JP2004500098A - Gタンパク質結合レセプター関連ポリペプチド - Google Patents

Gタンパク質結合レセプター関連ポリペプチド Download PDF

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Abstract

Gタンパク質結合レセプター関連ポリペプチドをコードする核酸配列が、本明細書中で開示される。これらの核酸配列によってコードされるポリペプチド、およびこのポリペプチドに免疫特異的に結合する抗体、ならびにこれらのポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは抗体のフラグメントの誘導体、改変体、変異体もまた、開示される。本発明はさらに、これらの新規なヒト核酸およびタンパク質のいずれか1つに関与する障害を診断、処置、および予防するための、治療方法、診断方法、および研究方法を開示する。

Description

【0001】
(発明の背景)
本発明は、一般に、核酸およびポリペプチドに関する。より詳細には、本発明は、新規なGタンパク質結合レセプター(GPCR)ポリペプチドをコードする核酸、ならびにこれらの核酸およびポリペプチドを産生するためのベクター、宿主細胞、抗体および組換え方法に関する。
【0002】
(発明の要旨)
本発明は、新規ポリペプチドをコードする核酸配列の発見に一部基づく。これらの新規核酸およびポリペプチドは、本明細書中でGPCRX、あるいはGPCR1、GPCR2、GPCR3、GPCR4、GPCR5、GPCR6、GPCR7、GPCR8、GPCR9およびGPCR10核酸およびポリペプチドと呼ばれる。これらの核酸およびポリペプチド、ならびにそれらの誘導体、ホモログ、アナログおよびフラグメントは、本明細書中以降、まとめて、「GPCRX」核酸またはポリペプチド配列と称する。
【0003】
1つの局面において、本発明は、GPCRXポリペプチドをコードする単離されたGPCRX核酸分子を提供し、これは、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36および38に開示される核酸に対して同一性を有する核酸配列を含む。いくつかの実施形態において、このGPCRX核酸分子は、GPCRX核酸配列のタンパク質コード配列を含む核酸分子に相補的な核酸配列に、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする。本発明はまた、GPCRXポリペプチド、あるいはそのフラグメント、ホモログ、アナログまたは誘導体をコードする、単離された核酸を包含する。例えば、この核酸は、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37および83のアミノ酸配列を含むポリペプチドに対して少なくとも80%同一であるポリペプチドをコードし得る。この核酸は、例えば、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36および38のいずれかの核酸配列を含む、ゲノムDNAフラグメントまたはcDNA分子であり得る。
【0004】
オリゴヌクレオチド(例えば、GPCRX核酸(例えば、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36および38)の少なくとも6個連続するヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドまたはそのオリゴヌクレオチドの相補体)もまた、本発明に含まれる。
【0005】
実質的に精製されたGPCRXポリペプチド(配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37および83)もまた、本発明に含まれる。特定の実施形態において、このGPCRXポリペプチドは、ヒトGPCRXポリペプチドのアミノ酸配列に実質的に同一であるアミノ酸配列を含む。
【0006】
本発明はまた、GPCRXポリペプチド、あるいはそれらのフラグメント、ホモログ、アナログまたは誘導体に免疫選択的に結合する抗体を特徴とする。
【0007】
別の局面において、本発明は、治療有効量または予防有効量の治療剤および薬学的に受容可能なキャリアを含む、薬学的組成物を包含する。この治療剤は、例えば、GPCRX核酸、GPCRXポリペプチド、またはGPCRXポリペプチドに特異的な抗体であり得る。さらなる局面において、本発明は、1以上の容器に、この薬学的組成物の治療有効量または予防有効量を含む。
【0008】
さらなる局面において、本発明は、ポリペプチドを産生する方法を包含し、この方法は、GPCRX核酸を含む細胞を、このDNAによってコードされるGPCRXポリペプチドの発現を可能にする条件下で培養することによる。所望の場合、次いで、このGPCRXポリペプチドを回収し得る。
【0009】
別の局面において、本発明は、サンプル中のGPCRXポリペプチドの存在を検出する方法を包含する。この方法において、サンプルを、このポリペプチドに選択的に結合する化合物と、このポリペプチドとこの化合物との間での複合体の形成を可能にする条件下で接触させる。この複合体は、存在するならば、検出され、それによって、このサンプル中のGPCRXポリペプチドを同定する。
【0010】
本発明はまた、GPCRXの発現に基づいて特定の細胞型または組織型を同定するための方法を包含する。
【0011】
サンプル中のGPCRX核酸分子の存在を検出する方法もまた本発明に包含され、この方法は、このサンプルに、GPCRX核酸プローブまたはプライマーを接触させ、そしてこの核酸プローブまたはプライマーが、このサンプル中のGPCRX核酸分子に結合したか否かを検出するによる。
【0012】
さらなる局面において、本発明は、GPCRXポリペプチドの活性を調節するための方法を提供し、この方法は、このGPCRXポリペプチドを含む細胞サンプルに、このGPCRXポリペプチドに結合する化合物を、このポリペプチドの活性を調節するに十分な量で接触させることによる。この化合物は、例えば、本明細書中にさらに記載されるような、小分子(例えば、核酸、ペプチド、ポリペプチド、ペプチド模倣物、糖質、脂質または他の有機分子(炭素含有)または無機分子)であり得る。
【0013】
例えば、以下を含む障害または症候群を処置または予防するための医薬の製造における治療剤の使用もまた、本発明の範囲内にある:糖尿病、肥満に関連する代謝障害、代謝症候群X、食欲不振、るいそう障害(慢性疾患、代謝障害、糖尿病、肥満、感染性疾患、食欲不振、癌関連悪液質、癌、神経変性障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、免疫障害および造血障害に関連する)、または細胞シグナル伝達プロセシングおよび代謝経路調節に関連する他の障害。治療剤は、例えば、GPCRX核酸、GPCRXポリペプチド、またはGPCRX特異的抗体、あるいはそれらの生物学的に活性な誘導体またはフラグメントであり得る。
【0014】
例えば、本発明の組成物は、以下に罹患している患者の処置に対する効力を有する:発生疾患、MHCIIおよびIII疾患(免疫疾患)、味覚および嗅覚の検出能の障害、バーキットリンパ腫、皮質神経性(corticoneurogenic)疾患、シグナル伝達経路障害、網膜疾患(光受容性に関連する疾患を含む)、細胞増殖速度障害;細胞形状障害、摂食障害;摂食の制御;過食に起因する潜在的肥満;飢餓(食欲の損失)に起因する潜在的障害、非インスリン依存性糖尿病(NIDDM1)、細菌、真菌、原生生物およびウイルス感染(特に、HIV−1またはHIV−2によって引き起こされる感染)、疼痛、癌(新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌を含むが、これらに限定されない)、食欲不振、過食症、ぜん息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、残尿、骨粗しょう症、クローン病;多発性硬化症;オールブライト遺伝性骨形成異常症、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、ぜん息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神学的および神経学的障害(不安、精神分裂病、躁鬱、せん妄、痴呆、重篤な精神遅滞、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)、低リン酸血症性くる病、常染色体優性(2)先端脳梁(Acrocallosal)症候群およびジスキネジー(例えば、ハンティングトン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群)を含む)ならびに/または他の病態および障害など。
【0015】
ポリペプチドは、本発明に特異的な抗体を産生するための免疫原として、およびワクチンとして使用され得る。これらはまた、潜在的なアゴニストおよびアンタゴニスト化合物についてスクリーニングするために使用され得る。例えば、GPCRXをコードするcDNAは、遺伝子治療において有用であり得、そしてGPCRXは、それを必要とする被験体に投与された場合に有用であり得る。非限定的な例として、本発明の組成物は、以下に罹患している患者の処置に対する効力を有する:細菌、真菌、原生生物およびウイルス感染(特に、HIV−1またはHIV−2によって引き起こされる感染)、疼痛、癌(新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌を含むが、これらに限定されない)、食欲不振、過食症、ぜん息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、残尿、骨粗しょう症、クローン病;多発性硬化症;オールブライト遺伝性骨形成異常症、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、ぜん息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神学的および神経学的障害(不安、精神分裂病、躁鬱、せん妄、痴呆、重篤な精神遅滞およびジスキネジー(例えば、ハンティングトン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群))、ならびに/または他の病態および障害。
【0016】
本発明はさらに、例えば、以下を含む障害または症候群のモジュレーターについてスクリーニングするための方法を包含する:糖尿病、肥満に関連する代謝障害、代謝症候群X、食欲不振、るいそう障害(慢性疾患、代謝障害、糖尿病、肥満、感染性疾患、食欲不振、癌関連悪液質、癌、神経変性障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、免疫障害および造血障害に関連する)、細胞シグナル伝達プロセシングおよび代謝経路調節に関連する他の障害。この方法は、試験化合物にGPCRXポリペプチドを接触させる工程、およびこの試験化合物がこのGPCRXポリペプチドに結合するか否かを決定する工程を包含する。GPCRXポリペプチドへの試験化合物の結合は、この試験化合物が、前述の障害または症候群に対する活性あるいは前述の障害または症候群に対する潜在性または素因のモジュレーターであることを示す。
【0017】
また、本発明の範囲には、以下を含む障害もしくは症候群の活性のモジュレーター、または以下を含む障害もしくは症候群の潜伏もしくは素因のモジュレーターについてスクリーニングする方法が含まれる:例えば、糖尿病、肥満に関連する代謝障害、代謝異常症候群X(metabolic syndrome X)、食欲不振、慢性病に関連する消耗障害、代謝障害、糖尿病、肥満、感染性疾患、食欲不振、癌に関連した悪液質、癌、神経変性障害、アルツハイマー病、パーキンソン障害、免疫障害、および造血障害、または、細胞のシグナルプロセシングおよび代謝経路調節に関連した他の障害。このスクリーニング方法は、上述の障害または症候群についての危険性の増大した試験動物に対して、試験化合物を投与することによる。試験動物は、GPCRX核酸によってコードされる組換えポリペプチドを発現する。次いで、GPCRXポリペプチドの発現または活性を、この試験動物において測定し、同様に、コントロール動物(これは、GPCRXポリペプチドを組換え的に発現し、かつ上記の障害についての危険性も上記の症候群についても危険性も増大していない)におけるこのタンパク質の発現または活性を測定する。次いで、試験動物およびコントロール動物の両方におけるGPCRXポリペプチドの発現を比較する。コントロール動物と比較した、試験動物におけるGPCRXポリペプチドの活性の変化は、この試験化合物が、上記の障害または症候群の潜伏のモジュレーターであることを示す。
【0018】
なお別の局面では、本発明は、被験体(例えば、ヒト被験体)におけるGPCRXポリペプチド、GPCRX核酸またはその両方のレベルの改変に関連した疾患の存在または素因を決定する方法を含む。この方法は、この被験体由来の試験サンプル中におけるGPCRXポリペプチドの量を測定する工程、およびコントロールサンプル中において存在するGPCRXポリペプチドの量に対して、この試験サンプル中におけるこのポリペプチドの量を比較する工程、を包含する。コントロールサンプルと比較した場合の試験サンプルにおけるGPCRXポリペプチドレベルの変化は、この被験体における疾患の存在または素因を示す。好ましくは、この素因としては、以下の素因が挙げられる:例えば、糖尿病、肥満に関連する代謝障害、代謝異常症候群X、食欲不振、慢性病に関連する消耗障害、代謝障害、糖尿病、肥満、感染性疾患、食欲不振、癌に関連した悪液質、癌、神経変性障害、アルツハイマー病、パーキンソン障害、免疫障害、および造血障害。また、本発明の新規なポリペプチドの発現レベルは、種々の癌についてスクリーニングするための方法および癌の病期を決定するための方法において使用され得る。
【0019】
さらなる局面では、本発明は、病理学的状態を緩和または予防するに十分な量において、被験体(例えば、ヒト被験体)にGPCRXポリペプチド、GPCRX核酸、またはGPCRX特異的抗体を投与することによって、哺乳動物における障害に関連した病理学的状態を処置または予防する方法を包含する。好ましい実施形態では、この障害としては、以下が挙げられる:例えば、糖尿病、肥満に関連する代謝障害、代謝異常症候群X、食欲不振、慢性病に関連する消耗障害、代謝障害、糖尿病、肥満、感染性疾患、食欲不振、癌に関連した悪液質、癌、神経変性障害、アルツハイマー病、パーキンソン障害、免疫障害、および造血障害。
【0020】
なお別の局面では、本発明は、当該分野において一般的に使用される多数の技術のうちのいずれか1つによって、本発明の細胞性レセプターおよび下流エフェクターを同定する方法において使用され得る。これらの技術としては、ツーハイブリッド系、アフィニティ精製、抗体または他の特異的な相互作用分子を用いる共沈が挙げられるが、これらに限定されない。
【0021】
他に規定されない限り、本明細書中において使用されるすべての専門用語および科学技術用語は、本発明が属する分野の当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中に記載された方法および物質と類似または等価な方法および物質が、本発明の実施または試験において使用され得るが、適切な方法および物質を以下に記載する。本明細書中で引用されたすべての刊行物、特許出願、特許および他の参考文献が、それらの全体において、本明細書中において参考として援用される。矛盾する場合には、定義を含む本明細書中が制御する。さらに、物質、方法および例は、例示のみであり、限定されることを意図されない。
【0022】
本発明の他の特徴および利点が、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかである。
【0023】
(発明の詳細な説明)
本発明は、一部、新規なポリペプチドをコードする新規な核酸配列の発見に基づく。この新規な核酸およびそれによりコードされるポリペプチドを、個々に、GPCR1、GPCR2、GPCR3、GPCR4、GPCR5、GPCR6、GPCR7、GPCR8、GPCR9およびGPCR10という。これらの核酸およびこれらによってコードされるポリペプチドを、本明細書中では集合的に、「GPCRX」と称する。
【0024】
本発明の新規なGPCRX核酸は、表1A、1D、1G、2A、3A、4A、4C、4G、5A、5C、5G、6A、7A、8A、9A、10A、10C、および10Fまでのすべてを含んだ中(「表1A〜10F」)から配列が提供される核酸、それらのフラグメント、誘導体、アナログまたはホモログを含む。本発明の新規なGPCRXタンパク質は、表1B、1E、1H、2B、3B、4B、4H、5B、5D、5H、6B、7B、8B、9B、10B、10D、および10Gまでのすべてを含んだ中(「表1B〜10G」)から配列が提供されるタンパク質フラグメントを含む。個々のGPCRX核酸およびタンパク質を、以下に記載する。細胞のシグナル伝達または代謝経路調節に関連した障害の処置または予防において、これらの核酸およびペプチドを使用する方法は、本発明の範囲内である。
【0025】
Gタンパク質共役型レセプタータンパク質(GPCR)は、多数の種における、Gタンパク質共役型レセプターの大きなファミリーとして同定された。これらのレセプターは、多くの神経伝達物質レセプターおよびホルモンレセプターと、7回膜貫通ドメイン構造を共有し、そして種々のシグナルの認識およびGタンパク質媒介性変換の根底をなすようである。ヒトGPCRは、一般的に、イントロンを含まず、そして高い配列可変性を示す4つの異なる遺伝子サブファミリーに属する。これらの遺伝子は、優先的に、嗅覚上皮において発現される。例えば、Ben−Arieら、Hum.Mol.Genet.1994 3:229−235;およびOnline Mendelian Inheritance in Man(OMIM)エントリー番号164342(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?)を参照のこと。
嗅覚レセプター(OR)遺伝子ファミリーは、最大のGPCR多重遺伝子ファミリーの1つを構成し、そしてヒトゲノムにおける多くの染色体部位の中に分散されている。Rouquierら、Hum.Mol.Genet.7(9):1337−45(1998);Malnicら、Cell 96:713−23(1999)を参照のこと。嗅覚レセプターは、Gタンパク質共役型レセプターの中でも最大のファミリーを構成し、推定上1000までものメンバーを有する。Vanderhaeghenら、Genomics 39(3):239−46(1997);Xieら、Mamm.Genome 11(12):1070−78(2000);Issel−Tarverら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93(20):10897−902(1996)を参照のこと。嗅覚レセプターによる臭気物質の認識は、臭気の識別における最初の段階である。Krautwurstら、Cell 95(7):917−26(1998);Buckら、Cell 65(1):175−87(1991)を参照のこと。多くのORは、いくつかの特徴的な配列モチーフを共有し、そして推定リガンド結合部位に対応する中心可変領域を有する。Issel−Tarverら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:10897−902(1996)を参照のこと。
【0026】
GPCRに関連した7回膜を貫通するタンパク質の他の例は、化学受容体である。Thomasら、Gene 178(1−2):1−5(1996)を参照のこと。化学受容体は、味覚組織、嗅覚組織、および雄性生殖組織において同定された。同上;Walenskyら、J.Biol.Chem.273(16):9378−87(1998);Parmentierら、Nature 355(6359):453−55(1992);Asaiら、Biochem.Biophys.Res.Commun.221(2):240−47(1996)を参照のこと。
【0027】
(GPCR1)
GPCR1は、以下に開示される、3つの新規なGタンパク質共役型レセプター(GPCR)タンパク質のファミリーを含む。開示されたタンパク質には、GPCR1a、GPCR1bおよびGPCR1cと命名した。これらのタンパク質は、嗅覚レセプターに関連する。
【0028】
(GPCR1a)
1019ヌクレオチドの開示されたGPCR1a核酸を、表1Aに示す。開示されたGPCR1aのオープンリーディングフレーム(「ORF」)は、表1Aにおいてボールドで示された、ヌクレオチド27〜29のATG開始コドンで始まる。コードされるポリペプチドは、本明細書中では、GPCR1aまたはba113a10_Bとして代替的に言及される。開示されたGPCR1aのORFは、ヌクレオチド984〜986のTAGコドンで終結する。表1Aに示されるように、開始コドンに対して5’側および停止コドンに対して3’側の推定非翻訳領域に下線を付す。そして開始コドンおよび停止コドンはボールド字体である。
【0029】
【表1】
Figure 2004500098
開示された、コードされるGPCR1aタンパク質は、319アミノ酸残基を有し、GPCR1aタンパク質と呼ばれる。GPCR1aタンパク質を、シグナルペプチドの予測および細胞の局在化について分析した。SignalPの結果では、GPCR1aが、配列番号2の44位と55位との間(すなわち、アミノ酸配列GNG−VLにおけるスラッシュ)において切断されると予測している。PsortおよびHydropathyプロフィールはまた、GPCR1が、シグナルペプチドを含み、かつ形質膜に局在化される可能性がある(信頼度0.6000)ことを予測している。開示されたGPCR1ポリペプチド配列は、一文字アミノ酸コードを使用して、表1Bに示される。
【0030】
【表2】
Figure 2004500098
GPCR1aを、GenBankによって利用可能にされたGenomic Daily Filesに対して実行したGタンパク質結合レセプタープローブまたは相同体についての専有配列ファイルのTblastN分析によって、染色体9上に初めに同定した。専有ソフトウエアプログラム(GenScanTM)を使用して、核酸配列およびエキソンの選択をさらに予測した。得られる配列を、BLAST検索を用いて類似性によってさらに改変した。次いでこの配列を、見かけの不一致について手動で補正し、それによって全長タンパク質をコードする配列を得た。
【0031】
GPCR1a核酸配列の領域は、3.6e−160のE値を有する、部分的Mus musculus嗅覚レセプターmRNA(1731bp)(GENBANK登録番号:Aj133427)をコードする配列に対して同一な1016塩基のうち873塩基(85%)を有する。本明細書中における全てのBLASTアラインメントにおいて、「E値」または「期待値」の値は、確率の数値表示であり、整列された配列は、検索されたデータベース内で、単なる偶然にBLAST照会配列に対してそれらの類似性を達し得る。例えば、GPCR1a BLAST分析から検索された対象(「Sbjct」)(例えば、Mus musculus嗅覚レセプター)が、Query GPCR1a配列と偶然に純粋に一致する確率は、3.6×10−160である。
【0032】
BLASTX検索を、公共のタンパク質データベースに対して行った。本発明のタンパク質の全長アミノ配列は、Mus musculus由来の319アミノ酸嗅覚レセプタータンパク質(ptnr:TREMBLNEW−ACC:CAB55592、E=1.8e−142)に対して同一な316アミノ酸残基のうち274残基(86%)、およびこの319アミノ酸嗅覚レセプタータンパク質に対して陽性な316残基のうち295残基(93%)を有することを見出した。開示されたGPCR1aタンパク質(配列番号2)は、嗅覚レセプタータンパク質の数と良好な同一性を有する。例えば、GPCR1aは、319アミノ酸Mus musculus嗅覚レセプター37aタンパク質に対して同一な256/316(81%)アミノ酸、およびMus musculus由来の嗅覚レセプター37aに対して同一な376/316(87%)アミノ酸を有する(期待値=e−128、gi|11276075|ref|NP_062346.1|)。開示されたタンパク質はまた、表1Cに開示した嗅覚タンパク質と類似している。
【0033】
【表3】
Figure 2004500098
(GPCR1b)
開示された1015ヌクレオチドのGPCR1b(ba32713_Aとも呼ばれる)核酸を表1Dに示す。オープンリーディングフレームを、ヌクレオチド17〜19のATG開始コドンで開始し、そしてヌクレオチド971〜973のTAGコドンで終止して同定した。表1Dにおいて、開始コドンからの推定非翻訳領域の上流および停止コドンからの下流に下線を付し、そして開始コドンおよび停止コドンは太字である。
【0034】
【表4】
Figure 2004500098
配列データベースの検索において、例えば、核酸配列が、1731bp Mus musculus OR 37d偽遺伝子(GENBANK登録番号:MMU133427|acc:AJ133427、E=5.5e−161)に対して同一な1015塩基のうち869塩基(85%)を有することを見出した。核酸が、嗅覚レセプタータンパク質(GENBANK登録番号:HSOLFMF|acc:Y14442、E=9.5e−49)について、部分的ヒトmRNAに対して同一な791塩基のうち505塩基(63%)を有することもまた見出した。
【0035】
318アミノ酸残基を有するコードされたタンパク質を、表1Eにおいて一文字コードを用いて示す。本発明のタンパク質の全長アミノ酸配列を、Mus musculus由来の319アミノ残基嗅覚レセプタータンパク質(ptnr:TREMBLNEW−ACC:CAB55592、E=6.3e−144)に対して同一な315アミノ酸残基のうち274残基(86%)、およびこの319アミノ酸嗅覚レセプタータンパク質に対して陽性な315残基のうち296残基(93%)を有することを見出した。
【0036】
開示されたGPCR1bタンパク質は、2つの位置においてのみ、開示されたGPCR1aタンパク質と異なる。145および146の位置において、GPCR1aはHKを有し、一方GPCR1bは欠失(Δ)およびIを有する。
【0037】
【表5】
Figure 2004500098
PSORT分析は、ba32713_Aタンパク質(GPCR1b)が、0.6000の確実性を有するか、またはミトコンドリアの内膜、ミトコンドリアの内膜空間もしくはGolgi体においてより低い確実性を有する、原形質膜に局在下されると予測する。このタンパク質が、残基44と45(表1Eにおいて斜線で示したGNG−VL)との間の大部分の切断部位を有する単一ペプチドを有することもまた予測される。
【0038】
BLASTX検索を、公共のタンパク質データベースに対して行った。本発明のタンパク質の全長アミノ配列は、Mus musculus由来の319アミノ酸嗅覚レセプタータンパク質(ptnr:TREMBLNEW−ACC:CAB55592、E=6.3e−144)に対して同一な315アミノ酸残基のうち274残基(86%)、およびこの319アミノ酸嗅覚レセプタータンパク質に対して陽性な315残基のうち296残基(93%)を有することを見出した。開示されたGPCR1bタンパク質(配列番号4)は、表1Fに示すように、嗅覚レセプタータンパク質の数と良好な同一性を有する。
【0039】
【表6】
Figure 2004500098
(GPCR1c)
開示された1003ヌクレオチドのGPCR1c(ba113a10_Cとも呼ばれる)核酸を、表1Gに示す。オープンリーディングフレームを、ヌクレオチド26〜28のATG開始コドンで開始し、そしてヌクレオチド974〜976のTGAコドンで終止して同定した。開始コドンに対する5’および停止コドンに対する3’の推定非翻訳領域は、表1Gにおいて下線を付し、そして開始コドンおよび停止コドンは太字である。
【0040】
配列データベースの検索において、例えば、核酸配列が、Mus musculus GPCR mRNA(GENBANK登録番号:AJ133428、E=1.9e−120)に対して同一な899塩基のうち719塩基(79%)を有することを見出した。
【0041】
【表7】
Figure 2004500098
316のアミノ酸残基を有する、開示されたGPCR1cタンパク質を、表1Hにおいて一文字コードを用いて示す。PSORTプログラムを使用する分析は、ba113a10_Cタンパク質が、0.6400の確実性を有する原形質膜中に局在化すると予測する;それはまた、中程度の確実性を有するGolgi体中にも局在化される。このタンパク質は、大部分の切断部位が、残基44と45(表1Hにおいて斜線で示したGNG−VL)との間にある単一ペプチドを有することもまた予測される。
【0042】
【表8】
Figure 2004500098
BLASTX検索を、公共のタンパク質データベースに対して行った。本発明のタンパク質の全長アミノ配列は、Mus musculus由来の319アミノ酸残基OR(ptnr:TREMBLNEW−ACC:CAB55596、E=5.2e−138)に対して同一な317アミノ酸残基のうち270残基(85%)、およびこの319アミノ酸残基ORに対して陽性な317残基のうち287残基(90%)を有することを見出した。開示されたGPCR1bタンパク質(配列番号6)は、表1Iに示すように、嗅覚レセプタータンパク質の数と良好な同一性を有する。
【0043】
【表9】
Figure 2004500098
3つのGPCR1タンパク質間のアミノ酸相違を、表1Jに示す。欠失を、デルタ(Δ)によって標識する。この3つのタンパク質間の相違は、少しの異なる領域に局在化されるためと考えられる。従って、これらのタンパク質は、類似の機能性(例えば、嗅覚またはケモカインレセプター(以下を参照のこと)としての役目を果たす)を有し得る。
【0044】
【表10】
Figure 2004500098
本発明の開示されたタンパク質と関連したORタンパク質配列とを比較するClusta1W分析を、表1Kで与え、この表で、GPCR1aは1行目に示し、そしてGPCR1cは2行目に示す。
【0045】
GPCR1aタンパク質のClusta1Wアラインメント、および本明細書中のClusta1W分析において、黒で輪郭をとられているアミノ酸残基は、保存配列領域(つまり、構造的特性または機能的特性を保存するように要求され得る領域)を示す。それに対して、強調されていないアミノ酸残基は、ほとんど保存されず、そしてタンパク質の構造または機能を変えることなしに、非常に広範な範囲まで潜在的に変異され得る。GPCR1a、GPCR1bまたはGPCR1cとして特にアドレスを取らない限り、GPCR1に対する任意の参考は、全ての変異体を含むと推定される。本明細書中における任意のGPCRX変異体配列間の残基相違は、「a」変異体における残基および「a」変異体についての残基位置を示すために描かれる。個々のGPCR変異体の間で異なる、全ての以下の配列アラインメントにおけるGPCR残基を、本明細書中の全てのアラインメントにおける変異体残基上で、囲みで強調しており、そして(o)記号で標識する。例えば、表1Kの1行目に示すタンパク質は、GPCR1aに対する配列を示し、そしてGPCR1bが異なる位置を、(o)記号で標識し、そして囲みで強調している。全てのGPCR1タンパク質は、嗅覚レセプター(OR)タンパク質(Mus musculus由来の37a、37b、37eおよび37c)に対して有意な相同性を有し、そしてファミリー2、サブファミリーS由来のヒトORタンパク質メンバー2(表1C、1Fおよび1Iもまた参照のこと)に対して有意な相同性を有する。
【0046】
【表11】
Figure 2004500098
このGPCR1タンパク質はまた、表1L(配列番号44)のライン3に示されるように、321アミノ酸ヒト膜貫通レセプター(gi│6691937│emb│CAB65797.1│bA150A6.2、新規な7膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)、嗅覚レセプター様タンパク質(hs6M1−21))と、同一性の領域を有する。
【0047】
【表12】
Figure 2004500098
GPCR1、ならびに全ての他のGPCRXタンパク質における同定可能なドメインの存在を、ソフトウェアアルゴリズム(例えば、PROSITE、DOMAIN、Blocks、Pfam、ProDomain、およびPrints)を使用する検索によって決定し、次いでInterpro番号をInterproウェブサイト(http:www.ebi.ac.uk/ interpro)を使用するドメイン適合(または数)に横線を引くことによって決定した。例えば、表1Mに開示されるようなGPCR1aについてのDOMAINの結果は、Reverse Position Specific BLAST分析を用して、Conserved Domain Database(CDD)から収集した。このBLAST分析ソフトウェアサンプルは、SmartおよびPfam収集において見出されたドメインをサンプリングする。表1Mおよび全ての連続したDOMAIN配列整列において、完全に保存された単一の残基が、黒い影によって示され、そして「強い」半保存残基が灰色の影によって示される。この保存されたアミノ酸残基の「強い」群は、アミノ酸の以下の群のいずれか1つであり得る:STA、NEQK、NHQK、NDEQ、QHRK、MILV、MILF、HY、FYW。
【0048】
表1Mは、GPCR1aに対するDOMAIN分析結果からのドメイン記述を列挙する。アミノ酸残基53〜239(配列番号2)の領域は、最もおそらく(E=2e−19)、「7膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)フラグメント」ドメインを含み、これは、本明細書中でPfamデータベースの7tm_1 entry(TM7、配列番号45、完全な配列については、表1Nを参照のこと)の残基12〜180と整列されている。このことは、GPCR1配列が、このドメインを含むことが知られている他のタンパク質の特性、ならびに377個のアミノ酸の7tmドメイン自体の特性に類似する特性を有することを示す。GPCE1aはまた、TM7タンパク質の別の領域に対する同一性を有する。アミノ酸残基226〜298(配列番号2の)の領域が、TM7のアミノ酸残基310〜377と整列する(E=3e−4)。GPCR1bおよびGPCR1cはまた、このドメインと整列し;GPCR1bの残基53〜238は、TM7の残基12〜180と整列し(E=6e−19)、そしてGPCR1bの残基225〜297は、TM7の残基310〜377と整列し(E=3e−4);GPCR1cの残基55〜235は、TM7の残基14〜180と整列し(E=2e−12)、そしてGPCR1cの残基222〜294は、TM7の残基310〜377と整列する(E=2e−4)。
【0049】
【表13】
Figure 2004500098
この7膜貫通レセプタードメインファミリーの代表的なメンバーは、Bos taurus(SWISSPROT: locus D2DR_BOVIN,accession P20288;gene index 118205)由来のD2ドーパミンである。このD2レセプターは、一体化膜タンパク質であり、そしてGタンパク質結合レセプターのFamily 1に属する。このD2レセプターの活性は、アデニルイルシクラーゼを阻害するGタンパク質によって媒介される。Chioら、Nature 343:255−269(1990)。ここの444個のアミノ酸タンパク質の残基51〜427は、表1Nに示される、代表的なTM7ドメインであると考えられる。
【0050】
【表14】
Figure 2004500098
この7膜貫通レセプターファミリーは、多くの異なるタンパク質(例えば、セロトニンレセプター、ドーパミンレセプター、ヒスタミンレセプター、アドレナリン作動性レセプター、カンナビノイドレセプター、アンギオテンシンIIレセプター、ケモカインレセプター、オピオイドレセプター、Gタンパク質結合レセプター(GPCR)タンパク質、嗅覚レセプター(OR)などを含む)を含む。いくつかのタンパク質およびProtein Data Base Ids/gene indexesは、例えば、以下を含む:ロドプシン(129209);5−ヒドロキシトリプタミンレセプター;(112821、8488960、112805、231454、1168221、398971、112806);Gタンパク質結合レセプター(119130、543823、1730143、132206、137159、6136153、416926、1169881、136882、134079);味覚レセプター(544463、462208);c−x−cケモカインレセプター(416718、128999、416802、548703、1352335);オプシン(129193、129197、129203);および聴覚レセプター様タンパク質(129091、1171893、400672、548417)。
【0051】
GPCRX RNAについての発現情報は、組織供給源(実施例に記載されるような、商品名データベース供給源、公的なEST供給源、文献供給源、および/またはRACE供給源があげられるがこれらに限定されない)を使用して、誘導された。
【0052】
GPCR1の核酸およびタンパク質は、種々のGPCRまたは嗅覚レセプター(OR)関連の症状および/または障害に関係した潜在的な治療適用において有用である。例えば、Gタンパク質結合レセプター様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療において有用であり得、そしてGタンパク質結合レセプター様タンパク質は、その必要性において被験体に投与される場合、有用であり得る。GPCR1タンパク質、またそのフラグメントをコードする新規な核酸は、診断適用においてさらに有用であり得、ここで、核酸またはタンパク質の存在または量が、評価される。これらの物質は、治療方法または診断方法における使用のための、本発明の新規な物質に免疫特異的に結合する抗体の産生においてさらに有用である。このGPCR1核酸およびタンパク質は、以下に記載される種々の疾患および障害および/または他の症状に関係する潜在的な診断適用および治療適用において有用である。例えば、本発明の組成物は、以下を患う患者の処置のための効力を有する:心筋症、アテローム性動脈硬化症、高血圧、先天性心疾患、大動脈狭窄症、心房中隔欠損症(ASD)、房室(A−V)管欠陥、動脈管、肺動脈弁狭窄症、大動脈弁下部狭窄症、心室中隔欠損症(VSD)、弁疾患、結節硬化症、強皮症、肥満症、移植、副腎脳白質ジストロフィー、先天性副腎過形成、受胎能、血友病、凝固亢進、特発性血小板減少性紫斑病、免疫不全、対宿主性移植片病、気管支ぜん息、ならびに類似の他の疾患、障害、および状態。非限定的な例によって、本発明の組成物は、以下を患う患者の処置のための効力を有する:新生物、腺癌、リンパ腫、前立腺癌、子宮癌、免疫応答、AIDS、喘息、クローン病、多発性硬化症、およびオールブライト遺伝性骨形成異常症。さらなるGPCR関連疾患および障害は、本明細書を通して言及される。
【0053】
さらに、GPCR1に対するタンパク質類似性情報、発現パターン、およびマップ配置は、GPCR1がGPCRファミリーの重要な構造的および/または生理学的機能の特徴を有し得ることを示唆する。従って、本発明の核酸およびタンパク質は、潜在的な診断適用および治療適用において有用であり、そして検索ツールとして有用である。これらは、特定のまたは選択的核酸またはタンパク質診断および/または予防マーカーとして機能すること(ここで、核酸またはタンパク質の存在または量が評価される)、ならびに以下のような潜在的な治療適用を含む:(i)タンパク質治療剤、(ii)低分子薬物標的、(iii)抗体標的(治療的、診断的、薬物標的/細胞傷害性抗体)、(iv)遺伝子治療に有用な核酸(遺伝子送達/遺伝子切除)、ならびに(v)インビボおよびインビトロで組織再生を促進する組成物、(vi)生物学的防御武器。
【0054】
これらの物質は、さらに治療方法または診断方法における使用のための新規なGPCR1物質の免疫特異的に結合する抗体の生成において、さらに有用である。これらの抗体は、以下の「抗GPCR抗体」の節に記載されるような、疎水性チャートからの予測を使用して、当該分野で公知の方法に従って、産生され得る。
【0055】
(GPCR2)
本発明のさらなるGPCR様タンパク質(本明細書中でGPCR2と称される)は、嗅覚レセプター(「OR」)様タンパク質である。1254ヌクレオチドの新規な核酸(11612531_1、配列番号7)(これは、新規なGタンパク質結合レセプター様タンパク質をコードする)が、図2Aに示される。GPCR2についてのSeqCallingフラグメントは、胎盤由来であり、このことは、それが雌の健康について重要な組織において発現され得ることを示す。
【0056】
【表15】
Figure 2004500098
GPCR2についてのオープンリーディングフレーム(ORF)が、ヌクレオチド105〜1058に同定された。配列番号7によってコードされる開示されたGPCR2ポリペプチド(配列番号8)は、318アミノ酸残基であり、そして表2Bに一文字表記を使用して提供される。GPCR2タンパク質は、シグナルペプチド予測および細胞局在化について分析された。SignalPepの結果は、GPCR2が配列番号8の位置42と位置43との間で(すなわち、アミノ酸配列ITA−NLにおけるスラッシュにおいて)切断されることを予測する。PsorおよびHydropathyプロフィールはまた、GPCR2が、シグナルペプチドを含み、そして原形質膜に局在化するようであることを予測する(0.6400の確実度)。
【0057】
【表16】
Figure 2004500098
本発明のタンパク質の全アミノ酸配列は、Homo sapiens由来の216アミノ酸残基の嗅覚レセプター(ptnr:SPTREMBL−ACC:O43869)(E=2.2e−61)に、216アミノ酸残基のうち151残基が同一(69%)であり、216残基のうち177残基が陽性(81%)であることが見出された。GPCR2(配列番号7)によってコードされるこのタンパク質は、嗅覚、臭気物質、および味覚の化学レセプターに有意な相同性を有し、そしてGタンパク質結合レセプター(GPCR)のファミリーに属する。この遺伝子ファミリーは、小分子薬物の標的として使用され、そしてGPCRは、原形質膜に発現され、そしてまた、タンパク質薬様の治療抗体、細胞傷害性抗体、および診断抗体に対する適切な標的である。
【0058】
表2Cに示されるように、BLAST分析によって、GPCR2が多数の嗅覚レセプターと有意な相同性を有することが示される。
【0059】
【表17】
Figure 2004500098
ClustalW分析に使用した配列を含む他のBLAST結果を、表2Dに示す。
【0060】
【表18】
Figure 2004500098
この情報は、GPCR2を関連タンパク質配列と比較するClustalW分析のように、表2Eに提供する複数配列整列にグラフで表す(GPCR2を1行目に示す)。
【0061】
(表2E.ClustalWタンパク質に関する情報)
1)新規GPCR2(配列番号8)
2)gi|3983382|gb|AAD13319.1|olfactory receptor E3 Mus musculus(配列番号46)
3)gi|2921628|gb|AAC39611.1|olfactory receptor Homo sapiens(配列番号47)
4)gi|12007423|gb|AAG45196.1|T2 olfactory receptor Mus musculus(配列番号48)
5)gi|12007424|gb|AAG45197.1|T3 olfactory receptor Mus musculus(配列番号49)
6)gi|12007425|gb|AAG45198.1|T4 olfactory receptor Mus musculus(配列番号50)
7)gi|12007422|gb|AAG45195.1|T1 olfactory receptor Mus musculus(配列番号51)
【0062】
【表19】
Figure 2004500098
GPCR2に関するDOMAINの結果は、Reverse Position Specific BLASTを用いてConserved Domain Database(CDD)から収集した。このBLASTサンプルドメインは、Smart and Pfamコレクションから見出された。7tm_1(7回膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー))は、GPCR2に対する相同性を有する2つのセグメント有することが示された。アミノ酸残基43〜238の領域は、「7回膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)フラグメント」ドメイン(配列番号45、E=2e−22)のアミノ酸2〜181と整列し、そしてGPCR2のアミノ酸226〜289は、Pfamデータベースの7tm_1エントリー(配列番号45、E=0.08)の残基313〜317と整列した。これは、GPCR2配列が、このドメインならびに7tm_1ドメイン自体を含むことが公知の他のタンパク質に類似した特性を有することを示す。
【0063】
開示されたGPCR2は、雌性の生殖健康に重要な組織において発現され、故に、GPCR2は、例えば、早期分娩、子宮内膜症、およびインビトロ受精の薬物標的としてはたらき得る。嗅覚レセプターに対する相同性は、内因性小分子リガンドがこの遺伝子を調節し、故に内因性リガンドに構造的に類似する薬物がアゴニストおよびアンタゴニストとしてはたらいて、GPCR2の生物学的な効果を調節し得ることを示唆する。
【0064】
本発明の核酸およびタンパク質は、以下にさらに記載されるように、GPCR関連病理学的障害および/またはOR関連病理学的障害に関与する潜在的な治療適用に有用である。例えば、嗅覚関連様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療に有用であり得、そして嗅覚レセプター様タンパク質は、それを必要とする被験体に投与される場合、有用であり得る。非限定の例として、本発明の組成物は、新生物、腺癌、リンパ腫、子宮癌、免疫応答、AIDS、喘息、クローン病、多発性硬化症、およびAlbright遺伝性骨ジストロフィーを患う被験体の処置に有効性を有する。他のGPCR関連疾患および障害が、意図される。
【0065】
本発明のGPCR様タンパク質をコードする新規核酸、またはそのフラグメントは、診断適用にさらに有用であり得、ここで、この核酸またはタンパク質の存在または量が、評価される。これらの材料は、治療方法または診断方法における使用のための本発明の新規物質に免疫特異的に結合する抗体の産生においてさらに有用である。これらの抗体は、以下の「抗GPCRX抗体」の節に記載されるように、疎水性チャートからの推測によって、当該分野で公知の方法に従って作製され得る。1つの実施形態において、意図されるGPCR3エピトープは、約アミノ酸105〜140である。これらの新規タンパク質は、種々のヒトの障害の機能分析のためのアッセイ系に使用され得、これは、疾患の病理学の理解および種々の障害のための新規薬物標的の開発を補助する。
【0066】
(GPCR3)
本発明のさらなるGPCR様タンパク質(本明細書においてGPCR3と称される)は、嗅覚レセプター(「OR」)様タンパク質である。この新規核酸は、GPCRプローブもしくはホモログに関するCuraGen社配列ファイルを用いたTblastNによって、GenBankによって利用可能なGenomic Daily Fileに対して実行され、第6染色体上に同定された。この核酸はさらに、プログラムGenScanTMによって推測された(エキソンの選択を含む)。これらはさらに、BLAST検索を用いて類似性によって改変された。次いでこの配列は、明らかな不一致が手動で訂正され、それによって、全長タンパク質をコードする配列を得た。新規嗅覚レセプター様タンパク質をコードする957ヌクレオチドの新規核酸(bal45122_B、配列番号9)を、表3Aに示す。ヌクレオチド10〜12のATG開始コドンで開始し、ヌクレオチド955〜957のTGAコドンで終わるオープンリーディングフレーム(ORF)を同定した。開始コドンの上流および終止コドンの下流である推定非翻訳領域は、表3Aの下線であり、そして開始コドンおよび終止コドンは太字である。
【0067】
【表20】
Figure 2004500098
推定スプライス部位は、配列番号9のヌクレオチド15と16との間に位置する。1つの実施形態において、ヌクレオチド1〜15はエキソン1からであり、ヌクレオチド16〜957はエキソン2からである。
【0068】
開示されたbal45122_B核酸配列は、Homo sapiens由来のGPCR mRNA(GENBANK−ID:HUMORLMHC|acc:L35475)に対して934塩基のうちの592塩基が同一性(63%)を有する(E=2.4e−51)。
【0069】
配列番号9によってコードされる開示されたGPCR3ポリペプチド(配列番号10)は、315アミノ酸残基であり、表3Bに一文字コードを用いて表示される。開示されたGPCR3タンパク質の最初の70アミノ酸を、シグナルペプチド推測および細胞局在に関して分析した。SignalP結果は、GPCR3が配列番号10の46位と47位との間(すなわち、アミノ酸配列NSA−LV中のスラッシュ)で切断されることを推測する。PsortおよびHydropathyプロフィールはまた、GPCR3がシグナルペプチドを含み、おそらく原形質膜に局在することを(0.6000の確実性)推測する。
【0070】
【表21】
Figure 2004500098
BLASTX検索を、公共のタンパク質データベースに対して実行した。本発明のタンパク質の全長アミノ酸配列は、Mus musculus由来の309アミノ酸残基のMM17M−6、7回膜貫通レセプター(OR様タンパク質)(ptnr:SPTREMBL−ACC:Q9WV09、配列番号52)(E=1.5e−128)に、308アミノ酸残基のうち253残基が同一(82%)であり、308残基のうち264残基が陽性(85%)であることが見出された。これらのタンパク質の整列を、表3Cに示す。
【0071】
【表22】
Figure 2004500098
開示されたGPCR3タンパク質(配列番号10)は、表3Dに示されるように多数の嗅覚レセプタータンパク質と良好な同一性を有する。
【0072】
【表23】
Figure 2004500098
この情報は、GPCR3を関連タンパク質配列と比較するClustalW分析のように、表3Eに提供する複数配列整列にグラフで表す(GPCR3を1行目に示す)。
【0073】
(表3E.ClustalWタンパク質に関する情報)
1)新規GPCR3(配列番号10)
2)gi|5051404|emb|CAB45012.1|573K1.15(mm17M1−6(新規7回膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)(嗅覚レセプター様)タンパク質))Mus musculus(配列番号53)
3)gi|12054359|emb|CAC20487.1|olfactory receptor Homo sapiens(配列番号54)
4)gi|12054355|emb|CAC20485.1|olfactory receptor Homo sapiens(配列番号55)
5)gi|12231029|sp|Q15062|O2H3_HUMAN OLFACTORY RECEPTOR 2H3(OLFACTORY RECEPTOR−LIKE PROTEIN FAT11(配列番号56)
6)gi|9798920|gb|AAF98752.1|AF211940_1 olfactory receptor Homo sapiens(配列番号57)
【0074】
【表24】
Figure 2004500098
【0075】
【表25】
Figure 2004500098
GPCR3に関するDOMAINの結果は、Reverse Position Specific BLASTを用いてConserved Domain Database(CDD)から収集した。このBLASTサンプルドメインは、Smart and Pfamコレクションから見出された。7tm_1(7回膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー))は、GPCR3に対する有意な相同性を有する2つのセグメントを有することが示された。アミノ酸残基40〜226の領域は、「7回膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)フラグメント」ドメイン(配列番号45、E=1e−15)のアミノ酸1〜167と整列し、そしてGPCR3のアミノ酸219〜290は、Pfamデータベースの7tm_1エントリーの残基305〜377と整列した(E=.004)。これは、GPCR3配列が、このドメインならびに7tm_1ドメイン自体を含むことが公知の他のタンパク質に類似した特性を有することを示す。
【0076】
本発明の核酸およびタンパク質は、以下でさらに記載されるように、様々なGPCR関連の病理学的障害および/またはOR関連の病理学的障害に関する潜在的な治療的適用において有用である。例えば、嗅覚受容体様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療において有用であり得、そしてこの嗅覚受容体様タンパク質は、これを必要とする被験体に投与される場合に有用であり得る。非限定的な例として、本発明の組成物は、新生物、腺癌、リンパ腫、前立腺癌、子宮癌、免疫応答、AIDS、喘息、クローン病、多発性硬化症、およびオールブライト遺伝性骨形成異常症に罹患している患者の処置のための効力を有する。他のGPCR関連疾患および障害が企図される。
【0077】
本発明のGPCR様タンパク質をコードする新規の核酸、またはそのフラグメントは、診断用途においてさらに有用であり得、ここで、この核酸またはタンパク質の存在または量が評価されるべきである。これらの材料は、治療方法または診断方法において使用するための本発明の新規の物質に免疫特異的に結合する抗体の作製において、さらに有用である。これらの抗体は、当該分野で公知の方法に従って、疎水性チャートによる予測を使用して、以下の「抗GPCRX抗体」の章に記載されるようにして作製され得る。これらの新規のタンパク質は、様々なヒト障害の機能分析のためのアッセイシステムにおいて使用され得、このタンパク質は、疾患の病理学の理解および様々な障害のための新規の薬物標的の開発の際に役立つ。
【0078】
(GPCR4)
GPCR4は、以下に開示される3つの核酸のファミリーを含む。この開示される核酸は、GPCR様タンパク質をコードする。
【0079】
(GPCR4a)
開示されるGPCR4aは、3つの異なる核酸、GPCR4a1(dj408b20_C)、GPCR4a2(dj408b20_C_dal)、およびGPCR4a3(CG55358−03)によりコードされる。第1の核酸であるdj408b20_C(GPCR4a1)は、947ヌクレオチド長(配列番号11)である。オープンリーディングフレームは、ヌクレオチド3〜5においてATG開始コドンで始まり、そしてヌクレオチド939〜941においてTGAコドンで終結することが同定された。開始コドンから上流であり、かつ終止コドンから下流の推定非翻訳領域は、表4において下線を引かれており、そして開始コドンおよび終止コドンは、太字である。312アミノ酸残基を有するコードされたタンパク質は、表4Bにおいて一文字のコードを使用して表される(配列番号12)。
【0080】
【表26】
Figure 2004500098
開示される核酸GPCR4a1配列は、939bpのHOMO sapiens嗅覚受容体様タンパク質(OR2C1)遺伝子(GENBANK登録番号:AF098664)(E=3.8e−72)に対して624/931(67%)同一の(624/931の陽性、67%)塩基を有する。配列データベースの検索において、部分的な一致点がまた同定され、例えば、ヌクレオチド719〜947のマイナス鎖は、1320bpの合成GPCR mRNA(患者番号:T72050)(染色体6p2.1のHH領域におけるマーカー2B8の周辺の配列)に対して229/229(100%)同一な塩基を有し、そして同じ領域のGPCR4a1は、合成GPCR mRNA(患者番号:T72050)(これもまた染色体6p2.1のHH領域中のマーカー2B8の周辺の配列)に対して229/229(100%)同一な塩基を有した(両方の場合のE値は、9.6e−47である)。
【0081】
配列番号11によってコードされるGPCR4Aポリペプチド(配列番号12)は、表4Bにおいて、一文字のアミノ酸コードを使用して表される。GPCR4AのPsortプロフィールは、この配列がシグナルペプチドを有し、そして0.6000の確実度を有する形質膜に位置するようであることを示す。GPCR4aペプチドの最も可能な切断部位は、シグナルP結果に基づいて、アミノ酸41と42との間、すなわち、アミノ酸配列LLG−NMにおけるスラッシュである。
【0082】
【表27】
Figure 2004500098
上記の推定GPCR4a1配列を、この配列を確認するためにエキソン結合プロセスに供した。PCRプライマーは、順方向プライマーについて使用可能な最も上流の配列、および逆方向プライマーについて利用可能な最も下流の配列において開始することによって設計された。各場合において、独特であるかまたは高度に選択性であるかのいずれかの適切な配列に遭遇するまで、または逆方向プライマーの場合、終止コドンに到達するまで、それぞれの末端からコード配列まで内向きに走査して、この配列を試験した。次いで、このような適切な配列を、広範なcDNAライブラリに基づいて、PCR増幅において順方向プライマーおよび逆方向プライマーとして使用した。得られた単位複製配列を、実施例に記載されるように、ゲル精製し、クローン化し、そして高重複性になるまで配列決定した。
【0083】
クローン化した配列は、本明細書中でGPCR4a2と称され、そして表4Cで報告される、GPCR4a2(配列番号13)の代替の実施形態として開示される。あるいは、この945ヌクレオチド配列(GPCR4a2)は、本明細書中でdj408b20_C_dalと称される。この核酸は、5’UTRにおいて、GPCR4a1より短い2個のヌクレオチドである。しかし、CPCR4a2は、同じ312アミノ酸タンパク質(GPCR4a、配列番号12)をコードする。
【0084】
【表28】
Figure 2004500098
開示されるGPCR4aポリペプチドの全アミノ酸配列は、Homo sapiensの新規の7膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー、嗅覚受容体様タンパク質HS6M1−15、ptnr:SPTREMBL−ACC:Q9Y3N9 DJ88J8.1、E=5.0e−108)由来の320アミノ酸残基に対して197/305(64%)同一なアミノ酸残基、およびこれに対して242/305(79%)陽性の残基を有する。
【0085】
GPCR4aとの整列の最良のヒットのBLASTP(非重複複合データベース)分析を表4Dに示す。
【0086】
【表29】
Figure 2004500098
BLASTXをまた行って、GPCR4aと有意な同一性を有するタンパク質を決定した。BLASTXの結果を表4Eに示す。
【0087】
【表30】
Figure 2004500098
GPCR4a2について見出された可能なSNPを表4Fに列挙する。
【0088】
【表31】
Figure 2004500098
(GPCR4b)
dj408b20_C(GPCR4a1)として同定された標的配列を、再び、エキソン結合プロセスに供して、配列を確認した。順方向プライマーについて、利用可能な最も上流の配列、および逆方向プライマーについて利用可能な最も下流の配列で開始することによって、PCRプライマーを設計した。この配列をコードするcDNAを、以下のプライマーを使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によってクローン化した:
以下を含むヒトcDNAのプール1上のATACAAGTTCTTTCGAAGGCTTCATCC(配列番号14)および
CCCTTACTATATTTCTGCACTCCCCTT(配列番号15):
副腎、骨髄、脳−扁桃、脳−小脳、脳−海馬、脳−黒質、脳−視床、脳−全脳、胎児脳、胎児腎臓、胎児肝臓、胎児肺、心臓、腎臓、リンパ腫−ラージ、乳腺、膵臓、下垂体、胎盤、前立腺、唾液腺、骨格筋、小腸、脊髄、脾臓、胃、精巣、甲状腺、気管、子宮。
【0089】
プライマーを、本発明のDNA/タンパク質配列の全長またはその一部(1つ以上のエキソン)のインシリコ(in silico)予測に基づいて、または密接に関連したヒト配列または他の種の配列に対する推定エキソンの翻訳相同性によって、設計した。通常、複数のクローンを配列決定してこの配列を駆動し、次いでこれを、SeqCallingプロセスと同様に構築した。さらに、配列トレースを、手で評価し、そして適切な場合、補正について編集した。エキソン結合によって駆動されたPCR産物を、Invitrogen製のpCR2.1ベクターにクローン化した。細菌性クローン115843::DJ408B20_C.698322.D10は、Invitrogen製のPCR2.1へクローン化されたオープンリーディングフレーム全体を網羅する挿入物を有する。
【0090】
各場合において、独特であるかまたは高度に選択性であるかのいずれかの適切な配列に遭遇するまで、または逆方向プライマーの場合、終止コドンに到達するまで、それぞれの末端からコード配列まで内向きに走査して、この配列を試験した。このようなプライマーは、本発明のDNA/タンパク質配列の全長またはその一部(1つ以上のエキソン)のインシリコ予測に基づいて、または密接に関連したヒト配列または他の種の配列に対する推定エキソンの翻訳相同性によって、設計した。代表的には、実施例に記載されるように、得られた単位複製配列をゲル精製し、クローン化し、そして高重複性になるまで配列決定した。全てのクローンから得られる配列を、それ自体を用い、LuraGen Corporationのデータベースの他のフラグメントおよび公開されたESTを用いて構築した。アセンブリの別の成分とのそれらの同一性の程度が、50bpにわたって少なくとも95%である場合、フラグメントおよびESTは、このアセンブリの成分として含まれた。さらに、この配列トレースを、手で評価し、そして適切な場合は、補正のために編集した。
【0091】
これらの手順は、GPCR4タンパク質をコードする第3の核酸を提供する。この核酸は、GPCR4a3またはCG55358−03といわれる。この核酸は、932ヌクレオチド長(配列番号16、表4G)であり、そして、GPCR2a1よりも、5’UTRにおいて、16ヌクレオチド短い。ヌクレオチド3〜5におけるアミノ酸トレオニンについてコードするACAコドンで始まり、そして、ヌクレオチド924〜926におけるTAGコドンで終わる成熟タンパク質のオープンリーディングフレームが、同定された。存在する場合、推定の非翻訳領域は、開始コドンから上流に、そして終結コドンから下流に見出される。1つの沈黙塩基置換が存在する:C767は、GPCR4a3中のT752である。GPCR4b(GPCR4a3によってコードされるタンパク質)は、表4H(配列番号17)において示されるように、N末端の5アミノ酸欠失を除いて、GPCR4aと同一である。
【0092】
本明細書中に開示されるGPCR嗅覚レセプターは、少なくとも以下の組織において発現される:網膜色素上皮の先端の微絨毛、動脈(大動脈)、基底前脳、脳、バーキットリンパ腫細胞株、脳梁、心(房および室)、尾状核、CNSおよび末梢組織、小脳、大脳皮質、結腸、皮質神経細胞、内皮(冠状動脈および臍静脈)細胞、口蓋上皮、眼、新生児眼、前頭皮質、胎児造血細胞、心臓、海馬、視床下部、白血球、肝臓、胎児肝臓、肺、肺リンパ腫細胞株、胎児リンパ様組織、成人リンパ様組織、MHCIIおよびIIIを発現する組織、神経組織、髄質、視床下核、卵巣、膵臓、下垂体、胎盤、橋、前立腺、被殻、血清、骨格筋、小腸、平滑筋(大動脈中の冠状動脈)、脊髄、脾臓、胃、舌の味覚レセプター細胞、精巣、視床、および胸腺組織。この情報は、SeqCalling供給源、公のEST供給源、文献供給源、および/またはRACE供給源を含むがこれらに限定されない、本発明に含まれる配列の組織供給源を決定することによって、引き出される。
【0093】
配列データベースの研究において、例えば、開示されたGPCR4a3核酸配列は、gb:GENBANK−ID:AF098664|acc:AF098664.1 mRNA from Homo sapiens(Homo sapiens olfactory receptor−like protein(OR2C1)gene,complete cds,E=2.1e−71)に対して、913塩基のうち614(67%)が同一である。
【0094】
【表32】
Figure 2004500098
開示されたGPCR4b嗅覚レセプター様タンパク質についての、シグナルP、P種類および/またはヒドロパシープロフィールは、この配列が、この配列がシグナルペプチドを有し、そして、0.6000の確実性で、原形質膜に局在し得るようであるということを推定する。シグナルPは、表4HにおいてLLG/NMの間のスラッシュによって示されるように、シグナル配列が、アミノ酸36と37との間で、切断部位を有する最初の36アミノ酸中にコードされることを示す。
【0095】
【表33】
Figure 2004500098
本発明の開示されたGPCR4bタンパク質の全長アミノ酸配列は、320アミノ酸残基ptnr:SPTREMBL−ACC:Homo sapiens由来のQ9Y3N9タンパク質(DJ88J8.1、NOVEL 7 TRANSMEMBRANE RECEPTOR(RHODOPSIN FAMILY)(OLFACTORY RECEPTOR LIKE)PROTEIN)(HS6M1−15),E=1.6e−107)に299アミノ酸残基の195(65%)が同一であることが見出され、そして299アミノ酸残基のうち239(79%)が類似していることが見出された。
【0096】
以下の位置において、GPCR4a3ヌクレオチド配列の1つ以上のコンセンサス位置(Cons.Pos.)が、SNPとして同定されている。「深さ」は、SNPの領域をカバーするクローンの数を示す。推定対立遺伝子頻度(Putative Allele Freq.)は、SNPを含む全てのクローンの画分である。示される場合、ダッシュ(「−」)は、塩基が存在しないことを意味する。記号「>」は、「に変更される」を意味する:Cons.Pos.:422 深さ:18 変化:T>C、Putative Allele Freq.:0.333:Cons.Pos.:546 深さ:15 変化:T>C、Putative Allele Freq.:0.133;Cons.Pos.:753 深さ:8 変化:C>T、Putative Allele Freq.:0.250。
【0097】
GPCR4aまたはGPCR4bとして特定にいわれない限り、GPCR4に対する任意の参照は、全ての改変体を含むことが推定される。本明細書中の任意のGPCRX改変体配列の間の残基の差異は、「1つの」改変体における残基および「1つの」改変体に関する残基の位置を示すために記載される。全ての以下の配列において、GPCR4aタンパク質配列が使用される。
【0098】
開示されたGPCR4タンパク質(配列番号12)はまた、多数の嗅覚レセプタータンパク質と良好な同一性を有する。ClustalW分析のために使用される同一性情報を表4に示す。
【0099】
【表34】
Figure 2004500098
この情報は、GPCR4と関連するOR配列とを比較するClustalW分析として、表4(GPCR4は、1行目に示される)において与えられる多重配列整列においてグラフによって示される。
【0100】
【表35】
Figure 2004500098
GPCR4についてのDOMAIN結果を、Reverse Position Specific BLASTを用いてConserved Domain Database(CDD)から回収した。このBLASTサンプルドメインは、Smart and Pfam回収物において見出された。GPCR4の2つの領域は、上記のように、377アミノ酸の7TMに対して同一性を有する。7tm_1(上の7つの膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)(配列番号45))は、GRCR4に相同性を有することが示された。GPCR4の残基41〜159と整列した7TMの残基1−120(E=7e−22、表2Kにおいて示される)およびGPCR4の残基224〜290は、7TMの残基310〜377(E=2e−04)と同一性を有する。
【0101】
【表36】
Figure 2004500098
GPCR4の核酸およびタンパク質は、以下に記載される、種々のGPCR関連病理学的障害および/またはOR関連病理学的障害に関連する潜在的な治療適用において有用である。例えば、嗅覚レセプター様タンパク質をコードする、cDNAは、遺伝子治療に有用であり得、そして嗅覚レセプター様タンパク質は、それを必要とする被験体に投与される場合に、有用であり得る。本明細書において開示されるタンパク質類似性情報、発現パターン、および嗅覚レセプター様タンパク質および核酸は、嗅覚レセプターファミリーの重要な構造および/または病理学的機能特性を有し得る。従って、本発明の核酸およびタンパク質は、潜在的な診断および治療適用において、ならびにリサーチツールとして有用である。これらは、特異的もしくは選択的な、核酸もしくはタンパク質診断および/または予後標識として役立ち、ここで、核酸またはタンパク質の存在または量が評価され、そして以下のような潜在的な治療適用に役立つ:(i)タンパク質治療、(ii)小分子薬物標的、(iii)抗体標的(治療学的抗体、診断的抗体、薬物標識/細胞障害性抗体)、(iv)遺伝子治療に有用な核酸(遺伝子送達/遺伝子切除)、(v)インビトロおよびインビボにおいて組織再生を促進する組成物、ならびに(vi)生物学的防御剤。
【0102】
本発明の核酸およびタンパク質は、以下に記載される種々の疾患および障害ならびに/または症状に関連している。例えば、本発明の組成物は、以下を患った患者の処置に対して有効性を有する:発育障害、MHC IIおよびMHC III疾患(免役疾患)、味覚および嗅覚検知障害、バーキットリンパ腫、コルチコ神経性疾患(corticoneurogenic disease)、シグナル伝達経路障害、光受容体に関連する疾患を含む網膜疾患、細胞増殖速度障害;細胞形状障害、栄養補給障害;栄養補給の制御;過食に起因する潜在的な肥満;飢餓(食欲の欠如)に起因する潜在的な障害、インスリン非依存性糖尿病(NIDDM1)、細菌感染、真菌感染、原性動物感染、ウイルス感染(特に、HIV−1またはHIV−2によって発生する特定の感染)、疼痛、癌(新生物;腺癌;リンパ腫、前立腺癌;子宮癌が挙げられるが、これらに限定されない)、食欲不振、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心疾患、低血圧症、高血圧症、尿停滞、骨粗しょう症、クローン病;多発性漿膜炎;およびオールブライト遺伝性骨形成異常症の処置、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神病性障害および神経性障害(不安、精神分裂病、躁うつ病、せん妄、痴呆、重篤な精神遅滞、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)低ホスファターゼ血症くる病、常染色体優性(2)末端脳梁および運動異常(例えば、ハンティングトン病もしくはGilles de la Tourette症候群)、ならびに/あるいは他の症状および障害など。このポリペプチドは、免役原として使用され得、本発明に特異的な抗体を、ワクチンとして産生し得る。これらをまた使用して、強力なアゴニストおよびアンタゴニスト化合物をスクリーニングし得る。例えば、OR様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療において有用であり得、そしてOR様タンパク質は、それを必要とする被験体に対して投与される場合に有用であり得る。実施例を限定するのではなく、本発明の組成物は、以下を患った患者の治療に効果を有する:細菌感染、真菌感染、原性動物感染、ウイルス感染(特に、HIV−1またはHIV−2によって発生する特定の感染)、疼痛、癌(新生物;腺癌;リンパ腫、前立腺癌;子宮癌が挙げられるが、これらに限定されない)、食欲不振、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心疾患、低血圧症、高血圧症、尿停滞、骨粗しょう症、クローン病;多発性漿膜炎;およびオールブライト遺伝性骨形成異常症の処置、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神病性障害および神経性障害(不安、精神分裂病、躁うつ病、せん妄、痴呆、重篤な精神遅滞、ならびに運動異常(例えば、ハンティングトン病もしくはGilles de la Tourette症候群)。他のGPCR−4疾患および障害が意図される。
【0103】
OR様タンパク質をコードする新規な核酸、および本発明のOR様タンパク質、またはそれらのフラグメントは、診断適用において、さらに有用であり、ここで、核酸またはタンパク質の存在または量が、評価される。これらの材料は、治療方法または診断方法、および他の疾患、障害および症状などにおける使用のために、本発明の新規な物質に対して免役特異的に結合する抗体の産生において、さらに有用であり得る。これらの材料は、治療または診断方法での使用のために、本発明の新規な物質に免役特異的に結合する抗体の産生においてさらに有用である。これらの抗体は、以下の節の「抗−GPCRX抗体」において記載されるように、疎水性チャートからの予測値を使用して、当該分野で公知の方法に従って産生され得る。1実施形態において、意図されるGPCR4エピトープは、約65から85のアミノ酸由来である。別の局面において、GPCR4エピトープは、約115から130のアミノ酸由来である。さらなる実施形態において、GPCR4は、155から175、215から240、250〜275および280から310のアミノ酸由来である。これらの新規なタンパク質をまた使用して、機能分析に関するアッセイシステムを開発し得る。
【0104】
(GPCR5)
GPCR5は、以下に記載されるような、3種の類似の核酸および3種の類似のタンパク質のファミリーを含む。開示された核酸は、GPCR、OR様タンパク質をコードする。
【0105】
(GPCR5a)
開示された新規の、1003ヌクレオチドのGPCR5a核酸(これはまた、115−a−12−Aとも呼ばれる)は、表5Aに示される。ORFは、ヌクレオチド6〜8のATG開始コドンで開始し、そしてヌクレオチド999〜1001のTAAコドンで終了する。推定非翻訳領域の、開始コドンの上流および末端コドンの下流を、表5Aにおいて下線を引き、そして開始コドンおよび終止コドンは、太字である。
【0106】
【表37】
Figure 2004500098
配列番号18によってコードされたGPCR5aタンパク質は、331個のアミノ酸残基を有し、そして表5Bに1文字のコードを使用して示されている。GPCR5aのPsortプロフィールにより、この配列が単一のペプチドを有し、そして0.0600の確実度で原形質膜において局在化され、これはまた、Goligi体に局在化されると推定する。最も起こりそうなペプチドの切断部位は、アミノ酸の54と55との間、すなわち、SignalP結果に基づくアミノ酸配列VRADT(表5Bにおいてスラッシュで示してある)である。
【0107】
【表38】
Figure 2004500098
GPCR5の開示された核酸配列は、Rattus norvegicus嗅覚レセプタータンパク質mRNA(936bp)(遺伝子バンク:RATOLFPROD|acc:M64378)(E=1.1e−45)と同一な934塩基のうち604(64%)を有し、そしてそれに陽性な934塩基のうち604(64%)を有する。
【0108】
完全GPCR5アミノ酸配列は、Mus musculus由来の313アミノ酸残基嗅覚レセプター(ptnr:SPTREMBL−ACC:Q9Z1V0)(E=2.6e−74)と同一な304アミノ酸残基のうち149(49%)を有し、そしてそれに陽性な304残基のうち201(66%)を有する。
【0109】
(GPCR5b)
GPCR5a(115−a−12−A)を、エキソン連結プロセスに供し、おの配列を確認する。PCRプライマーを、前方向プライマーに対して最も上流の利用可能な配列、および逆方向プライマーに対して最も下流の配列で開始することによって設計した。各末端からコード配列の方へ内向きに、独特である適切な配列または高度に選択された適切な配列のいずれかが遭遇するまで、または逆方向プライマーの場合において、終止コドンが到達するまで、各場合において配列を試験した。次いで、このような適切な配列を、広範なcDNAライブラリーに基づくPCR増幅において、前方向プライマーおよび逆方向プライマーとして使用した。得られたアンプリコンを、ゲル精製し、クローン化し、そして高度な重複性まで配列決定し、GPCR5bを提供し、これをまた、115−a−12−Bと言及する。
【0110】
GPCR5bのヌクレオチド配列(1004bp、配列番号20)は、表5Cに存在する。このヌクレオチド配列は、A5とA6との間にTを付加すること、および6個のヌクレオチド(GPCR5aに対して番号付けされている)(C131>T;T186>C;G472>A;T579>A;A687>T;C799>T)の変化により、GPCR5aとは異なる。
【0111】
【表39】
Figure 2004500098
このコードされたGPCR5bタンパク質を、表5Dに示す。この開示したタンパク質は、331アミノ酸長であり、そして配列番号21と命名する。GPCR5bは、3個のアミノ酸残基(T42>I;V151>I;P265>S)でGPCR5aとは異なる。GPCR5aと同様に、GPCR5bのPsortプロフィールにより、この配列が単一のペプチドを有し、そして0.600の確実度で原形質膜において局在化されるようであることを予測する。ペプチドの最も起こりそうな切断部位は、アミノ酸54と55との間、すなわちSignalP結果に基づくアミノ酸配列VRA−DT(表5Dにおいてスラッシュで示してある)である。
【0112】
【表40】
Figure 2004500098
GPCR5bを有するアライメントについての最高のヒットのBLASTP(非冗長複合体データベース)分析は、表5Eに列挙される。
【0113】
【表41】
Figure 2004500098
GPCR4aと有意な同一性を有するタンパク質を決定するためにBLASTXも行った。
【0114】
【表42】
Figure 2004500098
(GPCR5c)
別のヌクレオチド配列は、GPCR5a(115−a−12A)がこの配列を確認するためにエキソン連結プロセスに供される場合、生じた。PCRプライマーを、順方向プライマーについて利用可能な最も上流の配列で、そして逆方向プライマーについて利用可能な最も下流の配列で開始することによって設計した。それぞれの場合において、独特であるかまたは高く選択的であるかのいずれかである適切な配列に遭遇したか、逆方向プライマーの場合において、停止コドンに達するまで、それぞれの末端からコード配列に向かって内側に、ウォーキングしてこの配列を試験した。次いで、このような適切な配列を、幅広いcDNAライブラリーに基づいて、PCR増幅における順方向プライマーおよび逆方向プライマーとして使用した。得られたアンプリコンをゲル精製し、クローンし、そして高い冗長性に対して配列決定して、以下に報告された配列(登録番号115_A_12_A_da1、またはGPCR5cとして示される)を提供した。
【0115】
クローンのSeqCalling Fragmentを提供するヒト組織は、Pool One:副腎、骨髄、脳−扁桃、脳−小脳、脳−海馬、脳−黒質、脳−視床、脳−全体、胎児脳、胎児腎臓、胎児肝臓、胎児肺、心臓、腎臓、リンパ腫−Raji、乳腺、膵臓、下垂体、胎盤、前立腺、唾液腺、骨格筋、小腸、脊髄、脾臓、胃、精巣、甲状腺、気管、子宮を含む。クローンの組織源は、RACE(asm:126603384)である。
【0116】
GPCR5c(1005bp、配列番号22)についてのヌクレオチド配列は、表5Gに提示される。GPCR5cヌクレオチド配列は、5’末端においてエキストラT、3’末端においてA、6ヌクレオチドの変化((GPCR5aに関する数)T123>C;C131>T;T186>C;G472>A;T579>A;A687>T)を有することによってGPCR5aと異なる。
【0117】
【表43】
Figure 2004500098
GPCR5cのコード領域は、ヌクレオチド7〜1000であり、表5Hに提示されるようなコードされたGPCR5cタンパク質を与える。開示されたタンパク質は、331個のアミノ酸の長さであり、配列番号23によって示される。GPCR5cは、3アミノ酸残基(L39>P;T42>I;およびV151>I)、GPCR5aと異なる。GPCR5aのように、GPCR5cについてのPsortプロフィールは、この配列が、シグナルペプチドを有し、そして0.6000の確実度を有して原形質膜に局在化するようであること示す。ペプチドについての最も可能性のある切断部位は、アミノ酸54と55との間(すなわち、SignalPの結果の基づくアミノ酸配列VRA−DTにおけるスラッシュ(表5Hにおいてスラッシュで示される))である。
【0118】
【表44】
Figure 2004500098
開示されたGPCR5タンパク質(配列番号19)は、多数の嗅覚レセプタータンパク質と良好な同一性を有する。ClustalW分析について使用される同一性の情報は、表5Iに提示される。GPCR5a、GPCR5bまたはGPCR5cとして具体的には取り組まないが、GPCR5に対する任意の言及は、全ての改変体を含むとみなされる。本明細書中において任意のGPCR5X改変体配列間の残基の差異は、「a」改変体における残基および「a」改変体に関する残基位置を示すために書かれる。個々のGPCR改変体間で異なる全ての以下の配列のアライメントにおけるGPCR残基は、囲み内で強調表示され、そして本明細書中において改変体残基の上に(o)シンボルでマークされる。例えば、表5Jのライン1に示されるタンパク質は、GPCR5aについての配列を示し、そしてGPCR5bまたはGPCR5cが異なる位置は、(o)シンボルでマークされ、そして囲みとともに強調表示される。全てのGPCR5タンパク質が、嗅覚レセプター(OR)タンパク質に対して有意な相同性を有する。
【0119】
【表45】
Figure 2004500098
この情報は、GPCR5を関連のタンパク質配列と比較するClustalW分析として表5Jに与えられる複数配列アライメントにおいてグラフィカルに提示される(GPCR5がライン1に示される)。
【0120】
(表5J ClustalWタンパク質のついての情報)
【0121】
【表46】
Figure 2004500098
GPCR5についてのDOMAINの結果は、Reverse Position Specific BLASTを用いてConserved Domain Database(CDD)から集めた。このBLASTサンプルドメインは、SmartおよびPfamコレクションにおいて見出された。この結果は、統計およびドメイン記載とともに表5Kに列挙される。
【0122】
7tm_1(配列番号45)の残基1〜115は、表5KにおいてGPCR5 43−156(E=1e−20)とともに整列される。7tm_1の残基314〜377はまた、GPCR5の残基231〜293(E=2e−05)と同一性を有する。
【0123】
【表47】
Figure 2004500098
GPCR5の核酸およびタンパク質は、さらに以下に記載されるような、種々のGPCR関連病理学的障害および/またはOR関連病理学的障害に関連する潜在的な治療適用において有用である。例えば、タンパク質のようなGPCR(または嗅覚レセプター)をコードするcDNAは、遺伝子療法において有用であり得、そしてレセプター様タンパク質は、必要な患者に投与される場合、有用であり得る。本発明の核酸およびタンパク質はまた、細菌感染、真菌感染、原生動物感染およびウイルス感染のような感染(特に、HIV−1またはHIV−2によって引き起こされる感染)、疼痛、癌(限定しないが、新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌を含む)、食欲不振、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿貯留、骨粗しょう症、クローン病;多発性硬化症の処置;ならびにオールブライト遺伝性骨形成異常症、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神病性および神経学的障害(不安、精神分裂病、躁うつ病、痴呆、重症精神遅滞および運動障害(例えば、ハンチントン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群)を含む)ならびに/あるいは他の病理学および障害の処置に使用されるおける潜在的治療的適用において有用である。他のGPCR関連疾患および障害が意図される。
【0124】
このポリペプチドは、本発明に特異的な抗体を産生するための免疫源として、およびワクチンとして使用され得る。これらはまた、潜在的なアゴニストおよびアンタゴニスト化合物についてスクリーニングするために使用され得る。例えば、GPCR様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子療法において有用であり得、そしてGPCR様タンパク質は、必要な被験体に投与される場合、有用であり得る。非制限的な例として、本発明の組成物は、細菌感染、真菌感染、原生動物感染およびウイルス感染のような感染(特に、HIV−1またはHIV−2によって引き起こされる感染)、疼痛、癌(限定しないが、新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌を含む)、食欲不振、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿貯留、骨粗しょう症、クローン病;多発性硬化症を罹患する患者の処置;ならびにオールブライト遺伝性骨形成異常症、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神病性および神経学的障害(不安、精神分裂病、躁うつ病、痴呆、重症精神遅滞および運動障害(例えば、ハンチントン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群)を含む)ならびに/あるいは他の病理学および障害の処置について効力を有する。本発明のGPCRタンパク質、およびGPCR様タンパク質をコードする新規な核酸またはそのフラグメントは、さらに診断的適用において有用であり得、ここで、この核酸またはタンパク質の存在または量が評価される。これらの物質はさらに、治療的方法および診断的方法における使用のために本発明の新規な物質に免疫特異的に結合する抗体の生成において有用である。これらの抗体は、以下の「抗GPCRX抗体」のセクションに記載されるように、疎水性チャートからの予測を使用して、当該分野において公知の方法に従って生成され得る。この新規なタンパク質はまた、種々のヒトの障害の機能的分析について強力なアッセイ系の開発(この疾患の病理の理解に役立つ)において、および種々の障害についての新規な薬物標的の開発において有用性を有する。
【0125】
(GPCR6)
948ヌクレオチドの開示された新規なGPCR6核酸(6−L−19−Cと呼ばれる)は、表6Aに示される。オープンリーディングは、ヌクレオチド7〜9においてATG開始コドンで始まり、そしてヌクレオチド940〜941においてTAGで終わる。開始コドンから上流および停止コドンから下流の推定の非翻訳領域は、表6Aにおいて下線を引かれ、そして開始コドンおよび停止コドンは、太字である。
【0126】
【表48】
Figure 2004500098
開示された核酸配列は、G.gallus cor4嗅覚レセプター4DNA(GENBANK−ID:GGCOR4GEN|acc:X94744)に対する同一性915塩基のうち617(67%)を有する(E値=8.7e−65)。
【0127】
配列番号24によってコードされるGPCR6タンパク質は、318アミノ酸残基を有し、そして表6(配列番号25)において1文字コードを使用して提示される。GPCR6についてのSignalP、Psortおよび/またはHydropathyプロフィールは、GPCR6がシグナルペプチドを有し、そして0.6000の確実度で、原形質膜に局在化するようである。SignalPは、シグナル配列が最初の41アミノ酸でコードされる(すなわち、アミノ酸40と41との間で配列TLL−ANにおけるスラッシュで切断部位を有する)これは、このタイプの膜タンパク質で代表的である。
【0128】
【表49】
Figure 2004500098
本発明のタンパク質の全長アミノ酸配列は、314アミノ酸残基ヒト嗅覚レセプター様タンパク質OLF1(ptnr:SWISSPROT−ACC:Q13606)(E値=5.8e−86)に対して、307アミノ酸残基のうち同一な166アミノ酸残基(54%)、および307アミノ酸残基のうち陽性の217アミノ酸残基(70%)を有することが見出された。
【0129】
以前に同定されたGPCR6標的配列(6_L_19_C)を、この配列を確認するためにエキソン連結プロセスに供した。PCRプライマーを、順方向プライマーについて利用可能な最も上流の配列で、そして逆方向プライマーについて利用可能な最も下流の配列で開始することによって設計した。それぞれの場合において、独特であるかまたは高く選択的であるかのいずれかである適切な配列に遭遇したか、逆方向プライマーの場合において、停止コドンに達するまで、それぞれの末端からコード配列に向かって内側に、ウォーキングしてこの配列を試験した。
【0130】
この配列をコードするcDNAを、以下のプライマー:CACTGTGGCTGAGTTCATTCTCCTT(配列番号26)およびTCTTCCCTAGGAGTGAATTTTGGAGC(該列番号27)を使用して、以下のヒトcDNAのプール(副腎、骨髄、脳−扁桃、脳−小脳、脳−海馬、脳−黒質、脳−視床、脳−全体、胎児脳、胎児腎臓、胎児肝臓、胎児肺、心臓、腎臓、リンパ腫−Raji、乳腺、膵臓、下垂体、胎盤、前立腺、唾液腺、骨格筋、小腸、脊髄、脾臓、胃、精巣、甲状腺、気管、子宮)でポリメラーゼ連鎖反応によってクローン化した。プライマーを、本発明のDNA/タンパク質配列の全長または部分(1つ以上のエキソン)についてのシリコ(silico)予測に基づいて、あるいは密接に関連するヒト配列または他の種由来の配列に対する推定されるエキソンの翻訳された相同性によって設計した。通常、複数のクローンは、この配列を誘導するために配列決定され、次いで、この配列は、SeqCallingプロセスと同様に組み立てられ得た。さらに、配列のトレースを、手動で評価し、そして適切であれば訂正のために編集した。
【0131】
エキソン結合によって誘導されたPCR産物を、InvitrogenからのpCR2.1ベクターにクローニングした。細菌クローン55446::6_L_19_C.698018.M1は、InvitrogenからのpCR2.1ベクターにクローニングしたオープンリーディングフレーム全体をカバーするインサートを有する。
【0132】
通常、得られたアンプリコンをゲル精製し、クローニングし、そして高い重複性まで配列決定した。全てのクローンから得られた配列を、互いに、CuraGen Corporationのデータベースにおける他のフラグメントと、および公共のESTと構成した。構築のための別の成分とのフラグメントおよびESTの同一性の程度が50bpにわたって少なくとも95%である場合には、これらのフラグメントおよびESTを、構築のための成分として含めた。さらに、配列の残りを手動で評価し、そして適切である場合には、補正のために編集した。これらの手順は、以下に報告する配列を提供し、これは、登録番号CG50383_01と指定され、これは、アミノ酸もヌクレオチド配列も、GPCR6(6_L_19_C)と異ならない。
【0133】
開示されるGPCR6−Olfactory Receptor様タンパク質は、少なくとも以下の組織において発現される:網膜色素上皮の尖微小柔毛、動脈(大動脈)、基底前脳、脳、バーキットリンパ腫細胞株、脳染、心臓(房および室)、尾状核、CNSおよび末梢組織、小脳、小脳皮質、結腸、皮質性神経原性細胞、内皮(冠状動脈および臍静脈)細胞、血小板上皮、眼、新生児の眼、前頭皮質、胎児造血細胞、心臓、海馬、視床下部、白血球、肝臓、胎児肝臓、肺、肺リンパ腫細胞株、胎児リンパ組織、成人リンパ組織、MHC IIおよびIIIを発現する組織、神経組織、髄質、視床下核、卵巣、膵臓、垂下体、胎盤、橋、前立腺、被殻、血清、骨格筋、小腸、平滑筋(大動脈における冠状動脈)脊髄、脾臓、胃、舌の味覚受容細胞、精巣、視床、および胸腺組織。この情報は、本発明に含まれた配列の組織供給源(SeqCalling供給源、Public EST供給源、Literature供給源、および/またはRACE供給源が挙げられるが、これらに限定されない)を決定することによって誘導された。
【0134】
開示されるGPCR6タンパク質(配列番号25)は、多数の嗅覚受容タンパク質との良好な同一性を有する。ClustalW分析のために使用した同一性情報を、表6Cに与える。GPCR6タンパク質は、嗅覚受容(OR)タンパク質に対して有意な同一性を有する:
【0135】
【表50】
Figure 2004500098
この情報を、関連するタンパク質配列とGPCR6とを比較するClustalW分析として、表6Dに与えられる複数配列アライメントとして、図式的に提供する(GPCR6が1行目に示されている)。
【0136】
【表51】
Figure 2004500098
GPCR6における同定可能なドメインの存在を、PROSITE、Blocks、Pfam、ProDomain、Printsのようなアルゴリズムを使用する検索によって決定し、次いで、Interproウェブサイト(http:www.ebi.ac.uk/interpro/)を使用してドメインのマッチ(または数)を交差させることによって、Interpro数を決定した。
【0137】
GPCR6についてのDOMAIN結果を、Reverse Position Specific BLASTでのConserved Domain Database(CDD)から収集した。このBLASTは、SmartおよびPfam収集において見出されたドメインをサンプリングする。これらの結果を、統計およびドメインの説明とともに表6Eに列挙する。これらの結果は、このタンパク質が7tm_1(InterPro)7回膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)(Interproによって定義されるような)を、残基42〜203(これは、7TMドメインの残基2〜158と整列する)において含むことを示す。このことは、GPCR6の配列がこの/これらのドメインを含むことが既知である他のタンパク質と類似の特性、およびこれらのドメインの特性と類似の特性を有することを示す。
【0138】
【表52】
Figure 2004500098
本明細書中に開示されるGPCR6タンパク質と核酸とに関する類似性情報は、GPCR6が聴覚レセプターファミリーおよびGPCRファミリーに特徴的な重要な構造的および/または生理的機能を有し得ることを示唆する。従って、本発明の核酸およびタンパク質は、潜在的な診断用途および治療用途において、ならびに研究ツールとして、有用である。これらとしては、核酸またはタンパク質の存在または量が評価される、特異的または選択的な核酸またはタンパク質の診断マーカーおよび/または予後マーカーとして働くこと、ならびに以下のような潜在的な治療用途が挙げられる:(i)タンパク質治療、(ii)低分子薬物標的、(iii)抗体標的(治療的、診断的、薬物標的化/細胞傷害性抗体)、(iv)遺伝子治療において有用な核酸(遺伝子送達/遺伝子切除)および(v)インビトロおよびインビボでの組織再生を促進する組成物、(vi)生物学的防御兵器。GPCR6をコードする新規核酸、および本発明のGPCR6タンパク質またはそのフラグメントは、この核酸またはタンパク質の存在または量が評価される診断用途において、さらに有用であり得る。
【0139】
本発明の核酸およびタンパク質は、以下に記載する種々の疾患および障害ならびに/または他の病理に関連する潜在的な診断および治療の用途において、有用である。例えば、本発明の組成物は、以下を罹患する患者の処置:発生疾患、MHCIIおよびIII疾患(免疫疾患)、味覚および芳香の検出能の障害、バーキットリンパ腫、コルチコ神経原性疾患、シグナル伝達経路障害、網膜疾患(光受容、細胞増殖速度障害を伴うものを含む);細胞形状障害、栄養補給障害;栄養補給の制御;過食に起因する潜在的肥満;飢餓に起因する潜在的障害(欲求の欠乏)、インスリン非依存性糖尿病(NIDDM1)、細菌感染、真菌感染、原虫感染、およびウイルス感染(特に、HIV−1またはHIV−2によって引き起こされる感染)、疼痛、癌(新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌が挙げられるがこれらに限定されない)、食欲不振、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿停留、骨粗しょう症、クローン病;多発性硬化症;ならびに以下の処置:オールブライト遺伝性骨形成異常症、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神病性および神経学的な障害(不安、精神分裂病、躁うつ病、せん妄、痴呆、重篤な精神遅滞を含む)、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)、低リン酸塩性佝僂病、常染色体優性(2)四肢脳梁(acrocallosal)症候群およびジスキネジー(例えば、ハンティングトン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群)ならびに/または他の病理および障害を含む)などのために効力を有する。
【0140】
ポリペプチドを免疫原として使用して、本発明に特異的な抗体を産生し得る。そしてワクチンとして使用し得る。これらはまた、潜在的なアゴニスト化合物およびアンタゴニスト化合物についてスクリーニングするために、使用され得る。例えば、OR様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療において有用であり得、そしてOR様タンパク質は、投与の必要がある被験体に投与される場合に、有用であり得る。非限定的な例として、本発明の組成物は、細菌感染、真菌感染、原虫感染、およびウイルス感染(特に、HIV−1またはHIV−2によって引き起こされる感染)、疼痛、癌(新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌が挙げられるがこれらに限定されない)、食欲不振、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿停留、骨粗しょう症、クローン病;多発性硬化症;ならびに以下の処置:オールブライト遺伝性骨形成異常症、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神病性および神経学的な障害(不安、精神分裂病、躁うつ病、せん妄、痴呆、重篤な精神遅滞を含む)、およびジスキネジー(例えば、ハンティングトン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群)ならびに/または他の病理および障害を罹患する患者の処置のために、効力を有する。
【0141】
OR様タンパク質をコードする新規核酸、および本発明のOR様タンパク質またはそのフラグメントは、この核酸またはタンパク質の存在または量が評価される診断用途において、さらに有用であり得る。
【0142】
これらの物質は、治療方法または診断方法において使用するための新規なGPCR6基質に免疫特異的に結合する抗体の生成において、さらに有用である。これらの抗体は、以下の「抗GPCRX抗体」の節において記載されるような、疎水性チャートからの予測を使用して、当該分野において公知の方法によって生成し得る。1つの実施形態において、意図されるGPCR6エピトープは、約225〜240アミノ酸である。別の実施形態において、GPCR6エピトープは、約255〜275アミノ酸である。さらなる実施形態において、GPCR6エピトープは、280〜310アミノ酸である。
【0143】
(GPCR7)
新規GPCR核酸が、TblastNによって、GPCRプローブおよびホモログに関するCuraGen Corporationの配列ファイルを使用し、そしてGenBankによって利用可能にされるGenomic Daily Filesに対して実行されて、同定された。この核酸をさらに、エキソンの選択を含むプログラムGenScanTMによってさらに予測した。これらを、BLAST検索を使用する類似性によって、さらに改変した。次いで、これらの配列を、明らかな不一致に関して手動で補正し、これによって、全長タンパク質をコードする配列を得た。開示される1013ヌクレオチドの新規GPCR7核酸(dj313i6_Dともまた称される)を、表7Aに示す。オープンリーディングフレームは、ATG開始コドンでヌクレオチド5〜7において開始し、そしてTAGコドンでヌクレオチド997〜999において終結する。開始コドンの上流および終止コドンの下流の推定の未翻訳領域は、表7Aにおいて下線を引かれており、そして開始コドンおよび終止コドンは、太字である。
【0144】
【表53】
Figure 2004500098
開示された核酸配列は、Homo sapiens嗅覚レセプター様タンパク質(OR2C1)遺伝子(GENBANK−ID:AF098664)と939塩基のうち615塩基(65%)同一である(E値=1.7e−67)。
【0145】
配列番号28にコードされるGPCR7タンパク質は、327アミノ酸残基を有し、そして表7Bにおいて1文字コードを用いて示される(配列番号19)。GPCR7についてのこのSignalP、Psortおよび/または疎水性親水性指標プロフィールによって、GPCR7がシグナルペプチドを有すること、そして0.6000の確実性で原形質膜に局在するらしいことが予期される。このSignalPは、シグナル配列が、最初の44アミノ酸(アミノ酸43と44との間)に、すなわち、配列GNG−TIにおけるスラッシュで切断部位とともに、コードされていることを示す。これは、このタイプの膜タンパク質の代表である。
【0146】
【表54】
Figure 2004500098
本発明のタンパク質の全長アミノ酸配列は、Rattus norvegicus(ptnr:SPTREMBL−ACC:Q63394)由来の313アミノ酸残基のOL1レセプタータンパク質に対して、304アミノ酸残基のうち183(60%)同一であり、そして304残基のうち229残基(75%)陽性であることが見出された(E値=2.6e−97)。さらなるBLAST分析によって、表7Cに列挙される重要な結果を得た。開示されたGPCR7タンパク質(配列番号29)は、嗅覚レセプタータンパク質の数と良好な同一性を有する。
【0147】
【表55】
Figure 2004500098
この情報は、関連タンパク質配列とGPCR7を比較するClustalW分析として、表7D(GPCR7は1行目に示されている)において与えられた複数の配列アラインメントにおいて図示されている。
【0148】
表7D.ClustalWタンパク質についての情報:
1)GPCR7(配列番号29)
2)gi|11177906|ref|NP_068632.1|Olfactory receptor Rattus norvegicus(配列番号73)
3)gi|10944516|emb|CAC14158.1|dJ408B20.2(novel 7TM receptor(olfactory family)(hS6M1−32)Homosapiens(配列番号74)
4)gi|12054411|emb|CAC20513.1|olfactory receptor Homo sapiens(配列番号75)
5)gi|12054393|emb|CAC20504.1|olfactory receptor Homo sapiens(配列番号76)
6)gi|3080467|emb|CAB11427.1|olfactory receptor Homo sapiens(配列番号77)
【0149】
【表56】
Figure 2004500098
GPCR7における同定可能なドメインの存在は、PROSITE、Blocks、Pfam、ProDomain、Printsのようなアルゴリズムを用いて検索すること、次いで、Interproウエブサイト(http://www.ebi.ac.uk/interpro/)を用いてドメイン適合(または数)を掛け合わせることによってInterpro数を決定することによって決定される。
【0150】
GPCR7のDOMAIN結果を、Reverse Position Specific BLASTを用いたConversed Domain Database(CDD)から収集した。このBLASTサンプルドメインは、SmartおよびPfamコレクション中で見出した。この結果を、統計およびドメインの詳細とともに、表7Eに列挙する。この結果は、このタンパク質が示された位置で以下のタンパク質ドメイン(Interproによって規定されるような)を含むことを示す:ドメイン名7tm_1(InterPro)7膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)。7tm_1(配列番号45)の残基61〜142は、表7EにおいてGPCR7 41−180と整列されている(E=5e−18)。7tm_1の残基307〜377はまた、GPCR7の残基222〜291と同一性を有する(E=0.001)。このことは、GPCR7の配列が、このドメイン/これらのドメインを含むことが公知の他のタンパク質の配列と類似で、かつこれらのドメインの特性と類似の特性を有することを示す。
【0151】
【表57】
Figure 2004500098
本明細書に開示されるGPCR7タンパク質および核酸の類似の情報は、GPCR7が、Olfactory Receptor(嗅覚レセプター)ファミリーおよびGPCRファミリーの重要な構造的および/または生理学的機能の特徴を有し得ることを示唆する。従って、本発明の核酸およびタンパク質は、可能性のある診断および治療適用において、そして検索ツールとして有用である。これらは、特異的または選択的な、核酸またはタンパク質の、診断および/または予測マーカーとしての働き(ここで、核酸またはタンパク質の存在または量が評価されるべきである)、ならびに以下のような可能性のある治療適用を含む:(i)タンパク質治療剤、(ii)低分子薬物標的、(iii)抗体標的(治療抗体、診断抗体、薬物標的/細胞傷害性抗体)、(iv)遺伝子治療(遺伝子送達/遺伝子除去)において有用な核酸、および(v)インビトロおよびインビボで組織再生を促進する組成物、(vi)生物学的防御手段。GPCR7をコードする新規な核酸、および本発明のGPCR7タンパク質、またはそのフラグメントは、さらに診断適用(ここで核酸またはタンパク質の存在または量が評価される)において有用であり得る。
【0152】
本発明の核酸およびタンパク質は、感染(例えば、細菌感染、真菌感染、原生動物感染およびウイルス感染(特にHIV−1またはHIV−2によって生じた感染))、疼痛、癌(新生物、腺癌、リンパ腫、前立腺癌、子宮ガンが挙げられるがこれらに限定されない)、拒食症、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿閉、骨粗しょう症、クローン病、多発性硬化症の処置、ならびにオールブライト遺伝性骨形成異常、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、および精神障害および神経障害(不安、精神分裂病、躁うつ病、せん妄、痴呆、重度の精神遅滞およびジスキネジア(ハンチントン舞踏病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群など)を含む)および/または他の病理および障害の処置において用いられた考えられた潜在的な治療適用において有用である。
【0153】
開示されたGPCR7ポリペプチドは、本発明に特異的な抗体を生成するための免疫原として、およびワクチンとして有用であり得る。それらはまた、潜在的アゴニストおよびアンタゴニストの化合物をスクリーニングするために用いられ得る。例えば、GPCR様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療において有用であり得、そしてGPCR様タンパク質は、その必要な被験体に投与される場合に有用であり得る。非限定的な例として、本発明の組成物は、細菌感染、真菌感染、原生動物感染およびウイルス感染(特にHIV−1またはHIV−2によって生じた感染)、疼痛、癌(新生物、腺癌、リンパ腫、前立腺癌、子宮ガンが挙げられるがこれらに限定されない)、拒食症、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿閉、骨粗しょう症、クローン病、多発性硬化症に罹患した患者の処置、ならびにオールブライト遺伝性骨形成異常、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、および精神障害および神経障害(不安、精神分裂病、躁うつ病、せん妄、痴呆、重度の精神遅滞およびジスキネジア(ハンチントン舞踏病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群など)を含む)および/または他の病理および障害の処置に有効性を有する。GPCR様タンパク質をコードする新規な核酸および本発明のGPCR様タンパク質、またはそのフラグメントは、診断適用(ここで核酸またはタンパク質の存在または量が評価されるべきである)においてさらに有用であり得る。これらの物質はさらに、治療または診断方法における使用のために、本発明の新規な物質に免疫特異的に結合する抗体を生成するのに有用である。これらの抗体は、以下の「抗GPCRX抗体」の節において記載されるように、疎水性親水性指標チャートからの予想を用いて、当該分野で公知の方法に従って生成され得る。
【0154】
(GPCR8)
GPCRプローブまたはホモログについてCuraGen社の配列プロフィールを用いてTblastNによって第6染色体上で新規な核酸を同定し、そしてGenBankによって利用可能になされたGenomic Daily Filesに対して実施した。核酸をさらに、エクソンの選択を含む、GenScanTMプログラムによって予想した。これらは、さらにBLAST検索を用いる類似の手段によって改変された。次いで、この配列を明白な不一致について手動で補正し、これによって全長タンパク質をコードする配列を得た。開示された、958ヌクレオチドの新規なGPCR8核酸(またはdj408b20とも呼ばれる)は、表8Aに示される。オープンリーディングフレームは、ヌクレオチド4〜6でATG開始コドンで開始し、そしてヌクレオチド955〜957でTGAコドンで終わる。開始コドン上流および終止コドン下流の推定の非翻訳領域は、表8Aで下線を付しており、そして開始コドンおよび停止コドンは太文字である。
【0155】
【表58】
Figure 2004500098
開示された核酸配列は、Homo sapiens OR様(第6p21.31−21.33染色体上のクローン88J8由来のgb:GENBANK−ID:HS88J8|acc:AL035402 Human DNA配列).これは、新規な7膜貫通ウイルスレセプター(ロドプシンファミリー)(嗅覚レセプター様)タンパク質の遺伝子、嗅覚レセプター遺伝子類似の偽遺伝子、およびGTP結合タンパク質SARA(マウス)偽遺伝子を含み.これはEST、STSおよびGSS、完全な配列−Homo sapiens、4216塩基を含む)と1148塩基のうち768塩基(66%)同一である(E値=1.3e−81)。
【0156】
配列番号30にコードされるGPCR8タンパク質は、317アミノ酸残基を有し、そして表8Bにおいて1文字コードを用いて示される(配列番号31)。GPCR8についてのこのSignalP、Psortおよび/または疎水性親水性指標プロフィールによって、GPCR8がシグナルペプチドを有すること、そして0.6850の確実性で原形質膜に局在するらしいことが予期される。このSignalPは、シグナル配列が、最初の42アミノ酸(アミノ酸41と42との間)にすなわち、配列VLG−NSにおけるスラッシュで切断部位とともに、コードされていることを示す。これは、このタイプの膜タンパク質の代表である。
【0157】
【表59】
Figure 2004500098
本発明のタンパク質の全長アミノ酸配列が、ヒト由来の320アミノ酸残基の新規の膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー、OR様、HS6M1−15)タンパク質(ptnr:SPTREMBL−ACC:Q9Y3N9)と、305アミノ酸残基のうち187アミノ酸残基が同一(61%)であり、また305個のアミノ酸残基のうち239の残基が陽性(78%)であることが見出された(E値=2.4×e−101)。さらに、BLAST解析が、表8Cに示されるような有意な結果を生成した。開示されたGPCR8タンパク質(配列番号31)は、多数の嗅覚レセプタータンパク質と十分な同一性を有している。
【0158】
【表60】
Figure 2004500098
この情報は、GPCR8を関連するタンパク質と比較するClustalW解析として表8D(第1行目にGPCR8が示されている)で与えられたマルチプルアライメントで図式的に表現される。
【0159】
【表61】
Figure 2004500098
GPCR8において同一視可能なドメインの存在が、PROSITE、Blocks、Pfam、ProDomain、Printsのようなアルゴリズムを用いたサーチによって決定され、ついでInterproウェブ(http:www.ebi.ac.uk/intepro/)を使用してドメインマッチを組合せてInterpro番号を決定する。
【0160】
GPCR8に対するDOMAINの結果を、Conserved Domain Database(CDD)からRverse Position Specific BLASTを用いて収集した。このBLASTは、SmartおよびPfamのコレクション中に見出されるドメインをサンプルリングする。この結果は、表8Eに統計値およびドメインの説明と共に列挙される。この結果は、アミノ酸残基位置41〜170で、GPCR8が7tm_1(InterPro)7回膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)ドメイン(Interproによって定義される)を含むことを示している。これは、GPCR8の配列が、これまたこれらのドメインを含む既知の他のタンパク質の配列と類似の特徴を有しており、そしてこれらのドメインと類似の特徴を有していることを示している。
【0161】
【表62】
Figure 2004500098
本明細書中で開示されたGPCR8タンパク質および核酸についてのこの類似性情報が、GPCR8の嗅覚レセプターファミリーおよびGPCRファミリーの重要な構造的特徴および/または生理学的機能の特徴を有していることを示唆している。従って、本発明の核酸およびタンパク質は、潜在的な診断および治療の適用において有用であり、そしてリサーチツールとして有用である。これらは、特定または選択的な核酸またはタンパク質の診断マーカーおよび/または予後マーカーとして役割を含み(ここでこの核酸またはこのタンパク質の存在または量が評価され)ならびに、例えば以下のような潜在的な治療的適用を含む:(i)タンパク質治療剤(ii)低分子薬物標的(iii)抗体標的(治療学薬物標的化/細胞傷害性抗体、診断的薬物標的化/細胞傷害性抗体)および(iv)遺伝子治療(遺伝子送達/遺伝子アブレーション(ablation))において有用な核酸(v)インビトロおよびインビボにおける組織再生を促進する組成物(vi)生物学的防衛手段。本発明のGPCR8をコードする新規の核酸、および本発明のGPCR8タンパク質、またはこれらのフラグメントは、さらに診断的適用において有用であり、ここでこの核酸またはこのタンパク質の量は、見積もられ得る。
【0162】
開示されたGPCR8核酸および本発明のタンパク質は、以下に関連する潜在的な治療学的応用において有用である:新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌;免疫応答;AIDS;喘息;クローン病;多発性硬化症;ならびにオールブライト遺伝性骨形成異常ならびに/または他の病理および障害の処置。例えば、GPCR様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療において有用であり、そしてGPCR様タンパク質は、これらを必要としている被験体に投与する場合に有用であり得る。非限定的な例として、本発明の組成物は、以下に苦しむ患者の処置について効力を有する:新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌;免疫応答;AIDS;喘息;クローン病;多発性硬化症;およびオールブライト遺伝性骨形成異常の処置。GPCR様タンパク質、および本発明のGPCRタンパク質またはこれらのフラグメントをコードする新規の核酸が、さらに診断的応用において有用であり、ここでこの核酸またはこのタンパク質の量は、評価される。これらの物質は、治療的方法または診断的方法において、免疫特異的に新規のGPCR8基質に結合する抗体産生においてさらに有用である。これらの抗体は、以下の「抗GPCRX抗体」の節に記載のように、疎水性チャートから予測を用いて、当該分野に公知の方法に従って生成され得る。
【0163】
(GPCR9)
新規の核酸を、GPCRプローブまたはGPCRホモログに対するCuraGen Corporationの配列ファイル使用して、Genbankにより提供されたGenome Daily Filesに対して実行したTblastNにより、第11染色体上に同定した。この核酸は、エキソン選択を含むプログラムGenScanTMによってさらに予測された。これらのは、さらにBLASTサーチを使用する相同性の手段によって改変される。この配列は、次いで手動で明らかな不一致に対して修正し、これによって全長タンパクをコードする配列を得た。この開示された946ヌクレオチドからなる新規のGPCR9核酸(6−L−19−Bとして称される)は、表9A中に示される。読み枠は、ヌクレオチド5〜7におけるATG開始コドンで始まり、ヌクレオチド932〜934のTAAコドンで終止する。開始コドンより上流にある推定非翻訳領域および終止コドンより下流の推定非翻訳領域は、表9Aで下線により示し、開始コドンおよび終止コドンは太字で示した。
【0164】
配列データベースのサーチにおいて、例えば、この核酸配列が、902塩基中に、嗅覚レセプターA16(GENBANK−ID:GENBANK−ID:AB030896|acc:AB030896)ついてのMus musculus遺伝子に対して同一(E=8.5e−47)な563塩基(62%)を有する。配列データベースのサーチにおいて、部分的な一致(373塩基中353塩基、つまり94%同一)がまた、Homo sapiens GPCR EST(GENBANK−ID:GENBANK−ID:AW182678|accAW182678;xj45d11.x1 Soares_NFL_T_GBC_S1 Homo sapiens cDNA clone IMAGE:26601813’similar to TR:Q9Z1V0Q9Z1V0 OLFACTORY RECEPTOR C6)の306〜678ヌクレオチドと同一なGPCR9の1〜372ヌクレオチドと同定された。公開された配列の領域と本発明(遺伝子)の領域の間のこの94%の一致(E=1.1e−69)は、本発明(遺伝子)が公開されたGPCR EST(部分的mRNA)のスプライス改変体で有り得ることを示唆している。これはまた、GPCRとしてのGPCR9の同定を支持している。配列データベースのサーチにおいて、Homo sapiens GPCR EST(GENBANK−ID:AA206680|acc:AA206680:zq51c11.r1 Stragene neuroepithelium(#937231)Homo sapiens cDNA clone IMAGE:645140 5’ similar to conatains L1.b2 L1 repetitive element)の251〜348のヌクレオチドとのGPCR9の893〜794ヌクレオチドの部分が一致している(100塩基中94塩基、94%同一)。公開された配列のヌクレオチドとGPCR9配列のヌクレオチドとのこの94%の一致は、GPCR9がGPCR EST(mRNAの部分)のスプライス改変体であり得ることを示唆している。
【0165】
【表63】
Figure 2004500098
配列番号32にコードされているGPCR9タンパク質は、309アミノ酸残基を有しており、そして表9B(配列番号33)中に1文字コードを用いて表現されている。GPCR9についてのSignalP、Psortおよび/または疎水性プロファイルは、GPCR9がシグナルペプチドを有しており、小胞体膜に局在する傾向(0.6850の確実性を有する)があることを予測している(これに対し、原形質膜に対しては0.6850の確実性を有して局在する)。SignalPは、表9B中のスラッシュが示すようなアミノ酸38およびアミノ酸39の間、IWM−EN配列に切断部位を予測した。
【0166】
【表64】
Figure 2004500098
本発明のタンパク質の全長アミノ酸配列が、Mus musculus由来の嗅覚レセプターA16の302アミノ酸(ptnr:TREMBLNEW−ACC:BAA86127)と、300アミノ酸残基のうちの140残基が同一(46%)であり、300残基中193残基(64%)が陽性であることが見出された(E値=1.0e−72)。さらなるBLAST解析が、表9Cに列挙される有意な結果を生み出した。開示されたGPCR8タンパク質(配列番号33)は、多くの嗅覚レセプタータンパク質と十分な同一性を有している。
【0167】
【表65】
Figure 2004500098
この情報は、関連タンパク質配列とGPCR9を比較するClustalW分析として表9D(ライン1に示されるGPCR9と共に)に示される複数の配列整列において図として示される。
【0168】
【表66】
Figure 2004500098
GPCR9において同定可能なドメインの存在は、PROSITE、Blocks、Pfam、ProDomain、Printsといったアルゴリズムを使用する検索、次いで、Imterproウェブサイト(http:www.ebi.ac.uk/interpro/)を使用するドメインマッチ(またはナンバー)を交差することによってInterproナンバーを決定することによって決定された。
【0169】
GPCR9に関するDOMAIN結果は、反位特異的BLASTを有する保存ドメインデータベース(CDD)から収集された。このBLASTサンプルドメインは、SmartおよびPfamコレクションにおいて見出した。この結果は、統計およびドメインの詳細と共に表9Eに列挙される。この結果は、GPCR9が、アミノ酸残基の56位〜234位において7m_1(InterPro)7膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)ドメイン(InterProによって規定される)を含む。これは、GPCR9の配列が、これ/これらのドメインを含むことが公知の他のタンパク質の配列と類似の性質およびこれらのドメインの性質と類似を有することを示す。
【0170】
【表67】
Figure 2004500098
本明細書中に開示されるGPCRタンパク質および核酸に関する類似性の情報は、GPCR9が、嗅覚レセプターファミリーおよびGPCRファミリーの特徴である、重要な構造的および/または生理学的な機能を有することを示唆する。従って、本発明に関する核酸およびタンパク質は、診断適用および治療適用ならびに探索ツールとして有用である。これらは、特異的または選択的な核酸またはタンパク質診断および/または予測マーカーとして役立つことを含み、ここで核酸またはタンパク質の存在または量は、例えば、以下の潜在的な適用と同様に評価される:(i)タンパク質治療、(ii)低分子薬剤標的、(iii)抗体標的(治療学的、診断、薬物標的/細胞傷害抗体)、(iv)遺伝子治療(遺伝子送達/遺伝子切断)に有用な核酸あるいは(v)インビボおよびインビトロにおいて組織再生を促進する組成物(vi)生物学的防御兵器。GPCR9をコードする新規の核酸、本発明のGPCR9タンパク質またはそれらのフラグメントは、診断的適用においてさらに有用であり、ここで、核酸またはタンパク質の存在または量は、評価される。
【0171】
本発明の核酸およびタンパク質は、以下の治療に使用に関連する潜在的な治療学的適用において有用である:細菌、真菌、原性動物およびウイルス感染(特にHIV−1またはHIV−2によって起きる感染)、痛み、癌(新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌が挙げられるがこれらに限定されない)、食欲不振、過食症、ぜん息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿貯留、骨粗しょう症、クローン病、多発性硬化症;およびオールブライト遺伝性骨形成異常症の処置、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大および精神病性かつ神経学的障害(不安、精神分裂病、大うつ病、せん妄、痴呆、重症精神遅滞およびジスキネジー(例えば、ハンティングトン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群および/または他の病理学および傷害))。
【0172】
ポリペプチドは、本発明に特異的な抗体を産生するために免疫原としておよびワクチンとして使用され得る。これらはまた、潜在的なアゴニストおよびアンタゴニスト化合物についてスクリーニングに使用される。例えば、GPCR様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療に有用であり得、そしてGPCR様タンパク質が、それらの必要性において被験者に投与される場合、有用であり得る。非限定的な例として、本発明の組成物は、細菌、真菌、原性動物およびウイルス感染(特にHIV−1またはHIV−2によって起きる感染)、痛み、癌(新生物;腺癌;リンパ腫;前立腺癌;子宮癌が挙げられるがこれらに限定されない)、食欲不振、過食症、ぜん息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿貯留、骨粗しょう症、クローン病、多発性硬化症;およびオールブライト遺伝性骨形成異常症の処置、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大および精神病性かつ神経学的障害(不安、精神分裂病、大うつ病、せん妄、痴呆、重症精神遅滞およびジスキネジー(例えば、ハンティングトン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群および/または他の病理学および傷害))を患う患者の処置に効果を有する。GPCR様タンパク質をコードする新規の核酸、本発明のGPCR様タンパク質またはそれらのフラグメントは、診断的適用においてさらに有用であり、ここで、核酸またはタンパク質の存在または量は、評価される。
【0173】
これらの材料は、治療方法または診断方法における使用のための新規のGRCR9基質に免疫特異的に結合する抗体の産生においてさらに有用である。これらの抗体は、以下のセクションの「抗GPCRX抗体」に記載されるように、疎水性チャートからの推定を使用して、当該分野において公知の方法に従って産生され得る。
【0174】
(GRCR10)
GRCR10は、以下に開示される3つの類似の核酸および3つの類似のタンパク質のファミリーを含む。開示される核酸は、GPCR、OR様タンパク質をコードする。
【0175】
(GPCR10a)
開示される新規の核酸は、GPCRプローブまたは相同体に関するCuraGen Cororationの配列ファイル(GenBankによって利用可能なったGenomic Daily Fileに対して駆動する)を使用するTblastNによって染色体11にあることが同定された。この核酸は、プログラムGenScanTM(エキソンの選択を含む)によってさらに推定される。これらは、BLAST検索を使用して類似度によってさらに改変された。次いで、この配列は、明白な不一致に関して手動で回収され、それによって全長をコードする配列を得た。GPCR10aは、表10Aに示されるように(または6−L−19−Aと称される)948bp長の核酸である(配列番号34)。ORFは、ヌクレオチド7〜9においてATG開始コドンで始まり、ヌクレオチド934〜936におけるTAAコドンで終わる。開始コドンから上流および終止コドンから下流の推定非転写領域を表10Aにおいて下線を引いて示し、そして開始コドンおよび終止コドンを、太文字で示す。
【0176】
【表68】
Figure 2004500098
配列番号34によってコードされるGPCR10aタンパク質が、309アミノ酸残基を有し、そしてこれを、表10Bにおいて1文字コドンを使用して表す(配列番号35)。GPCR10aに関するSignalP、Psortおよび/または疎水性プロフィールは、GPCR10aが、シグナルペプチドを有し、そして0.6000の確実度で形質膜に局在するようだと推定する。SignalPは、表10Bにおいて斜線によって示される、配列VLE−NL(アミノ酸39とアミノ酸40との間)における切断部位を推定する。
【0177】
配列データベースの検索において、例えば、核酸配列が、臭気物質レセプターA16mRNA(GENBANK−ID:AB030896)に関する909bp Mus musculus遺伝子と908塩基のうち625の同一性(68%)を有する(E=3.0e−75)ことを見出す。
【0178】
【表69】
Figure 2004500098
本発明のタンパク質の全アミノ酸は、Rattus sp.(ptnr:TREMBLNEWACC:G264618)由来の307アミノ酸残基OR18臭気物質レセプタータンパク質に対して302アミノ酸残基のうち183の同一性(60%)、そして302残基のうち232の陽性(76%)を有することを見出した。
【0179】
(GPCR10b)
GPCR10a(6−L−19−A)を、配列を確認するためにエキソン連結プロセスに供した。PCRプライマーを、前向きのプライマーについては利用可能な最も上流の配列で開始し、そして逆向きのプライマーについては利用可能な最も下流の配列で開始することによって設計した。各場合に、この配列を、唯一であるかまたは高度に選択的であるかのいずれかである適切な配列に遭遇するまで、各末端からコード配列に内部に向かってウォーキングして試験するかあるいは、逆向きのプライマーの場合、終止コドンに達するまでウォーキングして試験した。次いで、このような適切な配列を、広範なcDNAライブラリーに基づいたPCR増幅において前向きおよび逆向きのプライマーとして使用した。生じたアンプリコンを、ゲル精製し、クローニングし、そしてGPCR10b(6−L−19−A1とまたいわれる)を提供する高度な重複に配列決定した。
【0180】
GPCR10b(948bp、配列番号36)についてのヌクレオチド配列を、表10Cに示す。このヌクレオチド配列は、GPCR10aとは、1ヌクレオチド変化((GPCR10aに対して番号を付し)T404>C)によって異なる。
【0181】
【表70】
Figure 2004500098
コードされたGPCR10bタンパク質を、表10Dに示す。この開示されたタンパク質は、309アミノ酸の長さであり、配列番号37によって示される。GPCR10bは、GPCR10aとは、1アミノ酸残基(I133>T)によって異なる。GPCR10aのように、GPCR10bについてのP分類(Psort)プロフィールは、この配列が単一のペプチドであり、0.6000の確実性でおそらく細胞膜に位置することを予知する。ペプチドについて最もありえる分裂部位は、SignalPの結果に基づいて、アミノ酸39および40の間、すなわち、アミノ酸配列VLE−NLにおけるスラッシュの位置である(表10D中にスラッシュとして示される)。
【0182】
【表71】
Figure 2004500098
表10Eは、GPCR10bについてのBLASTP結果を示す。
【0183】
【表72】
Figure 2004500098
(GPCR10c)
GPCR10a(6−L−19−A)を配列を確認するためにエキソン連結プロセスに供した場合、別のヌクレオチド配列が生じた。PCRプライマーを、前向きのプライマーについては利用可能な最も上流の配列で開始し、逆向きのプライマーについては利用可能な最も下流の配列で開始することによって設計した。各場合に、この配列を、唯一であるかまたは高度に選択的であるかのいずれかである適切な配列に遭遇するまで、各末端からコード配列に内部に向かってウォーキングして試験するかあるいは、逆向きのプライマーの場合、終止コドンに達するまでウォーキングして試験した。次いで、このような適切な配列を、広範なcDNAライブラリーに基づいたPCR増幅において前向きおよび逆向きのプライマーとして使用した。
【0184】
次いで、これらのプライマーを、以下のヒトcDNAプールに基づいたPCR増幅において使用した:副腎、骨髄、脳−扁桃、脳−小脳、脳−海馬、脳−黒質、脳−視床、脳−全体、胎児脳、胎児腎臓、胎児肝臓、胎児肺、心臓、腎臓、リンパ腫−ラージ、乳腺、膵臓、下垂体、胎盤、前立腺、唾液腺、骨格筋、小腸、脊髄、脾臓、胃、精巣、甲状腺、気管、子宮。通常、生じるアンプリコンをゲル精製し、クローニングし、高い重複性に配列決定した。全てのクローンから生じる配列を、それら自身で、CuraGen Corporationのデータベース中の他のフラグメントと、そして公開ESTとアセンブルさせた。フラグメントおよびESTを、アセンブリの別の成分とのこれらの同一性の程度が50bpを越えて少なくとも95%である場合、アセンブリのための成分としてインキュベートした。さらに、配列の痕跡を、手動で評価し、適切な場合、補正のために編集した。生じるアンプリコンをゲル精製し、クローニングし、以下に報告する配列を提供する高い重複性に配列決定した。これは、登録番号6−L−19−A−dalまたはGPCR10cと名付けられる。
【0185】
GPCR10c(943bp、配列番号38)についてのヌクレオチド配列を、表10Fに示す。GPCR10cヌクレオチド配列は、GPCR10aとは、5’末端で6少ないヌクレオチドならびに2ヌクレオチドの変化((GPCR10aについて番号を付し)G466>AおよびC834>T)を有することによって異なる。
【0186】
【表73】
Figure 2004500098
GPCR10cのコード領域は、1〜928ヌクレオチドであり、コードされたGPCR10cタンパク質を与え、表10Gに示される。この開示されたタンパク質は、309アミノ酸の長さであり、配列番号83に示される。GPCR10cは、GPCR10aとは1アミノ酸残基(A154>T)によって異なる。GPCR10aのように、GPCR5cについてのP分類プロフィールは、この配列が単一のペプチドであり、0.6000の確実性でおそらく細胞膜に位置することを予知する。ペプチドについて最もありえる分裂部位は、SignalPの結果に基づいて、アミノ酸39および40の間、すなわち、アミノ酸配列VLE−NLにおけるスラッシュの位置である(表10G中にスラッシュとして示される)。
【0187】
【表74】
Figure 2004500098
GPCR10について見出される可能なSNPを、表10Hに記載した。
【0188】
【表75】
Figure 2004500098
この開示されたGPCR10タンパク質(配列番号35)は、多くの嗅覚レセプタータンパク質に良好な同一性を有する。ClustalW分析について使用されるこの同一性情報を、表10Iに示す。GPCR10a、GPCR10bまたはGPCR10cとして具体的にいわない場合、GPCR10に対する任意の言及は、全ての改変体を含むとみなす。本明細書中の任意のGPCRX改変体配列の間で異なる残基を、「a」改変体中の残基および「a」改変体に対する残基位置を示すために書く。個々のGPCR改変体の間で異なる、以下の全ての配列アラインメント中のGPCR残基を、四角で強調し、そして本明細書中の全てのアラインメントの改変体の残基の上に(o)記号でマークする。例えば、表10Jの1行目に示されるタンパク質は、GPCR10aについての配列を示し、そしてGPCR10bまたはGPCR10cが異なる位置を(o)記号でマークし、そして四角で強調した。全てのGPCR10タンパク質は、嗅覚レセプター(OR)タンパク質に有意な相同性を有する:
【0189】
【表76】
Figure 2004500098
この情報を、GPCR10を関連するタンパク質配列と比較するClustalW分析として、表10Jに与えられる複数の配列アラインメントに図式的に示す(GPCR10を1行目に示して)。
【0190】
【表77】
Figure 2004500098
GPCR10における同定可能なドメインの存在を、PROSITE、Blocks、Pfam、ProDomain、Printsのようなアルゴリズムを使用した研究によって決定し、次いで、Interproのウェブサイト(http:www.ebi.ac.uk/interpro/)を使用してドメインの一致(または数)を交差させることによってInterpro数を決定する。
【0191】
GPCR10についてのDOMAINの結果を、Conserved Domain Database(CDD)からReverse Position Specific BLASTによって収集した。このBLASTは、SmartおよびPfam収集に見出されるドメインをサンプリングする。この結果を、統計およびドメインの説明と共に表10Kに記載する。これらの結果は、このタンパク質が以下のタンパク質ドメイン(アミノ酸位置39〜213でドメイン名7tm_1(InterPro)7回膜貫通レセプター(ロドプシンファミリー)(Interproによって規定されるように)を示された位置で含むことを示す。これは、GPCR10の配列がこのドメインを含む公知の他のタンパク質の特性に類似の特性およびこのドメインの特性に類似の特性を有することを示す。
【0192】
【表78】
Figure 2004500098
本明細書中に開示されるGPCR10タンパク質および核酸についての類似性情報は、GPCR10が、嗅覚レセプターファミリーおよびGPCRファミリーに特徴的な重要な構造的および/または生理学的機能を有し得ることを示唆する。従って、本発明の核酸およびタンパク質は、潜在的な診断的適用および治療的適用においてならびに研究道具として有用である。これらは、特異的または選択的な核酸またはタンパク質の診断的および/または治療的マーカーとして働く工程を包含し、ここで、核酸またはタンパク質の存在または量、ならびに以下のような潜在的な治療的適用が評価される:(i)タンパク質治療、(ii)低分子薬物標的、(iii)抗体標的(治療、診断、薬物標的化/細胞傷害性抗体)、(iv)遺伝子治療(遺伝子送達/遺伝子除去)において有用な核酸、および(v)インビトロおよびインビボで組織再生を促進する組成物(vi)生物学的な防御武器。本発明のGPCR10をコードする新規核酸およびGPCR10タンパク質またはこれらのフラグメントは、さらに治療的適用において有用であり得、ここで、この核酸またはタンパク質の存在または量が、評価される。
【0193】
本発明の核酸およびタンパク質は、感染(例えば、細菌、真菌、原生動物、およびウイルス感染(特にHIV−1またはHIV−2によって引き起こされる感染))、痛み、癌(新生物;線癌;リンパ種;前立腺癌;子宮癌を含むがこれらに限定されない)、食欲不振、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿停滞、骨粗鬆症、クローン病、多発性硬化症の処置において、そしてオールブライト遺伝性骨形成異常症、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神病性傷害および神経学的傷害(不安、精神分裂病、躁うつ病、せん妄、痴呆、深刻な精神遅滞を含む)そして運動障害(例えば、ハンチントン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群)ならびに/または他の病理学および傷害の処置における使用において関連する、潜在的な治療的適用において有用である。これらのポリペプチドを、本発明について特異的な抗体の、ワクチンとしての産生ための免疫原として使用し得る。これらをまた、潜在的なアゴニストおよびアンタゴニスト化合物についてスクリーニングするために使用し得る。例えば、GPCR様タンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療において有用であり得、そしてGPCR様タンパク質は、それを必要とする被験体に投与される場合に有用であり得る。非限定的な実施例のために、本発明の組成物は、細菌、真菌、原生動物、およびウイルス感染(特にHIV−1またはHIV−2によって引き起こされる感染)、痛み、癌(新生物;線癌;リンパ種;前立腺癌;子宮癌を含むがこれらに限定されない)、食欲不振、過食症、喘息、パーキンソン病、急性心不全、低血圧、高血圧、尿停滞、骨粗鬆症、クローン病、多発性硬化症を被っている患者の処置について、そしてオールブライト遺伝性骨形成異常症、狭心症、心筋梗塞、潰瘍、喘息、アレルギー、良性前立腺肥大、ならびに精神病性傷害および神経学的傷害(不安、精神分裂病、躁うつ病、せん妄、痴呆、深刻な精神遅滞を含む)ならびに運動障害(ハンチントン病またはジル・ド・ラ・ツレット症候群)ならびに/または他の病理学および傷害の処置について効力を有する。これらの材料はさらに、治療または診断的方法における使用のための新規GPCR10物質に免疫特異的に結合する抗体の産生において有用である。これらの抗体を、以下の「抗GPCRX抗体」の節で記載するように、疎水性チャートからの予知を使用して当該分野で公知の方法に従って産生し得る。
【0194】
本発明のGPCRX核酸およびタンパク質のまとめを、表11に示す。
【0195】
【表79】
Figure 2004500098
(GPCRX核酸およびポリペプチド)
本発明の1つの局面は、GPCRXポリペプチドまたはその生物学的に活性なタンパク質をコードする、単離された核酸分子に関する。また、GPCRXをコードする核酸(例えば、GPCRX mRNA)を同定するためのハイブリダイゼーションプローブとしての使用について十分な核酸フラグメント、およびGPCRX核酸分子の増幅および/または変異のためのPCRプライマーとしての使用のためのフラグメントもまた、本発明に含まれる。本明細書中で使用される場合、用語「核酸分子」は、DNA分子(例えば、cDNAまたはゲノムDNA)、RNA分子(例えば、mRNA)、ヌクレオチドアナログを使用して作成されるDNAまたはRNAのアナログ、ならびにそれらの誘導体、フラグメントおよびホモログを含むことを意図する。核酸分子は一本鎖または二本鎖であり得るが、好ましくは二本鎖DNAである。
【0196】
GPCRX核酸は、成熟GPCRXポリペプチドをコードし得る。本明細書中で使用される場合、本発明において開示されるポリペプチドの「成熟」形態またはタンパク質は、天然に存在するポリペプチドまたは前駆体形態またはプロプロテイン(proprotein)の生成をいう。天然に存在するポリペプチドまたは前駆体形態またはプロプロテインとしては、非限定的な例の目的のみとして、対応する遺伝子によりコードされる全長遺伝子産物が挙げられる。あるいは、これらは、本明細書中に開示されるオープンリーディングフレームによりコードされるポリペプチド、前駆体またはプロプロテインとして規定され得る。生成物「成熟」形態は、また非限定的な例の目的として、1以上の天然に存在するプロセシング工程(これらがこの遺伝子産物が生じる細胞または宿主細胞内で起こる場合)の結果として生じる。ポリペプチドまたはタンパク質の「成熟」形態に至るこのようなプロセシング工程の例としては、オープンリーディングフレームの開始コドンによりコードされるN末端メチオニン残基の切断、またはシグナルペプチドまたはリーダー配列のタンパク質分解切断が挙げられる。従って、残基1〜N(残基1がN末端メチオニンである場合)を有する前駆体ポリペプチドまたはタンパク質から生じる成熟形態は、N末端メチオニンの除去後に残基2〜Nを有する。あるいは、残基1〜N(ここで、N末端シグナル配列(残基1〜M)が切断される)を有する前駆体ポリペプチドまたはタンパク質から生じる成熟形態は、残りの残基M+1〜残基Nを有する。さらに、本明細書中で使用される場合、ポリペプチドまたはタンパク質の「成熟」形態は、タンパク質分解事象ではなく、翻訳後修飾の工程から生じ得る。このようなさらなるプロセスとしては、非限定的な例として、グリコシル化、ミリストイル化またはリン酸化が挙げられる。一般に、成熟ポリペプチドまたはタンパク質は、これらのプロセスの1つのみまたはこれらの任意の組み合わせの操作から生じ得る。
【0197】
用語「プローブ」とは、本明細書中で使用される場合、種々の長さの核酸配列をいい、好ましくは、特定の用途に依存して、少なくとも約10ヌクレオチド(nt)、100nt、または例えば、約6,000ntほどの大きさの間である。プローブは、同一、類似または相補的な核酸配列の検出において使用される。より長いプローブは、通常、天然供給源または組換え供給源から入手され、非常に特異的であり、そしてより長さの短いオリゴマープローブよりもはるかに遅くハイブリダイズする。プローブは、一本鎖または二本鎖であり得、そしてPCR、膜ベースのハイブリダイゼーション技術、またはELISA様の技術において特異性を有するように設計される。
【0198】
用語「単離された」核酸分子は、本明細書中で使用される場合、この核酸の天然の供給源中に存在する他の核酸分子から分離された核酸分子である。好ましくは、「単離された」核酸は、この核酸が由来する生物のゲノムDNA中でこの核酸に天然に隣接する配列(すなわち、この核酸の5’末端および3’末端に位置する配列)を含まない。例えば、種々の実施形態において、単離されたGPCRX核酸分子は、この核酸が由来する細胞/組織(例えば、脳、心臓、肝臓、脾臓など)のゲノムDNA中でこの核酸に天然で隣接する、約5kb、4kb、3kb、2kb、1kb、0.5kb、または0.1kb未満のヌクレオチド配列を含み得る。さらに、「単離された」核酸分子、例えば、cDNA分子は、組換え技術により産生される場合、その他の細胞物質または培養培地を実質的に含まないか、または化学的に合成される場合、化学物質前駆体もしくはその他の化学物質を実質的に含まないものであり得る。
【0199】
本発明の核酸分子、例えば、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のヌクレオチド配列を有する核酸分子、または上記のヌクレオチド配列の相補体は、標準的な分子生物学的技法および本明細書で提供される配列情報を用いて単離され得る。ハイブリダイゼーションプローブとして、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38の核酸の全部または一部を使用して、GPCRX分子は、標準的なハイブリダイゼーションおよびクローニング技術(例えば、Sambrookら(編)、MOLECULAR CLONING:A LABORATORYY MANUAL第2版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、NY、1989;およびAusubelら、(編)、CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY、John Wiley&Sons、New York、NY、1993に記載されるように)を用いて単離され得る。
【0200】
本発明の核酸は、標準的なPCR増幅技法に従って、テンプレートとしてcDNA、mRNAあるいはゲノムDNA、および適切なオリゴヌクレオチドプライマーを用いて増幅され得る。このように増幅された核酸は、適切なベクター中にクローン化され、そしてDNA配列分析により特徴付けられ得る。さらに、GPCRXヌクレオチド配列に対応するオリゴヌクレオチドは、標準的な合成技術、例えば、自動化DNA合成機を用いることにより調製され得る。
【0201】
本明細書で用いられる場合、用語「オリゴヌクレオチド」は、一連の連結されたヌクレオチド残基をいい、このオリゴヌクレオチドは、PCR反応で用いられるに十分な数のヌクレオチド塩基を有する。短いオリゴヌクレオチド配列は、ゲノム配列もしくはcDNA配列に基づき得るか、またはそれから設計され得、そして特定の細胞もしくは組織において、同一、類似もしくは相補的DNAまたはRNAを増幅し、確認し、もしくはその存在を示すために用いられる。オリゴヌクレオチドは、約10nt、50nt、または100ntの長さ、好ましくは約15nt〜30ntの長さを有する核酸配列の部分を含む。本発明の1つの実施形態では、100ntより少ない長さの核酸分子を含むオリゴヌクレオチドは、さらに、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38の少なくとも6個連続するヌクレオチド、またはその相補体を含む。オリゴヌクレオチドは、化学的に合成され得、そしてプローブとして用いられ得る。
【0202】
別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38に示されるヌクレオチド配列またはこのヌクレオチド配列の一部分(例えば、プローブまたはプライマーとして使用され得るフラグメント、あるいはGPCRXポリペプチドの生物学的に活性な部分をコードするフラグメント)の相補体である核酸分子を含む。配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38に示されるヌクレオチド配列に相補的である核酸分子は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38に示されるヌクレオチド配列に十分相補的である核酸分子であり、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38に示されるヌクレオチド配列に対しミスマッチがほとんどまたは全くなく水素結合し得、それによって安定な二本鎖を形成する核酸分子である。
【0203】
本明細書で用いる場合、用語「相補的」は、核酸分子のヌクレオチド単位間のWatson−CrickまたはHoogsteen塩基対形成をいい、そして用語「結合」は、2つのポリペプチドまたは化合物または関連ポリペプチドまたは化合物またはその組合せ間の物理的または化学的相互作用を意味する。結合は、イオン性、非イオン性、ファンデルワールス性、疎水性相互作用などを含む。物理的相互作用は直接的であるかまたは間接的であり得る。間接的相互作用は、別のポリペプチドまたは化合物を介するか、またはその効果に起因し得る。直接的結合は、別のポリペプチドもしくは化合物を介して、またはその効果に起因して生じない、その他の実質的な化学的中間体がない相互作用をいう。
【0204】
本明細書中に提供されるフラグメントは、少なくとも6個の(連続する)核酸配列または少なくとも4個の(連続する)アミノ酸配列(それぞれ、核酸の場合には、特異的なハイブリダイゼーションを可能にし、またはアミノ酸の場合には、エピトープの特異的な認識を可能にするに十分な長さ)として規定され、そして全長配列未満のせいぜいいくらかの部分である。フラグメントは、選択された核酸配列またはアミノ酸配列の任意の連続する部分に由来し得る。誘導体は、直接的にかまたは改変もしくは部分的置換によってかのいずれかでネイティブな化合物から形成される核酸配列またはアミノ酸配列である。アナログは、ネイティブな化合物に類似する構造を有する(しかし、同一ではない)が、特定の成分または側鎖に関してそれとは異なる核酸配列またはアミノ酸配列である。アナログは、合成物であり得るか、または進化的に異なる起源に由来し得、そして野生型と比較して、類似の代謝活性または反対の代謝活性を有し得る。ホモログは、異なる種由来の特定の遺伝子の核酸配列またはアミノ酸配列である。
【0205】
誘導体およびアナログは、以下に記載のように、誘導体またはアナログが、修飾された核酸またはアミノ酸を含む場合、全長、または全長以外のものであり得る。本発明の核酸またはタンパク質の誘導体またはアナログは、種々の実施形態において、本発明の核酸もしくはタンパク質に、同一の大きさの核酸またはアミノ酸配列にわたって、または整列した配列に比較した場合(この整列は、当該分野で公知であるコンピューター相同性プログラムによって実施される)、少なくとも約30%、50%、70%、80%、または95%の同一性(好ましい同一性は、80〜95%)で実質的に相同であるか、あるいはそのコードする核酸がストリンジェントの、中程度にストリンジェントの、または低いストリンジェントの条件下で上記のタンパク質をコードする配列の相補体にハイブリダイズし得る、領域を含む分子を包含するが、これらに限定されない。例えば、Ausubelら、CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY、John Wiley & Sons、New York、NY、1993、および以下を参照のこと。
【0206】
「相同な核酸配列」もしくは「相同なアミノ酸配列」、またはその改変体とは、上記で考察したように、ヌクレオチドレベルまたはアミノ酸レベルにおける相同性によって特徴付けられる配列をいう。相同なヌクレオチド配列は、GPCRXポリペプチドのアイソフォームをコードする配列をコードする。アイソフォームは、例えば、RNAの選択的スプライシングの結果として、同一の生物の異なる組織において発現され得る。あるいは、アイソフォームは、異なる遺伝子によってコードされ得る。本発明において、相同なヌクレオチド配列は、ヒト以外の種(脊椎動物が挙げられるが、これに限定されず、従って、例えば、カエル、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマおよび他の生物が挙げられ得る)のGPCRXポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む。相同なヌクレオチド配列はまた、天然に生じる対立遺伝子改変体および本明細書に記載されるヌクレオチド配列の変異体が挙げられるが、これらに限定されない。しかし、相同的ヌクレオチド配列は、ヒトGPCRXタンパク質をコードする正確なヌクレオチド配列を含まない。相同核酸配列は、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83の保存的アミノ酸置換(以下を参照のこと)、およびGPCRX生物学的活性を保有するポリペプチドをコードする核酸配列を含む。GPCRXタンパク質の種々の生物学的活性は以下に記載されている。
【0207】
GPCRXポリペプチドは、GPCRX核酸のオープンリーディングフレームによりコードされる。ORFは、ポリペプチドに潜在的に翻訳され得るヌクレオチド配列に対応する。ORFを含む核酸のストレッチは、終止コドンによって途切れない。全タンパク質についてのコード配列を表すORFは、ATG「開始」コドンで始まり、そして3つの「終止」コドン(すなわち、TAA、TAG、またはTGA)のうちの1つで終結する。本発明の目的で、ORFは、開始コドン、終止コドンまたはその両方を有するかまたは有さない、コード配列の任意の部分であり得る。bona fide細胞タンパク質のコードのための良好な候補としてみなされるORFについて、最小サイズの要求がしばしば、例えば、50アミノ酸以上のタンパク質をコードするDNAのストレッチを設定する。
【0208】
ヒトGPCRX遺伝子のクローニングから決定されたヌクレオチド配列は、他の細胞型(例えば、他の組織由来)におけるGPCRXホモログ、ならびに他の脊椎動物由来のGPCRXホモログを同定および/またはクローニングする際の使用のために設計されるプローブおよびプライマーの作製を可能にする。このプローブ/プライマーは、代表的には、実質的に精製されたオリゴヌクレオチドを含む。このオリゴヌクレオチドは、代表的には、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38の少なくとも約12個、約25個、約50個、約100個、約150個、約200個、約250個、約300個、約350個または約400個の連続するセンス鎖ヌクレオチド配列;または配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のアンチセンス鎖ヌクレオチド配列;あるいは配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38の天然に存在する変異体の少なくとも約12個、約25個、約50個、約100個、約150個、約200個、約250個、約300個、約350個または約400個の連続するセンス鎖ヌクレオチド配列に、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列の領域を含む。
【0209】
ヒトGPCRXヌクレオチド配列に基づくプローブは、同じまたは相同なタンパク質をコードする転写物またはゲノム配列を検出するために使用され得る。種々の実施形態において、このプローブはさらに、プローブに付着した標識基を含み、例えば、この標識基は放射性同位体、蛍光化合物、酵素、または酵素補因子であり得る。このようなプローブは、GPCRXタンパク質を誤って発現する細胞または組織を同定するための診断試験キットの一部として、例えば、被験体由来の細胞のサンプル中のGPCRXをコードする核酸のレベルを測定すること(例えば、GPCRX mRNAレベルを検出すること、またはゲノムGPCRX遺伝子が変異しているかまたは欠失しているか否かを決定すること)によって使用され得る。
【0210】
「GPCRXポリペプチドの生物学的に活性な部分を有するポリペプチド」は、本発明のポリペプチドの活性に類似するが必ずしも同一ではない活性を示すポリペプチドをいい、用量依存性の有無に関わらず、特定の生物学的アッセイにおいて測定されるような成熟形態を含む。「GPCRXの生物学的に活性な部分」をコードする核酸フラグメントは、GPCRXの生物学的活性(GPCRXタンパク質の生物学的活性は、以下に記載される)を有するポリペプチドをコードする、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38の一部を単離し、GPCRXタンパク質のコードされた部分を発現させ(例えば、インビトロでの組換え発現によって)、そしてGPCRXのコードされた部分の活性を評価することによって調製され得る。
【0211】
(GPCRX核酸およびポリペプチドの改変体)
本発明はさらに、遺伝コードの縮重に起因して、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38に示されるヌクレオチド配列とは異なる核酸分子を包含し、従って、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38に示されるヌクレオチド配列によってコードされるタンパク質と同じGPCRXタンパク質をコードする。別の実施形態において、本発明の単離された核酸分子は、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に示されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有する。
【0212】
配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38に示されるGPCRXヌクレオチド配列に加えて、このGPCRXポリペプチドのアミノ酸配列における変化を導くDNA配列多型は、集団(例えば、ヒト集団)内に存在し得ることが、当業者によって理解される。GPCRX遺伝子中のこのような遺伝的多型は、天然の対立遺伝子のバリエーションに起因して、集団内の個体間に存在し得る。本明細書中で使用される場合、用語「遺伝子」および「組換え遺伝子」は、GPCRXタンパク質、好ましくは脊椎動物のGPCRXタンパク質をコードするオープンリーディングフレーム(ORF)を含む核酸分子をいう。このような天然の対立遺伝子のバリエーションは、代表的には、GPCRX遺伝子のヌクレオチド配列において1〜5%の変動性を生じ得る。天然の対立遺伝子バリエーションの結果であり、そしてこのGPCRXポリペプチドの機能的活性を変化させない、GPCRXポリペプチド内の任意および全てのこのようなヌクレオチドのバリエーションならびに得られるアミノ酸多型は、本発明の範囲内であると意図される。
【0213】
さらに、他の種由来のGPCRXタンパク質をコードし、従って、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のヒト配列とは異なるヌクレオチド配列を有する核酸分子は、本発明の範囲内にあることが意図される。本発明のGPCRXのcDNAの天然の対立遺伝子改変体およびホモログに対応する核酸分子は、本明細書中に開示されるヒトGPCRX核酸に対するその相同性に基づいて、ストリンジェントハイブリダイゼーション条件下で、標準的なハイブリダイゼーション技術に従うハイブリダイゼーションプローブとしてヒトcDNAまたはその一部を用いて単離され得る。
【0214】
従って、別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、少なくとも6ヌクレオチド長であり、そしてストリンジェント条件下で配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のヌクレオチド配列を含む核酸分子にハイブリダイズする。別の実施形態では、この核酸は、少なくとも10、25、50、100、250、500、750、1000、1500、または2000以上のヌクレオチド長である。なお別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、コード領域にハイブリダイズする。本明細書中で用いられる場合、用語「ストリンジェント条件下でハイブリダイズする」は、ハイブリダイゼーションおよび洗浄に関して、互いに少なくとも60%相同なヌクレオチド配列が代表的には互いにハイブリダイズしたままである条件を記載することを意図する。
【0215】
ホモログ(すなわち、ヒト以外の種由来のGPCRXタンパク質をコードする核酸)または他の関連配列(例えば、パラログ(paralogs))は、特定のヒト配列の全てまたは一部をプローブとし、核酸ハイブリダイゼーションおよびクローニングに関して当該分野で周知の方法を使用して、低い、中程度の、または高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーションによって入手され得る。
【0216】
本明細書で用いられる場合、語句「ストリンジェントハイブリダイゼーション条件」は、その条件下で、プローブ、プライマーまたはオリゴヌクレオチドが、その標的配列にハイブリダイズするが、その他の配列にはハイブリダイズしない条件をいう。ストリンジェントな条件は配列依存性であり、そして異なる状況で異なる。より長い配列は、より短い配列より高い温度で特異的にハイブリダイズする。一般に、ストリンジェントな条件は、規定されたイオン強度およびpHで、特定の配列の熱融解点(Tm)より約5℃低いように選択される。このTmは、標的配列に相補的なプローブの50%が、平衡状態で標的配列にハイブリダイズする(規定されたイオン強度、pHおよび核酸濃度下)温度である。標的配列は一般に過剰で存在するので、Tmでは、50%のプローブが平衡状態で占有されている。代表的には、ストリンジェントな条件は、pH7.0〜8.3で、塩濃度が約1.0Mナトリウムイオンより少なく、代表的には約0.01〜1.0Mナトリウムイオン(またはその他の塩)、そして温度が短いプローブ、プライマーまたはオリゴヌクレオチド(例えば、10nt〜50nt)について少なくとも約30℃、そしてより長いプローブ、プライマーおよびオリゴヌクレオチドについて少なくとも約60℃であるような条件である。ストリンジェントな条件はまた、ホルムアミドのような、脱安定化剤の添加で達成され得る。
【0217】
ストリンジェント条件は、当業者に公知であり、そしてAusubelら(編),CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY,John Wiley & Sons,N.Y.(1989),6.3.1−6.3.6に見出され得る。好ましくは、この条件は、互いに少なくとも約65%、約70%、約75%、約85%、約90%、約95%、約98%または約99%相同な配列が、代表的には互いにハイブリダイズしたままであるような条件である。ストリンジェントハイブリダイゼーション条件の非限定的な例は、6×SSC、50mM Tris−HCl(pH7.5)、1mM EDTA、0.02% PVP、0.02% Ficoll、0.02% BSA、および500mg/ml変性サケ精子DNAを含む高塩緩衝液中での65℃でのハイブリダイゼーションであり、続いて、0.2×SSC、0.01% BSA中での50℃での1回以上の洗浄を行う。ストリンジェント条件下で配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38の配列にハイブリダイズする、本発明の単離された核酸分子は、天然に存在する核酸分子に対応する。本明細書中で使用される場合、「天然に存在する」核酸分子とは、天然に存在する(例えば、天然のタンパク質をコードする)ヌクレオチド配列を有する、RNA分子またはDNA分子をいう。
【0218】
第2の実施形態では、配列番号1、4、6、またはそれらのフラグメント、アナログもしくは誘導体のヌクレオチド配列を含む核酸分子に、中程度のストリンジェンシー条件下でハイブリダイズし得る核酸配列が提供される。中程度のストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件の非限定的な例は、55℃での6×SSC、5×デンハルト溶液、0.5% SDSおよび100mg/ml変性サケ精子DNA中でのハイブリダイゼーション、続いて1×SSC、0.1% SDS中での37℃での1回以上の洗浄である。用いられ得る中程度のストリンジェンシーの他の条件は、当該分野で周知である。例えば、Ausubelら(編),1993,CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY,John Wiley & Sons,NYおよびKriegler,1990,GENE TRANSFER AND EXPRESSION,A LABORATORY MANUAL,Stockton Press,NYを参照のこと。
【0219】
第3の実施形態では、配列番号1、4、6、またはそれらのフラグメント、アナログもしくは誘導体のヌクレオチド配列を含む核酸分子に、低ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズし得る核酸が提供される。低ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件の非限定的な例は、35%ホルムアミド、5×SSC、50 mM Tris−HCl(pH7.5)、5mM EDTA、0.02% PVP、0.02% Ficoll、0.2% BSA、100mg/mlの変性サケ精子DNA、10%(重量/容量)デキストラン硫酸中での40℃でのハイブリダイゼーション、続いて2×SSC、25mM Tris−HCl(pH7.4)、5mM EDTAおよび0.1% SDS中での50℃での1回以上の洗浄である。用いられ得る低ストリンジェンシーの他の条件は、当該分野で周知である(例えば、種交差ハイブリダイゼーションについて用いられるように)。例えば、Ausubelら(編),1993,CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY,John Wiley & Sons,NYならびにKriegler,1990,GENE TRANSFER AND EXPRESSION,A LABORATORY MANUAL,Stockton Press,NY;ShiloおよびWeinberg,1981,Proc Natl Acad Sci USA 78:6789−6792を参照のこと。
【0220】
(保存的変異)
集団中に存在し得る、GPCRX配列の天然に存在する対立遺伝子改変体に加えて、当業者は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のヌクレオチド配列への変異によって変化が導入され得、それによって、このGPCRXタンパク質の機能的能力を変更することなく、コードされるGPCRXタンパク質のアミノ酸配列に変化がもたらされることをさらに理解する。例えば、「非必須」アミノ酸残基にてアミノ酸置換をもたらすヌクレオチド置換は、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83の配列において行われ得る。「非必須」アミノ酸残基は、生物学的活性を有意に変更することなく、このGPCRXタンパク質のの野生型配列から、変更され得る残基であり、一方、「必須」アミノ酸残基は、このような生物学的活性に必要とされる。例えば、本発明のGPCRXタンパク質の間で保存されているアミノ酸残基は、特に変更を受け入れ難いと予測される。保存的置換がなされ得るアミノ酸は、当該分野で周知である。
【0221】
本発明の別の局面は、活性に必須ではないアミノ酸残基における変化を含む、GPCRXタンパク質をコードする核酸分子に関する。このようなGPCRXタンパク質は、アミノ酸配列が、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83とは異なるが、生物学的活性をなお保持する。1つの実施形態では、単離された核酸分子は、タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含み、ここで、このタンパク質は、それぞれ、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のアミノ酸配列に少なくとも約45%の相同性であるアミノ酸配列を含む。好ましくは、この核酸分子によってコードされるタンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に対して少なくとも約60%相同であり;よりましくは配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に対して少なくとも約70%相同であり;なおより好ましくは、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に対してして少なくとも約80%相同であり;なおより好ましくは、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に対して少なくとも約90%相同であり;そして最も好ましくは、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に対して少なくとも約95%相同である。
【0222】
配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のタンパク質に相同なGPCRXタンパク質をコードする単離された核酸分子は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のヌクレオチド配列に1以上のヌクレオチドの置換、付加または欠失を導入することにより作製され得、その結果、1以上のアミノ酸の置換,付加または欠失が、コードされるタンパク質に導入される。
【0223】
変異は、標準技術(例えば、部位特異的変異誘発およびPCR媒介変異誘発)によって配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に導入され得る。好ましくは、保存的アミノ酸置換が、1以上の推定非必須アミノ酸残基にて作製される。「保存的アミノ酸置換」は、アミノ酸残基が類似の側鎖を有するアミノ酸残基で置換される、アミノ酸置換である。類似の側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当該分野で定義されている。これらのファミリーとしては、以下が挙げられる:塩基性側鎖を有するアミノ酸(例えば、リジン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アルパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロシン、システイン)、非極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β分枝側鎖を有するアミノ酸(例えば、トレオニン、バリン、イソロイシン)および芳香族側鎖を有するアミノ酸(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)。従って、GPCRXタンパク質中の推定された非必須アミノ酸残基は、同じ側鎖のファミリー由来の別のアミノ酸残基で置換される。あるいは、別の実施形態では、変異は、GPCRXコード配列の全てまたは一部に沿って(例えば、飽和変異誘発(saturation mutagenesis)によって)ランダムに導入され得、そして得られる変異体は、GPCRXの生物学的活性についてスクリーニングされて、活性を維持する変異体を同定し得る。配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38の変異誘発に続いて、コードされるタンパク質は、当該分野で公知の任意の組換え技術によって発現され得、そしてこのタンパク質の活性が決定され得る。
【0224】
アミノ酸ファミリーの関連性はまた、側鎖に基づいて決定され得る。置換されたアミノ酸は、完全に保存された「強い」残基または完全に保存された「弱い」残基であり得る。保存されたアミノ酸残基の「強い」群は、以下の群のいずれかであり得る:STA、NEQK、NHQK、NDEQ、QHRK、MILV、MILF、HY、FYW(ここで、単一の文字のアミノ酸コードは、互いに置換され得るこれらのアミノ酸残基によりグループ化される)。同様に、保存された残基の「弱い」群は、以下のいずれかで有り得る:CSA、ATV、SAG、STNK、STPA、SGND、SNDEQK、NDEQHK、NEQHRK、VLIM、HFY(ここで、各群内の文字は、一文字アミノ酸コードを表する)。
【0225】
1つの実施形態では、変異GPCRXタンパク質は、以下についてアッセイされ得る:(i)他のGPCRXタンパク質、他の細胞表面タンパク質、または生物学的に活性なそれらの部分と、タンパク質:タンパク質相互作用を形成する能力、(ii)変異GPCRXタンパク質と、GPCRXのリガンドとの間の複合体形成;(iii)変異GPCRXタンパク質が細胞内標的タンパク質またはその生物学的に活性な部分に結合する能力;(例えば、アビジンタンパク質)。
【0226】
なお別の実施形態において、変異体GPCRXタンパク質は、特定の生物学的機能を調節する能力(例えば、インスリン放出の能力)についてアッセイされ得る。
【0227】
(アンチセンス核酸)
本発明の別の局面は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38またはそのフラグメント、アナログもしくは誘導体のヌクレオチド配列を含む核酸分子にハイブリダイズし得るかまたは相補的である、単離されたアンチセンス核酸分子に関する。「アンチセンス」核酸は、タンパク質をコードする「センス」核酸に相補的である(例えば、二本鎖cDNA分子のコード鎖に相補的であるかまたはmRNA配列に相補的である)ヌクレオチド配列を含む。特定の局面では、少なくとも約10、約25、約50、約100、約250もしくは約500ヌクレオチドまたは全体のGPCRXコード鎖、またはそれらの一部のみに相補的な配列を含む、アンチセンス核酸分子が提供される。配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のGPCRXタンパク質のフラグメント、ホモログ、誘導体およびアナログをコードする核酸分子、または配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のGPCRX核酸配列に相補的なアンチセンス核酸がさらに提供される。
【0228】
1つの実施形態では、アンチセンス核酸分子は、GPCRXタンパク質をコードするヌクレオチド配列のコード鎖の「コード領域」に対してアンチセンスである。用語「コード領域」とは、アミノ酸残基に翻訳されるコドンを含む、ヌクレオチド配列の領域をいう。別の実施形態では、このアンチセンス核酸分子は、GPCRXタンパク質をコードするヌクレオチド配列のコード鎖の「非コード領域」に対してアンチセンスである。用語「非コード領域」とは、コード領域に隣接する、アミノ酸に翻訳されない、5’配列および3’配列をいう(すなわち、5’非翻訳領域および3’非翻訳領域ともいわれる)。
【0229】
本明細書中に開示されるGPCRXタンパク質をコードするコード鎖配列を考慮すれば、本発明のアンチセンス核酸は、WatsonおよびCrickまたはHoogsteenの塩基対合の規則に従って設計され得る。アンチセンス核酸分子は、GPCRX mRNAのコード領域全体に相補的であり得るが、より好ましくは、GPCRX mRNAのコード領域または非コード領域の一部にのみアンチセンスであるオリゴヌクレオチドである。例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、GPCRX mRNAの翻訳開始部位を取り囲む領域に相補的であり得る。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、例えば、長さが約5、約10、約15、約20、約25、約30、約35、約40、約45または約50ヌクレオチドであり得る。本発明のアンチセンス核酸は、当該分野で公知の手順を用いて、化学的合成または酵素連結反応を用いて構築され得る。例えば、アンチセンス核酸(例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド)は、天然に存在するヌクレオチド、またはこの分子の生物学的安定性を増大させるように、もしくはアンチセンス核酸とセンス核酸との間で形成される二重鎖の物理的安定性を増大させるように設計された種々に改変されたヌクレオチドを用いて化学的に合成され得る(例えば、ホスホロチオエート誘導体およびアクリジン置換ヌクレオチドが用いられ得る)。
【0230】
アンチセンス核酸を作製するために用いられ得る改変されたヌクレオチドの例としては以下が挙げられる:5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、4−アセチルシトシン、5−(カルボキシヒドロキシメチル)ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル2−チオウリジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、β−D−ガラクトシルクエオシン(galactosylqueosine)、イノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−アデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルクエオシン(mannosylqueosine)、5’−メトキシカルボキシメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、ワイブトキソシン、シュードウラシル、クエオシン(queosine)、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、5−メチル−2−チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウラシル、(acp3)w、および2,6−ジアミノプリン。あるいは、このアンチセンス核酸は、核酸がアンチセンス方向でサブクローニングされた発現ベクターを用いて生物学的に生成され得る(すなわち、挿入された核酸から転写されたRNAは、以下の小節にさらに記載される、目的の標的核酸に対してアンチセンス方向である)。
【0231】
本発明のアンチセンス核酸分子は、代表的には被験体に投与されるか、またはインサイチュで生成され、その結果それらは、GPCRXタンパク質をコードする細胞性mRNAおよび/またはゲノムDNAとハイブリダイズするか、またはそれに結合し、それによってこのタンパク質の発現を阻害する(例えば、転写および/または翻訳を阻害することによって)。ハイブリダイゼーションは、安定な二重鎖を形成する従来のヌクレオチド相補性によってか、または例えばDNA二重鎖に結合するアンチセンス核酸分子の場合には、二重らせんのメジャーグルーブ(major groove)における特異的相互作用を介してであり得る。本発明のアンチセンス核酸分子の投与経路の例としては、組織部位での直接的注射が挙げられる。あるいは、アンチセンス核酸分子は、選択された細胞を標的化するように改変され得、次いで全身に投与される。例えば、全身投与のために、アンチセンス分子は、それらが選択された細胞表面上に発現されたレセプターまたは抗原に特異的に結合するように改変され得る(例えば、そのアンチセンス核酸分子を細胞表面レセプターまたは抗原に結合するペプチドまたは抗体に連結することによって)。このアンチセンス核酸分子はまた、本明細書中に記載されるベクターを用いて細胞に送達され得る。十分な核酸分子を達成するために、アンチセンス核酸分子が強力なpol IIプロモーターまたはpol IIIプロモーターの制御下に置かれているベクター構築物が、好ましい。
【0232】
なお別の実施形態において、本発明のアンチセンス核酸分子は、α−アノマー核酸分子である。α−アノマー核酸分子は、相補的RNAと特異的な二本鎖ハイブリッドを形成し、ここで、通常のα−ユニットとは対照的に、鎖は、互いに平行に走行する(例えば、Gaultierら,1987,Nucl.Acids Res.15:6625−6641を参照のこと)。このアンチセンス核酸分子はまた、2’−o−メチルリボヌクレオチド(例えば、Inoueら,1987,Nucl.Acids Res.15:6131〜6148を参照のこと)またはキメラRNA−DNAアナログ(例えば、Inoueら,1987,FEBS Lett.215:327〜330を参照のこと)を含み得る。
【0233】
(リボザイムおよびPNA部分)
核酸の改変としては、非制限的な例として、改変塩基、および糖リン酸バックボーンが改変または誘導体化された核酸が挙げられる。これらの改変は、少なくとも一部は、改変された核酸の化学的安定性を増強するために実施され、その結果、それらは、例えば、被験体での治療的適用におけるアンチセンス結合核酸として使用され得る。
【0234】
1つの実施形態において、本発明のアンチセンス核酸はリボザイムである。リボザイムは、一本鎖核酸(例えば、mRNA)を切断し得るリボヌクレアーゼ活性を有する触媒性RNA分子であり、これらは、その一本鎖核酸に対して相補領域を有する。従って、リボザイム(例えば、HaselhoffおよびGerlach 1988.Nature 334:585−591に記載されるハンマーヘッド型リボザイム)を使用して、GPCRX mRNA転写物を触媒的に切断し、それによってGPCRX mRNAの翻訳を阻害し得る。GPCRXをコードする核酸に特異性を有するリボザイムは、本明細書中に開示されるGPCRX cDNAのヌクレオチド配列(すなわち、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38)に基づいて設計され得る。例えば、活性部位のヌクレオチド配列が、GPCRXをコードするmRNA内で切断されるヌクレオチド配列に相補的である、テトラヒメナL−19 IVS RNAの誘導体が構築され得る。例えば、Cechらの米国特許第4,987,071号およびCechらの米国特許第5,116,742号を参照のこと。GPCRX mRNAをまた使用して、RNA分子のプールから、特異的リボヌクレアーゼ活性を有する触媒性RNAを選択し得る。例えば、Bartelら(1993)Science 261:1411〜1418を参照のこと。
【0235】
あるいは、GPCRX遺伝子発現は、GPCRX核酸の調節領域(例えば、GPCRXのプロモーターおよび/またはエンハンサー)に相補的なヌクレオチド配列を標的化し、標的細胞中でGPCRX遺伝子の転写を妨害する三重らせん構造を形成することによって阻害され得る。例えば、Helene,1991.Anticancer Drug Des.6:569〜84;Heleneら.1992.Ann.N.Y.Acad.Sci.660:27−36;Maher,1992.Bioassays 14:807−15を参照のこと。
【0236】
種々の実施形態において、GPCRX核酸は、塩基部分、糖部分またはリン酸骨格で改変され、例えば、その分子の安定性、ハイブリダイゼーションまたは可溶性を改善し得る。例えば、核酸のデオキシリボースリン酸骨格を改変して、ペプチド核酸を生成し得る(例えば、Hyrupら,1996.Bioorg Med Chem 4:5−23を参照のこと)。本明細書中で使用される場合、用語「ペプチド核酸」または「PNA」は、デオキシリボースリン酸骨格が偽ペプチド骨格によって置換され、そして4つの天然の核塩基(nucleobase)のみが保持されている核酸模倣物(例えば、DNA模倣物)をいう。PNAの中性の骨格は、低いイオン強度の条件下でDNAおよびRNAに対する特異的ハイブリダイゼーションを可能にすることが示されている。PNAオリゴマーの合成は、Hyrupら,1996.前出;Perry−O’Keefeら,1996.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:14670−14675において記載されるような標準的固相ペプチド合成プロトコルを用いて行われ得る。
【0237】
GPCRXのPNAは、治療的適用および診断的適用において使用され得る。例えば、PNAは、例えば転写または翻訳の停止を誘導することまたは複製を阻害することによる、遺伝子発現の配列特異的調節のためのアンチセンスまたは抗遺伝子剤として使用され得る。GPCRXのPNAはまた、例えばPNA指向性PCRクランピングによる遺伝子における一塩基対変異の分析において;他の酵素(例えば、S1ヌクレアーゼ)と組み合わせて使用される場合の人工制限酵素として(Hyrup B.ら,1996.前出を参照のこと);またはDNA配列およびハイブリダイゼーションのプローブもしくはプライマーとして(Hyrupら,1996,前出;Perry−O’Keefeら,1996,前出を参照のこと)、使用され得る。
【0238】
別の実施形態において、GPCRXのPNAは、例えば、それらの安定性または細胞性取り込みを増強するために、PNAに脂溶性基または他のヘルパー基を結合することによって、PNA−DNAキメラの形成によって、またはリポソームもしくは当該分野において公知の薬物送達の他の技術の使用によって改変され得る。例えば、PNAおよびDNAの有利な特性を組合せ得る、GPCRXのPNA−DNAキメラが生成され得る。PNA部分が高い結合親和性および特異性を提供する一方で、そのようなキメラは、DNA認識酵素(例えば、RNase HおよびDNAポリメラーゼ)がDNA部分と相互作用するのを可能にする。PNA−DNAキメラは、塩基のスタッキング、核塩基間の結合数および方向を考慮して選択される適切な長さのリンカーを使用して連結され得る(Hyrupら,1996,前出を参照のこと)。PNA−DNAキメラの合成は、Hyrupら,1996,前出およびFinnら,1996,Nucl Acids Res 24:3357−3363において記載されるように行われ得る。例えば、DNA鎖は、標準的なホスホラミダイトカップリング化学を用いて固体支持体上で合成され得、そして改変されたヌクレオシドアナログ(例えば、5’−(4−メトキシトリチル)アミノ−5’−デオキシ−チミジンホスホルアミダイト)が、PNAとDNAの5’末端との間に使用され得る(Magら,1989,Nucl Acid Res 17:5973〜5988を参照のこと)。次いで、PNAモノマーが段階様式でカップリングされ、5’PNAセグメントおよび3’DNAセグメントを有するキメラ分子を生成する(Finnら,1996,前出を参照のこと)。あるいは、5’DNAセグメントおよび3’PNAセグメントを用いて、キメラ分子が合成され得る。例えば、Petersenら,1975,)Bioorg.Med.Chem.Lett.5:1119〜11124を参照のこと。
【0239】
他の実施形態において、オリゴヌクレオチドは、以下のような他の付属の基を含み得る:ペプチド(例えば、インビボで宿主細胞レセプターを標的化するため)、または細胞膜を横切る輸送を容易にする因子(例えば、Letsingerら、1989、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.86:6553〜6556;Lemaitreら、1987、Proc.Natl.Acad.Sci.84:648〜652;PCT公開番号WO88/09810を参照のこと)、または血液脳関門(例えば、PCT公開番号WO89/10134を参照のこと)。さらに、オリゴヌクレオチドは、ハイブリダイゼーション誘発切断剤(例えば、Krolら、1988、BioTechniques 6:958〜976を参照のこと)、またはインターカレーター剤(例えば、Zon,1988、Pharm.Res.5:539〜549を参照のこと)で改変され得る。この目的のために、オリゴヌクレオチドは、別の分子(例えば、ペプチド、ハイブリダイゼーション誘発架橋剤、輸送剤、ハイブリダイゼーション誘発切断剤など)に結合され得る。
【0240】
(GPCRXポリペプチド)
本発明に従うポリペプチドは、配列が配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に提供されるGPCRXタンパク質のアミノ酸配列を含むポリペプチドを含む。本発明はまた、なおそのGPCRX活性および生理学的機能を維持するタンパク質、またはその機能的フラグメントをコードするが、その任意の残基が配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に示される対応する残基から変化し得る、変異体または改変体タンパク質を含む。
【0241】
一般に、GPCRX様機能を保持するGPCRX改変体は、配列中の特定位置の残基が他のアミノ酸により置換され、そしてさらに、親タンパク質の2つの残基間にさらなる残基を挿入する可能性、および親配列から1つ以上の残基を欠失する可能性を含む。任意のアミノ酸置換、挿入または欠失が、本発明に包含される。好適な状況では、この置換は、上記で規定されるような保存的置換である。
【0242】
本発明の1つの局面は、単離されたGPCRXタンパク質、およびその生物学的に活性な部分、またはそれらの誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモログに関する。抗GPCRX抗体を惹起するための免疫原としての使用のために適切なポリペプチドフラグメントもまた提供される。1つの実施形態において、ネイティブなGPCRXタンパク質は、標準的なタンパク質精製技術を用いる適切な精製スキームによって、細胞または組織供給源から単離され得る。別の実施形態において、GPCRXタンパク質は、組換えDNA技術によって産生される。組換え発現に代わるものとして、GPCRXタンパク質またはポリペプチドは、標準的なペプチド合成技術を用いて化学合成され得る。
【0243】
「単離された」または「精製された」ポリペプチドまたはタンパク質あるいはその生物学的に活性な部分は、GPCRXタンパク質の由来する細胞または組織供給源由来の細胞性物質または他の夾雑タンパク質を実質的に含まないか、あるいは化学合成される場合に化学前駆体または他の化学物質を実質的に含まない。用語「細胞性物質を実質的に含まない」は、GPCRXタンパク質の調製物を含み、この調製物において、GPCRXタンパク質が単離または組換え産生される細胞の細胞性成分から、GPCRXタンパク質は分離されている。1つの実施形態において、用語「細胞性物質を実質的に含まない」は、非GPCRXタンパク質(本明細書中において「夾雑タンパク質」とも呼ばれる)を約30%未満(乾燥重量にて)、より好ましくは非GPCRXタンパク質を約20%未満、なおより好ましくは非GPCRXタンパク質を約10%未満、そして最も好ましくは非GPCRXタンパク質を約5%未満有する、GPCRXタンパク質の調製物を含む。GPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分が組換え産生される場合、好ましくは、調製物はまた培養培地を実質的に含まない。すなわち、培養培地は、そのタンパク質調製物の容量の約20%未満、より好ましくは約10%未満、そして最も好ましくは約5%未満を示す。
【0244】
用語「化学前駆体または他の化学物質を実質的に含まない」は、タンパク質が、そのタンパク質の合成に関与する化学前駆体または他の化学物質から分離されているGPCRXタンパク質の調製物を含む。1つの実施形態において、用語「化学前駆体または他の化学物質を実質的に含まない」は、化学前駆体または非GPCRXの化学物質を約30%未満(乾燥重量にて)、より好ましくは化学前駆体または非GPCRX化学物質を約20%未満、なおより好ましくは化学前駆体または非GPCRX化学物質を約10%未満、そして最も好ましくは化学前駆体または非GPCRX化学物質を約5%未満有する、GPCRXタンパク質の調製物を含む。
【0245】
GPCRXタンパク質の生物学的に活性な部分は、全長GPCRXタンパク質より少ないアミノ酸を含み、そしてGPCRXタンパク質の少なくとも1つの活性を示す、GPCRXタンパク質のアミノ酸配列(例えば、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に示されるアミノ酸配列)に十分に相同なアミノ酸配列、またはGPCRXタンパク質のアミノ酸配列に由来するアミノ酸配列を含むペプチドを含む。代表的には、生物学的に活性な部分は、GPCRXタンパク質の少なくとも1つの活性を有するドメインまたはモチーフを含む。GPCRXタンパク質の生物学的に活性な部分は、例えば、長さが10、25、50、100またはそれより多いアミノ酸残基であるポリペプチドであり得る。
【0246】
さらに、タンパク質の他の領域が欠失している他の生物学的に活性な部分は、組換え技術によって調製され得、そしてネイティブなGPCRXタンパク質の機能的活性のうちの1つ以上について評価され得る。
【0247】
1つの実施形態において、GPCRXタンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に示されるアミノ酸配列を有する。他の実施形態において、GPCRXタンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83に実質的に相同であり、そして以下に詳細に議論されるように、天然の対立遺伝子改変体または変異誘発に起因してアミノ酸配列が異なるが、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のタンパク質の機能的活性を保持する。従って、別の実施形態において、GPCRXタンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のアミノ酸配列に少なくとも約45%相同なアミノ酸配列を含み、そして、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のGPCRXタンパク質の機能的活性を保持するタンパク質である。
【0248】
(2つ以上の配列間の相同性の決定)
2つのアミノ酸配列または2つの核酸の相同性の百分率を決定するために、配列は、至適な比較の目的のために整列される(例えば、ギャップは、第2のアミノ酸または核酸配列との最適な整列のために、第1のアミノ酸または核酸配列に導入され得る)。次いで、対応するアミノ酸位置またはヌクレオチド位置でのアミノ酸残基またはヌクレオチドが比較される。第1の配列中の位置が、第2の配列中の対応する位置と同じアミノ酸残基またはヌクレオチドで占められる場合、分子はその位置で相同である(すなわち、本明細書中で使用される場合、アミノ酸または核酸の「相同性」は、アミノ酸または核酸の「同一性」と等価である)。
【0249】
核酸配列の相同性は、2つの配列間の同一性の程度として決定され得る。相同性は、当該分野において公知のコンピュータープログラム(例えば、GCGプログラムパッケージにおいて提供されるGAPソフトウェア)を用いて決定され得る。NeedlemanおよびWunsch,1970 J Mol Biol 48:443〜453を参照のこと。核酸配列比較のための以下の設定(GAP作製ペナルティー、5.0、およびGAP伸長ペナルティー、0.3)を用いてGCG GAPソフトウェアを使用すると、上記で言及される類似の核酸配列のコード領域は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38に示されるDNA配列のCDS(コード)部分と、好ましくは少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%または99%の同一性の程度を示す。
【0250】
用語「配列同一性」は、2つのポリヌクレオチド配列またはポリペプチド配列が、特定の比較領域にわたって、残基毎を基準として同一である程度をいう。用語「配列同一性のパーセンテージ」は、以下により算出される:この比較領域にわたって最適に整列された2つの配列を比較すること、両方の配列において同一の核酸塩基(例えば、核酸の場合にはA、T、C、G、U、またはI)が存在する位置の数を決定し、一致した位置の数を導くこと、この一致した位置の数を、比較領域の内の位置の総数(すなわち、ウインドウサイズ)で除算すること、およびその結果を100で乗算して、配列同一性のパーセンテージを導くこと。用語「実質的な同一性」は、本明細書中で使用される場合、ポリヌクレオチド配列の特徴を示し、ここでこのポリヌクレオチドは、比較領域にわたり参照配列と比較して、少なくとも80%の配列同一性、好ましくは少なくとも85%の配列同一性、そして頻繁には90〜95%の配列同一性、より通常には少なくとも99%の配列同一性を有する配列を含む。
【0251】
(キメラタンパク質および融合タンパク質)
本発明はまた、GPCRXキメラタンパク質または融合タンパク質を提供する。本明細書中で使用される場合、GPCRX「キメラタンパク質」またはGPCRX「融合タンパク質」は、非GPCRXポリペプチドに作動可能に連結された、GPCRXポリペプチドを含む。「GPCRXポリペプチド」は、GPCRXタンパク質(配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83)に対応するアミノ酸配列を有するポリペプチドをいうが、「非GPCRXポリペプチド」は、GPCRXタンパク質に対して実質的に相同ではないタンパク質(例えば、GPCRXタンパク質とは異なり、かつ同一でかまたは異なる生物体に由来するタンパク質)に対応するアミノ酸配列を有するポリペプチドをいう。GPCRX融合タンパク質において、このGPCRXポリペプチドは、GPCRXタンパク質のすべてまたは一部分に対応し得る。1つの実施形態では、GPCRX融合タンパク質は、GPCRXタンパク質の少なくとも1つの生物学的に活性な部分を含む。別の実施形態では、GPCRX融合タンパク質は、GPCRXタンパク質の少なくとも2つの生物学的に活性な部分を含む。なお別の実施形態においてGPCRX融合タンパク質は、少なくとも3つの生物学的に活性な部分を含む。融合タンパク質において、用語「作動可能に連結された」は、GPCRXポリペプチドおよび非GPCRXポリペプチドが、インフレームで互いに融合されていることを示すことが意図される。非GPCRXポリペプチドは、GPCRXポリペプチドのN末端またはC末端に融合され得る。
【0252】
1つの実施形態においては、この融合タンパク質は、GST−GPCRX融合タンパク質であり、ここではGPCRX配列が、GST(グルタチオンS−トランスフェラーゼ)配列のC末端に融合される。このような融合タンパク質は、組換えGPCRXポリペプチドの精製を容易にし得る。
【0253】
別の実施形態において、この融合タンパク質は、N末端に異種シグナル配列を含むGPCRXタンパク質である。特定の宿主細胞(例えば、哺乳動物宿主細胞)において、GPCRXの発現および/または分泌は、異種シグナル配列の使用を介して増加され得る。
【0254】
なお別の実施形態において、この融合タンパク質は、GPCRX−免疫グロブリン融合タンパク質であり、ここで、GPCRX配列が、免疫グロブリンタンパク質ファミリーのメンバーに由来する配列に融合される。本発明のこのGPCRX−免疫グロブリン融合タンパク質は、薬学的組成物中に取り込まれ、そして被験体に投与されて、細胞の表面上でGPCRXリガントとGPCRXタンパク質との間の相互作用を阻害し、それによってインビボのGPCRX媒介信号伝達を抑制し得る。このGPCRX−免疫グロブリン融合タンパク質を用い、GPCRX同族リガンドの生体利用性に影響を与え得る。GPCRXリガンド/GPCRX相互作用の阻害は、増殖障害および分化障害の両方の処置、および細胞生存を調節(例えば、促進または阻害)することに、治療的に有用であり得る。さらに、本発明のこのGPCRX−免疫グロブリン融合タンパク質は、被験体中で抗GPCRX抗体を産生するための免疫原として用いられ得、GPCRXリガンドを精製し、そしてGPCRXリガンドとのGPCRXの相互作用を阻害する分子を同定するスクリーニングアッセイで用いられ得る。
【0255】
本発明のGPCRXキメラまたは融合タンパク質は、標準的な組換えDNA技法により産生され得る。例えば、異なるポリペプチド配列をコードするDNAフラグメントを、従来の技法に従って、例えば、連結のための平滑末端または粘着(stagger)末端、適切な末端を提供するための制限酵素消化、必要に応じて粘着(cohesive)末端のフィルイン、所望しない連結を避けるためのアルカリホスファターゼ処理、および酵素的連結を採用することにより、インフレームで一緒に連結する。別の実施形態では、融合遺伝子を、自動化DNA合成機を含む従来技法により合成し得る。あるいは、遺伝子フラグメントのPCR増幅を、キメラ遺伝子配列を生成するために次いでアニールおよび再増幅され得る、2つの連続遺伝子フラグメント間の相補的オーバハングを生じるアンカープライマーを用いて実施し得る(例えば、Ausbelら(編)CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY、John Wiley&Sons、1992を参照のこと)。さらに、融合成分(例えば、GSTポリペプチド)をすでにコードした多くの発現ベクターが市販されている。GPCRXをコードする核酸は、この融合成分がGPCRXタンパク質にインフレーム連結されるように、このような発現ベクター中にクローン化され得る。
【0256】
(GPCRXアゴニストおよびアンタゴニスト)
本発明はまた、GPCRXアゴニスト(模倣物)として、またはGPCRXアンタゴニストとして機能するGPCRXタンパク質の改変体に関する。GPCRXタンパク質の改変体(例えば、GPCRXタンパク質の離散した点変異または短縮型)が、変異誘発により生成され得る。GPCRXタンパク質のアゴニストは、天然に存在する形態のGPCRXタンパク質と実質的に同じ生物学的活性、またはその生物学的活性のサブセットを保持し得る。GPCRXタンパク質のアンタゴニストは、天然に存在する形態のGPCRXタンパク質の1つ以上の活性を、例えば、GPCRXタンパク質を含む細胞シグナル伝達カスケードの下流または上流メンバーに競合的に結合することにより阻害し得る。従って、特異的生物学的効果が、限られた機能の改変体を用いた処理により惹起され得る。1つの実施形態では、このタンパク質の天然に存在する形態の生物学活性のサブセットを有する改変体を用いた被験体の処置は、GPCRXタンパク質の天然に存在する形態を用いた処置に対して被験体におけるより少ない副作用を有する。
【0257】
GPCRXアゴニスト(模倣物)として、またはGPCRXアンタゴニストのいずれかとして機能するGPCRXタンパク質の改変体は、GPCRXタンパク質アゴニストまたはアンタゴニスト活性のためのGPCRXタンパク質の変異体(例えば短縮型変異体)のコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることにより同定され得る。1つの実施形態では、GPCRX改変体の多彩なライブラリーは、核酸レベルのコンビナトリアル変異誘発により生成され、そして多彩な遺伝子ライブラリーによりコードされる。GPCRX改変体の多彩なライブラリーは、例えば、合成オリゴヌクレオチドの混合物を、潜在的なGPCRX配列の縮重セットが、個々のポリペプチドとして、あるいは、その中にGPCRX配列のセットを含む(例えば、ファージディスプレイのための)より大きな融合タンパク質のセットとして発現可能であるように、遺伝子配列に酵素的に連結することにより産生され得る。縮重オリゴヌクレオチド配列から潜在的なGPCRX改変体のライブラリーを産生するために用いられ得る種々の方法がある。縮重遺伝子配列の化学的合成は、自動化DNA合成機中で実施され得、次いでこの合成遺伝子は、適切な発現ベクター中に連結される。遺伝子の縮重セットの使用は、1つの混合物において、潜在的なGPCRX配列の所望のセットをコードする配列のすべての供給を可能にする。縮重オリゴヌクレオチドを合成する方法は当該分野で周知である。例えば、Narang,1983.Tetrahedron 39:3;Itakuraら,1984.Annu.Rev.Biochem.53:323;Itakuraら,1984.Science 198:1056;Ikeら,1983.Nucl.Acids Res.11:477を参照のこと。
【0258】
(ポリペプチドライブラリー)
さらに、GPCRXタンパク質コード配列のフラグメントのライブラリーを用いて、GPCRXタンパク質の改変体のスクリーニングおよび引き続く選択のためのGPCRXフラグメントの多彩な集団を生成し得る。1つの実施形態では、コード配列フラグメントのライブラリーは、GPCRXコード配列の二本鎖PCRフラグメントを、1分子あたり約1つのみのニックが生じる条件下、ヌクレアーゼで処理すること、二本鎖DNAを変性させること、異なるニック産物からのセンス/アンチセンス対を含み得る二本鎖DNAを形成するためにこのDNAを再生すること、S1ヌクレアーゼを用いた処理により再形成された二本鎖から一本鎖部分を除去すること、および得られるフラグメントライブラリーを発現ベクター中に連結することにより生成し得る。この方法により、GPCRXタンパク質の種々のサイズのN末端および内部フラグメントをコードする発現ライブラリーが派生し得る。
【0259】
点変異または短縮により作成されたコンビナトリアルライブラリーの遺伝子産物をスクリーニングするため、選択された性質を有する遺伝子産物のcDNAライブラリーをスクリーニングするための種々の技術が当該分野で公知である。このような技法を、GPCRXタンパク質のコンビナトリアル変異誘発により生成された遺伝子ライブラリーの迅速スクリーニングに適用可能である。大きな遺伝子ライブラリーをスクリーニングするための、高スループット分析に適した最も広く用いられる技法は、代表的には、遺伝子ライブラリーを複製可能な発現ベクター中にクローニングすること、得られるベクターのライブラリーで適切な細胞を形質転換すること、およびこのコンビナトリアル遺伝子を、所望の活性の検出が、その産物が検出された遺伝子をコードするベクターの単離を容易にする条件下で発現することを含む。ライブラリー中の機能的変異体の頻度を増大する新規技法であるリクルーシブエンセブル変異誘発(REM)を、スクリーニングアッセイと組み合わせて用い、GPCRX改変体を同定し得る。例えば、ArkinおよびYourvan,1992.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:7811−7815;Delgraveら,1993.Protein Engineering 6:327−331を参照のこと。
【0260】
(抗GPCRX抗体)
本発明は、本発明の任意のGPCRXポリペプチドに免疫特異的に結合する、Fabまたは(Fab)のような抗体または抗体フラグメントを包含する。
【0261】
単離されたGPCRXタンパク質、またはその部分もしくはフラグメントは、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体調製のための標準的な技術を用いて、GPCRXポリペプチドに結合する抗体を産生するための免疫原として用いられ得る。完全長のGPCRXタンパク質が用いられ得るが、あるいは、本発明は、免疫原としての使用のためのGPCRXタンパク質の抗原性ペプチドフラグメントを提供する。GPCRXの抗原性ペプチドは、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83で示されるアミノ酸配列の少なくとも4アミノ酸残基を含み、そしてこのペプチドに対して惹起された抗体がGPCRXと特異的な免疫複合体を形成するように、GPCRXのエピトープを含む。好ましくは、この抗原性ペプチドは、少なくとも6、8、10、15、20、または30個のアミノ酸残基を含む。より長い抗原性ペプチドが、用途に依存して、そして当業者に周知の方法に従い、より短い抗原性ペプチドよりもしばしば好適である。
【0262】
本発明の特定の実施形態では、抗原性ペプチドに含まれる少なくとも1つのエピトープは、タンパク質の表面上に位置するGPCRXの領域、例えば、親水性領域である。抗体産生を標的にする手段として、親水性および疎水性の領域を示すヒドロパシープロットを、例えば、フーリエ変換を伴うかまたは伴わない、Kyte DoolittleまたはHopp Woods法を含む、当該分野で周知の任意の方法により生成し得る。例えば、それらの全体が本明細書に参考として援用される、例えば、HoppおよびWoods、1981、Proc.Nat.Acad.Sci.USA 78:3824−3828;KyteおよびDoolittle 1982、J.Mol.Biol.157:105−142を参照のこと。この各々が、それらの全体において、本明細書中で参考として援用される。
【0263】
本明細書で開示されるように、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のGPCRXタンパク質配列、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモログを、これらのタンパク質成分に免疫特異的に結合する抗体の産生における免疫原として利用し得る。本明細書で用いる用語「抗体」は、免疫グロブリン分子、および免疫グロブリン分子の免疫学的に活性な部分、すなわち、GPCRXのような抗原に特異的に結合(免疫反応)する抗原結合部位を含む分子をいう。このような抗体は、制限されずに、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、単鎖抗体、FabおよびF(ab’)2フラグメント、およびFab発現ライブラリーを含む。特定の実施形態では、ヒトGPCRXタンパク質に対する抗体が開示される。当該分野で公知の種々の手順が、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のGPCRXタンパク質配列、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモログに対するポリクローナルまたはモノクローナル抗体の産生のために用いられ得る。これらのタンパク質のいくつかを以下で論議する。
【0264】
ポリクローナル抗体の産生のために、種々の適切な宿主動物(例えば、ウサギ、ヤギ、マウスまたはその他の哺乳動物)が、ネイティプタンパク質、またはその合成改変体、または前述の誘導体での注射により免疫され得る。適切な免疫原性調製物は、例えば、組換えにより発現されたGPCRXタンパク質または化学的に合成されたGPCRXポリペプチドを含有し得る。この調製物は、アジュバントをさらに含み得る。免疫学的応答を増大するために用いられる種々のアジュバントは、制限されずに、フロイントの完全および不完全アジュバント、ミネラルゲル(例えば、水酸化アルミニウム)、界面活性物質(例えば、リゾレシチン、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、オイルエマルジョン、ジニトロフェノールなど)、Bacille Calmette−GuerinおよびCorynebacterium parvumのようなヒトアジュバント、または類似の免疫刺激剤を含む。所望であれば、GPCRXに対して惹起された抗体分子は、哺乳動物(例えば、血液)から単離され、そしてさらに、IgG画分を得るために、プロテインAクロマトグラフィーのような、周知の技術により精製され得る。
【0265】
本明細書で用いられる用語「モノクローナル抗体」または「モノクローナル抗体組成物」は、GPCRXの特定のエピトープと免疫反応し得る、1種類の抗原結合部位のみを含む抗体分子の集団をいう。従って、代表的には、モノクローナル抗体組成物は、それと免疫反応する特定のGPCRXタンパク質に対し、単一の結合親和性を示す。特定のGPCRXタンパク質、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモログに対して惹起されたモノクローナル抗体の調製には、継続的な細胞株培養による抗体分子の産生を提供する任意の技術が利用され得る。このような技術は、制限されずに、ハイブリドーマ技術(例えば、Kohler&Milstein、1975 Nature 256:495−497を参照のこと);トリオーマ(trioma)技術;ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(例えば、Kozborら、1983 Immunol.Today 4:72)およびヒトモノクローナル抗体を産生するためのEBVハイブリドーマ技術(例えば、Coleら、1985 MONOCLONAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY、Alan R.Liss,Inc.77−96頁を参照のこと)を含む。ヒトモノクローナル抗体を、本発明の実施において利用し得、そしてヒトハイブリドーマを用いることによるか(例えば、Coteら、1983.Proc Natl Acad Sci USA 80:2026−2030を参照のこと)、またはインビトロでヒトB細胞をエプスタイン−バーウイルスで形質転換することにより(例えば、Coteら、1985 MONOCLONAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY、Alan R.Liss,Inc.77−96頁を参照のこと)産生し得る。上記の引用の各々は、それらの全体が参考として本明細書に援用される。
【0266】
本発明によれば、技術は、GPCRXタンパク質に特異的な単鎖抗体の産生のために適合され得る(例えば、米国特許第4,946,778号を参照のこと)。さらに、方法は、Fab発現ライブラリーの構築のために適合されて(例えば、Huseら、1989 Science 246:1275−1281を参照のこと)、GPCRXタンパク質、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモログに対する所望の特異性を有するモノクローナルFabフラグメントの迅速かつ有効な同定を可能にし得る。非ヒト抗体は、当該分野で周知の技術により「ヒト化」され得る。例えば、米国特許第5,225,539号を参照のこと。GPCRXタンパク質に対するイディオタイプを含む抗体フラグメントを、当該分野で公知の技術により産生し得、これには、制限されないで:(i)抗体分子のペプシン消化により産生されるF(ab’)フラグメント;(ii)F(ab’)フラグメントのジスルフィド架橋を還元することにより産生されるFabフラグメント;(iii)抗体分子のパパインおよび還元剤での処理により産生されるFabフラグメント;ならびに(iv)Fvフラグメントが含まれる。
【0267】
さらに、ヒトおよび非ヒト部分の両方を含むキメラ抗体およびヒト化モノクローナル抗体のような、組換え抗GPCRX抗体(これらは、標準的な組換えDNA技術を用いて作製され得る)は、本発明の範囲内である。このようなキメラ抗体およびヒト化モノクローナル抗体は、当該分野で公知の組換えDNA技術により産生され得る。この技術は例えば、以下に記載の方法を用いる:国際出願番号PCT/US86/02269;欧州特許出願番号184,187号;欧州特許出願番号171,496;欧州特許出願番号173,494;PCT国際公開番号WO 86/01533;米国特許第4,816,567号;米国特許第5,225,539号;欧州特許出願番号125,023号;Betterら(1988)Science 240:1041〜1043;Liuら(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:3439〜3443;Liuら(1987)J Immunol.139:3521〜3526;Sunら(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:214〜218;Nishimuraら(1987)Cancer Res 47:999〜1005;Woodら(1985)Nature 314:446〜449;Shawら(1988)J.Natl.Cancer Inst.80:1553〜1559);Morrison(1985)Science 229:1202〜1207;Oiら(1986)BioTechniques 4:214;Jonesら(1986)Nature 321:552〜525;Verhoeyanら(1988)Science 239:1534;ならびにBeidlerら(1988)J.Immunol.141:4053〜4060。上記引用の各々は、それらの全体において参考として本明細書中に援用される。
【0268】
1つの実施形態において、所望の特異性を保有する抗体のスクリーニングのための方法は、当該分野内で公知の酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)および他の免疫学的に媒介された技術を含むが、これに限定されない。特定の実施形態において、GPCRXタンパク質の特定のドメインに対して特異的である抗体の選抜は、このようなドメインを所有しているGPCRXタンパク質のフラグメントに結合するハイブリドーマの生成により容易にされる。従って、GPCRXタンパク質、またはそれらの誘導体、フラグメント、アナログまたはホモログ内の所望のドメインについて特異的である抗体がまた、本明細書において提供される。
【0269】
抗GPCRX抗体は、GPCRXタンパク質の局在化および/または定量化に関する当該分野で公知の方法において用いられ得る(例えば、適切な生理学的なサンプル中のGPCRXタンパク質のレベルを測定する使用のために、診断的方法における使用のために、タンパク質の画像化における使用のために、など)。所定の実施形態において、GPCRXタンパク質、またはそれらの誘導体、フラグメント、アナログまたはホモログについての抗体(抗体由来の結合ドメインを含む)は、薬理学的に活性な化合物(本明細書中、以降において「治療剤」)として利用される。
【0270】
抗GPCRX抗体(例えば、モノクローナル抗体)は、標準的技術(例えばアフィニティークロマトグラフィまたは免疫沈降)によって、GPCRXポリペプチドを単離するために用いられ得る。抗GPCRX抗体は、細胞からの天然のGPCRXポリペプチド、そして宿主細胞において発現される組換え的に産生されたGPCRXポリペプチドの精製を容易にし得る。さらに、抗GPCRX抗体が、(例えば、細胞の溶解産物または細胞上清における)GPCRXタンパク質を検出するために用いられて、GPCRXタンパク質の発現のアバンダンスおよびパターンを評価し得る。抗GPCRX抗体は、例えば、所定の治療レジメンの有効性を決定するために、臨床試験の手順の一部として、組織におけるタンパク質レベルを診断的にモニターするために用いられ得る。検出は、抗体を検出可能物質に結合する(すなわち、物理的に連結する)ことにより容易にされ得る。検出可能物質の例としては、種々の酵素、補欠分子族、蛍光物質、発光物質、生物発光物質および放射性物質が挙げられる。適切な酵素の例としては、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼまたはアセチルコリンエステラーゼが挙げられる;適切な補欠分子族複合体の例としては、ストレプトアビジン/ビオチンおよびアビジン/ビオチンが挙げられる;適切な蛍光物質の例としては、ウンベリフェロン、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、ジクロロトリアジニルアミン(dichlorotriazinylamine)フルオレセイン、ダンシルクロリドまたはフィコエリトリンが挙げられる;発光物質の例としては、ルミノールが挙げられる;生物発光物質の例としては、ルシフェラーゼ、ルシフェリンおよびエクオリンが挙げられる;そして、適切な放射性物質の例としては125I、131I、35SまたはHが挙げられる。
【0271】
(GPCRX組換え発現ベクターおよび宿主細胞)
本発明の別の局面は、GPCRXタンパク質、またはその誘導体、フラグメント、アナログもしくはホモログをコードする核酸を含む、ベクター、好ましくは、発現ベクターに関する。本明細書において使用する場合、用語「ベクター」は、連結された別の核酸を輸送し得る核酸分子をいう。1つの型のベクターは、「プラスミド」である。これはさらなるDNAセグメントが連結され得る環状の二本鎖DNAループをいう。他の型のベクターは、ウイルス性ベクターであり、ここでは、さらなるDNAセグメントが、ウイルスゲノムに連結され得る。特定のベクターは、ベクターが導入される宿主細胞中で自律複製し得る(例えば、細菌性の複製起点を有する細菌ベクター、およびエピソーム性哺乳動物ベクター)。他のベクター(例えば、非エピソーム性哺乳動物ベクター)は、宿主細胞への導入の際、宿主細胞のゲノムに組み込まれ、そして、これにより宿主ゲノムとともに複製される。さらに、特定のベクターは、それらが作動可能に連結される遺伝子の発現を指示し得る。このようなベクターは、本明細書において「発現ベクター」と呼ばれる。一般に、組換えDNA技術において有用な発現ベクターは、しばしばプラスミドの形態である。本明細書において、「プラスミド」および「ベクター」は、プラスミドが最も一般的に用いられる形態のベクターであるので、交換可能に使用され得る。しかし、本発明は、等価の機能を果たす、ウイルス性ベクター(例えば、複製欠損レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ随伴ウイルス)のような、このような他の形態の発現ベクターを含むことを意図する。
【0272】
本発明の組換え発現ベクターは、宿主細胞における核酸の発現に適切な形態の本発明の核酸を含む。これは、組換え発現ベクターが、発現されるべき核酸配列に作動可能に連結されている、発現に用いられる宿主細胞に基づいて選択された1つ以上の調節配列を含むことを意味する。組換え発現ベクターにおいて、「作動可能に連結する」とは、目的のヌクレオチド配列が、(例えば、インビトロの転写/翻訳系において、またはベクターが宿主細胞に導入される場合は、宿主細胞において)ヌクレオチド配列の発現を可能にする様式で調節配列に連結されることを意味することを意図する。
【0273】
用語「調節配列」は、プロモーター、エンハンサーおよび他の発現制御エレメント(例えば、ポリアデニル化シグナル)を含むことを意図する。このような調節配列は、例えば、Goeddel;GENE EXPRESSION TECHNOLOGY:METHODS IN ENZYMOLOGY 185、Academic Press、San Diego、Calif.(1990)に記載されている。調節配列は、多くの型の宿主細胞においてヌクレオチド配列の構成的発現を指示する配列、および特定の宿主細胞のみにおいてヌクレオチド配列の発現を指示する配列(例えば、組織特異的調節配列)を含む。発現ベクターの設計が形質転換される宿主細胞の選択、所望のタンパク質の発現のレベルなどのような因子に依存し得ることは当業者には明白である。本発明の発現ベクターは、宿主細胞に導入され得、それにより、本明細書に記載される核酸によってコードされるタンパク質またはペプチド(融合タンパク質またはペプチドを含む)(例えば、GPCRXタンパク質、GPCRXタンパク質の変異形態、融合タンパク質など)を産生し得る。
【0274】
本発明の組換え発現ベクターは、原核生物細胞または真核生物細胞における、GPCRXタンパク質発現のために設計され得る。例えば、GPCRXタンパク質は、細菌細胞(例えば、Escherichia coli)、昆虫細胞(バキュロウイルス発現ベクターを用いる)、酵母細胞または哺乳動物細胞において発現され得る。適切な宿主細胞は、Goeddel;GENE EXPRESSION TECHNOLOGY:METHODS IN ENZYMOLOGY 185、Academic Press、San Diego、Calif.(1990)にさらに考察されている。あるいは、組換え型発現ベクターは、例えば、T7プロモーター調節配列およびT7ポリメラーゼを用いて、インビトロで転写および翻訳され得る。
【0275】
原核生物におけるタンパク質の発現は、最も頻繁には、融合タンパク質または非融合タンパク質のいずれかの発現を指示する、構成的プロモーターまたは誘導性プロモーターを含むベクターを有するEscherichia coliにおいて実施される。融合ベクターは、そこにコードされるタンパク質に、通常、組換えタンパク質のアミノ末端に、多数のアミノ酸を付加する。このような融合ベクターは、代表的には、以下の3つの目的のために役立つ:(i)組換えタンパク質の発現を増加させるため;(ii)組換えタンパク質の可溶性を増加させるため;および(iii)アフィニティー精製においてリガンドとして作用することによって組換えタンパク質の精製の際に補助するため。しばしば、融合発現ベクターにおいて、タンパク質分解の切断部位が、融合部分と組換えタンパク質との結合部に導入されて、融合タンパク質の精製の後に融合部分から組換えタンパク質を分離することを可能とする。このような酵素、およびその同族(cognate)の認識配列は、第Xa因子、トロンビン、およびエンテロキナーゼを含む。代表的な融合発現ベクターとしては、それぞれ、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)、マルトースE結合タンパク質、またはプロテインAを標的の組換えタンパク質に融合する、pGEX(Pharmacia Biotech Inc.;SmithおよびJohnson(1988)Gene 67:31−40)、pMAL(New England Biolabs,Beverly,Mass.)およびpRIT5(Pharmacia,Piscataway,N.J.)が挙げられる。
【0276】
適切な誘導性非融合E.coli発現ベクターの例には、pTrc(Amrannら(1988)Gene 69:301−315)およびpET 11d(Studierら、GENE EXPRESSION TECHNOLOGY:METHODS IN ENZYMOLOGY 185,Academic Press,San Diego,Calif.(1990)60−89)が挙げられる。
【0277】
E.coliにおける組換えタンパク質発現を最大化するための1つのストラテジーは、組換えタンパク質をタンパク質分解的に切断する能力を欠損した宿主細菌中でタンパク質を発現させることである。例えば、Gottesman,GENE EXPRESSION TECHNOLOGY:METHODS IN ENZYMOLOGY 185,Academic Press,San Diego,Calif.(1990)119−128を参照のこと。別のストラテジーは、各アミノ酸についての個々のコドンが、E.coliにおいて優先的に利用されるコドンであるように発現ベクターに挿入される核酸の核酸配列を変更することである(例えば、Wadaら(1992)Nucleic Acids Res.20:2111−2118を参照のこと)。本発明の核酸配列のこのような変更は、標準的なDNA合成技術によって実行され得る。
【0278】
別の実施形態において、GPCRX発現ベクターは、酵母発現ベクターである。酵母Saccharomyces cerivisaeにおける発現のためのベクターの例には、pYepSec1(Baldariら、(1987)EMBO J.6:229−234)、pMFa(KurjanおよびHerskowitz、(1982)Cell 30:933−943)、pJRY88(Schultzら、(1987)Gene 54:113−123)、pYES2(Invitrogen Corporation,San Diego,Calif.)、およびpicZ(InVitrogen Corp.,San Diego,Calif.)が挙げられる。
【0279】
あるいは、GPCRXは、バキュロウイルス発現ベクターを使用して、昆虫細胞中で発現され得る。培養昆虫細胞(例えば、SF9細胞)中でのタンパク質の発現のために利用可能なバキュロウイルスベクターには、pAcシリーズ(Smithら(1983)Mol.Cell.Biol.3:2156−2165)およびpVLシリーズ(LucklowおよびSummers(1989)Virology 170:31−39)が挙げられる。
【0280】
なお別の実施形態において、本発明の核酸は、哺乳動物発現ベクターを使用して、哺乳動物細胞中で発現される。哺乳動物発現ベクターの例には、pCDM8(Seed(1987)Nature 329:840)およびpMT2PC(Kaufmanら(1987)EMBO J.6:187−195)が挙げられる。哺乳動物細胞中で使用される場合、発現ベクターの制御機能は、しばしば、ウイルスの調節エレメントによって提供される。例えば、一般に使用されるプロモーターは、ポリオーマ、アデノウイルス2、サイトメガロウイルス、およびシミアンウイルス40に由来する。原核生物細胞および真核生物細胞の両方のために適切な他の発現系については、例えば、Sambrookら、MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL.第2版、Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,1989の第16章および第17章を参照のこと。
【0281】
別の実施形態において、組換え哺乳動物発現ベクターは、特定の細胞型(例えば、組織特異的調節エレメントを使用して核酸を発現する)中で優先的に核酸の発現を指示し得る。組織特異的調節エレメントは、当該分野で公知である。適切な組織特異的なプロモーターの非限定的な例には、アルブミンプロモーター(肝臓特異的;Pinkertら(1987)Genes Dev.1:268−277)、リンパ特異的プロモーター(CalameおよびEaton(1988)Adv.Immunol.43:235−275)、T細胞レセプターの特定のプロモーターにおいて(WinotoおよびBaltimore(1989)EMBO J.8:729−733)および免疫グロブリンの特定のプロモーターにおいて(Banerjiら(1983)Cell 33:729−740;QueenおよびBaltimore(1983)Cell 33:741−748)、ニューロン特異的プロモーター(例えば、神経フィラメントプロモーター;ByrneおよびRuddle(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:5473−5477)、膵臓特異的プロモーター(Edlundら(1985)Science 230:912−916)、ならびに乳腺特異的プロモーター(例えば、乳清プロモーター;米国特許第4,873,316号および欧州出願公開第264,166号)が挙げられる。発達的に調節されるプロモーターもまた含まれる(例えば、マウスhoxプロモーター(KesselおよびGruss(1990)Science 249:374−379)およびa−フェトプロテインプロモーター(CampesおよびTilghman(1989)Genes Dev.3:537−546)。
【0282】
本発明はさらに、アンチセンス方向で発現ベクターにクローニングされた本発明のDNA分子を含む組換え発現ベクターを提供する。すなわち、そのDNA分子は、GPCRX mRNAに対してアンチセンスであるRNA分子の発現(DNA分子の転写によって)を可能にする様式で調節配列に作動可能に連結される。種々の細胞型においてアンチセンスRNA分子の持続的な発現を指示する、アンチセンス方向でクローニングされた核酸に作動可能に連結された調節配列(例えば、ウイルスプロモーターおよび/もしくはエンハンサー)が選択され得るか、または、アンチセンスRNAの構成的発現、組織特異的発現、または細胞特異的発現を指示する調節配列が、選択され得る。アンチセンス発現ベクターは、組換えプラスミド、ファージミド、または弱毒化されたウイルスの形態であり得、ここではアンチセンス核酸は、高効率調節領域の制御下で産生され、その活性は、ベクターが導入される細胞型によって決定され得る。アンチセンス遺伝子を使用する遺伝子発現の調節の考察については、例えば、Weintraubら、「Antisense RNA as a molecular tool for genetic analysis」、Reviews−Trends in Genetics、第1巻(1)1986を参照のこと。
【0283】
本発明の別の局面は、本発明の組換え発現べクターが導入された宿主細胞に関する。用語「宿主細胞」および「組換え宿主細胞」は、本明細書中で、交換可能に使用される。このような用語は、特定の被験細胞をいうのみでなく、そのような細胞の子孫または潜在的な子孫をもいうことが理解される。変異または環境の影響のいずれかに起因して、特定の改変は次の世代において生じ得るので、このような子孫は、実際には、親の細胞と同一でないかもしれないが、なお、本明細書中で使用される場合のこの用語の範囲内に含まれる。
【0284】
宿主細胞は、任意の原核生物細胞または真核生物細胞であり得る。例えば、GPCRXタンパク質は、細菌細胞(例えば、E.coli)、昆虫細胞、酵母または哺乳動物細胞(例えば、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)またはCOS細胞)において発現され得る。他の適切な宿主細胞は、当業者に公知である。
【0285】
ベクターDNAは、従来の形質転換またはトランスフェクション技術を介して原核生物細胞または真核生物細胞に導入され得る。本明細書中で使用される場合、用語「形質転換」および「トランスフェクション」とは、外来性の核酸(例えば、DNA)を宿主細胞に導入するために当該分野で容認されている種々の技術をいうことを意図し、これらには、リン酸カルシウムまたは塩化カルシウム共沈、DEAEデキストラン媒介トランスフェクション、リポフェクション、またはエレクトロポレーションが含まれる。宿主細胞を形質転換またはトランスフェクションするための適切な方法は、Sambrookら(MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL.第2版、Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,1989)および他の実験室マニュアルに見出され得る。
【0286】
安定な哺乳動物細胞のトランスフェクションのために、使用される発現ベクターおよびトランスフェクション技術に依存して、細胞のほんの一部のみが外来DNAをそのゲノムに組み込み得ることが知られている。これらの要素を同定および選択するために、選択マーカー(例えば、抗生物質に対する耐性)をコードする遺伝子が、一般的には目的の遺伝子とともに宿主細胞に導入される。種々の選択マーカーには、薬物(例えば、G418、ハイグロマイシン、およびメトトレキサート)に対する耐性を付与するものが含まれる。選択マーカーをコードする核酸は、GPCRXをコードするベクターと同じベクター上で宿主細胞に導入され得るか、あるいは別々のベクター上で導入され得る。導入された核酸で安定にトランスフェクトされた細胞は、薬物選択によって同定され得る(例えば、選択マーカー遺伝子を取り込んだ細胞は生存するが、他の細胞は死滅する)。
【0287】
本発明の宿主細胞(例えば、培養中の原核生物宿主細胞および真核生物宿主細胞)は、GPCRXタンパク質を産生(すなわち、発現)するために使用され得る。従って、本発明はさらに、本発明の宿主細胞を使用して、GPCRXタンパク質を産生するための方法を提供する。1つの実施形態において、本発明の方法は、GPCRXタンパク質が産生されるような適切な培地中で、本発明の宿主細胞(ここに、GPCRXタンパク質をコードする組換え発現ベクターが導入されている)を培養する工程を包含する。別の実施形態において、本発明はさらに、培地または宿主細胞からGPCRXタンパク質を単離する工程を包含する。
【0288】
(トランスジェニックGPCRX動物)
本発明の宿主細胞はまた、非ヒトトランスジェニック動物を作製するために使用され得る。例えば、1つの実施形態において、本発明の宿主細胞は、GPCRXタンパク質コード配列が導入された、受精卵母細胞または胚性幹細胞である。次いで、このような宿主細胞は、外因性のGPCRX配列がゲノムに導入された非ヒトトランスジェニック動物、または内因性のGPCRX配列が変更された相同組換え動物を作製するために使用され得る。このような動物は、GPCRXタンパク質の機能および/または活性を研究するため、ならびにGPCRXタンパク質活性のモジュレーターを同定および/または評価するために有用である。本明細書中で使用される場合、「トランスジェニック動物」とは、非ヒト動物であり、好ましくは哺乳動物であり、より好ましくは、ラットまたはマウスのような齧歯類であり、ここでは、その動物の1つ以上の細胞が、導入遺伝子を含む。トランスジェニック動物の他の例としては、非ヒト霊長類、ヒツジ、イヌ、ウシ、ヤギ、ニワトリ、両生類などが挙げられる。導入遺伝子は、細胞(この細胞からトランスジェニック動物を発生させた)のゲノムに組み込まれかつ成熟動物のゲノムに残存し、それによって、トランスジェニック動物の1つ以上の細胞型または組織においてコードされた遺伝子産物の発現を指示する、外因性のDNAである。本明細書中で使用される場合、「相同(homologous)組換え動物」とは、非ヒト動物であり、好ましくは哺乳動物であり、より好ましくはマウスであり、ここでは内因性のGPCRX遺伝子は、内因性の遺伝子と、その動物の発生の前にその動物の細胞(例えば、その動物の胚細胞)に導入された外因性のDNA分子との間の相同組換えによって変更されている。
【0289】
本発明のトランスジェニック動物は、GPCRXをコードする核酸を、例えば、マイクロインジェクション、レトロウイルス感染によって、受精卵母細胞の雄性前核に導入すること、およびその卵母細胞を偽妊娠雌性養育動物(foster animal)中で発達させることを可能にすることによって作製され得る。配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のヒトのGPCRX cDNA配列は、非ヒト動物のゲノムに導入遺伝子として導入され得る。あるいは、ヒトのGPCRX遺伝子の非ヒトホモログ(例えば、マウスのGPCRX遺伝子)は、ヒトのGPCRX cDNAに対するハイブリダイゼーションに基づいて単離され得(上記にさらに記載された)、そして導入遺伝子として使用され得る。イントロン配列およびポリアデニル化シグナルもまた導入遺伝子中に含まれ得、その導入遺伝子の発現の効率を増大させ得る。組織特異的調節配列(単数または複数)は、特定の細胞に対して、GPCRXタンパク質の発現を指示するように、GPCRX導入遺伝子に作動可能に連結され得る。胚の操作およびマイクロインジェクションを介するトランスジェニック動物(特に、マウスのような動物)を作製するための方法は、当該分野で慣習的になっており、そして例えば、米国特許第4,736,866号;同第4,870,009号;および同第4,873,191号;ならびにHogan 1986、MANIPULATING THE MOUSE EMBRYO,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.に記載されている。同様の方法が、他のトランスジェニック動物の作製のために使用される。トランスジェニック創始(founder)動物は、そのゲノムにおけるGPCRX導入遺伝子の存在および/またはその動物の組織もしくは細胞中のGPCRX mRNAの発現に基づいて同定され得る。次いで、トランスジェニック創始動物は、導入遺伝子を有するさらなる動物を育種するために使用され得る。さらに、GPCRXタンパク質をコードする導入遺伝子を有するトランスジェニック動物は、さらに、他の導入遺伝子を有する他のトランスジェニック動物に交雑され得る。
【0290】
相同組換え動物を作製するために、GPCRX遺伝子の少なくとも一部を含むベクターを調製する。ここで、この遺伝子は、欠失、付加、または置換が導入され、それによってそのGPCRX遺伝子が変更されている(例えば、機能的に破壊されている)。GPCRX遺伝子はヒト遺伝子(例えば、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のcDNA)であり得るが、より好ましくは、ヒトのGPCRX遺伝子の非ヒトホモログである。例えば、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38のヒトのGPCRX遺伝子のマウスホモログは、マウスゲノムにおける内因性のGPCRX遺伝子を変更するのに適切な相同組換えベクターを構築するために使用され得る。1つの実施形態において、そのベクターは、相同組換えに際して、その内因性のGPCRX遺伝子が、機能的に破壊されるように設計される(すなわち、機能的タンパク質をもはやコードしない;「ノックアウト」ベクターともいわれる)。
【0291】
あるいは、このベクターは、相同組換えに際して、内因性GPCRX遺伝子が変異されるか、あるいはさもなければ、変更されるが、なお機能性タンパク質をコードするように、設計され得る(例えば、上流の調節領域が変更され、それによって内因性GPCRXタンパク質の発現を変更し得る)。相同組換えベクターにおいて、GPCRX遺伝子の変更された部分は、GPCRX遺伝子のさらなる核酸によって、その5’末端および3’末端で隣接されることにより、相同組換えが、ベクターによって保有される外因性GPCRX遺伝子と胚幹細胞中の内因性GPCRX遺伝子との間で起こることを可能にする。さらなる隣接するGPCRX核酸は、内因性遺伝子との首尾よい相同組換えのために十分な長さである。典型的に、数キロベースの隣接DNA(5’末端および3’末端の両方における)が、ベクターに含まれる。例えば、相同組換えベクターの説明についてThomasら(1987)Cell 51:503を参照のこと。次いで、このベクターは、(例えば、エレクトロポレーションによって)胚性幹細胞株に導入され、そして導入されたGPCRX遺伝子が内因性GPCRX遺伝子と相同組換えした細胞が、選択される(例えば、Liら(1992)Cell 69:915を参照のこと)。
【0292】
次いで、選択された細胞が、動物(例えば、マウス)の未分化胚芽細胞へ注入され、凝集キメラを形成する。例えば、Bradley(1987)のTeratocarcinomas and Embryonic Stem Cells:A Practical Approach、Robertson編、IRL、Oxford、113頁〜152頁を参照のこと。次いで、キメラ胚が、適切な偽妊娠雌性養育動物に移植され得、そしてその胚は分娩に到る。その生殖細胞中に相同組換えされたDNAを保有する子孫が、動物を育種するために使用され得、ここでこの動物の全ての細胞は、導入遺伝子の生殖系列伝達によって、相同組換えされたDNAを含む。相同組換えベクターおよび相同組換え動物を構築するための方法が、さらに以下に記載される;Bradley(1991)Curr.Opin.Biotechnol.2:823−829;PCT国際公開番号:WO90/11354;WO91/01140;WO92/0968;およびWO/93/04169。
【0293】
別の実施形態において、導入遺伝子の調節された発現を可能にする選択された系を含む非ヒトトランスジェニック動物が産生され得る。このような系の1つの例は、バクテリオファージP1のcre/loxPリコンビナーゼ系である。cre/loxPリコンビナーゼ系の説明については、例えば、Laksoら(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:6232−6236を参照のこと。リコンビナーゼ系の別の例は、Saccharomyces cerevisiaeのFLPリコンビナーゼ系である(O’Gormanら(1991)Science 251:1351−1355を参照のこと・)。cre/loxPリコンビナーゼ系が導入遺伝子の発現を調節するために使用される場合、Creリコンビナーゼおよび選択されたタンパク質の両方をコードする導入遺伝子を含む動物が必要となる。このような動物は、例えば、2つのトランスジェニック動物(一方は選択されたタンパク質をコードした導入遺伝子を含み、他方はリコンビナーゼをコードした導入遺伝子を含む)を交配することによる「二重の」トランスジェニック動物の構築によって提供され得る。
【0294】
本明細書中に記載される非ヒトトランスジェニック動物のクローンがまた、Wilmutら(1997)Nature 385:810−813に記載される方法に従って、産生され得る。簡単には、トランスジェニック動物からの細胞(例えば、体細胞)が単離され得、そして増殖サイクル(growth cycle)から出て、G期に入るように誘導され得る。次いで、静止性細胞が、例えば、電気パルスの使用により、その静止性細胞が単離されたのと同種の動物から摘出された卵母細胞へ融合され得る。次いで、この再構築された卵母細胞は培養され、これにより、これは桑実胚または未分化胚芽細胞に発達し、次いで、偽妊娠雌性養育動物に移される。この雌性養育動物から産まれた子孫は、その細胞(例えば、その体細胞)が単離された動物のクローンである。
【0295】
(薬学的組成物)
本発明のGPCRX核酸分子、GPCRXタンパク質、および抗GPCRX抗体(これはまた、本明細書中で、「活性化合物」とも呼ばれる)、ならびにそれらの誘導体、フラグメント、アナログ、およびホモログが、投与に適した薬学的組成物に組み込まれ得る。このような組成物は、典型的に、核酸分子、タンパク質または抗体、および薬学的に受容可能なキャリアを含む。本明細書中で使用される場合、「薬学的に受容可能なキャリア」は、薬学的な投与に適合可能な、あらゆる溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤(delaying agent)などを含むことが意図される。適切なキャリアは、Remington’s Pharmaceutical Sciences(当該分野の標準的参考文献であって、本明細書中に参考として援用される)の最新版に記載される。このようなキャリアまたは希釈剤の好ましい例としては、水、生理食塩水、フィンガー(finger)溶液、デキストロース溶液、および5%ヒト血清アルブミンが挙げられるが、これらに限定されない。リポソームおよび非水性ビヒクル(例えば、不揮発性油)もまた、使用され得る。薬学的に活性な物質に対するこのような媒体および薬剤の使用は、当該分野で周知である。任意の従来の媒体または薬剤が活性化合物と不適合である場合を除いて、組成物におけるその使用が意図される。補助的な活性化合物もまた、組成物へ組み込まれ得る。
【0296】
本発明の薬学的組成物は、その意図される投与経路と適合可能であるように処方される。投与経路の例には、非経口(例えば、静脈内、皮内、皮下)投与、経口(例えば、吸入)投与、経皮(すなわち、局所的)投与、経粘膜(transmucosal)投与、および直腸投与が挙げられる。非経口適用、皮内適用または皮下適用のために使用される溶液または懸濁液は、以下の成分を含み得る:注射用水、生理食塩水溶液、不揮発性油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールまたは他の合成溶媒のような、滅菌希釈剤;ベンジルアルコールまたはメチルパラベンのような、抗菌剤;アスコルビン酸または重亜硫酸ナトリウムのような、抗酸化剤;エチレンジアミン四酢酸(EDTA)のような、キレート剤;酢酸塩、クエン酸塩またはリン酸塩のような、緩衝液、および塩化ナトリウムまたはデキストロースのような、張度の調整のための薬剤。pHは、塩酸または水酸化ナトリウムのような酸または塩基で調整され得る。非経口調製物は、ガラスまたはプラスチック製のアンプル、使い捨てシリンジ、または多用量のバイアル中に入れられ得る。
【0297】
注入用途に適した薬学的組成物は、滅菌水溶液(ここでは、水溶解性)または分散媒(dispersion)、および滅菌注入可能溶液または分散媒の即座の調製のための滅菌粉末を含む。静脈内投与において、適切なキャリアには、生理食塩水、静菌水、Cremophor ELTM(BASF、Parsippany、N.J.)またはリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)が挙げられる。全ての場合において、組成物は、無菌でなければならず、そして容易な注入性(syringeability)が存在する程度に流動性であるべきである。これは、製造および保存の条件下で安定でなければならず、そして、細菌および真菌のような微生物の汚染行為に対して保護されなければならない。このキャリアは、例えば、以下を含む溶媒または分散媒であり得る:水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコールなど)ならびにそれらの適切な混合物。適切な流動性が、例えば、レシチンのようなコーティングの使用によって、分散媒の場合には、要求される粒子サイズを維持することによって、および界面活性剤を使用することによって維持され得る。微生物の作用の防止は、種々の抗菌剤および抗真菌剤(例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサールなど)によって達成され得る。多くの場合、組成物中に等張剤(例えば、砂糖、ポリアルコール(例えば、マンニトール(manitol)、ソルビトール)、塩化ナトリウム)を含むことが好ましい。注入可能組成物の吸収期間の延長は、組成物に吸収を遅延させる薬剤(例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチン)を含ませることによってもたらされ得る。
【0298】
滅菌注射可能溶液は、必要量のこの活性化合物(例えば、GPCRXタンパク質または抗GPCRX抗体))を、適切な溶媒中で、上記で列挙される成分の1つまたは組み合わせと共に組み込み、必要な場合、続いて濾過滅菌することによって調製され得る。一般的に、分散媒は、活性化合物を、基本(basic)の分散媒と上記で列挙される成分から必要とされる他の成分とを含む滅菌ビヒクル中へ組み込むことによって調製される。滅菌注射可能液剤の調製のための滅菌粉末の場合において、調製方法は、真空乾燥および凍結乾燥であり、これにより、予め滅菌濾過されたその溶液から活性成分および任意のさらなる所望の成分の粉末を得る。
【0299】
経口組成物は、一般的に、不活性希釈剤または食用キャリアを含む。これらは、ゼラチンカプセルに封入され得るか、または錠剤へと圧縮され得る。経口治療投与の目的のために、この活性化合物は、賦形剤とともに組み込まれ得、そして錠剤、トローチ剤、またはカプセル剤の形態で使用され得る。経口組成物はまた、うがい薬としての使用のために流体キャリアを使用して調製され得、ここで、この流体キャリア中のこの化合物は、経口的に適用され、そして音を立てられ(swish)、そして吐き出されるか、または飲み込まれる。薬学的に適合性の結合剤、および/またはアジュバント物質が、この組成物の一部として含まれ得る。錠剤、丸剤、カプセル剤、トローチ剤などが、任意の以下の成分または同様の性質を有する化合物を含み得る:結合剤(例えば、微結晶セルロース、ガムトラガントまたはゼラチン);賦形剤(例えば、デンプンまたはラクトース)、崩壊剤(例えば、アルギン酸、プリモゲル(Primogel)、またはコーンスターチ);滑沢剤(例えば、ステアリン酸マグネシウムまたはステロテス(Sterotes));潤滑剤(glidant)(例えば、コロイド状二酸化ケイ素);甘味剤(例えば、スクロースまたはサッカリン);あるいは香味剤(例えば、ペパーミント、サリチル酸メチル、またはオレンジフレーバー)。
【0300】
吸入による投与について、この化合物は、適切な噴霧剤(例えば、二酸化炭素のような気体)を含む圧縮容器またはディスペンサー、あるいは噴霧器から、エアロゾル噴霧の形態で送達される。
【0301】
全身的投与はまた、経粘膜手段または経皮手段により得る。経粘膜投与または経皮投与について、浸透される障壁に適切な浸透剤が、処方物において使用される。このような浸透剤は、一般的に、当該分野で公知であり、そして、例えば、経粘膜投与については、界面活性剤、胆汁酸塩、およびフシジン酸誘導体が挙げられる。経粘膜投与は、鼻噴霧または坐剤の使用によって達成され得る。経皮投与については、この活性化合物は、当該分野で一般的に公知である軟膏剤(ointment)、軟膏(salve)、ゲル、またはクリーム剤へ処方される。
【0302】
この化合物はまた、直腸送達のための坐剤(例えば、ココアバターおよび他のグリセリドのような従来の坐剤基剤と共に)または貯留(rentention)浣腸の形態で調製され得る。
【0303】
1つの実施形態において、この活性化合物は、身体からの迅速な排出に対してこの化合物を保護するキャリアを用いて調製され(例えば、制御放出処方物)、これには、移植片およびマイクロカプセル化された送達系が挙げられる。酢酸エチレンビニル、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、およびポリ乳酸のような、生分解性、生体適合性ポリマーが使用され得る。このような処方物の調製のための方法は、当業者には明らかである。これらの物質はまた、Alza Corporation and GPCRXa Pharmaceuticals,Inc.から商業的に入手され得る。リポソーム懸濁剤(ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体を感染させた細胞へ標的化されるリポソームを含む)がまた、薬学的に受容可能なキャリアとして使用され得る。これらは、例えば米国特許第4,522,811号に記載されるような、当業者に公知の方法に従って調製され得る。
【0304】
投与の容易さおよび投薬量の均一性のために、投薬単位形態で、経口組成物または非経口組成物を処方することが、特に有益である。本明細書で使用される投薬単位形態は、処置される被験体に対する単位投薬量として適切な物理的に個々の単位をいい;各単位は、必要とされる薬学的キャリアと関連して所望の治療的効果を生じるように計算された、所定量の活性化合物を含む。本発明の投薬単位形態についての詳細は、この活性化合物の固有の特徴、および達成される特定の治療効果、ならびに個体の処置のためのこのような活性化合物を調合する分野に固有の制限によって決定されるか、あるいはこれらに直接依存する。
【0305】
本発明の核酸分子は、ベクターに挿入され得、そして遺伝子治療ベクターとして使用され得る。遺伝子治療ベクターは、被験体へ、例えば静脈内注射、局所投与(米国特許第5,328,470号を参照のこと)によって、または定位注射(例えば、Chenら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:3054−3057を参照のこと)によって送達され得る。遺伝子治療ベクターの薬学的調製物には、受容可能な希釈剤中の遺伝子治療ベクターが挙げられ得るか、または遺伝子送達ビヒクルが組み込まれる除放性マトリックスが挙げられ得る。あるいは、完全な遺伝子送達ベクターが組換え細胞からインタクトで産生され得(例えば、レトロウイルスベクター)、薬学的調製物は、遺伝子送達系を産生する1以上の細胞を含み得る。
【0306】
薬学的組成物は、投与のための使用説明書と共に、容器、包装、またはディスペンサーに含まれ得る。
【0307】
(スクリーニングおよび検出の方法)
本発明の単離された核酸分子は、以下にさらに説明されるように、GPCRXタンパク質(例えば、遺伝子治療適用における宿主細胞中の組換え発現ベクターを介する)を発現するため、GPCRX mRNA(例えば、生物学的サンプルにおいて)またはGPCRX遺伝子における遺伝子損傷を検出するため、ならびにGPCRX活性を調節するために使用され得る。さらに、GPCRXタンパク質は、GPCRXタンパク質の活性または発現を調節する薬物または化合物をスクリーニングするために、ならびにGPCRXタンパク質の不十分もしくは過剰な産生によって、あるいはGPCRX野生型タンパク質と比較して減少した活性もしくは異常な活性を有するGPCRXタンパク質形態の産生によって特徴付けられる障害を処置するために使用され得る。さらに、本発明の抗GPCRX抗体が、GPCRXタンパク質を検出および単離するため、ならびにGPCRX活性を調節するために使用され得る。
【0308】
本発明は、さらに、本明細書中に記載のスクリーニングアッセイによって同定される新規の薬剤、および上記で本明細書中で記載されるような処置のためのそれらの使用に関する。
【0309】
(スクリーニングアッセイ)
本発明は、調節因子、すなわち、GPCRXタンパク質に結合するか、あるいは例えば、GPCRXタンパク質の発現またはGPCRXタンパク質の活性に対して刺激効果または阻害効果を有する、候補または試験化合物または薬剤(例えば、ペプチド、ペプチド模倣物、低分子または他の薬物)を同定するための方法(本明細書中において「スクリーニングアッセイ」とも称される)を提供する。本発明はまた、本明細書中に記載のスクリーニングアッセイにおいて同定された化合物を含む。
【0310】
1実施形態において、本発明は、GPCRXタンパク質またはポリペプチド、あるいはその生物学的に活性な部分の膜結合形態に結合するか、またはその膜結合形態の活性を調節する、候補化合物もしくは試験化合物をスクリーニングするためのアッセイを提供する。本発明の試験化合物は、当該分野において公知のコンビナトリアルライブラリー法における多数のアプローチのいずれかを使用して得られ得、これには、以下が挙げられる:生物学的ライブラリー;空間的に位置付け可能な並行固相もしくは溶液相ライブラリー;逆重畳を要する合成ライブラリー法;「1ビーズ1化合物」ライブラリー法;およびアフィニティークロマトグラフィー選択を使用する合成ライブラリー法。生物学的ライブラリーアプローチはペプチドライブラリーに限定されるが、他の4つのアプローチは、ペプチド、非ペプチドオリゴマーもしくは化合物の低分子ライブラリーに適用可能である(例えば、Lam(1997)Anticancer Drug Design 12:145を参照のこと)。
【0311】
本明細書中で使用される場合、「低分子」とは、約5kD未満の分子量、最も好ましくは約4kD未満の分子量を有する組成物をいうように意味される。低分子は、例えば、核酸、ペプチド、ポリペプチド、ペプチド模倣体、炭水化物、脂質または他の有機分子もしくは無機分子であり得る。化学的および/または生物学的混合物(例えば、真菌、細菌または藻類抽出物)のライブラリーは、当該分野で公知であり、そして本発明のアッセイのいずれかを用いてスクリーニングされ得る。
【0312】
分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該分野において、例えば以下に見出され得る:DeWittら(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6909;Erbら(1994)Proc Natl Acad Sci U.S.A.91:11422;Zuckermannら(1994)J.Med.Chem.37:2678;Choら(1993)Science 261:1303;Carrellら(1994)Angew.Chem.Int.Ed.Engl.33:2059;Carellら(1994)Angew.Chem.Int.Ed.Engl.33:2061;およびGallopら(1994)J.Med.Chem.37:1233。
【0313】
化合物のライブラリーは、溶液中で(例えば、Houghten(1992)Biotechniques 13:412〜421)、あるいはビーズ上(Lam(1991)Nature 354:82〜84)、チップ上(Fodor(1993)Nature 364:555〜556)、細菌(Ladner 米国特許第5,223,409号)、胞子(Ladner 米国特許第5,233,409号)、プラスミド(Cullら(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:1865〜1869)またはファージ上(ScottおよびSmith(1990)Science 249:386〜390;Devlin(1990)Science 249:404〜406;Cwirlaら(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:6378〜6382;Felici(1991)J.Mol.Biol.222:301〜310;Ladner、米国特許第5,233,409号)において提示され得る。
【0314】
1つの実施形態において、アッセイは細胞ベースのアッセイであり、ここで、膜結合形態のGPCRXタンパク質、またはその生物学的に活性な部分を細胞表面上に発現する細胞が、試験化合物と接触され、そしてこの試験化合物が、GPCRXタンパク質に結合する能力が、決定される。例えば、細胞は、哺乳動物起源または酵母細胞であり得る。この試験化合物がGPCRXタンパク質に結合する能力の決定は、例えば、その試験化合物を放射性同位体または酵素標識とカップリングさせて、その結果、この試験化合物のGPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分に対する結合が、複合体におけるその標識化合物を検出することによって決定され得ることによって達成され得る。例えば、試験化合物は、125I、35S、14C、またはHで直接的または間接的のいずれかで標識され得、そしてその放射性同位体が、放射線放射の直接の計数により、またはシンチレーション計数により、検出され得る。あるいは、試験化合物は、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、またはルシフェラーゼで酵素的に標識され得、そしてこの酵素的標識が、適切な基質の生成物への転換を決定することにより、検出され得る。1つの実施形態において、このアッセイは、膜結合形態のGPCRXタンパク質、またはその生物学的に活性な部分をその細胞表面上に発現する細胞を、GPCRXと結合する既知の化合物と接触させて、アッセイ混合物を形成する工程、このアッセイ混合物に試験化合物を接触させる工程、ならびにこの試験化合物がGPCRXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程を包含し、ここで、この試験化合物がGPCRXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程によって、この試験化合物が、既知の化合物と比較して、GPCRXまたはその生物学的に活性な部分と優先的に結合する能力を決定する工程を包含する。
【0315】
別の実施形態において、アッセイは、細胞ベースのアッセイであり、これは、膜結合形態のGPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分を細胞表面上で発現する細胞を、試験化合物と接触させる工程、ならびにこの試験化合物が、GPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分の活性を調節(例えば、刺激または阻害)する能力を決定する工程を包含する。この試験化合物が、GPCRXまたはその生物学的に活性な部分の活性を調節する能力の決定は、例えば、GPCRXタンパク質が、GPCRX標的分子に結合またはこれら標的分子と相互作用する能力を決定することによって、達成され得る。本明細書中において使用する場合には、「標的分子」とは、GPCRXタンパク質が天然に結合または相互作用する分子であり、例えば、GPCRX相互作用タンパク質を発現する細胞表面上の分子、第二の細胞表面上の分子、細胞外環境中の分子、細胞膜の内面と会合する分子、または細胞質分子である。GPCRX標的分子は、非GPCRX分子あるいは本発明のGPCRXタンパク質またはポリペプチドであり得る。1つの実施形態において、GPCRX標的分子は、シグナル伝達経路の構成要素であり、これは、細胞膜を通って細胞内への細胞外シグナル(例えば、化合物が膜結合GPCRX分子に結合することにより発生するシグナル)の伝達を促進する。その標的は、例えば、触媒活性を有する第二の細胞内タンパク質、または下流シグナル伝達分子のGPCRXとの会合を容易にするタンパク質であり得る。
【0316】
GPCRXタンパク質がGPCRX標的分子に結合するかまたはその標的分子と相互作用する能力の決定は、直接的結合を決定するための上記方法の1つにより、達成され得る。1つの実施形態において、GPCRXタンパク質がGPCRX標的分子に結合するかまたはその標的分子と相互作用する能力の決定は、その標的分子の活性を決定することにより、達成され得る。例えば、この標的分子の活性は、その標的の細胞性セカンドメッセンジャー(すなわち、細胞内Ca2+、ジアシルグリセロール、IP3など)の誘導を検出すること、適切な基質への標的の触媒活性/酵素活性を検出すること、レポーター遺伝子(検出可能なマーカー(例えば、ルシフェラーゼ)をコードする核酸に作動可能に連結されたGPCRX応答性調節エレメントを含む)の誘導を検出すること、または細胞応答(例えば、細胞生存度、細胞分化、または細胞増殖)を検出することにより、決定され得る。
【0317】
なお別の実施形態において、本発明のアッセイは、無細胞(cell−free)アッセイであり、GPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分を試験化合物に接触させる工程、ならびにその試験化合物がGPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分と結合する能力を決定する工程を包含する。この試験化合物の、GPCRXタンパク質への結合は、上記のように、直接的または間接的にのいずれかで決定され得る。1つのこのような実施形態において、このアッセイは、GPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分を、GPCRXを結合する既知の化合物に接触させて、アッセイ混合物を形成する工程、このアッセイ混合物を試験化合物に接触させる工程、ならびにその試験化合物がGPCRXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程を包含し、ここで、この試験化合物がGPCRXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程は、この試験化合物が、既知の化合物と比較して、GPCRX、またはその生物学的に活性な部分と優先的に結合する能力を決定する工程を包含する。
【0318】
なお別の実施形態において、アッセイは、無細胞アッセイであり、GPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分を試験化合物と接触させる工程、ならびにその試験化合物がGPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分の活性を調節(例えば、刺激または阻害)する能力を決定する工程を包含する。この試験化合物がGPCRXの活性を調節する能力の決定は、例えば、GPCRXタンパク質が、GPCRX標的分子に結合する能力を、直接的結合の決定のための上記方法の1つによって決定することにより、達成され得る。代替の実施形態において、この試験化合物がGPCRXタンパク質の活性を調節する能力の決定は、GPCRXタンパク質が、GPCRX標的分子をさらに調節する能力を決定することにより、達成され得る。例えば、この標的分子の適切な基質に対する触媒活性/酵素活性は、上記のように決定され得る。
【0319】
さらに別の実施形態において、無細胞アッセイは、GPCRXタンパク質またはその生物学的に活性な部分を、GPCRXタンパク質を結合する既知の化合物に接触させてアッセイ混合物を形成する工程、このアッセイ混合物を試験化合物と接触させる工程、ならびにこの試験化合物がGPCRXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程を包含し、ここで、この試験化合物がGPCRXタンパク質と相互作用する能力の決定は、GPCRXタンパク質が、GPCRX標的分子と優先的に結合するか、またはその標的分子の活性を優先的に調節する能力を決定する工程を包含する。
【0320】
本発明の無細胞アッセイは、GPCRXタンパク質の、可溶性の形態または膜結合形態の両方の使用に受け入れられる。膜結合形態のGPCRXタンパク質を含む無細胞アッセイの場合には、GPCRXタンパク質の膜結合形態が溶液中に維持されるように、可溶化剤を利用することが所望され得る。このような可溶化剤の例には、非イオン性界面活性剤が挙げられ、例えば、n−オクチルグルコシド、n−ドデシルグルコシド、n−ドデシルマルトシド、オクタノイル−N−メチルグルカミド、デカノイル−N−メチルグルカミド、Triton(登録商標)X−100、Triton(登録商標)X−114、Thesit(登録商標)、イソトリデシルポリ(エチレングリコールエーテル)(Isotridecypoly(ethylene glycol ether)、N−ドデシル−N,N−ジメチル−3−アンモニオ−1−プロパンスルホネート、3−(3−コラミドプロピル)ジメチルアンミニオール−1−プロパンスルホネート(3−(3−cholamidopropyl)dimethylamminiol−1−propane sulfonate)(CHAPS)、または3−(3−コラミドプロピル)ジメチルアンミニオール−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホネート(3−(3−cholamidopropyl)dimethylamminiol−2−hydroxy−1−propane sulfonate)(CHAPSO)である。
【0321】
本発明の上記アッセイ方法の1つより多い実施形態において、GPCRXタンパク質またはその標的分子のいずれかを固定して、そのタンパク質の一方または両方の非複合形態からの複合形態の分離を促進し、そしてそのアッセイの自動化に適合させることが、所望され得る。試験化合物の、GPCRXタンパク質への結合、または候補化合物の存在下および非存在下での、GPCRXタンパク質の標的分子との相互作用は、これらの反応物を収容するために適切な任意の容器内で、達成され得る。このような容器の例には、マイクロタイタープレート、試験管、および微小遠心管が挙げられる。1実施形態において、そのタンパク質の一方または両方がマトリックスに結合することを可能にするドメインを付加する融合タンパク質が、提供され得る。例えば、GST−GPCRX融合タンパク質またはGST標的融合タンパク質は、グルタチオンセファロースビーズ(Sigma Chemical、St.Louis、MO)またはグルタチオン誘導体化マイクロタイタープレート上に吸着され得、次いでこれらは、試験化合物と合わせられるか、あるいは試験化合物および未吸着標的タンパク質またはGPCRXタンパク質のいずれかと合わせられ、そしてこの混合物が、複合体形成を誘導する条件下(例えば、塩およびpHに関して生理学的条件)でインキュベートされる。インキュベーション後、ビーズまたはマイクロタイタープレートウェルを洗浄して、結合していないあらゆる成分を除去し、ビーズの場合にはマトリックスを固定し、例えば上記のように、複合体を直接的または間接的のいずれかで決定する。あるいは、複合体がマトリックスから解離され得、そしてGPCRXタンパク質の結合レベルまたは活性レベルを、標準的な技術を使用して決定し得る。
【0322】
タンパク質をマトリックスに固定するための他の技術もまた、本発明のスクリーニングアッセイにおいて使用され得る。例えば、GPCRXタンパク質、またはその標的分子のいずれかが、ビオチンとストレプトアビジンとの結合を利用して、固定され得る。ビオチン化GPCRXタンパク質、または標的分子は、当該分野において周知の技術を使用して、ビオチン−NHS(N−ヒドロキシスクシンイミド)から調製され得(例えば、ビオチン化キット、Pierce Chemicals、Rockford、Ill.)、そしてストレプトアビジンでコーティングした96ウェルのプレート(Pierce Chemical)のウェルに固定され得る。あるいは、GPCRXタンパク質、または標的分子と反応性であるがGPCRXタンパク質のその標的分子への結合を妨害しない抗体が、そのプレートのウェルに誘導体化され得、そして結合していない標的またはGPCRXタンパク質が、抗体の結合によってウェル内に捕捉され得る。このような複合体を検出するための方法には、GST固定複合体に関しての上記で述べた方法に加えて、GPCRXタンパク質または標的分子と反応性の抗体を使用する、複合体の免疫検出、ならびにGPCRXタンパク質、または標的分子に関する酵素活性の検出に依存する酵素結合アッセイが挙げられる。
【0323】
別の実施形態において、GPCRXタンパク質発現のモジュレーターは、細胞を候補化合物と接触させ、そして細胞中のGPCRX mRNAまたはタンパク質の発現を決定する方法において同定される。候補化合物の存在下でのGPCRX mRNAまたはタンパク質の発現レベルは、候補化合物の非存在下でのGPCRX mRNAまたはタンパク質の発現レベルと比較される。次いで、候補化合物は、この比較に基づいて、GPCRX mRNAまたはタンパク質発現のモジュレーターとして同定され得る。例えば、GPCRX mRNAまたはタンパク質の発現が候補化合物の非存在下より、その存在下における方が大きい(すなわち、統計的に有意に大きい)場合、この候補化合物は、GPCRX mRNAまたはタンパク質の発現の刺激物質として同定される。あるいは、GPCRX mRNAまたはタンパク質の発現が候補化合物の非存在下よりその存在下の方が少ない(統計的に有意に少ない)場合、この候補化合物は、GPCRX mRNAまたはタンパク質の発現のインヒビターとして同定される。細胞中のGPCRX mRNAまたはタンパク質の発現レベルは、GPCRX mRNAまたはタンパク質を検出するために本明細書中に記載の方法によって決定され得る。
【0324】
本発明のなお別の局面において、GPCRXタンパク質は、ツーハイブリッドアッセイまたはスリーハイブリッドアッセイにおいて「餌(bait)タンパク質」として使用されて(例えば、米国特許第5,283,317号;Zervosら(1993)Cell 72:223−232;Maduraら、1993 J.Biol.Chem.268:12046−12054;Bartelら、1993 Biotechniques 14:920−924;Iwabuchiら、1993 Oncogene 8:1693−1696;およびBrent WO94/10300を参照のこと)、GPCRX(「GPCRX結合タンパク質」または「GPCRX−bp」)に結合するか、またはこれと相互作用し、そしてGPCRX活性を調節する他のタンパク質を同定し得る。このようなGPCRX結合タンパク質はまた、例えば、GPCRX経路の上流または下流エレメントとしてGPCRXタンパク質によるシグナル伝達に関与する可能性がある。
【0325】
ツーハイブリッドシステムは、分離可能なDNA結合ドメインおよび活性化ドメインからなる、大部分の転写因子のモジュール的性質に基づく。簡潔には、このアッセイは、2つの異なるDNA構築物を利用する。一方の構築物においては、GPCRXをコードする遺伝子が既知の転写因子(例えば、GAL−4)のDNA結合ドメインをコードする遺伝子に融合される。他方の構築物においては、DNA配列のライブラリー由来の、未同定タンパク質(「餌食(prey)」または「サンプル」)をコードするDNA配列が、既知の転写因子の活性化ドメインをコードする遺伝子に融合される。「餌」および「餌食」タンパク質がインビボで相互作用して、GPCRX依存性複合体を形成し得る場合、この転写因子のDNA結合ドメインおよび活性化ドメインは、非常に近くにある。近位にあることにより、転写因子に応答性の転写調節部位に作動可能に連結されたレポーター遺伝子(例えば、LacZ)の転写が可能となる。レポーター遺伝子の発現が検出され得、そして機能的転写因子を含む細胞コロニーが、単離され得、そしてGPCRXと相互作用するタンパク質をコードするクローニングされた遺伝子を得るために使用され得る。
【0326】
本発明はさらに、上記のスクリーニングアッセイにより同定される新規な薬剤および本明細書中に記載されるような処置のためのこの薬剤の使用に関する。
【0327】
(検出アッセイ)
本明細書中で同定されるcDNA配列の一部またはフラグメント(および対応する完全な遺伝子配列)は、ポリヌクレオチド試薬として多くの方法で使用され得る。例えば、これらの配列を使用して、(i)染色体上にそれぞれの遺伝子をマッピングし得;従って遺伝病と関連する遺伝子領域を位置決定し得る;(ii)微量の生物学的サンプルから個体を同定し得る(組織型決定);および(iii)生物学的サンプルの法医学的識別を助け得るが、これに限定されない。これらの適用は、以下の節において記載される。
【0328】
(染色体マッピング)
一旦遺伝子の配列(または配列の一部分)が単離されると、この配列を用いて染色体上に遺伝子の位置をマッピングし得る。このプロセスは、染色体マッピングとよばれる。従って、本明細書中に記載のGPCRX配列の一部またはフラグメント、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38、またはそのフラグメントもしくは誘導体を用いて、それぞれ、GPCRX遺伝子の位置を染色体上にマッピングし得る。GPCRX配列を染色体にマッピングすることは、これらの配列と、疾患と関連する遺伝子とを相関付ける際の重要な第一歩である。
【0329】
簡潔には、GPCRX遺伝子は、GPCRX配列からPCRプライマー(好ましくは、15〜25bpの長さ)を調製することにより染色体にマッピングし得る。GPCRX配列のコンピューター分析を用いて、ゲノムDNAにおける1つを超えるエキソンにまたがらないプライマーを迅速に選択し得、従って、増幅プロセスを複雑にし得る。次いで、これらのプライマーは、個々のヒト染色体を含む体細胞ハイブリッドのPCRスクリーニングのために使用され得る。GPCRX配列に対応するヒト遺伝子を含むハイブリッドのみが増幅されたフラグメントを生じる。
【0330】
体細胞ハイブリッドは、異なる哺乳動物由来の体細胞(例えば、ヒトおよびマウス細胞)を融合することにより調製される。ヒトおよびマウスのハイブリッドが増殖および分裂するにつれ、それらは、無作為な順序で徐々にヒト染色体を失うが、マウス染色体を維持する。マウス細胞は増殖できないが、ヒト細胞は増殖できる培地を使用することにより、それらは特定の酵素を失うので、必要な酵素をコードする遺伝子を含む1つのヒト染色体が維持される。種々の培地を使用することによって、ハイブリッド細胞株のパネルが確立され得る。パネルにおける各細胞株は、単一のヒト染色体または少数のヒト染色体いずれかおよびマウス染色体の完全なセットを含み、これにより、個々の遺伝子を特定のヒト染色体にマッピングすることが容易に可能になる(D’Eustachioら(1983)Science 220:919−924を参照のこと)。ヒト染色体のフラグメントのみを含む体細胞ハイブリッドはまた、転座および欠失を伴うヒト染色体を使用することにより生成され得る。
【0331】
体細胞ハイブリッドのPCRマッピングは、特定の染色体に特定の配列を割り当てるためには迅速な手順である。1つのサーマルサイクラーを用いて一日に3つ以上の配列が割り当てられ得る。GPCRX配列を使用して、オリゴヌクレオチドプライマーを設計すると、下位位置決定(sublocalization)は、特定の染色体由来のフラグメントのパネルを用いて達成され得る。
【0332】
中期染色体スプレッドに対するDNA配列の蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)をさらに使用して、一工程で正確な染色体位置を提供し得る。染色体スプレッドは、コルセミド(染色体紡錘体を破壊する)のような化学物質により分裂が中期においてブロックされた細胞を使用して行われ得る。この染色体は、トリプシンで短時間処理され得、次いで、ギムザ染色され得る。薄いバンドおよび濃いバンドのパターンが各染色体で発生し、その結果、この染色体は、個々に同定され得る。FISH技術は、500または600塩基ほどの短さのDNA配列と共に使用され得る。しかし、1,000塩基より大きなクローンは、簡単な検出に十分なシグナル強度で、独特の染色体位置に結合する可能性がより高い。好ましくは、1,000塩基、そしてより好ましくは、2,000塩基が妥当な時間量で良好な結果を得るために十分である。この技術の総説については、Vermaら、HUMAN CHROMOSOMES:A MANUAL OF BASIC TECHNIQUES(Pergamon Press,New York 1988)を参照のこと。
【0333】
染色体マッピングの試薬は、単一の染色体またはその染色体上の単一部位を印付けするために個々に使用され得るか、または試薬のパネルは複数部位および/または複数染色体を印付けするために使用され得る。遺伝子の非コード領域に対応する試薬は、実際に、マッピング目的のために好ましい。コード配列は、遺伝子ファミリー内に保存されており、従って、染色体マッピングの間に交叉ハイブリダイゼーションの機会が増大する可能性が高い。
【0334】
一旦配列が正確な染色体位置にマッピングされると、その配列の染色体上の物理的位置は、遺伝子マップデータと相関し得る。このようなデータは、例えば、McKusick,MENDELIAN INHERITANCE IN MAN(Johns Hopkins University Welch Medical Libraryを通じてオンラインで入手可能)において見いだされる。次いで、同じ染色体領域にマッピングされる遺伝子と疾患との間の関係は、例えば、Egelandら(1987)Nature,325:783−787に記載される連鎖分析(物理的に隣接する遺伝子の同時遺伝)によって同定され得る。
【0335】
さらに、GPCRX遺伝子と関連する疾患に罹患した個体と、この疾患に罹患していない個体との間のDNA配列における差異が決定され得る。罹患した個体のいくらかまたは全てにおいて変異が認められるが、非罹患個体のいずれにおいても認められない場合、この変異は特定の疾患の候補薬剤である可能性が高い。罹患個体と非罹患個体の比較は、一般に、染色体における構造的変化(例えば、染色体スプレッドから可視であるか、またはそのDNA配列に基づいたPCRを用いて検出可能な欠失または転座)を最初に探すことを包含する。最終的に、いくらかの個体に由来する遺伝子の完全な配列決定を行って、変異の存在を確認し、かつ多型に由来する変異を区別する。
【0336】
(組織型決定(tissue typing))
本発明のGPCRX配列はまた、わずかな生物学的サンプルから個体を識別するために使用され得る。この技術において、個体のゲノムDNAは、1つ以上の制限酵素で消化され、そして同定のために独特のバンドを生成するためにサザンブロット上でプローブされる。本発明の配列は、RFLP(米国特許第5,272,057号に記載の「制限フラグメント長多型」)のためのさらなるDNAマーカーとして有用である。
【0337】
さらに、本発明の配列を用いて、個体のゲノムの選択された部分について実際の塩基ごとにDNA配列を決定する代替的技術を提供し得る。従って、本明細書中に記載のGPCRX配列を用いて、配列の5’末端および3’末端から2つのPCRプライマーを調製し得る。次いで、これらのプライマーを使用して、個体のDNAを増幅し得、引き続いて、配列決定し得る。
【0338】
このように調製された個体由来の対応するDNA配列のパネルは、各個体が、対立遺伝子差異に起因するこのようなDNA配列の独特のセットを有するので、唯一の個体識別を提供し得る。本発明の配列は、個体由来および組織由来の配列のこのような識別を得るために使用され得る。本発明のGPCRX配列は、ヒトゲノムの部分を独特に表す。対立遺伝子変異は、これらの配列のコード領域においてある程度生じ、そして非コード領域においてより大きな程度に生じる。個々のヒト間での対立遺伝子変異は、各500塩基につき約1回の頻度で生じると見積もられる。対立遺伝子変異の多さは、制限フラグメント長多型(RFLP)を含む単一ヌクレオチド多型(SNP)に起因する。
【0339】
本明細書中で記載の配列の各々は、ある程度、標準物質(これに対して個体からのDNAが識別の目的で比較され得る)として使用され得る。より多くの多型が非コード領域で生じるので、個体を区別するために、それほど多くの配列が必要であるわけではない。非コード配列は、おそらく10〜1,000プライマーのパネルを用いてポジティブな個体識別を不自由なく提供し得る。これらのプライマーは、各々が100塩基の増幅された非コード配列を生じる。推定コード配列(例えば、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38における配列)が使用される場合、ポジティブな個体識別に関するプライマーのより適切な数は、500〜2,000である。
【0340】
(予測医療)
本発明はまた、診断アッセイ、予後アッセイ、薬物ゲノム(pharmacogenomics)およびモニタリング臨床試験が、予後(予測)の目的に使用され、これによって個体を予防的に処置する、予測医療の分野に関する。従って、本発明の1つの局面は、GPCRXタンパク質および/または核酸の発現、ならびにGPCRXの活性を、生物学的サンプル(例えば、血液、血清、細胞、組織)の関連で決定するための診断アッセイに関し、これによって、異常なGPCRXの発現または活性に関連して、個体が疾患または障害に罹患するかどうか、あるいは障害を発症するリスクがあるかどうかを決定する。本発明はまた、個体が、GPCRXのタンパク質、核酸の発現または活性と関連した障害を発症するリスクがあるかどうかを決定するための予後的(または予測的)アッセイを提供する。例えば、GPCRXの遺伝子における変異が、生物学的サンプルにおいてアッセイされ得る。このようなアッセイは、予後的または予測的な目的に使用され得、これによってGPCRXのタンパク質、核酸の発現または生物学的活性によって特徴付けられるかまたは関連した障害の発病の前に個体を予防的に処置する。
【0341】
本発明の別の局面は、個体におけるGPCRXのタンパク質、核酸の発現あるいは活性を決定するための方法を提供し、これによって、その個体についての適切な治療的または予防的試薬(本明細書において「薬物ゲノム」とよばれる)を選択する。薬物ゲノムは、個体の遺伝型(例えば、特定の試薬に対して応答する個体の能力を決定するために試験された個体の遺伝型)に基づいて個体の治療的または予防的処置のための試薬(例えば、薬物)の選択を可能にする。
【0342】
本発明のなお別の局面は、臨床試験におけるGPCRXの発現または活性に対する試薬(例えば、薬物、化合物)の影響をモニタリングすることに関する。
【0343】
これらおよび他の試薬は、以下の節でさらに詳細に記載される。
【0344】
(診断アッセイ)
生物学的サンプルにおけるGPCRXの存在または非存在を検出するための例示的な方法は、試験被験体から生物学的サンプルを得る工程、およびその生物学的サンプルをGPCRXのタンパク質またはGPCRXタンパク質をコードする核酸(例えば、mRNA、ゲノムDNA)を検出し得る化合物もしくは薬剤とを接触させ、その結果、GPCRXの存在が、その生物学的サンプルにおいて検出される、工程を包含する。GPCRXのmRNAもしくはゲノムDNAを検出するための薬剤は、GPCRX mRNAもしくはゲノムDNAにハイブリダイズし得る、標識された核酸プローブである。この核酸プローブは、例えば、全長のGPCRXの核酸(例えば、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38の核酸またはそれらの一部)(例えば、少なくとも、15、30、50、100、250もしくは500ヌクレオチド長のオリゴヌクレオチドであり、ストリンジェントな条件下でGPCRXのmRNAまたはゲノムDNAと特異的にハイブリダイズするに十分である核酸)であり得る。本発明の診断アッセイにおける使用のための他の適切なプローブは本明細書において記載されている。
【0345】
GPCRXのタンパク質を検出するための薬剤は、GPCRXのタンパク質に結合し得る抗体であり、好ましくは、検出可能な標識を有する抗体である。抗体は、ポリクローナルであり得るか、またはより好ましくはモノクローナル抗体であり得る。インタクトな抗体またはそのフラグメント(例えば、FabまたはF(ab’))が使用され得る。用語「標識(された)」とは、プローブまたは抗体に関して、検出可能な物質をそのプローブもしくは抗体にカップリングさせる(すなわち、物理的に連結する)ことによってそのプローブまたは抗体を直接標識すること、ならびに、直接標識された別の試薬との反応性によってそのプローブもしくは抗体の間接的な標識をすることを包含することが意図される。間接的な標識の例としては、蛍光標識された二次抗体を用いた一次抗体の検出、および蛍光標識されたストレプトアビジンを用いて検出され得るようにDNAプローブのビオチンを用いた末端標識が挙げられる。用語「生物学的サンプル」とは、被験体から単離された、組織、細胞および生物学的流体ならびに被験体に存在する組織、細胞および流体を含むことが意図される。すなわち、本発明の検出方法を用いて、GPCRXのmRNA、タンパク質またはゲノムDNAを、生物学的サンプル中で、インビトロおよびインビボで検出し得る。例えば、GPCRXのmRNAの検出のためのインビトロ技術としては、ノーザンハイブリダイゼーションおよびインサイチュハイブリダイゼーションが挙げられる。GPCRXのタンパク質の検出のためのインビトロ技術としては、酵素連結免疫吸着アッセイ(ELISA)、ウェスタンブロット、免疫沈降および免疫蛍光が挙げられる。GPCRXのゲノムDNAを検出するためのインビトロ技術としては、サザンハイブリダイゼーションが挙げられる。さらに、GPCRXのタンパク質の検出のためのインビボ技術としては、標識された抗GPCRX抗体を被験体に導入することが挙げられる。例えば、その抗体は、放射性マーカーを用いて標識され得る。被験体における放射性マーカーの存在および位置は、標準的な画像化技術によって検出され得る。
【0346】
1つの実施形態において、この生物学的サンプルは、その試験被験体からのタンパク質分子を含む。あるいは、その生物学的サンプルは、その試験被験体からのmRNA分子またはその試験被験体からのゲノムDNA分子を含み得る。好ましい生物学的サンプルは、被験体から従来の手段によって単離された末梢血白血球サンプルである。
【0347】
別の実施形態において、本発明の方法はさらに、コントロール被験体からコントロール生物学的サンプルを得る工程、そのコントロールサンプルを、GPCRXのタンパク質、mRNAもしくはゲノムDNAを検出し得る化合物もしくは薬剤と接触させ、その結果、GPCRXのタンパク質、mRNAもしくはゲノムDNAの存在がその生物学的サンプルにおいて検出される、工程、およびそのコントロールサンプルにおけるGPCRXのタンパク質、mRNAもしくはゲノムDNAの存在と、その試験サンプルにおけるGPCRXのタンパク質、mRNAもしくはゲノムDNAの存在とを比較する工程を包含する。
【0348】
本発明はまた、生物学的サンプルにおけるGPCRXの存在を検出するためのキットを包含する。例えば、このキットは、以下を備え得る:生物学的サンプルにおいてGPCRXのタンパク質またはmRNAを検出し得る、標識された化合物もしくは薬剤;そのサンプルにおいてGPCRXの量を決定するための手段;およびそのサンプルにおいて、標準と、GPCRXの量とを比較するための手段。この化合物または薬剤は、適切な容器内に包装され得る。このキットは、さらに、GPCRXのタンパク質または核酸を検出するためにキットを用いるための指示書を備え得る。
【0349】
(予後アッセイ)
本明細書において記載された診断方法をさらに利用して、GPCRXの異常発現または異常活性に関連した疾患もしくは障害を有するか、またはその発症の危険性を有する被験体を同定し得る。例えば、本明細書に記載されるアッセイ(例えば、上述の診断アッセイまたは下記のアッセイ)を利用して、GPCRXのタンパク質、核酸の発現または活性に関連する障害を有するかまたはその発症の危険性を有する被験体を同定し得る。あるいは、この予後アッセイを利用して、疾患または障害を有するかまたはその発症の危険性を有する被験体を同定し得る。従って、本発明は、GPCRXの異常発現または異常活性に関連する疾患もしくは障害を同定するための方法を提供する。ここで、試験サンプルは、被験体から得られ、そしてGPCRXのタンパク質または核酸(例えば、mRNA、ゲノムDNA)が検出され、ここで、GPCRXのタンパク質または核酸の存在は、GPCRXの異常発現または異常活性に関連する疾患または障害を有するかまたはその発症の危険性を有する被験体についての診断指標である。本明細書において使用される場合「試験サンプル」とは、目的の被験体から得られた生物学的サンプルをいう。例えば、試験サンプルは、生物学的流体(例えば、血清)、細胞サンプル、または組織であり得る。
【0350】
さらに、本明細書に記載される予後アッセイを使用して、被験体に薬剤(例えば、アゴニスト、アンタゴニスト、ペプチド模倣物、タンパク質、ペプチド、核酸、低分子、または他の薬物候補)を投与してGPCRXの異常発現または異常活性に関連する疾患または障害を処置し得るか否かを、決定し得る。例えば、このような方法を使用して、被験体が障害のための薬剤で有効に処置され得るか否かを決定し得る。従って、本発明は、GPCRXの異常発現または異常活性に関連する障害についての薬剤を用いて、被験体が有効に処置され得るか否かを決定するための方法を提供する。ここで、試験サンプルが得られ、そしてGPCRXのタンパク質または核酸が検出される(例えば、ここで、GPCRXのタンパク質または核酸の存在は、この薬剤が投与されてGPCRXの異常発現または異常活性に関連する障害が処置され得る被験体についての、診断指標である)。
【0351】
本発明の方法はまた、GPCRX遺伝子における遺伝的損傷を検出し、それによって、その損傷遺伝子を有する被験体が異常な細胞増殖および/または分化によって特徴付けられる障害についての危険性を有するか否かを決定するためにも使用され得る。種々の実施形態において、この方法は、その被験体からの細胞のサンプルにおいて、GPCRXタンパク質をコードする遺伝子の統合性に影響を与える少なくとも1つの変更によって特徴付けられる遺伝的損傷の存在または非存在、あるいはGPCRX遺伝子の誤発現を検出する工程を包含する。例えば、そのような遺伝的損傷は、以下の少なくとも1つの存在を確認することによって検出され得る:(i)GPCRX遺伝子からの1つ以上のヌクレオチドの欠失;(ii)GPCRX遺伝子への1つ以上のヌクレオチドの付加;(iii)GPCRX遺伝子の1つ以上のヌクレオチドの置換、(iv)GPCRX遺伝子の染色体再配置;(v)GPCRX遺伝子のメッセンジャーRNA転写物のレベルにおける変更、(vi)GPCRX遺伝子の異常改変(例えば、ゲノムDNAのメチル化パターンの異常改変)、(vii)GPCRX遺伝子のメッセンジャーRNA転写物の非野生型スプライシングパターンの存在、(viii)GPCRXタンパク質の非野生型レベル、(ix)GPCRX遺伝子の対立遺伝子の欠失、ならびに(x)GPCRXタンパク質の不適切な翻訳後修飾。本明細書において記載されるように、当該分野において、GPCRX遺伝子における損傷を検出するために使用され得る、多数の公知のアッセイ技術が存在する。好ましい生物学的サンプルは、従来手段によって被験体から単離された末梢血白血球サンプルである。しかし、有核細胞を含む任意の生物学的サンプルが使用され得、これには、例えば、頬粘膜細胞が挙げられる。
【0352】
特定の実施形態において、損傷の検出は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)(例えば、米国特許第4,683,195号および同第4,683,202号を参照のこと)(例えば、アンカーPCRまたはRACE PCR)、あるいは、連結連鎖反応(LCR)(例えば、Landegranら(1988)Science 241:1077−1080;およびNakazawaら(1994)Proc.Natl.Acad.Sic.USA 91:360−364を参照のこと)におけるプローブ/プライマーの使用を包含する。後者は、GPCRX遺伝子における点変異を検出するために特に有用であり得る)(Abravayaら,1995 Nucl Acids Res 23:675−682を参照のこと)。この方法は、患者から細胞のサンプルを収集する工程、核酸(例えば、ゲノム、mRNAまたはその両方)をそのサンプルの細胞から単離する工程、GPCRXの遺伝子に特異的にハイブリダイズする1つ以上のプライマーとその核酸サンプルとを、GPCRX遺伝子(存在する場合)のハイブリダイゼーションおよび増幅が生じるような条件下で接触させる工程、ならびに増幅産物の存在もしくは非存在を検出する工程、またはその増幅産物のサイズを検出する工程およびその長さをコントロールサンプルと比較する工程を包含し得る。PCRおよび/またはLCRは、本明細書中に記載される変異を検出するために使用される技術のいずれかとともに予備的増幅工程として使用されることが望ましくあり得ることが予想される。
【0353】
代替的な増幅方法としては、以下が挙げられる:当業者に周知な技術を用いた、その増幅された分子の検出の前の、自己維持配列複製(Guatelliら、1990、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:1874−1878を参照のこと)、転写増幅系(Kwohら、1989、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:1173−1177を参照のこと)、Qレプリカーゼ(Lizardiら、1988、BioTechnology 6:1197を参照のこと)、または他の任意の核酸増幅方法。これらの検出スキームは、核酸分子が非常に極少数で存在する場合に、そのような核酸分子の検出のために特に有用である。
【0354】
代替の実施形態において、サンプル細胞からのGPCRX遺伝子における変異は、制限酵素切断パターンにおける変更によって同定され得る。例えば、サンプルおよびコントロールのDNAが単離され、増幅され(必要に応じて)、1つ以上の制限エンドヌクレアーゼを用いて消化され、そしてフラグメント長の大きさがゲル電気泳動によって決定され、そして比較される。サンプルDNAとコントロールDNAとの間のフラグメント長の大きさにおける差異は、そのサンプルDNAにおける変異を示す。さらに、配列特異的なリボザイムの使用(例えば、米国特許第5,493,531号を参照のこと)を使用して、リボザイム切断部位の発生または喪失によって特異的な変異の存在についてスコア付けし得る。
【0355】
他の実施形態において、GPCRXにおける遺伝子変異は、サンプル核酸およびコントロール核酸(例えば、DNAまたはRNA)を、数百または数千のオリゴヌクレオチドプローブを含む高密度アレイに対してハイブリダイズさせることによって同定され得る(Croninら(1996)Human Mutation 7:244−255;Kozalら(1996)Nat.Med.2:753−759を参照のこと)。例えば、GPCRXにおける遺伝子変異は、Croninら(前出)に記載されるように光生成DNAプローブを含む二次元アレイにおいて同定され得る。手短には、プローブの第一ハイブリダイゼーションアレイを用いて、サンプルおよびコントロールにおける長いストレッチのDNAにわたって走査し、連続的に重複するプローブの線形アレイを作成することによって、その配列間の塩基変化を同定し得る。この工程は、点変異の同定を可能にする。この工程に第二のハイブリダイゼーションアレイが続き、これは、検出される全ての改変体または変異体に相補的な、より小さな特化されたプローブアレイを用いることによる特定の変異の特徴付けを可能にする。各変異アレイは、一方が野生型遺伝子に対して相補的であり、そして他方が変異遺伝子に対して相補である並行プローブセットから構成される。
【0356】
なお別の実施形態において、当該分野で公知の種々の配列決定反応のいずれかを使用して、GPCRX遺伝子を直接配列決定し得、そしてサンプルGPCRX配列と対応する野生型(コントロール)配列とを比較することによって、変異を検出し得る。配列決定反応の例としては、MaxamおよびGilbert(1977)Proc.Natl.Acad.Sic.USA 74:560またはSanger(1977)Proc.Natl.Acad.Sic.USA 74:5463によって開発された技術に基づくものが挙げられる。診断アッセイを実施する場合、種々の自動化配列決定手順のいずれかを利用し得ることもまた意図される(例えば、Naeveら(1995)Biotechniques 19:448を参照のこと)。これらには、質量分析法による配列決定法(例えば、PCT国際公開番号WO 94/16101;Cohenら(1996)Adv Chromatography 36:127−162;およびGriffinら(1993)Appl Biochem Biotechnol 38.:147−159を参照のこと)が含まれる。
【0357】
GPCRX遺伝子における変異を検出するための他の方法としては、切断剤からの保護を使用して、RNA/RNAもしくはRNA/DNAのヘテロ二重鎖に基づくミスマッチ塩基を検出する方法が挙げられる(Myersら(1985)Science 230:1242を参照のこと)。一般に、「ミスマッチ切断」の当該分野の技術は、野生型のGPCRX配列を含む(標識された)RNAまたはDNAを、組織サンプルから得られた潜在的な変異体RNAまたはDNAとハイブリダイズさせることによって形成されるヘテロ二重鎖を提供する工程によって始まる。この二本鎖の二重鎖を、二重鎖の一本鎖領域(例えば、そのコントロールとサンプルの鎖との間の塩基対ミスマッチに起因して存在するもの)を切断する薬剤を用いて処理する。例えば、RNA/DNA二重鎖を、RNaseを用いて処理し得、そしてDNA/DNAハイブリッドを、そのミスマッチ領域を酵素的に消化することに対して、Sヌクレアーゼを用いて処理し得る。他の実施形態において、DNA/DNAまたはRNA/DNAのいずれかの二重鎖を、ミスマッチ領域を消化するために、ヒドロキシルアミンまたは四酸化オスミウム、およびピペリジンを用いて処理し得る。そのミスマッチ領域の消化後、次いで、得られた物質を変性ポリアクリルアミドゲル上で、大きさにより分離して、変異の部位を決定する。例えば、Cottonら(1988)Proc Natl Acad Sci USA 85:4397;Saleebaら(1992)Methods Enzymol 217:286−295を参照のこと。1つの実施形態において、コントロールのDNAまたはRNAは、検出のために標識され得る。
【0358】
なお別の実施形態において、ミスマッチ切断反応は、二本鎖DNAにおけるミスマッチ塩基対を認識する1つ以上のタンパク質(いわゆる「DNAミスマッチ修復」酵素)を、細胞のサンプルから得られたGPCRX cDNAにおける点変異を検出およびマッピングするために規定された系において使用する。例えば、E.coliのmutY酵素は、G/AミスマッチでAを切断し、そしてHeLa細胞からのチミジンDNAグリコシラーゼは、G/TミスマッチでTを切断する(Hsuら(1994)Carcinogenesis 15:1657〜1662)。例示的な実施形態に従って、GPCRX配列(例えば、野生型GPCRX配列)に基づくプローブは、試験細胞由来のcDNAまたは他のDNA産物にハイブリダイズされる。二重鎖は、DNAミスマッチ修復酵素を用いて処理され、そしてその切断産物(もしあれば)は、電気泳動プロトコルなどから検出され得る。例えば、米国特許第5,459,039号を参照のこと。
【0359】
他の実施形態において、電気泳動の移動度における変化は、GPCRX遺伝子における変異を同定するために使用される。例えば、一本鎖コンホメーション多型(SSCP)は、変異体と野生型核酸との間の電気泳動の移動度における差異を検出するために使用され得る(Oritaら(1989)Proc Natl Acad Sci USA:86:2766、またCotton(1993)Mutat Res 285:125〜144;Hayashi(1992)Genet Anal Tech Appl 9:73〜79を参照のこと)。サンプルおよびコントロールGPCRX核酸の一本鎖DNAフラグメントは、変性され、そして再生される。一本鎖核酸の二次構造は、配列に従って変化し、電気泳動の移動度において得られる変化は、1つの塩基変化の検出さえも可能にする。DNAフラグメントは、標識され得るか、または標識されたプローブを用いて検出され得る。アッセイの感度は、DNAよりもむしろ、二次構造が配列中の変化に対してより感受的であるRNAを使用することによって増強され得る。1つの実施形態において、本発明の方法は、ヘテロ二重鎖分析を利用して、電気泳動の移動度における変化に基づいて二本鎖のヘテロ二重鎖分子を分離する。例えば、Keenら(1991)Trends Genet 7:5を参照のこと。
【0360】
なお別の実施形態において、一定勾配の変性剤を含有するポリアクリルアミドゲルにおける変異体または野生型フラグメントの移動は、変性勾配ゲル電気泳動(DGGE)を使用してアッセイされる。例えば、Myersら(1985)Nature 313:495を参照のこと。DGGEが分析の方法として使用される場合、DNAは、例えば、PCRにより約40bpの高融点GCリッチDNAのGCクランプを付加することによって、完全には変性されないことを確実するように改変される。さらなる実施形態において、温度勾配は、コントロールおよびサンプルDNAの移動度における差異を同定するために、変性剤勾配の代わりに使用される。例えば、RosenbaumおよびReissner(1987)Biophys Chem 265:12753を参照のこと。
【0361】
点変異を検出するための他の技術の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:選択的オリゴヌクレオチドハイブリダイゼーション、選択的増幅、または選択的プライマー伸長。例えば、オリゴヌクレオチドプライマーは、既知の変異が中心的に配置されるように調製され得、次いで、完全なマッチが見出される場合にのみハイブリダイゼーションを許容する条件下で標的DNAにハイブリダイズされる。例えば、Saikiら(1986)Nature 324:163);Saikiら(1989)Proc Natl Acad.Sci USA 86:6230を参照のこと。このような対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドは、このオリゴヌクレオチドがハイブリダイズ膜に付着され、そして標識された標的DNAとハイブリダイズされる場合に、PCR増幅された標的DNAまたは多くの異なる変異にハイブリダイズされる。
【0362】
あるいは、選択的PCR増幅に依存する対立遺伝子特異的増幅技術は、本発明と合わせて使用され得る。特異的増幅についてのプライマーとして使用されるオリゴヌクレオチドは、分子の中心において(その結果、増幅は、差次的ハイブリダイゼーションに依存する)(Gibbsら(1989)Nucleic Acids Res 17:2437〜2448)か、あるいは適切な条件下でミスマッチが妨げられ得るかまたはポリメラーゼ伸長を減少し得る、1つのプライマーの3’の最末端で、目的の変異を保有し得る(Prossner(1993)Tibtech 11:238)。さらに、切断に基づく検出を行うために、変異領域に新規な制限部位を導入することは、切断に基づく検出を行うために望ましくあり得る。例えば、Gaspariniら(1992)Mol Cell Probes 6:1を参照のこと。特定の実施形態において、増幅はまた、増幅用Taqリガーゼを使用して実施され得ることが予測される。例えば、Barany(1991)Proc Natl Acad Sci USA 88:189を参照のこと。このような場合において、連結は、5’配列の3’末端に完全なマッチが存在する場合にのみ生じ、増幅の存在または非存在を探索することによって、特定の部位における既知の変異の存在を検出することを可能にする。
【0363】
本明細書中に記載される方法は、例えば、本明細書中に記載れる少なくとも1つのプローブ核酸または抗体試薬を含む、予めパッケージングされた診断キットを利用することによって実施され得、これは、例えば、GPCRX遺伝子を含む疾患または疾病の症状または家族病歴を示す患者を診断するための臨床的設定において簡便に使用され得る。
【0364】
さらに、GPCRXが発現される任意の細胞型または組織(好ましくは、末梢血白血球)は、本明細書中に記載される予後アッセイにおいて利用され得る。しかし、有核細胞を含む任意の生物学的サンプル(例えば、頬粘膜細胞を含む)が、使用され得る。
【0365】
(薬理ゲノム学(Pharmacogenomics))
GPCRX活性(例えば、GPCRX遺伝子発現)に対する刺激性または阻害性の影響を有する因子、すなわちモジュレーターは、本明細書中に記載されるスクリーニングアッセイによって同定されるように、障害(例えば、癌、異常GPCRX活性に関連する免疫障害)を(予防的または治療的に)処置するために個体に投与され得る。このような処置と合わせて、個体の薬理ゲノム学(すなわち、個体の遺伝子型と外来化合物または薬物に対するその個体の応答との間の関係についての研究)が、考慮され得る。治療剤の代謝における差異は、薬理学的に活性な薬物の用量と血中濃度との間の関係を変更することによって、重篤な毒性または治療の失敗を導き得る。従って、個体の薬理ゲノム学は、個体の遺伝子型の考慮に基づく予防的または治療的処置のために有効な薬剤(例えば、薬物)の選択を許容する。このような薬理ゲノム学は、さらに、適切な投薬量および治療剤レジメンを決定するために使用され得る。従って、GPCRXタンパク質の活性、GPCRX核酸の発現、あるいは個体におけるGPCRX遺伝子の変異含量が決定されて、それによって個体の治療的または予防的処置のために適切な薬剤を選択し得る。
【0366】
薬理ゲノム学は、罹患した人おける変更された薬物の性質および異常な作用に起因して、薬物に応答する臨床的に有意な遺伝性変更を扱う。例えば、Eichelbaum、1996、Clin.Exp.Pharmacol.Physiol,23:983〜985およびLinder、1997、Clin.Chem,43:254〜266を参照のこと。一般に、2つの型の薬理ゲノム学状態が、区別され得る。薬物が身体に作用する方法を変更する1つの因子として伝達される遺伝的状態(変更された薬物作用)、または身体が薬物に作用する方法を変更する1つの因子として伝達される遺伝的状態(変更された薬物代謝)。これらの薬理ゲノム学状態は、稀な欠損としてか、または多型としてのいずれかで生じ得る。例えば、グルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ(G6PD)欠損は、一般的な遺伝性酵素病であり、この主な臨床的合併症は、酸化剤薬物(抗マラリア剤、スルホンアミド、鎮痛薬、ニトロフラン)の摂取およびソラマメの摂食後の溶血である。
【0367】
例示的な実施形態として、薬物代謝酵素の活性は、薬物作用の強度および持続期間の両方の主要な決定因子である。薬物代謝酵素(例えば、N−アセチルトランスフェラーゼ2(NAT2)およびシトクロムP450酵素CYP2D6およびCYP2C19)の遺伝的多型の発見は、幾人かの患者が予期される薬物効果を得ないか、または標準的かつ安全な用量の薬物を摂取した後に過大な薬物応答および深刻な毒性を示すことに関しての説明を提供した。これらの多型は、集団において2つの表現型(高い代謝能を持つ人(extensive metabolizer)(EM)および低い代謝能を持つ人(poor metabolizer)(PM))で表現される。PMの有病率は、異なる集団の間で異なる。例えば、CYP2D6をコードする遺伝子は高度に多型であり、そしていくらかの変異がPMにおいて同定されており、この全ては機能的CYP2D6の非存在に至る。CYP2D6およびCYP2C19の低い代謝能を持つ人は、彼らが標準的な用量を受ける場合に、かなり頻繁に過大な薬物応答および副作用を経験する。代謝産物が活性な治療的部分である場合、そのCYP2D6形成代謝産物であるモルヒネによって媒介されるコデインの鎮痛効果について実証されるように、PMは治療的応答を示さない。他の極端なものは、標準的な用量に応答しない、いわゆる超迅速な代謝能を持つ人である。最近、超迅速な代謝の基準となる分子は、CYP2D6遺伝子増幅に起因していることが同定されている。
【0368】
従って、GPCRXのタンパク質の活性、GPCRXの核酸の発現、あるいは個体におけるGPCRXの遺伝子の変異内容を決定して、それによって、その個体の治療的または予防的処置のために適切な薬剤を選択し得る。さらに、薬理ゲノム学の研究を使用して、個体の薬物応答性の表現型の同定に対して薬物代謝酵素をコードする多型対立遺伝子の遺伝子型を適用し得る。この知見は、用量または薬物選択に適用される場合、有害な反応または治療の失敗を回避し得、従って、被験体をGPCRXの調節因子(例えば、本明細書中に記載される例示的なスクリーニングアッセイの1つによって同定される調節因子)を用いて処置する場合に治療的または予防的効率を増強し得る。
【0369】
(臨床試験中の効果のモニタリング)
GPCRXの発現または活性(例えば、異常な細胞増殖および/または分化を調節する能力)に対する薬剤(例えば、薬物、化合物)の影響をモニタリングすることは、基本的な薬物スクリーニングおよび臨床試験に適用され得る。例えば、本明細書中に記載されるようなスクリーニングアッセイによって決定される、GPCRXの遺伝子発現、タンパク質レベルを増加するため、またはGPCRX活性をアップレギュレートする薬剤の効力は、減少したGPCRXの遺伝子発現、タンパク質レベル、またはダウンレギュレートしたGPCRXの活性を示す被験体の臨床試験においてモニターされ得る。あるいは、スクリーニングアッセイによって決定される、GPCRXの遺伝子発現、タンパク質レベルを減少、またはGPCRXの活性をダウンレギュレートする薬剤の効力は、増加したGPCRXの遺伝子発現、タンパク質レベル、またはアップレギュレートしたGPCRXの活性を示す被験体の臨床試験においてモニターされ得る。このような臨床試験において、GPCRXの発現または活性、および好ましくは、例えば、細胞増殖または免疫障害に関与するような他の遺伝子が、「リードアウト(読み出し)(read out)」、すなわち、特定の細胞の免疫応答性のマーカーとして使用され得る。
【0370】
例えば、GPCRXを含む遺伝子(これは、GPCRX活性(例えば、本明細書中に記載されるようなスクリーニングアッセイにおいて同定される)を調節する薬剤(例えば、化合物、薬物または低分子)を用いる処置によって、細胞内で調節される)が同定され得るが、これらに限定されない。従って、細胞性増殖障害に対する薬剤の効果を研究するために、例えば、臨床試験において、細胞が単離され得、そしてRNAが調製され得、そしてGPCRXおよびこの障害に関与する他の遺伝子の発現のレベルについて分析され得る。遺伝子発現のレベル(すなわち、遺伝子発現パターン)は、本明細書中に記載されるように、ノーザンブロット分析もしくはRT−PCRによるか、あるいは産生されるタンパク質の量を測定することによるか、本明細書中に記載されるような方法の1つによるか、あるいはGPCRXまたは他の遺伝子の活性のレベルを測定することによって、定量され得る。この様式で、この遺伝子発現パターンは、この薬剤に対する細胞の生理学的応答の指標であるマーカーとして作用し得る。従って、この応答状態は、この薬剤を用いる個体の処置の前、および処置の間の種々の時点で、決定され得る。
【0371】
1つの実施形態において、本発明は、薬剤(例えば、アゴニスト、アンタゴニスト、タンパク質、ペプチド、核酸、ペプチド模倣物、低分子、または本明細書中に記載されるスクリーニングアッセイによって同定される他の薬物候補物)を用いる、被験体の処置の効力をモニタリングするための方法を提供し、これは、以下の工程を包含する:(i)薬剤の投与の前に、被験体から投与前サンプルを得る工程;(ii)この投与前サンプルにおいて、GPCRXのタンパク質、mRNA、またはゲノムDNAの発現のレベルを検出する工程;(iii)この被験体から1つ以上の投与後サンプルを得る工程;(iv)この投与後サンプルにおいて、GPCRXのタンパク質、mRNA、またはゲノムDNAの発現または活性のレベルを検出する工程;(v)この投与前サンプルにおけるGPCRXのタンパク質、mRNA、またはゲノムDNAの発現または活性のレベルを、この投与後サンプルにおけるGPCRXのタンパク質、mRNA、またはゲノムDNAの発現または活性のレベルと比較する工程;ならびに(vi)従って、この被験体に対する薬剤の投与を変更する工程。例えば、この薬剤の増加した投与は、検出されるよりも高いレベルにGPCRXの発現または活性を増加することが(すなわち、この薬剤の効力を増加すること)望ましくあり得る。あるいは、この薬剤の減少した投与は、検出されるよりも低いレベルにGPCRXの発現または活性を減少することが(すなわち、この薬剤の効力を減少すること)望ましくあり得る。
【0372】
(処置方法)
本発明は、異常なGPCRXの発現または活性に関連する障害の危険性のある(または感受性)か、またはこの障害を有する被験体を処置する予防的および治療的の両方の方法を提供する。このように関連する疾患または障害としては、例えば、アテローム性動脈硬化症、高血圧症、先天性心欠損症、大動脈狭窄症、心房中隔欠損症(ASD)、房室(A−V)管欠損症、動脈管、肺動脈弁狭窄症、大動脈弁下部狭窄症、心室中隔欠損症(VSD)、弁疾患、結節硬化症、強皮症、肥満症、移植、副腎脳白質ジストロフィー、先天性副腎過形成、前立腺癌、新形成;腺癌、リンパ腫、子宮癌、受胎能、血友病、凝固能亢進、特発性血小板減少性紫斑病、免疫不全症、対宿主性移植片病、AIDS、気管支炎ぜん息、クーロン病;多発性硬化症、オールブライト遺伝性骨形成異常症の処置、ならびに他の疾患、障害および状態など。
【0373】
これらの処置方法は、以下により詳細に記載される。
【0374】
(疾患および障害)
(その疾患または障害に罹患していない被験体と比較して)増加したレベルまたは生物学的活性によって特徴付けられる疾患および障害は、活性を拮抗する(すなわち、低減または阻害する)治療剤を用いて処置され得る。活性を拮抗する治療剤は、治療的または予防的な様式で、投与され得る。利用され得る治療剤としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:(i)上記ペプチド、またはそのアナログ、誘導体、フラグメントもしくはホモログ;(ii)上記ペプチドに対する抗体;(iii)上記ペプチドをコードする核酸;(iv)相同組換えによって上記ペプチドの内因性機能を「ノックアウトする」ために利用される、アンチセンス核酸および「機能不全性」である(すなわち、上記ペプチドに対するコード配列のコード配列内の異種挿入に起因する)核酸の投与、(例えば、Capecchi、1989、Science 244:1288〜1292を参照のこと);または(v)上記ペプチドとその結合パートナーとの間の相互作用を変化させる、調節因子(すなわち、インヒビター、アゴニストおよびアンタゴニスト(本発明のさらなるペプチド模倣物または本発明のペプチドに対して特異的な抗体を含む))。
【0375】
(その疾患または障害に罹患していない被験体と比較して)減少したレベルまたは生物学的活性によって特徴付けられる疾患および障害は、活性を増加させる(すなわち、活性に対するアゴニストである)治療剤を用いて処置され得る。活性をアップレギュレートする治療剤は、治療的または予防的な様式で、投与され得る。利用され得る治療剤としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:上記ペプチド、またはそのアナログ、誘導体、フラグメントもしくはホモログ;あるいはバイオアベイラビリティーを増加させるアゴニスト。
【0376】
増加したレベルまたは減少したレベルは、ペプチドおよび/またはRNAを定量することによって、容易に検出され得る。この定量は、患者の組織サンプルを(例えば、生検組織から)入手し、そしてそのサンプルを、その発現したペプチド(または上記ペプチドのmRNA)のRNAレベルまたはペプチドレベル、構造および/または活性をインビトロでアッセイすることによる。当該分野において周知の方法としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:イムノアッセイ(例えば、ウェスタンブロット分析、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)ポリアクリルアミドゲル電気泳動が後に続く免疫沈降、免疫細胞化学などによる)および/またはmRNAの発現を検出するためのハイブリダイゼーションアッセイ(例えば、ノーザンアッセイ、ドットブロット、インサイチュハイブリダイゼーションなど)。
【0377】
(予防的方法)
1つの局面において、本発明は、被験体において異常なGPCRXの発現または活性と関連する疾患または状態を、GPCRXの発現または少なくとも1つのGPCRX活性を調節する薬剤をこの被験体に投与することによって予防するための方法を提供する。異常なGPCRXの発現または活性によって引き起こされるかまたはこれらに起因する、疾患にかかる危険がある被験体は、例えば、本明細書中に記載の診断アッセイまたは予後アッセイのいずれか、またはそれらの組み合わせによって、同定され得る。予防薬剤の投与は、疾患または障害が予防されるか、あるいはその進行を遅らせられるように、このGPCRX異常の特徴である症状の発現の前に行い得る。このGPCRX異常の型に依存して、例えば、GPCRXアゴニスト薬剤またはGPCRXアンタゴニスト薬剤が、その被験体を処置するために使用され得る。その適切な薬剤は、本明細書中に記載のスクリーニングアッセイに基づいて決定され得る。本発明の予防方法は、以下の小節において、さらに議論される。
【0378】
(治療方法)
本発明の別の局面は、治療目的のためにGPCRXの発現または活性を調節する方法に関する。本発明の調節方法は、細胞を、その細胞に関するGPCRXタンパク質活性の活性のうちの1つ以上を調節する薬剤と接触させる工程を包含する。GPCRXタンパク質活性を調節する薬剤は、核酸またはタンパク質、GPCRXタンパク質の天然に存在する同族リガンド、ペプチド、GPCRXペプチド模倣物、または他の低分子のような、本明細書中に記載されるような薬剤であり得る。1つの実施形態において、この薬剤は、GPCRXタンパク質活性のうちの1つ以上を刺激する。このような刺激薬剤の例としては、活性なGPCRXタンパク質、およびその細胞に導入されたGPCRXをコードする核酸分子が挙げられる。別の実施形態において、この薬剤は、GPCRXタンパク質活性のうちの1つ以上を阻害する。このような阻害薬剤の例としては、アンチセンスGPCRX核酸分子、および抗GPCRX抗体が挙げられる。これらの調節方法は、インビトロで(例えば、その薬剤とともにその細胞を培養することによって)、あるいはインビボで(例えば、被験体にその薬剤を投与することによって)実施され得る。このように、本発明は、GPCRXのタンパク質または核酸分子の、異常な発現または異常な活性によって特徴付けられる、疾患または障害に罹患した個体を処置する方法を提供する。1つの実施形態において、この方法は、GPCRXの発現または活性を調節する(例えば、アップレギュレートまたはダウンレギュレートする)薬剤(例えば、本明細書中に記載のスクリーニングアッセイによって同定される薬剤)あるいはそのような薬剤の組み合わせを投与する工程を包含する。別の実施形態において、この方法は、GPCRXのタンパク質または核酸分子を、低減したかまたは異常な、GPCRXの発現または活性を補償するための治療として、投与する工程を包含する。
【0379】
GPCRX活性の刺激は、GPCRXが異常にダウンレギュレートされている状況、および/またはGPCRX活性の増加が有益な効果を有するようである状況において、望ましい。このような状況の1つの例は、被験体が、異常な細胞増殖および/または細胞分化によって特徴付けられる障害(例えば、癌または免疫関連)を有する場合である。このような状況の別の例は、被験体が妊娠性疾患(例えば、プレクランプシア(preclampsia))を有する場合である。
【0380】
(治療剤の生物学的効果の決定)
本発明の種々の実施形態において、適切なインビトロまたはインビボアッセイを行って、特定の治療剤の効果およびその投与が罹患組織の処置を示すか否かを決定する。
【0381】
種々の特定の実施形態において、インビトロアッセイが患者の障害に関与する代表的な細胞型で行われ、所定の治療剤がこの細胞型に対して所望の効果を発揮するか否かを決定し得る。治療において使用する化合物は、ヒト被験体において試験する前に適切な動物モデル系において試験され得る。これらの動物モデル系としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:ラット、マウス、ニワトリ、ウシ、サル、ウサギなど。同様に、インビボ試験については、当該分野で公知の任意の動物モデル系が、ヒト被験体に対する投与の前に使用され得る。
【0382】
(本発明の組成物の予防的用途および治療的用途)
本発明のGPCRX核酸およびタンパク質は、以下を含むが、これらに限定されない種々の障害に関連する強力な予防的適用および治療的適用に有用である:代謝障害、糖尿病、肥満症、感染症、食欲不振、癌関連癌、神経変性疾患、アルツハイマー病、パーキンソン病、免疫障害、造血障害、および種々の異常脂肪性浮腫(dyslipidemias)、肥満に関連する代謝障害、X代謝症候群(metabolic syndrome X)、および慢性疾患と関連する消耗疾患、および種々の癌。
【0383】
例のように、本発明のGPCRXタンパク質をコードするcDNAは、遺伝子治療に有用であり、そしてこのタンパク質は、遺伝子治療を必要とする被験体に投与される場合、有用であり得る。非制限的例示として、本発明の組成物は、上記の障害に罹患した患者の処置についての効力を有する。
【0384】
本発明のGPCRXタンパク質をコードする新規の核酸、およびGPCRXタンパク質の両方、またはそれらのフラグメントは、診断適用に有用で有り得る。ここで、核酸またはタンパク質の存在または量が評価される。さらなる用途は、抗菌分子(すなわち、いくつかのペプチドは、抗菌特性を有することが見出されている)としての用途である。これらの材料は、治療的または診断的な方法における用途に関する本発明の新規の物質に免疫特異的に結合する抗体の生成においてさらに有用である。
【0385】
(等価物)
特定の実施形態は、詳細に本明細書中に開示されているが、これは、例証の目的のための例として開示され、そして前記の添付される特許請求の範囲に関して、制限することを意図しない。特に、種々の置換、変更、および改変が、特許請求の範囲により規定されるような発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明に対してなされ得ることが、本発明により意図される。核酸出発物質、目的のクローン、ライブラリーの型の選択は、本明細書中に記載される実施形態の知見を用いると当業者に慣用的な内容であると考えられる。他の局面、利点、および改変は、添付の特許請求の範囲の範囲内であると考えられる。

Claims (52)

  1. 単離されたポリペプチドであって、以下:
    (a)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列の成熟形態;
    (b)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列の成熟形態の改変体であって、ここで、該改変体中の1以上のアミノ酸残基が、該成熟形態のアミノ酸配列と異なり、ただし、該改変体は、該成熟形態のアミノ酸配列と、そのアミノ酸残基のうちの15%以下において異なる、改変体;
    (c)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列;ならびに
    (d)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列の改変体であって、ここで、該改変体中の1以上のアミノ酸残基が、該成熟形態のアミノ酸配列と異なり、ただし、該改変体は、該アミノ酸配列と、そのアミノ酸残基のうちの15%以下において異なる、改変体;
    からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、ポリペプチド。
  2. 請求項1に記載のポリペプチドであって、該ポリペプチドが、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列の天然に存在する対立遺伝子改変体のアミノ酸配列を含む、ポリペプチド。
  3. 請求項2に記載のポリペプチドであって、ここで、前記対立遺伝子改変体が、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38からなる群から選択される核酸配列と単一ヌクレオチドで異なる核酸配列の翻訳であるアミノ酸配列を含む、ポリペプチド。
  4. 前記改変体のアミノ酸配列が、保存的アミノ酸置換含む、請求項1に記載のポリペプチド。
  5. 単離された核酸分子であって、以下:
    (a)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群から選択されるアミノ酸配列の成熟形態;
    (b)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列の成熟形態の改変体であって、ここで、該改変体の1以上のアミノ酸残基が、該成熟形態のアミノ酸配列と異なり、ただし、該改変体は、該成熟形態のアミノ酸配列と、そのアミノ酸残基のうちの15%以下において異なる、改変体;
    (c)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列;
    (d)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列の改変体であって、ここで、該改変体の1以上のアミノ酸残基が、該成熟形態のアミノ酸配列と異なり、ただし、該改変体は、該アミノ酸配列と、そのアミノ酸残基のうちの15%以下において異なる、改変体;
    (e)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドまたは該ポリペプチドの改変体の、少なくとも一部をコードする核酸フラグメントであって、ここで、該改変体の1以上のアミノ酸残基が、該成熟形態のアミノ酸配列と異なり、ただし、該改変体は、該アミノ酸配列と、そのアミノ酸残基のうちの15%以下において異なる、核酸フラグメント;ならびに
    (f) (a)、(b)、(c)、(d)または(e)の相補体を含む、核酸分子、
    からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸配列を含む、核酸分子。
  6. 請求項5に記載の核酸分子であって、ここで、該核酸分子が天然に存在する対立遺伝子核酸改変体のヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
  7. 請求項5に記載の核酸分子であって、ここで、該核酸分子が、天然に存在するポリペプチド改変体のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、核酸分子。
  8. 請求項5に記載の核酸分子であって、ここで、該核酸分子が、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38からなる群から選択される核酸配列と単一ヌクレオチドで異なる、核酸分子。
  9. 請求項5に記載の核酸分子であって、ここで、該核酸分子が以下:
    (a)配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38からなる群より選択されるヌクレオチド配列;
    (b)配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38からなる群より選択されるヌクレオチド配列と1つ以上のヌクレオチドで異なる、ヌクレオチド配列であって、ただし、そのヌクレオチドの20%以下が、該ヌクレオチド配列と異なる、ヌクレオチド配列;
    (c)(a)の核酸フラグメント;ならびに
    (d)(b)の核酸フラグメント;
    からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
  10. 請求項5に記載の核酸分子であって、ここで、該核酸分子が、配列番号1、3、5、7、9、11、13、16、18、20、22、24、28、30、32、34、36、および38からなる群より選択されるヌクレオチド配列または該ヌクレオチド配列の相補鎖にストリンジェントな条件下でハイブリダイズする、核酸分子。
  11. 請求項5に記載の核酸分子であって、該核酸分子は、以下:
    (a)第1ヌクレオチド配列であって、前記アミノ酸配列をコードするコード配列と1以上のヌクレオチド配列で異なるコード配列を含み、ただし、該第1ヌクレオチド配列中のコード配列におけるヌクレオチドの20%以下が、該コード配列と異なる、第1ヌクレオチド配列;
    (b)該第1ポリヌクレオチドの相補体である、単離された第2ポリヌクレオチド;ならびに
    (c)(a)または(b)の核酸フラグメント;
    からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
  12. 請求項11に記載の核酸分子を含む、ベクター。
  13. 前記核酸分子に作動可能に連結されたプロモーターをさらに含む、請求項12に記載のベクター。
  14. 請求項12に記載のベクターを含む、細胞。
  15. 請求項1に記載のポリペプチドに免疫特異的に結合する、抗体。
  16. 前記抗体がモノクローナル抗体である、請求項15に記載の抗体。
  17. 前記抗体がヒト化抗体である、請求項15に記載の抗体。
  18. サンプル中の請求項1に記載のポリペプチドの存在または量を決定するための方法であって、該方法は、以下:
    (a)該サンプルを提供する工程;
    (b)該サンプルを、該ポリペプチドに免疫特異的に結合する抗体と接触させる工程;および
    (c)該ポリペプチドに結合した抗体の存在または量を決定して、それによって該サンプル中のポリペプチドの存在または量を決定する工程、
    を包含する、方法。
  19. サンプル中の請求項5に記載の核酸分子の存在または量を決定するための方法であって、該方法は、以下:
    (a)該サンプルを提供する工程;
    (b)該サンプルを、該核酸分子に結合するプローブと接触させる工程;および
    (c)該核酸分子に結合した該プローブの存在または量を決定して、それによって該サンプル中の該核酸分子の存在または量を決定する工程、
    を包含する、方法。
  20. 請求項19に記載の方法であって、前記核酸分子の存在または量が、細胞型または組織型についてのマーカーとして使用される、方法。
  21. 前記細胞型または組織型が癌性である、請求項20に記載の方法。
  22. 請求項1に記載のポリペプチドに結合する因子を同定する方法であって、該方法は、以下:
    (a)該ポリペプチドを該因子と接触させる工程;および
    (b)該因子が該ポリペプチドに結合するか否かを決定する工程;
    を包含する、方法。
  23. 前記因子が、細胞レセプターまたは下流エフェクターである、請求項22に記載の方法。
  24. 請求項1のポリペプチドの発現または活性を調節する因子を同定するための方法であって、該方法は、以下:
    (a)該ポリペプチドを発現する細胞を提供する工程;
    (b)該因子と該細胞を接触させる工程;および
    (c)該因子が、該ポリペプチドの発現または活性を調節するか否かを決定する工程、
    を包含し、それによって、該ペプチドの発現または活性における変化が、該ポリペプチドの発現または活性を調節する因子を示す、方法。
  25. 請求項1に記載のポリペプチドの活性を調節するための方法であって、該方法は、請求項1に記載のポリペプチドを発現する細胞サンプルを、該ポリペプチドの活性を調節するのに十分な量で、該ポリペプチドに結合する化合物とを接触させる工程を包含する、方法。
  26. GPCRX関連障害を処置または予防する方法であって、該方法は、そのような処置または予防が所望される被験体に、該被験体における該GPCRX関連障害を処置または予防するに十分な量で、請求項1に記載のポリペプチドを投与する工程を包含する、方法。
  27. 前記障害が、心筋症およびアテローム硬化症からなる群から選択される、請求項26に記載の方法。
  28. 前記障害が、細胞シグナルのプロセシングおよび代謝経路の調節に関連する、請求項26に記載の方法。
  29. 前記被験体がヒトである、請求項26に記載の方法。
  30. GPCRX関連障害を処置または予防する方法であって、該方法は、そのような処置または予防が所望される被験体に、該被験体における該GPCRX関連障害を処置または予防するに十分な量で、請求項5に記載の核酸を投与する工程を包含する、方法。
  31. 前記障害が、心筋症およびアテローム硬化症からなる群から選択される、請求項30に記載の方法。
  32. 前記障害が、細胞シグナルのプロセシングおよび代謝経路の調節に関連する、請求項30に記載の方法。
  33. 前記被験体がヒトである、請求項30に記載の方法。
  34. GPCRX関連障害を処置または予防する方法であって、該方法は、そのような処置または予防が所望される被験体に、該被験体における該GPCRX関連障害を処置または予防するに十分な量で、請求項15に記載の抗体を投与する工程を包含する、方法。
  35. 前記障害が糖尿病である、請求項34に記載の方法。
  36. 前記障害が、細胞シグナルのプロセシングおよび代謝経路の調節に関連する、請求項34に記載の方法。
  37. 前記被験体がヒトである、請求項34に記載の方法。
  38. 請求項1に記載のポリペプチドおよび薬学的に受容可能なキャリアを含有する、薬学的組成物。
  39. 請求項5に記載の核酸分子および薬学的に受容可能なキャリアを含有する、薬学的組成物。
  40. 請求項15に記載の抗体および薬学的に受容可能なキャリアを含有する、薬学的組成物。
  41. 請求項38に記載の薬学的組成物を1つ以上の容器に含む、キット。
  42. 請求項39に記載の薬学的組成物を1つ以上の容器に含む、キット。
  43. 請求項40に記載の薬学的組成物を1つ以上の容器に含む、キット。
  44. 第1の哺乳動物被験体における請求項1に記載のポリペプチドの変化したレベルと関連する疾患の存在または該疾患に対する素因を決定するための方法であって、該方法は、以下:
    (a)該第1の哺乳動物被験体由来のサンプル中の該ポリペプチドの発現レベルを測定する工程;および
    (b)工程(a)のサンプル中の該ポリペプチドの量を、該疾患を有さないことが既知であるかまたは該疾患にかかりにくいことが既知の、第2の哺乳動物被験体由来のコントロールサンプル中に存在する該ポリペプチドの量と比較する工程、
    を包含し、ここで、該コントロールサンプルと比較した場合の該第1の被験体における該ポリペプチドの発現レベルにおける変化が、該疾患の存在または該疾患に対する素因を示す、方法。
  45. 前記素因が癌に対するものである、請求項44に記載の方法。
  46. 第1の哺乳動物被験体における請求項5に記載の核酸分子の変化したレベルと関連する疾患の存在または該疾患に対する素因を決定するための方法であって、該方法は、以下:
    (a)該第1の哺乳動物被験体由来のサンプル中の該核酸の量を測定する工程;および
    (b)工程(a)のサンプル中の該核酸の量を、該疾患を有さないことが既知であるかまたは該疾患にかかりにくいことが既知の、第2の哺乳動物被験体由来のコントロールサンプル中に存在する該核酸の量と比較する工程、
    を包含し、ここで、該コントロールサンプルと比較した場合の該第1の被験体における該核酸のレベルにおける変化が、該疾患の存在または該疾患に対する素因を示す、方法。
  47. 前記素因が癌に対するものである、請求項46に記載の方法。
  48. 哺乳動物において病理学的状態を処置する方法であって、該方法は、該病理状態を緩和するに十分な量でポリペプチドを該哺乳動物に投与する工程を包含し、ここで、該ポリペプチドが、配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のうちの少なくとも1つのアミノ酸配列を含むポリペプチドまたはそれらの生物学的に活性なフラグメントと、少なくとも95%同一なアミノ酸配列を有するポリペプチドである、方法。
  49. 哺乳動物において病理学的状態を処置する方法であって、該方法は、該病理学的状態を緩和するに十分な量で請求項15に記載の抗体を該哺乳動物に投与する工程を包含する、方法。
  50. 配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群から選択される嗅覚レセプターポリペプチド、またはそのフラグメントもしくは改変体と相互作用する候補物質をスクリーニングするための方法であって、該方法は、以下の工程:
    a)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83の配列からなる群から選択されるポリペプチド、あるいはそのペプチドフラグメントまたは改変体を提供する工程;
    b)候補物質を得る工程;
    c)該ポリペプチドを、該候補物質と接触させる工程;ならびに
    d)該ポリペプチドと該候補物質との間で形成した複合体を検出する工程、
    を包含する、方法。
  51. 配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群から選択される嗅覚レセプターポリペプチドと相互作用するリガンド分子をスクリーニングするための方法であって、該方法は、以下の工程:
    a)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のアミノ酸配列を含むポリペプチドからなる群から選択されるポリペプチドをコードする核酸を含む組換え真核生物宿主細胞を提供する工程;
    b)該組換え真核生物宿主細胞の膜抽出物を調製する工程;
    c)工程b)で調製した膜抽出物を、選択したリガンド分子と接触させる工程;ならびに
    d)セカンドメッセンジャー代謝産物の産生レベルを検出する工程、
    を包含する、方法。
  52. 配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83からなる群から選択される嗅覚レセプターポリペプチドと相互作用するリガンド分子をスクリーニングするための方法であって、該方法は、以下:
    a)配列番号2、4、6、8、10、12、17、19、21、23、25、29、31、33、35、37、および83のアミノ酸配列を含むポリペプチドからなる群から選択されるポリペプチドをコードする核酸を含むアデノウイルスを提供する工程;
    b)嗅覚上皮に該アデノウイルスを感染させる工程;
    c)工程b)の嗅覚上皮を、選択したリガンド分子と接触させる工程;ならびに
    d)該リガンド分子に対する応答の増加を検出する工程、
    を包含する、方法。
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