JP2004508554A - 細胞特異的タンパク質の同定方法 - Google Patents
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Abstract
（ａ）ｎの細胞の細胞特異的タンパク質組み合わせパターンを決定する工程；（ｂ）一つの細胞タイプの健康な細胞と、病理学的若しくは生理学的に改変された細胞のタンパク質組み合わせパターンを比較する、または同じ疾患に罹患した異なる細胞タイプの細胞のタンパク質組み合わせパターンを比較する工程；（ｃ１）工程（ｂ）で比較された一つの細胞タイプの健康な細胞と、病理学的若しくは生理学的に改変された細胞のタンパク質組み合わせパターンの一致する部分を引き算し、そこから生じる細胞特異的タンパク質を決定する工程；または（ｃ２）工程（ｂ）で比較された同じ疾患に罹患した異なる細胞タイプの細胞のタンパク質組み合わせパターンの一致しない部分を引き算し、そこから生じる細胞特異的タンパク質を決定する工程；並びに（ｄ）分子および空間的構造の観点から生じた細胞特異的タンパク質を同定する工程；を含む、細胞特異的タンパク質を同定する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞特異的タンパク質を同定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
細胞特異的タンパク質組み合わせパターンの同定は、生物内で無数の効果を引き起こす細胞と細胞の相互作用を解明するための必須の要素である。特に、疾患特異的標的構造の知見は、有効であると同時に副作用をほとんど有さない医薬の開発に決定的な必要条件である。
【０００３】
免疫細胞（リンパ細胞）は、特異的なタンパク質の組み合わせ−タンパク質組み合わせパターンまたは（略して）ＰＣＰとも称される−を発現し、それは脳および筋肉組織における血管の内皮細胞への結合に関与する。これに対して、他のタンパク質組み合わせは、これらの内皮細胞に対するそのような結合を引き起こさないであろう。驚くべきことに、これらの特異的な組み合わせは、内部で個々的に一定であり、いつも同じ結合機能を発揮する。それ故特異的タンパク質組み合わせパターンは、細胞特異的標的構造を構成する器官特異的内皮細胞表面に対する細胞表面の、内部での個々的に一定のリンパ細胞結合コードであるようである。それ故細胞特異的標的構造は、非常に特異的なタンパク質組み合わせパターンを含むであろう。
【０００４】
侵襲性腫瘍細胞もまた、特異的、即ち器官選択的な侵襲性の挙動を引き起こす、それらの細胞表面での特異的タンパク質組み合わせパターンを示す。それ故そのようなタンパク質組み合わせパターンは、可能性のある医薬に対する標的構造を構成する。
【０００５】
しかしながら、そのような非常に選択的な医薬の開発のための絶対的な必要条件は、これらの標的構造の分子組成の知見である。
【０００６】
標的構造を同定するための方法は、当該技術分野で周知であり、それは健康な組織または細胞の遺伝子発現プロフィールと比較した、疾患組織または細胞の遺伝子発現プロフィールの分析に基づき、タンパク質発現プロフィール、並びにメッセンジャーリボ核酸（ｍＲＮＡ）の発現プロフィールが、疾患組織または細胞における新規なタンパク質、異常に調節されたまたは異常に変成したタンパク質の出現に関する情報を提供すると企図される（例えば、Ｆ． Ｌｏｔｔｓｐｅｉｃｈ ／ Ｈ． Ｚｏｒｂａｓ； Ｂｉｏａｎａｌｙｔｉｋ； Ｓｐｅｋｔｒｕｍ Ａｋａｄｅｍｉｓｃｈｅｒ Ｖｅｒｌａｇ； Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ， １９９８）。
【０００７】
しかしながら、これらの方法の全ては、数千または数百万といった多大な量の細胞が、前述の種類の発現プロフィールを確立することを可能にするため、そのような量の細胞から通常生産される細胞ホモジェネートを使用する。生化学的反応のいずれかの手段によって、タンパク質またはｍＲＮＡ分子の抽出および分離を可能とするように、この細胞ホモジェネートに含まれる細胞は可溶化されている。
【０００８】
しかしながら、これらの従来技術の方法の欠点は、そのようなタンパク質組み合わせパターンの個々のタンパク質構成成分が、細胞ホモジェネートの生産、および後の抽出方法によって完全に分離され、それらの細胞および組織局所的配置が失われるため、タンパク質組み合わせパターンを同定するのには適していないことである。さらに、細胞区画の破壊のため、これらの細胞区画内でのタンパク質の組み合わせ、および互いに関連するそれらの相対的局在性に関しては、もはや何の情報も得ることができない。
【０００９】
さらに、従来技術の方法の別の欠点は、個別的なレベルで分析を実施することができず、それはタンパク質組み合わせパターンに関する個々の細胞の差異の検出を不可能にすることである。これらの欠点は、細胞特異的標的構造を測定、同定およびマッピングするための、ＤＥ １９７ ０９ ３４８ Ｃ２およびＤＥ １００ ０１ ６８５ Ａ１に開示された方法によって解消される。これらの方法は、異なる細胞または組織サンプルの個々の細胞または細胞膜のタンパク質組み合わせパターンを比較的に調べるために使用できる。これを実施して、例えば第一の組織または細胞サンプルから由来する第一の目的物のタンパク質組み合わせパターンまたはそのようなタンパク質組み合わせパターンの特定の領域に結合し、同時に第二の組織または細胞サンプルから由来する第二の目的物には結合しないマーカー分子を同定できる。これらの同定されたマーカー分子によって、第一の組織および／または細胞サンプルのサンプル部分を使用して、同定されたマーカー分子によって結合されるタンパク質組み合わせパターンの分子領域（分子または分子複合体）が、配置されおよび／または選択され、後に特徴付けされるであろう。これは、タンパク質組み合わせパターンの分子組成、前記タンパク質組み合わせパターン内の分子の整列、並びに組織または細胞内のタンパク質組み合わせパターンの整列の検出と理解を可能にするであろう。
【００１０】
しかしながら、かくして得られた細胞特異的タンパク質組み合わせパターンは、未だ非常に複雑であろう−それは非常に選択的な医薬の開発を明らかに困難にするであろう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
それ故本発明の目的は、同定された非常に複雑なタンパク質組み合わせパターンをさらに加工する前述のタイプの方法をさらに改良して提供し、かくして非常に選択的な医薬の開発を容易にすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的は、以下の工程を含む細胞特異的タンパク質を同定するための本発明の方法によって達成される：（ａ）ｎの細胞の細胞特異的タンパク質組み合わせパターンを決定する工程；（ｂ）一つの細胞タイプの健康な細胞と、病理学的若しくは生理学的に改変された細胞のタンパク質組み合わせパターンを比較する、または同じ疾患に罹患した異なる細胞タイプの細胞のタンパク質組み合わせパターンを比較する工程；（ｃ１）工程（ｂ）で比較された一つの細胞タイプの健康な細胞と、病理学的若しくは生理学的に改変された細胞のタンパク質組み合わせパターンの一致する部分を引き算し、そこから生じる細胞特異的タンパク質を決定する工程；または（ｃ２）工程（ｂ）で比較された同じ疾患に罹患した異なる細胞タイプの細胞のタンパク質組み合わせパターンの一致しない部分を引き算し、そこから生じる細胞特異的タンパク質を決定する工程；並びに（ｄ）分子および空間的構造の観点から生じた細胞特異的タンパク質を同定する工程。
【００１３】
【発明の実施の形態および実施例】
かくして決定された非常に複雑なタンパク質組み合わせパターンを、単一の非常に選択的で細胞特異的なタンパク質に還元することは、同様に非常に選択的な医薬の開発を明らかに容易にし、同時にそのような開発に必要とされる期間を有意に短縮するであろう。かくして、非常に複雑で、同様に細胞特徴的なタンパク質組み合わせパターンを研究することは、医薬の開発においてもはや必要ではないであろう。
【００１４】
本発明は単に、同定された細胞特異的タンパク質の活性を抑制するための物質の選択のみを必要とする。そのような抑制は、細胞特異的タンパク質ネットワーク、それ故細胞機能の破壊を引き起こすであろう。この方法で同定されたタンパク質は、腫瘍細胞の移動の挙動を制御し調節するため、例えば腫瘍細胞の細胞特異的タンパク質のスイッチオフは、次にこれらの細胞の移動を抑制するであろう。この場合の抑制化物質は抗体であっても良い。
【００１５】
本発明に従った方法の特定の利点は、病理学的に改変された細胞が侵襲性タイプを有する場合に得られるであろう。
【００１６】
タンパク質組み合わせパターン内のこれら、例えば疾患特異的タンパク質の知見はさらに、この高い特異性のため非所望の副作用をほとんど有さない非常に特異的な医薬の開発を可能にするであろう。
【００１７】
本発明に従って加工された細胞特異的タンパク質組み合わせパターンは、細胞特異的標的構造を決定、同定、およびマッピングするためのＤＥ １９７ ０９ ３４８ Ｃ２およびＤＥ １００ ０１ ６８５ Ａ１に開示された方法によって測定されるであろう。
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞特異的タンパク質を同定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
細胞特異的タンパク質組み合わせパターンの同定は、生物内で無数の効果を引き起こす細胞と細胞の相互作用を解明するための必須の要素である。特に、疾患特異的標的構造の知見は、有効であると同時に副作用をほとんど有さない医薬の開発に決定的な必要条件である。
【０００３】
免疫細胞（リンパ細胞）は、特異的なタンパク質の組み合わせ−タンパク質組み合わせパターンまたは（略して）ＰＣＰとも称される−を発現し、それは脳および筋肉組織における血管の内皮細胞への結合に関与する。これに対して、他のタンパク質組み合わせは、これらの内皮細胞に対するそのような結合を引き起こさないであろう。驚くべきことに、これらの特異的な組み合わせは、内部で個々的に一定であり、いつも同じ結合機能を発揮する。それ故特異的タンパク質組み合わせパターンは、細胞特異的標的構造を構成する器官特異的内皮細胞表面に対する細胞表面の、内部での個々的に一定のリンパ細胞結合コードであるようである。それ故細胞特異的標的構造は、非常に特異的なタンパク質組み合わせパターンを含むであろう。
【０００４】
侵襲性腫瘍細胞もまた、特異的、即ち器官選択的な侵襲性の挙動を引き起こす、それらの細胞表面での特異的タンパク質組み合わせパターンを示す。それ故そのようなタンパク質組み合わせパターンは、可能性のある医薬に対する標的構造を構成する。
【０００５】
しかしながら、そのような非常に選択的な医薬の開発のための絶対的な必要条件は、これらの標的構造の分子組成の知見である。
【０００６】
標的構造を同定するための方法は、当該技術分野で周知であり、それは健康な組織または細胞の遺伝子発現プロフィールと比較した、疾患組織または細胞の遺伝子発現プロフィールの分析に基づき、タンパク質発現プロフィール、並びにメッセンジャーリボ核酸（ｍＲＮＡ）の発現プロフィールが、疾患組織または細胞における新規なタンパク質、異常に調節されたまたは異常に変成したタンパク質の出現に関する情報を提供すると企図される（例えば、Ｆ． Ｌｏｔｔｓｐｅｉｃｈ ／ Ｈ． Ｚｏｒｂａｓ； Ｂｉｏａｎａｌｙｔｉｋ； Ｓｐｅｋｔｒｕｍ Ａｋａｄｅｍｉｓｃｈｅｒ Ｖｅｒｌａｇ； Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ， １９９８）。
【０００７】
しかしながら、これらの方法の全ては、数千または数百万といった多大な量の細胞が、前述の種類の発現プロフィールを確立することを可能にするため、そのような量の細胞から通常生産される細胞ホモジェネートを使用する。生化学的反応のいずれかの手段によって、タンパク質またはｍＲＮＡ分子の抽出および分離を可能とするように、この細胞ホモジェネートに含まれる細胞は可溶化されている。
【０００８】
しかしながら、これらの従来技術の方法の欠点は、そのようなタンパク質組み合わせパターンの個々のタンパク質構成成分が、細胞ホモジェネートの生産、および後の抽出方法によって完全に分離され、それらの細胞および組織局所的配置が失われるため、タンパク質組み合わせパターンを同定するのには適していないことである。さらに、細胞区画の破壊のため、これらの細胞区画内でのタンパク質の組み合わせ、および互いに関連するそれらの相対的局在性に関しては、もはや何の情報も得ることができない。
【０００９】
さらに、従来技術の方法の別の欠点は、個別的なレベルで分析を実施することができず、それはタンパク質組み合わせパターンに関する個々の細胞の差異の検出を不可能にすることである。これらの欠点は、細胞特異的標的構造を測定、同定およびマッピングするための、ＤＥ １９７ ０９ ３４８ Ｃ２およびＤＥ １００ ０１ ６８５ Ａ１に開示された方法によって解消される。これらの方法は、異なる細胞または組織サンプルの個々の細胞または細胞膜のタンパク質組み合わせパターンを比較的に調べるために使用できる。これを実施して、例えば第一の組織または細胞サンプルから由来する第一の目的物のタンパク質組み合わせパターンまたはそのようなタンパク質組み合わせパターンの特定の領域に結合し、同時に第二の組織または細胞サンプルから由来する第二の目的物には結合しないマーカー分子を同定できる。これらの同定されたマーカー分子によって、第一の組織および／または細胞サンプルのサンプル部分を使用して、同定されたマーカー分子によって結合されるタンパク質組み合わせパターンの分子領域（分子または分子複合体）が、配置されおよび／または選択され、後に特徴付けされるであろう。これは、タンパク質組み合わせパターンの分子組成、前記タンパク質組み合わせパターン内の分子の整列、並びに組織または細胞内のタンパク質組み合わせパターンの整列の検出と理解を可能にするであろう。
【００１０】
しかしながら、かくして得られた細胞特異的タンパク質組み合わせパターンは、未だ非常に複雑であろう−それは非常に選択的な医薬の開発を明らかに困難にするであろう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
それ故本発明の目的は、同定された非常に複雑なタンパク質組み合わせパターンをさらに加工する前述のタイプの方法をさらに改良して提供し、かくして非常に選択的な医薬の開発を容易にすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的は、以下の工程を含む細胞特異的タンパク質を同定するための本発明の方法によって達成される：（ａ）ｎの細胞の細胞特異的タンパク質組み合わせパターンを決定する工程；（ｂ）一つの細胞タイプの健康な細胞と、病理学的若しくは生理学的に改変された細胞のタンパク質組み合わせパターンを比較する、または同じ疾患に罹患した異なる細胞タイプの細胞のタンパク質組み合わせパターンを比較する工程；（ｃ１）工程（ｂ）で比較された一つの細胞タイプの健康な細胞と、病理学的若しくは生理学的に改変された細胞のタンパク質組み合わせパターンの一致する部分を引き算し、そこから生じる細胞特異的タンパク質を決定する工程；または（ｃ２）工程（ｂ）で比較された同じ疾患に罹患した異なる細胞タイプの細胞のタンパク質組み合わせパターンの一致しない部分を引き算し、そこから生じる細胞特異的タンパク質を決定する工程；並びに（ｄ）分子および空間的構造の観点から生じた細胞特異的タンパク質を同定する工程。
【００１３】
【発明の実施の形態および実施例】
かくして決定された非常に複雑なタンパク質組み合わせパターンを、単一の非常に選択的で細胞特異的なタンパク質に還元することは、同様に非常に選択的な医薬の開発を明らかに容易にし、同時にそのような開発に必要とされる期間を有意に短縮するであろう。かくして、非常に複雑で、同様に細胞特徴的なタンパク質組み合わせパターンを研究することは、医薬の開発においてもはや必要ではないであろう。
【００１４】
本発明は単に、同定された細胞特異的タンパク質の活性を抑制するための物質の選択のみを必要とする。そのような抑制は、細胞特異的タンパク質ネットワーク、それ故細胞機能の破壊を引き起こすであろう。この方法で同定されたタンパク質は、腫瘍細胞の移動の挙動を制御し調節するため、例えば腫瘍細胞の細胞特異的タンパク質のスイッチオフは、次にこれらの細胞の移動を抑制するであろう。この場合の抑制化物質は抗体であっても良い。
【００１５】
本発明に従った方法の特定の利点は、病理学的に改変された細胞が侵襲性タイプを有する場合に得られるであろう。
【００１６】
タンパク質組み合わせパターン内のこれら、例えば疾患特異的タンパク質の知見はさらに、この高い特異性のため非所望の副作用をほとんど有さない非常に特異的な医薬の開発を可能にするであろう。
【００１７】
本発明に従って加工された細胞特異的タンパク質組み合わせパターンは、細胞特異的標的構造を決定、同定、およびマッピングするためのＤＥ １９７ ０９ ３４８ Ｃ２およびＤＥ １００ ０１ ６８５ Ａ１に開示された方法によって測定されるであろう。
Claims (4)
- 以下の工程：
（ａ）ｎの細胞の細胞特異的タンパク質組み合わせパターンを決定する工程；
（ｂ）一つの細胞タイプの健康な細胞と、病理学的若しくは生理学的に改変された細胞のタンパク質組み合わせパターンを比較する、または同じ疾患に罹患した異なる細胞タイプの細胞のタンパク質組み合わせパターンを比較する工程；
（ｃ１）工程（ｂ）で比較された一つの細胞タイプの健康な細胞と、病理学的若しくは生理学的に改変された細胞のタンパク質組み合わせパターンの一致する部分を引き算し、そこから生じる細胞特異的タンパク質を決定する工程；または
（ｃ２）工程（ｂ）で比較された同じ疾患に罹患した異なる細胞タイプの細胞のタンパク質組み合わせパターンの一致しない部分を引き算し、そこから生じる細胞特異的タンパク質を決定する工程；並びに
（ｄ）分子および空間的構造の観点から生じた細胞特異的タンパク質を同定する工程；
を含む、細胞特異的タンパク質を同定する方法。 - 同定された細胞特異的タンパク質の活性を抑制するための物質の選択を含む、請求項１記載の方法。
- 前記物質が抗体である、請求項２記載の方法。
- 病理学的に改変された細胞が侵襲性タイプを有する、請求項１から３のいずれか一項記載の方法。
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