝子も、神経組織およびアルツハイマー病患者の海馬において発現が多く見られるので、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を調節する化合物またはその塩も、例えば、コリン作動性神経分化促進剤として、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧の予防・治療剤として使用することができる。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病などの予防・治療剤などである。
本発明のタンパク質をコードするポリヌクレオチド(例、DNA)は、本発明のタンパク質をコードする遺伝子が神経組織およびアルツハイマー病患者の海馬において発現が多く見られるので、本発明のタンパク質をコードするポリヌクレオチド(例、DNA)は、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を調節する化合物またはその塩のスクリーニングのための試薬として有用である。
スクリーニング方法としては、(iii)本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞を培養した場合と、(iv)試験化合物の存在下、本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞を培養した場合との比較を行うことを特徴とするスクリーニング方法が挙げられる。
上記方法において、(iii)と(iv)の場合における、前記遺伝子の発現量(具体的には、本発明のタンパク質量または前記タンパク質をコードするmRNA量)を測定して、比較する。
試験化合物および本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞としては、上記と同様のものが挙げられる。
タンパク質量の測定は、公知の方法、例えば、本発明のタンパク質を認識する抗体を用いて、細胞抽出液中などに存在する前記タンパク質を、ウェスタン解析、ELISA法などの方法またはそれに準じる方法に従い測定することができる。
mRNA量の測定は、公知の方法、例えば、プローブとして配列番号:2、配列番号:5もしくは配列番号:26またはその一部を含有する核酸を用いるノーザンハイブリダイゼーション、あるいはプライマーとして配列番号:2、配列番号:5もしくは配列番号:26またはその一部を含有する核酸を用いるPCR法またはそれに準じる方法に従い測定することができる。
例えば、上記(iv)の場合における遺伝子発現量を、上記(iii)の場合に比べて、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上上昇させる試験化合物を、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を促進する化合物として、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上阻害する試験化合物を、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を抑制する化合物として選択することができる。
【0043】
本発明のスクリーニング用キットは、本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩、または本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドを産生する能力を有する細胞を含有するものである。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる化合物またはその塩は、上記した試験化合物、例えば、ペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液、血漿などから選ばれた化合物またはその塩であり、本発明のタンパク質の活性(例、転写調節活性など)を調節する化合物またはその塩である。
該化合物の塩としては、前記した本発明のタンパク質の塩と同様のものが用いられる。
本発明のタンパク質の活性を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩、および本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩は、コリン作動性神経分化促進剤として、例えば、神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤として有用である。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病などの予防・治療剤などである。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる化合物またはその塩を上述の剤として使用する場合、常套手段に従って製剤化することができる。
例えば、経口投与のための組成物としては、固体または液体の剤形、具体的には錠剤(糖衣錠、フィルムコーティング錠を含む)、丸剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤(ソフトカプセル剤を含む)、シロップ剤、乳剤、懸濁剤などがあげられる。かかる組成物は自体公知の方法によって製造され、製剤分野において通常用いられる担体、希釈剤もしくは賦形剤を含有するものである。例えば、錠剤用の担体、賦形剤としては、乳糖、でんぷん、蔗糖、ステアリン酸マグネシウムなどが用いられる。
非経口投与のための組成物としては、例えば、注射剤、坐剤などが用いられ、注射剤は静脈注射剤、皮下注射剤、皮内注射剤、筋肉注射剤、点滴注射剤、関節内注射剤などの剤形を包含する。かかる注射剤は、自体公知の方法に従って、例えば、上記抗体またはその塩を通常注射剤に用いられる無菌の水性もしくは油性液に溶解、懸濁または乳化することによって調製する。注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液などが用いられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(例、エタノール)、ポリアルコール(例、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール)、非イオン界面活性剤〔例、ポリソルベート80、HCO−50(polyoxyethylene(50mol)adduct of hydrogenated castor oil)〕などと併用してもよい。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油などが用いられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコールなどを併用してもよい。調製された注射液は、通常、適当なアンプルに充填される。直腸投与に用いられる坐剤は、上記抗体またはその塩を通常の坐薬用基剤に混合することによって調製される。
【0044】
上記の経口用または非経口用医薬組成物は、活性成分の投与量に適合するような投薬単位の剤形に調製されることが好都合である。かかる投薬単位の剤形としては、錠剤、丸剤、カプセル剤、注射剤(アンプル)、坐剤などが例示され、それぞれの投薬単位剤形当たり通常5〜500mg、とりわけ注射剤では5〜100mg、その他の剤形では10〜250mgの上記化合物が含有されていることが好ましい。
なお前記した各組成物は、上記化合物との配合により好ましくない相互作用を生じない限り他の活性成分を含有してもよい。
このようにして得られる製剤は安全で低毒性であるので、例えば、ヒトまたは温血動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、トリ、ネコ、イヌ、サル、チンパンジーなど)に対して経口的にまたは非経口的に投与することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、その作用、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、アルツハイマー病の治療の目的で本発明のタンパク質の活性を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩を経口投与する場合、一般的に成人(体重60kgとして)においては、一日につき該化合物またはその塩を約0.1〜100mg、好ましくは約1.0〜50mg、より好ましくは約1.0〜20mg投与する。非経口的に投与する場合は、該化合物またはその塩の1回投与量は投与対象、対象疾患などによっても異なるが、例えば、アルツハイマー病の治療の目的で本発明のタンパク質の活性を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩を注射剤の形で通常成人(体重60kgとして)に投与する場合、一日につき該化合物またはその塩を約0.01〜30mg、好ましくは約0.1〜20mg、より好ましくは約0.1〜10mgをがん病変部に注射により投与するのが好都合である。他の動物の場合も、体重60kg当たりに換算した量を投与することができる。
【0045】
(3)本発明のタンパク質、その部分ペプチドまたはその塩の定量
本発明のタンパク質に対する抗体(以下、本発明の抗体と略記する場合がある)は、本発明のタンパク質を特異的に認識することができるので、被検液中の本発明のタンパク質の定量、特にサンドイッチ免疫測定法による定量などに使用することができる。
すなわち、本発明は、
(i)本発明の抗体と、被検液および標識化された本発明のタンパク質とを競合的に反応させ、該抗体に結合した標識化された本発明のタンパク質の割合を測定することを特徴とする被検液中の本発明のタンパク質の定量法、および
(ii)被検液と担体上に不溶化した本発明の抗体および標識化された本発明の別の抗体とを同時あるいは連続的に反応させたのち、不溶化担体上の標識剤の活性を測定することを特徴とする被検液中の本発明のタンパク質の定量法を提供する。
上記(ii)の定量法においては、一方の抗体が本発明のタンパク質のN端部を認識する抗体で、他方の抗体が本発明のタンパク質のC端部に反応する抗体であることが望ましい。
【0046】
また、本発明のタンパク質に対するモノクローナル抗体(以下、本発明のモノクローナル抗体と称する場合がある)を用いて本発明のタンパク質の定量を行なえるほか、組織染色等による検出を行なうこともできる。これらの目的には、抗体分子そのものを用いてもよく、また、抗体分子のF(ab’) 、Fab’、あるいはFab画分を用いてもよい。
本発明の抗体を用いる本発明のタンパク質の定量法は、特に制限されるべきものではなく、被測定液中の抗原量(例えば、タンパク質量)に対応した抗体、抗原もしくは抗体−抗原複合体の量を化学的または物理的手段により検出し、これを既知量の抗原を含む標準液を用いて作製した標準曲線より算出する測定法であれば、いずれの測定法を用いてもよい。例えば、ネフロメトリー、競合法、イムノメトリック法およびサンドイッチ法が好適に用いられるが、感度、特異性の点で、後述するサンドイッチ法を用いるのが特に好ましい。
標識物質を用いる測定法に用いられる標識剤としては、例えば、放射性同位元素(例、〔125I〕、〔131I〕、〔H〕、〔14C〕、〔32P〕、〔33P〕、〔35S〕など)、蛍光物質〔例、シアニン蛍光色素(例、Cy2、Cy3、Cy5、Cy5.5、Cy7(アマシャムバイオサイエンス社製)など)、フルオレスカミン、フルオレッセンイソチオシアネートなど〕、酵素(例、β−ガラクトシダーゼ、β−グルコシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、パーオキシダーゼ、リンゴ酸脱水素酵素など)、発光物質(例、ルミノール、ルミノール誘導体、ルシフェリン、ルシゲニンなど)、ビオチン、ランタニド元素などが用いられる。さらに、抗体あるいは抗原と標識剤との結合にビオチン−アビジン系を用いることもできる。
【0047】
抗原あるいは抗体の不溶化に当っては、物理吸着を用いてもよく、また通常タンパク質あるいは酵素等を不溶化、固定化するのに用いられる化学結合を用いる方法でもよい。担体としては、アガロース、デキストラン、セルロースなどの不溶性多糖類、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、シリコン等の合成樹脂、あるいはガラス等が挙げられる。
サンドイッチ法においては不溶化した本発明のモノクローナル抗体に被検液を反応させ(1次反応)、さらに標識化した別の本発明のモノクローナル抗体を反応させ(2次反応)たのち、不溶化担体上の標識剤の活性を測定することにより被検液中の本発明のタンパク質量を定量することができる。1次反応と2次反応は逆の順序に行っても、また、同時に行なってもよいし時間をずらして行なってもよい。標識化剤および不溶化の方法は前記のそれらに準じることができる。また、サンドイッチ法による免疫測定法において、固相用抗体あるいは標識用抗体に用いられる抗体は必ずしも1種類である必要はなく、測定感度を向上させる等の目的で2種類以上の抗体の混合物を用いてもよい。
本発明のサンドイッチ法による本発明のタンパク質の測定法においては、1次反応と2次反応に用いられる本発明のモノクローナル抗体は、本発明のタンパク質の結合する部位が相異なる抗体が好ましく用いられる。すなわち、1次反応および2次反応に用いられる抗体は、例えば、2次反応で用いられる抗体が、本発明のタンパク質のC端部を認識する場合、1次反応で用いられる抗体は、好ましくはC端部以外、例えばN端部を認識する抗体が用いられる。
【0048】
本発明のモノクローナル抗体をサンドイッチ法以外の測定システム、例えば、競合法、イムノメトリック法あるいはネフロメトリーなどに用いることができる。
競合法では、被検液中の抗原と標識抗原とを抗体に対して競合的に反応させたのち、未反応の標識抗原(F)と、抗体と結合した標識抗原(B)とを分離し(B/F分離)、B,Fいずれかの標識量を測定し、被検液中の抗原量を定量する。本反応法には、抗体として可溶性抗体を用い、B/F分離をポリエチレングリコール、前記抗体に対する第2抗体などを用いる液相法、および、第1抗体として固相化抗体を用いるか、あるいは、第1抗体は可溶性のものを用い第2抗体として固相化抗体を用いる固相化法とが用いられる。
イムノメトリック法では、被検液中の抗原と固相化抗原とを一定量の標識化抗体に対して競合反応させた後固相と液相を分離するか、あるいは、被検液中の抗原と過剰量の標識化抗体とを反応させ、次に固相化抗原を加え未反応の標識化抗体を固相に結合させたのち、固相と液相を分離する。次に、いずれかの相の標識量を測定し被検液中の抗原量を定量する。
また、ネフロメトリーでは、ゲル内あるいは溶液中で抗原抗体反応の結果生じた不溶性の沈降物の量を測定する。被検液中の抗原量が僅かであり、少量の沈降物しか得られない場合にもレーザーの散乱を利用するレーザーネフロメトリーなどが好適に用いられる。
【0049】
これら個々の免疫学的測定法を本発明の定量方法に適用するにあたっては、特別の条件、操作等の設定は必要とされない。それぞれの方法における通常の条件、操作法に当業者の通常の技術的配慮を加えて本発明のタンパク質の測定系を構築すればよい。これらの一般的な技術手段の詳細については、総説、成書などを参照することができる。
例えば、入江 寛編「ラジオイムノアッセイ」(講談社、昭和49年発行)、入江 寛編「続ラジオイムノアッセイ」(講談社、昭和54年発行)、石川栄治ら編「酵素免疫測定法」(医学書院、昭和53年発行)、石川栄治ら編「酵素免疫測定法」(第2版)(医学書院、昭和57年発行)、石川栄治ら編「酵素免疫測定法」(第3版)(医学書院、昭和62年発行)、「Methods in ENZYMOLOGY」Vol. 70(Immunochemical Techniques(Part A))、 同書 Vol. 73(Immunochemical Techniques(Part B))、 同書 Vol. 74(Immunochemical Techniques(Part C))、 同書 Vol. 84(Immunochemical Techniques(Part D:Selected Immunoassays))、 同書 Vol. 92(Immunochemical Techniques(Part E:Monoclonal Antibodies and General Immunoassay Methods))、 同書 Vol. 121(Immunochemical Techniques(Part I:Hybridoma Technology and Monoclonal Antibodies))(以上、アカデミックプレス社発行)などを参照することができる。
以上のようにして、本発明の抗体を用いることによって、本発明のタンパク質を感度良く定量することができる。
さらには、本発明の抗体を用いて本発明のタンパク質の濃度を定量することによって、本発明のタンパク質の濃度の増加または減少が検出された場合、例えば、神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などである、または将来罹患する可能性が高いと診断することができる。
また、本発明の抗体は、体液や組織などの被検体中に存在する本発明のタンパク質を検出するために使用することができる。また、本発明のタンパク質を精製するために使用する抗体カラムの作製、精製時の各分画中の本発明のタンパク質の検出、被検細胞内における本発明のタンパク質の挙動の分析などのために使用することができる。
【0050】
(4)遺伝子診断薬
本発明のDNAは、例えば、プローブとして使用することにより、ヒトまたは温血動物(例えば、ラット、マウス、モルモット、ウサギ、トリ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、サル、チンパンジーなど)における本発明のタンパク質またはその部分ペプチドをコードするDNAまたはmRNAの異常(遺伝子異常)を検出することができるので、例えば、該DNAまたはmRNAの損傷、突然変異あるいは発現低下や、該DNAまたはmRNAの増加あるいは発現過多などの遺伝子診断薬として有用である。
本発明のDNAを用いる上記の遺伝子診断は、例えば、自体公知のノーザンハイブリダイゼーションやPCR−SSCP法(Genomics,第5巻,874〜879頁(1989年)、Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA),第86巻,2766〜2770頁(1989年))などにより実施することができる。
例えば、ノーザンハイブリダイゼーションにより発現過多または減少が検出された場合やPCR−SSCP法によりDNAの突然変異が検出された場合は、例えば、神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などである可能性が高いと診断することができる。
【0051】
(5)アンチセンスポリヌクレオチドを含有する医薬
本発明のDNAに相補的に結合し、該DNAの発現を抑制することができる本発明のアンチセンスポリヌクレオチドは低毒性であり、生体内における本発明のタンパク質または本発明のDNAの機能(例、転写調節活性、コリン作動性神経分化抑制作用など)を抑制することができるので、例えばコリン作動性神経分化促進剤として、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病の予防・治療剤などである。
上記アンチセンスポリヌクレオチドを上記の予防・治療剤として使用する場合、自体公知の方法に従って製剤化し、投与することができる。
また、例えば、前記のアンチセンスポリヌクレオチドを単独あるいはレトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノウイルスアソシエーテッドウイルスベクターなどの適当なベクターに挿入した後、常套手段に従って、ヒトまたは哺乳動物(例、ラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して経口的または非経口的に投与することができる。該アンチセンスポリヌクレオチドは、そのままで、あるいは摂取促進のために補助剤などの生理学的に認められる担体とともに製剤化し、遺伝子銃やハイドロゲルカテーテルのようなカテーテルによって投与できる。
さらに、体内動態の改良、半減期の長期化、細胞内取り込み効率の改善を目的に、前記のアンチセンスポリヌクレオチドを単独またはリポゾームなどの担体とともに製剤(注射剤)化し、静脈、皮下、関節腔内、がん病変部等に投与してもよい。
該アンチセンスポリヌクレオチドの投与量は、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、アルツハイマー病の治療の目的で本発明のアンチセンスポリヌクレオチドを投与する場合、一般的に成人(体重60kg)においては、一日につき該アンチセンスポリヌクレオチドを約0.1〜100mg投与する。さらに、該アンチセンスポリヌクレオチドは、組織や細胞における本発明のDNAの存在やその発現状況を調べるための診断用オリゴヌクレオチドプローブとして使用することもできる。
【0052】
上記アンチセンスポリヌクレオチドと同様に、本発明のタンパク質をコードするRNAの一部を含有する二重鎖RNA、本発明のタンパク質をコードするRNAの一部を含有するリボザイム、本発明のタンパク質が結合するDNA配列に対するデコイオリゴヌクレオチドなども、本発明の遺伝子の発現を抑制することができ、生体内における本発明のタンパク質または本発明で用いられるDNAの機能(例、転写調節活性、コリン作動性神経分化抑制作用など)を抑制することができるので、例えばコリン作動性神経分化促進剤として、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤などとして使用することができる。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病などの予防・治療剤などである。
二重鎖RNAは、公知の方法(例、Nature, 411巻, 494頁, 2001年)に準じて、本発明のポリヌクレオチドの配列を基に設計して製造することができる。
リボザイムは、公知の方法(例、TRENDS in Molecular Medicine, 7巻, 221頁, 2001年)に準じて、本発明のポリヌクレオチドの配列を基に設計して製造することができる。例えば、本発明のタンパク質をコードするRNAの一部に公知のリボザイムを連結することによって製造することができる。本発明のタンパク質をコードするRNAの一部としては、公知のリボザイムによって切断され得る本発明のRNA上の切断部位に近接した部分(RNA断片)が挙げられる。
デコイオリゴヌクレオチドは、公知の方法(例、The Journal of Clinical Investigation, 106巻, 1071頁, 2000年)に準じて、本発明のタンパク質が結合するDNAの配列を基に設計して製造することができる。具体的には、該デコイオリゴヌクレオチドとしては、本発明のタンパク質が結合するDNAの配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、本発明のタンパク質が結合し得るものであれば何れのものでもよい。本発明のタンパク質が結合するDNAの配列とハイブリダイズできる塩基配列としては、例えば、本発明のタンパク質が結合するDNAの配列と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列などが用いられる。
上記の二重鎖RNA、リボザイムまたはデコイオリゴヌクレオチドを上記予防・治療剤として使用する場合、アンチセンスポリヌクレオチドと同様にして製剤化し、投与することができる。
【0053】
(6)本発明の抗体を含有する医薬
本発明のタンパク質の活性(例、転写調節活性、コリン作動性神経分化抑制作用など)を中和する作用を有する本発明の抗体は、例えばコリン作動性神経分化促進剤として、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤などの医薬として使用することができる。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病の予防・治療剤などである。本発明の抗体を含有する上記疾患の予防・治療剤は低毒性であり、そのまま液剤として、または適当な剤型の医薬組成物として、ヒトまたは哺乳動物(例、ラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して経口的または非経口的(例、静脈投与、関節内投与)に投与することができる。投与量は、投与対象、対象疾患、症状、投与ルートなどによっても異なるが、例えば、アルツハイマー病の治療・予防のために使用する場合には、本発明の抗体を1回量として、通常0.01〜20mg/kg体重程度、好ましくは0.1〜10mg/kg体重程度、さらに好ましくは0.1〜5mg/kg体重程度を、1日1〜5回程度、好ましくは1日1〜3回程度、静脈投与するのが好都合である。他の非経口投与および経口投与の場合もこれに準ずる量を投与することができる。症状が特に重い場合には、その症状に応じて増量してもよい。
本発明の抗体は、それ自体または適当な医薬組成物として投与することができる。上記投与に用いられる医薬組成物は、上記抗体またはその塩と薬理学的に許容され得る担体、希釈剤もしくは賦形剤とを含むものである。かかる組成物は、経口または非経口投与(例、静脈投与、関節内投与)に適する剤形として提供される。好ましくは吸入剤として提供される。
なお前記した各組成物は、上記抗体との配合により好ましくない相互作用を生じない限り他の活性成分を含有してもよい。
【0054】
(7)DNA転移動物
本発明は、外来性の本発明のタンパク質をコードするDNA(以下、本発明の外来性DNAと略記する)またはその変異DNA(本発明の外来性変異DNAと略記する場合がある)を有する非ヒト哺乳動物を提供する。
すなわち、本発明は、
(1)本発明の外来性DNAまたはその変異DNAを有する非ヒト哺乳動物、
(2)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である第(1)記載の動物、
(3)ゲッ歯動物がマウスまたはラットである第(2)記載の動物、および
(4)本発明の外来性DNAまたはその変異DNAを含有し、哺乳動物において発現しうる組換えベクターを提供するものである。
本発明の外来性DNAまたはその変異DNAを有する非ヒト哺乳動物(以下、本発明のDNA転移動物と略記する)は、未受精卵、受精卵、精子およびその始原細胞を含む胚芽細胞などに対して、好ましくは、非ヒト哺乳動物の発生における胚発生の段階(さらに好ましくは、単細胞または受精卵細胞の段階でかつ一般に8細胞期以前)に、リン酸カルシウム法、電気パルス法、リポフェクション法、凝集法、マイクロインジェクション法、パーティクルガン法、DEAE−デキストラン法などにより目的とするDNAを転移することによって作出することができる。また、該DNA転移方法により、体細胞、生体の臓器、組織細胞などに目的とする本発明の外来性DNAを転移し、細胞培養、組織培養などに利用することもでき、さらに、これら細胞を上述の胚芽細胞と自体公知の細胞融合法により融合させることにより本発明のDNA転移動物を作出することもできる。
非ヒト哺乳動物としては、例えば、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、マウス、ラットなどが用いられる。なかでも、病体動物モデル系の作成の面から個体発生および生物サイクルが比較的短く、また、繁殖が容易なゲッ歯動物、とりわけマウス(例えば、純系として、C57BL/6系統,DBA2系統など、交雑系として、B6C3F系統,BDF系統,B6D2F系統,BALB/c系統,ICR系統など)またはラット(例えば、Wistar,SDなど)などが好ましい。
哺乳動物において発現しうる組換えベクターにおける「哺乳動物」としては、上記の非ヒト哺乳動物の他にヒトなどがあげられる。
【0055】
本発明の外来性DNAとは、非ヒト哺乳動物が本来有している本発明のDNAではなく、いったん哺乳動物から単離・抽出された本発明のDNAをいう。
本発明の変異DNAとしては、元の本発明のDNAの塩基配列に変異(例えば、突然変異など)が生じたもの、具体的には、塩基の付加、欠損、他の塩基への置換などが生じたDNAなどが用いられ、また、異常DNAも含まれる。
該異常DNAとしては、異常な本発明のタンパク質を発現させるDNAを意味し、例えば、正常な本発明のタンパク質の機能を抑制するタンパク質を発現させるDNAなどが用いられる。
本発明の外来性DNAは、対象とする動物と同種あるいは異種のどちらの哺乳動物由来のものであってもよい。本発明のDNAを対象動物に転移させるにあたっては、該DNAを動物細胞で発現させうるプロモーターの下流に結合したDNAコンストラクトとして用いるのが一般に有利である。例えば、本発明のヒトDNAを転移させる場合、これと相同性が高い本発明のDNAを有する各種哺乳動物(例えば、ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マウスなど)由来のDNAを発現させうる各種プロモーターの下流に、本発明のヒトDNAを結合したDNAコンストラクト(例、ベクターなど)を対象哺乳動物の受精卵、例えば、マウス受精卵へマイクロインジェクションすることによって本発明のDNAを高発現するDNA転移哺乳動物を作出することができる。
【0056】
本発明のタンパク質の発現ベクターとしては、大腸菌由来のプラスミド、枯草菌由来のプラスミド、酵母由来のプラスミド、λファージなどのバクテリオファージ、モロニー白血病ウィルスなどのレトロウィルス、ワクシニアウィルスまたはバキュロウィルスなどの動物ウイルスなどが用いられる。なかでも、大腸菌由来のプラスミド、枯草菌由来のプラスミドまたは酵母由来のプラスミドなどが好ましく用いられる。
上記のDNA発現調節を行なうプロモーターとしては、例えば、▲1▼ウイルス(例、シミアンウイルス、サイトメガロウイルス、モロニー白血病ウイルス、JCウイルス、乳がんウイルス、ポリオウイルスなど)に由来するDNAのプロモーター、▲2▼各種哺乳動物(ヒト、ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マウスなど)由来のプロモーター、例えば、アルブミン、インスリンII、ウロプラキンII、エラスターゼ、エリスロポエチン、エンドセリン、筋クレアチンキナーゼ、グリア線維性酸性タンパク質、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、血小板由来成長因子β、ケラチンK1,K10およびK14、コラーゲンI型およびII型、サイクリックAMP依存タンパク質キナーゼβIサブユニット、ジストロフィン、酒石酸抵抗性アルカリフォスファターゼ、心房ナトリウム利尿性因子、内皮レセプターチロシンキナーゼ(一般にTie2と略される)、ナトリウムカリウムアデノシン3リン酸化酵素(Na,K−ATPase)、ニューロフィラメント軽鎖、メタロチオネインIおよびIIA、メタロプロティナーゼ1組織インヒビター、MHCクラスI抗原(H−2L)、H−ras、レニン、ドーパミンβ−水酸化酵素、甲状腺ペルオキシダーゼ(TPO)、ペプチド鎖延長因子1α(EF−1α)、βアクチン、αおよびβミオシン重鎖、ミオシン軽鎖1および2、ミエリン基礎タンパク質、チログロブリン、Thy−1、免疫グロブリン、H鎖可変部(VNP)、血清アミロイドPコンポーネント、ミオグロビン、トロポニンC、平滑筋αアクチン、プレプロエンケファリンA、バソプレシンなどのプロモーターなどが用いられる。なかでも、全身で高発現することが可能なサイトメガロウイルスプロモーター、ヒトペプチド鎖延長因子1α(EF−1α)のプロモーター、ヒトおよびニワトリβアクチンプロモーターなどが好適である。
上記ベクターは、DNA転移哺乳動物において目的とするメッセンジャーRNAの転写を終結する配列(一般にターミネターと呼ばれる)を有していることが好ましく、例えば、ウイルス由来および各種哺乳動物由来の各DNAの配列を用いることができ、好ましくは、シミアンウイルスのSV40ターミネターなどが用いられる。
【0057】
その他、目的とする外来性DNAをさらに高発現させる目的で各DNAのスプライシングシグナル、エンハンサー領域、真核DNAのイントロンの一部などをプロモーター領域の5’上流、プロモーター領域と翻訳領域間あるいは翻訳領域の3’下流 に連結することも目的により可能である。
正常な本発明のタンパク質の翻訳領域は、ヒトまたは各種哺乳動物(例えば、ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マウスなど)由来の肝臓、腎臓、甲状腺細胞、線維芽細胞由来DNAおよび市販の各種ゲノムDNAライブラリーよりゲノムDNAの全てあるいは一部として、または肝臓、腎臓、甲状腺細胞、線維芽細胞由来RNAより公知の方法により調製された相補DNAを原料として取得することが出来る。また、外来性の異常DNAは、上記の細胞または組織より得られた正常なタンパク質の翻訳領域を点突然変異誘発法により変異した翻訳領域を作製することができる。
該翻訳領域は転移動物において発現しうるDNAコンストラクトとして、前記のプロモーターの下流および所望により転写終結部位の上流に連結させる通常のDNA工学的手法により作製することができる。
受精卵細胞段階における本発明の外来性DNAの転移は、対象哺乳動物の胚芽細胞および体細胞のすべてに存在するように確保される。DNA転移後の作出動物の胚芽細胞において、本発明の外来性DNAが存在することは、作出動物の後代がすべて、その胚芽細胞および体細胞のすべてに本発明の外来性DNAを保持することを意味する。本発明の外来性DNAを受け継いだこの種の動物の子孫はその胚芽細胞および体細胞のすべてに本発明の外来性DNAを有する。
本発明の外来性正常DNAを転移させた非ヒト哺乳動物は、交配により外来性DNAを安定に保持することを確認して、該DNA保有動物として通常の飼育環境で継代飼育することが出来る。
受精卵細胞段階における本発明の外来性DNAの転移は、対象哺乳動物の胚芽細胞および体細胞の全てに過剰に存在するように確保される。DNA転移後の作出動物の胚芽細胞において本発明の外来性DNAが過剰に存在することは、作出動物の子孫が全てその胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の外来性DNAを過剰に有することを意味する。本発明の外来性DNAを受け継いだこの種の動物の子孫はその胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の外来性DNAを過剰に有する。
導入DNAを相同染色体の両方に持つホモザイゴート動物を取得し、この雌雄の動物を交配することによりすべての子孫が該DNAを過剰に有するように繁殖継代することができる。
【0058】
本発明の正常DNAを有する非ヒト哺乳動物は、本発明の正常DNAが高発現させられており、内在性の正常DNAの機能を促進することにより最終的に本発明のタンパク質の機能亢進症を発症することがあり、その病態モデル動物として利用することができる。例えば、本発明の正常DNA転移動物を用いて、本発明のタンパク質の機能亢進症や、本発明のタンパク質が関連する疾患の病態機序の解明およびこれらの疾患の治療方法の検討を行なうことが可能である。
また、本発明の外来性正常DNAを転移させた哺乳動物は、遊離した本発明のタンパク質の増加症状を有することから、本発明のタンパク質に関連する疾患に対する予防・治療剤、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤などのスクリーニング試験にも利用可能である。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病の予防・治療剤などのスクリーニング試験である。
一方、本発明の外来性異常DNAを有する非ヒト哺乳動物は、交配により外来性DNAを安定に保持することを確認して該DNA保有動物として通常の飼育環境で継代飼育することが出来る。さらに、目的とする外来DNAを前述のプラスミドに組み込んで原料として用いることができる。プロモーターとのDNAコンストラク卜は、通常のDNA工学的手法によって作製することができる。受精卵細胞段階における本発明の異常DNAの転移は、対象哺乳動物の胚芽細胞および体細胞の全てに存在するように確保される。DNA転移後の作出動物の胚芽細胞において本発明の異常DNAが存在することは、作出動物の子孫が全てその胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の異常DNAを有することを意味する。本発明の外来性DNAを受け継いだこの種の動物の子孫は、その胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の異常DNAを有する。導入DNAを相同染色体の両方に持つホモザイゴート動物を取得し、この雌雄の動物を交配することによりすべての子孫が該DNAを有するように繁殖継代することができる。
【0059】
本発明の異常DNAを有する非ヒト哺乳動物は、本発明の異常DNAが高発現させられており、内在性の正常DNAの機能を阻害することにより最終的に本発明のタンパク質の機能不活性型不応症となることがあり、その病態モデル動物として利用することができる。例えば、本発明の異常DNA転移動物を用いて、本発明のタンパク質の機能不活性型不応症の病態機序の解明およびこの疾患を治療方法の検討を行なうことが可能である。
また、具体的な利用可能性としては、本発明の異常DNA高発現動物は、本発明のタンパク質の機能不活性型不応症における本発明の異常タンパク質による正常タンパク質の機能阻害(dominant negative作用)を解明するモデルとなる。また、本発明の外来異常DNAを転移させた哺乳動物は、遊離した本発明のタンパク質の増加症状を有することから、本発明のタンパク質または機能不活性型不応症に対する予防・治療剤、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤のスクリーニング試験にも利用可能である。好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病の予防・治療剤のスクリーニング試験である。
また、上記2種類の本発明のDNA転移動物のその他の利用可能性として、例えば、
▲1▼組織培養のための細胞源としての使用、
▲2▼本発明のDNA転移動物の組織中のDNAもしくはRNAを直接分析するか、またはDNAにより発現されたペプチド組織を分析することによる、本発明のタンパク質により特異的に発現あるいは活性化するペプチドとの関連性についての解析、
▲3▼DNAを有する組織の細胞を標準組織培養技術により培養し、これらを使用して、一般に培養困難な組織からの細胞の機能の研究、
▲4▼上記▲3▼記載の細胞を用いることによる細胞の機能を高めるような薬剤のスクリーニング、および
▲5▼本発明の変異タンパク質を単離精製およびその抗体作製などが考えられる。
【0060】
さらに、本発明のDNA転移動物を用いて、本発明のタンパク質の機能不活性型不応症などを含む、本発明のタンパク質に関連する疾患の臨床症状を調べることができ、また、本発明のタンパク質に関連する疾患モデルの各臓器におけるより詳細な病理学的所見が得られ、新しい治療方法の開発、さらには、該疾患による二次的疾患の研究および治療に貢献することができる。
また、本発明のDNA転移動物から各臓器を取り出し、細切後、トリプシンなどのタンパク質分解酵素により、遊離したDNA転移細胞の取得、その培養またはその培養細胞の系統化を行なうことが可能である。さらに、本発明のタンパク質産生細胞の特定化、アポトーシス、分化あるいは増殖との関連性、またはそれらにおけるシグナル伝達機構を調べ、それらの異常を調べることなどができ、本発明のタンパク質およびその作用解明のための有効な研究材料となる。
さらに、本発明のDNA転移動物を用いて、本発明のタンパク質の機能不活性型不応症を含む、本発明のタンパク質に関連する疾患の治療薬の開発を行なうために、上述の検査法および定量法などを用いて、有効で迅速な該疾患治療薬のスクリーニング法を提供することが可能となる。また、本発明のDNA転移動物または本発明の外来性DNA発現ベクターを用いて、本発明のタンパク質が関連する疾患のDNA治療法を検討、開発することが可能である。
【0061】
(8)ノックアウト動物
本発明は、本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞および本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物を提供する。
すなわち、本発明は、
(1)本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞、
(2)該DNAがレポーター遺伝子(例、大腸菌由来のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子)を導入することにより不活性化された第(1)項記載の胚幹細胞、
(3)ネオマイシン耐性である第(1)項記載の胚幹細胞、
(4)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である第(1)項記載の胚幹細胞、
(5)ゲッ歯動物がマウスである第(4)項記載の胚幹細胞、
(6)本発明のDNAが不活性化された該DNA発現不全非ヒト哺乳動物、
(7)該DNAがレポーター遺伝子(例、大腸菌由来のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子)を導入することにより不活性化され、該レポーター遺伝子が本発明のDNAに対するプロモーターの制御下で発現しうる第(6)項記載の非ヒト哺乳動物、
(8)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である第(6)項記載の非ヒト哺乳動物、
(9)ゲッ歯動物がマウスである第(8)項記載の非ヒト哺乳動物、および
(10)第(7)項記載の動物に、試験化合物を投与し、レポーター遺伝子の発現を検出することを特徴とする本発明のDNAに対するプロモーター活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
【0062】
本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞とは、該非ヒト哺乳動物が有する本発明のDNAに人為的に変異を加えることにより、DNAの発現能を抑制するか、もしくは該DNAがコードしている本発明のタンパク質の活性を実質的に喪失させることにより、DNAが実質的に本発明のタンパク質の発現能を有さない(以下、本発明のノックアウトDNAと称することがある)非ヒト哺乳動物の胚幹細胞(以下、ES細胞と略記する)をいう。
非ヒト哺乳動物としては、前記と同様のものが用いられる。
本発明のDNAに人為的に変異を加える方法としては、例えば、遺伝子工学的手法により該DNA配列の一部又は全部の削除、他DNAを挿入または置換させることによって行なうことができる。これらの変異により、例えば、コドンの読み取り枠をずらしたり、プロモーターあるいはエキソンの機能を破壊することにより本発明のノックアウトDNAを作製すればよい。
【0063】
本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞(以下、本発明のDNA不活性化ES細胞または本発明のノックアウトES細胞と略記する)の具体例としては、例えば、目的とする非ヒト哺乳動物が有する本発明のDNAを単離し、そのエキソン部分にネオマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子を代表とする薬剤耐性遺伝子、あるいはlacZ(β−ガラクトシダーゼ遺伝子)、cat(クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子)を代表とするレポーター遺伝子等を挿入することによりエキソンの機能を破壊するか、あるいはエキソン間のイントロン部分に遺伝子の転写を終結させるDNA配列(例えば、polyA付加シグナルなど)を挿入し、完全なメッセンジャーRNAを合成できなくすることによって、結果的に遺伝子を破壊するように構築したDNA配列を有するDNA鎖(以下、ターゲッティングベクターと略記する)を、例えば相同組換え法により該動物の染色体に導入し、得られたES細胞について本発明のDNA上あるいはその近傍のDNA配列をプローブとしたサザンハイブリダイゼーション解析あるいはターゲッティングベクター上のDNA配列とターゲッティングベクター作製に使用した本発明のDNA以外の近傍領域のDNA配列をプライマーとしたPCR法により解析し、本発明のノックアウトES細胞を選別することにより得ることができる。
また、相同組換え法等により本発明のDNAを不活化させる元のES細胞としては、例えば、前述のような既に樹立されたものを用いてもよく、また公知 EvansとKaufmaの方法に準じて新しく樹立したものでもよい。例えば、マウスのES細胞の場合、現在、一般的には129系のES細胞が使用されているが、免疫学的背景がはっきりしていないので、これに代わる純系で免疫学的に遺伝的背景が明らかなES細胞を取得するなどの目的で例えば、C57BL/6マウスやC57BL/6の採卵数の少なさをDBA/2との交雑により改善したBDFマウス(C57BL/6とDBA/2とのF)を用いて樹立したものなども良好に用いうる。BDFマウスは、採卵数が多く、かつ、卵が丈夫であるという利点に加えて、C57BL/6マウスを背景に持つので、これを用いて得られたES細胞は病態モデルマウスを作出したとき、C57BL/6マウスとバッククロスすることでその遺伝的背景をC57BL/6マウスに代えることが可能である点で有利に用い得る。
また、ES細胞を樹立する場合、一般には受精後3.5日目の胚盤胞を使用するが、これ以外に8細胞期胚を採卵し胚盤胞まで培養して用いることにより効率よく多数の初期胚を取得することができる。
また、雌雄いずれのES細胞を用いてもよいが、通常雄のES細胞の方が生殖系列キメラを作出するのに都合が良い。また、煩雑な培養の手間を削減するためにもできるだけ早く雌雄の判別を行なうことが望ましい。
【0064】
ES細胞の雌雄の判定方法としては、例えば、PCR法によりY染色体上の性決定領域の遺伝子を増幅、検出する方法が、その1例としてあげることができる。この方法を使用すれば、従来、核型分析をするのに約10個の細胞数を要していたのに対して、1コロニー程度のES細胞数(約50個)で済むので、培養初期におけるES細胞の第一次セレクションを雌雄の判別で行なうことが可能であり、早期に雄細胞の選定を可能にしたことにより培養初期の手間は大幅に削減できる。
また、第二次セレクションとしては、例えば、G−バンディング法による染色体数の確認等により行うことができる。得られるES細胞の染色体数は正常数の100%が望ましいが、樹立の際の物理的操作等の関係上困難な場合は、ES細胞の遺伝子をノックアウトした後、正常細胞(例えば、マウスでは染色体数が2n=40である細胞)に再びクローニングすることが望ましい。
このようにして得られた胚幹細胞株は、通常その増殖性は大変良いが、個体発生できる能力を失いやすいので、注意深く継代培養することが必要である。例えば、STO繊維芽細胞のような適当なフィーダー細胞上でLIF(1〜10000U/ml)存在下に炭酸ガス培養器内(好ましくは、5%炭酸ガス、95%空気または5%酸素、5%炭酸ガス、90%空気)で約37℃で培養するなどの方法で培養し、継代時には、例えば、トリプシン/EDTA溶液(通常0.001〜0.5%トリプシン/0.1〜5mM EDTA、好ましくは約0.1%トリプシン/1mM EDTA)処理により単細胞化し、新たに用意したフィーダー細胞上に播種する方法などがとられる。このような継代は、通常1〜3日毎に行なうが、この際に細胞の観察を行い、形態的に異常な細胞が見受けられた場合はその培養細胞は放棄することが望まれる。
ES細胞は、適当な条件により、高密度に至るまで単層培養するか、または細胞集塊を形成するまで浮遊培養することにより、頭頂筋、内臓筋、心筋などの種々のタイプの細胞に分化させることが可能であり〔Nature 第292巻、154頁、1981年; Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 第78巻、7634頁、1981年;ジャーナル・オブ・エンブリオロジー・アンド・エクスペリメンタル・モルフォロジー、第87巻、27頁、1985年〕、本発明のES細胞を分化させて得られる本発明のDNA発現不全細胞は、インビトロにおける本発明のタンパク質の細胞生物学的検討において有用である。
【0065】
本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、該動物のmRNA量を公知方法を用いて測定して間接的にその発現量を比較することにより、正常動物と区別することが可能である。
該非ヒト哺乳動物としては、前記と同様のものが用いられる。
本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、例えば、前述のようにして作製したターゲッティングベクターをマウス胚幹細胞またはマウス卵細胞に導入し、導入によりターゲッティングベクターの本発明のDNAが不活性化されたDNA配列が遺伝子相同組換えにより、マウス胚幹細胞またはマウス卵細胞の染色体上の本発明のDNAと入れ換わる相同組換えをさせることにより、本発明のDNAをノックアウトさせることができる。
本発明のDNAがノックアウトされた細胞は、本発明のDNA上またはその近傍のDNA配列をプローブとしたサザンハイブリダイゼーション解析またはターゲッティングベクター上のDNA配列と、ターゲッティングベクターに使用したマウス由来の本発明のDNA以外の近傍領域のDNA配列とをプライマーとしたPCR法による解析で判定することができる。非ヒト哺乳動物胚幹細胞を用いた場合は、遺伝子相同組換えにより、本発明のDNAが不活性化された細胞株をクローニングし、その細胞を適当な時期、例えば、8細胞期の非ヒト哺乳動物胚または胚盤胞に注入し、作製したキメラ胚を偽妊娠させた該非ヒト哺乳動物の子宮に移植する。作出された動物は正常な本発明のDNA座をもつ細胞と人為的に変異した本発明のDNA座をもつ細胞との両者から構成されるキメラ動物である。該キメラ動物の生殖細胞の一部が変異した本発明のDNA座をもつ場合、このようなキメラ個体と正常個体を交配することにより得られた個体群より、全ての組織が人為的に変異を加えた本発明のDNA座をもつ細胞で構成された個体を、例えば、コートカラーの判定等により選別することにより得られる。このようにして得られた個体は、通常、本発明のタンパク質のヘテロ発現不全個体であり、本発明のタンパク質のヘテロ発現不全個体同志を交配し、それらの産仔から本発明のタンパク質のホモ発現不全個体を得ることができる。
【0066】
卵細胞を使用する場合は、例えば、卵細胞核内にマイクロインジェクション法でDNA溶液を注入することによりターゲッティングベクターを染色体内に導入したトランスジェニック非ヒト哺乳動物を得ることができ、これらのトランスジェニック非ヒト哺乳動物に比べて、遺伝子相同組換えにより本発明のDNA座に変異のあるものを選択することにより得られる。
このようにして本発明のDNAがノックアウトされている個体は、交配により得られた動物個体も該DNAがノックアウトされていることを確認して通常の飼育環境で飼育継代を行なうことができる。
さらに、生殖系列の取得および保持についても常法に従えばよい。すなわち、該不活化DNAの保有する雌雄の動物を交配することにより、該不活化DNAを相同染色体の両方に持つホモザイゴート動物を取得しうる。得られたホモザイゴート動物は、母親動物に対して、正常個体1,ホモザイゴート複数になるような状態で飼育することにより効率的に得ることができる。ヘテロザイゴート動物の雌雄を交配することにより、該不活化DNAを有するホモザイゴートおよびヘテロザイゴート動物を繁殖継代する。
本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞は、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物を作出する上で、非常に有用である。
また、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、本発明のタンパク質により誘導され得る種々の生物活性を欠失するため、本発明のタンパク質の生物活性の不活性化を原因とする疾病のモデルとなり得るので、これらの疾病の原因究明及び治療法の検討に有用である。
【0067】
(8a)本発明のDNAの欠損や損傷などに起因する疾病に対して治療・予防効果を有する化合物のスクリーニング方法
本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、本発明のDNAの欠損や損傷などに起因する疾病に対して治療・予防効果を有する化合物のスクリーニングに用いることができる。
すなわち、本発明は、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物に試験化合物を投与し、該動物の変化を観察・測定することを特徴とする、本発明のDNAの欠損や損傷などに起因する疾病、例えば神経系疾患などに対して治療・予防効果を有する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
該スクリーニング方法において用いられる本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物としては、前記と同様のものがあげられる。
試験化合物としては、例えば、ペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液、血漿などがあげられ、これら化合物は新規な化合物であってもよいし、公知の化合物であってもよい。
具体的には、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物を、試験化合物で処理し、無処理の対照動物と比較し、該動物の各器官、組織、疾病の症状などの変化を指標として試験化合物の治療・予防効果を試験することができる。
試験動物を試験化合物で処理する方法としては、例えば、経口投与、静脈注射などが用いられ、試験動物の症状、試験化合物の性質などにあわせて適宜選択することができる。また、試験化合物の投与量は、投与方法、試験化合物の性質などにあわせて適宜選択することができる。
【0068】
神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧など、好ましくはアルツハイマー病に対して予防・治療効果を有する化合物をスクリーニングする場合、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物に試験化合物を投与し、試験化合物非投与群と神経系疾患の発症度合いの違いや神経系疾患の治癒度合いの違いを上記組織で経時的に観察する。
該スクリーニング方法において、試験動物に試験化合物を投与した場合、該試験動物の上記疾患症状が約10%以上、好ましくは約30%以上、より好ましくは約50%以上改善した場合、該試験化合物を上記の疾患に対して治療・予防効果を有する化合物として選択することができる。
該スクリーニング方法を用いて得られる化合物は、上記した試験化合物から選ばれた化合物であり、本発明のタンパク質の欠損や損傷などによって引き起こされる疾患に対して治療・予防効果を有するので、該疾患に対する安全で低毒性な予防・治療剤などの医薬として使用することができる。さらに、上記スクリーニングで得られた化合物から誘導される化合物も同様に用いることができる。
該スクリーニング方法で得られた化合物は塩を形成していてもよく、該化合物の塩としては、生理学的に許容される酸(例、無機酸、有機酸など)や塩基(例、アルカリ金属など)などとの塩が用いられ、とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。このような塩としては、例えば、無機酸(例えば、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸など)との塩、あるいは有機酸(例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸など)との塩などが用いられる。
該スクリーニング方法で得られた化合物またはその塩を含有する医薬は、前記した本発明のタンパク質を含有する医薬と同様にして製造することができる。
このようにして得られる製剤は、安全で低毒性であるので、例えば、ヒトまたは哺乳動物(例えば、ラット、マウス、モルモット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して投与することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、該化合物を経口投与する場合、一般的に成人(体重60kgとして)のアルツハイマー病患者においては、一日につき該化合物を約0.1〜100mg、好ましくは約1.0〜50mg、より好ましくは約1.0〜20mg投与する。非経口的に投与する場合は、該化合物の1回投与量は投与対象、対象疾患などによっても異なるが、例えば、該化合物を注射剤の形で通常成人(体重60kgとして)のアルツハイマー病患者に投与する場合、一日につき該化合物を約0.01〜30mg、好ましくは約0.1〜20mg、より好ましくは約0.1〜10mgを静脈注射により投与するのが好都合である。他の動物の場合も、体重60kg当たりに換算した量を投与することができる。
【0069】
(8b)本発明のDNAに対するプロモーターの活性を促進または阻害する化合物をスクリーニング方法
本発明は、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物に、試験化合物を投与し、レポーター遺伝子の発現を検出することを特徴とする本発明のDNAに対するプロモーターの活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
上記スクリーニング方法において、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物としては、前記した本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物の中でも、本発明のDNAがレポーター遺伝子を導入することにより不活性化され、該レポーター遺伝子が本発明のDNAに対するプロモーターの制御下で発現しうるものが用いられる。
試験化合物としては、前記と同様のものがあげられる。
レポーター遺伝子としては、前記と同様のものが用いられ、β−ガラクトシダーゼ遺伝子(lacZ)、可溶性アルカリフォスファターゼ遺伝子またはルシフェラーゼ遺伝子などが好適である。
本発明のDNAをレポーター遺伝子で置換された本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物では、レポーター遺伝子が本発明のDNAに対するプロモーターの支配下に存在するので、レポーター遺伝子がコードする物質の発現をトレースすることにより、プロモーターの活性を検出することができる。
例えば、本発明のタンパク質をコードするDNA領域の一部を大腸菌由来のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子(lacZ)で置換している場合、本来、本発明のタンパク質の発現する組織で、本発明のタンパク質の代わりにβ−ガラクトシダーゼが発現する。従って、例えば、5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−ガラクトピラノシド(X−gal)のようなβ−ガラクトシダーゼの基質となる試薬を用いて染色することにより、簡便に本発明のタンパク質の動物生体内における発現状態を観察することができる。具体的には、本発明のタンパク質欠損マウスまたはその組織切片をグルタルアルデヒドなどで固定し、リン酸緩衝生理食塩液(PBS)で洗浄後、X−galを含む染色液で、室温または37℃付近で、約30分ないし1時間反応させた後、組織標本を1mM EDTA/PBS溶液で洗浄することによって、β−ガラクトシダーゼ反応を停止させ、呈色を観察すればよい。また、常法に従い、lacZをコードするmRNAを検出してもよい。
上記スクリーニング方法を用いて得られる化合物またはその塩は、上記した試験化合物から選ばれた化合物であり、本発明のDNAに対するプロモーター活性を促進または阻害する化合物である。
該スクリーニング方法で得られた化合物は塩を形成していてもよく、該化合物の塩としては、生理学的に許容される酸(例、無機酸など)や塩基(例、有機酸など)などとの塩が用いられ、とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。このような塩としては、例えば、無機酸(例えば、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸など)との塩、あるいは有機酸(例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸など)との塩などが用いられる。
【0070】
本発明のDNAに対するプロモーター活性を促進または阻害する化合物またはその塩は、本発明のタンパク質の発現の調節、該タンパク質の機能(例、転写調節活性、コリン作動性神経分化抑制作用など)を調節することができるので、コリン作動性神経分化促進剤として、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤、好ましくは神経変性疾患、さらに好ましくはアルツハイマー病の予防・治療剤として有用である。
さらに、上記スクリーニングで得られた化合物から誘導される化合物も同様に用いることができる。
該スクリーニング方法で得られた化合物またはその塩を含有する医薬は、前記した本発明のタンパク質またはその塩を含有する医薬と同様にして製造することができる。
このようにして得られる製剤は、安全で低毒性であるので、例えば、ヒトまたは哺乳動物(例えば、ラット、マウス、モルモット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して投与することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、本発明のDNAに対するプロモーター活性を阻害する化合物を経口投与する場合、一般的に成人(体重60kgとして)のアルツハイマー病患者においては、一日につき該化合物を約0.1〜100mg、好ましくは約1.0〜50mg、より好ましくは約1.0〜20mg投与する。非経口的に投与する場合は、該化合物の1回投与量は投与対象、対象疾患などによっても異なるが、例えば、本発明のDNAに対するプロモーター活性を阻害する化合物を注射剤の形で通常成人(体重60kgとして)のアルツハイマー病患者に投与する場合、一日につき該化合物を約0.01〜30mg、好ましくは約0.1〜20mg、より好ましくは約0.1〜10mgを静脈注射により投与するのが好都合である。他の動物の場合も、体重60kg当たりに換算した量を投与することができる。
このように、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、本発明のDNAに対するプロモーターの活性を促進または阻害する化合物またはその塩をスクリーニングする上で極めて有用であり、本発明のDNA発現不全に起因する各種疾患の原因究明または予防・治療剤の開発に大きく貢献することができる。
また、本発明のタンパク質のプロモーター領域を含有するDNAを使って、その下流に種々のタンパク質をコードする遺伝子を連結し、これを動物の卵細胞に注入していわゆるトランスジェニック動物(遺伝子移入動物)を作成すれば、特異的にそのタンパク質を合成させ、その生体での作用を検討することも可能となる。さらに上記プロモーター部分に適当なレポーター遺伝子を結合させ、これが発現するような細胞株を樹立すれば、本発明のタンパク質そのものの体内での産生能力を特異的に促進もしくは抑制する作用を持つ低分子化合物の探索系として使用できる。
【0071】
本明細書において、塩基やアミノ酸などを略号で表示する場合、IUPAC−IUB Commission on Biochemical Nomenclature による略号あるいは当該分野における慣用略号に基づくものであり、その例を下記する。またアミノ酸に関し光学異性体があり得る場合は、特に明示しなければL体を示すものとする。
DNA     :デオキシリボ核酸
cDNA    :相補的デオキシリボ核酸
A      :アデニン
T      :チミン
G      :グアニン
C      :シトシン
RNA     :リボ核酸
mRNA    :メッセンジャーリボ核酸
dATP    :デオキシアデノシン三リン酸
dTTP    :デオキシチミジン三リン酸
dGTP    :デオキシグアノシン三リン酸
dCTP    :デオキシシチジン三リン酸
ATP     :アデノシン三リン酸
EDTA    :エチレンジアミン四酢酸
SDS     :ドデシル硫酸ナトリウム
Gly          :グリシン
Ala         :アラニン
Val         :バリン
Leu         :ロイシン
Ile          :イソロイシン
Ser          :セリン
Thr         :スレオニン
Cys          :システイン
Met          :メチオニン
Glu          :グルタミン酸
Asp          :アスパラギン酸
Lys          :リジン
Arg          :アルギニン
His          :ヒスチジン
Phe          :フェニルアラニン
Tyr          :チロシン
Trp          :トリプトファン
Pro          :プロリン
Asn          :アスパラギン
Gln          :グルタミン
pGlu    :ピログルタミン酸
Sec     :セレノシステイン(selenocysteine)
【0072】
また、本明細書中で繁用される置換基、保護基および試薬を下記の記号で表記する。

Figure 2004089179
【0073】
本願明細書の配列表の配列番号は、以下の配列を示す。
〔配列番号:1〕
実施例1で得られたマウス由来のタンパク質mNHESのアミノ酸配列を示す。
〔配列番号:2〕
配列番号:1で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質mNHESをコードするDNAの塩基配列を示す。
〔配列番号:3〕
実施例1で得られたタンパク質をコードする全長遺伝子を含むDNAの塩基配列を示す。
〔配列番号:4〕
実施例1で得られた塩基配列を示す。
〔配列番号:5〕
実施例3で得られたヒト由来のタンパク質hNHESのアミノ酸配列を示す。〔配列番号:6〕
配列番号:5で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質hNHESをコードするDNAの塩基配列を示す。
〔配列番号:7〕
実施例3で得られた塩基配列を示す。
〔配列番号:8〕
実施例1〜5で用いられたプライマー1の塩基配列を示す。
〔配列番号:9〕
実施例1、実施例3および実施例4で用いられたプライマー2の塩基配列を示す。
〔配列番号:10〕
実施例1および実施例5で用いられたプライマー3の塩基配列を示す。
〔配列番号:11〕
実施例1および実施例2で用いられたプライマー4の塩基配列を示す。
〔配列番号:12〕
実施例3で用いられたプライマー5の塩基配列を示す。
〔配列番号:13〕
実施例3で用いられたプライマー6の塩基配列を示す。
〔配列番号:14〕
実施例4で用いられたプライマー7の塩基配列を示す。
〔配列番号:15〕
実施例4で用いられたプライマー8の塩基配列を示す。
〔配列番号:16〕
実施例4で得られたDNAの塩基配列を示す。
〔配列番号:17〕
配列番号:26で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質rNHESをコードするDNAの塩基配列を示す。
〔配列番号:18〕
実施例6で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:19〕
実施例6で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:20〕
実施例6で用いられたTaqManプローブの塩基配列を示す。
〔配列番号:21〕
実施例8で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:22〕
実施例8で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:23〕
実施例8で用いられたTaqManプローブの塩基配列を示す。
〔配列番号:24〕
実施例5で用いられたプライマー9の塩基配列を示す。
〔配列番号:25〕
実施例5で得られたDNAの塩基配列を示す。
〔配列番号:26〕
実施例5で得られたラット由来のタンパク質rNHESのアミノ酸配列を示す。
〔配列番号:27〕
実施例7で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:28〕
実施例7で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:29〕
実施例7で用いられたプローブの塩基配列を示す。5’末端にリポーター色素としてFAM(6−carboxy−fluorescein)を、3’末端にはクエンチャーとしてTAMRA(6−carboxy−tetramethyl−rhodamine)を標識した。
後述の実施例1で取得された大腸菌(Escherichia coli)JM109/pTB2264は、2002年4月1日から、日本国茨城県つくば市東1−1−1 中央第6(郵便番号305−8566)の独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに、寄託番号FERM BP−7992として、2002年3月19日から、大阪府大阪市淀川区十三本町2−17−85(郵便番号532−8686)の財団法人 発酵研究所(IFO)に受託番号IFO 16779として寄託されている。
後述の実施例4で取得された大腸菌(Escherichia coli)JM109/pTB2274は、2002年7月4日から、日本国茨城県つくば市東1−1−1 中央第6(郵便番号305−8566)の独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに、寄託番号FERM BP−8111として寄託されている。
後述の実施例5で取得された大腸菌(Escherichia coli)JM109/rNHESTOPOは、2002年2月21日から、日本国茨城県つくば市東1−1−1 中央第6(郵便番号305−8566)の独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに、寄託番号FERM BP−8299として寄託されている。
【0074】
以下において、実施例により本発明をより具体的にするが、この発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
マウス脳由来のMarathon−Ready cDNA(Clontech社)を鋳型とし、2個のプライマー、プライマー1(配列番号:8)およびプライマー2(配列番号:9)を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は上記cDNA 1μlを鋳型として使用し、QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN社)の 2X SYBER Green Master Mix 10μl、プライマー1およびプライマー2を各0.4μM、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、95℃・15分の後、95℃・20秒、60℃・20秒、72℃・1分のサイクルを40回繰り返し、最後に72℃・4分の伸長反応を行った。該PCR反応産物を再度プライマー3(配列番号:10)およびプライマー2を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は、上記PCR反応産物1μlを鋳型として使用し、QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN社)の 2X SYBER Green Master Mix 10μl、プライマー2およびプライマー3を各0.4μM、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、95℃・15分の後、95℃・20秒、60℃・20秒、72℃・1分のサイクルを10回繰り返し、最後に72℃・4分の伸長反応を行った。TOPO TAクローニングキット(Invitrogen社)の処方に従いプラスミドベクターpCRII−TOPOベクター(Invitrogen社)へサブクローニングした。これを大腸菌(Escherichia coli)TOP10F’に導入し、cDNAを持つクローンをアンピシリンを含むLB寒天培地中で選択した。個々のクローンの配列を解析した結果、塩基性へリックス・ループ・へリックス型転写因子タンパク質をコードするcDNA配列(配列番号:3)を得た。また、マウス脳由来のMarathon−Ready cDNA(Clontech社)を鋳型とし、2個のプライマー、プライマー1およびプライマー4(配列番号:11)を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は上記cDNA 1μlを鋳型として使用し、QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN社)の 2X SYBER Green Master Mix 10μl、プライマー1およびプライマー4を各0.4μM、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、95℃・15分の後、95℃・20秒、60℃・20秒、72℃・1分のサイクルを40回繰り返し、最後に72℃・4分の伸長反応を行った。該PCR反応産物を再度プライマー1およびプライマー4を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は上記PCR反応産物1μlを鋳型として使用し、QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN社)の 2X SYBER Green Master Mix 10μl、プライマー1およびプライマー4を各0.4μM、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、95℃・15分の後、95℃・20秒、60℃・20秒、72℃・1分のサイクルを10回繰り返し、最後に72℃・4分の伸長反応を行った。得られたDNA断片の塩基配列を解析した結果、得られたDNA断片は配列番号:3で表される塩基配列と同一の部分を含む、437bpの断片であった(配列番号:4)。配列番号:3で表されるcDNA断片には240個のアミノ酸配列(配列番号:1)がコードされていた(配列番号:2)。配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質をmNHESと命名した。mNHES(配列番号:1)と、塩基性へリックス・ループ・へリックス型転写因子タンパク質Hesr−1(SWISS−PROT ID: Q9WV93;Biochem. Biophys. Res. Commun. 260 巻 459−465頁 1999年)とは、アミノ酸レベルで、47%の相同性を示した。配列番号:3で表される塩基配列を有するプラスミドをpTB2264と命名し、得られた形質転換体を大腸菌(Escherichia coli)JM109/pTB2264と命名した。
【0075】
実施例2
配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質遺伝子の脳組織での発現プロファイルを明らかにするため、マウスブレインcDNAパネル(Cemines社)を材料とし、ABI Prism 7900 Sequence Detection System(Applied Biosystems社)を用いて、リアルタイムPCR反応を行った。
該反応における反応液の組成は上記cDNAパネル中の各cDNA 1μlを鋳型として使用し、プライマー1およびプライマー4を各0.3μM、2X SYBER Green Master Mix 10μl、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、50℃・2分−95℃・10分の後、95℃・15秒−60℃・1分のサイクルを40回繰り返して行った。算出されたコピー数は、内部コントロールとして、配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質遺伝子のコピー数と同様に算出したグリセロール3リン酸脱水酵素のコピー数で補正した。
その結果、実施例1で得られたタンパク質の遺伝子の発現は、胎児期の脳で生後に比べ高い発現を示した(図1)。
これより実施例1で得られたmNHESタンパク質の遺伝子は胎児期の脳で多く発現していることが明らかとなった。
【0076】
実施例3
ヒト腎臓由来のMarathon−Ready cDNA(Clontech社)を鋳型とし、2個のプライマー、プライマー5(配列番号:12)およびプライマー6(配列番号:13)を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は上記cDNA 1μlを鋳型として使用し、QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN社)の 2X SYBER Green Master Mix 10μl、プライマー1およびプライマー2を各0.4μM、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、95℃・15分の後、95℃・20秒−50℃・20秒−72℃・1分のサイクルを50回繰り返し、最後に72℃・4分の伸長反応を行った。得られた約900bpのDNA断片を回収し、塩基配列を解析した結果、919塩基からなる配列を得た(配列番号:7)。配列番号:7で表されるcDNA断片には241個のアミノ酸配列(配列番号:5)がコードされていた(配列番号:6)。
配列番号:5で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質をhNHESと命名した。
実施例1で得られた配列番号:2で表される塩基配列と、配列番号:6で表される塩基配列には85%の相同性が、配列番号:1で表されるアミノ酸配列と、配列番号:5で表されるアミノ酸配列には91%の相同性があった。
hNHES(配列番号:5)は、予測配列として報告されている塩基性へリックス・ループ・へリックス型転写因子タンパク質(Genbank ID:XP 070283)と、アミノ酸レベルで73%の相同性を示した。また、hNHES(配列番号:5)は、塩基性へリックス・ループ・へリックス型転写因子タンパク質Hey1(Genbank ID: NP 036390 ;Genomics、66巻、195−203頁、2000年)と、アミノ酸レベルで26%の相同性を示した。
【0077】
実施例4
ヒト腎臓由来のMarathon−Ready cDNA(Clontech社)を鋳型とし、2個のプライマー、プライマー7(配列番号:14)およびプライマー8(配列番号:15)を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は上記cDNA 1μlを鋳型として使用し、QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN社)の 2X SYBER Green Master Mix 10μl、プライマー1およびプライマー2を各0.4μM、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、95℃・15分の後、95℃・20秒−50℃・20秒−72℃・1分のサイクルを50回繰り返し、最後に72℃・4分の伸長反応を行った。その結果、得られた約800bpのDNA断片を回収した。回収後のDNA断片をHotStarTaq DNA polymerase(QIAGEN社)を用い説明書に従い、プライマー7およびプライマー8を用いて再度増幅させた。その結果得られた反応液に含まれるDNA断片を、QIAGEN PCR cloning kit(QIAGEN社)を用い、説明書に従い、pDrive cloning vectorにクローニングした。クローニングされたDNA断片の塩基配列は、解析の結果、819塩基からなるhNHESをコードする塩基配列(配列番号:16)であった。配列番号:16で表される塩基配列を有するプラスミドをpTB2274と命名し、得られた形質転換体を大腸菌(Escherichia coli)JM109/pTB2274と命名した。
【0078】
実施例5
ラット脳由来のMarathon−Ready cDNA(Clontech社)を鋳型とし、2個のプライマー、プライマー1(配列番号:8)およびプライマー9(配列番号:24)を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は上記cDNA 1μlを鋳型として使用し、QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN社)の 2X SYBER Green Master Mix 10μl、プライマー1(配列番号:8)およびプライマー9を各0.4μM、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、95℃・15分の後、95℃・20秒、50℃・20秒、72℃・1分のサイクルを50回繰り返し、最後に72℃・4分の伸長反応を行った。該PCR反応産物を、再度、プライマー1およびプライマー7を用いてPCR反応を行った。該反応における反応液の組成は上記PCR反応産物1μlを鋳型として使用し、HotstarTaq Master Mix kit (QIAGEN社)の HotstarTaq Master Mix 10μl、プライマー1およびプライマー79を各0.4μM、滅菌蒸留水7μlを加え、20μlの液量とした。PCR反応は、95℃・15分の後、95℃・20秒、60℃・20秒、72℃・1分のサイクルを10回繰り返し、最後に72℃・4分の伸長反応を行った。TOPO TAクローニングキット(Invitrogen社)の処方に従い、プラスミドベクターpCRII−TOPOベクター(Invitrogen社)へサブクローニングした。これを大腸菌(Escherichia coli)TOP10F’に導入し、cDNAを持つクローンをアンピシリンを含むLB寒天培地中で選択した。個々のクローンの配列を解析した結果、塩基性へリックス・ループ・へリックス型転写因子タンパク質をコードするcDNA配列(配列番号:25)を得た。配列番号:25で表されるcDNA断片には241個のアミノ酸配列(配列番号:26)がコードされていた(配列番号:17)。配列番号:26で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質をrNHESと命名した。rNHES(配列番号:26)と、マウス由来の塩基性へリックス・ループ・へリックス型転写因子タンパク質Medane(WO 02/60928号公報)とは、アミノ酸レベルで、97%の相同性を示した。
配列番号:25で表される塩基配列を有するプラスミドをrNHESTOPOと命名し、得られた形質転換体を、大腸菌(Escherichia coli)JM109/rNHESTOPOと命名した。
rNHESとmNHESとは、アミノ酸レベルで96%の相同性が、塩基レベルで94%の相同性がある。
rNHESとhNHESとは、アミノ酸レベルで91%の相同性が、塩基レベルで85%の相同性がある。
【0079】
実施例6
mNHES遺伝子と神経分化との関連を明らかにするため、マウスP19胚性腫瘍細胞を培養し、コリン作動性神経分化させ、その発現プロファイルについて検討を行った。
P19細胞を、5x105 cell/mlの細胞濃度で、5x10−7 M レチノイン酸(和光純薬工業)および10% FBS(Invitrogen社)を含むα−MEM培地(Invitrogen社)に縣濁した。その細胞縣濁液 3mlを、3.5cm浮遊培養用プレート(住友ベークライト社)を用い、2日間培養した。ついでトリプシンで消化し、5x104 cell/mlの細胞濃度で、1% N−2 suppliment(Invitrogen社)および1μg/μl ファイブロネクチン(Invitrogen社)を含むDMEM/F12培地(Invitrogen社)に縣濁した。その細胞縣濁液 0.5mlを、48well poly−D−Lysineコートプレート(ベクトンデッキソン社)を用いて培養し、以下の実験に供した。培養開始後3日目に、シトシン β−D−アラビノフラノシド(AraC)(シグマ社)を5μg/mlとなるよう、培地に添加した。
培養後3、4、5および6日目に、RNeasy 96kit(QIAGEN社)を用いて、細胞からtotal RNAを抽出した。得られたtotal RNAから、TaqMan Reverse TranscriptionReagents(PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いてcDNAを合成した。mNHES遺伝子を特異的に増幅、検出できる2種の合成プライマー(配列番号:18および配列番号:19)およびTaqManプローブ(配列番号:20)を用い、PCRによるmNHES遺伝子のコピー数の定量を、ABI Prism 7900 sequence Detection Systemを用いて行った。PCR反応は、TaqMan universal PCR Master Mix(PEアプライドバイオシステムズ社製)を使用し、条件は添付されている説明書に従って行った。算出されたコピー数を内部コントロールとして、mNHES遺伝子のコピー数と同様にTaqMan Rodent GAPDH Control regents VIC(PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いて算出したグリセロール3リン酸脱水酵素のコピー数で補正した後、値を発現量として、3日目の発現量を1として変動率を算出した。
その結果、mNHES遺伝子の発現変動率は、培養開始後4、5および6日目で、それぞれ、3.0、15.7および16.6となり、培養日数経過と共に発現が増加することが明らかとなった。
これよりmNHES遺伝子は、神経分化と共に発現誘導されることが明らかとなった。
【0080】
実施例7
mNHES遺伝子とコリン作動性神経分化との関連を明らかにするため、P19胚性腫瘍細胞のコリン作動性神経分化に対するmNHES遺伝子強制発現の影響を検討した。
実施例1で構築したpTB2274を、制限酵素BamH IおよびXho I(ともにタカラ酒造社)で消化し、約900bpの断片を回収後、pTARGET Vector(プロメガ社)の BamH IおよびXho I間隙に挿入し、mNHES強制発現プラスミドを作製した。作製した強制発現プラスミドをmNHES1−1と命名した。mNHES1−1およびコントロールとしてのpTARGET Vectorを、それぞれFugene6トランスフェクション試薬(ロシュ・ダイアグノスティックス社)を用いて10% FBS(Invitrogen社)を含むα−MEM培地(Invitrogen社)で培養中のP19細胞に遺伝子導入した。その後、P19細胞を、5x105 cell/mlの細胞濃度で、5x10−7 M レチノイン酸(和光純薬工業)および10% FBS(Invitrogen社)を含むα−MEM培地(Invitrogen社)に縣濁した。その細胞縣濁液 3mlを、3.5cm浮遊培養用プレート(住友ベークライト社)を用い、2日間培養した。ついでトリプシンで消化し、5x104 cell/mlの細胞濃度で、1% N−2 suppliment(Invitrogen社)および1μg/μl ファイブロネクチン(Invitrogen社)を含むDMEM/F12培地(Invitrogen社)に縣濁した。この細胞縣濁液 0.5mlを、48well poly−D−Lysineコートプレート(ベクトンデッキソン社)を用いて培養し、以下の実験に供した。培養開始後5日目に、RNeasy 96kit(QIAGEN社)を用いて、細胞からtotal RNAを抽出した。得られたtotal RNAから、TaqMan Reverse Transcription Reagents(PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いてcDNAを合成した。
コリン作動性神経マーカーであるコリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子を特異的に増幅、検出できる2種の合成プライマー(配列番号:27および配列番号:28)およびTaqManプローブ(配列番号:29;Fam− ccaatgaccagctaaggtttgcagcc−Tamra;配列中、Famは6−carboxy−fluoresceinを、Tamraは6−carboxy−tetramethyl−rhodamine をそれぞれ示す)を用い、PCRによるコリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子のコピー数の定量を、ABI Prism 7900 sequence Detection Systemを用いて行った。PCR反応は、TaqMan universal PCR Master Mix(PEアプライドバイオシステムズ社製)を使用し、条件は添付されている説明書に従って行った。算出されたコピー数を内部コントロールとして、mNHES遺伝子のコピー数と同様にTaqMan Rodent GAPDH Control regents VIC(PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いて算出したグリセロール3リン酸脱水酵素のコピー数で補正した後、値を発現量とした。
その結果、mNHES1−1導入細胞でのコリンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子発現量は、コントロールのpTARGET Vector導入細胞の、52%の発現量であることが明らかとなった。
これよりmNHES遺伝子は、コリン作動性神経の分化を抑制すると考えられる。
【0081】
実施例8
hNHES遺伝子と神経変性疾患との関連を明らかにするため、ヒトアルツハイマー脳組織(海馬)由来cDNA(Biochain社)およびヒト健常人脳組織(海馬)由来cDNA(Biochain社)を材料とし、hNHES遺伝子発現量の比較を行った。
hNHES遺伝子を特異的に増幅、検出できる2種の合成プライマー(配列番号:21および配列番号:22)およびTaqManプローブ(配列番号:23)を用い、PCRによるhNHES遺伝子のコピー数の定量を、ABI Prism 7900 sequence Detection Systemを用いて行った。PCR反応は、TaqMan universal PCR Master Mix(PEアプライドバイオシステムズ社製)を使用し、条件は添付されている説明書に従って行った。算出されたコピー数を、内部コントロールとしてhNHES遺伝子のコピー数と同様にTaqMan GAPDH Control Reagents(PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いて算出したグリセロール3リン酸脱水酵素のコピー数で補正した後、値を発現量として算出した。
その結果、アルツハイマー病患者の海馬でのhNHES遺伝子の発現は、健常人の海馬での発現に比べ、358倍高いことが明らかになった。
これよりhNHES遺伝子遺伝子は、アルツハイマー病などの神経変性疾患に関与すると考えられる。
【0082】
実施例9
mNHES遺伝子と神経分化との関連を明らかにするため、マウス胎児神経幹細胞を培養、神経分化させ、その発現プロファイルについて検討を行った。
神経幹細胞として、妊娠14〜15日マウス胎児から、neurosphere法(Experimental Neurology,144巻,350−360頁,1997年)により取得した神経幹細胞を用いた。
神経幹細胞を、150cm2 flask(IWAKI住友ベークライト社)を用い、5×105 cell/mlの細胞濃度で、50ml 20ng/mlのbFGF(genzyme techne社)およびN2 supplement(Invitrogen社)を含むDMEM/F12培地(Invitrogen社)中、ニューロスフェアとして維持した。ついで、トリプシン消化し、ECL(UPSTATE biotechnology)コートを行った24wellプレート(ベクトンデッキソン社)を用い、2×105 cell/mlの細胞濃度で、0.5mlの100ng/mlのNGF(genzyme techne社)およびN2 supplement(gibco社)を含むDMEM/F12培地(gibcoInvitrogen社)中で分化培養を行った。
分化培養前、および分化誘導後1、3ならびに5日目に、RNeasy 96kit(QIAGEN社)を用い、細胞からtotal RNAを回収した。得られたtotal RNAから、TaqMan Reverse Transcription Reagents(PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いてcDNAを合成した。
mNHES遺伝子を特異的に増幅、検出できる2種の合成プライマー(配列番号:18および配列番号:19)およびTaqManプローブ(配列番号:20)を用い、PCRによるmNHES遺伝子のコピー数の定量を、ABI Prism 7900 sequence Detection Systemを用いて行った。PCR反応は、TaqMan universal PCR Master Mix(PEアプライドバイオシステムズ社製)を使用し、条件は添付されている説明書に従って行った。算出されたコピー数を内部コントロールとして、mNHES遺伝子のコピー数と同様にTaqMan Rodent GAPDH Control regents VIC(PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いて算出したグリセロール3リン酸脱水酵素のコピー数で補正した後、値を発現量とし、分化誘導前の発現量を1として、mNHES遺伝子発現量の変動率を算出した。
その結果、mNHES遺伝子は分化誘導後1、3および5日目で、それぞれ、30.6、9.8および1.3となり、分化誘導後、一過性に発現が増加することが明らかとなった。
これより、mNHES遺伝子は、神経幹細胞で神経分化と共に発現誘導されることが明らかとなった。
【0083】
【発明の効果】
本発明のタンパク質は、神経系疾患の診断マーカーであり、コリン作動性神経分化抑制作用を有する。したがって、該タンパク質の活性または該タンパク質の遺伝子の発現を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩、本発明の抗体(好ましくは中和抗体)、本発明のアンチセンスポリヌクレオチドなどは、例えばコリン作動性神経分化促進剤として、例えば神経系疾患〔例、神経変性疾患(例、アルツハイマー病、パーキンソン症候群など)、脊髄損傷、てんかん、脳虚血性障害、脳血管性痴呆など〕、精神系疾患(例、精神分裂病、うつ病など)、腎疾患(例、腎不全、腎炎、尿毒症など)、生殖器疾患(例、前立腺肥大症、前立腺癌炎、精巣神経症など)、骨・軟骨疾患(例、骨そしょう症、変形性関節症、慢性関節リウマチなど)、筋疾患(例、筋ジストロフィー症など)、心疾患(例、心筋症、心筋梗塞、心不全、狭心症など)、自己免疫性疾患(例、全身性エリテマトーデス、免疫関連糸球体腎炎など)、癌(例、腎臓癌、肺癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、卵巣癌、前立腺癌、胃癌、膀胱癌、乳癌、子宮頚部癌、結腸癌、直腸癌、膵臓癌など)、高血圧などの予防・治療剤、好ましくは神経変性疾患(好ましくはアルツハイマー病など)などの予防・治療剤として安全に使用することができる。
【0084】
【配列表】
Figure 2004089179
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【図面の簡単な説明】
【図1】mNHESのマウスブレインcDNAパネルでの発現量の結果を表す図である。図中、縦軸は、mNHESの発現量を内部コントロールとして用いたグリセロール3リン酸脱水酵素の発現量で補正した値を示す。横軸は、E12は胎齢12日を、E14は胎齢14日を、E16は胎齢16日を、E18は胎齢18日を、P1は生後1日を、P4は生後4日を、P7は生後7日を、P14は生後14日を、P21は生後21日を、P60は生後60日をそれぞれ示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel transcription factor useful for a preventive / therapeutic agent and a diagnostic agent for a nervous system disease, a cholinergic neuronal differentiation promoter, and the like.
[0002]
[Prior art]
In eukaryotic cells, the amount of transcription of genes is controlled by the interaction between chromosomal sequences (cis-elements) such as promoters and enhancers and transcription factors binding thereto. The promoter comprises a core (basic) sequence composed of a TATA box and a transcription initiation site, and a gene-specific expression control region. The transcription regulatory factor bound to the expression control region activates RNA polymerase II holoenzyme (a complex of RNA polymerase II and a group of basic transcription factors) bound to the core sequence, and promotes gene transcription. Basic transcription factors that bind to the core sequence are involved in the transcription of many genes and have no gene specificity.
On the other hand, a transcriptional regulator that binds to the expression control region is activated when cells proliferate or differentiate or responds to external stimuli such as hormones and cytokines, and promotes transcription of defined genes. For this reason, transcription regulatory factors are sometimes referred to as gene-specific transcription factors. It is expected that about 3,000 gene-specific transcription factors exist in humans, and they are expected to be drug targets as well as cell surface receptors (Mol. Med. Today, 358, 1998).
The basic helix-loop-helix (bHLH) motif is a motif structure abundant in transcription factors. The bHLH family transcription factors include MyoD, dHAND, eHAND, HES1, HES5, Mash1, Math3, Neurogenin1, Neurogenin2, Hesr-1 and the like. Regarding its function, Myo D controls myoblast determination, differentiation into myotube cells, and has the ability to differentiate fibroblasts into myocytes by overexpression. dHAND and eHAND play an important role in the formation of hearts in which their knockout mice become defective in cardiac development at the stage of development (Experimental Medicine, Vol. 17, pp. 1298-34). It has been found that HES1 and HES5 can maintain neural stem cells in an undifferentiated state when forcedly expressed, and can inhibit maintenance of an undifferentiated state when both genes are deleted. HES1 and HES5 can be used to maintain neural stem cells. It has been shown to have an essential role (J Biol Chem, 276, 30467-74, 2001). It has been shown that Mash1 and Math3 can induce differentiation of neural stem cells into neurons when forcedly expressed, and can inhibit differentiation into neurons when both genes are deleted, and that Mash1 and Math3 are neuronal differentiation determinants. It is functioning (EMBO J, 19, 5460-72, 2000). In neurogenin knockout mice, cerebral ganglion neurons do not differentiate, and Neurogenin plays an important role in neuronal differentiation (Neuron, 20, 469-82, 1998, Neuron, 20, 483-94). , 1998). Hesr-1 is also called HERP-2 or Hey1, and is activated by a Notch signal that is important for neuronal differentiation (Mol Cell Biol., 21, 6080-9, 2001). Thus, the transcription factor of the bHLH family plays an important role in the maintenance, differentiation and development of stem cells (Experimental Medicine, Vol. 18, pp. 1252-1256, 2000). It is known that the transcription factor of the bHLH family forms a dimer and has an activity. For example, Mash1 binds to E12 and E47 to form a heterodimer and has a transcription promoting activity (Development 127, 2933-43). P., 2000).
Recently, it has been reported that Medane, a transcription factor of the bHLH family, is involved in the differentiation of dopaminergic neurons (Patent Document 1 WO 02/60928).
Cholinergic nerves are important for the cognitive function of the brain, and it is known that their shedding is remarkable in Alzheimer's disease patients (protein nucleic acid enzyme, 10, 1722, 2000).
[Patent Document 1]
WO 02/60928
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the accumulation of sequence information in the random sequencing of human genomic DNA or cDNA derived from various human tissues and rapid advances in gene technology have accelerated the elucidation of human genes. Along with this, the existence of many genes predicted to encode proteins of unknown function has been revealed. These are expected to contain many novel transcription factors belonging to the bHLH family. To find a new transcription factor of the bHLH family that has a novel action in the maintenance, differentiation and development of neural stem cells, the transcription factor is directly used or a drug screening system using the transcription factor is used. This enables the development of completely new and safer and superior agents for preventing / treating neurological diseases, and therapeutic methods. Therefore, in this field, it has been desired to find a new transcription regulatory factor and to develop a method for mass production thereof.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have found a transcription factor gene that is expressed in the mouse embryo brain, and furthermore that this transcribed gene has a cholinergic neuronal differentiation inhibitory action. The present inventor has further found that the present invention has been completed as a result of further study based on these findings.
[0005]
That is, the present invention
(1) a protein containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 5, or SEQ ID NO: 26, or a salt thereof;
(2) a protein comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a salt thereof;
(3) a protein comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 or a salt thereof;
(4) a protein comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 or a salt thereof;
(5) a partial peptide of the protein according to (1) or a salt thereof;
(6) a polynucleotide containing a polynucleotide encoding the protein of (1) or the partial peptide of (5),
(7) the polynucleotide according to (6), which is a DNA;
(8) a polynucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 17,
(9) a recombinant vector containing the polynucleotide according to (6),
(10) a transformant transformed with the recombinant vector according to (9),
(11) culturing the transformant according to (10), producing and accumulating the protein according to (1) or the partial peptide according to (5), and collecting the protein; A) a partial peptide according to (5) or a salt thereof,
(12) a medicine comprising the protein of (1) or the partial peptide of (5) or a salt thereof,
(13) a medicine comprising the polynucleotide according to (6),
(14) a diagnostic agent comprising the polynucleotide of (6) above,
(15) an antibody against the protein according to (1) or the partial peptide according to (5) or a salt thereof,
(16) a medicament comprising the antibody according to the above (15),
(17) a diagnostic agent comprising the antibody according to the above (15),
(18) a base sequence complementary or substantially complementary to the base sequence of a DNA having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof, An antisense polynucleotide containing a portion thereof,
(19) a medicine comprising the antisense polynucleotide according to (18),
(20) a diagnostic agent comprising the antisense polynucleotide according to (18),
(21) The protein according to (1), the partial peptide according to (5), or a salt thereof, wherein the protein according to (1), the partial peptide according to (5), or a salt thereof is used. A method for screening a compound or a salt thereof that promotes or inhibits the activity,
(22) The activity of the protein of (1) or the partial peptide of (5) or a salt thereof, comprising the protein of (1) or the partial peptide of (5) or a salt thereof. A kit for screening for a compound that promotes or inhibits or a salt thereof,
(23) Promotes the activity of the protein of (1), the partial peptide of (5) or a salt thereof obtained by using the screening method of (21) or the screening kit of (22). Or a compound that inhibits or a salt thereof,
(24) a medicament comprising the compound according to (23) or a salt thereof,
(25) A method for screening a compound or a salt thereof that promotes or inhibits the expression of the protein gene according to (1), which comprises using the polynucleotide according to (6).
(26) a kit for screening a compound or a salt thereof that promotes or inhibits the expression of the protein gene according to (1), which comprises the polynucleotide according to (6);
(27) A compound or a salt thereof that promotes or inhibits the expression of the protein gene according to (1), obtained by using the screening method according to (25) or the screening kit according to (26);
(28) a medicament comprising the compound according to (27) or a salt thereof,
(28a) The medicament according to the above (12), (13), (16), (19), (24) or (28), which is a preventive / therapeutic agent for a nervous system disease.
(29) The medicament according to the above (12), (13), (16), (19), (24) or (28), which is a prophylactic / therapeutic agent for a neurodegenerative disease.
(29a) The prophylactic / therapeutic agent according to the above (29), wherein the neurodegenerative disease is Alzheimer's disease or Parkinson's syndrome,
(29b) The diagnostic agent according to the above (14), (17) or (20), which is a diagnostic agent for a nervous system disease.
(30) The diagnostic agent according to the above (14), (17) or (20), which is a diagnostic agent for a neurodegenerative disease,
(30a) The diagnostic agent according to the above (30), wherein the neurodegenerative disease is Alzheimer's disease or Parkinson's syndrome,
(31) the prophylactic / therapeutic agent according to the above (29), which is a prophylactic / therapeutic agent for Alzheimer's disease;
(32) The diagnostic agent according to (30) above, which is a diagnostic agent for Alzheimer's disease.
(33) a method for screening a cholinergic neuronal differentiation promoting agent, comprising using the protein according to (1) or the partial peptide according to (5) or a salt thereof;
(34) a kit for screening a cholinergic neuronal differentiation promoting agent, comprising the protein according to (1) or the partial peptide according to (5) or a salt thereof;
(35) a method for screening a cholinergic neuronal differentiation promoting agent, comprising using the polynucleotide according to (6);
(36) a kit for screening a cholinergic neuronal differentiation promoting agent, which comprises the polynucleotide according to (6);
(37) a cholinergic neuronal differentiation promoting agent obtainable by using the screening method according to (33) or (35) or the screening kit according to (34) or (36);
(38) A cholinergic neuronal differentiation promoter comprising a compound or a salt thereof that inhibits the activity of the protein of (1) or the partial peptide of (5) or a salt thereof,
(39) A cholinergic neuronal differentiation promoting agent comprising a compound or a salt thereof that inhibits the expression of the protein gene according to (1),
(40) a cholinergic neuronal differentiation promoter comprising the antibody according to (15), (41) a cholinergic neuronal differentiation promoter comprising the antisense polynucleotide according to (18),
(41a) The cholinergic neuronal differentiation promoter according to the above (38) to (41), which is a prophylactic / therapeutic agent for Alzheimer's disease,
(42) A method for preventing or treating a neurodegenerative disease, which comprises administering to a mammal an effective amount of the compound according to (23) or (27) or a salt thereof,
(43) Use of the compound or the salt thereof according to (23) or (27) for producing a prophylactic / therapeutic agent for a neurodegenerative disease,
(44) a multimer of the protein or a salt thereof according to (1),
(45) the multimer according to the above (44), which is a heterodimer;
(46) The multimer as described in (45) above, which is a heterodimer with a basic helix-loop-helix family protein.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A protein containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 26 (hereinafter sometimes referred to as the protein of the present invention) is a human And cells of warm-blooded animals (eg, guinea pig, rat, mouse, chicken, rabbit, pig, sheep, cow, monkey, etc.) (eg, hepatocytes, spleen cells, nerve cells, glial cells, pancreatic β cells, bone marrow cells, Mesangial cells, Langerhans cells, epidermal cells, epithelial cells, goblet cells, endothelial cells, smooth muscle cells, fibroblasts, fiber cells, muscle cells, adipocytes, immune cells (eg, macrophages, T cells, B cells, natural killers) Cells, mast cells, neutrophils, basophils, eosinophils, monocytes), megakaryocytes, synovial cells, chondrocytes, osteocytes, osteoblasts, osteoclasts, mammary cells, hepatocytes Or stromal cells, or precursor cells of these cells, stem cells or cancer cells) or any tissue where these cells are present, such as the brain, various parts of the brain (eg, olfactory bulb, amygdala, basal sphere, hippocampus) , Thalamus, hypothalamus, cerebral cortex, medulla, cerebellum), spinal cord, pituitary, stomach, pancreas, kidney, liver, gonad, thyroid, gall bladder, bone marrow, adrenal gland, skin, muscle, lung, digestive tract (eg, colon, Small intestine), blood vessels, heart, thymus, spleen, submandibular gland, peripheral blood, prostate, testis, ovary, placenta, uterus, bone, joint, skeletal muscle, etc. Is also good.
[0007]
As the amino acid sequence substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, about 50% or more, preferably about 60% or more, and more preferably about 70% Above, more preferably about 80% or more, particularly preferably about 90% or more, most preferably about 95% or more amino acid sequence having homology.
Examples of the protein containing an amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 include, for example, a protein containing the same amino acid sequence as the above-mentioned amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. And proteins having substantially the same activity as the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. The amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 is at least 75%, preferably at least about 80%, more preferably at least about 90%, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5. And most preferably an amino acid sequence having about 95% or more homology.
Examples of the protein having an amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 include, for example, a protein having the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 described above. And a protein having substantially the same activity as the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5. Examples of the amino acid sequence substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 include an amino acid sequence having 98% or more, preferably about 99% or more homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26. Is mentioned.
Examples of the protein having an amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 include, for example, a protein having the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 described above. And a protein having substantially the same activity as the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26.
[0008]
Examples of substantially equivalent activities include, for example, acting as a transcription factor (transcription regulating activity), cholinergic nerve differentiation inhibitory action, and the like. Substantially homogenous indicates that the properties are homogenous (eg, physiologically or pharmacologically). Therefore, the transcription regulatory activity or cholinergic neuronal differentiation inhibitory activity may be equivalent (eg, about 0.01 to 100 times, preferably about 0.1 to 10 times, more preferably 0.5 to 2 times). Although preferred, quantitative factors such as the degree of these activities and the molecular weight of the protein may be different.
The measurement of the transcription regulation activity is carried out by a method known per se, for example, a CAT assay (Mol. Cell. Biol., 2, 1044-11051, 1982), a luciferase assay (Mol. Cell Biol. 7, 725-75). 737, 1987), a co-transfection method (EMBO J., vol. 7, pp. 3771-3778, 1988) or a method similar thereto. As a specific example, an expression vector incorporating a chimeric gene in which a sequence of a cis-element region capable of binding to a transcription factor of interest is bound upstream of a reporter gene, and an expression vector incorporating the transcription factor gene are incorporated into cells. Then, the expression level of the reporter gene is measured by a method known per se.
The binding sequence of the transcription factor is identified by a method known per se, for example, a target detection assay (Andrew, H., J. Biol. Chem., 276, 18282-18289, 2001), a gel shift method (Tokyo) The University of Medical Science, Cancer Research Division, New Cell Engineering Experimental Method, p. 375), Dnase I Footprint Method (The University of Tokyo Institute of Medical Science, Cancer Research Division, New Cell Engineering Experimental Method, p. 385), Southwestern The method is described by the method described in Japanese Patent Application Laid-open No. H10 (963), the New Cell Engineering Experimental Method, edited by the Cancer Research Division of the Institute of Medical Science, The University of Tokyo, p. 396, or a method analogous thereto. As a specific example, in the target detection assay, an oligomer is prepared in which both sides of a random 12 base sequence are sandwiched between base sequences consisting of 22 specific sequences, and this is used as a template to primer the specific sequence. And a double strand is formed. In addition, a transcription factor gene is expressed as a recombinant protein in cells derived from Escherichia coli, animal cells or human cancer cells. A tag such as His may be added to the recombinant protein. After reacting the double-stranded oligomer with the protein expressed in the recombinant protein, the double-stranded oligomer is filtered through a nitrocellulose filter, and the base sequence of DNA binding to the target protein is separated and identified. In the gel shift method, etc., 32 A method in which a DNA labeled with P and a target protein (transcription factor) are bound and then separated by gel electrophoresis or the like to identify a base sequence of the DNA bound to the target protein, or the like.
The cholinergic neuronal differentiation inhibitory action is measured by, for example, RT-PCR, in situ hybridization, immunohistochemistry, immunocytochemistry, acetylcholine content measurement, and acetylcholine synthase activity measurement. Can be measured. For example, in the RT-PCR method, the copy number of the choline acetyltransferase gene is quantified by RT-PCR using a primer capable of specifically amplifying and detecting a cholinergic neuronal marker such as a choline acetyltransferase gene (eg, described later). Example 7).
In the in situ hybridization method, an oligonucleotide probe or riboprobe of a cholinergic neuronal marker such as the choline acetyltransferase gene is prepared, and a known method is used, for example, an introductory brain / neurochemistry introductory lecture / the first volume immunohistochemistry. And the immunocytochemistry method, pages 130-133, 2002 (Yodosha).
In the immunohistochemistry and immunocytochemistry methods, antibodies using cholinergic neuronal markers such as the choline acetyltransferase gene are used, and known methods, for example, introductory lectures on brain / neurochemistry, upper volume immunohistochemistry, immunocytochemistry Method 134-136, 2002 (Yodosha) and the like.
The acetylcholine content can be measured by extracting acetylcholine in a tissue or a cell by a known method, for example, the method described in Biochem Pharmacol Vol. 57, pp. 1321-1329, 1999, and quantifying it by HPLC.
In the method for measuring the activity of acetylcholine synthase, the activity of choline acetyltransferase can be measured using a tritium-labeled acetyl-CoA and choline, and the amount of acetylcholine synthesized can be determined by a known method, for example, Brain Res. 395, 47-56, 1986.
[0009]
Examples of the protein of the present invention include (1) (i) one or two or more amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (eg, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, An amino acid sequence in which about 1 to 10 amino acids have been deleted, more preferably about 1 to 5 amino acids, and (ii) one or more amino acids (for example, 1 to 10) in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. An amino acid sequence to which about 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably several (1 to 5) amino acids have been added; (iii) represented by SEQ ID NO: 1 One or two or more amino acids (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably a number (1 to 5)) Amino acid sequence, ( v) 1 or 2 or more (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, more preferably about 1 to 10 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1; So-called muteins such as (5) an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid, or (v) a protein containing an amino acid sequence obtained by combining them; (2) (i) represented by SEQ ID NO: 5 One or two or more amino acids in the amino acid sequence (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably several (1 to 5) amino acids) The amino acid sequence, (ii) one or more amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 5 (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, more preferably Or (iii) one or more amino acids (for example, about 1 to 100, preferably 1 to 30) in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5. Amino acid sequence into which about, preferably about 1 to 10, and more preferably number (1 to 5) amino acids have been inserted; (iv) one or two amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 An amino acid sequence in which the above (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably number (1 to 5) amino acids have been substituted with other amino acids; or (V) so-called muteins such as proteins containing an amino acid sequence obtained by combining them; (3) (i) one or more (for example, 1 to 4) amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26; (Ii) one or more amino acids (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, and preferably about 1 to 10) And more preferably an amino acid sequence to which a number (1 to 5) of amino acids have been added, and (iii) one or more amino acids (for example, about 1 to 100, preferably 1) to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26. About 30 amino acids, preferably about 1 to 10 amino acids, more preferably about 1 to 10 amino acids, and (iv) one or more amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26. An amino acid sequence in which two or more (eg, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably number (1 to 5) amino acids) have been substituted with other amino acids , Others include so-called muteins such as proteins containing the amino acid sequence comprising a combination thereof (v).
When the amino acid sequence is inserted, deleted or substituted as described above, the position of the insertion, deletion or substitution is not particularly limited.
[0010]
In the protein in the present specification, the left end is the N-terminus (amino terminus) and the right end is the C-terminus (carboxyl terminus) according to the convention of peptide labeling. The protein of the present invention, including the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 26, has a carboxyl group (-COOH), a carboxylate (-COO) ), Amide (-CONH 2 )) Or an ester (—COOR).
Here, as R in the ester, for example, C, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, etc. 1-6 Alkyl groups such as C, cyclopentyl, cyclohexyl, etc. 3-8 Cycloalkyl groups such as phenyl, α-naphthyl and the like; 6-12 Aryl groups, for example phenyl-C such as benzyl, phenethyl, etc. 1-2 An alkyl group or α-naphthyl-C such as α-naphthylmethyl 1-2 C such as an alkyl group 7-14 An aralkyl group, a pivaloyloxymethyl group and the like are used. When the protein of the present invention has a carboxyl group (or carboxylate) other than the C-terminus, the protein of the present invention includes a carboxyl group amidated or esterified. As the ester in this case, for example, the above-mentioned C-terminal ester and the like are used.
Furthermore, in the protein of the present invention, the amino group of the N-terminal amino acid residue (eg, methionine residue) has a protecting group (eg, formyl group, acetyl group, etc.). 1-6 C such as alkanoyl 1-6 Acyl group), N-terminal glutamine residue generated by cleavage in vivo, pyroglutamine oxidation, substituent on the side chain of amino acid in the molecule (eg, -OH, -SH , An amino group, an imidazole group, an indole group, a guanidino group, etc.) are suitable protecting groups (for example, formyl group, acetyl group, etc.). 1-6 C such as alkanoyl group 1-6 (Eg, an acyl group), or a complex protein such as a so-called glycoprotein to which a sugar chain is bound.
Specific examples of the protein of the present invention include, for example, a mouse-derived protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a human-derived protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5, and a SEQ ID NO: : 26, and a rat-derived protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26.
[0011]
The partial peptide of the protein of the present invention is the partial peptide of the protein of the present invention described above, and preferably any peptide having the same properties as the protein of the present invention described above.
Specifically, for the purpose of preparing the antibody of the present invention described below, a peptide having the amino acid sequence at positions 8 to 67 and 68 to 240 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: A peptide having the amino acid sequence at positions 8 to 67 and 68 to 241 in the amino acid sequence represented by No. 5, and the amino acid at positions 8 to 67 and 68 to 241 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 Examples include a peptide having a sequence. For example, peptides having at least 20 or more, preferably 50 or more, more preferably 70 or more, more preferably 100 or more, and most preferably 200 or more amino acid sequences among the constituent amino acid sequences of the protein of the present invention. Is used.
In the partial peptide used in the present invention, one or more (preferably about 1 to 10, more preferably a number (1 to 5)) amino acids in the amino acid sequence are deleted, or One or more (preferably about 1 to 20, more preferably about 1 to 10, and still more preferably, about 1 to 5) amino acids are added to the amino acid sequence, or the amino acid One or more (preferably about 1 to 20, more preferably about 1 to 10, and still more preferably, about 1 to 5) amino acids are inserted into the sequence, or One or more (preferably about 1 to 10, more preferably several, and still more preferably about 1 to 5) amino acids may be substituted with another amino acid.
[0012]
The partial peptide used in the present invention has a carboxyl group (—COOH) and a carboxylate (—COO) at the C-terminus. ), Amide (-CONH 2 )) Or an ester (—COOR).
Further, the partial peptides used in the present invention include those having a carboxyl group (or carboxylate) other than the C-terminus and N-terminal amino acid residues (eg, methionine), as in the above-mentioned protein of the present invention. Residue), the amino group of which is protected by a protecting group, the N-terminal side is cleaved in vivo, and the generated glutamine residue is pyroglutamine-oxidized, and the substituent on the side chain of the amino acid in the molecule is appropriate. Also included are those protected with a protecting group or complex peptides such as so-called glycopeptides to which sugar chains are bonded.
The partial peptide used in the present invention can also be used as an antigen for preparing an antibody.
The proteins of the present invention may form multimers (eg, dimers, etc.). Examples of the multimer include basic helix-loop-helix family proteins (eg, MyoD, dHAND, eHAND, HES1, HES5, Mash1, Math3, Neurogenin1, Neurogenin2, Hesr-1, E12, E47, etc.). Heteromultimers, preferably heterodimers and the like.
[0013]
As salts of the protein or partial peptide of the present invention, salts with physiologically acceptable acids (eg, inorganic acids, organic acids) and bases (eg, alkali metals) are used, and especially physiologically acceptable salts. Acid addition salts are preferred. Such salts include, for example, salts with inorganic acids (eg, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid) or organic acids (eg, acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid) Acids, tartaric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid) and the like are used.
The protein of the present invention or a partial peptide thereof or a salt thereof can be produced from the above-described method of purifying a protein from human or warm-blooded animal cells or tissues, or can be transformed using a DNA encoding the protein. It can also be produced by culturing the body. Further, it can be produced according to the peptide synthesis method described later.
When producing from human or mammalian tissues or cells, the homogenized human or mammalian tissues or cells are extracted with an acid or the like, and the extract is subjected to chromatography such as reverse phase chromatography or ion exchange chromatography. Can be purified and isolated.
[0014]
For the synthesis of the protein or partial peptide of the present invention, or a salt thereof, or an amide thereof, a commercially available resin for protein synthesis can be generally used. Examples of such a resin include chloromethyl resin, hydroxymethyl resin, benzhydrylamine resin, aminomethyl resin, 4-benzyloxybenzyl alcohol resin, 4-methylbenzhydrylamine resin, PAM resin, and 4-hydroxymethylmethyl. Phenylacetamidomethyl resin, polyacrylamide resin, 4- (2 ′, 4′-dimethoxyphenyl-hydroxymethyl) phenoxy resin, 4- (2 ′, 4′-dimethoxyphenyl-Fmocaminoethyl) phenoxy resin, and the like. it can. Using such a resin, an amino acid having an α-amino group and a side chain functional group appropriately protected is condensed on the resin in accordance with the sequence of the target protein according to various known condensation methods. At the end of the reaction, the protein or partial peptide is cleaved from the resin, and at the same time, various protecting groups are removed.In addition, an intramolecular disulfide bond formation reaction is performed in a highly diluted solution to obtain the target protein or partial peptide or an amide thereof. I do.
For the condensation of the above protected amino acids, various activating reagents that can be used for protein synthesis can be used, and carbodiimides are particularly preferable. As the carbodiimides, DCC, N, N′-diisopropylcarbodiimide, N-ethyl-N ′-(3-dimethylaminoprolyl) carbodiimide and the like are used. For activation by these, the protected amino acid was directly added to the resin together with a racemization inhibitor additive (for example, HOBt, HOOBt), or the protected amino acid was previously activated as a symmetric acid anhydride or HOBt ester or HOOBt ester. Later it can be added to the resin.
[0015]
The solvent used for activating the protected amino acid or condensing with the resin can be appropriately selected from solvents known to be usable for the protein condensation reaction. For example, acid amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform, alcohols such as trifluoroethanol, and dimethyl sulfoxide. Sulfoxides, ethers such as pyridine, dioxane, and tetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, and appropriate mixtures thereof are used. The reaction temperature is appropriately selected from a range known to be usable for a protein bond formation reaction, and is usually appropriately selected from a range of about -20 ° C to 50 ° C. The activated amino acid derivative is usually used in a 1.5 to 4-fold excess. As a result of the test using the ninhydrin reaction, when the condensation is insufficient, sufficient condensation can be performed by repeating the condensation reaction without removing the protecting group. When sufficient condensation cannot be obtained even by repeating the reaction, unreacted amino acids can be acetylated using acetic anhydride or acetylimidazole to prevent the subsequent reaction from being affected.
[0016]
Examples of the protecting group for the amino group of the starting material include Z, Boc, t-pentyloxycarbonyl, isobornyloxycarbonyl, 4-methoxybenzyloxycarbonyl, Cl-Z, Br-Z, adamantyloxycarbonyl, trifluoroacetyl , Phthaloyl, formyl, 2-nitrophenylsulfenyl, diphenylphosphinothioyl, Fmoc and the like.
The carboxyl group may be, for example, a linear, branched or cyclic alkyl ester such as an alkyl esterified ester (eg, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, 2-adamantyl). ), Aralkyl esterification (eg, benzyl ester, 4-nitrobenzyl ester, 4-methoxybenzyl ester, 4-chlorobenzyl ester, benzhydryl esterification), phenacyl esterification, benzyloxycarbonylhydrazide, t-butoxy It can be protected by carbonyl hydrazide, trityl hydrazide and the like.
The hydroxyl group of serine can be protected, for example, by esterification or etherification. Suitable groups for this esterification include, for example, lower (C 1-6 A) Groups derived from carbonic acid such as an aroyl group such as an alkanoyl group and a benzoyl group, and a benzyloxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group. Examples of the group suitable for etherification include a benzyl group, a tetrahydropyranyl group, and a t-butyl group.
Examples of the protecting group for the phenolic hydroxyl group of tyrosine include Bzl, Cl 2 -Bzl, 2-nitrobenzyl, Br-Z, t-butyl and the like are used.
As the imidazole protecting group for histidine, for example, Tos, 4-methoxy-2,3,6-trimethylbenzenesulfonyl, DNP, benzyloxymethyl, Bum, Boc, Trt, Fmoc and the like are used.
[0017]
Examples of the activated carboxyl group of the raw material include, for example, a corresponding acid anhydride, azide, active ester [alcohol (eg, pentachlorophenol, 2,4,5-trichlorophenol, 2,4-dinitrophenol, Cyanomethyl alcohol, paranitrophenol, HONB, N-hydroxysuccinimide, N-hydroxyphthalimide, and an ester with HOBt). As the activated amino group of the raw material, for example, a corresponding phosphoric amide is used.
As a method for removing (eliminating) the protecting group, for example, catalytic reduction in a hydrogen stream in the presence of a catalyst such as Pd-black or Pd-carbon, or hydrogen fluoride anhydride, methanesulfonic acid, trifluoromethane, etc. Acid treatment with dichloromethane, trifluoroacetic acid or a mixture thereof, base treatment with diisopropylethylamine, triethylamine, piperidine, piperazine, etc., reduction with sodium in liquid ammonia, and the like are also used. The elimination reaction by the above acid treatment is generally performed at a temperature of about -20 ° C to 40 ° C. In the acid treatment, for example, anisole, phenol, thioanisole, metacresol, paracresol, dimethylsulfide, 1,4 -Addition of a cation scavenger such as butanedithiol, 1,2-ethanedithiol and the like is effective. Further, the 2,4-dinitrophenyl group used as an imidazole protecting group of histidine is removed by thiophenol treatment, and the formyl group used as an indole protecting group of tryptophan is the above 1,2-ethanedithiol, 1,4-butane. In addition to deprotection by acid treatment in the presence of dithiol or the like, it is also removed by alkali treatment with dilute sodium hydroxide solution, dilute ammonia or the like.
[0018]
The protection of the functional group that should not be involved in the reaction of the raw materials, the protective group, the elimination of the protective group, the activation of the functional group involved in the reaction, and the like can be appropriately selected from known groups or known means.
As another method for obtaining an amide form of a protein or a partial peptide, for example, after amidating and protecting the α-carboxyl group of the carboxy terminal amino acid, a peptide (protein) chain is added to the amino group side to a desired chain length. After the elongation, a protein or partial peptide from which only the protecting group for the N-terminal α-amino group of the peptide chain has been removed and a protein or partial peptide from which only the protecting group for the C-terminal carboxyl group has been removed, and these are produced. The protein or peptide is condensed in a mixed solvent as described above. Details of the condensation reaction are the same as described above. After purifying the protected protein or peptide obtained by the condensation, all the protecting groups are removed by the above-mentioned method to obtain a desired crude protein or peptide. This crude protein or peptide is purified by various known purification means, and the main fraction is lyophilized to obtain an amide of the desired protein or peptide.
In order to obtain an ester of a protein or peptide, for example, after condensing the α-carboxyl group of the carboxy terminal amino acid with a desired alcohol to form an amino acid ester, the desired protein or An ester of the peptide can be obtained.
[0019]
The partial peptide or a salt thereof used in the present invention can be produced according to a peptide synthesis method known per se or by cleaving the protein of the present invention with an appropriate peptidase. As a method for synthesizing a peptide, for example, any of a solid phase synthesis method and a liquid phase synthesis method may be used. That is, the partial peptide or amino acid that can constitute the partial peptide used in the present invention is condensed with the remaining portion, and when the product has a protecting group, the protecting group is eliminated to produce the target peptide. it can. Known condensation methods and elimination of protecting groups include, for example, the methods described in the following (i) to (v).
(I) M.I. Bodanszky and M.A. A. Ondetti, Peptide Synthesis, Interscience Publishers, New York (1966) (ii) Schroeder and Luebke, The Peptide (The Peptide, Academic Year, 65 years).
(Iii) Nobuo Izumiya et al., Basics and Experiments of Peptide Synthesis, Maruzen Co., Ltd. (1975)
(Iv) Haruaki Yajima and Shunpei Sakakibara, Laboratory of Biochemistry 1, Protein Chemistry IV, 205, (1977)
(V) Supervisor of Haruaki Yajima, Development of Continuing Drugs, Volume 14, Peptide Synthesis, Hirokawa Shoten
After the reaction, the partial peptide used in the present invention can be purified and isolated by a combination of ordinary purification methods such as solvent extraction, distillation, column chromatography, liquid chromatography, and recrystallization. When the partial peptide obtained by the above method is a free form, it can be converted to an appropriate salt by a known method or a method analogous thereto, and conversely, when the partial peptide is obtained as a salt, a known method or analogous method It can be converted into a free form or another salt by a method.
[0020]
The polynucleotide encoding the protein of the present invention may be any polynucleotide containing the above-described nucleotide sequence encoding the protein of the present invention. Preferably it is DNA. The DNA may be any of genomic DNA, genomic DNA library, cDNA derived from the above-described cells / tissues, cDNA library derived from the aforementioned cells / tissues, and synthetic DNA.
The vector used for the library may be any of bacteriophage, plasmid, cosmid, phagemid and the like. Alternatively, amplification can be carried out directly by Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction (hereinafter abbreviated as RT-PCR method) using a total RNA or mRNA fraction prepared from the above-mentioned cells / tissues.
The DNA encoding the protein of the present invention includes, for example, (1) a DNA containing the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 under high stringent conditions. DNA encoding a protein containing a hybridizing base sequence and having substantially the same properties as the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 described above; (2) a DNA represented by SEQ ID NO: 6 DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 6 or a base sequence hybridizable under high stringent conditions to the base sequence represented by SEQ ID NO: 6, and containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 described above. DNA encoding a protein having substantially the same properties as the protein to be synthesized, (3) DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 17, Or a nucleotide sequence that hybridizes with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 17 under high stringency conditions, and is substantially the same as the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 described above. Any DNA may be used as long as it encodes a protein having the above properties.
[0021]
Examples of the DNA that can hybridize with the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 under high stringency conditions include, for example, about 50% or more, preferably about 60% or more with the base sequence represented by SEQ ID NO: 2. More preferably, a DNA containing a base sequence having a homology of about 70% or more, more preferably about 80% or more, particularly preferably about 90% or more, and most preferably about 95% or more is used.
Examples of the DNA that can hybridize with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 6 under high stringency conditions include, for example, 75% or more, preferably about 80% or more, and more preferably the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 6 Preferably, a DNA containing a base sequence having a homology of about 90% or more, most preferably about 95% or more is used. Examples of the DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 6 include a DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 7, a DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 16, and the like. .
Examples of the DNA that can hybridize with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 17 under high stringency conditions include, for example, 98% or more, preferably about 99% or more homology with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 17 For example, DNA containing a base sequence having a property is used. Examples of the DNA containing the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 17 include DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 25.
Hybridization can be performed according to a method known per se or a method analogous thereto, for example, the method described in Molecular Cloning 2nd (J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989). When a commercially available library is used, it can be performed according to the method described in the attached instruction manual. More preferably, it can be performed under high stringent conditions.
The high stringent conditions are, for example, conditions in which the sodium concentration is about 19 to 40 mM, preferably about 19 to 20 mM, and the temperature is about 50 to 70 ° C, preferably about 60 to 65 ° C. In particular, the case where the sodium concentration is about 19 mM and the temperature is about 65 ° C. is most preferable.
More specifically, as the DNA encoding the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 or the like is represented by SEQ ID NO: 5. Examples of the DNA encoding the protein having the amino acid sequence include a DNA having a base sequence represented by SEQ ID NO: 6, a DNA having a base sequence represented by SEQ ID NO: 7, and a base sequence represented by SEQ ID NO: 16. The DNA encoding the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 includes the DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 17 and the DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 25. Or the like having DNA.
[0022]
The DNA encoding the partial peptide used in the present invention may be any DNA containing the above-described nucleotide sequence encoding the partial peptide used in the present invention. Further, any of genomic DNA, genomic DNA library, cDNA derived from the above-mentioned cells / tissues, cDNA library derived from the aforementioned cells / tissues, and synthetic DNA may be used.
Examples of the DNA encoding the partial peptide used in the present invention include a DNA having a part of the DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 17, or SEQ ID NO: 2. A protein containing a nucleotide sequence that hybridizes under high stringent conditions with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 17, and encodes a protein having substantially the same activity as the protein of the present invention. DNA containing a part of the DNA to be used is used.
DNAs capable of hybridizing to the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 17 have the same significance as described above.
The same hybridization method and high stringency conditions as described above are used.
[0023]
As a means for cloning a DNA that completely encodes the protein or partial peptide of the present invention (hereinafter, in the description of the cloning and expression of DNAs encoding them, these may be simply abbreviated to the protein of the present invention), Amplifying by a PCR method using a synthetic DNA primer having a part of the nucleotide sequence encoding the protein of the present invention, or incorporating a DNA incorporated in an appropriate vector into a DNA encoding a part or the whole region of the protein of the present invention. Selection can be performed by hybridization with fragments or those labeled with synthetic DNA. Hybridization can be performed, for example, according to the method described in Molecular Cloning 2nd (J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989). When a commercially available library is used, it can be performed according to the method described in the attached instruction manual.
Conversion of the base sequence of DNA can be performed by PCR, a known kit, for example, Mutan. TM -Super Express Km (Takara Shuzo Co., Ltd.), Mutan TM Using -K (Takara Shuzo Co., Ltd.) or the like, it can be carried out according to a method known per se such as the ODA-LA PCR method, the Gapped Duplex method, the Kunkel method, or a method similar thereto.
The DNA encoding the cloned protein can be used as it is or as desired, after digestion with a restriction enzyme or addition of a linker, if desired. The DNA may have ATG as a translation initiation codon at the 5 'end and TAA, TGA or TAG as a translation termination codon at the 3' end. These translation initiation codon and translation termination codon can also be added using an appropriate synthetic DNA adapter.
The expression vector for the protein of the present invention includes, for example, (a) cutting out a DNA fragment of interest from DNA encoding the protein of the present invention, and (b) ligating the DNA fragment downstream of a promoter in an appropriate expression vector. It can be manufactured by the following.
[0024]
Examples of the vector include plasmids derived from Escherichia coli (eg, pBR322, pBR325, pUC12, pUC13), plasmids derived from Bacillus subtilis (eg, pUB110, pTP5, pC194), plasmids derived from yeast (eg, pSH19, pSH15), λ phage and the like. In addition to animal viruses such as bacteriophage, adenovirus, retrovirus, vaccinia virus, and baculovirus, pA1-11, pXT1, pRc / CMV, pRc / RSV, pcDNAI / Neo, and the like are used.
The promoter used in the present invention may be any promoter as long as it is appropriate for the host used for gene expression. For example, when an animal cell is used as a host, SRα promoter, SV40 promoter, LTR promoter, CMV promoter, HSV-TK promoter and the like can be mentioned.
Of these, it is preferable to use a CMV (cytomegalovirus) promoter, SRα promoter, or the like. When the host is Escherichia, trp promoter, lac promoter, recA promoter, λP L Promoter, lpp promoter, T7 promoter, etc., when the host is Bacillus, SPO1 promoter, SPO2 promoter, penP promoter, etc., and when the host is yeast, PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH promoter, etc. Is preferred. When the host is an insect cell, a polyhedrin promoter, a P10 promoter and the like are preferable.
[0025]
In addition to the above, an expression vector containing an enhancer, a splicing signal, a polyA addition signal, a selection marker, an SV40 replication origin (hereinafter sometimes abbreviated as SV40 ori), and the like may be used, if desired. it can. Examples of the selectable marker include a dihydrofolate reductase (hereinafter sometimes abbreviated as dhfr) gene [methotrexate (MTX) resistance] and an ampicillin resistance gene (hereinafter Amp). r Neomycin resistance gene (hereinafter Neo). r G418 resistance). In particular, when the dhfr gene is used as a selection marker using Chinese hamster cells deficient in dhfr gene, the target gene can be selected using a thymidine-free medium.
If necessary, a signal sequence suitable for the host is added to the N-terminal side of the protein of the present invention. When the host is a genus Escherichia, a PhoA signal sequence, an OmpA signal sequence, or the like is used. When the host is a Bacillus genus, an α-amylase signal sequence, a subtilisin signal sequence, or the like is used. In some cases, MFα signal sequence, SUC2 signal sequence, etc. can be used, and when the host is an animal cell, insulin signal sequence, α-interferon signal sequence, antibody molecule, signal sequence, etc. can be used.
A transformant can be produced using the vector containing the DNA encoding the protein of the present invention thus constructed.
[0026]
As the host, for example, Escherichia, Bacillus, yeast, insect cells, insects, animal cells and the like are used.
Specific examples of the genus Escherichia include, for example, Escherichia coli K12.DH1 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 60, 160 (1968)], JM103 [Nucleic Acids Research, 9, 309 (1981)], JA221 [Journal of Molecular Biology, 120, 517 (1978)], HB101 [Journalo] Vol., 459 (1969)], C600 [Genetics, 39, 440 (1954)], and the like.
As the Bacillus bacterium, for example, Bacillus subtilis MI114 [Gene, 24, 255 (1983)], 207-21 [Journal of Biochemistry, 95, 87 (1984)] and the like are used.
Examples of yeast include, for example, Saccharomyces cerevisiae AH22, AH22R , NA87-11A, DKD-5D, 20B-12, Schizosaccharomyces pombe NCYC1913, NCYC2036, Pichia pastoris KM71 and the like.
[0027]
When the virus is AcNPV, for example, when the virus is AcNPV, a cell line derived from a larva of night roth moth (Spodoptera frugiperda cell; Sf cell), MG1 cell derived from the midgut of Trichoplusia ni, and Hig derived from Trichoplusia ni egg. TM Cells, cells derived from Mamestra brassicae, cells derived from Estigmena acrea, and the like are used. When the virus is BmNPV, a silkworm-derived cell line (Bombyx mori N cell; BmN cell) or the like is used. As the Sf cells, for example, Sf9 cells (ATCC CRL 1711), Sf21 cells (Vaughn, JL, et al., In Vivo, 13, 213-217, (1977)) and the like are used. .
As insects, for example, silkworm larvae are used [Maeda et al., Nature, 315, 592 (1985)].
Examples of animal cells include monkey cells COS-7, Vero, Chinese hamster cells CHO (hereinafter abbreviated as CHO cells), dhfr gene-deficient Chinese hamster cells CHO (hereinafter CHO (dhfr). ) Cells), mouse L cells, mouse AtT-20, mouse myeloma cells, mouse ATDC5 cells, rat GH3, human FL cells, and the like. Human cancer cell-derived cell lines (DLD-1, HCT-15, SW-480, LoVo, HCT-116, WiDr, HT-29, LS-174T, SNU-C1, SNU- C4 cells, SNU-C2A cells, CX-1 cells, GI-112 cells, HL-60 cells, Raji cells, G361 cells, S3 cells) and the like are also used.
[0028]
For transformation of Escherichia, for example, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972), and Gene, 17, 107 (1982).
Bacillus spp. Can be transformed, for example, according to the method described in Molecular & General Genetics, vol. 168, 111 (1979).
To transform yeast, see, for example, Methods in Enzymology, Vol. 194, 182-187 (1991), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 75, 1929 (1978).
Insect cells or insects can be transformed, for example, according to the method described in Bio / Technology, 6, 47-55 (1988).
To transform animal cells, for example, see Cell Engineering Separate Volume 8, New Cell Engineering Experiment Protocol. 263-267 (1995) (published by Shujunsha) and Virology, Vol. 52, 456 (1973).
Thus, a transformant transformed with the expression vector containing the DNA encoding the protein can be obtained.
When culturing a transformant whose host is a genus Escherichia or Bacillus, a liquid medium is suitable as a medium used for the culturing, and a carbon source necessary for growth of the transformant is used therein. Nitrogen sources, inorganic substances, etc. are included. As a carbon source, for example, glucose, dextrin, soluble starch, sucrose, etc., as a nitrogen source, for example, ammonium salts, nitrates, corn steep liquor, peptone, casein, meat extract, soybean meal, potato extract and the like Examples of the inorganic or organic substance and the inorganic substance include calcium chloride, sodium dihydrogen phosphate, and magnesium chloride. In addition, yeast extract, vitamins, growth promoting factors and the like may be added. The pH of the medium is preferably about 5 to 8.
[0029]
As a medium for culturing the genus Escherichia, for example, an M9 medium containing glucose and casamino acid [Journal of Experiments in Molecular Genetics, 431-433, Cold Spring Harbor Laboratory, New York 19] is preferable. If necessary, an agent such as 3β-indolylacrylic acid can be added in order to make the promoter work efficiently.
When the host is a bacterium belonging to the genus Escherichia, the cultivation is usually performed at about 15 to 43 ° C. for about 3 to 24 hours, and if necessary, aeration and stirring can be added.
When the host is a bacterium belonging to the genus Bacillus, the cultivation is usually carried out at about 30 to 40 ° C. for about 6 to 24 hours, and if necessary, aeration and stirring may be added.
When culturing a transformant whose host is yeast, for example, a Burkholder minimum medium [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 77, 4505 (1980)] or an SD medium containing 0.5% casamino acid [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5330 (1984)]. Preferably, the pH of the medium is adjusted to about 5-8. The cultivation is usually performed at about 20 ° C. to 35 ° C. for about 24 to 72 hours, and if necessary, aeration and stirring are added.
When culturing a transformant in which the host is an insect cell or an insect, as a medium, an additive such as 10% bovine serum immobilized in Grace's Insect Medium (Nature, 195, 788 (1962)) is appropriately used. The added one is used. The pH of the medium is preferably adjusted to about 6.2 to 6.4. The cultivation is usually performed at about 27 ° C. for about 3 to 5 days, and if necessary, aeration or stirring is added.
When culturing a transformant in which the host is an animal cell, examples of the medium include a MEM medium containing about 5 to 20% fetal bovine serum [Science, Vol. 122, 501 (1952)], a DMEM medium [Virology, 8, 396 (1959)], RPMI 1640 medium [The Journal of the American Medical Association, 199, 519 (1967)], and 199 medium [Proceeding of the Society for Biotechnology, etc., 73, etc. Is used. Preferably, the pH is between about 6 and 8. The cultivation is usually performed at about 30 ° C. to 40 ° C. for about 15 to 60 hours, and if necessary, aeration and stirring are added.
As described above, the protein of the present invention can be produced in cells, cell membranes or extracellular cells of the transformant.
[0030]
The protein of the present invention can be separated and purified from the culture by, for example, the following method.
When extracting the protein of the present invention from cultured cells or cells, the cells or cells are collected by a known method after culturing, suspended in an appropriate buffer, and subjected to sonication, lysozyme and / or freeze-thawing. After the cells or cells are destroyed by the method, a method of obtaining a crude extract of the protein by centrifugation or filtration is used as appropriate. In a buffer, a protein denaturant such as urea or guanidine hydrochloride, or Triton X-100 is used. TM And the like. When the protein is secreted into the culture solution, after the culture is completed, the supernatant is separated from the cells or cells by a method known per se, and the supernatant is collected.
The protein contained in the culture supernatant or extract obtained in this manner can be purified by appropriately combining known separation and purification methods. These known separation and purification methods include methods utilizing solubility such as salting out and solvent precipitation, dialysis, ultrafiltration, gel filtration, and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, mainly molecular weight. Using differences in charge, methods using charge differences such as ion exchange chromatography, methods using specific affinity such as affinity chromatography, and using differences in hydrophobicity such as reversed-phase high-performance liquid chromatography A method utilizing a difference between isoelectric points, such as an isoelectric focusing method, is used.
[0031]
When the protein thus obtained is obtained in a free form, it can be converted to a salt by a method known per se or a method analogous thereto, and conversely, when it is obtained as a salt, a method known per se or analogous thereto Can be converted to a free form or another salt.
The protein produced by the recombinant can be arbitrarily modified or the polypeptide can be partially removed by the action of an appropriate protein-modifying enzyme before or after purification. As the protein modifying enzyme, for example, trypsin, chymotrypsin, arginyl endopeptidase, protein kinase, glycosidase and the like are used.
The presence of the protein of the present invention thus produced can be measured by an enzyme immunoassay using a specific antibody, Western blotting, or the like.
[0032]
The antibody against the protein or partial peptide of the present invention or a salt thereof may be any of a polyclonal antibody and a monoclonal antibody as long as it can recognize the protein or partial peptide of the present invention or a salt thereof.
An antibody against the protein or partial peptide of the present invention or a salt thereof (hereinafter, these may be simply abbreviated as the protein of the present invention) is a known antibody using the protein of the present invention as an antigen. Alternatively, it can be produced according to a method for producing an antiserum.
[Preparation of monoclonal antibody]
(A) Preparation of monoclonal antibody-producing cells
The protein of the present invention is administered to a warm-blooded animal itself or together with a carrier and a diluent at a site capable of producing an antibody upon administration. Complete Freund's adjuvant or incomplete Freund's adjuvant may be administered in order to enhance the antibody-producing ability upon administration. The administration is usually performed once every 2 to 6 weeks, for a total of about 2 to 10 times. Examples of the warm-blooded animal used include monkeys, rabbits, dogs, guinea pigs, mice, rats, sheep, goats, and chickens, and mice and rats are preferably used.
When preparing monoclonal antibody-producing cells, a warm-blooded animal immunized with an antigen, for example, an individual having an antibody titer is selected from a mouse, and the spleen or lymph node is collected 2 to 5 days after the final immunization and contained in them. By fusing the antibody-producing cells thus obtained with myeloma cells of the same or different species, a monoclonal antibody-producing hybridoma can be prepared. The antibody titer in the antiserum can be measured, for example, by reacting a labeled protein described below with the antiserum, and then measuring the activity of a labeling agent bound to the antibody. The fusion operation can be performed according to a known method, for example, the method of Koehler and Milstein [Nature, 256, 495 (1975)]. Examples of the fusion promoter include polyethylene glycol (PEG) and Sendai virus, but PEG is preferably used.
[0033]
Examples of myeloma cells include myeloma cells of warm-blooded animals such as NS-1, P3U1, SP2 / 0, and AP-1, but P3U1 is preferably used. The preferred ratio between the number of antibody-producing cells (spleen cells) and the number of myeloma cells used is about 1: 1 to 20: 1, and PEG (preferably PEG1000 to PEG6000) is added at a concentration of about 10 to 80%. By incubating at 20 to 40 ° C, preferably 30 to 37 ° C for 1 to 10 minutes, cell fusion can be carried out efficiently. Various methods can be used to screen for monoclonal antibody-producing hybridomas. For example, a hybridoma culture supernatant is added to a solid phase (eg, a microplate) on which a protein antigen is directly or adsorbed together with a carrier, and then radioactive substances or A method for detecting a monoclonal antibody bound to a solid phase by adding an anti-immunoglobulin antibody labeled with an enzyme or the like (an anti-mouse immunoglobulin antibody is used when cells used for cell fusion are mice) or protein A; A method in which a hybridoma culture supernatant is added to a solid phase to which globulin antibodies or protein A is adsorbed, a protein labeled with a radioactive substance, an enzyme, or the like is added, and a monoclonal antibody bound to the solid phase is detected.
Selection of the monoclonal antibody can be performed according to a method known per se or a method analogous thereto. Usually, it can be performed in a medium for animal cells supplemented with HAT (hypoxanthine, aminopterin, thymidine). As a selection and breeding medium, any medium can be used as long as a hybridoma can grow. For example, RPMI 1640 medium containing 1 to 20%, preferably 10 to 20% fetal bovine serum, GIT medium containing 1 to 10% fetal bovine serum (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) or serum-free for hybridoma culture A medium (SFM-101, Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) or the like can be used. The culturing temperature is usually 20 to 40 ° C, preferably about 37 ° C. The culture time is usually 5 days to 3 weeks, preferably 1 week to 2 weeks. The culture can be usually performed under 5% carbon dioxide gas. The antibody titer of the hybridoma culture supernatant can be measured in the same manner as the measurement of the antibody titer in the antiserum described above.
[0034]
(B) Purification of monoclonal antibody
The monoclonal antibody can be separated and purified by a method known per se, for example, an immunoglobulin separation and purification method [eg, salting out method, alcohol precipitation method, isoelectric point precipitation method, electrophoresis method, ion exchanger (eg, DEAE)] Adsorption-desorption method, ultracentrifugation method, gel filtration method, antigen-binding solid phase or specific purification method of collecting antibody only with an active adsorbent such as protein A or protein G and dissociating the bond to obtain the antibody] Can be.
(Preparation of polyclonal antibody)
The polyclonal antibody of the present invention can be produced according to a method known per se or a method analogous thereto. For example, a immunizing antigen (protein antigen) itself or a complex thereof with a carrier protein is formed, and a warm-blooded animal is immunized in the same manner as in the above-described method for producing a monoclonal antibody. It can be produced by collecting a substance and separating and purifying the antibody.
Regarding a complex of an immunizing antigen and a carrier protein used to immunize a warm-blooded animal, the type of the carrier protein and the mixing ratio of the carrier protein and the hapten are determined by the antibody against the hapten immunized by crosslinking the carrier protein. As long as it can be efficiently carried out, any material may be crosslinked at any ratio.For example, bovine serum albumin, bovine thyroglobulin, hemocyanin and the like are preferably used in a weight ratio of about 0.1 to 20 with respect to hapten 1 and preferably about 0.1 to 20. A method of coupling at a rate of about 1 to 5 is used.
Various coupling agents can be used for coupling the hapten and the carrier, and glutaraldehyde, carbodiimide, a maleimide active ester, an active ester reagent containing a thiol group or a dithioviridyl group, or the like is used.
The condensation product is administered to a warm-blooded animal itself or together with a carrier or diluent at a site where antibody production is possible. Complete Freund's adjuvant or incomplete Freund's adjuvant may be administered in order to enhance the antibody-producing ability upon administration. The administration is usually performed once every about 2 to 6 weeks, about 3 to 10 times in total.
The polyclonal antibody can be collected from the blood, ascites, or the like, preferably from the blood of a warm-blooded animal immunized by the above method.
The measurement of the polyclonal antibody titer in the antiserum can be performed in the same manner as the measurement of the antibody titer in the antiserum described above. The separation and purification of the polyclonal antibody can be performed according to the same immunoglobulin separation and purification method as the above-mentioned separation and purification of the monoclonal antibody.
[0035]
Complementary or substantially complementary to the base sequence of DNA encoding the protein or partial peptide of the present invention (hereinafter, these DNAs may be abbreviated as the DNA of the present invention in the description of the antisense polynucleotide). The antisense polynucleotide having a complementary base sequence or a part thereof has a base sequence complementary to or substantially complementary to the base sequence of the DNA of the present invention or a part thereof, and Any antisense polynucleotide may be used as long as it has an action of suppressing expression, but antisense DNA is preferable.
The nucleotide sequence substantially complementary to the DNA of the present invention is, for example, about 70% of the total nucleotide sequence or a partial nucleotide sequence of the nucleotide sequence complementary to the DNA of the present invention (that is, the complementary strand of the DNA of the present invention). % Or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% or more, most preferably about 95% or more. In particular, in the case of an antisense polynucleotide directed to translation inhibition, of the entire base sequence of the complementary strand of the DNA of the present invention, the base sequence of the portion encoding the N-terminal site of the protein of the present invention (for example, An antisense polynucleotide having a homology of about 70% or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% or more, and most preferably about 95% or more with a complementary strand of a base sequence near a codon, etc. B) In the case of an antisense polynucleotide that directs RNA degradation by RNase H, it is about 70% or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% with the complementary strand of the entire base sequence of the DNA of the present invention including introns. As described above, most preferably, antisense polynucleotides having about 95% or more homology are suitable.
Specifically, a nucleotide sequence complementary to or substantially complementary to the nucleotide sequence of the DNA containing the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 17, or a part thereof Having a base sequence complementary to the base sequence of DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 17, or a part thereof. Antisense polynucleotide (more preferably, an antisense having a base sequence complementary to the base sequence of DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 17, or a part thereof) Polynucleotide).
The antisense polynucleotide is usually composed of about 10 to 40, preferably about 15 to 30 bases.
In order to prevent degradation by a hydrolase such as nuclease, the phosphate residue (phosphate) of each nucleotide constituting the antisense DNA is replaced with, for example, a chemically modified phosphate residue such as phosphorothioate, methylphosphonate or phosphorodithionate. It may be substituted. In addition, the sugar (deoxyribose) of each nucleotide may be substituted with a chemically modified sugar structure such as 2′-O-methylation, and the base portion (pyrimidine, purine) may also be chemically modified. And any one that hybridizes to the DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 6. These antisense polynucleotides can be produced using a known DNA synthesizer or the like.
[0036]
According to the present invention, an antisense polynucleotide (nucleic acid) capable of inhibiting the replication or expression of the protein gene of the present invention is designed based on the cloned or determined nucleotide sequence information of the DNA encoding the protein. And can be synthesized. Such a polynucleotide (nucleic acid) can hybridize with the RNA of the protein gene of the present invention and inhibit the synthesis or function of the RNA, or through the interaction with the protein-related RNA of the present invention. Thus, the expression of the protein gene of the present invention can be regulated and controlled. Polynucleotides that are complementary to a selected sequence of the protein-associated RNA of the present invention, and that can specifically hybridize with the protein-associated RNA of the present invention, can be used in vivo and in vitro to produce the protein gene of the present invention. It is useful for regulating and controlling the expression of, and also useful for treating or diagnosing diseases and the like. The term “corresponding” means having homology or being complementary to a specific sequence of nucleotides, base sequences or nucleic acids including genes. "Corresponding" between a nucleotide, base sequence or nucleic acid and a peptide (protein) usually refers to the amino acid of the peptide (protein) as directed by the nucleotide (nucleic acid) sequence or its complement. . 5 'end hairpin loop of protein gene, 5' end 6-base pair repeat, 5 'end untranslated region, polypeptide translation start codon, protein coding region, ORF translation stop codon, 3' end untranslated region, 3 ' The terminal palindrome region and the 3'-end hairpin loop may be selected as preferred regions of interest, but any region within the protein gene may be selected as a target.
The relationship between the target nucleic acid and a polynucleotide complementary to at least a part of the target region can be said to be "antisense" if the relationship between the target nucleic acid and a polynucleotide capable of hybridizing with the target is. Antisense polynucleotides include polynucleotides containing 2-deoxy-D-ribose, polynucleotides containing D-ribose, other types of polynucleotides that are N-glycosides of purine or pyrimidine bases, Alternatively, other polymers having a non-nucleotide backbone (eg, commercially available protein nucleic acids and synthetic sequence-specific nucleic acid polymers) or other polymers containing special linkages, such as those found in DNA or RNA Base pairing and nucleotides having a configuration that allows base attachment). They can be double-stranded DNA, single-stranded DNA, double-stranded RNA, single-stranded RNA, and also DNA: RNA hybrids, and can be unmodified polynucleotides (or unmodified oligonucleotides), or even known. Such as labeled, capped, methylated, one or more naturally-occurring nucleotides replaced by analogs, intramolecular nucleotides Modified, eg, those having an uncharged bond (eg, methylphosphonate, phosphotriester, phosphoramidate, carbamate, etc.), charged or sulfur-containing bonds (eg, phosphorothioate, phosphorodithioate, etc.) ), Such as proteins (nucleases, nuclease inhibitors, One having a side chain group such as syn, antibody, signal peptide, poly-L-lysine or sugar (for example, monosaccharide), one having an interactive compound (for example, acridine, psoralen, etc.), Those containing chelating compounds (eg, metals, radioactive metals, boron, oxidizing metals, etc.), those containing alkylating agents, those with modified bonds (eg, α-anomeric nucleic acids, etc.) ). Here, "nucleoside", "nucleotide", and "nucleic acid" may include not only those containing purine and pyrimidine bases but also those having other modified heterocyclic bases. Such modifications may include methylated purines and pyrimidines, acylated purines and pyrimidines, or other heterocycles. Modified nucleotides and modified nucleotides may also be modified at the sugar moiety, e.g., where one or more hydroxyl groups have been replaced by halogens, aliphatic groups, etc., or by functional groups such as ethers, amines, etc. It may have been converted.
The antisense polynucleotide (nucleic acid) of the present invention is RNA, DNA, or a modified nucleic acid (RNA, DNA). Specific examples of the modified nucleic acid include, but are not limited to, sulfur derivatives and thiophosphate derivatives of nucleic acids, and those that are resistant to degradation of polynucleoside amides and oligonucleoside amides. The antisense nucleic acid of the present invention can be preferably designed according to the following policy. That is, to make the antisense nucleic acid more stable in the cell, to make the antisense nucleic acid more cell permeable, to have a greater affinity for the target sense strand, and to be more toxic if it is toxic. Minimize the toxicity of sense nucleic acids.
Thus, many modifications are known in the art, for example, Kawakami et al. , Pharm Tech Japan, Vol. 8, pp. 247, 1992; Vol. 8, pp. 395, 1992; T. Crooke et al. ed. , Antisense Research and Applications, CRC Press, 1993.
The antisense nucleic acid of the present invention may contain altered or modified sugars, bases or bonds, may be provided in a special form such as liposomes or microspheres, may be applied by gene therapy, It could be provided in an added form. Thus, in the form of addition, polycations such as polylysine which acts to neutralize the charge of the phosphate skeleton, lipids which enhance the interaction with the cell membrane or increase the uptake of nucleic acids ( For example, hydrophobic substances such as phospholipid and cholesterol can be mentioned. Preferred lipids for addition include cholesterol and its derivatives (eg, cholesteryl chloroformate, cholic acid, etc.). These can be attached to the 3 'end or 5' end of the nucleic acid, and can be attached via a base, sugar, or intramolecular nucleoside bond. Other groups include cap groups specifically arranged at the 3 ′ end or 5 ′ end of a nucleic acid for preventing degradation by nucleases such as exonuclease and RNase. Such capping groups include, but are not limited to, hydroxyl-protecting groups known in the art, including glycols such as polyethylene glycol and tetraethylene glycol.
The inhibitory activity of the antisense nucleic acid can be examined using the transformant of the present invention, the in vivo or in vitro gene expression system of the present invention, or the in vivo or in vitro translation system of the protein of the present invention. The nucleic acid can be applied to cells by various methods known per se.
[0037]
Hereinafter, the protein or partial peptide of the present invention or a salt thereof (hereinafter sometimes abbreviated as the protein of the present invention), the DNA encoding the protein or partial peptide of the present invention (hereinafter referred to as the DNA of the present invention) ), An antibody against the protein or partial peptide of the present invention or a salt thereof (hereinafter may be abbreviated as the antibody of the present invention), and an antisense polynucleotide of the DNA of the present invention (hereinafter, the antisense polynucleotide of the present invention). (May be abbreviated as nucleotide).
[0038]
The protein of the present invention can be used as a disease marker because its expression is frequently found in nerve tissue and hippocampus of Alzheimer's disease patients. That is, it is useful as a marker for early diagnosis of nervous system diseases (preferably Alzheimer's disease), determination of symptom severity, and prediction of disease progression. Furthermore, since the protein of the present invention has a cholinergic nerve differentiation inhibitory action, it inhibits the regeneration of cholinergic nerves.
Thus, a compound or a salt thereof that inhibits the activity of the protein of the present invention, a compound or a salt thereof that inhibits the expression of the protein gene of the present invention, the antisense polynucleotide of the present invention, and the antibody of the present invention include, for example, choline Examples of the agonist for promoting neuronal differentiation include nervous system diseases (eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric diseases ( E.g., schizophrenia, depression, etc.), renal disease (e.g., renal failure, nephritis, uremic disease, etc.), genital disease (e.g., benign prostatic hyperplasia, prostate cancer, testicular neurosis, etc.), bone / cartilage disease (e.g., Eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis), muscular disease (eg, muscular dystrophy), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina), Autoimmune diseases (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, breast cancer, uterus Cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), and hypertension. Preferably, it is an agent for preventing or treating Alzheimer's disease.
[0039]
(1) Agent for preventing or treating various diseases related to the protein of the present invention
The protein of the present invention functions as a transcription factor, is frequently expressed in nervous tissue and the hippocampus of Alzheimer's disease patients, and has a cholinergic neuronal differentiation inhibitory action. Therefore, when the DNA encoding the protein of the present invention is abnormal or defective, or when the expression level of the protein of the present invention is reduced, for example, a nervous system disease (eg, a neurodegenerative disease (eg, E.g., Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic injury, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric disorders (e.g., schizophrenia, depression, etc.), renal diseases (e.g., renal failure, Nephritis, uremic disease, etc., genital disease (eg, prostatic hypertrophy, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone / cartilage disease (eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc.), muscle Diseases (eg, muscular dystrophy, etc.), heart diseases (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina pectoris, etc.), autoimmune diseases (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, , Kidney cancer Lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, stomach cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), such as hypertension develops.
Therefore, the protein of the present invention and the DNA of the present invention can be used, for example, for nervous system diseases (eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebral vascular dementia, etc.). ], Psychiatric disorders (eg, schizophrenia, depression, etc.), renal disorders (eg, renal failure, nephritis, uremics, etc.), genital disorders (eg, prostatic hyperplasia, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.) , Bone and cartilage diseases (eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc.), muscular diseases (eg, muscular dystrophy, etc.), heart diseases (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina pectoris) ), Autoimmune diseases (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, Breast cancer, cervical cancer, colon cancer Rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), can be used as medicaments, such as prophylactic or therapeutic agent such as hypertension. Preferably, it is a preventive or therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably Alzheimer's disease.
For example, when there is a patient whose transcription regulation is not sufficiently or normally exerted because the protein of the present invention is reduced or deleted in a living body, (a) administering the DNA of the present invention to the patient, (B) by inserting the DNA of the present invention into cells, expressing the protein of the present invention, and then transplanting the cells into a patient by expressing the protein of the present invention in vivo, or (c) By administering the protein of the present invention to the patient, the role of the protein of the present invention in the patient can be sufficiently or normally exerted.
When the DNA of the present invention is used as the above-mentioned prophylactic / therapeutic agent, the DNA of the present invention is used alone or after being inserted into an appropriate vector such as a retrovirus vector, an adenovirus vector, an adenovirus associated virus vector, etc. Can be administered to humans or other warm-blooded animals according to The DNA of the present invention can be administered as it is or in the form of a formulation together with a physiologically acceptable carrier such as an auxiliary agent for promoting uptake, using a gene gun or a catheter such as a hydrogel catheter.
When the protein of the present invention is used as the above-mentioned prophylactic / therapeutic agent, it is preferable to use a protein purified to at least 90%, preferably 95% or more, more preferably 98% or more, and still more preferably 99% or more. preferable.
[0040]
The protein of the present invention can be used, for example, as a sugar-coated tablet, capsule, elixir, microcapsule, orally, or aseptic with water or other pharmaceutically acceptable liquids. It can be used parenterally in the form of injections, such as solutions or suspensions. For example, the protein or the like of the present invention is mixed with physiologically acceptable carriers, flavors, excipients, vehicles, preservatives, stabilizers, binders, and the like in a unit dosage form generally required for the practice of preparations. Can be manufactured. The amount of the active ingredient in these preparations is such that a proper dosage in the specified range can be obtained.
Examples of additives that can be incorporated into tablets, capsules, and the like include binders such as gelatin, corn starch, tragacanth, and acacia, excipients such as crystalline cellulose, corn starch, gelatin, and alginic acid. Useful bulking agents, lubricants such as magnesium stearate, sweeteners such as sucrose, lactose or saccharin, flavoring agents such as peppermint, reddish oil or cherry and the like are used. When the preparation unit form is a capsule, a liquid carrier such as oil and fat can be further contained in the above-mentioned type of material. Sterile compositions for injection can be formulated according to normal pharmaceutical practice such as dissolving or suspending the active substance in vehicles such as water for injection, and naturally occurring vegetable oils such as sesame oil, coconut oil and the like.
Aqueous liquids for injection include, for example, physiological saline, isotonic solutions containing glucose and other adjuvants (eg, D-sorbitol, D-mannitol, sodium chloride, etc.), and suitable solubilizing agents. For example, alcohols (eg, ethanol, etc.), polyalcohols (eg, propylene glycol, polyethylene glycol, etc.), nonionic surfactants (eg, polysorbate 80) TM , HCO-50, etc.). Examples of the oily liquid include sesame oil and soybean oil, and may be used in combination with solubilizers such as benzyl benzoate and benzyl alcohol. Also, buffers (eg, phosphate buffer, sodium acetate buffer, etc.), soothing agents (eg, benzalkonium chloride, procaine hydrochloride, etc.), stabilizers (eg, human serum albumin, polyethylene glycol, etc.), You may mix | blend with a preservative (for example, benzyl alcohol, phenol etc.), an antioxidant, etc. The prepared injection is usually filled in an appropriate ampoule.
The vector into which the DNA of the present invention has been inserted is also formulated in the same manner as described above, and is usually used parenterally.
The preparation obtained in this way is safe and low toxic, and thus, for example, is useful for warm-blooded animals (eg, human, rat, mouse, guinea pig, rabbit, bird, sheep, pig, cow, horse, cat, dog, monkey). , Chimpanzees, etc.).
The dose of the protein of the present invention varies depending on the target disease, the subject of administration, the administration route, and the like. For example, when the protein of the present invention is orally administered for the treatment of Alzheimer's disease, it is generally adult (60 kg body weight). )), About 0.1 to 100 mg, preferably about 1.0 to 50 mg, more preferably about 1.0 to 20 mg of the protein is administered per day. When administered parenterally, the single dose of the protein or the like varies depending on the subject to be administered, the target disease, and the like. For example, the protein of the present invention is injected into an adult (body weight) for the purpose of treating Alzheimer's disease. (As 60 kg), it can be administered by injecting about 0.01 to 30 mg, preferably about 0.1 to 20 mg, more preferably about 0.1 to 10 mg of the protein per day into the affected area. It is convenient. In the case of other animals, the amount can be administered in terms of the weight per 60 kg.
[0041]
(2) Screening of drug candidate compounds for disease
The protein of the present invention functions as a transcription factor, is frequently expressed in nerve tissue and in the hippocampus of Alzheimer's disease patients, further has a cholinergic nerve differentiation inhibitory action, and inhibits cholinergic nerve regeneration.
Accordingly, compounds or salts thereof that regulate (preferably inhibit) the activity of the protein of the present invention can be used, for example, as cholinergic neuronal differentiation promoters, for example, nervous system diseases [eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, etc.). Syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric disorders (eg, schizophrenia, depression, etc.), renal diseases (eg, renal failure, nephritis, uremics, etc.) , Reproductive disorders (eg, prostatic hyperplasia, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone and cartilage diseases (eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc.), muscular disorders (eg, muscular dystrophy) ), Heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina), autoimmune disease (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, Liver cancer, non Cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, stomach cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), can be used as a prophylactic or therapeutic agent for hypertension. Preferably, it is a preventive or therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably Alzheimer's disease.
Therefore, the protein of the present invention is useful as a reagent for screening a compound or a salt thereof that regulates the activity of the protein of the present invention.
That is, the present invention provides a method for screening for a compound or a salt thereof that regulates the activity of the protein of the present invention (eg, transcriptional regulatory activity, cholinergic neuronal differentiation inhibitory activity, etc.), characterized by using the protein of the present invention. provide.
Specifically, for example, (i) transcriptional regulation activity of a cell capable of producing the protein of the present invention, and (ii) transcriptional regulation of a cell capable of producing the protein of the present invention in the presence of a test compound. A method for screening a compound or a salt thereof that regulates (promotes or inhibits) the activity of the protein of the present invention, which is characterized by comparing the activities, is used.
In the above screening method, for example, in the cases of (i) and (ii), the transcription regulation activity is determined by a method known per se, for example, a CAT assay (Mol. Cel. Biol., 2, 1044-11051, 1982). ), Luciferase assay method (Mol. Cell Biol. 7, 725-737, 1987), co-transfection method (EMBO J., 7, 3777-1778, 1988) and the like, or in order therefor. Measure and compare by shearing method.
Specifically, (i) an expression vector incorporating a chimeric gene in which a sequence containing a cis-element region to which the protein (transcription factor) of the present invention can bind upstream of a reporter gene; And (ii) expression incorporating a chimeric gene in which a sequence containing a cis-element region capable of binding to the protein (transcription factor) of the present invention is linked upstream of a reporter gene. The vector and an expression vector incorporating the transcription factor gene are incorporated into cells, and the expression level of the reporter when cultured in the presence of a test compound is measured and compared. The expression level of the reporter is measured by a method known per se, and a compound or a salt thereof that regulates (promotes or inhibits) the activity of the protein of the present invention is screened.
The binding sequence (cis-element) of the protein (transcription factor) of the present invention can be identified by using a target detection assay, a gel shift method, or a method analogous thereto. For example, in the target detection assay method, an oligomer is prepared in which both sides of a random 12 base sequence are sandwiched between base sequences consisting of 22 specific sequences, and this is used as a template to perform PCR using the specific sequence as a primer. To form a double strand. The protein (transcription factor) of the present invention is expressed as a recombinant protein in Escherichia coli, animal cells, or cells derived from human cancer cells. A tag such as His may be added to the recombinant protein. After reacting the double-stranded oligomer with the protein expressed in the recombinant protein, the double-stranded oligomer is filtered through a nitrocellulose filter, and the nucleotide sequence of the DNA binding to the target protein is separated and identified. In the gel shift method, 32 After binding the DNA labeled with P to the target protein (transcription factor), the DNA is separated by gel electrophoresis or the like to identify the base sequence of the DNA that binds to the target protein.
Specifically, for example, (i ′) the cholinergic neuronal differentiation inhibitory action of cells having the ability to produce the protein of the present invention, and (ii ′) the ability to produce the protein of the present invention in the presence of a test compound A method for screening for a compound or a salt thereof that regulates (promotes or inhibits) the activity of the protein of the present invention, which is characterized by comparing the inhibitory action of cells having the above on cholinergic neuronal differentiation.
In the above screening method, for example, when cells are cultured in (i ′) and (ii ′), respectively, the action of inhibiting cholinergic neuronal differentiation can be determined by, for example, RT-PCR, in situ hybridization, immunohistochemistry, and the like. It is measured using an immunocytochemical method, a method for measuring acetylcholine content, and a method for measuring acetylcholine synthase activity.
For example, in the RT-PCR method, the copy number of the choline acetyltransferase gene is quantified by RT-PCR using a primer capable of specifically amplifying and detecting a cholinergic neuronal marker such as a choline acetyltransferase gene (eg, described later). Example 7).
In the in situ hybridization method, an oligonucleotide probe or riboprobe of a cholinergic neuronal marker such as the choline acetyltransferase gene is prepared, and a known method is used, for example, an introductory brain / neurochemistry introductory lecture / the first volume immunohistochemistry. And the immunocytochemistry method, pages 130-133, 2002 (Yodosha).
In the immunohistochemistry and immunocytochemistry methods, antibodies using cholinergic neuronal markers such as the choline acetyltransferase gene are used, and known methods, for example, introductory lectures on brain / neurochemistry, upper volume immunohistochemistry, immunocytochemistry Method 134-136, 2002 (Yodosha) and the like.
The acetylcholine content can be measured by extracting acetylcholine in a tissue or a cell by a known method, for example, the method described in Biochem Pharmacol Vol. 57, pp. 1321-1329, 1999, and quantifying it by HPLC.
In the method for measuring the activity of acetylcholine synthase, the activity of choline acetyltransferase can be measured using a tritium-labeled acetyl-CoA and choline, and the amount of acetylcholine synthesized can be determined by a known method, for example, Brain Res. 395, 47-56, 1986.
As a cell having the ability to produce the protein of the present invention, for example, a host (transformant) transformed with a vector containing the DNA encoding the protein of the present invention described above is used. As a host, for example, animal cells such as COS7 cells, CHO cells, and HEK293 cells are preferably used. For the screening, for example, a transformant in which the protein of the present invention is expressed in cells by culturing by the above-described method is preferably used. The method for culturing cells capable of expressing the protein of the present invention is the same as the above-described method for culturing the transformant of the present invention.
Test compounds include, for example, peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, and the like.
For example, a test compound which increases the transcription control activity in the case (ii) by about 20% or more, preferably 30% or more, more preferably about 50% or more as compared with the case in the above (i), by using the present invention As a compound that promotes the activity of a protein, the transcription control activity in the case of (ii) is reduced by about 20% or more, preferably 30% or more, more preferably about 50% or more, as compared with the case of (i). Test compounds can be selected as compounds that inhibit the activity of the protein of the invention.
For example, a test in which the action of inhibiting cholinergic neuronal differentiation in the case of (ii ') is increased by about 20% or more, preferably 30% or more, more preferably about 50% or more, as compared with the case of (i'). When the compound is a compound that promotes the activity of the protein of the present invention, the inhibitory effect on cholinergic neuronal differentiation in the case (ii ′) is about 20% or more, preferably 30%, as compared with the case (i). As described above, a test compound that reduces the activity of the protein of the present invention more preferably by about 50% or more can be selected as a compound that inhibits the activity of the protein of the present invention.
Among them, a compound having an activity of inhibiting the activity of the protein of the present invention or a salt thereof is preferable.
[0042]
The compound having the activity of promoting the activity of the protein of the present invention is useful as a safe and low-toxic drug for enhancing the action of the protein of the present invention.
The compound having the activity of inhibiting the activity of the protein of the present invention is useful as a safe and low-toxic drug for suppressing the physiological activity of the protein of the present invention.
Compounds or salts thereof obtained using the screening method or screening kit of the present invention include, for example, peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts And compounds selected from plasma and the like. As the salt of the compound, those similar to the aforementioned salts of the protein of the present invention are used.
Furthermore, the gene encoding the protein of the present invention is also frequently expressed in nerve tissue and the hippocampus of Alzheimer's disease patients.Therefore, compounds that regulate the expression of the gene encoding the protein of the present invention or salts thereof include, for example, choline. Examples of the agonist for promoting neuronal differentiation include nervous system diseases (eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric diseases ( E.g., schizophrenia, depression, etc.), renal disease (e.g., renal failure, nephritis, uremic disease, etc.), genital disease (e.g., benign prostatic hyperplasia, prostate cancer, testicular neurosis, etc.), bone / cartilage disease (e.g., Eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc., muscular disease (eg, muscular dystrophy, etc.), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina) ), Autoimmune diseases (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, Breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.) and hypertension. Preferably, it is a preventive or therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably Alzheimer's disease.
The polynucleotide (eg, DNA) encoding the protein of the present invention is a polynucleotide encoding the protein of the present invention, since the gene encoding the protein of the present invention is frequently expressed in neural tissues and the hippocampus of Alzheimer's disease patients. (Eg, DNA) is useful as a reagent for screening a compound or a salt thereof that regulates the expression of a gene encoding the protein of the present invention.
The screening methods include (iii) culturing cells capable of producing the protein of the present invention, and (iv) culturing cells capable of producing the protein of the present invention in the presence of the test compound. And a screening method characterized by performing a comparison.
In the above method, in the cases (iii) and (iv), the expression level of the gene (specifically, the amount of the protein of the present invention or the amount of the mRNA encoding the protein) is measured and compared.
Examples of the test compound and cells having the ability to produce the protein of the present invention include those described above.
The protein amount is measured by a known method, for example, using an antibody recognizing the protein of the present invention, and measuring the protein present in a cell extract or the like according to a method such as Western analysis or ELISA method or a method analogous thereto. can do.
The amount of mRNA can be measured by a known method, for example, Northern hybridization using a nucleic acid containing SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 5, or SEQ ID NO: 26 or a part thereof as a probe, or SEQ ID NO: 2 as a primer. It can be measured according to a PCR method using a nucleic acid containing SEQ ID NO: 5 or SEQ ID NO: 26 or a part thereof, or a method analogous thereto.
For example, a test compound that increases the gene expression level in the case of the above (iv) by about 20% or more, preferably 30% or more, and more preferably about 50% or more as compared with the case of the above (iii), according to the present invention As a compound that promotes the expression of the gene encoding the protein of the present invention, a test compound that inhibits about 20% or more, preferably 30% or more, more preferably about 50% or more suppresses the expression of the gene encoding the protein of the present invention. Can be selected as the compound.
[0043]
The screening kit of the present invention contains the protein or partial peptide of the present invention or a salt thereof, or a cell capable of producing the protein or partial peptide of the present invention.
Compounds or salts thereof obtained by using the screening method or the screening kit of the present invention include the test compounds described above, for example, peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, and plant extracts. A compound selected from animal tissue extract, plasma, or the like, or a salt thereof, and a compound or a salt thereof that regulates the activity of the protein of the present invention (eg, transcription regulation activity and the like).
As the salt of the compound, those similar to the aforementioned salts of the protein of the present invention are used.
A compound or a salt thereof that regulates (preferably inhibits) the activity of the protein of the present invention and a compound or a salt thereof that regulates (preferably inhibits) the expression of a gene encoding the protein of the present invention promote cholinergic neuronal differentiation. Examples of the agent include nervous system diseases (eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric diseases (eg, schizophrenia) Disease, depression, etc.), renal disease (eg, renal failure, nephritis, uremia, etc.), genital disease (eg, prostatic hypertrophy, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone / cartilage disease (eg, osteotomy) Sclerosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc.), muscular disease (eg, muscular dystrophy, etc.), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina, etc.), autoimmune disease (eg, Somatic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc., cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectum) Cancer, pancreatic cancer, etc.) and hypertension. Preferably, it is a preventive or therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably Alzheimer's disease.
When a compound or a salt thereof obtained by using the screening method or the screening kit of the present invention is used as the above-mentioned agent, it can be formulated according to a conventional method.
For example, compositions for oral administration include solid or liquid dosage forms, specifically tablets (including sugar-coated tablets and film-coated tablets), pills, granules, powders, and capsules (including soft capsules). Syrup, emulsion, suspension and the like. Such a composition is produced by a method known per se and contains a carrier, diluent or excipient commonly used in the field of formulation. For example, lactose, starch, sucrose, magnesium stearate and the like are used as carriers and excipients for tablets.
As a composition for parenteral administration, for example, injections, suppositories, etc. are used. Injections are intravenous injections, subcutaneous injections, intradermal injections, intramuscular injections, intravenous injections, intraarticular injections. Dosage forms such as agents. Such injections are prepared according to a method known per se, for example, by dissolving, suspending or emulsifying the antibody or a salt thereof in a sterile aqueous or oily liquid commonly used for injections. As an aqueous liquid for injection, for example, physiological saline, isotonic solution containing glucose and other auxiliary agents and the like are used, and suitable solubilizing agents, for example, alcohol (eg, ethanol), polyalcohol (eg, Propylene glycol, polyethylene glycol), nonionic surfactants (eg, polysorbate 80, HCO-50 (polyoxyethylene (50 mol) add-on of hydro- genated castor oil)) and the like may be used in combination. As the oily liquid, for example, sesame oil, soybean oil, and the like are used, and benzyl benzoate, benzyl alcohol, and the like may be used in combination as a solubilizing agent. The prepared injection is usually filled in an appropriate ampoule. Suppositories to be used for rectal administration are prepared by mixing the above antibody or a salt thereof with a conventional suppository base.
[0044]
The above-mentioned oral or parenteral pharmaceutical composition is conveniently prepared in a unit dosage form so as to be compatible with the dosage of the active ingredient. Examples of such dosage unit dosage forms include tablets, pills, capsules, injections (ampoules), suppositories, and the like. Usually, each dosage unit dosage form has a dosage of 5 to 500 mg, especially 5 to 100 mg for an injection. Other dosage forms preferably contain 10 to 250 mg of the above compound.
Each of the above-mentioned compositions may contain other active ingredients as long as the composition does not cause an undesirable interaction with the compound.
The preparations obtained in this way are safe and low toxic, for example, human or warm-blooded animals (eg, mouse, rat, rabbit, sheep, pig, cow, horse, bird, cat, dog, monkey, chimpanzee, etc.) ) Can be administered orally or parenterally.
The dose of the compound or a salt thereof varies depending on its action, target disease, subject to be administered, administration route, and the like. When a compound or a salt thereof is orally administered, the compound or a salt thereof is generally used in an adult (with a body weight of 60 kg) per day in an amount of about 0.1 to 100 mg, preferably about 1.0 to 50 mg, more preferably about 1.0 to 50 mg. Is administered at about 1.0-20 mg. When administered parenterally, the single dose of the compound or a salt thereof varies depending on the subject to be administered, the target disease, and the like. For example, the activity of the protein of the present invention is regulated (preferably When a compound or a salt thereof is administered to an adult (with a body weight of 60 kg) usually in the form of an injection, the compound or a salt thereof is used in an amount of about 0.01 to 30 mg, preferably about 0.1 to 20 mg per day. And more preferably about 0.1 to 10 mg is administered to the cancerous lesion by injection. In the case of other animals, the amount can be administered in terms of the weight per 60 kg.
[0045]
(3) Quantification of the protein of the present invention, its partial peptide or its salt
An antibody against the protein of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as the antibody of the present invention) can specifically recognize the protein of the present invention. It can be used for quantification by sandwich immunoassay and the like.
That is, the present invention
(I) reacting the antibody of the present invention with a test solution and a labeled protein of the present invention competitively, and measuring the ratio of the labeled protein of the present invention bound to the antibody; A method for quantifying the protein of the present invention in a test solution, and
(Ii) After reacting a test solution with the antibody of the present invention immobilized on a carrier and another labeled antibody of the present invention simultaneously or continuously, the activity of the labeling agent on the insolubilized carrier is measured. A method for quantifying the protein of the present invention in a test solution is provided.
In the quantitative method (ii), it is desirable that one antibody is an antibody that recognizes the N-terminal of the protein of the present invention and the other antibody is an antibody that reacts with the C-terminal of the protein of the present invention.
[0046]
In addition, the protein of the present invention can be quantified using a monoclonal antibody against the protein of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the monoclonal antibody of the present invention), and can also be detected by tissue staining or the like. For these purposes, the antibody molecule itself may be used, and the F (ab ') 2 , Fab ′ or Fab fraction may be used.
The method for quantifying the protein of the present invention using the antibody of the present invention is not particularly limited, and the antibody, antigen, or antibody-antigen complex corresponding to the amount of the antigen (eg, the amount of the protein) in the test solution is measured. Any measurement method may be used as long as the amount is detected by chemical or physical means, and the amount is calculated from a standard curve prepared using a standard solution containing a known amount of antigen. For example, nephelometry, competition method, immunometric method and sandwich method are suitably used, but it is particularly preferable to use the sandwich method described later in terms of sensitivity and specificity.
As a labeling agent used in a measurement method using a labeling substance, for example, a radioisotope (eg, [ 125 I], [ 131 I], [ 3 H], [ 14 C], [ 32 P], [ 33 P], [ 35 S], etc.), fluorescent substances [eg, cyanine fluorescent dyes (eg, Cy2, Cy3, Cy5, Cy5.5, Cy7 (manufactured by Amersham Bioscience)), fluorescamine, fluorescein isothiocyanate, etc.], enzymes ( Examples include β-galactosidase, β-glucosidase, alkaline phosphatase, peroxidase, malate dehydrogenase, etc., luminescent substances (eg, luminol, luminol derivatives, luciferin, lucigenin, etc.), biotin, lanthanide elements and the like. Further, a biotin-avidin system can be used for binding the antibody or antigen to the labeling agent.
[0047]
For the insolubilization of an antigen or an antibody, physical adsorption may be used, or a method using a chemical bond usually used for insolubilizing and immobilizing a protein or an enzyme may be used. Examples of the carrier include insoluble polysaccharides such as agarose, dextran, and cellulose; synthetic resins such as polystyrene, polyacrylamide, and silicon; and glass.
In the sandwich method, the test solution is reacted with the insolubilized monoclonal antibody of the present invention (primary reaction), and further reacted with another labeled monoclonal antibody of the present invention (secondary reaction). By measuring the activity of the labeling agent, the amount of the protein of the present invention in the test solution can be determined. The primary reaction and the secondary reaction may be performed in the reverse order, may be performed simultaneously, or may be performed at staggered times. The labeling agent and the method of insolubilization can be in accordance with those described above. In addition, in the immunoassay by the sandwich method, the antibody used for the solid phase antibody or the labeling antibody is not necessarily one kind, and a mixture of two or more kinds of antibodies is used for the purpose of improving measurement sensitivity and the like. You may.
In the method for measuring the protein of the present invention by the sandwich method of the present invention, as the monoclonal antibody of the present invention used in the primary reaction and the secondary reaction, an antibody having a different site to which the protein of the present invention binds is preferably used. That is, the antibody used in the primary reaction and the secondary reaction is preferably, for example, when the antibody used in the secondary reaction recognizes the C-terminal of the protein of the present invention, the antibody used in the primary reaction is preferably An antibody that recognizes, for example, the N-terminal other than the C-terminal is used.
[0048]
The monoclonal antibody of the present invention can be used in a measurement system other than the sandwich method, for example, a competition method, an immunometric method, a nephrometry, or the like.
In the competition method, after the antigen in the test solution and the labeled antigen are allowed to react competitively with the antibody, the unreacted labeled antigen (F) and the labeled antigen (B) bound to the antibody are separated. (B / F separation), the amount of any of B and F is measured, and the amount of antigen in the test solution is quantified. In this reaction method, a soluble antibody is used as the antibody, B / F separation is performed using polyethylene glycol, a liquid phase method using a second antibody against the antibody, or a solid phase antibody is used as the first antibody. A solid-phase method using a soluble antibody as the first antibody and using a solid-phased antibody as the second antibody is used.
In the immunometric method, the antigen in the test solution and the immobilized antigen are subjected to a competitive reaction with a fixed amount of the labeled antibody, and then the solid phase and the liquid phase are separated. And an excess amount of the labeled antibody, and then immobilized antigen is added to bind unreacted labeled antibody to the solid phase, and then the solid phase and the liquid phase are separated. Next, the amount of label in any phase is measured to determine the amount of antigen in the test solution.
In nephelometry, the amount of insoluble sediment produced as a result of an antigen-antibody reaction in a gel or in a solution is measured. Even when the amount of antigen in the test solution is small and only a small amount of sediment is obtained, laser nephrometry utilizing laser scattering is preferably used.
[0049]
In applying these individual immunological measurement methods to the quantification method of the present invention, no special conditions, operations, and the like need to be set. The protein measurement system of the present invention may be constructed by adding ordinary technical considerations of those skilled in the art to ordinary conditions and operation methods in each method. For details of these general technical means, reference can be made to reviews, books, and the like.
For example, Hiroe Irie, "Radio Immunoassay" (Kodansha, published in 1974), Hiroshi Irie, "Radio Immunoassay" (Kodansha, published in 1974), Eiji Ishikawa et al., "Enzyme Immunoassay" (Medical Shoin, Showa Ed. Ishikawa et al., “Enzyme Immunoassay” (2nd edition) (Issue Shoin, 1982), Eiji Ishikawa et al. “Enzyme Immunoassay” (Third Edition), 3rd edition (Medical Shoin, Showa) 62)), "Methods in ENZYMOLOGY" Vol. 70 (Immunochemical Techniques (Part A)), ibid., Vol. 73 (Immunochemical Technologies (Part B)), ibid., Vol. 74 (Immunochemical Technologies (Part C)), ibid., Vol. 84 (Immunochemical Technologies (Part D: Selected Immunoassays)), ibid., Vol. 92 (Immunochemical Techniques (Part E: Monoclonal Antibodies and General Immunoassay Methods)), ibid., Vol. 121 (Immunochemical Technologies (Part I: Hybridoma Technology and Monoclonal Antibodies)) (all published by Academic Press) can be referred to.
As described above, the protein of the present invention can be quantified with high sensitivity by using the antibody of the present invention.
Furthermore, when an increase or decrease in the concentration of the protein of the present invention is detected by quantifying the concentration of the protein of the present invention using the antibody of the present invention, for example, a nervous system disease (eg, a neurodegenerative disease (eg, a neurodegenerative disease ( E.g., Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic injury, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric disorders (e.g., schizophrenia, depression, etc.), renal diseases (e.g., renal failure, Nephritis, uremic disease, etc., genital disease (eg, prostatic hypertrophy, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone / cartilage disease (eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc.), muscle Diseases (eg, muscular dystrophy, etc.), heart diseases (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina pectoris, etc.), autoimmune diseases (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, , Kidney cancer, lung , Liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, stomach cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), high blood pressure, etc. or are likely to suffer in the future Can be diagnosed.
Further, the antibody of the present invention can be used for detecting the protein of the present invention present in a subject such as a body fluid or a tissue. Further, for preparation of an antibody column used for purifying the protein of the present invention, detection of the protein of the present invention in each fraction at the time of purification, analysis of the behavior of the protein of the present invention in test cells, etc. Can be used.
[0050]
(4) Gene diagnostics
The DNA of the present invention can be used, for example, as a probe to produce a human or warm-blooded animal (eg, rat, mouse, guinea pig, rabbit, bird, sheep, pig, cow, horse, cat, dog, monkey, chimpanzee, etc.). Can detect an abnormality (genetic abnormality) in DNA or mRNA encoding the protein of the present invention or a partial peptide thereof in, for example, damage, mutation or decrease in expression of the DNA or mRNA, or decrease in the DNA or mRNA. It is useful as a diagnostic agent for a gene such as increase or overexpression.
The above-described genetic diagnosis using the DNA of the present invention can be performed, for example, by the known Northern hybridization or PCR-SSCP method (Genomics, Vol. 5, pp. 874-879 (1989), Proceedings of the National Academy of Science of the). USA), Vol. 86, pp. 2766-2770 (1989)).
For example, when overexpression or decrease is detected by Northern hybridization, or when DNA mutation is detected by PCR-SSCP method, for example, nervous system diseases [eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, etc.) Syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric disorders (eg, schizophrenia, depression, etc.), renal diseases (eg, renal failure, nephritis, uremics, etc.) , Reproductive disorders (eg, prostatic hyperplasia, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone and cartilage diseases (eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc.), muscular disorders (eg, muscular dystrophy) ), Heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina), autoimmune disease (eg, systemic lupus erythematosus, immune-related glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, kidney cancer) Lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.) Can be.
[0051]
(5) Drug containing antisense polynucleotide
The antisense polynucleotide of the present invention, which can complementarily bind to the DNA of the present invention and suppress the expression of the DNA, has low toxicity, and the function of the protein of the present invention or the function of the DNA of the present invention in vivo (eg, For example, as a cholinergic nerve differentiation promoting agent, for example, nervous system diseases [eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome) ), Spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebral vascular dementia, etc.), psychiatric disorders (eg, schizophrenia, depression, etc.), renal diseases (eg, renal failure, nephritis, uremics, etc.), Genital disorders (eg, benign prostatic hyperplasia, prostate cancer, testicular neurosis, etc.), bone and cartilage disorders (eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc.), muscular disorders (eg, muscular disorders) Trophy, etc.), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina), autoimmune disease (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, kidney cancer, Lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, stomach cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.) it can. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably Alzheimer's disease.
When the antisense polynucleotide is used as the prophylactic / therapeutic agent, it can be formulated and administered according to a method known per se.
Also, for example, after inserting the antisense polynucleotide alone or into an appropriate vector such as a retrovirus vector, an adenovirus vector, an adenovirus associated virus vector, and the like, a human or mammal (eg, rat, Rabbits, sheep, pigs, cows, cats, dogs, monkeys, and the like). The antisense polynucleotide can be administered as it is or in the form of a formulation together with a physiologically acceptable carrier such as an auxiliary agent for promoting uptake, and can be administered using a gene gun or a catheter such as a hydrogel catheter.
Furthermore, for the purpose of improving pharmacokinetics, prolonging the half-life, and improving the efficiency of cellular uptake, the above antisense polynucleotide is formulated alone or together with a carrier such as liposome (injection), and is used for intravenous, subcutaneous, or joint cavities. In addition, it may be administered to a cancer lesion.
The dose of the antisense polynucleotide varies depending on the target disease, the administration subject, the administration route, and the like.For example, when the antisense polynucleotide of the present invention is administered for the purpose of treating Alzheimer's disease, it is generally used in adults. (60 kg body weight), about 0.1 to 100 mg of the antisense polynucleotide is administered per day. Furthermore, the antisense polynucleotide can also be used as a diagnostic oligonucleotide probe for examining the presence or expression of the DNA of the present invention in tissues or cells.
[0052]
Similarly to the above-mentioned antisense polynucleotide, a double-stranded RNA containing a part of the RNA encoding the protein of the present invention, a ribozyme containing a part of the RNA encoding the protein of the present invention, and a protein of the present invention are bound. A decoy oligonucleotide for a DNA sequence that inhibits the expression of the gene of the present invention can also suppress the function of the protein of the present invention or the DNA used in the present invention in vivo (eg, transcription regulatory activity, cholinergic neuronal differentiation). For example, as a cholinergic neuronal differentiation promoter, for example, nervous system diseases (eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, brain ischemia) Blood disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric disorders (eg, schizophrenia, depression, etc.), kidney disease (Eg, renal failure, nephritis, uremic disease, etc.), genital diseases (eg, prostatic hypertrophy, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone and cartilage diseases (eg, osteoporosis, osteoarthritis, chronic Rheumatoid arthritis), muscular disease (eg, muscular dystrophy), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina), autoimmune disease (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis) ), Cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), high blood pressure, etc. Can be used as a prophylactic / therapeutic agent. Preferably, it is a preventive or therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably Alzheimer's disease.
The double-stranded RNA can be produced by designing based on the sequence of the polynucleotide of the present invention according to a known method (eg, Nature, 411, 494, 2001).
A ribozyme can be designed and produced based on the sequence of the polynucleotide of the present invention according to a known method (eg, TRENDS in Molecular Medicine, Vol. 7, pp. 221, 2001). For example, it can be produced by linking a known ribozyme to a part of RNA encoding the protein of the present invention. As a part of the RNA encoding the protein of the present invention, a portion (RNA fragment) close to a cleavage site on the RNA of the present invention, which can be cleaved by a known ribozyme, can be mentioned.
The decoy oligonucleotide can be produced by designing based on a DNA sequence to which the protein of the present invention binds, according to a known method (eg, The Journal of Clinical Investigation, 106, 1071, 2000). . Specifically, the decoy oligonucleotide has a base sequence that hybridizes under high stringent conditions with the sequence of the DNA to which the protein of the present invention binds, as long as the protein of the present invention can bind thereto. Any one may be used. The base sequence capable of hybridizing with the sequence of the DNA to which the protein of the present invention binds may be, for example, about 70% or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% with the sequence of the DNA to which the protein of the present invention binds. As described above, most preferably, a nucleotide sequence having about 95% or more homology is used.
When the above double-stranded RNA, ribozyme or decoy oligonucleotide is used as the prophylactic / therapeutic agent, it can be formulated and administered in the same manner as the antisense polynucleotide.
[0053]
(6) A medicine containing the antibody of the present invention
The antibody of the present invention, which has the activity of neutralizing the activity of the protein of the present invention (eg, transcriptional regulation activity, cholinergic neuronal differentiation inhibitory action, etc.), is used as a cholinergic neuronal differentiation promoter, for example, as a nervous system disease [ Eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric diseases (eg, schizophrenia, depression, etc.), kidney disease (Eg, renal failure, nephritis, uremic disease, etc.), genital diseases (eg, prostatic hypertrophy, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone and cartilage diseases (eg, osteoporosis, osteoarthritis, chronic Rheumatoid arthritis), muscular disease (eg, muscular dystrophy), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina), autoimmune disease (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis) Such), (Eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, stomach cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), prevention and treatment of hypertension It can be used as a medicine such as an agent. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably Alzheimer's disease. The prophylactic / therapeutic agent for the above-mentioned diseases containing the antibody of the present invention has low toxicity and is used as it is as a liquid or as a pharmaceutical composition of an appropriate dosage form, in humans or mammals (eg, rat, rabbit, sheep, pig, It can be administered orally or parenterally (eg, intravenous, intraarticular) to cattle, cats, dogs, monkeys, and the like. The dosage varies depending on the administration subject, target disease, symptoms, administration route, and the like. For example, when used for treatment or prevention of Alzheimer's disease, the antibody of the present invention is usually administered in a dose of 0.1 mg. About 01 to 20 mg / kg body weight, preferably about 0.1 to 10 mg / kg body weight, more preferably about 0.1 to 5 mg / kg body weight, about 1 to 5 times a day, preferably 1 to 3 times a day To the extent it is convenient to administer intravenously. In the case of other parenteral administration and oral administration, an equivalent amount can be administered. If the symptoms are particularly severe, the dose may be increased according to the symptoms.
The antibodies of the present invention can be administered as such or as a suitable pharmaceutical composition. The pharmaceutical composition used for the administration contains the antibody or a salt thereof and a pharmacologically acceptable carrier, diluent or excipient. Such a composition is provided in a dosage form suitable for oral or parenteral administration (eg, intravenous administration, intraarticular administration). It is preferably provided as an inhalant.
Each of the above-mentioned compositions may contain another active ingredient as long as the composition does not cause an undesirable interaction with the antibody.
[0054]
(7) DNA transfer animal
The present invention relates to a non-protein having a DNA encoding an exogenous protein of the present invention (hereinafter abbreviated as the exogenous DNA of the present invention) or a mutant DNA thereof (sometimes abbreviated as the exogenous mutant DNA of the present invention). A human mammal is provided.
That is, the present invention
(1) a non-human mammal having the exogenous DNA of the present invention or a mutant DNA thereof,
(2) the animal according to (1), wherein the non-human mammal is a rodent;
(3) The animal according to (2), wherein the rodent is a mouse or a rat, and
(4) It is intended to provide a recombinant vector containing the exogenous DNA of the present invention or its mutant DNA and capable of being expressed in mammals.
Non-human mammals having the exogenous DNA of the present invention or the mutant DNA thereof (hereinafter abbreviated as the DNA-transferred animal of the present invention) can be used for non-fertilized eggs, fertilized eggs, germ cells including spermatozoa and their progenitor cells, And preferably at the stage of embryonic development in non-human mammal development (more preferably at the stage of single cells or fertilized eggs and generally before the 8-cell stage), the calcium phosphate method, the electric pulse method, the lipofection method, the agglutination method, It can be produced by transferring a target DNA by a microinjection method, a particle gun method, a DEAE-dextran method, or the like. Further, by the DNA transfer method, the exogenous DNA of the present invention can be transferred to somatic cells, organs of living organisms, tissue cells, and the like, and can be used for cell culture, tissue culture, and the like. The DNA-transferred animal of the present invention can also be produced by fusing the above-mentioned germ cells with a cell fusion method known per se.
As the non-human mammal, for example, cow, pig, sheep, goat, rabbit, dog, cat, guinea pig, hamster, mouse, rat and the like are used. Among them, rodents, which are relatively short in ontogeny and biological cycle in terms of preparation of disease animal model systems, and are easy to breed, especially mice (for example, hybrids such as C57BL / 6 strain and DBA2 strain as pure strains) B6C3F as a system 1 System, BDF 1 System, B6D2F 1 Strain, BALB / c strain, ICR strain, etc.) or rat (eg, Wistar, SD etc.) is preferred.
"Mammals" in a recombinant vector that can be expressed in mammals include humans in addition to the above-mentioned non-human mammals.
[0055]
The exogenous DNA of the present invention refers to the DNA of the present invention once isolated and extracted from a mammal, not the DNA of the present invention originally possessed by a non-human mammal.
As the mutant DNA of the present invention, those having a mutation (for example, mutation) in the base sequence of the original DNA of the present invention, specifically, base addition, deletion, substitution with another base, etc. The resulting DNA or the like is used, and also includes abnormal DNA.
The abnormal DNA means a DNA that expresses an abnormal protein of the present invention, and for example, a DNA that expresses a protein that suppresses the function of the normal protein of the present invention is used.
The exogenous DNA of the present invention may be derived from a mammal that is the same or different from the animal of interest. In transferring the DNA of the present invention to a target animal, it is generally advantageous to use the DNA as a DNA construct linked downstream of a promoter capable of being expressed in animal cells. For example, when the human DNA of the present invention is transferred, DNA derived from various mammals (eg, rabbits, dogs, cats, guinea pigs, hamsters, rats, mice, etc.) having the DNA of the present invention having high homology thereto is expressed. Highly expressing the DNA of the present invention by microinjecting a DNA construct (eg, vector, etc.) in which the human DNA of the present invention is bound downstream of various promoters that can be made into a fertilized egg of a target mammal, for example, a mouse fertilized egg. DNA-transferring mammals can be created.
[0056]
Examples of the expression vector of the protein of the present invention include plasmids derived from Escherichia coli, plasmids derived from Bacillus subtilis, plasmids derived from yeast, bacteriophages such as λ phage, retroviruses such as Moloney leukemia virus, animal viruses such as vaccinia virus or baculovirus. Are used. Among them, a plasmid derived from Escherichia coli, a plasmid derived from Bacillus subtilis or a plasmid derived from yeast is preferably used.
Examples of the promoter for controlling the DNA expression include, but are not limited to, promoters for DNAs derived from (1) viruses (eg, simian virus, cytomegalovirus, Moloney leukemia virus, JC virus, breast cancer virus, poliovirus, etc.); ▼ Promoters derived from various mammals (human, rabbit, dog, cat, guinea pig, hamster, rat, mouse, etc.), for example, albumin, insulin II, uroplakin II, elastase, erythropoietin, endothelin, muscle creatine kinase, glial fibrillary acid Protein, glutathione S-transferase, platelet-derived growth factor β, keratins K1, K10 and K14, collagen types I and II, cyclic AMP-dependent protein kinase βI subunit, dyst Lophine, tartrate-resistant alkaline phosphatase, atrial natriuretic factor, endothelial receptor tyrosine kinase (commonly abbreviated as Tie2), sodium potassium adenosine 3 kinase (Na, K-ATPase), neurofilament light chain, metallothionein I and IIA, metalloproteinase 1 tissue inhibitor, MHC class I antigen (H-2L), H-ras, renin, dopamine β-hydroxylase, thyroid peroxidase (TPO), peptide chain elongation factor 1α (EF-1α), β actin , Α and β myosin heavy chain, myosin light chain 1 and 2, myelin basic protein, thyroglobulin, Thy-1, immunoglobulin, heavy chain variable region (VNP), serum amyloid P component, myoglobin, troponin C, smooth muscle α Kuching, pre-pro-enkephalin A, such as a promoter, such as vasopressin is used. Among them, a cytomegalovirus promoter capable of high expression throughout the body, a human peptide chain elongation factor 1α (EF-1α) promoter, a human and chicken β-actin promoter, and the like are preferable.
The vector preferably has a sequence that terminates transcription of the target messenger RNA in a DNA-transferred mammal (generally called a terminator). For example, a sequence of each DNA derived from a virus and various mammals can be used. A simian virus SV40 terminator or the like is preferably used.
[0057]
In addition, a splicing signal of each DNA, an enhancer region, a part of an intron of a eukaryotic DNA, and the like are placed 5 ′ upstream of the promoter region, between the promoter region and the translation region, or between the translation region for the purpose of further expressing the desired foreign DNA. It is also possible to connect 3 ′ downstream of the above depending on the purpose.
The normal translation region of the protein of the present invention can be obtained from liver, kidney, thyroid cells, fibroblast-derived DNA derived from humans or various mammals (eg, rabbits, dogs, cats, guinea pigs, hamsters, rats, mice, etc.) and commercially available DNAs. From a variety of genomic DNA libraries, or as a starting material, a complementary DNA prepared by known methods from RNA derived from liver, kidney, thyroid cells, and fibroblasts. In addition, a translation region obtained by mutating a translation region of a normal protein obtained from the above-described cells or tissues by a point mutagenesis method can be used for the exogenous abnormal DNA.
The translation region can be prepared as a DNA construct that can be expressed in a transposed animal by a conventional DNA engineering technique in which it is ligated downstream of the above-mentioned promoter and, if desired, upstream of the transcription termination site.
Transfer of the exogenous DNA of the present invention at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in all germ cells and somatic cells of the target mammal. The presence of the exogenous DNA of the present invention in the germinal cells of the produced animal after DNA transfer means that all the progeny of the produced animal retain the exogenous DNA of the present invention in all of the germinal cells and somatic cells. means. The offspring of such animals that have inherited the exogenous DNA of the present invention have the exogenous DNA of the present invention in all of their germ cells and somatic cells.
The non-human mammal to which the exogenous normal DNA of the present invention has been transferred can be subcultured in a normal breeding environment as an animal having the DNA after confirming that the exogenous DNA is stably retained by mating. .
Transfer of the exogenous DNA of the present invention at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in excess in all germ cells and somatic cells of the target mammal. Excessive presence of the exogenous DNA of the present invention in germ cells of a produced animal after DNA transfer means that all offspring of the produced animal have an excessive amount of the exogenous DNA of the present invention in all of their germ cells and somatic cells. Means Progeny of such animals that have inherited the exogenous DNA of the present invention have an excess of the exogenous DNA of the present invention in all of their germinal and somatic cells.
By obtaining a homozygous animal having the introduced DNA on both homologous chromosomes and mating the male and female animals, all offspring can be bred to have the DNA in excess.
[0058]
The non-human mammal having the normal DNA of the present invention expresses the normal DNA of the present invention at a high level and promotes the function of the endogenous normal DNA to eventually cause hyperactivity of the protein of the present invention. Occasionally, it can be used as a disease model animal. For example, using the normal DNA-transferred animal of the present invention, it is possible to elucidate the pathological mechanism of hyperactivity of the protein of the present invention and diseases associated with the protein of the present invention, and to examine a method for treating these diseases. It is possible.
Further, since the mammal into which the exogenous normal DNA of the present invention has been transferred has an increased symptom of the free protein of the present invention, a preventive / therapeutic agent for a disease related to the protein of the present invention, for example, a nervous system disease [ Eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric diseases (eg, schizophrenia, depression, etc.), kidney disease (Eg, renal failure, nephritis, uremic disease, etc.), genital diseases (eg, prostatic hypertrophy, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone and cartilage diseases (eg, osteoporosis, osteoarthritis, chronic Rheumatoid arthritis), muscular disease (eg, muscular dystrophy), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina), autoimmune disease (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis) What ), Cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), hypertension, etc. It can also be used for screening tests for preventive and therapeutic agents. It is preferably a screening test for a prophylactic / therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably an Alzheimer's disease.
On the other hand, a non-human mammal having the exogenous abnormal DNA of the present invention can be subcultured in an ordinary breeding environment as an animal having the DNA after confirming that the exogenous DNA is stably maintained by mating. Furthermore, the desired foreign DNA can be used as a raw material by incorporating it into the aforementioned plasmid. The DNA construct with the promoter can be prepared by a usual DNA engineering technique. The transfer of the abnormal DNA of the present invention at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in all germ cells and somatic cells of the target mammal. The presence of the abnormal DNA of the present invention in the germinal cells of the produced animal after DNA transfer means that all the offspring of the produced animal have the abnormal DNA of the present invention in all of its germ cells and somatic cells. The progeny of such animals that have inherited the exogenous DNA of the present invention have the abnormal DNA of the present invention in all of their germinal and somatic cells. A homozygous animal having the introduced DNA on both homologous chromosomes is obtained, and by crossing these male and female animals, it is possible to breed the cells so that all offspring have the DNA.
[0059]
The non-human mammal having the abnormal DNA of the present invention, in which the abnormal DNA of the present invention is highly expressed, inhibits the function of endogenous normal DNA, and finally, the functionally inactive form of the protein of the present invention. It can be refractory and can be used as a model animal for the disease. For example, using the abnormal DNA-transferred animal of the present invention, it is possible to elucidate the pathological mechanism of the function-inactive refractory of the protein of the present invention and to examine a method for treating this disease.
Further, as a specific possibility, the abnormal DNA-highly expressing animal of the present invention exhibits a function of inhibiting the normal protein function (dominant negative action) by the abnormal protein of the present invention in the inactive refractory disease of the protein of the present invention. A model to elucidate. In addition, since the mammal into which the foreign abnormal DNA of the present invention has been transferred has an increased symptom of the free protein of the present invention, a prophylactic / therapeutic agent for the protein of the present invention or a functionally inactive refractory disease, for example, a nervous system Diseases (eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric diseases (eg, schizophrenia, depression, etc.), Renal disease (eg, renal failure, nephritis, uremic disease, etc.), genital disease (eg, prostatic hypertrophy, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone / cartilage disease (eg, osteoporosis, osteoarthritis) , Rheumatoid arthritis), muscular disease (eg, muscular dystrophy), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina), autoimmune disease (eg, systemic lupus erythematosus, immune-related thread) ball Nephritis), cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), high blood pressure It can also be used for screening tests for prophylactic and therapeutic agents such as Preferably, it is a screening test for a prophylactic / therapeutic agent for a neurodegenerative disease, more preferably Alzheimer's disease.
In addition, other possible uses of the above two DNA-transferred animals of the present invention include, for example,
(1) Use as a cell source for tissue culture,
(2) A peptide specifically expressed or activated by the protein of the present invention by directly analyzing DNA or RNA in the tissue of the DNA-transferred animal of the present invention or analyzing a peptide tissue expressed by the DNA Analysis of the relationship with
{Circle around (3)} The cells of a tissue having DNA are cultured by standard tissue culture techniques, and these are used to study the function of cells from tissues that are generally difficult to culture.
(4) screening for a drug that enhances the function of the cell by using the cell described in (3) above, and
{Circle around (5)} Isolation and purification of the mutant protein of the present invention and production of its antibody can be considered.
[0060]
Furthermore, using the DNA-transferred animal of the present invention, it is possible to examine clinical symptoms of a disease associated with the protein of the present invention, including a functionally inactive refractory disease of the protein of the present invention, and the like. More detailed pathological findings in each organ of the disease model related to the disease can be obtained, which can contribute to the development of a new treatment method, and further to the research and treatment of a secondary disease caused by the disease.
In addition, it is possible to take out each organ from the DNA-transferred animal of the present invention, cut it into small pieces, and then use a proteolytic enzyme such as trypsin to obtain the released DNA-transferred cells, culture them, or systematize the cultured cells. . Furthermore, it is possible to examine the specificity of the protein-producing cell of the present invention, its relationship with apoptosis, differentiation or proliferation, or its signal transduction mechanism, and its abnormalities. It is an effective research material for
Further, in order to develop a therapeutic agent for a disease associated with the protein of the present invention, including a functionally inactive refractory disease of the protein of the present invention, using the DNA-transferred animal of the present invention, It is possible to provide an effective and rapid screening method for a therapeutic agent for the disease by using a method or the like. In addition, using the transgenic animal of the present invention or the exogenous DNA expression vector of the present invention, it is possible to examine and develop a DNA treatment method for diseases associated with the protein of the present invention.
[0061]
(8) Knockout animal
The present invention provides a non-human mammalian embryonic stem cell in which the DNA of the present invention has been inactivated, and a non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention.
That is, the present invention
(1) a non-human mammalian embryonic stem cell in which the DNA of the present invention has been inactivated,
(2) The embryonic stem cell according to (1), wherein the DNA is inactivated by introducing a reporter gene (eg, a β-galactosidase gene derived from E. coli).
(3) the embryonic stem cell according to (1), which is neomycin-resistant;
(4) the embryonic stem cell according to (1), wherein the non-human mammal is a rodent;
(5) The embryonic stem cell according to (4), wherein the rodent is a mouse,
(6) a non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention, wherein the DNA is inactivated;
(7) The DNA is inactivated by introducing a reporter gene (eg, a β-galactosidase gene derived from Escherichia coli), and the reporter gene can be expressed under the control of a promoter for the DNA of the present invention (6). The non-human mammal according to the item,
(8) the non-human mammal according to (6), wherein the non-human mammal is a rodent;
(9) The non-human mammal according to (8), wherein the rodent is a mouse, and
(10) A method for screening a compound or a salt thereof that promotes or inhibits promoter activity on DNA of the present invention, which comprises administering a test compound to the animal according to (7) and detecting expression of a reporter gene. I will provide a.
[0062]
A non-human mammalian embryonic stem cell in which the DNA of the present invention has been inactivated is a DNA which is artificially mutated to the DNA of the present invention possessed by the non-human mammal, thereby suppressing the expression ability of the DNA, or By substantially losing the activity of the protein of the present invention encoded by the DNA, the DNA does not substantially have the ability to express the protein of the present invention (hereinafter, may be referred to as the knockout DNA of the present invention). ) Non-human mammalian embryonic stem cells (hereinafter abbreviated as ES cells).
As the non-human mammal, the same one as described above is used.
The method of artificially mutating the DNA of the present invention can be performed, for example, by deleting a part or all of the DNA sequence and inserting or substituting another DNA by a genetic engineering technique. With these mutations, the knockout DNA of the present invention may be prepared, for example, by shifting the codon reading frame or disrupting the function of the promoter or exon.
[0063]
Specific examples of the non-human mammalian embryonic stem cells in which the DNA of the present invention has been inactivated (hereinafter abbreviated as the DNA-inactivated ES cells of the present invention or the knockout ES cells of the present invention) include, for example, The DNA of the present invention possessed by a non-human mammal is isolated and its exon portion is a drug resistance gene typified by a neomycin resistance gene or a hygromycin resistance gene, or lacZ (β-galactosidase gene), cat (chloramphenicol acetyl). A reporter gene or the like typified by a transferase gene) to disrupt the exon function, or insert a DNA sequence that terminates gene transcription into an intron between exons (for example, a polyA addition signal); Inability to synthesize complete messenger RNA Thus, a DNA strand having a DNA sequence constructed so as to eventually destroy the gene (hereinafter abbreviated as a targeting vector) is introduced into the chromosome of the animal by, for example, homologous recombination, and the resulting ES cells PCR using the DNA sequence on or near the DNA of the present invention as a probe, and using the DNA sequence on the targeting vector and the DNA sequence in the neighboring region other than the DNA of the present invention used for the preparation of the targeting vector as primers And selecting the knockout ES cells of the present invention.
As the ES cells from which the DNA of the present invention is inactivated by the homologous recombination method or the like, for example, those already established as described above may be used, or according to the known Evans and Kaufma method. It may be a newly established one. For example, in the case of mouse ES cells, currently, 129-line ES cells are generally used. For example, for the purpose of obtaining ES cells in which BDF is clearly known, for example, BDF in which the number of eggs collected by C57BL / 6 mice or C57BL / 6 has been improved by hybridization with DBA / 2 1 Mouse (F of C57BL / 6 and DBA / 2) 1 ) Can also be used favorably. BDF 1 In addition to the advantage that the number of eggs collected and the eggs are robust, the mice have C57BL / 6 mice as a background, and thus, the ES cells obtained using the C57BL / 6 mice were used to produce C57BL / 6 mice. / 6 mice can be advantageously used in that the genetic background can be replaced by C57BL / 6 mice by backcrossing.
In addition, when ES cells are established, blastocysts 3.5 days after fertilization are generally used. In addition, a large number of blastocysts can be efficiently obtained by collecting embryos at the 8-cell stage and culturing them until blastocysts are used. Early embryos can be obtained.
Either male or female ES cells may be used, but generally male ES cells are more convenient for producing a germline chimera. It is also desirable to discriminate between males and females as soon as possible in order to reduce cumbersome culture labor.
[0064]
As a method for determining the sex of ES cells, for example, a method of amplifying and detecting a gene in a sex-determining region on the Y chromosome by a PCR method can be mentioned. If this method is used, it is conventionally necessary to perform about 10 karyotype analyses. 6 Since the number of ES cells is required, the number of ES cells of about 1 colony (approximately 50) is sufficient, so that primary selection of ES cells in the early stage of culture can be performed by discriminating between male and female. In addition, by enabling selection of male cells at an early stage, labor in the initial stage of culture can be significantly reduced.
The secondary selection can be performed, for example, by confirming the number of chromosomes by the G-banding method. The number of chromosomes in the obtained ES cells is desirably 100% of the normal number. However, when it is difficult due to physical operations at the time of establishment, after knocking out the gene of the ES cells, the normal cells (for example, chromosomes in mice) are knocked out. It is desirable to clone again into cells (number 2n = 40).
The embryonic stem cell line obtained in this way usually has very good growth properties, but it must be carefully subcultured because it tends to lose its ontogenic ability. For example, on a suitable feeder cell such as STO fibroblast in the presence of LIF (1 to 10,000 U / ml) in a carbon dioxide incubator (preferably 5% carbon dioxide, 95% air or 5% oxygen, 5% The cells are cultured by a method such as culturing at about 37 ° C. in carbon dioxide gas and 90% air. At the time of subculture, for example, trypsin / EDTA solution (usually 0.001 to 0.5% trypsin / 0.1 to 5 mM EDTA, Preferably, a method is used in which cells are made into single cells by treatment with about 0.1% trypsin / 1 mM EDTA and seeded on freshly prepared feeder cells. Such passage is usually carried out every 1 to 3 days. At this time, it is desirable to observe the cells and, if any morphologically abnormal cells are found, discard the cultured cells.
ES cells are differentiated into various types of cells, such as parietal muscle, visceral muscle, and cardiac muscle, by monolayer culture up to high density or suspension culture until cell clumps are formed under appropriate conditions. [Nature 292, 154, 1981; Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 78, 7634, 1981; Journal of Embryology and Experimental Morphology, 87, 27, 1985], which is obtained by differentiating the ES cell of the present invention. Cells deficient in DNA expression are useful in cell biology studies of the proteins of the invention in vitro.
[0065]
The non-human mammal deficient in DNA expression of the present invention can be distinguished from a normal animal by measuring the mRNA level of the animal using a known method and indirectly comparing the expression level.
As the non-human mammal, those similar to the aforementioned can be used.
The non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention is, for example, a DNA in which the targeting vector prepared as described above is introduced into mouse embryonic stem cells or mouse egg cells, and the DNA of the targeting vector is inactivated by the introduction. The DNA of the present invention can be knocked out by homologous recombination in which the sequence replaces the DNA of the present invention on the chromosome of mouse embryonic stem cells or mouse egg cells by homologous recombination.
Cells in which the DNA of the present invention has been knocked out can be used as a DNA sequence on a Southern hybridization analysis or targeting vector using the DNA sequence on or near the DNA of the present invention as a probe, and the DNA of the present invention derived from the mouse used for the targeting vector. It can be determined by analysis by PCR using a DNA sequence of a nearby region other than DNA as a primer. When non-human mammalian embryonic stem cells are used, a cell line in which the DNA of the present invention has been inactivated by gene homologous recombination is cloned, and the cells are cultured at an appropriate time, for example, at the 8-cell stage of non-human mammalian cells. The chimeric embryo is injected into an animal embryo or blastocyst, and the resulting chimeric embryo is transplanted into the uterus of the pseudopregnant non-human mammal. The produced animal is a chimeric animal comprising both cells having the normal DNA locus of the present invention and cells having the artificially mutated DNA locus of the present invention. When a part of the germ cells of the chimeric animal has a mutated DNA locus of the present invention, all tissues are artificially mutated from a population obtained by crossing such a chimeric individual with a normal individual. It can be obtained by selecting individuals composed of cells having the added DNA locus of the present invention, for example, by judging coat color or the like. The individual thus obtained is usually an individual with a heterozygous expression of the protein of the present invention, which is crossed with an individual with a heterozygous expression of the protein of the present invention. Defective individuals can be obtained.
[0066]
In the case of using an egg cell, for example, a transgenic non-human mammal having a targeting vector introduced into a chromosome can be obtained by injecting a DNA solution into a nucleus of an egg by a microinjection method, and these transgenic non-human mammals can be obtained. Compared to mammals, they can be obtained by selecting those having a mutation in the DNA locus of the present invention by homologous recombination.
In this manner, the individual in which the DNA of the present invention is knocked out can be bred in an ordinary breeding environment after confirming that the DNA of the animal obtained by the breeding is also knocked out.
Further, the acquisition and maintenance of the germ line may be performed according to a conventional method. That is, by crossing male and female animals having the inactivated DNA, a homozygous animal having the inactivated DNA on both homologous chromosomes can be obtained. The obtained homozygous animal can be efficiently obtained by rearing the mother animal in such a manner that there are one normal animal and one homozygote. By mating male and female heterozygous animals, homozygous and heterozygous animals having the inactivated DNA are bred and subcultured.
The non-human mammalian embryonic stem cells in which the DNA of the present invention has been inactivated are extremely useful for producing a non-human mammal deficient in expressing the DNA of the present invention.
In addition, since the non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention lacks various biological activities that can be induced by the protein of the present invention, a model of a disease caused by inactivation of the biological activity of the protein of the present invention. Therefore, it is useful for investigating the causes of these diseases and examining treatment methods.
[0067]
(8a) A method for screening a compound having a therapeutic / preventive effect on diseases caused by DNA deficiency or damage of the present invention
The non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention can be used for screening for a compound having a therapeutic / preventive effect against diseases caused by deficiency or damage of the DNA of the present invention.
That is, the present invention is characterized by administering a test compound to a non-human mammal deficient in expressing the DNA of the present invention, and observing and measuring a change in the animal. Provided is a method for screening a compound or a salt thereof having a therapeutic / preventive effect on a disease, for example, a nervous system disease.
Examples of the non-human mammal deficient in expressing DNA of the present invention used in the screening method include the same as described above.
Test compounds include, for example, peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, plasma, and the like. These compounds are novel compounds. Or a known compound.
Specifically, a non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention is treated with a test compound, compared with an untreated control animal, and tested using changes in each organ, tissue, disease symptoms, etc. of the animal as an index. The therapeutic / preventive effects of the compounds can be tested.
As a method of treating a test animal with a test compound, for example, oral administration, intravenous injection and the like are used, and it can be appropriately selected according to the symptoms of the test animal, the properties of the test compound, and the like. The dose of the test compound can be appropriately selected according to the administration method, the properties of the test compound, and the like.
[0068]
Nervous system diseases (eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorders, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric diseases (eg, schizophrenia, depression, etc.) ), Renal diseases (eg, renal failure, nephritis, uremics, etc.), genital diseases (eg, prostatic hypertrophy, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.), bone and cartilage diseases (eg, osteoporosis, deformity) Arthropathy, rheumatoid arthritis, etc., muscular disease (eg, muscular dystrophy, etc.), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina pectoris, etc.), autoimmune disease (eg, systemic lupus erythematosus, immunity Related glomerulonephritis, etc., cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, stomach cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectum cancer, pancreatic cancer, etc. ), Hypertension, etc., preferably Alzheimer's disease When screening for a compound having a prophylactic / therapeutic effect, a test compound is administered to a non-human mammal deficient in expressing the DNA of the present invention. The difference in the degree of healing is observed over time in the tissue.
In the screening method, when the test compound is administered to a test animal, if the disease symptom of the test animal is improved by about 10% or more, preferably about 30% or more, more preferably about 50% or more, the test compound is administered. It can be selected as a compound having a therapeutic / preventive effect on the above diseases.
The compound obtained by using the screening method is a compound selected from the test compounds described above, and has a therapeutic / preventive effect on a disease caused by deficiency or damage of the protein of the present invention. It can be used as a drug for safe and low toxic prophylactic / therapeutic agents. Furthermore, compounds derived from the compounds obtained by the above screening can be used in the same manner.
The compound obtained by the screening method may form a salt. Examples of the salt of the compound include physiologically acceptable acids (eg, inorganic acids, organic acids, etc.) and bases (eg, alkali metals, etc.). ) Is used, and a physiologically acceptable acid addition salt is particularly preferable. Such salts include, for example, salts with inorganic acids (eg, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, etc.) or organic acids (eg, acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, For example, salts with succinic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and the like are used.
A drug containing the compound or a salt thereof obtained by the screening method can be produced in the same manner as the above-mentioned drug containing the protein of the present invention.
Since the preparation thus obtained is safe and low toxic, it can be used, for example, in humans or mammals (eg, rat, mouse, guinea pig, rabbit, sheep, pig, cow, horse, cat, dog, monkey, etc.). Can be administered.
The dose of the compound or a salt thereof varies depending on the target disease, the subject of administration, the administration route, and the like. For example, when the compound is orally administered, it is generally used in an adult (assuming a body weight of 60 kg) Alzheimer's disease patient. About 0.1-100 mg, preferably about 1.0-50 mg, more preferably about 1.0-20 mg of the compound per day. When administered parenterally, the single dose of the compound varies depending on the administration subject, target disease, and the like. For example, the compound is usually administered in the form of an injection to an adult (with a body weight of 60 kg) Alzheimer's disease patient. When administered, it is convenient to administer about 0.01 to 30 mg, preferably about 0.1 to 20 mg, more preferably about 0.1 to 10 mg of the compound by intravenous injection per day. In the case of other animals, the amount can be administered in terms of the weight per 60 kg.
[0069]
(8b) Method for screening for a compound that promotes or inhibits the activity of a promoter for the DNA of the present invention
The present invention provides a compound which promotes or inhibits the activity of a promoter for the DNA of the present invention, which comprises administering a test compound to a non-human mammal deficient in expressing the DNA of the present invention, and detecting the expression of a reporter gene, or a compound thereof. A method for screening a salt is provided.
In the above-mentioned screening method, the non-human mammal deficient in expression of DNA of the present invention may be a non-human mammal deficient in expression of DNA of the present invention in which the DNA of the present invention is inactivated by introducing a reporter gene, A reporter gene that can be expressed under the control of a promoter for the DNA of the present invention is used.
Examples of the test compound include the same compounds as described above.
As the reporter gene, the same one as described above is used, and a β-galactosidase gene (lacZ), a soluble alkaline phosphatase gene, a luciferase gene and the like are preferable.
In a non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention in which the DNA of the present invention is replaced with a reporter gene, since the reporter gene is under the control of the promoter for the DNA of the present invention, the expression of the substance encoded by the reporter gene is traced. By doing so, the activity of the promoter can be detected.
For example, when a part of the DNA region encoding the protein of the present invention is replaced with a β-galactosidase gene (lacZ) derived from Escherichia coli, the tissue that expresses the protein of the present invention originally replaces the protein of the present invention. Β-galactosidase is expressed. Therefore, for example, the present invention can be easily performed by staining with a reagent serving as a substrate for β-galactosidase such as 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-galactopyranoside (X-gal). Can be observed in the animal body. Specifically, the protein-deficient mouse of the present invention or a tissue section thereof is fixed with glutaraldehyde or the like, washed with phosphate buffered saline (PBS), and then stained with X-gal at room temperature or around 37 ° C. After reacting for about 30 minutes to 1 hour, the β-galactosidase reaction may be stopped by washing the tissue specimen with a 1 mM EDTA / PBS solution, and coloration may be observed. Further, mRNA encoding lacZ may be detected according to a conventional method.
The compound or a salt thereof obtained by using the above-mentioned screening method is a compound selected from the above-mentioned test compounds, and is a compound that promotes or inhibits the promoter activity for the DNA of the present invention.
The compound obtained by the screening method may form a salt, and the salt of the compound may include a physiologically acceptable acid (eg, an inorganic acid) and a base (eg, an organic acid). And particularly preferably a physiologically acceptable acid addition salt. Such salts include, for example, salts with inorganic acids (eg, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, etc.) or organic acids (eg, acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, For example, salts with succinic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and the like are used.
[0070]
The compound or a salt thereof that promotes or inhibits the promoter activity of the DNA of the present invention regulates the expression of the protein of the present invention and regulates the function of the protein (eg, transcriptional regulatory activity, cholinergic neuronal differentiation inhibitory effect, etc.) As a cholinergic neuronal differentiation promoter, for example, nervous system diseases [eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc. ], Psychiatric disorders (eg, schizophrenia, depression, etc.), renal disorders (eg, renal failure, nephritis, uremics, etc.), genital disorders (eg, prostatic hyperplasia, prostate carcinitis, testicular neurosis, etc.) , Bone and cartilage diseases (eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc.), muscle diseases (eg, muscular dystrophy, etc.), heart diseases (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart All, angina, etc.), autoimmune diseases (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, Gastric cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.), a prophylactic / therapeutic agent for hypertension, etc., preferably a neurodegenerative disease, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for Alzheimer's disease. .
Furthermore, compounds derived from the compounds obtained by the above screening can be used in the same manner.
A drug containing the compound or a salt thereof obtained by the screening method can be produced in the same manner as the above-mentioned drug containing the protein of the present invention or a salt thereof.
Since the preparation thus obtained is safe and low toxic, it can be used, for example, in humans or mammals (eg, rat, mouse, guinea pig, rabbit, sheep, pig, cow, horse, cat, dog, monkey, etc.). Can be administered.
The dose of the compound or a salt thereof varies depending on the target disease, the subject to be administered, the administration route, and the like. For example, when the compound of the present invention that inhibits the promoter activity for DNA is orally administered, generally the adult (body weight) is used. For an Alzheimer's disease patient (as 60 kg), about 0.1 to 100 mg, preferably about 1.0 to 50 mg, more preferably about 1.0 to 20 mg of the compound is administered per day. When administered parenterally, the single dose of the compound varies depending on the administration subject, target disease, and the like. For example, the compound of the present invention that inhibits the promoter activity for DNA is usually administered in the form of an injection to an adult ( When administered to an Alzheimer's disease patient (with a body weight of 60 kg), about 0.01 to 30 mg, preferably about 0.1 to 20 mg, more preferably about 0.1 to 10 mg of the compound is administered intravenously per day. It is convenient. In the case of other animals, the amount can be administered in terms of the weight per 60 kg.
As described above, the non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention is extremely useful for screening for a compound or a salt thereof that promotes or inhibits the activity of the promoter for the DNA of the present invention, It can greatly contribute to investigating the cause of various diseases caused or developing preventive and therapeutic agents.
Further, using a DNA containing the promoter region of the protein of the present invention, genes encoding various proteins are ligated downstream thereof and injected into egg cells of an animal to produce a so-called transgenic animal (gene-transferred animal). Once created, the protein can be specifically synthesized and its action in the living body can be examined. Furthermore, if a suitable reporter gene is bound to the above promoter portion, and a cell line that expresses the reporter gene is established, a low-molecular compound having an action of specifically promoting or suppressing the production ability of the protein itself of the present invention in the body. Can be used as a search system.
[0071]
In the present specification, bases, amino acids, and the like are represented by abbreviations based on the abbreviations by IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature or abbreviations commonly used in the art, and examples thereof are described below. When an amino acid can have an optical isomer, the L-form is indicated unless otherwise specified.
DNA: deoxyribonucleic acid
cDNA: complementary deoxyribonucleic acid
A: Adenine
T: Thymine
G: Guanine
C: Cytosine
RNA: ribonucleic acid
mRNA: messenger ribonucleic acid
dATP: deoxyadenosine triphosphate
dTTP: deoxythymidine triphosphate
dGTP: deoxyguanosine triphosphate
dCTP: deoxycytidine triphosphate
ATP: Adenosine triphosphate
EDTA: Ethylenediaminetetraacetic acid
SDS: Sodium dodecyl sulfate
Gly: glycine
Ala: Alanine
Val: Valine
Leu: Leucine
Ile: Isoleucine
Ser: Serine
Thr: Threonine
Cys: cysteine
Met: methionine
Glu: glutamic acid
Asp: Aspartic acid
Lys: lysine
Arg: Arginine
His: histidine
Phe: phenylalanine
Tyr: Tyrosine
Trp: Tryptophan
Pro: Proline
Asn: Asparagine
Gln: Glutamine
pGlu: pyroglutamic acid
Sec: selenocysteine
[0072]
Further, substituents, protecting groups and reagents frequently used in the present specification are represented by the following symbols.
Figure 2004089179
[0073]
The sequence numbers in the sequence listing in the present specification indicate the following sequences.
[SEQ ID NO: 1]
1 shows the amino acid sequence of the mouse-derived protein mNHES obtained in Example 1.
[SEQ ID NO: 2]
This shows the base sequence of DNA encoding the protein mNHES having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.
[SEQ ID NO: 3]
1 shows the nucleotide sequence of DNA containing the full-length gene encoding the protein obtained in Example 1.
[SEQ ID NO: 4]
1 shows the base sequence obtained in Example 1.
[SEQ ID NO: 5]
3 shows the amino acid sequence of human-derived protein hNHES obtained in Example 3. [SEQ ID NO: 6]
This shows the base sequence of DNA encoding the protein hNHES having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5.
[SEQ ID NO: 7]
3 shows the base sequence obtained in Example 3.
[SEQ ID NO: 8]
1 shows the nucleotide sequence of primer 1 used in Examples 1 to 5.
[SEQ ID NO: 9]
The base sequence of the primer 2 used in Example 1, Example 3 and Example 4 is shown.
[SEQ ID NO: 10]
3 shows the nucleotide sequence of primer 3 used in Examples 1 and 5.
[SEQ ID NO: 11]
2 shows the base sequence of primer 4 used in Examples 1 and 2.
[SEQ ID NO: 12]
3 shows the base sequence of primer 5 used in Example 3.
[SEQ ID NO: 13]
7 shows the base sequence of primer 6 used in Example 3.
[SEQ ID NO: 14]
7 shows the base sequence of primer 7 used in Example 4.
[SEQ ID NO: 15]
7 shows the base sequence of primer 8 used in Example 4.
[SEQ ID NO: 16]
6 shows the nucleotide sequence of the DNA obtained in Example 4.
[SEQ ID NO: 17]
This shows the base sequence of DNA encoding the protein rNHES having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26.
[SEQ ID NO: 18]
14 shows the base sequence of a primer used in Example 6.
[SEQ ID NO: 19]
14 shows the base sequence of a primer used in Example 6.
[SEQ ID NO: 20]
14 shows the base sequence of a TaqMan probe used in Example 6.
[SEQ ID NO: 21]
14 shows the base sequence of a primer used in Example 8.
[SEQ ID NO: 22]
14 shows the base sequence of a primer used in Example 8.
[SEQ ID NO: 23]
14 shows the base sequence of a TaqMan probe used in Example 8.
[SEQ ID NO: 24]
14 shows the base sequence of primer 9 used in Example 5.
[SEQ ID NO: 25]
6 shows the nucleotide sequence of the DNA obtained in Example 5.
[SEQ ID NO: 26]
7 shows the amino acid sequence of the rat-derived protein rNHES obtained in Example 5.
[SEQ ID NO: 27]
14 shows the base sequence of a primer used in Example 7.
[SEQ ID NO: 28]
14 shows the base sequence of a primer used in Example 7.
[SEQ ID NO: 29]
14 shows the base sequence of a probe used in Example 7. At the 5 'end, FAM (6-carboxy-fluorescein) was labeled as a reporter dye, and at the 3' end, TAMRA (6-carboxy-tetramethyl-rhodamine) was labeled as a quencher.
Escherichia coli JM109 / pTB2264, which was obtained in Example 1 described below, was obtained from April 1-1, 2002, by the 1-1 of Higashi 1-1-1, Tsukuba, Ibaraki, Japan, Central No. 6 (zip code 305-8566). The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Organism Depositary, deposited as FERM BP-7992, from March 19, 2002, 2-17-85, Jusanhoncho, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka (postal code 532-8686). And deposited with the Fermentation Research Institute (IFO) under the accession number IFO 16779.
Escherichia coli JM109 / pTB2274 obtained in Example 4, which will be described later, has been obtained from July 1-1, 2002 by the independent of Chuo No. 6-1-1, Higashi 1-1-1, Tsukuba, Ibaraki, Japan (Zip code 305-8566). Deposited at the Patent Organism Depositary, the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the deposit number FERM BP-8111.
Escherichia coli JM109 / rNHESTOPO obtained in Example 5 described below was obtained from February 1-1, 2002 by the 1-1, Higashi 1-1-1, Tsukuba, Ibaraki, Japan, central sixth (postal code 305-8566). Deposited at the Patent Organism Depositary, the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the deposit number FERM BP-8299.
[0074]
Hereinafter, the present invention will be more specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
Example 1
A PCR reaction was performed using Marathon-Ready cDNA (Clontech) derived from mouse brain as a template and two primers, Primer 1 (SEQ ID NO: 8) and Primer 2 (SEQ ID NO: 9). The composition of the reaction solution in the reaction was such that 1 μl of the above cDNA was used as a template, 10 μl of 2 × SYBER Green Master Mix of QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN), 0.4 μM each of primer 1 and primer 2, 0.4 μM of sterilized distilled water, and 7 μl of sterilized distilled water. In addition, a liquid volume of 20 μl was obtained. In the PCR reaction, a cycle of 95 ° C. for 20 seconds, 60 ° C. for 20 seconds, and 72 ° C. for 1 minute was repeated 40 times after 95 ° C. for 15 minutes, and finally an extension reaction at 72 ° C. for 4 minutes was performed. The PCR reaction product was again subjected to a PCR reaction using Primer 3 (SEQ ID NO: 10) and Primer 2. The composition of the reaction solution in the reaction was as follows: 1 μl of the above PCR reaction product was used as a template, 10 μl of 2X SYBER Green Master Mix of QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN), 0.4 μM each of primer 2 and primer 3 and sterile distillation. 7 μl of water was added to make a liquid volume of 20 μl. In the PCR reaction, a cycle of 95 ° C. for 20 seconds, 60 ° C. for 20 seconds, 72 ° C. for 1 minute was repeated 10 times after 95 ° C. for 15 minutes, and finally an extension reaction at 72 ° C. for 4 minutes was performed. It was subcloned into the plasmid vector pCRII-TOPO vector (Invitrogen) according to the prescription of TOPO TA Cloning Kit (Invitrogen). This was introduced into Escherichia coli TOP10F ', and a clone having cDNA was selected on an LB agar medium containing ampicillin. As a result of analyzing the sequence of each clone, a cDNA sequence (SEQ ID NO: 3) encoding a basic helix-loop-helix-type transcription factor protein was obtained. In addition, a PCR reaction was performed using Marathon-Ready cDNA (Clontech) derived from mouse brain as a template and using two primers, Primer 1 and Primer 4 (SEQ ID NO: 11). In the reaction, the composition of the reaction solution was prepared by using 1 μl of the above cDNA as a template, 10 μl of 2X SYBER Green Master Mix of QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN), 0.4 μM each of primer 1 and primer 4, and 7 μl of sterile distilled water. In addition, a liquid volume of 20 μl was obtained. In the PCR reaction, a cycle of 95 ° C. for 20 seconds, 60 ° C. for 20 seconds, and 72 ° C. for 1 minute was repeated 40 times after 95 ° C. for 15 minutes, and finally an extension reaction at 72 ° C. for 4 minutes was performed. The PCR reaction product was again subjected to a PCR reaction using Primer 1 and Primer 4. The composition of the reaction solution in this reaction was such that 1 μl of the PCR reaction product was used as a template, 10 μl of 2 × SYBER Green Master Mix of QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN), 0.4 μM each of Primer 1 and Primer 4 and sterile distilled water. 7 μl was added to make a liquid volume of 20 μl. In the PCR reaction, a cycle of 95 ° C. for 20 seconds, 60 ° C. for 20 seconds, 72 ° C. for 1 minute was repeated 10 times after 95 ° C. for 15 minutes, and finally an extension reaction at 72 ° C. for 4 minutes was performed. As a result of analyzing the base sequence of the obtained DNA fragment, the obtained DNA fragment was a 437 bp fragment containing the same portion as the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 (SEQ ID NO: 4). The cDNA fragment represented by SEQ ID NO: 3 encoded a 240 amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) (SEQ ID NO: 2). The protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 was named mNHES. mNHES (SEQ ID NO: 1) and a basic helix-loop-helix transcription factor protein Hesr-1 (SWISS-PROT ID: Q9WV93; Biochem. Biophys. Res. Commun. 260, 459-465, 1999). Indicates 47% homology at the amino acid level. The plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 was named pTB2264, and the resulting transformant was named Escherichia coli JM109 / pTB2264.
[0075]
Example 2
To clarify the expression profile of the protein gene containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 in brain tissue, a mouse brain cDNA panel (Cemines) was used as a material, and the ABI Prism 7900 Sequence Detection System (Applied Biosystems) was used. ) Was used to perform a real-time PCR reaction.
The composition of the reaction solution in this reaction was such that 1 μl of each cDNA in the above cDNA panel was used as a template, and primers 1 and 4 were each added to 0.3 μM each, 10 μl of 2X SYBER Green Master Mix, 7 μl of sterile distilled water, and 20 μl of a solution was added. Amount. The PCR reaction was performed by repeating a cycle of 50 ° C. for 2 minutes-95 ° C. for 10 minutes and then 95 ° C. for 15 seconds-60 ° C. for 1 minute 40 times. The calculated copy number was corrected as an internal control with the copy number of glycerol triphosphate dehydratase calculated in the same manner as the copy number of the protein gene containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.
As a result, the expression of the protein gene obtained in Example 1 was higher in the fetal brain than after birth (FIG. 1).
This revealed that the gene of the mNHES protein obtained in Example 1 was highly expressed in the fetal brain.
[0076]
Example 3
A PCR was performed using Marathon-Ready cDNA derived from human kidney (Clontech) as a template and two primers, Primer 5 (SEQ ID NO: 12) and Primer 6 (SEQ ID NO: 13). The composition of the reaction solution in the reaction was such that 1 μl of the above cDNA was used as a template, 10 μl of 2 × SYBER Green Master Mix of QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN), 0.4 μM each of primer 1 and primer 2, 0.4 μM of sterilized distilled water, and 7 μl of sterilized distilled water. In addition, a liquid volume of 20 μl was obtained. After the PCR reaction at 95 ° C for 15 minutes, a cycle of 95 ° C for 20 seconds-50 ° C for 20 seconds-72 ° C for 1 minute was repeated 50 times, and finally an extension reaction at 72 ° C for 4 minutes was performed. The obtained DNA fragment of about 900 bp was recovered, and the nucleotide sequence was analyzed. As a result, a sequence consisting of 919 bases was obtained (SEQ ID NO: 7). The cDNA fragment represented by SEQ ID NO: 7 encoded a 241 amino acid sequence (SEQ ID NO: 5) (SEQ ID NO: 6).
The protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 was designated as hNHES.
The nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 obtained in Example 1 and the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 6 have 85% homology with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 had 91% homology.
hNHES (SEQ ID NO: 5) showed 73% homology at the amino acid level with a basic helix-loop-helix transcription factor protein (Genbank ID: XP 070283) reported as a predicted sequence. HNHES (SEQ ID NO: 5) is similar to the basic helix-loop-helix transcription factor protein Hey1 (Genbank ID: NP 036390; Genomics, 66, 195-203, 2000) at the amino acid level. It showed 26% homology.
[0077]
Example 4
A PCR reaction was performed using Marathon-Ready cDNA (Clontech) derived from human kidney as a template and two primers, Primer 7 (SEQ ID NO: 14) and Primer 8 (SEQ ID NO: 15). The composition of the reaction solution in the reaction was such that 1 μl of the above cDNA was used as a template, 10 μl of 2 × SYBER Green Master Mix of QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN), 0.4 μM each of primer 1 and primer 2, 0.4 μM of sterilized distilled water, and 7 μl of sterilized distilled water. In addition, a liquid volume of 20 μl was obtained. After the PCR reaction at 95 ° C for 15 minutes, a cycle of 95 ° C for 20 seconds-50 ° C for 20 seconds-72 ° C for 1 minute was repeated 50 times, and finally an extension reaction at 72 ° C for 4 minutes was performed. As a result, the obtained about 800 bp DNA fragment was recovered. The recovered DNA fragment was amplified again using Primer 7 and Primer 8 using HotStarTaq DNA polymerase (QIAGEN) according to the instruction manual. The DNA fragment contained in the resulting reaction solution was cloned into pDrive cloning vector using QIAGEN PCR cloning kit (QIAGEN) according to the instruction manual. As a result of analysis, the nucleotide sequence of the cloned DNA fragment was a nucleotide sequence encoding hNHES consisting of 819 bases (SEQ ID NO: 16). The plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 was designated as pTB2274, and the resulting transformant was designated as Escherichia coli JM109 / pTB2274.
[0078]
Example 5
Using a rat brain-derived Marathon-Ready cDNA (Clontech) as a template, a PCR reaction was performed using two primers, primer 1 (SEQ ID NO: 8) and primer 9 (SEQ ID NO: 24). The composition of the reaction solution used in the reaction was such that 1 μl of the above cDNA was used as a template, 10 μl of 2X SYBER Green Master Mix of QuantiTect SYBR Green PCR kit (QIAGEN), primer 1 (SEQ ID NO: 8) and 0.4 μM each of primer 9 Then, 7 μl of sterilized distilled water was added to make a liquid volume of 20 μl. After the PCR reaction at 95 ° C for 15 minutes, a cycle of 95 ° C for 20 seconds, 50 ° C for 20 seconds, and 72 ° C for 1 minute was repeated 50 times, and finally an extension reaction at 72 ° C for 4 minutes was performed. The PCR reaction product was again subjected to a PCR reaction using Primer 1 and Primer 7. The composition of the reaction solution in this reaction was prepared by using 1 μl of the above PCR reaction product as a template, adding 10 μl of HotstarTaq Master Mix of HotstarTaq Master Mix kit (QIAGEN), 0.4 μM each of primer 1 and primer 79, and 7 μl of sterile distilled water. , 20 μl. In the PCR reaction, a cycle of 95 ° C. for 20 seconds, 60 ° C. for 20 seconds, 72 ° C. for 1 minute was repeated 10 times after 95 ° C. for 15 minutes, and finally an extension reaction at 72 ° C. for 4 minutes was performed. Subcloning into a plasmid vector pCRII-TOPO vector (Invitrogen) was performed according to the prescription of TOPO TA Cloning Kit (Invitrogen). This was introduced into Escherichia coli TOP10F ', and a clone having cDNA was selected on an LB agar medium containing ampicillin. As a result of analyzing the sequence of each clone, a cDNA sequence (SEQ ID NO: 25) encoding a basic helix-loop-helix-type transcription factor protein was obtained. The cDNA fragment represented by SEQ ID NO: 25 encoded a 241 amino acid sequence (SEQ ID NO: 26) (SEQ ID NO: 17). The protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 was designated as rNHES. rNHES (SEQ ID NO: 26) showed 97% homology at the amino acid level with the mouse-derived basic helix-loop-helix transcription factor protein Medane (WO 02/60928).
The plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 25 was designated as rNHESTOPO, and the obtained transformant was designated as Escherichia coli JM109 / rNHESTOPO.
rNHES and mNHES have 96% homology at the amino acid level and 94% homology at the base level.
rNHES and hNHES have 91% homology at the amino acid level and 85% homology at the base level.
[0079]
Example 6
In order to clarify the relationship between the mNHES gene and neuronal differentiation, mouse P19 embryonic tumor cells were cultured and differentiated into cholinergic neurons, and their expression profiles were examined.
P19 cells at 5 × 10 5 5x10 at a cell concentration of cell / ml -7 The suspension was suspended in an α-MEM medium (Invitrogen) containing M retinoic acid (Wako Pure Chemical Industries) and 10% FBS (Invitrogen). 3 ml of the cell suspension was cultured for 2 days using a 3.5 cm suspension culture plate (Sumitomo Bakelite). Then digest with trypsin, 5 × 10 4 The cells were suspended in a DMEM / F12 medium (Invitrogen) containing 1% N-2 supplement (Invitrogen) and 1 μg / μl fibronectin (Invitrogen) at a cell concentration of cell / ml. 0.5 ml of the cell suspension was cultured using a 48-well poly-D-Lysine coated plate (Becton Deckson) and subjected to the following experiment. Three days after the start of the culture, cytosine β-D-arabinofuranoside (AraC) (Sigma) was added to the medium at a concentration of 5 μg / ml.
On the third, fourth, fifth and sixth days after the culturing, total RNA was extracted from the cells using RNeasy 96 kit (QIAGEN). From the obtained total RNA, cDNA was synthesized using TaqMan Reverse TranscriptionReagents (manufactured by PE Applied Biosystems). Using two kinds of synthetic primers (SEQ ID NO: 18 and SEQ ID NO: 19) capable of specifically amplifying and detecting the mNHES gene and a TaqMan probe (SEQ ID NO: 20), the copy number of the mNHES gene was quantified by PCR using ABI. This was performed using the Prism 7900 sequence Detection System. The PCR reaction used TaqMan universal PCR Master Mix (manufactured by PE Applied Biosystems) under the conditions according to the attached instructions. Using the calculated copy number as an internal control and correcting with the copy number of glycerol triphosphate dehydratase calculated using TaqMan Rodent GAPDH Control reagents VIC (manufactured by PE Applied Biosystems) in the same manner as the copy number of the mNHES gene , And the expression was used as the expression level, and the fluctuation rate was calculated with the expression level on the third day as 1.
As a result, the fluctuation rate of the mNHES gene expression was 3.0, 15.7 and 16.6 on the 4th, 5th and 6th days after the start of the culture, respectively. became.
This revealed that the expression of the mNHES gene was induced together with neural differentiation.
[0080]
Example 7
In order to clarify the relationship between the mNHES gene and cholinergic neuronal differentiation, the effect of mNHES gene forced expression on cholinergic neuronal differentiation of P19 embryonic tumor cells was examined.
The pTB2274 constructed in Example 1 was digested with restriction enzymes BamH I and Xho I (both from Takara Shuzo), a fragment of about 900 bp was recovered, and inserted into the gap between BamH I and Xho I of pTARGET Vector (Promega). MNHES forced expression plasmid was prepared. The prepared forced expression plasmid was designated as mNHES1-1. mNHES1-1 and pTARGET Vector as a control were each used for P19 in an α-MEM medium (Invitrogen) containing 10% FBS (Invitrogen) using Fugene6 transfection reagent (Roche Diagnostics). The cells were transfected. Thereafter, P19 cells were transferred to 5 × 10 5 5x10 at a cell concentration of cell / ml -7 The suspension was suspended in an α-MEM medium (Invitrogen) containing M retinoic acid (Wako Pure Chemical Industries) and 10% FBS (Invitrogen). 3 ml of the cell suspension was cultured for 2 days using a 3.5 cm suspension culture plate (Sumitomo Bakelite). Then digest with trypsin, 5 × 10 4 The cells were suspended in a DMEM / F12 medium (Invitrogen) containing 1% N-2 supplement (Invitrogen) and 1 μg / μl fibronectin (Invitrogen) at a cell concentration of cell / ml. 0.5 ml of the cell suspension was cultured using a 48-well poly-D-Lysine coat plate (Becton Deckson) and subjected to the following experiment. Five days after the start of the culture, total RNA was extracted from the cells using RNeasy 96 kit (QIAGEN). From the obtained total RNA, cDNA was synthesized using TaqMan Reverse Transcription Reagents (manufactured by PE Applied Biosystems).
Two kinds of synthetic primers (SEQ ID NO: 27 and SEQ ID NO: 28) and a TaqMan probe (SEQ ID NO: 29; Fam-ccaatgaccagctagagttttgcagcc-Tamra) capable of specifically amplifying and detecting the cholinergic nervous marker choline acetyltransferase gene; In the sequence, Fam indicates 6-carboxy-fluorescein, and Tamra indicates 6-carboxy-tetramethyl-rhodamine), quantification of the copy number of the choline acetyltransferase gene by PCR, and ABI Prism 7900 sequence Detection System. went. The PCR reaction used TaqMan universal PCR Master Mix (manufactured by PE Applied Biosystems) under the conditions according to the attached instructions. Using the calculated copy number as an internal control and correcting with the copy number of glycerol triphosphate dehydratase calculated using TaqMan Rodent GAPDH Control reagents VIC (manufactured by PE Applied Biosystems) in the same manner as the copy number of the mNHES gene , And the value was used as the expression level.
As a result, it was revealed that the choline acetyltransferase gene expression level in the mNHES1-1-transfected cells was 52% of that of the control pTARGET Vector-transfected cells.
This suggests that the mNHES gene suppresses the differentiation of cholinergic nerves.
[0081]
Example 8
To clarify the relationship between the hNHES gene and the neurodegenerative disease, hNHES gene expression was performed using cDNA derived from human Alzheimer brain tissue (hippocampus) (Biochain) and cDNA derived from human healthy human brain tissue (hippocampus) (Biochain). A comparison of the amounts was made.
Using two kinds of synthetic primers (SEQ ID NO: 21 and SEQ ID NO: 22) capable of specifically amplifying and detecting the hNHES gene and a TaqMan probe (SEQ ID NO: 23), the copy number of the hNHES gene was quantified by PCR using ABI. This was performed using the Prism 7900 sequence Detection System. The PCR reaction used TaqMan universal PCR Master Mix (manufactured by PE Applied Biosystems) under the conditions according to the attached instructions. The calculated copy number was corrected with the copy number of glycerol triphosphate dehydratase calculated using TaqMan GAPDH Control Reagents (manufactured by PE Applied Biosystems) in the same manner as the hNHES gene copy number as an internal control. Was calculated as the expression level.
As a result, it was revealed that the expression of the hNHES gene in the hippocampus of Alzheimer's disease patients was 358 times higher than in the hippocampus of healthy subjects.
This suggests that the hNHES gene is involved in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease.
[0082]
Example 9
In order to clarify the relationship between the mNHES gene and neural differentiation, mouse embryonic neural stem cells were cultured and differentiated into nerves, and their expression profiles were examined.
As the neural stem cells, neural stem cells obtained from the mouse fetus on the 15th to 15th days of gestation by the neurosphere method (Experimental Neurology, 144, 350-360, 1997) were used.
150 cm of neural stem cells 2 5 × 10 using flash (IWAKI Sumitomo Bakelite) 5 At a cell concentration of cell / ml, 50 ml 20 ng / ml bFGF (genzyme techne) and N 2 It was maintained as a neurosphere in a DMEM / F12 medium (Invitrogen) containing the supplement (Invitrogen). Then, using a 24-well plate (Becton Deckson) coated with ECL (UPSATE biotechnology) digested with trypsin, 2 × 10 5 At a cell concentration of cell / ml, 0.5 ml of 100 ng / ml NGF (genzyme techne) and N 2 Differentiation culture was performed in a DMEM / F12 medium (gibcoInvitrogen) containing a supplement (gibco).
Total RNA was collected from cells using RNeasy 96 kit (QIAGEN) before differentiation culture and on days 1, 3 and 5 after differentiation induction. From the obtained total RNA, cDNA was synthesized using TaqMan Reverse Transcription Reagents (manufactured by PE Applied Biosystems).
Using two kinds of synthetic primers (SEQ ID NO: 18 and SEQ ID NO: 19) capable of specifically amplifying and detecting the mNHES gene and a TaqMan probe (SEQ ID NO: 20), the copy number of the mNHES gene was quantified by PCR using ABI. This was performed using the Prism 7900 sequence Detection System. The PCR reaction used TaqMan universal PCR Master Mix (manufactured by PE Applied Biosystems) under the conditions according to the attached instructions. Using the calculated copy number as an internal control and correcting with the copy number of glycerol triphosphate dehydratase calculated using TaqMan Rodent GAPDH Control reagents VIC (manufactured by PE Applied Biosystems) in the same manner as the copy number of the mNHES gene , And the expression level was set as the expression level, and the expression level before the induction of differentiation was set as 1, to calculate the fluctuation rate of the mNHES gene expression level.
As a result, the mNHES gene became 30.6, 9.8, and 1.3 on the 1st, 3rd, and 5th days after the differentiation induction, and it was revealed that the expression increased transiently after the differentiation induction. Was.
This revealed that the expression of the mNHES gene was induced in neural stem cells together with neural differentiation.
[0083]
【The invention's effect】
The protein of the present invention is a diagnostic marker for nervous system diseases, and has a cholinergic neuronal differentiation inhibitory action. Therefore, a compound or a salt thereof that regulates (preferably inhibits) the activity of the protein or the expression of a gene of the protein, the antibody of the present invention (preferably a neutralizing antibody), the antisense polynucleotide of the present invention, and the like include, for example, choline Examples of the agonist for promoting neuronal differentiation include nervous system diseases (eg, neurodegenerative diseases (eg, Alzheimer's disease, Parkinson's syndrome, etc.), spinal cord injury, epilepsy, cerebral ischemic disorder, cerebrovascular dementia, etc.), psychiatric diseases ( E.g., schizophrenia, depression, etc.), renal disease (e.g., renal failure, nephritis, uremic disease, etc.), genital disease (e.g., benign prostatic hyperplasia, prostate cancer, testicular neurosis, etc.), bone / cartilage disease (e.g., Eg, osteoporosis, osteoarthritis, rheumatoid arthritis, etc., muscular disease (eg, muscular dystrophy, etc.), heart disease (eg, cardiomyopathy, myocardial infarction, heart failure, angina, etc.) , Autoimmune diseases (eg, systemic lupus erythematosus, immune-associated glomerulonephritis, etc.), cancer (eg, kidney cancer, lung cancer, liver cancer, non-small cell lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, gastric cancer, bladder cancer, breast cancer, It can be used safely as a prophylactic / therapeutic agent for cervical cancer, colon cancer, rectal cancer, pancreatic cancer, etc.) and hypertension, preferably for neurodegenerative diseases (preferably Alzheimer's disease etc.).
[0084]
[Sequence list]
Figure 2004089179
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[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the results of the expression level of mNHES in a mouse brain cDNA panel. In the figure, the vertical axis shows the value corrected for the expression level of glycerol triphosphate dehydratase using the expression level of mNHES as an internal control. On the horizontal axis, E12 is 12 days old, E14 is 14 days old, E16 is 16 days old, E18 is 18 days old, P1 is 1 day old, P4 is 4 days old, and P7 is 7 days old. Day, P14 indicates 14 days after birth, P21 indicates 21 days after birth, and P60 indicates 60 days after birth.

Claims (43)

配列番号:1、配列番号:5または配列番号:26で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその塩。A protein containing an amino acid sequence identical or substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 5, or SEQ ID NO: 26, or a salt thereof. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質またはその塩。A protein comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a salt thereof. 配列番号:5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質またはその塩。A protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5, or a salt thereof. 配列番号:26で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質またはその塩。A protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26, or a salt thereof. 請求項1記載のタンパク質の部分ペプチドまたはその塩。A partial peptide of the protein according to claim 1 or a salt thereof. 請求項1記載のタンパク質または請求項5記載の部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有するポリヌクレオチド。A polynucleotide comprising a polynucleotide encoding the protein according to claim 1 or the partial peptide according to claim 5. DNAである請求項6記載のポリヌクレオチド。The polynucleotide according to claim 6, which is DNA. 配列番号:2、配列番号:6または配列番号:17で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド。A polynucleotide consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 6, or SEQ ID NO: 17. 請求項6記載のポリヌクレオチドを含有する組換えベクター。A recombinant vector containing the polynucleotide according to claim 6. 請求項9記載の組換えベクターで形質転換された形質転換体。A transformant transformed with the recombinant vector according to claim 9. 請求項10記載の形質転換体を培養し、請求項1記載のタンパク質または請求項5記載の部分ペプチドを生成、蓄積せしめ、これを採取することを特徴とする請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩の製造法。The protein according to claim 1, wherein the transformant according to claim 10 is cultured to produce and accumulate the protein according to claim 1 or the partial peptide according to claim 5, and collect the protein. 5. The method for producing the partial peptide or a salt thereof according to 5. 請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩を含有してなる医薬。A medicament comprising the protein according to claim 1, the partial peptide according to claim 5, or a salt thereof. 請求項6記載のポリヌクレオチドを含有してなる医薬。A medicament comprising the polynucleotide according to claim 6. 請求項6記載のポリヌクレオチドを含有してなる診断薬。A diagnostic agent comprising the polynucleotide according to claim 6. 請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩に対する抗体。An antibody against the protein according to claim 1, the partial peptide according to claim 5, or a salt thereof. 請求項15記載の抗体を含有してなる医薬。A medicament comprising the antibody according to claim 15. 請求項15記載の抗体を含有してなる診断薬。A diagnostic agent comprising the antibody according to claim 15. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を有するタンパク質またはその部分ペプチドコードするDNAの塩基配列に相補的もしくは実質的に相補的な塩基配列またはその一部を含有するアンチセンスポリヌクレオチド。A base sequence complementary to or substantially complementary to a base sequence of a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof, or a part thereof; Antisense polynucleotide containing. 請求項18記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなる医薬。A medicament comprising the antisense polynucleotide according to claim 18. 請求項18記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなる診断薬。A diagnostic agent comprising the antisense polynucleotide according to claim 18. 請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩を用いることを特徴とする、請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩の活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法。A compound that promotes or inhibits the activity of the protein according to claim 1, the partial peptide according to claim 5, or a salt thereof, wherein the protein according to claim 1 or the partial peptide according to claim 5 or a salt thereof is used. Or a method of screening for a salt thereof. 請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩を含有してなる、請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩の活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング用キット。A compound that promotes or inhibits the activity of the protein according to claim 1, the partial peptide according to claim 5, or a salt thereof, or a compound thereof, comprising the protein according to claim 1, the partial peptide according to claim 5, or a salt thereof. Salt screening kit. 請求項21記載のスクリーニング方法または請求項22記載のスクリーニング用キットを用いて得られる、請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩の活性を促進または阻害する化合物またはその塩。A compound or salt thereof that promotes or inhibits the activity of the protein of claim 1 or the partial peptide of claim 5 or a salt thereof, which is obtained by using the screening method of claim 21 or the screening kit of claim 22. . 請求項23記載の化合物またはその塩を含有してなる医薬。A medicament comprising the compound according to claim 23 or a salt thereof. 請求項6記載のポリヌクレオチドを用いることを特徴とする、請求項1記載のタンパク質遺伝子の発現を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法。A method for screening a compound or a salt thereof that promotes or inhibits expression of the protein gene according to claim 1, wherein the polynucleotide according to claim 6 is used. 請求項6記載のポリヌクレオチドを含有してなる、請求項1記載のタンパク質遺伝子の発現を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング用キット。A kit for screening a compound or a salt thereof which promotes or inhibits the expression of the protein gene according to claim 1, comprising the polynucleotide according to claim 6. 請求項25記載のスクリーニング方法または請求項26記載のスクリーニング用キットを用いて得られる、請求項1記載のタンパク質遺伝子の発現を促進または阻害する化合物またはその塩。A compound or a salt thereof that promotes or inhibits the expression of the protein gene according to claim 1, which is obtained by using the screening method according to claim 25 or the screening kit according to claim 26. 請求項27記載の化合物またはその塩を含有してなる医薬。A medicament comprising the compound according to claim 27 or a salt thereof. 神経変性疾患の予防・治療剤である請求項12、請求項13、請求項16、請求項19、請求項24または請求項28記載の医薬。The medicament according to claim 12, claim 13, claim 16, claim 19, claim 24 or claim 28, which is a prophylactic / therapeutic agent for a neurodegenerative disease. 神経変性疾患の診断薬である請求項14、請求項17または請求項20記載の診断薬。21. The diagnostic agent according to claim 14, which is a diagnostic agent for a neurodegenerative disease. アルツハイマー病の予防・治療剤である請求項29記載の予防・治療剤。The prophylactic / therapeutic agent according to claim 29, which is a prophylactic / therapeutic agent for Alzheimer's disease. アルツハイマー病の診断薬である請求項30記載の診断薬。31. The diagnostic agent according to claim 30, which is a diagnostic agent for Alzheimer's disease. 請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩を用いることを特徴とするコリン作動性神経分化促進剤のスクリーニング方法。A method for screening a cholinergic neuronal differentiation promoting agent, comprising using the protein according to claim 1, the partial peptide according to claim 5, or a salt thereof. 請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩を含有することを特徴とするコリン作動性神経分化促進剤のスクリーニング用キット。A kit for screening a cholinergic neuronal differentiation promoting agent, comprising the protein according to claim 1, the partial peptide according to claim 5, or a salt thereof. 請求項6記載のポリヌクレオチドを用いることを特徴とするコリン作動性神経分化促進剤のスクリーニング方法。A method for screening a cholinergic neuronal differentiation promoting agent, comprising using the polynucleotide according to claim 6. 請求項6記載のポリヌクレオチドを含有することを特徴とするコリン作動性神経分化促進剤のスクリーニング用キット。A kit for screening a cholinergic neuronal differentiation promoting agent, comprising the polynucleotide according to claim 6. 請求項33もしくは請求項35記載のスクリーニング方法または請求項34もしくは請求項36記載のスクリーニング用キットを用いて得られうるコリン作動性神経分化促進剤。A cholinergic neuronal differentiation promoting agent obtainable by using the screening method according to claim 33 or claim 35 or the screening kit according to claim 34 or claim 36. 請求項1記載のタンパク質もしくは請求項5記載の部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩を含有してなるコリン作動性神経分化促進剤。A cholinergic neuronal differentiation promoter comprising a compound or a salt thereof that inhibits the activity of the protein of claim 1 or the partial peptide of claim 5 or a salt thereof. 請求項1記載のタンパク質遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩を含有してなるコリン作動性神経分化促進剤。An agent for promoting cholinergic neuronal differentiation, comprising a compound that inhibits expression of the protein gene according to claim 1 or a salt thereof. 請求項15記載の抗体を含有してなるコリン作動性神経分化促進剤。A cholinergic neuronal differentiation promoting agent comprising the antibody according to claim 15. 請求項18記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなるコリン作動性神経分化促進剤。A cholinergic neuronal differentiation promoter comprising the antisense polynucleotide according to claim 18. 哺乳動物に対して、請求項23または請求項27記載の化合物またはその塩の有効量を投与することを特徴とする神経変性疾患の予防・治療方法。28. A method for preventing or treating a neurodegenerative disease, comprising administering an effective amount of the compound according to claim 23 or 27 or a salt thereof to a mammal. 神経変性疾患の予防・治療剤を製造するための請求項23または請求項27記載の化合物またはその塩の使用。28. Use of the compound or a salt thereof according to claim 23 or 27 for producing a prophylactic / therapeutic agent for a neurodegenerative disease.
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