JP2004502418A - 新規の線維芽細胞増殖因子およびそれをコードする核酸 - Google Patents
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Abstract
本発明は、新規の単離されたポリペプチドおよびこれらをコードするポリヌクレオチドを提供し、これらのポリペプチドに免疫特異的に結合する抗体、またはこれらのポリペプチド、ポリヌクレオチドもしくは抗体の、任意の誘導体、改変体、変異体もしくはフラグメントを提供する。本発明はさらに、これらのポリペプチド、ポリヌクレオチドおよび抗体を、広い範囲の病理学的状態の検出および処置に利用する方法、ならびに他の使用を提供する。
Description
【0001】
(発明の分野)
本発明は、一般に、核酸およびポリペプチドに関連する。本発明は、より詳細には、線維芽細胞増殖因子ファミリーのメンバーに関連するポリペプチドをコードする核酸に関連する。
【0002】
(発明の背景)
サイトカインの線維芽細胞増殖因子(FGF)の群としては、多岐にわたる細胞性機能(例えば、増殖、生存、アポトーシス、運動性、および分化)を調節する、少なくとも21のメンバーが挙げられる。これらの分子は、細胞表面チロシンキナーゼFGFレセプター(FGFR)との高い親和性の相互作用を介してシグナルを形質導入する。これらのFGFレセプターは、組織培養物中のほとんどの細胞型において発現される。リガンド結合の際のFGFレセプターモノマーの二量体化は、レセプターリン酸基転移に導く、キナーゼドメインの活性化に不可欠なものであると報告されている。FGFレセプター−1(FGFR−1)は、4つのFGFレセプターのうちで最も広範な発現パターンを示し、少なくとも7つのチロシンリン酸化部位を備える。多くのシグナル伝達分子が、これらのリン酸化部位に異なる親和性で結合することによって影響を受ける。
【0003】
正常な増殖および発生に関与することに加えて、公知のFGFはまた、癌を含む病理状態の発生にも関連する。FGFは、腫瘍細胞の増殖を直接的に増大することによって悪性疾患に寄与し得る。例えば、同じ細胞中でのFGFとFGFRとの同時発現を介するオートクライン増殖刺激は、細胞形質転換に至ることが報告されている。
【0004】
(発明の要旨)
本発明は、タンパク質の線維芽細胞増殖因子(FGF)ファミリーのメンバーに対して相同性を有する新規のポリペプチドをコードする核酸の発見に、部分的に基づく。線維芽細胞増殖因子−CX(FGF−CX)と呼称されるポリヌクレオチド配列が本発明に包含され、そしてその核酸配列にコードされるFGF−CXポリペプチド、ならびにそのフラグメント、ホモログ、アナログ、および誘導体が、本発明において特許請求される。FGF−CX核酸の例は、配列番号(SEQ ID NO:)1であり、FGF−CXポリペプチドの例は、配列番号2のアミノ酸配列を含むポリペプチドである。このアミノ酸配列は、配列番号1の核酸配列にコードされる。
【0005】
1局面において、本発明は、単離されたFGF−CXポリペプチドを含む。いくつかの実施形態において、この単離されたポリペプチドは、配列番号2または配列番号27のアミノ酸を含む。他の実施形態において、本発明は、配列番号2の改変体を含み、この改変体において、いくつのアミノ酸残基(例えば、配列番号2または配列番号27のアミノ酸配列のうちの1%以下、2%以下、3%以下、5%以下、10%以下、または15%以下)が、変更される。いくつかの実施形態において、この単離されたFGF−CXポリペプチドとしては、配列番号2または配列番号27で与えられるアミノ酸配列の成熟形態のアミノ酸配列、または配列番号2または配列番号27で与えられるアミノ酸配列の成熟形態の改変体が挙げられる。好ましくは、配列番号2または配列番号27のアミノ酸配列のうちの1%以下、2%以下、3%以下、5%以下、10%以下、または15%以下が、このアミノ酸配列の成熟形態の改変体において変更される。
【0006】
FGF−CXポリペプチドのフラグメントが、本発明に包含され、このフラグメントは、改変体FGF−CXポリペプチド、成熟FGF−CXポリペプチドおよび成熟FGF−CXポリペプチドの改変体、ならびにFGF−CX核酸の対立遺伝子改変体および一塩基多型(SNP)にコードされるFGF−CXポリペプチドのフラグメントを含む。
【0007】
別の局面において、本発明は、単離されたFGF−CX核酸分子を含む。FGF−CX核酸分子は、上記のFGF−CXポリペプチド、FGF−CX改変体、またはFGF−CXフラグメントのいずれかをコードする配列、またはこのような核酸配列に対する相補体を含み得る。1実施形態において、この配列は、配列番号1に開示された配列を含む。他の実施形態において、この配列は、配列番号26に開示された配列を含む。さらに他の実施形態において、このFGF−CX核酸は、配列番号1または配列番号26で与えられた配列とは異なるヌクレオチドが組み込まれ得る配列を含む。好ましくは、これらのヌクレオチドのうちの1%以下、2%以下、3%以下、5%以下、10%以下、15%以下または20%以下が、そのように変更される。他の実施形態において、本発明は、これらの核酸配列のフラグメントまたは相補体を含む。FGF−CX核酸を組み込む、ベクターおよび細胞もまた、本発明に包含される。
【0008】
本発明はまた、本明細書中に記載のFGF−CXポリペプチドのいずれかに免疫特異的に結合する抗体を含む。種々の実施形態におけるFGF−CX抗体としては、例えば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、および/またはヒト抗体が挙げられる。
【0009】
本発明は、さらに、本発明の、FGF−CXポリペプチド、FGF−CX核酸、またはFGF−CX抗体を含有する薬学的組成物を提供する。本発明にまた含まれるものは、例えば、FGF−CXポリペプチド、FGF−CX核酸、またはFGF−CX抗体を含むキットである。
【0010】
いくつかの方法が、本発明に含まれる。例えば、サンプル中の本発明のFGF−CXポリペプチドの存在または量を決定するための方法が開示される。この方法は、このサンプルを、このポリペプチドに免疫特異的に結合するFGF−CX抗体と接触させる工程;およびこのポリペプチドに結合した抗体の存在または量を決定し、その結果、この抗体が、このサンプル中のポリペプチドの存在または量を示す工程を包含する。
【0011】
同様に、本発明は、サンプル中のFGF−CX核酸分子の存在または量を決定するための方法を開示する。この方法は、このサンプルを、この核酸分子に結合するプローブと接触させる工程;およびこの核酸分子に結合した抗体の存在または量を決定し、その結果、このプローブが、このサンプル中のFGF−CX核酸分子の存在または量を示す工程を包含する。
【0012】
FGF−CXポリペプチドに結合する薬物を同定するための方法がまた、本発明によって提供される。この方法は、候補物質が、FGF−CX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。候補物質との結合は、この薬物がFGF−CXポリペプチド結合剤であることを示す。
【0013】
本発明はまた、病状を処置する用途の潜在的治療剤を同定するための方法を包含する。この病状は、例えば、本発明のFGF−CXポリペプチドの、異常発現、異常プロセシング、または異常な生理学的相互作用に関連する。この方法は、以下の工程を包含する:FGF−CXポリペプチドを発現し、そしてこのポリペプチドに起因する特性また機能を有する細胞を提供する工程;この提供された細胞を候補物質を含む組成物に接触させる工程;およびコントロール細胞と比較してこの物質がこのポリペプチドに起因する特性または機能を変更するか否かを決定する工程。任意のこのような物質が、潜在的治療剤として同定される。さらに、治療剤は、このように同定された任意の潜在的治療剤をさらなる試験に供し、この病状を処置する用途のための治療剤を同定することによって、同定され得る。
【0014】
いくつかの実施形態において、この特性または機能が、細胞増殖(cell growth)または細胞増殖(cell proliferation)に関連し、そしてこの物質は、このポリペプチドに結合し、これによって、このポリペプチドの活性を調節する。いくつかの実施形態において、この候補物質は、約1500Daを超えない分子量を有している。いくつかの実施形態において、この候補物質は、抗体である。本発明は、さらに、本明細書中に記載されるような方法を使用して同定される任意の治療剤を提供する。
【0015】
本発明のさらに重要な局面は、FGF−CXポリペプチドに関連する障害を処置または予防する方法に関連する。この障害は、細胞もしくは組織の不充分もしくは非効率的な増殖、または細胞もしくは組織の過形成もしくは新形成によって特徴付けられる。この方法は、被験体の障害を処置または予防するのに十分な量および持続時間で、本発明のFGF−CXポリペプチドまたは本発明のFGF−CX核酸あるいは本発明の任意の他の治療剤を、この被験体に投与する工程を包含する。重要な実施形態において、この被験体はヒトである。
【0016】
本発明はまた、FGF−CXポリペプチドの、異常発現、異常プロセシング、または異常な生理学的相互作用に関連する障害に対する潜伏期または素因の調節因子についてスクリーニングする方法を包含する。この方法は、以下の工程を包含する:本発明のFGF−CXポリペプチドを組換えによって発現し、そして障害に対する危険性が増大した試験動物を提供する工程;試験化合物をこの試験動物に投与する工程;この化合物を投与した後の試験動物におけるこのポリペプチドの活性を測定する工程;および試験動物におけるFGF−CXポリペプチドの活性と、この化合物が投与されていないコントロール動物におけるFGF−CXポリペプチドの活性とを比較する工程。このコントロール動物に対して、この試験動物におけるこのポリペプチドの活性に変化が存在する場合、この試験化合物は、この障害の潜伏期または素因の調節因子である。
【0017】
本発明はまた、第一の哺乳動物被験体における本発明の、FGF−CXポリペプチドまたはFGF−CX核酸のレベルの変更と関連する疾患の存在またはそれに対する素因を決定する方法を提供する。本方法は、以下の工程を包含する:第一の哺乳動物被験体由来のサンプル中における、このポリペプチドの発現レベルまたは核酸の量を測定する工程;およびサンプル中のその量と、この疾患に罹患していないか、またはこの疾患に罹患する傾向を有していないことが既知の第二の哺乳動物被験体由来コントロールサンプル中に存在する量とを比較する工程。コントロールサンプルと比較した場合の、第一の被験体中の、このポリペプチドの発現レベルまたは、この核酸の量のレベルにおける変更は、この疾患の存在またはこの疾患に対する素因を示す。
【0018】
哺乳動物における病状を処置するための方法が、本発明によってまた提供され、ここで、この病状は、本発明のFGF−CXポリペプチドの、異常発現、異常プロセシング、または異常な生理学的相互作用に関連する。この方法は、この病状を緩和するのに十分な量の本発明のポリペプチドをこの哺乳動物に対して投与する工程を包含し、ここで、このFGF−CXポリペプチドは、配列番号2また配列番号27のアミノ酸配列を含むポリペプチド、またはその生物学的に活性なフラグメントに、少なくとも、85%、90%、95%、96%、97%、98%またはさらに99%同一であるアミノ酸配列を有するポリペプチドである。別の関連する方法において、本発明の抗体は、哺乳動物に対して投与される。
【0019】
別の局面において、本発明は、被験体における細胞の増殖を促進する方法を含む。この方法は、細胞増殖を促進するのに効果的な量および持続時間で本発明のFGF−CXポリペプチドを被験体に投与する工程を包含する。いくつかの実施形態において、この被験体はヒトであり、そして増殖が促進される細胞は、創傷の周辺の細胞、血管系の細胞、造血に関連する細胞、赤血球生成に関連する細胞、胃腸管の上皮における細胞、および毛包の細胞から選択され得る。
【0020】
さらなる局面において、本発明は、被験体における細胞増殖を阻害する方法を提供し、ここで、この増殖は本発明のFGF−CXポリペプチドの発現に関連する。この方法は、細胞増殖を阻害する組成物を被験体に投与する工程を包含する。大変重要な実施形態において、この組成物は、本発明の抗体または別の治療剤を含有する。注目に値すべきは、被験体はヒトであり、そして増殖が阻害される細胞は、形質転換された細胞、過形成性の細胞、腫瘍細胞、および新生細胞(neoplastic cell)から選択される。
【0021】
なおさらなる局面において、本発明は、組織増殖関連障害を処置または予防または遅延する方法を提供する。この方法は、被験体における、組織増殖関連障害を処置、予防、または遅延するのに十分な量で、FGF−CX核酸、FGF−CXポリペプチド、またはFGF−CX抗体を、このような処置または予防または遅延が所望される被験体に投与する工程を包含する。
【0022】
FGF−CX核酸分子、FGF−CXポリペプチド、またはFGF−CX抗体を使用して、診断、処置、予防、または遅延される、組織増殖関連障害は、上皮細胞(例えば、外科手術後の眼の前方部の(anterior eye)における線維芽細胞およびケラチノサイト)を含み得る。他の組織増殖関連障害としては、例えば、腫瘍、再狭窄、乾癬、デュプュイトラン拘縮、糖尿病、カポジ肉腫、の合併症および慢性関節リウマチが挙げられる。
【0023】
別段規定されない限り、本明細書中に使用される全ての専門用語および科学用語は、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。本発明に記載されるような方法および材料に類似または等価な方法および材料は、本発明の実施または試験において使用され得るが、適切な方法および材料が以下に記載される。本明細書中で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、および参考文献は、それらの全体が参考として援用される。対立する場合は、本発明の明細書(定義を含む)が統制する。さらに、材料、方法、および実施例は、例示的であるのみで、限定を意図しない。
【0024】
本発明の他の特徴および利益は、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかである。
【0025】
(発明の詳細な説明)
本発明は、新規のFGF−CX核酸配列の発見に、部分的に基づき、この配列は線維芽細胞増殖因子(FGF)ファミリーのメンバーであるポリペプチドをコードする。本明細書中で使用される場合、表示「FGF−CX」とは、核酸、ポリヌクレオチド、タンパク質、およびこれらのうちの任意の、改変体、誘導体、およびフラグメント、ならびにこれらのクラスの化合物に免疫特異的に結合する抗体をいう。
【0026】
FGFファミリーの以前に記載されたメンバーは、様々な細胞機能(例えば、増殖、生存、アポトーシス、運動性および分化)を調節する(Szebenyi,G.およびFallon,J.F.(1999)Int.Rev.Cytol.185、45−106)。これらの分子は、細胞表面のチロシンキナーゼFGFレセプター(FGFR)との高い親和性の相互作用を介して、シグナルを細胞内に伝達し、これらのうち4つは、現在までに同定されている(Xu,X.、Weinstein,M.、Li,C.およびDeng,C.(1999)Cell Tissue Res.296、33−43;Klint,P.およびClaesson−Welsh,L.(1999)Front.Biosci.4、165−177)。これらのFGFレセプターは、組織培養物中のほとんどの細胞型で発現される。リガンドの結合に際したFGFレセプター単量体の二量体化は、キナーゼドメインの活性化に必要であり、レセプターのトランスリン酸化を生じることが報告されている。4つのFGFレセプターの中で最も広い発現パターンを示すFGFレセプター−1(FGFR−1)は、少なくとも7つのチロシンリン酸化部位を含む。多数のシグナル伝達分子は、これらのリン酸化部位に対して、異なる親和性で結合することによって影響される。
【0027】
FGFはまた、低い親和性にもかかわらず、ほとんどの細胞表面および細胞外マトリックス(ECM)に存在するヘパリン硫酸プロテオグリカン(HSPG)に結合する。FGFとHSPGとの間の相互作用は、FGF/FGFR相互作用を安定化し、そしてFGFを隔離しそしてこれらを分解から保護するように働く(Szebenyi,G.およびFallon,J.F.(1999))。その増殖促進能力に起因して、FGFファミリーの1つのメンバーであるFGF−7は、現在、化学療法誘導された粘膜炎(mucositis)の処置のための臨床試験中である(Danilenko,D.M.(1999)Toxicol.Pathol.27、64−71)。
【0028】
正常な増殖および発達に関与することに加えて、既知のFGFはまた、病理学的状態(癌を含む)の発生に関係した(Basilica,CおよびMoscatelli,D.(1992)Adv.Cancer Res.59、115−165)。FGFは、腫瘍細胞の増殖を直接増強することによって、悪性疾患に寄与し得る。例えば、同じ細胞におけるFGFおよびFGFRの同時発現を介したオートクライン増殖刺激は、細胞の形質転換を生じる(Matsumoto−Yoshitomi,S.、Habashita,J.、Nomura,C.、Kuroshima,K.およびKurokawa,T.(1997)Int.J.Cancer 71、442−450)。同様に、変異誘発または再編成を介したFGFRの構成的活性化は、制御されない増殖を生じる(Lorenzi,M.、Horii,Y.、Yamanaka,R.、Sakaguchi,K.およびMiki,T.(1996)Proc.Natl.Acad.Sci.USA.93、8956−8961;Li,Y.、Mangasarian,K.、Mansukhani,A.およびBasilico,C.(1997)Oncogene 14、1397−1406)。さらに、いくつかのFGFは、脈管形成性である(Gerwins,P.、Skoldenberg,E.およびClaesson−Welsh,L.(2000)Crit.Rev.Oncol.Hematol.34、185−194)。このようなFGFは、腫瘍増殖の維持のために必要な血液供給の発達を容易にすることによって、腫瘍形成プロセスに寄与し得る。驚くことではないが、少なくとも1つのFGFは、現在、癌治療の潜在的な標的として調査中である(Gasparini,G.(1999)Drugs 58,17−38)。
【0029】
出生時および成体のマウスの脳におけるFGFおよびそれらのレセプターの発現が、試験されている。FGF−4以外の全てのFGF遺伝子のメッセンジャーRNAは、これらの組織において検出される。FGF−3、FGF−6、FGF−7およびFGF−8遺伝子は、出生後の段階よりも後期胚段階におけるより高い発現を実証し、これらのメンバーが、脳発達の後期段階に関与することを示唆する。対照的に、FGF−1およびFGF−5の発現は、誕生後に増大した。特に、出生時のマウスにおけるFGF−6の発現は、胚の発達中の大脳での強いシグナル、5日齢の新生仔の小脳での強いシグナルを伴って、中枢神経系および骨格筋に限定されていることが報告されている。FGF−6の同族のレセプターであるFGFレセプター(FGFR)−4は、類似の時空間的発現を実証し、FGF−6およびFGFR−4が、リガンド−レセプター系として、神経系の成熟において重要な役割を果たすことを示唆する。Ozawaらに従って、これらの結果は、種々のFGFおよびそれらのレセプターが、脳の種々の発達プロセス(例えば、神経前駆体細胞の増殖および移動、神経分化およびグリア分化、神経突起伸長ならびにシナプス形成)の調節に関与することを強く示唆する。
【0030】
別のFGFファミリーメンバーであるグリア活性化因子(GAF)は、ヒトグリオーマ細胞株の培養物上清から精製されたヘパリン結合増殖因子である。Miyamotoら、1993、Mol Cell Biol 13(7):4251−4259を参照のこと。GAFは、他の既知の増殖因子とは僅かに異なる活性範囲を示し、そしてFGF−9と称される。ヒトFGF−9 cDNAは、208アミノ酸のポリペプチドをコードする。FGFファミリーの他のメンバーとの配列類似性は、約30%と概算された。他のファミリーメンバーにおいて見出された2つのシステイン残基および他のコンセンサス配列もまた、FGF−9配列に十分保存されていた。FGF−9は、酸性FGFおよび塩基性FGFに見出されるように、N末端の代表的なシグナル配列を有さないことが見出された。
【0031】
酸性FGFおよび塩基性FGFは、従来の様式で細胞から分泌されないことが知られている。しかし、FGF−9は、代表的なシグナル配列を欠くにもかかわらず、cDNAがトランスフェクトされたCOS細胞から効率的に分泌されることが見出された。これは、この細胞の培養培地中で排他的に検出され得た。この分泌されたタンパク質は、開始メチオニンを除いて、cDNA配列によって予測された残基に対して、N末端のアミノ酸残基を欠かなかった。ラットFGF−9 cDNAもまたクローニングされ、そして構造分析は、FGF−9遺伝子が高度に保存されていることを示した。
【0032】
本発明は、新規ヒトFGFおよびその対応するcDNAを提供する。この遺伝子のタンパク質産物は、増殖刺激および腫瘍形成特性を示すことが示された。さらに、FGF mRNAの過剰発現は、特定の癌細胞株において注目された。これらの観察は、新規FGFが、ヒト悪性疾患の処置において優れた標的として働くことによって、使用され得ることを示唆する。
【0033】
本発明はまた、成熟FGF−CXポリペプチド、成熟FGF−CXポリペプチドの改変体、成熟FGF−CXポリペプチドおよび成熟改変体FGF−CXポリペプチドのフラグメント、ならびにこれらのポリペプチドおよびフラグメントをコードする核酸を含む。本明細書中で使用される場合、本発明に開示されるFGF−CXポリペプチドまたはタンパク質の「成熟」形態は、天然に存在するポリペプチドあるいは前駆体形態またはプロタンパク質の産物である。天然に存在するポリペプチド、前駆体またはプロタンパク質としては、非限定的な例として、対応する遺伝子によってコードされる全長遺伝子産物が挙げられる。いくつかの実施形態において、成熟形態は、本明細書中で記載されるオープンリーディングフレームによってコードされる、FGF−CXポリペプチド、前駆体またはプロタンパク質を含む。産物「成熟」形態は、遺伝子産物が生じる細胞、または宿主細胞中で発生し得る場合、1以上の天然に存在するプロセシング工程の結果として発生し得る。
【0034】
「成熟」形態のポリペプチドまたはタンパク質を生じるそ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ってコードされるN末端メチオニン残基の切断、またはシグナルペプチドもしく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(ここで、残基1は、N末端メチオニンである)を有する、FGF−CX前駆体ポリペプチドまたは前駆体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、残存する残基2〜Nを有する。あるいは、残基1〜N(ここで、残基1〜残基MのN末端シグナル配列が、切断される)を有する、前駆体ポリペプチドまたは前駆体タンパク質から生じる成熟形態は、残存する残基M+1〜残基Nの残基を有する。さらに、「成熟」タンパク質またはフラグメントは、開始メチオニンの除去またはシグナルペプチドの除去以外の切断事象から生じ得る。さらに本明細書中に使用される場合、FGF−CXポリペプチドまたはタンパク質の「成熟」形態は、タンパク質分解切断事象以外の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。一般的に、成熟ポリペプチドまたは成熟タンパク質は、これらのプロセスのうちの1つのみ、またはこれらのいずれかの組み合わせの操作から生じ得る。
【0035】
本明細書中で使用する場合、「同一な」残基は、2つの配列のアラインメント中の等価なヌクレオチド塩基またはアミノ酸残基が同じ残基である場合、2つの配列間の比較においてこれらの残基に対応する。あるいは、残基は、アラインメントにおける2つの配列間の比較が、比較における等価な位置の残基が、以下に定義されるような同じアミノ酸または保存されたアミノ酸のいずれかであることを示す場合、「類似」または「ポジティブ」として記載される。
【0036】
FGF−CX核酸、FGF−CXポリペプチドまたはその一部をコードする単離された核酸、FGF−CXポリペプチド、これらの核酸を含むベクター、FGF−CX核酸を用いて形質転換された宿主細胞、抗FGF−CX抗体および薬学的組成物が、本発明の範囲内に含まれる。FGF−CXポリペプチドを作製する方法、ならびにこれらの化合物を使用して状態をスクリーニング、診断、処置する方法、およびFGF−CXポリペプチド活性を調節する化合物をスクリーニングする方法もまた開示される。以下の表1は、本発明全体を通して使用される配列記述子を描写する。
【0037】
表1
配列番号 配列記述子
1 ヒトFGF−CXヌクレオチド配列
2 ヒトFGF−CXポリペプチド配列
3 FGF−CX順方向プライマー
4 FGF−CX逆方向プライマー
5 グリア活性化因子(GAF)
6 ヒトゲノムフラグメント−bp 15927−16214
7 ヒトゲノムフラグメント−bp 7257−7511
8 ヒトゲノムフラグメント−bp 9837−9942
9 ヒトFGF−9
10 マウスFGF−9
11 ラットFGF−9
12 Xenopus FGF−CX
13 ヒトFGF−CX疎水性ドメイン(aa90−115)
14 PSec−V5−His順方向
15 PSec−V5−His逆方向
16 PSETAリンカー
17 PSETAリンカー
18 TaqMan発現分析順方向プライマー
19 TaqMan発現分析逆方向プライマー
20 TaqMan発現分析プローブ
21 TaqMan発現分析順方向プライマー
22 TaqMan発現分析逆方向プライマー
23 TaqMan発現分析プローブ
24 PCRオリゴヌクレオチド
25 PCRオリゴヌクレオチド
26 繊維芽細胞増殖因子−20様ポリヌクレオチド配列
27 繊維芽細胞増殖因子−20様ポリペプチド配列。
【0038】
本明細書中で考察されるFGF−CX核酸およびポリペプチド、ならびにFGF−CX抗体、治療剤および薬学的組成物は、組織増殖関連の障害を処置する際に特に有用である。これらの組織増殖関連の障害としては、上皮細胞に影響を与える障害(例えば、手術後の眼の前方の繊維芽細胞およびケラチノサイト)が挙げられ得る。他の組織増殖関連の障害としては、例えば、腫瘍、再狭窄、乾癬、デュプュイトラン拘縮、糖尿病合併症、カポージ肉腫および慢性関節リュウマチが挙げられる。
【0039】
繊維芽細胞増殖因子−20X(FGF−CX)と称される新規繊維芽細胞増殖因子をコードするヌクレオチド配列(配列番号1および配列番号26)が、本発明に含まれる。図1は、配列番号1によって記載されるFGF−CXを示す。このコード配列は、ヒトゲノムDNA配列において同定された。この開示されたDNA配列は、211アミノ酸残基を有することが予測されたポリペプチド(配列番号2)をコードする、633塩基を有する。図1および配列番号2に示される配列に基づいた、FGF−CXの予測された分子量は、23498.4Daである。
【0040】
このFGF−CX核酸配列を、BLASTN検索において問い合わせヌクレオチド配列として使用して、関連の核酸配列を同定した。このFGF−CXヌクレオチド配列は、マウス繊維芽細胞増殖因子9(FGF−9)(543塩基のうち329塩基同一、すなわち72%;GenBank登録番号S82023)およびグリア活性化因子(GAF)をコードするヒトDNA(554塩基のうち385塩基同一、すなわち69%;GenBank登録番号E05822、FGF−9とも称される)に対して、高い類似性を有する。さらに、FGF−CXは、Naruoら、日本国特許:JP1993301893、表題「Glia−Activating Factor And Its Production」によって開示されたGAF配列(配列番号5)に対して、匹敵する同一性の程度(424塩基のうち311塩基同一、すなわち73%)を有することが見出された(図2を参照のこと)。
【0041】
ゲノム採掘(mining)によって同定されたオープンリーディングフレーム(ORF)が正しいことを確認するため、PCR増幅を使用して予測されたゲノムクローンに対応するcDNAを獲得した。獲得された産物のヌクレオチド配列は、予測された遺伝子の配列と正確に一致する(実施例1を参照のこと)。
【0042】
このcDNAによってコードされたタンパク質は、Xenopus FGF−20X(本明細書中でXFGF−CXまたはXFGF−20Xと称される)ならびにヒトFGF−9およびヒトFGF−16に、最も密接に関連する(それぞれ、80%、70%および64%のアミノ酸同一性;図4および5を参照のこと)。XFGF−CXとの強い相同性に基づき、本発明の開示において同定された遺伝子は、そのヒトオルソログを示すと考えられ、そして本明細書中でFGF−CXと称される。
【0043】
FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)の最初の208アミノ酸の、ヒトFGF−9(配列番号9)とのBLASTPアラインメントを、図6に示す。グリア活性化因子前駆体(GAF)(繊維芽細胞増殖因子−9)については、SWISSPROT登録番号P31371;Miyamotoら、1993 Mol.Cell.Biol.13:4251−4259;およびNaruoら、1993 J.Biol.Chem.268:2857−2864を参照のこと。FGF−CXポリペプチド(配列番号1から翻訳される配列番号2)の最初の208アミノ酸の、マウスFGF−9配列(配列番号10)およびラットFGF−9配列(配列番号11)とのBLASTXアラインメントを、それぞれ、図7および8に示す。グリア活性化因子前駆体(GAF)(繊維芽細胞増殖因子−9)については、SWISSPROT登録番号P54130、マウスFGF−9については、Santos−Ocampoら、1996 J.Biol.Chem.271:1726−1731;そしてラットFGF−9については、SWISSPROT登録番号P36364、グリア活性化因子前駆体(GAF)(繊維芽細胞増殖因子−9)(FGF−9)、Miyamoto、1993 Mol.Cell.Biol.13:4251−4259を参照のこと。図5〜7において棒(「|」)で示されるように、3つ全ての種のFGF−9配列は、FGF−CX(配列番号2)と208残基のうち147残基の同一性、配列全体について70%の同一性を有する。さらに、208残基のうち170残基が、FGF−CX(配列番号2)の配列に対してポジティブであり、ポジティブ残基の全体の割合は81%である。ポジティブ残基は、同一(「|」)であるか、または整列された場合に比較された配列の同じ相対位置に保存的アミノ酸置換(「+」)を有するかのいずれかである残基を含む。以下を参照のこと。
【0044】
全長のFGF−CXポリペプチド(配列番号2)をまた、Xenopus XFGF−CX(配列番号12)と共に、BLASTXによって整列させた。図9に示すように、FGF−CXは、Xenopus XFGF−CXと比較して、211のうち170の同一な残基(80%)および211のうち189のポジティブな残基(89%)を有する。Xenopus XFGF−CXを、プローブとして哺乳動物のFGF−9に基づくプライマーを用いて実行される変性PCRの産物を使用して、尾芽(tailbud)段階で調製したcDNAライブラリーから、最近獲得した。Kogaら、1999 Biochem Biophys Res Commun 261(3):756−765を参照のこと。XFGF−CXのオープンリーディングフレームの推定208アミノ酸の配列は、FGFファミリーに特長的なモチーフを含む。XFGF−CXは、XFGF−9に対して73.1%の全体的類似性を有するが、そのアミノ末端領域でXFGF−9とは異なる(33.3%の類似性)。これは、ヒトを含む種々の哺乳動物FGF−9およびFGF−16の配列に関して、開示された配列番号2について現在見られる類似に類似している(上を参照のこと)。図4、5および7〜9を参照のこと。
【0045】
図1のポリペプチド配列(配列番号2)は、プログラムPSORTによって、小胞体および微小体(ペルオキシソーム)の膜を介して分類するための高い可能性を有すると予測される。さらに、これは、そのN末端に、予測された切断可能なシグナル配列を有さないが、図10のハイドロパシープロットは、FGF−CXが、約90〜約115のアミノ酸位置(配列番号13)で顕著な疎水性セグメントを有することを示す。この単一の疎水性領域は、FGFファミリーの他のメンバーにおける分類シグナルであることが知られている。従って、配列番号13のアミノ酸を含むポリペプチドは、分類シグナルとして有用であり、種々の細胞の膜(例えば、小胞体、ゴルジ膜または原形質膜)を介した分泌を可能にする。
【0046】
FGF−CXは、最も近縁のヒトファミリーメンバー(例えば、FGF−9およびFGF−16)のいくつかについてちょうど見出されるように、PSORTコンピューターアルゴリズム(Nakai,K.およびKanehisa,M.(1992)Genomics 14、897−911)およびSIGNALPコンピューターアルゴリズム(Nielsen,H.、Engelbrecht,J.、Brunak,S.およびvon Heijne,G.(1997)Protein Eng.10、1−6)によって予測されるように、典型的なアミノ末端シグナル配列を欠く。それにもかかわらず、FGF−9およびFGF−16の両方は分泌される(Matsumoto−Yoshitomi,S.、Habashita,J.、Nomura,C.,Kuroshita,K.およびKurokawa,T.(1997)Int.J.Cancer 71、442−450;Miyake,A.、Konishi,M.、Martin,F.H.、Hernday,N.A.、Ozaki,K.、Yamamoto,S.Mikami,T.、Arakawa,T.およびItoh,N.(1998)Biochem.Biophys.Res.Comm.243、148−152;Miyakawa,K.、Hatsuzawa,K.、Kurokawa,T.、Asada,M.、Kuroiwa,T.およびInamura,T.(1999)J.Biol.Chem.274、29352−29357;Revest,J.−M.、DeMoerlooze,L.およびDickson,C.(2000)J Biol.Chem.275、8083−8090)。FGF−CXもまた分泌されるか否かを決定するために、全長のFGF−CXタンパク質をコードするcDNAを、pFGF−CXと称される哺乳動物発現ベクターにサブクローニングした。ヒト胚性腎臓293細胞がこのベクターでトランスフェクトされる場合に発現されるタンパク質は、馴化培地中に見出され、そしてウェスタンブロットにおいて約27kDaの見かけの分子量を有して、C末端V5エピトープに対する抗体によって検出されるバンドを示す(図11、実施例7)。発現されたタンパク質のさらなる部分は、ヘパリン硫酸プロテオグリカン(HSPG)との相互作用を阻害する基質を用いて処理することによって、293細胞上の隔離(sequetration)から放出される。このように放出されるタンパク質もまた、類似のウェスタンブロットパターンを示す(図11)。同様に、このタンパク質が、Igκシグナル配列を組み込む組換えプラスミドからHEK293細胞において発現される場合、バンドが、約34kDaの適切な分子量を伴って、ウェスタンブロットによって検出される(図12、実施例5)。
【0047】
いくつかの脊椎動物FGF様タンパク質(配列番号2によって記載されるFGF−CXを含む)についてのClustalW複数タンパク質アラインメント(Thompson,J.D.、Higgins,D.G.およびGibson,T.J.(1994)Nucleic Acids Res.22、4673−4680)を、図4および5に示す。3つの哺乳動物タンパク質(配列番号9〜11)は、互いに密接に類似するが、本発明のFGF−CXタンパク質(配列番号2)とはかなり異なる。また、Xenopus XFGF−CX(配列番号12)および配列番号2の配列は、FGF−9の配列よりも、互いに密接に類似する。FGF−9分泌に関与する内部疎水性ドメイン(Miyakawa,K.、Hatsuzawa,K.、Kurokawa,T.、Asada,M.、Kuroiwa,T.およびInamura,T.(1999)J.Biol.Chem.274、29352−29357)は、FGF−9配列の残基95〜120にわたる。(配列番号2によって記載されるFGF−CXのハイドロパシープロットについては、図10を参照のこと)。
【0048】
XFGF−20およびXenopus FGF−9の発現は、互いに異なる。XFGF−20 mRNAは、二倍体細胞において、胞胚期の胚および胞胚期後の胚において、ならびに成体の胃および精巣において特異的に発現される;一方、XFGF−9 mRNAは、卵において母性発現され、多くの成体組織において発現される。Kogaら、上記。原腸形成の間のXFGF−20の正確な発現は、Xenopus幼生において正常な頭部構造の形成に必要であるようである。XFGF−20 mRNAが初期胚で過剰発現される場合、原腸形成は異常であり、そして前方構造の発達は抑制された。Kogaら、上記を参照のこと。このような胚において、試験されたなかでもとりわけ、Xbra転写物の発現は、原腸形成の間に抑制され、Xbra遺伝子の発現がXFGF−CXの効果を媒介することを示した。Kogaら、上記を参照のこと。
【0049】
増殖中の組織(例えば、卵、精巣、胃および母カエル中の複数の組織を含む)における、関連のFGF−9ポリペプチドの発現パターンは、機能している器官において通常は再生を受ける組織の維持における、XFGF−20についての役割を示唆する。
【0050】
実施例8において、FGF−CX mRNAが、正常な小脳ならびにいくつかのヒト腫瘍細胞株(肺、胃および結腸の癌腫を含む)において発現されるが、対応する正常組織においては発現されないことが示される。正常な肺、胃および結腸におけるFGF−CX発現の欠如、ならびにこれらの組織由来の腫瘍株におけるFGF−CX発現の存在は、これらの癌細胞株が不適切な様式でFGF−CXを明らかに過剰発現することを示す。FGF−CXがマップされる染色体領域は、結腸直腸、肺および胃の癌腫において共通に変更される(Emi,M.、Fujiwara,Y.、Nakajima,T.、Tsuchiya,E.、Tsuda,H.、Hirohashi,S.、Maeda,Y.、Tsuruta,K.、Miyaki,M.およびNakamura,Y.(1992)Cancer Res,52、5368−5372;Baffa,R.、Santoro,R.、Bullrich,F.、Mandes,B.、Ishii,H.およびCroce,C.M.(2000)Clin.Cancer Res.6、1372−1377)。これらの細胞における、FGF−CX駆動のオートクライン増殖ループの確立が、それらの最初の腫瘍形成変換および/または引き続く拡大に寄与することが可能である。このシナリオは、NIH 3T3細胞におけるFGF−CX駆動のオートクラインループの生成が、それらの腫瘍形成能を活性化するという発見によって、支持される(実施例11を参照のこと)。腫瘍細胞によって分泌されるFGF−CXが、間質細胞に対するパラクリン効果を介してインビボでそれらの増殖を刺激することもまた可能である。
【0051】
NIH 3T3細胞における異種FGF−CXの発現は、これらの形質転換および腫瘍形成能を誘導することが見出されている(実施例11を参照のこと)。これらの効果は、ネイティブなFGF−CX(構築物pFGF−CX)およびアミノ末端で異種Igκシグナル配列を有して発現されるFGF−CX(構築物pIgκ−FGF−CX)の両方によって媒介される。しかし、より高いインビトロの形質転換能(データは示さず)およびインビボの腫瘍形成能(図19)によって明らかなように、pIgκ−FGF−CXが、pFGF−CXよりも腫瘍形成的に活性であることに注目すべきである。pFGF−CXに対するpIgκ−FGF−CXの優れた腫瘍形成能は、pIgκ−FGF−CXが、NIH 3T3細胞中でpFGF−CXが生成するよりも、より多くの分泌されたFGF−CXタンパク質を有意に生成するという事実に起因する可能性が高い(図11B)。
【0052】
FGF−CXのように、他のFGFは、異所的発現後に細胞を形質転換することが示されており、そしていくつかの場合には、FGFシグナル伝達のブロックが、細胞の形質転換を抑制することが示されている(Matsumoto−Yoshitomi,S.、Habashita,J.、Nomura,C.、Kuroshima,K.およびKurokawa,T.(1997)Int.J.Cancer 71、442−450;Li,Y.、Basilico,C.およびMansukhani,A.(1994)Mol.Cell.Biol.14、7660−7669)。
【0053】
本明細書中に記載されるFGF−CXの特性、および関連のFGFタンパク質について見出された効果との類似性に基づいて、FGF−CXは、ヒトの悪性疾患において重要な役割を果たすと考えられる。これらの理由のために、本明細書中に開示されるFGF−CXポリペプチド、核酸および抗体は、これらの組成物の存在または量を診断する方法、FGF−CX関連の病理学に関する治療剤のスクリーニングおよび同定において、ならびに種々の種類の悪性疾患の処置の方法において、有用である。
【0054】
(FGF20Xクローン、機能的改変体およびホモログ)
繊維芽細胞増殖因子−20様タンパク質をコードする本発明の新規核酸は、その配列が配列番号1もしくは配列番号26によって記載される核酸またはそれらのフラグメントを含む。本発明はまた、その塩基のいずれかが表4および5に示される対応する塩基から変化され得るが、なおその繊維芽細胞増殖因子−20様の活性および生理学的機能を維持するタンパク質をコードする、変異体または改変体の核酸あるいはこのような核酸のフラグメントを含む。本発明はさらに、その配列がCuraGen登録番号CG53153−02およびCG53135−01の配列に相補的である核酸を含み、まさに記載された核酸のいずれかに相補的である核酸フラグメントを含む。本発明はさらに、その構造が化学的な改変を含む、核酸もしくは核酸フラグメントまたはその相補体を含む。このような改変としては、非限定的な例として、改変された塩基および核酸を含み、これらの糖リン酸骨格は、改変または誘導体化されている。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行され、その結果、これらを、例えば、被験体における治療的適用において、アンチセンス結合核酸として使用し得る。変異体または改変体の核酸およびこれらの相補体において、約3%までの塩基が、このように変化され得る。
【0055】
本発明の新規のタンパク質は、配列番号2および配列番号27によって記載される配列の線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質を含む。本発明はまた、そのいずれかの塩基が配列番号2および配列番号27の配列に示される対応する残基から変更され得るが、線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質の線維芽細胞増殖因子−20様の活性および生理的機能を維持するタンパク質をなおコードする変異タンパク質または改変タンパク質、あるいはそれらのフラグメントを含む。変異タンパク質または改変タンパク質において、アミノ残基の約2%までが変更され得る。
【0056】
(キメラタンパク質および融合タンパク質)
本発明は、線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質のキメラタンパク質または融合タンパク質を含み、ここで、本発明の線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質は、第2のポリペプチドまたは本発明の新規なタンパク質と実質的に相同でないタンパク質と連結される。第2のポリペプチドは、本発明のCG53135−02ポリペプチドまたはCG53135−01ポリペプチドのアミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかに融合され得る。特定の実施形態において、第3の非相同なポリペプチドまたはタンパク質はまた、新規の線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質に融合され得、その結果第2の非相同なポリペプチドまたはタンパク質がアミノ末端で連結され、そして第3の非相同なポリペプチドまたはタンパク質が、CG53135−02ポリペプチドまたはCG53135−01ポリペプチドのカルボキシル末端で連結される。第2または第3のポリペプチドあるいはタンパク質のいずれかが組み込まれ得る非相同配列の例としては、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質のアミノ末端で融合される異種シグナル配列、免疫グロブリン配列またはドメイン、血清タンパク質またはそのドメイン(血清アルブミンのような)、抗原性エピトープ、および(His)6のような特異的部分が挙げられる。
【0057】
本発明はさらに、上の段落で記載された任意のキメラタンパク質または融合タンパク質をコードする核酸を含む。
【0058】
(抗体)
本発明はさらに、本発明の任意のタンパク質に免疫特異的に結合する抗体および抗体フラグメント(Fab、(Fab)2または単鎖FV構築物のような)を含む。本発明はまた、本発明の任意のタンパク質に対して高い結合親和性を有する配列を含むペプチドおよびポリペプチドを含む。このようなペプチドおよびポリペプチドとしては、バクテリオファージ粒子のような任意のキャリア粒子に融合される(またはキャリアの表面上に生物学的に発現される)ペプチドおよびポリペプチドが挙げられる。
【0059】
(本発明の組成物の使用)
本明細書中に開示されるタンパク質類似性の情報、発現パターン、細胞の局在、ならびにタンパク質および核酸についての地図上の位置は、この線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質が、重要な構造および/または線維芽細胞増殖因子ファミリーに特有な生理的機能を有し得ることを示唆する。したがって、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、そして調査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マーカーおよび/または予後マーカーとして作用することを含み、ここで、核酸またはタンパク質の存在または量が評価される。これらとしてはまた、以下のような潜在的な治療適用が挙げられる:(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/遺伝子除去)、(v)インビトロおよびインビボでの組織再生の促進剤、ならびに(vi)生物防御兵器。
【0060】
本発明の核酸およびタンパク質は、種々の疾患および障害の診断ならびに/または処置における適用を有する。例えば、本発明の組成物は、以下を患う患者の処置にとって有効性を有する:ヒルシュスプルング病、クローン病、虫垂炎、炎症性腸疾患、憩室性疾患、全身性エリテマトーデス、自己免疫疾患、喘息、気腫、強皮症、アレルギー、ARDS、フォン・ヒッペル−リンダウ(VHL)症候群、肝硬変、移植、高カルシウム血症、潰瘍、心筋症、アテローム性動脈硬化症、高血圧症、先天性心欠陥症(heart defect)、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、肺狭窄、大動脈弁下部狭窄、心室中隔欠損症(VSD)、弁疾患、結節硬化症、強皮症、肥満症、糖尿病、自己免疫疾患、腎動脈狭窄症、間質性腎炎、糸球体腎炎、多嚢胞性腎疾患、全身性エリテマトーデス、尿細管性アシドーシス、IgA腎症、高カルシウム血症、アルツハイマー病、発作、結節硬化症、高カルシウム血症、パーキンソン病、ハンティングトン病、脳性麻痺、癲癇、レッシュ−ナイハン症候群、多発性硬化症、毛細血管拡張性運動失調、白質萎縮症、行動障害、嗜癖、不安、疼痛、神経変性、ならびに他の疾患、障害および状態。
【0061】
これらの材料は、診断方法および/または治療方法において用いるための、本発明の新規の物質に対して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。
【0062】
(FGF−CX核酸)
本発明の核酸としては、FGF−CXタンパク質またはFGF−CX様タンパク質をコードする核酸が挙げられる。とりわけこれらの核酸は、図1(配列番号1、配列番号26)に提供される配列の核酸またはそれらのフラグメントである。FGF−CX核酸は、ゲノムFGF−CX核酸またはcDNAのヌクレオチド配列を有し得る。さらに、本発明としては、配列番号1または配列番号26の核酸の変異核酸または改変核酸、あるいはそれらのフラグメントが挙げられ、任意のこれらの塩基は、配列番号1または配列番号26の配列に示される対応する塩基から変更され得るが、FGF−CX様の活性および生理的機能を維持するタンパク質をなおコードする。本発明としては、配列番号1または配列番号26の核酸配列の相補体(それらのフラグメント、誘導体、アナログおよびホモログを含む)がさらに挙げられる。一部分のFGF−CXの相補鎖の例が、図3に示される。本発明は、その構造が化学的改変を含む、核酸または核酸フラグメントあるいはそれらの相補体をさらに含む。
【0063】
本発明の1つの局面は、FGF−CXタンパク質またはそれらの生物学的に活性な部分をコードする単離された核酸分子に関する。また、FGF−CXコード核酸(例えば、FGF−CX mRNA)を同定するためにハイブリダイゼーションプローブとして使用されるのに十分な核酸フラグメントおよびFGF−CX核酸分子の増幅または変異のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)プライマーとして使用されるフラグメントも含まれる。本明細書中で使用されるように、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産生された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が意図される。この核酸分子は、一本鎖であっても二本鎖であってもよいが、好ましくは二本鎖DNAである。
【0064】
「プローブ」とは、種々の長さの核酸配列をいい、好ましくは、使用に依存して、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。より長い長さのプローブは、通常、天然供給源または組換え供給源から入手され、非常に特異的であり、そしてオリゴマーよりもはるかに遅くハイブリダイズする。プローブは、一本鎖または二本鎖であり得、そしてPCR、メンブレンベースのハイブリダイゼーション技術またはELISAのような技術において特異性を有するように設計される。
【0065】
「単離された」核酸分子は、この核酸の天然の供給源中に存在するその他の核酸分子から分離されているものである。単離された核酸分子の例としては、ベクター中に含まれる組換えDNA分子、異種宿主細胞中に維持される組換えDNA分子、部分的または実質的に精製された核酸分子、および合成DNA分子または合成RNA分子が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、「単離された」核酸は、この核酸が由来する生物のゲノムDNA中でこの核酸分子に天然に隣接する配列(すなわち、この核酸の5’末端および3’末端に位置する配列)を含まない。例えば、種々の実施形態で、単離されたFGF−CX核酸分子は、この核酸が由来する細胞のゲノムDNA中でこの核酸分子に天然で隣接する、約50kb未満、25kb未満、5kb未満、4kb未満、3kb未満、2kb未満、1kb未満、0.5kb未満、または0.1kb未満のヌクレオチド配列を含み得る。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、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。
【0066】
本発明の核酸分子、例えば、配列番号1、配列番号26のヌクレオチド配列を有する核酸分子、またはこれらのヌクレオチド配列の任意の相補体は、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または配列番号26の核酸配列の全部または一部を使用して、FGF−CX核酸配列は、標準的なハイブリダイゼーションおよびクローニング技術(例えば、Sambrookら編、MOLECULAR CLONING:A LABORATORY 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に記載されるようなもの)を用いて単離され得る。
【0067】
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、FGF−CX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。
【0068】
本明細書で用いられる用語「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反応で用いられ得る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、もしくはそれら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。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または配列番号26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。
【0069】
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または配列番号26に示されるヌクレオチド配列の相補体である核酸分子を含む。別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、配列番号1または配列番号26に示されるヌクレオチド配列あるいはそのヌクレオチド配列の一部の相補体である核酸分子を含む。配列番号1または配列番号26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または配列番号26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または配列番号26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重鎖を形成する。
【0070】
本明細書で用いる用語「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つのポリペプチドもしくは化合物または関連ポリペプチドもしくは化合物またはそれらの組合せ間の、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または間接的のいずれかであり得る。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もせず、その効果に起因して生じもしない、その他の実質的な化学的中間体がない相互作用をいう。
【0071】
さらに、本発明の核酸分子は、配列番号1または配列番号26の核酸配列の一部のみ(例えば、プローブまたはプライマーとして使用され得るフラグメント、あるいはFGF−CXの生物学的に活性な部分をコードするフラグメント)を含み得る。本明細書中に提供されるフラグメントは、少なくとも6個の(連続する)核酸配列または少なくとも4個の(連続する)アミノ酸配列(それぞれ、核酸の場合には、特異的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、そして全長配列よりも短い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ネイティブな化合物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。
【0072】
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、改変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配列またはアミノ酸配列にわたって、または整列した配列と比較した場合(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70%、80%、85%、90%、95%、98%、もしくは99%もの同一性(好ましい同一性は、80〜99%)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。例示のプログラムは、Gapプログラム(Wisconsin Sequence Analysis Package、Version 8 for UNIX(登録商標)、Genetics Computer Group、University Research Park、Madison、WI)(デフォルト設定を使用、これは、SmithおよびWatermanのアルゴリズム(Adv.Appl.Math.、1981、2:482−489、これらは、その全体が参考として本明細書中に援用される)を使用する)を参照のこと。
【0073】
「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、FGF−CXポリペプチドのアイソフォームをコードする配列をコードする。アイソフォームは、例えば、RNAの選択的スプライシングの結果として、同一の生物の異なる組織において発現され得る。あるいは、アイソフォームは、異なる遺伝子によってコードされ得る。本発明において、相同なヌクレオチド配列は、ヒト以外の種(哺乳動物が挙げられるが、これに限定されず、従って、例えば、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマおよび他の生物が挙げられ得る)のFGF−CX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FGF−CXタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含まない。相同核酸配列は、配列番号2または配列番号27の保存的アミノ酸置換(以下を参照のこと)、およびFGF−CX活性を有するポリペプチドをコードする核酸配列を含む。FGF−CXタンパク質の生物学的活性は以下に記載されている。相同的アミノ酸配列は、ヒトFGF−CXポリペプチドのアミノ酸配列をコードしない。
【0074】
ヒトFGF−CX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FGF−CXホモログ、ならびに他の哺乳動物由来のFGF−CX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または配列番号26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個以上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または配列番号26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または配列番号26の天然に存在する変異体に、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。
【0075】
ヒトFGF−CXヌクレオチド配列に基づくプローブは、同じか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、FGF−CX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FGF−CXコード核酸のレベルを測定すること(例えば、FGF−CX mRNAレベルを検出すること、またはゲノムFGF−CX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。
【0076】
「FGF−CX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。「FGF−CX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、FGF−CXの生物学的活性(FGF−CX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または配列番号26の一部を単離し、FGF−CX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FGF−CXのコードされた部分の活性を評価することによって調製され得る。例えば、FGF−CXの生物学的に活性な部分をコードする核酸フラグメントは、必要に応じて、ATP結合ドメインを含み得る。別の実施形態おいて、FGF−CXの生物学的に活性な部分をコードする核酸フラグメントは、1つ以上の領域を含む。
【0077】
(FGF−CX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または配列番号26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する。それにより、これらの核酸は、配列番号1または配列番号26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FGF−CX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または配列番号27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。
【0078】
配列番号1または配列番号26に示されるヒトFGF−CXヌクレオチド配列に加えて、FGF−CX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。FGF−CX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、FGF−CXタンパク質、好ましくは哺乳動物のFGF−CXタンパク質をコードするオープンリーディングフレームを含む核酸分子をいう。このような天然の対立遺伝子のバリエーションは、代表的には、FGF−CX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FGF−CXの機能的活性を変化させない、FGF−CX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。
【0079】
さらに、他の種由来のFGF−CXタンパク質をコードし、従って、配列番号1もしくは配列番号26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FGF−CX 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FGF−CX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。例えば、可溶性ヒトFGF−CX cDNAは、ヒトの膜結合FGF−CXに対するその相同性に基づいて単離され得る。同様に、膜結合ヒトFGF−CX cDNAは、可溶性ヒトFGF−CXに対するその相同性に基づいて単離され得る。
【0080】
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または26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または750ヌクレオチド長である。別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、コード領域にハイブリダイズする。本明細書中で用いられる場合、用語「ストリンジェント条件下でハイブリダイズする」は、ハイブリダイゼーションおよび洗浄に関して、互いに少なくとも60%相同なヌクレオチド配列が代表的には互いにハイブリダイズしたままである条件を記載することを意図する。
【0081】
ホモログ(すなわち、ヒト以外の種由来のFGF−CX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。
【0082】
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。
【0083】
上記のようなストリンジェント条件は、当業者に公知であり、そして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る。このハイブリダイゼーション後に、0.2×SSC、0.01% BSA中で50℃にて、1回以上洗浄する。ストリンジェント条件下で配列番号1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。
【0084】
ホモログ(すなわち、ヒト以外の種由来のFGF−CX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)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。
【0085】
第2の実施形態では、配列番号1もしくは26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37℃で、1回以上洗浄する。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。
【0086】
第3の実施形態では、配列番号1もしくは26、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50℃で、1回以上洗浄する。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。
【0087】
(保存的変異)
集団中に存在し得る、FGF−CX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もしくは26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、FGF−CX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FGF−CX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1または26の配列において行われ得る。「非必須」アミノ酸残基は、生物学的活性を変更することなく、FGF−CXの野生型配列から、変更され得る残基であり、一方、「必須」アミノ酸残基は、生物学的活性に必要とされる。例えば、本発明のFGF−CX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。
【0088】
さらに、図4として表される整列によって示されるように、FGFファミリーメンバー間で保存されるアミノ酸残基は、変更に対して敏感に反応しないと予想される。例えば、本発明のFGF−CXタンパク質は、FGFファミリーのメンバー(すなわち、FGF−9およびXFGF−CXタンパク質、ならびにFGF−CXホモログ)において代表的に保存される領域である少なくとも1つのドメインを含み得る。このようなものとして、これらの保存されるドメインは、変異に対して敏感に反応しそうにない。しかし、他のアミノ酸残基(例えば、FGFタンパク質のメンバー間で保存的でないかまたは単に半保存的であるアミノ酸残基)は、活性について必須でなくてもよく、従って、変更に対してより敏感に反応するようである。
【0089】
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、FGF−CXタンパク質をコードする核酸分子に関する。このようなFGF−CXタンパク質は、アミノ酸配列が、配列番号2または27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、配列番号2または27のアミノ酸配列に少なくとも約75%相同であるアミノ酸配列を含む。好ましくは、この核酸によってコードされるタンパク質は、配列番号2または27に少なくとも約80%相同であり、より好ましくは少なくとも約90%、約95%、約98%相同であり、そして最も好ましくは配列番号2に対して少なくとも約99%相同である。
【0090】
配列番号2のタンパク質に相同なFGF−CX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もしくは26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。
【0091】
変異は、標準的な技術(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1または26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。特定のアミノ酸は、1より多くの分類可能な特徴を有する側鎖を参照のこと有する。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、スレオニン、チロシン、トリプトファン、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、チロシン、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、増殖因子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、増殖因子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、増殖因子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、および26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。
【0092】
1つの重要な実施形態では、変異FGF−CXタンパク質は、以下についてアッセイされ得る:(1)他のFGF−CXタンパク質、他の細胞表面タンパク質、または生物学的に活性なそれらの部分と、タンパク質:タンパク質相互作用を形成する能力、(2)変異FGF−CXタンパク質と、FGF−CXのレセプターとの間の複合体形成;(3)変異FGF−CX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);あるいは(4)抗FGF−CXタンパク質抗体に特異的に結合する能力。
【0093】
(アンチセンス)
本発明の別の局面は、配列番号1もしくは配列番号26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FGF−CX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もしくは27のFGF−CX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もしくは26のFGF−CXの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。
【0094】
1つの実施形態では、アンチセンス核酸分子は、FGF−CX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(例えば、配列番号2または27に対応する、ヒトFGF−CXのタンパク質コード領域)。別の実施形態では、このアンチセンス核酸分子は、FGF−CX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)。
【0095】
本明細書中に開示されるFGF−CXをコードするコード鎖配列(例えば、配列番号1または26)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、FGF−CX 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、FGF−CX 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、FGF−CX 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、約5、約10、約15、約20、約25、約30、約35、約40、約45または約50ヌクレオチド長であり得る。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)。
【0096】
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−ガラクトシルキューオシン、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−マンノシルキューオシン、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、キューオシン、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)。
【0097】
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、FGF−CXタンパク質をコードする細胞性mRNAおよび/またはゲノムDNAとハイブリダイズするか、またはそれに結合し、それによってこのタンパク質の発現を、例えば転写および/または翻訳を阻害することによって阻害する。ハイブリダイゼーションは、安定な二重鎖を形成する従来のヌクレオチド相補性によってか、または例えばDNA二重鎖に結合するアンチセンス核酸分子の場合には、二重らせんのメジャーグルーブ(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。これは、例えば、そのアンチセンス核酸分子を細胞表面レセプターまたは抗原に結合するペプチドまたは抗体に連結することによる。このアンチセンス核酸分子はまた、本明細書中に記載されるベクターを用いて細胞に送達され得る。アンチセンス分子の十分な細胞内濃度を達成するために、アンチセンス核酸分子が強力なpol IIプロモーターまたは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。
【0098】
なお別の実施形態において、本発明のアンチセンス核酸分子は、α−アノマー核酸分子である。α−アノマー核酸分子は、相補的RNAと特異的な二本鎖ハイブリッドを形成する。ここで、通常のβ−ユニットとは対照的に、鎖は、互いに平行に走行する(Gaultierら(1987)Nucleic Acids Res 15:6625〜6641)。このアンチセンス核酸分子はまた、2’−o−メチルリボヌクレオチド(Inoueら、(1987)Nucleic Acids Res 15:6131〜6148)またはキメラRNA−DNAアナログ(Inoueら(1987)FEBS Lett 215:327〜330)を含み得る。
【0099】
(リボザイムおよびPNA部分)
このような改変としては、非制限的な例として、改変塩基、および糖リン酸骨格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。
【0100】
なお別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、ハンマーヘッド型リボザイム(HaselhoffおよびGerlach(1988)Nature 334:585〜591に記載される))を使用して、FGF−CX mRNA転写物を触媒的に切断し、それによってFGF−CX mRNAの翻訳を阻害し得る。FGF−CX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FGF−CX DNAのヌクレオチド配列(すなわち、配列番号1)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、FGF−CX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、米国特許第4,987,071号;およびCechら、米国特許第5,116,742号を参照のこと。あるいは、FGF−CX mRNAを使用して、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。
【0101】
あるいは、FGF−CX遺伝子発現は、FGF−CXの調節領域(例えば、FGF−CX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FGF−CX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。一般には、Helene.(1991)Anticancer Drug Des.6:569〜84;Heleneら(1992)Ann.N.Y.Acad.Sci.660:27〜36;およびMaher(1992)Bioassays 14:807〜15を参照のこと。
【0102】
種々の実施形態において、FGF−CXの核酸は、塩基部分、糖部分またはリン酸骨格で改変され、例えば、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(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つの天然の核酸塩基のみが保持されている核酸模倣物(例えば、DNA模倣物)をいう。PNAの中性の骨格は、低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、上記のHyrupら(1996);Perry−O’Keefeら(1996)PNAS 93:14670〜675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。
【0103】
FGF−CX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。FGF−CX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.(1996)上記);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)上記;Perry−O’Keefe(1996)、上記)、使用され得る。
【0104】
別の実施形態において、FGF−CX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、FGF−CX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(1996)上記)。PNA−DNAキメラの合成は、Hyrup(1996)上記およびFinnら(1996)Nucl Acids Res 24:3357〜63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 17:5973〜88)。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)上記)。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。Petersenら(1975)Bioorg Med Chem Lett 5:1119〜11124を参照のこと。
【0105】
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ト剤(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(hybridization triggered cleavage agent)、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。
【0106】
(FGF−CXポリペプチド)
本発明の新規のタンパク質は、配列が図1(配列番号2)または配列番号27に提供されるFGF−CX様タンパク質を含む。本発明はまた、その任意の残基が図1に示される対応する残基から変化しているが、そのFGF−CX様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なおコードする、変異体または改変体タンパク質を含む。この変異体または改変体タンパク質において、残基の20%以上までが、このように変化され得る。
【0107】
一般に、FGF−CX様機能を保持するFGF−CX様改変体は、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、元のタンパク質の2つの残基間にさらなる残基を挿入する可能性、および元の配列から1つ以上の残基を欠失する可能性を含む任意の改変体を含む。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。さらに、本発明の範囲を限定することなく、表2中の以下の位置(配列番号2において規定される番号付けを用いる)は、提示されるように置換され得て、その結果、変異体または改変体タンパク質は、提示される置換を1つ以上含み得る。示唆される置換は、所定の位置において作られ得る可能性のある置換の範囲を限定しない。
【0108】
(表2)
位置 可能性のある置換
6:GluからAsp
9:GlyからSer、Thr、またはAsn
10:PheからTyr
11:LeuからPheまたはIle
15:GluからAsp
16:GlyからAla
17:LeuからIleまたはVal
19:Glnが欠失し得る
21:ValからPheまたはIle
31:GlyからLys、Arg、Ser、またはAla
33:ArgからLysまたはSer
35:ProからLeuまたはVal
38:GlyからAsnまたはSer
39:GluからAsp
40:ArgからLys、His、またはPro
42:SerからThr、Ala、またはGly
43:AlaからGln、Asn、またはSer
48:AlaからSerまたはGly
51:GlyからAla
53:GlyからAlaまたは欠失
54:AlaからGly、Val、または欠失
55:AlaからSerまたはThr
56:GlnからAsp、Glu、またはAsn
58:AlaからSer、Thr、Asn、Gln、Asp、またはGlu
61:HisからGln、Asn、Lys、またはArg
78:GlnからAsn、Glu、またはAsp
80:LeuからPheまたはIle
82:AspからGlu、Asn、またはGln
84:SerからAsn、Thr、またはGln
85:ValからIle
90:GlnからAsnまたはLys
103:ValからIle
115:SerからThr
123:AspからGlu
128:TyrからPhe
135:SerからThr、Gln、またはAsn
138:IleからValまたはLeu
155:IleからLeu
159:GlyからValまたはAla
161:ThrからSer
166:PheからTyr
177:AspからGlu
181:SerからAlaまたはThr
198:GluからAsp
199:ArgからLys
207:LeuからIleまたはVal
209:Metから任意の残基
211:ThrからSer
本発明の1つの局面は、単離されたFGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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、FGF−CXタンパク質は、組換えDNA技術によって産生される。組換え発現の代わりに、FGF−CX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。
【0109】
「単離された」または「精製された」タンパク質あるいはその生物学的に活性な部分は、FGF−CX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、FGF−CX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、分離されているFGF−CX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「細胞性物質を実質的に含まない」は、非FGF−CX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FGF−CXタンパク質を約20%未満、なおより好ましくは非FGF−CXタンパク質を約10%未満、そして最も好ましくは非FGF−CXタンパク質を約5%未満有する、FGF−CXタンパク質の調製物を含む。FGF−CX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。
【0110】
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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX化学物質を約5%未満有する、FGF−CXタンパク質の調製物を含む。
【0111】
FGF−CXタンパク質の生物学的に活性な部分は、全長FGF−CXタンパク質より少ないアミノ酸を含み、そしてFGF−CXタンパク質の少なくとも1つの活性を示す、FGF−CXタンパク質のアミノ酸配列(例えば、配列番号2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FGF−CX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、FGF−CX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。FGF−CX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。
【0112】
本発明のFGF−CXタンパク質の生物学的に活性な部分は、FGFファミリータンパク質間で実質的に保存される、少なくとも1つの上記で同定されるドメインを含み得る。さらに、他の領域が欠失している他の生物学的に活性な部分が、組換え技術によって調製され得、そしてネイティブなFGF−CX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。
【0113】
1つの実施形態において、FGF−CXタンパク質は、配列番号2または27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、FGF−CXタンパク質は、配列番号2または27に実質的に相同であり、そして以下に詳細に記載されるように、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または27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、このFGF−CXタンパク質は、配列番号2または27のアミノ酸配列に少なくとも約45%の相同性を有するアミノ酸を含むタンパク質であり、そして配列番号2または27のFGF−CXタンパク質の機能的活性を保持するタンパク質である。FGF−CXタンパク質は、別の実施形態において、FGF−CXタンパク質は、配列番号2または27のアミノ酸配列に少なくとも約45%、そしてより好ましくは55%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%またはさらに99%相同なアミノ酸配列を含むタンパク質であり、そして、配列番号2または27の配列を有する対応するポリペプチドのFGF−CXタンパク質の機能的活性を保持するタンパク質である。
【0114】
(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、配列間の最適な整列のために、比較されるいずれかの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)。
【0115】
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または26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。
【0116】
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。用語「陽性(positive)残基のパーセンテージ」は、以下により算出される:そ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、上記のように同一のアミノ酸および保存的アミノ酸置換が、両方の配列において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、比較領域中の位置の総数(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、陽性残基のパーセンテージを導くこと。
【0117】
(キメラタンパク質および融合タンパク質)
本発明はまた、FGF−CX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、FGF−CX「キメラタンパク質」またはFGF−CX「融合タンパク質」は、非FGF−CXポリペプチドに作動可能に連結された、FGF−CXポリペプチドを含む。「FGF−CXポリペプチド」は、FGF−CXに対応するアミノ酸配列を有するポリペプチドをいい、「非FGF−CXポリペプチド」は、FGF−CX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、FGF−CX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。FGF−CX融合タンパク質において、このFGF−CXポリペプチドは、FGF−CX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、FGF−CX融合タンパク質は、FGF−CX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、FGF−CX融合タンパク質は、FGF−CX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。別の実施形態においてFGF−CX融合タンパク質は、少なくとも2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、FGF−CXポリペプチドおよび非FGF−CX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FGF−CXポリペプチドは、FGF−CXポリペプチドのN末端またはC末端に融合され得る。
【0118】
例えば、1つの実施形態において、FGF−CX融合タンパク質は、第2のタンパク質の細胞外ドメインに作動可能に連結されたFGF−CXポリペプチドを含む。このような融合タンパク質はさらに、FGF−CX活性を調節する化合物についてのスクリーニングアッセイに使用され得る(このようなアッセイは、以下に詳細に記載される)。
【0119】
別の実施形態においては、この融合タンパク質は、GST−FGF−CX融合タンパク質であり、ここではFGF−CX配列が、GST(すなわち、グルタチオンS−トランスフェラーゼ)配列のC末端に融合される。このような融合タンパク質は、組換えFGF−CXの精製を容易にし得る。
【0120】
なお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FGF−CXタンパク質である。例えば、ネイティブFGF−CXシグナル配列(すなわち、配列番号2または27のアミノ酸1〜20)は、除かれて、別のタンパク質由来のシグナル配列に置き換えられ得る。特定の宿主細胞(例えば、哺乳動物宿主細胞)において、FGF−CX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。
【0121】
別の実施形態において、この融合タンパク質は、FGF−CX−免疫グロブリン融合タンパク質であり、ここで、FGF−CX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た一つ以上のドメインを含む。本発明のこのFGF−CX−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FGF−CXリガントとFGF−CX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FGF−CX媒介シグナル伝達を抑制し得る。1つの限定しない例において、考え得るFGF−CXリガンドは、FGF−CXレセプターである。このFGF−CX−免疫グロブリン融合タンパク質を用い、FGF−CX同族リガンドの生体利用性に影響を与え得る。FGF−CXリガンド/FGF−CXの相互作用の阻害は、増殖障害ならびに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FGF−CX−免疫グロブリン融合タンパク質は、被験体中で抗FGF−CX抗体を産生するための免疫原として用いられ得、FGF−CXリガンドを精製し、そしてFGF−CXリガンドとのFGF−CX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。
【0122】
本発明のFGF−CX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)末端の埋め込み(fill−in)、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、および酵素的連結により、インフレームで一つに連結される。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、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これらのフラグメントは次いでキメラ遺伝子配列を生成するためにアニールおよび再増幅され得る(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。FGF−CXをコードする核酸は、この融合成分がFGF−CX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。
【0123】
(FGF−CXアゴニストおよびアンタゴニスト)
本発明はまた、FGF−CXアゴニスト(模倣物)として、またはFGF−CXアンタゴニストとして機能するFGF−CXタンパク質の改変体に関する。FGF−CXタンパク質の改変体は、変異誘発(例えば、FGF−CXタンパク質の離散した点変異または短縮)により生成され得る。FGF−CXタンパク質のアゴニストは、天然に存在する形態のFGF−CX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。FGF−CXタンパク質のアンタゴニストは、天然に存在する形態のFGF−CXタンパク質の1つ以上の活性を、例えば、FGF−CX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誘導され得る。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、FGF−CX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。
【0124】
FGF−CXアゴニスト(模倣物)として、またはFGF−CXアンタゴニストのいずれかとして機能するFGF−CXタンパク質の改変体は、FGF−CXタンパク質アゴニストまたはアンタゴニスト活性についてのFGF−CX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、FGF−CX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。FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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.Acid Res.11:477を参照のこと)。
【0125】
(ポリペプチドライブラリー)
さらに、FGF−CX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、FGF−CX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FGF−CX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、FGF−CX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され得る。この方法により、FGF−CX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獲得され得る。
【0126】
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、および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。このような技法は、FGF−CX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(Recrusive ensemble mutagenisis)(REM)を、スクリーニングアッセイと組み合わせて用い、FGF−CX改変体を同定し得る(例えば、ArkinおよびYouvan(1992)PNAS 89:7811−7815;Delgraveら(1993)Protein Engineering 6:327−331を参照のこと)。
【0127】
(抗FGF−CX抗体)
本明細書中で使用される場合、用語「抗体」は、免疫グロブリン分子、および免疫グロブリン(Ig)分子の免疫学的に活性な部分(すなわち、抗原に特異的に結合する(免疫反応する)抗原結合部位を含む分子)をいう。このような抗体としては、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、単鎖抗体、Fabフラグメント、Fab’フラグメントおよびF(ab’)2フラグメント、ならびにFab発現ライブラリーが挙げられるが、これらに限定されない。一般的に、ヒト由来の抗体分子は、IgG、IgM、IgA、IgEおよびIgDの任意のクラスに関連し、これらは分子内に存在する重鎖の性質によって互いに異なる。特定のクラスは、同様に、サブクラス(例えば、IgG1、IgG2など)を有する。さらに、ヒトにおいては、軽鎖はκ鎖またはλ鎖であり得る。本明細書中で抗体に対する参照は、ヒト抗体種のすべてのこのようなクラス、サブクラスおよび型に対する参照を含む。
【0128】
抗原、またはその一部もしくはフラグメントとして役立つことが意図される本発明の単離されたタンパク質を免疫原として使用して、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体の調製のための標準的な技術を用いて、抗原に免疫特異的に結合する抗体を生成し得る。全長タンパク質が使用され得るか、あるいは本発明は、免疫原として使用するための抗原の抗原性ペプチドフラグメントを提供する。抗原性ペプチドフラグメントは、全長タンパク質のアミノ酸配列(例えば、配列番号2または配列番号27に示されるアミノ酸配列)の少なくとも6個のアミノ酸残基を含み、そしてそれらのエピトープを含み、その結果、このペプチドに対して惹起された抗体は、全長タンパク質またはこのエピトープを含む任意のフラグメントと特定の免疫複合体を形成する。好ましくは、抗原性ペプチドは、少なくとも10個のアミノ酸残基、または少なくとも15個のアミノ酸残基、または少なくとも20個のアミノ酸残基、または少なくとも30個のアミノ酸残基を含む。この抗原性ペプチドにより含まれる好ましいエピトープは、その表面上に位置するタンパク質の領域であり;通常、これらは親水性領域である。
【0129】
本発明の特定の実施形態において、抗原性ペプチドにより包含される少なくとも1つのエピトープは、タンパク質の表面上に位置するFGF−CXの領域、例えば、親水性領域である。ヒトFGF−CXタンパク質配列の疎水性分析は、FGF−CXポリペプチドのどの領域が特に親水性であるか、そしてそれによって、どの領域が抗体産生を標的にするために有用な表面残基をコードするようであるかを示す。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、フーリエ変換を使用してかまたは使用しないかのいずれかで、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、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。抗原性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内の1つ以上のドメインに特異的な抗体もまた、本明細書中で提供される。
【0130】
本発明のタンパク質、またはその誘導体、フラグメント、アナログ、ホモログもしくはオルソログは、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され得る。
【0131】
当該分野において公知の種々の手順が、本発明のタンパク質、またはその誘導体、フラグメント、アナログ、ホモログもしくはオルソログに対して指向されるポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体の産生のために使用され得る(例えば、Antibodies:A Laboratory Manual,Harlow E,およびLane D,1988,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY(本明細書中に参考として援用される)を参照のこと)。これらの抗体のうちのいくつかは、以下で考察される。
【0132】
(1.ポリクローナル抗体)
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、マウスまたは他の動物)は、FGF−CXのネイティブなタンパク質、その合成改変体、または前記の誘導体での1回以上の注射によって免疫され得る。適切な免疫原性調製物は、例えば、天然に存在する免疫原性タンパク質、免疫原性タンパク質を提示する化学的に合成されたポリペプチド、または組換え的に発現される免疫原性タンパク質を含み得る。さらに、このFGF−CXタンパク質は、免疫されている哺乳動物において免疫原性であることが知られている第2のタンパク質に結合体化され得る。このような免疫原性タンパク質の例としては、キーホールリンペットヘモシアニン、血清アルブミン、ウシサイログロブリン、および大豆トリプシンインヒビターが挙げられるが、これらに限定されない。この調製物はさらに、アジュバントを含み得る。種々のアジュバントが免疫学的応答を増加させるために使用され、このようなアジュバントとしては、フロイント(完全および不完全)、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(pluronic)ポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油乳濁液、ジニトロフェノールなど)、ヒトにおいて使用可能なアジュバント(例えば、Bacille Calmette−GuerinおよびCorynebacterium parvum)または類似の免疫刺激剤が挙げられるが、これらに限定されない。使用され得るアジュバントのさらなる例としては、MPL−TDMアジュバント(モノホスホリルリピドA、合成トレハロースジコリノミコレート)が挙げられる。
【0133】
免疫原性FGF−CXタンパク質に対して指向されるポリクローナル抗体分子は、哺乳動物から(例えば、血液から)単離され得、そして周知の技術(例えば、プロテインAまたはプロテインGを用いるアフィニティークロマトグラフィー(これは、主に免疫血清のIgG画分を提供する))によってさらに精製され得る。続いて、または代替的に、求められている免疫グロブリンの標的である特定の抗原またはその抗原のエピトープがカラムに固定され、免疫アフィニティークロマトグラフィーによって免疫特異的抗体を精製し得る。免疫グロブリンの精製は、例えば、D.Wilkinson(The Scientist(The Scientist,Inc.,Philadelphia PAより発行)、第14巻、第8号(2000年4月17日)、25〜28頁)によって考察される。
【0134】
(2.モノクローナル抗体)
本明細書で使用される場合、用語「モノクローナル抗体」(MAb)または「モノクローナル抗体組成物」は、特有の軽鎖遺伝子産物および特有の重鎖遺伝子産物からなる抗体分子の唯一の分子種を含む抗体分子の集団をいう。特に、モノクローナル抗体の相補性決定領域(CDR)は、すべての分子の集団において同一である。従って、MAbは、抗原に対する特有の結合親和性によって特徴付けられる抗原の特定のエピトープと免疫反応可能な抗原結合部位を含む。
【0135】
モノクローナル抗体は、ハイブリドーマ方法(例えば、KohlerおよびMilstein,Nature,256:495(1975)により記載される方法)を使用して調製され得る。ハイブリドーマ方法において、マウス、ハムスター、または他の適切な宿主動物を、代表的に、免疫剤で免疫して、この免疫剤に特異的に結合する抗体を産生するか、またはこれらの抗体を産生し得るリンパ球を誘発する。あるいは、リンパ球は、インビトロで免疫され得る。
【0136】
免疫剤としては、代表的に、FGF−CXタンパク質抗原、そのフラグメントまたはその融合タンパク質が挙げられる。一般的には、ヒト起源の細胞が望まれる場合に、末梢血リンパ球が使用されるか、または非ヒト哺乳動物供給源が望まれる場合に、脾臓細胞もしくはリンパ節細胞が使用されるかのいずれかである。次いで、適切な融合因子(例えば、ポリエチレングリコール)を使用して、リンパ球を不死化細胞株に融合し、ハイブリドーマ細胞を形成する(Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,Academic Press(1986)59〜103頁)。不死化細胞株は、通常、形質転換された哺乳動物細胞、特にげっ歯類、ウシおよびヒト起源の骨髄腫細胞である。通常、ラットまたはマウスの骨髄腫細胞株が使用される。ハイブリドーマ細胞は、好ましくは、1以上の物質(融合されていない不死化細胞の増殖も生存も阻害する)を含む適切な培養培地中で培養され得る。例えば、親細胞が酵素(ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HGPRTまたはHPRT))を欠く場合、ハイブリドーマのための培養培地は、代表的に、ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジンを含み(「HAT培地」)、それらの物質は、HGPRT欠失細胞の増殖を阻害する。
【0137】
好ましい不死化細胞株は、効率的に融合する細胞株であり、それらは選択された抗体産生細胞による安定な高レベルの抗体発現を支持し、そしてHAT培地のような培地に感受性である。より好ましい不死化細胞株はマウス骨髄腫株であり、それらを、例えば、Salk Institute Cell Distribution Center,San Diego,CaliforniaおよびAmerican Type Culture Collection,Manassas,Virginiaから得ることが可能である。ヒト骨髄腫およびマウス−ヒト骨髄腫細胞株はまた、ヒトモノクローナル抗体の産生について記載される(Kozbor:J.Immunol.,133:3001(1984);Brodeurら:Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,Marcel Dekker,Inc.,New York(1987)51〜63頁)。
【0138】
次いで、ハイブリドーマ細胞が培養される培養培地は、抗原に対して指向されるモノクローナル抗体の存在についてアッセイされ得る。好ましくは、ハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体の結合特異性は、免疫沈降によって決定されるか、またはインビトロ結合アッセイ(例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)または酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA))によって決定される。このような技術およびアッセイは、当該分野で公知である。モノクローナル抗体の結合親和性は、例えば、MunsonおよびPollard,Anal.Biochem.,107:220(1980)のスキャッチャード分析によって決定され得る。標的抗原に対する高い程度の特異性および高い結合親和性を有する抗体を同定することが、目的であり、モノクローナル抗体の治療学的適用において特に重要である。
【0139】
所望のハイブリドーマ細胞が同定された後、希釈手順を限定することによって、クローンをサブクローニングし得、そして標準方法によって増殖し得る(Goding,1986)。例えば、この目的のために適切な培養培地としては、Dulbecco’s Modified Eagle’s MediumおよびRPMI−1640培地が挙げられる。あるいは、ハイブリドーマ細胞は、哺乳動物内の腹水としてインビボで増殖され得る。
【0140】
サブクローンによって分泌されたモノクローナル抗体は、従来の免疫グロブリン精製手順(例えば、プロテインAセファロース、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、またはアフィニティークロマトグラフィーなど)によって、培養培地または腹水から、単離または精製され得る。
【0141】
モノクローナル抗体はまた、組換えDNA方法(例えば、米国特許第4,816,567号に記載される方法)によって作製され得る。本発明のモノクローナル抗体をコードするDNAは、従来の手順を使用して(例えば、マウス抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合し得るオリゴヌクレオチドプローブを使用することによって)容易に単離および配列決定され得る。本発明のハイブリドーマ細胞は、このようなDNAの好ましい供給源として役立つ。一旦単離されると、DNAは、発現ベクターに配置され得、次いでそれらは、宿主細胞(例えば、さもなければ免疫グロブリンタンパク質を産生しないサルCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、または骨髄腫細胞)にトランスフェクトされ、組換え宿主細胞内でのモノクローナル抗体の合成を得る。DNAはまた、例えば、コードする配列を相同なマウス配列の代わりにヒト重鎖および軽鎖の定常ドメインと置換することによって(米国特許第4,816,567号;Morrison,Nature 368,812−13(1994))か、または非免疫グロブリンポリペプチドについてのコード配列のすべてもしくは一部の配列をコードする免疫グロブリンへの共有結合的な連結によって、改変され得る。このような非免疫グロブリンポリペプチドは、本発明の抗体の定常ドメインと置換されるか、または本発明の抗体の1つの抗原結合部位の可変領域と置換されて、キメラ二価抗体を作製し得る。
【0142】
(3.ヒト化抗体)
本発明のFGF−CXタンパク質抗原に対して指向される抗体は、ヒト化抗体またはヒト抗体をさらに含み得る。これらの抗体は、投与された免疫グロブリンに対するヒトの免疫応答を引き起こさないヒトへの投与に適する。抗体のヒト化形態は、キメラ免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖またはそれらのフラグメント(例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)2または抗体の他の抗原結合配列)であり、それらは主にヒト免疫グロブリンの配列から構成され、そして非ヒト免疫グロブリンに由来する最小の配列を含む。ヒト化は、ヒト抗体の対応する配列についてのげっ歯類CDR(単数または複数)配列の置換によって、Winterおよび共働研究者らの方法(Jonesら、Nature,31:522−525(1986);Riechmannら、Nature,332:323−327(1988);Verhoeyenら、Science,239:1534−1536(1988))の後に達成され得る(米国特許第5,225,539号もまた参照のこと)。いくつかの場合において、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク残基は、対応する非ヒト残基によって置換される。ヒト化抗体はまた、レシピエントの抗体においても、移入されたCDRまたはフレームワーク配列においても見出されない残基を含み得る。一般に、ヒト化抗体は、すべての少なくとも1つの可変領域、および代表的には2つの可変領域を実質的に含む。これらの領域内で、すべてのまたは実質的にすべてのCDR領域は非ヒト免疫グロブリンの領域に対応し、そしてすべてまたは実質的にすべてのフレームワーク領域はヒト免疫グロブリンコンセンサス配列の領域に対応する。ヒト化抗体はまた、免疫グロブリン定常領域(Fc)、代表的には、ヒト免疫グロブリンの少なくとも一部を必要に応じて含む(Jonesら、1986;Riechamannら、1988;およびPresta,Curr.Op.Struct.Biol.,2:593−596(1992))。
【0143】
(4.ヒト抗体)
完全なヒト抗体は、本質的に、CDRを含む軽鎖および重鎖の両方の配列全体がヒト遺伝子から生じる抗体分子に関連する。このような抗体を、本明細書中で「ヒト抗体」、または「完全なヒト抗体」と呼ぶ。FGF−CXタンパク質に対して指向されるヒトモノクローナル抗体は、トリオーマ(trioma)技術によって調製され得る;ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozborら、1983 Immunol Today 4:72を参照のこと)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(Coleら、1985:Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,77〜96頁を参照のこと)。ヒトモノクローナル抗体は、本発明の実施において使用され得、そしてヒトハイブリドーマの使用によってか(Coteら、1983.Proc Natl Acad Sci USA 80:2026〜2030を参照のこと)、またはインビトロでのEpstein Barr Virusを用いたヒトB細胞による形質転換によって(Coleら、1985:Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,77〜96頁)産生され得る。
【0144】
さらに、ヒト抗体はまた、さらなる技術(ファージディスプレイライブラリー(HoogenboomおよびWinter,J.Mol.Biol.,227:381(1991);Marksら、J.Mol.Biol.,222:581(1991))を含む)を使用して産生され得る。同様に、ヒト免疫グロブリン遺伝子座をトランスジェニック動物(例えば、内因性免疫グロブリン遺伝子が、部分的または完全に不活化されているマウス)に導入することによって、ヒト抗体が作製され得る。チャレンジの際に、ヒト抗体産生が観察され、このことは、すべての点で(遺伝子再配列、アセンブリ、および抗体レパートリーを含む)ヒトにおいて観察されたものに密接に類似する。このアプローチは、例えば、以下に記載される:米国特許第5,545,807号;同第5,545,806号;同第5,569,825号;同第5,625,126号;同第5,633,425号;同第5,661,016号、およびMarksら(Bio/Technology 10,779−783(1992));Lonbergら(Nature 368 856−859(1994));Morrison(Nature 368,812−13(1994));Fishwildら(Nature Biotechnology 14,845−51(1996));Neuberger(Nature Biotechnology 14,826(1996));ならびにLonbergおよびHuszar(Intern.Rev.Immunol.13 65〜93(1995))。
【0145】
FGF−CXタンパク質に特異的に結合するヒト抗体は、抗原によるチャレンジに応答して動物の内因性抗体ではなく完全なヒト抗体を産生するように改変されたトランスジェニック非ヒト動物を使用して、さらに産生され得る(PCT刊行物WO94/02602を参照のこと)。非ヒト宿主における重鎖免疫グロブリンおよび軽鎖免疫グロブリンをコードする内因性遺伝子は、耐えられなくなっており、そしてヒト重鎖および軽鎖免疫グロブリンをコードする活性な遺伝子座が、宿主のゲノムに挿入される。例えば、要求性ヒトDNAセグメントを含む酵母人工染色体を使用して、ヒト遺伝子が組み込まれる。次いで、すべての所望の改変を提供する動物を、完全な改変の相補体よりもより少ない改変の相補体を含む中間トランスジェニック動物を雑種することによって、子孫として得る。このような非ヒト動物の好ましい実施形態は、マウスであり、PCT刊行物WO96/33735およびWO96/34096に開示されるようにXenomousTMと呼ばれる。この動物は、ヒト免疫グロブリンを十分に分泌するB細胞を産生する。目的のFGF−CX免疫原での免疫後の動物から(例えば、ポリクローナル抗体の調製)、あるいは動物由来の不死化されたB細胞(例えば、モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ)から、抗体を直接得ることが可能である。さらに、ヒト可変領域を有する免疫グロブリンをコードする遺伝子は、抗体を直接得るために回復され、そして発現され得るか、または抗体のアナログ(例えば、1本鎖Fv分子)を得るために、さらに改変され得る。
【0146】
内因性免疫グロブリン重鎖の発現を欠く非ヒト宿主(マウスとして例示される)を作製する方法の例は、米国特許第5,939,598号に記載される。それを、以下の工程を包含する方法によって得ることが可能である:遺伝子座の再配列を防ぎ、そして再配列された免疫グロブリン重鎖遺伝子座の転写物の形成、および選択マーカーをコードする遺伝子を含む標的ベクターによって影響される欠失を防ぐために、胚性幹細胞において少なくとも1つの内因性重鎖遺伝子座由来のJセグメント遺伝子を欠失させる工程;ならびにトランスジェニックマウス(その体細胞および生殖細胞は、選択マーカーをコードする遺伝子を含む)を、胚性幹細胞から作製する工程。
【0147】
目的の抗体(例えば、ヒト抗体)を産生するための方法は、米国特許第5,916,771号に開示される。これは、以下の工程を包含する:重鎖をコードするヌクレオチド配列を含む発現ベクターを、培養中の1つの哺乳動物宿主細胞に導入する工程、軽鎖をコードするヌクレオチド配列を含む発現ベクターを、別の哺乳動物宿主細胞に導入する工程、およびハイブリッド細胞を形成するために2つの細胞融合する工程。ハイブリッド細胞は、重鎖および軽鎖を含む抗体を発現する。
【0148】
この手順のさらなる改善において、免疫原上の臨床的に関連するエピトープを同定するための方法、および関連するエピトープに高い親和性で免疫特異的に結合する抗体を選択するための相関する方法は、PCT刊行物WO99/53049に開示される。
【0149】
(5.Fabフラグメントおよび単鎖抗体)
本発明に従って、技術は、本発明の抗原性FGF−CXタンパク質に特異的な単鎖抗体の産生に適用され得る(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に適用され得(例えば、Huseら、1989 Science 246:1275〜1281を参照のこと)、タンパク質またはその誘導体、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効果的な同定を可能にする。タンパク質抗原に対するイディオタイプを含む抗体フラグメントは、(i)抗体分子のペプシン消化によって産生されるF(ab’)2フラグメント;(ii)F(ab’)2フラグメントのジスルフィド架橋を還元することによって産生されたFabフラグメント;(iii)パパインおよび還元剤を用いた抗体分子の処理によって産生されたFabフラグメント、ならびに(iv)Fvフラグメント、を含むがこれらに限定されない、当該分野で公知の技術によって産生され得る。
【0150】
(6.二重特異的抗体)
二重特異的抗体は、モノクローナル抗体(好ましくは、ヒトモノクローナル抗体またはヒト化モノクローナル抗体)であって、これは、少なくとも2つの異なる抗原に対する結合特異性を有する。この場合において、結合特異性の1つは、本発明の抗原性タンパク質に対してである。第2の結合標的は、任意の他の抗原であり、そして有利には、細胞表面タンパク質あるいはレセプターまたはレセプターサブユニットである。
【0151】
二重特異的抗体を作製するための方法は、当該分野で公知である。伝統的に、二重特異的抗体の組換え産生は、2つの免疫グロブリンの重鎖/軽鎖の対の同時発現に基づき、ここで、これら2つの重鎖は、異なる特異性を有する(MilsteinおよびCuello、Nature,305:537−539(1983))。免疫グロブリンの重鎖および軽鎖のランダムな組み合わせのために、これらのハイブリドーマ(クアドローマ)は、10個の異なる抗体分子の潜在的混合物を生成し、このうち1つのみが正確な二重特異的構造を有する。この正確な分子の精製は、通常、アフィニティークロマトグラフィー工程によって達成される。同様の手順は、1993年5月13日公開のWO93/08829、およびTrauneckerら、EMBO J.,10:3655〜3659(1991)において開示される。
【0152】
所望の結合特異性(抗体−抗原結合部位)を有する抗体可変ドメインは、免疫グロブリン定常ドメイン配列に融合され得る。この融合は、好ましくは、免疫グロブリン重鎖定常ドメインを有し、ヒンジ領域の少なくとも一部、CH2領域およびCH3領域を含む。この融合物中の少なくとも1つに存在する軽鎖結合のために、必要な部位を含む第1の重鎖定常領域(CH1)を有することが好ましい。この免疫グロブリン重鎖融合体、および所望の場合、この免疫グロブリン軽鎖をコードするDNAは、別々の発現ベクターに挿入され、そして適切な宿主生物体に同時トランスフェクトされる。二重特異的抗体の作製のさらなる詳細については、例えば、Sureshら、Methods in Enzymology,121:210(1986)を参照のこと。
【0153】
WO96/27011に記載される別のアプローチに従って、抗体分子対の間の界面を操作して、組換え細胞培養物から回収されるヘテロダイマーの割合を最大化し得る。好ましい界面は、抗体定常ドメインのCH3領域の少なくとも一部を含む。この方法において、第1の抗体分子の界面からの1つ以上の小さなアミノ酸側鎖は、より大きな側鎖(例えば、チロシンまたはトリプトファン)で置換される。大きな側鎖に対して同一のサイズまたは同様のサイズの代償的な「空洞」は、大きなアミノ酸側鎖を小さなアミノ酸側鎖(例えば、アラニンまたはスレオニン)で置換することによって、第2の抗体分子の界面上に生成される。このことは、ホモダイマーのような他の不必要な最終生成物よりも、ヘテロダイマーの収量を増加するための機構を提供する。
【0154】
二重特異的抗体は、全長抗体または抗体フラグメント(例えば、F(ab’)2二重特異的抗体)として調製され得る。抗体フラグメントから二重特異的抗体を作製するための技術は、文献に記載されている。例えば、二重特異的抗体は、化学結合を使用して調製され得る。Brennanら、Science 229:81(1985)は、インタクトな抗体をタンパク分解的に切断し、F(ab’)2フラグメントを作製する手順を記載する。これらのフラグメントは、ビシナルジチオールを安定化し、そして分子間ジスルフィド形成を阻止するために、ジチオール錯化剤ナトリウム亜ヒ酸塩の存在下で還元される。次いで、この作製されたFab’フラグメントは、チオニトロベンゾエート(TNB)誘導体に変換される。次いで、Fab’−TNB誘導体の1つは、メルカプトエチルアミンでの還元によってFab’−チオールに再変換され、そしてこれは等モル量の他のFab’−TNB誘導体と混合されて二重特異的抗体を形成する。生成された二重特異的抗体は、酵素の選択的固定化のための薬剤として使用され得る。
【0155】
さらに、Fab’フラグメントは、E.coliから直接回収され得、そして化学的にカップリングされて二重特異的抗体を形成する。Shalabyら、J.Exp.Med.175:217−225(1992)は、完全にヒト化された二重特異的抗体F(ab’)2分子の生成を記載する。各Fab’フラグメントは、E.coliから別々に分泌され、そしてインビトロでの直接的な化学的カップリングに供され、二重特異的抗体を形成する。これにより形成された二重特異的抗体は、ErbB2レセプターを過剰発現する細胞および正常なヒトT細胞に結合し得、そしてヒト胸部腫瘍標的に対するヒト細胞毒性リンパ球の溶解性活性を誘因し得る。
【0156】
組換え細胞培養物から直接的に二重特異的抗体フラグメントを作製し、単離するための種々の技術が記載されいる。例えば、二重特異的抗体は、ロイシンジッパーを使用して生成される。Kostelnyら、J.Immunol.148(5):1547−1553(1992)。FosおよびJunタンパク質由来のロイシンジッパーペプチドは、遺伝子融合によって2つの異なる抗体のFab’部分に結合される。このホモダイマー抗体は、ヒンジ領域で還元されてモノマーを形成し、次いで再酸化されてヘテロダイマー抗体を形成する。この方法はまた、ホモダイマー抗体の産生のために使用され得る。Hollingerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444−6448(1993)に記載されるこの「ジアボディ(diabody)」技術は、二重特異的抗体フラグメントを作製するための代替的な機構を提供した。このフラグメントは、同一鎖上の2つのドメインの間で対形成するには短すぎるリンカーによって軽鎖可変領域(VL)に接続された重鎖可変領域(VH)を含む。従って、1つのフラグメントのVHおよびVLドメインは、別のフラグメントの相補的なVLおよびVHドメインと対を形成し、それによって2つの抗原結合部位が形成される。単鎖Fv(sFv)ダイマーの使用によって二重特異的抗体フラグメントを作製するための別のストラテジーもまた、報告されている。Gruberら、J.Immunol.152:5368(1994)を参照のこと。
【0157】
2つより多い結合価を有する抗体が意図される。例えば、三重特異的抗体が調製され得る。Tuttら、J.Immunol.147:60(1991)。
【0158】
例示的な二重特異的抗体は、2つの異なるエピトープに結合し得、このうち少なくとも1つは、本発明のタンパク質抗原に起源を有する。あるいは、免疫グロブリン分子の抗抗原性アームは、特定の抗原を発現する細胞に対する細胞の防御機構に注目して、白血球(例えば、T細胞レセプター分子(例えば、CD2、CD3、CD28、またはB7))、またはIgGに対するFcレセプター(FcγR)(例えば、FcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)およびFcγRIII(CD16))上の誘引分子(triggering molecule)に結合するアームと合わされ得る。二重特異的抗体はまた、特定の抗原を発現する細胞に対する細胞毒性因子に指向するために使用され得る。これらの抗体は抗原結合アーム、および細胞毒性因子または放射性核種キレーター(例えば、EOTUBE、DPTA、DOTA、またはTETA)に結合するアームを保有する。目的の別の二重特異的抗体は、本明細書中に記載のタンパク質抗原に結合し、そしてさらに組織因子(TF)に結合する。
【0159】
(7.ヘテロ結合体抗体)
ヘテロ結合体抗体もまた、本発明の範囲内である。ヘテロ結合体抗体は、2つの共有結合した抗体で構成される。このような抗体は、例えば、免疫系細胞を要求されない細胞に標的化するために(米国特許第4,676,980号)、およびHIV感染の処置のために(WO91/00360;WO92/200373;EP03089)提案されてきた。この抗体(架橋剤を含む抗体を含む)は、インビトロで、合成タンパク質化学において公知の方法を使用して調製され得ることが意図される。例えば、免疫毒素は、ジスルフィド交換反応の使用またはチオエーテル結合の形成によって構築され得る。この目的のための適切な試薬の例としては、イミノチオレートおよびメチル−4−メルカプトブチルイミデート、ならびに例えば米国特許第4,676,980号において開示される試薬が挙げられる。
【0160】
(8.エフェクター機能の操作)
本発明のFGF−CX抗体を、エフェクター機能について、例えば癌の処置における抗体の効力を増大するように改変することが望ましくあり得る。例えば、システイン残基は、Fc領域に導入され得、それによってこの領域内での鎖間ジスルフィド結合の形成を可能にする。このように作製されたホモダイマー抗体は、改良されたインターナリゼーションの可能性および/または増加した補体媒介細胞殺傷、ならびに抗体依存性細胞毒性(ADCC)を有し得る。Caronら、J.Exp.Med.、176:1191−1195(1192)およびShopes、J.Immunol.148:2918−2922(1992)を参照のこと。増強された抗腫瘍活性を有するホモダイマー抗体はまた、Wolffら、Cancer Research、53:2560−2565(1993)に記載されるヘテロ二官能性架橋剤を使用して調製され得る。あるいは、2つのFc領域を有し、それによって増強された補体溶解およびADCCの可能性を有し得る抗体は操作され得る。Stevensonら、Anti−Cancer Drug Design,3:219−230(1989)を参照のこと。
【0161】
(9.免疫結合体)
本発明はまた、細胞毒性剤(例えば、化学療法剤、毒素(例えば、細菌、真菌、植物、または動物起源の酵素学的に活性な毒素、あるいはそれらのフラグメント)、または放射性同位体(すなわち、放射性結合体))に結合したFGF−CX抗体を含む免疫結合体に関する。
【0162】
このような免疫結合体の作製において有用な化学療法剤は、上記に記載される。使用され得る酵素学的に活性な毒素およびそれらのフラグメントとしては、ジフテリアA鎖、ジフテリア毒素の非結合活性フラグメント、外毒素A鎖(Pseudomonas aeruginosa由来)、リシンA鎖、アブリンA鎖、モデシン(modeccin)A鎖、α−サルシン、Aleurites fordiiタンパク質、ジアンチン(dianthin)タンパク質、Phytolaca americanaタンパク質(PAPI、PAPII、およびPAP−S)、momordica charantiaインヒビター、クルシン(curcin)、クロチン(crotin)、sepaonaria officinalisインヒビター、ゲロニン(gelonin)、ミトゲリン(mitogellin)、レストリクトシン(restrictocin)、フェノマイシン(phenomycin)、エノマイシン(enomycin)、およびトリコテセン(tricothecen)が挙げられる。種々の放射性核種は、放射性結合した抗体の作製のために利用可能である。例として、212Bi、131I、131In、90Y、および186Reが挙げられる。
【0163】
抗体および細胞毒性因子の結合体は、種々の二官能性タンパク質結合因子(例えば、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオール)プロピオネート(SPDP)、イミノチオラン(iminothiolane)(IT)、イミドエステルの二官能性誘導体(例えば、ジメチルアジピミデート HCL)、活性エステル(例えば、ジスクシンイミジルスベレート)、アルデヒド(例えば、グルタルアルデヒド(glutareldehyde))、ビスアジド化合物(例えば、ビス(p−アジドベンゾイル)ヘキサンジアミン)、ビス−ジアゾニウム誘導体(例えば、ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミン)、ジイソシアネート(例えば、トリエン2,6−ジイソシアネート)、およびビス−活性フッ素化合物(例えば、1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼン))を使用して作製される。例えば、リシン免疫毒素は、Vitettaら、Science,238:1098(1987)に記載されるように調製され得る。炭素−14−標識された1−イソチオシアナトベンジル−3−メチルジエチレントリアミン五酢酸(MX−DTPA)は、放射性ヌクレオチドの抗体への結合のための例示的なキレート剤である。WO94/11026を参照のこと。
【0164】
別の実施形態において、腫瘍の前標的化における利用のために、この抗体は、「レセプター」(例えば、ストレプトアビジン)に結合され得、ここで抗体−レセプター結合体は患者に投与され、続いて除去剤を使用して結合していない結合体が循環から除去され、次いで細胞毒性因子に順に結合する「リガンド」(例えば、アビジン)が投与される。
【0165】
(10.免疫リポソーム)
本明細書中に開示される抗体はまた、免疫リポソームとして処方され得る。抗体を含むリポソームは、当該分野で公知の方法(例えば、Epsteinら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、82:3688(1985);Hwangら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、77:4030(1980);ならびに米国特許第4,485,045号および同第4,544,545号に記される方法)によって調製される。増強された循環時間を有するリポソームは、米国特許第5,013,556号に記載されている。
【0166】
特に有用なリポソームは、ホスファチジルコリン、コレステロール、およびPEG−誘導体化ホスファチジルエタノールアミン(PEG−PE)を含む脂質組成物を用いる逆相エバポレーション法によって生成され得る。リポソームは、所定の穿孔サイズのフィルターを通して押し出され、所望の直径を有するリポソームが得られる。本発明の抗体のFab’フラグメントは、Martinら、J.Biol.Chem.,257:286−288(1982)に記載されるようにジスルフィド交換反応を介してリポソームに結合体化され得る。化学療法剤(例えば、ドキソルビシン)が、必要に応じてリポソーム内に含まれる。Gabizonら、J.National Cancer Inst.,81(19):1484(1989)を参照のこと。
【0167】
(11.本発明のタンパク質に対する抗体の診断適用)
本発明のFGF−CXタンパク質に対する抗体は、タンパク質の局在化および/または定量化に関連する分野で公知の方法(例えば、適切な生理学的サンプル内のタンパク質のレベルを測定するための使用、診断方法における使用、タンパク質を画像化する上での使用など)において使用され得る。所定の実施形態において、タンパク質または抗原結合ドメインを含むその誘導体、フラグメントもしくはホモログに対する抗体は、薬理学的に活性な化合物として利用される(以下を参照のこと)。
【0168】
本発明のFGF−CXタンパク質に対して特異的な抗体は、標準的な技術(例えば、免疫アフィニティークロマトグラフィーまたは免疫沈降)によりタンパク質を単離するために使用され得る。このような抗体は、細胞からの天然のタンパク質抗原の精製、および宿主細胞において発現された組換え産生された抗体の精製を容易にし得る。さらに、このような抗体は、抗原タンパク質の生成量および発現パターンを評価するために、(例えば、細胞溶解物または細胞上清中の)抗原タンパク質を検出するために使用され得る。FGF−CXタンパク質に対する抗体を診断的に使用して、例えば、所定の処置レジメンの有効性を決定するために、臨床試験手順の一部として組織中のタンパク質レベルをモニタリングし得る。検出は、検出可能な物質に抗体をカップリングする(すなわち、物理学的に連結する)ことによって容易にされ得る。検出可能な物質の例としては、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ステラーゼが挙げられ;適切な補欠分子族の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;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;発光物質の例としては、ルミノールが挙げられ;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、そして適切な放射性物質の例としては、125I、131I、35Sまたは3Hが挙げられる。
【0169】
(12.抗体治療剤)
本発明のFGF−CX抗体(ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体および完全ヒト抗体を含む)は、治療剤として使用され得る。このような薬剤は、一般に被験体の疾患または病理を処置または予防するために使用される。抗体調製物(好ましくは、標的抗原に対して高度な特異性および高度な親和性を有する抗体)は、被験体に投与され、そして一般に標的との結合に起因して効果を有する。このような効果は、所定の抗体分子と問題の標的抗原との間の特異的な相互作用の性質に依存して、2種類の効果があり得る。第1の場合、抗体の投与は、天然で結合する内因性リガンドと標的との結合を抑止または阻害し得る。この場合、この抗体は、標的に結合し、そして天然に存在するリガンドの結合部位をマスクし、ここで、このリガンドはエフェクター分子として役立つ。従って、レセプターは、リガンドが応答するシグナル伝達経路を媒介する。
【0170】
あるいは、この効果は、この抗体が標的分子上でエフェクター結合部位と結合することによって生理学的結果を惹起する効果であり得る。この場合、この標的(疾患または病理において不在または欠損し得る内因性リガンドを有するレセプター)は、代替エフェクターリガンドとして抗体と結合し、レセプターによってレセプターベースのシグナル伝達事象を開始する。
【0171】
本発明の抗体の治療有効量は、一般に、治療目的を達成するために必要とされる量に関連する。上記のように、これは、抗体とその標的抗体との間の結合相互作用であり得、特定の場合にこの標的の機能を妨害し、そして別の場合に生理学的応答を促進する。投与されるべき必要量は、さらに、特異的抗原に対する抗体の結合親和性に依存し、そして投与された抗体が投与される他の被験体の自由体積から除去される速度にも依存する。本発明の抗体または抗体フラグメントの治療有効用量の一般的な範囲は、非制限例であるが、約0.1mg/kg体重〜約50mg/kg体重であり得る。一般的な用量頻度は、例えば、1日に2回〜1週間に1回までの範囲であり得る。
【0172】
(13.抗体の薬学的組成物)
本発明のFGF−CXタンパク質と特異的に結合する抗体および本明細書中に開示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分子は、薬学的組成物の形態で種々の障害の処置のために投与され得る。このような組成物の調製に関与する原理および考察、ならびに成分の選択における手引きは、例えば、以下に提供される:Remington:The Science And Practice Of Pharmacy 19版(Alfonso R.Gennaroら編)Mack Pub.Co.,Easton,Pa.1995:Drug Absorption Enhancement:Concepts,Possiblities,Limitations,And Trends,Hawood Acacemic Publishers,Langhorne,Pa.,1994;およびPeptide And Protein Drug Delivery(Advances In Parenteral Science,第4巻)1991,M.Dekker,New York。
【0173】
抗原タンパク質が細胞内に存在し、そして全抗体がインヒビターとして使用される場合、抗体を内在化することが好ましい。しかし、リポソームはまた、抗体または抗体フラグメントを細胞に送達するために使用され得る。抗体フラグメントを使用する場合、標的タンパク質の結合ドメインに特異的に結合する最も小さい阻害フラグメントが好ましい。例えば、抗体の可変領域配列に基づいて、標的タンパク質配列と結合する能力を保持するペプチド分子が設計され得る。このようなペプチドは、化学的に合成され得るかおよび/または組換えDNA技術によって産生され得る。例えば、Marascoら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:7889−7893(1993)を参照のこと。本明細書中の処方物はまた、必要な場合、特定の徴候を処置するのに必要とされる、1つより多い活性化合物、好ましくは、互いに不利な影響を及ぼさない相補的活性を有する1より多い活性化合物を含み得る。あるいは、またはさらに、この組成物は、その機能を強化する薬剤(例えば、細胞毒性剤、サイトカイン、化学療法剤または増殖阻害剤)を含み得る。このような分子は、意図される目的のために有効な量の組合せで適切に存在する。
【0174】
この活性成分は、例えば、コロイド薬物送達系(例えば、リポソーム、アルブミンマイクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子、およびナノカプセル)またはマクロエマルジョンにおいて、それぞれ従来の技術または界面重合化(それぞれ、例えば、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ−(メチルメタクリレート)マイクロカプセルによって調製されるマイクロカプセル中に包理され得る。
【0175】
インビボ投与に使用されるべき処方物は、滅菌されなければならない。これは、滅菌濾過膜を通す濾過によって容易に達成される。
【0176】
(FGF−CX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、FGF−CX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。本明細書中で使用される場合、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。ベクターの1つの型は「プラスミド」であり、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。ベクターの別の型はウイルスベクターであり、ここでさらなるDNAセグメントはこのウイルスゲノムに連結され得る。特定のベクターは導入された宿主細胞中で自律的に複製し得る(例えば、細菌の複製起源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、宿主細胞に導入される際に宿主細胞のゲノムに組み込まれ、それによって宿主のゲノムと共に複製される。さらに、特定のベクターは、作動可能に連結された遺伝子の発現を指向し得る。このようなベクターは、本明細書中で「発現ベクター」といわれる。一般的に、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、このプラスミドはベクターの最も一般的に使用される形態であるため、交換可能に使用され得る。しかし、本発明は、等価な機能を果たす、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)のような発現ベクターのこのような他の形態を含むことを意図する。
【0177】
本発明の組換え発現ベクターは、本発明の核酸を、宿主細胞における核酸の発現に適切な形態で含む。これはこの組換え発現ベクターが、発現のために使用される宿主細胞に基いて選択される1つ以上の調節配列を含むこと、および発現される核酸配列に作動可能に連結されることを意味する。組換え発現ベクターにおいて、「作動可能に連結される」は、目的のヌクレオチド配列が、ヌクレオチド配列の発現を可能にする様式(例えば、インビトロ転写/翻訳系において、またはこの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)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。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。調節配列として、多くの型の宿主細胞においてヌクレオチド配列の構成的発現を指向する配列、および特定の宿主細胞においてのみヌクレオチド配列の発現を指向する配列(例えば、組織特異的調節配列)が挙げられる。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理解されている。本発明の発現ベクターは、宿主細胞に導入され、それにより、本明細書に記載されるような核酸によりコードされるタンパク質またはペプチド(融合タンパク質または融合ペプチドを含む)(例えば、FGF−CXタンパク質、FGF−CXタンパク質の変異形態、融合タンパク質など)を生成し得る。
【0178】
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、FGF−CXの発現のために設計され得る。例えば、FGF−CXは、細菌細胞(例えば、E.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)においてさらに考察される。あるいは、組換え発現ベクターは、例えば、T7プロモーター調節配列およびT7ポリメラーゼを用いて、インビトロで転写および翻訳され得る。
【0179】
原核生物におけるタンパク質の発現は、最も頻繁には、融合タンパク質または非融合タンパク質のいずれかの発現を指向する構成的プロモーターまたは誘導性プロモーターを含むベクターを有するE.coliにおいて実行される。融合ベクターは、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)、多く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、以下の3つの目的のために役立つ:(1)組換えタンパク質の発現を増加させるため;(2)組換えタンパク質の溶解度を増加させるため;および(3)アフィニティー精製においてリガンドとして作用することにより、組換えタンパク質を精製する上で補助するため。しばしば、融合発現ベクターにおいて、タンパク質分解的切断部位は、融合タンパク質の精製後に組換えタンパク質が融合部分から分離され得るように、融合部分および組換えタンパク質の結合部分に導入される。このような酵素、およびその同族の認識配列として、第Xa因子、トロンビン、およびエンテロキナーゼが挙げられる。代表的な融合発現ベクターとして、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、それぞれ、pGEX(Pharmacia Biotech Inc;Smith and 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。
【0180】
適切な誘導性非融合E.coli発現ベクターの例として、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。
【0181】
E.coliにおける組換えタンパク質発現を最大化するための1つのストラテジーは、組換えタンパク質をタンパク質分解的に切断する能力が損なわれた宿主細菌中でタンパク質を発現させることである。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)Nucl.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。
【0182】
別の実施形態において、FGF−CX発現ベクターは、酵母発現ベクターである。酵母S.cerivisaeにおける発現のためのベクターの例には、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。
【0183】
あるいは、FGF−CX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。培養された昆虫細胞(例えば、SF9細胞)中で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。
【0184】
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の他の適切な発現系については、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。
【0185】
別の実施形態において、組換え哺乳動物発現ベクターは、特定の細胞型中で優先的に核酸の発現を指向し得る(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)。組織特異的調節エレメントは、当該分野で公知である。適切な組織特異的プロモーターの非限定的な例としては、アルブミンプロモーター(肝臓特異的;Pinkertら(1987)Genes Dev 1:268−277)、リンパ特異的プロモーター(CalameおよびEaton(1988)Adv Immunol 43:235−275)、特に、T細胞レセプタープロモーター(WinotoおよびBaltimore(1989)EMBO J 8:729−733)および免疫グロブリン(Banerjiら(1983)Cell 33:729−740;QueenおよびBaltimore(1983)Cell 33:741−748)のプロモーター、ニューロン特異的プロモーター(例えば、ニューロフィラメントプロモーター;ByrneおよびRuddle(1989)PNAS 86:5473−5477)、膵臓特異的プロモーター(Edlundら(1985)Science 230:912−916)、および乳腺特異的プロモーター(例えば、ミルク乳清プロモーター;米国特許第4,873,316号および欧州出願公開第264,166号)が挙げられる。発生調節性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α−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)。
【0186】
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、FGF−CX 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。種々の細胞型におけるアンチセンスRNA分子の連続的な発現を指向する、アンチセンス方向でクローニングされた核酸に作動可能に連結される調節配列が選択され得る。例えば、アンチセンスRNAの構成的発現、組織特異的発現、または細胞型特異的発現を指向する、ウイルスプロモーターおよび/もしくはエンハンサー、または調節配列が選択され得る。アンチセンス発現ベクターは、組換えプラスミド、ファージミド、または弱毒化されたウイルスの形態であり得、ここではアンチセンス核酸は、高効率調節領域の制御下で産生され、その活性は、ベクターが導入される細胞型によって決定され得る。アンチセンス遺伝子を使用する遺伝子発現の調節の議論については、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。
【0187】
本発明の別の局面は、本発明の組換え発現ベクターが導入された宿主細胞に関する。用語「宿主細胞」および「組換え宿主細胞」は、本明細書中で、交換可能に使用される。このような用語は、特定の対象の細胞をいうのみでなく、そのような細胞の子孫または潜在的な子孫をいうことが理解される。変異または環境的影響のいずれかに起因して、特定の改変は次の世代において存在し得るので、このような子孫は、実際、親の細胞と同一でないかもしれないが、なお、本明細書中で使用されるような用語の範囲内に含まれる。
【0188】
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、FGF−CX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、ヒトチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)またはCOS細胞)で発現され得る。他の適切な宿主細胞は、当業者に公知である。
【0189】
ベクターDNAは、従来的な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)を宿主細胞中に導入するための当該分野で認識される種々の技術をいうことを意図し、これらには、リン酸カルシウムまたは塩化カルシウム共沈殿、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ト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。
【0190】
哺乳動物細胞の安定なトランスフェクションについては、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をそのゲノム中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、薬物に対する耐性を付与するマーカー(例えば、G418、ハイグロマイシン、およびメトトレキセート)が含まれる。選択マーカーをコードする核酸は、増殖プロモーター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。導入された核酸とともに安定にトランスフェクトされる細胞は、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)。
【0191】
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、FGF−CX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、FGF−CX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、この方法は、FGF−CX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、FGF−CX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、この方法はさらに、培地または宿主細胞からFGF−CXを単離する工程を包含する。
【0192】
(トランスジェニック動物)
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、FGF−CXコード配列が導入される、受精した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、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、ここで外因性のFGF−CX配列は、それらのゲノムまたは相同組換え動物(ここで内因性のFGF−CX配列が変更されている)に導入される。このような動物は、FGF−CXの機能および/または活性を研究するため、およびFGF−CXの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、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動物であり、ここでこれらの動物の1つ以上の細胞は、導入遺伝子を含む。トランスジェニック動物の他の例には、非ヒト霊長類、ヒツジ、イヌ、ウシ、ヤギ、ニワトリ、両生類などを含む。導入遺伝子は、細胞のゲノムに組み込まれ(この細胞からトランスジェニック動物が発生する)、そして成熟動物のゲノムに残存する外因性のDNAであり、それによって、この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遺伝子産物の発現を指向する。本明細書中で使用される場合、「相同組換え動物」とは、非ヒト動物であり、好ましくは哺乳動物、より好ましくはマウスであり、ここで、内因性FGF−CX遺伝子は、この内因性の遺伝子と、動物の発生の前に動物の細胞(例えば、動物の胚細胞)に導入された外因性DNA分子との間の相同組換えによって、変更されている。
【0193】
本発明のトランスジェニック動物は、FGF−CXをコードする核酸を、(受精した卵母細胞の雄性前核に導入することによって例えば、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)、およびこの卵母細胞が偽妊娠雌性フォスター動物(foster animal)中で発生す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のヒトFGF−CX DNA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FGF−CX遺伝子の非ヒトホモログ(例えば、マウスFGF−CX遺伝子)は、ヒトFGF−CX 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(上述にさらに記載される)、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、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は、特定の細胞に対して、FGF−CXタンパク質の発現を指向するために、FGF−CX導入遺伝子に作動可能に連結される。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)を生成するための方法は、当該分野で従来的になっており、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。同様の方法は、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初代動物は、そのゲノムにおけるFGF−CX導入遺伝子の存在および/またはその動物の組織または細胞中のFGF−CX 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初代動物は、導入遺伝子を有するさらなる動物を繁殖させるために使用され得る。さらに、FGF−CX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へと繁殖させ得る。
【0194】
相同組換え動物を作製するために、欠失、付加、または置換が導入されて、それによってFGF−CX遺伝子が変化(例えば、機能的に破壊)されている、少なくとも、FGF−CX遺伝子の一部を含むベクターを調製する。FGF−CX遺伝子は、ヒト遺伝子(例えば、配列番号1)であり得るが、より好ましくは、ヒトFGF−CX遺伝子の非ヒトホモログである。例えば、配列番号1のヒトFGF−CX遺伝子のマウスホモログは、マウスゲノムにおいて内因性FGF−CX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、内因性FGF−CX遺伝子が、機能的に破壊される(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)ように設計される。
【0195】
あるいは、このベクターは、相同組換えの際に、内因性FGF−CX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る(例えば、上流の調節領域を変更して、それによって内因性FGF−CX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、FGF−CX遺伝子の変更された部分は、FGF−CX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、相同組換えが、ベクターによって運ばれる外因性FGF−CXタンパク質と胚幹細胞中の内因性FGF−CXタンパク質との間で起こることを可能にする。さらなる隣接するFGF−CXタンパク質核酸は、内因性遺伝子との首尾よい相同組換えに十分な長さである。代表的に、数キロベースの隣接するDNA(5’末端および3’末端の両方)が、ベクターに含まれる。例えば、相同組換えベクターの記載について、Thomasら(1987)Cell 51:503を参照のこと。このベクターは、胚幹細胞株に導入され(例えば、エレクトロポレーションによって)、この導入されたFGF−CX遺伝子が、内因性FGF−CX遺伝子と相同組換えされた細胞が、選択される(例えば、Liら(1992)Cell 69:915を参照のこと)。
【0196】
次いで、この選択された細胞を、動物(例えば、マウス)の胚盤胞へ注入して、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、キメラ胚を、適切な偽妊娠雌性フォスター動物に移植し得、そしてこの胚を、一定期間置く。それらの生殖細胞中に相同組換えDNAを保有する子孫を使用して、動物を繁殖し得、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、この相同組換えDNAを含む。相同的組換えベクターおよび相同的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WO93/04169。
【0197】
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記載については、例えば、Laksoら、1992、PNAS 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種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。
【0198】
本明細書中に記載されるトランスジェニック非ヒト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由来の細胞(例えば、体細胞)を、単離し、増殖周期から抜け出し、そしてG0期に入ることを誘導し得る。次いで、この静止細胞を、例えば、電気パルスの使用により、静止細胞が単離される同種動物由来の、摘出された卵母細胞へ融合し得る。次いで、この再構築された卵母細胞を培養し、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、偽妊娠雌性フォスター動物に移される。この雌性フォスター動物の産生子孫は、この細胞(例えば、体細胞)が単離される動物のクローンである。
【0199】
(薬学的組成物)
本発明のFGF−CX核酸分子、FGF−CXタンパク質、および抗FGF−CX抗体(本明細書中で「活性化合物」といわれる)、ならびにそれらの誘導体、フラグメント、アナログ、およびホモログは、投与に適切な薬学的組成物に組み込まれ得る。このような組成物は、代表的に、核酸分子、タンパク質、または抗体、ならびに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した、任意および全ての溶媒、分散液、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、当該分野における標準的な参考書である、Remington’s Pharmaceutical Sciencesの最新版(本明細書中で参考として援用される)に記載される。このようなキャリアまたは賦形薬の好ましい例としては、水、生理食塩水、リンガー溶液、デキストロース溶液、および5%ヒト血清アルブミンを含むが、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)はまた、使用され得る。薬学的に活性物質である、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。この活性化合物と不適合性である任意の従来の媒体または薬剤の範囲を除いて、組成物におけるその使用は、企図される。補足的な活性化合物はまた、この組成物に組み込まれ得る。
【0200】
本発明の薬学的組成物は、その意図される投与の経路と適合可能に処方される。投与経路の例としては、非経口(例えば、静脈内、皮内、皮下)、経口(例えば、吸入)、経皮的(すなわち、局所的)、経粘膜、および直腸投与が挙げられる。非経口、皮内、または皮下適用のために使用される溶液または懸濁液としては、以下の成分が挙げられ得る:滅菌賦形薬(注射のための水、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);抗菌性剤(例えば、ベンジルアルコールまたはメチルパラベン);抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸または重亜硫酸ナトリウム);キレート剤(例えば、エチレンジアミン四酢酸);緩衝液(例えば、アセテート、シトラートまたはホスフェート);および張度の調整のための薬剤(例えば、塩化ナトリウムまたはデキストロース)。pHは、酸または塩基(例えば、塩酸または水酸化ナトリウム)を用いて調整され得る。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複数用量バイアルに封入され得る。
【0201】
注射使用に適した薬学的組成物は、滅菌の水溶液(ここで、水溶性)または分散液および滅菌注射可能な溶液または分散液の即席調製のための滅菌粉末を含む。静脈内投与について、適切なキャリアには、生理食塩水、静菌性水、Cremophor ELTM(BASF、Parsippany、N.J.)またはリン酸塩緩衝化生理食塩水(PBS)が挙げられる。全ての場合において、組成物は、滅菌性であるべきであり、そして容易な注入性(syringeability)が存在する程度に流動的であるべきである。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、細菌および真菌などの微生物の汚染作用に対して保護されるべきである。このキャリアは、例えば、以下を含む溶媒または分散媒体であり得る:例えば、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、レシチンなどのコーティングの使用によって、分散に関しては、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。微生物の作用の予防は、種々の抗菌および抗真菌剤(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、糖、マンニトール(manitol)、ソルビトールなどのポリアルコール、塩化ナトリウム)を含むことが好ましい。注射可能組成物の長期の吸収は、吸収を遅らせる薬剤(例えば、アルミニウムモノステアレートおよびゼラチン)を組成物に含ませることによってもたらされ得る。
【0202】
滅菌注射可能溶液は、必要量のこの活性化合物(例えば、FGF−CXタンパク質あるいは抗FGF−CX抗体)を、適切な溶媒中に、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、分散液は、活性化合物を、基本分散媒体および上記で列挙される成分から必要とされる他の成分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。滅菌注射可能溶液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、活性成分および予め滅菌濾過されたその溶液からの任意のさらなる所望の成分の粉末を得る。
【0203】
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、マウスウォッシュ(mouthwash)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、そして素早く動かされ(スイッシュ)(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材料が、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、以下のいずれか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)、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Sterotes);グライダント(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)。
【0204】
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、エアロゾルスプレーの形態で送達される。
【0205】
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、浸透されるバリアに対して適切な浸透剤が、処方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、鼻スプレーまたは坐剤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、軟膏、ゲル、またはクリーム剤へ処方される。
【0206】
この化合物はまた、直腸送達のための坐剤の使用(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ベースと共に)または保持浣腸の形態で調製され得る。
【0207】
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、当該業者には明らかである。これらの材料はまた、Alza CorporationおよびNova Pharmaceuticals,Inc.から市販されている。リポソーム懸濁液(ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体を含む、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。
【0208】
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、処置される被験体のための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性、および達成される特定の治療効果によって決定されるか、あるいはこれらに直接依存する。
【0209】
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、任意の複数の経路(例えば、米国特許第5,703,055号に記載される)に送達され得る。従って、送達は、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)または定位注射(例えば、Chenら(1994)PNAS 91:3054−3057を参照のこと)が挙げられる。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、または遺伝子送達ビヒクルが組み込まれる徐放性マトリックスを含み得る。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)、この薬学的調製物は、遺伝子送達系を産生する1以上の細胞を含み得る。
【0210】
薬学的組成物は、投与のための使用説明書をとともに、キット(例えば、容器、包装、またはディスペンサー)に含まれ得る。
【0211】
(本発明の使用および方法)
本明細書中で記載される核酸分子、タンパク質、タンパク質ホモログ、および抗体が、以下の1つ以上の方法において使用され得る:(a)スクリーニングアッセイ;(b)検出アッセイ(例えば、染色体マッピング、組織タイピング、法医学生物学);(c)予測医学(例えば、診断アッセイ、予後アッセイ、臨床試験モニタリング、および薬理ゲノミクス);ならびに(d)処置の方法(例えば、治療および予防)。本明細書中に記載されるように、1つの実施形態において、本発明のFGF−CXタンパク質は、ATPを結合する能力を有する。
【0212】
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、FGF−CXタンパク質を(例えば、遺伝子治療用途における宿主細胞中の組換え発現ベクターを介して)発現するため、FGF−CX mRNA(例えば、生物学的サンプルにおいて)またはFGF−CX遺伝子における遺伝子損傷を検出するため、ならびにFGF−CX活性を調節するために使用され得る。さらに、FGF−CXタンパク質は、FGF−CX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FGF−CXタンパク質の不十分なもしくは過剰な産生によって特徴付けられる障害、あるいはFGF−CX野生型タンパク質と比較して減少したかもしくは異常な活性を有するFGF−CXタンパク質形態の産生によって特徴付けられる障害(例えば、増殖障害または分化障害)を処置するために使用され得る。さらに、本発明の抗FGF−CX抗体が、FGF−CXタンパク質を検出して単離するため、およびFGF−CX活性を調節するために使用され得る。
【0213】
本発明は、さらに、上述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。
【0214】
(スクリーニングアッセイ)
本発明は、調節因子、すなわち、FGF−CXタンパク質に結合するか、あるいは例えば、FGF−CX発現またはFGF−CX活性に対して刺激効果または阻害効果を有する、候補物または試験化合物もしくは薬剤(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。
【0215】
1つの実施形態において、本発明は、FGF−CXの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に結合するか、またはそれらの活性を調節する、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任意の多数のアプローチを使用して得られ得、これらのライブラリーには、以下が挙げられる:生物学的ライブラリー;空間的にアドレス可能な平行固相もしくは溶液相ライブラリー;デコンボリューション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(Lam(1997)Anticancer Drug Design 12:145)。
【0216】
分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該分野において、例えば以下に見出され得る:DeWittら(1993)Proc Natl Acad Sci U.S.A.90:6909;Erbら(1994)Proc 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。
【0217】
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 U.S.A.87:6378〜6382;Felici(1991)J Mol Biol 222:301〜310;Ladner(上述))において示され得る。
【0218】
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FGF−CX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、FGF−CX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FGF−CXタンパク質に結合する能力の決定は、例えば、その試験化合物を放射性同位体標識または酵素標識とカップリングさせることによって達成され得る。その結果、この試験化合物のFGF−CX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、複合体中のその標識化合物を検出することによって決定され得る。例えば、試験化合物は、125I、35S、14C、または3H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FGF−CX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、FGF−CXと結合する公知の化合物と接触させて、アッセイ混合物を形成する工程、このアッセイ混合物に試験化合物を接触させる工程、およびこの試験化合物がFGF−CX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FGF−CXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程が、この試験化合物が、公知の化合物と比較して、FGF−CX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。
【0219】
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FGF−CX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、およびこの試験化合物が、FGF−CX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、FGF−CX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、FGF−CXタンパク質が、FGF−CX標的分子に結合するか、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、FGF−CXタンパク質が自然に結合または相互作用する分子であり、例えば、FGF−CX相互作用タンパク質を発現する細胞表面上の分子、第二の細胞の表面上の分子、細胞外環境中の分子、細胞膜の内部表面と会合する分子、または細胞質分子である。FGF−CX標的分子は、本発明の非FGF−CX分子あるいはFGF−CX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、FGF−CX標的分子は、シグナル伝達経路の構成要素であり、これは、細胞膜を介した細胞内への細胞外シグナル(例えば、化合物が膜結合FGF−CX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FGF−CXとの会合を容易にするタンパク質であり得る。
【0220】
FGF−CXタンパク質がFGF−CX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、FGF−CXタンパク質がFGF−CX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FGF−CX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。
【0221】
なお別の実施形態において、本発明のアッセイは、無細胞アッセイであり、これは、FGF−CXタンパク質またはその生物学的に活性な部分と試験化合物とを接触させる工程、およびその試験化合物がFGF−CX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FGF−CX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かのいずれかで決定され得る。1つの実施形態において、このアッセイは、FGF−CXタンパク質またはその生物学的に活性な部分と、FGF−CXに結合する公知の化合物とを接触させて、アッセイ混合物を形成する工程、このアッセイ混合物と試験化合物とを接触させる工程、およびその試験化合物がFGF−CX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FGF−CXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程は、この試験化合物が、公知の化合物と比較して、FGF−CXまたはその生物学的に活性な部分に優先的に結合する能力を決定する工程を包含する。
【0222】
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、これは、FGF−CX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、およびその試験化合物がFGF−CX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FGF−CXの活性を調節する能力の決定は、例えば、FGF−CXタンパク質が、FGF−CX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FGF−CXの活性を調節する能力の決定は、FGF−CXタンパク質が、FGF−CX標的分子をさらに調節する能力を決定することにより、達成され得る。例えば、この標的分子の適切な基質に対する触媒活性/酵素活性は、上に記載のように決定され得る。
【0223】
なお別の実施形態において、無細胞アッセイは、FGF−CXタンパク質またはその生物学的に活性な部分と、FGF−CXに結合する公知の化合物とを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、およびこの試験化合物がFGF−CX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FGF−CXタンパク質と相互作用する能力の決定は、FGF−CXタンパク質が、FGF−CX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。
【0224】
本発明の無細胞アッセイは、FGF−CXの可溶性形態または膜結合形態の両方の使用を受け入れる。膜結合形態のFGF−CXを含む無細胞アッセイの場合には、膜結合形態のFGF−CXが溶液中に維持されるように、可溶化剤を利用することが望ましくあり得る。このような可溶化剤の例には、非イオン性界面活性剤が挙げられ、例えば、n−オクチルグルコシド、n−ドデシルグルコシド、n−ドデシルマルトシド、オクタノイル−N−メチルグルカミド、デカノイル−N−メチルグルカミド、Triton(登録商標)X−100、Triton(登録商標)X−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)n(Isotridecypoly(ethylene glycol ether)n)、N−ドデシル−N,N−ジメチル−3−アンモニオ−1−プロパンスルホネート、3−(3−コラミドプロピル)ジメチルアンモニオ−1−プロパンスルホネート(3−(3−cholamidopropyl)dimethylamminiol−1−propane sulfonate)(CHAPS)、または3−(3−コラミドプロピル)ジメチルアンモニオ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホネート(3−(3−cholamidopropyl)dimethylamminiol−2−hydroxy−1−propane sulfonate)(CHAPSO)である。
【0225】
本発明の上記アッセイ方法の1つ以上の実施形態において、FGF−CXまたはその標的分子のいずれかを固定して、そのタンパク質の一方または両方の非複合体化形態からの複合体化形態の分離を促進し、そしてそのアッセイの自動化に適用させることが、望ましくあり得る。試験化合物のFGF−CX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FGF−CXの標的分子との相互作用は、これらの反応物を収容するのに適切な任意の容器内で、達成され得る。このような容器の例には、マイクロタイタープレート、試験管、および微小遠心管が挙げられる。1つの実施形態において、そのタンパク質の一方または両方がマトリックスに結合することを可能にするドメインを付加する融合タンパク質が、提供され得る。例えば、GST−FGF−CX融合タンパク質またはGST標的融合タンパク質は、グルタチオンセファロースビーズ(Sigma Chemical、St.Louis、MO)またはグルタチオン誘導体化マイクロタイタープレート上に吸着され得、次いで、これらは、試験化合物と合わせられるか、あるいは試験化合物および非吸着の標的タンパク質またはFGF−CX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、複合体形成を導く条件下(例えば、塩およびpHについての生理学的条件)でインキュベートされる。インキュベーションに続いて、ビーズまたはマイクロタイタープレートウェルを洗浄して、結合していないあらゆる成分を除去し、ビーズの場合にはマトリックスを固定し、例えば、上記のように、複合体を直接的または間接的のいずれかで決定する。あるいは、複合体がマトリックスから解離され得、そしてFGF−CX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。
【0226】
タンパク質をマトリックス上に固定するための他の技術もまた、本発明のスクリーニングアッセイにおいて使用され得る。例えば、FGF−CXまたはその標的分子のいずれかが、ビオチンとストレプトアビジンとの結合体化を利用して固定され得る。ビオチン化されたFGF−CXまたは標的分子は、当該分野において周知の技術(例えば、ビオチン化キット、Pierce Chemicals、Rockford、Ill.)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、そしてストレプトアビジンで被覆した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、FGF−CXまたは標的分子と反応性であるが、FGF−CX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FGF−CXが、抗体の結合体化によってウェル内にトラップされ得る。このような複合体を検出するための方法には、GST固定複合体に関しての上記のものに加えて、FGF−CX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FGF−CXまたは標的分子に付随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。
【0227】
別の実施形態において、FGF−CXの発現のモジュレーターは、細胞が候補化合物と接触され、そして細胞中におけるFGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現が決定される方法で同定される。候補化合物の存在下での、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現のレベルは、候補化合物の不在下でのFGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現のレベルと比較される。次いで、候補化合物は、この比較に基づいて、FGF−CXの発現のモジュレーターとして同定され得る。例えば、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現が、候補化合物の存在下で、その候補化合物の不在下よりも大きい(統計的に有意に大きい)場合、この候補化合物は、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現の刺激因子として同定される。あるいは、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現が、候補化合物の存在下でその候補化合物の不在下よりも小さい(統計的に有意に小さい)場合、この候補化合物は、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現のインヒビターとして同定される。細胞中におけるFGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現のレベルは、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質を検出するための本明細書中に記載される方法によって決定され得る。
【0228】
本発明のなお別の局面において、FGF−CXタンパク質は、ツーハイブリッドアッセイまたはスリーハイブリッドアッセイにおける「ベイト(bait)タンパク質」として使用され得(例えば、米国特許第5,283,317号;Zervosら、(1993)Cell 72:223−232;Maduraら、(1993)J Biol Chem 268:12046−12054;Bartelら、(1993)Biotechniques 14:920−924;Iwabuchiら、(1993)Oncogene 8:1693−1696;およびBrent WO94/10300を参照のこと)、FGF−CXに結合するかまたはそれと相互作用する他のタンパク質(「FGF−CX結合タンパク質」または「FGF−CX−bp」)、ならびにFGF−CXの活性を調節する他のタンパク質を同定する。このようなFGF−CX結合タンパク質はまた、例えば、FGF−CX経路の上流または下流のエレメントとして、FGF−CXタンパク質によるシグナルの伝達に関与するようである。
【0229】
ツーハイブリッドシステムは、分離可能なDNA結合ドメインおよび活性化ドメインからなる、大部分の転写因子の調節(modular)性質に基づく。手短には、このアッセイは、2つの異なるDNA構築物を使用する。1つの構築物において、FGF−CXをコードする遺伝子は、公知の転写因子(例えば、GAL−4)のDNA結合ドメインをコードする遺伝子に融合される。他方の構築物において、DNA配列のライブラリー由来の、未同定タンパク質(「プレイ(prey)」または「サンプル」)をコードするDNA配列は、公知の転写因子の活性化ドメインをコードする遺伝子に融合される。「ベイト」タンパク質および「プレイ」タンパク質がインビボで相互作用し得る場合、FGF−CX依存性複合体を形成して、転写因子のDNA結合ドメインおよび活性化ドメインが、密接に近接される。この近接は、転写因子に応答性の転写調節部位に作動可能に連結されるレポーター遺伝子(例えば、LacZ)の転写を可能にする。レポーター遺伝子の発現が検出され得、そしてこの機能性転写因子を含む細胞コロニーを単離および使用して、FGF−CXと相互作用するタンパク質をコードするクローン化遺伝子を獲得し得る。
【0230】
本発明は、さらに、上記スクリーニングアッセイによって同定される新規試薬および本明細書中に記載されるような処置のためのこれらの使用に関する。
【0231】
(検出アッセイ)
本明細書中で同定されるcDNA配列の部分またはフラグメント(および対応する完全遺伝子配列)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、これらの配列は、(i)それぞれの遺伝子を染色体上にマッピングし;従って、遺伝性疾患に関連する遺伝子領域を位置決めする;(ii)わずかな生物学的サンプルから個体を同定する(組織型決定);そして(iii)生物学的サンプルの法医学的同定において補助するために使用され得る。
【0232】
本発明のFGF−CX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、そして同定のための独特のバンドを得るためにサザンブロット上で調査される。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。
【0233】
さらに、本発明の配列を用いて、個体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、本明細書中に記載されるFGF−CX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。
【0234】
この様式において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、独特の個体同定を提供し得る。本発明の配列は、個体由来および組織由来のこのような同定配列を得るために使用され得る。本発明のFGF−CX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。個々のヒトの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推定される。対立遺伝子変異の多くは、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。
【0235】
本明細書中で記載の配列の各々は、ある程度、標準物質(これに対して個体由来のDNAが同定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。配列番号1または配列番号26の非コード配列は、上記のように、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。推定コード配列が使用される場合、ポジティブな個体識別のためのプライマーのより適切な数は、500〜2,000である。
【0236】
(予測医療)
本発明はまた、診断アッセイ、予後アッセイ、薬理ゲノム学(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、FGF−CXタンパク質および/または核酸の発現、ならびにFGF−CXの活性を、生物学的サンプル(例えば、血液、血清、細胞、組織)の関連で決定し、これによって、個体が、異常なFGF−CXの発現または活性に関連する疾患または障害に罹患しているかどうか、あるいは障害を発症する危険性があるかどうかを決定するための診断アッセイに関する。本発明はまた、個体が、FGF−CX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危険性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、FGF−CX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FGF−CXタンパク質、核酸の発現もしくは活性によって特徴付けられるか、またはそれらに関連した障害の発病の前に個体を予防的に処置する。
【0237】
本発明の別の局面は、個体におけるFGF−CXタンパク質、核酸の発現あるいはFGF−CXの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薬剤(本明細書において「薬理ゲノム学」とよばれる)を選択する。薬理ゲノム学は、個体の遺伝型(例えば、特定の薬剤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薬剤(例えば、薬物)の選択を可能にする。
【0238】
本発明のなお別の局面は、臨床試験におけるFGF−CXの発現または活性に対する薬剤(例えば、薬物、化合物)の影響をモニタリングすることに関する。
【0239】
これらおよび他の薬剤は、以下の節でさらに詳細に記載される。
【0240】
(診断アッセイ)
線維芽細胞増殖因子FGF−1〜FGF−9は、一般に、特定の増殖因子レセプターを有する細胞において細胞増殖を促進する。FGF増殖因子の例としては、手術後の目の前部における上皮細胞(例えば、線維芽細胞およびケラチノサイト)が挙げられる。細胞増殖が役割を果たす他の状態としては、腫瘍、再狭窄、乾癬、デュプュイトラン拘縮、糖尿病合併症、カポージ肉腫および慢性関節リウマチが挙げられる。
【0241】
FGF−CXは、サンプル中または組織中のその対応する線維芽細胞増殖因子レセプターCX(FGFRCX)を検出するための、本発明の方法において使用され得る。この方法は、サンプルまたは組織をFGF−CXと接触させる工程、レセプター−リガンド対を形成させる工程、および任意のFGFRCX:FGF−CX対を検出する工程、を包含する。FGF−CXを含む組成物は、FGFRCX活性を増加させて、例えば、軟骨または骨の修復を刺激するために使用され得る。FGF−CXアンタゴニストまたはFGF−CX結合因子(例えば、抗FGF−CX抗体)を含む組成物は、過剰のFGF−CXまたはFGF−CXの過剰な活性によって引き起こされる疾患(特に、孤立性または遺伝性の多発性外骨腫症、外反母趾変形、軟骨無形成症、滑液膜軟骨腫症および軟骨腫)を処置するために使用され得る。
【0242】
グリア活性化因子(GAF)およびGAFをコードするDNAは、グリア細胞の増殖を特異的に促進するように作用する。GAFを用いてグリア細胞活性を調節し得る、グリア関連障害のいくつかの例は、脳損傷、脳水腫、老年痴呆、アルツハイマー病、糖尿病性ニューロパシーなどである。同様に、FGF−CXが、グリア細胞関連障害の診断および処置に使用され得る。FGF−CXのグリア細胞調節活性は、神経保護様活性であり得、そしてFGF−CXは、神経保護因子として使用され得る。FGF−9(これは、本来、グリア活性化因子として同定された)に対するFGF−CXの密接な相同性に起因して、FGF−CX配列もまた、グリア活性化因子であることが推測され得る。従って、FGF−CXは、グリア細胞の増殖を刺激するために使用され得、そして脳損傷の治癒を促進するために使用され得るか、あるいは脳水腫、老年痴呆、アルツハイマー病または糖尿病性ニューロパシーを処置するために使用され得る。
【0243】
FGF−CXはまた、線維芽細胞(火傷、創傷、潰瘍などの治癒を促進するため)、巨核球(血小板数を増加するため)、造血細胞、免疫系細胞、および血管平滑筋細胞を刺激するために使用され得る。FGF−CXはまた、骨形成促進活性を有することが予測され、そして骨折および骨粗しょう症を処置するために使用され得る。FGF−CXのポリペプチド部分または核酸部分のアッセイは、脳腫瘍の診断において有用であり得、そしてこれらに対する抗体は、このような腫瘍を処置するために使用され得る。これはまた、培養細胞の増殖を刺激するための試薬として使用され得る。推定投薬量は、1ng〜0.1mg/kg/日であるが、処置は、処置される障害の型または重篤度に依存して変化し得る。FGF−CXポリペプチドは、血小板増加因子、骨形成促進因子として使用され得るか、あるいは、脳神経疾患または肝障害(例えば、肝硬変)を処置するために使用され得る。これらはまた、抗癌剤と併用される場合、癌を処置するために使用され得る。FGF−CXポリペプチド、あるいはそのフラグメント、誘導体またはアナログに対する抗体は、FGF−CXポリペプチドの生物学的活性を検出または決定するために使用され得るか、あるいは、FGF−CXポリペプチドを精製するために使用され得る。FGF−CXの細胞増殖活性を中和もするこれらの抗体は、抗癌剤として使用され得る。
【0244】
多くの(全てではないとしても)相同タンパク質が、密接に関連する機能または同一の機能を有することが当該分野で公知である。例えば、Lewin、「Chapter 21:Structural Genes Belong to Families」:Gene II、1985、John Wiley and Sons,Inc.、New Yorkを参照のこと。FGF−CXポリペプチドは、アフリカツメガエルXFGF−CXタンパク質に非常に類似する。このXFGF−CXタンパク質は、高度に増殖性の組織において特異的に発現されることが以前に示されている(例えば、Kogaら、上記、を参照のこと)。従って、FGF−CXはまた、高度に増殖性の組織において細胞活性を調節することが推測される。従って、FGF−CXは、増殖性障害の診断において、ならびに、細胞および組織の増殖が抑制または阻害されている病理学的状態を克服するための、このような細胞および組織の増殖の刺激において、特に有用であり得る。配列番号1または配列番号26のFGF−CX核酸の任意の一部に対応するオリゴヌクレオチドが、FGF−CX様遺伝子の発現を検出するために使用され得る。本発明のタンパク質は、これらのタンパク質に特異的に結合する抗体の産生を刺激するために使用され得る。このような抗体は、サンプル中のタンパク質の存在を検出するための免疫診断手順において使用され得る。本発明のタンパク質は、細胞増殖が望ましい状態において、このような細胞増殖を刺激するために使用され得る。一例は、例えば、造血および血小板形成、胃腸管の内膜、ならびに毛包に対する、化学療法剤の毒性の副作用を相殺することである。これらはまた、神経学的障害(例えば、アルツハイマー病を含む)において、新たな細胞増殖を刺激するために使用され得る。あるいは、アンタゴニスト処置が投与され得、ここでは、本発明のFGF−CX様タンパク質に特異的に結合する抗体が、これらのタンパク質の特定の増殖誘導効果を抑止する。このような抗体は、例えば、増殖性障害(例えば、種々の腫瘍および良性の過形成を含む)の処置において有用であり得る。
【0245】
生物学的サンプルにおいてFGF−CXの存在または非存在を検出するための例示的方法は、試験被験体から生物学的サンプルを得る工程、およびFGF−CXタンパク質またはFGF−CXタンパク質をコードするFGF−CX核酸(例えば、mRNA、ゲノムDNA)を検出し得る化合物または因子を、生物学的サンプルに接触させる工程を包含し、その結果、FGF−CXの存在が、生物学的サンプル中で検出される。FGF−CXのmRNAまたはゲノムDNAを検出するための因子は、FGF−CXのmRNAまたはゲノム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FGF−CX核酸(例えば、配列番号1または配列番号26の核酸)あるいはその一部(例えば、少なくとも15、30、50、100、250または500ヌクレオチド長であり、かつ上記のように、FGF−CXのmRNAまたはゲノムDNAにストリンジェントな条件下で特異的にハイブリダイズするのに十分である、オリゴヌクレオチド)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、本明細書中に記載される。
【0246】
FGF−CXタンパク質を検出するための因子は、FGF−CXタンパク質に結合し得る抗体、好ましくは、検出可能な標識を有する抗体である。抗体は、ポリクローナル抗体であり得るか、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’)2)が使用され得る。プローブまたは抗体に関して、用語「標識(された)」とは、プローブまたは抗体の直接的な標識(検出可能な物質をプローブまた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)ことによる)、ならびに、プローブまたは抗体の間接的な標識(直接標識される別の試薬との反応性による)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る一次抗体の検出、およびビオチンでのDNAプローブの末端標識(その結果、これは、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)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、ならびに被験体内に存在する組織、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使用して、インビトロおよびインビボにて、生物学的サンプル中のFGF−CXのmRNA、タンパク質またはゲノムDNAを検出し得る。例えば、FGF−CX 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。FGF−CX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。FGF−CX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、FGF−CXタンパク質の検出のためのインビボ技術としては、被験体への標識された抗FGF−CX抗体の導入が挙げられる。例えば、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。
【0247】
1つの実施形態において、生物学的サンプルは、試験被験体由来のタンパク質分子を含む。あるいは、生物学的サンプルは、試験被験体由来のmRNA分子または試験被験体由来のゲノム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。
【0248】
別の実施形態において、本発明の方法は、コントロールの被験体からコントロールの生物学的サンプルを得る工程、FGF−CXのタンパク質、mRNAもしくはゲノムを検出し得る化合物または因子を、コントロールサンプルに接触させる工程であって、その結果、FGF−CXのタンパク質、mRNAまたはゲノム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、およびコントロールサンプルにおけるFGF−CXのタンパク質、mRNAまたはゲノムDNAの存在を、試験サンプルにおけるFGF−CXのタンパク質、mRNAまたはゲノムDNAの存在と比較する工程、を包含する。
【0249】
本発明はまた、生物学的サンプル中のFGF−CX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:生物学的サンプル中のFGF−CX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因子;そのサンプル中のFGF−CXの量を決定するための手段;およびそのサンプル中のFGF−CXの量と標準とを比較するための手段。この化合物または因子は、適切な容器内に包装され得る。このキットは、さらに、FGF−CXのタンパク質または核酸を検出するキットを使用するための指示書を備え得る。
【0250】
(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、異常なFGF−CX発現または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にあ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、例えば、増殖障害または分化障害(例えば、過形成、腫瘍、再狭窄、乾癬、デュプュイトラン拘縮、糖尿病性合併症、または慢性関節リウマチなど)およびグリア関連障害(例えば、大脳損傷、糖尿病性神経障害、脳水腫、老年痴呆、アルツハイマー病など)において、FGF−CX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に有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に有する被験体を同定し得る。従って、本発明は、異常なFGF−CX発現または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FGF−CX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、FGF−CXタンパク質または核酸の存在は、異常なFGF−CX発現または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にあ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。
【0251】
さらに、本明細書に記載される予後アッセイを使用して、被験体が薬剤(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物)が投与されて、異常なFGF−CX発現または活性に関連する疾患または障害が処置され得るか否かを決定し得る。例えば、そのような方法を用いて、被験体が障害(例えば、増殖障害、分化障害グリア関連障害など)のための薬剤を用いて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、異常なFGF−CX発現または活性に関連する障害のため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FGF−CXタンパク質または核酸が検出される(例えば、ここで、FGF−CXのタンパク質または核酸の存在は、異常なFGF−CX発現または活性に関連する障害を処置するための薬剤を投与され得る被験体についての診断指標である)。
【0252】
本発明の方法はまた、FGF−CX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増殖障害、分化障害、グリア関連障害などの危険性を有するかまたはこれらの障害に罹患してい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、本発明の方法は、その被験体からの細胞のサンプルにおいて、FGF−CX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変更の少なくとも1つによって特徴付けられる遺伝的損傷、あるいはFGF−CXの遺伝子の誤発現の存在または非存在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:(1)FGF−CX遺伝子からの1つ以上のヌクレオチドの欠失;(2)FGF−CX遺伝子への1つ以上のヌクレオチドの付加;(3)FGF−CX遺伝子の1つ以上のヌクレオチドの置換、(4)FGF−CX遺伝子の染色体再配置;(5)FGF−CX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、(6)FGF−CX遺伝子の異常な改変(例えば、ゲノムDNAのメチル化パターンの異常な改変)、(7)FGF−CX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、(8)FGF−CXタンパク質の非野生型レベル、(9)FGF−CX遺伝子の対立遺伝子の欠失、ならびに(10)FGF−CX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、多数の公知のアッセイ技術が存在し、これらは、FGF−CXの遺伝子における損傷を検出するために使用され得る。好ましい生物学的サンプルは、従来の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。
【0253】
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、アンカーPCRまたはRACE PCR)あるいは、連結連鎖反応(LCR)(例えば、米国特許第4,683,195号および同4,683,202号を参照のこと)におけるプローブ/プライマーの使用を包含する(例えば、Landegranら(1988)Science 241:1077−1080;およびNakazawaら(1994)PNAS 91:360−364を参照のこと)。後者は、FGF−CXの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、FGF−CX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、FGF−CX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大きさ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ために所望され得ることが予想される。
【0254】
代替的な増幅方法としては、以下が挙げられる:自己維持配列複製(Guatelliら、1990、Proc Natl Acad Sci USA 87:1874−1878)、転写増幅系(Kwoh、ら、1989、Proc Natl Acad Sci USA 86:1173−1177)、Q−βレプリカーゼ(Lizardiら、1988、BioTechnology 6:1197)、または他の任意の核酸増幅方法、それに続いて、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。これらの検出スキームは、そのような分子が非常に極少数で存在する場合、核酸分子の検出のために特に有用である。
【0255】
代替の実施形態において、サンプル細胞由来のFGF−CX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で消化され、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違は、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。
【0256】
他の実施形態において、FGF−CXにおける遺伝的変異は、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)Nature Medicine 2:753−759)。例えば、FGF−CXにおける遺伝的変異は、Croninら(上記)において記載されるような光生成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、第一のプローブの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にわたって走査して、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の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。この工程に続いて、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って、特定の変異の特徴付けを可能にする第二のハイブリダイゼーションアレイがある。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。
【0257】
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、FGF−CX遺伝子を直接配列決定し得、そしてサンプルのFGF−CX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、MaximおよびGilbert(1977)PNAS 74:560またはSanger(1977)PNAS 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(Naeveら、(1995)Biotechniques 19:448)。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 Chromatogr 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。
【0258】
FGF−CX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、切断薬剤からの保護を使用して、RNA/RNAもしくはRNA/DNAのヘテロ二重鎖における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)。一般に、「ミスマッチ切断」の当該分野の技術は、野生型のFGF−CX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、そのコントロール鎖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、S1ヌクレアーゼを用いて処理して、そのミスマッチ領域を酵素的に消化し得る。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。次いで、そのミスマッチ領域の消化後、得られた材料を変性ポリアクリルアミドゲル上で、大きさで分離して、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。
【0259】
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FGF−CX 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、FGF−CX配列(例えば、野生型FGF−CX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。
【0260】
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、FGF−CX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、一本鎖配座多型(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FGF−CX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、二次構造が、配列の変化に対してより感受的である、(DNAよりもむしろ)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)。
【0261】
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DNA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)。
【0262】
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が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。
【0263】
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、変異の領域において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、特定の部位で既知の変異の存在を検出することを可能にする。
【0264】
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、FGF−CX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。
【0265】
さらに、FGF−CX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。
【0266】
(薬理ゲノム学(Pharmacogenomics))
FGF−CX活性(例えば、FGF−CX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、異常なFGF−CX活性に関連する障害(例えば、神経障害、癌関連障害または妊娠障害)を処置(予防的または治療的に)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、FGF−CXタンパク質の活性、FGF−CX核酸の発現、あるいは個体におけるFGF−CX遺伝子の変異内容が決定されて、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。
【0267】
薬理ゲノム学は、罹患された人において変更された薬物の性質および異常な作用に起因する、薬物に応答する臨床的に有意な遺伝的変化を扱う。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。遺伝的状態は、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か(変更された薬物作用)、または遺伝的状態は、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(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取後の溶血である。
【0268】
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)ならびにシトクロム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の罹患率は、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。
【0269】
従って、FGF−CXのタンパク質の活性、FGF−CXの核酸の発現、あるいは個体におけるFGF−CXの遺伝子の変異内容を決定されて、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、投薬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FGF−CX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。
【0270】
(臨床的効果のモニタリング)
FGF−CX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おいてもまた適用され得る。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薬剤が、FGF−CXの遺伝子発現、タンパク質レベルを増加、またはFGF−CX活性をアップレギュレートする効力を、減少されたFGF−CX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されたFGF−CXの活性を示す被験体の臨床試験においてモニターし得る。あるいは、スクリーニングアッセイによって決定される薬剤が、FGF−CXの遺伝子発現、タンパク質レベルを減少、またはFGF−CXの活性をダウンレギュレートする効力を、増加されたFGF−CX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されたFGF−CXの活性を示す被験体の臨床試験においてモニターし得る。このような臨床試験において、FGF−CXの発現または活性、および好ましくは、例えば、増殖障害または神経障害に関与した他の遺伝子が、「リードアウト(読み出し)(read out)」、すなわち、特定の細胞の応答性のマーカーとして使用され得る。
【0271】
例えば、FGF−CXを含む遺伝子(これは、FGF−CX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。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FGF−CX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FGF−CX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。
【0272】
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、FGF−CX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、FGF−CX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FGF−CX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FGF−CXのタンパク質、mRNA、またはゲノムDNAと比較する工程;ならびに(vi)この比較に従って、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FGF−CXの発現または活性を増加するために(すなわち、この薬剤の効力を増加するために)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FGF−CXの発現または活性を減少するために(すなわち、この薬剤の効力を減少するために)望ましくあり得る。
【0273】
(処置の方法)
本発明は、FGF−CXの異常な発現または活性に関連する障害の危険性がある(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。
【0274】
(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)FGF−CXポリペプチド、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)FGF−CXペプチドに対する抗体;(iii)FGF−CXペプチドをコードする核酸;(iv)アンチセンス核酸および「機能不全性」である(すなわち、FGF−CX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)核酸の投与が、相同組換えによってFGF−CX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(例えば、Capecchi、1989、Science 244:1288〜1292を参照のこと);または(v)FGF−CX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))。
【0275】
(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:FGF−CX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。
【0276】
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FGF−CX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)。
【0277】
1つの局面において、本発明は、被験体においてFGF−CXの異常な発現または活性と関連する疾患または状態を、FGF−CXの発現または少なくとも1つのFGF−CX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。FGF−CXの異常な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FGF−CX異常の特徴である症状の発現の前に行い得る。このFGF−CX異常の型に依存して、例えば、FGF−CXアゴニスト薬剤またはFGF−CX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。
【0278】
本発明の別の局面は、治療目的のためにFGF−CX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FGF−CX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。FGF−CX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、FGF−CXタンパク質の天然に存在する同族リガンド、ペプチド、FGF−CX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、1つ以上のFGF−CXタンパク質活性を刺激する。このような刺激薬剤の例としては、活性なFGF−CXタンパク質、およびその細胞に導入されたFGF−CX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、1つ以上のFGF−CXタンパク質活性を阻害する。このような阻害薬剤の例としては、アンチセンスFGF−CX核酸分子、および抗FGF−CX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、FGF−CX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、FGF−CX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、FGF−CX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、FGF−CX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。
【0279】
本発明はさらに、以下の非限定的な実施例において記載される。
【0280】
(実施例)
(実施例1.FGF−CX遺伝子の同定)
FGF−CX遺伝子を、Xenopus FGF−CX(Koga,C.,Adati,N.,Nakata,K.,Mikoshiba,K.,Furuhata,Y.,Sata,S.,Tei,H.,Sakati,Y.,Kurokawa,T.,Shiokawa,K.およびYokoyama,K.K.(1999)Biochem.Biophys.Res.Comm.261,756−765;登録番号AB012615)を問い合わせとして用いて、GenbankヒトゲノムDNA配列のTBLASTN(Altschul,S.F.,Gish,W.,Miller,W.,Myers,E.W.およびLipman,D.J.(1990)J.Mol.Biol.215,403−410)検索に従って、同定した。この検索は、第8染色体における高い相同性の遺伝子座(登録番号AB020858)を同定した。イントロン/エキソン境界を、標準的なコンセンサススプライシングパラメータ(Mount,S.M.(1996)Science 271,1690−1692)を既知のFGF由来の相同性と共に使用して、推定した。FGF−CX開始コドンは、AB020858の配列のbp16214に局在しており、そしてこのエキソンの残りの3’部分は、bp15930まで続く。FGF−CXの5’UTRを、公共のEST(登録番号AA232729、AA236522、AI272876およびAI272878)を使用して、この開始コドンの上流にさらに606bpだけ伸長させた。FGF−CX遺伝子の残りの構造は、遺伝子座AB020858に関連する場合に、以下の通りである:イントロン1(bp15929〜9942);エキソン2(bp9941〜9838);イントロン2(bp9837〜7500);エキソン3(bp7499で開始し、そして図13に示すように続く;3’未翻訳領域の構造は、未決定である)。
【0281】
前段落の手順によって発見された遺伝子は、3つのエキソンおよび2つのイントロンを含む(図13)。DNA配列は、開始メチオニンの117bp上流にインフレーム終止コドンを有する、211アミノ酸残基のORFを推定する。この遺伝子が由来したDNAセグメントは、染色体8p21.3−p22(放射線ハイブリッド分析によって確認された位置)にマッピングされる(実施例2を参照のこと)。
【0282】
アミノ酸残基125〜148の間に位置する、PROSITE検索(Bucher,P.&Bairoch,A.(1994)Ismb.2,53−61)によって同定したFGFシグネチャーモチーフ(G−X−[LI]−X−[STAGP]−X(6,7)−[DE]−C−X−[FLM]−X−E−X(6)−Y)に二重下線を引き、そしてイントロン/エキソン境界を、矢印で示す。イントロン1およびイントロン2は、それぞれ、5988bp長および2338bp長である。5’UTR配列を、公開のESTから誘導し、そして、その全体は示していない。
【0283】
(実施例2.FGF−CXの照射ハイブリッドマッピング)
ヒト染色体マーカーを用いた照射ハイブリッドマッピンングを、FGF−CXについて実行した。使用した手順は、Steen,RGら(A High−Density Integrated Genetic Linkage and Radiation Hybrid Map of the Laboratory Rat,Genome Research 1999(1999年5月21日にオンラインで公開された)Vol.9,AP1−AP8,1999)に記載される手順と同様である。無作為化した照射誘導ヒト染色体フラグメントを含む93個の細胞クローンのパネルを、特有の様式で探索しているクローンを同定するように設計したPCRプライマーを用いて、96ウェルプレートにおいてスクリーニングした。FGF−CXをコードするヌクレオチド配列が同定されるDNAセグメントを、染色体8p21.3−p22に対するマッピングとして印をつけた。FGF−CXが、マーカーAFM177XB10と重複する座位であり、かつマーカーWI−5104から1.6cR、マーカーWI−9262から3.2cRである座位において、染色体8にマッピングすることを見出すことによって、本分析によりこの結果を正確にした。
【0284】
(実施例3.FGF−CXタンパク質をコードする配列の分子クローニング) 全長FGF−CXをコードするオープンリーディングフレームを示すDNAセグメントのPCRによる増幅のために、オリゴヌクレオチドプライマーを設計した。順方向プライマーは、BglII制限部位(AGATCT)およびコンセンサスKozak配列(CCACC)を含む。逆方向プライマーは、さらなるサブクローニング目的のためにインフレームのXhoI制限部位を含む。順方向プライマーおよび逆方向プライマーの両方が、5’クランプ配列(CTCGTC)を含む。プライマーの配列は、以下である:
【0285】
【化1】
。
【0286】
50μl容量中、総量5ngのヒト前立腺cDNAテンプレート、各1μMのFGF−CX順方向プライマーおよびFGF−CX逆方向プライマー、5μM dNTP(Clontech Laboratories,Palo Alto CA)および1μlの50×Advantage−HF 2ポリメラーゼ(Clontech Laboratories)を用いて、PCR反応を実行した。以下のPCR反応条件を使用した:
a)96℃ 3分間
b)96℃ 30秒間 変性
c)70℃ 30秒間、プライマーアニーリング(この温度は、1℃/サイクルずつ徐々に低下させた。)
d)72℃ 1分間 伸長。
【0287】
工程(b)〜(d)を10回繰り返す。
【0288】
e)96℃ 30秒間 変性
f)60℃ 30秒間 アニーリング
g)72℃ 1分間 伸長
工程(e)〜(g)を25回繰り返す。
【0289】
h)72℃ 5分間 最終伸長。
【0290】
約640bpの予想サイズを有する単一PCR産物を、アガロースゲル上での電気泳動後に単離し、そしてpCR2.1ベクター(Invitrogen,Carlsbad,CA)に連結した。クローン化した挿入物を、ベクター特異的M13順方向プライマー(−40)およびM13逆方向プライマーを用いて配列決定し、これによって、このヌクレオチド配列が、上流BglIIクローニング部位と下流XhoIクローニング部位との間に直接挿入された図1(配列番号1)の配列に100%同一であることを確認した。クローン化された配列は、推定FGF−CX全長タンパク質をコードするオープンリーディングフレームを構成する。このクローンを、TA−AB02085−S274−Fl9と呼ぶ。
【0291】
(実施例4.哺乳動物発現ベクターpCEP4/Secの調製)
オリゴヌクレオチドプライマー、pSec−V5−His順方向(CTCGT CCTCG AGGGT AAGCC TATCC CTAAC(配列番号14))およびpSec−V5−His逆方向(CTCGT CGGGC CCCTG ATCAG CGGGT TTAAA C(配列番号15))を、V5およびHis6を含むpcDNA3.1−V5His(Invitrogen,Carlsbad,CA)発現ベクターからフラグメントを増幅するように設計した。PCR産物を、XhoIおよびApaIで消化し、そしてXhoI/ApaIで消化したIgκリーダー配列を保有するpSecTag2 Bベクター(Invitrogen,Carlsbad CA)に連結した。インフレームでIgκリーダーおよびV5−His6を含む生じたベクター(pSecV5His)の正確な構造を、DNA配列分析によって確認した。このベクターpSecV5Hisを、PmeIおよびNheIで消化して、正確なフレームで上記のエレメントを維持するフラグメントを提供した。PmeI−NheIフラグメントを、BamHI/KlenowおよびNheIで処理したベクターpCEP4(Invitrogen,Carlsbad,CA)に連結した。生じるベクターをpCEP4/Secと命名し、そしてこのベクターは、インフレームでIgκリーダー、目的のクローン挿入のための部位、ならびにV5エピトープおよび6×HisをPCMVおよび/またはPT7プロモーターの制御下で含む。pCEP4/Secは、任意のタンパク質をIgκ鎖シグナルペプチドに続くマルチクローニング部位に融合させることによって、異種タンパク質の発現および分泌を可能にする発現ベクターである。C末端のV5エピトープタグおよび6×His tag(Invitrogen,Carlsbad,CA)の存在を補助として、発現されたタンパク質を検出および精製する。
【0292】
(実施例5.ヒト胚性腎臓(HEK)293細胞におけるFGF−CXの発現)
FGF−CX配列を含むBglII−XhoIフラグメントを、TA−AB02085−S274−F19(実施例3)から単離し、そしてBamHI−XhoIで消化したpCEP4/Secにサブクローニングして、発現ベクターpCEP4/Sec−FGF−CXを作製した。このpCEP4/Sec−FGF−CXベクターを、製造業者の指示書に従ってLipofectaminePlus試薬(Gibco/BRL/Life Technologies,Rockville,MD)を用いて293細胞にトランスフェクトした。細胞ペレットおよび上清を、トランスフェクションの72時間後に収集し、抗V5抗体を用いたウエスタンブロッティング(還元条件)によってFGF−CX発現について調べた。図12は、FGF−CXが293細胞によって分泌された約34kDaの見かけの分子量(Mr)を有するポリペプチドとして発現されることを示す。さらに、主要でないバンドが、約31kaに観察される。
【0293】
(実施例6.E.coli.におけるFGF−CXの発現)
ベクターpRSETA(InVitrogen Inc.,Carlsbad,CA)を、XhoIおよびNcoI制限酵素で消化した。配列 5’ CATGGTCAGCCTAC 3’(配列番号16)および5’ TCGAGTAGGCTGAC 3’(配列番号17)のオリゴヌクレオチドリンカーを、37℃でアニーリングし、そしてXhoI−NcoIで処理したpRSETAに連結した。生じるベクターを、制限分析および配列決定によって確認し、そしてpETMYと命名した。FGF−CXをコードする配列のBglII−XhoIフラグメント(実施例3を参照のこと)を、BamHIおよびXhoI制限酵素で消化したベクターpETMYに連結した。発現ベクターを、pETMY−FGF−CXと命名する。このベクターにおいて、hFGF−CXは、そのN末端が6×HisタグおよびT7エピトープに融合していた。次いで、プラスミドpETMY−FGF−CXを、E.coli発現宿主BL21(DE3,pLys)(Novagen,Madison,WI)にトランスフェクトし、タンパク質FGF−CXの発現を、製造業者の指示書に従って誘導した。誘導後、総細胞を収集し、そしてタンパク質を、抗HisGly抗体(Invitrogen,Carlsbad,CA)を用いたウエスタンブロッティングによって分析した。図14は、FGF−CXが約32kDaのタンパク質として発現されたことを示す。
【0294】
(実施例7.クローン化されたシグナルペプチド有りおよび無しでの、組み換えFGF−CXタンパク質の発現比較)
a)シグナルペプチド無しでの発現
発明の詳細な説明中で記載したように、FGF−CXは古典的アミノ末端シグナル配列を明らかに欠く。FGF−CXが哺乳動物細胞から分泌されるか否かを決定するために、全長FGF−CXタンパク質をコードするBglII−XhoIフラグメントとして得られるcDNAを、TA−AB02085−S274−Fl9(実施例3)からBamHI/XhoI消化pcDNA3.1(Invitrogen)にサブクローニングした。これは、pFGF−CXと称される哺乳動物発現ベクターを提供する。この構築物は、V5エピトープタグおよびポリヒスチジンタグをタンパク質のカルボキシ末端に組み込み、それぞれ、このタンパク質の同定および精製を補助し、そして約27kDaのポリペプチドを生成するはずである。293ヒト胚性腎臓細胞に一過性トランスフェクションした後、馴化培地をトランスフェクションの48時間後に収集した。
【0295】
馴化培地へのFGF−CXの分泌に加えて、FGF−CXが細胞ペレット/ECMと会合することもまた、見出された(データには示さず)。FGFは、細胞表面上および細胞外マトリックス(ECM)中に存在する硫酸ヘパリンプロテオグリカン(HSPG)に結合することが公知であり、本発明者らは、FGF−CXがこのように隔離される可能性を調査した。このために、FGF−CXをトランスフェクトした細胞を、100□M スラミン(suramin)(増殖因子とHSPGとの間の低親和性相互作用を破壊することが公知の化合物(La Rocca,R.V.,Stein,C.A.&Myers,C.E.(1990)Cancer Cells 2,106−115))を含む0.5ml DMEMで、30分間4℃で処理することによって抽出した。次いで、スラミン抽出した馴化培地を、収集し、そして遠心分離(5分間;2000×g)で清澄した。
【0296】
次いで、馴化培地およびスラミン抽出物を等容量の2×ゲルローディング緩衝液と混合した。サンプルを10分間煮沸し、還元条件下、4〜20%勾配ポリアクリルアミドゲル(Novex,DanDiego,CA)上でのSDS−PAGEによって分解し、そしてニトロセルロースフィルター(Novex)に転写した。ウエスタン分析を、HRP結合体化抗V5抗体(Invitrogen)およびECL検出システム(Amersham Phannacia Biotech,Piscataway,NJ)を用いて標準的な手順に従って実行した。
【0297】
予想Mrを有する1つのバンドを、pFGF−CXでトランスフェクトした293細胞からの馴化培地中で同定した(図11A、レーン1)。コントロールベクターでトランスフェクトした細胞からの馴化培地は、抗体と反応しなかった(図11A、レーン5)。スラミン処理後、有意な量のFGF−CXが実際に細胞表面/ECMから放出され得たことが見出され、このことは、HSPGがおそらくこのタンパク質の分離に役割を果たすことを示す(図11A、レーン2)。これらの結果は、FGF−CXが古典的シグナルペプチド無しで分泌され得ることを示す。
【0298】
組換えFGF−CXタンパク質は、DNA合成および細胞増殖(おそらく細胞表面レセプターへのFGF−CXの高い親和性結合を介して媒介され、そしてHSPGとの低い親和性相互作用を介して調節される効果)を刺激する。スラミン抽出データは、FGF−CXが細胞表面上および/またはECMに存在するHSPGに結合することを示唆する。
【0299】
b)シグナルペプチド有りでの発現
タンパク質分泌を増強させる目的のために、FGF−CX cDNAがIgκ遺伝子由来の切断可能なアミノ末端分泌シグナル配列とインフレームで融合している構築物(pCEP4/Sec−FGF−CX)を作製した。生じるタンパク質もまた、pFGF−CXについて上記で記載したようなカルボキシ末端V5およびポリヒスチジンタグを含んだ。293細胞へのトランスフェクション後、約31kDaの予想Mrを有するタンパク質産物を得て、そしてスラミンが有意な量の分離FGF−CXタンパク質を放出することをまた見出した(図11A;レーン3および4)。予想したように、pCEP4/Sec−FGF−CXは、pFGF−CXよりも、多くの可溶性FGF−CXタンパク質を生成した。【0300】
293細胞についての上記の結果と類似した結果を、NIH 3T3細胞で得た(図11B)。
【0301】
(実施例8.PCRによる、FGF−CX核酸のリアルタイム定量発現分析) 種々のクローンの定量発現を、Perkin−Elmer Biosystems ABI PRISM(登録商標) 7700 Sequence Detection Systemで実行したリアルタイム定量PCR(TAQMAN(登録商標)分析)によって、41個の正常サンプルおよび55個の腫瘍サンプルにおいて評価した(ほとんどの場合、図15のパネルAおよびBに示すサンプルは、表3中に同定されるサンプルである)。表3において、以下の略語を使用する:
ca.=癌腫、
*=転移から樹立された、
met=転移、
s cell var=小細胞変異体、
non−s=non−sm=非小、
squam=扁平上皮、
pl.eff=pl effusion=胸水、
glio=神経膠腫、
astro=星状細胞腫、および
neuro=神経芽細胞腫。
【0302】
第1に、96RNAサンプルをβアクチンおよびグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)に対して正規化した。RNA(合計約50ngまたは約1ngポリA+)を、TAQMAN(登録商標)逆転写酵素キット(PE Biosystems,Foster City,CA;カタログ番号N808−0234)および製造者のプロトコールに従ったランダムな6量体を使用してcDNAに変換した。反応を、20μlで実施し、そして30分間48℃でインキュベートした。次いで、cDNA(5μl)を、製造業者のプロトコールに従って、βアクチンおよびGAPDH TAQMAN(登録商標)アッセイ試薬(PE Biosystems;各々、カタログ番号4310881Eおよび4310884E)およびTAQMAN(登録商標)ユニバーサルPCRマスターミックス(PE Biosystems;カタログ番号4304447)を使用するTAQMAN(登録商標)反応のために、別々のプレートに移した。反応を、以下のパラメータを使用して25μlで実施した:50℃で2分;95℃で10分;95℃で15秒/60℃で1分(40サイクル)。結果を、logスケールを使用するCT値(所与のサンプルが、蛍光の閾値レベル超えるサイクル)として記録し、所与のサンプルと最も低いCT値を有するサンプルとの間のRNA濃度の差は、2のΔCT乗として示した。次いで、相対発現パーセントを、このRNAの差の逆数をとって100を掛けることにより得る。βアクチンおよびGAPDHについて得られたCTの平均値は、RNAサンプルを正規化するために使用した。最も高いCT値を生じるRNAサンプルは、さらなる希釈を必要としないが、他の全てのサンプルは、β−アクチン/GAPDHの平均CT値に従ってこのサンプルと比較して希釈した。
【0303】
正規化RNA(5μl)を、cDNAに転換し、製造者の指示に従って、One Step RT−PCR Master Mix Reagents(PE Biosystems;カタログ番号4309169)および遺伝子特異的プライマーを使用するTAQMAN(登録商標)によって分析した。プローブおよびプライマーを、インプットとしてクローン10326230.0.38の配列を使用する、Perkin Elmer BiosystemのPrimer Express Softwareパッケージ(Apple ComputerのMacintosh Power PC用のヴァージョンI)に従って、各アッセイに対して設定した。デフォルトの設定を、反応条件に対して使用し、そして以下のパラメータを、プライマーを選択する前に設計した:プライマーの濃度=250nM、プライマーの融解温度(Tm)範囲=58℃〜60℃、プライマーの最適Tm=59℃、プライマーの最大差=2℃、プローブは、5’Gを有さず、プローブTmは、プライマーTmよりも10℃高くなければならない、アンプリコンサイズ75bp〜100bp。選択されるプローブおよびプライマー(以下を参照のこと)を、Synthegen(Houston,TX,USA)によって合成した。プローブを、未反応の色素を除去するために2回HPLC精製し、プローブのそれぞれ5’末端および3’末端へのレポーター色素およびクエンチャー色素のカップリングを実証するために、質量分析法によって評価した。順方向プライマーおよび逆方向プライマーの最終濃度は、各々900nMであり、そしてプローブの濃度は、200nMであった。
【0304】
PCRについて、各組織および各細胞株からの正規化RNAを、96ウェルPCRプレート(Perkin Elmer Biosystems)の各ウェルにスポットした。2つのプローブ(FGF−CXに特異的なプローブおよび内部標準として作用するための第2の遺伝子特異的プローブ)を含むPCRカクテルを、5mM MgCl2、dNTP(1:1:1:2の比率のdA、dG、dC、dU)、0.25 U/ml AmpliTaq GoldTM(PE Biosystems)、および0.4U/μl RNaseインヒビター、および0.25U/μl 逆転写酵素と共に、1×TaqManTM PCR Master Mixを用いて、PE Biosystems 7700に対して設定した。逆転写を、48℃で30分間実施し、続いて、以下のようにPCR増幅した:95℃ 10分間、次いで、95℃ 15秒間、60℃ 1分間を40サイクル。
【0305】
(表3.TaqMan発現分析において使用した組織サンプル)
番号 組織サンプル
1 内皮細胞
2 内皮細胞(処理)
3 膵臓
4 膵臓ca. CAPAN 2
5 脂肪
6 副腎
7 甲状腺
8 唾液腺
9 下垂体
10 脳(胎児)
11 脳(全体)
12 脳(小脳扁桃)
13 脳(小脳)
14 脳(海馬)
15 脳(視床下部)
16 脳(黒質)
17 脳(視床)
18 脊髄
19 CNS ca.(glio/astro)U87−MG
CNS ca.(glio/astro)U−118−
20 MG
21 CNS ca.(astro)SW1783
CNS ca.*(neuro;met)SK−N
22 AS
23 CNS ca.(astro)SF−539
24 CNS ca.(astro)SNB−75
25 CNS ca.(glio)SNB−19
26 CNS ca.(glio) U251
27 CNS ca.(glio)SF−295
28 心臓
29 骨格筋
30 骨髄
31 胸腺
32 脾臓
33 リンパ節
34 結腸(上行)
35 胃
36 小腸
37 結腸 ca.SW480
結腸 ca.*(SW480
38 met)SW620
39 結腸 ca. HT29
40 結腸 ca.HCT−116
41 結腸 ca.CaCo−2
42 結腸 ca.HCT−15
43 結腸 ca.HCC−2998
胃 ca.*(肝臓 met) NCI−
44 N87
45 膀胱
46 気管
47 腎臓
48 腎臓(胎児)
49 腎臓 ca.786−0
50 腎臓 ca.A498
51 腎臓 ca.RXF 393
52 腎臓 ca.ACHN
53 腎臓 ca.UO−31
54 腎臓 ca.TK−10
55 肝臓
56 肝臓(胎児)
57 肝臓 ca.(肝芽腫)HepG2
58 肺
59 肺(胎児)
60 肺 ca.(小細胞)LX−1
61 肺 ca.(小細胞) NCI−H69
62 肺 ca.(s.cell var.)SHP−77
63 肺 ca.(大細胞)NCI−H460
64 肺 ca.(non−sm.cell)A549
65 肺 ca.(non−s.cell)NCI−H23
66 肺 ca.(non−s.cell)HOP−62
67 肺 ca.(non−s.cl)NCI−H522
68 肺 ca.(squam.)SW 900
69 肺 ca.(squam.)NCI−H596
70 乳腺
71 胸部 ca.*(pl.effusion)MCF−7
72 胸部 ca.*(pl.ef)MDA−MB−231
73 胸部 ca.*(pl.effusion) T47D
74 胸部 ca.BT−549
75 胸部 ca.MDA−N
76 卵巣
77 卵巣 ca.OVCAR−3
78 卵巣 ca.OVCAR−4
79 卵巣 ca.OVCAR−5
80 卵巣 ca.OVCAR−8
81 卵巣 ca.IGROV−1
82 卵巣 ca.*(腹水)SK−OV−3
83 子宮筋層
84 子宮
85 胎盤
86 前立腺
87 前立腺 ca.*(骨met)PC−3
88 精巣
89 黒色腫 Hs688(A).T
90 黒色腫*(met)Hs688(B).T
91 黒色腫 UACC−62
92 黒色腫 M14
93 黒色腫 LOX IMVI
94 黒色腫*(met)SK−MEL−5
95 黒色腫 SK−MEL−28
96 黒色腫 UACC−257
以下のプライマーおよびプローブを設計した。各々は、FGF−CXに特異的であるように、非常に相同性であるヒトFGF−9遺伝子およびヒトFGF−16遺伝子の対応する領域に、最少3つのミスマッチを保有する。セットAg81bは、図1(配列番号1)の塩基270〜塩基343の領域をカバーする。これらは、他の公知のFGFファミリーのメンバーを検出すべきではない。使用したプライマーおよびプローブは以下であった。
Ag81b(F):5’−GGACCACAGCCTCTTCGGTA−3’(配列番号18);
Ag81b(R):5’−TGTCCACACCTCTAATACTGACCAG−3’(配列番号19);
Ag81b(P):5’−FAM−CCCACTGCCACACTGATGAATTCCAA−TAMRA−3’(配列番号20)。
【0306】
代表的な実験からの結果を、図15パネルAおよび図15パネルBに示す。発現を、最高レベルの発現を示すサンプルのパーセンテージとしてプロットする。四連の泳動を行い、これを、種々に陰影を付けたバーで表した。試験された39個の正常ヒト組織において、FGF−CXは、脳、特に小脳において最も高度に発現されることが見出された(図15パネルAおよび図15パネルB)。中枢神経系の他の組織は、はるかにより弱いレベルのFGF−CXを発現した。試験された54個のヒト腫瘍細胞株のうち、FGF−CXは、肺癌腫細胞株(LX−1)、結腸癌腫細胞株(SW−480)、結腸癌細胞株および転移(SW480)、ならびに胃癌腫細胞株(NCI−N87;図15パネルAおよび図15パネルBを参照のこと)において、最も高度に発現されることが見出された。
【0307】
さらなるリアルタイム(実時間)の発現分析を、外科手術の間に得られた腫瘍組織の広範なパネルにおいて実施した。これらの組織は、それ自体実際の腫瘍由来の部分、ならびに代表的に既に炎症しており、そして形成異常の組織学的証拠を示す、「正常隣接組織(NAT)」と称される部分を含む。FGF−CXに特異的であるように選択されたプライマー−プローブセット(Ag81)を、このような外科組織サンプルと共にTaqMan実験において使用した。ここでは、二連の泳動を実施した:
Ag81(F):5’−AGGCAGAAGCGGGAGATAGAT−3’(配列番号21);
Ag81(R):5’−AGCAGCTTTACCTCATTCACAATG−3’(配列番号22);および
Ag81(P):TET−5’−CCATCTACATCCACCACCAGTTGCAGAA−3’−TAMRA(配列番号23)。
Set Ag81は、図1(配列番号1)の塩基477〜塩基554の領域をカバーする。この複写物は、図15パネルCおよび図15パネルDにおいて、灰色および黒の陰影をつけたバーとして示される。この結果は、腫瘍およびその形成異常性NATサンプルの多くの一致した対について、FGF−CXが、腫瘍自体ではなくNATにおいて;より詳細には、腫瘍に隣接した実質細胞において、高度に発現されることを劇的に示す。この一致したパターンを生じる例としては、卵巣癌、膀胱癌、子宮癌、肺癌、前立腺癌、および肝臓癌が挙げられる。
【0308】
理論によって限定されないが、図15パネルCおよび図15パネルDの結果から、FGF−CXが、宿主組織(内皮細胞、間質線維芽細胞、浸潤リンパ球および類似の細胞型)における腫瘍上皮および/または他の成分のパラクリン刺激による腫瘍進行に寄与し得ると考えられる。同様に、FGF−CXは、オートクライン様式でFGF−CXを合成または分泌する宿主組織中の成分を刺激するように機能し得る。これらの宿主成分細胞は、引き続いて、腫瘍画分において作用し得る。
【0309】
一致しない正常組織と比較した、FGF−CXの発現プロフィールの上昇によって、FGF−CXが、腫瘍進行における予定的(prospective)または促進的な役割を果たすことが示唆される。従って、多くの標的化アプローチ(制限することのない例として、モノクローナル抗体、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、FGF−CXと同族(cognate)レセプターとの相互作用を中和するペプチド、およびFGF−CXについての未同定レセプターを調節する小分子の薬物を含む)のいずれかを使用するFGF−CXの治療的標的化は、疾患進行に対してポジティブな治療的影響を有すると予期される。同様に、腫瘍進行におけるFGF−CXの生物活性を調節するためのこのような薬剤の使用は、従来の化学療法および放射線療法に相乗作用を与えるか、またはそれらを増強すると予期される。FGF−CXの治療的標的化が適用され得る特定の疾患適用としては、結腸、前立腺、肺、腎臓、子宮、乳房、膀胱、卵巣の腺癌が挙げられる。
【0310】
(実施例9.組換えFGF−CXによって取りこまれるブロモデオキシウリジンの刺激)
293−EBNA細胞(Invitrogen)を、Lipofectamine 2000を製造業者のプロトコール(Life Technologies,Gaithersburg,MD)に従って使用してトランスフェクトした。細胞に、トランスフェクションの5時間後、10%胎仔ウシ血清(FBS;Life Technologies)を補充した。BrdUおよび増殖アッセイ(実施例10)のためのタンパク質を生成するために、細胞を洗浄し、そしてトランスフェクションの18時間後、Dulbecco改変Eagle培地(DMEM;Life Technologies)で給餌した。48時間後、この培地を捨て、そしてこの細胞単層を、0.5mlのDMED中で30分間4℃で、100μMスラミン(Sigma,St.Louis,MO)と共にインキュベートした。次いで、このスラミン抽出馴化培地を取り出し、遠心分離(5分間;2000×g)によって清澄化し、そしてカルボキシ末端ポリヒスチジンタグを利用してTALON金属アフィニティークロマトグラフィーに、製造業者の指示書(Clontech,Palo Alto,CA)に従って供した。保持された融合タンパク質を、イミダゾールでカラムを洗浄することによって放出した。
【0311】
FGF−CXタンパク質濃度を、既知の濃度のV5タグ化タンパク質を用いて作成された検量線を使用するウェスタン分析によって推定した。ウェスタン分析のために、馴化培地をトランスフェクションの48時間後に収集し、次いで、細胞単層を、4℃で30分間、100μMスラミンを含有する0.5ml DMEMでインキュベートした。次いで、このスラミン含有馴化培地を収集した。
【0312】
コントロールタンパク質を生成するために、293−EBNA細胞に、pCEP4プラスミド(Invitrogen)をトランスフェクトし、そして上記に概要を述べた精製手順に供した。
【0313】
組換えFGF−CXを、ブロモデオキシウリジン(BrdU)取り込みアッセイにおいてDNA合成を誘導するその能力について試験した。NIH 3T3細胞(ATCC番号CRL−1658,American Type Culture Collection,Manassas,VA)、CCD−1070Sk細胞(ATCC番号CRL−2091)、またはMG−63細胞(ATCC番号CRL−1427)を、96ウェルプレートにおいて、約100%コンフルエントまで培養し、DMEMで洗浄し、そして24時間(NIH 3T3)または48時間(CCD−1070SkおよびMG−63)、DMEM中で血清飢餓(serum−starved)させた。次いで、組換えFGF−CXまたはコントロールタンパク質を、細胞に18時間添加した。BrdUアッセイは、5時間のBrdU取り込み時間を使用して、製造業者の仕様書(Roche Molecular Biochemicals,Indianapolis,IN)に従って実施した。
【0314】
FGF−CXは、約5ng/mlの最大半減濃度で、NIH 3T3マウス線維芽細胞においてDNA合成を誘導することが見出された(図16A)。対照的に、コントロールベクターでトランスフェクトされた細胞から精製されたタンパク質は、DNA合成を誘導しなかった。BrdU取り込みによって測定された場合、FGF−CXが種々のヒト細胞株(CCD−1070Sk正常ヒト皮膚線維芽細胞(図16B)、CCD−1106ケラチノサイト(図16C)、MG−63骨肉腫細胞(データを示さず)および乳房上皮細胞を含む)において比較できる用量レベルで、DNA合成を誘導することもまた見出された。
【0315】
(実施例10.組換えFGF−CXによる細胞増殖の誘導)
組換えFGF−CXが細胞増殖を誘導するか否かを決定するために、NIH3T3細胞を約50%コンフルエンスまで6ウェルプレート中で培養し、DMEMで洗浄し、そして組換えFGF−CXまたはコントロールタンパク質を含有するDMEMで48時間給餌し、次いでカウントした。細胞をトリプシン処理し、そしてそれらをBeckman Coulter Z1シリーズ計数器(Beckman Coulter,Fullerton,CA)でカウントすることによって、細胞数を決定した。FGF−CXは、このアッセイにおいて、コントロールタンパク質と相対的に、約3倍の細胞数増加を誘導することが見出された(図17)。
【0316】
増殖における形態学的変化事象を詳述するために、NIH 3T3細胞を、DMEM/2%仔ウシ血清中で組換えFGF−CXまたはコントロールタンパク質で48時間処理し、そしてZeiss Axiovert 100顕微鏡(Carl Zeiss,Inc.,Thornwood,NY)で写真撮影した。
【0317】
より高い細胞密度を達成することに加えて(図17)、実施例9に記載のように調製されたFGF−CXの存在下で培養されたNIH 3T3細胞は、無秩序な増殖パターンを示した。これは、接触阻害の欠損を示す(図18)。さらに、個々の細胞は、細長くかつ屈曲性であることが見出された。これらの結果は、FGF−CXが、増殖因子として作用することを示し、そして組換えFGF−CXが、NIH 3T3細胞の形態学的トランスフォーメーションを媒介することを示唆する。
【0318】
(実施例11.ヌードマウスにおける、異所性FGF−CXトランスフェクトNIH 3T3細胞による腫瘍形成)
NIH 3T3細胞を、製造業者(Life Technologies)のプロトコールに従ってLipofectamine Plusを用いて、pCEP4/Sec−FGF−CXまたはコントロールベクターでトランスフェクトした。細胞に、トランスフェクションの5時間後、10%仔ウシ血清(CS;Life Technologies)を補充した。pCEP4/Sec−FGF−CXトランスフェクト細胞は、トランスフェクションの48時間後までに形態学的にトランスフォーメーションされ、そしてその形態学的トランスフォーメーションを、ハイグロマイシン含有増殖培地中での2週間の選択後に維持した。対照的に、コントロールベクターでトランスフェクトされた細胞は、その正常な形態を維持した(データは示さず)。従って、トランスフェクトされた細胞は、例えば、実施例10に報告された実験に基づいて予期されたように挙動する。
【0319】
異所性腫瘍の誘導を研究するために、NIH 3T3細胞を、種々の実験ベクターおよびコントロールベクターでトランスフェクトした。トランスフェクションの2日後、細胞を、DMEM/5%CS(pFGF−CXトランスフェクト細胞に対して)または500μg/mlハイグロマイシンBを補充したDMEM/10%CS(pCEP4/Sec−FGF−CXトランスフェクト細胞に対して)のいずれかに配置した。2週間の培養後、サブコンフルエントな細胞をトリプシン処理し、DMEM/10%CSで中和し、PBSで洗浄し、そしてカウントした。PBS中の100万個の細胞を、雌性無胸腺症ヌードマウス(Jackson Laboratories,Bar Harbor,ME)の側方皮下組織中に注射した。
【0320】
NIH 3T3細胞に、FGF−CX発現プラスミド(pFGF−CXおよびpIgκ−FGF−CX)またはそれらの適切なコントロールベクターでトランスフェクトした。本発明者らは、いずれかのFGF−CX発現ベクターでトランスフェクトされた細胞が、トランスフェクションの48時間後までに形態学的にトランスフォーメーションされ(データは示さず)、そして組換えFGF−CXへのNIH 3T3細胞の曝露後に生じる表現型と類似の表現型を有すること(図17)を見出した。対照的に、コントロールベクターでトランスフェクトされた細胞は、その正常な形態を維持した(データは示さず)。
【0321】
インビボでのFGF−CXの異所性発現がNIH 3T3細胞の腫瘍形成性を誘導するか否かを決定するために、安定なトランスフェクト体を作製し、そしてヌードマウス中に皮下注射した。11日目までに、pFGF−CXトランスフェクト細胞またはpIgκ−FGF−CXトランスフェクト細胞のいずれかを注射された全ての動物は、14日目までサイズを増大させる急速増殖性腫瘍を有していたが、コントロール細胞を注射された動物はいずれも、2週間目までに腫瘍を発生しなかった(図19)。これらの結果は、FGF−CX遺伝子を保有するベクターでのトランスフェクションによって形質転換された細胞が、インビボでの腫瘍の発生および増殖を促進することを示す。
【0322】
(実施例12.線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質をコードする核酸を同定する方法)
本発明のさらなる線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質配列(FGF20X)(本明細書においてクローンCG53135−02とも呼ぶ)を、この配列のインシリコ予想によって、cDNAフラグメントの実験的クローニングによって誘導した。このDNA配列の全長またはこの配列の一部のいずれか、または両方をカバーするcDNAフラグメントをクローニングした。インシリコ予想は、CuraGenの自社の配列データベースにおいて、または公的なヒト配列データベースにおいて利用可能な配列に基づき、そして全長DNA配列またはそのいくつかの部分のいずれかを提供された。
【0323】
実験的クローニングは、以下にまとめられる方法の1つ以上を用いて実施された:
SeqCallingTMTechnology:cDNAは、複数の組織型、正常状態および疾患状態、病的状態、ならびに異なるドナーからの発生状態を示す種々のヒトサンプルに由来する。サンプルは組織全体、初代細胞または組織、培養された初代細胞または細胞株として得た。細胞および細胞株は、遺伝子発現を調節する生化学的因子または化学的因子(化合物)(例えば、増殖因子、ケモカインまたはステロイド)で処理されていてもよい。従って誘導されたcDNAを、次に、CuraGenの自社のSeqCalling技術を用いて配列決定した。配列トレースを、手動で評価し、そして必要に応じて補正のために編集した。各アセンブリについてコンセンサス配列を生成するためのバイオインフォマティクスのプログラムを用いて、時には公的なヒト配列を含む、全てのサンプル由来のcDNA配列を一緒にアセンブルした。各アセンブリは、CuraGen Corporationのデータベースに含まれる。別の成分との同一性の程度が50bpにわたって少なくとも95%であった場合、配列をアセンブリのための成分として含んだ。各アセンブリは、遺伝子またはその部分を示し、そして改変体についての情報(例えば、スプライシング形態、一ヌクレオチド多形態(SNP)、挿入、欠失、および他の配列バリエーション)を含む。
【0324】
エキソン連結(Linking):CG53135−02配列についてのcDNAコードを以下のプライマーを用いて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によってクローニングした:5’−AGGTCACCATGGCTGTTATTGGC−3’(配列番号24)、および5’−CTGTCTGTCCTCAGAAGAAGTTCTTGATC−3’(配列番号25)。本発明のcDNA/タンパク質配列の全長部分またはいくつかの部分(1つ以上のエキソン)のインシリコ予測に基づいてプライマーを設計した。これらのプライマーを用いて、以下の組織由来の、発現されたヒト配列を含むプールからcDNAを増幅した: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、および子宮。
【0325】
各アセンブリについてコンセンサス配列を生成するためのバイオインフォマティクスのプログラムを用いて、時には公的なヒト配列を含む、複数のクローンを配列決定して、これらのフラグメントを一緒にアセンブルした。各アセンブリは、CuraGen Corporationのデータベースに含まれる。別の成分との同一性の程度が50bpにわたって少なくとも95%であった場合、配列をアセンブリのための成分として含んだ。各アセンブリは、遺伝子またはその部分を示し、そして改変体についての情報(例えば、スプライシング形態、一ヌクレオチド多形態(SNP)、挿入、欠失、および他の配列バリエーション)を含む。
【0326】
物理的クローン:エキソン連結によって誘導されたPCR産物(オープンリーディングフレーム全体をカバーする)を、Invitrogen由来のpCR2.1ベクターにクローニングして、137627::160083874.1043010.A9を得た。
【0327】
改変体配列はまた、本出願に含まれる。改変体配列は、一ヌクレオチド多形態(SNP)を含み得る。SNPは、SNPを含有するヌクレオチド配列がcDNAに由来することを示すために、ある場合には、「cSNP」と呼ばれ得る。SNPは、いくつかの方法で生じ得る。例えば、SNPは、多様な部位における1ヌクレオチドの別のヌクレオチドでの置換に起因し得る。このような置換は、トランジションまたはトランスバージョンのいずれかであり得る。SNPはまた、基準の対立遺伝子に対する、ヌクレオチドの欠失またはヌクレオチドの挿入から生じ得る。この場合、1つの対立遺伝子が、別の対立遺伝子において特定のヌクレオチドに関してギャップを保有する部位は、多様な部位である。遺伝子内に生じるSNPは、このSNPの位置でこの遺伝子によってコードされるアミノ酸の変更を生じ得る。遺伝子内のSNPはまた、SNPを含むコドンが、この遺伝子コードの冗長性の結果として同じアミノ酸をコードする場合、サイレントであり得る。遺伝子の領域の外側に生じるSNP、または遺伝子内のイントロンに生じるSNPは、タンパク質のいずれのアミノ酸配列における変化も生じないが、発現パターンの調節の変化を生じ得る。例としては、一時的発現、生理学的反応調節、細胞型発現調節、発現の強度、および転写されたメッセージの安定性における変化が挙げられる。
【0328】
新規な線維芽細胞増殖因子−20様遺伝子のDNA配列およびタンパク質配列は、エキソン連結によって得られ、そして本明細書においてクローンCG53135−02として報告され、そして以下の表4および表5に示される。
【0329】
(表4.本発明の線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質をコードするヌクレオチド配列(配列番号26))
【0330】
【化2】
(表5.配列番号26によってコードされるタンパク質配列(配列番号27))
【0331】
【化3】
新規な線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質をコードする540ヌクレオチドの新規な核酸(クローンCG53135−02)を、表4に示す。ヌクレオチド1〜3で始まりそしてヌクレオチド538〜540で終わるオープンリーディングフレームが同定された。このポリペプチドは、新規の機能的な線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質を示す。オープンリーディングフレームの開始コドンおよび終止コドンを、太字で強調する。推定非翻訳領域(下線部)(存在する場合)は、開始コドンの上流および終止コドンの下流に見出される。179アミノ酸残基を有するコードされたタンパク質を、表5に一文字コードを使用して示す。
【0332】
(類似性)
配列データベースの検索において、例えば、本発明の核酸が、506塩基のうちHomo sapiens由来のgb:GENBANK−ID:AB044277|acc:AB044277.1 mRNA(FGF−20についてのHomo sapiens mRNA:完全なcds)に同一な495塩基(97%)を有することが見出された。本発明のタンパク質の全長アミノ酸配列は、162アミノ酸残基のうちHomo sapiens(ヒト)(線維芽細胞増殖因子−20(FGF−20))由来の211アミノ酸残基のptnr:SWISSNEW−ACC:Q9NP95タンパク質に同一な160残基(98%)、そして162アミノ酸残基のうちこれに類似した160残基(98%)を有することが見出された。さらなる相同性を以下の表6に提供する。
【0333】
【表1】
複数配列整列を表7に与え、本発明のタンパク質を、本発明のタンパク質と関連タンパク質配列とを比較するClustalW分析において第1列に示す。この配列は、20〜51位に示されるように、線維芽細胞増殖因子−20のスプライス形態を示すことに注意すること。上に示される整列において、黒い輪郭のアミノ酸残基は、配列間で同様に保存された残基(すなわち、構造的または機能的な特性を保存することが必要とされ得る残基)を示す;灰色の背景を有するアミノ酸残基(タンパク質の構造または機能を変更することなく、同等の物理的および/または化学的特性を保有する)(例えば、群L、V、I、およびMは類似であると考えられ得る)は、配列間で互いに類似している;そして、白色の背景を有するアミノ酸残基は、配列間で保存されていないし類似もしていない。
【0334】
(表7.CG53135−02タンパク質と関連タンパク質とのClustalW整列)
【0335】
【表2】
本明細書中に開示されたタンパク質における同定可能なドメインの存在は、Pfam、PROSITE、ProDom、BlockまたはPrintのようなドメインデータベースに対する検索によって決定され、次いでInterproドメイン登録番号によって同定される。重要なドメインを表8に要約する。
【0336】
【表3】
ペパリン結合増殖因子IおよびII(HBGF)[1,2](酸性および塩基性の線維芽細胞増殖因子(FGF)としてもまた公知である)は、広範な種々の中胚葉起源または神経外胚葉起源の細胞の増殖または分化を刺激する構造的に関連した分裂促進因子である。これらの2つのタンパク質は、インターロイキン−1タンパク質、Kunitz型ダイズトリプシンインヒビター(STI)(参照)およびヒスタクトフィリン(histactophilin)もまた含むスーパーファミリーのメンバーである増殖因子およびオンコジーンのファミリーに属する。全てが非常に類似した構造を有し、HBGFおよびインターロイキン−1ファミリーは、いくらかの配列類似性(約25%[1])を共有するが、これらは、STIに対して全く類似性を示さない。
【0337】
HBGFは、細胞の分化および増殖の制御に関連する多数の異なるプロセスに関与する[1]。HBGF1およびHBFG2は、同様の効果を有する:これらは、胚発生において中胚葉の形成を誘導し、そして創傷修復、血管形成および神経増殖を媒介する;これらはまた、線維芽細胞、内皮細胞および大グリア細胞の増殖および移動を誘導する。HBGF3(int−2)およびHBGF4(hst/ks)は、それぞれ胃の腫瘍およびカポージ肉腫由来の公知のオンコジーンである。HBGF5およびHBGF6はまた、オンコジーン産物である。HBGF7(ケラチノサイト増殖因子)は、おそらく、正常な上皮細胞増殖の主要なパラクリンエフェクターである。
【0338】
これらの増殖因子は、細胞内シグナル伝達を生じるこれらのチロシンキナーゼレセプターの二量体化を引き起こす。現在、線維芽細胞増殖因子について4つの既知のチロシンキナーゼレセプターが存在する。これらのレセプターは各々、このファミリー[3]のいくつかの異なるメンバーに結合し得る。
【0339】
HBGF1およびHBGF2の結晶構造[4]が解析され、これらがインターロイキン−1およびKunitz型ダイズトリプシンインヒビターの両方と同一の12鎖のβシート構造を有することが示された[5];HBGF1およびインターロイキン−1は、類似していることが見出され、そしてこれらは、類似の構造を有することが推定された[6]。βシートは、中央軸の周りに3つの類似の葉において配置され、6つの鎖が逆平行のβバレルを形成する。HBGF1のいくつかの領域(主に、β鎖1〜3および鎖8と9との間のループ)は、レセプター結合に関与する。鎖10と11との間のループは、結合ペパリンに関与すると考えられる。
【0340】
(表9:CuraGen登録番号CG53135−02についてのPSORT、SignalPおよびヒドロパシー結果)
【0341】
【表4】
本発明のFGF20Xタンパク質をコードする新規なFGF20X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。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。これらの抗体は、以下の「抗FGF20X抗体」の節において記載されるように、疎水性チャートからの推定を使用して、当該分野で公知の方法に従って産生され得る。開示されたFGF20Xタンパク質は、複数の親水性領域を有し、その各々が免疫原として使用され得る。1つの実施形態において、意図されるFGF20Xエピトープは、およそアミノ酸20〜65に由来する。別の特異的な実施形態において、FGF20Xエピトープは、およそアミノ酸80〜175に由来する。
【0342】
このことは、本発明のFGF20X配列が、この/これら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。
【0343】
(染色体情報)
本発明において開示されたFGF20X遺伝子は、染色体8p21.3−p22にマッピングされる。この割り当ては、開示された配列と配列同一性を共有する、ゲノムクローン、公の遺伝子およびESTと関連する情報、およびCuraGen Corporation’s Electronic Northern生命情報工学ツールを使用して行なった。
【0344】
(組織発現)
本発明において開示される線維芽細胞増殖因子−20様遺伝子は、少なくとも以下の組織において発現される:哺乳動物組織、結腸、肺、脳、肝臓、腎臓、および胃。発現情報は、クローンCG53135−02の配列の誘導物に含まれる配列の組織供給源に由来する。
【0345】
【数1】
(等価物)
本発明の特定の実施形態に関する前述の詳細な説明から、核酸、ポリペプチド、抗体を含む特定の新規の組成物ならびに方法、検出そして処置が記載されていることは明らかである。これらの特定の実施形態が、本明細書中で詳細に開示されたが、これは例示目的のためのみに例としてなされ、そして上記の添付した特許請求の範囲に関して制限することを意図されない。特に、種々の置換、変更、および改変が、特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者に慣用的事象であるとして、本発明に対してなされ得ることは、本発明者らによって意図される。実際に、本明細書中に記載されるものに加えて、本発明の種々の改変は、前述の説明および添付の図面により当業者に明らかとなる。このような改変は、添付の特許請求の範囲内であることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明の新規のFGF−CXポリヌクレオチドのヌクレオチド配列(配列番号1)および本発明の新規のFGF−CXタンパク質の翻訳されたアミノ酸配列(配列番号2)の説明である。
【図2】
図2は、配列番号1の核酸配列とFGF−9様グリア活性因子(GAF)配列(配列番号5)とのBLASTNアライメントである。
【図3】
図3は、配列番号1の核酸配列の相補鎖とヒト第8染色体の長いゲノムフラグメント(GenBank登録番号AB020858)の3つの不連続なセグメント(それぞれA〜Cにおける、配列番号6〜配列番号8)のBLASTNアライメントである。
【図4】
図4は、4つの脊椎動物FGF様タンパク質(配列番号9〜12)と、本発明のFGF−CXタンパク質(配列番号2)とのClustalWアライメントである。黒、灰、および白の表現は、それぞれ、アライメント中での、同一の残基、保存された残基、非保存残基である。
【図5】
図5は、FGF−CXと、3つの他のFGFファミリーメンバーとのClustalWである。FGF−CXは、ヒトFGF−9、ヒトFGF−16、およびXenopus FGF−CX(それぞれ、登録番号は、D14838、AB009391およびAB012615である)とアライメントされた。
【図6】
図6は、FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)とヒトFGF−9(配列番号9)とのBLASTPアライメントであり、同一(「|」)およびポジティブ(「+」)である残基を示す。
【図7】
図7は、FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)と、マウスFGF−9(配列番号10)とのBLASTXアライメントであり、同一(「|」)およびポジティブ(「+」)である残基を示す。
【図8】
図8は、FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)と、ラットFGF−9(配列番号11)とのBLASTXアライメントであり、同一(「|」)およびポジティブ(「+」)である残基を示す。
【図9】
図9は、FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)と、Xenopus XFGF−CX(配列番号12)とのBLASTXアライメントであり、同一(「|」)およびポジティブ(「+」)である残基を示す。
【図10】
図10は、19残基のウインドウで生成された、配列番号2のFGF−CXポリペプチドのハイドロパシープロット(hydropathy)の表現である。
【図11】
図11は、FGF−CXのウエスタン分析を示す。指定された構築物で、一過的にトランスフェクトされた、293細胞(パネルA)またはNIH 3T3細胞(パネルB)からのサンプルを、抗V5抗体を使用するウエスタン分析によって調べた。CM=訓化培地、SE=スラミン抽出訓化培地。分子量マーカを、左に示す。
【図12】
図12は、293細胞によって分泌されたFGF−CXタンパク質のウエスタン分析を示す。
【図13】
図13は、FGF−CX遺伝子の分析を表し、これは、FGF−CXのヌクレオチドおよび推定アミノ酸配列(配列番号2)を含む。この開始コドンおよび終止コドンは、太字であり、そして5’UTR中に存在するインフレーム(in−flame)終止コドンが下線で示される。
【図14】
図14は、E.coliで発現されるFGF−CX(配列番号2)タンパク質のウエスタン分析を示す。
【図15】
図15は、FGF−CX特異的TaqMan試薬を使用するリアルタイム定量PCRによって得られるFGF−CXの発現の分析を表す。正常なヒト組織サンプル由来の規格化されたRNAについての結果を、パネルAに示し、そして腫瘍細胞株由来の規格化されたRNAについての結果を、パネルBに示す。外科手術の間に直接的に得られた腫瘍組織を使用して得られた結果を、パネルCおよびパネルDに示す。
【図16】
図16は、組換えFGF−CXのDNA合成に与える影響によって表される、組換えFGF−CXの生物学的活性を提示する。細胞は、血清飢餓にし、指定された因子と共に18時間インキュベートし、BruU取り込みアッセイによって分析した。サンプルは、三連で実施された。パネルAは、NIH 3T3マウス線維芽細胞である。パネルBは、CCD−1070ヒト線維芽細胞である。パネルCは、CCD−1106ヒトケラチノサイトである。
【図17】
図17は、細胞増殖に与える組換えFGF−CXの影響によって表される、組換えFGF−CXの生物学的活性を示す。NIH 3T3細胞を、指定される因子を補充した無血清培地と共にインキュベートし、48時間後に計数した。サンプルは、二連で実施された。
【図18】
図18は、細胞形態に与える組換えFGF−CXの影響によって表される組換えFGF−CXの生物学的活性を表す。NIH 3T3細胞を、FGF−CXタンパク質またはコントロールタンパク質と共に48時間インキュベートし、そして倍率×25で写真撮影した。
【図19】
図19は、FGF−CXの腫瘍形成活性を表すグラフを表す。指定された構築物で安定にトランスフェクトされたNIH 313細胞を、胸腺欠損ヌードマウスに皮下組織に注入し、そして2週間の期間にわたって腫瘍形成について調べた。4動物の最小値を、各データポイントとして使用した。
(発明の分野)
本発明は、一般に、核酸およびポリペプチドに関連する。本発明は、より詳細には、線維芽細胞増殖因子ファミリーのメンバーに関連するポリペプチドをコードする核酸に関連する。
【0002】
(発明の背景)
サイトカインの線維芽細胞増殖因子(FGF)の群としては、多岐にわたる細胞性機能(例えば、増殖、生存、アポトーシス、運動性、および分化)を調節する、少なくとも21のメンバーが挙げられる。これらの分子は、細胞表面チロシンキナーゼFGFレセプター(FGFR)との高い親和性の相互作用を介してシグナルを形質導入する。これらのFGFレセプターは、組織培養物中のほとんどの細胞型において発現される。リガンド結合の際のFGFレセプターモノマーの二量体化は、レセプターリン酸基転移に導く、キナーゼドメインの活性化に不可欠なものであると報告されている。FGFレセプター−1(FGFR−1)は、4つのFGFレセプターのうちで最も広範な発現パターンを示し、少なくとも7つのチロシンリン酸化部位を備える。多くのシグナル伝達分子が、これらのリン酸化部位に異なる親和性で結合することによって影響を受ける。
【0003】
正常な増殖および発生に関与することに加えて、公知のFGFはまた、癌を含む病理状態の発生にも関連する。FGFは、腫瘍細胞の増殖を直接的に増大することによって悪性疾患に寄与し得る。例えば、同じ細胞中でのFGFとFGFRとの同時発現を介するオートクライン増殖刺激は、細胞形質転換に至ることが報告されている。
【0004】
(発明の要旨)
本発明は、タンパク質の線維芽細胞増殖因子(FGF)ファミリーのメンバーに対して相同性を有する新規のポリペプチドをコードする核酸の発見に、部分的に基づく。線維芽細胞増殖因子−CX(FGF−CX)と呼称されるポリヌクレオチド配列が本発明に包含され、そしてその核酸配列にコードされるFGF−CXポリペプチド、ならびにそのフラグメント、ホモログ、アナログ、および誘導体が、本発明において特許請求される。FGF−CX核酸の例は、配列番号(SEQ ID NO:)1であり、FGF−CXポリペプチドの例は、配列番号2のアミノ酸配列を含むポリペプチドである。このアミノ酸配列は、配列番号1の核酸配列にコードされる。
【0005】
1局面において、本発明は、単離されたFGF−CXポリペプチドを含む。いくつかの実施形態において、この単離されたポリペプチドは、配列番号2または配列番号27のアミノ酸を含む。他の実施形態において、本発明は、配列番号2の改変体を含み、この改変体において、いくつのアミノ酸残基(例えば、配列番号2または配列番号27のアミノ酸配列のうちの1%以下、2%以下、3%以下、5%以下、10%以下、または15%以下)が、変更される。いくつかの実施形態において、この単離されたFGF−CXポリペプチドとしては、配列番号2または配列番号27で与えられるアミノ酸配列の成熟形態のアミノ酸配列、または配列番号2または配列番号27で与えられるアミノ酸配列の成熟形態の改変体が挙げられる。好ましくは、配列番号2または配列番号27のアミノ酸配列のうちの1%以下、2%以下、3%以下、5%以下、10%以下、または15%以下が、このアミノ酸配列の成熟形態の改変体において変更される。
【0006】
FGF−CXポリペプチドのフラグメントが、本発明に包含され、このフラグメントは、改変体FGF−CXポリペプチド、成熟FGF−CXポリペプチドおよび成熟FGF−CXポリペプチドの改変体、ならびにFGF−CX核酸の対立遺伝子改変体および一塩基多型(SNP)にコードされるFGF−CXポリペプチドのフラグメントを含む。
【0007】
別の局面において、本発明は、単離されたFGF−CX核酸分子を含む。FGF−CX核酸分子は、上記のFGF−CXポリペプチド、FGF−CX改変体、またはFGF−CXフラグメントのいずれかをコードする配列、またはこのような核酸配列に対する相補体を含み得る。1実施形態において、この配列は、配列番号1に開示された配列を含む。他の実施形態において、この配列は、配列番号26に開示された配列を含む。さらに他の実施形態において、このFGF−CX核酸は、配列番号1または配列番号26で与えられた配列とは異なるヌクレオチドが組み込まれ得る配列を含む。好ましくは、これらのヌクレオチドのうちの1%以下、2%以下、3%以下、5%以下、10%以下、15%以下または20%以下が、そのように変更される。他の実施形態において、本発明は、これらの核酸配列のフラグメントまたは相補体を含む。FGF−CX核酸を組み込む、ベクターおよび細胞もまた、本発明に包含される。
【0008】
本発明はまた、本明細書中に記載のFGF−CXポリペプチドのいずれかに免疫特異的に結合する抗体を含む。種々の実施形態におけるFGF−CX抗体としては、例えば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、および/またはヒト抗体が挙げられる。
【0009】
本発明は、さらに、本発明の、FGF−CXポリペプチド、FGF−CX核酸、またはFGF−CX抗体を含有する薬学的組成物を提供する。本発明にまた含まれるものは、例えば、FGF−CXポリペプチド、FGF−CX核酸、またはFGF−CX抗体を含むキットである。
【0010】
いくつかの方法が、本発明に含まれる。例えば、サンプル中の本発明のFGF−CXポリペプチドの存在または量を決定するための方法が開示される。この方法は、このサンプルを、このポリペプチドに免疫特異的に結合するFGF−CX抗体と接触させる工程;およびこのポリペプチドに結合した抗体の存在または量を決定し、その結果、この抗体が、このサンプル中のポリペプチドの存在または量を示す工程を包含する。
【0011】
同様に、本発明は、サンプル中のFGF−CX核酸分子の存在または量を決定するための方法を開示する。この方法は、このサンプルを、この核酸分子に結合するプローブと接触させる工程;およびこの核酸分子に結合した抗体の存在または量を決定し、その結果、このプローブが、このサンプル中のFGF−CX核酸分子の存在または量を示す工程を包含する。
【0012】
FGF−CXポリペプチドに結合する薬物を同定するための方法がまた、本発明によって提供される。この方法は、候補物質が、FGF−CX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。候補物質との結合は、この薬物がFGF−CXポリペプチド結合剤であることを示す。
【0013】
本発明はまた、病状を処置する用途の潜在的治療剤を同定するための方法を包含する。この病状は、例えば、本発明のFGF−CXポリペプチドの、異常発現、異常プロセシング、または異常な生理学的相互作用に関連する。この方法は、以下の工程を包含する:FGF−CXポリペプチドを発現し、そしてこのポリペプチドに起因する特性また機能を有する細胞を提供する工程;この提供された細胞を候補物質を含む組成物に接触させる工程;およびコントロール細胞と比較してこの物質がこのポリペプチドに起因する特性または機能を変更するか否かを決定する工程。任意のこのような物質が、潜在的治療剤として同定される。さらに、治療剤は、このように同定された任意の潜在的治療剤をさらなる試験に供し、この病状を処置する用途のための治療剤を同定することによって、同定され得る。
【0014】
いくつかの実施形態において、この特性または機能が、細胞増殖(cell growth)または細胞増殖(cell proliferation)に関連し、そしてこの物質は、このポリペプチドに結合し、これによって、このポリペプチドの活性を調節する。いくつかの実施形態において、この候補物質は、約1500Daを超えない分子量を有している。いくつかの実施形態において、この候補物質は、抗体である。本発明は、さらに、本明細書中に記載されるような方法を使用して同定される任意の治療剤を提供する。
【0015】
本発明のさらに重要な局面は、FGF−CXポリペプチドに関連する障害を処置または予防する方法に関連する。この障害は、細胞もしくは組織の不充分もしくは非効率的な増殖、または細胞もしくは組織の過形成もしくは新形成によって特徴付けられる。この方法は、被験体の障害を処置または予防するのに十分な量および持続時間で、本発明のFGF−CXポリペプチドまたは本発明のFGF−CX核酸あるいは本発明の任意の他の治療剤を、この被験体に投与する工程を包含する。重要な実施形態において、この被験体はヒトである。
【0016】
本発明はまた、FGF−CXポリペプチドの、異常発現、異常プロセシング、または異常な生理学的相互作用に関連する障害に対する潜伏期または素因の調節因子についてスクリーニングする方法を包含する。この方法は、以下の工程を包含する:本発明のFGF−CXポリペプチドを組換えによって発現し、そして障害に対する危険性が増大した試験動物を提供する工程;試験化合物をこの試験動物に投与する工程;この化合物を投与した後の試験動物におけるこのポリペプチドの活性を測定する工程;および試験動物におけるFGF−CXポリペプチドの活性と、この化合物が投与されていないコントロール動物におけるFGF−CXポリペプチドの活性とを比較する工程。このコントロール動物に対して、この試験動物におけるこのポリペプチドの活性に変化が存在する場合、この試験化合物は、この障害の潜伏期または素因の調節因子である。
【0017】
本発明はまた、第一の哺乳動物被験体における本発明の、FGF−CXポリペプチドまたはFGF−CX核酸のレベルの変更と関連する疾患の存在またはそれに対する素因を決定する方法を提供する。本方法は、以下の工程を包含する:第一の哺乳動物被験体由来のサンプル中における、このポリペプチドの発現レベルまたは核酸の量を測定する工程;およびサンプル中のその量と、この疾患に罹患していないか、またはこの疾患に罹患する傾向を有していないことが既知の第二の哺乳動物被験体由来コントロールサンプル中に存在する量とを比較する工程。コントロールサンプルと比較した場合の、第一の被験体中の、このポリペプチドの発現レベルまたは、この核酸の量のレベルにおける変更は、この疾患の存在またはこの疾患に対する素因を示す。
【0018】
哺乳動物における病状を処置するための方法が、本発明によってまた提供され、ここで、この病状は、本発明のFGF−CXポリペプチドの、異常発現、異常プロセシング、または異常な生理学的相互作用に関連する。この方法は、この病状を緩和するのに十分な量の本発明のポリペプチドをこの哺乳動物に対して投与する工程を包含し、ここで、このFGF−CXポリペプチドは、配列番号2また配列番号27のアミノ酸配列を含むポリペプチド、またはその生物学的に活性なフラグメントに、少なくとも、85%、90%、95%、96%、97%、98%またはさらに99%同一であるアミノ酸配列を有するポリペプチドである。別の関連する方法において、本発明の抗体は、哺乳動物に対して投与される。
【0019】
別の局面において、本発明は、被験体における細胞の増殖を促進する方法を含む。この方法は、細胞増殖を促進するのに効果的な量および持続時間で本発明のFGF−CXポリペプチドを被験体に投与する工程を包含する。いくつかの実施形態において、この被験体はヒトであり、そして増殖が促進される細胞は、創傷の周辺の細胞、血管系の細胞、造血に関連する細胞、赤血球生成に関連する細胞、胃腸管の上皮における細胞、および毛包の細胞から選択され得る。
【0020】
さらなる局面において、本発明は、被験体における細胞増殖を阻害する方法を提供し、ここで、この増殖は本発明のFGF−CXポリペプチドの発現に関連する。この方法は、細胞増殖を阻害する組成物を被験体に投与する工程を包含する。大変重要な実施形態において、この組成物は、本発明の抗体または別の治療剤を含有する。注目に値すべきは、被験体はヒトであり、そして増殖が阻害される細胞は、形質転換された細胞、過形成性の細胞、腫瘍細胞、および新生細胞(neoplastic cell)から選択される。
【0021】
なおさらなる局面において、本発明は、組織増殖関連障害を処置または予防または遅延する方法を提供する。この方法は、被験体における、組織増殖関連障害を処置、予防、または遅延するのに十分な量で、FGF−CX核酸、FGF−CXポリペプチド、またはFGF−CX抗体を、このような処置または予防または遅延が所望される被験体に投与する工程を包含する。
【0022】
FGF−CX核酸分子、FGF−CXポリペプチド、またはFGF−CX抗体を使用して、診断、処置、予防、または遅延される、組織増殖関連障害は、上皮細胞(例えば、外科手術後の眼の前方部の(anterior eye)における線維芽細胞およびケラチノサイト)を含み得る。他の組織増殖関連障害としては、例えば、腫瘍、再狭窄、乾癬、デュプュイトラン拘縮、糖尿病、カポジ肉腫、の合併症および慢性関節リウマチが挙げられる。
【0023】
別段規定されない限り、本明細書中に使用される全ての専門用語および科学用語は、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。本発明に記載されるような方法および材料に類似または等価な方法および材料は、本発明の実施または試験において使用され得るが、適切な方法および材料が以下に記載される。本明細書中で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、および参考文献は、それらの全体が参考として援用される。対立する場合は、本発明の明細書(定義を含む)が統制する。さらに、材料、方法、および実施例は、例示的であるのみで、限定を意図しない。
【0024】
本発明の他の特徴および利益は、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかである。
【0025】
(発明の詳細な説明)
本発明は、新規のFGF−CX核酸配列の発見に、部分的に基づき、この配列は線維芽細胞増殖因子(FGF)ファミリーのメンバーであるポリペプチドをコードする。本明細書中で使用される場合、表示「FGF−CX」とは、核酸、ポリヌクレオチド、タンパク質、およびこれらのうちの任意の、改変体、誘導体、およびフラグメント、ならびにこれらのクラスの化合物に免疫特異的に結合する抗体をいう。
【0026】
FGFファミリーの以前に記載されたメンバーは、様々な細胞機能(例えば、増殖、生存、アポトーシス、運動性および分化)を調節する(Szebenyi,G.およびFallon,J.F.(1999)Int.Rev.Cytol.185、45−106)。これらの分子は、細胞表面のチロシンキナーゼFGFレセプター(FGFR)との高い親和性の相互作用を介して、シグナルを細胞内に伝達し、これらのうち4つは、現在までに同定されている(Xu,X.、Weinstein,M.、Li,C.およびDeng,C.(1999)Cell Tissue Res.296、33−43;Klint,P.およびClaesson−Welsh,L.(1999)Front.Biosci.4、165−177)。これらのFGFレセプターは、組織培養物中のほとんどの細胞型で発現される。リガンドの結合に際したFGFレセプター単量体の二量体化は、キナーゼドメインの活性化に必要であり、レセプターのトランスリン酸化を生じることが報告されている。4つのFGFレセプターの中で最も広い発現パターンを示すFGFレセプター−1(FGFR−1)は、少なくとも7つのチロシンリン酸化部位を含む。多数のシグナル伝達分子は、これらのリン酸化部位に対して、異なる親和性で結合することによって影響される。
【0027】
FGFはまた、低い親和性にもかかわらず、ほとんどの細胞表面および細胞外マトリックス(ECM)に存在するヘパリン硫酸プロテオグリカン(HSPG)に結合する。FGFとHSPGとの間の相互作用は、FGF/FGFR相互作用を安定化し、そしてFGFを隔離しそしてこれらを分解から保護するように働く(Szebenyi,G.およびFallon,J.F.(1999))。その増殖促進能力に起因して、FGFファミリーの1つのメンバーであるFGF−7は、現在、化学療法誘導された粘膜炎(mucositis)の処置のための臨床試験中である(Danilenko,D.M.(1999)Toxicol.Pathol.27、64−71)。
【0028】
正常な増殖および発達に関与することに加えて、既知のFGFはまた、病理学的状態(癌を含む)の発生に関係した(Basilica,CおよびMoscatelli,D.(1992)Adv.Cancer Res.59、115−165)。FGFは、腫瘍細胞の増殖を直接増強することによって、悪性疾患に寄与し得る。例えば、同じ細胞におけるFGFおよびFGFRの同時発現を介したオートクライン増殖刺激は、細胞の形質転換を生じる(Matsumoto−Yoshitomi,S.、Habashita,J.、Nomura,C.、Kuroshima,K.およびKurokawa,T.(1997)Int.J.Cancer 71、442−450)。同様に、変異誘発または再編成を介したFGFRの構成的活性化は、制御されない増殖を生じる(Lorenzi,M.、Horii,Y.、Yamanaka,R.、Sakaguchi,K.およびMiki,T.(1996)Proc.Natl.Acad.Sci.USA.93、8956−8961;Li,Y.、Mangasarian,K.、Mansukhani,A.およびBasilico,C.(1997)Oncogene 14、1397−1406)。さらに、いくつかのFGFは、脈管形成性である(Gerwins,P.、Skoldenberg,E.およびClaesson−Welsh,L.(2000)Crit.Rev.Oncol.Hematol.34、185−194)。このようなFGFは、腫瘍増殖の維持のために必要な血液供給の発達を容易にすることによって、腫瘍形成プロセスに寄与し得る。驚くことではないが、少なくとも1つのFGFは、現在、癌治療の潜在的な標的として調査中である(Gasparini,G.(1999)Drugs 58,17−38)。
【0029】
出生時および成体のマウスの脳におけるFGFおよびそれらのレセプターの発現が、試験されている。FGF−4以外の全てのFGF遺伝子のメッセンジャーRNAは、これらの組織において検出される。FGF−3、FGF−6、FGF−7およびFGF−8遺伝子は、出生後の段階よりも後期胚段階におけるより高い発現を実証し、これらのメンバーが、脳発達の後期段階に関与することを示唆する。対照的に、FGF−1およびFGF−5の発現は、誕生後に増大した。特に、出生時のマウスにおけるFGF−6の発現は、胚の発達中の大脳での強いシグナル、5日齢の新生仔の小脳での強いシグナルを伴って、中枢神経系および骨格筋に限定されていることが報告されている。FGF−6の同族のレセプターであるFGFレセプター(FGFR)−4は、類似の時空間的発現を実証し、FGF−6およびFGFR−4が、リガンド−レセプター系として、神経系の成熟において重要な役割を果たすことを示唆する。Ozawaらに従って、これらの結果は、種々のFGFおよびそれらのレセプターが、脳の種々の発達プロセス(例えば、神経前駆体細胞の増殖および移動、神経分化およびグリア分化、神経突起伸長ならびにシナプス形成)の調節に関与することを強く示唆する。
【0030】
別のFGFファミリーメンバーであるグリア活性化因子(GAF)は、ヒトグリオーマ細胞株の培養物上清から精製されたヘパリン結合増殖因子である。Miyamotoら、1993、Mol Cell Biol 13(7):4251−4259を参照のこと。GAFは、他の既知の増殖因子とは僅かに異なる活性範囲を示し、そしてFGF−9と称される。ヒトFGF−9 cDNAは、208アミノ酸のポリペプチドをコードする。FGFファミリーの他のメンバーとの配列類似性は、約30%と概算された。他のファミリーメンバーにおいて見出された2つのシステイン残基および他のコンセンサス配列もまた、FGF−9配列に十分保存されていた。FGF−9は、酸性FGFおよび塩基性FGFに見出されるように、N末端の代表的なシグナル配列を有さないことが見出された。
【0031】
酸性FGFおよび塩基性FGFは、従来の様式で細胞から分泌されないことが知られている。しかし、FGF−9は、代表的なシグナル配列を欠くにもかかわらず、cDNAがトランスフェクトされたCOS細胞から効率的に分泌されることが見出された。これは、この細胞の培養培地中で排他的に検出され得た。この分泌されたタンパク質は、開始メチオニンを除いて、cDNA配列によって予測された残基に対して、N末端のアミノ酸残基を欠かなかった。ラットFGF−9 cDNAもまたクローニングされ、そして構造分析は、FGF−9遺伝子が高度に保存されていることを示した。
【0032】
本発明は、新規ヒトFGFおよびその対応するcDNAを提供する。この遺伝子のタンパク質産物は、増殖刺激および腫瘍形成特性を示すことが示された。さらに、FGF mRNAの過剰発現は、特定の癌細胞株において注目された。これらの観察は、新規FGFが、ヒト悪性疾患の処置において優れた標的として働くことによって、使用され得ることを示唆する。
【0033】
本発明はまた、成熟FGF−CXポリペプチド、成熟FGF−CXポリペプチドの改変体、成熟FGF−CXポリペプチドおよび成熟改変体FGF−CXポリペプチドのフラグメント、ならびにこれらのポリペプチドおよびフラグメントをコードする核酸を含む。本明細書中で使用される場合、本発明に開示されるFGF−CXポリペプチドまたはタンパク質の「成熟」形態は、天然に存在するポリペプチドあるいは前駆体形態またはプロタンパク質の産物である。天然に存在するポリペプチド、前駆体またはプロタンパク質としては、非限定的な例として、対応する遺伝子によってコードされる全長遺伝子産物が挙げられる。いくつかの実施形態において、成熟形態は、本明細書中で記載されるオープンリーディングフレームによってコードされる、FGF−CXポリペプチド、前駆体またはプロタンパク質を含む。産物「成熟」形態は、遺伝子産物が生じる細胞、または宿主細胞中で発生し得る場合、1以上の天然に存在するプロセシング工程の結果として発生し得る。
【0034】
「成熟」形態のポリペプチドまたはタンパク質を生じるそ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ってコードされるN末端メチオニン残基の切断、またはシグナルペプチドもしく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(ここで、残基1は、N末端メチオニンである)を有する、FGF−CX前駆体ポリペプチドまたは前駆体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、残存する残基2〜Nを有する。あるいは、残基1〜N(ここで、残基1〜残基MのN末端シグナル配列が、切断される)を有する、前駆体ポリペプチドまたは前駆体タンパク質から生じる成熟形態は、残存する残基M+1〜残基Nの残基を有する。さらに、「成熟」タンパク質またはフラグメントは、開始メチオニンの除去またはシグナルペプチドの除去以外の切断事象から生じ得る。さらに本明細書中に使用される場合、FGF−CXポリペプチドまたはタンパク質の「成熟」形態は、タンパク質分解切断事象以外の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。一般的に、成熟ポリペプチドまたは成熟タンパク質は、これらのプロセスのうちの1つのみ、またはこれらのいずれかの組み合わせの操作から生じ得る。
【0035】
本明細書中で使用する場合、「同一な」残基は、2つの配列のアラインメント中の等価なヌクレオチド塩基またはアミノ酸残基が同じ残基である場合、2つの配列間の比較においてこれらの残基に対応する。あるいは、残基は、アラインメントにおける2つの配列間の比較が、比較における等価な位置の残基が、以下に定義されるような同じアミノ酸または保存されたアミノ酸のいずれかであることを示す場合、「類似」または「ポジティブ」として記載される。
【0036】
FGF−CX核酸、FGF−CXポリペプチドまたはその一部をコードする単離された核酸、FGF−CXポリペプチド、これらの核酸を含むベクター、FGF−CX核酸を用いて形質転換された宿主細胞、抗FGF−CX抗体および薬学的組成物が、本発明の範囲内に含まれる。FGF−CXポリペプチドを作製する方法、ならびにこれらの化合物を使用して状態をスクリーニング、診断、処置する方法、およびFGF−CXポリペプチド活性を調節する化合物をスクリーニングする方法もまた開示される。以下の表1は、本発明全体を通して使用される配列記述子を描写する。
【0037】
表1
配列番号 配列記述子
1 ヒトFGF−CXヌクレオチド配列
2 ヒトFGF−CXポリペプチド配列
3 FGF−CX順方向プライマー
4 FGF−CX逆方向プライマー
5 グリア活性化因子(GAF)
6 ヒトゲノムフラグメント−bp 15927−16214
7 ヒトゲノムフラグメント−bp 7257−7511
8 ヒトゲノムフラグメント−bp 9837−9942
9 ヒトFGF−9
10 マウスFGF−9
11 ラットFGF−9
12 Xenopus FGF−CX
13 ヒトFGF−CX疎水性ドメイン(aa90−115)
14 PSec−V5−His順方向
15 PSec−V5−His逆方向
16 PSETAリンカー
17 PSETAリンカー
18 TaqMan発現分析順方向プライマー
19 TaqMan発現分析逆方向プライマー
20 TaqMan発現分析プローブ
21 TaqMan発現分析順方向プライマー
22 TaqMan発現分析逆方向プライマー
23 TaqMan発現分析プローブ
24 PCRオリゴヌクレオチド
25 PCRオリゴヌクレオチド
26 繊維芽細胞増殖因子−20様ポリヌクレオチド配列
27 繊維芽細胞増殖因子−20様ポリペプチド配列。
【0038】
本明細書中で考察されるFGF−CX核酸およびポリペプチド、ならびにFGF−CX抗体、治療剤および薬学的組成物は、組織増殖関連の障害を処置する際に特に有用である。これらの組織増殖関連の障害としては、上皮細胞に影響を与える障害(例えば、手術後の眼の前方の繊維芽細胞およびケラチノサイト)が挙げられ得る。他の組織増殖関連の障害としては、例えば、腫瘍、再狭窄、乾癬、デュプュイトラン拘縮、糖尿病合併症、カポージ肉腫および慢性関節リュウマチが挙げられる。
【0039】
繊維芽細胞増殖因子−20X(FGF−CX)と称される新規繊維芽細胞増殖因子をコードするヌクレオチド配列(配列番号1および配列番号26)が、本発明に含まれる。図1は、配列番号1によって記載されるFGF−CXを示す。このコード配列は、ヒトゲノムDNA配列において同定された。この開示されたDNA配列は、211アミノ酸残基を有することが予測されたポリペプチド(配列番号2)をコードする、633塩基を有する。図1および配列番号2に示される配列に基づいた、FGF−CXの予測された分子量は、23498.4Daである。
【0040】
このFGF−CX核酸配列を、BLASTN検索において問い合わせヌクレオチド配列として使用して、関連の核酸配列を同定した。このFGF−CXヌクレオチド配列は、マウス繊維芽細胞増殖因子9(FGF−9)(543塩基のうち329塩基同一、すなわち72%;GenBank登録番号S82023)およびグリア活性化因子(GAF)をコードするヒトDNA(554塩基のうち385塩基同一、すなわち69%;GenBank登録番号E05822、FGF−9とも称される)に対して、高い類似性を有する。さらに、FGF−CXは、Naruoら、日本国特許:JP1993301893、表題「Glia−Activating Factor And Its Production」によって開示されたGAF配列(配列番号5)に対して、匹敵する同一性の程度(424塩基のうち311塩基同一、すなわち73%)を有することが見出された(図2を参照のこと)。
【0041】
ゲノム採掘(mining)によって同定されたオープンリーディングフレーム(ORF)が正しいことを確認するため、PCR増幅を使用して予測されたゲノムクローンに対応するcDNAを獲得した。獲得された産物のヌクレオチド配列は、予測された遺伝子の配列と正確に一致する(実施例1を参照のこと)。
【0042】
このcDNAによってコードされたタンパク質は、Xenopus FGF−20X(本明細書中でXFGF−CXまたはXFGF−20Xと称される)ならびにヒトFGF−9およびヒトFGF−16に、最も密接に関連する(それぞれ、80%、70%および64%のアミノ酸同一性;図4および5を参照のこと)。XFGF−CXとの強い相同性に基づき、本発明の開示において同定された遺伝子は、そのヒトオルソログを示すと考えられ、そして本明細書中でFGF−CXと称される。
【0043】
FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)の最初の208アミノ酸の、ヒトFGF−9(配列番号9)とのBLASTPアラインメントを、図6に示す。グリア活性化因子前駆体(GAF)(繊維芽細胞増殖因子−9)については、SWISSPROT登録番号P31371;Miyamotoら、1993 Mol.Cell.Biol.13:4251−4259;およびNaruoら、1993 J.Biol.Chem.268:2857−2864を参照のこと。FGF−CXポリペプチド(配列番号1から翻訳される配列番号2)の最初の208アミノ酸の、マウスFGF−9配列(配列番号10)およびラットFGF−9配列(配列番号11)とのBLASTXアラインメントを、それぞれ、図7および8に示す。グリア活性化因子前駆体(GAF)(繊維芽細胞増殖因子−9)については、SWISSPROT登録番号P54130、マウスFGF−9については、Santos−Ocampoら、1996 J.Biol.Chem.271:1726−1731;そしてラットFGF−9については、SWISSPROT登録番号P36364、グリア活性化因子前駆体(GAF)(繊維芽細胞増殖因子−9)(FGF−9)、Miyamoto、1993 Mol.Cell.Biol.13:4251−4259を参照のこと。図5〜7において棒(「|」)で示されるように、3つ全ての種のFGF−9配列は、FGF−CX(配列番号2)と208残基のうち147残基の同一性、配列全体について70%の同一性を有する。さらに、208残基のうち170残基が、FGF−CX(配列番号2)の配列に対してポジティブであり、ポジティブ残基の全体の割合は81%である。ポジティブ残基は、同一(「|」)であるか、または整列された場合に比較された配列の同じ相対位置に保存的アミノ酸置換(「+」)を有するかのいずれかである残基を含む。以下を参照のこと。
【0044】
全長のFGF−CXポリペプチド(配列番号2)をまた、Xenopus XFGF−CX(配列番号12)と共に、BLASTXによって整列させた。図9に示すように、FGF−CXは、Xenopus XFGF−CXと比較して、211のうち170の同一な残基(80%)および211のうち189のポジティブな残基(89%)を有する。Xenopus XFGF−CXを、プローブとして哺乳動物のFGF−9に基づくプライマーを用いて実行される変性PCRの産物を使用して、尾芽(tailbud)段階で調製したcDNAライブラリーから、最近獲得した。Kogaら、1999 Biochem Biophys Res Commun 261(3):756−765を参照のこと。XFGF−CXのオープンリーディングフレームの推定208アミノ酸の配列は、FGFファミリーに特長的なモチーフを含む。XFGF−CXは、XFGF−9に対して73.1%の全体的類似性を有するが、そのアミノ末端領域でXFGF−9とは異なる(33.3%の類似性)。これは、ヒトを含む種々の哺乳動物FGF−9およびFGF−16の配列に関して、開示された配列番号2について現在見られる類似に類似している(上を参照のこと)。図4、5および7〜9を参照のこと。
【0045】
図1のポリペプチド配列(配列番号2)は、プログラムPSORTによって、小胞体および微小体(ペルオキシソーム)の膜を介して分類するための高い可能性を有すると予測される。さらに、これは、そのN末端に、予測された切断可能なシグナル配列を有さないが、図10のハイドロパシープロットは、FGF−CXが、約90〜約115のアミノ酸位置(配列番号13)で顕著な疎水性セグメントを有することを示す。この単一の疎水性領域は、FGFファミリーの他のメンバーにおける分類シグナルであることが知られている。従って、配列番号13のアミノ酸を含むポリペプチドは、分類シグナルとして有用であり、種々の細胞の膜(例えば、小胞体、ゴルジ膜または原形質膜)を介した分泌を可能にする。
【0046】
FGF−CXは、最も近縁のヒトファミリーメンバー(例えば、FGF−9およびFGF−16)のいくつかについてちょうど見出されるように、PSORTコンピューターアルゴリズム(Nakai,K.およびKanehisa,M.(1992)Genomics 14、897−911)およびSIGNALPコンピューターアルゴリズム(Nielsen,H.、Engelbrecht,J.、Brunak,S.およびvon Heijne,G.(1997)Protein Eng.10、1−6)によって予測されるように、典型的なアミノ末端シグナル配列を欠く。それにもかかわらず、FGF−9およびFGF−16の両方は分泌される(Matsumoto−Yoshitomi,S.、Habashita,J.、Nomura,C.,Kuroshita,K.およびKurokawa,T.(1997)Int.J.Cancer 71、442−450;Miyake,A.、Konishi,M.、Martin,F.H.、Hernday,N.A.、Ozaki,K.、Yamamoto,S.Mikami,T.、Arakawa,T.およびItoh,N.(1998)Biochem.Biophys.Res.Comm.243、148−152;Miyakawa,K.、Hatsuzawa,K.、Kurokawa,T.、Asada,M.、Kuroiwa,T.およびInamura,T.(1999)J.Biol.Chem.274、29352−29357;Revest,J.−M.、DeMoerlooze,L.およびDickson,C.(2000)J Biol.Chem.275、8083−8090)。FGF−CXもまた分泌されるか否かを決定するために、全長のFGF−CXタンパク質をコードするcDNAを、pFGF−CXと称される哺乳動物発現ベクターにサブクローニングした。ヒト胚性腎臓293細胞がこのベクターでトランスフェクトされる場合に発現されるタンパク質は、馴化培地中に見出され、そしてウェスタンブロットにおいて約27kDaの見かけの分子量を有して、C末端V5エピトープに対する抗体によって検出されるバンドを示す(図11、実施例7)。発現されたタンパク質のさらなる部分は、ヘパリン硫酸プロテオグリカン(HSPG)との相互作用を阻害する基質を用いて処理することによって、293細胞上の隔離(sequetration)から放出される。このように放出されるタンパク質もまた、類似のウェスタンブロットパターンを示す(図11)。同様に、このタンパク質が、Igκシグナル配列を組み込む組換えプラスミドからHEK293細胞において発現される場合、バンドが、約34kDaの適切な分子量を伴って、ウェスタンブロットによって検出される(図12、実施例5)。
【0047】
いくつかの脊椎動物FGF様タンパク質(配列番号2によって記載されるFGF−CXを含む)についてのClustalW複数タンパク質アラインメント(Thompson,J.D.、Higgins,D.G.およびGibson,T.J.(1994)Nucleic Acids Res.22、4673−4680)を、図4および5に示す。3つの哺乳動物タンパク質(配列番号9〜11)は、互いに密接に類似するが、本発明のFGF−CXタンパク質(配列番号2)とはかなり異なる。また、Xenopus XFGF−CX(配列番号12)および配列番号2の配列は、FGF−9の配列よりも、互いに密接に類似する。FGF−9分泌に関与する内部疎水性ドメイン(Miyakawa,K.、Hatsuzawa,K.、Kurokawa,T.、Asada,M.、Kuroiwa,T.およびInamura,T.(1999)J.Biol.Chem.274、29352−29357)は、FGF−9配列の残基95〜120にわたる。(配列番号2によって記載されるFGF−CXのハイドロパシープロットについては、図10を参照のこと)。
【0048】
XFGF−20およびXenopus FGF−9の発現は、互いに異なる。XFGF−20 mRNAは、二倍体細胞において、胞胚期の胚および胞胚期後の胚において、ならびに成体の胃および精巣において特異的に発現される;一方、XFGF−9 mRNAは、卵において母性発現され、多くの成体組織において発現される。Kogaら、上記。原腸形成の間のXFGF−20の正確な発現は、Xenopus幼生において正常な頭部構造の形成に必要であるようである。XFGF−20 mRNAが初期胚で過剰発現される場合、原腸形成は異常であり、そして前方構造の発達は抑制された。Kogaら、上記を参照のこと。このような胚において、試験されたなかでもとりわけ、Xbra転写物の発現は、原腸形成の間に抑制され、Xbra遺伝子の発現がXFGF−CXの効果を媒介することを示した。Kogaら、上記を参照のこと。
【0049】
増殖中の組織(例えば、卵、精巣、胃および母カエル中の複数の組織を含む)における、関連のFGF−9ポリペプチドの発現パターンは、機能している器官において通常は再生を受ける組織の維持における、XFGF−20についての役割を示唆する。
【0050】
実施例8において、FGF−CX mRNAが、正常な小脳ならびにいくつかのヒト腫瘍細胞株(肺、胃および結腸の癌腫を含む)において発現されるが、対応する正常組織においては発現されないことが示される。正常な肺、胃および結腸におけるFGF−CX発現の欠如、ならびにこれらの組織由来の腫瘍株におけるFGF−CX発現の存在は、これらの癌細胞株が不適切な様式でFGF−CXを明らかに過剰発現することを示す。FGF−CXがマップされる染色体領域は、結腸直腸、肺および胃の癌腫において共通に変更される(Emi,M.、Fujiwara,Y.、Nakajima,T.、Tsuchiya,E.、Tsuda,H.、Hirohashi,S.、Maeda,Y.、Tsuruta,K.、Miyaki,M.およびNakamura,Y.(1992)Cancer Res,52、5368−5372;Baffa,R.、Santoro,R.、Bullrich,F.、Mandes,B.、Ishii,H.およびCroce,C.M.(2000)Clin.Cancer Res.6、1372−1377)。これらの細胞における、FGF−CX駆動のオートクライン増殖ループの確立が、それらの最初の腫瘍形成変換および/または引き続く拡大に寄与することが可能である。このシナリオは、NIH 3T3細胞におけるFGF−CX駆動のオートクラインループの生成が、それらの腫瘍形成能を活性化するという発見によって、支持される(実施例11を参照のこと)。腫瘍細胞によって分泌されるFGF−CXが、間質細胞に対するパラクリン効果を介してインビボでそれらの増殖を刺激することもまた可能である。
【0051】
NIH 3T3細胞における異種FGF−CXの発現は、これらの形質転換および腫瘍形成能を誘導することが見出されている(実施例11を参照のこと)。これらの効果は、ネイティブなFGF−CX(構築物pFGF−CX)およびアミノ末端で異種Igκシグナル配列を有して発現されるFGF−CX(構築物pIgκ−FGF−CX)の両方によって媒介される。しかし、より高いインビトロの形質転換能(データは示さず)およびインビボの腫瘍形成能(図19)によって明らかなように、pIgκ−FGF−CXが、pFGF−CXよりも腫瘍形成的に活性であることに注目すべきである。pFGF−CXに対するpIgκ−FGF−CXの優れた腫瘍形成能は、pIgκ−FGF−CXが、NIH 3T3細胞中でpFGF−CXが生成するよりも、より多くの分泌されたFGF−CXタンパク質を有意に生成するという事実に起因する可能性が高い(図11B)。
【0052】
FGF−CXのように、他のFGFは、異所的発現後に細胞を形質転換することが示されており、そしていくつかの場合には、FGFシグナル伝達のブロックが、細胞の形質転換を抑制することが示されている(Matsumoto−Yoshitomi,S.、Habashita,J.、Nomura,C.、Kuroshima,K.およびKurokawa,T.(1997)Int.J.Cancer 71、442−450;Li,Y.、Basilico,C.およびMansukhani,A.(1994)Mol.Cell.Biol.14、7660−7669)。
【0053】
本明細書中に記載されるFGF−CXの特性、および関連のFGFタンパク質について見出された効果との類似性に基づいて、FGF−CXは、ヒトの悪性疾患において重要な役割を果たすと考えられる。これらの理由のために、本明細書中に開示されるFGF−CXポリペプチド、核酸および抗体は、これらの組成物の存在または量を診断する方法、FGF−CX関連の病理学に関する治療剤のスクリーニングおよび同定において、ならびに種々の種類の悪性疾患の処置の方法において、有用である。
【0054】
(FGF20Xクローン、機能的改変体およびホモログ)
繊維芽細胞増殖因子−20様タンパク質をコードする本発明の新規核酸は、その配列が配列番号1もしくは配列番号26によって記載される核酸またはそれらのフラグメントを含む。本発明はまた、その塩基のいずれかが表4および5に示される対応する塩基から変化され得るが、なおその繊維芽細胞増殖因子−20様の活性および生理学的機能を維持するタンパク質をコードする、変異体または改変体の核酸あるいはこのような核酸のフラグメントを含む。本発明はさらに、その配列がCuraGen登録番号CG53153−02およびCG53135−01の配列に相補的である核酸を含み、まさに記載された核酸のいずれかに相補的である核酸フラグメントを含む。本発明はさらに、その構造が化学的な改変を含む、核酸もしくは核酸フラグメントまたはその相補体を含む。このような改変としては、非限定的な例として、改変された塩基および核酸を含み、これらの糖リン酸骨格は、改変または誘導体化されている。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行され、その結果、これらを、例えば、被験体における治療的適用において、アンチセンス結合核酸として使用し得る。変異体または改変体の核酸およびこれらの相補体において、約3%までの塩基が、このように変化され得る。
【0055】
本発明の新規のタンパク質は、配列番号2および配列番号27によって記載される配列の線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質を含む。本発明はまた、そのいずれかの塩基が配列番号2および配列番号27の配列に示される対応する残基から変更され得るが、線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質の線維芽細胞増殖因子−20様の活性および生理的機能を維持するタンパク質をなおコードする変異タンパク質または改変タンパク質、あるいはそれらのフラグメントを含む。変異タンパク質または改変タンパク質において、アミノ残基の約2%までが変更され得る。
【0056】
(キメラタンパク質および融合タンパク質)
本発明は、線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質のキメラタンパク質または融合タンパク質を含み、ここで、本発明の線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質は、第2のポリペプチドまたは本発明の新規なタンパク質と実質的に相同でないタンパク質と連結される。第2のポリペプチドは、本発明のCG53135−02ポリペプチドまたはCG53135−01ポリペプチドのアミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかに融合され得る。特定の実施形態において、第3の非相同なポリペプチドまたはタンパク質はまた、新規の線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質に融合され得、その結果第2の非相同なポリペプチドまたはタンパク質がアミノ末端で連結され、そして第3の非相同なポリペプチドまたはタンパク質が、CG53135−02ポリペプチドまたはCG53135−01ポリペプチドのカルボキシル末端で連結される。第2または第3のポリペプチドあるいはタンパク質のいずれかが組み込まれ得る非相同配列の例としては、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質のアミノ末端で融合される異種シグナル配列、免疫グロブリン配列またはドメイン、血清タンパク質またはそのドメイン(血清アルブミンのような)、抗原性エピトープ、および(His)6のような特異的部分が挙げられる。
【0057】
本発明はさらに、上の段落で記載された任意のキメラタンパク質または融合タンパク質をコードする核酸を含む。
【0058】
(抗体)
本発明はさらに、本発明の任意のタンパク質に免疫特異的に結合する抗体および抗体フラグメント(Fab、(Fab)2または単鎖FV構築物のような)を含む。本発明はまた、本発明の任意のタンパク質に対して高い結合親和性を有する配列を含むペプチドおよびポリペプチドを含む。このようなペプチドおよびポリペプチドとしては、バクテリオファージ粒子のような任意のキャリア粒子に融合される(またはキャリアの表面上に生物学的に発現される)ペプチドおよびポリペプチドが挙げられる。
【0059】
(本発明の組成物の使用)
本明細書中に開示されるタンパク質類似性の情報、発現パターン、細胞の局在、ならびにタンパク質および核酸についての地図上の位置は、この線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質が、重要な構造および/または線維芽細胞増殖因子ファミリーに特有な生理的機能を有し得ることを示唆する。したがって、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、そして調査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マーカーおよび/または予後マーカーとして作用することを含み、ここで、核酸またはタンパク質の存在または量が評価される。これらとしてはまた、以下のような潜在的な治療適用が挙げられる:(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/遺伝子除去)、(v)インビトロおよびインビボでの組織再生の促進剤、ならびに(vi)生物防御兵器。
【0060】
本発明の核酸およびタンパク質は、種々の疾患および障害の診断ならびに/または処置における適用を有する。例えば、本発明の組成物は、以下を患う患者の処置にとって有効性を有する:ヒルシュスプルング病、クローン病、虫垂炎、炎症性腸疾患、憩室性疾患、全身性エリテマトーデス、自己免疫疾患、喘息、気腫、強皮症、アレルギー、ARDS、フォン・ヒッペル−リンダウ(VHL)症候群、肝硬変、移植、高カルシウム血症、潰瘍、心筋症、アテローム性動脈硬化症、高血圧症、先天性心欠陥症(heart defect)、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、肺狭窄、大動脈弁下部狭窄、心室中隔欠損症(VSD)、弁疾患、結節硬化症、強皮症、肥満症、糖尿病、自己免疫疾患、腎動脈狭窄症、間質性腎炎、糸球体腎炎、多嚢胞性腎疾患、全身性エリテマトーデス、尿細管性アシドーシス、IgA腎症、高カルシウム血症、アルツハイマー病、発作、結節硬化症、高カルシウム血症、パーキンソン病、ハンティングトン病、脳性麻痺、癲癇、レッシュ−ナイハン症候群、多発性硬化症、毛細血管拡張性運動失調、白質萎縮症、行動障害、嗜癖、不安、疼痛、神経変性、ならびに他の疾患、障害および状態。
【0061】
これらの材料は、診断方法および/または治療方法において用いるための、本発明の新規の物質に対して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。
【0062】
(FGF−CX核酸)
本発明の核酸としては、FGF−CXタンパク質またはFGF−CX様タンパク質をコードする核酸が挙げられる。とりわけこれらの核酸は、図1(配列番号1、配列番号26)に提供される配列の核酸またはそれらのフラグメントである。FGF−CX核酸は、ゲノムFGF−CX核酸またはcDNAのヌクレオチド配列を有し得る。さらに、本発明としては、配列番号1または配列番号26の核酸の変異核酸または改変核酸、あるいはそれらのフラグメントが挙げられ、任意のこれらの塩基は、配列番号1または配列番号26の配列に示される対応する塩基から変更され得るが、FGF−CX様の活性および生理的機能を維持するタンパク質をなおコードする。本発明としては、配列番号1または配列番号26の核酸配列の相補体(それらのフラグメント、誘導体、アナログおよびホモログを含む)がさらに挙げられる。一部分のFGF−CXの相補鎖の例が、図3に示される。本発明は、その構造が化学的改変を含む、核酸または核酸フラグメントあるいはそれらの相補体をさらに含む。
【0063】
本発明の1つの局面は、FGF−CXタンパク質またはそれらの生物学的に活性な部分をコードする単離された核酸分子に関する。また、FGF−CXコード核酸(例えば、FGF−CX mRNA)を同定するためにハイブリダイゼーションプローブとして使用されるのに十分な核酸フラグメントおよびFGF−CX核酸分子の増幅または変異のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)プライマーとして使用されるフラグメントも含まれる。本明細書中で使用されるように、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産生された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が意図される。この核酸分子は、一本鎖であっても二本鎖であってもよいが、好ましくは二本鎖DNAである。
【0064】
「プローブ」とは、種々の長さの核酸配列をいい、好ましくは、使用に依存して、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。より長い長さのプローブは、通常、天然供給源または組換え供給源から入手され、非常に特異的であり、そしてオリゴマーよりもはるかに遅くハイブリダイズする。プローブは、一本鎖または二本鎖であり得、そしてPCR、メンブレンベースのハイブリダイゼーション技術またはELISAのような技術において特異性を有するように設計される。
【0065】
「単離された」核酸分子は、この核酸の天然の供給源中に存在するその他の核酸分子から分離されているものである。単離された核酸分子の例としては、ベクター中に含まれる組換えDNA分子、異種宿主細胞中に維持される組換えDNA分子、部分的または実質的に精製された核酸分子、および合成DNA分子または合成RNA分子が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、「単離された」核酸は、この核酸が由来する生物のゲノムDNA中でこの核酸分子に天然に隣接する配列(すなわち、この核酸の5’末端および3’末端に位置する配列)を含まない。例えば、種々の実施形態で、単離されたFGF−CX核酸分子は、この核酸が由来する細胞のゲノムDNA中でこの核酸分子に天然で隣接する、約50kb未満、25kb未満、5kb未満、4kb未満、3kb未満、2kb未満、1kb未満、0.5kb未満、または0.1kb未満のヌクレオチド配列を含み得る。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、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。
【0066】
本発明の核酸分子、例えば、配列番号1、配列番号26のヌクレオチド配列を有する核酸分子、またはこれらのヌクレオチド配列の任意の相補体は、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または配列番号26の核酸配列の全部または一部を使用して、FGF−CX核酸配列は、標準的なハイブリダイゼーションおよびクローニング技術(例えば、Sambrookら編、MOLECULAR CLONING:A LABORATORY 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に記載されるようなもの)を用いて単離され得る。
【0067】
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、FGF−CX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。
【0068】
本明細書で用いられる用語「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反応で用いられ得る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、もしくはそれら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。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または配列番号26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。
【0069】
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または配列番号26に示されるヌクレオチド配列の相補体である核酸分子を含む。別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、配列番号1または配列番号26に示されるヌクレオチド配列あるいはそのヌクレオチド配列の一部の相補体である核酸分子を含む。配列番号1または配列番号26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または配列番号26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または配列番号26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重鎖を形成する。
【0070】
本明細書で用いる用語「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つのポリペプチドもしくは化合物または関連ポリペプチドもしくは化合物またはそれらの組合せ間の、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または間接的のいずれかであり得る。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もせず、その効果に起因して生じもしない、その他の実質的な化学的中間体がない相互作用をいう。
【0071】
さらに、本発明の核酸分子は、配列番号1または配列番号26の核酸配列の一部のみ(例えば、プローブまたはプライマーとして使用され得るフラグメント、あるいはFGF−CXの生物学的に活性な部分をコードするフラグメント)を含み得る。本明細書中に提供されるフラグメントは、少なくとも6個の(連続する)核酸配列または少なくとも4個の(連続する)アミノ酸配列(それぞれ、核酸の場合には、特異的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、そして全長配列よりも短い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ネイティブな化合物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。
【0072】
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、改変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配列またはアミノ酸配列にわたって、または整列した配列と比較した場合(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70%、80%、85%、90%、95%、98%、もしくは99%もの同一性(好ましい同一性は、80〜99%)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。例示のプログラムは、Gapプログラム(Wisconsin Sequence Analysis Package、Version 8 for UNIX(登録商標)、Genetics Computer Group、University Research Park、Madison、WI)(デフォルト設定を使用、これは、SmithおよびWatermanのアルゴリズム(Adv.Appl.Math.、1981、2:482−489、これらは、その全体が参考として本明細書中に援用される)を使用する)を参照のこと。
【0073】
「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、FGF−CXポリペプチドのアイソフォームをコードする配列をコードする。アイソフォームは、例えば、RNAの選択的スプライシングの結果として、同一の生物の異なる組織において発現され得る。あるいは、アイソフォームは、異なる遺伝子によってコードされ得る。本発明において、相同なヌクレオチド配列は、ヒト以外の種(哺乳動物が挙げられるが、これに限定されず、従って、例えば、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマおよび他の生物が挙げられ得る)のFGF−CX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FGF−CXタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含まない。相同核酸配列は、配列番号2または配列番号27の保存的アミノ酸置換(以下を参照のこと)、およびFGF−CX活性を有するポリペプチドをコードする核酸配列を含む。FGF−CXタンパク質の生物学的活性は以下に記載されている。相同的アミノ酸配列は、ヒトFGF−CXポリペプチドのアミノ酸配列をコードしない。
【0074】
ヒトFGF−CX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FGF−CXホモログ、ならびに他の哺乳動物由来のFGF−CX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または配列番号26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個以上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または配列番号26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または配列番号26の天然に存在する変異体に、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。
【0075】
ヒトFGF−CXヌクレオチド配列に基づくプローブは、同じか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、FGF−CX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FGF−CXコード核酸のレベルを測定すること(例えば、FGF−CX mRNAレベルを検出すること、またはゲノムFGF−CX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。
【0076】
「FGF−CX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。「FGF−CX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、FGF−CXの生物学的活性(FGF−CX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または配列番号26の一部を単離し、FGF−CX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FGF−CXのコードされた部分の活性を評価することによって調製され得る。例えば、FGF−CXの生物学的に活性な部分をコードする核酸フラグメントは、必要に応じて、ATP結合ドメインを含み得る。別の実施形態おいて、FGF−CXの生物学的に活性な部分をコードする核酸フラグメントは、1つ以上の領域を含む。
【0077】
(FGF−CX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または配列番号26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する。それにより、これらの核酸は、配列番号1または配列番号26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FGF−CX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または配列番号27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。
【0078】
配列番号1または配列番号26に示されるヒトFGF−CXヌクレオチド配列に加えて、FGF−CX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。FGF−CX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、FGF−CXタンパク質、好ましくは哺乳動物のFGF−CXタンパク質をコードするオープンリーディングフレームを含む核酸分子をいう。このような天然の対立遺伝子のバリエーションは、代表的には、FGF−CX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FGF−CXの機能的活性を変化させない、FGF−CX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。
【0079】
さらに、他の種由来のFGF−CXタンパク質をコードし、従って、配列番号1もしくは配列番号26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FGF−CX 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FGF−CX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。例えば、可溶性ヒトFGF−CX cDNAは、ヒトの膜結合FGF−CXに対するその相同性に基づいて単離され得る。同様に、膜結合ヒトFGF−CX cDNAは、可溶性ヒトFGF−CXに対するその相同性に基づいて単離され得る。
【0080】
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または26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または750ヌクレオチド長である。別の実施形態では、本発明の単離された核酸分子は、コード領域にハイブリダイズする。本明細書中で用いられる場合、用語「ストリンジェント条件下でハイブリダイズする」は、ハイブリダイゼーションおよび洗浄に関して、互いに少なくとも60%相同なヌクレオチド配列が代表的には互いにハイブリダイズしたままである条件を記載することを意図する。
【0081】
ホモログ(すなわち、ヒト以外の種由来のFGF−CX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。
【0082】
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。
【0083】
上記のようなストリンジェント条件は、当業者に公知であり、そして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る。このハイブリダイゼーション後に、0.2×SSC、0.01% BSA中で50℃にて、1回以上洗浄する。ストリンジェント条件下で配列番号1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。
【0084】
ホモログ(すなわち、ヒト以外の種由来のFGF−CX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)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。
【0085】
第2の実施形態では、配列番号1もしくは26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37℃で、1回以上洗浄する。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。
【0086】
第3の実施形態では、配列番号1もしくは26、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50℃で、1回以上洗浄する。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。
【0087】
(保存的変異)
集団中に存在し得る、FGF−CX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もしくは26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、FGF−CX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FGF−CX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1または26の配列において行われ得る。「非必須」アミノ酸残基は、生物学的活性を変更することなく、FGF−CXの野生型配列から、変更され得る残基であり、一方、「必須」アミノ酸残基は、生物学的活性に必要とされる。例えば、本発明のFGF−CX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。
【0088】
さらに、図4として表される整列によって示されるように、FGFファミリーメンバー間で保存されるアミノ酸残基は、変更に対して敏感に反応しないと予想される。例えば、本発明のFGF−CXタンパク質は、FGFファミリーのメンバー(すなわち、FGF−9およびXFGF−CXタンパク質、ならびにFGF−CXホモログ)において代表的に保存される領域である少なくとも1つのドメインを含み得る。このようなものとして、これらの保存されるドメインは、変異に対して敏感に反応しそうにない。しかし、他のアミノ酸残基(例えば、FGFタンパク質のメンバー間で保存的でないかまたは単に半保存的であるアミノ酸残基)は、活性について必須でなくてもよく、従って、変更に対してより敏感に反応するようである。
【0089】
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、FGF−CXタンパク質をコードする核酸分子に関する。このようなFGF−CXタンパク質は、アミノ酸配列が、配列番号2または27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、配列番号2または27のアミノ酸配列に少なくとも約75%相同であるアミノ酸配列を含む。好ましくは、この核酸によってコードされるタンパク質は、配列番号2または27に少なくとも約80%相同であり、より好ましくは少なくとも約90%、約95%、約98%相同であり、そして最も好ましくは配列番号2に対して少なくとも約99%相同である。
【0090】
配列番号2のタンパク質に相同なFGF−CX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もしくは26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。
【0091】
変異は、標準的な技術(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1または26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。特定のアミノ酸は、1より多くの分類可能な特徴を有する側鎖を参照のこと有する。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、スレオニン、チロシン、トリプトファン、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、チロシン、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、増殖因子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、増殖因子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、増殖因子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、および26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。
【0092】
1つの重要な実施形態では、変異FGF−CXタンパク質は、以下についてアッセイされ得る:(1)他のFGF−CXタンパク質、他の細胞表面タンパク質、または生物学的に活性なそれらの部分と、タンパク質:タンパク質相互作用を形成する能力、(2)変異FGF−CXタンパク質と、FGF−CXのレセプターとの間の複合体形成;(3)変異FGF−CX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);あるいは(4)抗FGF−CXタンパク質抗体に特異的に結合する能力。
【0093】
(アンチセンス)
本発明の別の局面は、配列番号1もしくは配列番号26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FGF−CX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もしくは27のFGF−CX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もしくは26のFGF−CXの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。
【0094】
1つの実施形態では、アンチセンス核酸分子は、FGF−CX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(例えば、配列番号2または27に対応する、ヒトFGF−CXのタンパク質コード領域)。別の実施形態では、このアンチセンス核酸分子は、FGF−CX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)。
【0095】
本明細書中に開示されるFGF−CXをコードするコード鎖配列(例えば、配列番号1または26)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、FGF−CX 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、FGF−CX 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、FGF−CX 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、約5、約10、約15、約20、約25、約30、約35、約40、約45または約50ヌクレオチド長であり得る。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)。
【0096】
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−ガラクトシルキューオシン、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−マンノシルキューオシン、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、キューオシン、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)。
【0097】
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、FGF−CXタンパク質をコードする細胞性mRNAおよび/またはゲノムDNAとハイブリダイズするか、またはそれに結合し、それによってこのタンパク質の発現を、例えば転写および/または翻訳を阻害することによって阻害する。ハイブリダイゼーションは、安定な二重鎖を形成する従来のヌクレオチド相補性によってか、または例えばDNA二重鎖に結合するアンチセンス核酸分子の場合には、二重らせんのメジャーグルーブ(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。これは、例えば、そのアンチセンス核酸分子を細胞表面レセプターまたは抗原に結合するペプチドまたは抗体に連結することによる。このアンチセンス核酸分子はまた、本明細書中に記載されるベクターを用いて細胞に送達され得る。アンチセンス分子の十分な細胞内濃度を達成するために、アンチセンス核酸分子が強力なpol IIプロモーターまたは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。
【0098】
なお別の実施形態において、本発明のアンチセンス核酸分子は、α−アノマー核酸分子である。α−アノマー核酸分子は、相補的RNAと特異的な二本鎖ハイブリッドを形成する。ここで、通常のβ−ユニットとは対照的に、鎖は、互いに平行に走行する(Gaultierら(1987)Nucleic Acids Res 15:6625〜6641)。このアンチセンス核酸分子はまた、2’−o−メチルリボヌクレオチド(Inoueら、(1987)Nucleic Acids Res 15:6131〜6148)またはキメラRNA−DNAアナログ(Inoueら(1987)FEBS Lett 215:327〜330)を含み得る。
【0099】
(リボザイムおよびPNA部分)
このような改変としては、非制限的な例として、改変塩基、および糖リン酸骨格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。
【0100】
なお別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、ハンマーヘッド型リボザイム(HaselhoffおよびGerlach(1988)Nature 334:585〜591に記載される))を使用して、FGF−CX mRNA転写物を触媒的に切断し、それによってFGF−CX mRNAの翻訳を阻害し得る。FGF−CX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FGF−CX DNAのヌクレオチド配列(すなわち、配列番号1)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、FGF−CX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、米国特許第4,987,071号;およびCechら、米国特許第5,116,742号を参照のこと。あるいは、FGF−CX mRNAを使用して、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。
【0101】
あるいは、FGF−CX遺伝子発現は、FGF−CXの調節領域(例えば、FGF−CX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FGF−CX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。一般には、Helene.(1991)Anticancer Drug Des.6:569〜84;Heleneら(1992)Ann.N.Y.Acad.Sci.660:27〜36;およびMaher(1992)Bioassays 14:807〜15を参照のこと。
【0102】
種々の実施形態において、FGF−CXの核酸は、塩基部分、糖部分またはリン酸骨格で改変され、例えば、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(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つの天然の核酸塩基のみが保持されている核酸模倣物(例えば、DNA模倣物)をいう。PNAの中性の骨格は、低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、上記のHyrupら(1996);Perry−O’Keefeら(1996)PNAS 93:14670〜675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。
【0103】
FGF−CX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。FGF−CX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.(1996)上記);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)上記;Perry−O’Keefe(1996)、上記)、使用され得る。
【0104】
別の実施形態において、FGF−CX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、FGF−CX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(1996)上記)。PNA−DNAキメラの合成は、Hyrup(1996)上記およびFinnら(1996)Nucl Acids Res 24:3357〜63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 17:5973〜88)。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)上記)。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。Petersenら(1975)Bioorg Med Chem Lett 5:1119〜11124を参照のこと。
【0105】
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ト剤(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(hybridization triggered cleavage agent)、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。
【0106】
(FGF−CXポリペプチド)
本発明の新規のタンパク質は、配列が図1(配列番号2)または配列番号27に提供されるFGF−CX様タンパク質を含む。本発明はまた、その任意の残基が図1に示される対応する残基から変化しているが、そのFGF−CX様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なおコードする、変異体または改変体タンパク質を含む。この変異体または改変体タンパク質において、残基の20%以上までが、このように変化され得る。
【0107】
一般に、FGF−CX様機能を保持するFGF−CX様改変体は、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、元のタンパク質の2つの残基間にさらなる残基を挿入する可能性、および元の配列から1つ以上の残基を欠失する可能性を含む任意の改変体を含む。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。さらに、本発明の範囲を限定することなく、表2中の以下の位置(配列番号2において規定される番号付けを用いる)は、提示されるように置換され得て、その結果、変異体または改変体タンパク質は、提示される置換を1つ以上含み得る。示唆される置換は、所定の位置において作られ得る可能性のある置換の範囲を限定しない。
【0108】
(表2)
位置 可能性のある置換
6:GluからAsp
9:GlyからSer、Thr、またはAsn
10:PheからTyr
11:LeuからPheまたはIle
15:GluからAsp
16:GlyからAla
17:LeuからIleまたはVal
19:Glnが欠失し得る
21:ValからPheまたはIle
31:GlyからLys、Arg、Ser、またはAla
33:ArgからLysまたはSer
35:ProからLeuまたはVal
38:GlyからAsnまたはSer
39:GluからAsp
40:ArgからLys、His、またはPro
42:SerからThr、Ala、またはGly
43:AlaからGln、Asn、またはSer
48:AlaからSerまたはGly
51:GlyからAla
53:GlyからAlaまたは欠失
54:AlaからGly、Val、または欠失
55:AlaからSerまたはThr
56:GlnからAsp、Glu、またはAsn
58:AlaからSer、Thr、Asn、Gln、Asp、またはGlu
61:HisからGln、Asn、Lys、またはArg
78:GlnからAsn、Glu、またはAsp
80:LeuからPheまたはIle
82:AspからGlu、Asn、またはGln
84:SerからAsn、Thr、またはGln
85:ValからIle
90:GlnからAsnまたはLys
103:ValからIle
115:SerからThr
123:AspからGlu
128:TyrからPhe
135:SerからThr、Gln、またはAsn
138:IleからValまたはLeu
155:IleからLeu
159:GlyからValまたはAla
161:ThrからSer
166:PheからTyr
177:AspからGlu
181:SerからAlaまたはThr
198:GluからAsp
199:ArgからLys
207:LeuからIleまたはVal
209:Metから任意の残基
211:ThrからSer
本発明の1つの局面は、単離されたFGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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、FGF−CXタンパク質は、組換えDNA技術によって産生される。組換え発現の代わりに、FGF−CX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。
【0109】
「単離された」または「精製された」タンパク質あるいはその生物学的に活性な部分は、FGF−CX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、FGF−CX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、分離されているFGF−CX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「細胞性物質を実質的に含まない」は、非FGF−CX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FGF−CXタンパク質を約20%未満、なおより好ましくは非FGF−CXタンパク質を約10%未満、そして最も好ましくは非FGF−CXタンパク質を約5%未満有する、FGF−CXタンパク質の調製物を含む。FGF−CX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。
【0110】
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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX化学物質を約5%未満有する、FGF−CXタンパク質の調製物を含む。
【0111】
FGF−CXタンパク質の生物学的に活性な部分は、全長FGF−CXタンパク質より少ないアミノ酸を含み、そしてFGF−CXタンパク質の少なくとも1つの活性を示す、FGF−CXタンパク質のアミノ酸配列(例えば、配列番号2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FGF−CX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、FGF−CX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。FGF−CX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。
【0112】
本発明のFGF−CXタンパク質の生物学的に活性な部分は、FGFファミリータンパク質間で実質的に保存される、少なくとも1つの上記で同定されるドメインを含み得る。さらに、他の領域が欠失している他の生物学的に活性な部分が、組換え技術によって調製され得、そしてネイティブなFGF−CX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。
【0113】
1つの実施形態において、FGF−CXタンパク質は、配列番号2または27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、FGF−CXタンパク質は、配列番号2または27に実質的に相同であり、そして以下に詳細に記載されるように、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または27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、このFGF−CXタンパク質は、配列番号2または27のアミノ酸配列に少なくとも約45%の相同性を有するアミノ酸を含むタンパク質であり、そして配列番号2または27のFGF−CXタンパク質の機能的活性を保持するタンパク質である。FGF−CXタンパク質は、別の実施形態において、FGF−CXタンパク質は、配列番号2または27のアミノ酸配列に少なくとも約45%、そしてより好ましくは55%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%またはさらに99%相同なアミノ酸配列を含むタンパク質であり、そして、配列番号2または27の配列を有する対応するポリペプチドのFGF−CXタンパク質の機能的活性を保持するタンパク質である。
【0114】
(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、配列間の最適な整列のために、比較されるいずれかの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)。
【0115】
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または26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。
【0116】
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。用語「陽性(positive)残基のパーセンテージ」は、以下により算出される:そ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、上記のように同一のアミノ酸および保存的アミノ酸置換が、両方の配列において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、比較領域中の位置の総数(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、陽性残基のパーセンテージを導くこと。
【0117】
(キメラタンパク質および融合タンパク質)
本発明はまた、FGF−CX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、FGF−CX「キメラタンパク質」またはFGF−CX「融合タンパク質」は、非FGF−CXポリペプチドに作動可能に連結された、FGF−CXポリペプチドを含む。「FGF−CXポリペプチド」は、FGF−CXに対応するアミノ酸配列を有するポリペプチドをいい、「非FGF−CXポリペプチド」は、FGF−CX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、FGF−CX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。FGF−CX融合タンパク質において、このFGF−CXポリペプチドは、FGF−CX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、FGF−CX融合タンパク質は、FGF−CX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、FGF−CX融合タンパク質は、FGF−CX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。別の実施形態においてFGF−CX融合タンパク質は、少なくとも2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、FGF−CXポリペプチドおよび非FGF−CX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FGF−CXポリペプチドは、FGF−CXポリペプチドのN末端またはC末端に融合され得る。
【0118】
例えば、1つの実施形態において、FGF−CX融合タンパク質は、第2のタンパク質の細胞外ドメインに作動可能に連結されたFGF−CXポリペプチドを含む。このような融合タンパク質はさらに、FGF−CX活性を調節する化合物についてのスクリーニングアッセイに使用され得る(このようなアッセイは、以下に詳細に記載される)。
【0119】
別の実施形態においては、この融合タンパク質は、GST−FGF−CX融合タンパク質であり、ここではFGF−CX配列が、GST(すなわち、グルタチオンS−トランスフェラーゼ)配列のC末端に融合される。このような融合タンパク質は、組換えFGF−CXの精製を容易にし得る。
【0120】
なお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FGF−CXタンパク質である。例えば、ネイティブFGF−CXシグナル配列(すなわち、配列番号2または27のアミノ酸1〜20)は、除かれて、別のタンパク質由来のシグナル配列に置き換えられ得る。特定の宿主細胞(例えば、哺乳動物宿主細胞)において、FGF−CX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。
【0121】
別の実施形態において、この融合タンパク質は、FGF−CX−免疫グロブリン融合タンパク質であり、ここで、FGF−CX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た一つ以上のドメインを含む。本発明のこのFGF−CX−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FGF−CXリガントとFGF−CX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FGF−CX媒介シグナル伝達を抑制し得る。1つの限定しない例において、考え得るFGF−CXリガンドは、FGF−CXレセプターである。このFGF−CX−免疫グロブリン融合タンパク質を用い、FGF−CX同族リガンドの生体利用性に影響を与え得る。FGF−CXリガンド/FGF−CXの相互作用の阻害は、増殖障害ならびに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FGF−CX−免疫グロブリン融合タンパク質は、被験体中で抗FGF−CX抗体を産生するための免疫原として用いられ得、FGF−CXリガンドを精製し、そしてFGF−CXリガンドとのFGF−CX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。
【0122】
本発明のFGF−CX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)末端の埋め込み(fill−in)、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、および酵素的連結により、インフレームで一つに連結される。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、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これらのフラグメントは次いでキメラ遺伝子配列を生成するためにアニールおよび再増幅され得る(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。FGF−CXをコードする核酸は、この融合成分がFGF−CX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。
【0123】
(FGF−CXアゴニストおよびアンタゴニスト)
本発明はまた、FGF−CXアゴニスト(模倣物)として、またはFGF−CXアンタゴニストとして機能するFGF−CXタンパク質の改変体に関する。FGF−CXタンパク質の改変体は、変異誘発(例えば、FGF−CXタンパク質の離散した点変異または短縮)により生成され得る。FGF−CXタンパク質のアゴニストは、天然に存在する形態のFGF−CX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。FGF−CXタンパク質のアンタゴニストは、天然に存在する形態のFGF−CXタンパク質の1つ以上の活性を、例えば、FGF−CX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誘導され得る。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、FGF−CX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。
【0124】
FGF−CXアゴニスト(模倣物)として、またはFGF−CXアンタゴニストのいずれかとして機能するFGF−CXタンパク質の改変体は、FGF−CXタンパク質アゴニストまたはアンタゴニスト活性についてのFGF−CX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、FGF−CX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。FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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FGF−CX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.Acid Res.11:477を参照のこと)。
【0125】
(ポリペプチドライブラリー)
さらに、FGF−CX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、FGF−CX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FGF−CX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、FGF−CX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され得る。この方法により、FGF−CX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獲得され得る。
【0126】
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、および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。このような技法は、FGF−CX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(Recrusive ensemble mutagenisis)(REM)を、スクリーニングアッセイと組み合わせて用い、FGF−CX改変体を同定し得る(例えば、ArkinおよびYouvan(1992)PNAS 89:7811−7815;Delgraveら(1993)Protein Engineering 6:327−331を参照のこと)。
【0127】
(抗FGF−CX抗体)
本明細書中で使用される場合、用語「抗体」は、免疫グロブリン分子、および免疫グロブリン(Ig)分子の免疫学的に活性な部分(すなわち、抗原に特異的に結合する(免疫反応する)抗原結合部位を含む分子)をいう。このような抗体としては、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、単鎖抗体、Fabフラグメント、Fab’フラグメントおよびF(ab’)2フラグメント、ならびにFab発現ライブラリーが挙げられるが、これらに限定されない。一般的に、ヒト由来の抗体分子は、IgG、IgM、IgA、IgEおよびIgDの任意のクラスに関連し、これらは分子内に存在する重鎖の性質によって互いに異なる。特定のクラスは、同様に、サブクラス(例えば、IgG1、IgG2など)を有する。さらに、ヒトにおいては、軽鎖はκ鎖またはλ鎖であり得る。本明細書中で抗体に対する参照は、ヒト抗体種のすべてのこのようなクラス、サブクラスおよび型に対する参照を含む。
【0128】
抗原、またはその一部もしくはフラグメントとして役立つことが意図される本発明の単離されたタンパク質を免疫原として使用して、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体の調製のための標準的な技術を用いて、抗原に免疫特異的に結合する抗体を生成し得る。全長タンパク質が使用され得るか、あるいは本発明は、免疫原として使用するための抗原の抗原性ペプチドフラグメントを提供する。抗原性ペプチドフラグメントは、全長タンパク質のアミノ酸配列(例えば、配列番号2または配列番号27に示されるアミノ酸配列)の少なくとも6個のアミノ酸残基を含み、そしてそれらのエピトープを含み、その結果、このペプチドに対して惹起された抗体は、全長タンパク質またはこのエピトープを含む任意のフラグメントと特定の免疫複合体を形成する。好ましくは、抗原性ペプチドは、少なくとも10個のアミノ酸残基、または少なくとも15個のアミノ酸残基、または少なくとも20個のアミノ酸残基、または少なくとも30個のアミノ酸残基を含む。この抗原性ペプチドにより含まれる好ましいエピトープは、その表面上に位置するタンパク質の領域であり;通常、これらは親水性領域である。
【0129】
本発明の特定の実施形態において、抗原性ペプチドにより包含される少なくとも1つのエピトープは、タンパク質の表面上に位置するFGF−CXの領域、例えば、親水性領域である。ヒトFGF−CXタンパク質配列の疎水性分析は、FGF−CXポリペプチドのどの領域が特に親水性であるか、そしてそれによって、どの領域が抗体産生を標的にするために有用な表面残基をコードするようであるかを示す。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、フーリエ変換を使用してかまたは使用しないかのいずれかで、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、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。抗原性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内の1つ以上のドメインに特異的な抗体もまた、本明細書中で提供される。
【0130】
本発明のタンパク質、またはその誘導体、フラグメント、アナログ、ホモログもしくはオルソログは、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され得る。
【0131】
当該分野において公知の種々の手順が、本発明のタンパク質、またはその誘導体、フラグメント、アナログ、ホモログもしくはオルソログに対して指向されるポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体の産生のために使用され得る(例えば、Antibodies:A Laboratory Manual,Harlow E,およびLane D,1988,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY(本明細書中に参考として援用される)を参照のこと)。これらの抗体のうちのいくつかは、以下で考察される。
【0132】
(1.ポリクローナル抗体)
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、マウスまたは他の動物)は、FGF−CXのネイティブなタンパク質、その合成改変体、または前記の誘導体での1回以上の注射によって免疫され得る。適切な免疫原性調製物は、例えば、天然に存在する免疫原性タンパク質、免疫原性タンパク質を提示する化学的に合成されたポリペプチド、または組換え的に発現される免疫原性タンパク質を含み得る。さらに、このFGF−CXタンパク質は、免疫されている哺乳動物において免疫原性であることが知られている第2のタンパク質に結合体化され得る。このような免疫原性タンパク質の例としては、キーホールリンペットヘモシアニン、血清アルブミン、ウシサイログロブリン、および大豆トリプシンインヒビターが挙げられるが、これらに限定されない。この調製物はさらに、アジュバントを含み得る。種々のアジュバントが免疫学的応答を増加させるために使用され、このようなアジュバントとしては、フロイント(完全および不完全)、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(pluronic)ポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油乳濁液、ジニトロフェノールなど)、ヒトにおいて使用可能なアジュバント(例えば、Bacille Calmette−GuerinおよびCorynebacterium parvum)または類似の免疫刺激剤が挙げられるが、これらに限定されない。使用され得るアジュバントのさらなる例としては、MPL−TDMアジュバント(モノホスホリルリピドA、合成トレハロースジコリノミコレート)が挙げられる。
【0133】
免疫原性FGF−CXタンパク質に対して指向されるポリクローナル抗体分子は、哺乳動物から(例えば、血液から)単離され得、そして周知の技術(例えば、プロテインAまたはプロテインGを用いるアフィニティークロマトグラフィー(これは、主に免疫血清のIgG画分を提供する))によってさらに精製され得る。続いて、または代替的に、求められている免疫グロブリンの標的である特定の抗原またはその抗原のエピトープがカラムに固定され、免疫アフィニティークロマトグラフィーによって免疫特異的抗体を精製し得る。免疫グロブリンの精製は、例えば、D.Wilkinson(The Scientist(The Scientist,Inc.,Philadelphia PAより発行)、第14巻、第8号(2000年4月17日)、25〜28頁)によって考察される。
【0134】
(2.モノクローナル抗体)
本明細書で使用される場合、用語「モノクローナル抗体」(MAb)または「モノクローナル抗体組成物」は、特有の軽鎖遺伝子産物および特有の重鎖遺伝子産物からなる抗体分子の唯一の分子種を含む抗体分子の集団をいう。特に、モノクローナル抗体の相補性決定領域(CDR)は、すべての分子の集団において同一である。従って、MAbは、抗原に対する特有の結合親和性によって特徴付けられる抗原の特定のエピトープと免疫反応可能な抗原結合部位を含む。
【0135】
モノクローナル抗体は、ハイブリドーマ方法(例えば、KohlerおよびMilstein,Nature,256:495(1975)により記載される方法)を使用して調製され得る。ハイブリドーマ方法において、マウス、ハムスター、または他の適切な宿主動物を、代表的に、免疫剤で免疫して、この免疫剤に特異的に結合する抗体を産生するか、またはこれらの抗体を産生し得るリンパ球を誘発する。あるいは、リンパ球は、インビトロで免疫され得る。
【0136】
免疫剤としては、代表的に、FGF−CXタンパク質抗原、そのフラグメントまたはその融合タンパク質が挙げられる。一般的には、ヒト起源の細胞が望まれる場合に、末梢血リンパ球が使用されるか、または非ヒト哺乳動物供給源が望まれる場合に、脾臓細胞もしくはリンパ節細胞が使用されるかのいずれかである。次いで、適切な融合因子(例えば、ポリエチレングリコール)を使用して、リンパ球を不死化細胞株に融合し、ハイブリドーマ細胞を形成する(Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,Academic Press(1986)59〜103頁)。不死化細胞株は、通常、形質転換された哺乳動物細胞、特にげっ歯類、ウシおよびヒト起源の骨髄腫細胞である。通常、ラットまたはマウスの骨髄腫細胞株が使用される。ハイブリドーマ細胞は、好ましくは、1以上の物質(融合されていない不死化細胞の増殖も生存も阻害する)を含む適切な培養培地中で培養され得る。例えば、親細胞が酵素(ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HGPRTまたはHPRT))を欠く場合、ハイブリドーマのための培養培地は、代表的に、ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジンを含み(「HAT培地」)、それらの物質は、HGPRT欠失細胞の増殖を阻害する。
【0137】
好ましい不死化細胞株は、効率的に融合する細胞株であり、それらは選択された抗体産生細胞による安定な高レベルの抗体発現を支持し、そしてHAT培地のような培地に感受性である。より好ましい不死化細胞株はマウス骨髄腫株であり、それらを、例えば、Salk Institute Cell Distribution Center,San Diego,CaliforniaおよびAmerican Type Culture Collection,Manassas,Virginiaから得ることが可能である。ヒト骨髄腫およびマウス−ヒト骨髄腫細胞株はまた、ヒトモノクローナル抗体の産生について記載される(Kozbor:J.Immunol.,133:3001(1984);Brodeurら:Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,Marcel Dekker,Inc.,New York(1987)51〜63頁)。
【0138】
次いで、ハイブリドーマ細胞が培養される培養培地は、抗原に対して指向されるモノクローナル抗体の存在についてアッセイされ得る。好ましくは、ハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体の結合特異性は、免疫沈降によって決定されるか、またはインビトロ結合アッセイ(例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)または酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA))によって決定される。このような技術およびアッセイは、当該分野で公知である。モノクローナル抗体の結合親和性は、例えば、MunsonおよびPollard,Anal.Biochem.,107:220(1980)のスキャッチャード分析によって決定され得る。標的抗原に対する高い程度の特異性および高い結合親和性を有する抗体を同定することが、目的であり、モノクローナル抗体の治療学的適用において特に重要である。
【0139】
所望のハイブリドーマ細胞が同定された後、希釈手順を限定することによって、クローンをサブクローニングし得、そして標準方法によって増殖し得る(Goding,1986)。例えば、この目的のために適切な培養培地としては、Dulbecco’s Modified Eagle’s MediumおよびRPMI−1640培地が挙げられる。あるいは、ハイブリドーマ細胞は、哺乳動物内の腹水としてインビボで増殖され得る。
【0140】
サブクローンによって分泌されたモノクローナル抗体は、従来の免疫グロブリン精製手順(例えば、プロテインAセファロース、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、またはアフィニティークロマトグラフィーなど)によって、培養培地または腹水から、単離または精製され得る。
【0141】
モノクローナル抗体はまた、組換えDNA方法(例えば、米国特許第4,816,567号に記載される方法)によって作製され得る。本発明のモノクローナル抗体をコードするDNAは、従来の手順を使用して(例えば、マウス抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合し得るオリゴヌクレオチドプローブを使用することによって)容易に単離および配列決定され得る。本発明のハイブリドーマ細胞は、このようなDNAの好ましい供給源として役立つ。一旦単離されると、DNAは、発現ベクターに配置され得、次いでそれらは、宿主細胞(例えば、さもなければ免疫グロブリンタンパク質を産生しないサルCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、または骨髄腫細胞)にトランスフェクトされ、組換え宿主細胞内でのモノクローナル抗体の合成を得る。DNAはまた、例えば、コードする配列を相同なマウス配列の代わりにヒト重鎖および軽鎖の定常ドメインと置換することによって(米国特許第4,816,567号;Morrison,Nature 368,812−13(1994))か、または非免疫グロブリンポリペプチドについてのコード配列のすべてもしくは一部の配列をコードする免疫グロブリンへの共有結合的な連結によって、改変され得る。このような非免疫グロブリンポリペプチドは、本発明の抗体の定常ドメインと置換されるか、または本発明の抗体の1つの抗原結合部位の可変領域と置換されて、キメラ二価抗体を作製し得る。
【0142】
(3.ヒト化抗体)
本発明のFGF−CXタンパク質抗原に対して指向される抗体は、ヒト化抗体またはヒト抗体をさらに含み得る。これらの抗体は、投与された免疫グロブリンに対するヒトの免疫応答を引き起こさないヒトへの投与に適する。抗体のヒト化形態は、キメラ免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖またはそれらのフラグメント(例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)2または抗体の他の抗原結合配列)であり、それらは主にヒト免疫グロブリンの配列から構成され、そして非ヒト免疫グロブリンに由来する最小の配列を含む。ヒト化は、ヒト抗体の対応する配列についてのげっ歯類CDR(単数または複数)配列の置換によって、Winterおよび共働研究者らの方法(Jonesら、Nature,31:522−525(1986);Riechmannら、Nature,332:323−327(1988);Verhoeyenら、Science,239:1534−1536(1988))の後に達成され得る(米国特許第5,225,539号もまた参照のこと)。いくつかの場合において、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク残基は、対応する非ヒト残基によって置換される。ヒト化抗体はまた、レシピエントの抗体においても、移入されたCDRまたはフレームワーク配列においても見出されない残基を含み得る。一般に、ヒト化抗体は、すべての少なくとも1つの可変領域、および代表的には2つの可変領域を実質的に含む。これらの領域内で、すべてのまたは実質的にすべてのCDR領域は非ヒト免疫グロブリンの領域に対応し、そしてすべてまたは実質的にすべてのフレームワーク領域はヒト免疫グロブリンコンセンサス配列の領域に対応する。ヒト化抗体はまた、免疫グロブリン定常領域(Fc)、代表的には、ヒト免疫グロブリンの少なくとも一部を必要に応じて含む(Jonesら、1986;Riechamannら、1988;およびPresta,Curr.Op.Struct.Biol.,2:593−596(1992))。
【0143】
(4.ヒト抗体)
完全なヒト抗体は、本質的に、CDRを含む軽鎖および重鎖の両方の配列全体がヒト遺伝子から生じる抗体分子に関連する。このような抗体を、本明細書中で「ヒト抗体」、または「完全なヒト抗体」と呼ぶ。FGF−CXタンパク質に対して指向されるヒトモノクローナル抗体は、トリオーマ(trioma)技術によって調製され得る;ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozborら、1983 Immunol Today 4:72を参照のこと)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(Coleら、1985:Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,77〜96頁を参照のこと)。ヒトモノクローナル抗体は、本発明の実施において使用され得、そしてヒトハイブリドーマの使用によってか(Coteら、1983.Proc Natl Acad Sci USA 80:2026〜2030を参照のこと)、またはインビトロでのEpstein Barr Virusを用いたヒトB細胞による形質転換によって(Coleら、1985:Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,77〜96頁)産生され得る。
【0144】
さらに、ヒト抗体はまた、さらなる技術(ファージディスプレイライブラリー(HoogenboomおよびWinter,J.Mol.Biol.,227:381(1991);Marksら、J.Mol.Biol.,222:581(1991))を含む)を使用して産生され得る。同様に、ヒト免疫グロブリン遺伝子座をトランスジェニック動物(例えば、内因性免疫グロブリン遺伝子が、部分的または完全に不活化されているマウス)に導入することによって、ヒト抗体が作製され得る。チャレンジの際に、ヒト抗体産生が観察され、このことは、すべての点で(遺伝子再配列、アセンブリ、および抗体レパートリーを含む)ヒトにおいて観察されたものに密接に類似する。このアプローチは、例えば、以下に記載される:米国特許第5,545,807号;同第5,545,806号;同第5,569,825号;同第5,625,126号;同第5,633,425号;同第5,661,016号、およびMarksら(Bio/Technology 10,779−783(1992));Lonbergら(Nature 368 856−859(1994));Morrison(Nature 368,812−13(1994));Fishwildら(Nature Biotechnology 14,845−51(1996));Neuberger(Nature Biotechnology 14,826(1996));ならびにLonbergおよびHuszar(Intern.Rev.Immunol.13 65〜93(1995))。
【0145】
FGF−CXタンパク質に特異的に結合するヒト抗体は、抗原によるチャレンジに応答して動物の内因性抗体ではなく完全なヒト抗体を産生するように改変されたトランスジェニック非ヒト動物を使用して、さらに産生され得る(PCT刊行物WO94/02602を参照のこと)。非ヒト宿主における重鎖免疫グロブリンおよび軽鎖免疫グロブリンをコードする内因性遺伝子は、耐えられなくなっており、そしてヒト重鎖および軽鎖免疫グロブリンをコードする活性な遺伝子座が、宿主のゲノムに挿入される。例えば、要求性ヒトDNAセグメントを含む酵母人工染色体を使用して、ヒト遺伝子が組み込まれる。次いで、すべての所望の改変を提供する動物を、完全な改変の相補体よりもより少ない改変の相補体を含む中間トランスジェニック動物を雑種することによって、子孫として得る。このような非ヒト動物の好ましい実施形態は、マウスであり、PCT刊行物WO96/33735およびWO96/34096に開示されるようにXenomousTMと呼ばれる。この動物は、ヒト免疫グロブリンを十分に分泌するB細胞を産生する。目的のFGF−CX免疫原での免疫後の動物から(例えば、ポリクローナル抗体の調製)、あるいは動物由来の不死化されたB細胞(例えば、モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ)から、抗体を直接得ることが可能である。さらに、ヒト可変領域を有する免疫グロブリンをコードする遺伝子は、抗体を直接得るために回復され、そして発現され得るか、または抗体のアナログ(例えば、1本鎖Fv分子)を得るために、さらに改変され得る。
【0146】
内因性免疫グロブリン重鎖の発現を欠く非ヒト宿主(マウスとして例示される)を作製する方法の例は、米国特許第5,939,598号に記載される。それを、以下の工程を包含する方法によって得ることが可能である:遺伝子座の再配列を防ぎ、そして再配列された免疫グロブリン重鎖遺伝子座の転写物の形成、および選択マーカーをコードする遺伝子を含む標的ベクターによって影響される欠失を防ぐために、胚性幹細胞において少なくとも1つの内因性重鎖遺伝子座由来のJセグメント遺伝子を欠失させる工程;ならびにトランスジェニックマウス(その体細胞および生殖細胞は、選択マーカーをコードする遺伝子を含む)を、胚性幹細胞から作製する工程。
【0147】
目的の抗体(例えば、ヒト抗体)を産生するための方法は、米国特許第5,916,771号に開示される。これは、以下の工程を包含する:重鎖をコードするヌクレオチド配列を含む発現ベクターを、培養中の1つの哺乳動物宿主細胞に導入する工程、軽鎖をコードするヌクレオチド配列を含む発現ベクターを、別の哺乳動物宿主細胞に導入する工程、およびハイブリッド細胞を形成するために2つの細胞融合する工程。ハイブリッド細胞は、重鎖および軽鎖を含む抗体を発現する。
【0148】
この手順のさらなる改善において、免疫原上の臨床的に関連するエピトープを同定するための方法、および関連するエピトープに高い親和性で免疫特異的に結合する抗体を選択するための相関する方法は、PCT刊行物WO99/53049に開示される。
【0149】
(5.Fabフラグメントおよび単鎖抗体)
本発明に従って、技術は、本発明の抗原性FGF−CXタンパク質に特異的な単鎖抗体の産生に適用され得る(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に適用され得(例えば、Huseら、1989 Science 246:1275〜1281を参照のこと)、タンパク質またはその誘導体、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効果的な同定を可能にする。タンパク質抗原に対するイディオタイプを含む抗体フラグメントは、(i)抗体分子のペプシン消化によって産生されるF(ab’)2フラグメント;(ii)F(ab’)2フラグメントのジスルフィド架橋を還元することによって産生されたFabフラグメント;(iii)パパインおよび還元剤を用いた抗体分子の処理によって産生されたFabフラグメント、ならびに(iv)Fvフラグメント、を含むがこれらに限定されない、当該分野で公知の技術によって産生され得る。
【0150】
(6.二重特異的抗体)
二重特異的抗体は、モノクローナル抗体(好ましくは、ヒトモノクローナル抗体またはヒト化モノクローナル抗体)であって、これは、少なくとも2つの異なる抗原に対する結合特異性を有する。この場合において、結合特異性の1つは、本発明の抗原性タンパク質に対してである。第2の結合標的は、任意の他の抗原であり、そして有利には、細胞表面タンパク質あるいはレセプターまたはレセプターサブユニットである。
【0151】
二重特異的抗体を作製するための方法は、当該分野で公知である。伝統的に、二重特異的抗体の組換え産生は、2つの免疫グロブリンの重鎖/軽鎖の対の同時発現に基づき、ここで、これら2つの重鎖は、異なる特異性を有する(MilsteinおよびCuello、Nature,305:537−539(1983))。免疫グロブリンの重鎖および軽鎖のランダムな組み合わせのために、これらのハイブリドーマ(クアドローマ)は、10個の異なる抗体分子の潜在的混合物を生成し、このうち1つのみが正確な二重特異的構造を有する。この正確な分子の精製は、通常、アフィニティークロマトグラフィー工程によって達成される。同様の手順は、1993年5月13日公開のWO93/08829、およびTrauneckerら、EMBO J.,10:3655〜3659(1991)において開示される。
【0152】
所望の結合特異性(抗体−抗原結合部位)を有する抗体可変ドメインは、免疫グロブリン定常ドメイン配列に融合され得る。この融合は、好ましくは、免疫グロブリン重鎖定常ドメインを有し、ヒンジ領域の少なくとも一部、CH2領域およびCH3領域を含む。この融合物中の少なくとも1つに存在する軽鎖結合のために、必要な部位を含む第1の重鎖定常領域(CH1)を有することが好ましい。この免疫グロブリン重鎖融合体、および所望の場合、この免疫グロブリン軽鎖をコードするDNAは、別々の発現ベクターに挿入され、そして適切な宿主生物体に同時トランスフェクトされる。二重特異的抗体の作製のさらなる詳細については、例えば、Sureshら、Methods in Enzymology,121:210(1986)を参照のこと。
【0153】
WO96/27011に記載される別のアプローチに従って、抗体分子対の間の界面を操作して、組換え細胞培養物から回収されるヘテロダイマーの割合を最大化し得る。好ましい界面は、抗体定常ドメインのCH3領域の少なくとも一部を含む。この方法において、第1の抗体分子の界面からの1つ以上の小さなアミノ酸側鎖は、より大きな側鎖(例えば、チロシンまたはトリプトファン)で置換される。大きな側鎖に対して同一のサイズまたは同様のサイズの代償的な「空洞」は、大きなアミノ酸側鎖を小さなアミノ酸側鎖(例えば、アラニンまたはスレオニン)で置換することによって、第2の抗体分子の界面上に生成される。このことは、ホモダイマーのような他の不必要な最終生成物よりも、ヘテロダイマーの収量を増加するための機構を提供する。
【0154】
二重特異的抗体は、全長抗体または抗体フラグメント(例えば、F(ab’)2二重特異的抗体)として調製され得る。抗体フラグメントから二重特異的抗体を作製するための技術は、文献に記載されている。例えば、二重特異的抗体は、化学結合を使用して調製され得る。Brennanら、Science 229:81(1985)は、インタクトな抗体をタンパク分解的に切断し、F(ab’)2フラグメントを作製する手順を記載する。これらのフラグメントは、ビシナルジチオールを安定化し、そして分子間ジスルフィド形成を阻止するために、ジチオール錯化剤ナトリウム亜ヒ酸塩の存在下で還元される。次いで、この作製されたFab’フラグメントは、チオニトロベンゾエート(TNB)誘導体に変換される。次いで、Fab’−TNB誘導体の1つは、メルカプトエチルアミンでの還元によってFab’−チオールに再変換され、そしてこれは等モル量の他のFab’−TNB誘導体と混合されて二重特異的抗体を形成する。生成された二重特異的抗体は、酵素の選択的固定化のための薬剤として使用され得る。
【0155】
さらに、Fab’フラグメントは、E.coliから直接回収され得、そして化学的にカップリングされて二重特異的抗体を形成する。Shalabyら、J.Exp.Med.175:217−225(1992)は、完全にヒト化された二重特異的抗体F(ab’)2分子の生成を記載する。各Fab’フラグメントは、E.coliから別々に分泌され、そしてインビトロでの直接的な化学的カップリングに供され、二重特異的抗体を形成する。これにより形成された二重特異的抗体は、ErbB2レセプターを過剰発現する細胞および正常なヒトT細胞に結合し得、そしてヒト胸部腫瘍標的に対するヒト細胞毒性リンパ球の溶解性活性を誘因し得る。
【0156】
組換え細胞培養物から直接的に二重特異的抗体フラグメントを作製し、単離するための種々の技術が記載されいる。例えば、二重特異的抗体は、ロイシンジッパーを使用して生成される。Kostelnyら、J.Immunol.148(5):1547−1553(1992)。FosおよびJunタンパク質由来のロイシンジッパーペプチドは、遺伝子融合によって2つの異なる抗体のFab’部分に結合される。このホモダイマー抗体は、ヒンジ領域で還元されてモノマーを形成し、次いで再酸化されてヘテロダイマー抗体を形成する。この方法はまた、ホモダイマー抗体の産生のために使用され得る。Hollingerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444−6448(1993)に記載されるこの「ジアボディ(diabody)」技術は、二重特異的抗体フラグメントを作製するための代替的な機構を提供した。このフラグメントは、同一鎖上の2つのドメインの間で対形成するには短すぎるリンカーによって軽鎖可変領域(VL)に接続された重鎖可変領域(VH)を含む。従って、1つのフラグメントのVHおよびVLドメインは、別のフラグメントの相補的なVLおよびVHドメインと対を形成し、それによって2つの抗原結合部位が形成される。単鎖Fv(sFv)ダイマーの使用によって二重特異的抗体フラグメントを作製するための別のストラテジーもまた、報告されている。Gruberら、J.Immunol.152:5368(1994)を参照のこと。
【0157】
2つより多い結合価を有する抗体が意図される。例えば、三重特異的抗体が調製され得る。Tuttら、J.Immunol.147:60(1991)。
【0158】
例示的な二重特異的抗体は、2つの異なるエピトープに結合し得、このうち少なくとも1つは、本発明のタンパク質抗原に起源を有する。あるいは、免疫グロブリン分子の抗抗原性アームは、特定の抗原を発現する細胞に対する細胞の防御機構に注目して、白血球(例えば、T細胞レセプター分子(例えば、CD2、CD3、CD28、またはB7))、またはIgGに対するFcレセプター(FcγR)(例えば、FcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)およびFcγRIII(CD16))上の誘引分子(triggering molecule)に結合するアームと合わされ得る。二重特異的抗体はまた、特定の抗原を発現する細胞に対する細胞毒性因子に指向するために使用され得る。これらの抗体は抗原結合アーム、および細胞毒性因子または放射性核種キレーター(例えば、EOTUBE、DPTA、DOTA、またはTETA)に結合するアームを保有する。目的の別の二重特異的抗体は、本明細書中に記載のタンパク質抗原に結合し、そしてさらに組織因子(TF)に結合する。
【0159】
(7.ヘテロ結合体抗体)
ヘテロ結合体抗体もまた、本発明の範囲内である。ヘテロ結合体抗体は、2つの共有結合した抗体で構成される。このような抗体は、例えば、免疫系細胞を要求されない細胞に標的化するために(米国特許第4,676,980号)、およびHIV感染の処置のために(WO91/00360;WO92/200373;EP03089)提案されてきた。この抗体(架橋剤を含む抗体を含む)は、インビトロで、合成タンパク質化学において公知の方法を使用して調製され得ることが意図される。例えば、免疫毒素は、ジスルフィド交換反応の使用またはチオエーテル結合の形成によって構築され得る。この目的のための適切な試薬の例としては、イミノチオレートおよびメチル−4−メルカプトブチルイミデート、ならびに例えば米国特許第4,676,980号において開示される試薬が挙げられる。
【0160】
(8.エフェクター機能の操作)
本発明のFGF−CX抗体を、エフェクター機能について、例えば癌の処置における抗体の効力を増大するように改変することが望ましくあり得る。例えば、システイン残基は、Fc領域に導入され得、それによってこの領域内での鎖間ジスルフィド結合の形成を可能にする。このように作製されたホモダイマー抗体は、改良されたインターナリゼーションの可能性および/または増加した補体媒介細胞殺傷、ならびに抗体依存性細胞毒性(ADCC)を有し得る。Caronら、J.Exp.Med.、176:1191−1195(1192)およびShopes、J.Immunol.148:2918−2922(1992)を参照のこと。増強された抗腫瘍活性を有するホモダイマー抗体はまた、Wolffら、Cancer Research、53:2560−2565(1993)に記載されるヘテロ二官能性架橋剤を使用して調製され得る。あるいは、2つのFc領域を有し、それによって増強された補体溶解およびADCCの可能性を有し得る抗体は操作され得る。Stevensonら、Anti−Cancer Drug Design,3:219−230(1989)を参照のこと。
【0161】
(9.免疫結合体)
本発明はまた、細胞毒性剤(例えば、化学療法剤、毒素(例えば、細菌、真菌、植物、または動物起源の酵素学的に活性な毒素、あるいはそれらのフラグメント)、または放射性同位体(すなわち、放射性結合体))に結合したFGF−CX抗体を含む免疫結合体に関する。
【0162】
このような免疫結合体の作製において有用な化学療法剤は、上記に記載される。使用され得る酵素学的に活性な毒素およびそれらのフラグメントとしては、ジフテリアA鎖、ジフテリア毒素の非結合活性フラグメント、外毒素A鎖(Pseudomonas aeruginosa由来)、リシンA鎖、アブリンA鎖、モデシン(modeccin)A鎖、α−サルシン、Aleurites fordiiタンパク質、ジアンチン(dianthin)タンパク質、Phytolaca americanaタンパク質(PAPI、PAPII、およびPAP−S)、momordica charantiaインヒビター、クルシン(curcin)、クロチン(crotin)、sepaonaria officinalisインヒビター、ゲロニン(gelonin)、ミトゲリン(mitogellin)、レストリクトシン(restrictocin)、フェノマイシン(phenomycin)、エノマイシン(enomycin)、およびトリコテセン(tricothecen)が挙げられる。種々の放射性核種は、放射性結合した抗体の作製のために利用可能である。例として、212Bi、131I、131In、90Y、および186Reが挙げられる。
【0163】
抗体および細胞毒性因子の結合体は、種々の二官能性タンパク質結合因子(例えば、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオール)プロピオネート(SPDP)、イミノチオラン(iminothiolane)(IT)、イミドエステルの二官能性誘導体(例えば、ジメチルアジピミデート HCL)、活性エステル(例えば、ジスクシンイミジルスベレート)、アルデヒド(例えば、グルタルアルデヒド(glutareldehyde))、ビスアジド化合物(例えば、ビス(p−アジドベンゾイル)ヘキサンジアミン)、ビス−ジアゾニウム誘導体(例えば、ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミン)、ジイソシアネート(例えば、トリエン2,6−ジイソシアネート)、およびビス−活性フッ素化合物(例えば、1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼン))を使用して作製される。例えば、リシン免疫毒素は、Vitettaら、Science,238:1098(1987)に記載されるように調製され得る。炭素−14−標識された1−イソチオシアナトベンジル−3−メチルジエチレントリアミン五酢酸(MX−DTPA)は、放射性ヌクレオチドの抗体への結合のための例示的なキレート剤である。WO94/11026を参照のこと。
【0164】
別の実施形態において、腫瘍の前標的化における利用のために、この抗体は、「レセプター」(例えば、ストレプトアビジン)に結合され得、ここで抗体−レセプター結合体は患者に投与され、続いて除去剤を使用して結合していない結合体が循環から除去され、次いで細胞毒性因子に順に結合する「リガンド」(例えば、アビジン)が投与される。
【0165】
(10.免疫リポソーム)
本明細書中に開示される抗体はまた、免疫リポソームとして処方され得る。抗体を含むリポソームは、当該分野で公知の方法(例えば、Epsteinら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、82:3688(1985);Hwangら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、77:4030(1980);ならびに米国特許第4,485,045号および同第4,544,545号に記される方法)によって調製される。増強された循環時間を有するリポソームは、米国特許第5,013,556号に記載されている。
【0166】
特に有用なリポソームは、ホスファチジルコリン、コレステロール、およびPEG−誘導体化ホスファチジルエタノールアミン(PEG−PE)を含む脂質組成物を用いる逆相エバポレーション法によって生成され得る。リポソームは、所定の穿孔サイズのフィルターを通して押し出され、所望の直径を有するリポソームが得られる。本発明の抗体のFab’フラグメントは、Martinら、J.Biol.Chem.,257:286−288(1982)に記載されるようにジスルフィド交換反応を介してリポソームに結合体化され得る。化学療法剤(例えば、ドキソルビシン)が、必要に応じてリポソーム内に含まれる。Gabizonら、J.National Cancer Inst.,81(19):1484(1989)を参照のこと。
【0167】
(11.本発明のタンパク質に対する抗体の診断適用)
本発明のFGF−CXタンパク質に対する抗体は、タンパク質の局在化および/または定量化に関連する分野で公知の方法(例えば、適切な生理学的サンプル内のタンパク質のレベルを測定するための使用、診断方法における使用、タンパク質を画像化する上での使用など)において使用され得る。所定の実施形態において、タンパク質または抗原結合ドメインを含むその誘導体、フラグメントもしくはホモログに対する抗体は、薬理学的に活性な化合物として利用される(以下を参照のこと)。
【0168】
本発明のFGF−CXタンパク質に対して特異的な抗体は、標準的な技術(例えば、免疫アフィニティークロマトグラフィーまたは免疫沈降)によりタンパク質を単離するために使用され得る。このような抗体は、細胞からの天然のタンパク質抗原の精製、および宿主細胞において発現された組換え産生された抗体の精製を容易にし得る。さらに、このような抗体は、抗原タンパク質の生成量および発現パターンを評価するために、(例えば、細胞溶解物または細胞上清中の)抗原タンパク質を検出するために使用され得る。FGF−CXタンパク質に対する抗体を診断的に使用して、例えば、所定の処置レジメンの有効性を決定するために、臨床試験手順の一部として組織中のタンパク質レベルをモニタリングし得る。検出は、検出可能な物質に抗体をカップリングする(すなわち、物理学的に連結する)ことによって容易にされ得る。検出可能な物質の例としては、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ステラーゼが挙げられ;適切な補欠分子族の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;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;発光物質の例としては、ルミノールが挙げられ;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、そして適切な放射性物質の例としては、125I、131I、35Sまたは3Hが挙げられる。
【0169】
(12.抗体治療剤)
本発明のFGF−CX抗体(ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体および完全ヒト抗体を含む)は、治療剤として使用され得る。このような薬剤は、一般に被験体の疾患または病理を処置または予防するために使用される。抗体調製物(好ましくは、標的抗原に対して高度な特異性および高度な親和性を有する抗体)は、被験体に投与され、そして一般に標的との結合に起因して効果を有する。このような効果は、所定の抗体分子と問題の標的抗原との間の特異的な相互作用の性質に依存して、2種類の効果があり得る。第1の場合、抗体の投与は、天然で結合する内因性リガンドと標的との結合を抑止または阻害し得る。この場合、この抗体は、標的に結合し、そして天然に存在するリガンドの結合部位をマスクし、ここで、このリガンドはエフェクター分子として役立つ。従って、レセプターは、リガンドが応答するシグナル伝達経路を媒介する。
【0170】
あるいは、この効果は、この抗体が標的分子上でエフェクター結合部位と結合することによって生理学的結果を惹起する効果であり得る。この場合、この標的(疾患または病理において不在または欠損し得る内因性リガンドを有するレセプター)は、代替エフェクターリガンドとして抗体と結合し、レセプターによってレセプターベースのシグナル伝達事象を開始する。
【0171】
本発明の抗体の治療有効量は、一般に、治療目的を達成するために必要とされる量に関連する。上記のように、これは、抗体とその標的抗体との間の結合相互作用であり得、特定の場合にこの標的の機能を妨害し、そして別の場合に生理学的応答を促進する。投与されるべき必要量は、さらに、特異的抗原に対する抗体の結合親和性に依存し、そして投与された抗体が投与される他の被験体の自由体積から除去される速度にも依存する。本発明の抗体または抗体フラグメントの治療有効用量の一般的な範囲は、非制限例であるが、約0.1mg/kg体重〜約50mg/kg体重であり得る。一般的な用量頻度は、例えば、1日に2回〜1週間に1回までの範囲であり得る。
【0172】
(13.抗体の薬学的組成物)
本発明のFGF−CXタンパク質と特異的に結合する抗体および本明細書中に開示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分子は、薬学的組成物の形態で種々の障害の処置のために投与され得る。このような組成物の調製に関与する原理および考察、ならびに成分の選択における手引きは、例えば、以下に提供される:Remington:The Science And Practice Of Pharmacy 19版(Alfonso R.Gennaroら編)Mack Pub.Co.,Easton,Pa.1995:Drug Absorption Enhancement:Concepts,Possiblities,Limitations,And Trends,Hawood Acacemic Publishers,Langhorne,Pa.,1994;およびPeptide And Protein Drug Delivery(Advances In Parenteral Science,第4巻)1991,M.Dekker,New York。
【0173】
抗原タンパク質が細胞内に存在し、そして全抗体がインヒビターとして使用される場合、抗体を内在化することが好ましい。しかし、リポソームはまた、抗体または抗体フラグメントを細胞に送達するために使用され得る。抗体フラグメントを使用する場合、標的タンパク質の結合ドメインに特異的に結合する最も小さい阻害フラグメントが好ましい。例えば、抗体の可変領域配列に基づいて、標的タンパク質配列と結合する能力を保持するペプチド分子が設計され得る。このようなペプチドは、化学的に合成され得るかおよび/または組換えDNA技術によって産生され得る。例えば、Marascoら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:7889−7893(1993)を参照のこと。本明細書中の処方物はまた、必要な場合、特定の徴候を処置するのに必要とされる、1つより多い活性化合物、好ましくは、互いに不利な影響を及ぼさない相補的活性を有する1より多い活性化合物を含み得る。あるいは、またはさらに、この組成物は、その機能を強化する薬剤(例えば、細胞毒性剤、サイトカイン、化学療法剤または増殖阻害剤)を含み得る。このような分子は、意図される目的のために有効な量の組合せで適切に存在する。
【0174】
この活性成分は、例えば、コロイド薬物送達系(例えば、リポソーム、アルブミンマイクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子、およびナノカプセル)またはマクロエマルジョンにおいて、それぞれ従来の技術または界面重合化(それぞれ、例えば、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ−(メチルメタクリレート)マイクロカプセルによって調製されるマイクロカプセル中に包理され得る。
【0175】
インビボ投与に使用されるべき処方物は、滅菌されなければならない。これは、滅菌濾過膜を通す濾過によって容易に達成される。
【0176】
(FGF−CX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、FGF−CX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。本明細書中で使用される場合、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。ベクターの1つの型は「プラスミド」であり、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。ベクターの別の型はウイルスベクターであり、ここでさらなるDNAセグメントはこのウイルスゲノムに連結され得る。特定のベクターは導入された宿主細胞中で自律的に複製し得る(例えば、細菌の複製起源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、宿主細胞に導入される際に宿主細胞のゲノムに組み込まれ、それによって宿主のゲノムと共に複製される。さらに、特定のベクターは、作動可能に連結された遺伝子の発現を指向し得る。このようなベクターは、本明細書中で「発現ベクター」といわれる。一般的に、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、このプラスミドはベクターの最も一般的に使用される形態であるため、交換可能に使用され得る。しかし、本発明は、等価な機能を果たす、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)のような発現ベクターのこのような他の形態を含むことを意図する。
【0177】
本発明の組換え発現ベクターは、本発明の核酸を、宿主細胞における核酸の発現に適切な形態で含む。これはこの組換え発現ベクターが、発現のために使用される宿主細胞に基いて選択される1つ以上の調節配列を含むこと、および発現される核酸配列に作動可能に連結されることを意味する。組換え発現ベクターにおいて、「作動可能に連結される」は、目的のヌクレオチド配列が、ヌクレオチド配列の発現を可能にする様式(例えば、インビトロ転写/翻訳系において、またはこの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)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。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。調節配列として、多くの型の宿主細胞においてヌクレオチド配列の構成的発現を指向する配列、および特定の宿主細胞においてのみヌクレオチド配列の発現を指向する配列(例えば、組織特異的調節配列)が挙げられる。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理解されている。本発明の発現ベクターは、宿主細胞に導入され、それにより、本明細書に記載されるような核酸によりコードされるタンパク質またはペプチド(融合タンパク質または融合ペプチドを含む)(例えば、FGF−CXタンパク質、FGF−CXタンパク質の変異形態、融合タンパク質など)を生成し得る。
【0178】
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、FGF−CXの発現のために設計され得る。例えば、FGF−CXは、細菌細胞(例えば、E.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)においてさらに考察される。あるいは、組換え発現ベクターは、例えば、T7プロモーター調節配列およびT7ポリメラーゼを用いて、インビトロで転写および翻訳され得る。
【0179】
原核生物におけるタンパク質の発現は、最も頻繁には、融合タンパク質または非融合タンパク質のいずれかの発現を指向する構成的プロモーターまたは誘導性プロモーターを含むベクターを有するE.coliにおいて実行される。融合ベクターは、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)、多く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、以下の3つの目的のために役立つ:(1)組換えタンパク質の発現を増加させるため;(2)組換えタンパク質の溶解度を増加させるため;および(3)アフィニティー精製においてリガンドとして作用することにより、組換えタンパク質を精製する上で補助するため。しばしば、融合発現ベクターにおいて、タンパク質分解的切断部位は、融合タンパク質の精製後に組換えタンパク質が融合部分から分離され得るように、融合部分および組換えタンパク質の結合部分に導入される。このような酵素、およびその同族の認識配列として、第Xa因子、トロンビン、およびエンテロキナーゼが挙げられる。代表的な融合発現ベクターとして、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、それぞれ、pGEX(Pharmacia Biotech Inc;Smith and 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。
【0180】
適切な誘導性非融合E.coli発現ベクターの例として、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。
【0181】
E.coliにおける組換えタンパク質発現を最大化するための1つのストラテジーは、組換えタンパク質をタンパク質分解的に切断する能力が損なわれた宿主細菌中でタンパク質を発現させることである。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)Nucl.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。
【0182】
別の実施形態において、FGF−CX発現ベクターは、酵母発現ベクターである。酵母S.cerivisaeにおける発現のためのベクターの例には、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。
【0183】
あるいは、FGF−CX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。培養された昆虫細胞(例えば、SF9細胞)中で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。
【0184】
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の他の適切な発現系については、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。
【0185】
別の実施形態において、組換え哺乳動物発現ベクターは、特定の細胞型中で優先的に核酸の発現を指向し得る(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)。組織特異的調節エレメントは、当該分野で公知である。適切な組織特異的プロモーターの非限定的な例としては、アルブミンプロモーター(肝臓特異的;Pinkertら(1987)Genes Dev 1:268−277)、リンパ特異的プロモーター(CalameおよびEaton(1988)Adv Immunol 43:235−275)、特に、T細胞レセプタープロモーター(WinotoおよびBaltimore(1989)EMBO J 8:729−733)および免疫グロブリン(Banerjiら(1983)Cell 33:729−740;QueenおよびBaltimore(1983)Cell 33:741−748)のプロモーター、ニューロン特異的プロモーター(例えば、ニューロフィラメントプロモーター;ByrneおよびRuddle(1989)PNAS 86:5473−5477)、膵臓特異的プロモーター(Edlundら(1985)Science 230:912−916)、および乳腺特異的プロモーター(例えば、ミルク乳清プロモーター;米国特許第4,873,316号および欧州出願公開第264,166号)が挙げられる。発生調節性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α−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)。
【0186】
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、FGF−CX 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。種々の細胞型におけるアンチセンスRNA分子の連続的な発現を指向する、アンチセンス方向でクローニングされた核酸に作動可能に連結される調節配列が選択され得る。例えば、アンチセンスRNAの構成的発現、組織特異的発現、または細胞型特異的発現を指向する、ウイルスプロモーターおよび/もしくはエンハンサー、または調節配列が選択され得る。アンチセンス発現ベクターは、組換えプラスミド、ファージミド、または弱毒化されたウイルスの形態であり得、ここではアンチセンス核酸は、高効率調節領域の制御下で産生され、その活性は、ベクターが導入される細胞型によって決定され得る。アンチセンス遺伝子を使用する遺伝子発現の調節の議論については、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。
【0187】
本発明の別の局面は、本発明の組換え発現ベクターが導入された宿主細胞に関する。用語「宿主細胞」および「組換え宿主細胞」は、本明細書中で、交換可能に使用される。このような用語は、特定の対象の細胞をいうのみでなく、そのような細胞の子孫または潜在的な子孫をいうことが理解される。変異または環境的影響のいずれかに起因して、特定の改変は次の世代において存在し得るので、このような子孫は、実際、親の細胞と同一でないかもしれないが、なお、本明細書中で使用されるような用語の範囲内に含まれる。
【0188】
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、FGF−CX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、ヒトチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)またはCOS細胞)で発現され得る。他の適切な宿主細胞は、当業者に公知である。
【0189】
ベクターDNAは、従来的な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)を宿主細胞中に導入するための当該分野で認識される種々の技術をいうことを意図し、これらには、リン酸カルシウムまたは塩化カルシウム共沈殿、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ト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。
【0190】
哺乳動物細胞の安定なトランスフェクションについては、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をそのゲノム中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、薬物に対する耐性を付与するマーカー(例えば、G418、ハイグロマイシン、およびメトトレキセート)が含まれる。選択マーカーをコードする核酸は、増殖プロモーター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。導入された核酸とともに安定にトランスフェクトされる細胞は、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)。
【0191】
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、FGF−CX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、FGF−CX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、この方法は、FGF−CX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、FGF−CX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、この方法はさらに、培地または宿主細胞からFGF−CXを単離する工程を包含する。
【0192】
(トランスジェニック動物)
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、FGF−CXコード配列が導入される、受精した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、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、ここで外因性のFGF−CX配列は、それらのゲノムまたは相同組換え動物(ここで内因性のFGF−CX配列が変更されている)に導入される。このような動物は、FGF−CXの機能および/または活性を研究するため、およびFGF−CXの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、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動物であり、ここでこれらの動物の1つ以上の細胞は、導入遺伝子を含む。トランスジェニック動物の他の例には、非ヒト霊長類、ヒツジ、イヌ、ウシ、ヤギ、ニワトリ、両生類などを含む。導入遺伝子は、細胞のゲノムに組み込まれ(この細胞からトランスジェニック動物が発生する)、そして成熟動物のゲノムに残存する外因性のDNAであり、それによって、この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遺伝子産物の発現を指向する。本明細書中で使用される場合、「相同組換え動物」とは、非ヒト動物であり、好ましくは哺乳動物、より好ましくはマウスであり、ここで、内因性FGF−CX遺伝子は、この内因性の遺伝子と、動物の発生の前に動物の細胞(例えば、動物の胚細胞)に導入された外因性DNA分子との間の相同組換えによって、変更されている。
【0193】
本発明のトランスジェニック動物は、FGF−CXをコードする核酸を、(受精した卵母細胞の雄性前核に導入することによって例えば、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)、およびこの卵母細胞が偽妊娠雌性フォスター動物(foster animal)中で発生す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のヒトFGF−CX DNA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FGF−CX遺伝子の非ヒトホモログ(例えば、マウスFGF−CX遺伝子)は、ヒトFGF−CX 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(上述にさらに記載される)、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、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は、特定の細胞に対して、FGF−CXタンパク質の発現を指向するために、FGF−CX導入遺伝子に作動可能に連結される。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)を生成するための方法は、当該分野で従来的になっており、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。同様の方法は、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初代動物は、そのゲノムにおけるFGF−CX導入遺伝子の存在および/またはその動物の組織または細胞中のFGF−CX 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初代動物は、導入遺伝子を有するさらなる動物を繁殖させるために使用され得る。さらに、FGF−CX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へと繁殖させ得る。
【0194】
相同組換え動物を作製するために、欠失、付加、または置換が導入されて、それによってFGF−CX遺伝子が変化(例えば、機能的に破壊)されている、少なくとも、FGF−CX遺伝子の一部を含むベクターを調製する。FGF−CX遺伝子は、ヒト遺伝子(例えば、配列番号1)であり得るが、より好ましくは、ヒトFGF−CX遺伝子の非ヒトホモログである。例えば、配列番号1のヒトFGF−CX遺伝子のマウスホモログは、マウスゲノムにおいて内因性FGF−CX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、内因性FGF−CX遺伝子が、機能的に破壊される(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)ように設計される。
【0195】
あるいは、このベクターは、相同組換えの際に、内因性FGF−CX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る(例えば、上流の調節領域を変更して、それによって内因性FGF−CX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、FGF−CX遺伝子の変更された部分は、FGF−CX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、相同組換えが、ベクターによって運ばれる外因性FGF−CXタンパク質と胚幹細胞中の内因性FGF−CXタンパク質との間で起こることを可能にする。さらなる隣接するFGF−CXタンパク質核酸は、内因性遺伝子との首尾よい相同組換えに十分な長さである。代表的に、数キロベースの隣接するDNA(5’末端および3’末端の両方)が、ベクターに含まれる。例えば、相同組換えベクターの記載について、Thomasら(1987)Cell 51:503を参照のこと。このベクターは、胚幹細胞株に導入され(例えば、エレクトロポレーションによって)、この導入されたFGF−CX遺伝子が、内因性FGF−CX遺伝子と相同組換えされた細胞が、選択される(例えば、Liら(1992)Cell 69:915を参照のこと)。
【0196】
次いで、この選択された細胞を、動物(例えば、マウス)の胚盤胞へ注入して、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、キメラ胚を、適切な偽妊娠雌性フォスター動物に移植し得、そしてこの胚を、一定期間置く。それらの生殖細胞中に相同組換えDNAを保有する子孫を使用して、動物を繁殖し得、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、この相同組換えDNAを含む。相同的組換えベクターおよび相同的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WO93/04169。
【0197】
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記載については、例えば、Laksoら、1992、PNAS 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種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。
【0198】
本明細書中に記載されるトランスジェニック非ヒト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由来の細胞(例えば、体細胞)を、単離し、増殖周期から抜け出し、そしてG0期に入ることを誘導し得る。次いで、この静止細胞を、例えば、電気パルスの使用により、静止細胞が単離される同種動物由来の、摘出された卵母細胞へ融合し得る。次いで、この再構築された卵母細胞を培養し、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、偽妊娠雌性フォスター動物に移される。この雌性フォスター動物の産生子孫は、この細胞(例えば、体細胞)が単離される動物のクローンである。
【0199】
(薬学的組成物)
本発明のFGF−CX核酸分子、FGF−CXタンパク質、および抗FGF−CX抗体(本明細書中で「活性化合物」といわれる)、ならびにそれらの誘導体、フラグメント、アナログ、およびホモログは、投与に適切な薬学的組成物に組み込まれ得る。このような組成物は、代表的に、核酸分子、タンパク質、または抗体、ならびに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した、任意および全ての溶媒、分散液、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、当該分野における標準的な参考書である、Remington’s Pharmaceutical Sciencesの最新版(本明細書中で参考として援用される)に記載される。このようなキャリアまたは賦形薬の好ましい例としては、水、生理食塩水、リンガー溶液、デキストロース溶液、および5%ヒト血清アルブミンを含むが、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)はまた、使用され得る。薬学的に活性物質である、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。この活性化合物と不適合性である任意の従来の媒体または薬剤の範囲を除いて、組成物におけるその使用は、企図される。補足的な活性化合物はまた、この組成物に組み込まれ得る。
【0200】
本発明の薬学的組成物は、その意図される投与の経路と適合可能に処方される。投与経路の例としては、非経口(例えば、静脈内、皮内、皮下)、経口(例えば、吸入)、経皮的(すなわち、局所的)、経粘膜、および直腸投与が挙げられる。非経口、皮内、または皮下適用のために使用される溶液または懸濁液としては、以下の成分が挙げられ得る:滅菌賦形薬(注射のための水、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);抗菌性剤(例えば、ベンジルアルコールまたはメチルパラベン);抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸または重亜硫酸ナトリウム);キレート剤(例えば、エチレンジアミン四酢酸);緩衝液(例えば、アセテート、シトラートまたはホスフェート);および張度の調整のための薬剤(例えば、塩化ナトリウムまたはデキストロース)。pHは、酸または塩基(例えば、塩酸または水酸化ナトリウム)を用いて調整され得る。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複数用量バイアルに封入され得る。
【0201】
注射使用に適した薬学的組成物は、滅菌の水溶液(ここで、水溶性)または分散液および滅菌注射可能な溶液または分散液の即席調製のための滅菌粉末を含む。静脈内投与について、適切なキャリアには、生理食塩水、静菌性水、Cremophor ELTM(BASF、Parsippany、N.J.)またはリン酸塩緩衝化生理食塩水(PBS)が挙げられる。全ての場合において、組成物は、滅菌性であるべきであり、そして容易な注入性(syringeability)が存在する程度に流動的であるべきである。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、細菌および真菌などの微生物の汚染作用に対して保護されるべきである。このキャリアは、例えば、以下を含む溶媒または分散媒体であり得る:例えば、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、レシチンなどのコーティングの使用によって、分散に関しては、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。微生物の作用の予防は、種々の抗菌および抗真菌剤(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、糖、マンニトール(manitol)、ソルビトールなどのポリアルコール、塩化ナトリウム)を含むことが好ましい。注射可能組成物の長期の吸収は、吸収を遅らせる薬剤(例えば、アルミニウムモノステアレートおよびゼラチン)を組成物に含ませることによってもたらされ得る。
【0202】
滅菌注射可能溶液は、必要量のこの活性化合物(例えば、FGF−CXタンパク質あるいは抗FGF−CX抗体)を、適切な溶媒中に、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、分散液は、活性化合物を、基本分散媒体および上記で列挙される成分から必要とされる他の成分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。滅菌注射可能溶液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、活性成分および予め滅菌濾過されたその溶液からの任意のさらなる所望の成分の粉末を得る。
【0203】
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、マウスウォッシュ(mouthwash)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、そして素早く動かされ(スイッシュ)(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材料が、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、以下のいずれか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)、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Sterotes);グライダント(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)。
【0204】
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、エアロゾルスプレーの形態で送達される。
【0205】
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、浸透されるバリアに対して適切な浸透剤が、処方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、鼻スプレーまたは坐剤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、軟膏、ゲル、またはクリーム剤へ処方される。
【0206】
この化合物はまた、直腸送達のための坐剤の使用(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ベースと共に)または保持浣腸の形態で調製され得る。
【0207】
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、当該業者には明らかである。これらの材料はまた、Alza CorporationおよびNova Pharmaceuticals,Inc.から市販されている。リポソーム懸濁液(ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体を含む、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。
【0208】
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、処置される被験体のための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性、および達成される特定の治療効果によって決定されるか、あるいはこれらに直接依存する。
【0209】
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、任意の複数の経路(例えば、米国特許第5,703,055号に記載される)に送達され得る。従って、送達は、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)または定位注射(例えば、Chenら(1994)PNAS 91:3054−3057を参照のこと)が挙げられる。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、または遺伝子送達ビヒクルが組み込まれる徐放性マトリックスを含み得る。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)、この薬学的調製物は、遺伝子送達系を産生する1以上の細胞を含み得る。
【0210】
薬学的組成物は、投与のための使用説明書をとともに、キット(例えば、容器、包装、またはディスペンサー)に含まれ得る。
【0211】
(本発明の使用および方法)
本明細書中で記載される核酸分子、タンパク質、タンパク質ホモログ、および抗体が、以下の1つ以上の方法において使用され得る:(a)スクリーニングアッセイ;(b)検出アッセイ(例えば、染色体マッピング、組織タイピング、法医学生物学);(c)予測医学(例えば、診断アッセイ、予後アッセイ、臨床試験モニタリング、および薬理ゲノミクス);ならびに(d)処置の方法(例えば、治療および予防)。本明細書中に記載されるように、1つの実施形態において、本発明のFGF−CXタンパク質は、ATPを結合する能力を有する。
【0212】
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、FGF−CXタンパク質を(例えば、遺伝子治療用途における宿主細胞中の組換え発現ベクターを介して)発現するため、FGF−CX mRNA(例えば、生物学的サンプルにおいて)またはFGF−CX遺伝子における遺伝子損傷を検出するため、ならびにFGF−CX活性を調節するために使用され得る。さらに、FGF−CXタンパク質は、FGF−CX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FGF−CXタンパク質の不十分なもしくは過剰な産生によって特徴付けられる障害、あるいはFGF−CX野生型タンパク質と比較して減少したかもしくは異常な活性を有するFGF−CXタンパク質形態の産生によって特徴付けられる障害(例えば、増殖障害または分化障害)を処置するために使用され得る。さらに、本発明の抗FGF−CX抗体が、FGF−CXタンパク質を検出して単離するため、およびFGF−CX活性を調節するために使用され得る。
【0213】
本発明は、さらに、上述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。
【0214】
(スクリーニングアッセイ)
本発明は、調節因子、すなわち、FGF−CXタンパク質に結合するか、あるいは例えば、FGF−CX発現またはFGF−CX活性に対して刺激効果または阻害効果を有する、候補物または試験化合物もしくは薬剤(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。
【0215】
1つの実施形態において、本発明は、FGF−CXの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に結合するか、またはそれらの活性を調節する、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任意の多数のアプローチを使用して得られ得、これらのライブラリーには、以下が挙げられる:生物学的ライブラリー;空間的にアドレス可能な平行固相もしくは溶液相ライブラリー;デコンボリューション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(Lam(1997)Anticancer Drug Design 12:145)。
【0216】
分子ライブラリーの合成のための方法の例は、当該分野において、例えば以下に見出され得る:DeWittら(1993)Proc Natl Acad Sci U.S.A.90:6909;Erbら(1994)Proc 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。
【0217】
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 U.S.A.87:6378〜6382;Felici(1991)J Mol Biol 222:301〜310;Ladner(上述))において示され得る。
【0218】
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FGF−CX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、FGF−CX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FGF−CXタンパク質に結合する能力の決定は、例えば、その試験化合物を放射性同位体標識または酵素標識とカップリングさせることによって達成され得る。その結果、この試験化合物のFGF−CX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、複合体中のその標識化合物を検出することによって決定され得る。例えば、試験化合物は、125I、35S、14C、または3H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FGF−CX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、FGF−CXと結合する公知の化合物と接触させて、アッセイ混合物を形成する工程、このアッセイ混合物に試験化合物を接触させる工程、およびこの試験化合物がFGF−CX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FGF−CXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程が、この試験化合物が、公知の化合物と比較して、FGF−CX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。
【0219】
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FGF−CX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、およびこの試験化合物が、FGF−CX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、FGF−CX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、FGF−CXタンパク質が、FGF−CX標的分子に結合するか、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、FGF−CXタンパク質が自然に結合または相互作用する分子であり、例えば、FGF−CX相互作用タンパク質を発現する細胞表面上の分子、第二の細胞の表面上の分子、細胞外環境中の分子、細胞膜の内部表面と会合する分子、または細胞質分子である。FGF−CX標的分子は、本発明の非FGF−CX分子あるいはFGF−CX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、FGF−CX標的分子は、シグナル伝達経路の構成要素であり、これは、細胞膜を介した細胞内への細胞外シグナル(例えば、化合物が膜結合FGF−CX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FGF−CXとの会合を容易にするタンパク質であり得る。
【0220】
FGF−CXタンパク質がFGF−CX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、FGF−CXタンパク質がFGF−CX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FGF−CX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。
【0221】
なお別の実施形態において、本発明のアッセイは、無細胞アッセイであり、これは、FGF−CXタンパク質またはその生物学的に活性な部分と試験化合物とを接触させる工程、およびその試験化合物がFGF−CX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FGF−CX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かのいずれかで決定され得る。1つの実施形態において、このアッセイは、FGF−CXタンパク質またはその生物学的に活性な部分と、FGF−CXに結合する公知の化合物とを接触させて、アッセイ混合物を形成する工程、このアッセイ混合物と試験化合物とを接触させる工程、およびその試験化合物がFGF−CX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FGF−CXタンパク質と相互作用する能力を決定する工程は、この試験化合物が、公知の化合物と比較して、FGF−CXまたはその生物学的に活性な部分に優先的に結合する能力を決定する工程を包含する。
【0222】
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、これは、FGF−CX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、およびその試験化合物がFGF−CX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FGF−CXの活性を調節する能力の決定は、例えば、FGF−CXタンパク質が、FGF−CX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FGF−CXの活性を調節する能力の決定は、FGF−CXタンパク質が、FGF−CX標的分子をさらに調節する能力を決定することにより、達成され得る。例えば、この標的分子の適切な基質に対する触媒活性/酵素活性は、上に記載のように決定され得る。
【0223】
なお別の実施形態において、無細胞アッセイは、FGF−CXタンパク質またはその生物学的に活性な部分と、FGF−CXに結合する公知の化合物とを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、およびこの試験化合物がFGF−CX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FGF−CXタンパク質と相互作用する能力の決定は、FGF−CXタンパク質が、FGF−CX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。
【0224】
本発明の無細胞アッセイは、FGF−CXの可溶性形態または膜結合形態の両方の使用を受け入れる。膜結合形態のFGF−CXを含む無細胞アッセイの場合には、膜結合形態のFGF−CXが溶液中に維持されるように、可溶化剤を利用することが望ましくあり得る。このような可溶化剤の例には、非イオン性界面活性剤が挙げられ、例えば、n−オクチルグルコシド、n−ドデシルグルコシド、n−ドデシルマルトシド、オクタノイル−N−メチルグルカミド、デカノイル−N−メチルグルカミド、Triton(登録商標)X−100、Triton(登録商標)X−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)n(Isotridecypoly(ethylene glycol ether)n)、N−ドデシル−N,N−ジメチル−3−アンモニオ−1−プロパンスルホネート、3−(3−コラミドプロピル)ジメチルアンモニオ−1−プロパンスルホネート(3−(3−cholamidopropyl)dimethylamminiol−1−propane sulfonate)(CHAPS)、または3−(3−コラミドプロピル)ジメチルアンモニオ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホネート(3−(3−cholamidopropyl)dimethylamminiol−2−hydroxy−1−propane sulfonate)(CHAPSO)である。
【0225】
本発明の上記アッセイ方法の1つ以上の実施形態において、FGF−CXまたはその標的分子のいずれかを固定して、そのタンパク質の一方または両方の非複合体化形態からの複合体化形態の分離を促進し、そしてそのアッセイの自動化に適用させることが、望ましくあり得る。試験化合物のFGF−CX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FGF−CXの標的分子との相互作用は、これらの反応物を収容するのに適切な任意の容器内で、達成され得る。このような容器の例には、マイクロタイタープレート、試験管、および微小遠心管が挙げられる。1つの実施形態において、そのタンパク質の一方または両方がマトリックスに結合することを可能にするドメインを付加する融合タンパク質が、提供され得る。例えば、GST−FGF−CX融合タンパク質またはGST標的融合タンパク質は、グルタチオンセファロースビーズ(Sigma Chemical、St.Louis、MO)またはグルタチオン誘導体化マイクロタイタープレート上に吸着され得、次いで、これらは、試験化合物と合わせられるか、あるいは試験化合物および非吸着の標的タンパク質またはFGF−CX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、複合体形成を導く条件下(例えば、塩およびpHについての生理学的条件)でインキュベートされる。インキュベーションに続いて、ビーズまたはマイクロタイタープレートウェルを洗浄して、結合していないあらゆる成分を除去し、ビーズの場合にはマトリックスを固定し、例えば、上記のように、複合体を直接的または間接的のいずれかで決定する。あるいは、複合体がマトリックスから解離され得、そしてFGF−CX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。
【0226】
タンパク質をマトリックス上に固定するための他の技術もまた、本発明のスクリーニングアッセイにおいて使用され得る。例えば、FGF−CXまたはその標的分子のいずれかが、ビオチンとストレプトアビジンとの結合体化を利用して固定され得る。ビオチン化されたFGF−CXまたは標的分子は、当該分野において周知の技術(例えば、ビオチン化キット、Pierce Chemicals、Rockford、Ill.)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、そしてストレプトアビジンで被覆した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、FGF−CXまたは標的分子と反応性であるが、FGF−CX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FGF−CXが、抗体の結合体化によってウェル内にトラップされ得る。このような複合体を検出するための方法には、GST固定複合体に関しての上記のものに加えて、FGF−CX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FGF−CXまたは標的分子に付随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。
【0227】
別の実施形態において、FGF−CXの発現のモジュレーターは、細胞が候補化合物と接触され、そして細胞中におけるFGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現が決定される方法で同定される。候補化合物の存在下での、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現のレベルは、候補化合物の不在下でのFGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現のレベルと比較される。次いで、候補化合物は、この比較に基づいて、FGF−CXの発現のモジュレーターとして同定され得る。例えば、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現が、候補化合物の存在下で、その候補化合物の不在下よりも大きい(統計的に有意に大きい)場合、この候補化合物は、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現の刺激因子として同定される。あるいは、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現が、候補化合物の存在下でその候補化合物の不在下よりも小さい(統計的に有意に小さい)場合、この候補化合物は、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現のインヒビターとして同定される。細胞中におけるFGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質の発現のレベルは、FGF−CX mRNAまたはFGF−CXタンパク質を検出するための本明細書中に記載される方法によって決定され得る。
【0228】
本発明のなお別の局面において、FGF−CXタンパク質は、ツーハイブリッドアッセイまたはスリーハイブリッドアッセイにおける「ベイト(bait)タンパク質」として使用され得(例えば、米国特許第5,283,317号;Zervosら、(1993)Cell 72:223−232;Maduraら、(1993)J Biol Chem 268:12046−12054;Bartelら、(1993)Biotechniques 14:920−924;Iwabuchiら、(1993)Oncogene 8:1693−1696;およびBrent WO94/10300を参照のこと)、FGF−CXに結合するかまたはそれと相互作用する他のタンパク質(「FGF−CX結合タンパク質」または「FGF−CX−bp」)、ならびにFGF−CXの活性を調節する他のタンパク質を同定する。このようなFGF−CX結合タンパク質はまた、例えば、FGF−CX経路の上流または下流のエレメントとして、FGF−CXタンパク質によるシグナルの伝達に関与するようである。
【0229】
ツーハイブリッドシステムは、分離可能なDNA結合ドメインおよび活性化ドメインからなる、大部分の転写因子の調節(modular)性質に基づく。手短には、このアッセイは、2つの異なるDNA構築物を使用する。1つの構築物において、FGF−CXをコードする遺伝子は、公知の転写因子(例えば、GAL−4)のDNA結合ドメインをコードする遺伝子に融合される。他方の構築物において、DNA配列のライブラリー由来の、未同定タンパク質(「プレイ(prey)」または「サンプル」)をコードするDNA配列は、公知の転写因子の活性化ドメインをコードする遺伝子に融合される。「ベイト」タンパク質および「プレイ」タンパク質がインビボで相互作用し得る場合、FGF−CX依存性複合体を形成して、転写因子のDNA結合ドメインおよび活性化ドメインが、密接に近接される。この近接は、転写因子に応答性の転写調節部位に作動可能に連結されるレポーター遺伝子(例えば、LacZ)の転写を可能にする。レポーター遺伝子の発現が検出され得、そしてこの機能性転写因子を含む細胞コロニーを単離および使用して、FGF−CXと相互作用するタンパク質をコードするクローン化遺伝子を獲得し得る。
【0230】
本発明は、さらに、上記スクリーニングアッセイによって同定される新規試薬および本明細書中に記載されるような処置のためのこれらの使用に関する。
【0231】
(検出アッセイ)
本明細書中で同定されるcDNA配列の部分またはフラグメント(および対応する完全遺伝子配列)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、これらの配列は、(i)それぞれの遺伝子を染色体上にマッピングし;従って、遺伝性疾患に関連する遺伝子領域を位置決めする;(ii)わずかな生物学的サンプルから個体を同定する(組織型決定);そして(iii)生物学的サンプルの法医学的同定において補助するために使用され得る。
【0232】
本発明のFGF−CX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、そして同定のための独特のバンドを得るためにサザンブロット上で調査される。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。
【0233】
さらに、本発明の配列を用いて、個体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、本明細書中に記載されるFGF−CX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。
【0234】
この様式において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、独特の個体同定を提供し得る。本発明の配列は、個体由来および組織由来のこのような同定配列を得るために使用され得る。本発明のFGF−CX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。個々のヒトの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推定される。対立遺伝子変異の多くは、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。
【0235】
本明細書中で記載の配列の各々は、ある程度、標準物質(これに対して個体由来のDNAが同定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。配列番号1または配列番号26の非コード配列は、上記のように、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。推定コード配列が使用される場合、ポジティブな個体識別のためのプライマーのより適切な数は、500〜2,000である。
【0236】
(予測医療)
本発明はまた、診断アッセイ、予後アッセイ、薬理ゲノム学(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、FGF−CXタンパク質および/または核酸の発現、ならびにFGF−CXの活性を、生物学的サンプル(例えば、血液、血清、細胞、組織)の関連で決定し、これによって、個体が、異常なFGF−CXの発現または活性に関連する疾患または障害に罹患しているかどうか、あるいは障害を発症する危険性があるかどうかを決定するための診断アッセイに関する。本発明はまた、個体が、FGF−CX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危険性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、FGF−CX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FGF−CXタンパク質、核酸の発現もしくは活性によって特徴付けられるか、またはそれらに関連した障害の発病の前に個体を予防的に処置する。
【0237】
本発明の別の局面は、個体におけるFGF−CXタンパク質、核酸の発現あるいはFGF−CXの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薬剤(本明細書において「薬理ゲノム学」とよばれる)を選択する。薬理ゲノム学は、個体の遺伝型(例えば、特定の薬剤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薬剤(例えば、薬物)の選択を可能にする。
【0238】
本発明のなお別の局面は、臨床試験におけるFGF−CXの発現または活性に対する薬剤(例えば、薬物、化合物)の影響をモニタリングすることに関する。
【0239】
これらおよび他の薬剤は、以下の節でさらに詳細に記載される。
【0240】
(診断アッセイ)
線維芽細胞増殖因子FGF−1〜FGF−9は、一般に、特定の増殖因子レセプターを有する細胞において細胞増殖を促進する。FGF増殖因子の例としては、手術後の目の前部における上皮細胞(例えば、線維芽細胞およびケラチノサイト)が挙げられる。細胞増殖が役割を果たす他の状態としては、腫瘍、再狭窄、乾癬、デュプュイトラン拘縮、糖尿病合併症、カポージ肉腫および慢性関節リウマチが挙げられる。
【0241】
FGF−CXは、サンプル中または組織中のその対応する線維芽細胞増殖因子レセプターCX(FGFRCX)を検出するための、本発明の方法において使用され得る。この方法は、サンプルまたは組織をFGF−CXと接触させる工程、レセプター−リガンド対を形成させる工程、および任意のFGFRCX:FGF−CX対を検出する工程、を包含する。FGF−CXを含む組成物は、FGFRCX活性を増加させて、例えば、軟骨または骨の修復を刺激するために使用され得る。FGF−CXアンタゴニストまたはFGF−CX結合因子(例えば、抗FGF−CX抗体)を含む組成物は、過剰のFGF−CXまたはFGF−CXの過剰な活性によって引き起こされる疾患(特に、孤立性または遺伝性の多発性外骨腫症、外反母趾変形、軟骨無形成症、滑液膜軟骨腫症および軟骨腫)を処置するために使用され得る。
【0242】
グリア活性化因子(GAF)およびGAFをコードするDNAは、グリア細胞の増殖を特異的に促進するように作用する。GAFを用いてグリア細胞活性を調節し得る、グリア関連障害のいくつかの例は、脳損傷、脳水腫、老年痴呆、アルツハイマー病、糖尿病性ニューロパシーなどである。同様に、FGF−CXが、グリア細胞関連障害の診断および処置に使用され得る。FGF−CXのグリア細胞調節活性は、神経保護様活性であり得、そしてFGF−CXは、神経保護因子として使用され得る。FGF−9(これは、本来、グリア活性化因子として同定された)に対するFGF−CXの密接な相同性に起因して、FGF−CX配列もまた、グリア活性化因子であることが推測され得る。従って、FGF−CXは、グリア細胞の増殖を刺激するために使用され得、そして脳損傷の治癒を促進するために使用され得るか、あるいは脳水腫、老年痴呆、アルツハイマー病または糖尿病性ニューロパシーを処置するために使用され得る。
【0243】
FGF−CXはまた、線維芽細胞(火傷、創傷、潰瘍などの治癒を促進するため)、巨核球(血小板数を増加するため)、造血細胞、免疫系細胞、および血管平滑筋細胞を刺激するために使用され得る。FGF−CXはまた、骨形成促進活性を有することが予測され、そして骨折および骨粗しょう症を処置するために使用され得る。FGF−CXのポリペプチド部分または核酸部分のアッセイは、脳腫瘍の診断において有用であり得、そしてこれらに対する抗体は、このような腫瘍を処置するために使用され得る。これはまた、培養細胞の増殖を刺激するための試薬として使用され得る。推定投薬量は、1ng〜0.1mg/kg/日であるが、処置は、処置される障害の型または重篤度に依存して変化し得る。FGF−CXポリペプチドは、血小板増加因子、骨形成促進因子として使用され得るか、あるいは、脳神経疾患または肝障害(例えば、肝硬変)を処置するために使用され得る。これらはまた、抗癌剤と併用される場合、癌を処置するために使用され得る。FGF−CXポリペプチド、あるいはそのフラグメント、誘導体またはアナログに対する抗体は、FGF−CXポリペプチドの生物学的活性を検出または決定するために使用され得るか、あるいは、FGF−CXポリペプチドを精製するために使用され得る。FGF−CXの細胞増殖活性を中和もするこれらの抗体は、抗癌剤として使用され得る。
【0244】
多くの(全てではないとしても)相同タンパク質が、密接に関連する機能または同一の機能を有することが当該分野で公知である。例えば、Lewin、「Chapter 21:Structural Genes Belong to Families」:Gene II、1985、John Wiley and Sons,Inc.、New Yorkを参照のこと。FGF−CXポリペプチドは、アフリカツメガエルXFGF−CXタンパク質に非常に類似する。このXFGF−CXタンパク質は、高度に増殖性の組織において特異的に発現されることが以前に示されている(例えば、Kogaら、上記、を参照のこと)。従って、FGF−CXはまた、高度に増殖性の組織において細胞活性を調節することが推測される。従って、FGF−CXは、増殖性障害の診断において、ならびに、細胞および組織の増殖が抑制または阻害されている病理学的状態を克服するための、このような細胞および組織の増殖の刺激において、特に有用であり得る。配列番号1または配列番号26のFGF−CX核酸の任意の一部に対応するオリゴヌクレオチドが、FGF−CX様遺伝子の発現を検出するために使用され得る。本発明のタンパク質は、これらのタンパク質に特異的に結合する抗体の産生を刺激するために使用され得る。このような抗体は、サンプル中のタンパク質の存在を検出するための免疫診断手順において使用され得る。本発明のタンパク質は、細胞増殖が望ましい状態において、このような細胞増殖を刺激するために使用され得る。一例は、例えば、造血および血小板形成、胃腸管の内膜、ならびに毛包に対する、化学療法剤の毒性の副作用を相殺することである。これらはまた、神経学的障害(例えば、アルツハイマー病を含む)において、新たな細胞増殖を刺激するために使用され得る。あるいは、アンタゴニスト処置が投与され得、ここでは、本発明のFGF−CX様タンパク質に特異的に結合する抗体が、これらのタンパク質の特定の増殖誘導効果を抑止する。このような抗体は、例えば、増殖性障害(例えば、種々の腫瘍および良性の過形成を含む)の処置において有用であり得る。
【0245】
生物学的サンプルにおいてFGF−CXの存在または非存在を検出するための例示的方法は、試験被験体から生物学的サンプルを得る工程、およびFGF−CXタンパク質またはFGF−CXタンパク質をコードするFGF−CX核酸(例えば、mRNA、ゲノムDNA)を検出し得る化合物または因子を、生物学的サンプルに接触させる工程を包含し、その結果、FGF−CXの存在が、生物学的サンプル中で検出される。FGF−CXのmRNAまたはゲノムDNAを検出するための因子は、FGF−CXのmRNAまたはゲノム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FGF−CX核酸(例えば、配列番号1または配列番号26の核酸)あるいはその一部(例えば、少なくとも15、30、50、100、250または500ヌクレオチド長であり、かつ上記のように、FGF−CXのmRNAまたはゲノムDNAにストリンジェントな条件下で特異的にハイブリダイズするのに十分である、オリゴヌクレオチド)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、本明細書中に記載される。
【0246】
FGF−CXタンパク質を検出するための因子は、FGF−CXタンパク質に結合し得る抗体、好ましくは、検出可能な標識を有する抗体である。抗体は、ポリクローナル抗体であり得るか、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’)2)が使用され得る。プローブまたは抗体に関して、用語「標識(された)」とは、プローブまたは抗体の直接的な標識(検出可能な物質をプローブまた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)ことによる)、ならびに、プローブまたは抗体の間接的な標識(直接標識される別の試薬との反応性による)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る一次抗体の検出、およびビオチンでのDNAプローブの末端標識(その結果、これは、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)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、ならびに被験体内に存在する組織、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使用して、インビトロおよびインビボにて、生物学的サンプル中のFGF−CXのmRNA、タンパク質またはゲノムDNAを検出し得る。例えば、FGF−CX 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。FGF−CX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。FGF−CX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、FGF−CXタンパク質の検出のためのインビボ技術としては、被験体への標識された抗FGF−CX抗体の導入が挙げられる。例えば、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。
【0247】
1つの実施形態において、生物学的サンプルは、試験被験体由来のタンパク質分子を含む。あるいは、生物学的サンプルは、試験被験体由来のmRNA分子または試験被験体由来のゲノム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。
【0248】
別の実施形態において、本発明の方法は、コントロールの被験体からコントロールの生物学的サンプルを得る工程、FGF−CXのタンパク質、mRNAもしくはゲノムを検出し得る化合物または因子を、コントロールサンプルに接触させる工程であって、その結果、FGF−CXのタンパク質、mRNAまたはゲノム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、およびコントロールサンプルにおけるFGF−CXのタンパク質、mRNAまたはゲノムDNAの存在を、試験サンプルにおけるFGF−CXのタンパク質、mRNAまたはゲノムDNAの存在と比較する工程、を包含する。
【0249】
本発明はまた、生物学的サンプル中のFGF−CX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:生物学的サンプル中のFGF−CX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因子;そのサンプル中のFGF−CXの量を決定するための手段;およびそのサンプル中のFGF−CXの量と標準とを比較するための手段。この化合物または因子は、適切な容器内に包装され得る。このキットは、さらに、FGF−CXのタンパク質または核酸を検出するキットを使用するための指示書を備え得る。
【0250】
(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、異常なFGF−CX発現または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にあ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、例えば、増殖障害または分化障害(例えば、過形成、腫瘍、再狭窄、乾癬、デュプュイトラン拘縮、糖尿病性合併症、または慢性関節リウマチなど)およびグリア関連障害(例えば、大脳損傷、糖尿病性神経障害、脳水腫、老年痴呆、アルツハイマー病など)において、FGF−CX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に有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に有する被験体を同定し得る。従って、本発明は、異常なFGF−CX発現または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FGF−CX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、FGF−CXタンパク質または核酸の存在は、異常なFGF−CX発現または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にあ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。
【0251】
さらに、本明細書に記載される予後アッセイを使用して、被験体が薬剤(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物)が投与されて、異常なFGF−CX発現または活性に関連する疾患または障害が処置され得るか否かを決定し得る。例えば、そのような方法を用いて、被験体が障害(例えば、増殖障害、分化障害グリア関連障害など)のための薬剤を用いて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、異常なFGF−CX発現または活性に関連する障害のため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FGF−CXタンパク質または核酸が検出される(例えば、ここで、FGF−CXのタンパク質または核酸の存在は、異常なFGF−CX発現または活性に関連する障害を処置するための薬剤を投与され得る被験体についての診断指標である)。
【0252】
本発明の方法はまた、FGF−CX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増殖障害、分化障害、グリア関連障害などの危険性を有するかまたはこれらの障害に罹患してい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、本発明の方法は、その被験体からの細胞のサンプルにおいて、FGF−CX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変更の少なくとも1つによって特徴付けられる遺伝的損傷、あるいはFGF−CXの遺伝子の誤発現の存在または非存在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:(1)FGF−CX遺伝子からの1つ以上のヌクレオチドの欠失;(2)FGF−CX遺伝子への1つ以上のヌクレオチドの付加;(3)FGF−CX遺伝子の1つ以上のヌクレオチドの置換、(4)FGF−CX遺伝子の染色体再配置;(5)FGF−CX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、(6)FGF−CX遺伝子の異常な改変(例えば、ゲノムDNAのメチル化パターンの異常な改変)、(7)FGF−CX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、(8)FGF−CXタンパク質の非野生型レベル、(9)FGF−CX遺伝子の対立遺伝子の欠失、ならびに(10)FGF−CX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、多数の公知のアッセイ技術が存在し、これらは、FGF−CXの遺伝子における損傷を検出するために使用され得る。好ましい生物学的サンプルは、従来の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。
【0253】
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、アンカーPCRまたはRACE PCR)あるいは、連結連鎖反応(LCR)(例えば、米国特許第4,683,195号および同4,683,202号を参照のこと)におけるプローブ/プライマーの使用を包含する(例えば、Landegranら(1988)Science 241:1077−1080;およびNakazawaら(1994)PNAS 91:360−364を参照のこと)。後者は、FGF−CXの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、FGF−CX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、FGF−CX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大きさ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ために所望され得ることが予想される。
【0254】
代替的な増幅方法としては、以下が挙げられる:自己維持配列複製(Guatelliら、1990、Proc Natl Acad Sci USA 87:1874−1878)、転写増幅系(Kwoh、ら、1989、Proc Natl Acad Sci USA 86:1173−1177)、Q−βレプリカーゼ(Lizardiら、1988、BioTechnology 6:1197)、または他の任意の核酸増幅方法、それに続いて、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。これらの検出スキームは、そのような分子が非常に極少数で存在する場合、核酸分子の検出のために特に有用である。
【0255】
代替の実施形態において、サンプル細胞由来のFGF−CX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で消化され、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違は、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。
【0256】
他の実施形態において、FGF−CXにおける遺伝的変異は、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)Nature Medicine 2:753−759)。例えば、FGF−CXにおける遺伝的変異は、Croninら(上記)において記載されるような光生成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、第一のプローブの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にわたって走査して、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の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。この工程に続いて、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って、特定の変異の特徴付けを可能にする第二のハイブリダイゼーションアレイがある。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。
【0257】
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、FGF−CX遺伝子を直接配列決定し得、そしてサンプルのFGF−CX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、MaximおよびGilbert(1977)PNAS 74:560またはSanger(1977)PNAS 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(Naeveら、(1995)Biotechniques 19:448)。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 Chromatogr 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。
【0258】
FGF−CX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、切断薬剤からの保護を使用して、RNA/RNAもしくはRNA/DNAのヘテロ二重鎖における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)。一般に、「ミスマッチ切断」の当該分野の技術は、野生型のFGF−CX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、そのコントロール鎖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、S1ヌクレアーゼを用いて処理して、そのミスマッチ領域を酵素的に消化し得る。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。次いで、そのミスマッチ領域の消化後、得られた材料を変性ポリアクリルアミドゲル上で、大きさで分離して、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。
【0259】
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FGF−CX 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、FGF−CX配列(例えば、野生型FGF−CX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。
【0260】
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、FGF−CX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、一本鎖配座多型(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FGF−CX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、二次構造が、配列の変化に対してより感受的である、(DNAよりもむしろ)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)。
【0261】
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DNA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)。
【0262】
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が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。
【0263】
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、変異の領域において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、特定の部位で既知の変異の存在を検出することを可能にする。
【0264】
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、FGF−CX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。
【0265】
さらに、FGF−CX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。
【0266】
(薬理ゲノム学(Pharmacogenomics))
FGF−CX活性(例えば、FGF−CX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、異常なFGF−CX活性に関連する障害(例えば、神経障害、癌関連障害または妊娠障害)を処置(予防的または治療的に)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、FGF−CXタンパク質の活性、FGF−CX核酸の発現、あるいは個体におけるFGF−CX遺伝子の変異内容が決定されて、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。
【0267】
薬理ゲノム学は、罹患された人において変更された薬物の性質および異常な作用に起因する、薬物に応答する臨床的に有意な遺伝的変化を扱う。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。遺伝的状態は、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か(変更された薬物作用)、または遺伝的状態は、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(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取後の溶血である。
【0268】
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)ならびにシトクロム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の罹患率は、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。
【0269】
従って、FGF−CXのタンパク質の活性、FGF−CXの核酸の発現、あるいは個体におけるFGF−CXの遺伝子の変異内容を決定されて、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、投薬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FGF−CX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。
【0270】
(臨床的効果のモニタリング)
FGF−CX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おいてもまた適用され得る。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薬剤が、FGF−CXの遺伝子発現、タンパク質レベルを増加、またはFGF−CX活性をアップレギュレートする効力を、減少されたFGF−CX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されたFGF−CXの活性を示す被験体の臨床試験においてモニターし得る。あるいは、スクリーニングアッセイによって決定される薬剤が、FGF−CXの遺伝子発現、タンパク質レベルを減少、またはFGF−CXの活性をダウンレギュレートする効力を、増加されたFGF−CX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されたFGF−CXの活性を示す被験体の臨床試験においてモニターし得る。このような臨床試験において、FGF−CXの発現または活性、および好ましくは、例えば、増殖障害または神経障害に関与した他の遺伝子が、「リードアウト(読み出し)(read out)」、すなわち、特定の細胞の応答性のマーカーとして使用され得る。
【0271】
例えば、FGF−CXを含む遺伝子(これは、FGF−CX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。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FGF−CX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FGF−CX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。
【0272】
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、FGF−CX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、FGF−CX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FGF−CX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FGF−CXのタンパク質、mRNA、またはゲノムDNAと比較する工程;ならびに(vi)この比較に従って、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FGF−CXの発現または活性を増加するために(すなわち、この薬剤の効力を増加するために)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FGF−CXの発現または活性を減少するために(すなわち、この薬剤の効力を減少するために)望ましくあり得る。
【0273】
(処置の方法)
本発明は、FGF−CXの異常な発現または活性に関連する障害の危険性がある(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。
【0274】
(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)FGF−CXポリペプチド、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)FGF−CXペプチドに対する抗体;(iii)FGF−CXペプチドをコードする核酸;(iv)アンチセンス核酸および「機能不全性」である(すなわち、FGF−CX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)核酸の投与が、相同組換えによってFGF−CX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(例えば、Capecchi、1989、Science 244:1288〜1292を参照のこと);または(v)FGF−CX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))。
【0275】
(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:FGF−CX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。
【0276】
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FGF−CX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)。
【0277】
1つの局面において、本発明は、被験体においてFGF−CXの異常な発現または活性と関連する疾患または状態を、FGF−CXの発現または少なくとも1つのFGF−CX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。FGF−CXの異常な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FGF−CX異常の特徴である症状の発現の前に行い得る。このFGF−CX異常の型に依存して、例えば、FGF−CXアゴニスト薬剤またはFGF−CX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。
【0278】
本発明の別の局面は、治療目的のためにFGF−CX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FGF−CX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。FGF−CX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、FGF−CXタンパク質の天然に存在する同族リガンド、ペプチド、FGF−CX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、1つ以上のFGF−CXタンパク質活性を刺激する。このような刺激薬剤の例としては、活性なFGF−CXタンパク質、およびその細胞に導入されたFGF−CX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、1つ以上のFGF−CXタンパク質活性を阻害する。このような阻害薬剤の例としては、アンチセンスFGF−CX核酸分子、および抗FGF−CX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、FGF−CX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、FGF−CX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、FGF−CX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、FGF−CX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。
【0279】
本発明はさらに、以下の非限定的な実施例において記載される。
【0280】
(実施例)
(実施例1.FGF−CX遺伝子の同定)
FGF−CX遺伝子を、Xenopus FGF−CX(Koga,C.,Adati,N.,Nakata,K.,Mikoshiba,K.,Furuhata,Y.,Sata,S.,Tei,H.,Sakati,Y.,Kurokawa,T.,Shiokawa,K.およびYokoyama,K.K.(1999)Biochem.Biophys.Res.Comm.261,756−765;登録番号AB012615)を問い合わせとして用いて、GenbankヒトゲノムDNA配列のTBLASTN(Altschul,S.F.,Gish,W.,Miller,W.,Myers,E.W.およびLipman,D.J.(1990)J.Mol.Biol.215,403−410)検索に従って、同定した。この検索は、第8染色体における高い相同性の遺伝子座(登録番号AB020858)を同定した。イントロン/エキソン境界を、標準的なコンセンサススプライシングパラメータ(Mount,S.M.(1996)Science 271,1690−1692)を既知のFGF由来の相同性と共に使用して、推定した。FGF−CX開始コドンは、AB020858の配列のbp16214に局在しており、そしてこのエキソンの残りの3’部分は、bp15930まで続く。FGF−CXの5’UTRを、公共のEST(登録番号AA232729、AA236522、AI272876およびAI272878)を使用して、この開始コドンの上流にさらに606bpだけ伸長させた。FGF−CX遺伝子の残りの構造は、遺伝子座AB020858に関連する場合に、以下の通りである:イントロン1(bp15929〜9942);エキソン2(bp9941〜9838);イントロン2(bp9837〜7500);エキソン3(bp7499で開始し、そして図13に示すように続く;3’未翻訳領域の構造は、未決定である)。
【0281】
前段落の手順によって発見された遺伝子は、3つのエキソンおよび2つのイントロンを含む(図13)。DNA配列は、開始メチオニンの117bp上流にインフレーム終止コドンを有する、211アミノ酸残基のORFを推定する。この遺伝子が由来したDNAセグメントは、染色体8p21.3−p22(放射線ハイブリッド分析によって確認された位置)にマッピングされる(実施例2を参照のこと)。
【0282】
アミノ酸残基125〜148の間に位置する、PROSITE検索(Bucher,P.&Bairoch,A.(1994)Ismb.2,53−61)によって同定したFGFシグネチャーモチーフ(G−X−[LI]−X−[STAGP]−X(6,7)−[DE]−C−X−[FLM]−X−E−X(6)−Y)に二重下線を引き、そしてイントロン/エキソン境界を、矢印で示す。イントロン1およびイントロン2は、それぞれ、5988bp長および2338bp長である。5’UTR配列を、公開のESTから誘導し、そして、その全体は示していない。
【0283】
(実施例2.FGF−CXの照射ハイブリッドマッピング)
ヒト染色体マーカーを用いた照射ハイブリッドマッピンングを、FGF−CXについて実行した。使用した手順は、Steen,RGら(A High−Density Integrated Genetic Linkage and Radiation Hybrid Map of the Laboratory Rat,Genome Research 1999(1999年5月21日にオンラインで公開された)Vol.9,AP1−AP8,1999)に記載される手順と同様である。無作為化した照射誘導ヒト染色体フラグメントを含む93個の細胞クローンのパネルを、特有の様式で探索しているクローンを同定するように設計したPCRプライマーを用いて、96ウェルプレートにおいてスクリーニングした。FGF−CXをコードするヌクレオチド配列が同定されるDNAセグメントを、染色体8p21.3−p22に対するマッピングとして印をつけた。FGF−CXが、マーカーAFM177XB10と重複する座位であり、かつマーカーWI−5104から1.6cR、マーカーWI−9262から3.2cRである座位において、染色体8にマッピングすることを見出すことによって、本分析によりこの結果を正確にした。
【0284】
(実施例3.FGF−CXタンパク質をコードする配列の分子クローニング) 全長FGF−CXをコードするオープンリーディングフレームを示すDNAセグメントのPCRによる増幅のために、オリゴヌクレオチドプライマーを設計した。順方向プライマーは、BglII制限部位(AGATCT)およびコンセンサスKozak配列(CCACC)を含む。逆方向プライマーは、さらなるサブクローニング目的のためにインフレームのXhoI制限部位を含む。順方向プライマーおよび逆方向プライマーの両方が、5’クランプ配列(CTCGTC)を含む。プライマーの配列は、以下である:
【0285】
【化1】
。
【0286】
50μl容量中、総量5ngのヒト前立腺cDNAテンプレート、各1μMのFGF−CX順方向プライマーおよびFGF−CX逆方向プライマー、5μM dNTP(Clontech Laboratories,Palo Alto CA)および1μlの50×Advantage−HF 2ポリメラーゼ(Clontech Laboratories)を用いて、PCR反応を実行した。以下のPCR反応条件を使用した:
a)96℃ 3分間
b)96℃ 30秒間 変性
c)70℃ 30秒間、プライマーアニーリング(この温度は、1℃/サイクルずつ徐々に低下させた。)
d)72℃ 1分間 伸長。
【0287】
工程(b)〜(d)を10回繰り返す。
【0288】
e)96℃ 30秒間 変性
f)60℃ 30秒間 アニーリング
g)72℃ 1分間 伸長
工程(e)〜(g)を25回繰り返す。
【0289】
h)72℃ 5分間 最終伸長。
【0290】
約640bpの予想サイズを有する単一PCR産物を、アガロースゲル上での電気泳動後に単離し、そしてpCR2.1ベクター(Invitrogen,Carlsbad,CA)に連結した。クローン化した挿入物を、ベクター特異的M13順方向プライマー(−40)およびM13逆方向プライマーを用いて配列決定し、これによって、このヌクレオチド配列が、上流BglIIクローニング部位と下流XhoIクローニング部位との間に直接挿入された図1(配列番号1)の配列に100%同一であることを確認した。クローン化された配列は、推定FGF−CX全長タンパク質をコードするオープンリーディングフレームを構成する。このクローンを、TA−AB02085−S274−Fl9と呼ぶ。
【0291】
(実施例4.哺乳動物発現ベクターpCEP4/Secの調製)
オリゴヌクレオチドプライマー、pSec−V5−His順方向(CTCGT CCTCG AGGGT AAGCC TATCC CTAAC(配列番号14))およびpSec−V5−His逆方向(CTCGT CGGGC CCCTG ATCAG CGGGT TTAAA C(配列番号15))を、V5およびHis6を含むpcDNA3.1−V5His(Invitrogen,Carlsbad,CA)発現ベクターからフラグメントを増幅するように設計した。PCR産物を、XhoIおよびApaIで消化し、そしてXhoI/ApaIで消化したIgκリーダー配列を保有するpSecTag2 Bベクター(Invitrogen,Carlsbad CA)に連結した。インフレームでIgκリーダーおよびV5−His6を含む生じたベクター(pSecV5His)の正確な構造を、DNA配列分析によって確認した。このベクターpSecV5Hisを、PmeIおよびNheIで消化して、正確なフレームで上記のエレメントを維持するフラグメントを提供した。PmeI−NheIフラグメントを、BamHI/KlenowおよびNheIで処理したベクターpCEP4(Invitrogen,Carlsbad,CA)に連結した。生じるベクターをpCEP4/Secと命名し、そしてこのベクターは、インフレームでIgκリーダー、目的のクローン挿入のための部位、ならびにV5エピトープおよび6×HisをPCMVおよび/またはPT7プロモーターの制御下で含む。pCEP4/Secは、任意のタンパク質をIgκ鎖シグナルペプチドに続くマルチクローニング部位に融合させることによって、異種タンパク質の発現および分泌を可能にする発現ベクターである。C末端のV5エピトープタグおよび6×His tag(Invitrogen,Carlsbad,CA)の存在を補助として、発現されたタンパク質を検出および精製する。
【0292】
(実施例5.ヒト胚性腎臓(HEK)293細胞におけるFGF−CXの発現)
FGF−CX配列を含むBglII−XhoIフラグメントを、TA−AB02085−S274−F19(実施例3)から単離し、そしてBamHI−XhoIで消化したpCEP4/Secにサブクローニングして、発現ベクターpCEP4/Sec−FGF−CXを作製した。このpCEP4/Sec−FGF−CXベクターを、製造業者の指示書に従ってLipofectaminePlus試薬(Gibco/BRL/Life Technologies,Rockville,MD)を用いて293細胞にトランスフェクトした。細胞ペレットおよび上清を、トランスフェクションの72時間後に収集し、抗V5抗体を用いたウエスタンブロッティング(還元条件)によってFGF−CX発現について調べた。図12は、FGF−CXが293細胞によって分泌された約34kDaの見かけの分子量(Mr)を有するポリペプチドとして発現されることを示す。さらに、主要でないバンドが、約31kaに観察される。
【0293】
(実施例6.E.coli.におけるFGF−CXの発現)
ベクターpRSETA(InVitrogen Inc.,Carlsbad,CA)を、XhoIおよびNcoI制限酵素で消化した。配列 5’ CATGGTCAGCCTAC 3’(配列番号16)および5’ TCGAGTAGGCTGAC 3’(配列番号17)のオリゴヌクレオチドリンカーを、37℃でアニーリングし、そしてXhoI−NcoIで処理したpRSETAに連結した。生じるベクターを、制限分析および配列決定によって確認し、そしてpETMYと命名した。FGF−CXをコードする配列のBglII−XhoIフラグメント(実施例3を参照のこと)を、BamHIおよびXhoI制限酵素で消化したベクターpETMYに連結した。発現ベクターを、pETMY−FGF−CXと命名する。このベクターにおいて、hFGF−CXは、そのN末端が6×HisタグおよびT7エピトープに融合していた。次いで、プラスミドpETMY−FGF−CXを、E.coli発現宿主BL21(DE3,pLys)(Novagen,Madison,WI)にトランスフェクトし、タンパク質FGF−CXの発現を、製造業者の指示書に従って誘導した。誘導後、総細胞を収集し、そしてタンパク質を、抗HisGly抗体(Invitrogen,Carlsbad,CA)を用いたウエスタンブロッティングによって分析した。図14は、FGF−CXが約32kDaのタンパク質として発現されたことを示す。
【0294】
(実施例7.クローン化されたシグナルペプチド有りおよび無しでの、組み換えFGF−CXタンパク質の発現比較)
a)シグナルペプチド無しでの発現
発明の詳細な説明中で記載したように、FGF−CXは古典的アミノ末端シグナル配列を明らかに欠く。FGF−CXが哺乳動物細胞から分泌されるか否かを決定するために、全長FGF−CXタンパク質をコードするBglII−XhoIフラグメントとして得られるcDNAを、TA−AB02085−S274−Fl9(実施例3)からBamHI/XhoI消化pcDNA3.1(Invitrogen)にサブクローニングした。これは、pFGF−CXと称される哺乳動物発現ベクターを提供する。この構築物は、V5エピトープタグおよびポリヒスチジンタグをタンパク質のカルボキシ末端に組み込み、それぞれ、このタンパク質の同定および精製を補助し、そして約27kDaのポリペプチドを生成するはずである。293ヒト胚性腎臓細胞に一過性トランスフェクションした後、馴化培地をトランスフェクションの48時間後に収集した。
【0295】
馴化培地へのFGF−CXの分泌に加えて、FGF−CXが細胞ペレット/ECMと会合することもまた、見出された(データには示さず)。FGFは、細胞表面上および細胞外マトリックス(ECM)中に存在する硫酸ヘパリンプロテオグリカン(HSPG)に結合することが公知であり、本発明者らは、FGF−CXがこのように隔離される可能性を調査した。このために、FGF−CXをトランスフェクトした細胞を、100□M スラミン(suramin)(増殖因子とHSPGとの間の低親和性相互作用を破壊することが公知の化合物(La Rocca,R.V.,Stein,C.A.&Myers,C.E.(1990)Cancer Cells 2,106−115))を含む0.5ml DMEMで、30分間4℃で処理することによって抽出した。次いで、スラミン抽出した馴化培地を、収集し、そして遠心分離(5分間;2000×g)で清澄した。
【0296】
次いで、馴化培地およびスラミン抽出物を等容量の2×ゲルローディング緩衝液と混合した。サンプルを10分間煮沸し、還元条件下、4〜20%勾配ポリアクリルアミドゲル(Novex,DanDiego,CA)上でのSDS−PAGEによって分解し、そしてニトロセルロースフィルター(Novex)に転写した。ウエスタン分析を、HRP結合体化抗V5抗体(Invitrogen)およびECL検出システム(Amersham Phannacia Biotech,Piscataway,NJ)を用いて標準的な手順に従って実行した。
【0297】
予想Mrを有する1つのバンドを、pFGF−CXでトランスフェクトした293細胞からの馴化培地中で同定した(図11A、レーン1)。コントロールベクターでトランスフェクトした細胞からの馴化培地は、抗体と反応しなかった(図11A、レーン5)。スラミン処理後、有意な量のFGF−CXが実際に細胞表面/ECMから放出され得たことが見出され、このことは、HSPGがおそらくこのタンパク質の分離に役割を果たすことを示す(図11A、レーン2)。これらの結果は、FGF−CXが古典的シグナルペプチド無しで分泌され得ることを示す。
【0298】
組換えFGF−CXタンパク質は、DNA合成および細胞増殖(おそらく細胞表面レセプターへのFGF−CXの高い親和性結合を介して媒介され、そしてHSPGとの低い親和性相互作用を介して調節される効果)を刺激する。スラミン抽出データは、FGF−CXが細胞表面上および/またはECMに存在するHSPGに結合することを示唆する。
【0299】
b)シグナルペプチド有りでの発現
タンパク質分泌を増強させる目的のために、FGF−CX cDNAがIgκ遺伝子由来の切断可能なアミノ末端分泌シグナル配列とインフレームで融合している構築物(pCEP4/Sec−FGF−CX)を作製した。生じるタンパク質もまた、pFGF−CXについて上記で記載したようなカルボキシ末端V5およびポリヒスチジンタグを含んだ。293細胞へのトランスフェクション後、約31kDaの予想Mrを有するタンパク質産物を得て、そしてスラミンが有意な量の分離FGF−CXタンパク質を放出することをまた見出した(図11A;レーン3および4)。予想したように、pCEP4/Sec−FGF−CXは、pFGF−CXよりも、多くの可溶性FGF−CXタンパク質を生成した。【0300】
293細胞についての上記の結果と類似した結果を、NIH 3T3細胞で得た(図11B)。
【0301】
(実施例8.PCRによる、FGF−CX核酸のリアルタイム定量発現分析) 種々のクローンの定量発現を、Perkin−Elmer Biosystems ABI PRISM(登録商標) 7700 Sequence Detection Systemで実行したリアルタイム定量PCR(TAQMAN(登録商標)分析)によって、41個の正常サンプルおよび55個の腫瘍サンプルにおいて評価した(ほとんどの場合、図15のパネルAおよびBに示すサンプルは、表3中に同定されるサンプルである)。表3において、以下の略語を使用する:
ca.=癌腫、
*=転移から樹立された、
met=転移、
s cell var=小細胞変異体、
non−s=non−sm=非小、
squam=扁平上皮、
pl.eff=pl effusion=胸水、
glio=神経膠腫、
astro=星状細胞腫、および
neuro=神経芽細胞腫。
【0302】
第1に、96RNAサンプルをβアクチンおよびグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)に対して正規化した。RNA(合計約50ngまたは約1ngポリA+)を、TAQMAN(登録商標)逆転写酵素キット(PE Biosystems,Foster City,CA;カタログ番号N808−0234)および製造者のプロトコールに従ったランダムな6量体を使用してcDNAに変換した。反応を、20μlで実施し、そして30分間48℃でインキュベートした。次いで、cDNA(5μl)を、製造業者のプロトコールに従って、βアクチンおよびGAPDH TAQMAN(登録商標)アッセイ試薬(PE Biosystems;各々、カタログ番号4310881Eおよび4310884E)およびTAQMAN(登録商標)ユニバーサルPCRマスターミックス(PE Biosystems;カタログ番号4304447)を使用するTAQMAN(登録商標)反応のために、別々のプレートに移した。反応を、以下のパラメータを使用して25μlで実施した:50℃で2分;95℃で10分;95℃で15秒/60℃で1分(40サイクル)。結果を、logスケールを使用するCT値(所与のサンプルが、蛍光の閾値レベル超えるサイクル)として記録し、所与のサンプルと最も低いCT値を有するサンプルとの間のRNA濃度の差は、2のΔCT乗として示した。次いで、相対発現パーセントを、このRNAの差の逆数をとって100を掛けることにより得る。βアクチンおよびGAPDHについて得られたCTの平均値は、RNAサンプルを正規化するために使用した。最も高いCT値を生じるRNAサンプルは、さらなる希釈を必要としないが、他の全てのサンプルは、β−アクチン/GAPDHの平均CT値に従ってこのサンプルと比較して希釈した。
【0303】
正規化RNA(5μl)を、cDNAに転換し、製造者の指示に従って、One Step RT−PCR Master Mix Reagents(PE Biosystems;カタログ番号4309169)および遺伝子特異的プライマーを使用するTAQMAN(登録商標)によって分析した。プローブおよびプライマーを、インプットとしてクローン10326230.0.38の配列を使用する、Perkin Elmer BiosystemのPrimer Express Softwareパッケージ(Apple ComputerのMacintosh Power PC用のヴァージョンI)に従って、各アッセイに対して設定した。デフォルトの設定を、反応条件に対して使用し、そして以下のパラメータを、プライマーを選択する前に設計した:プライマーの濃度=250nM、プライマーの融解温度(Tm)範囲=58℃〜60℃、プライマーの最適Tm=59℃、プライマーの最大差=2℃、プローブは、5’Gを有さず、プローブTmは、プライマーTmよりも10℃高くなければならない、アンプリコンサイズ75bp〜100bp。選択されるプローブおよびプライマー(以下を参照のこと)を、Synthegen(Houston,TX,USA)によって合成した。プローブを、未反応の色素を除去するために2回HPLC精製し、プローブのそれぞれ5’末端および3’末端へのレポーター色素およびクエンチャー色素のカップリングを実証するために、質量分析法によって評価した。順方向プライマーおよび逆方向プライマーの最終濃度は、各々900nMであり、そしてプローブの濃度は、200nMであった。
【0304】
PCRについて、各組織および各細胞株からの正規化RNAを、96ウェルPCRプレート(Perkin Elmer Biosystems)の各ウェルにスポットした。2つのプローブ(FGF−CXに特異的なプローブおよび内部標準として作用するための第2の遺伝子特異的プローブ)を含むPCRカクテルを、5mM MgCl2、dNTP(1:1:1:2の比率のdA、dG、dC、dU)、0.25 U/ml AmpliTaq GoldTM(PE Biosystems)、および0.4U/μl RNaseインヒビター、および0.25U/μl 逆転写酵素と共に、1×TaqManTM PCR Master Mixを用いて、PE Biosystems 7700に対して設定した。逆転写を、48℃で30分間実施し、続いて、以下のようにPCR増幅した:95℃ 10分間、次いで、95℃ 15秒間、60℃ 1分間を40サイクル。
【0305】
(表3.TaqMan発現分析において使用した組織サンプル)
番号 組織サンプル
1 内皮細胞
2 内皮細胞(処理)
3 膵臓
4 膵臓ca. CAPAN 2
5 脂肪
6 副腎
7 甲状腺
8 唾液腺
9 下垂体
10 脳(胎児)
11 脳(全体)
12 脳(小脳扁桃)
13 脳(小脳)
14 脳(海馬)
15 脳(視床下部)
16 脳(黒質)
17 脳(視床)
18 脊髄
19 CNS ca.(glio/astro)U87−MG
CNS ca.(glio/astro)U−118−
20 MG
21 CNS ca.(astro)SW1783
CNS ca.*(neuro;met)SK−N
22 AS
23 CNS ca.(astro)SF−539
24 CNS ca.(astro)SNB−75
25 CNS ca.(glio)SNB−19
26 CNS ca.(glio) U251
27 CNS ca.(glio)SF−295
28 心臓
29 骨格筋
30 骨髄
31 胸腺
32 脾臓
33 リンパ節
34 結腸(上行)
35 胃
36 小腸
37 結腸 ca.SW480
結腸 ca.*(SW480
38 met)SW620
39 結腸 ca. HT29
40 結腸 ca.HCT−116
41 結腸 ca.CaCo−2
42 結腸 ca.HCT−15
43 結腸 ca.HCC−2998
胃 ca.*(肝臓 met) NCI−
44 N87
45 膀胱
46 気管
47 腎臓
48 腎臓(胎児)
49 腎臓 ca.786−0
50 腎臓 ca.A498
51 腎臓 ca.RXF 393
52 腎臓 ca.ACHN
53 腎臓 ca.UO−31
54 腎臓 ca.TK−10
55 肝臓
56 肝臓(胎児)
57 肝臓 ca.(肝芽腫)HepG2
58 肺
59 肺(胎児)
60 肺 ca.(小細胞)LX−1
61 肺 ca.(小細胞) NCI−H69
62 肺 ca.(s.cell var.)SHP−77
63 肺 ca.(大細胞)NCI−H460
64 肺 ca.(non−sm.cell)A549
65 肺 ca.(non−s.cell)NCI−H23
66 肺 ca.(non−s.cell)HOP−62
67 肺 ca.(non−s.cl)NCI−H522
68 肺 ca.(squam.)SW 900
69 肺 ca.(squam.)NCI−H596
70 乳腺
71 胸部 ca.*(pl.effusion)MCF−7
72 胸部 ca.*(pl.ef)MDA−MB−231
73 胸部 ca.*(pl.effusion) T47D
74 胸部 ca.BT−549
75 胸部 ca.MDA−N
76 卵巣
77 卵巣 ca.OVCAR−3
78 卵巣 ca.OVCAR−4
79 卵巣 ca.OVCAR−5
80 卵巣 ca.OVCAR−8
81 卵巣 ca.IGROV−1
82 卵巣 ca.*(腹水)SK−OV−3
83 子宮筋層
84 子宮
85 胎盤
86 前立腺
87 前立腺 ca.*(骨met)PC−3
88 精巣
89 黒色腫 Hs688(A).T
90 黒色腫*(met)Hs688(B).T
91 黒色腫 UACC−62
92 黒色腫 M14
93 黒色腫 LOX IMVI
94 黒色腫*(met)SK−MEL−5
95 黒色腫 SK−MEL−28
96 黒色腫 UACC−257
以下のプライマーおよびプローブを設計した。各々は、FGF−CXに特異的であるように、非常に相同性であるヒトFGF−9遺伝子およびヒトFGF−16遺伝子の対応する領域に、最少3つのミスマッチを保有する。セットAg81bは、図1(配列番号1)の塩基270〜塩基343の領域をカバーする。これらは、他の公知のFGFファミリーのメンバーを検出すべきではない。使用したプライマーおよびプローブは以下であった。
Ag81b(F):5’−GGACCACAGCCTCTTCGGTA−3’(配列番号18);
Ag81b(R):5’−TGTCCACACCTCTAATACTGACCAG−3’(配列番号19);
Ag81b(P):5’−FAM−CCCACTGCCACACTGATGAATTCCAA−TAMRA−3’(配列番号20)。
【0306】
代表的な実験からの結果を、図15パネルAおよび図15パネルBに示す。発現を、最高レベルの発現を示すサンプルのパーセンテージとしてプロットする。四連の泳動を行い、これを、種々に陰影を付けたバーで表した。試験された39個の正常ヒト組織において、FGF−CXは、脳、特に小脳において最も高度に発現されることが見出された(図15パネルAおよび図15パネルB)。中枢神経系の他の組織は、はるかにより弱いレベルのFGF−CXを発現した。試験された54個のヒト腫瘍細胞株のうち、FGF−CXは、肺癌腫細胞株(LX−1)、結腸癌腫細胞株(SW−480)、結腸癌細胞株および転移(SW480)、ならびに胃癌腫細胞株(NCI−N87;図15パネルAおよび図15パネルBを参照のこと)において、最も高度に発現されることが見出された。
【0307】
さらなるリアルタイム(実時間)の発現分析を、外科手術の間に得られた腫瘍組織の広範なパネルにおいて実施した。これらの組織は、それ自体実際の腫瘍由来の部分、ならびに代表的に既に炎症しており、そして形成異常の組織学的証拠を示す、「正常隣接組織(NAT)」と称される部分を含む。FGF−CXに特異的であるように選択されたプライマー−プローブセット(Ag81)を、このような外科組織サンプルと共にTaqMan実験において使用した。ここでは、二連の泳動を実施した:
Ag81(F):5’−AGGCAGAAGCGGGAGATAGAT−3’(配列番号21);
Ag81(R):5’−AGCAGCTTTACCTCATTCACAATG−3’(配列番号22);および
Ag81(P):TET−5’−CCATCTACATCCACCACCAGTTGCAGAA−3’−TAMRA(配列番号23)。
Set Ag81は、図1(配列番号1)の塩基477〜塩基554の領域をカバーする。この複写物は、図15パネルCおよび図15パネルDにおいて、灰色および黒の陰影をつけたバーとして示される。この結果は、腫瘍およびその形成異常性NATサンプルの多くの一致した対について、FGF−CXが、腫瘍自体ではなくNATにおいて;より詳細には、腫瘍に隣接した実質細胞において、高度に発現されることを劇的に示す。この一致したパターンを生じる例としては、卵巣癌、膀胱癌、子宮癌、肺癌、前立腺癌、および肝臓癌が挙げられる。
【0308】
理論によって限定されないが、図15パネルCおよび図15パネルDの結果から、FGF−CXが、宿主組織(内皮細胞、間質線維芽細胞、浸潤リンパ球および類似の細胞型)における腫瘍上皮および/または他の成分のパラクリン刺激による腫瘍進行に寄与し得ると考えられる。同様に、FGF−CXは、オートクライン様式でFGF−CXを合成または分泌する宿主組織中の成分を刺激するように機能し得る。これらの宿主成分細胞は、引き続いて、腫瘍画分において作用し得る。
【0309】
一致しない正常組織と比較した、FGF−CXの発現プロフィールの上昇によって、FGF−CXが、腫瘍進行における予定的(prospective)または促進的な役割を果たすことが示唆される。従って、多くの標的化アプローチ(制限することのない例として、モノクローナル抗体、リボザイム、アンチセンスオリゴヌクレオチド、FGF−CXと同族(cognate)レセプターとの相互作用を中和するペプチド、およびFGF−CXについての未同定レセプターを調節する小分子の薬物を含む)のいずれかを使用するFGF−CXの治療的標的化は、疾患進行に対してポジティブな治療的影響を有すると予期される。同様に、腫瘍進行におけるFGF−CXの生物活性を調節するためのこのような薬剤の使用は、従来の化学療法および放射線療法に相乗作用を与えるか、またはそれらを増強すると予期される。FGF−CXの治療的標的化が適用され得る特定の疾患適用としては、結腸、前立腺、肺、腎臓、子宮、乳房、膀胱、卵巣の腺癌が挙げられる。
【0310】
(実施例9.組換えFGF−CXによって取りこまれるブロモデオキシウリジンの刺激)
293−EBNA細胞(Invitrogen)を、Lipofectamine 2000を製造業者のプロトコール(Life Technologies,Gaithersburg,MD)に従って使用してトランスフェクトした。細胞に、トランスフェクションの5時間後、10%胎仔ウシ血清(FBS;Life Technologies)を補充した。BrdUおよび増殖アッセイ(実施例10)のためのタンパク質を生成するために、細胞を洗浄し、そしてトランスフェクションの18時間後、Dulbecco改変Eagle培地(DMEM;Life Technologies)で給餌した。48時間後、この培地を捨て、そしてこの細胞単層を、0.5mlのDMED中で30分間4℃で、100μMスラミン(Sigma,St.Louis,MO)と共にインキュベートした。次いで、このスラミン抽出馴化培地を取り出し、遠心分離(5分間;2000×g)によって清澄化し、そしてカルボキシ末端ポリヒスチジンタグを利用してTALON金属アフィニティークロマトグラフィーに、製造業者の指示書(Clontech,Palo Alto,CA)に従って供した。保持された融合タンパク質を、イミダゾールでカラムを洗浄することによって放出した。
【0311】
FGF−CXタンパク質濃度を、既知の濃度のV5タグ化タンパク質を用いて作成された検量線を使用するウェスタン分析によって推定した。ウェスタン分析のために、馴化培地をトランスフェクションの48時間後に収集し、次いで、細胞単層を、4℃で30分間、100μMスラミンを含有する0.5ml DMEMでインキュベートした。次いで、このスラミン含有馴化培地を収集した。
【0312】
コントロールタンパク質を生成するために、293−EBNA細胞に、pCEP4プラスミド(Invitrogen)をトランスフェクトし、そして上記に概要を述べた精製手順に供した。
【0313】
組換えFGF−CXを、ブロモデオキシウリジン(BrdU)取り込みアッセイにおいてDNA合成を誘導するその能力について試験した。NIH 3T3細胞(ATCC番号CRL−1658,American Type Culture Collection,Manassas,VA)、CCD−1070Sk細胞(ATCC番号CRL−2091)、またはMG−63細胞(ATCC番号CRL−1427)を、96ウェルプレートにおいて、約100%コンフルエントまで培養し、DMEMで洗浄し、そして24時間(NIH 3T3)または48時間(CCD−1070SkおよびMG−63)、DMEM中で血清飢餓(serum−starved)させた。次いで、組換えFGF−CXまたはコントロールタンパク質を、細胞に18時間添加した。BrdUアッセイは、5時間のBrdU取り込み時間を使用して、製造業者の仕様書(Roche Molecular Biochemicals,Indianapolis,IN)に従って実施した。
【0314】
FGF−CXは、約5ng/mlの最大半減濃度で、NIH 3T3マウス線維芽細胞においてDNA合成を誘導することが見出された(図16A)。対照的に、コントロールベクターでトランスフェクトされた細胞から精製されたタンパク質は、DNA合成を誘導しなかった。BrdU取り込みによって測定された場合、FGF−CXが種々のヒト細胞株(CCD−1070Sk正常ヒト皮膚線維芽細胞(図16B)、CCD−1106ケラチノサイト(図16C)、MG−63骨肉腫細胞(データを示さず)および乳房上皮細胞を含む)において比較できる用量レベルで、DNA合成を誘導することもまた見出された。
【0315】
(実施例10.組換えFGF−CXによる細胞増殖の誘導)
組換えFGF−CXが細胞増殖を誘導するか否かを決定するために、NIH3T3細胞を約50%コンフルエンスまで6ウェルプレート中で培養し、DMEMで洗浄し、そして組換えFGF−CXまたはコントロールタンパク質を含有するDMEMで48時間給餌し、次いでカウントした。細胞をトリプシン処理し、そしてそれらをBeckman Coulter Z1シリーズ計数器(Beckman Coulter,Fullerton,CA)でカウントすることによって、細胞数を決定した。FGF−CXは、このアッセイにおいて、コントロールタンパク質と相対的に、約3倍の細胞数増加を誘導することが見出された(図17)。
【0316】
増殖における形態学的変化事象を詳述するために、NIH 3T3細胞を、DMEM/2%仔ウシ血清中で組換えFGF−CXまたはコントロールタンパク質で48時間処理し、そしてZeiss Axiovert 100顕微鏡(Carl Zeiss,Inc.,Thornwood,NY)で写真撮影した。
【0317】
より高い細胞密度を達成することに加えて(図17)、実施例9に記載のように調製されたFGF−CXの存在下で培養されたNIH 3T3細胞は、無秩序な増殖パターンを示した。これは、接触阻害の欠損を示す(図18)。さらに、個々の細胞は、細長くかつ屈曲性であることが見出された。これらの結果は、FGF−CXが、増殖因子として作用することを示し、そして組換えFGF−CXが、NIH 3T3細胞の形態学的トランスフォーメーションを媒介することを示唆する。
【0318】
(実施例11.ヌードマウスにおける、異所性FGF−CXトランスフェクトNIH 3T3細胞による腫瘍形成)
NIH 3T3細胞を、製造業者(Life Technologies)のプロトコールに従ってLipofectamine Plusを用いて、pCEP4/Sec−FGF−CXまたはコントロールベクターでトランスフェクトした。細胞に、トランスフェクションの5時間後、10%仔ウシ血清(CS;Life Technologies)を補充した。pCEP4/Sec−FGF−CXトランスフェクト細胞は、トランスフェクションの48時間後までに形態学的にトランスフォーメーションされ、そしてその形態学的トランスフォーメーションを、ハイグロマイシン含有増殖培地中での2週間の選択後に維持した。対照的に、コントロールベクターでトランスフェクトされた細胞は、その正常な形態を維持した(データは示さず)。従って、トランスフェクトされた細胞は、例えば、実施例10に報告された実験に基づいて予期されたように挙動する。
【0319】
異所性腫瘍の誘導を研究するために、NIH 3T3細胞を、種々の実験ベクターおよびコントロールベクターでトランスフェクトした。トランスフェクションの2日後、細胞を、DMEM/5%CS(pFGF−CXトランスフェクト細胞に対して)または500μg/mlハイグロマイシンBを補充したDMEM/10%CS(pCEP4/Sec−FGF−CXトランスフェクト細胞に対して)のいずれかに配置した。2週間の培養後、サブコンフルエントな細胞をトリプシン処理し、DMEM/10%CSで中和し、PBSで洗浄し、そしてカウントした。PBS中の100万個の細胞を、雌性無胸腺症ヌードマウス(Jackson Laboratories,Bar Harbor,ME)の側方皮下組織中に注射した。
【0320】
NIH 3T3細胞に、FGF−CX発現プラスミド(pFGF−CXおよびpIgκ−FGF−CX)またはそれらの適切なコントロールベクターでトランスフェクトした。本発明者らは、いずれかのFGF−CX発現ベクターでトランスフェクトされた細胞が、トランスフェクションの48時間後までに形態学的にトランスフォーメーションされ(データは示さず)、そして組換えFGF−CXへのNIH 3T3細胞の曝露後に生じる表現型と類似の表現型を有すること(図17)を見出した。対照的に、コントロールベクターでトランスフェクトされた細胞は、その正常な形態を維持した(データは示さず)。
【0321】
インビボでのFGF−CXの異所性発現がNIH 3T3細胞の腫瘍形成性を誘導するか否かを決定するために、安定なトランスフェクト体を作製し、そしてヌードマウス中に皮下注射した。11日目までに、pFGF−CXトランスフェクト細胞またはpIgκ−FGF−CXトランスフェクト細胞のいずれかを注射された全ての動物は、14日目までサイズを増大させる急速増殖性腫瘍を有していたが、コントロール細胞を注射された動物はいずれも、2週間目までに腫瘍を発生しなかった(図19)。これらの結果は、FGF−CX遺伝子を保有するベクターでのトランスフェクションによって形質転換された細胞が、インビボでの腫瘍の発生および増殖を促進することを示す。
【0322】
(実施例12.線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質をコードする核酸を同定する方法)
本発明のさらなる線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質配列(FGF20X)(本明細書においてクローンCG53135−02とも呼ぶ)を、この配列のインシリコ予想によって、cDNAフラグメントの実験的クローニングによって誘導した。このDNA配列の全長またはこの配列の一部のいずれか、または両方をカバーするcDNAフラグメントをクローニングした。インシリコ予想は、CuraGenの自社の配列データベースにおいて、または公的なヒト配列データベースにおいて利用可能な配列に基づき、そして全長DNA配列またはそのいくつかの部分のいずれかを提供された。
【0323】
実験的クローニングは、以下にまとめられる方法の1つ以上を用いて実施された:
SeqCallingTMTechnology:cDNAは、複数の組織型、正常状態および疾患状態、病的状態、ならびに異なるドナーからの発生状態を示す種々のヒトサンプルに由来する。サンプルは組織全体、初代細胞または組織、培養された初代細胞または細胞株として得た。細胞および細胞株は、遺伝子発現を調節する生化学的因子または化学的因子(化合物)(例えば、増殖因子、ケモカインまたはステロイド)で処理されていてもよい。従って誘導されたcDNAを、次に、CuraGenの自社のSeqCalling技術を用いて配列決定した。配列トレースを、手動で評価し、そして必要に応じて補正のために編集した。各アセンブリについてコンセンサス配列を生成するためのバイオインフォマティクスのプログラムを用いて、時には公的なヒト配列を含む、全てのサンプル由来のcDNA配列を一緒にアセンブルした。各アセンブリは、CuraGen Corporationのデータベースに含まれる。別の成分との同一性の程度が50bpにわたって少なくとも95%であった場合、配列をアセンブリのための成分として含んだ。各アセンブリは、遺伝子またはその部分を示し、そして改変体についての情報(例えば、スプライシング形態、一ヌクレオチド多形態(SNP)、挿入、欠失、および他の配列バリエーション)を含む。
【0324】
エキソン連結(Linking):CG53135−02配列についてのcDNAコードを以下のプライマーを用いて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によってクローニングした:5’−AGGTCACCATGGCTGTTATTGGC−3’(配列番号24)、および5’−CTGTCTGTCCTCAGAAGAAGTTCTTGATC−3’(配列番号25)。本発明のcDNA/タンパク質配列の全長部分またはいくつかの部分(1つ以上のエキソン)のインシリコ予測に基づいてプライマーを設計した。これらのプライマーを用いて、以下の組織由来の、発現されたヒト配列を含むプールからcDNAを増幅した: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、および子宮。
【0325】
各アセンブリについてコンセンサス配列を生成するためのバイオインフォマティクスのプログラムを用いて、時には公的なヒト配列を含む、複数のクローンを配列決定して、これらのフラグメントを一緒にアセンブルした。各アセンブリは、CuraGen Corporationのデータベースに含まれる。別の成分との同一性の程度が50bpにわたって少なくとも95%であった場合、配列をアセンブリのための成分として含んだ。各アセンブリは、遺伝子またはその部分を示し、そして改変体についての情報(例えば、スプライシング形態、一ヌクレオチド多形態(SNP)、挿入、欠失、および他の配列バリエーション)を含む。
【0326】
物理的クローン:エキソン連結によって誘導されたPCR産物(オープンリーディングフレーム全体をカバーする)を、Invitrogen由来のpCR2.1ベクターにクローニングして、137627::160083874.1043010.A9を得た。
【0327】
改変体配列はまた、本出願に含まれる。改変体配列は、一ヌクレオチド多形態(SNP)を含み得る。SNPは、SNPを含有するヌクレオチド配列がcDNAに由来することを示すために、ある場合には、「cSNP」と呼ばれ得る。SNPは、いくつかの方法で生じ得る。例えば、SNPは、多様な部位における1ヌクレオチドの別のヌクレオチドでの置換に起因し得る。このような置換は、トランジションまたはトランスバージョンのいずれかであり得る。SNPはまた、基準の対立遺伝子に対する、ヌクレオチドの欠失またはヌクレオチドの挿入から生じ得る。この場合、1つの対立遺伝子が、別の対立遺伝子において特定のヌクレオチドに関してギャップを保有する部位は、多様な部位である。遺伝子内に生じるSNPは、このSNPの位置でこの遺伝子によってコードされるアミノ酸の変更を生じ得る。遺伝子内のSNPはまた、SNPを含むコドンが、この遺伝子コードの冗長性の結果として同じアミノ酸をコードする場合、サイレントであり得る。遺伝子の領域の外側に生じるSNP、または遺伝子内のイントロンに生じるSNPは、タンパク質のいずれのアミノ酸配列における変化も生じないが、発現パターンの調節の変化を生じ得る。例としては、一時的発現、生理学的反応調節、細胞型発現調節、発現の強度、および転写されたメッセージの安定性における変化が挙げられる。
【0328】
新規な線維芽細胞増殖因子−20様遺伝子のDNA配列およびタンパク質配列は、エキソン連結によって得られ、そして本明細書においてクローンCG53135−02として報告され、そして以下の表4および表5に示される。
【0329】
(表4.本発明の線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質をコードするヌクレオチド配列(配列番号26))
【0330】
【化2】
(表5.配列番号26によってコードされるタンパク質配列(配列番号27))
【0331】
【化3】
新規な線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質をコードする540ヌクレオチドの新規な核酸(クローンCG53135−02)を、表4に示す。ヌクレオチド1〜3で始まりそしてヌクレオチド538〜540で終わるオープンリーディングフレームが同定された。このポリペプチドは、新規の機能的な線維芽細胞増殖因子−20様タンパク質を示す。オープンリーディングフレームの開始コドンおよび終止コドンを、太字で強調する。推定非翻訳領域(下線部)(存在する場合)は、開始コドンの上流および終止コドンの下流に見出される。179アミノ酸残基を有するコードされたタンパク質を、表5に一文字コードを使用して示す。
【0332】
(類似性)
配列データベースの検索において、例えば、本発明の核酸が、506塩基のうちHomo sapiens由来のgb:GENBANK−ID:AB044277|acc:AB044277.1 mRNA(FGF−20についてのHomo sapiens mRNA:完全なcds)に同一な495塩基(97%)を有することが見出された。本発明のタンパク質の全長アミノ酸配列は、162アミノ酸残基のうちHomo sapiens(ヒト)(線維芽細胞増殖因子−20(FGF−20))由来の211アミノ酸残基のptnr:SWISSNEW−ACC:Q9NP95タンパク質に同一な160残基(98%)、そして162アミノ酸残基のうちこれに類似した160残基(98%)を有することが見出された。さらなる相同性を以下の表6に提供する。
【0333】
【表1】
複数配列整列を表7に与え、本発明のタンパク質を、本発明のタンパク質と関連タンパク質配列とを比較するClustalW分析において第1列に示す。この配列は、20〜51位に示されるように、線維芽細胞増殖因子−20のスプライス形態を示すことに注意すること。上に示される整列において、黒い輪郭のアミノ酸残基は、配列間で同様に保存された残基(すなわち、構造的または機能的な特性を保存することが必要とされ得る残基)を示す;灰色の背景を有するアミノ酸残基(タンパク質の構造または機能を変更することなく、同等の物理的および/または化学的特性を保有する)(例えば、群L、V、I、およびMは類似であると考えられ得る)は、配列間で互いに類似している;そして、白色の背景を有するアミノ酸残基は、配列間で保存されていないし類似もしていない。
【0334】
(表7.CG53135−02タンパク質と関連タンパク質とのClustalW整列)
【0335】
【表2】
本明細書中に開示されたタンパク質における同定可能なドメインの存在は、Pfam、PROSITE、ProDom、BlockまたはPrintのようなドメインデータベースに対する検索によって決定され、次いでInterproドメイン登録番号によって同定される。重要なドメインを表8に要約する。
【0336】
【表3】
ペパリン結合増殖因子IおよびII(HBGF)[1,2](酸性および塩基性の線維芽細胞増殖因子(FGF)としてもまた公知である)は、広範な種々の中胚葉起源または神経外胚葉起源の細胞の増殖または分化を刺激する構造的に関連した分裂促進因子である。これらの2つのタンパク質は、インターロイキン−1タンパク質、Kunitz型ダイズトリプシンインヒビター(STI)(参照)およびヒスタクトフィリン(histactophilin)もまた含むスーパーファミリーのメンバーである増殖因子およびオンコジーンのファミリーに属する。全てが非常に類似した構造を有し、HBGFおよびインターロイキン−1ファミリーは、いくらかの配列類似性(約25%[1])を共有するが、これらは、STIに対して全く類似性を示さない。
【0337】
HBGFは、細胞の分化および増殖の制御に関連する多数の異なるプロセスに関与する[1]。HBGF1およびHBFG2は、同様の効果を有する:これらは、胚発生において中胚葉の形成を誘導し、そして創傷修復、血管形成および神経増殖を媒介する;これらはまた、線維芽細胞、内皮細胞および大グリア細胞の増殖および移動を誘導する。HBGF3(int−2)およびHBGF4(hst/ks)は、それぞれ胃の腫瘍およびカポージ肉腫由来の公知のオンコジーンである。HBGF5およびHBGF6はまた、オンコジーン産物である。HBGF7(ケラチノサイト増殖因子)は、おそらく、正常な上皮細胞増殖の主要なパラクリンエフェクターである。
【0338】
これらの増殖因子は、細胞内シグナル伝達を生じるこれらのチロシンキナーゼレセプターの二量体化を引き起こす。現在、線維芽細胞増殖因子について4つの既知のチロシンキナーゼレセプターが存在する。これらのレセプターは各々、このファミリー[3]のいくつかの異なるメンバーに結合し得る。
【0339】
HBGF1およびHBGF2の結晶構造[4]が解析され、これらがインターロイキン−1およびKunitz型ダイズトリプシンインヒビターの両方と同一の12鎖のβシート構造を有することが示された[5];HBGF1およびインターロイキン−1は、類似していることが見出され、そしてこれらは、類似の構造を有することが推定された[6]。βシートは、中央軸の周りに3つの類似の葉において配置され、6つの鎖が逆平行のβバレルを形成する。HBGF1のいくつかの領域(主に、β鎖1〜3および鎖8と9との間のループ)は、レセプター結合に関与する。鎖10と11との間のループは、結合ペパリンに関与すると考えられる。
【0340】
(表9:CuraGen登録番号CG53135−02についてのPSORT、SignalPおよびヒドロパシー結果)
【0341】
【表4】
本発明のFGF20Xタンパク質をコードする新規なFGF20X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。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。これらの抗体は、以下の「抗FGF20X抗体」の節において記載されるように、疎水性チャートからの推定を使用して、当該分野で公知の方法に従って産生され得る。開示されたFGF20Xタンパク質は、複数の親水性領域を有し、その各々が免疫原として使用され得る。1つの実施形態において、意図されるFGF20Xエピトープは、およそアミノ酸20〜65に由来する。別の特異的な実施形態において、FGF20Xエピトープは、およそアミノ酸80〜175に由来する。
【0342】
このことは、本発明のFGF20X配列が、この/これら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。
【0343】
(染色体情報)
本発明において開示されたFGF20X遺伝子は、染色体8p21.3−p22にマッピングされる。この割り当ては、開示された配列と配列同一性を共有する、ゲノムクローン、公の遺伝子およびESTと関連する情報、およびCuraGen Corporation’s Electronic Northern生命情報工学ツールを使用して行なった。
【0344】
(組織発現)
本発明において開示される線維芽細胞増殖因子−20様遺伝子は、少なくとも以下の組織において発現される:哺乳動物組織、結腸、肺、脳、肝臓、腎臓、および胃。発現情報は、クローンCG53135−02の配列の誘導物に含まれる配列の組織供給源に由来する。
【0345】
【数1】
(等価物)
本発明の特定の実施形態に関する前述の詳細な説明から、核酸、ポリペプチド、抗体を含む特定の新規の組成物ならびに方法、検出そして処置が記載されていることは明らかである。これらの特定の実施形態が、本明細書中で詳細に開示されたが、これは例示目的のためのみに例としてなされ、そして上記の添付した特許請求の範囲に関して制限することを意図されない。特に、種々の置換、変更、および改変が、特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者に慣用的事象であるとして、本発明に対してなされ得ることは、本発明者らによって意図される。実際に、本明細書中に記載されるものに加えて、本発明の種々の改変は、前述の説明および添付の図面により当業者に明らかとなる。このような改変は、添付の特許請求の範囲内であることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明の新規のFGF−CXポリヌクレオチドのヌクレオチド配列(配列番号1)および本発明の新規のFGF−CXタンパク質の翻訳されたアミノ酸配列(配列番号2)の説明である。
【図2】
図2は、配列番号1の核酸配列とFGF−9様グリア活性因子(GAF)配列(配列番号5)とのBLASTNアライメントである。
【図3】
図3は、配列番号1の核酸配列の相補鎖とヒト第8染色体の長いゲノムフラグメント(GenBank登録番号AB020858)の3つの不連続なセグメント(それぞれA〜Cにおける、配列番号6〜配列番号8)のBLASTNアライメントである。
【図4】
図4は、4つの脊椎動物FGF様タンパク質(配列番号9〜12)と、本発明のFGF−CXタンパク質(配列番号2)とのClustalWアライメントである。黒、灰、および白の表現は、それぞれ、アライメント中での、同一の残基、保存された残基、非保存残基である。
【図5】
図5は、FGF−CXと、3つの他のFGFファミリーメンバーとのClustalWである。FGF−CXは、ヒトFGF−9、ヒトFGF−16、およびXenopus FGF−CX(それぞれ、登録番号は、D14838、AB009391およびAB012615である)とアライメントされた。
【図6】
図6は、FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)とヒトFGF−9(配列番号9)とのBLASTPアライメントであり、同一(「|」)およびポジティブ(「+」)である残基を示す。
【図7】
図7は、FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)と、マウスFGF−9(配列番号10)とのBLASTXアライメントであり、同一(「|」)およびポジティブ(「+」)である残基を示す。
【図8】
図8は、FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)と、ラットFGF−9(配列番号11)とのBLASTXアライメントであり、同一(「|」)およびポジティブ(「+」)である残基を示す。
【図9】
図9は、FGF−CXポリペプチド配列(配列番号2)と、Xenopus XFGF−CX(配列番号12)とのBLASTXアライメントであり、同一(「|」)およびポジティブ(「+」)である残基を示す。
【図10】
図10は、19残基のウインドウで生成された、配列番号2のFGF−CXポリペプチドのハイドロパシープロット(hydropathy)の表現である。
【図11】
図11は、FGF−CXのウエスタン分析を示す。指定された構築物で、一過的にトランスフェクトされた、293細胞(パネルA)またはNIH 3T3細胞(パネルB)からのサンプルを、抗V5抗体を使用するウエスタン分析によって調べた。CM=訓化培地、SE=スラミン抽出訓化培地。分子量マーカを、左に示す。
【図12】
図12は、293細胞によって分泌されたFGF−CXタンパク質のウエスタン分析を示す。
【図13】
図13は、FGF−CX遺伝子の分析を表し、これは、FGF−CXのヌクレオチドおよび推定アミノ酸配列(配列番号2)を含む。この開始コドンおよび終止コドンは、太字であり、そして5’UTR中に存在するインフレーム(in−flame)終止コドンが下線で示される。
【図14】
図14は、E.coliで発現されるFGF−CX(配列番号2)タンパク質のウエスタン分析を示す。
【図15】
図15は、FGF−CX特異的TaqMan試薬を使用するリアルタイム定量PCRによって得られるFGF−CXの発現の分析を表す。正常なヒト組織サンプル由来の規格化されたRNAについての結果を、パネルAに示し、そして腫瘍細胞株由来の規格化されたRNAについての結果を、パネルBに示す。外科手術の間に直接的に得られた腫瘍組織を使用して得られた結果を、パネルCおよびパネルDに示す。
【図16】
図16は、組換えFGF−CXのDNA合成に与える影響によって表される、組換えFGF−CXの生物学的活性を提示する。細胞は、血清飢餓にし、指定された因子と共に18時間インキュベートし、BruU取り込みアッセイによって分析した。サンプルは、三連で実施された。パネルAは、NIH 3T3マウス線維芽細胞である。パネルBは、CCD−1070ヒト線維芽細胞である。パネルCは、CCD−1106ヒトケラチノサイトである。
【図17】
図17は、細胞増殖に与える組換えFGF−CXの影響によって表される、組換えFGF−CXの生物学的活性を示す。NIH 3T3細胞を、指定される因子を補充した無血清培地と共にインキュベートし、48時間後に計数した。サンプルは、二連で実施された。
【図18】
図18は、細胞形態に与える組換えFGF−CXの影響によって表される組換えFGF−CXの生物学的活性を表す。NIH 3T3細胞を、FGF−CXタンパク質またはコントロールタンパク質と共に48時間インキュベートし、そして倍率×25で写真撮影した。
【図19】
図19は、FGF−CXの腫瘍形成活性を表すグラフを表す。指定された構築物で安定にトランスフェクトされたNIH 313細胞を、胸腺欠損ヌードマウスに皮下組織に注入し、そして2週間の期間にわたって腫瘍形成について調べた。4動物の最小値を、各データポイントとして使用した。
Claims (62)
- 単離されたポリペプチドであって、以下:
(a)配列番号2または27により規定されるアミノ酸配列;
(b)配列番号2または27により規定されるアミノ酸配列の改変体であって、ここで、選択された配列において特定される任意のアミノ酸が、異なるアミノ酸に変化しており、ただし、該配列のうちの15%以下のアミノ酸残基が、このように変化している、改変体;
(c)配列番号2または27により規定されるアミノ酸配列の成熟形態;
(d)配列番号2または27により規定されるアミノ酸配列の成熟形態の改変体であって、ここで該選択された配列の成熟形態における任意のアミノ酸が、異なるアミノ酸配列に変化しており、ただし、該成熟形態の配列のうちの15%以下のアミノ酸残基が、このように変化している、改変体;ならびに
(e)(a)〜(d)の段落に記載されるアミノ酸配列のフラグメント、
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。 - 請求項1に記載のポリペプチドのフラグメント。
- 請求項1に記載のポリペプチドであって、ここで、該ポリペプチドが、配列番号2または27の天然に存在する対立遺伝子改変体である、ポリペプチド。
- 請求項3に記載のポリペプチドであって、ここで、前記改変体が、単一のヌクレオチドの多型の翻訳産物である、ポリペプチド。
- 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、は、改変体ポリペプチドであり、ここで、配列番号2または27において特定される1つ以上の任意のアミノ酸が、保存的置換を提供するよう変化される、ポリペプチド。
- 単離された核酸分子であって、該核酸分子が、以下:
(a)配列番号2または27に含まれるポリペプチド;
(b)配列番号2または27の改変体であって、ここで、選択された配列において特定される任意のアミノ酸が、異なるアミノ酸に変化しており、ただし、配列のうちの15%以下のアミノ酸残基が、このように変化している、改変体;
(c)配列番号2または27により規定されるアミノ酸配列の成熟形態;
(d)配列番号2または27により規定されるアミノ酸配列の成熟形態の改変体であって、選択された配列の成熟形態中の任意のアミノ酸が、異なるアミノ酸に変化しており、ただし、該成熟形態の配列のうちの15%以下のアミノ酸残基が、このように変化している、改変体;
(e)(a)〜(d)において記載されるアミノ酸配列のフラグメント;ならびに
(f)(a)〜(e)の段落中に記載される該核酸分子のいずれかの相補体、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をコードする核酸配列を含む、核酸分子。 - 請求項6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。
- 請求項6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ポリペプチド配列を含む改変体ポリペプチドをコードする、核酸分子。
- 請求項6に記載の核酸分子であって、ここで、該核酸分子が、前記改変体ポリペプチドをコードする、単一のヌクレオチドの多型を含む、核酸分子。
- 請求項6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または26により規定されるヌクレオチド配列;
(b)ヌクレオチド配列であって、ここで、配列番号1によって規定されるヌクレオチド配列における1つ以上のヌクレオチドが、選択された配列によって与えられるヌクレオチドから異なるヌクレオチドに変化しており、ただし、20%以下のヌクレオチドが、このように変化している、ヌクレオチド配列;
(c)(a)に記載の配列の核酸フラグメント;
(d)(b)に記載の配列の核酸フラグメント;ならびに
(e)該核酸分子のいずれかの相補体
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。 - 請求項6に記載の核酸分子であって、ここで、該核酸分子が、ヌクレオチド配列を含み、ここで、該ヌクレオチド配列において、選択されたヌクレオチド配列のコード配列において特定される任意のヌクレオチドが、選択された配列によって規定されるヌクレオチドから異なるヌクレオチドに変化しており、ただし、選択された該コード配列における20%以下のヌクレオチドが、このように変化している、核酸分子。
- FGF−CXポリペプチドのフラグメントをコードする単離された核酸分子。
- 前記FGF−CXポリペプチドが、配列番号2または27の改変体である、請求項12に記載の核酸分子。
- 前記FGF−CXポリペプチドが、成熟FGF−CXポリペプチドである、請求項12に記載の核酸分子。
- 前記FGF−CXポリペプチドが、配列番号2または27の成熟形態の改変体である、請求項12に記載の核酸分子。
- 請求項6に記載の核酸分子を含む、ベクター。
- 請求項16に記載のベクターを含む、細胞。
- 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。
- 前記抗体がモノクローナル抗体である、請求項18に記載の抗体。
- 前記抗体がヒト化抗体または抗体である、請求項18に記載の抗体。
- 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。 - サンプル中の請求項6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。 - 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)該ポリペプチドを候補物質と接触させる工程;および
(b)該候補物質が該ポリペプチドに結合するか否かを決定し、ここで結合する候補物質が該因子である工程;
を包含する、方法。 - 前記候補物質が、約1500Da以下の分子量を有する、請求項23に記載の方法。
- 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、該ポリペプチドと、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。
- 病理を処置する際に使用するための潜在的な治療剤を同定するための方法であって、ここで、該病理が、請求項1に記載のポリペプチドの異常な発現、異常なプロセシングまたは異常な生理学的相互作用に関連しており、該方法が、以下:
(a)該ポリペプチドを発現し、かつ該ポリペプチドに起因する特性または機能を有する、細胞を提供する工程;
(b)工程(a)において提供される該細胞を、試験因子と接触させる工程;および
(c)該試験因子が該ポリペプチドに起因する特性または機能を変化させるか否かを決定し、これによって、該試験因子の存在下で観察される該ポリペプチドの特性または機能の変更が、該試験因子が、潜在的な治療剤であることを示す、工程
を包含する、方法。 - 請求項26に記載の方法であって、前記潜在的治療因子を、前記治療的因子を同定するためのさらなる試験に提供する工程をさらに包含する、方法。
- 前記候補物質が抗体であるか、または、約1500Da以下の分子量を有する、請求項26に記載の方法。
- 前記特性または機能が細胞の成長もしくは増殖を含む、請求項26に記載の方法。
- 前記試験因子が前記ポリペプチドに結合する、請求項29に記載の方法。
- 請求項26に記載の方法に従って同定される治療的因子。
- 請求項27に記載の方法を用いて同定される治療的因子。
- 前記因子が、抗体であるかまたは約1500Da以下の分子量を有する、請求項31に記載の治療的因子。
- 請求項1に記載されるポリペプチド関連障害を処置または予防する方法であって、ここで該障害は、細胞または組織の不十分もしくは非効率的な増殖により特徴付けられ、該方法は、被験体における該ポリペプチド関連障害を処置または予防するに十分な量および期間で、請求項1に記載のポリペプチドを、該被験体に投与する工程を包含し、ここで該被験体が、該障害に罹患しているかまたは該障害易発性であると考えられる、方法。
- 前記被験体がヒトである、請求項34に記載の方法。
- 請求項1に記載されるタンパク質の、異常な発現、異常なプロセッシングまたは異常な生理学的相互作用に関連する障害を処置または予防する方法であって、ここで該障害は、細胞または組織の不十分もしくは非効率的な増殖により特徴付けられ、該方法は、被験体における該障害を処置または予防するに十分な量および期間で、請求項6に記載の核酸を、該被験体に投与する工程を包含し、ここで該被験体が、該障害に罹患しているかまたは該障害易発性であると考えられる、方法。
- 前記被験体がヒトである、請求項36に記載の方法。
- 請求項1に記載されるタンパク質の、異常な発現、異常なプロセシングまたは異常な生理学的相互作用に関連する障害を処置または予防する方法であって、ここで該障害は、細胞または組織の過形成もしくは新形成により特徴付けられ、該方法は、被験体における該障害を処置または予防するに十分な量で、治療剤を、該被験体に投与する工程を包含し、ここで該被験体が、該障害に罹患しているかまたは該障害易発性であると考えられる、方法。
- 前記治療剤が、請求項18に記載される抗体である、請求項38に記載の方法。
- 前記被験体がヒトである、請求項38に記載の方法。
- 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。
- 請求項6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。
- 請求項18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。
- 請求項31に記載の治療的因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。
- 前記治療的因子が、約1500Da以下の分子量を有する、請求項44に記載の薬学的組成物。
- 請求項41に記載の薬学的組成物を1つ以上の容器に含む、キット。
- 請求項42に記載の薬学的組成物を1つ以上の容器に含む、キット。
- 請求項43に記載の薬学的組成物を1つ以上の容器に含む、キット。
- 請求項1に記載されるポリペプチドの、異常な発現、異常なプロセシングまたは異常な生理学的相互作用に関連する障害に対する潜在性もしくは素因性のモジュレーター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)該障害に対するリスクの増大した試験動物を提供し、ここで、該試験動物が、請求項1に記載のポリペプチドを組換え発現する、工程;
b)試験化合物を、該試験動物に投与する工程;
c)工程(a)の化合物を投与した後、該試験動物における該ポリペプチドの活性を測定する工程;および
d)該試験動物における該タンパク質の活性を、該化合物を投与していないコントロール動物における該ポリペプチドの活性と比較し、ここで、該試験動物における該ポリペプチドの活性の、該コントロール動物と比較した変化が、該試験化合物が該障害に対する潜在性もしくは素因性のモジュレーターであることを示す工程、
を包含する、方法。 - 請求項49に記載の方法であって、ここで、前記試験動物が、野生型試験動物に対して増加したレベルで、試験タンパク質導入遺伝子を発現するかまたはプロモーターの制御下で該導入遺伝子を発現する、組換え試験動物であり、ここで、該プロモーターは、該導入遺伝子のネイティブな遺伝子プロモーターではない、方法。
- 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素因を決定するための方法であって、該方法が、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)の該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であって、
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素因を示す、工程
を包含する、方法。 - 第1の哺乳動物被験体における請求項6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素因を決定するための方法であって、該方法が、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)の該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であって、
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素因を示す、工程
を包含する、方法。 - 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、ここで、該病理が請求項1に記載されるポリペプチドの、異常な発現、異常なプロセシングまたは異常な生理学的相互作用に関連し、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または27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。
- 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、ここで、該病理がFGF−CXポリペプチドの、異常な発現、異常なプロセッシングまたは異常な生理学的相互作用に関連し、該方法は、該病理学的状態を緩和するに十分な量および期間で、請求項18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。
- 被験体における細胞の増殖を促進する方法であって、請求項1に記載されるポリペプチドの投与が必要である被験体に、該ポリペプチドを、細胞の増殖を促進するのに有効な量および期間で投与する工程を包含する、方法。
- 前記被験体がヒトである、請求項55に記載の方法。
- 請求項55に記載の方法であって、ここで増殖が促進される前記細胞が、以下:創傷の近傍にある細胞、血管系の細胞、造血に関する細胞、赤血球形成に関する細胞、胃腸管の内側にある細胞および毛包中の細胞からなる群から選択される、方法。
- 被験体における細胞増殖を阻害する方法であって、ここで該増殖が、請求項1に記載されるポリペプチドの発現に関連し、該被験体に組成物を、該被験体中の細胞増殖を阻害するのに十分な量で投与する工程を包含する、方法。
- 前記組成物が、FGF−CXポリペプチドの切断を阻害する、請求項58に記載の方法。
- 前記組成物が、antFGF−CX抗体またはFGF−CX治療的因子を含む、請求項58に記載の方法。
- 前記被験体がヒトである、請求項58に記載の方法。
- 請求項58に記載の方法であって、ここで増殖が阻害される前記細胞が、以下:形質転換細胞、過形成細胞、腫瘍細胞および新形成細胞からなる群から選択される、方法。
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