JP2004510743A - Method of modulating apoptosis by administration of relaxin agonist or antagonist - Google Patents

Method of modulating apoptosis by administration of relaxin agonist or antagonist Download PDF

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Abstract

本発明は、レラキシンが身体組織の発達または成熟に関連するという発見に関する。レラキシンをコードする遺伝子のノックアウトは、種々の身体組織の発達おける種々の異常を生じる。本発明は、被験体にレラキシンのアゴニストまたはアンタゴニストを投与することによってアポトーシスを調節する方法を提供する。1つの局面において、本発明は、アポトーシスを調節する方法を提供し、この方法は、以下を包含する:それを必要とする被験体に、レラキシンレセプターを発現する細胞においてアポトーシスを減少するのに十分な時間、有効量のレラキシンアゴニストを投与する工程。The present invention relates to the discovery that relaxin is involved in the development or maturation of body tissues. Knockout of the gene encoding relaxin results in various abnormalities in the development of various body tissues. The present invention provides a method of modulating apoptosis by administering a relaxin agonist or antagonist to a subject. In one aspect, the invention provides a method of modulating apoptosis, the method comprising: providing a subject in need thereof with a method for reducing apoptosis in cells that express the relaxin receptor. Administering an effective amount of a relaxin agonist for a sufficient time.

Description

【0001】
(関連出願の相互参照)
本願は、米国特許仮出願第60/238,232号(2000年10月4日出願)、米国特許仮出願第60/241,991号(2000年10月20日出願)および米国特許仮出願第60/242,037号(2000年10月20日出願)(これらの開示は、参考として本明細書中に援用される)からの優先権を主張する。
【0002】
(発明の背景)
正常組織の増殖および発達は、プログラムされた細胞の増殖、分化および細胞死によって達成される。細胞の増殖および分化は、新しい細胞および組織の形成に必要とされる。逆に、プログラムされた細胞死(アポトーシスとも呼ばれる)は、既存の細胞(未成熟な細胞または損傷された細胞を含む)を除去するために必要とされる。アポトーシスは、身体の実質的に全ての組織において自然に生じる。アポトーシスは、組織の恒常性において重要な役割を果たし、すなわち、産生された新しい細胞の数が、等しい死亡する細胞の数によって対応するよう相殺されるのを確実にする。例えば、腸内層における細胞は、迅速に分裂するので、身体は、腸内層の過剰成長を妨げるために、わずか3日後に細胞を排除しなければならない。
【0003】
細胞増殖および/またはアポトーシスの異常に増加または減少する速度のいずれかによる、遺伝プログラムの破壊は、異常な組織発達を生じ得る。例えば、正常レベルを下回る細胞増殖の減少は、未成熟な組織および他の組織異常を導き得る。正常レベルを上回る細胞増殖の増加は、新形成および癌、ならびに他の細胞増殖性障害の進行における主要な事象であると考えられている。アポトーシスの異常な増加もまた、前癌病変を導き得る。前癌病変としては、胸部の病変(乳癌へと発達し得る)、前立腺の病変(前立腺癌へと発達し得る)または皮膚の病変(悪性の黒色腫または基底細胞癌へと発達し得る)、結腸腺腫様ポリープ(結腸癌へと発達し得る)、および他のこのような新形成が挙げられる。このような病変は、悪性の腫瘍または癌へと発達する、強い傾向を示す。
【0004】
前癌病変は、身体の種々の組織における既存の細胞に対する傷害の蓄積から生じ得る。このような傷害としては、日光、放射線、変異原および食餌に通常見出される発癌物質、化学物質(例えば、殺虫剤、除草剤、防腐剤)などに対する曝露が挙げられ得る。これらの傷害は、細胞における変異の蓄積を生じ得、これらが、過形成状態(すなわち、細胞数の異常な増加)(例えば、肝臓、腎臓、脾臓、胸腺、腸、肺または前立腺の組織の過形成のような)を導き得る。アポトーシスの下方調節もまた、これらの過形成状態における細胞の蓄積を導き得る。
【0005】
アポトーシスの異常な増加は、組織の正常な発達および/または分化を干渉し得る。例えば、アポトーシスは、妊娠中および雄性生殖管組織の成熟に必要とされる。アポトーシスの異常な増加はまた、新しい細胞および組織の形成を干渉し得、それによって、正常な組織の成熟または発達を妨げる。
【0006】
したがって、アポトーシスのアゴニストまたはアンタゴニストを投与することによってアポトーシスを調節する方法の必要性が、存在する。詳細には、異常に高速または低速のアポトーシスに(直接的または間接的に)関連する状態を処置する方法の必要性が、存在する。本発明は、レラキシン関連組織におけるアポトーシスを調節することによってこのような組織の異常を処置するための、レラキシンのアゴニストまたはアンタゴニストの投与のための方法を提供することによって、この必要性を満足する。
【0007】
(発明の要旨)
本発明は、レラキシンが身体組織の発達に関連するという発見に関する。レラキシンをコードする遺伝子のノックアウトは、種々の身体組織の発達おける種々の異常(このような組織のサイズの低下、このような組織におけるコラーゲン沈着の増加、およびこのような組織の未成熟)を生じる。逆に、レラキシン応答性細胞の蓄積は、身体組織の異常を導く。本発明は、レラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニストを投与することによって組織におけるアポトーシスを調節する方法を、提供する。
【0008】
1つの局面において、本発明は、被験体におけるアポトーシスを調節する方法を提供し、この方法は、それを必要とする被験体に、レラキシンレセプターを発現する細胞におけるアポトーシスを減少するのに十分な時間、有効量のレラキシンアゴニストを投与することによる。本発明に従う方法において有用なレラキシンアゴニストの投与によって代表的に影響を受ける組織としては、例えば、肝臓、腎臓、脾臓、胸腺、脳、心臓、腸、皮膚、肺、雄性生殖管および雌性生殖管が挙げられる。雄性生殖管組織としては、例えば、前立腺、精巣上体、輸精組織、または精巣の組織などが挙げられる。雌性生殖管組織としては、例えば、子宮、子宮頸、恥骨間膜、または下肢帯内の結合組織などが挙げられる。
【0009】
特定の実施形態において、レラキシンアゴニストの投与は、代表的に、アポトーシス細胞の数を減少させる。他の実施形態において、レラキシンアゴニストは、組織の成熟を刺激する。例えば、レラキシンアゴニストは、雄性生殖管組織(例えば、前立腺組織、精巣上体組織、輪精組織、精巣組織または精液)の成熟を刺激し得る。1つの実施形態において、その成熟は、発達不全の精巣における細胞数の増加(例えば、成熟精巣細胞数の増加のような)を生じる。別の実施形態において、雄性生殖管組織の成熟は、レラキシンアゴニストを接触させていない組織と比較して、生きた精子細胞数の増加を生じる。なお別の実施形態において、線維症が、レラキシンアゴニストによって減少され得、そして/または、過剰なコラーゲン沈着が、減少され得る。
【0010】
レラキシンアゴニストの投与を必要とする被験体は、レラキシン欠損性の状態(例えば、未成熟組織、過剰なコラーゲン沈着および/または低い精子数のような)を有し得る。例えば、未成熟組織は、未成熟雄性生殖管(例えば、発達不全の精巣)であり得る。このような未成熟組織は、他の成熟動物または未成熟動物に存在し得る。
【0011】
レラキシンアゴニストは、レラキシン、レラキシンアナログ、低分子レラキシンエフェクターまたはレラキシン核酸であり得る。レラキシンは、代表的には、脊椎動物レラキシンであり、そしてより代表的には、ヒトレラキシンである。
【0012】
本発明に従う方法において有用なレラキシンアゴニストを含む組成物は、例えば、注入、注射、経口送達、鼻内送達、ならびに肺内送達、直腸送達、経皮送達、組織内送達または皮下送達による投与のために処方され得る。このような組成物はまた、被験体の組織および循環中へのレラキシンアゴニストの遅延放出のために処方され得る。特定の実施形態は、注入または注射、あるいは肺内送達、皮下送達または経皮送達のために処方される組成物を包含する。特定の実施形態において、レラキシンアゴニストをコードする核酸が、レラキシンアゴニストをコードするベクターでの被験体への投与のために処方され得る。例えば、このベクターは、細胞中でレラキシンアゴニストを発現する、発現ベクターであり得る。あるいは、レラキシンまたはレラキシンアナログの核酸が、被験体への送達のために処方され得る。被験体は、思春期前または思春期後であり得る。
【0013】
別の局面において、本発明は、必要とする被験体においてアポトーシスを調節するための方法を提供し、この方法は、レラキシンレセプターを発現する細胞集団においてアポトーシスを増加するのに十分な時間、有効量のレラキシンのアンタゴニストを投与することによる。1つの実施形態において、レラキシンアンタゴニストは、レラキシンレセプターに対するレラキシンの結合を阻害する。別の実施形態において、レラキシンアンタゴニストは、レラキシン関連組織再構築を減少させる。
【0014】
本発明に従う方法において有用なレラキシンアンタゴニストの投与によって代表的に影響を受ける組織としては、例えば、肝臓、腎臓、脾臓、胸腺、脳、心臓、腸、皮膚、肺、雄性生殖管、雌性生殖管などが挙げられる。雄性生殖管組織としては、例えば、前立腺、精巣上体、輸精組織、または精巣の組織などが挙げられる。特定の実施形態において、雄性生殖管組織は、前立腺組織であり得、そして成熟または非成熟であり得る。適切な標的雌性生殖管組織としては、例えば、子宮、子宮頸、恥骨間膜、または下肢帯内の結合組織などが挙げられる。あるいは、細胞集団は、レラキシンレセプターを発現する細胞(例えば、線維芽細胞、骨芽細胞、単球、上皮細胞または内皮細胞など)を含み得る。
【0015】
レラキシンアンタゴニストは、例えば、レラキシン結合因子、レラキシンレセプター結合因子、レラキシンアンチセンス核酸などであり得る。レラキシン結合因子は、例えば、抗レラキシン抗体、可溶性レラキシンレセプター、低分子レラキシンアンタゴニストなどであり得る。レラキシンレセプター結合因子は、例えば、抗レラキシンレセプター抗体、レラキシンアナログ、低分子レラキシンレセプターアンタゴニストなどであり得る。レラキシンまたはレラキシンに結合する抗体としては、例えば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、Fab、Fab’、F(ab’)、Fv、単重鎖、キメラ抗体などが挙げられ得る。
【0016】
本発明の方法において有用なレラキシンアンタゴニストを含む組成物は、例えば、注入、注射、経口送達、鼻内送達、ならびに肺内送達、直腸送達、経皮送達、組織内送達または皮下送達による投与のために処方され得る。組成物はまた、被験体の組織および循環中へのレラキシンアンタゴニストの遅延放出のために処方され得る。特定の実施形態は、注入または注射、あるいは肺内送達、皮下送達または経皮送達のために処方される組成物を包含する。
【0017】
特定の実施形態において、レラキシンアンタゴニストをコードする核酸が、レラキシンアンタゴニストをコードするベクターで被験体に投与され得る。1つの実施形態において、ベクターは、細胞集団中でレラキシンアンタゴニストを発現する、発現ベクターである。あるいは、レラキシンまたはレラキシンレセプターのアンチセンス核酸が、任意の上記の方法に従って、被験体に直接送達され得る。代表的な実施形態において、レラキシンアンタゴニストの投与は、アポトーシスを増加し、所望でない細胞蓄積を減少させる。例えば、これらの所望でない細胞は、過形成、肥大、癌または新形成であり得る。
【0018】
(定義)
本発明をより詳細に示す前に、本明細書中以下で使用される場合の特定の用語の定義を示すことが、本発明のさらなる理解に役立ち得る。
【0019】
用語「核酸」は、ホスホジエステル結合を介して連結された複数のヌクレオチド単位(リボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドあるいは関連する構造改変体)から構成されるポリマーをいう。核酸は、実質的に任意の長さであり得、代表的に、約6ヌクレオチド〜約10ヌクレオチド、またはそれ以上であり得る。そうでないことが示されない限り、核酸について本明細書で使用される従来の表記は以下の通りである:一本鎖核酸の左手端は5’末端であり;二本鎖核酸の左手方向は5’方向と呼ばれる。初期のRNA転写物の5’から3’への付加の方向は、転写方向として言及される。RNAと同一の配列を有し、そしてRNA転写物の5’末端の5’側であるDNA鎖の配列領域は、「上流配列」として言及され;RNAと同一の配列を有し、そしてコードRNA転写物の3’末端の3’側であるDNA鎖の配列領域は、「下流配列」として言及される。
【0020】
当業者により容易に理解されるように、核酸としては、RNA、mRNA、cDNA、ゲノムDNA、合成形態、および混合ポリマーが挙げられ(センス鎖およびアンチセンス鎖の両方)、そして核酸はまた、化学的または生化学的に改変され得るか、または非天然もしくは誘導体化したヌクレオチド塩基を含み得る。このような改変としては、例えば、標識、メチル化、アナログによる1つ以上の天然に存在するヌクレオチドの置換、ヌクレオチド間改変(例えば、非荷電連結(例えば、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホアミデート、およびカルバメート)、荷電連結(例えば、ホスホロチオエートおよびホスホロジチオエート)、ペンダント部分(例えば、ポリペプチド)、インターカレーター(例えば、アクリジンおよびソラレン)、キレート化剤、アルキレーター、ならびに改変された連結(例えば、αアノマー核酸))が挙げられる。水素結合および他の化学的相互作用を介して示された配列に結合する能力において核酸を模倣する合成分子もまた含まれる。このような分子は当該分野で公知であり、例えば、その分子の骨格においてリン酸結合の代わりにペプチド結合が置換されているペプチドが挙げられる。
【0021】
本明細書中で使用する場合、用語「アミノ酸」または「アミノ酸残基」は、以下にさらに記載されるようなLアミノ酸またはDアミノ酸をいう。一般的に使用されているアミノ酸の一文字略語および三文字略語が、本明細書中で使用される(例えば、Albertsら、Molecular Biology of the Cell、Garland Publishing、Inc.、New York(第3版、1994)を参照のこと)。
【0022】
ポリペプチドについて記載される場合、用語「保存的置換」は、そのポリペプチドの活性を実質的に変化させないポリペプチドのアミノ酸組成変化をいう。従って、特定のアミノ酸配列の「保存的置換」は、ポリペプチド活性に重要ではないそれらのアミノ酸の置換または類似の特性(例えば、酸性、塩基性、正電荷または負電荷、極性または非極性など)を有し、その結果、重要なアミノ酸の置換によってさえも活性を実質的に変更しない他のアミノ酸によるアミノ酸の置換をいう。機能的に類似するアミノ酸を提供する保存的置換表は、当該分野で周知である。例えば、以下の6つの群は各々、互いに保存的に置換されるアミノ酸を含む:1)アラニン(A)、セリン(S)、スレオニン(T);2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);4)アルギニン(R)、リジン(K);5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V);および6)フェニルアラニン(F)、スレオニン(Y)、トリプトファン(W)(本明細書中で参考として援用される、Creighton、Proteins、W.H.Freeman and Company(1984)もまた参照のこと)。さらに、コードされる配列中の単一のアミノ酸または数パーセントのアミノ酸を変更、付加、または欠失する個々の置換、欠失、または付加もまた、「保存的置換」である。
【0023】
用語「レラキシンアナログ」は、この分子の機能的活性またはレラキシンレセプターとの相互作用を増加または減少させる改変されたレラキシンポリペプチドをいう。
【0024】
用語「可溶性」は、ポリペプチドの文脈において、水溶液(例えば、水、血液、または血漿)に溶解する(すなわち、分子的またはイオン的に分散する)ポリペプチドの能力をいう。
【0025】
用語「低分子エフェクター」は、レラキシンまたはレラキシンレセプターの文脈において、レラキシンまたはレラキシンレセプターに結合し、そしてレラキシンまたはレラキシンレセプターの活性を刺激する因子をいう。
【0026】
用語「低分子アンタゴニスト」は、レラキシンまたはレラキシンレセプターの文脈において、レラキシンまたはレラキシンレセプターに結合し、そしてレラキシンまたはレラキシンレセプターの活性を減少または阻害する因子をいう。
【0027】
用語「有効量」は、症状の緩和または処置されるべき異常状態(例えば、疾患、障害、または状態)の処置を提供するのに十分な投薬量をいう。この投薬量は、被験体、処置される異常状態、およびもたらされる処置に依存して変化する。
【0028】
用語「正常以下」「正常以下の」および「十分発達していない」は、身体組織および/または細胞の文脈において、被験体の同一の年齢および種の正常な被験体の組織および/または細胞の大きさ、細胞数、および/または発達状態と比較してより小さい大きさ、減少した細胞数、および/または未熟な発達状態をいう。
【0029】
用語「組織」は、一般的には、細胞または同一または類似の機能を発揮する同一種の細胞からなる細胞の集団をいう。組織は、器官または骨の一部であり得るか、または細胞(例えば、免疫系の細胞)の緩いつながりであり得る。
【0030】
用語「成熟(maturation)」は、身体組織の文脈において、組織の完全に発達した状態への発展的進行および/または分化をいう。
【0031】
用語「成熟(mature)」は、身体組織の文脈において、組織の完全な発達、分化、および/または成長の達成をいう。
【0032】
用語「未成熟」は、身体組織の文脈において、十分な発達および/または分化をしていない組織をいう。
【0033】
用語「思春期前の雄性」は、思春期の過程を完全に完了していない雄性をいう。
【0034】
用語「思春期後の雄性」は、思春期の過程を完了した雄性をいう。
【0035】
用語「思春期」は、子供が若年の成人になる現象の系列をいい、配偶子形成、性腺ホルモンの分泌、二次性徴の発展、および生殖機能の開始により特徴付けられる。
【0036】
用語「蓄積」は、身体組織の文脈において、その組織における正常(すなわち、非変異、非悪性)細胞の数の増加をいう。
【0037】
用語「生物学的に活性」および「機能的に活性」は、身体組織において、レラキシンまたはレラキシンレセプターに結合する分子(例えば、レラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニスト)の能力、およびアポトーシス、細胞蓄積、および/または組織成熟を刺激または阻害する能力をいう。
【0038】
用語「レラキシン不全状態」は、レラキシンレベルまたはレラキシンレセプターレベルが、関連組織、細胞、または被験体において正常より低い、被験体の疾患、障害、または状態をいう。
【0039】
用語「レラキシン応答性」は、レラキシンレセプターへのレラキシンの結合に応答した、細胞数または成熟度の状態(すなわち、組織の発達および/または分化)における増加をいう。
【0040】
用語「レラキシン関連」は、機能的に活性なレラキシンレベルまたは機能的に活性なレラキシンレセプターにおける増加または減少により、細胞または組織が直接的にかまたは関節的に影響を受ける、細胞または組織の特性、状態、または応答をいう。
【0041】
用語「過形成」または「過形成組織」は、組織における細胞数の増加をいう。
【0042】
用語「肥大」または「肥大性」は、組織の大きさの増大をいう。
【0043】
用語「癌」および「悪性疾患」は、一般的に、種々の型の悪性新生物をいい、そのほとんどが、周囲の組織に侵潤する。
【0044】
用語「癌性の」および「悪性の」は、癌または悪性疾患の特性を有する細胞または組織に関連する。
【0045】
用語「組織リモデリング」は、新しい細胞または組織の形成およびレラキシンまたはレラキシンレセプターにより媒介されるシグナルに応答した、アポトーシス経路を通じた既存の細胞の破壊をいう。
【0046】
用語「アポトーシス」は、選択形式の細胞の自殺を誘導し、そして容易に観察可能な形態学的かつ生化学的現象(例えば、デオキシリボ核酸(DNA)の断片化、クロマチンの凝縮(エンドヌクレアーゼ活性に関連していようとしていまいと)、染色体の移動、細胞の核における辺縁趨向、アポトーシス小体の形成、ミトコンドリアの膨化、ミトコンドリアクリスタの拡大、ミトコンドリア透過孔(permeability transition pore)の開口、および/またはミトコンドリアのプロトン勾配の散逸)により特徴付けられる生化学的現象の調節されたネットワークをいう。
【0047】
(特定の実施形態の説明)
本発明は、アポトーシスの調節のために、レラキシンアゴニストまたはアンタゴニストを投与する方法を提供する。レラキシンアゴニストおよびアンタゴニストは、レラキシン関連異常を低減、管理、処置、または予防するために使用され得る。レラキシン関連異常として、正常な被験体におけるアポトーシスレベルと比較して、アポトーシスの増加または減少したレベルに関連する被験体の疾患、障害、または状態が挙げられる。レラキシン関連異常として、例えば、レラキシン不全状態およびレラキシン応答性状態が挙げられる。
【0048】
1つの局面において、レラキシンアゴニストは、正常な被験体由来の相当する細胞(すなわち、レラキシン関連異常を有さない細胞)と比較して、増加したアポトーシスを有するレラキシン関連異常を処置するために、被験体に投与される。このようなレラキシン関連異常として、例えば、未成熟身体組織、増加したコラーゲン沈着、線維症(すなわち、正常な組織と比較して、異常な量の繊維組織の存在)、低組織重量、組織中の細胞集団における細胞の増加したアポトーシスなどが挙げられ得る。レラキシン関連異常は、代表的に、正常な細胞または組織と比較して、レラキシンおよび/またはレラキシンレセプターの減少したレベルに関連する。
【0049】
特定の実施形態において、レラキシン関連異常は、レラキシン不全状態(例えば、未成熟組織、過剰なコラーゲンの存在、少ない精子数など)である。未成熟組織は、例えば、未成熟雄性生殖路組織(例えば、未成熟な前立腺、精巣上体、輸精、または精巣の組織もしくは精子)であり得る。未成熟組織は、例えば、正常組織の相当するサンプルと比較して、増加したコラーゲン沈着、低重量、および/または減少した細胞数により特徴付けられ得る。このような組織はまた、正常組織の相当するサンプルと比較して、組織化の欠如、不完全な発達、および/または分化の欠如もしくは不完全な分化により特徴付けられ得る。特定の他の実施形態において、線維症(例えば、これらまたは他の器官または組織の皮膚の線維症、肺の線維症、腎臓の線維症、または老化に関連する線維症)が減少され得る。
【0050】
レラキシンアゴニストは、レラキシン関連異常を低減、管理、処置、または予防するのに有効な量で投与される。例えば、レラキシンアゴニストの投与は、標的細胞のアポトーシスを減少し得、未成熟組織の成熟、発達、および/または分化を刺激し得、組織重量を増大し得、組織中の細胞数を増大し得、コラーゲン沈着を減少し得る。
【0051】
本発明に従う別の局面において、レラキシンアンタゴニストは、標的細胞におけるアポトーシスを増大することによりレラキシン関連異常を低減、管理、処置、または予防するために、被験体に投与される。このようなレラキシン関連異常は、例えば、レラキシン関連細胞の蓄積、正常な細胞または組織に対して減少したアポトーシス、過形成、肥大、癌、新生物などであり得る。特定の実施形態において、レラキシンアンタゴニストは、レラキシン関連組織のリモデリングを減少し得、望まない細胞の蓄積を減少し得、過形成、肥大、癌、新生物などを減少または予防し得る。
【0052】
レラキシン関連組織またはレラキシン応答性組織の異常を有する身体組織として、例えば、脳、心臓、肝臓、腎臓、脾臓、胸腺、腸、皮膚、肺、雄性生殖路(例えば、前立腺、精巣上体、精嚢、または精巣)、または雌性生殖路(例えば、子宮、頸部、恥骨間靱帯、または下肢帯の結合組織)の組織が挙げられる。
【0053】
(レラキシンアゴニスト)
本発明に従う1つの局面において、レラキシンアゴニストは、レラキシン関連異常を処置するために被験体に投与される。レラキシンアゴニストは、例えば、レラキシン、レラキシンアナログ、低分子レラキシンエフェクター、レラキシン核酸などであり得る。
【0054】
(レラキシンおよびレラキシンアナログ)
本発明の1つの局面において、レラキシンアゴニストは、レラキシンポリペプチドまたはレラキシンポリペプチドのフラグメントもしくはアナログである。用語「レラキシン」は、脊椎動物レラキシンポリペプチド(全長レラキシンポリペプチドまたは生物学的活性を保持するレラキシンポリペプチドの一部分を含む)をいう。
【0055】
レラキシンは、その天然のヒト形態、動物形態、およびその合成形態において十分に規定されている。特に、レラキシンは、米国特許第5,166,191号および同第4,835,251号(両方とも本明細書により参考として援用される)に広く記載されている。この出願において、「レラキシン」は、一般的に、米国特許第5、166、191号に記載されるような、用語「レラキシン」、「ヒトレラキシン」、「ネイティブレラキシン」、および「合成レラキシン」ならびに米国特許第4,835,251号に記載されるような用語「ヒトレラキシン」および「ヒトレラキシンアナログ」をいう。代表的な実施形態において、レラキシンは、例えば、米国特許第5,179,195号;同第5,023,321号;および同第4,758,516号(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)に記載されるようなヒトレラキシンである。この出願において、「レラキシン」はまた、ブタ、ラット、ウマ、または他の哺乳動物もしくは脊椎動物において単離されるレラキシン、およびラット、ブタ、または他の哺乳動物もしくは脊椎動物レラキシンのcDNAクローンを用いた組換え技術により生成されるレラキシンをいう。
【0056】
レラキシンおよびそのアナログを生成する方法は、当該分野で公知である。さらに、レラキシンを単離および精製する方法が、当該分野で公知である。これらの方法のいくつかの供給源は、米国特許第5、166、191号(以下の参考文献:米国特許第4,835,251号、Baranyら、The Peptides 2:1(1980)、Treagerら、Biology of Relaxin and its Role in the Human、42〜55頁を含む);EP 0251 615;EP 0107 782;EP 0107 045;およびWO90/13659(これらすべての文献は本明細書中で参考として援用される)において同定される。
【0057】
レラキシンを生成するさらなる方法が、米国特許第5、464、756号およびPCT/US94/06997(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)に記載されている。レラキシンはまた、欧州特許0251615号(1998年1月7日公開、この開示は、本明細書中で参考として援用される)に記載されるように、A鎖およびB鎖の合成ならびにそれらの精製および構築により調製され得る。レラキシンのインビトロ構築について、A鎖:B鎖が4:1のモル比が、一般的に使用される。次いで、得られる生成物は、当業者に公知の任意の手段(例えば、逆相HPLC、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過、透析など、またはこのような手順の任意の組み合わせが挙げられる)により精製される。未処理形態または部分処理形態のレラキシン(例えば、プレプロレラキシンまたはプロレラキシン)もまた使用され得る。
【0058】
特定の実施形態において、レラキシンポリペプチドとして、H1およびH2形態のヒトレラキシンが挙げられる。優勢種のヒトレラキシンは、B鎖が29位のセリンで終わるようにB鎖の4つのC末端アミノ酸が欠失している、短縮されたB鎖を有するH2レラキシン形態(すなわち、レラキシンH2(B29 A24))であることが報告されている。この形態(33アミノ酸のB鎖を含む、「短いレラキシン」または「長いレラキシン」と称される)のいずれかが用いられ得る。
【0059】
レラキシンアゴニストはさらに、アナログ(例えば、レラキシンの天然に存在するアミノ酸配列の改変体)を含む。レラキシンアナログはまた、機能的に活性なレラキシンポリペプチドを提供する1つ以上のアミノ酸残基の置換、付加、または欠失により変更されたアナログを含む。このようなレラキシンアナログとして、レラキシンポリペプチドのアミノ酸配列(1つ以上の機能的に等価なアミノ酸残基がこの配列内の残基に代わって置換され、サイレントな機能的変化(例えば、保存的置換)を生じる変更された配列を含む)の全てまたは一部を一次アミノ酸配列として含むアナログが挙げられるが、これらに限定されない。
【0060】
別の局面において、レラキシンアゴニストは、レラキシンポリペプチドの少なくとも10連続するアミノ酸を有するレラキシンポリペプチドからなるか、またはそれらのフラグメントを含むポリペプチドである。あるいは、このフラグメントは、レラキシンポリペプチドの少なくとも20〜25連続アミノ酸を含む。別の実施形態において、このフラグメントは、20または30アミノ酸未満である。
【0061】
レラキシンアナログは、レラキシンポリペプチドまたはそのフラグメントに実質的に類似する(例えば、種々の実施形態において、同一の大きさのアミノ酸配列に対して少なくとも60%、70%、75%、80%、90%または95%同一または類似する)か、または比較される場合、当該分野で公知のコンピューター配列比較/整列プログラムより整列がなされる整列された配列と実質的に類似するか、あるいはコード核酸が、高ストリンジェンシー、中程度のストリンジェンシー、または低ストリンジェンシーの条件下で、レラキシン核酸にハイブリダイズし得る領域を含むポリペプチドであり得る(例えば、SmithおよびWaterman、Adv.Appl.Math.2:482(1981);Needleman and Wunsch、J.Mol.Biol.48:443(1970);PearsonおよびLipman、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444(1988);Wisconsin Genetics Software Package、Genetics Computer Group、575 Science、Dr.Madison、WIにおけるGAP、BESTFIT、FASTA、およびTEASTA;Ausubelら(編)、Current Protocols in Molecular Biology、第4版、John Wiley and Sons、New York(1999)を参照のこと(これらの開示は、本明細書中に参考として援用される))。レラキシンアゴニストはさらに、機能的に活性なレラキシンポリペプチド、レラキシンレセプターに結合するアナログまたはフラグメントを含む。
【0062】
レラキシンアゴニスト(例えば、レラキシンポリペプチド、アナログ、およびフラグメント)は、当該分野で公知の種々の方法により生成され得る。それらを生成する操作は、遺伝子レベルまたはポリペプチドレベルにて実施され得る。例えば、クローニングされたレラキシン核酸は、当該分野で公知の任意の多くのストラテジー(例えば、保存的置換、欠失、挿入などを生じさせること)により改変され得る(例えば、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、New York(2001);Ausubelら、Current Protocols in Molecular Biology、第4版、John Wiley and Sons、New York(1999)を参照のこと(これらは本明細書中に参考として援用される))。この配列は、制限エンドヌクレアーゼにより適切な部位で切断され得、その後、所望の場合、インビトロでのさらなる酵素的修飾、単離、および連結に供される。アナログまたはフラグメントをコードするレラキシン核酸の生成において、改変された核酸は、代表的に、適切な翻訳リーディングフレームに保持され、その結果、このリーディングフレームは翻訳停止シグナルまたはレラキシンアナログもしくはフラグメントの合成を妨げる他のシグナルにより妨げられる。レラキシン核酸はまた、翻訳開始および/または終止配列を作製および/または破壊するようにインビトロまたはインビボで変異され得る。レラキシン核酸はまた、コード領域におけるバリエーションを作製するように、および/または新規の制限エンドヌクレアーゼ部位を形成するかまたは既存の部位を破壊するように、ならびにさらなるインビトロでの改変を容易にするように変異され得る。当該分野で公知の変異誘発の任意の技術(化学的変異誘発、インビトロ部位特異的変異誘発(例えば、Hutchisonら、J.Biol.Chem.253:6551−60(1978)を参照のこと)、TAB(登録商標)リンカー(Pharmacia)の使用などが挙げられるがこれらに限定されない)が使用され得る(一般的には、Sambrookら、前出;Ausubelら、前出を参照のこと)。
【0063】
特定の実施形態において、レラキシンアナログは、レラキシンコード領域の少なくとも一部分内の特定の部位にアスパラギン酸コドンを導入するよう変更されたレラキシンコード核酸から調製される(例えば、米国特許第5,945,402号(この開示は、本明細書中に参考として援用される)を参照のこと)。得られるアナログは希酸で処理されて所望のアナログを放出し得、それによってこのタンパク質がより容易に単離および精製され得る。他のレラキシンアナログは、米国特許第4,656,249号;同第5,179,195号;同第5,945,402号;同第5,811,395号;および同第5,795,807号(これらの開示は本明細書中に参考として援用される)において開示される。
【0064】
レラキシンポリペプチド配列の操作はまた、ポリペプチドレベルでなされ得る。合成の間および合成後(例えば、インビボまたはインビトロ翻訳)に示差的に改変されるレラキシンポリペプチド、アナログ、またはフラグメントは、本発明の範囲に含まれる。このような改変として、保存的置換、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、アミド化、公知の保護基/ブロック基による誘導体化、タンパク質分解切断、抗体分子、別のポリペプチドまたは他の細胞性リガンドへの連結などが挙げられる。任意の多くの化学的改変は、公知の技術(特異的化学切断(例えば、臭化シアンによる切断)、酵素切断(例えば、トリプシン、キモトリプシン、パパイン、V8プロテアーゼなどによる切断);例えば、NaBH、アセチル化、ホルミル化、酸化および還元、ツニカマイシンの存在下での代謝的合成などによる改変を含むがこれらに限定されない)により実施され得る。
【0065】
レラキシンポリペプチド、アナログ、およびフラグメントは、本明細書中に記載されるような標準的な方法(例えば、イムノアフィニティー精製)により天然供給源から精製され得る。レラキシンポリペプチド、アナログ、およびフラグメントはまた、標準的な方法(クロマトグラフィー(例えば、イオン交換、アフィニティー、サイジングカラムクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィー)、遠心分離、示差的溶解が挙げられる)により、またはポリペプチドの精製についての任意の他の標準的な技術により単離および精製され得る。レラキシンポリペプチドは、当該分野で公知の標準的な化学的方法により合成され得る(例えば、Hunkapillerら、Nature 310:105−11(1984);StewartおよびYoung、Solid Phase Peptide Synthesis、第2版、Pierce Chemical Co.、Rockford、IL(1984)(この開示は、本明細書中に参考として援用される))。
【0066】
さらに、レラキシンポリペプチドのアナログは、化学的に合成され得る。例えば、所望のドメインを含むかまたはインビボでの所望の活性を媒介するレラキシンポリペプチドのフラグメントに対応するペプチドは、例えば、自動ペプチド合成機を用いた化学合成方法の使用により合成され得る。さらに、所望の場合、非古典的なアミノ酸または化学的アミノ酸アナログが、レラキシンポリペプチド配列への置換または付加として導入され得る。非古典的なアミノ酸として、共通アミノ酸のD−異性体、α−アミノイソ酪酸、4−アミノ酪酸、2−アミノ酪酸、ε−アミノヘキサン酸、6−アミノヘキサン酸、2−アミノイソ酪酸、3−アミノプロピオン酸、オルニチン、ノルロイシン、ノルバリン、ヒドロキシプロリン、サクロシン、シトルリン、システイン酸、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、フェニルグリシン、シクロヘキシルアラニン、β−アラニン、セレノシステイン、フルオロ−アミノ酸、デザイナーアミノ酸(例えば、β−メチルアミノ酸、Cα−メチルアミノ酸、Nα−メチルアミノ酸、および一般的なアミノ酸アナログが挙げられるがこれらに限定されない。さらに、アミノ酸は、D(右旋性)またはL(左旋性)であり得る。
【0067】
別の実施形態において、レラキシンアゴニストはレラキシンポリペプチドまたはそのフラグメント(代表的には、レラキシンポリペプチドの少なくとも1つのドメインもしくはモチーフ、またはレラキシンポリペプチドの少なくとも10の連続したアミノ酸からなる)を含むキメラタンパク質であるか、あるいは融合タンパク質であり、これは、異なるタンパク質のアミノ酸配列にペプチド結合を介してそのアミノ末端またはカルボキシ末端で結合されている。1つの実施形態において、このようなキメラタンパク質は、キメラポリペプチドをコードする核酸の組換え発現によって生成される。キメラ生成物は、当該分野で共通の公知の方法により、適切な核酸配列(所望のアミノ酸配列をコードする)を、適切なリーディングフレーム中で互いに結合させ、そしてキメラ生成物を発現させることによって作製され得る。あるいは、このキメラ生成物は、タンパク質合成技術(例えば、自動化ペプチド合成機の使用によって)作製され得る。
【0068】
特定の実施形態において、この融合タンパク質は、レラキシン−ユビキチン融合タンパク質である。例えば、米国特許第5,108,919号(この開示は、参考として本明細書中に援用される)は、レラキシン鎖およびユビキチンの融合タンパク質を調製する方法を開示する。
【0069】
好ましい実施形態において、レラキシンアナログまたはフラグメントは、機能的に活性である(すなわち、全長の野生型レラキシンポリペプチドに関連する1つ以上の機能的活性を提示し得る)。1つの実施例として、目的の所望されるレラキシン特性(例えは、レラキシン結合パートナー(例えば、レラキシンレセプター)への結合および/またはアポトーシスの調節(例えば、阻害))を保持するアナログまたはフラグメントは、このような特性およびその生理学的関連物のインデューサーとして使用され得る。特徴的な実施形態は、レラキシンレセプターに結合するレラキシンアナログまたはフラグメントに関連し、そしてアポトーシスにおいてレラキシンに関連する減少を誘導する。レラキシンのアナログまたはフラグメントは、当該分野に公知の手順によって所望された活性について試験し得る(本明細書中に記載される機能アッセイを含むが、これらに制限されない)。
【0070】
(レラキシン核酸)
本発明は、インビボまたはインビトロでの、レラキシンポリペプチド、フラグメントおよびアナログの発現のためのレラキシン核酸配列を提供する。レラキシン核酸は、脊椎動物または哺乳動物のレラキシン(例えば、ヒト、マウス、ラット、ブタ、ウシ、イヌまたはサルのレラキシンが挙げられる)であり得る。レラキシン核酸は、ゲノム核酸、cDNA、レラキシンコード領域またはそのフラグメントを含み得る。レラキシン核酸は、さらに、レラキシン遺伝子座に対応するmRNAを含む。レラキシン核酸はまた、天然に存在する対立遺伝子改変体のような、同一のアミノ酸、またはその保存的アミノ酸置換体について可能な他のコドン選択をコードする核酸のようなアナログ(例えば、ヌクレオチド配列改変体)を含む。ヌクレオチドコード配列の縮重に起因して、レラキシンcDNAまたはオープンリーディングフレームと実質的に同一のアミノ酸配列をコードする他の核酸配列は、本発明の実施において使用され得る。これらの核酸配列としては、配列内で、同一または機能的に等価なアミノ酸残基(例えば、保存的置換)をコードする、異なるコドンの置換によって変更される(従って、サイレントな変化を生じる)レラキシン遺伝子の全部または一部分を含む核酸配列が挙げられるが、これらに限定されない。
【0071】
本発明は、さらに、少なくとも6個の連続したヌクレオチドのレラキシン核酸フラグメント(例えば、ハイブリダイゼーション可能な部分)を提供する。他の実施形態において、核酸は、レラキシン配列の少なくとも8個の連続したヌクレオチド、少なくとも25個の連続したヌクレオチド、少なくとも50個の連続したヌクレオチド、少なくとも100個のヌクレオチド、または少なくとも150個のヌクレオチドあるいはそれより多くを含む。別の実施形態において、核酸は150個のヌクレオチド長よりも小さい。レラキシン核酸は、一本鎖または二本鎖であり得る。容易に理解されるように、本明細書中で使用される場合、「レラキシンポリペプチドのフラグメントをコードする核酸」は、連続した配列として、レラキシンポリペプチドの他の連続した部分ではなく、レラキシンポリペプチドの列挙されたフラグメントまたは一部分のみをコードする核酸をいうように解釈される。1つ以上のレラキシンドメインをコードするレラキシン核酸のフラグメントがまた提供される。
【0072】
レラキシン核酸またはその機能的活性アナログもしくはフラグメントは、発現ベクター(すなわち、挿入されたポリペプチドコード配列の転写および翻訳に必須の因子を含むベクター)のような適切なベクター中に挿入され得る。必須の転写シグナルおよび翻訳シグナルはまた、ネイティブなレラキシン遺伝子および/またはその隣接領域によって提供され得る。種々の宿主−ベクター系は、レラキシン核酸配列を発現させるのに利用され得る。これらとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:ウイルス(例えば、ワクシニアウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルスなど)に感染した哺乳動物細胞系、ウイルス(例えば、バキュロウイルス)に感染した昆虫細胞系、微生物(例えば、酵母ベクターを含む酵母またはバクテリオファージで形質転換された細菌)、DNA、プラスミドDNAあるいはコスミドDNA。ベクターの発現因子は、その強度および特異性において変化する。利用される宿主−ベクター系に依存して、多くの適切な転写因子および翻訳因子のいずれかが使用され得る。特定の実施形態において、ヒトレラキシン核酸またはヒトレラキシンの機能的に活性な部分をコードする核酸配列は、酵母または細菌において発現される。なお別の実施形態において、レラキシンポリペプチドのドメインを含むレラキシンのフラグメントが発現される。
【0073】
ベクター中への核酸の挿入のために、当該分野で公知の任意の方法が使用され、適切な転写/翻訳の制御シグナルおよびレラキシン核酸配列からなるキメラ遺伝子を含む発現ベクターを構築し得る。これらの方法は、インビトロでの組換えDNAおよび合成技術ならびにインビボでの組換え(遺伝子組換え)を包含する。レラキシンのポリペプチド、アナログまたはフラグメントをコードする核酸配列の発現は、第2の核酸配列によって調節され得、その結果、レラキシンのポリペプチド、アナログまたはフラグメントは、組換えDNA分子で形質転換された宿主において発現される。例えば、レラキシンポリペプチドの発現は、当該分野で公知の任意のプロモーター/エンハンサーの要素によって制御され得る。遺伝子発現を制御するために使用され得るプロモーターとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:SV40初期プロモーター領域(BenoistおよびChambon、Nature 290:304−10(1981))、Rous肉腫ウイルスの3’長末端リピートを含むプロモーター(Yamamotoら、Cell 22:787−97(1980))、ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(Wagnerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:1441−45(1981))、メタロチオネイン(metallothionen)遺伝子の調節配列 (Brinsterら、Nature 296:39−42(1982))、原核生物発現ベクター(例えば、β−ラクタマーゼプロモーター(Villa−Komaroffら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:3727−31(1978))またはtacプロモーター(deBoerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:21−25(1983))、カリフラワーモザイクウイルス35S RNAプロモーターを含む植物発現ベクター(Gardnerら、Nucl.Acids Res.9:2871−88(1981))、光合成酵素リブロース2リン酸カルボキシラーゼのプロモーター(Herrera−Estrellaら、Nature 310:115−20(1984))、酵母または他の真菌由来のプロモーターエレメント(例えば、Gal7プロモーターおよびGal4プロモーター)、ADH(アルコール脱水素酵素)プロモーター、PGK(ホスホグリセロールキナーゼ)プロモーター、アルカリホスファターゼプロモーターなど。
【0074】
以下の組織特異性を示す動物転写制御領域は、トランスジェニック動物において利用されている:膵臓腺房細胞において活性であるエラスターゼI遺伝子制御領域(例えば、Swiftら、Cell 38:639−46(1984);Ornitzら、Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.50:399−409(1986);MacDonald,Hepatology 7(1 Suppl.):42S−51S(1987));膵臓β細胞において活性であるインスリン遺伝子制御領域(例えば、Hanahan,Nature 315:115−22(1985))、リンパ系様細胞において活性であるイムノグロブリン遺伝子制御領域(例えば、Grosschedlら、Cell 38:647−58(1984);Adamsら、Nature 318:533−38(1985);Alexanderら、Mol.Cell.Biol.7:1436−44(1987))、精巣細胞、乳房細胞、リンパ様細胞および肥胖細胞において活性であるマウス乳腺癌ウイルス制御領域(例えば、Lederら、Cell 45:485−95(1986))、肝臓において活性であるアルブミン遺伝子制御領域(例えば、Pinkertら、Genes Dev.1:268−76(1987))、肝臓において活性であるα−フェトプロテイン遺伝子制御領域(例えば、Krumlaufら、Mol.Cell.Biol.5:1639−48(1985);Hammerら、Science 235:53−58(1987));肝臓において活性であるα1−抗トリプシン遺伝子制御領域(例えば、Kelseyら、Genes and Devel.1:161−71(1987));骨髄性細胞において活性であるβ−グロビン遺伝子制御領域(例えば、Magramら、Nature 315:338−40(1985);Kolliasら、Cell 46:89−94(1986));脳の稀突起膠細胞において活性であるミエリン塩基性タンパク質遺伝子制御領域(例えば、Readheadら、Cell 48:703−12(1987));骨格筋において活性であるミオシン軽鎖−2遺伝子制御領域(例えば、Shani、Nature 314:283−86(1985));および視床下部において活性であるゴナドトロピン放出ホルモン遺伝子制御領域(例えば、Masonら、Science 234:1372−78(1986))。好ましい実施形態において、この組織特異的プロモーターは、前立腺特異的抗原プロモーターである(例えば、米国特許第6,100,444号を参照のこと、この開示は、本明細書中に参考として援用される)。
【0075】
別の実施形態において、レラキシン核酸に作動可能に連結されたプロモーター、1つ以上の複製起点および必要に応じて、1つ以上の選択マーカー(例えば、抗生物質または薬物耐性マーカー)を含むベクターが使用される。例えば、発現構築物は、pRSECT発現ベクターの制限部位中にレラキシン核酸をサブクローニングすることによって作製され得る。このような構築物は、発現されたポリペプチドの親和性精製のためのヒスチジンアミノ末端フラッグ配列を有するT7プロモーターの制御下で、レラキシンポリペプチド、アナログまたはフラグメントの発現を可能にする。別の特定な実施形態において、レラキシン核酸に作動可能に連結された前立腺特異的抗原プロモーター、1つ以上の複製起点および必要に応じて、1つ以上の選択マーカー(例えば、薬物耐性マーカー)を含むベクターが使用される。
【0076】
レラキシン核酸を含む発現ベクターは、当業者に周知の一般的なアプローチによって同定され得、これは以下を包含する:(a)核酸ハイブリダイゼーション、(b)「マーカー」遺伝子機能の存在または非存在、(c)挿入配列の発現、(d)ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)など。第1のアプローチにおいて、発現ベクターに挿入されるレラキシン核酸の存在は、挿入されるレラキシン核酸に相同な配列を含むプローブを用いる核酸ハイブリダイゼーションによって検出され得る。第2のアプローチにおいて、組換えベクター/宿主系は、ベクター中にレラキシン核酸を挿入することによって引き起こされる、特定の「マーカー」遺伝子機能(例えば、チミジンキナーゼ活性、抗生物質耐性、形質転換の表現型、バキュロウイルスにおける閉鎖体形成、比色分析の変化など)の存在または非存在に基づいて同定および選択され得る。例えば、レラキシン核酸がベクターのマーカー遺伝子配列内に挿入される場合、レラキシン核酸を含む組換え体は、マーカー遺伝子機能の非存在によって同定され得る。
【0077】
第3のアプローチにおいて、組換え発現ベクターは、組換えによって発現されるレラキシンポリペプチド、アナログまたはフラグメントをアッセイすることによって同定され得る。このようなアッセイは、例えば、インビトロでのアッセイ系におけるレラキシンポリペプチド、アナログまたはフラグメント(例えば、抗レラキシン抗体との結合、レラキシンレセプターとの結合など)の物理学的特性または機能的特性に基づき得る。第4のアプローチにおいて、組換え発現ベクターは、ポリメラーゼ連鎖反応によって同定され得る。(例えば、米国特許第4,683,202号、同第4,683,195号および同第4,889,818号;Gyllenstenら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:7652−56(1988);Ochmanら、Genetics 120:621−23(1988);Lohら、Science 243:217−20(1989)を参照のこと)。一旦、特定の組換えベクターが同定および単離されると、当該分野で公知のいくつかの方法が、これを増幅されるために使用され得る。
【0078】
一旦、適切な宿主系および増殖状態が確立されると、組換えベクターは多量に増幅および調製され得る。先に説明したように、使用され得るベクターとしては、2〜3例を挙げると、以下のベクターまたはそれらのアナログが挙げられるが、これらに限定されない:ヒトまたは動物のウイルス(例えば、ワクシニアウイルスまたはアデノウイルス);昆虫のウイルス(例えば、バキュロウイルス);酵母ベクター;バクテリオファージベクター(例えば、λ);ならびにプラスミドおよびコスミドDNAベクター。
【0079】
さらに、所望される特定の様式において、宿主細胞株は、挿入された核酸の発現を調節するか、あるいはレラキシン、レラキシンアナログもしくはフラグメントを改変または処理するために選択され得る。特定のプロモーターからの発現は、特定のインデューサーの存在下で上昇され得る:従って、レラキシンポリペプチド、アナログまたはフラグメントの発現は制御され得る。さらに、翻訳および翻訳後のプロセシングおよび改変(例えば、グリコシル化および/またはリン酸化)について、特徴的および特異的なメカニズムを有する異なる宿主細胞が使用され得る。適切な細胞株または宿主系が、発現されるポリペプチド、アナログまたはフラグメントの所望の改変およびプロセシングを確実にするために選択され得る。例えば、細菌系における発現は、プロセシングされないコアタンパク質生成物を生成するために使用され得る。哺乳動物細胞における発現は、哺乳動物細胞のレラキシンポリペプチドあるいはレラキシンのアナログまたはフラグメントの「ネイティブ」なプロセシングを確実にするために使用され得る。さらに、異なるベクター/宿主発現系は、プロセシング反応に異なる程度で影響を与え得る。
【0080】
(レラキシンアンタゴニスト)
本発明の別の局面において、レラキシンアンタゴニストは、アポトーシスの調節のために提供される。例えば、レラキシンアンタゴニストとしては、レラキシン結合因子、レラキシンレセプター結合因子、アンチセンス核酸などが挙げられ得る。
【0081】
(レラキシン抗体)
レラキシンアンタゴニストは、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドを免疫特異的に認識する抗体ならびに細胞集団または組織において、アポトーシスを刺激し、そして/またはレラキシンに結合された細胞の蓄積を減少もしくは阻害する抗体を含み得る。抗レラキシン抗体および抗レラキシンレセプター抗体としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体(例えば、完全なヒト化抗体またはヒトキメラ抗体)、単鎖抗体、抗体フラグメント(例えば、Fab、F(ab’)、F(ab’)、Fvまたは超可変領域)、単重鎖、およびFab発現ライブラリー。特定の実施形態において、全長のポリクローナル抗体および/またはモノクローナル抗体、脊椎動物または哺乳動物のレラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドは、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドに選択的に結合する抗体について生成および選択され、それによって、このようなポリペプチドを機能的に不活性化する。別の実施形態において、脊椎動物のレラキシンポリペプチドまたはレラキシンレセプターポリペプチドのドメインに対する抗体が生成される。なお別の実施形態において、脊椎動物のレラキシンポリペプチドまたはレラキシンレセプターポリペプチドのフラグメント(これは、親水性として同定される)は、抗体生成のための免疫原として使用され、このようなポリペプチドに対する免疫特異的結合およびその生物学的活性の阻害について選択される。
【0082】
当該分野に公知の種々の手順が、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドあるいはそれらのフラグメントまたはアナログに対するポリクローナル抗体の生成のために使用され得る。このような抗体の生成のために、種々の宿主動物(ウサギ、マウス、ラット、ヒツジ、ヤギなどが挙げられるが、これらに限定されない)は、ネイティブのレラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドあるいはそれらのフラグメントまたはアナログを注入することによって免疫化され得る。あるいは、ヒトの免疫系を有するトランスジェニック動物は、ネイティブなレラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドを注入することによって免疫化され得る。(例えば、米国特許第6,114,598号および同第6,111,166号を参照のこと、これらは本明細書中に援用される)。種々のアジュバントが、免疫応答(宿主の種に依存する)を増強するために使用され得、これらとしては以下が挙げられるが、これらに限定されない:フロイントのアジュバント(完全または不完全な)、ミネラルゲル(例えば、水酸化アルミニウム)、表面活性物質(例えば、リゾレシチン)、プルロニックポリオール(pluronic polyol)、ポリアニオン、ペプチド、油乳濁液、キーホールリンペットヘモシニアン、ジニトロフェノールおよび潜在的に有用なヒトアジュバント(例えば、BCG(カルメット−ゲラン杆菌)およびCorynebacterium parvum。
【0083】
レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチド、それらのフラグメントもしくはアナログに対するモノクローナル抗体の調製のために、培養において継続する細胞株による抗体分子の生成のために提供されるいずれかの技術がまた、使用され得る。このような技術としては、例えば、以下が挙げられる:KohlerおよびMilsteinにより最初に開発されたハイブリドーマ技術(Nature 256:495−97(1975))ならびにトリオーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(例えば、Kozborら、Immunology Today 4:72(1983)を参照のこと)ならびにヒトモノクローナル抗体を生成するためのEBV−ハイブリドーマ技術(例えば、Coleら、Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy、Alan R.Liss,Inc.、77−96頁(1985)を参照のこと)。哺乳動物抗体が使用され得、そしてハイブリドーマ(例えば、Coteら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:2026−30(1983)を参照のこと)またはインビトロでのEBVウイルスを用いたヒトB細胞形質転換(例えば、Coleら、(1985)、前出を参照のこと)を用いることによって獲得され得る。適切な生物学的機能を有する抗体を生成するハイブリドーマの選択は、当該分野で周知であるか、または以下の本明細書中に記載される。ヒトモノクローナル抗体はまた、ネイティブなレラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドを注射することによって免疫されたヒト免疫系を有する動物からハイブリドーマを調製することによって調製され得る(例えば、米国特許第6,114,598号および同第6,111,166号を参照のこと、これらは本明細書中に参考として援用される)。
【0084】
さらに、本発明は、「キメラ」抗体または「ヒト化」抗体が調製され得る(例えば、Morrisonら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:6851−55(1984);Neubergerら、Nature 312:604−08(1984);Takedaら、Nature 314:452−54(1985))。このようなキメラ抗体は、代表的に適切な活性のヒト抗体分子由来の遺伝子と共に、レラキシンまたはレセプターポリペプチドに対して特異的な抗体分子について、非ヒト遺伝子をスプライシングすることによって調製される。非ヒト抗体の抗原結合領域(例えば、F(ab’)、F(ab’)、Fvまたは超可変領域)を、組換えDNA技術によって、ヒト抗体のフレームワーク中に移行させ、ヒト分子を本質的に生成することも所望され得る。好ましい実施形態において、抗体は完全にヒト化される。
【0085】
このような「キメラ」分子を生成する方法は、一般的に周知であり、例えば以下に記載される:米国特許第4,816,567号;同第4,816,397号;同第5,693,762号;同第5,712,120号;同第5,821,337号;同第6,054,297号;国際特許公開公報WO 87/02671およびWO 90/00616;ならびに欧州特許公報EP 0 239 400(これらの開示は、本明細書中に参考として援用される)。あるいは、ヒトモノクローナル抗体またはそれらの一部分は、Huseらによって記載される一般な方法(Science 246:1275−81(1989))に従って、レラキシンまたはレラキシンレセプターのポリペプチドに特異的に結合する抗体をコードするDNA分子のためのヒトB細胞cDNAライブラリーを、最初にスクリーニングすることによって同定され得る。次いで、DNA分子は、クローニングおよび増幅され、所望の特異性の抗体(または結合ドメイン)をコードする配列を獲得し得る。ファージディスプレイ技術は、レラキシンまたはレラキシンレセプターのポリペプチド、それらのフラグメントもしくはアナログに結合する抗体を選択するための別の技術を提供する。(例えば、国際特許公開公報WO 91/17271およびWO 92/01047;およびHuseら、前出を参照のこと)。
【0086】
本発明の別の局面に従って、単鎖抗体の生成のための技術(例えば、米国特許第4,946,778号および同第5,969,108号を参照のこと)は、レラキシンまたはレラキシンレセプターの特異的単鎖抗体を生成するために適応され得る。(RiechmannおよびMuyldermans、J.Immunol.Methods 231:25−38(1999);MuyldermansおよびLauwereys、J.Mol.Recognit.12:131−40(1999)もまた参照のこと)。
【0087】
本発明のさらなる局面は、Fab発現ライブラリーの構築について記載される技術(例えば、Huseら(1989)、前出を参照のこと)を利用し、所望のレラキシンポリペプチド、それらのフラグメントまたはアナログに対する特異性および生物学的活性を有するモノクローナルFabフラグメントの同定を、迅速かつ容易にすることが可能である。
【0088】
分子のイディオタイプを含む抗体フラグメントは、公知の技術によって生成され得る。例えば、このようなフラグメントとしては以下が挙げられるが、これらに限定されない:抗体分子のペプシン消化により生成され得るF(ab’)フラグメント、F(ab’)フラグメントのジスルフィド結合を還元することにより生成され得るFab’フラグメント、パパインおよび還元剤を用いて抗体分子を処理することにより生成され得るFabフラグメント、ならびにFvフラグメント。組換えFvフラグメントはまた、真核生物細胞において、例えば、米国特許第5,965,405号に記載される方法を用いて生成され得る。
【0089】
抗体の生成において、所望の抗体のスクリーニングは、当該分野で公知の技術(例えば、ELISA(固相酵素免疫検定法)によって達成され得る。1つの局面において、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドの特異的ドメインを認識する抗体は、レラキシンまたはレラキシンレセプターのフラグメント(このドメインを含む)に結合する生成物(例えば、抗体)についてハイブリドーマをアッセイするために使用され得る。第1のレラキシンまたはレラキシンレセプターのポリペプチドには特異的に結合するが、第2の異なるレラキシンポリペプチドには特異的に結合しない抗体を選択するために、抗体は、第1のポリペプチドへの抗体ポジティブ結合および第2の異なるポリペプチドへの抗体結合の欠損に基づいて選択され得る。
【0090】
(可溶性レラキシンレセプター)
本発明の別の局面において、レラキシンアンタゴニストは、レラキシンに結合する可溶性レラキシンレセプター、またはそれらのフラグメントもしくはアナログを含むレラキシン結合因子である。用語「可溶性レラキシンレセプター」とは、細胞膜に結合しないレラキシンレセプターポリペプチドをいう。このレラキシンレセプターは、約200キロダルトンである(Palejwalaら、Endocrinology 139(3):1208−12(1998)を参照のこと、この開示は、本明細書中に参考として援用される)。レラキシンレセプターの可溶性形態は、脊椎動物のレラキシンに結合する能力を保持するが、代表的に、膜貫通ドメインおよび/または細胞質ドメインを欠いている。可溶性レラキシンレセプターは、さらなるアミノ酸残基(例えば、親和性タグ)を含み得、これは、ポリペプチドの精製手段を提供するか、あるいはポリペプチドを、別のポリペプチドまたは免疫グロブリン配列に付着させるための部位を提供する。
【0091】
可溶性レラキシンレセプターは、細胞膜に結合できない膜貫通ドメインを必要に応じて含み得る。「膜貫通タンパク質」とは、十分な数の疎水性アミノ酸を含むレラキシンレセプターポリペプチドのドメインを意味し、これは、ポリペプチドが細胞膜に挿入され、そして固着されることを可能にする。「細胞膜に結合できない膜貫通ドメイン」は、変異または欠失によって変更され、その結果、細胞膜への挿入または他の結合が可能なほど疎水性が十分でない膜貫通ドメインを意味する。このような膜貫通ドメインは、例えば、レラキシンレセプターポリペプチドまたはそのフラグメント(細胞からのポリペプチド分泌に有用な分泌シグナル配列を有する)の融合を妨げる。不活性な膜貫通ドメインを達成するのに有用なアミノ酸配列の置換または変更には、膜貫通ドメイン内のアミノ酸の欠失または置換が挙げられるが、これらに限定されない。可溶性レセプターを作製する方法は、当該分野に公知である(例えば、米国特許第6,033,903号;同第6,037,450号;および同第5,925,549号を参照のこと;これらの開示は、本明細書中に参考として援用される)。
【0092】
可溶性レラキシンレセプターには、可溶性のレラキシンレセプターの天然に存在するアミノ酸配列改変体が含まれる。可溶性レラキシンレセプターはさらに、機能的活性化レラキシンレセプターポリペプチドを提供する1つ以上のアミノ酸残基の、置換、付加または欠失によって変更されるレセプターを含む。このようなレラキシンレセプターには、レラキシンレセプターポリペプチドのアミノ酸配列(1つ以上の機能的に等価なアミノ酸残基がこの配列内の残基と置換され、サイレントな機能変化(例えば、保存的置換)を生じる配列を含む)の全てまたは一部分を一次アミノ酸配列として含むレセプターが挙げられるが、これらに限定されない。
【0093】
別の局面において、可溶性レラキシンレセプターは、レラキシンレセプターポリペプチドの少なくとも10の連続したアミノ酸を有するレラキシンレセプターポリペプチドのフラグメントからなるか、またはこのフラグメントを含む、ポリペプチドである。より代表的には、このフラグメントは、レラキシンレセプターポリペプチドの、少なくとも20または少なくとも50の連続したアミノ酸を含む。他の実施形態において、このフラグメントは、100アミノ酸より大きいかまたは200アミノ酸よりさえ大きい。
【0094】
レラキシンレセプターポリペプチドは、レラキシンレセプターポリペプチドまたはそのフラグメントに実質的に類似の領域(例えば、種々の実施形態において、同一の大きさのアミノ酸配列にわたって、少なくとも60%、70%、75%、80%、90%、または95%さえの同一性または類似性)を含む、ポリペプチドであり得るか、または配列が当該分野において公知のコンピュータ配列比較/整列プログラムによって、もしくは目視検査によって整列がなされて、整列された配列と比較される場合のポリペプチドであり得る。(例えば、SmithおよびWaterman,Adv.Appl.Math.2:482(1981);NeedlemanおよびWunsch,J.Mol.Biol.48:443(1970);PearsonおよびLipman,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444(1988);Wisconsin Genetics Software PackageにおけるGAP、BESTFIT、FASTAおよびTEASTA,Genetics Computer Group,575 Science Dr.,Madison,WI);Ausubelら(前出)を参照のこと;これらの開示は、本明細書中に参考として援用される)。配列の同一性または類似性はまた、高いストリンジェンシー、中程度のストリンジェンシー、または低ストリンジェンシーの条件下で、レラキシンレセプター核酸にハイブリダイズし得る核酸を同定することによって、決定され得る。(例えば、Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第3版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York(2001);Ausubelら,(1996),前出を参照のこと;これらの開示は、本明細書中に参考として援用される)。
【0095】
可溶性レラキシンレセプターおよびそのフラグメントは、当該分野において公知の種々の方法によって、生成され得る。これらの生成をもたらす操作は、遺伝子レベルまたはタンパク質レベルで起こり得る。例えば、クローニングされたレラキシンレセプター核酸は、当該分野において公知の多数のストラテジー(例えば、保存的置換、欠失、挿入などを行うこと)のいずれかによって、改変され得る(例えば、Sambrookら,前出;Ausubelら,前出を参照のこと)。この配列は、制限エンドヌクレオアーゼを用いて適切な部位で切断され得、次いで、所望であれば、さらに酵素的に改変され、単離され、そしてインビトロで連結され得る。レラキシンレセプター核酸の生成において、改変された核酸は、代表的に、その適切な翻訳リーディングフレームを維持し、その結果、このリーディングフレームは、翻訳停止シグナル、または可溶性レラキシンレセプターもしくはそのフラグメントの合成を妨害する他のシグナルによって、妨害されない。レラキシンレセプター核酸はまた、インビトロまたはインビボで変異されて、翻訳開始配列および/または翻訳停止配列を、作製および/または破壊し得る。レラキシンレセプター核酸はまた、変異されて、コード領域におけるバリエーション(例えば、アミノ酸置換)を作製し得、そして/または新たな制限エンドヌクレアーゼ部位を形成もしくは既存の部位を破壊し得、そしてインビトロ改変をさらに容易にし得る。当該分野において公知の任意の変異誘発のための技術が使用され得、この技術としては、化学的変異誘発、インビトロ部位特異的変異誘発(例えば、Hutchisonら,J.Biol.Chem.253:6551−60(1978)を参照のこと)、TAB(登録商標)リンカー(Pharmacia)の使用などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0096】
レラキシンレセプターポリペプチド配列の操作はまた、ポリペプチドレベルでなされ得る。本発明の範囲内には、合成中または合成後に差次的に改変された(例えば、インビボまたはインビトロの翻訳による)レラキシンレセプターポリペプチドが含まれる。このような改変としては、保存的置換、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、アミド化、公知の保護基/ブロック基による誘導体化、タンパク質分解性切断、抗体分子、タンパク質または他の細胞リガンドへの結合などが挙げられる。多数の化学的改変のいずれかが、公知の技術によって実施され得、この技術としては、特異的化学的切断(例えば、臭化シアンによる)、酵素的切断(例えば、トリプシン、キモトリプシン、パパイン、V8プロテアーゼなどによる);例えば、NaBH、アセチル化、ホルミル化、酸化および還元、ツニカマイシンの存在下での代謝合成による改変などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0097】
レラキシンレセプターポリペプチドおよびそのフラグメントは、本明細書中に記載されるもののような標準的な方法(例えば、免疫アフィニティー精製)によって、天然の供給源から精製され得る。レラキシンレセプターポリペプチドおよびフラグメントはまた、クロマトグラフィー(例えば、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、サイジングカラムクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィー)、遠心分離、差示的溶解度を含む標準的な方法によって、またはポリペプチドの精製のための他の任意の標準的な技術によって、単離および精製され得る。レラキシンレセプターポリペプチドおよびそのフラグメントは、当該分野において公知の標準的な化学的方法によって、合成され得る(例えば、Hunkapillerら,Nature 310:105−11(1984);StewartおよびYoung,Solid Phase Peptide Synthesis,第2版,Pierce Chemical Co.,Rockford,IL,(1984)を参照のこと)。さらに、所望であれば、非古典的なアミノ酸または化学的アミノ酸アナログが、置換または付加として、レラキシンレセプターポリペプチド配列に導入され得る。非古典的なアミノ酸としては、通常のアミノ酸のD−異性体、α−アミノイソ酪酸、4−アミノ酪酸、2−アミノ酪酸、ε−アミノヘキサン酸、6−アミノヘキサン酸、2−アミノイソ酪酸、3−アミノプロピオン酸、オルニチン、ノルロイシン、ノルバリン、ヒドロキシプロリン、サルコシン、シトルリン、システイン酸、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、フェニルグリシン、シクロヘキシルアラニン、β−アラニン、セレノシステイン、フルオロ−アミノ酸、デザイナー(designer)アミノ酸(例えば、β−メチルアミノ酸、Cα−メチルアミノ酸、Nα−メチルアミノ酸)、および一般的なアミノ酸アナログが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、アミノ酸は、D(右旋性)またはL(左旋性)であり得る。
【0098】
別の実施形態において、可溶性レラキシンレセプターは、そのアミノ末端またはカルボキシ末端において、ペプチド結合を介して異なるタンパク質のアミノ酸配列に結合する、レラキシンレセプターポリペプチド、またはそのフラグメント(代表的に、レラキシンレセプターポリペプチドの少なくともドメインまたはモチーフ、あるいはレラキシンレセプターポリペプチドの少なくとも10の連続するアミノ酸からなる)を含む、キメラタンパク質または融合タンパク質である。1つの実施形態において、このようなキメラタンパク質は、キメラポリペプチドをコードする核酸の組換え発現によって、産生される。キメラ産物は、所望のアミノ酸配列をコードする適切な核酸配列を、適切なリーディングフレームで互いに連結し、そしてキメラ産物を、当該分野において通常公知の方法によって発現させることによって、作製され得る。あるいは、キメラ産物は、タンパク質合成技術によって(例えば、自動化ペプチド合成機の使用によって)作製され得る。特定の実施形態において、融合タンパク質は、レラキシンレセプター−ユビキチン融合タンパク質である。
【0099】
(レラキシンアナログ)
レラキシンアンタゴニストはさらに、レラキシンアナログ(例えば、レラキシンレセプターに結合するがそのレセプターによる応答を誘導しないレラキシンポリペプチド)であり得る。例えば、レラキシンアナログは、レラキシン結合の競合的なインヒビター、またはレラキシンレセプターの通常のアンタゴニストであり得る。用語「レラキシン」とは、脊椎動物のレラキシンポリペプチドをいい、全長レラキシンポリペプチド、または生物学的活性を維持するレラキシンポリペプチドの一部を含む。レラキシンは、その天然のヒト形態、動物形態、およびその合成形態において、十分に規定されている。特に、レラキシンは、米国特許第5,179,195号;同第5,166,191号;同第5,023,321号;同第4,835,251号;および同第4,758,516号に広範に記載されている(これらの開示は、本明細書中に参考として援用される)。レラキシンおよびそのアナログを作製する方法は、当該分野において公知である(前出)。レラキシンアナログは、レラキシンアナログがレラキシンレセプター結合活性を維持するが、レラキシンレセプターによる応答を誘導しないように、レラキシンポリペプチドを改変することによって、調製され得る。例えば、レラキシンアナログは、レラキシンレセプター結合活性を維持するがレラキシンレセプターによる応答を誘導しない、レラキシンのアミノ酸配列改変体であり得る。レラキシンアナログは、さらに、1つ以上のアミノ酸残基の付加または欠失によって変更された、レラキシンレセプター結合機能を維持するがレラキシンレセプターによる応答を誘導しない、レラキシンポリペプチドを含む。
【0100】
本発明による種々の局面において、レラキシンアナログは、レラキシンポリペプチドの少なくとも10の連続するアミノ酸からなるかまたはそのアミノ酸を含む、レラキシンポリペプチドのフラグメントである。あるいは、このフラグメントは、レラキシンポリペプチドの少なくとも20または40の連続するアミノ酸を含む。他の実施形態において、これらのフラグメントは、35アミノ酸より長くない。
【0101】
レラキシンアナログは、レラキシンポリペプチドに実質的に類似の領域(例えば、種々の実施形態において、同一の大きさのアミノ酸配列にわたって、少なくとも60%、70%、75%、80%、90%、または95%さえの同一性または類似性)を含む、ポリペプチドであり得るか、または当該分野において公知のコンピュータ配列比較/整列プログラムによって整列がなされて整列された配列と比較される場合のポリペプチドであり得るか、またはそのコード核酸が、高いストリンジェンシー、中程度のストリンジェンシー、または低ストリンジェンシーの条件下で、レラキシン核酸にハイブリダイズし得るポリペプチドであり得る(前出を参照のこと)。
【0102】
レラキシンアナログは、当該分野において公知の種々の方法によって、生成され得る。これらの生成をもたらす操作は、遺伝子レベルまたはタンパク質レベルで起こり得る。例えば、クローニングされたレラキシン核酸は、当該分野において公知の多数のストラテジーのいずれかによって(例えば、保存的または非保存的な置換、欠失、挿入などを行うことによって)、改変され得る(例えば、Sambrookら,前出;Ausubelら,前出を参照のこと)。この配列は、制限エンドヌクレアーゼを用いて適切な部位で切断され得、次いで、所望であれば、さらに酵素的に改変され、単離され、そしてインビトロで連結され得る。レラキシンアナログ核酸の生成において、改変された核酸は、代表的に、その適切な翻訳リーディングフレームを維持し、その結果、このリーディングフレームは、翻訳停止シグナル、またはレラキシンアナログの合成を妨害する他のシグナルによって、妨害されない。レラキシン核酸は、インビトロまたはインビボで変異されて、翻訳開始配列および/または翻訳停止配列を、作製および/または破壊し得る。レラキシン核酸はまた、変異されて、コード領域におけるバリエーションを作製し得、そして/または新たな制限エンドヌクレアーゼ部位を形成もしくは既存の部位を破壊し得、そしてインビトロ改変をさらに容易にし得る。当該分野において公知の任意の変異誘発のための技術が使用され得、この技術としては、化学的変異誘発、インビトロ部位特異的変異誘発(例えば、Hutchisonら,J.Biol.Chem.253:6551−60(1978)を参照のこと)、TAB(登録商標)リンカー(Pharmacia)の使用などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0103】
特定の実施形態において、レラキシンアナログは、レラキシンコード領域の少なくとも一部における特定の位置において、アスパラギン酸コドンを導入するよう変更された、レラキシンコード核酸から調製される(例えば、米国特許第5,945,402号を参照のこと。この開示は、本明細書中に参考として援用される)。得られるアナログは、所望のアナログを放出するように、希酸で処理され得、これによって、このタンパク質を、より容易に単離および精製されるようにする。
【0104】
レラキシンポリペプチド配列の操作はまた、ポリペプチドレベルでなされ得る。本発明の範囲内には、合成中または合成後に差次的に改変された(例えば、インビボまたはインビトロの翻訳による)レラキシンアナログが含まれる。このような改変としては、アミノ酸置換(保存的または非保存的のいずれか)、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、アミド化、公知の保護基/ブロック基による誘導体化、タンパク質分解性切断、抗体分子、タンパク質または他の細胞リガンドへの結合などが挙げられる。多数の化学的改変のいずれかが、公知の技術によって実施され得、この技術としては、特異的化学的切断(例えば、臭化シアンによる)、酵素的切断(例えば、トリプシン、キモトリプシン、パパイン、V8プロテアーゼなどによる);例えば、NaBH、アセチル化、ホルミル化、酸化および還元、ツニカマイシンの存在下での代謝合成による改変などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0105】
レラキシンアナログは、本明細書中に記載されるもののような標準的な方法(例えば、免疫アフィニティー精製)によって、天然の供給源から精製され得る。レラキシンアナログはまた、クロマトグラフィー(例えば、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、サイジングカラムクロマトグラフィー、高圧液体クロマトグラフィー)、遠心分離、差示的溶解度を含む標準的な方法によって、またはポリペプチドの精製のための他の任意の標準的な技術によって、単離および精製され得る。レラキシンアナログは、当該分野において公知の標準的な化学的方法によって、合成され得る(例えば、Hunkapillerら,Nature 310:105−11(1984);StewartおよびYoung,Solid Phase Peptide Synthesis,第2版,Pierce Chemical Co.,Rockford,IL,(1984)を参照のこと)。さらに、所望であれば、非古典的なアミノ酸または化学的アミノ酸アナログが、置換または付加として、レラキシンポリペプチド配列に導入され得る。非古典的なアミノ酸としては、通常のアミノ酸のD−異性体、α−アミノイソ酪酸、4−アミノ酪酸、2−アミノ酪酸、ε−アミノヘキサン酸、6−アミノヘキサン酸、2−アミノイソ酪酸、3−アミノプロピオン酸、オルニチン、ノルロイシン、ノルバリン、ヒドロキシプロリン、サルコシン、シトルリン、システイン酸、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、フェニルグリシン、シクロヘキシルアラニン、β−アラニン、セレノシステイン、フルオロ−アミノ酸、デザイナーアミノ酸(例えば、β−メチルアミノ酸、Cα−メチルアミノ酸、Nα−メチルアミノ酸)、および一般的なアミノ酸アナログが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、アミノ酸は、D(右旋性)またはL(左旋性)であり得る。
【0106】
別の実施形態において、レラキシンアナログは、そのアミノ末端またはカルボキシ末端において、ペプチド結合を介して異なるタンパク質のアミノ酸配列に結合する、レラキシンポリペプチド(代表的に、レラキシンポリペプチドの少なくともドメインまたはモチーフ、あるいはレラキシンポリペプチドの少なくとも10の連続するアミノ酸からなる)を含む、キメラタンパク質または融合タンパク質である。1つの実施形態において、このようなキメラタンパク質は、キメラポリペプチドをコードする核酸の組換え発現によって、産生される。キメラ産物は、所望のアミノ酸配列をコードする適切な核酸配列を、適切なリーディングフレームで互いに連結し、そしてキメラ産物を、当該分野において通常公知の方法によって発現させることによって、作製され得る。あるいは、キメラ産物は、タンパク質合成技術によって(例えば、自動化ペプチド合成機の使用によって)作製され得る。
【0107】
特定の実施形態において、融合タンパク質は、レラキシンアナログ−ユビキチン融合タンパク質である。例えば、米国特許第5,108,919号(この開示は、本明細書中に参考として援用される)は、レラキシン鎖およびユビキチンの融合タンパク質を調製するための方法を開示する。
【0108】
(核酸)
本発明は、さらに、本発明に従って、アンタゴニストとして使用するため、またはアンタゴニストを発現するための核酸を提供する。このような核酸としては、それぞれ可溶性レラキシンレセプターまたはレラキシンアナログの合成のための、可溶性レラキシンレセプターまたはレラキシンアナログをコードする核酸が挙げられる。レラキシンまたはレラキシンレセプターの発現の阻害のための、アンチセンス核酸が、提供される。レラキシンポリペプチドまたはレラキシンレセプターポリペプチドをコードする核酸もまた、抗体の調製のために提供される(前出を参照のこと)。
【0109】
1つの局面において、本発明は、インビボでの発現のための、レラキシンレセプターまたはレラキシンアナログをコードする核酸配列を提供する。レラキシンレセプターまたはレラキシンアナログ、あるいはアンチセンス核酸は、遺伝子療法のために、インビボで発現され得る。レラキシンレセプター、レラキシンアナログまたはアンチセンス核酸はまた、被験体への外因性投与のための、組換え可溶性レラキシンレセプター、組換えレラキシンアナログまたは組換えアンチセンス核酸の調製のために、インビボまたはインビトロで発現され得る。
【0110】
核酸は、脊椎動物核酸であり得、例えば、ヒト、マウス、ラット、ブタ、ウシ、イヌ、またはサルの、脊椎動物レラキシンから誘導されたレラキシンレセプター、レラキシン、またはレラキシンアナログが挙げられる。これらの核酸は、ゲノムDNA、ゲノムcDNA、またはレラキシンレセプター、レラキシンもしくはレラキシンアナログのコード領域を含み得る。これらの核酸は、さらに、レラキシンレセプター遺伝子座またはレラキシン遺伝子座に対応するmRNAを含み得る。これらの核酸はまた、同じアミノ酸に対して可能な他のコドン選択をコードする改変体、またはその保存的アミノ酸置換体をコードする改変体(例えば、天然に存在する対立遺伝子改変体)のような、ヌクレオチド配列改変体を含む。ヌクレオチドコード配列の縮重に起因して、レラキシンレセプターと実質的に同じアミノ酸配列をコードする他の核酸配列、またはレラキシンコード配列が、本発明の実施において使用され得る。これらの核酸配列としては、配列内で同じかまたは機能的に等価なアミノ酸残基をコードする異なるコドンの置換(例えば、保存的置換)によって改変され、従ってサイレントな変化を生じる、レラキシン遺伝子の全てまたは部分を含むヌクレオチド配列が挙げられるが、これらに限定されない。
【0111】
本発明は、さらに、少なくとも6の連続したヌクレオチド(例えば、ハイブリダイズ可能な部分)の核酸フラグメントを提供する;他の実施形態において、この核酸は、レラキシン配列の少なくとも8の連続したヌクレオチド、少なくとも25の連続したヌクレオチド、少なくとも50の連続したヌクレオチド、少なくとも100のヌクレオチド、150のヌクレオチドまたはそれより多くを含む。別の実施形態において、これらの核酸は、100ヌクレオチド長または150ヌクレオチド長より短い。これらの核酸は、一本鎖または二本鎖であり得る。容易に明らかであるように、本明細書中において使用される場合、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドのフラグメントをコードする核酸は、レラキシンポリペプチドの言及されたフラグメントまたは部分のみをコードし、そしてレラキシンレセプターまたはレラキシンポリペプチドの連続する他の部分を連続する配列としてコードしない核酸をいうと解釈される。レラキシンまたはレラキシンレセプターの1つ以上のドメインをコードする核酸のフラグメントもまた、提供される。
【0112】
レラキシンレセプター、レラキシンアナログまたはアンチセンス核酸は、適切なベクター(例えば、挿入されたポリペプチドコード配列の転写または転写および翻訳のために必要なエレメントを含む発現ベクター)に、望まれるように、センス方向またはアンチセンス方向のいずれかで、挿入され得る。必要な転写シグナルおよび翻訳シグナルもまた、ネイティブのレラキシンまたはレラキシンレセプター遺伝子および/あるいはその隣接領域によって、供給され得る。種々の宿主ベクター系が、ポリペプチドコード配列を発現するために、利用され得る。これらとしては、ウイルス(例えば、ワクシニアウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルスなど)に感染した哺乳動物細胞系、ウイルス(例えば、バキュロウイルス)に感染した昆虫細胞系、酵母ベクターを含む酵母のような微生物、またはバクテリオファージ、DNA、プラスミドDNA、もしくはコスミドDNAで形質転換された細菌が挙げられるが、これらに限定されない。ベクターの発現エレメントは、その強度および特異性が異なる。利用される宿主ベクター系に依存して、多数の適切な転写エレメントおよび翻訳エレメントのいずれかが、使用され得る。特定の実施形態において、核酸は、発現され得るか、またはレラキシンレセプターもしくはレラキシンアナログの機能的に活性な部分をコードする核酸配列は、哺乳動物細胞、酵母または細菌において、発現される。なお別の実施形態において、それぞれのポリペプチドのドメインを含むレラキシンレセプターまたはレラキシンアナログのフラグメントが、発現される。
【0113】
核酸をベクターに挿入するための、当該分野において公知の方法のいずれかを使用して、適切な転写制御シグナル、翻訳制御シグナル、および/またはポリペプチドコード配列を有する、キメラ遺伝子を含む発現ベクターを構築し得る。これらの方法としては、インビトロ組換えDNAおよび合成技術、ならびにインビボ組換え(遺伝子組換え)が挙げられる。レラキシンレセプターまたはレラキシンアナログをコードする核酸の発現は、核酸またはポリペプチドが、組換えDNA分子によって形質転換された宿主において発現されるように、第2の核酸配列によって調節され得る。例えば、レラキシンレセプターまたはレラキシンアナログの核酸の発現は、当該分野において公知の任意のプロモーター/エンハンサーエレメントによって、制御され得る。発現を制御するために使用され得るプロモーターとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:SV40初期プロモーター領域(例えば、BenoistおよびChambon,Nature 290:304−10(1981)を参照のこと)、ラウス肉腫ウイルスの3’長末端反復に含まれるプロモーター(例えば、Yamamotoら,Cell 22:787−97(1980)を参照のこと)、ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(例えば、Wagnerら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:1441−45(1981)を参照のこと)、メタロチオネイン(metallothionen)遺伝子の調節配列(例えば、Brinsterら,Nature 296:39−42(1982)を参照のこと)、β−ラクタマーゼプロモーターのような、原核生物発現ベクター(例えば、Villa−Komaroffら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:3727−31(1978)を参照のこと)またはtacプロモーター(例えば、deBoerら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:21−25(1983)を参照のこと)、カリフラワーモザイクウイルス35S RNAプロモーターを含む、植物発現ベクター(例えば、Gardnerら,Nucl.Acids Res.9:2871−88(1981)を参照のこと)、ならびに光合成酵素リブロース二リン酸カルボキシラーゼのプロモーター(例えば、Herrera−Estrellaら,Nature 310:115−20(1984)を参照のこと)、Gal7およびGal4プロモーター、ADH(アルコールデヒドロゲナーゼ)プロモーター、PGK(ホスホグリセロールキナーゼ)プロモーター、アルカリホスファターゼプロモーターのような、酵母または他の真菌由来のプローモーターエレメントなど。
【0114】
以下の動物転写制御領域(これらは、組織特異性を示す)は、トランスジェニック動物において利用されている:膵臓腺房細胞において活性な、エラスターゼI遺伝子制御領域(例えば、Swiftら,Cell 38:639−46(1984);Ornitzら,Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.50:399−409(1986);MacDonald,Hepatology 7(補遺1):42S−51S(1987)を参照のこと);膵臓β細胞において活性な、インスリン遺伝子制御領域(例えば、Hanahan,Nature 315:115−22(1985)を参照のこと)、リンパ系細胞において活性な、免疫グロブリン遺伝子制御領域(例えば、Grosschedlら,Cell 38:647−58(1984);Adamsら,Nature 318:533−38(1985);Alexanderら,Mol.Cell.Biol.7:1436−44(1987)を参照のこと)、精巣、胸部、リンパ性細胞、およびマスト細胞において活性な、マウス乳腺癌ウイルス制御領域(例えば、Lederら,Cell 45:485−95(1986)を参照のこと)、肝臓において活性な、アルブミン遺伝子制御領域(例えば、Pinkertら,Genes Dev.1:268−76(1987)を参照のこと)、肝臓において活性な、α−フェトプロテイン遺伝子制御領域(例えば、Krumlaufら,Mol.Cell.Biol 5:1639−48(1985);Hammerら,Science 235:53−58(1987)を参照のこと);肝臓において活性な、α1−抗トリプシン遺伝子制御領域(例えば、Kelseyら,Genes and Devel.1:161−71(1987)を参照のこと);骨髄性細胞において活性な、β−グロビン遺伝子制御領域(例えば、Magramら,Nature 315:338−40(1985);Kolliasら,Cell 46:89−94(1986)を参照のこと);脳における稀突起神経膠細胞において活性な、ミエリン塩基性タンパク質遺伝子制御領域(例えば、Readheadら,Cell 48:703−12(1987)を参照のこと);骨格筋において活性な、ミオシン軽鎖−2遺伝子制御領域(例えば、Shani,Nature 314:283−86(1985)を参照のこと);ならびに視床下部において活性な、性腺刺激ホルモン放出ホルモン遺伝子制御領域(例えば、Masonら,Science 234:1372−78(1986)を参照のこと)。好ましい実施形態において、組織特異的プロモーターは、前立腺特異的抗原プロモーターである(例えば、米国特許第6,100,444号を参照のこと(この開示は、本明細書中に参考として援用される))。
【0115】
別の実施形態において、核酸に作動可能に連結したプロモーター、1つ以上の複製起源、および必要に応じて、1つ以上の選択マーカー(例えば、抗生物質または薬物耐性マーカー)を含む、ベクターが使用される。例えば、発現構築物が、レラキシンレセプターまたはレラキシンアナログ核酸を、pRSECT発現ベクターの制限部位にサブクローニングすることによって、作製され得る。このような構築物は、発現されるポリペプチドのアフィニティー精製のためのヒスチジンアミノ末端フラッグ配列を有する、T7プロモーターの制御下での、レラキシンアナログまたはレラキシンレセプターポリペプチドの発現を可能にする。別の特定の実施形態において、レラキシンアナログ核酸に作動可能に連結した前立腺特異的抗原プロモーター、1つ以上の複製起点、および必要に応じて、1つ以上の選択マーカー(例えば、薬物耐性マーカー)を含むベクターが使用される。
【0116】
このような核酸を含む発現ベクターは、当業者に周知の一般的なアプローチによって同定され得、このアプローチは、以下を包含する:(a)核酸ハイブリダイゼーションまたはポリメラーゼ連鎖反応、(b)「マーカー」遺伝子機能の存在または非存在、(c)挿入された配列の発現、またはポリメラーゼ連鎖反応(PCR)。第1のアプローチにおいて、発現ベクターに挿入された核酸の存在は、挿入された核酸に相同な配列を含むプローブを使用する、核酸ハイブリダイゼーションまたはポリメラーゼ連鎖反応によって、検出され得る。第2のアプローチにおいて、組換えベクター/宿主系が、レラキシンレセプター、レラキシンまたはレラキシンアナログの核酸を含むベクターの挿入によって引き起こされる、特定の「マーカー」遺伝子機能(例えば、チミジンキナーゼ活性、抗生物質に対する耐性、形質転換表現型、バキュロウイルスにおける閉塞体の形成など)の存在または非存在に基づいて、同定および選択され得る。例えば、核酸がベクターのマーカー遺伝子配列内に挿入される場合、その核酸を含む組換え体は、マーカー遺伝子機能の非存在によって同定され得る。
【0117】
第3のアプローチにおいて、組換え発現ベクターは、組換え体により発現されるポリペプチドをアッセイすることによって同定され得る。このようなアッセイは、例えば、インビトロアッセイ系におけるこのポリペプチドの物理的特性または機能的特性(例えば、抗レラキシン抗体との結合、レラキシンまたはレラキシンアナログとの結合、レラキシンレセプターとの結合など)に基づき得る。一旦、特定の組換えベクターが同定および単離されると、当該分野で公知のいくつかの方法が、このベクターを増殖するために使用され得る。一旦、適切な宿主系および増殖条件が確立されると、組換え発現ベクターが増殖され得、そして多量に調製され得る。以前に説明したように、使用され得る発現ベクターとしては、以下のいくつか名前を挙げるベクターまたはそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されない:ヒトウイルスまたは動物ウイルス(例えば、ワクシニアウイルスまたはアデノウイルス);昆虫ウイルス(例えば、バキュロウイルス);酵母ベクター;バクテリオファージベクター(例えば、λ);ならびにプラスミドDNAベクターおよびコスミドDNAベクター。第4のアプローチにおいて、PCRは、ベクターにおける核酸を検出するために使用される(上記を参照のこと)。
【0118】
さらに、挿入された配列の発現を調節するか、または所望される特定の様式で遺伝子産物を改変もしくはプロセシングする、宿主細胞株が選択され得る。特定のプロモーターからの発現は、特定の誘発物質の存在下で増大し得、従って、ポリペプチドの発現が制御され得る。さらに、ポリペプチドの翻訳プロセシング、翻訳後プロセシングおよび修飾(例えば、グリコシル化、リン酸化)について特徴的かつ特異的なメカニズムを有する異なる宿主細胞が、使用され得る。適切な細胞株または宿主系は、発現される外来タンパク質の所望の改変およびプロセシングを保証するように選択され得る。例えば、細菌系における発現は、プロセシングされていないコアタンパク質産物を産生するために使用され得る。哺乳動物細胞における発現は、哺乳動物レセプターポリペプチドの「ネイティブ」のプロセシングを保証するために使用され得る。さらに、異なるベクター/宿主の発現系は、プロセシング反応に異なる程度まで影響し得る。
【0119】
(レラキシンならびにレラキシンレセプターアゴニストおよびアンタゴニストについての機能的アッセイ)
レラキシンアゴニストおよびレラキシンアンタゴニストの活性、ならびにレラキシンレセプターアゴニストおよびアンタゴニストの活性は、レラキシンおよび/またはレラキシンレセプターの活性についての標準的なアッセイによって決定され得る。本発明の1つの局面において、レラキシンアゴニストの活性がアッセイされる。例えば、アポトーシスを減少するか、または組織の成熟を刺激するレラキシンアゴニストの能力が、アッセイされる。
【0120】
本発明の別の局面において、レラキシンに結合することによってレラキシンの機能的活性を阻害する、レラキシンアンタゴニストの能力が、アッセイされる。同様に、レラキシンの機能またはレラキシンレセプターの機能を阻害するレラキシンアンタゴニストの能力は、例えば、レラキシンレセプターアッセイにレラキシンアンタゴニストを添加し、そしてレラキシンアンタゴニストを含まないコントロールと比較した阻害を決定することによって、アッセイされ得る。レラキシンアンタゴニストの活性の適切な測定としては、阻害%であるIC50の測定などが挙げられる。
【0121】
レラキシン、またはレラキシンレセプターアゴニストもしくはアンタゴニストの活性を測定するために適切なアッセイとしては、例えば、以下の参考文献(これらは本明細書中で参考として援用される)に記載されるアッセイが挙げられる:MacLennanら、Ripening of the Human Cervix and Induction of Labor with Intracervical Purified Porcine Relaxin,Obstetrics & Gynecology 68:598−601(1986);Poisnerら、Relaxin Stimulates the Synthesis and Release of Prorenin From Human Decidual Cells:Evidence For Autocrine/Paracrine Regulation,J.Clinical Endocrinology and Metabolism 70:1765−67(1990);O’Day−Bowmanら、Hormonal Control of the Cervix in Pregnant Gilts.III.Relaxin’s Influence on Cervical Biochemical Properties in Ovariectomized Hormone−Treated Pregnant Gilts,Endocrinology 129:1967−76(1991);Saugstad,Persistent Pelvic Pain and Pelvis Joint Instability,Eur.J.Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology 41:197−201(1991)。
【0122】
他のアッセイとしては、以下により開示されるアッセイが挙げられる:Bullesbachら、The Receptor−Binding Sites of Human Relaxin II,J.Biol.Chem.267:22957−60(1992);Hallら、Influence of Ovarian Steroids on Relaxin−Induced Uterine Growth in Ovariectomized Gilts,Endocrinology 130:3159−66(1992);Kibblewhiteら、The Effect of Relaxin on Tissue Expansion,Arch.Otolaryngol.Head Neck Surg.118:153−56(1992);Leeら、Monoclonal Antibodies Specific for Rat Relaxin.VI.Passive Immunization with Monoclonal Antibodies Throughout the Second Half of Pregnancy Disrupts Histological Changes Associated with Cervical Softening at Parturition in Rats,Endocrinology 130:2386−91(1992);Bellら、A Randomized,Double−Blind Placebo−Controlled Trial of the Safety of Vaginal Recombinant Human Relaxin for Cervical Ripening,Obstetrics & Gynecology 82:328−33(1993);Bryant−Greenwoodら、Sequential Appearance of Relaxin,Prolactin and IGFBP−1 During Growth and Differentiation of the Human Endometrium,Molecular and Cellular Endocrinology 95:23−29(1993);Chenら、The Pharmacokinetics of Recombinant Human Relaxin in Nonpregnant Women After Intravenous,Intravaginal,and Intracervical Administration,Pharmaceutical Research 10:834−38(1993);Huangら、Stimulation of Collagen Secretion by Relaxin and Effect of Oestrogen on Relaxin Binding in Uterine Cervical Cells of Pigs,Journal of Reproduction and Fertility 98:153−58(1993)。
【0123】
さらなるアッセイは、以下に開示される:Saxenaら、Is the Relaxin System a Target for Drug Development Cardiac Effects of Relaxin,TiPS 14:231(June 1993,letter);Winnら、Hormonal Control of the Cervix in Pregnant Gilts.IV.Relaxin Promotes Changes in the Histological Characteristics of the Cervix that are Associated with Cervical Softening During Late Pregnancy in Gilts,Endocrinology 133:121−28(1993);Colonら、Relaxin Secretion into Human Semen Independent of Gonadotropin Stimulation,Biology of Reproduction 50:187−92(1994);Golubら、Effect of Short−Term Infusion of Recombinant Human Relaxin on Blood Pressure in the Late−Pregnant Rhesus Macaque(Macaca Mulatta),Obstetrics & Gynecology 83:85−88(1994);Jauniauxら、The Role of Relaxin in the Development of the Uteroplacental Circulation in Early Pregnancy,Obstetrics & Gynecology 84:338−342(1994);Johnsonら、The Regulation of Plasma Relaxin Levels During Human Pregnancy,J.Endocrinology 142:261−65(1994);Laneら、Decidualization of Human Endometrial Stromal Cells in Vitro:Effects of Progestin and Relaxin on the Ultrastructure and Production of Decidual Secretory Proteins,Human Reproduction 9:259−66(1994);Lanzafameら、Pharmacological Stimulation of Sperm Motility,Human Reproduction 9:192−99(1994);Petersenら、Normal Serum Relaxin in Women with Disabling Pelvic Pain During Pregnancy,Gynecol. Obstet.Invest.38:21−23(1994);Tashimaら、Human Relaxins in Normal,Benign and Neoplastic Breast Tissue,J.Mol.Endocrinology 12:351−64(1994);Winnら、Individual and Combined Effects of Relaxin,Estrogen,and Progesterone in Ovariectomized Gilts.I.Effects on the Growth,Softening,and Histological Properties of the Cervix,Endocrinology 135:1241−49(1994);Winnら、Individual and Combined Effects of Relaxin,Estrogen,and Progesterone on Ovariectomized Gilts.II.Effects on Mammary Development,Endocrinology 135:1250−55(1994);Bryant−Greenwoodら、Human Relaxins:Chemistry and Biology,Endocrine Reviews 15:5−26(1994);Johnsonら、Relationship Between Ovarian Steroids,Gonadotrophins and Relaxin During the Menstrual Cycle,Acta Endocrinilogica 129:121−25(1993)。
【0124】
本発明のさらに別の局面において、アゴニストまたはアンタゴニストの活性は、このアゴニストまたはアンタゴニストが、抗レラキシン抗体への結合について野生型レラキシンポリペプチドまたはレラキシンレセプターポリペプチドと競合する能力を測定することによって、決定される。当該分野で公知の種々のイムノアッセイが使用され得る。このようなアッセイとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:ラジオイムノアッセイ、ELISA(酵素結合イムノソルベント検定法)、「サンドイッチ」イムノアッセイ、イムノラジオメトリックアッセイ、ゲル拡散沈降反応、免疫拡散アッセイ、インサイチュイムノアッセイ(金コロイド、酵素または放射性同位体標識などを使用する)、ウエスタンブロット、沈降反応、凝集アッセイ(例えば、ゲル凝集アッセイまたは血球凝集アッセイ)、補体結合アッセイ、免疫蛍光アッセイ、プロテインAアッセイ、免疫電気泳動アッセイなどのような技術を使用する競合アッセイシステムおよび非競合アッセイシステム。抗体の結合は、基質を結合するかまたは基質への結合を妨害された一次抗体上の標識の量を測定することによって、検出され得る。あるいは、一次抗体の結合は、この一次抗体への二次抗体または試薬の結合を測定することによって、検出される。この二次抗体はまた、直接標識され得る。イムノアッセイにおいて結合を検出するための多くの手段が、当該分野で公知であり、そして本発明の範囲内であると考えられる。
【0125】
アゴニストまたはアンタゴニストの機能的活性はまた、インビボ系で決定され得る。例えば、レラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニストの、レラキシンレセプターに結合する能力、またはレラキシンレセプターへの結合について競合する能力、あるいは細胞集団および/または組織におけるアポトーシスを調節する能力が、測定され得る。上記のアッセイは、脊椎動物細胞におけるレラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニストの発現から生じる活性を決定するために使用され得る。あるいは、レラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニストは、異種系において発現され得、そしてこのレラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニストの活性は、この系における生理学的変化のモジュレーターとしてアッセイされ得る。例えば、アポトーシスを調節するレラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニストの能力は、脊椎動物細胞(例えば、トランスフェクトされた哺乳動物細胞)において試験され得る。
【0126】
(レラキシンアゴニストおよびレラキシンアンタゴニストの投与)
本発明は、有効量のレラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニスト(まとめて「活性因子」とも称する)を、被験体に投与するための方法を提供する。代表的には、この活性因子は、処方の前に実質的に精製される。この被験体は、ヒトまたは非ヒト動物の脊椎動物であり得、そして代表的には、ウシ、ブタ、ウマ、ニワトリ、ネコ、イヌなどを含むがこれらに限定されない動物である。より代表的には、この被験体は、哺乳動物であり、特定の実施形態において、ヒトである。
【0127】
種々の送達系(例えば、注入によって、注射によって(例えば、皮内、筋肉内または腹腔内)、経口送達、鼻腔送達、肺内送達、直腸送達、経皮送達、間質送達または皮下送達)が公知であり、そして活性因子を投与するために使用され得る。特定の実施形態において、処置を必要とする領域にこの活性因子を局所的に投与することが望まれ得る;この投与は、例えば、限定されないが、局所注入によって、局所適用によって、注射(例えば、精巣内または前立腺内)によって、カテーテルによって、または移植片によって達成され得、この移植片は、例えば、多孔性材料、非多孔性材料、ゼラチン状材料またはポリマー材料であり、シラスチック膜のような膜または繊維を含む。一実施形態において、投与は、標的部位における直接注射により行われ得る。
【0128】
この活性因子を含む薬学的組成物は、所望の送達系に従って処方され得る。このような薬学的組成物は、代表的に、治療的有効量の活性因子および薬学的に受容可能なキャリアを含む。用語「薬学的に受容可能」とは、連邦政府または州政府の管理機関により認可されているか、または米国薬局方または他の一般的に認められた薬局方において、脊椎動物(代表的には、動物、より代表的にはヒト)における使用についてリストに記載されていることを意味する。用語「キャリア」とは、活性因子が投与のために共に処方される、希釈剤、アジュバント、賦形剤、安定剤、保存剤、粘度調節剤(viscogen)またはビヒクルをいう。薬学的キャリアは、滅菌液体(例えば、水、および石油、動物性油、植物性油または合成油を含む油(例えば、ピーナツ油、大豆油、鉱油、ゴマ油など))であり得る。適切な賦形剤としては、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、コメ、フラワー、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレングリコール、エタノールなどが挙げられる。所望ならば、この組成物はまた、少量の湿潤剤または乳化剤、またはpH緩衝化剤を含み得る。
【0129】
適切な保存剤としては、例えば、安息香酸ナトリウム、4級アンモニウム塩、アジ化ナトリウム、メチルパラベン、プロピルパラベン、ソルビン酸、アスコルビルパルミテート、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、クロロブタノール、デヒドロ酢酸、エチレンジアミン、安息香酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム、ソルビン酸カリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄、有機水銀塩、フェノールおよびアスコルビン酸が挙げられる。適切な粘度調節剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ソルビトール、デキストロース、およびポリエチレングリコールが挙げられる。適切な薬学的キャリアの他の例は、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences(Gennaro編),Mack Publishing Co.,Easton,Pennsylvania(1990)に記載される。
【0130】
活性因子はまた、中性形態または塩形態として処方され得る。薬学的に受容可能な塩としては、遊離アミノ基と形成される塩(例えば、塩酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸などから誘導される塩)、および遊離カルボキシル基と形成される塩(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウム、水酸化鉄、イソプロピルアミン、トリエチルアミン、2−エチルアミノエタノール、ヒスチジン、プロカインなどから誘導される塩)が挙げられる。
【0131】
一実施形態において、この活性因子は、慣用的な手順に従って、ヒトへの静脈内投与に適合した薬学的組成物として処方される。静脈内送達について、水が代表的なキャリアである。生理食塩水、水性デキストロースおよびグリセロール溶液もまた、特に、注射用溶液のための液体キャリアとして用いられ得る。代表的には、静脈内投与のための組成物は、滅菌等張性水性緩衝液中の溶液である。必要な場合、この組成物はまた、可溶化剤または局所麻酔薬を含み、注射の部位における痛みを和らげ得る。一般に、成分は、別々にかまたは単回投薬形態(例えば、活性因子の量を示すアンプルまたは袋のような密封された容器中の、乾燥した凍結乾燥散剤としてかまたは水を含まない濃縮物として)において一緒に混合されるかのいずれかで供給される。この組成物が注入により投与されるべきである場合、この組成物は、滅菌薬学等級の水または生理食塩水を含む注入ビンに分散され得る。この組成物が、注射により投与される場合、注射用の滅菌水または生理食塩水のアンプルが、これらの成分が投与の前に混合され得るように提供され得る。
【0132】
経口送達可能な組成物は、溶液、懸濁液、エマルジョン、錠剤、丸剤、カプセル剤、散剤、持続性放出処方物などの形態をとり得る。経口処方物は、標準的なキャリア(例えば、薬学等級の、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、ナトリウムサッカリン、セルロース、炭酸マグネシウムなど)を含み得る。
【0133】
直腸投与について、この組成物は、標準的な薬学的手順に従って処方される。代表的には、この組成物は、溶解性組成物(例えば、座剤)として形成される。坐剤は、この組成物に所望のコンシステンシーを提供するアジュバントを含み得る。坐剤はまた、水溶性キャリア(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセロゼラチン、メチルセルロースまたはカルボキシメチルセルロース)を含み得る。坐剤はまた、湿潤剤(例えば、脂肪酸、脂肪酸グリセリド、ポリエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレンソルビタール脂肪酸エステル、ポリエチレン脂肪酸エステル、ならびにポリオキシエチレンの高級アルコールエステル、および低級アルキルスルホン酸のエステル)を含み得る。坐剤はまた、適切な乳化剤および分散成分、ならびに粘度を調整するための成分、および着色物質を含み得る。
【0134】
鼻腔投与は、代表的に、鼻腔スプレーとして溶液を使用して実施され、そして当業者に公知の種々の方法によって調合され得る。スプレーとして液体を鼻腔内投与するためのシステムは、周知である(例えば、米国特許第4,511,069号(これは本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。好ましい鼻腔スプレー溶液は、液体キャリア中の活性因子を含み、この液体キャリアは、必要に応じて、薬物および1つ以上の緩衝液または他の添加物の吸収を増大して、鼻腔の刺激を最小限にするための、非イオン性界面活性剤を含む。いくつかの実施形態において、この鼻腔スプレー溶液は、噴霧剤をさらに含む。この鼻腔スプレー溶液のpHは、代表的には、約pH6.8とpH7.2との間である。
【0135】
鼻腔内投与について、鼻腔投与された活性因子の吸収を改善し、鼻腔の刺激を軽減する成分は、特に、慢性的に投与される処置プロトコルにおいて使用される場合に、望ましい。この場合、この活性因子の吸収を増大するために、界面活性剤の使用が好ましい(例えば、Hiraiら、Int.J.Pharmaceutics 1:173−84(1981);英国特許明細書 1 527 605(これらの各々は本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。しかし、界面活性剤により増大される薬物の鼻腔投与は、鼻腔の刺激(刺痛、うっ血および鼻漏を含む)を引き起こし得る。従って、刺激を減少しつつ、鼻粘膜を介する吸収を増大する組成物(例えば、ノノキシノール−9、ラウレト−9、ポロキサマー−124、オクトキシノール−9およびラウラミド(lauramide)DEAの様な非イオン性界面活性剤)が望ましい。ノノキシノール−9(N−9)は、エトキシ化アルキルフェノールであり、ノニルフェノールと9モルのエチレンオキシドのポリエチレンオキシ縮合物である。この界面活性剤は、界面活性製品において使用されており、そしてSURFONIC(登録商標)N−95(Jefferson)、NEUTRONYX(登録商標)600(Onyx)およびIGEPAL(登録商標)(CO−630(GAF))のような商品名で販売されている。N−9は、硬質界面活性剤とみなされ、そして殺精子剤(spermatocide)として使用されている(The Merck Index、第10版、Entry 6518を参照のこと)。界面活性剤の使用に起因する刺激を最小限にするために、1つ以上の抗刺激添加剤が、エマルジョンに含まれる。一例では、ポリソルベート−80は、鼻腔内投与された薬剤(この送達は、非イオン性界面活性剤を使用することにより促進される)により引き起こされる刺激を軽減することが示されている(例えば、米国特許第5,902,789号(これは本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。
【0136】
活性因子を含む肺内投薬形態は、気道に鼻腔内投与され得るか、またはこの活性因子を含むスプレーもしくはエアロゾルを吸いこむことによって気道に投与され得る。この活性因子は、代表的に、肺内に、小粒子エアロゾルの状態で直接送達され、これは特に、最小の空気経路および肺胞に標的化される。
【0137】
肺内投薬形態は、代表的に、粒子状の分散形態として形成される。これは、組成物を含む固体粒子の水性エアロゾルを調製することによって、達成され得る。代表的には、水性エアロゾルは、この組成物の水溶液または懸濁液を、従来の薬学的に受容可能なキャリアおよび安定剤と共に処方することによって、作製される。これらのキャリアおよび安定剤は、代表的に、非イオン性界面活性剤(例えば、Tween、Pluronicまたはポリエチレングリコール)、無害性タンパク質(例えば、血清アルブミン)、ソルビタンエステル、オレイン酸、アミノ酸(例えば、グリシン)、緩衝液、塩、糖または糖アルコールを含む。この処方物はまた、粘液溶解剤(例えば、米国特許第4,132,803号(これは本明細書中で参考として援用される)に記載されるもの)、および気管支拡張剤を含み得る。この処方物は、好ましくは無菌である。エアロゾルは、一般的に、等張性溶液から調製される。粒子は、必要に応じて、通常の肺界面活性タンパク質を含む。
【0138】
粒子のエアロゾルは、水性懸濁液または非水性懸濁液(例えば、フルオロカーボン噴霧剤)の状態で形成され得る。このエアロゾルは、好ましくは、肺刺激物(すなわち、急性気管支収縮、咳、肺水腫または組織破壊を引き起こす界面活性剤)を含まない。非刺激性の吸収促進剤もまた、本明細書中における使用に適切である。
【0139】
エアロゾルを調製するために、音波噴霧器が使用され得る。音波噴霧器は、剪断(これは分解を生じ得る)への組成物の暴露を最小化する。適切なデバイスは、Bird Micronebulizerである。他の適切な自動化システムまたは噴霧システム、あるいは気管内送達システムとしては、これらが投与される組成物と適合性であり、かつ所望のサイズの粒子を送達し得る限り、例えば、以下が挙げられる:米国特許第3,915,165号;欧州特許0 116 476に開示されるシステム;Newmanら(Thorax 40:671−76(1985))により記載されるジェット噴霧器;測定用量吸入器(例えば、Berenberg、J.Asthma−USA 22:87−92(1985)を参照のこと);Braunner(米国特許第5,803,078号)の気管内カテーテルアセンブリまたは他のデバイス(例えば、Searsら、N.Z.Med.J.96:743II(1983);O’Reillyら、Br.Med.J.286:6377(1983);またはStanderら、Respiration 44:237−40(1982)を参照のこと)。(これらの参考文献の開示は本明細書中で参考として援用される)。
【0140】
粒子性エアロゾル懸濁液は、代表的に、活性因子を含む微細な乾燥散剤である。粒子性エアロゾル懸濁液は、多数の従来の手順によって調製される。このような懸濁液の最も簡単な調製方法は、(例えば、結晶または凍結乾燥ケークとしての)活性因子を微粉化し、そしてこの粒子を乾燥フルオロカーボン噴霧剤に分散することである。これらの処方物において、活性因子は、好ましくは、フルオロカーボンに懸濁される。代替の実施形態において、活性因子は、噴霧剤とは別のコンパートメントに保存される。噴霧剤の発射により、貯蔵コンパートメントから所定の用量が出される。このように活性因子を送達するために使用されるデバイスは、測定用量吸入器(MDI)として知られている(例えば、Byron,Drug Development and Industrial Pharmacy 12:993(1986)(これは本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。
【0141】
エアロゾルまたは粒子のサイズは、一般に、約0.5μm〜約5μm、代表的には、約2μm〜5μm、好ましくは、約2μm〜約4μm、または約4μm〜約5μmの範囲である。いくつかの局面において、粒子が小さくなるほど受容可能では無くなる。なぜなら、より小さい粒子は、堆積せず、その代わり発散する傾向があるからである。同様に、他の局面に置いて、粒子が大きくなるほど好ましくなくなる。なぜならより大きな粒子は、肺胞に堆積する可能性が小さく、鼻咽頭腔または口腔内の嵌入により除去されるからである(例えば、Byron,J.Pharm.Sci.75:433(1986)を参照のこと)。エアロゾルまたは粒子性組成物は、サイズ分布において不均一であり得るが、不均一性は公知の方法(例えば、EP 0 135 390に記載されるスクリーニングユニット)によって減少され得る。不均一性は、代表的に、約4μmを越える平均直径を有する粒子の割合が、肺吸入による治療用量の送達を妨害するほど大きくない限り、不利ではない。0.5〜5μmの範囲内の粒子を約15%より多く含む懸濁液が使用され得るが、一般的に、5μmより大きな平均直径を有する粒子部分は、代用的に、粒子の総数の約25%未満、好ましくは、10%以下である。示された直径は、気道に導入された場合の粒子の直径をいう。
【0142】
特定の被験体の処置に置いて有効な活性因子の量は、処置される特定の異常に基づき、そして標準的な臨床的技術により決定され得る。さらに、最適な投薬量範囲を同定するのを助けるために、インビトロアッセイが必要に応じて用いられ得る。処方物に用いられる活性因子の正確な用量はまた、投与経路、および状態の重篤度に依存し、そして医師の判断および各被験体の状況に従って決定されなければならない。投与のために適切な投薬量範囲は、一般に、体重1kgあたり、約0.001mg/kg〜約100mg/kgの活性因子である。有効用量はまた、インビトロ系または動物モデル試験系から導かれた用量応答曲線から外挿され得る。坐剤は、一般に、0.5重量%〜10重量%の範囲の活性成分を含み、経口処方物は、代表的に、10%〜95%の活性成分を含む。
【0143】
本発明はまた、本発明の薬学的組成物の1以上の成分で満たされる1以上の容器を含有する、製薬パックまたは製薬キットを提供する。医薬品または生物学的産物の製造、使用または販売を規制する行政機関によって定められた形態の通知は、そのような容器と必要に応じて関連付けられ、その通知は、ヒト投与のための製造、使用または販売の代理店による認可に影響を与える。
【0144】
なお別の実施形態において、その活性剤は、徐放システムにおいて送達され得る。1つの実施形態において、ポンプが使用され得る(例えば、Langer,前出;Sefton,Crit.Ref.Biomed.Eng.14:201−40(1987);Buchwaldら,Surgery 88:507−16(1980);Saudekら,N.Engl.J.Med.321:574−79(1989)参照)。別の実施形態において、重合体物質が使用され得る(Medical Applications of Controlled Release,Langer and Wise(編),CRC Pres.,Boca Raton,Florida(1974);Controlled Drug Bioavailability,Drug Product Design and Performance,Smolen and Ball(編),Wiley,New York(1984);Ranger and Peppas,J.Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.23:61(1983)参照;Levyら,Science 228:190−92(1985)もまた参照;Duringら,Ann.Neurol.25:351−56(1989);Howardら,J.Neurosurg.71:105−12(1989))(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)。
【0145】
従って、なお別の実施形態において、徐放システムが、全身的な用量の画分のみを必要とする、治療標的の近くに配置され得る(例えば、Goodson,Medical Applications of Controlled Release,前出,第2巻,115−38頁(1984)参照)。他の徐放システムは、例えば、Langer(Science 249:1527−33(1990)(これは、本明細書中で参考として援用される)による総説において議論される。
【0146】
(核酸の投与)
本発明は、核酸(例えば、レラキシンアゴニストまたはレラキシンアンタゴニスト(レラキシン、レラキシンアナログ、可溶性レラキシンレセプター、レラキシン結合剤、レラキシンレセプター結合剤)をコードする核酸、レラキシンアンチセンス核酸および/またはレラキシンレセプターアンチセンス核酸など)を投与して、アポトーシスを調節するさらなる方法を提供する。核酸(センスとアンチセンスの両方)は、遺伝子治療のプロセスにおいて使用され得る。遺伝子治療とは、外因性起源の核酸の発現を提供するプロセスをいい、この核酸としては、被検体内においてアポトーシスを調節(例えば、組織異常を処置するため)するための、被検体のアンチセンス核酸またはレラキシンアゴニストもしくはレラキシンアンタゴニストをコードするアンチセンス核酸が挙げられる。特定の実施形態において、レラキシンまたはレラキシンアナログをコードする核酸は、アポトーシスを減少させるためにレラキシンレセプターを有する細胞内へ投与される。他の特定の実施形態において、レラキシン結合剤(例えば、レラキシン、可溶性レラキシンレセプター)をコードする核酸またはレラキシンレセプター結合剤(例えば、レラキシンアナログ)は、アポトーシスを増加させるためにレラキシンレセプターを発現する細胞集合体へ投与される。当該分野において役立つ、遺伝子治療のいずれの方法も、本発明に従って使用され得る。例示的な方法が、以下に記載される。
【0147】
遺伝子治療の方法の一般的な総説として、Steinberg and Raso(J.Pharm.Pharm.Sci.1:48−59(1998));Pantuckら(World J.Urol.18:143−47(2000));Prince(Pathology 30:335−47(1998));Ledley(Curr.Opin.Biotechnol.5:626−36(1994));Goldspielら(Clin.Pharm.12:488−505(1993));Wu and Wu(Biotherapy 3:87−95(1991));Tolstoshev(Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.32:573−96(1993));Mulligan(Science 260:926−32(1993));Morgan and Anderson(Ann.Rev.Biochem.62:191−217(1993));およびMay(TIBTECH 11:155−215(1993))を参照する。
【0148】
組換えDNA技術の当該分野において通常公知である、使用され得る方法としては、Ausubelら(1996,前出)およびKriegler(Gene Transfer and Expression,A Laboratory Manual,Stockton Press,NY(1990))に記載される方法が挙げられる。1つの実施形態において、核酸は、適切な宿主において核酸を発現するベクターの一部であるセンス核酸(例えば、レラキシンアナログ、可溶性レラキシンレセプターなどをコードする核酸)を含む。特に、そのような核酸は、センス配向において、コード領域(例えば、レラキシンまたはレラキシンレセプター)に作動可能に結合されるプロモーターを有し、そのプロモーターは誘導的または構成的、そして、必要に応じて、組織特異的である。別の実施形態において、核酸は、適切な宿主において核酸を発現するベクターの一部であるアンチセンス核酸(例えば、レラキシンアンチセンス核酸またはレラキシンレセプターアンチセンス核酸)を含む。特に、そのような核酸は、アンチセンス配向において、コード領域(例えば、レラキシンまたはレラキシンレセプター)に作動可能に結合されるプロモーターを有し、そのプロモーターは誘導的または構成的、そして、必要に応じて、組織特異的である。
【0149】
別の特定の実施形態において、核酸(例えば、レラキシンアナログ、可溶性レラキシンレセプターなどをコードするセンス核酸、またはレラキシンアンチセンス核酸、レラキシンレセプターアンチセンス核酸などをコードするアンチセンス核酸)は、この核酸および任意の他の所望の配列が、ゲノムにおける所望の部位において相同な組換えを促進する領域によって隣接される場合に使用され、これにより、核酸の染色体内発現を提供する(例えば、Koller and Smithies,Proc.Natl.Acod.Sci.USA 86:8932−35(1989);Zijlstraら,Nature 342:435−38(1989);米国特許第5,631,153号;同第5,627,059号;同第5,487,992号;および同第5,464,764号;(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)、参照)。
【0150】
これらの実施形態のいずれかに対して、核酸の被検体内への送達は、直接的(被検体が、核酸または核酸輸送ベクターに直接的に曝される場合)、または間接的(細胞が、インビトロにおいて核酸を用いて最初に形質転換され、次いで被検体内に移植される場合)のいずれかでなされ得る。これらの2つのアプローチは、それぞれ、インビボの遺伝子治療、またはエキソビボの遺伝子治療として公知である。特定の実施形態において、その核酸は、インビボに直接的に投与され、核酸を発現して、コードされる産物を産生する。これは、当該分野において公知の以下の多数の方法のいずれかによって達成され得る:例えば、適切な核酸発現ベクターの一部として作製し、投与することによって細胞内の核酸とする方法;例えば、欠陥レトロウイルスもしくは弱毒レトロウイルスまたは他のウイルス性ベクター(infra)を使用する感染による方法、裸のDNAの直接的な注入(例えば、Asaharaら,Semin.Interv.Cardiol.1:225−32(1996);Prazeresら,Trends Biotechnol.17:169−74(1999)(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)、参照)による方法、エレクトロポレーション(例えば、Muramatsuら,Int.J.Mol.Med.1:55−62(1998),(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)、参照)による方法、あるいは遺伝子銃(BIOLISTICTM,Dupont)のような微粒子照射の使用(例えば、Biewengaら,J.Neurosci.Methods 71:67−75(1997),(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)、参照)による方法。核酸はまた、脂質または細胞表面レセプターまたは形質転換剤を用いる裸の核酸のコーティング、リポソーム、誘導体化されるリポソーム、微粒子、またはマイクロカプセルへの封入によって細胞内へ挿入され得る(例えば、De Smedtら,Pharm.Res.17:113−26(2000);Maurerら,Mol.Membr.Biol.16:129−40(1999);Tarahovsky and Ivanitsky,Biochemistry 63:607−18(1998);Lasci,Trends Biotechnol.16:307−21(1998);Gao and Huang,Gene Ther.2:710−22(1995);(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される、参照)。細胞に入ることが公知のペプチドに結合した核酸をまた、投与するか、またはレセプター媒介エンドサイトーシスの影響を受けるリガンドに結合した核酸を投与し得、これを使用して、レセプターを特異的に発現する細胞型を標的し得る。(例えば、Liangら,Pharmazie 54:559−66(1999);Cristiano,Front.Biosci.15:D1161−70(1998);Guyら,Mol.Biotechnol.3:237−48(1995);Wu and Wu,J.Biol.Chem.262:4429−32(1987)(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)参照)。別の実施形態において、核酸リガンド複合体は、リガンドが、エンドソームを分裂させるために紡錘細胞のウイルス性ペプチドを含有し、核酸のリソソームによる分解を避けさせる形態であり得る(例えば、Phillips,Biologicals 23:13−16(1995),(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)、参照)。
【0151】
なお別の実施形態において、アンチセンス核酸は、特定のレセプターを標的することによって、細胞の特定の取り込みおよび発現について、インビボにおいて標的され得る(例えば、Phillips,Biologicals 23:13−16(1995);国際特許公開WO92/06180;WO92/22635;WO92/20316;WO93/14188、およびWO93/20221;(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)参照)。
【0152】
特定の実施形態において、ウイルス性ベクターは、核酸(例えば、レラキシンアナログ、可溶性レラキシンレセプター、などをコードするセンス核酸、またはレラキシンアンチセンス核酸をコードするアンチセンス核酸、レラキシンレセプターアンチセンス核酸など)を含有するベクターが使用される。例えば、レトロウイルスベクターが使用され得る(例えば、Paluら,Rev.Med.Virol.10:185−202(2000);Buchschacher and Wong−Staal,Blood 15:2499−504(2000);Millerら,Meth.Enzymol.217:581−99(1993),(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)参照)。これらのレトロウイルスベクターは、ウイルスゲノムのパッケージングおよび宿主細胞DNA内への組み込みに必ずしも必要でない、レトロウイルス配列を除去するために典型的に改変される。遺伝子治療において使用されるアンチセンス核酸は、ベクターの中でクローン化され、アンチセンス核酸の被検体内への送達を促進する。レンチウイルスベクターがまた、使用され得る。(例えば、Buchschacher and Wong−Staal,前出;Naldiniら,Science 272:263−67(1996),(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)を参照)。遺伝子治療におけるウイルス性ベクターの使用を図示する他の参考文献は、Lundstrom(J.Recept.Signal.Transduct.Res.19:673−86(1999));Clowesら(J.Clin.Invest.93:644−51(1994));Kiemら,(Blood 83:1467−73(1994));Salmons and Gunzberg(Hum Gene Ther.4:129−41(1993));およびGrossman and Wilson(Curr.Opin.Genet Dev.3:110−14(1993))(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)による。
【0153】
アデノウイルスがまた、遺伝子治療において使用され得る。アデノウイルスは特に、前立腺、肝臓、中枢神経系、内皮細胞、および筋肉に遺伝子を送達するための誘引性媒体である。アデノウイルスは、非分裂性細胞を感染させる能力を持つという利点を有する。KozarskyおよびWilson(Curr.Opin.Genet Dev.3:499−503(1993),(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される))は、アデノウイルスベースの遺伝子治療の総説を提示する。Hermanら(Human Gene Therapy 10:1239−49(1999),(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される))は、単純ヘルペスチミジンキナーゼ遺伝子を人の前立腺内に含む複製欠乏性アデノウイルスの前立腺内注入、それに続くフェーズI臨床実験におけるプロドラッグガンシクロビルの静脈内投与を記載する。遺伝子治療におけるアデノウイルスの利用の他の実例は、Rosenfeldら(Science 252:431−34(1991));Rosenfeldら(Cell 68:143−55(1992));Mastrangeliら(J.Clin.Invest.91:225−34(1993));およびThompson(Onclol.Res.11:1−8(1999))に見出され得る。アデノ関連ウイルス(AAV)がまた、遺伝子治療において使用され得る(例えば、Rabinowitz and Samulski,Curr.Opin.Biotechnol.9:475−85(1988);Carter and Samulski,Int.J.Mol.Med.6:17−27(2000);Tal,J.Biomed.Sci.7:279−91(2000);Aliら,Gene Therapy 1:367−84(1994);米国特許第4,797,368号および同第5,139,941号;Walshら,Proc.Soc.Exp.Biol.Med.204:289−300(1993);Grimmら,Human Gene Therapy 10:2445−50(1999))(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)。
【0154】
遺伝子治療に対する別のアプローチは、エレクトロポレーション、リポフェクション、リン酸カルシウム媒介トランスフェクト、またはウイルス感染のような方法によって、核酸を組織培養中の細胞に移動させることを含有する。典型的に、移動の方法は、選択可能なマーカーの細胞への移動を含有する。次いで、その細胞は、採取され、核酸を発現するそれらの細胞を単離するために、選択下におかれる。次いで、その選択された細胞が被検体に送達される。
【0155】
1つの実施形態において、核酸は、得られる組換え細胞のインビボでの投与の前に、細胞に導入される。そのような導入は、当該分野で公知の任意の方法によって行われ得、以下が挙げられるが、これらに限定されない:トランスフェクト、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、核酸を含有するウイルスベクターまたはバクテリオファージベクターを用いる感染、細胞融合、染色体媒介遺伝子移動、微小核体媒介遺伝子移動など。外来の遺伝子を細胞内に導入するための多数の技術が当該分野において公知であり(例えば、Muramatsuら,Int.J.Mol.Med.1:55−62(1998);Liangら,Pharmazie 54:559−66(1999);Loeffer and Behr,Meth.Enzymol.217:599−618(1993);Cottenら,Meth.Enzymol.217:618−44(1993);Cline,Pharmacol.Ther.29:69−92(1985);これらの開示は、本明細書中で参考として援用される、参照)、そして本発明に従って、使用され得る。その技術は、細胞に対する核酸の安定的な移動のために典型的に与えられ、その結果、核酸は、細胞によって発現可能であり、そしてその細胞子孫によって遺伝的であり、発現可能である。
【0156】
得られる組換え細胞は、当該分野において公知の様々な方法によって被検体に送達され得る。典型的に、細胞は、皮下に注入される。別の実施形態において、組換え皮膚細胞は、被検体に皮膚移植片として適用され得る。使用のために必要とされる細胞の量は、所望の効果、被検体の状態などに依存し、そして当業者によって決定され得る。
【0157】
核酸が遺伝子治療の目的で導入され得る細胞は、任意の所望の役立つ細胞型を包み、そして以下が挙げられるが、それらに限定されない:雄性生殖路(例えば、前立腺細胞、精巣の細胞、精上細胞、または精巣上体細胞)、雌性生殖路(例えば、子宮、子宮頸、恥骨間の靱帯、下肢帯内の結合組織、など)、肝臓、腎臓、脾臓、胸腺、脳、心臓、腸管、皮膚、肺、などの細胞または細胞の集合。適切な細胞は、上皮細胞、内皮細胞、ケラチノサイト、線維芽細胞、筋肉細胞、および幹細胞または前駆細胞をさらに含有する。遺伝子治療のために使用されるその細胞は、被検体に対して一般に自己由来であるが、被検体との適合性に関して分類され得る異系細胞が、使用され得る。
【0158】
別の局面において、核酸(例えば、レラキシンアナログ、可溶性レラキシンレセプターなどをコードするセンス核酸、またはレラキシンアンチセンス核酸、レラキシンレセプターアンチセンス核酸などをコードするアンチセンス核酸)は、細胞に直接的に投与される。その核酸は、少なくとも6つのヌクレオチドおよび典型的にはオリゴヌクレオチド(6〜約50またはそれ以上の範囲のヌクレオチド)である。特定の局面において、そのオリゴヌクレオチドは、少なくとも10のヌクレオチド、少なくとも15のヌクレオチド、少なくとも100のヌクレオチドであるか、または少なくとも200のヌクレオチドであり得る。そのオリゴヌクレオチドは、DNAまたはRNAあるいはそれらのキメラ混合物または誘導体またはそれらのアナログであり得、一本鎖または、二本鎖であり得る。そのオリゴヌクレオチドは、塩基部分、糖部分、またはリン酸塩骨格において改変され得る。そのオリゴヌクレオチドは、ペプチド、または細胞膜を横切る移動を促進する薬剤(例えば、Nielsen,Pharmacol.Toxicol.86:3−7(2000);Soometsら,Front.Biosci.1:D782−86(1999);Galderisiら,J.Cell Physiol.181:251−57(1999);Letsingerら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:6553−56(1989);Lemaitreら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:648−52(1987);国際特許公開WO88/09810、参照)、ハイブリダイゼーション誘発切断剤(例えば、Krolら,BioTechniques 6:958−76(1988))または挿入剤(例えば、Zon,Pharm.Res.5:539−49(1988)参照)のような、他の付加する基を含み得る。(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)。
【0159】
1つの実施例において、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、一本鎖DNAとして提供される。そのオリゴヌクレオチドは、その構造における任意の位置で、当該分野において一般的に公知の置換基を用いて改変され得る。そのオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの以下のような改変される塩基部分を含み得る:例えば、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−ヒドロキシルメチル)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(queosine)、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−N−6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸(V)、偽ウラシル、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、2,6−ジアミノプリン、など。別の実施形態において、そのオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの改変される糖部分(例えば、アラビノース、2−フルオロアラビノース、キシルロース、およびヘキソース)を含む。
なお別の実施形態において、そのアンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも1つの以下の改変されるホスフェート骨格を含む:例えば、ホスホルチオネート、ホスホルジチオネート、ホスホルアミドチオネート、ホスホルアミデート、ホスホルジアミデート、メチルホスホネート、アルキルホスホトリエステル、およびホルムアセタールまたはそれらのアナログ。
【0160】
なお別の実施形態において、そのアンチセンスオリゴヌクレオチドは、α−アノマーオリゴヌクレオチドである。α−アノマーオリゴヌクレオチドは、(通常のβ−単位に反して、その鎖が、互いに平行である)相補的RNAと特定の二本鎖ハイブリッドを形成する(Gautierら,Nucl.Acids Res.15:6625−41(1987)参照)。そのオリゴヌクレオチドは、別の分子(例えば、ペプチド、ハイブリダイゼーション誘発架橋剤、輸送剤、ハイブリダイゼーション誘発切断剤など)と結合体化され得る。
【0161】
特定の実施形態において、そのアンチセンスオリゴヌクレオチドは、触媒RNA、またはリボザイムを含む(例えば、Welchら,Curr.Opin.Biotechnol.9:486−96(1998);Norrisら,Adv.Exp Med.Biol.465:293−301(2000);国際特許公開WO90/11364;Sarverら,Science 247:1222−25(1990)参照)。別の実施形態において、そのオリゴヌクレオチドは、2’−0−メチルリボヌクレオチド(Inoueら,Nucl.Acids Res.15:6131−48(1987))、またはキメラRNA−DNAアナログ(Inoueら,FEBS Lett.215:327−30(1987))である。
【0162】
別の特定の実施形態において、二本鎖RNAは、RNAの干渉によってmRNAの配列特異的分解を方向付ける(Hunter,Curr.Biol.10:R137−40(2000);Bosher and Labouesse,Nat.Cell.Biol.2:e31−36(2000);(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)、を一般的に参照)。手短に言えば、二本鎖核酸は、mRNAの分解を引き起こすことによって遺伝子発現を選択的に阻害するために細胞内に導入される。(例えば、Zamoreら,Cell 101:25−33(2000),(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)参照)
本発明に従う核酸は、当該分野において公知である標準的な方法によって合成され得る。核酸の合成に関する酵素学的な方法は、Sambrookら(前出)に記載されるように、Klenow、T7、T4、TaqまたはEscherichia coli DNAポリメラーゼを頻繁に使用する。RNA核酸の酵素学的な方法は、Sambrookら(前出)に記載されるように、SP6、T3、またはT7 RNAポリメラーゼを頻繁に使用する。逆転写酵素がまた、RNA由来のDNA合成のために用いられ得る(Sambrookら,前出)。核酸は、テンプレート核酸を酵素学的に使用して典型的に調製される。その核酸は、化学的に合成されるか、またはmRNA、ゲノムDNA、クローン化されるゲノムDNA、クローン化されるcDNA、または他の核酸として得られるかのどちらかである。DNA核酸合成のいくつかの酵素学的な方法が、化学的に合成され得るさらなるプライマーを必要とし得る。最終的に、直鎖状の核酸が、ポリメラーゼ鎖反応(PCR)技術(例えば、Saikiら(Science 239:487(1988)によって記載される)によって調製され得る.
化学方法がまた、核酸(例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド)を合成するために使用され得る(例えば、市販の自動DNA合成機の使用などによる)。例えば、ホスホルチオエート核酸は、Steinら(Nucl.Acids Res.16:3209−21(1988))の方法によって合成され得、メチルホスホルネート核酸は、制御された細孔性ガラスポリマー支持体(例えば、Sarinら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:7448−51(1988)参照)(これらの開示は、本明細書中で参考として援用される)などの使用によって調製され得る。他の方法としては、以下によって開示される方法が挙げられる:Usmanら(J.Am.Chem.Soc.109:7845−54(1987)),Scaringeら(Nucleic Acid Res.18:5433−41(1990));Caruthers(Oligonucleotides:Antisense Inhibitors of Gene Expression,7−24頁,Cohen,(編),CRC Press,Inc.Boca Raton,Fla,1989));Oligonucleotide Synthesis,A Practical Approach(Gait(編),IRL Press,1984);Oligonucleotides and Analogues,A Practical Approach(Eckstein,IRL Press,1991);ならびに米国特許第4,415,732号;同第4,458,066号;同第4,500,707号;同第4,668,777号;同第4,973,679号;同第5,026,838号;同第5,132,418号;およびRe.34,069。前述の参考文献の全てが本明細書中で参考として援用される。
【0163】
(低分子エフェクターまたは低分子アンタゴニスト)
レラキシン核酸、ポリペプチド、アナログおよびフラグメント、ならびにレラキシンレセプター核酸、ポリペプチド、アナログおよびフラグメントおよびアナログ、はまた、レラキシンポリペプチドまたはレラキシンレセプターに特異的に結合する候補化合物を検出するためのスクリーニングアッセイにおいて使用され、アポトーシスを変調する。そのような候補化合物は、典型的に低分子エフェクター(アゴニスト)またはアンタゴニストであり、そしてインビトロおよび/またはインビボアッセイによって同定され得る。そのようなアッセイは、レラキシンアゴニストまたはアンタゴニストとして、あるいは薬剤開発のためのリード化合物として治療的に有効である、低分子エフェクターまたはアンタゴニストを同定するために使用され得る。従って、本発明は、化合物を検出するためのアッセイを提供する。その化合物は、レラキシン核酸、レラキシンポリペプチド、レラキシンレセプター核酸、レラキシンレセプターなどの活性または発現に特異的に影響を与える。
【0164】
典型的なインビボアッセイにおいて、レラキシンまたはレラキシンレセプター核酸を発現する組換え細胞は、レラキシンまたはレラキシンレセプター核酸発現に影響を及ぼす化合物に関して、候補化合物をスクリーニングするために使用され得る。レラキシンまたはレラキシンレセプター発現におけるアゴニストの効果またはアンタゴニストの効果としては、mRNAの転写の、刺激または阻害(例えば、上方制御または下方制御)、mRNA安定性の増加または減少、mRNAの翻訳、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドの合成、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチド機能(例えば、レラキシンレセプタへの結合)、および/またはレラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドの安定性または位置決定における効果が挙げられ得る。発現におけるそのような効果は、生理学的な変化(例えば、レラキシン応答性組織成長速度、分裂、生存度、コラーゲン析出、アポトーシスなどにおける変化)として同定され得る。1つの実施形態において、候補化合物は、生理学的な変化(例えば、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチド機能の刺激または阻害)を生じるこれらの化合物を同定するために、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドを発現する組換え細胞に投与される。
【0165】
候補化合物はまた、インビトロのスクリーニング法によって同定され得る。例えば、レラキシンまたはレラキシンレセプター核酸を発現する組換え細胞は、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドに結合する候補化合物を同定するために、インビトロアッセイに対してレラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドを組換え的に産生するために使用され得る。候補化合物(低分子など)は、結合につながる条件下においてポリペプチド(またはそのフラグメントまたはそのアナログ)に接触され、次いでポリペプチドに特異的に結合する候補化合物が同定される。前の記載を実行するために使用され得る方法は、当該分野において通常公知であり、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドに特異的に結合する候補化合物をスクリーニングし得る、無作為または組合せのペプチドまたは非ペプチドライブラリーような多様なライブラリーを含有する。使用され得る多くのライブラリーは、当該分野において公知であり、例えば、化学的に合成されるライブラリー、組換えファージディスプレイライブラリー、およびインビトロの翻訳ベースライブラリー。
【0166】
化学的に合成されるライブラリーの例は、以下に記載される:Fodorら(Science 251:767−73(1991)),Houghtenら(Nature 354:84−86(1991)),Lamら(Nature 354:82−84(1991)),Medynski(BioTechnology 12:709−10(1994)),Gallopら(J.Med.Chem.37(9):1233−51(1994)),Ohlmeyerら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:10922−26(1993)),Erbら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:11422−26(1994)),Houghtenら(BioTechniques 13:412−21(1992)),Jayawickremeら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:1614−18(1994)),Salmonら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:11708−12(1993)),国際特許公開WO93/20242,およびBrenner and Larner(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:5381−83(1992))。(これらの参考文献の開示は、本明細書中で援用される。)
ファージディスプレイライブラリーの例は、ScottおよびSmith(Science 249:386−90(1990))、Devlinら(Science 249:404−06(1990))、Christianら(J.Mol.Biol.227:711−18(1992))、Lenstra(J.Immunol.Meth.152:149−57(1992))、Kayら(Gene 128:59−65(1993))および国際特許公開WO94/18318(これらの開示は、本明細書中に参考として援用される)に記載される。
【0167】
インビトロ翻訳に基づくライブラリーとしては、国際特許公開WO91/05058、およびMattheakisら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:9022−26(1994))に記載されるライブラリーが挙げられるが、これらに限定されない。非ペプチドライブラリーの例として、ベンゾジアゼピンライブラリー(例えば、Buninら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:4708−12(1994)を参照のこと)が、使用するために適合され得る。ペプチドライブラリー(例えば、Simonら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:9367−71(1992)を参照のこと)もまた、使用され得る。使用され得るライブラリーの別の例(ここで、ペプチド中のアミド官能基がパルミチル化され、化学的に形質転換されたコンビナトリアルライブラリーを生成されている)が、Ostreshら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:11138−42(1994))によって記載される。
【0168】
ライブラリーのスクリーニングは、種々の一般に公知の方法のいずれかによって達成され得る。例えば、ペプチドライブラリーのスクリーニングを開示する、以下の参考文献を参照のこと:ParmleyおよびSmith(Adv.Exp.Med.Biol.251:215−18(1989));ScottおよびSmith(1990、前出);Fowlkesら(BioTechniques 13:422−28(1992));Oldenburgら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:5393−97(1992));Yuら(Cell 76:933−45(1994));Staudtら(Science 241:577−80(1988));Bockら(Nature 355:564−66(1992));Tuerkら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:6988−92(1992));Ellingtonら(Nature 355:850−52(1992));米国特許第5,096,815号、同第5,223,409号および同第5,198,346号;RebarおよびPabo(Science 263:671−73(1994));ならびに国際特許公開WO94/18318(これらの開示は、本明細書中に参考として援用される)。
【0169】
特定の実施形態において、スクリーニングは、ライブラリーのメンバーに、固相に固定したレラキシン、レラキシンアナログまたはレラキシンレセプターを接触させ、そしてそのレラキシン、レラキシンアナログまたはレラキシンレセプターに結合するライブラリーのメンバーを回収することによって、行われ得る。「パニング」技術と呼ばれる、このようなスクリーニング方法の例は、例えば、ParmleyおよびSmith(Gene 73:305−18(1988));Fowlkesら(1992、前出);国際特許公開WO94/18318;およびそれらに引用される参考文献によって記載される。
【0170】
(レラキシン関連異常を有する被験体の同定)
レラキシン核酸(センスおよびアンチセンスの両方)、ならびにそれらのフラグメントおよびアナログ、ならびに抗レラキシン抗体はまた、レラキシン関連異常を有する被験体を同定するための有用性を有する。このような分子を、アッセイ(ハイブリダイゼーションまたは免疫アッセイ)において使用して、種々の異常を検出、予後判定、診断またはモニターし得るか、レラキシン発現、あるいはレラキシンまたはレラキシンアナログに対する応答が影響されるか否かを決定し得る。同様に、このような分子は、細胞異常または組織異常の処置をモニターするための有用性を有する。詳細には、免疫アッセイのような方法は、被験体由来のサンプルに、抗レラキシン抗体を、免疫特異的結合を導く条件下で接触させること、およびこの抗体によるタンパク質の任意の免疫特異的結合の量を検出または測定することを含む工程によって行われ得る。組織切片中または精液由来のレラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドに対する抗体の結合を使用して、レラキシンおよび/またはレラキシンレセプターポリペプチドの異常なレベル(例えば、レベルの低下、非存在または上昇)を検出し得る。特定の実施形態において、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドに対する抗体を使用して、レラキシンまたはレラキシンレセプターポリペプチドの存在について、被験体の組織または精液をアッセイし得、ここで、レラキシンの異常なレベルは、レラキシン関連異常の指標である。「異常なレベル」によって、異常を有さない身体の一部分由来または被験体由来の類似のサンプル中に存在するレベル、またはそれらの類似のサンプル中の存在を示す標準レベルと比較して、上昇または低下したレベルを意味する。
【0171】
使用され得る免疫アッセイとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:競合的および非競合的アッセイ系(ウェスタンブロットのような技術を使用する)、放射免疫アッセイ、ELISA(酵素連結イムノソルベントアッセイ)、「サンドイッチ」免疫アッセイ、免疫沈降アッセイ、沈降(precipitin)アッセイ、ゲル拡散沈降反応、免疫拡散アッセイ、凝集アッセイ、補体固定アッセイ、免疫放射測定アッセイ、蛍光免疫アッセイ、プロテインA免疫アッセイなど。
【0172】
レラキシンおよびレラキシンレセプターの核酸(センスおよびアンチセンスの両方)(これらのフラグメントおよびアナログを含む)はまた、ハイブリダイゼーションアッセイにおいて使用され得る。少なくとも連続する8個のヌクレオチドを含むかまたはこれらからなる、このような核酸は、ハイブリダイゼーションプローブとして、またはポリメラーゼ連鎖反応検出のために使用され得る。ハイブリダイゼーションアッセイを使用して、異常なレラキシンまたはレラキシンレセプターの発現および/または活性に関連する疾患または状態(上記のような)を検出、予後判定、診断またはモニターし得る。詳細には、ハイブリダイゼーションアッセイは、ポリヌクレオチドを含むサンプルに、レラキシンまたはレラキシンレセプターのDNAまたはRNAにハイブリダイズし得る核酸プローブを、ハイブリダイゼーションが生じ得る条件下で接触させる工程、および任意の生じたハイブリダイゼーションを検出または測定する工程を包含する方法によって行われ得る。
【0173】
特定の実施形態において、レラキシンポリペプチド、レラキシンRNAまたはレラキシン機能活性のレベルの低下または上昇を検出することによって、レラキシンの過剰発現または過少発現に関連する異常が診断され得るか、またはそれらの疑わしい存在がスクリーニングされ得るか、またはそのような異常を発症する素因が同定され得る。さらに、レラキシンの過剰発現またはレラキシン機能活性の上昇は、レラキシンポリペプチドの発現または活性の上昇を引き起こす、レラキシンRNAまたはDNAあるいはレラキシンポリペプチドにおける変異(それぞれ、例えば、レラキシン核酸における転座、レラキシン遺伝子またはレラキシンポリペプチドの短縮化、野生型レラキシンに対するヌクレオチド配列またはアミノ酸配列の変化)を検出することによって診断され得る。
【0174】
例えば、生検中または精液由来のレラキシンポリペプチドのレベルは、組織の免疫アッセイによって検出され得;レラキシンRNAのレベルが、ハイブリダイゼーションアッセイ(例えば、ノーザンブロットまたはドットブロット)によって検出され得る。レラキシンまたはレラキシンレセプターの核酸における転座または点変異は、サザンブロット、RFLP分析、点変異、欠失または挿入を検出するプライマーを使用するPCR、サンプルから得られたレラキシンゲノムDNAまたはcDNAの配列決定などによって、検出され得る。
【0175】
別の実施形態において、被験体から単離された組織のサンプル中のレラキシンまたはレラキシンレセプターのmRNAまたはポリペプチドのレベルを検出または測定し、ここで、上昇したレベルは、その被験体が、レラキシン関連組織異常を有するかまたはそれに対する素因を有することを示す。
【0176】
なお別の実施形態において、組織中の異常なレラキシンレセプター活性が、上記の機能アッセイのいずれかを使用して検出または測定される。異常なレラキシンレセプター活性としては、例えば、レラキシン応答性細胞上のレラキシンレセプターの数の増加または減少、レラキシンに対して通常応答性でない細胞上のレラキシンレセプターの存在、レラキシンレセプター応答時間の増加または減少、レラキシンまたはレラキシンレセプターに対する結合親和性の増加または減少、あるいはレラキシンレセプターからのレラキシンの解離定数の変化などが挙げられ得る。
【0177】
診断用途および/または予後判定用途のためのキットもまた提供され、これらは、1以上の容器中に、レラキシンのアゴニストまたはアンタゴニスト、および必要に応じて、抗体に対する標識された結合パートナーを含む。あるいは、抗体は、検出マーカー(例えば、化学発光部分、酵素的部分、蛍光部分、放射性部分など)で標識され得る。1以上の容器中に、レラキシンまたはレラキシンレセプターのmRNAまたはDNAにハイブリダイズし得る核酸プローブを含みキットもまた、提供される。
【0178】
別の実施形態において、キットは、1以上の容器中に、プライマー対(例えば、各々、6〜30ヌクレオチドまたはそれ以上のサイズ範囲)を含み得、このプライマー対は、レラキシン核酸の少なくとも一部が増幅されるような適切な反応条件下で、増幅をプライムし得る(例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(例えば、Innisら、PCR Protocols、Academic Press,Inc.,San Diego,CA(1989)を参照のこと)、リガーゼ連鎖反応(例えば、EP0 320 308を参照のこと)、Qβレプリカーゼの使用、サイクリック5’プローブ反応、または当該分野で公知の他の方法によって)。キットは、必要に応じて、例えば、標準またはコントロールとして使用するための、所定量の精製レラキシン核酸またはレラキシンレセプター核酸を、容器中にさらに含み得る。
【0179】
以下の実施例は、本発明の種々の局面の例示として単に提供され、そしていかようにも本発明を限定するものとして解釈されるべきでない。
【0180】
(実施例1)
マウスRLX遺伝子の1つの対立遺伝子または両方の対立遺伝子の不活性化の効果を試験した。以下の方法および材料に従った。
【0181】
(動物)
野生型、ヘテロ接合性およびホモ接合性のレラキシンノックアウトマウスを、Howard Florey Institute of Experimental Physiology and Medicine(Parkville、Victoria、3052、Australia)から得、そしてこれらを使用して、育種プログラムを確立した。RLX+/+(野生型)、RLX+/−(ヘテロ接合型)およびrlx−/−(ヌル変異体)マウスのその後の世代を、RLX+/−親から作製した。全ての動物を、制御された環境に収容し、そしてLabdietげっ歯類実験試料(Deans Animal Feed、San Bruno、CA)および水へのアクセスを与えながら、14時間の明所、10時間の暗所スケジュールで維持した。これらの実験は、実験動物の世話および使用についてのNIH Code of Practiceを順守する、Institute’s Animal Experimental Ethics Committeeによって承認された。
【0182】
(PCRによる遺伝子型決定)
マウスDNAを、400μlのPCR溶解緩衝液(50mM Tris−HCl、pH8.0、0.5% SDS、0.1M EDTAおよび1mg/mlのプロテイナーゼK(Gibco BRL、Gaithersburg、MD)を含む)中で、50〜55℃にて一晩、尾組織(5〜7mm)を溶解することによって単離した。次いで、消化したサンプルを、血清容器(vaccutainer)チューブ中で3M 酢酸ナトリウム(40μl)、緩衝液飽和フェノール(200μl)およびクロロホルム(200μl)と混合し、その後、サンプルを、3000rpmで10分間、遠心分離した。DNA(上側の水相に含まれる)を、イソプロピルアルコール(240μl)を含む別の微量遠心チューブにデカントして、DNAを沈殿させ、その後、サンプルをボルテックスし、遠心し、そして上清を除去した。残ったDNAペレットを、40〜50μlの滅菌水中に溶解した。PCRのために、各DNAテンプレート(1μl)を、以下を含む30μl反応混合物中で使用した:PCR緩衝液(10mM Tris−HCl、pH8.3、50mM KCl、1.5mM MgCl)、2.5mM dNTP、2.5U Taqポリメラーゼ(PGC Scientific,Gaithersburg,MD)、ならびに各150ngのRLX+/+プライマーおよびrlx−/−プライマー(Zhaoおよび共同研究者(Zhao Endocrinology 140:445−53(1999)によって設計)。増幅プロトコルは、94℃(3分間)での開始変性工程、それに続く、94℃(60秒)、55℃(60秒)および72℃(90秒)の35連続サイクルからなり、そして72℃でのさらに10分間の伸長で終了した。次いで、15μlの各サンプルを、2%(w/v)アガロースゲルでの電気泳動によって分析し、そしてエチジウムブロミドで染色した。235bpの産物が、野生型対立遺伝子から設計したプライマーによって生成され、170bpの産物が、変異体対立遺伝子プライマー(Zhao(1999)、前出)から生成された。
【0183】
(組織収集および組織学)
レラキシンの野生型、ヘテロ接合体およびホモ接合体の雄性および雌性(6個の群の各々において、nは20以上)を、1週齢、1月齢、2月齢および3月齢で得て、計量した。次いで、RLX+/+およびrlx−/−の雄性マウスを、組織収集のために、二酸化炭素での麻酔下で屠殺した。雄性生殖管(精巣、精巣上体、前立腺、精嚢および付随する脂肪を含む)を、各動物から、1週齢(n=10 RLX+/+雄性、n=11 −/−雄性);1月齢(n=10 RLX+/+雄性、n=10 −/−雄性);および3月齢(n=10 RLX+/+雄性、n=10 rlx −/−雄性)で収集した。各組織を計量した後、これらを、組織学的分析のために、10%ホルマリン中に配置した。
【0184】
収集した組織を、70%アルコールからパラフィンへ処理し(連続的に脱水し)、その後、包埋し、AO Spencer 820ミクロトームを使用して切断し(4μm切片)、そしてポリ−L−リジンコーティングしたスライドガラスに配置した。各組織由来の連続切片を、H&E(ヘマトキシリンおよびエオシン)で染色し、そしてコラーゲンについては、製造業者によって記載されるとおりに、Massonトリクロム(染色キット、Richard−Allan Scientific、Kalamazoo、MI)で染色した。染色したスライドを、Zeiss Axioplan−2顕微鏡で観察し、デジタルカメラ(Hamamatsu)によって画像を補え、そして検索および分析のために保存した。この画像を、Adobe Photoshop(Adobe Systems Inc、Mountain View、CA)を使用して、最大のコントラストおよび輝度についてデジタル的に画質を上げた。
【0185】
(パラフィン包埋組織切片の抗体染色)
1月齢および3月齢の雄性マウスの生殖管由来の組織を、予めコーティングしたスライド上に載せ、そして58℃で(約30分間)加熱してパラフィンを除き、次いで、キシレンで3回洗浄し、無水エタノールで2回洗浄し、そして95%エタノールで2回洗浄し、その後短時間水に浸漬した。次いで、これらのサンプルを、加湿環境において、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)−ストレプトアビジン複合体(Santa Cruz Biotechnology Inc、Santa Cruz、CA)を利用するImmunocruz染色システムを使用して染色した。組織切片を、(内因性ペルオキシダーゼ活性をクエンチするため)最初にペルオキシダーゼブロッカーで処理し(5分間)、その後ヤギ血清中で予めブロッキングした(20分間)。次いで、各RLX+/+組織サンプルおよびrlx−/−組織サンプル由来の連続切片を、BaxモノクローナルIgG一次抗体(4μg/ml)(Santa Cruz Biotechnology Inc)、カスパーゼ−9ポリクローナルIgG抗体(4.5μg/ml)(Santa Cruz Biotech.)または増殖細胞核抗原(PCNA)(Santa Cruz Biotech.)モノクローナルIgG抗体(4μg/ml)のいずれかと共にインキュベートした(2時間)。使用される抗体の型に依存して、組織のマウスIgGコントロールまたはウサギIgGコントロール(Santa Cruz Biotech.)のいずれかの染色(2時間)をまた、実施された全ての実験において使用した。サンプルを、PBSで洗浄し(2分間)、適切な二次抗体(ヤギ抗マウスIgGまたはヤギ抗ウサギIgG)に供し(30分間)、上記のように洗浄し(2分間)、HRP−ストレプトアビジン複合体で処理し(30〜45分間)、そして製造業者の指示に従って調製したジアミノベンジジン色素原基質と共にインキュベートした(2〜10分間)。次いで、このスライドを、蒸留水で洗浄し(2分間)、その後95%アルコールからキシレンまで脱水し、そしてマウントし、次いで上記のように写真撮影した。
【0186】
(統計的分析)
結果を、one−ANOVA試験を使用して分析した。この文書における全てのデータは、平均±SEMとして示され、p<0.05が、統計的に有意であるとみなされる。
【0187】
(実施例2)
(マウスの成長に対する、レラキシン遺伝子ノックアウトの影響)
雄性および雌性のレラキシン野生型(+/+)マウス、ヘテロ接合体(+/−)マウスおよびヌル変異体(−/−)マウスの体重を、1週齢、1月齢、2月齢および3月齢で測定した(各群について、n=20〜21)。1週齢では、雄性マウスにおいても(RLX+/+:3.87±0.09g;rlx−/−:3.6±0.13g)、雌性マウスにおいても(RLX+/+:3.52±0.09g;rlx−/−:3.37±0.08g)、平均体重の有意な差異は、注目されなかった。しかし、1月齢時点のマウスでは、rlx−/−の雄性(17.05±0.65g)および雌性(14.77±0.42g)の両方の平均体重は、それぞれのRLX野生型対応マウスよりも、有意に少なかった(p<0.05)(RLX+/+M:18.92±0.61g;RLX+/+F:16.34±0.51g)。雄性および雌性のヌル変異体マウスは、2月齢において、RLX野生型動物よりも有意に小さい(p<0.05)ままであった(RLX+/+M:25.42±0.41g;rlx−/−M:24.23±0.42g;RLX+/+F:20.96±0.32g;rlx−/−F:19.94±0.22g);しかし、2つの群間のサイズの差異は、1月齢で観察された差異よりも小さかった。成体(3月齢)までに、rlx−/−マウスの平均体重(rlx−/−M:26.57±0.47g;rlx−/−F:22.54±0.31g)は、成体のRLX+/+マウスの平均体重(RLX+/+M:27.30±0.32g;RLX+/+F:23.03±0.71g)よりもなお僅かに少なかったが、この差異は、もはや有意ではなかった。RLX+/−マウスの平均体重は、RLX+/+の平均体重とrlx−/−マウスの平均体重との間であった。RLX+/+動物の平均体重とRLX+/−動物の平均体重との間にも、RLX+/−マウスとrlx−/−マウスとの間にも、有意な差異は観察されなかった。
【0188】
(雄性生殖管のサイズに対するレラキシン遺伝子ノックアウトの影響)
1週齢では、雄性の生殖管の重量においてもサイズにおいても、有意な差異は観察されなかった。これは、主に精巣によって示される(表1)。1月齢までには、収集された雄性生殖管は、精巣、精巣上体、前立腺、精嚢、精管および付随する脂肪から構成された。1月齢では、生殖管全体の重量において差異は観察されなかったが、1月齢のヌル変異マウスに由来する精巣および前立腺のサイズにおける差異は、RLX野生型動物の対応する組織よりも、それぞれ、約20%および約30%小さかった。一方、rlx−/−マウスに由来する精巣上体のサイズは、RLX+/+動物から得られた精巣上体よりも、有意に小さかった(p<0.05)。しかし、RLX+/+マウスから収集された組織サンプルとrlx−/−マウスから収集された組織サンプルとの間の、精嚢のサイズにおいては、差異は注目されなかった。
【0189】
マウスが成体に達した時点(3月齢)までに、雄性の生殖管の全体の重量および個々の器官のサイズにおいて、有意な差異(p<0.05)が観察された(表1)。正常マウスにおける生殖管の重量は、1月齢から成体まで248.6%増加し、そして、全体重の3.37%に相当した。この時間の間、雄性RLXヌル変異体マウス由来の生殖管の重量は、187.9%増加しただけであり、そして全体重の2.33%に相当した。この後者の知見は、雄性rlx−/−マウスの生殖管が、%体重における、31%の減少に相当することを意味する。rlx−/−マウス由来の精巣、精巣上体、前立腺および精嚢のサイズは、RLX+/+マウスに由来するそれぞれの対応物よりも全て小さかった(p<0.05)。
【0190】
(表1.1週齢〜成体(6.5ヶ月)までの、雄性生殖管の重量およびサイズ)
【0191】
【表1】

Figure 2004510743
精巣および前立腺の各々のサイズを、組織の長さを幅で乗じて、その面積によって測定した。精巣上体および精嚢のサイズ(面積)は、正確には測定できなかったので、各組織の緊密な近似を、以下のように計算した:精巣上体(組織の長さに、精巣上体頭部の幅を乗じて測定した);精嚢(各器官の長さに、組織の平均幅を乗じて測定した)。は、p<0.05を示す。
【0192】
(雄性生殖管の組織学に対する、レラキシン遺伝子ノックアウトの影響)
H&E&Massonトリクロム染色:RLX+/+マウスおよびrlx−/−マウス由来の雄性生殖管組織切片を、精子成熟、管サイズ/コンパクトさ(精巣、精巣上体)およびコラーゲンにおける差異について最初に観察した。
【0193】
精巣:1週齢で、レラキシン野生型動物の精細管(生殖細胞/精母細胞、セルトリ細胞を含む区画であり、精子成熟が生じる)は、より小さく、より円筒形の形状であり(表2)、そして各器官の白膜(卵型の本体を被覆する膜)を取り巻くコラーゲンの薄層によって主に支持される。対照的に、rlx−/−マウスの精巣に由来する細管は、より大きくかつ拡大していたが、精巣内のコラーゲンによって完全に取り囲まれ、支持されていた。このことは、誕生直後にさえ、レラキシンの非存在下で、精巣の内部組織における差異を直ぐに示唆した。しかし、1週齢では、組織切片のいずれの群においても、未成熟な精子は、検出されなかった。1月齢までに、RLX+/+マウスに由来する精巣細管は、(1週齢の細管サイズと比較して)サイズがより大きくなり、わずかにコンパクトでなく、そして主に未成熟精子を含んだ。対照的に、1月齢のRLXホモ接合体マウスに由来する細管は、1週齢のノックアウトマウスから測定された細管サイズと異ならず、そしてRLX+/+マウス由来のサンプルと比較して、あまり未成熟でない精子を含んだ。このことは、レラキシンヌル変異体マウスが、3月齢の組織切片と比較した場合にさらに確認される、遅延した精子成熟のプロセスを受け;RLX+/+マウス組織由来の切片が、主に成熟した精子を有する(1月齢の細管サイズと比較して)より大きい細管を含むことをさらに示唆した。逆に、rlx−/−マウス由来の切片は、(3月齢のRLX+/+組織切片と比較して)あまり成熟していない精子およびなおいくらかの未成熟の精子を有する、僅かにより小さい細管(これは、1週齢/1月齢のrlx−/−マウス由来の細管サイズと異ならなかった)を含んだ。RLX+/+マウス由来の精巣における精子成熟レベルは、rlx−/−マウスの精巣において観察された精子成熟レベルよりも有意に(p<0.05)高いことが示された(使用された等級付けの尺度については、表2を参照のこと)。成体RLXノックアウトマウスの精巣における精子成熟レベルが、未成熟の(1月齢)RLX野生型マウス組織において観察されるレベルに類似したこともまた注目された。1〜3月齢で、正常マウスの精巣は、白膜を覆うコラーゲンの薄膜によって取り囲まれたままであったが;いくつかの組織において、コラーゲンの散在する薄い裏打ちがまた、精細管を支持することが観察された。しかし、コラーゲンの内部層は、年齢と共に減少することが見出された。rlx−/−マウスにおいて、細管構造の中間で検出されるコラーゲンは、精巣内のより大きい細管サイズの構造に起因して消失したが、野生型動物由来の組織サンプルにおいて観察されたものと比較して、なおより密であり、かつ堅実であった。非常に若い齢でのRLXヌル変異体マウスの生殖管において観察された増加したコラーゲンが、組織をより硬く堅固にし得ることが予想され、これは、上で考察された細管の組成および精子成熟における変化に関連し得る。興味深いことに、正常な成体マウスにおけるレラキシンの存在はまた、正常な未成熟(1月齢)マウスから観察された構造と比較して、精細管の細管構造の弛緩(増大した間質間隔)を誘導した。対照的に、1月齢および3月齢のrlx−/−マウスに由来する精巣由来の細管の組織化(サイズ/コンパクトさ)における差異は、存在しなかった。さらに、1月齢、および3月齢まで、rlx−/−マウス由来の精巣細管は、RLX野生型動物に由来する細管細胞と比較して、増加した数の死細胞を含むようであった。未成熟組織において見られた増加した数の死細胞は、動物間で異なったが、マウスが年齢と共に成熟するにつれ一貫して検出された。
【0194】
精巣上体:1ヶ月齢および3ヶ月齢のRLX+/+およびrlx−/−の生殖管の精巣上体において、細管のサイズに有意な差異は注目されなかった。しかし、成体において、細管のコンパクトさは、RLX野生型動物由来の組織と比較して、RLXホモ接合体マウス由来の組織においてより明らかであった。rlx−/−マウスの精巣上体細管もまた、結合組織によってより大きな程度まで支持された。3ヶ月齢のRLX+/+マウス組織由来の細管構造は、形が緩み、コラーゲンによって部分的に維持されるのみであった。逆に、RLXノックアウト動物から得た組織切片は、コラーゲンの薄い層によって非常にきれいに囲まれたよりコンパクトな細管を有することが示された。精巣の場合、rlx−/−マウスから得た組織は、RLX+/+マウスに由来する組織サンプルと比較して、観察した全ての年齢において増加した濃度のコラーゲンによって支持された。表2に示されるように、成熟した精子(精巣上体細管中)の密度は、RLX野生型マウスから得た組織切片と比較して、1ヶ月齢および3ヶ月齢の各それぞれの年齢群において、RLXヌル(null)変異マウスから得た組織切片においてより低かったことも見出された。しかし、この差異は、統計学的に有意ではなかった。レラキシンを欠くマウスの精巣上体における成熟精子のこの減少は、おそらくこれらの動物の精巣で生じる遅延した精子成熟プロセスに原因がある(表2)。
【0195】
【表2】
Figure 2004510743
表2:組織切片を、H&Eで染色し、以下のように等級に分けた:
細管サイズ−1=全ての細管が小さく、環状の形態である;2=ほとんどの細管が1と比較してわずかに伸張しているが、いくつかのより小さい環状細管が観察される;3=細管は1と比較して著しく伸張しているが、いくつかのより小さい環状細管および中サイズの細管が観察される;4=全ての細管が1および2と比較して著しく伸張している。
細管のコンパクトさ−1=全ての細管の形が緩んでいる;2=形が緩んでいる細管の割合のほうが、コンパクトな細管の割合よりも多い;3=コンパクトな細管の割合のほうが、形が緩んでいる細管の割合よりも多い;4=全ての細管がコンパクト。
精子の成熟度−0=精子は検出されず;1=未成熟な精子のみが検出された;2=未成熟な精子の割合のほうが成熟な精子の割合よりも多い;3=成熟な精子の割合のほうが未成熟な精子の割合よりも多い;4=成熟な精子のみが検出された。
示した数値は、測定した各パラメーターについて使用した等級分けスケールの平均±SE(n)である。はp<0.05を示す。
【0196】
【表3】
Figure 2004510743
表3:組織切片を、Massonトリクロム染色によって染色し、以下のように等級に分けた:
コラーゲン−1=構造の外部層を取り囲むコラーゲンの薄い内層のみ;2=組織の内部構成成分を取り囲むコラーゲンのさらなる内層;3=組織の外部層および内部構成成分を取り囲むより厚いコラーゲンの内層;4=3+コラーゲンで充填された細管/構成成分との間の空間。
【0197】
示した数値は、等級分けスケールの平均±SE(n)である。はp<0.05を示す。
【0198】
前立腺:1ヶ月齢において、RLX+/+由来組織とrlx−/−由来組織との間に前立腺構造に有意な差異は注目されなかった。しかし、正常動物由来の前立腺の管の間の空間は、微量のコラーゲンのみと会合していた。対照的に、rlx−/−マウス由来の前立腺の管は、形の緩んだ結合組織の層が介在していた。成体(3ヶ月)では、rlx−/−マウスは、より小さい腺および管を有するより小さい前立腺を含んだ。RLXノックアウトマウス由来の組織の管は、よりコンパクトであり、そして結合組織によって完全に支持されたが、RLX野生型マウスから得た管は、より広がり(形が緩んでいる)、そしてなおコラーゲンによってほとんど支持されなかった。さらに、rlx−/−マウスから得た成体前立腺の管は、より小さい上皮を有するようであり(含まれる細胞が少ない)、一方、RLX+/+前立腺サンプルの管は、より大きい上皮層/腺組織を含んだ。これらの結果が精巣および精巣上体に関する本発明者らの最初の知見に加えられて、これらのことは、雄性生殖組織の遅延した成熟プロセスが、機能的に活性なレラキシン遺伝子を欠くマウスで生じ、そしてこれらの組織内のコラーゲンの蓄積に関連するということを示す。
【0199】
(抗体染色による細胞アポトーシスの検出)
H&E染色からなされた観察(これによるとrlx−/−マウス由来の組織が低下した精子成熟および増大した細胞死(精巣)を引き起こし、そして減少した上皮(細胞)層(前立腺)を含む)に基づいて、観察された増大した細胞死がアポトーシス経路の結果であるか否かを調査することを決定した。
【0200】
Bax抗体染色:Baxの過剰発現は、サイトカイン遮断によって誘導されるアポトーシス死を加速させ、そしてまた、Bcl−2の死リプレッサー活性を相殺する(Krajewskiら、Am.J.Pathol.145:1323−36(1994))。Baxモノクローナル抗体を用いて、Baxタンパク質のインビボ分布を、雄性生殖管中で評価した。精巣:未成熟(1ヶ月)野生型動物由来の精細管は、Baxに対して弱い免疫染色を示し(濃い褐色の細胞染色)、これは、基底膜付近の胚芽細胞において主に観察された。これらの知見は、以前の報告と一致する(Ben−Hurら、Calcif.Tiss.Int.53:91−96(1996))。比較において、増大した数の細胞が、rlx−/−マウス由来の精巣において、Baxについてポジティブに染色された。Baxポジティブ細胞の数を、血球計を用いて計数し、そしてRLX+/+マウス由来の組織から観察されたアポトーシス細胞数(13.1±3.5細胞/精巣(n=6))と比較して、rlx−/−マウスの精巣において有意により多い(32.7±4.8細胞/精巣(n=6))が示された。増大したBax染色はrlx−/−組織において一貫して観察されたが、Baxに関してポジティブに染色された細管の数は、組織サンプル間で変化し、そしていくつかの細管がまたBaxを含まないことも観察された。成熟した雄性の生殖管の場合、成体RLX野生型マウスの精巣は、Baxについて減少した染色を示し(3.4±1.4細胞/精巣(n=6))、これは、これらの動物が経験した精子成熟および組織成熟のレベルの増大と相関する。逆に、rlx−/−マウス生殖管中で観察されたよりゆっくりとした組織成熟の速度は、3ヶ月齢のRLXノックアウトマウスにおけるBax染色のさらなる増加(44.4±8.1細胞/精巣(n=6))と相関する。観察した細胞の多くは、アポトーシスの最終段階のようであり、ことによるとアポトーシス体を示した。しかし、Bax染色は、成熟精子細胞と関連しなかった。精巣上体:より強力なBax染色が、1ヶ月のRLX+/+マウス組織から得た精巣上体細管の上皮細胞の細胞内膜に存在した。1ヶ月のrlx−/−マウス組織から得た精巣上体細管の細管は、相対的により強いレベルのBax染色を含み、これはさらに、3ヶ月の組織切片で増大しない場合であっても、維持された。対照的に、成体野生型マウスの精巣上体は、この組織が年齢と共に成熟するにつれ、1ヶ月の正常マウス由来の組織と比較して、より弱いBax発現の染色を含んだ。前立腺:正常な1ヶ月および3ヶ月の動物の前立腺の上皮細胞は、Baxについて弱いポジティブ染色を示した。研究した他の組織に関して、特にrlx−/−動物の(前立腺管の)上皮層内の細胞は、未成熟(1ヶ月)組織および成体(3ヶ月)組織の両方において、Baxについて増大した染色を示した。これらの知見は、レラキシンが雄性生殖管内の細胞アポトーシスの調節に新たな役割を果たし得ることを示唆するが、細胞アポトーシスを検出する別の抗体を用いたさらなる研究を、レラキシンの作用を確認するために実施した。
【0201】
カスパーゼ−9(中心的な死のプロテアーゼ)は、他の記載されたプロテアーゼファミリーと配列、構造および基質特異性が異なる、システインプロテアーゼの特有なファミリーに属する。このカスパーゼファミリーのメンバー(これらは、通常、タンパク質分解性切断事象のカスケードに関与する)は、細胞活性に重要である特定の標的タンパク質を破壊するように作用することによって、アポトーシス機構の重要な構成成分として機能する。精巣:中程度のカスパーゼ−9染色が、1ヶ月RLX+/+精巣において観察され(28.1±5.6細胞/精巣(n=7))、これは、精原細胞(spermatagonia)または精母細胞よりもむしろ、精細管内の胚細胞と主に関連するようである。Baxに関して、カスパーゼ−9染色の有意に(p<0.05)増大したレベルは、1ヶ月のrlx−/−マウスの精巣(76.6±10.2細胞/精巣(n=6))で検出されたが、重度のカスパーゼ−9染色は、ほとんど細管と関連せず、一方で多くの細管は、ほとんどまたは全くカスパーゼ−9タンパク質を含まないことが観察された。年齢に関して、正常な未成熟組織中で検出されたカスパーゼ−9のレベルは、3ヶ月齢のより高齢の組織において一貫して見出された(26.9±4細胞/精巣(n=6))。しかし、精巣の大きさが増大するにつれ、検出されるアポトーシス細胞の数は、少ない画分の高齢組織を示した。rlx−/−マウス由来の精巣細管は、1ヶ月の組織におけるカスパーゼ9染色細胞の密度と比較して、3ヶ月においてわずかに少ないアポトーシス細胞(61.6±9.8細胞/精巣(n=5))を含んだ。RLXノックアウトマウスの組織由来のポジティブに染色されたアポトーシス細胞の数にもかかわらず、残りは、研究した全年齢の野生型対応物よりも有意に(p<0.05)大きかった。精巣上体:カスパーゼ−9の染色は、1ヶ月のRLX+/+精巣上体細管から検出されず、一方、微量のポジティブ細胞がrlx−/−組織切片において観察された。しかし、ポジティブに染色された細胞は、まばらに散在し、そしてその細管の上皮層において検出された。年齢に関して、カスパーゼ−9の明確な染色は、3ヶ月齢のRLX+/+マウス組織およびrlx−/−マウス組織において検出されなかった。前立腺:カスパーゼ−9の染色は、調査した全ての年齢(1〜3ヶ月齢)において、RLX+/+組織およびrlx−/−組織の前立腺中で同定されなかった。それにもかかわらず、得られた結果は、最初に、このレラキシンが細胞アポトーシスの調節に関連していることを示唆する。しかし、レラキシンが細胞増殖経路に関与するか否かを確立するためのさらなる研究が必要とされた。
【0202】
(抗体染色による細胞増殖の検出)
PCNA染色:増殖細胞核抗原(PCNA)抗体を使用して、DNA合成が生じる核領域と関連する能力に基づいて、雄性生殖管における細胞増殖を検出した。精巣:PCNAを未成熟な精細管および成熟な精細管において検出したが、PCNA染色における有意な差異は、1ヶ月齢および3ヶ月齢のRLX+/+マウスおよびrlx−/−マウス由来の精巣管において検出されなかった。未成熟組織において、PCNA染色は、通常、有糸分裂活性な精原細胞で高度に発現され、時に、いくつかのセルトーリ細胞で高度に発現され、これらの染色は、増殖活性に対応する。この研究において、これらの細胞は、マウス成体においても良好に、より均一かつ絶え間なくPCNAについて標識され、これはおそらく、これらの増殖細胞の不断の活性化を介して、再生を開始し得る両方の群の能力を反映する。精巣上体:PCNAについての染色は、1ヶ月齢および3ヶ月齢のRLX+/+マウスまたはrlx−/−マウスのいずれか由来の精巣上体においても検出されなかった。これらの知見は、成熟精子のレザバーとして作用する精巣上体の役割と一致する。前立腺:PCNAについての弱い染色が1ヶ月のRLX+/+マウスおよびrlx−/−マウス由来の前立腺管の上皮細胞と関連していた。しかし、3ヶ月齢の群からはいずれも、PCNAについての染色は検出されなかった。白血球増殖研究は、ある程度の生殖組織に限定され、この蓄積された知見によって、おそらく、レラキシンはおそらく、細胞増殖に対してよりも細胞アポトーシスの調節において、影響のある役割を果たすということが、確認された。
【0203】
(他の身体細胞の組織学に対するレラキシン遺伝子ノックアウトの影響)
RLX野生型(RLX+/+)の雄および雌ならびにRLX遺伝子ノックアウト(rlx−/−)の雄および雌を、上記に記載されるように、RLXヘテロ接合体(RLX+/−)の親から発生させた。マウスを、組織を回収するために、1週間、1ヶ月および/または3ヶ月で重量し、屠殺した。以下の組織(脳、心臓、肝臓、腎臓、胸腺、脾臓および雄性生殖管を含む)を回収し、重量を量り、詳細な組織学的分析のために10%ホルマリン中においた。これらの組織重量のまとめを表4〜8に示す。
【0204】
1週齢において、雄性rlx−/−マウスは、RLX+/+動物と比較して、有意に(p<0.05)小さい肝臓、腎臓および脾臓を含んだ。しかし、これらの重量の差異は、1ヶ月齢においてもはや明らかではなかった。その代わり、1ヶ月齢の雄性rlx−/−マウスの胸腺は、そのRLX+/+対応物よりも小さかった(p<0.05)。この重量の差異は、3ヶ月齢においてもはや明らかではなかった。雄性生殖管の場合、RLX+/+群とrlx−/−群との間で1週齢または1ヶ月齢において有意な差異は注目されなかった。しかし、3ヶ月齢までに、rlx−/−マウスの生殖管は、RLX+/+動物から得たものよりも有意に(p<0.05)小さかった。
【0205】
雌性の1週齢のRLS+/+マウスとrlx−/−マウスとの間で注目に値する差異は観察されなかった。しかし、1ヶ月齢までに、rlx−/−雌性マウスは、そのRLX+/+対応物よりも、有意に小さい肝臓を有した。3ヶ月齢までに、この重量の差異は、もはや観察されず、そして他の器官の他の有意な差異ももはや注目に値しなかった。
【0206】
RLX−/−マウス(RLX+/−の親由来)における器官および組織の差異が、rlx−/−子孫をRLX−/−の親から得た場合にもさらに強調されるか否かを決定するために、RLX+/+マウスおよびrlx−/−マウスを、対応するの親のセットから得て、そして1週齢、1ヶ月齢および3ヶ月齢において屠殺した。脳、心臓、肝臓、腎臓、胸腺、脾臓、雄性生殖管、腸、および肺を回収し、そして重量を量った。これらの器官の重量を図4〜8に示す。
【0207】
器官重量または組織重量がマウスが齢を重ねるにつれ標準化されるようであるが、通常の重量単独では、通常の器官とも通常の組織とも等しくないことに、さらに注目する。このデータは、成長サイクルの任意の時期における器官(組織)重量 対 体重の比率が、潜在する器官発達もしくは組織発達または細胞構成における変化を示すことを示す。1つの例において、線維症によって浸潤された(変更された)小さい肝臓が、より大きい正常な肝臓または脂肪で充填された肝臓と同じ重量またはより重い重量である。従って、雌性および雄性のRLX−/−マウスの、脳、心臓、肝臓、腎臓、胸腺、脾臓、腸および肺(レラキシンの非存在下で発達する)は、増大したアポトーシスおよび細胞外マトリクス(コラーゲン)蓄積の証拠を示す。
【0208】
(表4:平均±SE(n)で示した、それぞれ、RLX+/+の親およびrlx−/−の親由来の、1週齢マウスの組織比較)
【0209】
【表4】
Figure 2004510743
(表5:平均±SE(n)で示した、RLX+/−の親由来の、1ヶ月齢マウスの組織比較)
【0210】
【表5】
Figure 2004510743
(表6:平均±SE(n)で示した、それぞれ、RLX+/+の親およびrlx−/−の親由来の、3ヶ月齢雄性マウスの組織比較)
【0211】
【表6】
Figure 2004510743
(表7:平均±SE(n)で示した、それぞれ、RLX+/+の親およびRLX−/−の親由来の、1ヶ月齢マウスの組織比較)
【0212】
【表7】
Figure 2004510743
(表8:平均±SE(n)で示した、それぞれ、RLX+/+の親およびrlx−/−の親由来の、3ヶ月齢マウスの組織比較)
【0213】
【表8】
Figure 2004510743
(皮膚の組織学に対するレラキシン遺伝子ノックアウトの影響)
組織リモデリングの調節におけるレラキシンの役割を、rlx−ヌルマウス(rlx−/−)における皮膚組織学を研究することによって調べた。これらのマウスは、rlx−/−のオス親およびメス親の子孫であった。少なくとも5匹のオスマウスおよび5匹のメスマウスの、耳および背中からの連続した皮膚サンプルを、H&E染色およびMassonトリクロム染色によって染色し、各時点で調べた。同じ時点の類似のサンプルを、同じ系統のRlx+/+マウスから得た。rlxヌルマウスの組織学的試験の際に、真皮が、時間の進行につれ厚くなること、および真皮一帯の増大した線維症を有することを見出した。rlxヌルマウスの皮膚サンプルは、1週齢において正常であった;しかし、1ヶ月までに初期の皮膚線維症が明らかとなった。3ヶ月齢までに、皮膚線維症の顕著な増大が存在し、これは、6ヶ月齢までに密度が増大した。これらの皮膚に関する知見は、雄性および雌性のrlxヌルマウスにおいて類似していた。
【0214】
これらのマウスにおいて、表皮は正常であり、1ヶ月齢までにRlx+/+マウスからは識別不可能になるrlxヌルマウスにおける初期のより明るい外被色以外は、毛も変化しなかった。rlxマウスからの、血清化学、血液学的パラメーターおよび尿の試験は、注目に値しなかった。
【0215】
これらの知見は、レラキシンが、重要なマトリクス分子、マトリクス分解酵素および増殖因子を変更することによって、インビトロおよびインビボにおいてマトリクスターンオーバーに影響を与えるという、以前の観察を支持する。間質性コラーゲンを産生する多くの間質細胞は、雄性供給源由来または雌性供給源由来にかかわらず、レラキシンレセプターを有する。抗体に基づくアッセイによって、雌性の月経周期の黄体期の間に、低いピコグラムレベルでの血清中レラキシンが検出され得、そしてこれらのレベルは、妊娠中(このとき、組織リモデリングが最も明らかである)に上昇する。対照的に、雄性における血清レラキシンは検出不可能であることが報告されている。
【0216】
Rlxヌルマウスは、正常な皮膚におけるコラーゲンターンオーバーの普遍的な変更に対してレラキシンを関連付ける最初の直接的な証拠を提供する。これらの結果は、レラキシンが、雄性および雌性における検出流動レベルより低い生物学的に関連する濃度で、産生され得るかまたは循環し得ることを示す。レラキシンは、他のマトリクス調節分子と協力して、マトリクスターンオーバーの規則正しい維持に関与する。レラキシンは、組織リモデリング、血管形成の促進および血管拡張の刺激に影響を与え得る。これらの結果によってまた、レラキシン合成経路、およびレラキシンレセプターが、線維症状態(例えば、強皮症)と関連することが示される。
【0217】
これまでの例は、例示するために提供され、特許請求される本発明の範囲を限定するために提供されない。本発明の他の改変は、当業者に容易に明らかであり、添付の特許請求の範囲によって含まれる。全ての刊行物、特許、特許出願、およびその中に引用される他の参考文献は、本明細書によって参考として援用される。[0001]
(Cross-reference of related applications)
No. 60 / 238,232 (filed on Oct. 4, 2000), US Provisional Patent Application No. 60 / 241,991 (filed on Oct. 20, 2000) and US Provisional Application No. 60 / 238,232. No. 60 / 242,037 (filed Oct. 20, 2000), the disclosures of which are incorporated herein by reference.
[0002]
(Background of the Invention)
Normal tissue growth and development is achieved by programmed cell growth, differentiation and cell death. Cell proliferation and differentiation is required for the formation of new cells and tissues. Conversely, programmed cell death (also called apoptosis) is required to remove existing cells, including immature or damaged cells. Apoptosis occurs naturally in virtually all tissues of the body. Apoptosis plays an important role in tissue homeostasis, that is, ensuring that the number of new cells produced is offset by a corresponding number of dying cells. For example, the cells in the intestinal lining divide rapidly, so the body must eliminate cells after only three days to prevent overgrowth of the intestinal lining.
[0003]
Disruption of the genetic program, either by abnormally increasing or decreasing the rate of cell proliferation and / or apoptosis, can result in abnormal tissue development. For example, a decrease in cell proliferation below normal levels can lead to immature tissue and other tissue abnormalities. Increased cell proliferation above normal levels is considered to be a major event in the development of neoplasia and cancer, as well as other cell proliferative disorders. An abnormal increase in apoptosis can also lead to precancerous lesions. Premalignant lesions include breast lesions (which can develop into breast cancer), prostate lesions (which can develop into prostate cancer) or skin lesions (which can develop into malignant melanoma or basal cell carcinoma), Colon adenomatous polyps, which can develop into colon cancer, and other such neoplasias. Such lesions show a strong tendency to develop into a malignant tumor or cancer.
[0004]
Precancerous lesions can result from the accumulation of damage to existing cells in various tissues of the body. Such injuries may include exposure to sunlight, radiation, mutagens, and carcinogens, chemicals (eg, pesticides, herbicides, preservatives) and the like that are commonly found in the diet. These injuries can result in the accumulation of mutations in the cells, which can lead to hyperplastic conditions (ie, an abnormal increase in cell number) (eg, overgrowth of liver, kidney, spleen, thymus, intestine, lung or prostate tissue). (Like formation). Down-regulation of apoptosis may also lead to the accumulation of cells in these hyperplastic states.
[0005]
An abnormal increase in apoptosis can interfere with the normal development and / or differentiation of a tissue. For example, apoptosis is required during pregnancy and maturation of male genital tract tissue. An abnormal increase in apoptosis may also interfere with the formation of new cells and tissues, thereby preventing normal tissue maturation or development.
[0006]
Therefore, a need exists for a method of modulating apoptosis by administering an agonist or antagonist of apoptosis. In particular, there is a need for methods of treating conditions associated (directly or indirectly) with abnormally fast or slow apoptosis. The present invention satisfies this need by providing a method for the administration of a relaxin agonist or antagonist to treat abnormalities in such tissues by modulating apoptosis in the relaxin-related tissues.
[0007]
(Summary of the Invention)
The present invention relates to the discovery that relaxin is involved in the development of body tissue. Knockout of the gene encoding relaxin results in various abnormalities in the development of various body tissues, such as reduced size of such tissues, increased collagen deposition in such tissues, and immature such tissues . Conversely, the accumulation of relaxin-responsive cells leads to abnormalities in body tissues. The present invention provides a method of modulating apoptosis in a tissue by administering a relaxin agonist or a relaxin antagonist.
[0008]
In one aspect, the present invention provides a method of modulating apoptosis in a subject, the method comprising: providing a subject in need thereof with an apoptosis sufficient to reduce apoptosis in cells expressing the relaxin receptor. Time, by administering an effective amount of a relaxin agonist. Tissues typically affected by administration of a relaxin agonist useful in the methods according to the invention include, for example, liver, kidney, spleen, thymus, brain, heart, intestine, skin, lung, male and female reproductive tracts Is mentioned. The male reproductive tract tissue includes, for example, prostate, epididymis, seminiferous tissue, or testicular tissue. Female genital tract tissue includes, for example, connective tissue in the uterus, cervix, pubis, or lower extremity girdle.
[0009]
In certain embodiments, administration of a relaxin agonist typically reduces the number of apoptotic cells. In another embodiment, the relaxin agonist stimulates tissue maturation. For example, a relaxin agonist can stimulate the maturation of male genital tract tissue (eg, prostate tissue, epididymal tissue, ring sperm tissue, testicular tissue or semen). In one embodiment, the maturation results in an increase in the number of cells in the underdeveloped testis, such as an increase in the number of mature testis cells. In another embodiment, maturation of male genital tract tissue results in an increase in the number of live sperm cells as compared to a tissue not contacted with a relaxin agonist. In yet another embodiment, fibrosis can be reduced by a relaxin agonist and / or excess collagen deposition can be reduced.
[0010]
A subject in need of a relaxin agonist administration can have a relaxin deficient condition, such as, for example, immature tissue, excessive collagen deposition and / or low sperm count. For example, the immature tissue can be an immature male genital tract (eg, a testis with poor development). Such immature tissue may be present in other mature or immature animals.
[0011]
The relaxin agonist can be a relaxin, a relaxin analog, a small molecule relaxin effector or a relaxin nucleic acid. Relaxin is typically vertebrate relaxin, and more typically human relaxin.
[0012]
Compositions comprising relaxin agonists useful in the methods according to the invention include, for example, administration by injection, injection, oral delivery, nasal delivery, and pulmonary, rectal, transdermal, intratissue or subcutaneous delivery. May be prescribed for: Such compositions may also be formulated for delayed release of the relaxin agonist into the tissues and circulation of the subject. Certain embodiments include compositions formulated for infusion or injection, or pulmonary, subcutaneous, or transdermal delivery. In certain embodiments, a nucleic acid encoding a relaxin agonist may be formulated for administration to a subject with a vector encoding a relaxin agonist. For example, the vector can be an expression vector that expresses a relaxin agonist in the cell. Alternatively, a relaxin or relaxin analog nucleic acid can be formulated for delivery to a subject. The subject can be pre-pubertal or post-pubertal.
[0013]
In another aspect, the invention provides a method for modulating apoptosis in a subject in need thereof, wherein the method is effective for a sufficient time to increase apoptosis in a cell population expressing a relaxin receptor. By administering an amount of a relaxin antagonist. In one embodiment, the relaxin antagonist inhibits the binding of relaxin to the relaxin receptor. In another embodiment, the relaxin antagonist reduces relaxin-related tissue remodeling.
[0014]
Tissues typically affected by administration of a relaxin antagonist useful in the methods according to the invention include, for example, liver, kidney, spleen, thymus, brain, heart, intestine, skin, lung, male genital tract, female genital tract And the like. The male reproductive tract tissue includes, for example, prostate, epididymis, seminiferous tissue, or testicular tissue. In certain embodiments, the male genital tract tissue can be prostate tissue and can be mature or non-mature. Suitable target female genital tract tissues include, for example, the uterus, cervix, pubis, or connective tissue in the lower extremity girdle. Alternatively, the cell population can include cells that express the relaxin receptor, such as fibroblasts, osteoblasts, monocytes, epithelial cells or endothelial cells.
[0015]
A relaxin antagonist can be, for example, a relaxin binding agent, a relaxin receptor binding agent, a relaxin antisense nucleic acid, and the like. The relaxin binding factor can be, for example, an anti-relaxin antibody, a soluble relaxin receptor, a small molecule relaxin antagonist, and the like. The relaxin receptor binding factor can be, for example, an anti-relaxin receptor antibody, a relaxin analog, a small molecule relaxin receptor antagonist, and the like. Examples of relaxin or an antibody that binds to relaxin include polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , Fv, single heavy chains, chimeric antibodies and the like.
[0016]
Compositions comprising relaxin antagonists useful in the methods of the invention include, for example, administration by infusion, injection, oral delivery, nasal delivery, and pulmonary, rectal, transdermal, tissue or subcutaneous delivery. May be prescribed for: The compositions can also be formulated for delayed release of the relaxin antagonist into the tissues and circulation of the subject. Certain embodiments include compositions formulated for infusion or injection, or pulmonary, subcutaneous, or transdermal delivery.
[0017]
In certain embodiments, a nucleic acid encoding a relaxin antagonist can be administered to a subject in a vector encoding a relaxin antagonist. In one embodiment, the vector is an expression vector that expresses a relaxin antagonist in a cell population. Alternatively, relaxin or a relaxin receptor antisense nucleic acid can be delivered directly to a subject according to any of the methods described above. In an exemplary embodiment, administration of a relaxin antagonist increases apoptosis and reduces unwanted cell accumulation. For example, these unwanted cells can be hyperplasia, hypertrophy, cancer or neoplasia.
[0018]
(Definition)
Before describing the present invention in more detail, it may be helpful to provide a definition of certain terms as used herein below to better understand the present invention.
[0019]
The term "nucleic acid" refers to a polymer composed of a plurality of nucleotide units (ribonucleotides or deoxyribonucleotides or related structural variants) linked via phosphodiester bonds. Nucleic acids can be of virtually any length, typically from about 6 nucleotides to about 10 nucleotides. 9 Nucleotides or more. Unless otherwise indicated, the conventional notation used herein for nucleic acids is as follows: the left hand end of a single stranded nucleic acid is the 5 'end; the left hand direction of a double stranded nucleic acid is 5 Called 'direction'. The direction of 5 'to 3' addition of the initial RNA transcript is referred to as the direction of transcription. The sequence region of the DNA strand that has the same sequence as the RNA and is 5 'to the 5' end of the RNA transcript is referred to as the "upstream sequence"; The sequence region of the DNA strand 3 'to the 3' end of the transcript is referred to as the "downstream sequence."
[0020]
As will be readily understood by those skilled in the art, nucleic acids include RNA, mRNA, cDNA, genomic DNA, synthetic forms, and mixed polymers (both sense and antisense strands), and nucleic acids also include Can be modified chemically or biochemically, or can include unnatural or derivatized nucleotide bases. Such modifications include, for example, labeling, methylation, replacement of one or more naturally occurring nucleotides by analogs, internucleotide modifications (eg, uncharged linkages (eg, methylphosphonates, phosphotriesters, phosphoramidates). , And carbamates), charged linkages (eg, phosphorothioates and phosphorodithioates), pendant moieties (eg, polypeptides), intercalators (eg, acridine and psoralen), chelators, alkylators, and modified linkages ( For example, α-anomeric nucleic acid)). Also included are synthetic molecules that mimic nucleic acids in their ability to bind to the indicated sequence via hydrogen bonding and other chemical interactions. Such molecules are known in the art, and include, for example, peptides in which the peptide bonds are substituted for phosphate bonds in the backbone of the molecule.
[0021]
As used herein, the term “amino acid” or “amino acid residue” refers to an L amino acid or a D amino acid as further described below. Single letter and three letter abbreviations of commonly used amino acids are used herein (eg, Alberts et al., Molecular Biology of the Cell, Garland Publishing, Inc., New York, 3rd ed., 1994)).
[0022]
When describing a polypeptide, the term "conservative substitution" refers to a change in the amino acid composition of a polypeptide that does not substantially alter the activity of the polypeptide. Thus, "conservative substitutions" of a particular amino acid sequence refer to those amino acid substitutions or similar properties that are not important for polypeptide activity (eg, acidic, basic, positive or negative charge, polar or non-polar, etc.). Refers to the replacement of an amino acid by another amino acid that does not substantially alter the activity, even by substitution of the important amino acid. Conservative substitution tables providing functionally similar amino acids are well known in the art. For example, the following six groups each include amino acids that are conservatively substituted for each other: 1) alanine (A), serine (S), threonine (T); 2) aspartic acid (D), glutamic acid (E). 3) asparagine (N), glutamine (Q); 4) arginine (R), lysine (K); 5) isoleucine (I), leucine (L), methionine (M), valine (V); and 6) Phenylalanine (F), threonine (Y), tryptophan (W) (see also Creighton, Proteins, WH Freeman and Company (1984), which is incorporated herein by reference). In addition, individual substitutions, deletions, or additions that change, add, or delete a single amino acid or a few percent of amino acids in the encoded sequence are also "conservative substitutions."
[0023]
The term "relaxin analog" refers to a modified relaxin polypeptide that increases or decreases the functional activity of the molecule or its interaction with the relaxin receptor.
[0024]
The term “soluble” in the context of a polypeptide refers to the ability of the polypeptide to dissolve (ie, be molecularly or ionically dispersed) in an aqueous solution (eg, water, blood, or plasma).
[0025]
The term "small molecule effector" in the context of relaxin or relaxin receptor refers to an agent that binds to relaxin or relaxin receptor and stimulates relaxin or relaxin receptor activity.
[0026]
The term "small molecule antagonist" in the context of relaxin or relaxin receptor refers to an agent that binds to relaxin or relaxin receptor and reduces or inhibits relaxin or relaxin receptor activity.
[0027]
The term “effective amount” refers to a dosage sufficient to provide relief of the symptoms or treatment of the abnormal condition (eg, disease, disorder, or condition) to be treated. The dosage will vary depending on the subject, the condition being treated, and the treatment being effected.
[0028]
The terms “subnormal,” “subnormal,” and “underdeveloped” refer to the normal age of a subject's tissues and / or cells of the same age and species in the context of body tissue and / or cells. A smaller size, reduced cell number, and / or immature developmental state as compared to size, cell number, and / or developmental state.
[0029]
The term "tissue" generally refers to a cell or a population of cells consisting of cells of the same type that perform the same or similar function. A tissue can be part of an organ or bone, or it can be a loose connection of cells (eg, cells of the immune system).
[0030]
The term "maturation" in the context of bodily tissue refers to the evolutionary progression and / or differentiation of a tissue to a fully developed state.
[0031]
The term "mature", in the context of bodily tissue, refers to achieving the full development, differentiation, and / or growth of a tissue.
[0032]
The term "immature" refers to a tissue that has not fully developed and / or differentiated in the context of body tissue.
[0033]
The term "prepubertal male" refers to a male that has not completely completed the pubertal process.
[0034]
The term "post-pubertal male" refers to a male who has completed the process of puberty.
[0035]
The term "puberty" refers to a series of phenomena in which a child becomes a young adult, characterized by gametogenesis, secretion of gonadal hormones, development of secondary sexual characteristics, and onset of reproductive function.
[0036]
The term "accumulation", in the context of body tissue, refers to an increase in the number of normal (ie, non-mutated, non-malignant) cells in that tissue.
[0037]
The terms “biologically active” and “functionally active” refer to the ability of a molecule (eg, a relaxin agonist or a relaxin antagonist) to bind to relaxin or a relaxin receptor, and apoptosis, cell accumulation, And / or the ability to stimulate or inhibit tissue maturation.
[0038]
The term “relaxin deficiency condition” refers to a disease, disorder, or condition in a subject in which relaxin levels or relaxin receptor levels are lower than normal in an associated tissue, cell, or subject.
[0039]
The term “relaxin responsive” refers to an increase in the state of cell number or maturity (ie, tissue development and / or differentiation) in response to relaxin binding to a relaxin receptor.
[0040]
The term "relaxin-related" refers to a cell or tissue that is directly or jointly affected by an increase or decrease in functionally active relaxin levels or a functionally active relaxin receptor. A property, state, or response.
[0041]
The term “hyperplasia” or “hyperplastic tissue” refers to an increase in the number of cells in a tissue.
[0042]
The term “hypertrophy” or “hypertrophic” refers to an increase in tissue size.
[0043]
The terms "cancer" and "malignant disease" generally refer to various types of malignant neoplasms, most of which invade surrounding tissues.
[0044]
The terms "cancerous" and "malignant" relate to cells or tissues that have the properties of a cancer or malignancy.
[0045]
The term "tissue remodeling" refers to the formation of new cells or tissues and the destruction of existing cells through the apoptotic pathway in response to relaxin or relaxin receptor mediated signals.
[0046]
The term "apoptosis" induces a selected form of cell suicide, and readily observable morphological and biochemical events such as deoxyribonucleic acid (DNA) fragmentation, chromatin condensation (endonuclease activity Whether or not related), chromosomal migration, marginal propensity in the nucleus of cells, formation of apoptotic bodies, mitochondrial swelling, expansion of mitochondrial crystals, opening of the mitochondrial transduction pore, and / or (Dissipation of the mitochondrial proton gradient).
[0047]
(Description of a specific embodiment)
The present invention provides a method of administering a relaxin agonist or antagonist for modulating apoptosis. Relaxin agonists and antagonists can be used to reduce, manage, treat, or prevent relaxin-related abnormalities. A relaxin-related disorder includes a disease, disorder, or condition in a subject that is associated with increased or decreased levels of apoptosis as compared to the level of apoptosis in a normal subject. Relaxin-related abnormalities include, for example, relaxin deficiency states and relaxin responsive states.
[0048]
In one aspect, a relaxin agonist is used to treat a relaxin-related disorder that has increased apoptosis as compared to a corresponding cell from a normal subject (ie, a cell that does not have a relaxin-related disorder). Administered to the subject. Such relaxin-related abnormalities include, for example, immature body tissue, increased collagen deposition, fibrosis (ie, the presence of abnormal amounts of fibrous tissue as compared to normal tissue), low tissue weight, Includes increased apoptosis of cells in the cell population, and the like. Relaxin-related abnormalities are typically associated with reduced levels of relaxin and / or relaxin receptor as compared to normal cells or tissues.
[0049]
In certain embodiments, the relaxin-related abnormality is a relaxin deficiency condition (eg, immature tissue, presence of excess collagen, low sperm count, etc.). The immature tissue can be, for example, immature male reproductive tract tissue (eg, immature prostate, epididymis, insemination, or testicular tissue or sperm). Immature tissue can be characterized, for example, by increased collagen deposition, lower weight, and / or reduced cell number as compared to a corresponding sample of normal tissue. Such tissue may also be characterized by lack of organization, incomplete development, and / or lack of or incomplete differentiation as compared to a corresponding sample of normal tissue. In certain other embodiments, fibrosis (eg, fibrosis of the skin of these or other organs or tissues, fibrosis of the lung, fibrosis of the kidney, or fibrosis associated with aging) may be reduced.
[0050]
The relaxin agonist is administered in an amount effective to reduce, manage, treat, or prevent a relaxin-related disorder. For example, administration of a relaxin agonist can reduce apoptosis of target cells, stimulate maturation, development, and / or differentiation of immature tissue, increase tissue weight, increase the number of cells in a tissue, And reduce collagen deposition.
[0051]
In another aspect according to the present invention, a relaxin antagonist is administered to a subject to reduce, manage, treat, or prevent a relaxin-related disorder by increasing apoptosis in target cells. Such relaxin-related abnormalities can be, for example, accumulation of relaxin-related cells, reduced apoptosis to normal cells or tissues, hyperplasia, hypertrophy, cancer, neoplasm, and the like. In certain embodiments, a relaxin antagonist can reduce remodeling of relaxin-related tissues, reduce unwanted cell accumulation, reduce or prevent hyperplasia, hypertrophy, cancer, neoplasms, and the like.
[0052]
As a body tissue having a relaxin-related or relaxin-responsive tissue abnormality, for example, brain, heart, liver, kidney, spleen, thymus, intestine, skin, lung, male reproductive tract (eg, prostate, epididymis, seminal vesicles) Or testis), or the tissues of the female reproductive tract (eg, the uterus, cervix, interpubic ligament, or connective tissue of the lower limb girdle).
[0053]
(Relaxin agonist)
In one aspect according to the present invention, a relaxin agonist is administered to a subject to treat a relaxin-related disorder. Relaxin agonists can be, for example, relaxin, relaxin analogs, small molecule relaxin effectors, relaxin nucleic acids, and the like.
[0054]
(Relaxin and relaxin analog)
In one aspect of the invention, the relaxin agonist is a relaxin polypeptide or a fragment or analog of a relaxin polypeptide. The term "relaxin" refers to a vertebrate relaxin polypeptide, including a full-length relaxin polypeptide or a portion of a relaxin polypeptide that retains biological activity.
[0055]
Relaxin is well defined in its natural human, animal and synthetic forms. In particular, relaxin is widely described in U.S. Patent Nos. 5,166,191 and 4,835,251, both of which are hereby incorporated by reference. In this application, “relaxin” generally refers to the terms “relaxin,” “human relaxin,” “native relaxin,” and “synthetic relaxin,” as described in US Pat. No. 5,166,191. Refers to the terms "human relaxin" and "human relaxin analog" as described in U.S. Patent No. 4,835,251. In an exemplary embodiment, relaxin is described, for example, in U.S. Patent Nos. 5,179,195; 5,023,321; and 4,758,516 (the disclosures of which are incorporated herein by reference). And human relaxin as described in US Pat. In this application, "relaxin" also refers to relaxin isolated in pigs, rats, horses, or other mammals or vertebrates, and cDNA clones of rat, pig, or other mammals or vertebrates relaxin. Refers to relaxin produced by recombinant technology.
[0056]
Methods for producing relaxin and its analogs are known in the art. Additionally, methods for isolating and purifying relaxin are known in the art. Some sources of these methods are described in US Pat. No. 5,166,191 (the following references: US Pat. No. 4,835,251, Barany et al., The Peptides 2: 1 (1980); Treager et al.). EP 0251 615; EP 0107 782; EP 0107 045; and WO 90/13659 (all of which are incorporated herein by reference), including Biology of Relaxin and it's Role in the Human, pp. 42-55). ).
[0057]
Additional methods of producing relaxin are described in U.S. Patent No. 5,464,756 and PCT / US94 / 06997, the disclosures of which are incorporated herein by reference. Relaxin is also described in EP 0 251 615 (published Jan. 7, 1998, the disclosure of which is incorporated herein by reference) and the synthesis of A and B chains and their purification. And can be prepared by construction. For in vitro construction of relaxin, a 4: 1 molar ratio of A chain: B chain is commonly used. The resulting product is then purified by any means known to those of skill in the art, including, for example, reverse phase HPLC, ion exchange chromatography, gel filtration, dialysis, or any combination of such procedures. You. Untreated or partially treated forms of relaxin, such as preprorelaxin or prorelaxin, can also be used.
[0058]
In certain embodiments, the relaxin polypeptide includes H1 and H2 forms of human relaxin. The predominant human relaxin is the H2 relaxin form with a truncated B chain in which the four C-terminal amino acids of the B chain have been deleted such that the B chain ends at serine at position 29 (ie, relaxin H2 (B29 A24 )). Either of this form (referred to as "short relaxin" or "long relaxin", comprising a 33 amino acid B chain) can be used.
[0059]
Relaxin agonists further include analogs (eg, variants of naturally occurring amino acid sequences of relaxin). Relaxin analogs also include analogs that have been altered by substitution, addition, or deletion of one or more amino acid residues to provide a functionally active relaxin polypeptide. Such relaxin analogs include the amino acid sequence of a relaxin polypeptide (where one or more functionally equivalent amino acid residues are substituted for residues within this sequence and silent functional changes (eg, conservative changes). ), Including but not limited to, all or a portion of an altered sequence that results in a primary amino acid sequence.
[0060]
In another aspect, the relaxin agonist is a polypeptide consisting of or comprising a relaxin polypeptide having at least 10 contiguous amino acids of the relaxin polypeptide. Alternatively, the fragment comprises at least 20-25 contiguous amino acids of the relaxin polypeptide. In another embodiment, the fragment is less than 20 or 30 amino acids.
[0061]
A relaxin analog is substantially similar to a relaxin polypeptide or a fragment thereof (eg, in various embodiments, at least 60%, 70%, 75%, 80%, 90% or 95% identical or similar) or, when compared, substantially similar to an aligned sequence that is aligned by a computer sequence comparison / alignment program known in the art, or if the encoding nucleic acid is , A polypeptide comprising a region that can hybridize to relaxin nucleic acid under conditions of high, moderate, or low stringency (eg, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math. 2: 482 (1981); Needleman and Unsch, J. Mol. Biol. 48: 443 (1970); Pearson and Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 2444 (1988); Gap, BESTFIT, FASTA, and TEASTA in WI; Ausubel et al. (Eds.), Current Protocols in Molecular Biology, 4th Edition, John Wiley and Sons, New York (1999), the disclosure of which is hereby incorporated by reference. Incorporated by reference in the book))). Relaxin agonists further include functionally active relaxin polypeptides, analogs or fragments that bind to a relaxin receptor.
[0062]
Relaxin agonists (eg, relaxin polypeptides, analogs, and fragments) can be produced by various methods known in the art. The operations that produce them can be performed at the genetic or polypeptide level. For example, a cloned relaxin nucleic acid can be modified by any of a number of strategies known in the art (eg, creating conservative substitutions, deletions, insertions, etc.) (eg, Sambrook et al., Molecular Cloning: A). Laboratories Manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (2001); Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, 4th edition, John Y. New York. Which is incorporated herein by reference)). This sequence can be cleaved at the appropriate site by restriction endonuclease and then subjected, if desired, to further enzymatic modification, isolation and ligation in vitro. In generating relaxin nucleic acids encoding analogs or fragments, the modified nucleic acid is typically retained in a suitable translation reading frame, such that the reading frame is responsible for the translation stop signal or the synthesis of the relaxin analog or fragment. Blocked by other blocking signals. Relaxin nucleic acids can also be mutated in vitro or in vivo to create and / or destroy translation initiation and / or termination sequences. Relaxin nucleic acids may also be used to create variations in the coding region and / or create new restriction endonuclease sites or destroy existing sites, and to facilitate further in vitro modifications. Can be mutated. Any technique of mutagenesis known in the art (chemical mutagenesis, in vitro site-directed mutagenesis (see, for example, Hutchison et al., J. Biol. Chem. 253: 6551-60 (1978)), TAB (See, eg, Sambrook et al., Supra; Ausubel et al., Supra), including, but not limited to, the use of a ® Linker (Pharmacia).
[0063]
In certain embodiments, a relaxin analog is prepared from a relaxin-encoding nucleic acid that has been modified to introduce a codon aspartate at a particular site within at least a portion of the relaxin-encoding region (eg, US Pat. No. 945,402, the disclosure of which is incorporated herein by reference. The resulting analog can be treated with a dilute acid to release the desired analog, thereby allowing the protein to be more easily isolated and purified. Other relaxin analogs are described in U.S. Patent Nos. 4,656,249; 5,179,195; 5,945,402; 5,811,395; and 5,795. , 807, the disclosures of which are incorporated herein by reference.
[0064]
Manipulation of the relaxin polypeptide sequence can also be done at the polypeptide level. Relaxin polypeptides, analogs, or fragments that are differentially modified during and after synthesis (eg, in vivo or in vitro translation) are within the scope of the invention. Such modifications include conservative substitutions, glycosylation, acetylation, phosphorylation, amidation, derivatization with known protecting / blocking groups, proteolytic cleavage, antibody molecules, other polypeptides or other cellular ligands And the like. Any of a number of chemical modifications can be performed by known techniques (specific chemical cleavage (eg, cleavage with cyanogen bromide)), enzymatic cleavage (eg, cleavage with trypsin, chymotrypsin, papain, V8 protease, etc.); eg, NaBH 4 Acetylation, formylation, oxidation and reduction, including, but not limited to, modifications by metabolic synthesis in the presence of tunicamycin).
[0065]
Relaxin polypeptides, analogs, and fragments can be purified from natural sources by standard methods (eg, immunoaffinity purification) as described herein. Relaxin polypeptides, analogs, and fragments can also be obtained by standard methods (including chromatography (eg, ion exchange, affinity, sizing column chromatography, high pressure liquid chromatography), centrifugation, differential lysis). Alternatively, it can be isolated and purified by any other standard technique for purifying polypeptides. Relaxin polypeptides can be synthesized by standard chemical methods known in the art (eg, Hunkapiller et al., Nature 310: 105-11 (1984); Stewart and Young, Solid Phase Peptide Synthesis, 2nd edition, Pierce Chemical Co., Rockford, IL (1984), the disclosure of which is incorporated herein by reference.
[0066]
In addition, analogs of the relaxin polypeptide can be chemically synthesized. For example, peptides corresponding to fragments of a relaxin polypeptide that contain a desired domain or mediate a desired activity in vivo can be synthesized, for example, by using chemical synthesis methods using an automated peptide synthesizer. In addition, if desired, nonclassical amino acids or chemical amino acid analogs can be introduced as a substitution or addition to the relaxin polypeptide sequence. Non-classical amino acids include D-isomers of common amino acids, α-aminoisobutyric acid, 4-aminobutyric acid, 2-aminobutyric acid, ε-aminohexanoic acid, 6-aminohexanoic acid, 2-aminoisobutyric acid, and 3-amino Propionic acid, ornithine, norleucine, norvaline, hydroxyproline, sacrosin, citrulline, cysteic acid, t-butylglycine, t-butylalanine, phenylglycine, cyclohexylalanine, β-alanine, selenocysteine, fluoro-amino acid, designer amino acid (eg, , Β-methyl amino acids, Cα-methyl amino acids, Nα-methyl amino acids, and common amino acid analogs, and the amino acids are D (dextrorotary) or L (levorotary). obtain.
[0067]
In another embodiment, the relaxin agonist is a relaxin polypeptide or a fragment thereof (typically consisting of at least one domain or motif of the relaxin polypeptide, or at least 10 contiguous amino acids of the relaxin polypeptide). Or a fusion protein, which is linked to the amino acid sequence of a different protein via a peptide bond at its amino or carboxy terminus. In one embodiment, such a chimeric protein is produced by recombinant expression of a nucleic acid encoding the chimeric polypeptide. Chimeric products are made by linking the appropriate nucleic acid sequences (encoding the desired amino acid sequence) to one another in an appropriate reading frame and expressing the chimeric product by methods known in the art. Can be done. Alternatively, the chimeric product can be made by protein synthesis techniques (eg, by using an automated peptide synthesizer).
[0068]
In certain embodiments, the fusion protein is a relaxin-ubiquitin fusion protein. For example, US Pat. No. 5,108,919, the disclosure of which is incorporated herein by reference, discloses a method for preparing a fusion protein of a relaxin chain and ubiquitin.
[0069]
In a preferred embodiment, the relaxin analog or fragment is functionally active (ie, may exhibit one or more functional activities associated with a full-length wild-type relaxin polypeptide). In one example, an analog or fragment that retains a desired relaxin property of interest (eg, binding to a relaxin binding partner (eg, a relaxin receptor) and / or modulating (eg, inhibiting) apoptosis) It can be used as an inducer of such properties and their physiological relevance. Characteristic embodiments relate to relaxin analogs or fragments that bind to the relaxin receptor and induce a relaxin-related decrease in apoptosis. An analog or fragment of relaxin can be tested for the desired activity by procedures known in the art, including but not limited to the functional assays described herein.
[0070]
(Relaxin nucleic acid)
The present invention provides relaxin nucleic acid sequences for expression of relaxin polypeptides, fragments and analogs in vivo or in vitro. The relaxin nucleic acid can be vertebrate or mammalian relaxin, including, for example, human, mouse, rat, pig, bovine, dog or monkey relaxin. Relaxin nucleic acids can include genomic nucleic acids, cDNA, relaxin coding regions or fragments thereof. Relaxin nucleic acids further include mRNA corresponding to the relaxin locus. Relaxin nucleic acids can also include analogs (eg, nucleotide sequence variants) that encode the same amino acid, such as a naturally occurring allelic variant, or other codon choices possible for conservative amino acid substitutions thereof. )including. Due to the degeneracy of the nucleotide coding sequence, other nucleic acid sequences encoding substantially the same amino acid sequence as the relaxin cDNA or open reading frame can be used in the practice of the present invention. These nucleic acid sequences include relaxin altered by substitution of different codons (thus resulting in silent changes) that encode identical or functionally equivalent amino acid residues (eg, conservative substitutions) within the sequence. Nucleic acid sequences that include all or part of a gene include, but are not limited to.
[0071]
The invention further provides a relaxin nucleic acid fragment (eg, a hybridizable portion) of at least 6 contiguous nucleotides. In other embodiments, the nucleic acid is at least 8 contiguous nucleotides, at least 25 contiguous nucleotides, at least 50 contiguous nucleotides, at least 100 nucleotides, or at least 150 nucleotides of the relaxin sequence. Including more. In another embodiment, the nucleic acid is less than 150 nucleotides in length. A relaxin nucleic acid can be single-stranded or double-stranded. As will be readily understood, as used herein, "a nucleic acid encoding a fragment of a relaxin polypeptide" refers to a contiguous sequence as opposed to other contiguous portions of the relaxin polypeptide, It is to be understood that the nucleic acid encodes only the listed fragments or portions of the relaxin polypeptide. Fragments of relaxin nucleic acids encoding one or more relaxin domains are also provided.
[0072]
The relaxin nucleic acid or a functionally active analog or fragment thereof can be inserted into a suitable vector, such as an expression vector (ie, a vector containing the essential elements for the transcription and translation of the inserted polypeptide coding sequence). Essential transcriptional and translational signals can also be provided by the native relaxin gene and / or its flanking regions. Various host-vector systems can be utilized to express the relaxin nucleic acid sequence. These include, but are not limited to: mammalian cell lines infected with a virus (eg, vaccinia virus, adenovirus, adeno-associated virus, etc.), insect cells infected with a virus (eg, baculovirus) Systems, microorganisms (eg, yeast containing yeast vectors or bacteria transformed with bacteriophage), DNA, plasmid DNA or cosmid DNA. Vector expression factors vary in their strength and specificities. Any of a number of suitable transcription and translation factors may be used, depending on the host-vector system utilized. In certain embodiments, the nucleic acid sequence encoding a human relaxin nucleic acid or a functionally active portion of human relaxin is expressed in yeast or bacteria. In yet another embodiment, a fragment of relaxin comprising a domain of a relaxin polypeptide is expressed.
[0073]
For insertion of a nucleic acid into a vector, any method known in the art can be used to construct an expression vector containing a chimeric gene consisting of appropriate transcription / translation control signals and a relaxin nucleic acid sequence. These methods include recombinant DNA and synthetic techniques in vitro and recombination in vivo (genetical recombination). Expression of a nucleic acid sequence encoding a relaxin polypeptide, analog or fragment can be regulated by a second nucleic acid sequence, such that the relaxin polypeptide, analog or fragment is transformed into a host transformed with the recombinant DNA molecule. Is expressed in For example, expression of a relaxin polypeptide can be controlled by any promoter / enhancer element known in the art. Promoters that can be used to control gene expression include, but are not limited to, the SV40 early promoter region (Benoist and Chambon, Nature 290: 304-10 (1981)), Rous sarcoma virus 3 'Promoters containing long terminal repeats (Yamamoto et al., Cell 22: 787-97 (1980)), herpes thymidine kinase promoter (Wagner et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 1441-45 (1981)), metallothionein (Metallothionen) gene regulatory sequences (Brinster et al., Nature 296: 39-42 (1982)), prokaryotic expression vectors (e.g., beta-lactamase promoter ( illa-Komaroff et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 3727-31 (1978) or the tac promoter (deBoer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 21-25 (1983)), cauliflower. Plant expression vector containing the mosaic virus 35S RNA promoter (Gardner et al., Nucl. Acids Res. 9: 2871-88 (1981)), the promoter of the photosynthetic enzyme ribulose diphosphate carboxylase (Herrera-Estrellala et al., Nature 310: 115-20). (1984)), promoter elements from yeast or other fungi (eg, Gal7 and Gal4 promoters), ADH (alcohol dehydrogenase) Promoter, PGK (phosphodiester glycerol kinase) promoter, alkaline phosphatase promoter.
[0074]
Animal transcription regulatory regions that exhibit the following tissue specificity have been utilized in transgenic animals: Elastase I gene regulatory regions that are active in pancreatic acinar cells (eg, Swift et al., Cell 38: 639-46 (1984)). Ornitz et al., Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.50: 399-409 (1986); MacDonald, Hepatology 7 (1 Suppl.): 42S-51S (1987)); Insulin gene regulation active in pancreatic β cells; Regions (eg, Hanahan, Nature 315: 115-22 (1985)), immunoglobulin gene regulatory regions active in lymphoid cells (eg, Grosschedl et al., Cell 38: 647-5). 8 (1984); Adams et al., Nature 318: 533-38 (1985); Alexander et al., Mol. Cell. Biol. 7: 146-44 (1987)), in testis cells, breast cells, lymphoid cells and mast cells. A mouse mammary adenocarcinoma virus regulatory region that is active (eg, Leder et al., Cell 45: 485-95 (1986)), an albumin gene regulatory region that is active in the liver (eg, Pinkert et al., Genes Dev. 1: 268-76 ( 1987)), α-fetoprotein gene regulatory regions that are active in the liver (eg, Krumlauf et al., Mol. Cell. Biol. 5: 1639-48 (1985); Hammer et al., Science 235: 53-58 (1987)); In the liver A1-antitrypsin gene regulatory region that is sexual (eg, Kelsey et al., Genes and Level. 1: 161-71 (1987)); β-globin gene regulatory region that is active in myeloid cells (eg, Magram et al., Nature) 315: 338-40 (1985); Kollias et al., Cell 46: 89-94 (1986)); a myelin basic protein gene regulatory region active in oligodendrocytes of the brain (eg, Readhead et al., Cell 48: 703). -12 (1987)); a myosin light chain-2 gene regulatory region that is active in skeletal muscle (eg, Shani, Nature 314: 283-86 (1985)); and a gonadotropin-releasing hormone gene regulatory region that is active in the hypothalamus. (For example, M son et al., Science 234: 1372-78 (1986)). In a preferred embodiment, the tissue-specific promoter is a prostate-specific antigen promoter (see, eg, US Patent No. 6,100,444, the disclosure of which is incorporated herein by reference). ).
[0075]
In another embodiment, a vector is used that comprises a promoter operably linked to the relaxin nucleic acid, one or more origins of replication and, optionally, one or more selectable markers (eg, antibiotic or drug resistance markers). Is done. For example, an expression construct can be made by subcloning a relaxin nucleic acid into a restriction site of a pRECT expression vector. Such a construct allows expression of a relaxin polypeptide, analog or fragment under the control of a T7 promoter having a histidine amino-terminal flag sequence for affinity purification of the expressed polypeptide. In another specific embodiment, comprising a prostate-specific antigen promoter operably linked to a relaxin nucleic acid, one or more origins of replication and, optionally, one or more selectable markers (eg, drug resistance markers). Vectors are used.
[0076]
Expression vectors containing relaxin nucleic acids can be identified by general approaches well known to those of skill in the art, including: (a) nucleic acid hybridization; (b) the presence or absence of "marker" gene function; (C) expression of the inserted sequence, (d) polymerase chain reaction (PCR) and the like. In a first approach, the presence of the relaxin nucleic acid inserted into the expression vector can be detected by nucleic acid hybridization using a probe containing a sequence homologous to the inserted relaxin nucleic acid. In a second approach, the recombinant vector / host system is used to generate specific "marker" gene functions (eg, thymidine kinase activity, antibiotic resistance, transformation phenotype) caused by inserting relaxin nucleic acid into the vector. , Baculovirus, closed body formation, changes in colorimetry, etc.) can be identified and selected based on the presence or absence. For example, if the relaxin nucleic acid is inserted within a marker gene sequence of a vector, recombinants containing the relaxin nucleic acid can be identified by the absence of marker gene function.
[0077]
In a third approach, a recombinant expression vector can be identified by assaying a recombinantly expressed relaxin polypeptide, analog or fragment. Such assays include, for example, the physical or functional properties of a relaxin polypeptide, analog or fragment (eg, binding to an anti-relaxin antibody, binding to a relaxin receptor, etc.) in an in vitro assay system. Can be based on In a fourth approach, a recombinant expression vector can be identified by the polymerase chain reaction. (See, for example, U.S. Patent Nos. 4,683,202, 4,683,195 and 4,889,818; Gyllensten et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 7652-56 (1988). Ochman et al., Genetics 120: 621-23 (1988); Loh et al., Science 243: 217-20 (1989)). Once a particular recombinant vector has been identified and isolated, several methods known in the art can be used to amplify it.
[0078]
Once a suitable host system and growth conditions are established, recombinant vectors can be amplified and prepared in large quantities. As explained above, vectors that may be used include, but are not limited to, the following vectors or analogs thereof, to name a few: human or animal viruses (eg, vaccinia virus or Adenovirus); insect viruses (eg, baculovirus); yeast vectors; bacteriophage vectors (eg, λ); and plasmid and cosmid DNA vectors.
[0079]
Furthermore, in the particular manner desired, a host cell strain may be chosen to modulate the expression of the inserted nucleic acid, or to modify or process relaxin, a relaxin analog or fragment. Expression from a particular promoter may be increased in the presence of a particular inducer: the expression of a relaxin polypeptide, analog or fragment may be controlled. In addition, different host cells with characteristic and specific mechanisms for translation and post-translational processing and modification (eg, glycosylation and / or phosphorylation) can be used. Appropriate cell lines or host systems can be chosen to ensure the desired modification and processing of the expressed polypeptide, analog or fragment. For example, expression in a bacterial system can be used to produce an unprocessed core protein product. Expression in mammalian cells can be used to ensure "native" processing of a relaxin polypeptide or relaxin analog or fragment of a mammalian cell. Furthermore, different vector / host expression systems can affect the processing reaction to different degrees.
[0080]
(Relaxin antagonist)
In another aspect of the invention, a relaxin antagonist is provided for modulating apoptosis. For example, relaxin antagonists can include relaxin binding agents, relaxin receptor binding agents, antisense nucleic acids, and the like.
[0081]
(Relaxin antibody)
Relaxin antagonists include antibodies that immunospecifically recognize relaxin or a relaxin receptor polypeptide and antibodies that stimulate apoptosis and / or reduce or inhibit the accumulation of relaxin-bound cells in a cell population or tissue. May be included. Anti-relaxin and anti-relaxin receptor antibodies include, but are not limited to: polyclonal, monoclonal, chimeric (eg, fully humanized or human chimeric), single chain, antibody fragments ( For example, Fab, F (ab '), F (ab') 2 , Fv or hypervariable regions), single heavy chains, and Fab expression libraries. In certain embodiments, full length polyclonal and / or monoclonal antibodies, vertebrate or mammalian relaxin or relaxin receptor polypeptide are generated and selected for an antibody that selectively binds to relaxin or relaxin receptor polypeptide. , Thereby functionally inactivating such polypeptides. In another embodiment, antibodies are raised to a domain of a vertebrate relaxin polypeptide or a relaxin receptor polypeptide. In yet another embodiment, a vertebrate relaxin polypeptide or a fragment of a relaxin receptor polypeptide, which is identified as hydrophilic, is used as an immunogen for antibody production, and Selected for immunospecific binding to the peptide and inhibition of its biological activity.
[0082]
Various procedures known in the art can be used for the production of polyclonal antibodies against relaxin or a relaxin receptor polypeptide or a fragment or analog thereof. For the production of such antibodies, a variety of host animals, including but not limited to rabbits, mice, rats, sheep, goats, etc., may be prepared by native relaxin or relaxin receptor polypeptides or fragments thereof. Or it can be immunized by injecting an analog. Alternatively, a transgenic animal having a human immune system can be immunized by injecting native relaxin or a relaxin receptor polypeptide. (See, for example, U.S. Patent Nos. 6,114,598 and 6,111,166, which are incorporated herein by reference). Various adjuvants can be used to enhance the immune response (depending on the host species), including but not limited to: Freund's adjuvant (complete or incomplete), minerals Gels (eg, aluminum hydroxide), surfactants (eg, lysolecithin), pluronic polyols, polyanions, peptides, oil emulsions, keyhole limpet hemocyanin, dinitrophenol and potentially useful Human adjuvants such as BCG (Bacillus Calmette-Guerin) and Corynebacterium parvum.
[0083]
For the preparation of monoclonal antibodies to relaxin or relaxin receptor polypeptides, fragments or analogs thereof, any technique provided for the production of antibody molecules by cell lines continuing in culture may also be used. Such techniques include, for example: the hybridoma technology first developed by Kohler and Milstein (Nature 256: 495-97 (1975)) and the trioma technology, the human B cell hybridoma technology (eg, Kozbor et al.). , Immunology Today 4:72 (1983)) and EBV-hybridoma technology for producing human monoclonal antibodies (see, eg, Cole et al., Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Lis, Inc., 77-96). P. (1985)). Mammalian antibodies can be used and human B cells with EBV virus in vitro, using hybridomas (see, eg, Cote et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 2026-30 (1983)). It can be obtained by using transformation (see, eg, Cole et al., (1985), supra). Selection of hybridomas that produce antibodies with appropriate biological functions is well known in the art or described herein below. Human monoclonal antibodies can also be prepared by preparing hybridomas from animals having a human immune system immunized by injecting native relaxin or a relaxin receptor polypeptide (see, eg, US Pat. No. 6,114,598). No. 6,111,166, which are incorporated herein by reference).
[0084]
Further, the present invention provides that “chimeric” or “humanized” antibodies can be prepared (eg, Morrison et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 6851-55 (1984); Neuberger et al., Nature 312: 604-08 (1984); Takeda et al., Nature 314: 452-54 (1985)). Such chimeric antibodies are prepared by splicing a non-human gene for an antibody molecule specific for relaxin or a receptor polypeptide, typically with a gene from a human antibody molecule of appropriate activity. Antigen binding region of non-human antibody (eg, F (ab ') 2 , F (ab '), Fv or hypervariable region) may be transferred into the framework of a human antibody by recombinant DNA technology, essentially producing human molecules. In a preferred embodiment, the antibodies are fully humanized.
[0085]
Methods for producing such “chimeric” molecules are generally well known and are described, for example, in: US Pat. Nos. 4,816,567; 4,816,397; Nos. 693,762; 5,712,120; 5,821,337; 6,054,297; International Patent Publications WO 87/02671 and WO 90/00616; and European Patent Publications EP 0 239 400 (the disclosures of which are incorporated herein by reference). Alternatively, a human monoclonal antibody or a portion thereof encodes an antibody that specifically binds to relaxin or a relaxin receptor polypeptide, according to the general method described by Huse et al. (Science 246: 1275-81 (1989)). A human B cell cDNA library for the DNA molecule of interest can be identified by first screening. The DNA molecule can then be cloned and amplified to obtain a sequence encoding the antibody (or binding domain) of the desired specificity. Phage display technology provides another technique for selecting antibodies that bind to relaxin or a relaxin receptor polypeptide, fragment or analog thereof. (See, for example, International Patent Publications WO 91/17271 and WO 92/01047; and Huse et al., Supra).
[0086]
According to another aspect of the present invention, techniques for the production of single-chain antibodies (see, for example, US Pat. Nos. 4,946,778 and 5,969,108) comprise relaxin or the relaxin receptor. Can be adapted to produce specific single chain antibodies. (See also Riechmann and Muyldermans, J. Immunol. Methods 231: 25-38 (1999); Muyldermans and Lauwereys, J. Mol. Recognit. 12: 131-40 (1999)).
[0087]
A further aspect of the invention utilizes the techniques described for the construction of Fab expression libraries (see, eg, Huse et al. (1989), supra) to obtain the desired relaxin polypeptides, fragments or analogs thereof. The identification of monoclonal Fab fragments having specificity and biological activity for is rapid and easy.
[0088]
Antibody fragments which contain the idiotype of the molecule can be generated by known techniques. For example, such fragments include, but are not limited to: F (ab '), which can be generated by pepsin digestion of an antibody molecule 2 Fragment, F (ab ') 2 Fab ′ fragments that can be generated by reducing the disulfide bonds of the fragments, Fab fragments that can be generated by treating the antibody molecule with papain and a reducing agent, and Fv fragments. Recombinant Fv fragments can also be produced in eukaryotic cells, for example, using the methods described in US Pat. No. 5,965,405.
[0089]
In generating antibodies, screening for the desired antibody can be accomplished by techniques known in the art, such as ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) In one aspect, specificity of relaxin or a relaxin receptor polypeptide. Antibodies that recognize the domain can be used to assay hybridomas for products (eg, antibodies) that bind to relaxin or a fragment of the relaxin receptor, including the domain. To select an antibody that specifically binds to a polypeptide but does not specifically bind to a second, different relaxin polypeptide, the antibody is positively bound to the first polypeptide and bound to the second polypeptide. Selection based on loss of antibody binding to different polypeptides Get.
[0090]
(Soluble relaxin receptor)
In another aspect of the invention, the relaxin antagonist is a relaxin binding agent that comprises a soluble relaxin receptor that binds relaxin, or a fragment or analog thereof. The term "soluble relaxin receptor" refers to a relaxin receptor polypeptide that does not bind to cell membranes. The relaxin receptor is approximately 200 kilodaltons (see Palejwala et al., Endocrinology 139 (3): 1208-12 (1998), the disclosure of which is incorporated herein by reference). Soluble forms of the relaxin receptor retain the ability to bind vertebrate relaxin, but typically lack the transmembrane and / or cytoplasmic domains. A soluble relaxin receptor may include additional amino acid residues (eg, an affinity tag) that provide a means of purifying the polypeptide or attach the polypeptide to another polypeptide or immunoglobulin sequence. To provide a site for
[0091]
The soluble relaxin receptor can optionally include a transmembrane domain that cannot bind to cell membranes. By "transmembrane protein" is meant a domain of the relaxin receptor polypeptide that contains a sufficient number of hydrophobic amino acids, which allows the polypeptide to be inserted and anchored in the cell membrane. A “transmembrane domain that cannot bind to cell membranes” refers to a transmembrane domain that has been altered by a mutation or deletion, such that it is not sufficiently hydrophobic to allow insertion or other binding to the cell membrane. Such transmembrane domains, for example, prevent fusion of the relaxin receptor polypeptide or a fragment thereof (with a secretory signal sequence useful for polypeptide secretion from cells). Amino acid sequence substitutions or changes useful to achieve an inactive transmembrane domain include, but are not limited to, deletion or substitution of amino acids in the transmembrane domain. Methods for making soluble receptors are known in the art (see, eg, US Pat. Nos. 6,033,903; 6,037,450; and 5,925,549; These disclosures are incorporated herein by reference).
[0092]
Soluble relaxin receptors include naturally occurring amino acid sequence variants of the soluble relaxin receptor. Soluble relaxin receptors further include those receptors that are altered by substitution, addition or deletion of one or more amino acid residues that provide for a functionally activated relaxin receptor polypeptide. Such relaxin receptors include the amino acid sequence of the relaxin receptor polypeptide (where one or more functionally equivalent amino acid residues are substituted for residues within this sequence, resulting in silent functional changes (eg, conservative changes). ), Including, but not limited to, a sequence that results in a substitution).
[0093]
In another aspect, the soluble relaxin receptor is a polypeptide that consists of or comprises a fragment of the relaxin receptor polypeptide having at least 10 contiguous amino acids of the relaxin receptor polypeptide. More typically, the fragment comprises at least 20 or at least 50 contiguous amino acids of a relaxin receptor polypeptide. In other embodiments, the fragment is greater than 100 amino acids or even greater than 200 amino acids.
[0094]
A relaxin receptor polypeptide can comprise a region substantially similar to a relaxin receptor polypeptide or a fragment thereof (eg, in various embodiments, at least 60%, 70%, 75%, (E.g., 80%, 90%, or even 95% identity or similarity), or the sequences are aligned by computer sequence comparison / alignment programs known in the art or by visual inspection. And a polypeptide as compared to the aligned sequence. (For example, Smith and Waterman, Adv. Appl. Math. 2: 482 (1981); Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48: 443 (1970); Pearson and Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85: 2444 (1988); GAP, BESTFIT, FASTA and TEASTA in Wisconsin Genetics Software Package, Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, WI; see, et al .; Which is hereby incorporated by reference). Sequence identity or similarity can also be determined by identifying nucleic acids that can hybridize to a relaxin receptor nucleic acid under conditions of high, moderate, or low stringency. (See, e.g., Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (2001); Ausubel et al., (1996), supra, the disclosures of which are incorporated herein by reference. Incorporated by reference in the book).
[0095]
Soluble relaxin receptor and fragments thereof can be produced by various methods known in the art. The operations leading to these productions can take place at the genetic or protein level. For example, a cloned relaxin receptor nucleic acid can be modified by any of a number of strategies known in the art (eg, making conservative substitutions, deletions, insertions, etc.) (eg, Sambrook et al., Supra). See Ausubel et al., Supra). This sequence can be cleaved at the appropriate site using a restriction endonuclease and then, if desired, further enzymatically modified, isolated and ligated in vitro. In the production of relaxin receptor nucleic acids, the modified nucleic acid typically maintains its proper translational reading frame, such that the reading frame is a translational stop signal, or the synthesis of a soluble relaxin receptor or fragment thereof. Not disturbed by other signals that interfere with A relaxin receptor nucleic acid can also be mutated in vitro or in vivo to create and / or disrupt translation initiation and / or translation termination sequences. Relaxin receptor nucleic acids can also be mutated to create variations in coding regions (eg, amino acid substitutions) and / or create new restriction endonuclease sites or destroy existing sites, and reduce in vitro modifications. It could be easier. Any technique for mutagenesis known in the art may be used, including chemical mutagenesis, in vitro site-directed mutagenesis (eg, Hutchison et al., J. Biol. Chem. 253: 6551-). 60 (1978)), the use of TAB® linkers (Pharmacia), and the like.
[0096]
Manipulation of the relaxin receptor polypeptide sequence can also be made at the polypeptide level. Included within the scope of the invention are relaxin receptor polypeptides that are differentially modified (eg, by in vivo or in vitro translation) during or after synthesis. Such modifications include conservative substitutions, glycosylation, acetylation, phosphorylation, amidation, derivatization with known protecting / blocking groups, proteolytic cleavage, antibody molecule, protein or other cellular ligand. Bonding and the like. Any of a number of chemical modifications can be performed by known techniques, including specific chemical cleavage (eg, with cyanogen bromide), enzymatic cleavage (eg, trypsin, chymotrypsin, papain, V8). Protease, etc.); for example, NaBH 4 Acetylation, formylation, oxidation and reduction, modification by metabolic synthesis in the presence of tunicamycin, and the like.
[0097]
Relaxin receptor polypeptides and fragments thereof can be purified from natural sources by standard methods such as those described herein (eg, immunoaffinity purification). Relaxin receptor polypeptides and fragments can also be obtained by standard methods, including chromatography (eg, ion exchange chromatography, affinity chromatography, sizing column chromatography, high pressure liquid chromatography), centrifugation, differential solubility. Alternatively, it can be isolated and purified by any other standard technique for polypeptide purification. Relaxin receptor polypeptides and fragments thereof can be synthesized by standard chemical methods known in the art (eg, Hunkapiller et al., Nature 310: 105-11 (1984); Stewart and Young, Solid Phase Peptide Synthesis). , 2nd Edition, Pierce Chemical Co., Rockford, IL, (1984)). In addition, if desired, nonclassical amino acids or chemical amino acid analogs can be introduced as a substitution or addition into the relaxin receptor polypeptide sequence. Non-classical amino acids include D-isomers of normal amino acids, α-aminoisobutyric acid, 4-aminobutyric acid, 2-aminobutyric acid, ε-aminohexanoic acid, 6-aminohexanoic acid, 2-aminoisobutyric acid, -Aminopropionic acid, ornithine, norleucine, norvaline, hydroxyproline, sarcosine, citrulline, cysteic acid, t-butylglycine, t-butylalanine, phenylglycine, cyclohexylalanine, β-alanine, selenocysteine, fluoro-amino acid, designer ( designer amino acids (eg, β-methyl amino acids, Cα-methyl amino acids, Nα-methyl amino acids), and common amino acid analogs. Further, the amino acid can be D (dextrorotary) or L (levorotary).
[0098]
In another embodiment, the soluble relaxin receptor is a relaxin receptor polypeptide, or a fragment thereof (typically relaxin) that binds at its amino or carboxy terminus to the amino acid sequence of a different protein via a peptide bond. A chimeric protein or a fusion protein comprising at least a domain or motif of a receptor polypeptide or at least 10 contiguous amino acids of a relaxin receptor polypeptide. In one embodiment, such a chimeric protein is produced by recombinant expression of a nucleic acid encoding the chimeric polypeptide. Chimeric products can be made by linking the appropriate nucleic acid sequences encoding the desired amino acid sequences together in an appropriate reading frame, and expressing the chimeric product by methods commonly known in the art. Alternatively, chimeric products can be made by protein synthesis techniques (eg, by using an automated peptide synthesizer). In certain embodiments, the fusion protein is a relaxin receptor-ubiquitin fusion protein.
[0099]
(Relaxin analog)
The relaxin antagonist can further be a relaxin analog (eg, a relaxin polypeptide that binds to a relaxin receptor but does not induce a response by that receptor). For example, a relaxin analog can be a competitive inhibitor of relaxin binding, or a conventional antagonist of the relaxin receptor. The term "relaxin" refers to a vertebrate relaxin polypeptide and includes a full-length relaxin polypeptide or a portion of a relaxin polypeptide that retains biological activity. Relaxin is well defined in its natural human, animal and synthetic forms. In particular, relaxin is disclosed in U.S. Patent Nos. 5,179,195; 5,166,191; 5,023,321; 4,835,251; and 4,758,516. (The disclosures of which are incorporated herein by reference). Methods for making relaxin and its analogs are known in the art (supra). A relaxin analog can be prepared by modifying a relaxin polypeptide such that the relaxin analog retains relaxin receptor binding activity but does not induce a response by the relaxin receptor. For example, a relaxin analog can be an amino acid sequence variant of relaxin that retains relaxin receptor binding activity but does not induce a response by the relaxin receptor. Relaxin analogs further include relaxin polypeptides that have been modified by the addition or deletion of one or more amino acid residues and that maintain the relaxin receptor binding function but do not induce a response by the relaxin receptor.
[0100]
In various aspects according to the invention, the relaxin analog is a fragment of the relaxin polypeptide that consists of or comprises at least 10 contiguous amino acids of the relaxin polypeptide. Alternatively, the fragment comprises at least 20 or 40 contiguous amino acids of the relaxin polypeptide. In other embodiments, these fragments are no longer than 35 amino acids.
[0101]
A relaxin analog can be a region substantially similar to a relaxin polypeptide (eg, in various embodiments, at least 60%, 70%, 75%, 80%, 90%, Or even 95% identity or similarity) or a polypeptide as aligned and compared to the aligned sequence by computer sequence comparison / alignment programs known in the art. Or the encoding nucleic acid can be a polypeptide capable of hybridizing to relaxin nucleic acid under conditions of high, moderate, or low stringency (see above). .
[0102]
Relaxin analogs can be produced by various methods known in the art. The operations leading to these productions can take place at the genetic or protein level. For example, a cloned relaxin nucleic acid can be modified by any of a number of strategies known in the art (eg, by making conservative or non-conservative substitutions, deletions, insertions, etc.) (eg, See Sambrook et al., Supra; Ausubel et al., Supra). The sequence can be cleaved at the appropriate site using a restriction endonuclease and then, if desired, further enzymatically modified, isolated and ligated in vitro. In the production of relaxin analog nucleic acids, the modified nucleic acid typically maintains its proper translational reading frame, such that this reading frame is a translation termination signal, or other signal that interferes with the synthesis of the relaxin analog. Is not disturbed by Relaxin nucleic acids can be mutated in vitro or in vivo to create and / or disrupt translation initiation and / or translation termination sequences. Relaxin nucleic acids can also be mutated to create variations in the coding region, and / or create new restriction endonuclease sites or destroy existing sites, and further facilitate in vitro modification. Any technique for mutagenesis known in the art may be used, including chemical mutagenesis, in vitro site-directed mutagenesis (eg, Hutchison et al., J. Biol. Chem. 253: 6551-). 60 (1978)), the use of TAB® linkers (Pharmacia), and the like.
[0103]
In certain embodiments, a relaxin analog is prepared from a relaxin-encoding nucleic acid that has been modified to introduce a codon aspartate at a particular position in at least a portion of the relaxin-encoding region (eg, US Pat. No. 5,945,402, the disclosure of which is incorporated herein by reference). The resulting analog can be treated with a dilute acid to release the desired analog, thereby making the protein more easily isolated and purified.
[0104]
Manipulation of the relaxin polypeptide sequence can also be done at the polypeptide level. Included within the scope of the invention are relaxin analogs that are differentially modified (eg, by in vivo or in vitro translation) during or after synthesis. Such modifications include amino acid substitutions (either conservative or non-conservative), glycosylation, acetylation, phosphorylation, amidation, derivatization with known protecting / blocking groups, proteolytic cleavage, antibodies Binding to molecules, proteins or other cellular ligands, and the like. Any of a number of chemical modifications can be performed by known techniques, including specific chemical cleavage (eg, with cyanogen bromide), enzymatic cleavage (eg, trypsin, chymotrypsin, papain, V8). Protease, etc.); for example, NaBH 4 Acetylation, formylation, oxidation and reduction, modification by metabolic synthesis in the presence of tunicamycin, and the like.
[0105]
Relaxin analogs can be purified from natural sources by standard methods such as those described herein (eg, immunoaffinity purification). Relaxin analogs can also be obtained by standard methods including chromatography (eg, ion exchange chromatography, affinity chromatography, sizing column chromatography, high pressure liquid chromatography), centrifugation, differential solubility, It can be isolated and purified by any other standard technique for purification. Relaxin analogs can be synthesized by standard chemical methods known in the art (eg, Hunkapiller et al., Nature 310: 105-11 (1984); Stewart and Young, Solid Phase Peptide Synthesis, 2nd edition, Pierce Chemical Co., Rockford, IL, (1984)). In addition, if desired, nonclassical amino acids or chemical amino acid analogs can be introduced as a substitution or addition into the relaxin polypeptide sequence. Non-classical amino acids include D-isomers of normal amino acids, α-aminoisobutyric acid, 4-aminobutyric acid, 2-aminobutyric acid, ε-aminohexanoic acid, 6-aminohexanoic acid, 2-aminoisobutyric acid, -Aminopropionic acid, ornithine, norleucine, norvaline, hydroxyproline, sarcosine, citrulline, cysteic acid, t-butylglycine, t-butylalanine, phenylglycine, cyclohexylalanine, β-alanine, selenocysteine, fluoro-amino acid, designer amino acid (Eg, β-methyl amino acids, Cα-methyl amino acids, Nα-methyl amino acids), and common amino acid analogs. Further, the amino acid can be D (dextrorotary) or L (levorotary).
[0106]
In another embodiment, the relaxin analog comprises a relaxin polypeptide (typically at least a domain of the relaxin polypeptide or a relaxin polypeptide that binds at its amino or carboxy terminus to the amino acid sequence of a different protein via a peptide bond. A motif, or consisting of at least 10 contiguous amino acids of a relaxin polypeptide). In one embodiment, such a chimeric protein is produced by recombinant expression of a nucleic acid encoding the chimeric polypeptide. Chimeric products can be made by linking the appropriate nucleic acid sequences encoding the desired amino acid sequences together in an appropriate reading frame, and expressing the chimeric product by methods commonly known in the art. Alternatively, chimeric products can be made by protein synthesis techniques (eg, by using an automated peptide synthesizer).
[0107]
In certain embodiments, the fusion protein is a relaxin analog-ubiquitin fusion protein. For example, US Pat. No. 5,108,919, the disclosure of which is incorporated herein by reference, discloses a method for preparing a fusion protein of a relaxin chain and ubiquitin.
[0108]
(Nucleic acid)
The invention further provides, according to the invention, nucleic acids for use as antagonists or for expressing antagonists. Such nucleic acids include nucleic acids encoding soluble relaxin receptors or relaxin analogs for the synthesis of soluble relaxin receptors or relaxin analogs, respectively. Antisense nucleic acids for inhibition of relaxin or relaxin receptor expression are provided. Nucleic acids encoding relaxin or relaxin receptor polypeptides are also provided for the preparation of antibodies (see above).
[0109]
In one aspect, the invention provides a nucleic acid sequence encoding a relaxin receptor or relaxin analog for expression in vivo. A relaxin receptor or relaxin analog or antisense nucleic acid can be expressed in vivo for gene therapy. The relaxin receptor, relaxin analog or antisense nucleic acid can also be used in vivo to prepare a recombinant soluble relaxin receptor, recombinant relaxin analog or recombinant antisense nucleic acid for exogenous administration to a subject. Alternatively, it can be expressed in vitro.
[0110]
The nucleic acid can be a vertebrate nucleic acid, for example, a relaxin receptor, relaxin, or a relaxin analog derived from vertebrate relaxin of a human, mouse, rat, pig, cow, dog, or monkey. These nucleic acids can include genomic DNA, genomic cDNA, or the coding region for a relaxin receptor, relaxin or relaxin analog. These nucleic acids can further include the relaxin receptor locus or the mRNA corresponding to the relaxin locus. These nucleic acids may also include variants encoding other possible codon choices for the same amino acid, or variants encoding conservative amino acid substitutions thereof (eg, naturally occurring allelic variants). , Nucleotide sequence variants. Due to the degeneracy of the nucleotide coding sequence, other nucleic acid sequences encoding substantially the same amino acid sequence as the relaxin receptor, or relaxin coding sequences, can be used in the practice of the invention. These nucleic acid sequences include all of the relaxin genes that have been modified by substitution of different codons (eg, conservative substitutions) that encode the same or a functionally equivalent amino acid residue in the sequence, thus producing a silent change. Or a nucleotide sequence comprising a moiety.
[0111]
The invention further provides a nucleic acid fragment of at least 6 contiguous nucleotides (eg, a hybridizable portion); in other embodiments, the nucleic acid comprises at least 8 contiguous nucleotides of the relaxin sequence, at least 25 contiguous nucleotides. At least 50 contiguous nucleotides, at least 100 nucleotides, 150 nucleotides or more. In another embodiment, these nucleic acids are less than 100 or 150 nucleotides in length. These nucleic acids can be single-stranded or double-stranded. As is readily apparent, as used herein, a nucleic acid encoding a relaxin or a fragment of a relaxin receptor polypeptide encodes only the referenced fragment or portion of the relaxin polypeptide, and It is to be understood that nucleic acids that do not encode a continuous sequence of the relaxin receptor or other contiguous portions of the relaxin polypeptide as a continuous sequence. Fragments of the nucleic acids encoding relaxin or one or more domains of the relaxin receptor are also provided.
[0112]
The relaxin receptor, relaxin analog or antisense nucleic acid can be provided in a suitable vector, such as an expression vector containing the necessary elements for transcription or transcription and translation of the inserted polypeptide coding sequence, as desired. It can be inserted in either the sense or antisense direction. The necessary transcriptional and translational signals may also be provided by the native relaxin or relaxin receptor gene and / or its flanking regions. Various host vector systems may be utilized to express the polypeptide coding sequence. These include mammalian cell lines infected with viruses (eg, vaccinia virus, adenovirus, adeno-associated virus, etc.), insect cell lines infected with viruses (eg, baculovirus), microorganisms such as yeast containing yeast vectors Or a bacterium transformed with a bacteriophage, DNA, plasmid DNA, or cosmid DNA. The expression elements of vectors differ in their strength and specificities. Any of a number of suitable transcription and translation elements may be used, depending on the host vector system utilized. In certain embodiments, the nucleic acid can be expressed, or the nucleic acid sequence encoding a functionally active portion of a relaxin receptor or relaxin analog is expressed in a mammalian cell, yeast, or bacterium. In yet another embodiment, a relaxin receptor or relaxin analog fragment comprising the respective polypeptide domain is expressed.
[0113]
Using any of the methods known in the art for inserting a nucleic acid into a vector, the expression vector containing the chimeric gene, having the appropriate transcriptional, translational, and / or polypeptide coding sequences, can be prepared. Can build. These methods include in vitro recombinant DNA and synthetic techniques, and in vivo recombination (genetic recombination). Expression of a nucleic acid encoding a relaxin receptor or relaxin analog can be regulated by a second nucleic acid sequence such that the nucleic acid or polypeptide is expressed in a host transformed with the recombinant DNA molecule. For example, expression of a relaxin receptor or relaxin analog nucleic acid can be controlled by any promoter / enhancer element known in the art. Promoters that can be used to control expression include, but are not limited to, the SV40 early promoter region (see, eg, Benoist and Chambon, Nature 290: 304-10 (1981)), The promoter contained in the 3 'long terminal repeat of the Rous sarcoma virus (see, for example, Yamamoto et al., Cell 22: 787-97 (1980)), the herpes thymidine kinase promoter (see, for example, Wagner et al., Proc. Natl. Acad. ScL USA 78: 1441-45 (1981)), the regulatory sequences of the metallothionein gene (see, eg, Brinster et al., Nature 296: 39-42 (1982)). Prokaryotic expression vectors, such as the β-lactamase promoter (see, eg, Villa-Komaroff et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 3727-31 (1978)) or the tac promoter (see See, e.g., deBoer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 21-25 (1983)), a plant expression vector containing the cauliflower mosaic virus 35S RNA promoter (e.g., Gardner et al., Nucl. Acids Res. 9: 2871-88 (1981)), and the promoter of the photosynthetic enzyme ribulose diphosphate carboxylase (e.g., Herrera-Estrella et al., Nature 310: 115-20 ( 984) see), GAL7 and Gal4 promoter, ADH (alcohol dehydrogenase) promoter, PGK (phosphoglycerol kinase) promoter, such as the alkaline phosphatase promoter, such as yeast or other probe motor elements from fungi.
[0114]
The following animal transcription regulatory regions, which show tissue specificity, have been utilized in transgenic animals: Elastase I gene regulatory regions active in pancreatic acinar cells (eg, Swift et al., Cell 38: 639). -46 (1984); See Ornitz et al., Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 50: 399-409 (1986); MacDonald, Hepatology 7 (Supplement 1): 42S-51S (1987); Insulin gene regulatory regions active in cells (see, eg, Hanahan, Nature 315: 115-22 (1985)); immunoglobulin gene regulatory regions active in lymphoid cells (eg, Grosschedl et al., Ce. l 38: 647-58 (1984); Adams et al., Nature 318: 533-38 (1985); Alexander et al., Mol. Cell. Biol. 7: 1436-44 (1987)), testis, breast, Mouse mammary adenocarcinoma virus regulatory regions active in lymphoid and mast cells (see, eg, Leder et al., Cell 45: 485-95 (1986)), albumin gene regulatory regions active in the liver (eg, See Pinkert et al., Genes Dev. 1: 268-76 (1987), a-fetoprotein gene regulatory region active in the liver (eg, Krumlauf et al., Mol. Cell. Biol 5: 1639-48 (1985)). Hammer et al., Science 2; 5: 53-58 (1987)); α1-antitrypsin gene regulatory region active in the liver (see, for example, Kelsey et al., Genes and Level. 1: 161-71 (1987)); Β-globin gene regulatory region active in myeloid cells (see, eg, Magram et al., Nature 315: 338-40 (1985); Kollias et al., Cell 46: 89-94 (1986)); rare in the brain Myelin basic protein gene regulatory region active in process glial cells (see, for example, Readhead et al., Cell 48: 703-12 (1987)); myosin light chain-2 gene regulatory region active in skeletal muscle (See, for example, Shani, Nature 314: 283-86 (19 5) See); and activity in the hypothalamus, gonadotropin-releasing hormone gene control region (e.g., Mason, et al., Science 234: 1372-78 See (1986)). In a preferred embodiment, the tissue-specific promoter is a prostate-specific antigen promoter (see, eg, US Patent No. 6,100,444, the disclosure of which is incorporated herein by reference). ).
[0115]
In another embodiment, a vector is used that comprises a promoter operably linked to the nucleic acid, one or more origins of replication, and, optionally, one or more selectable markers (eg, antibiotic or drug resistance markers). Is done. For example, an expression construct can be made by subcloning a relaxin receptor or a relaxin analog nucleic acid into a restriction site of a pRSEC expression vector. Such a construct allows expression of a relaxin analog or relaxin receptor polypeptide under the control of a T7 promoter, which has a histidine amino terminal flag sequence for affinity purification of the expressed polypeptide. In another specific embodiment, a prostate-specific antigen promoter operably linked to a relaxin analog nucleic acid, one or more origins of replication, and, optionally, one or more selectable markers (eg, drug resistance markers) A vector containing is used.
[0116]
Expression vectors containing such nucleic acids can be identified by general approaches well known to those of skill in the art, including: (a) nucleic acid hybridization or polymerase chain reaction, (b) "markers" Presence or absence of gene function, (c) expression of the inserted sequence, or polymerase chain reaction (PCR). In a first approach, the presence of a nucleic acid inserted into the expression vector can be detected by nucleic acid hybridization or polymerase chain reaction using a probe containing a sequence homologous to the inserted nucleic acid. In a second approach, the recombinant vector / host system is a system in which a particular “marker” gene function (eg, thymidine kinase activity, antibiotics) is triggered by insertion of a vector containing relaxin receptor, relaxin or relaxin analog nucleic acid. , Phenotype, transformation phenotype, formation of occlusion bodies in baculovirus, etc.). For example, if the nucleic acid is inserted within a marker gene sequence of a vector, a recombinant containing the nucleic acid can be identified by the absence of marker gene function.
[0117]
In a third approach, a recombinant expression vector can be identified by assaying the polypeptide expressed by the recombinant. Such assays include, for example, physical or functional properties of the polypeptide in an in vitro assay system (eg, binding to an anti-relaxin antibody, binding to relaxin or a relaxin analog, binding to a relaxin receptor, etc.). Based on Once a particular recombinant vector has been identified and isolated, several methods known in the art can be used to propagate this vector. Once the appropriate host system and growth conditions are established, the recombinant expression vector can be propagated and prepared in large quantities. As previously described, expression vectors that may be used include, but are not limited to, vectors or derivatives thereof, to name a few: human or animal viruses (eg, vaccinia virus or adenovirus) Insect viruses (eg, baculovirus); yeast vectors; bacteriophage vectors (eg, λ); and plasmid and cosmid DNA vectors. In a fourth approach, PCR is used to detect nucleic acids in a vector (see above).
[0118]
In addition, a host cell strain may be chosen which modulates the expression of the inserted sequences, or modifies or processes the gene product in the specific fashion desired. Expression from a particular promoter may be increased in the presence of a particular inducer, and thus, expression of the polypeptide may be controlled. In addition, different host cells that have characteristic and specific mechanisms for translational processing, post-translational processing and modification of the polypeptide (eg, glycosylation, phosphorylation) can be used. Appropriate cell lines or host systems can be chosen to ensure the desired modification and processing of the foreign protein expressed. For example, expression in a bacterial system can be used to produce an unprocessed core protein product. Expression in mammalian cells can be used to ensure "native" processing of a mammalian receptor polypeptide. In addition, different vector / host expression systems can affect processing reactions to different extents.
[0119]
(Functional assay for relaxin and relaxin receptor agonists and antagonists)
The activity of a relaxin agonist and a relaxin antagonist, and the activity of a relaxin receptor agonist and antagonist can be determined by standard assays for relaxin and / or relaxin receptor activity. In one aspect of the invention, the activity of a relaxin agonist is assayed. For example, the ability of a relaxin agonist to reduce apoptosis or stimulate tissue maturation is assayed.
[0120]
In another aspect of the invention, the ability of a relaxin antagonist to inhibit the functional activity of relaxin by binding to relaxin is assayed. Similarly, the ability of a relaxin antagonist to inhibit relaxin function or relaxin receptor function can be determined, for example, by adding the relaxin antagonist to a relaxin receptor assay and comparing the inhibition to a control without the relaxin antagonist. Can be assayed. A suitable measure of the activity of a relaxin antagonist is the IC which is% inhibition. 50 And the like.
[0121]
Suitable assays for measuring the activity of relaxin, or a relaxin receptor agonist or antagonist, include, for example, the assays described in the following references, which are incorporated herein by reference. : MacLennan et al., Ripening of the Human Cervix and Induction of Labor with Intracervical Purified Porcine Relaxin, Obstetrics & Gynecology 68: 598-601 (1986); Poisner et al., Relaxin Stimulates the Synthesis and Release of Prorenin From Human Decidual Cells: Evi ence For Autocrine / Paracrine Regulation, J. Clinical Endocrinology and Metabolism 70: 765-67 (1990); O'Day-Bowman et al., Hormonal Control of the Cervix in Pregnant Gilts. III. Relaxin's Influence on Cervical Biochemical Properties in Ovaritomized Horne-Treated Pregnant Gilts, Endocrinology, 129, 1967-76, 1991. J. Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology 41: 197-201 (1991).
[0122]
Other assays include those disclosed by Bullesbach et al., The Receptor-Binding Sites of Human Relaxin II, J. Am. Biol. Chem. 267: 22957-60 (1992); Hall et al., Influence of Ovarian Steroids on Relaxin-Induced Uterine Growth in Ovariectomized Gilts, Endocrinology 130: 3159-66 (1992); Kibblewhite et al., The Effect of Relaxin on Tissue Expansion, Arch. Otolaryngol. Head Neck Surg. 118: 153-56 (1992); Lee et al., Monoclonal Antibodies Special for Rat Relaxin. VI. Passive Immunization with Monoclonal Antibodies Throughout the Second Half of Pregnancy Disrupts Histological Changes Associated with Cervical Softening at Parturition in Rats, Endocrinology 130: 2386-91 (1992); Bell et al., A Randomized, Double-Blind Placebo-Controlled Trial of the Safety of Vaginal Recombinant Human Relaxin for Medical Ripping, Obstrics & Gynecol gy 82: 328-33 (1993); Bryant-Greenwood et al, Sequential Appearance of Relaxin, Prolactin and IGFBP-1 During Growth and Differentiation of the Human Endometrium, Molecular and Cellular Endocrinology 95: 23-29 (1993); Chen et al, The Pharmacokinetics of Recombinant Human Relaxin in Nonpregnant Woman After Intravenous, Intravaginal, and Intravascular Administration, Pharmaceutical tical Research 10: 834-38 (1993); Huang et al., Stimulation of Collagen Secretion by Relaxin and Effect of Oestrogen on Relaxin Binding in Uterine Cervical Cells of Pigs, Journal of Reproduction and Fertility 98: 153-58 (1993).
[0123]
Further assays are disclosed below: Saxena et al., Isthe Relaxin System a Drug for Drug Development Cardiac Effects of Relaxin, TiPS 14: 231 (internal, lt. IV. Relaxin Promotes Changes in the Histological Characteristics of the Cervix that are Associated with Cervical Softening During Late Pregnancy in Gilts, Endocrinology 133: 121-28 (1993); Colon et al., Relaxin Secretion into Human Semen Independent of Gonadotropin Stimulation, Biology of Reproduction 50: 187-92 (1994); Golub et al., Effect of Short-Term Infusion of Recombinant Hum. n Relaxin on Blood Pressure in the Late-Pregnant Rhesus Macaque (Macaca Mulatta), Obstetrics & Gynecology 83: 85-88 (1994); Jauniaux et al., The Role of Relaxin in the Development of the Uteroplacental Circulation in Early Pregnancy, Obstetrics & Gynecology 84: 338-342 (1994); Johnson et al., The Regulation of Plasma Relaxin Levels During Human Pregnancy, J. Am. Endocrinology 142: 261-65 (1994); Lane et al., Decidualization of Human Endometrial Stromal Cells in Vitro: Effects of Progestin and Relaxin on the Ultrastructure and Production of Decidual Secretory Proteins, Human Reproduction 9: 259-66 (1994); Lanzafame et al. , Pharmacological Stimulation of Sperm Mobility, Human Reproduction 9: 192-99 (1994); Petersen et al., Normal Serum Relaxin. n Women with Disabling Pelvic Pain During Pregnancy, Gynecol. Obstet. Invest. 38: 21-23 (1994); Tashima et al., Human Relaxins in Normal, Benign and Neoplastic Breast Tissue, J. Am. Mol. Endocrinology 12: 351-64 (1994); Winn et al., Individual and Combined Effects of Relaxin, Estrogen, and Progestone in Ovarietorialized Gilts. I. Effects on the Growth, Softening, and Histological Properties of the Cervix, Endocrinology 135: 1241-49 (1994); Winn et al., Individual and Combined Effects of Relaxin, Estrogen, and Progesterone on Ovariectomized Gilts. II. Effects on Mammary Development, Endocrinology 135: 1250-55 (1994); Bryant-Greenwood et al, Human Relaxins: Chemistry and Biology, Endocrine Reviews 15: 5-26 (1994); Johnson et al., Relationship Between Ovarian Steroids, Gonadotrophins and Relaxin During the Menstrual Cycle, Acta Endocrinilogica 129: 121-25 (1993).
[0124]
In yet another aspect of the invention, the activity of the agonist or antagonist is determined by measuring the ability of the agonist or antagonist to compete with a wild-type relaxin polypeptide or a relaxin receptor polypeptide for binding to an anti-relaxin antibody. ,It is determined. Various immunoassays known in the art can be used. Such assays include, but are not limited to, radioimmunoassays, ELISAs (enzyme-linked immunosorbent assays), “sandwich” immunoassays, immunoradiometric assays, gel diffusion sedimentation reactions, immunodiffusion assays, In situ immunoassay (using colloidal gold, enzyme or radioisotope labeling, etc.), western blot, sedimentation reaction, agglutination assay (eg, gel or hemagglutination assay), complement binding assay, immunofluorescence assay, protein A assay Competitive and non-competitive assay systems using techniques such as immunoelectrophoresis assays. Antibody binding can be detected by measuring the amount of label on the primary antibody that binds the substrate or has been prevented from binding to the substrate. Alternatively, binding of the primary antibody is detected by measuring the binding of a secondary antibody or reagent to the primary antibody. This secondary antibody can also be directly labeled. Many means for detecting binding in an immunoassay are known in the art and are considered to be within the scope of the present invention.
[0125]
The functional activity of an agonist or antagonist can also be determined in an in vivo system. For example, the ability of a relaxin agonist or relaxin antagonist to bind to or compete for binding to the relaxin receptor, or to modulate apoptosis in a cell population and / or tissue can be measured. The above assay can be used to determine the activity resulting from the expression of a relaxin agonist or relaxin antagonist in vertebrate cells. Alternatively, a relaxin agonist or relaxin antagonist can be expressed in a heterologous system, and the activity of the relaxin agonist or relaxin antagonist can be assayed as a modulator of a physiological change in the system. For example, the ability of a relaxin agonist or relaxin antagonist to modulate apoptosis can be tested in vertebrate cells (eg, transfected mammalian cells).
[0126]
(Administration of relaxin agonist and relaxin antagonist)
The present invention provides a method for administering to a subject an effective amount of a relaxin agonist or relaxin antagonist (also collectively referred to as an "active agent"). Typically, the active agent is substantially purified prior to formulation. The subject can be a human or non-human vertebrate animal, and is typically an animal, including but not limited to cows, pigs, horses, chickens, cats, dogs, and the like. More typically, the subject is a mammal, and in certain embodiments, a human.
[0127]
Various delivery systems (eg, by infusion, by injection (eg, intradermal, intramuscular or intraperitoneal), oral, nasal, pulmonary, rectal, transdermal, interstitial or subcutaneous) can be used. It is known and can be used to administer active agents. In certain embodiments, it may be desirable to administer the active agent locally to the area in need of treatment; such administration includes, but is not limited to, by local injection, by local application, by injection (eg, Intratesticular or intraprostatic), by a catheter, or by an implant, which is, for example, a porous, non-porous, gelatinous or polymeric material, such as a silastic membrane. Including membranes or fibers. In one embodiment, administration can be by direct injection at the target site.
[0128]
Pharmaceutical compositions containing the active agent can be formulated according to the desired delivery system. Such pharmaceutical compositions typically include a therapeutically effective amount of the active agent and a pharmaceutically acceptable carrier. The term "pharmaceutically acceptable" refers to a vertebrate (typically a vertebrate (typically, (Animals, more typically humans). The term "carrier" refers to a diluent, adjuvant, excipient, stabilizer, preservative, viscogen or vehicle with which the active agent is formulated for administration. Pharmaceutical carriers can be sterile liquids, such as water and oils, including petroleum, animal, vegetable or synthetic oils, such as peanut oil, soybean oil, mineral oil, sesame oil, and the like. Suitable excipients include starch, glucose, lactose, sucrose, gelatin, malt, rice, flour, chalk, silica gel, sodium stearate, glycerol monostearate, talc, sodium chloride, dried skim milk, glycerol, propylene glycol, Ethanol and the like can be mentioned. If desired, the composition may also contain minor amounts of wetting or emulsifying agents, or pH buffering agents.
[0129]
Suitable preservatives include, for example, sodium benzoate, quaternary ammonium salts, sodium azide, methyl paraben, propyl paraben, sorbic acid, ascorbyl palmitate, butylated hydroxyanisole, butylated hydroxytoluene, chlorobutanol, dehydroacetic acid, Ethylenediamine, potassium benzoate, potassium metabisulfite, potassium sorbate, sodium bisulfite, sulfur dioxide, organic mercury salts, phenol and ascorbic acid. Suitable viscosity modifiers include, for example, carboxymethyl cellulose, sorbitol, dextrose, and polyethylene glycol. Other examples of suitable pharmaceutical carriers are, for example, Remington's Pharmaceutical Sciences (edited by Gennaro), Mack Publishing Co. , Easton, Pennsylvania (1990).
[0130]
Activators can also be formulated as neutral or salt forms. Pharmaceutically acceptable salts include salts formed with free amino groups (eg, salts derived from hydrochloric acid, phosphoric acid, acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, and the like), and salts formed with free carboxyl groups ( Examples thereof include salts derived from sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, calcium hydroxide, iron hydroxide, isopropylamine, triethylamine, 2-ethylaminoethanol, histidine, procaine, and the like.
[0131]
In one embodiment, the active agent is formulated as a pharmaceutical composition adapted for intravenous administration to humans according to conventional procedures. For intravenous delivery, water is a typical carrier. Saline solutions, aqueous dextrose and glycerol solutions can also be employed as liquid carriers, particularly for injectable solutions. Typically, compositions for intravenous administration are solutions in sterile isotonic aqueous buffer. Where necessary, the composition may also include a solubilizing agent or a local anesthetic to ease pain at the site of the injection. Generally, the components are administered separately or in a single dosage form (eg, as a dry lyophilized powder or in a water-free concentrate in a sealed container such as an ampoule or pouch indicating the quantity of active agent). ) Or mixed together. If the composition is to be administered by infusion, the composition can be dispersed in an infusion bottle containing sterile pharmaceutical grade water or saline. Where the composition is administered by injection, an ampoule of sterile water for injection or saline can be provided so that the ingredients may be mixed prior to administration.
[0132]
Orally deliverable compositions can take the form of solutions, suspensions, emulsions, tablets, pills, capsules, powders, sustained release formulations and the like. Oral formulations can include standard carriers such as pharmaceutical grades of mannitol, lactose, starch, magnesium stearate, sodium saccharin, cellulose, magnesium carbonate, and the like.
[0133]
For rectal administration, the compositions are formulated according to standard pharmaceutical procedures. Typically, the composition is formed as a dissolvable composition (eg, a suppository). Suppositories may include adjuvants to provide a desired consistency to the composition. Suppositories may also contain water-soluble carriers, such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerogelatin, methylcellulose or carboxymethylcellulose. Suppositories may also include wetting agents, such as fatty acids, fatty acid glycerides, polyethylene sorbitan fatty acid esters, polyethylene sorbital fatty acid esters, polyethylene fatty acid esters, and higher alcohol esters of polyoxyethylene, and esters of lower alkyl sulfonic acids. . Suppositories may also contain suitable emulsifying and dispersing ingredients, as well as ingredients for adjusting the viscosity and coloring substances.
[0134]
Nasal administration is typically performed using the solution as a nasal spray and can be formulated by various methods known to those skilled in the art. Systems for intranasal administration of liquids as a spray are well known (see, for example, US Pat. No. 4,511,069, which is incorporated herein by reference). Preferred nasal spray solutions comprise an active agent in a liquid carrier, which optionally increases absorption of the drug and one or more buffers or other additives to minimize nasal irritation. A nonionic surfactant. In some embodiments, the nasal spray solution further comprises a propellant. The pH of the nasal spray solution is typically between about pH 6.8 and pH 7.2.
[0135]
For intranasal administration, ingredients that improve the absorption of nasal administered active agents and reduce nasal irritation are desirable, particularly when used in chronically administered treatment protocols. In this case, the use of surfactants is preferred in order to increase the absorption of the active agent (for example, Hirai et al., Int. J. Pharmaceutics 1: 173-84 (1981); British Patent Specification 1 527 605 (these are incorporated herein by reference). Each of which is incorporated herein by reference)). However, intranasal administration of drugs augmented by surfactants can cause irritation of the nasal cavity, including stinging, congestion and rhinorrhea. Thus, compositions that increase absorption through the nasal mucosa while reducing irritation (eg, nonionics such as nonoxynol-9, lauret-9, poloxamer-124, octoxynol-9, and lauramide DEA) Surfactants). Nonoxynol-9 (N-9) is an ethoxylated alkylphenol, which is a polyethyleneoxy condensate of nonylphenol and 9 moles of ethylene oxide. This surfactant has been used in surfactant products and is available in SURFONIC® N-95 (Jefferson), NEUTRONYX® 600 (Onyx) and IGEPAL® (CO-630 (GAF)). ). N-9 is considered a hard surfactant and has been used as a spermatocide (see The Merck Index, 10th edition, Entry 6518). To minimize irritation due to the use of surfactants, one or more anti-irritant additives are included in the emulsion. In one example, polysorbate-80 has been shown to reduce irritation caused by intranasally administered drugs, the delivery of which is facilitated by using non-ionic surfactants (e.g., See U.S. Patent No. 5,902,789, which is incorporated herein by reference.
[0136]
The pulmonary dosage form containing the active agent can be administered intranasally into the respiratory tract, or can be administered to the respiratory tract by inhaling a spray or aerosol containing the active agent. The active agent is typically delivered directly into the lungs in the form of small particle aerosols, which are specifically targeted to minimal air pathways and alveoli.
[0137]
Pulmonary dosage forms are typically formed as particulate, dispersed forms. This can be accomplished by preparing an aqueous aerosol of solid particles containing the composition. Typically, aqueous aerosols are made by formulating an aqueous solution or suspension of the composition together with conventional pharmaceutically acceptable carriers and stabilizers. These carriers and stabilizers are typically nonionic surfactants (eg, Tween, Pluronic or polyethylene glycol), harmless proteins (eg, serum albumin), sorbitan esters, oleic acid, amino acids (eg, glycine ), Buffers, salts, sugars or sugar alcohols. The formulation may also include a mucolytic agent, such as those described in US Pat. No. 4,132,803, which is incorporated herein by reference, and a bronchodilator. The formulation is preferably sterile. Aerosols are generally prepared from isotonic solutions. The particles optionally contain normal lung surfactant proteins.
[0138]
Aerosols of the particles can be formed in aqueous or non-aqueous suspensions, such as fluorocarbon propellants. The aerosol is preferably free of pulmonary irritants (ie, surfactants that cause acute bronchoconstriction, cough, pulmonary edema or tissue destruction). Non-irritating absorption enhancers are also suitable for use herein.
[0139]
To prepare an aerosol, a sonic nebulizer may be used. Sonic nebulizers minimize exposure of the composition to shear, which can cause degradation. A suitable device is a Bird Micronebulizer. Other suitable automation or nebulization systems, or intratracheal delivery systems, include, for example, as long as they are compatible with the composition to be administered and can deliver particles of the desired size: U.S. Pat. No. 3,915,165; system disclosed in EP 0 116 476; jet nebulizer described by Newman et al. (Thorax 40: 671-76 (1985)); measured dose inhalers (e.g., Berenberg, J. Asthma-USA 22: 87-92 (1985)); Braunner (US Pat. No. 5,803,078) intratracheal catheter assembly or other device (see, eg, Sears et al., NZ. Med. J. 96: 743 II (1983); O'Reilly et al., Br. d.J.286: 6377 (1983); or Stander et al, Respiration 44: 237-40 see (1982)). (The disclosures of these references are incorporated herein by reference).
[0140]
Particulate aerosol suspensions are typically fine, dry powders containing the active agent. Particulate aerosol suspensions are prepared by a number of conventional procedures. The simplest method of preparing such a suspension is to micronize the active agent (eg, as crystals or lyophilized cake) and disperse the particles in a dry fluorocarbon propellant. In these formulations, the active agent is preferably suspended in the fluorocarbon. In an alternative embodiment, the active agent is stored in a separate compartment from the propellant. Upon firing of the propellant, a predetermined dose is dispensed from the storage compartment. Devices used to deliver active agents in this manner are known as metered dose inhalers (MDIs) (eg, Byron, Drug Development and Industrial Pharmacy 12: 993 (1986), which is hereby incorporated by reference). , Incorporated herein by reference).
[0141]
Aerosol or particle sizes generally range from about 0.5 μm to about 5 μm, typically about 2 μm to 5 μm, preferably about 2 μm to about 4 μm, or about 4 μm to about 5 μm. In some aspects, smaller particles become less acceptable. This is because smaller particles do not accumulate and instead tend to diverge. Similarly, in other aspects, larger particles are less preferred. Because larger particles are less likely to accumulate in the alveoli and are removed by intrusion in the nasopharyngeal or oral cavity (see, eg, Byron, J. Pharm. Sci. 75: 433 (1986)). That). Aerosol or particulate compositions can be heterogeneous in size distribution, but heterogeneity can be reduced by known methods (eg, the screening unit described in EP 0 135 390). Heterogeneity is not disadvantageous unless the fraction of particles having an average diameter typically greater than about 4 μm is not large enough to prevent delivery of a therapeutic dose by pulmonary inhalation. Suspensions containing more than about 15% of particles in the range of 0.5 to 5 μm can be used, but generally the particle portion having an average diameter of more than 5 μm will instead be replaced by about It is less than 25%, preferably 10% or less. The indicated diameter refers to the diameter of the particle when introduced into the respiratory tract.
[0142]
The amount of active agent that is effective in treating a particular subject is based on the particular disorder being treated and can be determined by standard clinical techniques. In addition, in vitro assays may optionally be employed to help identify optimal dosage ranges. The precise dose of active agent used in the formulation will also depend on the route of administration, and the seriousness of the condition, and must be decided according to the judgment of the practitioner and each subject's circumstances. Suitable dosage ranges for administration are generally about 0.001 mg / kg to about 100 mg / kg of active agent per kg of body weight. Effective doses can also be extrapolated from dose-response curves derived from in vitro or animal model test systems. Suppositories generally contain active ingredient in the range of 0.5% to 10% by weight; oral formulations typically contain 10% to 95% active ingredient.
[0143]
The present invention also provides a pharmaceutical pack or kit containing one or more containers filled with one or more components of the pharmaceutical composition of the present invention. A notice in the form prescribed by an administrative body regulating the manufacture, use or sale of a pharmaceutical or biological product is optionally associated with such a container, and the notice may refer to the manufacture, use or use for human administration. Or affect the authorization by the distributor of sale.
[0144]
In yet another embodiment, the active agent can be delivered in a sustained release system. In one embodiment, a pump may be used (eg, Langer, supra; Sefton, Crit. Ref. Biomed. Eng. 14: 201-40 (1987); Buchwald et al., Surgary 88: 507-16 (1980). Saudek et al., N. Engl. J. Med. 321: 574-79 (1989)). In another embodiment, a polymeric material may be used (Medical Applications of Controlled Release, Langer and Wise (eds.), CRC Pres., Boca Raton, Florida (1974); Controlled Drug Biologia Digital Pharma Biologica Pharmaceuticals, Canada). and Ball (eds.), Wiley, New York (1984); Ranger and Peppas, J. Macromol. Sci. Rev. Macromol. Chem. 23:61 (1983); Levy et al., Science 228: 190-92 (1985). See also During et al., Ann. l.25: 351-56 (1989); Howard et al., J.Neurosurg.71: 105-12 (1989)) (the disclosures of which are incorporated herein by reference).
[0145]
Thus, in yet another embodiment, a sustained release system can be placed near a therapeutic target that requires only a systemic dose fraction (eg, Goodson, Medical Applications of Controlled Release, supra, supra). 2, 115-38 (1984)). Other sustained release systems are discussed, for example, in the review by Langer (Science 249: 1527-33 (1990), which is incorporated herein by reference).
[0146]
(Administration of nucleic acid)
The invention relates to nucleic acids encoding nucleic acids (eg, relaxin agonists or relaxin antagonists (relaxin, relaxin analogs, soluble relaxin receptors, relaxin binders, relaxin receptor binders), relaxin antisense nucleic acids and / or (Eg, relaxin receptor antisense nucleic acid) to provide additional methods of modulating apoptosis. Nucleic acids (both sense and antisense) can be used in gene therapy processes. Gene therapy refers to a process that provides for the expression of a nucleic acid of exogenous origin, including the antisense of a subject to modulate apoptosis (eg, to treat tissue abnormalities) in the subject. Examples include nucleic acids or antisense nucleic acids encoding relaxin agonists or relaxin antagonists. In certain embodiments, a nucleic acid encoding relaxin or a relaxin analog is administered into cells having a relaxin receptor to reduce apoptosis. In other specific embodiments, a nucleic acid encoding a relaxin binding agent (eg, relaxin, a soluble relaxin receptor) or a relaxin receptor binding agent (eg, a relaxin analog) activates the relaxin receptor to increase apoptosis. Administered to the expressing cell aggregate. Any of the methods for gene therapy that are useful in the art can be used according to the present invention. An exemplary method is described below.
[0147]
For a general review of methods of gene therapy, see Steinberg and Raso (J. Pharm. Pharm. Sci. 1: 48-59 (1998)); Pantuck et al. (World J. Urol. 18: 143-47 (2000)). Prince (Pathology 30: 335-47 (1998)); Ledley (Curr. Opin. Biotechnol. 5: 626-36 (1994)); Goldspiel et al. (Clin. Pharm. 12: 488-505 (1993)); Wu. and Wu (Biotherapy 3: 87-95 (1991)); Tolstoshev (Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 32: 573-96 (1993)); Mulligan (Science 260). 926-32 (1993)); Morgan and Anderson (Ann.Rev.Biochem.62: 191-217 (1993)); and May (TIBTECH 11: 155-215 (1993)) to see.
[0148]
Methods that are commonly known in the art of recombinant DNA technology and that can be used include Ausubel et al. (1996, supra) and Kriegler (Gene Transfer and Expression, A Laboratory Manual, Stockton Press, NY (1990)). Method. In one embodiment, the nucleic acid comprises a sense nucleic acid that is part of a vector that expresses the nucleic acid in a suitable host (eg, a nucleic acid encoding a relaxin analog, a soluble relaxin receptor, etc.). In particular, such nucleic acids have a promoter operably linked to a coding region (eg, relaxin or relaxin receptor) in a sense orientation, wherein the promoter is inducible or constitutive, and optionally , Tissue-specific. In another embodiment, the nucleic acid comprises an antisense nucleic acid (eg, a relaxin antisense nucleic acid or a relaxin receptor antisense nucleic acid) that is part of a vector that expresses the nucleic acid in a suitable host. In particular, such nucleic acids have a promoter operably linked to the coding region (eg, relaxin or relaxin receptor) in an antisense orientation, wherein the promoter is inducible or constitutive, and optionally And tissue-specific.
[0149]
In another specific embodiment, the nucleic acid (eg, a sense nucleic acid encoding a relaxin analog, a soluble relaxin receptor, or the like, or an antisense nucleic acid encoding a relaxin antisense nucleic acid, a relaxin receptor antisense nucleic acid, etc.) This nucleic acid and any other desired sequence are used when flanked by regions that promote homologous recombination at the desired site in the genome, thereby providing intrachromosomal expression of the nucleic acid (eg, Koller and Smiths, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 8932-35 (1989); Zijlstra et al., Nature 342: 435-38 (1989); U.S. Patent Nos. 5,631,153; No. 059; 5,487,992 No. 5,464,764; (the disclosures of which are incorporated herein by reference).
[0150]
For any of these embodiments, delivery of the nucleic acid into the subject can be direct (if the subject is directly exposed to the nucleic acid or nucleic acid transport vector) or indirect (if the cell is First transformed with the nucleic acid in vitro, and then transplanted into the subject). These two approaches are known, respectively, as in vivo gene therapy or ex vivo gene therapy. In certain embodiments, the nucleic acid is directly administered in vivo and expresses the nucleic acid to produce the encoded product. This can be accomplished by any of a number of methods known in the art: for example, a method of making and administering a nucleic acid within a cell as part of a suitable nucleic acid expression vector; Methods by infection using retroviruses or attenuated retroviruses or other viral vectors (infra), direct injection of naked DNA (eg, Asahara et al., Semin. Interv. Cardiol. 1: 225-32 (1996)). Prazeres et al., Trends Biotechnol. 17: 169-74 (1999), the disclosures of which are incorporated herein by reference), electroporation (e.g., Muramatsu et al., Int. J .; Mol.Med. 1: 55-6. 2 (1998), (the disclosures of which are incorporated herein by reference), or by the gene gun (BIOLISTIC). TM (See, eg, Biewenga et al., J. Neurosci. Methods 71: 67-75 (1997), the disclosures of which are incorporated herein by reference). By way. Nucleic acids can also be inserted into cells by coating of naked nucleic acids with lipids or cell surface receptors or transformants, encapsulation in liposomes, derivatized liposomes, microparticles, or microcapsules (eg, De Smedt et al.). 17: 113-26 (2000); Maurer et al., Mol. Membr. Biol. 16: 129-40 (1999); Tarahovsky and Ivanitsky, Biochemistry 63: 607-18 (1998); 16: 307-21 (1998); Gao and Huang, Gene Ther. 2: 710-22 (1995); (the disclosures of which are incorporated herein by reference). Nucleic acids linked to peptides known to enter cells can also be administered, or nucleic acids linked to ligands affected by receptor-mediated endocytosis, can be used to specifically bind the receptor. Expressing cell types (eg, Liang et al., Pharmazie 54: 559-66 (1999); Cristiano, Front. Biosci. 15: D1161-70 (1998); Guy et al., Mol. Biotechnol. 3: 237. -48 (1995); Wu and Wu, J. Biol. Chem. 262: 4429-32 (1987), the disclosures of which are incorporated herein by reference). Nucleic acid-ligand complexes are formed by the spindle It may be in a form that contains the viral peptide of the cell and avoids lysosomal degradation of the nucleic acid (eg, Phillips, Biologicals 23: 13-16 (1995), (the disclosures of which are incorporated herein by reference). ), See).
[0151]
In yet another embodiment, antisense nucleic acids can be targeted in vivo for specific uptake and expression of cells by targeting specific receptors (eg, Phillips, Biologicals 23: 13-16 (1995); See International Patent Publications WO 92/06180; WO 92/22635; WO 92/20316; WO 93/14188, and WO 93/20221; the disclosures of which are incorporated herein by reference).
[0152]
In certain embodiments, the viral vector comprises a nucleic acid (eg, a sense nucleic acid encoding a relaxin analog, a soluble relaxin receptor, etc., or an antisense nucleic acid encoding a relaxin antisense nucleic acid, a relaxin receptor antisense nucleic acid). Etc.) are used. For example, retroviral vectors may be used (eg, Palu et al., Rev. Med. Virol. 10: 185-202 (2000); Buchschacher and Wong-Staal, Blood 15: 2499-504 (2000); Miller et al., Meth. Enzymol. 217: 581-99 (1993), the disclosures of which are incorporated herein by reference). These retroviral vectors are typically modified to remove retroviral sequences that are not necessary for packaging and integrating the viral genome into host cell DNA. Antisense nucleic acids used in gene therapy are cloned into vectors to facilitate delivery of the antisense nucleic acid into a subject. Lentiviral vectors can also be used. (See, e.g., Buchschacher and Wong-Staal, supra; Naldini et al., Science 272: 263-67 (1996), the disclosures of which are incorporated herein by reference). Other references illustrating the use of viral vectors in gene therapy are Lundstrom (J. Recept. Signal. Transduct. Res. 19: 673-86 (1999)); Clowes et al. (J. Clin. Invest. 93: 644-51 (1994)); Kiem et al., (Blood 83: 1467-73 (1994)); Salmons and Gunzberg (Hum Gene Ther. 4: 129-41 (1993)); and Grossman and Wilson (Curr. Opin. Genet Dev. 3: 110-14 (1993), the disclosures of which are incorporated herein by reference.
[0153]
Adenoviruses can also be used in gene therapy. Adenoviruses are particularly attractive vehicles for delivering genes to the prostate, liver, central nervous system, endothelial cells, and muscle. Adenoviruses have the advantage of being capable of infecting non-dividing cells. Kozarsky and Wilson (Curr. Opin. Genet Dev. 3: 499-503 (1993), the disclosures of which are incorporated herein by reference) provide a review of adenovirus-based gene therapy. I do. Herman et al. (Human Gene Therapy 10: 1239-49 (1999), the disclosures of which are incorporated herein by reference) describe a replication deficiency involving the herpes simplex thymidine kinase gene in the human prostate. Intraprostatic infusion of adenovirus followed by intravenous administration of the prodrug ganciclovir in a Phase I clinical experiment is described. Other examples of the use of adenoviruses in gene therapy are Rosenfeld et al. (Science 252: 431-34 (1991)); Rosenfeld et al. (Cell 68: 143-55 (1992)); Mastrangeli et al. (J. Clin. Invest. 91: 225-34 (1993)); and Thompson (Oncol. Res. 11: 1-8 (1999)). Adeno-associated virus (AAV) can also be used in gene therapy (eg, Rabinowitz and Samulski, Curr. Opin. Biotechnol. 9: 475-85 (1988); Carter and Samulski, Int. J. Mol. Med. 6). Tal, J. Biomed. Sci. 7: 279-91 (2000); Ali et al., Gene Therapy 1: 367-84 (1994); U.S. Patent No. 4,797,368 and the same. No. 5,139,941; Walsh et al., Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 204: 289-300 (1993); Grimm et al., Human Gene Therapy 10: 2445-50 (1999)) (these disclosures). , Which is incorporated by reference herein).
[0154]
Another approach to gene therapy involves transferring nucleic acids to cells in tissue culture by methods such as electroporation, lipofection, calcium phosphate mediated transfection, or viral infection. Typically, the method of transfer involves the transfer of a selectable marker to the cell. The cells are then harvested and placed under selection to isolate those cells that express the nucleic acid. The selected cells are then delivered to a subject.
[0155]
In one embodiment, the nucleic acid is introduced into the cells prior to in vivo administration of the resulting recombinant cells. Such introduction may be performed by any method known in the art, including but not limited to: transfections, electroporations, microinjections, viral or bacteriophage vectors containing nucleic acids. Infection, cell fusion, chromosome-mediated gene transfer, micronucleoid-mediated gene transfer, and the like. Numerous techniques for introducing foreign genes into cells are known in the art (eg, Muramatsu et al., Int. J. Mol. Med. 1: 55-62 (1998); Liang et al., Pharmazie 54: 559-66 (1999); Loeffer and Behr, Meth. Enzymol. 217: 599-618 (1993); Cotten et al., Meth. Enzymol. 217: 618-44 (1993); Cline, Pharmacol. Ther. 29: 69-. 92 (1985); these disclosures are incorporated herein by reference) and can be used in accordance with the present invention. The technique is typically provided for stable transfer of nucleic acid to a cell, such that the nucleic acid is expressible by the cell and is genetic and expressible by its cell progeny.
[0156]
The resulting recombinant cells can be delivered to a subject by various methods known in the art. Typically, cells are injected subcutaneously. In another embodiment, the recombinant skin cells can be applied to the subject as a skin graft. The amount of cells required for use depends on the desired effect, the condition of the subject, etc., and can be determined by one skilled in the art.
[0157]
Cells into which the nucleic acid can be introduced for gene therapy purposes encompass any desired useful cell type and include, but are not limited to: the male reproductive tract (eg, prostate cells, testis cells, spermatids) Cells, or epididymis cells), female reproductive tract (eg, uterus, cervix, interpubic ligament, connective tissue in lower limb girdle, etc.), liver, kidney, spleen, thymus, brain, heart, intestinal tract, skin A cell or collection of cells, such as the lungs. Suitable cells further include epithelial cells, endothelial cells, keratinocytes, fibroblasts, muscle cells, and stem or progenitor cells. The cells used for gene therapy are generally autologous to the subject, but allogeneic cells that can be classified for compatibility with the subject can be used.
[0158]
In another aspect, the nucleic acid (eg, a relaxin analog, a sense nucleic acid encoding a soluble relaxin receptor, or the like, or a relaxin antisense nucleic acid, an antisense nucleic acid encoding a relaxin receptor antisense nucleic acid, etc.) is directly transferred to the cell. Is administered. The nucleic acid is at least 6 nucleotides and typically an oligonucleotide (ranging from 6 to about 50 or more nucleotides). In certain aspects, the oligonucleotide can be at least 10 nucleotides, at least 15 nucleotides, at least 100 nucleotides, or at least 200 nucleotides. The oligonucleotide may be DNA or RNA or a chimeric mixture or derivative thereof or an analog thereof, and may be single-stranded or double-stranded. The oligonucleotide can be modified at the base moiety, sugar moiety, or phosphate backbone. The oligonucleotide may be a peptide or an agent that promotes translocation across cell membranes (eg, Nielsen, Pharmacol. Toxicol. 86: 3-7 (2000); Soomets et al., Front. Biosci. 1: D782-86 (1999); Galderisi et al., J. Cell Physiol. 181: 251-57 (1999); Letsinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 6553-56 (1989); Lemaitre et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 84: 648-52 (1987); International Patent Publication WO 88/09810, and hybridization-triggered cleavage agents (e.g., Kroll et al., BioTechniques 6: 958-76 (198). 8)) or intercalating agents (see, eg, Zon, Pharm. Res. 5: 539-49 (1988)). (These disclosures are incorporated herein by reference).
[0159]
In one embodiment, the antisense oligonucleotide is provided as single-stranded DNA. The oligonucleotide can be modified at any position in its structure using substituents generally known in the art. The oligonucleotide may include at least one modified base moiety such as, for example, 5-fluorouracil, 5-bromouracil, 5-chlorouracil, 5-iodouracil, hypoxanthine, xanthine, 4-acetyl. Cytosine, 5- (carboxy-hydroxylmethyl) uracil, 5-carboxymethylaminomethyl-2-thiouridine, 5-carboxymethylamino-methyluracil, dihydrouracil, β-D-galactosyl queosine, inosine, N6- Isopentenyl adenine, 1-methyl guanine, 1-methyl inosine, 2,2-dimethyl guanine, 2-methyl adenine, 2-methyl guanine, 3-methyl cytosine, 5-methyl cytosine, N6-adenine, 7-methyl guanine, 5- Tylaminomethyluracil, 5-methoxyaminomethyl-2-thiouracil, β-D-mannosylcuosin, 5′-methoxycarboxymethyluracil, 5-methoxyuracil, 2-methylthio-N-6-isopentenyladenine, uracil- 5-oxyacetic acid (V), pseudouracil, cuosine, 2-thiocytosine, 5-methyl-2-thiouracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil, 5-methyluracil, uracil-5-oxyacetic acid methyl ester, uracil-5 -Oxyacetic acid (V), 5-methyl-2-thiouracil, 3- (3-amino-3-N-2-carboxypropyl) uracil, 2,6-diaminopurine, and the like. In another embodiment, the oligonucleotide comprises at least one modified sugar moiety (eg, arabinose, 2-fluoroarabinose, xylulose, and hexose).
In yet another embodiment, the antisense oligonucleotide comprises at least one of the following modified phosphate backbones: for example, phosphorthionate, phosphordithionate, phosphoramidothionate, phosphoramidate, phosphoamidate, phosphoamidate, Ludiamidate, methyl phosphonate, alkyl phosphotriester, and formacetal or analogs thereof.
[0160]
In yet another embodiment, the antisense oligonucleotide is an α-anomeric oligonucleotide. α-anomeric oligonucleotides form specific double-stranded hybrids with complementary RNA (the strands of which, contrary to the normal β-unit, are parallel to each other) (Gautier et al., Nucl. Acids Res. 15: 6625-41 (1987)). The oligonucleotide can be conjugated to another molecule, such as a peptide, hybridization triggered cross-linking agent, transport agent, hybridization-triggered cleavage agent, and the like.
[0161]
In certain embodiments, the antisense oligonucleotide comprises a catalytic RNA, or ribozyme (eg, Welch et al., Curr. Opin. Biotechnol. 9: 486-96 (1998); Norris et al., Adv. Exp Med. Biol. 465: 293-301 (2000); International Patent Publication WO 90/11364; Sarver et al., Science 247: 1222-25 (1990)). In another embodiment, the oligonucleotide is a 2'-0-methyl ribonucleotide (Inoue et al., Nucl. Acids Res. 15: 6131-48 (1987)), or a chimeric RNA-DNA analog (Inoue et al., FEBS Lett). .215: 327-30 (1987)).
[0162]
In another specific embodiment, double-stranded RNA directs sequence-specific degradation of mRNA by RNA interference (Hunter, Curr. Biol. 10: R137-40 (2000); Bosher and Labouesse, Nat. Cell. Biol .: e31-36 (2000); (the disclosures of which are incorporated herein by reference). Briefly, double-stranded nucleic acids are introduced into cells to selectively inhibit gene expression by causing mRNA degradation. (See, for example, Zamore et al., Cell 101: 25-33 (2000), the disclosures of which are incorporated herein by reference).
Nucleic acids according to the present invention can be synthesized by standard methods known in the art. Enzymatic methods for nucleic acid synthesis frequently use Klenow, T7, T4, Taq or Escherichia coli DNA polymerase, as described in Sambrook et al. (Supra). Enzymatic methods for RNA nucleic acids frequently use SP6, T3, or T7 RNA polymerase, as described in Sambrook et al., Supra. Reverse transcriptase can also be used for the synthesis of DNA from RNA (Sambrook et al., Supra). Nucleic acids are typically prepared using template nucleic acids enzymatically. The nucleic acid is either chemically synthesized or obtained as mRNA, genomic DNA, genomic DNA to be cloned, cDNA to be cloned, or other nucleic acid. Some enzymatic methods of DNA nucleic acid synthesis may require additional primers that can be chemically synthesized. Finally, linear nucleic acids can be prepared by polymerase chain reaction (PCR) techniques, such as those described by Saiki et al. (Science 239: 487 (1988)).
Chemical methods can also be used to synthesize nucleic acids (eg, antisense oligonucleotides), such as by using a commercially available automated DNA synthesizer. For example, phosphorthioate nucleic acids can be synthesized by the method of Stein et al. (Nucl. Acids Res. 16: 3209-21 (1988)), and methylphosphonate nucleic acids can be synthesized using a controlled pore glass polymer support ( For example, see Sarin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 7448-51 (1988)), the disclosures of which are incorporated herein by reference. Other methods include those disclosed by Usman et al. (J. Am. Chem. Soc. 109: 7845-54 (1987)), Scaringe et al. (Nucleic Acid Res. 18: 5433-41 ( Caruthers (Oligonucleotides: Antisense Inhibitors of Gene Expression, p. 7-24, Cohen, (eds.), CRC Press, Inc. Boca Ratton, Fla, 1989); Oligonucleotides and Analogues, A Practi., IRL Press, 1984); al Approach (Eckstein, IRL Press, 1991); and U.S. Patent Nos. 4,415,732; 4,458,066; 4,500,707; 4,668,777; Nos. 4,973,679; 5,026,838; 5,132,418; and Re. 34,069. All of the aforementioned references are incorporated herein by reference.
[0163]
(Small molecule effector or small molecule antagonist)
Relaxin nucleic acids, polypeptides, analogs and fragments, and relaxin receptor nucleic acids, polypeptides, analogs and fragments and analogs are also screened to detect candidate compounds that specifically bind to relaxin polypeptide or relaxin receptor Used in assays to modulate apoptosis. Such candidate compounds are typically small molecule effectors (agonists) or antagonists, and can be identified by in vitro and / or in vivo assays. Such assays can be used to identify small molecule effectors or antagonists that are therapeutically effective as relaxin agonists or antagonists or as lead compounds for drug development. Accordingly, the present invention provides an assay for detecting a compound. The compound specifically affects the activity or expression of relaxin nucleic acid, relaxin polypeptide, relaxin receptor nucleic acid, relaxin receptor, and the like.
[0164]
In a typical in vivo assay, recombinant cells expressing relaxin or relaxin receptor nucleic acid can be used to screen candidate compounds for compounds that affect relaxin or relaxin receptor nucleic acid expression. The effects of agonists or antagonists on relaxin or relaxin receptor expression may include stimulation or inhibition (eg, up-regulation or down-regulation) of mRNA transcription, increased or decreased mRNA stability, translation of mRNA, translation of relaxin or relaxin. Effects may be on synthesis of a toxin receptor polypeptide, relaxin or relaxin receptor polypeptide function (eg, binding to a relaxin receptor), and / or stability or localization of a relaxin or relaxin receptor polypeptide. Such effects on expression can be identified as physiological changes, such as changes in relaxin-responsive tissue growth rate, division, viability, collagen deposition, apoptosis, and the like. In one embodiment, the candidate compounds express relaxin or a relaxin receptor polypeptide to identify those compounds that produce a physiological change (eg, stimulation or inhibition of relaxin or relaxin receptor polypeptide function). Administered to recombinant cells.
[0165]
Candidate compounds can also be identified by in vitro screening methods. For example, a recombinant cell expressing relaxin or a relaxin receptor nucleic acid can be used to identify a candidate compound that binds to the relaxin or relaxin receptor polypeptide. Can be used to produce A candidate compound (such as a small molecule) is contacted with the polypeptide (or a fragment or analog thereof) under conditions leading to binding, and candidate compounds that specifically bind to the polypeptide are identified. Methods that can be used to carry out the preceding description are generally known in the art, and can screen for random or combination peptides or non-peptides that can screen for candidate compounds that specifically bind to relaxin or relaxin receptor polypeptide. Contains diverse libraries such as peptide libraries. Many libraries that can be used are known in the art, for example, chemically synthesized libraries, recombinant phage display libraries, and in vitro translation-based libraries.
[0166]
Examples of chemically synthesized libraries are described below: Fodor et al. (Science 251: 767-73 (1991)), Houghten et al. (Nature 354: 84-86 (1991)), Lam et al. (Nature). 354: 82-84 (1991)), Medynski (BioTechnology 12: 709-10 (1994)), Gallop et al. (J. Med. Chem. 37 (9): 1233-51 (1994)), Ohlmeyer et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 10922-26 (1993)), Erb et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422-26 (1994)), Houghten et al. (BioTechniques 13: 412-21 (1)). 992)), Jayawickreme et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 1614-18 (1994)), Salmon et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 11708-12 (1993)), international patent. Published WO 93/20242, and Brenner and Larner (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 5381-83 (1992)). (The disclosures of these references are incorporated herein.)
Examples of phage display libraries include Scott and Smith (Science 249: 386-90 (1990)), Devlin et al. (Science 249: 404-06 (1990)), Christian et al. (J. Mol. Biol. 227: 711-). 18 (1992)), Lenstra (J. Immunol. Meth. 152: 149-57 (1992)), Kay et al. (Gene 128: 59-65 (1993)) and International Patent Publication WO 94/18318 (the disclosures of Which are incorporated herein by reference).
[0167]
Libraries based on in vitro translation include those described in International Patent Publication WO 91/05058, and Mattheakis et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 9022-26 (1994)). It is not limited to. As an example of a non-peptide library, a benzodiazepine library (see, for example, Bunin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 4708-12 (1994)) may be adapted for use. Peptide libraries (see, for example, Simon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 9367-71 (1992)) may also be used. Another example of a library that can be used, where the amide function in the peptide has been palmitylated to generate a chemically transformed combinatorial library, is described by Ostresh et al. (Proc. Natl. Acad. USA 91: 11138-42 (1994)).
[0168]
Screening the library can be accomplished by any of a variety of commonly known methods. See, for example, the following references, which disclose the screening of peptide libraries: Palmley and Smith (Adv. Exp. Med. Biol. 251: 215-18 (1989)); Scott and Smith (1990, supra). Fowlkes et al. (BioTechniques 13: 422-28 (1992)); Oldenburg et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 5393-97 (1992)); Yu et al. (Cell 76: 933-45 (1994)). (Staudt et al. (Science 241: 577-80 (1988)); Bock et al. (Nature 355: 564-66 (1992)); Turk et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 6988-). Ellington et al. (Nature 355: 850-52 (1992)); U.S. Pat. Nos. 5,096,815, 5,223,409 and 5,198,346; Rebar and Pabo (Science 263: 671-73 (1994)); and International Patent Publication WO 94/18318, the disclosures of which are incorporated herein by reference.
[0169]
In certain embodiments, the screening comprises contacting a member of the library with relaxin, a relaxin analog or relaxin receptor immobilized on a solid phase, and a library of libraries that bind to the relaxin, relaxin analog or relaxin receptor. This can be done by retrieving members. Examples of such screening methods, called "panning" techniques, are described, for example, in Parmley and Smith (Gene 73: 305-18 (1988)); Fowlkes et al. (1992, supra); International Patent Publication WO 94/18318; Described by references cited therein.
[0170]
(Identification of subjects with relaxin-related abnormalities)
Relaxin nucleic acids (both sense and antisense), and fragments and analogs thereof, and anti-relaxin antibodies also have utility for identifying subjects with relaxin-related abnormalities. Such molecules can be used in assays (hybridization or immunoassays) to detect, prognosticate, diagnose or monitor various abnormalities, or affect relaxin expression or response to relaxin or relaxin analogs. Or not. Similarly, such molecules have utility for monitoring the treatment of cellular or tissue abnormalities. In particular, methods such as immunoassays involve contacting a sample from a subject with an anti-relaxin antibody under conditions that lead to immunospecific binding, and detecting any immunospecific binding of proteins by the antibody. It can be done by a process that involves detecting or measuring the amount. Detection of abnormal levels of relaxin and / or relaxin receptor polypeptide (eg, reduced, absent or elevated levels) using antibody binding to relaxin or relaxin receptor polypeptide in tissue sections or from semen I can do it. In certain embodiments, an antibody against relaxin or a relaxin receptor polypeptide can be used to assay a subject's tissue or semen for the presence of the relaxin or relaxin receptor polypeptide, wherein the abnormal level of relaxin Is an indicator of relaxin-related abnormalities. An "abnormal level" is an increase or a level that is present in a similar sample from a part of the body or a subject that does not have an abnormality, or a standard level that indicates their presence in a similar sample. Mean reduced level.
[0171]
Immunoassays that can be used include, but are not limited to: competitive and non-competitive assay systems (using techniques such as Western blot), radioimmunoassays, ELISAs (enzyme linked immunosorbent assays) ), “Sandwich” immunoassays, immunoprecipitation assays, precipitin assays, gel diffusion sedimentation reactions, immunodiffusion assays, agglutination assays, complement fixation assays, immunoradiometric assays, fluorescent immunoassays, protein A immunoassays, and the like.
[0172]
Relaxin and relaxin receptor nucleic acids (both sense and antisense), including fragments and analogs thereof, can also be used in hybridization assays. Such a nucleic acid comprising or consisting of at least 8 contiguous nucleotides can be used as a hybridization probe or for polymerase chain reaction detection. Hybridization assays can be used to detect, prognose, diagnose or monitor diseases or conditions associated with aberrant relaxin or relaxin receptor expression and / or activity (as described above). In particular, the hybridization assay comprises contacting a sample comprising the polynucleotide with a nucleic acid probe capable of hybridizing to the relaxin or relaxin receptor DNA or RNA under conditions that allow hybridization to occur, and any resulting hybridization step. And detecting or measuring the hybridization.
[0173]
In certain embodiments, abnormalities associated with relaxin overexpression or underexpression may be diagnosed or suspected by detecting a decrease or increase in the level of relaxin polypeptide, relaxin RNA or relaxin functional activity. The presence can be screened or a predisposition to develop such an abnormality can be identified. In addition, overexpression of relaxin or increased relaxin functional activity results in a mutation in relaxin RNA or DNA or relaxin polypeptide (eg, translocation in relaxin nucleic acid, relaxin, respectively) that results in increased expression or activity of relaxin polypeptide. (A shortening of a gene or relaxin polypeptide, a change in nucleotide sequence or amino acid sequence relative to wild-type relaxin).
[0174]
For example, levels of relaxin polypeptide during biopsy or from semen can be detected by a tissue immunoassay; levels of relaxin RNA can be detected by a hybridization assay (eg, Northern blot or dot blot). Translocations or point mutations in relaxin or relaxin receptor nucleic acids can be performed by Southern blot, RFLP analysis, PCR using primers to detect point mutations, deletions or insertions, the sequence of relaxin genomic DNA or cDNA obtained from a sample. It can be detected by a determination or the like.
[0175]
In another embodiment, the level of relaxin or relaxin receptor mRNA or polypeptide in a sample of tissue isolated from a subject is detected or measured, wherein the elevated level indicates that the subject has relaxin Indicates having or having a predisposition to an associated tissue abnormality.
[0176]
In yet another embodiment, abnormal relaxin receptor activity in a tissue is detected or measured using any of the functional assays described above. Abnormal relaxin receptor activity includes, for example, an increase or decrease in the number of relaxin receptors on relaxin responsive cells, the presence of relaxin receptors on cells that are not normally responsive to relaxin, an increase in relaxin receptor response time. Increasing or decreasing, increasing or decreasing the binding affinity for relaxin or the relaxin receptor, or altering the dissociation constant of relaxin from the relaxin receptor, and the like can be mentioned.
[0177]
Also provided are kits for diagnostic and / or prognostic use, which comprise, in one or more containers, an agonist or antagonist of relaxin and, optionally, a labeled binding partner for the antibody. Alternatively, the antibodies can be labeled with a detection marker (eg, a chemiluminescent moiety, an enzymatic moiety, a fluorescent moiety, a radioactive moiety, etc.). Kits are also provided that include a nucleic acid probe capable of hybridizing to relaxin or relaxin receptor mRNA or DNA in one or more containers.
[0178]
In another embodiment, the kit may include, in one or more containers, a primer pair (e.g., each ranging in size from 6 to 30 nucleotides or more), wherein the primer pair comprises at least a portion of the relaxin nucleic acid. The amplification can be primed under appropriate reaction conditions such that it is amplified (see, eg, the polymerase chain reaction (see, eg, Innis et al., PCR Protocols, Academic Press, Inc., San Diego, CA (1989)). Ligase chain reaction (see, eg, EP 0 320 308), use of Qβ replicase, cyclic 5 ′ probe reaction, or other methods known in the art). The kit can optionally further comprise a predetermined amount of purified relaxin nucleic acid or relaxin receptor nucleic acid in a container, for example, for use as a standard or control.
[0179]
The following examples are merely provided as illustrations of various aspects of the invention and should not be construed as limiting the invention in any way.
[0180]
(Example 1)
The effect of inactivating one or both alleles of the mouse RLX gene was tested. The following methods and materials were followed.
[0181]
(animal)
Wild-type, heterozygous and homozygous relaxin knockout mice were obtained from the Howard Florey Institute of Experimental Physiology and Medicine (Parkville, Victoria, 3052, Australia) and bred using these programs and established. Subsequent generations of RLX + / + (wild type), RLX +/− (heterozygous) and rlx − / − (null mutant) mice were generated from RLX +/− parents. All animals are housed in a controlled environment and given access to Labdiet rodent experimental samples (Deans Animal Feed, San Bruno, CA) and water for 14 hours in the dark and 10 hours in the dark. Maintained on schedule. These experiments were approved by the Institute's Animal Experimental Ethics Committee, which adheres to the NIH Code of Practice for the care and use of laboratory animals.
[0182]
(Genotyping by PCR)
Mouse DNA was incubated in 400 μl of PCR lysis buffer containing 50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 0.5% SDS, 0.1 M EDTA and 1 mg / ml proteinase K (Gibco BRL, Gaithersburg, MD). , 50-55 ° C overnight, by dissolving tail tissue (5-7 mm). The digested sample is then mixed with 3 M sodium acetate (40 μl), buffer saturated phenol (200 μl) and chloroform (200 μl) in a serum vacutainer tube, after which the sample is centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes. did. The DNA (contained in the upper aqueous phase) was decanted into another microcentrifuge tube containing isopropyl alcohol (240 μl) to precipitate the DNA, after which the sample was vortexed, centrifuged and the supernatant was removed. . The remaining DNA pellet was dissolved in 40-50 μl of sterile water. For PCR, each DNA template (1 μl) was used in a 30 μl reaction mixture containing: PCR buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.3, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl) 2 ), 2.5 mM dNTPs, 2.5 U Taq polymerase (PGC Scientific, Gaithersburg, MD), and 150 ng of each RLX + / + and rlx − / − primers (Zhao and coworkers (Zhao Endocrinology 140: 445-53 ( The amplification protocol consists of a starting denaturation step at 94 ° C. (3 minutes) followed by 35 consecutive cycles of 94 ° C. (60 seconds), 55 ° C. (60 seconds) and 72 ° C. (90 seconds). And terminated with an additional 10 minutes of extension at 72 ° C. 15 μl of each sample was then analyzed by electrophoresis on a 2% (w / v) agarose gel and stained with ethidium bromide. Products designed from wild-type alleles Primers generated a 170 bp product from the mutant allele primer (Zhao (1999), supra).
[0183]
(Tissue collection and histology)
Male and female wild type, heterozygous and homozygous for relaxin (n> 20 in each of the six groups) were obtained at 1 week, 1 month, 2 months and 3 months of age and weighed. . RLX + / + and rlx − / − male mice were then sacrificed under carbon dioxide anesthesia for tissue collection. Male genital tracts (including testes, epididymis, prostate, seminal vesicles and associated fat) were obtained from each animal at 1 week of age (n = 10 RLX + / + male, n = 11 − / − male); 1 month of age (N = 10 RLX + / + male, n = 10 − / − male); and at 3 months of age (n = 10 RLX + / + male, n = 10 rlx − / − male). After weighing each tissue, they were placed in 10% formalin for histological analysis.
[0184]
Harvested tissue was processed from 70% alcohol to paraffin (sequential dehydration), then embedded, cut using an AO Spencer 820 microtome (4 μm sections), and poly-L-lysine coated Placed on glass slide. Serial sections from each tissue were stained with H & E (hematoxylin and eosin) and for collagen with Masson trichrome (staining kit, Richard-Allan Scientific, Kalamazoo, MI) as described by the manufacturer. . Stained slides were viewed on a Zeiss Axioplan-2 microscope, images were supplemented by a digital camera (Hamamatsu), and saved for retrieval and analysis. The images were digitally enhanced for maximum contrast and brightness using Adobe Photoshop (Adobe Systems Inc, Mountain View, CA).
[0185]
(Antibody staining of paraffin-embedded tissue sections)
Tissues from the genital tract of 1- and 3-month-old male mice are mounted on pre-coated slides and heated at 58 ° C. (about 30 minutes) to remove paraffin, then washed three times with xylene, anhydrous Washed twice with ethanol and twice with 95% ethanol, then briefly immersed in water. These samples were then stained in a humidified environment using an Immunocruz staining system utilizing horseradish peroxidase (HRP) -streptavidin complex (Santa Cruz Biotechnology Inc, Santa Cruz, CA). Tissue sections were first treated with a peroxidase blocker (to quench endogenous peroxidase activity) (5 minutes) and then pre-blocked in goat serum (20 minutes). Serial sections from each RLX + / + and rlx − / − tissue samples were then used to isolate Bax monoclonal IgG primary antibody (4 μg / ml) (Santa Cruz Biotechnology Inc), caspase-9 polyclonal IgG antibody (4.5 μg / ml). ) (Santa Cruz Biotech.) Or proliferating cell nuclear antigen (PCNA) (Santa Cruz Biotech.) Monoclonal IgG antibody (4 μg / ml) (2 hours). Depending on the type of antibody used, either a mouse IgG control or a rabbit IgG control (Santa Cruz Biotech.) Of the tissue (2 hours) was also used in all experiments performed. Samples are washed with PBS (2 minutes), subjected to an appropriate secondary antibody (goat anti-mouse IgG or goat anti-rabbit IgG) (30 minutes), washed as above (2 minutes), and HRP-streptavidin. The conjugate was treated (30-45 minutes) and incubated (2-10 minutes) with a diaminobenzidine chromogenic substrate prepared according to the manufacturer's instructions. The slides were then washed with distilled water (2 minutes), then dehydrated from 95% alcohol to xylene, mounted, and photographed as described above.
[0186]
(Statistical analysis)
The results were analyzed using the one-ANOVA test. All data in this document are presented as mean ± SEM, with p <0.05 considered statistically significant.
[0187]
(Example 2)
(Effect of relaxin gene knockout on mouse growth)
Male and female relaxin wild-type (+ / +), heterozygous (+/-) and null mutant (-/-) mice weighed at 1 week, 1 month, 2 months and 3 months of age. The measurement was performed (n = 20 to 21 for each group). At 1 week of age, both male mice (RLX + / +: 3.87 ± 0.09 g; rlx − / −: 3.6 ± 0.13 g) and female mice (RLX + / +: 3.52 ± 0) 0.09 g; rlx − / −: 3.37 ± 0.08 g), no significant difference in mean body weight was noted. However, in mice at 1 month of age, the average body weight of both rlx − / − male (17.05 ± 0.65 g) and female (14.77 ± 0.42 g) was greater than the respective RLX wild-type matched mice. Was also significantly lower (p <0.05) (RLX + / + M: 18.92 ± 0.61 g; RLX + / + F: 16.34 ± 0.51 g). Male and female null mutant mice remained significantly smaller (p <0.05) than RLX wild-type animals at 2 months of age (RLX + / + M: 25.42 ± 0.41 g; rlx− / -M: 24.23 ± 0.42 g; RLX + / + F: 20.96 ± 0.32 g; rlx − / − F: 19.94 ± 0.22 g); however, the size difference between the two groups is It was smaller than the difference observed at one month of age. By adulthood (3 months of age), the mean body weight of rlx − / − mice (rlx − / − M: 26.57 ± 0.47 g; rlx − / − F: 22.54 ± 0.31 g) was equivalent to adult RLX + This difference was no longer significant, although still slightly less than the average body weight of RLX + / + M mice (RLX + / + M: 27.30 ± 0.32 g; RLX + / + F: 23.03 ± 0.71 g). The average body weight of RLX +/− mice was between the average body weight of RLX + / + and rlx − / − mice. No significant differences were observed between the mean body weight of RLX + / + and RLX +/− animals, nor between RLX +/− and rlx − / − mice.
[0188]
(Effect of relaxin gene knockout on male reproductive tract size)
At one week of age, no significant differences were observed in the weight or size of the male reproductive tract. This is mainly indicated by the testes (Table 1). By one month of age, the collected male genital tract was composed of testis, epididymis, prostate, seminal vesicles, vas deferens and associated fat. At one month of age, no differences were observed in the weight of the entire genital tract, but the differences in the size of testes and prostate from one-month-old null mutant mice were approximately, respectively, greater than the corresponding tissues of RLX wild-type animals. 20% and about 30% smaller. On the other hand, the size of epididymis derived from rlx − / − mice was significantly smaller (p <0.05) than epididymis obtained from RLX + / + animals. However, no difference was noted in seminal vesicle size between tissue samples collected from RLX + / + and rlx − / − mice.
[0189]
By the time the mice reached adulthood (3 months of age), significant differences (p <0.05) were observed in the overall weight of the male reproductive tract and the size of individual organs (Table 1). The weight of the genital tract in normal mice increased 248.6% from one month of age to adulthood, and represented 3.37% of the total weight. During this time, the weight of the genital tract from the male RLX null mutant mouse increased only 187.9% and represented 2.33% of the total weight. This latter finding implies that the reproductive tract of male rlx − / − mice represents a 31% decrease in% body weight. The size of testis, epididymis, prostate and seminal vesicles from rlx − / − mice were all smaller than their respective counterparts from RLX + / + mice (p <0.05).
[0190]
(Table 1.1 Weight and size of male reproductive tract from week old to adult (6.5 months))
[0191]
[Table 1]
Figure 2004510743
1 Testis and 3 The size of each prostate was measured by its area multiplied by the length of the tissue by its width. Since the size (area) of the epididymis and seminal vesicle could not be measured accurately, a close approximation of each tissue was calculated as follows: epididymis (length of tissue, epididymis, Multiplied by head width 2 ); Seminal vesicles (measured by multiplying the length of each organ by the average width of the tissue) 4 ). * Indicates p <0.05.
[0192]
(Effect of relaxin gene knockout on male reproductive tract histology)
H & E & Masson trichrome staining: Male genital tract tissue sections from RLX + / + and rlx − / − mice were first observed for differences in sperm maturation, duct size / compactness (testis, epididymis) and collagen.
[0193]
Testes: At one week of age, the seminiferous tubules (compartment containing germ cells / spermatocytes, Sertoli cells and sperm maturation) of relaxin wild-type animals are smaller and more cylindrical in shape (Table 2). ) And is primarily supported by a thin layer of collagen surrounding the white membrane of each organ (the membrane covering the oval body). In contrast, tubules from testis of rlx − / − mice were larger and enlarged, but were completely surrounded and supported by collagen in the testes. This immediately suggested a difference in the internal tissues of the testes, even in the absence of relaxin, even shortly after birth. However, at one week of age, immature sperm was not detected in any of the groups of tissue sections. By one month of age, testicular tubules from RLX + / + mice were larger in size (compared to one week old tubule size), slightly less compact, and mainly contained immature sperm. In contrast, tubules from 1 month old RLX homozygous mice did not differ from the tubule size measured from 1 week old knockout mice and were less immature compared to samples from RLX + / + mice But not sperm. This indicates that relaxin null mutant mice undergo a process of delayed sperm maturation, further confirmed when compared to 3-month-old tissue sections; sections from RLX + / + mouse tissues show that predominantly mature sperm It was further suggested to include larger tubules (as compared to one month old tubule size). Conversely, sections from rlx − / − mice show slightly smaller tubules (compared to 3 month old RLX + / + tissue sections) with less mature sperm and still some immature sperm. Did not differ from the tubule size from 1 week / 1 month old rlx − / − mice). Sperm maturation levels in testis from RLX + / + mice were shown to be significantly (p <0.05) higher than the sperm maturation levels observed in testis of rlx − / − mice (grading used). See Table 2 for the scale of). It was also noted that sperm maturation levels in the testes of adult RLX knockout mice were similar to those observed in immature (1 month old) RLX wild type mouse tissue. At 1-3 months of age, the testes of normal mice remained surrounded by a thin film of collagen overlying the white membrane; however, in some tissues, a thin lining of collagen also supports the seminiferous tubules. Was observed. However, the inner layer of collagen was found to decrease with age. In rlx − / − mice, collagen detected in the middle of the tubule structure was lost due to the larger tubule size structure in the testes, but compared to that observed in tissue samples from wild-type animals. He was even more dense and solid. It is expected that the increased collagen observed in the genital tract of RLX null mutant mice at very young ages could make the tissue harder and firmer, indicating that tubule composition and sperm maturation discussed above May be related to change. Interestingly, the presence of relaxin in normal adult mice also induced a relaxation of the tubular structures of the seminiferous tubules (increased interstitial spacing) compared to structures observed from normal immature (1 month old) mice. did. In contrast, there were no differences in the organization (size / compactness) of testis-derived tubules from 1 month and 3 month old rlx − / − mice. In addition, by 1 month and up to 3 months, testicular tubules from rlx − / − mice appeared to contain an increased number of dead cells compared to tubule cells from RLX wild type animals. The increased number of dead cells found in immature tissues varied between animals but was consistently detected as mice matured with age.
[0194]
Epididymis: No significant differences in tubule size were noted in epididymis of RLX + / + and rlx − / − genital tracts at 1 and 3 months of age. However, in adults, tubule compactness was more apparent in tissues from RLX homozygous mice as compared to tissues from RLX wild-type animals. Epididymal tubules of rlx − / − mice were also supported to a greater extent by connective tissue. Tubule structures from 3-month-old RLX + / + mouse tissue loosened in shape and were only partially maintained by collagen. Conversely, tissue sections obtained from RLX knockout animals were shown to have more compact tubules very well surrounded by a thin layer of collagen. In the testes, tissue from rlx − / − mice was supported by increased concentrations of collagen at all ages observed, as compared to tissue samples from RLX + / + mice. As shown in Table 2, the density of mature spermatozoa (in the epididymal tubules) was higher in each age group at 1 month and 3 months compared to tissue sections obtained from RLX wild-type mice. , Lower in tissue sections obtained from RLX null mutant mice. However, this difference was not statistically significant. This decrease in mature sperm in the epididymis of mice lacking relaxin is probably due to the delayed sperm maturation process that occurs in the testes of these animals (Table 2).
[0195]
[Table 2]
Figure 2004510743
Table 2: Tissue sections were stained with H & E and graded as follows:
a Capillary size -1 = all capillaries are small and in annular form; 2 = most capillaries are slightly elongated compared to 1, but some smaller capillaries are observed; 3 = The capillaries are significantly stretched compared to 1, but some smaller annular capillaries and medium-sized capillaries are observed; 4 = all capillaries are significantly stretched compared to 1 and 2.
b Capillary compactness-1 = all capillaries are loose; 2 = percentage of loose capillaries is greater than percentage of compact capillaries; 3 = percentage of compact capillaries is shape Is greater than the percentage of loose capillaries; 4 = all capillaries are compact.
c Sperm maturity-0 = no sperm detected; 1 = only immature sperm detected; 2 = immature sperm percentage higher than mature sperm percentage; 3 = mature sperm percentage The percentage is higher than the percentage of immature sperm; 4 = only mature sperm was detected.
The values shown are the mean ± SE (n) of the grading scales used for each parameter measured. * Indicates p <0.05.
[0196]
[Table 3]
Figure 2004510743
Table 3: Tissue sections were stained by Masson's trichrome stain and graded as follows:
a Collagen-1 = only a thin inner layer of collagen surrounding the outer layer of the structure; 2 = a further inner layer of collagen surrounding the inner components of the tissue; 3 = a thicker inner layer of collagen surrounding the outer and inner components of the tissue; 4 = 3+ Space between tubules / components filled with collagen.
[0197]
The values shown are the mean ± SE (n) of the grading scale. * Indicates p <0.05.
[0198]
Prostate: At one month of age, no significant differences in prostate structure between RLX + / + and rlx − / − derived tissues were noted. However, the space between the prostate ducts from normal animals was associated with only trace amounts of collagen. In contrast, prostate ducts from rlx − / − mice were intervened by a layer of loose connective tissue. In adults (3 months), rlx − / − mice contained smaller prostates with smaller glands and ducts. Tissue tubing from RLX knockout mice was more compact and completely supported by connective tissue, whereas tubing from RLX wild-type mice was more widespread (loose in shape) and still bound by collagen. Little support. In addition, adult prostate ducts obtained from rlx − / − mice appear to have smaller epithelium (contains less cells), while the RLX + / + prostate sample ducts have larger epithelial layers / glandular tissue. Was included. These results, in addition to our initial findings on the testis and epididymis, indicate that the delayed maturation process of male reproductive tissues occurs in mice lacking a functionally active relaxin gene. And is associated with the accumulation of collagen in these tissues.
[0199]
(Detection of cell apoptosis by antibody staining)
Based on observations made from H & E staining, which show that tissue from rlx − / − mice causes reduced sperm maturation and increased cell death (testis) and includes a reduced epithelial (cell) layer (prostate) It was decided to investigate whether the observed increased cell death was the result of an apoptotic pathway.
[0200]
Bax antibody staining: Overexpression of Bax accelerates apoptotic death induced by cytokine blockade and also counteracts the death repressor activity of Bcl-2 (Krajewski et al., Am. J. Pathol. 145: 1323-). 36 (1994)). Using the Bax monoclonal antibody, the in vivo distribution of the Bax protein was evaluated in the male reproductive tract. Testis: seminiferous tubules from immature (1 month) wild type animals showed weak immunostaining for Bax (dark brown cell staining), which was mainly observed in germinal cells near the basement membrane. These findings are consistent with previous reports (Ben-Hur et al., Calcif. Tiss. Int. 53: 91-96 (1996)). In comparison, an increased number of cells stained positive for Bax in testis from rlx − / − mice. The number of Bax positive cells was counted using a haemocytometer and compared to the number of apoptotic cells observed from tissue from RLX + / + mice (13.1 ± 3.5 cells / testis (n = 6)). Showed significantly more (32.7 ± 4.8 cells / testis (n = 6)) in testis of rlx − / − mice. Increased Bax staining was consistently observed in rlx − / − tissues, but the number of tubules that stained positive for Bax varied between tissue samples, and that some tubules also did not contain Bax Was also observed. In the adult male reproductive tract, testes of adult RLX wild-type mice showed reduced staining for Bax (3.4 ± 1.4 cells / testis (n = 6)), indicating that these animals Correlates with increased levels of sperm and tissue maturation experienced. Conversely, the slower rate of tissue maturation observed in the rlx − / − mouse genital tract was attributed to a further increase in Bax staining in 3 month old RLX knockout mice (44.4 ± 8.1 cells / testis (n = 6)). Many of the cells observed appeared to be in the last stages of apoptosis, possibly showing apoptotic bodies. However, Bax staining was not associated with mature sperm cells. Epididymis: More intense Bax staining was present in the inner membrane of epithelial cells of epididymal tubules obtained from 1 month RLX + / + mouse tissues. Tubules of epididymal tubules obtained from 1 month rlx − / − mouse tissues contain relatively stronger levels of Bax staining, which is further maintained even if not increased in 3 month tissue sections. Was done. In contrast, the epididymis of adult wild-type mice contained weaker staining for Bax expression as this tissue matured with age, as compared to tissue from 1 month normal mice. Prostate: Prostate epithelial cells of normal 1 and 3 month animals showed weak positive staining for Bax. With respect to the other tissues studied, especially cells in the epithelial layer (of the prostate tract) of rlx − / − animals show increased staining for Bax in both immature (1 month) and adult (3 months) tissues. Indicated. These findings suggest that relaxin may play a new role in regulating cell apoptosis in the male genital tract, but further studies with another antibody to detect cell apoptosis were performed to confirm the effects of relaxin. Was carried out.
[0201]
Caspase-9, a central death protease, belongs to a unique family of cysteine proteases that differ in sequence, structure, and substrate specificity from the other described protease families. Members of this caspase family, which are usually involved in a cascade of proteolytic cleavage events, act by destroying certain target proteins that are important for cellular activity, thereby forming a key component of the apoptotic machinery. Functions as an ingredient. Testis: Moderate caspase-9 staining is observed in 1 month RLX + / + testes (28.1 ± 5.6 cells / testis (n = 7)), which indicates spermatogonia (spermatagonia) or sperm It appears to be primarily associated with embryonic cells within the seminiferous tubules rather than cells. For Bax, significantly (p <0.05) increased levels of caspase-9 staining were found in testis (76.6 ± 10.2 cells / testis (n = 6)) of 1 month rlx − / − mice. Although detected, severe caspase-9 staining was observed to be poorly associated with tubules, while many tubules contained little or no caspase-9 protein. With respect to age, the level of caspase-9 detected in normal immature tissue was consistently found in 3 month older tissue (26.9 ± 4 cells / testis (n = 6)) ). However, as testis size increased, the number of apoptotic cells detected indicated a smaller fraction of aged tissue. Testicular tubules from rlx − / − mice show slightly fewer apoptotic cells at 3 months (61.6 ± 9.8 cells / testis (n = 5) compared to the density of caspase-9 stained cells in tissues at 1 month. )). Despite the number of positively stained apoptotic cells from the tissues of RLX knockout mice, the remainder was significantly (p <0.05) larger than the wild-type counterpart of all ages studied. Epididymis: Caspase-9 staining was not detected from 1 month RLX + / + epididymal tubules, while traces of positive cells were observed in rlx − / − tissue sections. However, cells that stained positively were sparsely scattered and were detected in the epithelial layer of the tubules. With respect to age, no clear staining for caspase-9 was detected in 3 month old RLX + / + and rlx − / − mouse tissues. Prostate: Caspase-9 staining was not identified in RLX + / + and rlx − / − tissue prostates at all ages examined (1-3 months). Nevertheless, the results obtained initially suggest that this relaxin is involved in regulating cell apoptosis. However, further studies were needed to establish whether relaxin is involved in the cell growth pathway.
[0202]
(Detection of cell proliferation by antibody staining)
PCNA staining: Proliferating cell nuclear antigen (PCNA) antibodies were used to detect cell proliferation in the male genital tract based on the ability of DNA synthesis to associate with the nuclear region where it occurs. Testis: PCNA was detected in immature and mature tubules, but significant differences in PCNA staining were found in testis tracts from 1 and 3 month old RLX + / + and rlx − / − mice. Not detected. In immature tissues, PCNA staining is usually highly expressed in mitotically active spermatogonia, and sometimes highly in some Sertoli cells, and these stains correspond to proliferative activity. In this study, these cells were better and more evenly and constantly labeled for PCNA in adult mice, which likely both could initiate regeneration via the constant activation of these proliferating cells. Reflect the ability of the group. Epididymis: No staining for PCNA was detected in epididymis from either 1 and 3 month old RLX + / + or rlx − / − mice. These findings are consistent with the role of the epididymis acting as a reservoir for mature sperm. Prostate: Weak staining for PCNA was associated with prostate duct epithelial cells from 1 month old RLX + / + and rlx − / − mice. However, no staining for PCNA was detected in any of the 3-month-old groups. Leukocyte proliferation studies are limited to some reproductive tissues, and this accumulated finding confirms that relaxin probably plays a more influential role in regulating cell apoptosis than on cell proliferation. Was done.
[0203]
(Effect of relaxin gene knockout on histology of other body cells)
Male and female RLX wild-type (RLX + / +) and male and female RLX gene knockouts (rlx-/-) were generated from parents of RLX heterozygotes (RLX +/-) as described above. Was. Mice were weighed and sacrificed for one week, one month and / or three months for tissue recovery. The following tissues (including brain, heart, liver, kidney, thymus, spleen and male genital tract) were collected, weighed, and placed in 10% formalin for detailed histological analysis. A summary of these tissue weights is shown in Tables 4-8.
[0204]
At one week of age, male rlx − / − mice contained significantly (p <0.05) smaller liver, kidney and spleen compared to RLX + / + animals. However, these weight differences were no longer apparent at one month of age. Instead, the thymus of 1 month old male rlx − / − mice was smaller than their RLX + / + counterparts (p <0.05). This difference in weight was no longer apparent at 3 months of age. For the male reproductive tract, no significant differences were noted between the RLX + / + and rlx − / − groups at 1 week or 1 month of age. However, by 3 months of age, the genital tract of rlx − / − mice was significantly (p <0.05) smaller than that obtained from RLX + / + animals.
[0205]
No notable differences were observed between female one week old RLS + / + and rlx − / − mice. However, by one month of age, rlx − / − female mice had significantly smaller livers than their RLX + / + counterparts. By three months of age, this weight difference was no longer observed, and other significant differences in other organs were no longer noticeable.
[0206]
To determine if organ and tissue differences in RLX − / − mice (derived from RLX +/− parents) are further accentuated when rlx − / − progeny are obtained from RLX − / − parents In the meantime, RLX + / + and rlx − / − mice were obtained from the corresponding set of parents and sacrificed at 1 week, 1 month and 3 months. Brain, heart, liver, kidney, thymus, spleen, male genital tract, intestine, and lung were collected and weighed. The weights of these organs are shown in FIGS.
[0207]
It is further noted that while organ or tissue weights appear to normalize as mice age, normal weight alone is not equal to normal organs or normal tissues. This data shows that the ratio of organ (tissue) weight to body weight at any point in the growth cycle indicates a potential change in organ or tissue development or cell composition. In one example, a small liver infiltrated (altered) by fibrosis is the same weight or heavier than a larger normal liver or a liver filled with fat. Thus, the brain, heart, liver, kidney, thymus, spleen, intestine and lungs (developed in the absence of relaxin) of female and male RLX − / − mice have increased apoptosis and extracellular matrix (collagen). Provides evidence of accumulation.
[0208]
(Table 4: Tissue comparison of 1 week old mice from RLX + / + and rlx − / − parents, respectively, shown as mean ± SE (n))
[0209]
[Table 4]
Figure 2004510743
(Table 5: Tissue comparison of 1 month old mice from RLX +/− parents, shown as mean ± SE (n))
[0210]
[Table 5]
Figure 2004510743
(Table 6: Tissue comparison of 3 month old male mice from RLX + / + and rlx − / − parents, respectively, shown as mean ± SE (n))
[0211]
[Table 6]
Figure 2004510743
(Table 7: Tissue comparison of 1 month old mice from RLX + / + and RLX − / − parents, respectively, shown as mean ± SE (n))
[0212]
[Table 7]
Figure 2004510743
(Table 8: Tissue comparison of 3 month old mice from RLX + / + and rlx − / − parents, respectively, shown as mean ± SE (n))
[0213]
[Table 8]
Figure 2004510743
(Effect of relaxin gene knockout on skin histology)
The role of relaxin in regulating tissue remodeling was investigated by studying skin histology in rlx-null mice (rlx-/-). These mice were offspring of rlx − / − male and female parents. Serial skin samples from the ears and back of at least 5 male and 5 female mice were stained by H & E staining and Masson's Trichrome stain and examined at each time point. Similar samples at the same time point were obtained from the same line of Rlx + / + mice. Upon histological examination of rlx null mice, the dermis was found to become thicker over time and to have increased fibrosis throughout the dermis. Skin samples from rlx null mice were normal at 1 week of age; however, by 1 month, early cutaneous fibrosis was evident. By 3 months of age there was a marked increase in dermal fibrosis, which had increased in density by 6 months of age. Findings for these skins were similar in male and female rlx null mice.
[0214]
In these mice, the epidermis was normal and hair did not change except for the initial lighter coat color in rlx null mice, which became indistinguishable from Rlx + / + mice by one month of age. Serum chemistry, hematological parameters and urine tests from rlx mice were not notable.
[0215]
These findings support previous observations that relaxin affects matrix turnover in vitro and in vivo by altering key matrix molecules, matrix-degrading enzymes and growth factors. Many stromal cells that produce interstitial collagen have relaxin receptors, whether from male or female sources. An antibody-based assay can detect serum relaxin at low picogram levels during the luteal phase of the female menstrual cycle, and these levels can be detected during pregnancy, when tissue remodeling is most evident ) To rise. In contrast, serum relaxin in males has been reported to be undetectable.
[0216]
Rlx null mice provide the first direct evidence linking relaxin to the universal alteration of collagen turnover in normal skin. These results indicate that relaxin can be produced or circulate at biologically relevant concentrations below the detected flux levels in males and females. Relaxin, in cooperation with other matrix regulatory molecules, is involved in the regular maintenance of matrix turnover. Relaxin can affect tissue remodeling, promoting angiogenesis and stimulating vasodilation. These results also indicate that the relaxin synthesis pathway, and the relaxin receptor, are associated with fibrotic conditions (eg, scleroderma).
[0219]
The preceding examples are provided to illustrate and not to limit the scope of the claimed invention. Other modifications of the present invention will be readily apparent to one skilled in the art and are encompassed by the appended claims. All publications, patents, patent applications, and other references cited therein are hereby incorporated by reference.

Claims (68)

アポトーシスを調節する方法であって、以下:
それを必要とする被験体に、レラキシンレセプターを発現する細胞においてアポトーシスを減少するのに十分な時間、有効量のレラキシンアゴニストを投与する工程、
を包含する、方法。
A method of regulating apoptosis, comprising:
Administering to a subject in need thereof an effective amount of a relaxin agonist for a time sufficient to reduce apoptosis in cells expressing the relaxin receptor,
A method comprising:
前記細胞が、肝臓、腎臓、脾臓、胸腺、脳、心臓、腸、皮膚、肺、雌性生殖管または雄性生殖管由来である、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein the cells are from liver, kidney, spleen, thymus, brain, heart, intestine, skin, lung, female or male genital tract. 前記雄性生殖管組織が、前立腺、精巣上体、精嚢、または精巣である、請求項2に記載の方法。3. The method of claim 2, wherein the male genital tract tissue is a prostate, epididymis, seminal vesicle, or testis. 前記雌性生殖管組織が、子宮、子宮頸、恥骨間膜、または下肢帯の結合組織である、請求項2に記載の方法。3. The method of claim 2, wherein the female genital tract tissue is a uterus, cervix, pubis, or connective tissue of the lower extremity girdle. アポトーシス細胞の数が減少される、請求項2に記載の方法。3. The method of claim 2, wherein the number of apoptotic cells is reduced. 組織成熟が刺激される、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein tissue maturation is stimulated. 線維症が減少される、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein fibrosis is reduced. 前記組織が雄性生殖管組織である、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein said tissue is male genital tract tissue. 前記組織が、前立腺組織、精巣上体組織、輸精組織、精巣組織または精液である、請求項8に記載の方法。9. The method of claim 8, wherein the tissue is prostate tissue, epididymal tissue, seminal tissue, testicular tissue or semen. 前記組織が精巣組織である、請求項9に記載の方法。10. The method of claim 9, wherein said tissue is testis tissue. 成熟が、発達不全の精巣における細胞数の増加である、請求項10に記載の方法。11. The method of claim 10, wherein maturation is an increase in the number of cells in a testis with poor development. 生きた精子細胞数が増加する、請求項9に記載の方法。10. The method of claim 9, wherein the number of live sperm cells is increased. 前記被験体が、レラキシン欠損状態を有する、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said subject has a relaxin deficiency condition. 前記レラキシン欠損状態が、未成熟組織、過剰なコラーゲン沈着または低い精子数である、請求項13に記載の方法。14. The method of claim 13, wherein the relaxin deficiency condition is immature tissue, excessive collagen deposition or low sperm count. 前記未成熟組織が、未成熟雄性生殖管組織である、請求項14に記載の方法。15. The method of claim 14, wherein the immature tissue is immature male genital tract tissue. 前記未成熟雄性生殖管組織が、発達不全の精巣である、請求項15に記載の方法。16. The method of claim 15, wherein the immature male genital tract tissue is a testis of poor development. 過剰なコラーゲン沈着が減少される、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein excessive collagen deposition is reduced. 前記レラキシンアゴニストが、レラキシン、レラキシンアナログ、低分子レラキシンエフェクター、またはレラキシン核酸である、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein the relaxin agonist is relaxin, a relaxin analog, a small relaxin effector, or a relaxin nucleic acid. 前記レラキシンが、脊椎動物レラキシンである、請求項18に記載の方法。19. The method of claim 18, wherein said relaxin is vertebrate relaxin. 前記レラキシンが、ヒトレラキシンである、請求項19に記載の方法。20. The method of claim 19, wherein said relaxin is human relaxin. 前記投与する工程が、注入、注射、経口送達、鼻内送達、肺内送達、直腸送達、経皮送達、組織内送達または皮下送達による、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said administering is by infusion, injection, oral delivery, nasal delivery, pulmonary delivery, rectal delivery, transdermal delivery, intratissue delivery, or subcutaneous delivery. 前記投与する工程が、遅延放出送達による、請求項21に記載の方法。22. The method of claim 21, wherein said administering is by delayed release delivery. 前記皮下送達が、注入または注射による、請求項21に記載の方法。22. The method of claim 21, wherein said subcutaneous delivery is by infusion or injection. 前記投与する工程が、肺内送達、皮下送達または経皮送達による、請求項21に記載の方法。22. The method of claim 21, wherein said administering is by pulmonary, subcutaneous or transdermal delivery. 前記投与する工程が、前記レラキシンアゴニストをコードするベクターの送達を包含する、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said administering comprises delivering a vector encoding said relaxin agonist. 前記ベクターが、発現ベクターであって、それによって、前記レラキシンアゴニストが、前記細胞中で発現される、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said vector is an expression vector, whereby said relaxin agonist is expressed in said cells. 前記投与する工程が、レラキシンまたはレラキシンアナログの核酸の送達を包含する、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said administering comprises delivering a relaxin or relaxin analog nucleic acid. 前記被験体が、思春期後の被験体である、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein the subject is a post-pubertal subject. 前記被験体が、思春期前の被験体である、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein the subject is a prepubertal subject. レラキシンレセプターを発現する細胞の集団においてアポトーシスを調節する方法であって、以下:
それを必要とする被験体に、該レラキシンレセプターを発現する細胞の集団においてアポトーシスを増加するのに十分な時間、有効量のレラキシンのアンタゴニストを投与する工程、
を包含する、方法。
A method of regulating apoptosis in a population of cells that express the relaxin receptor, comprising:
Administering to a subject in need thereof an effective amount of a relaxin antagonist for a time sufficient to increase apoptosis in the population of cells expressing the relaxin receptor;
A method comprising:
前記レラキシンアンタゴニストが、レラキシンレセプターに対するレラキシンの結合を阻害する、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein said relaxin antagonist inhibits binding of relaxin to a relaxin receptor. 前記レラキシンアンタゴニストが、レラキシン関連組織再構築を減少させる、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein said relaxin antagonist reduces relaxin-related tissue remodeling. 前記細胞集団が、心臓、脳、肝臓、腎臓、脾臓、胸腺、皮膚、雌性生殖管組織または雄性生殖管組織由来である、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein the cell population is from heart, brain, liver, kidney, spleen, thymus, skin, female genital tract tissue, or male genital tract tissue. 前記雄性生殖管組織が、前立腺、精巣上体、精嚢または精巣である、請求項33に記載の方法。34. The method of claim 33, wherein the male genital tract tissue is prostate, epididymis, seminal vesicle or testis. 前記組織が、前立腺組織である、請求項34に記載の方法。35. The method of claim 34, wherein said tissue is prostate tissue. 前記雄性生殖管組織が、成熟している、請求項33に記載の方法。34. The method of claim 33, wherein the male genital tract tissue is mature. 前記雌性生殖管組織が、子宮、子宮頸、恥骨間膜、または下肢帯の結合組織である、請求項33に記載の方法。34. The method of claim 33, wherein the female genital tract tissue is uterine, cervical, pubic, or lower limb girdle connective tissue. 前記細胞集団が、線維芽細胞、骨芽細胞、単球、上皮細胞または内皮細胞を含む、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein said cell population comprises fibroblasts, osteoblasts, monocytes, epithelial cells or endothelial cells. 前記レラキシンアンタゴニストが、レラキシン結合因子、レラキシンレセプター結合因子、またはレラキシンアンチセンス核酸である、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein said relaxin antagonist is a relaxin binding agent, a relaxin receptor binding agent, or a relaxin antisense nucleic acid. 前記レラキシン結合因子が、抗レラキシン抗体、可溶性レラキシンレセプター、または低分子レラキシンアンタゴニストである、請求項39に記載の方法。40. The method of claim 39, wherein the relaxin binding agent is an anti-relaxin antibody, a soluble relaxin receptor, or a small molecule relaxin antagonist. 前記抗体が、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、単鎖抗体、Fab、Fab’、F(ab’)、Fv、単重鎖、またはキメラ抗体である、請求項40に記載の方法。41. The method of claim 40, wherein the antibody is a monoclonal antibody, polyclonal antibody, single chain antibody, Fab, Fab ', F (ab') 2 , Fv, single heavy chain, or chimeric antibody. 前記レラキシンレセプター結合因子が、抗レラキシンレセプター抗体、レラキシンアナログ、または低分子レラキシンレセプターアンタゴニストである、請求項39に記載の方法。40. The method of claim 39, wherein the relaxin receptor binding agent is an anti-relaxin receptor antibody, a relaxin analog, or a small molecule relaxin receptor antagonist. 前記抗体が、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、単鎖抗体、Fab、Fab’、F(ab’)、Fv、単重鎖、またはキメラ抗体である、請求項42に記載の方法。43. The method of claim 42, wherein said antibody is a monoclonal antibody, polyclonal antibody, single chain antibody, Fab, Fab ', F (ab') 2 , Fv, single heavy chain, or chimeric antibody. 前記投与する工程が、注入、注射、経口送達、鼻内送達、肺内送達、直腸送達、経皮送達、組織内送達または皮下送達による、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein said administering is by infusion, injection, oral delivery, nasal delivery, pulmonary delivery, rectal delivery, transdermal delivery, intratissue delivery or subcutaneous delivery. 前記投与する工程が、遅延放出送達による、請求項44に記載の方法。47. The method of claim 44, wherein said administering is by delayed release delivery. 前記皮下送達が、注入または注射による、請求項44に記載の方法。46. The method of claim 44, wherein the subcutaneous delivery is by infusion or injection. 前記投与する工程が、肺内送達、皮下送達または経皮送達による、請求項44に記載の方法。46. The method of claim 44, wherein said administering is by pulmonary, subcutaneous or transdermal delivery. 前記投与する工程が、前記レラキシンアンタゴニストをコードするベクターの送達を包含する、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein said administering comprises delivering a vector encoding said relaxin antagonist. 前記ベクターが、発現ベクターであって、それによって、前記レラキシンアンタゴニストが、前記細胞集団中で発現される、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein said vector is an expression vector, whereby said relaxin antagonist is expressed in said cell population. 前記投与する工程が、レラキシンまたはレラキシンレセプターのアンチセンス核酸の送達を包含する、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein said administering comprises delivering relaxin or a relaxin receptor antisense nucleic acid. 増加されたアポトーシスが、所望でない細胞蓄積を減少させる、請求項30に記載の方法。31. The method of claim 30, wherein the increased apoptosis reduces unwanted cell accumulation. 前記所望でない細胞蓄積が、過形成、肥大、癌または新形成である、請求項51に記載の方法。52. The method of claim 51, wherein said unwanted cell accumulation is hyperplasia, hypertrophy, cancer or neoplasia. レラキシン関連異常を減少または予防するための医薬の製造のための、治療有効量のレラキシンアンタゴニストの使用。Use of a therapeutically effective amount of a relaxin antagonist for the manufacture of a medicament for reducing or preventing a relaxin-related disorder. 前記レラキシン関連異常が、被験体におけるレラキシン応答性の細胞の蓄積、過形成、肥大、癌または新形成である、請求項53に記載の使用。54. The use of claim 53, wherein the relaxin-related disorder is a relaxin-responsive cell accumulation, hyperplasia, hypertrophy, cancer or neoplasia in the subject. 前記レラキシンアンタゴニストが、レラキシン結合因子、レラキシンレセプター結合因子、またはレラキシンアンチセンス核酸である、請求項53または54に記載の使用。55. The use according to claim 53 or 54, wherein the relaxin antagonist is a relaxin binding agent, a relaxin receptor binding agent, or a relaxin antisense nucleic acid. 前記レラキシン結合因子が、抗レラキシン抗体、可溶性レラキシンレセプター、または低分子レラキシンアンタゴニストである、請求項55に記載の使用。56. The use according to claim 55, wherein said relaxin binding agent is an anti-relaxin antibody, a soluble relaxin receptor, or a small molecule relaxin antagonist. 前記抗体が、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、単鎖抗体、Fab、F(ab’)、Fv、単重鎖、またはキメラ抗体である、請求項56に記載の使用。57. The use according to claim 56, wherein said antibody is a monoclonal antibody, polyclonal antibody, single chain antibody, Fab, F (ab ') 2 , Fv, single heavy chain, or chimeric antibody. 前記レラキシンレセプター結合因子が、抗レラキシンレセプター抗体、レラキシンアナログ、または低分子レラキシンレセプターアンタゴニストである、請求項55に記載の使用。56. The use according to claim 55, wherein said relaxin receptor binding agent is an anti-relaxin receptor antibody, a relaxin analog, or a small molecule relaxin receptor antagonist. 前記抗体が、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、単鎖抗体、Fab、F(ab’)、Fv、単重鎖、またはキメラ抗体である、請求項58に記載の使用。59. The use according to claim 58, wherein the antibody is a monoclonal, polyclonal, single chain, Fab, F (ab ') 2 , Fv, single heavy chain, or chimeric antibody. 前記レラキシンアンタゴニストが、レラキシンレセプターに対するレラキシンの結合を阻害する、請求項53または54に記載の使用。55. Use according to claim 53 or 54, wherein the relaxin antagonist inhibits the binding of relaxin to the relaxin receptor. 前記医薬が、注入、注射、経口送達、鼻内送達、肺内送達、直腸送達、経皮送達、組織内送達または皮下送達のために処方される、請求項53または54に記載の使用。55. The use according to claim 53 or 54, wherein the medicament is formulated for infusion, injection, oral delivery, nasal delivery, pulmonary delivery, rectal delivery, transdermal delivery, tissue delivery or subcutaneous delivery. 前記医薬が、遅延放出送達のために処方される、請求項61に記載の使用。62. The use of claim 61, wherein the medicament is formulated for delayed release delivery. 前記医薬が、前記レラキシンアンタゴニストをコードするベクターを含む、請求項53または54に記載の使用。55. Use according to claim 53 or 54, wherein the medicament comprises a vector encoding the relaxin antagonist. 前記ベクターが、発現ベクターであって、それによって、前記レラキシンアンタゴニストが、前記細胞集団中で発現される、請求項63に記載の使用。64. The use according to claim 63, wherein said vector is an expression vector, whereby said relaxin antagonist is expressed in said cell population. 前記ベクターが、レラキシンまたはレラキシンレセプターのアンチセンス核酸を含む、請求項64に記載の使用。65. The use according to claim 64, wherein said vector comprises relaxin or a relaxin receptor antisense nucleic acid. 前記組織が、前立腺組織、精巣上体組織、輸精組織または精巣組織である、請求項53または54に記載の使用。55. The use according to claim 53 or 54, wherein the tissue is prostate tissue, epididymis tissue, insemination tissue or testis tissue. 前記被験体が、思春期後の被験体である、請求項53または54に記載の使用。55. The use according to claim 53 or 54, wherein the subject is a post-pubertal subject. 前記被験体が、思春期前の被験体である、請求項53または54に記載の使用。55. The use according to claim 53 or 54, wherein the subject is a pre-pubertal subject.
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