JP2005500010A - 核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン - Google Patents

核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン Download PDF

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Abstract

本発明は、新規なタンパク質(LBDG3と称され、本明細書では核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインと特定された)並びに疾患の診断、予防および治療における前記タンパク質およびコード遺伝子由来の核酸配列の使用に関する。

Description

【0001】
本発明は、本明細書において核内ホルモンレセプターのリガンド結合ドメインとして同定された、CAB55953.1と称される、新規なタンパク質並びに疾患の診断、予防および治療における前記タンパク質およびそのコード遺伝子に由来する核酸配列の使用に関する。
本明細書に引用した全ての刊行物、特許および特許出願は、引用により完全に本明細書に含まれるものとする。
【0002】
(背景技術)
薬剤の発見プロセスにおいて、機能ゲノム学(functional genomics)の時代の到来につれて根幹的な革命が現在進行している。“機能ゲノム学”という用語は、対象のタンパク質配列に機能を帰属させるためにバイオインフォマティクスツールを利用するアプローチに適用される。そのようなツールは、配列データの生成速度が、これらタンパク質配列に機能を割り当てる研究室の能力をはるかに越えるために、ますます必要性を増している。
バイオインフォマティクスツールの潜在能力および精度が高まっているために、前記ツールは通常の生化学的特徴付け技術と急速に置き換えられつつある。実際、本発明の同定に用いた高度なバイオインフォマティクスツールは、今や、高い信頼性をもつ結果を産出する能力を有する。
配列データが利用可能になるにつれ、種々の研究機関および企業の組織がそれらを調査し、重要な発見が絶え間なく達成され続けている。しかしながら、研究および薬剤の発見のための標的として更に新たな遺伝子およびそれらがコードするポリペプチドを同定し特徴付ける必要性は引き続き存在している。
最近、未知の機能をもつ配列を評価するための注目すべきツールが本発明の出願人によって開発された。このツールは、同時係属国際特許出願第PCT/GB01/01105号の主題であるデータベースシステム(バイオペンジウム(Biopendium)検索データベースと称される)である。このデータベースシステムは、独占的技術を用いて作製され、利用可能な全てのタンパク質または核酸配列の完全な比較から作製された情報を含む集積データリソースから成る。
【0003】
別個のデータリソースからこれら配列データを一体化させたその背後の目的は、可能なかぎり多くのデータを、配列それ自体と各配列に関連する情報の両方に関して1つの完全なリソースにまとめることである。各配列と関係を有する全ての利用可能なデータ(入手可能な場合はコードするタンパク質の三次元構造に関するデータを含む)を一緒に統合し、各配列について知られている情報の最大限の利用を可能にし、したがって最も多くの知識に基づく予測がこれら配列の比較から入手することができる。前記データベースで作製され、各配列のエントリーに付随する注釈は、生物学的に関連がある事柄を前記配列情報に付与する。
このデータリソースは、配列のみからタンパク質機能の正確な予測を可能にした。通常の技術を用いた場合、このような予測は、同じ機能ファミリーに属する他のタンパク質に対して高度な配列同一性(約20%−30%の同一性)を示すタンパク質についてのみ可能である。既知の機能を有する他の近縁なタンパク質と低度な配列相同性を示すタンパク質に対しては、正確な予測が不可能である。
本件では、その配列が公的に利用可能なデータベースにCAB55953.1として記録されているタンパク質(NCBI GenBankヌクレオチドアクセッション番号AL117480およびGenBankタンパク質アクセッション番号CAB55953.1)が、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインファミリーの新規なメンバーとして意味付けられる。
【0004】
I.核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインに関する導入部
核内ホルモンレセプター遺伝子スーパーファミリー(表1参照)は、標的遺伝子の転写を調節する構造的に関連するタンパク質をコードする。前記タンパク質には、ステロイドホルモンおよび甲状腺ホルモン、ビタミン並びにリガンドが未だ発見されていない他のタンパク質に対するレセプターが含まれる。核内レセプターは2つの主要なドメイン、DNA結合ドメイン(DBD)およびリガンド結合ドメイン(LBD)から構成されている。DBDは、前記レセプターがモノマー、ホモダイマーまたはヘテロダイマーとして特異的なDNA配列と結合するように指令する。DBDは、核内レセプターでのみ見出される特殊なタイプのジンクフィンガーである。DBDを有する核内レセプターは、PROSITEコンセンサス配列(PS00031)とのマッチングについて検索することによって容易に配列レベルで同定することができる。
リガンド結合ドメイン(LBD)は同系のホルモンと結合しこれに応答する。LBDと結合したリガンドは、すでに結合していた“核内レセプターコリプレッサー”を排斥する構造的変化をひき起こす。続いて前記コリプレッサーによって以前に占有されていた部位は空席になり、“核内レセプターコアクチベーター”で補充される。このリガンドによってひき起こされるコアクチベーターによるコリプレッサーの交換が、リガンド結合が標的遺伝子の転写活性化をもたらすメカニズムである。全てのリガンド結合ドメインはコンセンサス配列、“LBDモチーフ”(表2参照)を含み、前記モチーフは、コリプレッサー結合およびコアクチベーター結合を仲介する。LBDは、今日まで全ての核内ホルモンレセプター標的薬剤のための結合部位であり、したがって新規なリガンド結合ドメインは魅力的な薬剤標的であるので、それらの同定が所望される。リガンド結合ドメインは低い配列同一性(約15%)しか共有しないが、非常に類似する構造を有し、したがって、ゲノムスレッダー(Genome Threader)のような構造に基づく関係付けツール(structure−based relationship tool)のための理想的なターゲットである。
PROSITEのような基本的な検索ツールを用いて、DBDが存在することによって、さらにそれをもとに推測されたLBDによって、多くのタンパク質配列が核内ホルモンレセプターとしてパブリックドメインですでに注釈付けされている。このために、ゲノムスレッダーによって同定される、核内レセプターとして注釈されてないどの新規LBDも完全にDBDを欠くであろうということが予期される。LBDを有するがDBDを欠くタンパク質の先例は、DAX1によって提供される。したがって、我々は、これらDBDのないヒットを“核内ホルモンレセプター”ではなく“核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン”を含むものと注釈付けする。
【0005】
【表1】
Figure 2005500010
【0006】
下表2:“LBDモチーフ”。最上段の数字はモチーフ内の残基の位置を示す。文字は1文字コードによるアミノ酸を示す。1つの縦の欄内の文字は全てモチーフ内のその位置について許容される。例えば、L、I、A、V、M、F、YまたはWは“LBDモチーフ”の最初の位置を占めることができる。位置4と8の間、および位置9と12の間で見出される残基の数には変動が観察されることを述べる。“LBDモチーフ”は、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの681の配列を整列化し、残基の保存パターンを同定することによって構築された。
【0007】
【表2】
Figure 2005500010
【0008】
II.核内ホルモンレセプターおよび疾患
核内ホルモンレセプターは、多様な生理学的機能において役割を果たすことが示されている。それらの多くは疾患プロセスにおいて役割を果たし得る(表3参照)
【0009】
表3:核内ホルモンレセプターと疾患
【表3】
Figure 2005500010
【0010】
したがって、核内ホルモンレセプターのLBDと結合するリガンドによる核内ホルモンレセプターの変化は、疾患の表現型を変化させる手段を提供する。したがって、新規核内ホルモンレセプターのリガンド結合ドメインの同定は、それらタンパク質が上記で同定した疾患や他の症状において役割を果たし得るために強く希求される。したがって新規核内ホルモンレセプターのリガンド結合ドメインの同定は、疾患(特に表3で同定したような疾患)の治療および診断と密接な関連を有する。
【0011】
(発明の詳細な説明)
本発明は、CAB55953.1タンパク質が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとして機能するという発見を基にしている。
CAB55953.1タンパク質の場合、前記タンパク質配列の残基311−452を含む領域は、ヒトレチノイン酸レセプターγ(PDBコード1EXA:A)の残基74(Ser255)から残基216(Ala397)と等価なフォールドを採用することが見出された。ヒトレチノイン酸レセプターγは、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとして機能することが知られている。さらにヒトレチノイン酸レセプターγの“LBDモチーフ”残基、ASP258、GLN259、LEU262およびLEU263は、CAB55953.1ではそれぞれASP314、GLN315、LEU318およびLEU319として保存されている。前記の関係は単にヒトレチノイン酸レセプターγとの関係ではなく、むしろ全体として核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインファミリー全体との関係である。したがって、ヒトレチノイン酸レセプターγ(1EXA:A)とCAB55953.1とのゲノムスレッダー(Genome Threader)(商標)アラインメントの参照によって、CAB55953.1のASP314、GLN315、LEU318およびLEU319は“LBDモチーフ”残基を形成すると予測される。
等価なフォールドおよび“LBDモチーフ”残基保存が組み合わされて、CAB55953.1の前記領域の機能的注釈付けを可能とし、したがってこの領域を含むタンパク質が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を有するという機能的注釈付けを可能とする。
【0012】
本発明の第一の特徴の態様ではポリペプチドが提供され、前記ポリペプチドは、
(i)配列番号:2に記載のアミノ酸配列を含む;
(ii)核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性を有するか、または(i)のポリペプチドと共通の抗原決定基を有する、配列番号:2のフラグメントである;または
(iii)(i)または(ii)の機能的等価物である。
配列番号:2に記載の配列を有するポリペプチドは、以下では“LBDG3ポリペプチド”と称する。
アクセッション番号CAB55953.1を有する配列は、現在N末端まで延長されている。新しい配列はCAC14946.1と称され、長さは797アミノ酸である。この配列は本明細書中で配列番号:4として示されている。その新しい配列は、もちろん核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を有するというCAB55953.1ポリペプチド配列の注釈を変更するのではなく、単にそのタンパク質のN末端ドメインを延長するだけである。配列番号:4に記載の配列を有するポリペプチドを、以降は“LBDG3完全長ポリペプチド”と称する。
【0013】
したがって、本発明の第一の特徴による第二の態様では、ポリペプチドが提供され、前記ポリペプチドは、
(i)配列番号:4に記載のアミノ酸配列を含む;
(ii)核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性を有するか、または(i)のポリペプチドと共通の抗原決定基を有するそのフラグメントである;または
(iii)(i)または(ii)の機能的等価物である。
好ましくは前記ポリペプチドは、
(i)配列番号:2または配列番号:4に記載のアミノ酸配列から成る;
(ii)核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性を有するか、または(i)のポリペプチドと共通の抗原決定基を有するそのフラグメントである;または
(iii)(i)または(ii)の機能的等価物である。
本発明の前記特徴にしたがえば、上記(ii)に記載の好ましいポリペプチドフラグメントは、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性に必要なものと予測される、LBDG3ポリペプチドの領域(以下では“LBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域”)を含むか、またはその変種であって“LBDモチーフ”(ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319、または等価な残基)を保有する。本明細書で明確にされるように、LBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域は、LBDG3ポリペプチド配列の残基311と残基452の間に広がっていると考えられる。
本発明の前記特徴はまた、ポリペプチドのフラグメントおよび上記で定義したこれらポリペプチドフラグメントの変種を取り込んだ融合タンパク質を含むが、ただし前記融合タンパク質は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとしての活性を保有することを条件とする。
【0014】
第二の特徴では、本発明は、本発明の第一の特徴のポリペプチドをコードする精製核酸分子を提供する。好ましくは前記精製核酸分子は、配列番号:1(LBDG3ポリペプチドをコードする)または配列番号:3(LBDG3完全長ポリペプチドをコードする)に記載の核酸配列を有するか、または前記配列の重複等価物またはフラグメントである。好ましい核酸フラグメントは、上記(ii)に記載のポリペプチドフラグメント、好ましくはLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域を含むポリペプチドフラグメントをコードするものであるか、上記に定義したこれらフラグメントの変種をコードするものである。
第三の特徴では、本発明は、本発明の第二の特徴の核酸分子と高ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズする精製核酸分子を提供する。
第四の特徴では、本発明は、発現ベクターのように本発明の第二または第三の特徴の核酸分子を含むベクターを提供する。
第五の特徴では、本発明は、本発明の第四の特徴のベクターで形質転換された宿主細胞を提供する。
第六の特徴では、本発明は、本発明の第一の特徴のポリペプチドと特異的に結合し、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性を阻害するリガンドを提供する。
第七の特徴では、本発明は、本発明の第一の特徴のポリペプチドをコードする天然の遺伝子の発現を変化させるか、または本発明の第一の特徴のポリペプチドの活性を調節するために有効な化合物を提供する。
本発明の第七の特徴の化合物は、前記ポリペプチドの遺伝子の発現レベルまたは活性レベルを増加(作働)させるか、または低下(拮抗)させる。重要なことには、それぞれLBDG3ポリペプチドのLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域として本明細書で明確にされた領域の機能を同定することによって、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインが関与する疾患の治療および/または診断に有効な化合物を同定することが可能なスクリーニング方法をデザインすることができる。
【0015】
第八の特徴では、本発明は、診断または治療で使用するための本発明の第一の特徴のポリペプチド、または本発明の第二もしくは第三の特徴の核酸分子、または本発明の第四の特徴のベクター、または本発明の第五の特徴のリガンド、または本発明の第六の特徴の化合物を提供する。
本発明者は、LBDG3のmRNAがヒト脳において有意なレベルで発現していることを発見した。このことは、ヒト疾患の状態とLBDG3のリガンド結合ドメインに対するアゴニストおよびアンタゴニストの開発に潜在的な関連を与えることから注目すべきことであり、以下を含む種々のヒト疾患における治療的処置に対して可能性を提供する:細胞増殖性疾患(新生物、メラノーマ、肺、結腸直腸、乳房、膵、頭部および頸部の腫瘍並びに他の固形腫瘍を含む)、骨髄増殖性疾患(例えば白血病、非ホジキンリンパ腫、白血球減少症、血小板減少症、血管形成疾患、カポジ肉腫)、自己免疫/炎症性疾患(アレルギー、炎症性腸疾患、関節炎、乾癬および気道の炎症、喘息および器官の移植拒絶を含む)、心脈管系疾患(高血圧、浮腫、アンギナ、アテローム性動脈硬化症、血栓症、敗血症、ショック、再灌流障害、心不整脈および虚血を含む)、神経学的疾患(中枢神経系疾患、アルツハイマー病、脳損傷、脳卒中、筋萎縮性側索硬化症、不安、抑うつおよび痛みを含む)、発達障害、代謝性障害(真性糖尿病、骨粗しょう症、脂質代謝異常、甲状腺機能亢進、甲状腺機能低下、上皮小体機能亢進、高カルシウム血症、低カルシウム血症、高コレステロール血症、高脂血症および肥満を含む)、腎疾患(糸球体腎炎、腎血管性高血圧を含む)、皮膚疾患(アクネ、湿疹および創傷治癒を含む)、加齢の負の作用、エイズ、感染(ウイルス感染、細菌感染、真菌感染および寄生虫感染を含む)、並びに他の病的状態(特に核内ホルモンレセプターが関与するもの)。
DNA結合ドメインが存在しないリガンド結合ドメインを含むLBDG3のような“非古典的”核内ホルモンレセプターの発見は、脳におけるステロイド(神経ステロイドとして知られる)の広範な効果および一般的にそのような効果は転写活性を必要とする既知の古典的ステロイドホルモン核内レセプターを介さずに媒介されることを一貫して報告している既知文献と一致している。一例を挙げると、神経ステロイドは、特にGABA、NMDAおよびシグマレセプターのようなレセプターの域において神経伝達に影響することが示されている。神経ステロイドは、神経保護的役割を果たすことが示されている。したがってLBDG3に対するアゴニスト(またはアンタゴニスト)の開発を介する治療的処置は、梗塞または出血(脳卒中)、並びに中枢神経系および脊髄の損傷のような脳血管性疾患に続く痴呆、パーキンソン病および神経変性のような神経変性状態の治療において役割を有し得る。さらに神経ステロイドは、認識処理、空間学習および記憶、不安、並びに常習行為パターンを引き起こす欲求のような行為に影響することが示されている。したがってLBDG3に対するアゴニストおよびアンタゴニストの開発は、痴呆、学習困難、不安、常習行為(例えばアルコール症、摂食障害および薬物常習であるが、これだけに限られない)を治療するための治療的処置をもたらし得る。
【0016】
本発明者は、LBDG3が脳において独占的には発現されないことを示した。有意なレベルのmRNAが副腎、卵巣、精巣および胸腺においても見出されている。副腎、卵巣および精巣はステロイドの生合成とって意味のある部位であり、その活性はLBDG3にとってのステロイド作用における役割(それだけに限られない)と一致している。それらの組織におけるLBDG3の発見は、以下に挙げる疾患(これだけに限られない)の治療のためのアンタゴニストおよびアゴニストの開発を支持する:高血圧、感染症のストレスを含むストレスに対する応答、塩類および水分恒常性の調節、排卵調節を通じての受胎率制御(不妊症および避妊)、着床調節(不妊症および避妊)および精子形成の調節(不妊症および避妊)。さらに、そのような薬物は、良性前立腺肥大、前立腺癌、卵巣癌および精巣癌のようなステロイド感受性腫瘍を治療することにおいても価値があり得る。
胸腺におけるLBDG3の発見は、T細胞の発生における役割と一致している。したがってLBDG3に対して開発したアゴニストおよびアンタゴニストは、以下のような疾患の進行においてT細胞を調節することに役割を果たし得る:自己免疫疾患およびアレルギー(I型真性糖尿病を含む)、慢性関節リウマチ、多発性硬化症、乾癬、糸球体症に起因する腎不全、強皮症、炎症性腸疾患(クローン病および潰瘍性大腸炎)、移植拒絶、喘息、アトピー性皮膚炎、湿疹、エイズ、感染症(ウイルス感染、細菌感染、真菌感染および寄生虫感染を含む)、並びに他の病的状態(特に核内ホルモンレセプターが関与するもの)。
【0017】
第九番目の特徴では、本発明は患者で疾患を診断する以下の工程を含む方法を提供する:本発明の第一の特徴のポリペプチドをコードする天然の遺伝子の発現レベル、または本発明の第一の特徴のポリペプチドの活性レベルを前記患者由来の組織で評価し、さらに前記発現または活性レベルをコントロールレベルと比較する工程であって、この場合前記コントロールレベルと異なるレベルは疾患を示唆する。前記の方法は好ましくはin vitroで実施されるであろう。同様な方法は患者での疾患治療のモニタリングに使用することができる。この場合、時間の経過にしたがってポリペプチドまたは核酸分子の発現もしくは活性レベルがコントロールレベルに向かって変化するのは疾患の緩解の指標となる。
本発明の第一の特徴のポリペプチドを検出する好ましい方法は以下の工程を含む:(a)本発明の第六の特徴のリガンド(例えば抗体)を生物学的サンプルとリガンド−ポリペプチド複合体の形成に適した条件下で接触させる工程;および、(b)前記複合体を検出する工程。
本発明の第九番目の特徴に記載の方法には、例えば短いプローブによる核酸ハイブリダイゼーション法、点変異分析、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅、および異常なタンパク質レベルを検出する抗体を用いる方法といった種々の異なる方法が存在することは、当業者には明らかであろう。同様な方法を短期または長期ベースで用いて、モニターされる疾患の治療を可能にすることができる。本発明はまた前記疾患診断方法で有用なキットも提供する。
【0018】
第十番目の特徴では、本発明は、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとしての本発明の第一の特徴のポリペプチドの使用を提供する。本発明はまた、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性をもつタンパク質の発現のために本発明の第二または第三の特徴に記載の核酸分子の使用を提供する。本発明はまた核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を作用させる方法を提供し、前記方法は本発明の第一の特徴のポリペプチドを利用する。
第十一番目の特徴では本発明は医薬組成物を提供し、前記医薬組成物は、本発明の第一の特徴のポリペプチド、または本発明の第二もしくは第三の特徴の核酸分子、または本発明の第四の特徴のベクター、または本発明の第六の特徴のリガンド、または本発明の第七の特徴の化合物を医薬的に許容できる担体と組合わせて含有する。
第十二番目の特徴では、本発明は、疾患の診断または治療を目的とする医薬品の製造で使用するために、本発明の第一の特徴のポリペプチド、または本発明の第二のもしくは第三の特徴の核酸分子、または本発明の第四の特徴のベクター、本発明の第六の特徴のリガンド、または本発明の第七の特徴の化合物を提供する。前記診断または治療される疾患は、例えば、細胞増殖性疾患(新生物、メラノーマ、肺、結腸直腸、乳房、膵、頭部および頸部の腫瘍並びに他の固形腫瘍、骨髄増殖性疾患(例えば白血病、非ホジキンリンパ腫、白血球減少症、血小板減少症、血管形成疾患、カポジ肉腫)、自己免疫/炎症性疾患(アレルギー、炎症性大腸疾患、関節炎、乾癬および気道の炎症、喘息および器官の移植拒絶を含む)、心脈管系疾患(高血圧、浮腫、アンギナ、アテローム性硬化症、血栓症、敗血症、ショック、再灌流障害、心不整脈および虚血を含む)、神経学的疾患(中枢神経系疾患、アルツハイマー病、脳損傷、卒中、筋萎縮性側索硬化症、不安、抑うつおよび痛みを含む)、発達障害、代謝性障害(真性糖尿病、骨粗しょう症、脂質代謝障害、甲状腺機能亢進、甲状腺機能低下、上皮小体機能亢進、高カルシウム血症、低カルシウム血症、高コレステロール血症、高脂血症および肥満を含む)、腎疾患(糸球体腎炎、腎血管性高血圧を含む)、皮膚疾患(アクネ、湿疹および創傷治癒を含む)、加齢の負の作用、エイズ、感染(ウイルス感染、細菌感染、真菌感染および寄生虫感染を含む)、並びに他の病的状態(特に核内ホルモンレセプターが関与するもの)である。
【0019】
第十三番目の特徴では、本発明は患者の疾患を治療する方法を提供し、前記方法は、本発明の第一の特徴のポリペプチド、または本発明の第二もしくは第三の特徴の核酸分子、または本発明の第四の特徴のベクター、または本発明の第六の特徴のリガンド、または本発明の第七の特徴の化合物を患者に投与することを含む。
本発明の第一の特徴のポリペプチドをコードする天然の遺伝子の発現、または本発明の第一の特徴のポリペプチドの活性が、健常な対象者の発現または活性レベルと比較したとき罹患対象者で低下する疾患の場合、前記患者に投与される前記ポリペプチド、核酸分子、リガンドまたは化合物はアゴニストであろう。逆に、前記天然の遺伝子の発現、または前記ポリペプチドの活性が、健常な対象者の発現または活性レベルと比較したとき罹患対象者で上昇する疾患の場合、前記患者に投与される前記ポリペプチド、核酸分子、リガンドまたは化合物はアンタゴニストであろう。前記アンタゴニストの例にはアンチセンス核酸分子、リボザイムおよびリガンド(例えば抗体)が含まれる。
第十四番目の特徴では、本発明は、本発明の第一の特徴のポリペプチドを高レベルで、または低レベルで発現させるために、または全く発現させないために形質転換したトランスジェニックまたは遺伝子ノックアウト非ヒト動物を提供する。前記トランスジェニック動物は、疾患の研究用モデルとして非常に有用であり、さらに前記疾患の治療または診断に有効な化合物の同定を目的とするスクリーニング方法で用いることができる。
【0020】
本発明を利用するために用いることができる標準的な技術および方法の要旨は下記で提供される。本発明は、記載した同定の方法論、プロトコル、細胞株、ベクターおよび試薬に限定されないことは理解されよう。本明細書で用いられる専門用語は単に個々の態様を説明するためのものであり、前記用語によって本発明の範囲を限定しようとするものではないこともまた理解されよう。本発明の範囲は添付の請求の範囲の用語によってのみ限定される。
本明細書では、ヌクレオチドおよびアミノ酸についての標準的な略語が用いられる。
本発明の実施では別に指示がなければ、分子生物学、微生物学、リコンビナントDNA技術および免疫学の通常の技術が用いられるであろう。前記技術は当業者の技術範囲内である。
前記のような技術は文献で完全に説明されている。特に適切な解説書の例には以下が含まれる:Sambrook Molecular Cloning; A Laboratory Manual, Second Edition (1989); DNA Cloning, Vol. I and II ( D.N. Glover ed. 1985);Oligonucleotide Synthesis (M.J. Gait ed. 1984);Nucleic Acid Hybridization (B.D. Hames & S.J. Higgins eds. 1984);Transcription and Translation (B.D. Hames & S.J. Higgins eds. 1984);Animal Cell Culture (R.I. Freshney ed. 1986);Immobilized Cells and Enzymes (IRL Press, 1986);B. Perbal, A Practical Guide to Molecular Cloning (1984);the Methods in Enzymology series (Academic Press, Inc.)特にVol. 154 & 155;Gene Transfer Vectors for Mammalian Cells (J.H. Miller and M.P. Calos eds. 1987, Cold Spring Harbor Laboratory);Immunochemical Methods in Cell and Molecular Biology (Mayer and Walker, eds. 1987, Academic Press, London);Scopes, (1987) Protein Purification: Principles and Practice, Second Edition (Springer Verlag, NY);およびHandbook of Experimental Immunology, Vols. I−IV (D.M. Weir and C.C. Blackwell eds. 1986)。
【0021】
本明細書において用いる“ポリペプチド”という用語は、ペプチド結合または改変ペプチド結合によって互いに結合した2つまたは3つ以上のアミノ酸を含む任意のペプチドまたはタンパク質(すなわちペプチドイソスター)が含まれる。この用語は、短鎖(ペプチドおよびオリゴペプチド)および長鎖(タンパク質)の両方を指す。
本発明のポリペプチドは成熟タンパク質の形態を有するものでもよく、またプレ−、プロ−またはプレプロ−タンパク質であってプレ−、プロ−またはプレプロ−部分の切断によって活性化され、活性成熟ポリペプチドを生じるタンパク質でもよい。そのようなポリペプチドでは、プレ−、プロ−またはプレプロ−配列はリーダー配列もしくは分泌配列であっても、または成熟ポリペプチド配列の精製のために用いられる配列であってもよい。
本発明の第一の特徴のポリペプチドは融合タンパク質の一部分を形成することができる。例えば、1つまたは2つ以上の付加アミノ酸配列を含むことがしばしば有利である。前記付加アミノ酸配列は、例えばリコンビナント形成時に、分泌もしくはリーダー配列、プロ−配列、精製を促進する配列、またはより高いタンパク質安定性を付与する配列を含んでもよい。あるいは、または前記に加えて、前記成熟ポリペプチドを別の化合物、例えば前記ポリペプチドの半減期を増加させるような化合物(例えばポリエチレングリコール)を融合させることができる。
【0022】
ポリペプチドは、天然のプロセス(例えば翻訳後プロセッシング)によって、または当業者に周知の化学的改変技術によって改変された、20の遺伝子コードアミノ酸以外のアミノ酸を含んでいてもよい。本発明のポリペプチドに一般的に存在する公知の改変にはグリコシル化、脂質付加、硫化、γ−カルボキシル化(例えばグルタミン酸残基の)、ヒドロキシル化およびADP−リボシル化がある。他の可能な改変には、アセチル化、アシル化、アミド化、フラビンの共有結合付加、ヘム部分の共有結合付加、ヌクレオチドまたはヌクレオチド誘導体の共有結合付加、脂質誘導体の共有結合付加、ホスファチジルイノシトールの共有結合付加、架橋、環状化、ジスルフィド結合形成、脱メチル化、共有結合架橋の形成、システインの形成、ピログルタメートの形成、ホルミル化、GPIアンカー形成、ヨード化、メチル化、ミリストイル化、酸化、タンパク分解性プロセッシング、リン酸化、プレニル化、ラセミ化、セレノイル化、タンパク質へのトランスファーRNA媒介性アミノ酸付加(例えばアルギニル化)およびユビキチン結合が含まれる。
改変は、ペプチド骨格、アミノ酸側鎖およびアミノまたはカルボキシ末端を含むポリペプチド内のいずれの場所に生じてもよい。実際、共有結合改変によるポリペプチドのアミノまたはカルボキシ末端またはその両端の妨害(blockage)は、天然に存在するポリペプチドおよび合成ポリペプチドで一般的であり、そのような改変は本発明のポリペプチドにも存在し得る。
【0023】
ポリペプチド内に生じる改変は多くの場合、ポリペプチドが生成される方法の機能であろう。組換えによって生成されるポリペプチドの場合、大部分の改変の性質および程度は、個々の宿主細胞の改変能力および問題のポリペプチドのアミノ酸配列に存在する改変シグナルによって決定されるであろう。例えば、グリコシル化パターンは異なる種類の宿主細胞間で変動するであろう。
本発明のポリペプチドは任意の適切な様式で調製することができる。そのようなポリペプチドには、単離された天然に存在するポリペプチド(例えば細胞培養から精製)、組換えにより生成されたポリペプチド(融合タンパク質を含む)、合成により生成されたポリペプチド、または前記方法を併用して生成されたポリペプチドが含まれる。
本発明の第一の特徴の機能的に等価なポリペプチドは、LBDG3ポリペプチドまたはLBDG3完全長ポリペプチドに対して相同なポリペプチドであり得る。2つのポリペプチドは、前記ポリペプチドの一方の配列が他方のポリペプチドの配列に対して充分な同一性または類似性を有する場合、本明細書で用いられる用語のように“相同である”と称される。“同一性”とは、整列化した配列のどの特定の場所においても、アミノ酸残基が前記配列間で同一であることを示す。“類似性”は、整列化した配列のいずれの特定の場所においても、アミノ酸残基が前記配列間で類似の種類であることを示す。同一性および類似性の度合いは容易に計算できる(Computational Molecular Biology, A.M. Lesk ed., Oxford University Press, New York, 1988;Biocomputing. Informatics and Genome Projects, D.W. Smith ed., Academic Press, New York, 1993;Computer Analysis of Sequence Data, Part 1, A.M. Griffin and H.G. Griffin eds., Humana Press, New Jersey, 1994;Sequence Analysis in Molecular Biology, G. von Heinje, Academic Press, 1987;およびSequence Analysis Primer, M. Gribskov and J. Devereux eds., M. Stockton Press, New York, 1991)。
【0024】
したがって、相同なポリペプチドには、LBDG3ポリペプチドまたはLBDG3完全長ポリペプチドの天然の生物学的変種(例えば前記ポリペプチドが由来した種における対立形質変種または地理的変種)および変異体(例えばアミノ酸置換、挿入または欠失を含む変異体)が含まれる。前記変異体は、1つまたは2つ以上のアミノ酸残基が保存的または非保存的アミノ酸残基(好ましくは保存的アミノ酸残基)で置換されているポリペプチドを含んでもよく、さらにそのような置換アミノ酸残基は遺伝コードでコードされたものでもそうでなくてもよい。典型的な前記の置換は、Ala、Val、LeuおよびIle間で;SerとThr間で;酸性残基AspとGlu間で;AsnとGln間で、塩基性残基LysとArg間で;または芳香族残基PheとTyr間で生じる。特に好ましいものは、いくつか(すなわち5から10、1から5、1から3、1から2、または単に1つ)のアミノ酸が任意の組合せで置換されたまたは欠失または付加された変種である。特に好ましいものは、タンパク質の特性および活性を変化させないサイレント置換、付加および欠失である。さらにこれに関して特に好ましいものは保存的置換である。
前記変異体にはまた、1つまたは2つ以上のアミノ酸残基が置換基を含むポリペプチドが含まれる。
【0025】
典型的には、2つのポリペプチド間で80%を越える同一性(好ましくは特定の領域で)が機能的等価物を示すと考えられる。好ましくは、本発明の第一の特徴の機能的に等価なポリペプチドは、LBDG3ポリペプチドもしくはLBDG3完全長ポリペプチドに関して、またはその活性なフラグメントに関して80%を越える配列同一性を有する。より好ましいポリペプチドは、LBDG3ポリペプチドもしくはLBDG3完全長ポリペプチドまたはその活性なフラグメントに関してそれぞれ85%、90%、95%、98%または99%を越える同一性を有する。
本明細書で言及される同一性のパーセンテージは、BLASTバージョン2.1.3でNCBI(the National Center for Biotechnology Information;http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)によって特定されたデフォルトパラメーター{Blosum62マトリックス;ギャップ開放(open)ペナルティー=11およびギャップ伸長(extension)ペナルティー=1}を用いて決定されるとおりである。
本件では、LBDG3またはLBDG3完全長ポリペプチドの好ましい活性フラグメントは、LBDG3の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域を含むものであって残基ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319、または等価な残基を有する“LBDモチーフ”を保有するものである(LBDG3完全長ポリペプチドでは、当該残基はASP551、GLN552、LEU555およびLEU556である)。“等価な残基”とは、“LBDモチーフ”残基と等価である残基を意味するが、ただし核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとしての活性を保持していることを条件とする。例えば、ASP314はGLUによって置換することができる。例えば、GLN315は、ASN、ARG、HIS、LYS、SERまたはTHRと置換することができる。例えば、LEU318は、ILE、ALA、VAL、MET、PHE、TYRまたはTRPと置換することができる。例えば、LEU319は、ILE、ALA、VAL、MET、PHE、TYRまたはTRPと置換することができる。したがって本発明のこの特徴は、LBDG3ポリペプチドの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域に関して80%を越える同一性、好ましくは85%、90%、95%、98%または99%を越える同一性をそれぞれ有するポリペプチド、および、ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319、または等価な残基をもつ“LBDモチーフ”を保有するものを含む。上記で考察したように、LBDG3の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域は、LBDG3ポリペプチド配列の残基311と残基452の間に広がっていると考えられる。LBDG3完全長ポリペプチドでは、当該境界はアミノ酸残基548および689である。
【0026】
本発明の第一の特徴の機能的に等価なポリペプチドはまた、1つまたは2つ以上の構造的アラインメント技術を用いて同定されたポリペプチドであってもよい。例えば、バイオペンジウム(Biopendium)検索データベースを作製するために用いられた検索ツールの1つの特徴を形成するインファーマチカゲノムスレッダー(商標)(Inpharmatica Genome Treader)技術を用いて(同時係属国際特許出願PCT/GB01/01105を参照されたい)、LBDG3ポリペプチドと比較したとき、低い配列同一性を有するが、LBDG3ポリペプチド配列と顕著な構造的相同性を共有するがゆえに、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性をもつと予測される、現在は未知の機能を有するポリペプチドを同定することができる。
“顕著な構造的相同性”とは、インファーマチカゲノムスレッダー(商標)が、2つのタンパク質またはタンパク質領域が、少なくとも10%、より好ましくは少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%および前記を越える確実性で構造的相同性を共有することを予測することを意味する。前記インファーマチカゲノムスレッダー(登録商標)の前記確実性の値は以下のように計算される。既知の構造を有する配列をもっぱら使用して、初めに一組の比較をインファーマチカゲノムスレッダー(登録商標)を用いて行った。いくつかの比較は(構造を基準にして)関連することが判明しているタンパク質間で行った。続いてニューラルネットワークを、CATH構造分類(www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/cath)から得られる既知の関係と既知の非関係とを最も良く識別することを必要とすることに基づいて調整(train)した。これによって0と1の間のニューラルネットワークスコアが得られた。しかしながら、一方で関連するタンパク質の数および無関係のタンパク質の数は既知であるので、前記ニューラルネットワークの結果を小群に分配し、正確な結果のパーセンテージを経験的に計算することが可能であった。このようにして、バイオペンジウム検索データベースにおける全ての真正の予測はニューラルネットワークスコアが付随しており、信頼百分率は、インファーマチカゲノムスレッダー(登録商標)がいかに良好なトレーニング/テストセットであるかを反映したものである。
【0027】
LBDG3の構造的相同体は、LBDG3の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域と構造的相同性を共有し、“LBDモチーフ” 残基ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319(LBDG3完全長ポリペプチドでは、ASP551、GLN552、LEU555およびLEU556)、または等価な残基を保有するはずである。そのような構造的相同体は、前記ポリペプチド配列と顕著な構造的相同性を共有し、さらに“LBDモチーフ”残基を保有するがゆえに、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を有すると予測される。
本発明の第一の特徴のポリペプチドにはまた、LBDG3ポリペプチドのフラグメント、LBDG3ポリペプチドのフラグメントの機能的等価物、およびLBDG3ポリペプチドの機能的等価物のフラグメントが含まれるが、ただし前記機能的等価物およびフラグメントは核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を保持するか、またはLBDG3ポリペプチドまたはLBDG3完全長ポリペプチドと共通の抗原決定基を有することを条件とする。
【0028】
本明細書において用いる、“フラグメント”という用語は、LBDG3ポリペプチド、またはその機能的等価物のアミノ酸配列の一部分(全部ではなく)と同じアミノ酸配列を有するポリペプチドを指す。フラグメントは、前記配列に由来する少なくともn個の連続するアミノ酸を含むべきである。さらに、個々の配列に応じて、nは7またはそれより大きい(例えば8、10、12、14、16、18、20またはそれより大きい)。小さなフラグメントは抗原決定基を構成することができる。
本発明のこの特徴の好ましいポリペプチドフラグメントは、LBDG3ポリペプチドのそれぞれLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域と本明細書で明確にされる領域を含むフラグメントである。これらの領域は、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインと注釈付けされた領域である。
LBDG3ポリペプチドの場合、前記領域は残基311と残基452の間に広がっていると考えられる(LBDG3完全長ポリペプチドでは、残基548−689)。
前記フラグメントの変種は、本発明のこの特徴の態様として含まれるが、ただしこれら変種は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとしての活性を保有することを条件とする。
ある観点では、“変種”という用語は前記ポリペプチドフラグメントの伸長型または短縮型を含むことが意図される。
【0029】
伸長型変種の場合、LBDG3ポリペプチド配列内のこれら境界のC末端および/またはN末端にさらに付加された残基が前記ポリペプチドフラグメントに含まれるとき、LBDG3ポリペプチドの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域が正確に折り畳まれ、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性を示すであろうということは想像に難くない。例えば、LBDG3ポリペプチド配列、または相同な配列に由来する5、10、20、30、40または50またはそれより多い付加アミノ酸残基は、LBDG3ポリペプチドの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域の境界のC末端および/またはN末端のいずれか一方または両方に含まれ、前記ポリペプチドフラグメントは、正確に折り畳まれる能力を損なうことなく核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を示し得る。
LBDG3ポリペプチドの短縮型変種の場合、1つまたは2つ以上のアミノ酸残基をLBDG3ポリペプチドの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域のC末端またはN末端の一方または両方で欠失させることができるが、ただし“LBDモチーフ”残基(LBDG3の場合、ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319;LBDG3完全長ポリペプチドの場合、ASP551、GLN552、LEU555およびLEU556)または等価な残基は無傷のままで維持され、欠失は、前記残基のいずれかが欠失するほど前記ポリペプチド配列内に深く伸長することはない。
【0030】
第二の観点では、“変種”という用語は、LBDG3ポリペプチドまたはLBDG3完全長ポリペプチドの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域と顕著な配列相同性を保有し、かつ“LBDモチーフ”残基(配列番号:2では、ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319)または等価な残基を保有する上記で述べたポリペプチドフラグメントの相同体を含むが、ただし前記変種は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとしての活性を保持することを条件とする。
相同体には、LBDG3ポリペプチドのうち、それぞれLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域と80%を越える同一性を保有するポリペプチド分子が含まれる。同一性パーセンテージは、BLASTバージョン2.1.3でNCBI(the National Center for Biotechnology Information;http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)によって特定されるデフォルトパラメーター{Blosum62マトリックス;ギャップ開放ペナルティー=11およびギャップ伸長ペナルティー=1}を用いて決定されるとおりである。好ましくは、本発明のこの特徴のポリペプチドフラグメントの変種相同体は、LBDG3ポリペプチドのLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域に関してそれぞれ80%を越える同一性を有する。より好ましくは、変種ポリペプチドは、LBDG3ポリペプチドのLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域に関してそれぞれ85%、90%、95%、98%または99%を越える同一性をそれぞれ有するが、ただし前記変種は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとしての活性を保持することを条件とする。変種ポリペプチドはまた、上記で考察したポリペプチドフラグメントの短縮型相同体も含むが、ただし前記変種は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとしての活性を保持することを条件とする。
【0031】
本発明の第一の特徴のポリペプチドフラグメントは、例えばインファーマチカゲノムスレッダー(商標)によって同定される、LBDG3ポリペプチド配列のLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域によって規定されるポリペプチドフラグメントの構造と顕著な構造的相同性を示すポリペプチドフラグメントであり得る。したがって、LBDG3ポリペプチド配列のLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域によって規定されるポリペプチドフラグメントの構造的相同体であるポリペプチドフラグメントは、上記で定義されたフォールドのような、LBDG3ポリペプチドフラグメントによって採用されるフォールドと同じフォールドを採用するはずである。
LBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域によって規定されるポリペプチドフラグメントの構造的相同体はまた、“LBDモチーフ” 残基ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319(LBDG3完全長ポリペプチドではASP551、GLN552、LEU555およびLEU556)、または等価な残基も保持するはずである。
【0032】
そのようなフラグメントは、“独立的存在(free−standing)”すなわち、他のアミノ酸もしくはポリペプチドの部分でなくてもよく、他のアミノ酸もしくはポリペプチドに融合されていなくてもよく、それらフラグメントがその部分または領域を構成するより大きなポリペプチドの内部に含まれていてもよい。より大きなポリペプチドの内部に含まれている場合は、本発明のフラグメントは最も好ましくは連続するただ1つの領域を形成する。例えばある種の好ましい態様は、前記フラグメントのアミノ末端に融合したプレ−および/またはプロ−ポリペプチド領域、および/または前記フラグメントのカルボキシ末端に融合した付加的領域を有するフラグメントに関する。しかしながら、いくつかのフラグメントが単一のより大きなポリペプチドの内部に含まれてもよい。
本発明のポリペプチドまたはその免疫原性フラグメント(少なくとも1つの抗原決定基を含む)を用いて、例えばポリクローナルまたはモノクローナル抗体といった、前記ポリペプチドに免疫特異的なリガンドを作製することができる。そのような抗体は、本発明のポリペプチドを発現しているクローンを単離することもしくは同定すること、またはアフィニティークロマトグラフィーによって前記ポリペプチドを精製することに用いることができる。前記抗体はまた、当業者には明らかなように他の利用の中で特に診断的または治療的補助としても用いられ得る。
【0033】
“免疫特異的”という用語は、前記抗体が、従来技術において他の関連ポリペプチドに対する親和性よりも本発明のポリペプチドに対して実質的に強い親和性を有することを意味する。本明細書で用いる“抗体”という用語は、完全な分子だけでなく問題の抗原決定基と結合することができるそのフラグメント、例えばFab、F(ab’)2およびFvも意味する。したがって、そのような抗体は本発明の第一の特徴のポリペプチドと結合する。
ポリクローナル抗体が所望される場合は、選択される哺乳類(例えばマウス、ウサギ、ヤギまたはウマ)は、本発明の第一の特徴のポリペプチドで免疫することができる。動物を免疫するために用いられるポリペプチドは、リコンビナントDNA技術によって誘導するか、または化学的に合成することができる。所望する場合には、前記ポリペプチドは担体タンパク質と結合させることができる。前記ポリペプチドと化学的に結合させることができる一般的に用いられる担体には、ウシ血清アルブミン、サイログロブリンおよびキーホールリンペットヘモシアニンが含まれる。続いて前記担体結合ポリペプチドを用いて動物を免疫することができる。血清は免疫した動物から採集され、既知の方法(例えばイムノアフィニティークロマトグラフィー)にしたがって処理される。
【0034】
本発明の第一の特徴のポリペプチドに対するモノクローナル抗体も、当業者は容易に生成できる。ハイブリドーマ技術を用いてモノクローナル抗体を作製する一般的な方法論は周知である(例えば以下を参照されたい:G. Kohler & C. Milstein, Nature 256:495−497(1975); Kozbor et al., Immunology Today 4:72(1983); Cole et al., 77−96 “Monoclonal Antibodies and Cancertherapy”, Alan R. Liss, Inc. (1985))。
本発明の第一の特徴のポリペプチドに対して生成されたモノクローナル抗体のパネル(panel)を種々の特性、すなわちアイソタイプ、エピトープ、親和性などについてスクリーニングすることができる。モノクローナル抗体は、それらを作らせた個々のポリペプチドの精製に特に有用である。あるいは、対象のモノクローナル抗体をコードする遺伝子を、例えば当技術分野で知られるPCR技術によってハイブリドーマから単離し、さらにクローニングし適切なベクターで発現させることができる。
非ヒト可変領域がヒト定常領域と結合または融合されているキメラ抗体(例えば以下を参照されたい:Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84:3439(1987))もまた有用であろう。
【0035】
抗体は、例えばヒト化によって改変して各個体での免疫原性を減少させることができる(例えば以下を参照されたい:Jones et al., Nature,321:522(1986); Verhoeyen et al., Science, 239:1534(1988); Kabat et al., J. Immunol., 147:1709(1991); Queen et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86:10029(1989); Gorman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88:34181(1991); Hodgson et al., Bio/Technology 9:421(1991))。本明細書で用いられる“ヒト化抗体”という用語は、非ヒトドナー抗体の重鎖および/または軽鎖の可変ドメイン中のCDRアミノ酸および選択した他のアミノ酸がヒト抗体の等価なアミノ酸に代えて置換されている抗体分子を指す。したがって、ヒト化抗体はヒトの抗体と密接に類似するがドナー抗体の結合能力を有する。
また別の選択肢では、前記抗体は、2つの異なる抗原結合ドメインを有し、各ドメインは異なるエピトープに向けられている“二重特異性”抗体であってもよい。
ファージディスプレー技術を用いて、本発明のポリペプチドに対する結合活性をもつ抗体をコードする遺伝子を、関連抗体の保有についてスクリーニングされたヒト由来のリンパ球のPCR増幅V−遺伝子のレパートリー、または未感作ライブラリーのいずれかから選択することができる(J. McCafferty et al., (1990) Nature 348:552−554; J. Marks et al., (1992) Biotechnology 10:779−783)。前記抗体の親和性は、鎖のシャッフリングによって改善することもできる(T. Clackson et al., (1991) Nature 352:624−628)。
上記の技術によって作製された抗体は(ポリクローナルであれモノクローナルであれ)、免疫アッセイ、ラジオイムノアッセイ(RIA)または酵素結合免疫吸着アッセイ(ELIZA)で試薬として用いることができるというさらに別の有用性を有する。前記の利用では、これら抗体は分析的に検出可能な試薬(例えば放射性同位元素、蛍光分子または酵素)で標識することができる。
【0036】
本発明の第二および第三の特徴の好ましい核酸分子は、配列番号:2または配列番号:4に記載のポリペプチド配列および機能的に等価なポリペプチドをコードするものである。前記機能的に等価なポリペプチドには、LBDG3ポリペプチドの活性なフラグメント、例えばLBDG3ポリペプチド配列のLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域を含むフラグメントフラグメント、またはその相同体が含まれる。
これら配列の一続きを包含する核酸分子は本発明のこの特徴の好ましい態様を形成する。
これらの核酸分子は、本明細書に記載する方法および応用で用いることができる。好ましくは本発明の核酸分子は、本明細書に開示する配列に由来する少なくともn個の連続するヌクレオチドを含む。nは、個々の配列に応じて10またはそれより大きい(例えば12、14、15、18、20、25、30、35、40またはそれより大きい)。
本発明の核酸分子は、上記で述べた核酸分子に相補的な配列も含む(例えばアンチセンスまたはプローブとしての目的のために)。
本発明の核酸分子は、RNA(例えばmRNA)、またはDNA(例えばcDNA、合成DNAまたはゲノムDNAを含む)の形態をとることができる。そのような核酸分子は、クローニングによって、化学合成によって、またはそれらを併用して得ることができる。前記核酸分子は、固相ホスホルアミダイト化学合成のような技術を用いるゲノムまたはcDNAライブラリーからの化学合成によって、または生物体から分離することによって調製することができる。RNA分子は一般的にはDNA配列のin vitroまたはin vivo転写によって作製することができる。
【0037】
核酸分子は二本鎖でも一本鎖でもよい。一本鎖DNAはコード鎖(センス鎖としても知られる)でも、非コード鎖(アンチセンス鎖とも称される)でもよい。
“核酸分子”という用語には、DNAおよびRNAのアナログ(例えば改変骨格を含むもの)、並びにペプチド核酸(PNA)も含まれる。本明細書で用いられる“PNA”という用語はアンチセンス分子または抗遺伝子(anti−gene)作用因子を指し、長さが少なくとも5ヌクレオチドであってアミノ酸残基のペプチド骨格と結合したオリゴヌクレオチドを含む。前記ペプチド骨格は好ましくはリジンで終わり、前記末端リジンは当該組成物に可溶性を付与する。PNAはPEG化(PEGylated)されて細胞内での寿命が延長されてもよい{細胞内では、PNAは優先的に相補性一本鎖DNAおよびRNAと結合して転写物伸長を停止させる(P.E. Nielsen et al. (1993) Anticancer Drug Des. 8:53−63)}。
配列番号:2または配列番号:4のポリペプチドまたはその活性フラグメントをコードする核酸分子は、配列番号:1または配列番号:3にそれぞれ示した核酸分子のコード配列と同一でもよい。これらの分子は、遺伝コードの縮退の結果として、配列番号:2または配列番号:4のポリペプチドまたはLBDG3ポリペプチドの活性フラグメント(例えばLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域を含むフラグメント)、またはその相同体をコードする多様な配列を有することもできる。LBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域は、LBDG3ポリペプチド配列の残基311と残基452の間に広がっていると考えられる。LBDG3完全長ポリペプチドでは、当該境界は残基548および689である。したがって配列番号:1では、LBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域は、ヌクレオチド932から1357を含む核酸分子によってコードされる。配列番号:3では、そのような境界は1642および2067である。前記配列の一続きを包含する核酸分子、および前記配列の相同体は、本発明のこの特徴の好ましい態様を形成する。
【0038】
配列番号:2または配列番号:4のポリペプチドをコードする前記核酸分子には、それ自体で成熟なポリペプチドのコード配列;成熟ポリペプチドおよび付加コード配列(例えばリーダー配列または分泌配列、例えばプロ−、プリ−またはプレプロ−ポリペプチド配列をコードするもの)のためのコード配列;前述の付加的コード配列を伴なう、または伴なわないが、さらに付加的な非コード配列(非コード5’および3’配列を含む)を伴なう成熟ポリペプチドのコード配列が含まれるが、ただしこれらに限定されない。前記の非コード5’および3’配列は、例えば転写される非翻訳配列で、転写(終止シグナルを含む)、リボソーム結合およびmRNA安定性で役割を果たすものである。前記核酸分子は、更なる官能性を提供するアミノ酸のような付加アミノ酸をコードする付加配列を含むこともできる。
本発明の第二および第三の特徴の核酸分子は、本発明の第一の特徴のポリペプチドのフラグメントまたは機能的等価物およびそのフラグメントもコードし得る。
上記で考察したように、LBDG3ポリペプチドの好ましいフラグメントは、LBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域を含むフラグメント、またはその相同体である。前記核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域は、配列番号:1のヌクレオチド932から1357を含む核酸分子によってコードされる(配列番号:3では、そのような境界は1642および2067である)。
本発明の機能的に等価な核酸分子は、天然に存在する変種(例えば天然に存在する対立形質変種)であっても、または前記分子は天然に存在することが知られていない変種であってもよい。前記のような天然に存在しない核酸分子の変種は、突然変異誘発技術(核酸分子、細胞または生物に対して適用される技術が含まれる)によって達成できる。
このような変種の中では、特にヌクレオチドの置換、欠失または挿入によって前述の核酸分子と異なる変種が挙げられる。置換、欠失または挿入は1つまたは2つ以上のヌクレオチドを含むことができる。変種はコード領域または非コード領域またはその両方が変化していてもよい。コード領域における変化は、保存的または非保存的なアミノ酸置換、欠失または挿入をもたらし得る。
【0039】
本発明の核酸分子はまた、多様な理由で、遺伝子生成物(ポリペプチド)のクローニング、プロセッシングおよび/または発現の改変を含む当技術分野で一般的に知られている方法を用いて操作され得る。ランダムフラグメント化によるDNAシャッフリングおよび遺伝子フラグメントおよび合成オリゴヌクレオチドのPCRリアッセンブリーは、ヌクレオチド配列の操作に用いられ得る技術に含まれる。位置特異的突然変異誘発を用いて、新規な制限部位の挿入、グリコシル化パターンの変更、コドンの優先性の変化、スプライシング変種の生成、変異の導入など、その他を行うことができる。
本発明の第一の特徴のポリペプチドをコードする核酸分子は異種配列に連結され、それによって結合核酸分子が融合タンパク質をコードすることができるようにしてもよい。前記のような結合核酸分子は本発明の第二または第三の特徴に包含される。例えば、本発明のポリペプチドの阻害物質のためのペプチドライブラリーをスクリーニングするために、前記のような結合核酸分子を用いて、市販の抗体によって認識される融合タンパク質を発現させることは有用であろう。融合タンパク質はまた、本発明のポリペプチド配列と異種タンパク質配列との間に位置する切断部位を含むように操作し、それによって前記ポリペプチドを異種タンパク質から切り離して精製することができるようにしてもよい。
【0040】
本発明の核酸分子にはまた本発明のポリペプチドをコードする核酸分子と部分的に相補的であり、したがってコード核酸分子とハイブリダイズする(ハイブリダイゼーション)アンチセンス分子が含まれる。そのようなアンチセンス分子(例えばオリゴヌクレオチド)は、当業者にはよく知られるように、本発明のポリペプチドをコードする標的核酸を認識し、その標的核酸と特異的に結合してその転写を妨げるようにデザインすることができる(例えば以下の文献を参照されたい:J.S. Cohen, Trends in Pharm. Sci., 10:435(1989); J. Okano, Neurochem. 56:560(1991); J. O’ Connor, Neurochem. 56:560(1991); Lee et al., Nucleic Acids Res. 6:3073(1979); Cooney et al., Science 241:456(1988); Dervan et al., Science 251:1360(1991))。
本明細書で用いられる“ハイブリダイゼーション”という用語は、2つの核酸分子が水素結合によって互いに結合することを指す。典型的には、1つの分子が固相支持体に固定され、他方は溶液中で遊離しているであろう。続いて2つの分子を水素結合に適した条件下で互いに接触させる。前記結合に影響する因子には以下が含まれる:溶媒の種類および体積;反応温度;ハイブリダイゼーションの時間;攪拌;液相分子の固相支持体への非特異的結合を妨害する薬剤(デンハルト試薬、またはBLOTTO);分子の濃度;分子の結合速度を増加させる化合物の使用(硫酸デキストランまたはポリエチレングリコール);およびハイブリダイゼーションに続く洗浄条件のストリンジェンシー(Sambrook et al.(上掲書)を参照されたい)。
【0041】
完全に相補的な分子と標的分子とのハイブリダイゼーションの阻害は、当業者に知られるハイブリダイゼーションアッセイを用いて調べることができる(例えばSambrook et al.(上掲書)を参照されたい)。したがって、実質的に相同な分子は、文献(G.M. Wahl and S.L. Berger, 1987, Methods Enzymol. 152:399−407; A.R. Kimmel, 1987, Methods Enzymol. 152:507−511)に開示されたように完全に相同な分子と標的分子との結合を種々のストリンジェンシー条件下で競合させ阻害するであろう。
“ストリンジェンシー”とは、異なる分子の結合よりも非常に類似した分子の結合に適したハイブリダイゼーション反応の条件を指す。高ストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件は、以下を含む溶液(50%のホルムアミド、5倍のSSC(150mM NaCl、15mMクエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5倍のデンハルト溶液、10%の硫酸デキストラン、および20μg/mLの変性せん断サケ精子DNA)中で42℃で一晩インキュベーションし、続いてフィルターを0.1倍のSSCで約65℃で洗浄すると定義される。低ストリンジェンシー条件は、ハイブリダイゼーション反応が35℃で実施されることを含む(Sambrook et al.(上掲書)を参照されたい)。好ましくは、ハイブリダイゼーションに用いられる条件は高ストリンジェンシーを構成するものである。
【0042】
本発明のこの特徴の好ましい態様は、LBDG3ポリペプチド(配列番号:2)またはLBDG3完全長ポリペプチド(配列番号:4)をコードする核酸分子の全長にわたって少なくとも80%同一である核酸分子、および前記のような核酸分子に対して実質的に相補的な核酸分子である。好ましい活性フラグメントは、LBDG3ポリペプチド配列のそれぞれLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域を含むフラグメントである。したがって、好ましい核酸分子は、LBDG3ポリペプチド配列の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域をコードする核酸分子の全長にわたって少なくとも80%同一であるものを含む。
本明細書で言及される同一性パーセンテージは、BLASTバージョン2.1.3でNCBI(the National Center for Biotechnology Information;http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)によって特定されたデフォルトパラメーターを用いて決定されるとおりである。
好ましくは、本発明のこの特徴の核酸分子は、配列番号:1に示された配列を有する核酸分子、この配列のヌクレオチド932−1357を含む領域の全長にわたって少なくとも80%同一の領域を含む。本発明のこの特徴の他の好ましい核酸分子は、配列番号:1に示された配列を有する核酸分子、この配列のヌクレオチド2913−3515を含む領域の全長にわたって少なくとも80%同一の領域を含むか、またはこれら核酸領域のいずれかと相補的である核酸分子を含む。この場合、前記の全長にわたって少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%、より好ましくは少なくとも98%または99%同一の核酸分子が特に好ましい。これに関して、好ましい態様は、LBDG3ポリペプチドと実質的に同じ生物学的機能または活性を保持するポリペプチドをコードする核酸分子である。
【0043】
本発明はまた、以下の工程を含む、本発明の核酸分子を検出する方法を提供する:(a)二重鎖を形成するハイブリダイゼーション条件下で本発明の核酸プローブを生物学的サンプルと接触させる工程;および(b)形成された前記の全ての二重鎖を検出する工程。
本発明にしたがって利用することができるアッセイに関連して下記でさらに考察するように、上記で述べた核酸分子をRNA、cDNAまたはゲノムDNAのためのハイブリダイゼーションプローブとして用い、LBDG3ポリペプチドまたはLBDG3完全長ポリペプチドをコードする完全長のcDNAおよびゲノムクローンを単離し、さらに前記ポリペプチドをコードする遺伝子と高い配列類似性を有する相同遺伝子またはオーソログ遺伝子のcDNAまたはゲノムクローンを単離することができる。
これに関しては、当技術分野で公知の他の技術の中で特に以下の技術を利用することができる。これらの技術は例示として下記で考察される。DNAのシークエンシングおよび解析のための方法は周知で、当技術分野では一般的に利用可能であり、本明細書で考察される本発明の態様の多くを実施するために実際に用いることができる。そのような方法では、DNAポリメラーゼIのKlenowフラグメント、シークエナーゼ(US Biochemical Corp., Cleaveland, OH)、Taqポリメラーゼ(Prekin Elmer)、耐熱性T7ポリメラーゼ(Amersham, Chicago, IL)、またはポリメラーゼと校正エキソヌクレアーゼの組合せ(例えば市販(Gibco/BRL, Gaithersburg, MD)のELONGASE増幅キットで見出されるようなもの)のような酵素を利用することができる。好ましくは、シークエンシングプロセスは、例えばハミルトンマイクロラブ(Hamilton Micro Lab)2200(Hamilton, Reno, NV)、ペルティエサーマルサイクラー(Peltierthermal Cycler)PTC200(MJ Research, Watertown, MA)、ABIカタリスト並びに373および377DNAシークエンサー(Perkin Elmer)のような機器を用いて自動化することができる。
【0044】
LBDG3ポリペプチドの機能と等価な機能を有するポリペプチド、特にLBDG3ポリペプチドのLBDG3核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域と同等の機能をもつポリペプチドをコードする核酸分子を単離する方法の1つは、当技術分野で知られている標準的な方法を用いる、天然のプローブまたは人工的にデザインしたプローブによるゲノムライブラリーまたはcDNAライブラリーの探索である(例えば以下の文献を参照されたい:“Current Protocols in Molecular Biology”, Ausubel et al.(eds). Greene Publishing Association and John Wiley Interscience, New York, 1989, 1992)。特に有用なプローブは、適切なコード遺伝子(配列番号:1)、特に配列番号:1のヌクレオチド932−1357の領域に由来する核酸配列に対応する、または前記配列と相補的である、少なくとも15、好ましくは少なくとも30、さらに好ましくは少なくとも50の連続塩基を含むプローブである。
前記のようなプローブは分析的な検出が可能な試薬で標識して前記プローブの識別を容易にすることができる。有用な試薬には、放射性同位元素、蛍光色素、および検出可能な生成物の形成を触媒し得る酵素が含まれるが、ただしこれらに限定されない。これらのプローブを用いて、当業者は、ヒト、哺乳類または他の動物供給源から対象のタンパク質をコードするゲノムDNA、cDNAまたはRNAポリヌクレオチドの相補的なコピーを単離し、近縁配列、例えば前記のファミリー、タイプおよび/またはサブタイプに属するまた別のメンバーについて、前記の供給源をスクリーニングすることができるであろう。
【0045】
多くの場合、単離されるcDNA配列は不完全で、ポリペプチドをコードする領域は短く(通常は5’末端で)切断されているであろう。完全長cDNAを得るために、または短いcDNAを伸長させるために、いくつかの方法が利用可能である。そのような配列は、部分的なヌクレオチド配列を用い、上流の配列(例えばプロモーターおよび調節エレメント)を検出するための当技術分野で公知の種々の方法を用いて伸長させることができる。例えば、使用され得るある方法は、cDNA末端迅速増幅法(RACE;例えば以下を参照されたい:Frohman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA(1988) 85:8998−9002)に基づく。前記技術の最近の改変(例えばマラソン(Marathon)(商標)技術(Clontech Laboratories Inc.)により例示される)は、より長いcDNAの検索を顕著に単純化した。わずかに異なる技術(“制限部位”PCRと称される)では、普遍的プライマーを用いて既知の遺伝子座に近接する未知の核酸配列が検索される(G. Sarkar (1993) PCR Methods Applic. 2:318−322)。逆PCRもまた、既知の領域に基づく多様なプライマーを用いた配列の増幅または伸長に用いることができる(T. Triglia et al. (1988) Nucleic Acids Res. 16:8186)。使用できる別の方法は捕捉PCRで、前記は、ヒトおよび酵母の人工染色体DNAで既知配列に近接するDNAフラグメントのPCR増幅を含む(M. Lagerstrom et al. (1991) PCR Methods Applic. 1:111−119)。未知の配列を検索するために利用可能な別の方法はパーカーの方法である(J.D. Parker et al.(1991) Nucleic Acids Res. 19:3055−3060)。さらに、ゲノムDNAを歩行させるためにPCR、入れ子(nested)プライマーおよびプロモーターファインダー(PromoterFinder)(商標)ライブラリー(Clontech, Palo Alto, CA)を用いてもよい。この方法ではライブラリーのスクリーニングが不要で、イントロン/エクソン結合部を見出すことに有用である。
【0046】
完全長cDNAをスクリーニングする場合、より大きなcDNAを包含するためにサイズ選択を実施したライブラリーを用いることが好ましい。さらにまた、遺伝子の5’領域を含む配列をより多く含むという点でランダムプライミングした(random−primed)ライブラリーが好ましい。ランダムプライミングしたライブラリーの使用は、オリゴd(T)ライブラリーが完全長cDNAを生成できない状況で特に好ましいであろう。ゲノムライブラリーは、5’非転写調節領域に配列を伸長させるために有用であろう。
本発明のある態様では、染色体局在化のために本発明の核酸分子を用いることができる。この技術では、核酸分子は個々のヒト染色体上の特定の位置に対して特異的に標的化され、個々のヒト染色体上の特定の位置にハイブリダイズさせることができる。本発明の関連配列の染色体上へのマッピングは、遺伝子関連疾患に関する配列の相関性確認において重要な工程である。いったん染色体の正確な位置に配列がマッピングされたら、前記配列の染色体上の物理的な位置を遺伝子地図データと相関させることができる。そのようなデータは、例えば以下で見出すことができる:V. McKusick, Mendelian Inheritance in Man(ジョーンズホプキンス大学、ウェルチ医学図書館を通じてオンラインで入手可能である)。同じ染色体領域にマッピングされた遺伝子と疾患との関係を、次に連鎖解析(物理的に近接する遺伝子の同時遺伝(coinheritance))によって同定する。これにより、ポジショナルクローニングまたは他の遺伝子発見技術を用いて疾患遺伝子を検索する研究者に貴重な情報が提供される。いったん疾患または症候群の位置が遺伝連鎖によって特定のゲノム領域で大まかに限局されたら、前記領域にマッピングされるいずれの配列も、更なる解析のための関連または調節遺伝子となることができる。前記核酸分子はまた、正常な個体、キャリア個体または罹患個体間で転座、逆位などによる染色体位置上の相違を検出するために用いることができる。
【0047】
本発明の核酸分子はまた組織分布同定(tissue localisation)のために貴重である。そのような技術は、ポリペプチドをコードするmRNAの検出によって組織中の前記ポリペプチドの発現パターンの決定を可能にする。これらの技術にはin situハイブリダイゼーション技術およびヌクレオチド増幅技術(例えばPCR)が含まれる。これらの研究から得られる結果は、生物内での前記ポリペプチドの正常な機能を示唆する。さらに、変異遺伝子によってコードされるmRNAの発現パターンと正常mRNA発現パターンとの比較研究によって、変異ポリペプチドの疾患における役割に対する貴重な洞察が提供される。そのような不適切な発現は時間的、位置的または量的性質を有する場合もある。
本発明のベクターは本発明の核酸分子を含み、クローニングベクターでも発現ベクターでもよい。本発明のベクターで形質転換、トランスフェクトまたは形質導入され得る本発明の宿主細胞は、原核細胞でも真核細胞でもよい。
本発明のポリペプチドは、宿主細胞内に含まれるベクター中の前記ポリペプチドをコードする核酸分子の発現によってリコンビナント形態で調製することができる。前記のような発現方法は当業者によく知られており、以下の文献により詳細に記述され得る:Sambrook et al.(上掲書)およびFeRNAndez & Hoeffler(1998, eds. “Gene expression systems. Using nature forthe art of expression”, Academic Press, San Diego, London, Boston, New York, Sydney, Tokyo, Toronto)。
【0048】
一般的には、要求される宿主でポリペプチドを生成させるために核酸分子の維持、増殖または発現に適したいずれの系またはベクターも用いることができる。周知であり日常的である種々の技術のいずれによっても(例えば前掲書(Sambrook et al.)に記載されたようなもの)、適切なヌクレオチド配列を発現系に挿入することができる。一般的には、コード遺伝子は制御エレメント(例えばプロモーター、リボソーム結合部位(細菌での発現の場合)、および場合によってオペレーター)の制御下に置かれ、それによって所望のポリペプチドをコードするDNA配列を形質転換宿主細胞でRNAに転写させることができる。
適切な発現系の例には、例えば染色体系、エピソーム系およびウイルス由来系、例えば以下に由来するベクターが含まれる:細菌プラスミド、バクテリオファージ、トランスポゾン、酵母エピソーム、挿入エレメント、酵母染色体エレメント、ウイルス、例えばバキュロウイルス、パポーバウイルス(例えばSV40)、ワクシニアウイルス、アデノウイルス、鶏痘ウイルス、仮性狂犬病ウイルスおよびレトロウイルス、または上記の組合せ、例えばプラスミドとバクテリオファージの遺伝子エレメントに由来するもの(例えばコスミドおよびファージミドを含む)。ヒト人工染色体(HAC)もまた、プラスミドに包含させ発現させるには大きいDNAフラグメントを搬送するために用いることができる。
【0049】
特に適切な発現系には、リコンビナントバクテリオファージ、プラスミドまたはコスミドDNA発現ベクターで形質転換された微生物(例えば細菌);酵母発現ベクターで形質転換された酵母;ウイルス発現ベクター(例えばバキュロウイルス)を感染させた昆虫細胞系;ウイルス発現ベクター(例えばカリフラワーモザイクウイルス、CaMV;タバコモザイクウイルス、TMV)または細菌発現ベクター(例えばTiまたはpBR322プラスミド)で形質転換した植物細胞系;または動物細胞系が含まれる。無細胞翻訳系もまた本発明のポリペプチドの生成に用いることができる。
本発明のポリペプチドをコードする核酸分子の宿主細胞への導入は、多くの標準的な実験室マニュアル(例えば、Davis et al., Basic Methods in Molecular Biology (1986)および上掲書(Sambrook et al.))に記載された方法によって達成できる。特に適切な方法には、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAEデキストラン仲介トランスフェクション、トランスベクション(transvection)、マイクロインジェクション、陽イオン脂質仲介トランスフェクション、エレクトロポレーション、トランスダクション、擦過ローディング(scrape loading)、弾道導入または感染が含まれる(以下を参照されたい:Sambrook et al.(1989)上掲書;Ausbel et al.(1991)上掲書;Spector, Goldman & Leinward,(1998))。
【0050】
コード核酸分子は、所望であれば、例えばシグナルペプチドまたはリーダー配列のような制御配列をコードする配列を(例えば翻訳ポリペプチドの小胞体内、細胞周辺腔または細胞外環境への分泌のために)含んでいても含んでいなくてもよい。このシグナルは前記ポリペプチドにとって内因性であっても異種シグナルであってもよい。リーダー配列は、翻訳後プロセッシングで細菌宿主によって取り除くことができる。
コントロール配列の他に、宿主細胞の増殖に関連して前記ポリペプチドの発現の調節を可能にする調節配列を付加することが望ましい場合がある。調節配列の例は、化学的または物理的刺激(調節化合物の存在を含む)または多様な温度もしくは代謝条件に応答して遺伝子の発現を増加させたり低下させたりする配列である。調節配列は、ベクターの非翻訳領域、例えばエンハンサー、プロモーター並びに5’および3’非翻訳領域である。これらは、宿主細胞タンパク質と相互作用して、転写および翻訳を実行する。そのような調節配列は、その強さおよび特異性を変化させることができる。用いられるベクター系および宿主に依存して、多くの適切な転写および翻訳エレメント(構成性および誘発性プロモーターを含む)を用いることができる。例えば、細菌系でクローニングするときは、誘発性プロモーター、例えばBluescriptファージミド(Stratagene, La Jolla, CA)またはpSportl(商標)プラスミド(Gibco BRL)などのハイブリッドlacZプロモーターを用いることができる。バキュロウイルスポリヘドリン(polyhedrin)プロモーターは昆虫細胞で用いることができる。植物細胞ゲノムに由来するプロモーターまたはエンハンサー(例えば熱ショック、RUBISCOおよび貯蔵タンパク質遺伝子)または植物ウイルスに由来するプロモーターまたはエンハンサー(例えばウイルスプロモーターまたはリーダー配列)は、ベクターへクローニングすることができる。哺乳類細胞系では、哺乳類遺伝子由来または哺乳類ウイルス由来のプロモーターが好ましい。配列の多数コピーを含む細胞株の作製が必要な場合、SV40またはEBVをベースにしたベクターを適切な選択マーカーとともに用いることができる。
【0051】
発現ベクターは、特定の核酸コード配列を適切な調節配列とともにベクター内に配置させることができるように構築される。前記コード配列の調節配列に関する位置および向きは、前記コード配列が調節配列の“制御下”で転写されるような位置および向きである(すなわちコントロール配列にてDNA分子と結合するRNAポリメラーゼは前記コード配列を転写する)。いくつかの事例では、前記配列を適切な向きで制御配列に付属させることができるように(すなわちリーディングフレームを維持するために)、前記配列を改変する必要があるであろう。
コントロール配列および他の調節配列は、ベクターへの挿入の前に核酸コード配列に連結させることができる。あるいは、コード配列は、コントロール配列および適切な制限部位を既に含む発現ベクターへ直接クローニングすることができる。
長期的なリコンビナントポリペプチドの高収量の生成のためには、安定な発現が好ましい。例えば、対象のポリペプチドを安定に発現する細胞株は、ウイルスの複製起点および/または内因性発現エレメント並びに選択マーカー(同じベクターまたは別個のベクターに存在する)を含む発現ベクターを用いて形質転換させることができる。ベクターの導入に続き、選択培地に切り替える前に細胞を栄養(enriched)培地で1−2日間増殖させることができる。選択マーカーの目的は、選択に対する耐性を付与することで、選択マーカーの存在によって、導入された配列をうまく発現する細胞の増殖および回収が可能になる。安定に形質転換された細胞の耐性クローンは、細胞の種類に適した組織培養技術を用いて増殖させることができる。
【0052】
発現のための宿主として利用可能な哺乳類細胞株は当技術分野で公知であり、米国菌培養収集所(American Type Culture Collection, ATCC)から入手可能な多くの不朽化細胞株が含まれる。前記には、例えばチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)、HeLa、ベイビーハムスター腎(BHK)、サル腎(COS)、C127、3T3、BHK、HEK293、ボウズ(Bowes)メラノーマおよびヒト肝細胞癌(例えばHepG2)細胞および多数の細胞株が含まれるが、これだけに限られない。
バキュロウイルス系では、バキュロウイルス/昆虫細胞発現系のための材料は、特にインビトロジェン(Invitrogen, San Diego, CA)からキットの形態で(“MaxBac”キット)商業的に入手可能である。前記の技術は一般的に当業者に知られており、文献には完全に記載されている(Summers & Smith, Texas Agricultural Experiment Station Bulletin No.1555(1987))。この系での使用に特に適切な宿主細胞には昆虫細胞、例えばドロソフィラ(Drosophila)S2およびスポドプテラ(Spodoptera)Sf9細胞が含まれる。
当技術分野で公知である多くの植物細胞培養および植物体(whole plant)遺伝子発現系が存在する。適切な植物細胞遺伝子発現系の例には米国特許第5,693,506号、5,659,122号および5,608,143号に記載されたものが含まれる。植物細胞培養における遺伝子発現の別の例は、文献に記載されている(Zenk (1991) Phytochemistry 30:3861−3863)。
特に、プロトプラストを単離し、これを培養して完全な再生植物を形成することが可能な植物は全て利用することができ、それによって移入遺伝子を含む完全な植物が回収される。特に、サトウキビ、サトウダイコン、綿花、果実および他の樹木、マメ類および野菜の主要な種の全てを含む(ただしこれらに限定されない)全ての植物は、培養細胞または組織から再生させることができる。
【0053】
特に好ましい細菌宿主細胞の例には連鎖球菌、ブドウ球菌、大腸菌(E. coli)、ストレプトマイセスおよびバチルス・ズブチリス(Bacillus subtilis)細胞が含まれる。
真菌での発現に特に適切な宿主細胞の例には酵母細胞(例えばS.セレビシエ(cerevisiae))およびアスペルギルス細胞が含まれる。
形質転換細胞株の回収に用いることができる多くの選択系は、当技術分野で公知である。例えば、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(M. Wigler et al.(1977) Cell 11:223−32)およびアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(I. Lowy et al.(1980) Cell 22:817−23)の遺伝子が含まれ、前記はそれぞれtk−またはaprt±細胞で用いることができる。
さらにまた、抗代謝物質耐性、抗生物質耐性または除草剤耐性を選択基準として用いてもよい。例えばジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)はメトトレキセートに対する耐性を付与し(M. Wigler et al.(1980) Proc. Natl. Acad. Sci. 77:3567−70)、nptはアミノグリコシド系ネオマイシンおよびG−418に耐性を付与し(F. Colbere−Garapin et al.(1981) J. Mol. Biol. 150:1−14)、さらにalsまたはpatはそれぞれクロロスルフロン(chlorsulfuron)およびホスフィノトリシン(phosphinotricin)アセチルトランスフェラーゼに対する耐性を付与する。さらに別の選択可能な遺伝子が報告されており、当業者にはそれらの例は明白であろう。
【0054】
マーカー遺伝子の発現の有無は対象の遺伝子も存在することを示唆するが、対象の遺伝子の存在および発現を確認する必要があり得る。例えば、関連する配列がマーカー遺伝子配列内に挿入されている場合、適切な配列を含む形質転換細胞はマーカー遺伝子機能が存在しないことによって識別することができる。あるいは、マーカー遺伝子は、ただ1つのプロモーターの制御下で本発明のポリペプチドをコードする配列とともに直列に配置することができる。通常、誘発または選択に応答するマーカー遺伝子の発現は、直列遺伝子の発現も示している。
あるいは、本発明のポリペプチドをコードする核酸配列を含み、前記ポリペプチドを発現する宿主細胞は、当業者に知られている多様な方法で同定することができる。前記方法には、DNA−DNAまたはDNA−RNAハイブリダイゼーションおよびタンパク質バイオアッセイ、例えば蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)またはイムノアッセイ技術(例えば酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)および放射性イムノアッセイ(RIA))が含まれ(ただしこれらに限定されない)、核酸またはタンパク質の検出および/または定量のためのメンブレン、溶液またはチップをベースとする技術が含まれる(例えば以下を参照されたい:R. Hampton et al.(1990) Serological Methods, A Laboratory Manual, APS Press, St Paul, MN;およびD.E. Maddox et al.(1983) J. Exp. Med. 158:1211−1216)。
【0055】
多様な標識および結合技術が当業者に知られており、種々の核酸およびアミノ酸アッセイで用いることができる。本発明のポリペプチドをコードする核酸分子に関連する配列を検出するための標識ハイブリダイゼーションプローブまたはPCRプローブの作製手段には、標識したポリヌクレオチドを用いるオリゴ標識、ニックトランスレーション、末端標識またはPCR増幅が含まれる。あるいは、本発明のポリペプチドをコードする配列をベクターにクローニングしてmRNAプローブを作製することができる。そのようなベクターは当技術分野で公知で、商業的に入手可能であり、適切なRNAポリメラーゼ(例えばT7、T3またはSP6)および標識ヌクレオチドを添加することによりin vitroでRNAプローブを合成することに用いることができる。これらの方法は、種々の市販キット(Pharmacia & Upjohn (Kalamazoo, MI); Promega (Madison, WI); U.S. Biochemical Corp., (Cleaveland, OH))を用いて実施することができる。
適切なレポーター分子または標識(前記は検出を容易にするために用いることができる)には、放射性核種、酵素および蛍光、化学発光または色素生産性物質の他に基質、コファクター、阻害剤、磁性粒子などが含まれる。
【0056】
本発明の核酸分子はまたトランスジェニック動物(特にげっ歯類動物)の作製に用いることができる。そのようなトランスジェニック動物は本発明の別の特徴を構成する。これは、体細胞の改変によって局部的に、または遺伝性改変を導入する生殖細胞系療法によって実施することができる。前記のようなトランスジェニック動物は、本発明のポリペプチドのモジュレーターとして有効な薬剤分子のための動物モデルを作製するために特に有用であろう。
ポリペプチドは、周知の方法によってリコンビナント細胞培養物から回収し精製することができる。前記周知の方法には、硫安またはエタノール沈澱、酸性抽出、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、リン酸化セルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用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、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーおよびレクチンクロマトグラフィーが含まれる。高性能液体クロマトグラフィーは、精製に特に有用である。単離および精製の間にポリペプチドが変性した場合には、タンパク質のリフォールディングのためによく知られている技術を用いて活性な構造を再生することができる。
【0057】
所望の場合には、可溶性タンパク質の精製を容易にするポリペプチドドメインをコードするヌクレオチド配列に本発明のポリペプチドをコードする配列を連結させることにより特殊化したベクター構築物も、タンパク質の精製を容易にするために用いることができる。そのような精製促進ドメインの例には、金属キレートペプチド(例えば固定化金属上での精製を可能にするヒスチジン−トリプトファンモジュール、固定化免疫グロブリン上での精製を可能にするプロテインAドメイン、およびFLAGS伸長/アフィニティー精製システム(Immunex Corp., Seattle, WA)で用いられるドメイン)が含まれる。切断可能なリンカー配列(例えばXA因子またはエンテロキナーゼ(Invitrogen, San Diego, CA)に特異的なもの)を精製ドメインと本発明のポリペプチドとの間に包含させて、精製を容易にすることに用いてもよい。そのような発現ベクターの1つは、チオレドキシンまたはエンテロキナーゼ切断部位に先行するいくつかのヒスチジン残基と融合させた本発明のポリペプチドを含む融合タンパク質の発現を提供する。ヒスチジン残基は、IMAC(固定金属イオンアフィニティークロマトグラフィー;J. Porath et al.(1992) Prot. Exp. Purif. 3:263−281)により精製を容易にし、一方、チオレドキシンまたはエンテロキナーゼ切断部位は融合タンパク質からポリペプチドを精製するための手段を提供する。融合タンパク質を含むベクターについての考察は以下で提供される:D.J. Kroll et al.(1993) DNA Cell Biol. 12:441−453)。
【0058】
スクリーニングアッセイで使用するためにポリペプチドを発現させる場合は、前記ポリペプチドを発現する宿主細胞の表面で前記ポリペプチドを生成させることが一般には好ましい。この場合、宿主細胞はスクリーニングアッセイで使用する前に、例えば蛍光活性化細胞ソーティング(FACS)またはイムノアフィニティー技術のような技術を用いて収穫することができる。ポリペプチドが培養液中に分泌される場合は、前記培養液を回収して発現されたポリペプチドを回収および精製することができる。ポリペプチドが細胞内で生成される場合、ポリペプチドを回収する前に、先ず初めに細胞を溶解させねばならない。
本発明のポリペプチドを用いて、種々の薬剤スクリーニング技術のいずれかで化合物ライブラリーをスクリーニングすることができる。そのような化合物は、本発明のポリペプチドの遺伝子発現レベルまたは活性レベルを活性化(作働)させ、または阻害(拮抗)することができる。それらは本発明のさらなる特徴を形成する。好ましい化合物は、本発明の第一の特徴のポリペプチドをコードする天然の遺伝子の発現を変化させることに有効であるか、または本発明の第一の特徴のポリペプチドの活性を調節することに有効である。
アゴニスト化合物またはアンタゴニスト化合物は、例えば細胞、無細胞調製物、化学物質ライブラリーまたは天然生成物の混合物から単離することができる。これらのアゴニストまたはアンタゴニストは天然または改変された基質、リガンド、酵素、レセプターまたは構造的もしくは機能的模倣物質であってよい。前記のスクリーニング技術の適切な概論のためには以下を参照されたい:Coligan et al.(1991) Current Protocols in Immunology 1(2):Chapter 5。
【0059】
おそらく良好なアンタゴニストと考えられる化合物は、本発明のポリペプチドと結合し、結合したときに前記ポリペプチドの生物学的作用を誘発しない分子である。潜在的なアンタゴニストには、本発明のポリペプチドと結合し、それによって本発明のポリペプチドの活性を阻害または消滅させる小型有機分子、ペプチド、ポリペプチドおよび抗体が含まれる。そのようなやり方で、前記ポリペプチドと正常な細胞の結合分子との結合が阻害され、その結果前記ポリペプチドの正常な生物学的活性が阻害され得る。
このようなスクリーニング技術で用いられる本発明のポリペプチドは溶液中で遊離していても、固相支持体に固定されていても、細胞表面に保持されていても、または細胞内に位置していてもよい。一般に、このようなスクリーニングの方法は、前記のポリペプチドを発現している適切な細胞または細胞膜を用いることを含み、前記細胞または細胞膜をテスト化合物と接触させて、結合または機能的な応答の刺激もしくは阻害を観察する。続いて前記テスト化合物と接触させた細胞の機能的応答を、前記テスト化合物と接触させなかったコントロール細胞と比較する。前記のようなアッセイによって、テスト化合物が前記ポリペプチドの活性化によって発生するシグナルをもたらすか否かを、適切な検出系を用いて評価する。活性化の阻害剤は、一般的には既知のアゴニストの存在下でアッセイされ、テスト化合物の存在下でアゴニストによる活性化の影響が観察される。
【0060】
或いは、単純な結合アッセイを用いてもよい。この場合、テスト化合物のポリペプチド保持表面への付着が直接または間接的にテスト化合物と結合させた標識手段によって検出されるか、または標識競合物質を用いた競合を含むアッセイで検出される。別の態様では、競合薬剤のスクリーニングアッセイを用いることができる。この場合、ポリペプチドと特異的に結合することができる中和抗体がテスト化合物と結合について競合する。このようにして、前記抗体を用いて前記ポリペプチドに対して特異的な結合親和性を保有する一切のテスト化合物の存在を検出することができる。
前記ポリペプチドをコードするmRNAの細胞内の生成に対する添加テスト化合物の影響を検出するアッセイをデザインすることもできる。例えば、当技術分野で公知の標準的な方法によりモノクローナルまたはポリクローナル抗体を用いてポリペプチドの分泌レベルまたは細胞結合レベルを測定するELISAを構築することができ、それを用いて適切に操作した細胞または組織からのポリペプチド生成を阻害または増強し得る化合物について検索することができる。続いて、前記ポリペプチドとテストされる化合物との結合複合体の生成を測定することができる。
【0061】
使用され得る薬剤スクリーニングのための別の技術は、対象のポリペプチドに対して適切な結合親和性を有する化合物の高速大量処理スクリーニングを提供する(国際特許出願WO84/03564を参照されたい)。前記方法では、多数の異なる小型のテスト化合物が固相基質上で合成され、次に本発明のポリペプチドと反応させられ洗浄され得る。ポリペプチドを固定する方法の1つは非中和抗体を使用することである。続いて、当技術分野で周知の方法を用いて結合ポリペプチドを検出することができる。精製ポリペプチドはまた、前述の薬剤スクリーニング技術で使用するためにプレートに直接被覆させることができる。
本発明のポリペプチドを用いて、膜結合レセプターまたは可溶性レセプターを当技術分野で公知の標準的なレセプター結合技術により同定することができる。前記標準的な技術は、例えばリガンド結合アッセイおよび架橋アッセイであり、そのようなアッセイでは、ポリペプチドは放射性同位体で標識されているか、化学的に改変されているか、またはその検出もしくは精製を容易にするペプチド配列と融合されており、推定上のレセプター供給源(例えば細胞の組成物、細胞膜、細胞上清、組織抽出物または体液)とインキュベートされる。結合有効性は、生物物理的技術、例えば表面プラズモン共鳴および分光法を用いて測定することができる。結合アッセイは、レセプターの精製およびクローニングのために用いることができるが、ポリペプチドとそのレセプターとの結合に競合する前記ポリペプチドのアゴニストおよびアンタゴニストを同定するためにも用いることができる。スクリーニングアッセイを実施する標準的方法は当技術分野ではよく理解されている。
【0062】
本発明はまた、上記で述べたアゴニスト、アンタゴニスト、リガンド、レセプター、基質、酵素を同定する方法で有用なスクリーニングキットを含む。
本発明は、上記アゴニスト、アンタゴニスト、リガンド、レセプター、基質および酵素、並びに上記で述べた方法によって発見される、本発明のポリペプチドの活性または抗原性を調節する他の化合物を含む。
本発明はまた、本発明のポリペプチド、核酸、リガンドまたは化合物とともに適切な医薬担体を含む医薬組成物を提供する。これらの組成物は、下記で詳細に説明するように、治療用もしくは診断用試薬として、ワクチンとして、または他の免疫原性組成物として適切であり得る。
本明細書で用いられる専門用語にしたがえば、ポリペプチド、核酸、リガンドまたは化合物{X}を含む組成物は、組成物中のX+Yの合計の少なくとも85質量%がXである場合は不純物(本明細書中ではY)を“実質的に含まない”。好ましくはXは、組成物中のX+Yの合計の少なくとも約90質量%を、より好ましくは少なくとも約95質量%、98質量%または99質量%を構成する。
【0063】
医薬組成物は、好ましくは治療的に有効な量の本発明のポリペプチド、核酸分子、リガンドまたは化合物を含むべきである。本明細書で用いられる“治療的に有効な量”という用語は、標的疾患または症状を治療、緩和もしくは予防するために、または検出可能な治療効果もしくは予防効果を示すために必要な治療薬剤の量を指す。いずれの化合物についても、治療的に有効な投与量は、最初に細胞培養アッセイ(例えば新生物細胞培養アッセイ)または動物モデル(通常はマウス、ウサギ、イヌまたはブタ)のいずれかで見積もることができる。動物モデルは、適切な濃度範囲および投与経路の決定にも用いることができる。次にそのような情報を用いて、ヒトで有用な投与量および投与経路を決定することができる。
ヒト対象者に対する正確な有効量は、疾患状態の重篤度、対象者の全身の健康状態、対象者の年齢、体重および性別、食事、投与時間および投与回数、併用薬剤、反応感受性および治療に対する許容性/応答性に依存するであろう。前記の量は日常的検査により決定でき、それは臨床医の判断の範囲内であろう。一般には有効用量は0.01mg/kgから50mg/kg、好ましくは0.05mg/kgから10mg/kgであろう。本組成物は個別にまたは他の薬剤、医薬品またはホルモンと一緒に患者に投与することができる。
【0064】
医薬組成物はまた、治療薬の投与のために医薬的に許容できる担体を含むことができる。そのような担体には、抗体および他のポリペプチド、遺伝子並びに他の治療薬剤(例えばリポソーム)が含まれるが、ただし担体はそれ自体で前記組成物を投与される個体に有害な抗体の産生を誘発せず、さらに不都合な毒性をもたらすことなく投与されることを条件とする。適切な担体は大型でゆっくりと代謝される巨大分子、例えばタンパク質、多糖類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、重合アミノ酸、アミノ酸コポリマーおよび不活性ウイルス粒子であり得る。
それらの中には医薬的に許容できる塩、例えば鉱酸塩(塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩などのような);および有機酸の塩(酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩などのような)を用いることができる。医薬的に許容できる担体についての綿密な考察は以下のテキストで入手可能である:Remington’s Pharmaceutical Sciences (Mack Pub. Co., N.J. 1991)。
治療用組成物中の医薬的に許容できる担体は、さらに液体、例えば水、生理食塩水、グリセロールおよびエタノールを含むことができる。さらに、助剤(例えば湿潤剤または乳化剤、pH緩衝物質など)が前記組成物中に存在していてもよい。そのような担体は、患者が摂取できるように前記医薬組成物を錠剤、ピル、糖衣錠、カプセル、液剤、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁剤などとして製剤化することを可能にする。
【0065】
いったん製剤化されたら、本発明の組成物は直接対象者に投与することができる。治療される対象者は動物で、特にヒト対象者が治療され得る。
本発明で用いられる医薬組成物は、多数の経路(経口、静脈内、筋肉内、動脈内、骨髄内、硬膜下腔内、心室内、経皮適用(例えばWO98/20734を参照)、皮下、腹腔内、鼻内、腸内、局所、舌下、膣内または直腸的手段が含まれるが、ただしこれらに限定されない)によって投与できる。遺伝子銃またはハイポスプレーもまた、本発明の医薬組成物の投与に用いることができる。典型的には、本治療用組成物は、注射用物質(液体溶液または懸濁剤のいずれか)として調製できる。注射前に液体賦形剤中で溶液または懸濁剤とするために適した固体を調製することもできる。
本組成物の直接的デリバリーは一般に、皮下、腹腔内、静脈内または筋肉内に注射によって達成されるか、または組織の間隙腔に搬送されるであろう。前記組成物はまた、病巣に投与してもよい。投薬治療は単回投与スケジュールでも複数回投与スケジュールでもよい。
本発明のポリペプチドの活性が特定の疾患状態で過剰である場合には、いくつかのアプローチが利用可能である。あるアプローチは、医薬的に許容できる担体とともに上記のような阻害化合物(アンタゴニスト)を、前記ポリペプチドの機能阻害に有効な量で対象者に投与することを含む(前記化合物による前記機能阻害は、例えばリガンド、基質、酵素、レセプターの結合を遮断するか、または第二のシグナルを阻害し、それによって異常な症状を緩和することによって達成される)。好ましくは、前記アンタゴニストは抗体である。最も好ましくは、そのような抗体は、先に記載したようなその免疫原性を最少にするキメラ抗体および/またはヒト化抗体である。
【0066】
別のアプローチでは、問題のリガンド、基質、酵素、レセプターに対する結合親和性を保持するポリペプチドの可溶形を投与することができる。典型的には、前記ポリペプチドは、関連部分を保持するフラグメントの形態で投与することができる。
また別のアプローチでは、前記ポリペプチドをコードする遺伝子の発現は、発現遮断技術を用いて、例えば内部で生成されるかまたは別々に投与されるアンチセンス核酸分子を使用して(上記で述べたように)阻害することができる。遺伝子発現の改変は、ポリペプチドをコードする遺伝子の制御領域、5’領域または調節領域(シグナル配列、プロモーター、エンハンサーおよびイントロン)に対して相補的な配列またはアンチセンス分子(DNA、RNAまたはPNA)をデザインすることによって達成できる。同様に、阻害は“三重らせん”塩基対方法論を用いて達成することができる。三重らせん対形成は、ポリメラーゼ、転写因子または調節分子の結合のために二重らせんが充分に開く能力を阻害することから有用である。三重DNAを用いる最近の治療の進歩は文献に記載されている(J.E. Gee et al.(1994) In:B.E. Huber & B.I. Carr, Molecular and Immunologic Approaches, Futura Publishing Co., Mt. Kisco, NY)。相補的配列またはアンチセンス分子をデザインし、リボソームに対する結合を妨げて転写を妨害することによってmRNAの翻訳を遮断することもできる。そのようなオリゴヌクレオチドは投与されてもよいし、またin vivoでの発現によりin situで生成させてもよい。
【0067】
さらに、本発明のポリペプチドの発現は、そのコードmRNA配列に特異的なリボザイムを用いることによって妨げることができる。リボザイムは、天然または合成であり得る触媒的活性型のRNAである(例えば以下を参照されたい:N. Usman et al., Curr. Opin. Struct. Biol.(1996) 6(4):527−533)。合成リボザイムをデザインして、選択した位置でmRNAを特異的に切断し、それによってmRNAの機能的ポリペプチドへの翻訳を妨げることができる。リボザイムは、通常RNA分子で見出されるような天然のリン酸リボース骨格および天然の塩基から合成することができる。或いは、リボザイムは、非天然の骨格(例えば2’-O-メチルRNA)を用いて合成して、リボヌクレアーゼ分解から保護することができる。これらは改変塩基を含んでいてもよい。
RNA分子は細胞内安定性および半減期を増加させるために改変することができる。可能な改変には、RNA分子の5’および/または3’末端へのフランキング配列の付加、または分子の骨格内でホスホジエステル結合に代わるホスホロチオエートまたは2’-O-メチルの使用が含まれるが、ただしこれらに限定されない。この概念はPNAの生成にも受け継がれ、さらに非慣用塩基(例えばイノシン、ケオシン(gueosine)およびブトシン(butosine)(アセチル−、メチル−、チオ−も同様に)、および同様に改変された形態のアデニン、シチジン、グアニン、チミンおよびウリジンで、これらは内因性エンドヌクレアーゼによって容易に認識されないようなものである)の包含によってPNA分子の全てに前記概念を広げることができる。
【0068】
本発明のポリペプチドおよびその活性の過小発現に関連する異常な状態を治療するためには、いくつかのアプローチも利用可能である。あるアプローチは、前記ポリペプチドを活性化する化合物(すなわち上記で述べたアゴニスト)の治療的に有効な量を対象者に投与し、異常な状態を緩和することを含む。あるいは、本ポリペプチドの治療量を適切な医薬担体と組合せて投与し、ポリペプチドの相対的な生理学的バランスを回復させてもよい。
遺伝子治療を用い、対象者の関連する細胞による本ポリペプチドの内因性生成を行わせることができる。遺伝子治療は、不完全な遺伝子を修正した治療用遺伝子と置き換えることによって、前記ポリペプチドの不適切な生成を永久的に治療するために用いられる。
本発明の遺伝子治療はin vivoまたはex vivoで実施できる。Ex vivo遺伝子治療は、患者の細胞の単離および精製、治療用遺伝子の導入、および遺伝的に改変した細胞を患者に戻して導入することを必要とする。対照的に、in vivo遺伝子治療は、患者の細胞の単離および精製を必要としない。
治療用遺伝子は患者に投与するために典型的には“封入されて”いる。遺伝子デリバリー賦形剤はリポソームのような非ウイルス、または、例えばK.L. Berkner (1992) Currtop. Microbiol. Immunol., 158:39−66に記載されたアデノウイルスのような複製欠損ウイルスまたはN. Muzyczka (1992) Currtop. Microbiol. Immunol., 158:97−129および米国特許第5.252,479号に記載されたアデノ付随ウイルス(AAV)ベクターであり得る。例えば、本発明のポリペプチドをコードする核酸分子は、複製欠損レトロウイルスベクターで発現させるために操作を施すことができる。次にこの発現構築物を単離し、前記ポリペプチドをコードするRNAを含有するレトロウイルスプラスミドベクターで形質導入したパッケージ細胞に導入することができる。その結果、前記パッケージ細胞は対象の遺伝子を含有する感染性ウイルス粒子を産生することができるようになる。これらのプロデューサー細胞はin vivoで細胞を操作するために、さらにin vivoでポリペプチドを発現させるために対象者に投与することができる(以下を参照されたい:Gene Therapy and Other Molecular Genetic−based Therapeutic Approaches, Chapter 20(およびその中に引用された文献), “Human Molecular Genetics” (1996) T. Strachan & A.P. Read, BIOS Scientific Publishers Ltd.)。
【0069】
別のアプローチは“裸のDNA”の投与で、この場合、治療用遺伝子は血流または筋肉組織に直接注射される。
本発明のポリペプチドまたは核酸分子が疾患をひき起こす原因物質である場合には、本発明は、前記疾患をひき起こす原因物質に対する抗体を生成するワクチンとして用いることができる。
本発明のワクチンは予防的(すなわち感染を防ぐ)または治療的(すなわち感染後の疾患を治療する)であろう。そのようなワクチンは、免疫性を付与する抗原、免疫原、ポリペプチド、タンパク質または核酸を、通常は上記で述べた医薬的に許容できる担体と組合せて含む。前記担体には、それ自体で組成物を投与される個体に対して有害な抗体の産生を誘発しない担体のいずれもが含まれる。さらに、これらの担体は免疫刺激剤(“アジュバント”)として機能してもよい。さらにまた、前記抗原または免疫原は、細菌の類毒素(例えばジフテリア、破傷風、コレラ、H.ピロリ菌(pyroli))および他の病原体と結合させることができる。
ポリペプチドは胃で分解されるので、ポリペプチドを含むワクチンは好ましくは非経口的に(例えば皮下、筋肉内、静脈内または皮内注射)投与される。非経口投与に適した製剤には、水性および非水性滅菌注射溶液(前記は抗酸化剤、緩衝剤、抗菌剤および製剤を受容者の血液に対し等張にする溶質を含むことができる)、並びに水性および非水性滅菌懸濁剤(前記は分散剤または粘稠剤を含むことができる)が含まれる。
【0070】
本発明のワクチン製剤は単位用量または複数単位用量容器で提供されてもよい。例えば封入したアンプルおよびバイアルは、使用直前に滅菌された液状担体を添加することだけを必要とする凍結乾燥状態で保存することができる。投与量はワクチンの比活性に依存し、日常的な検査で容易に決定することができる。
本発明はまた、診断薬としての本発明の核酸分子の使用に関する。本発明の核酸分子により特徴付けられ、機能不全に付随する遺伝子の変異型の検出は、前記遺伝子の過小発現、過剰発現または位置的もしくは時間的発現の変化から生じる疾患の診断、または疾患に対する感受性の診断に付け加えることができるか、またはそれらを明確にすることができる診断ツールを提供する。前記遺伝子に変異を保有する個体は、種々の技術によってDNAレベルで検出することができる。
診断のための核酸分子は対象者の細胞、例えば血液、尿、唾液、組織生検または剖検材料から入手できる。ゲノムDNAを直接検出に用いてもよいし、PCR、リガーゼ連鎖反応(LCR)、鎖置換増幅(SDR)または他の増幅技術を分析前に用いることによって、ゲノムDNAを酵素的に増幅してもよい(以下の文献を参照されたい:Saiki et al., Nature 324:163−166(1986); Bej et al., Crit. Rev. Biochem. Molec. Biol., 26:301−334(1991); Birkenmeyer et al., J. Virol. Meth., 35:117−126(1991); Van Brunt, J., Bio/Technology, 8:291−294(1990))。
【0071】
ある態様では、本発明のこの特徴は、本発明のポリペプチドをコードする天然の遺伝子の発現レベルを評価し、さらに前記発現レベルをコントロールのレベルと比較することを含む、患者における疾患を診断する方法を提供する(ここで前記コントロールレベルと異なるレベルは疾患を示唆する)。前記方法は以下の工程を含む:
a)本発明の核酸分子と核酸プローブとの間でハイブリッド複合体の形成を可能にするストリンジェント条件下で、患者由来の組織サンプルを前記核酸プローブと接触させる工程;
b)コントロールサンプルを工程a)で用いた条件と同じ条件下で前記プローブと接触させる工程;および、
c)前記サンプル中のハイブリッド複合体の存在を検出する工程;
この場合、コントロールサンプル中のハイブリッド複合体レベルと異なるハイブリッド複合体レベルが患者サンプルで検出されることは、疾患を示唆する。
本発明のさらなる特徴は、以下の工程を含む診断方法を含む:
a)疾患について検査される患者から組織サンプルを入手する工程;
b)前記組織サンプルから本発明の核酸分子を単離する工程;および、
c)前記核酸分子内の疾患に付随する変異の存在を検出することによって患者を疾患について診断する工程。
【0072】
上記に記載した方法における核酸分子の検出を補助するために、増幅工程、例えばPCRの使用を含むことができる。
正常な遺伝子型と比較すると、増幅生成物におけるサイズの変化によって、欠失および挿入が検出される。点変異は、増幅DNAを本発明の標識RNAとハイブリダイズさせるか、あるいは本発明の標識アンチセンスDNA配列とハイブリダイズさせることによって同定することができる。完全にマッチした配列は、RNase消化によって、または溶融温度における差異を評価することによって、ミスマッチを有する二重鎖と区別することができる。DNAをストリンジェントな条件下で前記DNAとハイブリダイズする核酸プローブと接触させてハイブリッド二重鎖分子を形成させ(前記ハイブリッド二重鎖は、疾患に付随する変異に対応するいずれかの部分で前記核酸プローブ鎖のハイブリダイズしていない部分を有する)、DNA鎖の対応する部分における疾患付随変異の有無を示すものとして、前記プローブ鎖のハイブリダイズしていない部分の有無を検出することによって、患者における変異の有無を検出することができる。
前記のような診断は特に出生前検査で有用であり、新生児検査においてすら有用である。
【0073】
点変異、および参照遺伝子と“変異”遺伝子間で異なる他の配列は、他の周知の技術、例えば直接DNAシークエンシングまたは一本鎖構造多型性(Orita et al., Genomics, 5:874−879(1989))によって同定できる。例えば、シークエンシングプライマーは、二本鎖PCR生成物または改変PCRによって作製された一本鎖テンプレート分子とともに用いることができる。配列決定は、放射能標識ヌクレオチドを用いる通常の方法によって、または蛍光タグを用いる自動シークエンシング法によって実施される。クローン化DNAセグメントを、特異的DNAセグメントを検出するためのプローブとして用いることもできる。この方法の感受性は、PCRと併用したとき極めて増強される。さらに、点変異および他の配列の変動(例えば多型性)は、例えば対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドをただ1つのヌクレオチドが異なる配列のPCR増幅に用いることによって、上記のように検出することができる。
DNA配列の相違はまた、変性剤の存在下または非存在下でのゲル内のDNAフラグメントの電気泳動移動度における変化によって、または直接DNAシークエンシング(例えば、Myers et al., Science (1985) 230:1242)によって検出することができる。特定の位置における配列の変化はまた、ヌクレアーゼ保護アッセイ(例えばRNaseおよびS1保護)または化学切断法(Cotton et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1985) 85:4397−4401を参照)によって明らかにすることができる。
【0074】
通常のゲル電気泳動およびDNAシークエンシングの他に、ミクロ欠損、異数性、転座、逆位のような変異は、in situ分析によっても検出できる(例えば以下を参照されたい:Keller et al., DNA Probes, 2nd Ed., Stockton Press, New York, N.Y., USA(1993))。すなわち、細胞内のDNAまたはRNA配列は、それらを単離および/またはメンブレン上に固定する必要なしに変異について分析することができる。蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)は、現在のところ最も一般的に用いられている方法で、FISHに関する多数の概論が存在する(例えば以下を参照されたい:Trachuck et al., Science, 250:559−562(1990);およびTrask et al., Trends Genet. 7:149−154(1991))。
本発明の別の態様では、本発明の核酸分子を含むオリゴヌクレオチドプローブのアレイを構築し、遺伝的変種、変異および多型性の効率的スクリーニングを実施することができる。アレイ技術方法はよく知られており汎用的に応用することができ、遺伝子発現、遺伝連鎖および遺伝的多様性を含む分子遺伝学における種々の疑問に取り組むために用いることができる(例えば以下を参照されたい:M. Chee et al., Science (1996) 274:610−613)。
【0075】
ある態様では、前記アレイは以下の文献に記載された方法にしたがって調製され使用される(PCT出願WO95/11995(Chee et al.);D.J. Lockhart et al.(1996) Nat. Biotech. 14:1675−1680;M. Schena et al.(1996) Proc. Natl. Acad. Sci. 93:10614−10619)。オリゴヌクレオチド対は2つから100万個を越える範囲で変動し得る。前記オリゴマーは、光誘導化学方法を用いて基板上の指定領域で合成される。基板は紙、ナイロンまたは他のタイプのメンブレン、フィルター、チップ、ガラススライドもしくは他の適切な任意の固相支持体でよい。別の特徴では、オリゴヌクレオチドは、PCT特許出願(WO95/251116, Baldeschweiler et al.)に記載されたように化学的結合方法およびインクジェット適用装置を用いて基板表面で合成することができる。別の特徴では、ドット(またはスロット)ブロットに類似する“格子化(gridded)”アレイを用い、真空系、熱結合方法、UV結合方法、機械的または化学的結合方法を用いて基質表面にcDNAフラグメントまたはオリゴヌクレオチドを配置し、連結させることができる。アレイ(例えば上記で述べたようなもの)は手動で、または利用可能な装置(スロットブロットまたはドットブロット装置)、材料(適切な固相支持体すべて)および機械(ロボット機器を含む))を用いて作製することができ、8、24、96、384、1536または6144個のオリゴヌクレオチド、または2つから100万個を越える範囲の他のいずれの数をも含むことができる(このことはアレイ自体を商業的に入手可能な計測器の有効利用に向くものとしている)。
【0076】
上記で考察した方法の他に、対象者に由来するサンプルから、ポリペプチドまたはmRNAの異常な増加または低下レベルを決定することを含む方法によって、疾患を診断することができる。発現低下または発現増加は、ポリヌクレオチドの定量のために当技術分野で周知の方法のいずれか、例えば核酸増幅(例を挙げるとPCR、RT−PCR、RNase保護、ノザンブロット法)および他のハイブリダイゼーション方法を用いてRNAレベルで測定することができる。
宿主に由来するサンプルで本発明のポリペプチドレベルを決定することに用いることができるアッセイ技術は当業者によく知られており、さらに上記でいくらか詳細に考察されている(ラジオイムノアッセイ、競合結合アッセイ、ウェスタンブロット分析およびELIZAアッセイを含む)。本発明のこの特徴では以下の工程を含む診断方法が提供される:(a)上記に記載したリガンドを、リガンド−ポリペプチド複合体の形成に適した条件下で生物学的サンプルと接触させる工程;および(b)前記複合体を検出する工程。
例えばELISA、RIAおよびFACSのようなポリペプチドレベルを測定するためのプロトコルは、さらにポリペプチド発現の変化レベルまたは異常レベルを診断するための基礎を提供することができる。ポリペプチド発現の正常値または標準値は、正常な哺乳類対象体(好ましくはヒト)から得られた体液または細胞抽出物を、複合体形成に適した条件下で前記ポリペプチドに対する抗体と混合することによって確立される。標準的な複合体形成量は種々の方法、例えば分光測定方法によって定量することができる。
【0077】
本発明のポリペプチドと特異的に結合する抗体は、前記ポリペプチドの発現によって特徴付けられる症状または疾患の診断のために、または本発明のポリペプチド、核酸分子、リガンドおよび他の化合物を用いて治療されている患者をモニターするアッセイにおいて、用いることができる。診断目的に有用な抗体は、治療薬として上記で述べたのと同じ様式で調製することができる。前記ポリペプチドについての診断アッセイは、前記抗体および標識を用いてヒトの体液または細胞もしくは組織の抽出物中のポリペプチドを検出する方法を含む。前記抗体は改変して、または改変せずに用いることができ、さらにそれらをレポーター分子と共有結合または非共有結合によって結合させることによって標識することができる。当技術分野で公知の多様なレポーター分子を用いることができる(それらのいくつかは上記に記載されている)。
生検組織由来の対象者、コントロールおよび疾患サンプルで発現されたポリペプチドの量は、標準値と比較される。標準値と対象者の値との間の偏差は疾患診断のためのパラメータを確立する。診断アッセイを用いて、ポリペプチド発現の有無および過剰を識別し、治療的処置の間のポリペプチドレベルの調節をモニターすることができる。そのようなアッセイはまた、動物実験、臨床試験または個々の患者の治療モニタリングにおける個々の治療的処置方法の有効性を評価することに用いることができる。
【0078】
本発明の診断キットは以下を含むことができる:
(a)本発明の核酸分子;
(b)本発明のポリペプチド;または
(c)本発明のリガンド。
本発明のある特徴では、診断キットは、ストリンジェントな条件下で本発明の核酸分子とハイブリダイズする核酸プローブを含む第一の容器;核酸分子を増幅させるために有用なプライマーを含む第二の容器;および疾患の診断を容易にするために前記プローブおよびプライマーの使用についての指示書を含むことができる。前記キットはさらに、ハイブリダイズしていないRNAを消化するための試薬を保持する第三の容器を含むことができる。
本発明の別の特徴では、診断キットは核酸分子のアレイを含み、前記核酸分子の1つが本発明の核酸分子であってもよい。
本発明のポリペプチドを検出するために、診断キットは以下を含むことができる:本発明のポリペプチドと結合する1つまたは2つ以上の抗体;および前記抗体とポリペプチドとの間の結合反応の検出に有用な試薬。
【0079】
そのようなキットは、以下のような疾患または疾患に対する感受性を診断することに有用であろう:特に細胞増殖疾患(新生物、メラノーマ、肺、結腸直腸、乳房、膵、頭部および頸部の腫瘍並びに他の固形腫瘍を含む)、骨髄増殖性疾患(例えば白血病、非ホジキンリンパ腫、白血球減少症、血小板減少症、血管形成疾患、カポジ肉腫)、自己免疫/炎症性疾患(アレルギー、炎症性腸疾患、関節炎、乾癬および気道の炎症、喘息および器官の移植拒絶を含む)、心脈管系疾患(高血圧、浮腫、アンギナ、アテローム性動脈硬化症、血栓症、敗血症、ショック、再灌流障害、心不整脈および虚血を含む)、神経学的疾患(中枢神経系疾患、アルツハイマー病、脳損傷、脳卒中、筋萎縮性側索硬化症、不安、抑うつおよび痛みを含む)、発達障害、代謝性障害(真性糖尿病、骨粗しょう症、脂質代謝障害、甲状腺機能亢進、甲状腺機能低下、上皮小体機能亢進、高カルシウム血症、低カルシウム血症、高コレステロール血症、高脂血症および肥満を含む)、腎疾患(糸球体腎炎、腎血管性高血圧を含む)、皮膚疾患(アクネ、湿疹および創傷治癒を含む)、加齢の負の作用、エイズ、感染(ウイルス感染、細菌感染、真菌感染および寄生虫感染を含む)、並びに他の病的状態(特に核内ホルモンレセプターが関与するもの)。
本発明の種々の特徴および態様は、特にLBDG3ポリペプチドおよびLBDG3完全長ポリペプチドへの言及を有する実施例を介してこれからより詳細に説明されるであろう。
細部の改変は本発明の範囲を逸脱することなく実施できることは理解されよう。
【0080】
(実施例)
実施例:1 CAB55953.1(LBDG3)
遠縁の新規な核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの検索を開始するために、原型となるファミリーメンバー、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2のリガンド結合ドメインを選択する。より具体的には、前記検索は、タンパク質データバンク(PDB)(Research Collaboratory for Structural Bioinfomaticsによって運用されている)から得られた構造を用いて開始する。
選択した構造は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2のリガンド結合ドメインである(PDBコード1EXA:A;図1参照)。
1EXA:Aの類縁体についてバイオペンジウム(Biopendium)の検索を実施し(ターゲットマイニングインターフェースを用いる)、4462のゲノムスレッダーの結果が返される。この4462のゲノムスレッダーの結果には、典型的な核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン(例えばホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-1の残基182-471の間で見出されるもの)(図2Aの矢印参照)の例が含まれる。
核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むことが判明しているタンパク質の中で、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むと注釈付けされていないタンパク質、CAB55953.1(LBDG3;図2Bの矢印参照)が現れる。インファーマチカゲノムスレッダーは、配列CAB55953.1(LBDG3)の領域(残基311-452の間)をホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2のリガンド結合ドメインと類似の構造を有すると同定した。ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2のリガンド結合ドメインと類似する構造を保有することは、CAB55953.1(LBDG3)の残基311-452は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとして機能することを示唆する。ゲノムスレッダーはこれを94%の信頼度で同定する。
1EXA:Aの類縁体についてのバイオペンジウム(Biopendium)の検索(ターゲットマイニングインターフェースを用いる)によって、850のフォワード(Forward)PSI-BLASTの結果も返される。フォワードPSI-BLAST(図2Cを参照されたい)は前記関係を同定できず、インファーマチカゲノムスレッダーだけがCAB55953.1(LBDG3)は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むと同定できる。
【0081】
CAB55953.1(LBDG3)についてパブリックドメインデータベースで何が判明しているかを評価するために、重複配列ディスプレーページ(Redundant Sequence Display Page)(図3)を調査する。CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むと同定するPROSITEヒットもPRINTSヒットも得られない。PROSITEおよびPRINTSは、類似ファミリーのタンパク質を記述するのに役立つデータベースである。両データベースから核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインのヒットが返ってこないことは、PROSITEまたはPRINTSを用いた場合、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むものとして同定できないことを意味する。
他のいずれかのパブリックドメインの注釈付け手段がCAB55953.1(LBDG3)は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むと注釈付けすることができるか否かを明らかにするために、CAB55953.1(LBDG3)タンパク質配列をインタープロ(InterPro)ウェブサイトでPFAMデータベース(アラインメントおよび隠れマルコフモデルのタンパク質ファミリーデータベース(Protein Family Database of Alignment and hidden Markov models))に対して検索する(図4参照)。核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むとCAB55953.1(LBDG3)を注釈付けているPFAM-Aマッチングは存在しない。したがってPFAMでは、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むことが同定されない。
次に、CAB55953.1(LBDG3)に関してパブリックドメインにおいて知られる更なる情報が存在するかを検討するために、全米バイオテクノロジー情報センター(NCBI)Genebankタンパク質データベースを調査した。Genebankは、タンパク質配列および遺伝子配列の寄託のためのUSパブリックドメインデータベースである(図5)。CAB55953.1(LBDG3)はホモサピエンス配列であり、そのGenebankタンパク質IDはCAB55953.1であり、長さは560アミノ酸である。CAB55953.1(LBDG3)はMIPS(Am Klopferspitz 18a, D-82152, Martinsried, Germany)の科学者グループによってクローン化された。この遺伝子についてのパブリックドメイン情報は、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むと前記遺伝子を注釈付けしていない。
【0082】
したがって、全てのパブリックドメインの注釈付けツールを用いて、CAB55953.1(LBDG3)は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むと注釈付けされないであろうと結論することができる。インファーマチカゲノムスレッダーのみが、前記タンパク質は核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むと注釈付けすることができる。
ここで逆検索を実施する。CAB55953.1(LBDG3)を今度はクエリー配列としてバイオペンジウムで用いる(図6A参照)。インファーマチカゲノムスレッダーは、CAB55953.1(LBDG3)の残基311-452をホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2のリガンド結合ドメインと同じ構造を有すると信頼度94%で同定する(図6Bの矢印参照)。ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2のリガンド結合ドメイン(1EXA:A)は、元々のクエリー配列であった。PSI−BLASTの正の繰返しはこの結果を返さない(図6C)。この関係を明らかにすることができるのは、インファーマチカゲノムスレッダーだけである。
ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメイン、1EXA:Aの配列は、CAB55953.1(LBDG3)の配列アラインメントを調査するために前記に対して選択される。類似構造を有すると同定されたタンパク質に対するクエリータンパク質のAlEyeアラインメント(図7)を観察することは、相同領域の可視化に役立つ。
ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメインは“LBDモチーフ”を含み、前記モチーフは、今日までに注釈付けされた全ての核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインで見出されている。“LBDモチーフ”は核内ホルモンレセプターのコアクチベーターおよびコリプレッサーを補充することに関与する。6つの残基;PHE251、LEU254、ASP258、GLN259、LEU262およびLEU263は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメインにおいてこのモチーフを構成する(図7の四角枠を参照)。しかしながら、それら6残基のうちの4つ(ASP258、GLN259、LEU262およびLEU263)のみがゲノムスレッダーアラインメントの範囲内に存在する。したがってそれら4残基のみが、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むというCAB55953.1(LBDG3)のゲノムスレッダーの注釈付けを強固にすることに用いることができる。CAB55953.1(LBDG3)の4残基(ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319)は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメインにおける“LBDモチーフ”残基の4つ(ASP258、GLN259、LEU262およびLEU263)全てと正確にマッチする(ゲノムスレッダーアラインメント領域内において)。このことは、CAB55953.1(LBDG3)はホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメインと類似する核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むことを示している。
【0083】
同定されたタンパク質が実際にクエリー配列と関連することを保証するために、可視化プログラム“LigEye”(図8A)および“iRasmol”(図8B)を用いる。これらの可視化ツールは、既知の小型阻害分子が既知タンパク質構造の活性部位で相互作用するアミノ酸を表示することによって前記既知タンパク質構造の活性部位を同定する。これらの相互作用は、直接的水素結合を介するか、または疎水性相互作用を介する。このようにして、活性部位のフォールド/構造が、同定した相同体と選択した既知構造のタンパク質との間で保存されているか否かを理解することができる。ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメインのLigEyeによる調査は、R-3-フルオロ-4-[2-ヒドロキシ-2-(5,5,8,8-テトラメチル-5,6,7,8-テトラヒドロ-ナフタレン(naphtalen)-2-イル)-アセチルアミノ]-安息香酸{略してBms270394と表記する}と結合する14残基(図7の丸付き文字)を明らかにする。しかしながら、これら14残基のうちの9残基(LEU271、MET272、ILE275、ARG278、PHE288、SER289、GLY303、PHE304およびLEU307)のみがゲノムスレッダーアラインメントの範囲内にある。したがって、これら9残基のみが、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むというCAB55953.1(LBDG3)のゲノムスレッダーの注釈付けを強固にするために用いることができる。
これら9残基の中の6つ(LEU271、MET272、ILE275、PHE288、PHE304およびLEU307)は疎水性であり、これらはホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメインの疎水性ポケットを形成している(Bms270394は、この疎水性の空洞に結合する)。これらの疎水性残基のうちの2つ(ILE275およびPHE304)は、CAB55953.1(LBDG3)において完全に保存されている(ILE331およびPHE363;図7を参照)。さらに、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメインのLEU271、MET272、PHE288およびLEU307は、それぞれCAB55953.1(LBDG3)では疎水性残基ILE327、LEU328、LEU349およびTYR366によって置換されている:(図7の穴あき丸付き文字)。結合ポケットの輪郭を形成する6つの疎水性残基のうちの6つが疎水性を保存することは(ゲノムスレッダーアラインメント領域の範囲内で)、CAB55953.1(LBDG3)が疎水性ステロイド様リガンドと結合するであろうことを示している。このことは、実際インファーマチカゲノムスレッダーによって予測されたように、CAB55953.1(LBDG3)はホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2リガンド結合ドメインと類似の様式で折り畳まれることを示し、したがって核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むと同定される。
【0084】
CAB55953.1(LBDG3)の逆最大化(reverse-maximaised)PSI−BLASTによって、マス・マスキュラス(Mus musculus)(AAF36513.1、図6C矢印1を参照)およびダニオ・レリオ(Danio rerio)(AAF36514.1、図6C矢印2、およびAAF36515.1、図6C矢印3)における相同体を同定する。
CAB55953.1(LBDG3)、AAF36513.1(マス・マスキュラス相同体)、AAF36514.1(ダニオ・レリオ相同体)およびAAF36515.1(第二のダニオ・レリオ相同体)をAlEyeで整列化して調査した(図9)。
AlEyeは、リガンド結合ポケットの輪郭を形成することが予測されるCAB55953.1(LBDG3)の6つの疎水性残基(ILE327、LEU328、ILE331、LEU349、PHE363およびTYR366)がAAF36513.1(マス・マスキュラス相同体)、AAF36514.1(ダニオ・レリオ相同体)およびAAF36515.1(第二のダニオ・レリオ相同体)において全て正確に保存されていることを明らかにしている。さらにその上、CAB55953.1(LBDG3)における“LBDモチーフ”とマッチしている(ゲノムスレッダーアラインメントの範囲内で)4残基(ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319)は、AAF36513.1(マス・マスキュラス相同体)、AAF36514.1(ダニオ・レリオ相同体)およびAAF36515.1(第二のダニオ・レリオ相同体)において全て正確に保存されている。タンパク質の機能に必須の残基は、前記タンパク質の相同体において保存されるであろう。したがって、予測されるCAB55953.1(LBDG3)核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの機能に必須であろうと思われる“LBDモチーフ”および疎水性残基のマス・マスキュラス相同体および2つのダニオ・レリオ相同体における正確な保存は、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むとの注釈付けを強く支持する。
【0085】
図10は、NCBIユニジーン(UniGene)データベースから作製されたレポートである。このデータベースは、種々のヒト組織由来の発現配列タグ(EST)の収集であり、タンパク質に対し、その配列がデータベース中に存在することを条件として、全身組織分布を与えることに用いられ得る。CAB55953.1(LBDG3)はデータベース中に存在しており、次に記述するような組織において発現されていることが示されている:大動脈、血液、脳、乳房、CAN、結腸、眼、生殖細胞、心臓、腎臓、肺、筋肉、鼻、卵巣、膵臓、上皮小体、末梢神経系、胎盤、前立腺、胃、精巣、子宮、全胚、正常羊膜、膀胱腫瘍、脳、乳房、正常乳房、頸部、結腸、結腸-ins、正常結腸、デニス-ドラッシュ(denis-drash)、epid-腫瘍、眼、尿生殖路、頭部-頸部、正常頭部、腎臓、腎臓腫瘍、胚、胚腫瘍、リンパ、筋肉、神経腫瘍、卵巣、膵臓、胎盤、ピネット(pnet)、正常前立腺、皮膚、胸腺、プール(pooled)、甲状腺、子宮、子宮腫瘍、全血。
パブリックドメイン情報を用いて、CAB55953.1(LBDG3)を計算機により(in silico)細胞遺伝学的遺伝子座にマッピングできる。CAB55953.1(LBDG3)は、NCBIサイトにおいてePCRによりゲノムフラグメントAL13285.35の中に見出され得る(図12矢印)AL117480によってコードされている(図11)。AL13285.35はマッピングされており、20q11.21−12の間に位置している(図13矢印)。したがって、CAB55953.1(LBDG3)をコードする遺伝子も20q11.21−12の間に位置しているはずである。
自己免疫性甲状腺疾患(AITD)グレーブス病の感受性遺伝子は、20q11.2にマッピングされている(図14)。このことは、甲状腺ホルモン(および関連分子)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインに結合することが知られていることから、特に興味深い。ユニジーンのレポートは、CAB55953.1(LBDG3)が甲状腺で発現していることも示している。20q11.2−q12間のゲノム領域の増幅は、例えば胃癌といった種々の癌と関連がある(図15)。したがってCAB55953.1(LBDG3)遺伝子は前記疾患状態に関連し得ることが推測され、それによりCAB55953.1(LBDG3)遺伝子またはそのコードタンパク質を標的として前記疾患状態を診断および/または治療する薬物の開発への道を開き得るであろう。特に、核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むという前記遺伝子の同定は、例えば核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインアゴニストまたはアンタゴニストの使用を通じて、CAB55953.1(LBDG3)タンパク質に対して特異的な薬物の開発を容易にする。
【0086】
実施例2
提唱したLBDの組織発現を定量することを目的として、タックマン(Taqman)RT−PCR定量を用いた。タックマン3’−5’エキソヌクレアーゼアッセイは、2つのプライマー認識配列間の部位で標的テンプレートとハイブリダイズする二重標識蛍光発生プローブの核酸分解を含む過程によって、PCR単位複製配列の形成にシグナルを送る(米国特許第5,876,930号を参照)。ABIプリズム(Prism)7000は、各増幅サイクルの間に、生成した単位複製配列の量に関する化学量論的な前記シグナルの検出および定量的測定を自動化して行う。PCR分析のために必要な時間および労働量の実質的な節減を提供することに加えて、この技術は反応における標的配列の単純化および非常に高精度な定量化を可能にする。
非罹病器官から調製したヒトRNAは、Ambion Europe(Huntingdon, UK)またはClontechから購入した。オリゴヌクレオチドプライマーおよびプローブは、Primer Expressソフトウエア(Applied Biosystems, Foster City CA)を用いて、40〜60%のGC含有量を有し、プローブの5’末端にG−ヌクレオチドが存在せず、4つより多くの連続するGが存在しないように設計した。次にBLAST(登録商標)(Basic Local Alignment Search Tool, Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ.:J Mol Biol 1990 Oct 5;215(3):403−10)を用いて各プライマーおよびプローブを解析した。各オリゴヌクレオチドは、公的に利用可能なデータベースであるユニジーン(Unigene)およびゴールデンパス(GoldenPath)において提示された他の既知cDNA配列または既知ゲノム配列と比較した場合に3 bpより高い特異性で標的配列を認識したという結果を確認した。そのプライマーおよびプローブの配列は、次のようである:
CAC14946.1(LBDG3)順方向プライマー:AAC ATC CCA GAG GTG GAA GCT
CAC14946.1(LBDG3)逆方向プライマー:CAG ACG AGT TAA TAA GCC CCT CTT
CAC14946.1(LBDG3)プローブ:CAT CAC ACA CCA AAC TCC CGG TGT T
【0087】
18sの前最適化プライマーおよびプローブは、Applied Biosystems, Foster City, CAから購入した。プローブは、最も5’の塩基および最も3’の塩基において、それぞれ蛍光レポーター色素(例えば、6カルボキシ−フルオレセイン{FAM};Xem=518 nm)および蛍光クエンチャー色素(6カルボキシテトラム(carboxytetram)−エチル−ローダミン{TAMRA};Mem=582 nm)と共有結合させた。全てのプライマーおよびプローブは、Perkin Elmer, Germanyから入手した。プライマー/プローブ濃度を50 nMから900 nMの範囲で滴定して、効率的なPCR反応のための最適濃度を決定した。プライマーおよびプローブの最適濃度は、増幅された標的遺伝子に依存して100 nMから900 nMの間を変動する。cDNAはPE Applied Biosystems, Foster City CAが提供している構成成分を用いて調製した。RNaseフリーの0.5 mlチューブに、50 μlの反応物を調製する。その反応物は、総RNA 500 ng;1×逆転写酵素緩衝液;5.5 mM MgCl2;1mM dNTP;ランダムヘキサマー 2.5 μl;RNase阻害剤 20U;および逆転写酵素 62.5Uを含む。
0.5 mlの薄壁光学グレードのPCR96ウェルプレート(PE Applied Biosystems, Foster City CA)に25 μlの反応物を調製した。その反応物は、1×最終濃度のタックマン・ユニバーサルマスターミックス(Universal Master Mix)(PE Applied Biosystems, Foster City CAが独自に開発したAmpliTaq Gold DNAポリメラーゼ、AmpEraseX UNG、UTPを有するdNTP、受動的参照色素および最適化した緩衝液構成成分の混合物);100 nM タックマンプローブ;300 nM 順方向プライマー;900 nM 逆方向プライマーおよびcDNAテンプレート 15 ngを含んでいた。
【0088】
ABIプリズム7000の操作の標準的手順または同様の検出系を用いた。これには、反応体積を50から25 μlに変えたことを除き、例えばABIプリズム7000での全デフォルトプログラム設定の使用が含まれていた。熱サイクリング条件は、50℃で2分間、95℃で10分間に続いて、95℃で15秒間および60℃で1分間の40サイクルで構成した。サイクル閾値(Ct)決定(すなわち、PCR産物の合成により生じるレポーター色素蛍光がバックグラウンド蛍光レベルより著しく高くなるのに必要なサイクル数の非整数計算)は、デフォルトパラメータを用い、各反応に対して機器により自動的に行った。同じcDNAサンプル中の標的配列およびリボソーム18s(参照)配列に対するアッセイは、別々の反応チューブで行った。各実験では、典型的な組織サンプルの50 ngから0.78 ngのcDNAテンプレートで標準曲線化を行った。その標準曲線から、各テストサンプルにおける実際の標的cDNAまたは18s cDNAの出発量を決定する。
各サンプル中の標的cDNAのレベルは、胃における標的の発現レベルに正規化した。各サンプル中の18s cDNAのレベルは、胃における18sの発現レベルに正規化した。次にそのデータを、任意で1に設定した胃のcDNAにおける発現レベルに比例する正規化標的配列の倍率発現として表した。各実験に対して、転写物を2−4回定量化した。前記データは、実験のセットについての平均値±SEMを示している。
【0089】
詳細な説明に記述するように、CAC14946.1(LBDG3)に特異的なプライマー/プローブを用いて、タックマンRT−PCRを結腸cDNAの2倍希釈物に対して行った。図16は投入量cDNAの対数に対してプロットしたCt値を示しており、前記範囲の投入量cDNA濃度にわたって線形関係が見られることを図示している。テストCt値からcDNAの出発量を算出するために、標準曲線の直線回帰分析を用いた。
詳細な説明に記述するように、18s rRNAに特異的なプライマー/プローブを用いて、タックマンRT−PCRを結腸cDNAの2倍希釈物に対して行った。図17は投入量cDNAのlog値に対してプロットしたCt値を示しており、前記範囲の投入量cDNA濃度にわたって線形関係が見られることを図示している。テストCt値からcDNAの出発量を算出するために、標準曲線の直線回帰分析を用いた。
詳細な説明に記述するように、CAC14946.1(LBDG3)および18s rRNAに対して特異的なプライマー/プローブを用い、指定したcDNA15 ngを用いてタックマンRT−PCRを行った。典型的な組織サンプルの50 ngから0.78 ngのcDNAテンプレートを用いて、標的および内部標準についての標準曲線化も行った。標準曲線の直線回帰分析を用いて、各テストサンプル中の標的cDNAまたは18s cDNAの実際の出発量を算出するためにそのCt値を使用した。
各サンプル中の標的cDNAレベルは、比較サンプル(この場合は胃である)中の標的の発現レベルに正規化した。各サンプル中の18s cDNAレベルも、胃の18s発現レベルに正規化した。次に、CAC14946.1(LBDG3)の発現レベルを18sの発現レベルに正規化した。図13は、任意で1に設定した胃のcDNAにおける発現レベルに関して正規化した標的配列の倍率発現を表している。各サンプルは、3つの個別の実験で定量化した。図18は、複数の実験についての平均値±SEMを示す。
【0090】
LBDG3のmRNAがヒト脳において有意なレベルで発現されているという発見は注目すべきことであり、そのことがヒト疾患の状態に潜在的な関連を与えることから、LBDG3のリガンド結合ドメインに対するアゴニストおよびアンタゴニストの開発は以下に挙げる種々のヒト疾患における治療的処置の可能性を提供する:細胞増殖性疾患(新生物、メラノーマ、肺、結腸直腸、乳房、膵、頭部および頚部の腫瘍、および他の固形腫瘍を含む)、骨髄増殖性疾患(例えば白血病、非ホジキンリンパ腫、白血球減少症、血小板減少症、血管形成疾患、カポジ肉腫)、自己免疫/炎症性疾患(アレルギー、炎症性腸疾患、関節炎、乾癬および気道の炎症、喘息および器官の移植拒絶を含む)、心脈管系疾患(高血圧、浮腫、アンギナ、アテローム性動脈硬化症、血栓症、敗血症、ショック、再灌流障害、心不整脈および虚血を含む)、神経学的疾患(中枢神経系疾患、アルツハイマー病、脳損傷、脳卒中、筋萎縮性側索硬化症、不安、抑うつおよび痛みを含む)、発達障害、代謝性障害(真性糖尿病、骨粗しょう症、脂質代謝障害、甲状腺機能亢進、甲状腺機能低下、上皮小体機能亢進、高カルシウム血症、低カルシウム血症、高コレステロール血症、高脂血症および肥満を含む)、腎疾患(糸球体腎炎、腎血管性高血圧を含む)、皮膚疾患(アクネ、湿疹および創傷治癒を含む)、加齢の負の作用、エイズ、感染(ウイルス感染、細菌感染、真菌感染および寄生虫感染を含む)、並びに他の病的状態(特に核内ホルモンレセプターが関与するもの)。
DNA結合ドメインが存在しないリガンド結合ドメインを含むLBDG3のような“非古典的”核内ホルモンレセプターの発見は脳におけるステロイド(神経ステロイドとして知られる)の広範囲な効果を一貫して報告している既知文献と一致しており、それらの効果は、一般的には転写活性を必要とする既知の古典的ステロイドホルモン核内レセプターを介さずに媒介される。一例を挙げると、神経ステロイドは、特にGABA、NMDAおよびシグマレセプターのようなレセプターの域において神経伝達に影響することが示されている。神経ステロイドは、神経保護的役割を果たすことが示されている。したがってLBDG3に対するアゴニスト(またはアンタゴニスト)の開発を介する治療的処置は、梗塞または出血(脳卒中)、並びに中枢神経系および脊髄の損傷のような脳血管性疾患に続く痴呆、パーキンソン病および神経変性のような神経変性状態の治療において役割を有し得る。さらに神経ステロイドは、認識処理、空間学習および記憶、不安、並びに常習行為パターンを引き起こす欲求のような行為に影響することが示されている。したがってLBDG3に対するアゴニストおよびアンタゴニストの開発は、痴呆、学習困難、不安、常習行為(例えばアルコール症、摂食障害および薬物常習であるが、これだけに限られない)を治療するための治療的処置をもたらし得る。
【0091】
LBDG3は脳において独占的には発現されない。有意なレベルのmRNAが副腎、卵巣、精巣および胸腺においても見出されている。副腎、卵巣および精巣はステロイドの生合成にとって意味のある部位であり、その活性はLBDG3にとってのステロイド作用における役割(それだけに限られない)と一致している。それらの組織におけるLBDG3の発見は、以下に挙げる疾患(これだけに限られない)の治療のためのアンタゴニストおよびアゴニストの開発を支持する:高血圧、感染症のストレスを含むストレスに対する応答、塩類および水分恒常性の調節、排卵調節を通じての受胎率制御(不妊症および避妊)、着床調節(不妊症および避妊)および精子形成の調節(不妊症および避妊)。さらに、そのような薬物は、良性前立腺肥大、前立腺癌、卵巣癌および精巣癌のようなステロイド感受性腫瘍を治療することにおいて価値があり得る。
胸腺におけるLBDG3の発見は、T細胞の発生における役割と一致している。したがってLBDG3に対して開発したアゴニストおよびアンタゴニストは、以下のような疾患の進行においてT細胞を調節することに役割を果たし得る:自己免疫疾患およびアレルギー(I型真性糖尿病を含む)、慢性関節リウマチ、多発性硬化症、感染、糸球体症に起因する腎不全、強皮症、炎症性腸疾患(クローン病および潰瘍性大腸炎)、移植拒絶、喘息、アトピー性皮膚炎、湿疹、エイズ、感染症(ウイルス感染症、細菌感染症、真菌感染症および寄生虫感染症を含む)、並びに他の病的状態(特に核内ホルモンレセプターが関与するもの)。
【0092】
実施例3
本明細書中でCAB55953.1(LBDG3)の3つの相同体を同定し、CAB55953.1(LBDG3)と整列化して、相同体の全体にわたって主要な機能性残基の保存を例証した(例えば予測される“LBDモチーフ”の残基;図6Cを参照)。それら相同体は、マス・マスキュラスAAH03931.1、ダニオ・レリオAAF36515.1およびダニオ・レリオAAF36514.1である。相同体の全体にわたる前記残基の保存は、進化的圧力がそれら特定の残基に特異的に適用されることを示しており、“LBDモチーフ”残基としての注釈付けを支持している。このことは、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むという注釈付けに対して支持を与える。
マス・マスキュラス相同体(AAH03931.1)は、アミノ酸レベルでCAB55953.1(LBDG3)に対し98%の配列同一性を有する。ダニオ・レリオ相同体(AAF36514.1)は、アミノ酸レベルでCAB55953.1(LBDG3)に対し74%の配列同一性を有する。ダニオ・レリオ相同体(AAF36515.1)は、アミノ酸レベルでCAB55953.1(LBDG3)に対し69%の配列同一性を有する。より不一致な他のCAB55953.1(LBDG3)の相同体は、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むという注釈付けのさらなるテストに役立つであろう:全体配列同一性が30%に向かって低下する場合であっても、機能的に重要である残基(例えば“LBDモチーフ”の残基)はなお保存されるであろうことが予測される。
より不一致な2つの新しいCAB55953.1(LBDG3)の相同体もNCBI月間(month)データベースにおいて同定された。CAB55953.1(LBDG3)の相同体は、海生脊索動物オイコプルーラ(Oikopleura)のゲノムBAC配列AF374376.1から同定された。このオイコプルーラ相同体はCAB55953.1(LBDG3)と44%の配列同一性を共有しており、これをLBDG3-Oikoと称する。
CAB55953.1(LBDG3)の別の相同体は、脊索動物チオナ(Ciona)に由来する転写物の5’(AL666329.1)および3’(AL664923.1)EST配列から同定された。そのEST配列はオーバーラップしておらず、そのギャップは配列中で“X”によって示されている。このチオナ相同体はCAB55953.1(LBDG3)と37%の配列同一性を共有しており、これをLBDG3-Cionaと称する。図19は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγリガンド結合ドメイン(1EXA:A)を有するCAB55953.1(LBDG3)とマス・マスキュラス(AAH03931.1)、ダニオ・レリオ(AAF36515.1およびAAF36514.1)、チオナ(LBDG3-Ciona)およびオイコプルーラ(LBDG3-Oiko)に由来するCAB55953.1(LBDG3)相同体とのアラインメントを示している。
【0093】
ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγリガンド結合ドメインは、今日までに注釈付けられた全ての核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインにおいて見出されている“LBDモチーフ”を含む。“LBDモチーフ”は核内ホルモンレセプターのコアクチベーターおよびコリプレッサーを補充することに関与する。6つの残基PHE251、LEU254、ASP258、LEU262およびLEU263は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγリガンド結合ドメインにおいて前記モチーフを構成する(図19の黒い囲みで印をしたc、d、e、f、gおよびhを参照)。上で考察したように、その“LBDモチーフ”残基のうちの4つは、CAB55953.1(LBDG3)で保存されている。1EXA:AのASP258はCAB55953.1(LBDG3)ではASP314として保存されている。1EXA:AのGLN259はCAB55953.1(LBDG3)ではGLN315として保存されている。1EXA:AのLEU262はCAB55953.1(LBDG3)ではLEU318として保存されている。1EXA:AのLEU263はCAB55953.1(LBDG3)ではLEU319として保存されている。顕著なことに、それら4残基は5つのCAB55953.1(LBDG3)相同体において全て保存されている(LBDG3-OikoにおけるLEU318に対するTYRの保存的置換を除いて)(図19の黒い囲みで印をしたc、d、e、f、gおよびhを参照)。特に全体配列同一性がLBDG3-Cionaに対する37%と同じように低い場合に、それら4残基の特異的な保存は、それら4残基がCAB55953.1(LBDG3)および5つのCAB55953.1(LBDG3)相同体において重要な役割を果たすことに対する強力な証拠を提供する。このことは、ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319が“LBDモチーフ”残基として機能していることと一致し、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むという注釈付けを支持する。
“LBDモチーフ”残基に加えて、既知の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインにおいてよく保存されている他の残基が存在する。CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むという注釈付けのさらなるテストは、“LBDモチーフ”の外側の重要な残基がCAB55953.1(LBDG3)および5つのCAB55953.1(LBDG3)相同体で保存されているかどうかを解析することである。
【0094】
重要な保存残基に関するデータの一つの便利な供給源は、Homstradデータベースである(Mizuguchi K, Deane CM, Blundell TL, Overington JP. (1998) HOMSTRAD:a database of protein structure alignments for homologous families. Protein Science 7:2469-2471)。Homstrad(HOMologous STRucture Alignment Database)は、残基が特定のタンパク質ファミリーの全般にわたって保存されていることを実証し、その構造上の役割を詳述する。図20は、既知の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン構造の選択に関するHomstradレポートを示している。
Homstradレポートは、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ構造2LBDへのエントリーを含む。2LBDおよび1EXA:Aは、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγリガンド結合ドメインの2つの等価構造物であり、その結合リガンドにおいてのみ異なっている(2LBDはオールトランス型レチノイン酸を含み、1EXA:Aはbms270394を含む)。図20の矢印aを参照すると、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのPHE244が、他の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインにおいては溶媒非接近性の芳香族残基として保存されている溶媒非接近性残基であることが示され得る(1LBD ホモサピエンスレチノイドXレセプターα、1PRG:A ホモサピエンスペルオキシソーム増殖因子活性化レセプターγ、3ERT:A ホモサピエンスエストロゲンレセプターα、および1A28:A ホモサピエンスプロゲステロンレセプター)。既知の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインファミリーの全般にわたる前記溶媒非接近性芳香族残基の保存は、その残基がリガンド結合ドメインフォールドにおいて重要な構造上の役割を果たすことを示している。ゲノムスレッダーアラインメントでは、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのPHE244は、CAB55953.1(LBDG3)のPHE305として保存されている(図19囲みa)。この主要な溶媒非接近性芳香族残基の保存は、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むという注釈付けを支持する。その保存の意義は、PHE305が全5つのCAB55953.1(LBDG3)相同体においてPHEとして保存されているという知見によって高められる(図19囲みa)。このことは、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むという注釈付けをさらに支持する。
【0095】
図20の矢印bを参照すると、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのLYS246は、他の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインでは溶媒接近性の正荷電残基として保存されている溶媒接近性残基であることが示され得る(1LBD ホモサピエンスレチノイドXレセプターα、1PRG:A ホモサピエンスペルオキシソーム増殖因子活性化レセプターγ、3ERT:A ホモサピエンスエストロゲンレセプターα、および1A28:A ホモサピエンスプロゲステロンレセプター)。既知の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインファミリーの全般にわたる前記溶媒接近性の正荷電残基の保存は、その残基がリガンド結合ドメイン機能において重要な役割を果たすことを示している。実際、実験データは、前記のような溶媒露出する正荷電残基が核内ホルモンレセプターコアクチベーターの補充において“電荷クランプ”として機能することを示している(A. K. Shiau, D. Barstad, P. M. Loria, Lin Cheng, P. J. Kushner, D. A. Agard, and G. L. Greene, The Structural Basis of Estrogen Receptor/Coactivator Recognition and the Antagonism of This Interaction by Tamoxifen Cell 1998 95:927)。ゲノムスレッダーアラインメントでは、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのLYS246は、CAB55953.1(LBDG3)の正荷電ARG307によって保存的に置換されている(図19囲みb)。この主要な正荷電残基の保存は、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むという注釈付けを支持する。その保存の意義は、ARG307が全5つのCAB55953.1(LBDG3)相同体でARGとして保存されているという知見によって高められる(図19囲みb)。このことは、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプター結合ドメインを含むという注釈付けをさらに支持する。
【0096】
図20の矢印iを参照すると、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのASP269は、他の4つの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインのうちの3つにおいて酸性残基として保存されていることが示され得る(1LBD ホモサピエンスレチノイドXレセプターα、1PRG:A ホモサピエンスペルオキシソーム増殖因子活性化レセプターγおよび3ERT:A ホモサピエンスエストロゲンレセプターα)。既知の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの多数における前記酸性残基の保存は、その残基がリガンド結合ドメインフォールドにおいて重要な役割を果たすことを示している。ゲノムスレッダーアラインメントでは、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのASP269は、CAB55953.1(LBDG3)のGLU325として保存的に置換されている(図19囲みi)。この酸性残基の保存は、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプター結合ドメインを含むという注釈付けを支持する。その保存の意義は、GLU325が全5つのCAB55953.1(LBDG3)相同体で酸性の(GLUまたはASP)として保存されているという知見によって高められる(図19囲みi)。このことは、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプター結合ドメインを含むという注釈付けをさらに支持する。
【0097】
ゲノムスレッダーは、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプター結合ドメインを含むと注釈付けしている。複合二次構造予測プログラムPSI-PRED(Jones, D. T. (1999) Protein secondary structure prediction based on position-specific scoring matrices. J. Mol. Biol. 292:195-202)は、その注釈付けをテストする独立な方法を提供する。図21は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ(1EXA:A)の結晶構造に由来する実際の既知二次構造と比較したホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ配列(“LBDモチーフ”領域において)についてのPSI-PRED出力を示している。PSI-PREDは、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγの配列からαへリックスのα3およびα5を正しく予測していることが理解できる。PSI-PREDは70%の精度を有することが実証されている。CAB55953.1(LBDG3)が実際にリガンド結合ドメインフォールドを採用する場合は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのリガンド結合ドメインフォールドに対して同一の二次構造を有するべきであろう。図21は、CAB55953.1(LBDG3)(“LBDモチーフ”領域において)についてのPSI-PRED出力を示している。それをホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ(1EXA:A)の既知二次構造と比較した場合、CAB55953.1(LBDG3)は1EXA:Aのα3およびα5に対応する2つのαヘリックスを採用すると予測されることが明らかに理解され得る。このことは、CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプター結合ドメインを含むというゲノムスレッダーの注釈付けの独立な確証である。ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ、1EXA:Aの構造におけるα5に特有な特徴は、α5がヘリックスに沿った中途で“ねじれ”を有することである。そのα5へリックスのねじれは、他の既知のリガンド結合ドメインにおいても観察される。α5へリックスのねじれは、リガンド結合ポケットを形成することにおいて重要である。α5へリックスのねじれは図21で矢印として記されており、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのPSI-PRED出力ではヘリックス予測の確率における小さなくぼみとして反映されていることが理解できる。興味深いことに、CAB55953.1(LBDG3)も正確にその位置でへリックス予測の確率におけるくぼみを示している。
【0098】
ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ、1EXA:Aの既知構造は、α3およびα5を連結する3残基長の310へリックス(α4)を含む(ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγについてのPSI-PRED出力から、PSI-PREDがそのプログラムを用いて期待されるであろう前記310へリックスの予測を行わないことが理解され得る)。CAB55953.1(LBDG3)と1EXA:Aのゲノムスレッダーアラインメントは、1EXA:Aの310へリックスと整列化した領域においてCAB55953.1(LBDG3)中にギャップを挿入する。このことは、α3およびα5に対応するヘリックスは310へリックスによって連結されないが、代わりに配列(GLY308-THR309-THR310)を有する短いループ領域によって連結されることを示している。実際、前記310へリックスの予測された不在は、CAB55953.1(LBDG3)中の“LBDモチーフ”に由来する先頭の2残基(1EXA:AのPHE251およびLEU254)の不在を説明している。
CAB55953.1(LBDG3)およびホモサピエンスレチノイン酸レセプターγについての出力と整列化された5つのCAB55953.1(LBDG3)相同体についてのPSI-PRED出力が図22で示されている。顕著なことに、全5つの相同体もホモサピエンスレチノイン酸レセプターγのα3およびα5に対応するαヘリックスを採用することが予測される(LBDG3-Cionaは“α5”ヘリックスのC末端について非常に弱い予測を示しているが、このことはPSI-PRED計算の間に多数のPSI-BLASTヒットとして取り上げることができないLBDG3-Ciona配列のより短い長さによって説明され得る)。全5つの相同体がCAB55953.1(LBDG3)のPSI-PRED予測と等価なPSI-PRED予測を有するという知見は、CAB55953.1(LBDG3)がホモサピエンスレチノイン酸レセプターγリガンド結合ドメインのα3およびα5に対応する2つのαヘリックスを採用するであろうという予測に意義を加える。このことは、CAB55953.1(LBDG3)のPSI-PRED出力をCAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むというゲノムスレッダーの注釈付けの独立な確証としてさらに強める。
【0099】
CAB55953.1(LBDG3)が核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインを含むというゲノムスレッダーの注釈付けの更なるテストは、LBDフォールドを採用しているCAB55953.1(LBDG3)の相同モデルを構築する試みである。CAB55953.1(LBDG3)の相同モデルは、ホモサピエンスレイノインXレセプターγ構造1LBDを有するCAB55953.1(LBDG3)のゲノムスレッダーアラインメントをモデラー(Modeller)バージョン5(Sali, A and Blundell T. L. Comparative protein modelling by satisfaction of spatial restraint. J. Mol. Biol. 234, 779-815, 1993)にかけることによって構築した。図23に相同モデルの全体図を提示する。CAB55953.1(LBDG3)は、1LBD構造上へモデルを作ることに成功しており、LBDフォールドを作り上げる交差格子(cross-latticed)αへリックスの典型的な構成を示していることが理解され得る。図24は2つの主要なαへリックス“α3”および“α5” (既知の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン構造におけるα3およびα5に対応する)に焦点をあてている。(前記相同モデルにおける“α3”および“α5”ヘリックスは、図21において、PSI-PREDによりCAB55953.1(LBDG3)に対して予測された2つのへリックスである。)図25は予測されるコアクチベーター結合部位についてズームインしている。既知のLBD構造では、コアクチベーター結合部位は、リガンド結合ドメイン表面上のα3およびα5の間に形成された溝である。図26は同じ図であるが、前記の溝に結合しているコアクチベーターの予測される様式を図示するために加えられた相互作用コアクチベーターへリックスのアニメーションを有する図を示している。CAB55953.1(LBDG3)で予測される“LBDモチーフ”の4つの保存残基、ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319は濃灰色で記され、それらは全てどのような衝突または立体障害もなしにその役割を果たすために適切な方向で存在する。
【0100】
例えばGLN315はコアクチベーターへリックスのC末端と相互作用するために適切な位置に存在し、このことはエストロゲンレセプターαがSRC-1のコアクチベーターヘリックスに結合する場合にエストロゲンレセプターαの等価な残基GLN375について同じように観察される(A.K. Shiau, D. Barstad, P. M. Loria, Lin Cheng, P. J. Kushner, D. A. Agard, and G. L. Greene, The Structural Basis of Estrogen Receptor/Coactivator Recognition and the Antagonism of This Interaction by Tamoxifen Cell 1998 95:927)。同様に、LEU319は溝に突出してLXXLLコアクチベーターへリックスに存在する数個のロイシンと疎水性接触面を作っており、このことはエストロゲンレセプターαがSRC-1のコアクチベーターへリックスに結合する場合にエストロゲンレセプターαの等価な残基LEU379について同じように観察される(A.K. Shiau, D. Barstad, P. M. Loria, Lin Cheng, P. J. Kushner, D. A. Agard, and G. L. Greene, The Structural Basis of Estrogen Receptor/Coactivator Recognition and the Antagonism of This Interaction by Tamoxifen Cell 1998 95:927)。“LBDモチーフ”の外側の残基も、その役割を果たすのに適切な方向で配置されている。例えばARG307は溝に突出してコアクチベーターへリックスのC末端上で“電荷クランプ”として作動し、このことはエストロゲンレセプターαがSRC-1のコアクチベーターへリックスと結合する場合にエストロゲンレセプターαの等価な残基LYS362について同じように観察される(A.K. Shiau, D. Barstad, P. M. Loria, Lin Cheng, P. J. Kushner, D. A. Agard, and G. L. Greene, The Structural Basis of Estrogen Receptor/Coactivator Recognition and the Antagonism of This Interaction by Tamoxifen Cell 1998 95:927)。リガンド結合ドメインとしてのCAB55953.1(LBDG3)の相同モデリングは、CAB55953.1(LBDG3)がリガンド結合ドメインを含むというゲノムスレッダーの注釈付けを支持する。
【図面の簡単な説明】
【0101】
【図1】バイオペンジウムのターゲットマイニングインターフェイスのフロントエンドである。データベースの検索は、PDBコード“1EXA:A”を用いて開始する。
【図2A】1EXA:Aを用いた検索に対するインファーマチカゲノムスレッダーの結果の抜粋が示されている。矢印は、典型的な核内レセプターリガンド結合ドメインを有するホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-1を示している。
【図2B】1EXA:Aを用いた検索に対するインファーマチカゲノムスレッダーの結果の抜粋が示されている。矢印はCAB55953.1(LBDG3)を示している。
【図2C】1EXA:Aを用いた検索に対するフォワードPSI−BLASTの結果の完全なリストが示されている。CAB55953.1(LBDG3)は同定されない。
【図3】CAB55953.1(LBDG3)に対する重複配列表示の結果のページである。
【図4】CAB55953.1(LBDG3)に対するインタープロPFAM検索結果を示す。
【図5】CAB55953.1(LBDG3)に対するNCBIタンパク質レポートである。
【図6A】バイオペンジウムデータベースのフロントエンドである。データベースの検索はクエリー配列としてCAB55953.1(LBDG3)を用いて開始する。
【図6B】クエリー配列としてCAB55953.1(LBDG3)を用いた検索のインファーマチカゲノムスレッダーの結果の抜粋である。矢印は1EXA:Aを指している。
【図6C】クエリー配列としてCAB55953.1(LBDG3)を用いて得られた逆最大化PSI-BLASTの結果の抜粋である。
【図7】CAB55953.1(LBDG3)および1EXA:AのAlEye配列アラインメントを示す。
【図8A】R-3-フルオロ-4-[2-ヒドロキシ-2-(5,5,8,8-テトラメチル-5,6,7,8-テトラヒドロ-ナフタレン-2-イル)-アセチルアミノ]-安息香酸{略してBms270394と表記する}(394450)のホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2のリガンド結合ドメイン、1EXA:Aとの相互作用部位を図示している、1EXA:Aに関するLigEyeである。
【図8B】1EXA:A、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ-2のリガンド結合ドメインのiRasMol図である。
【図9】CAB55953.1(LBDG3)、AAF36513.1、AAF36514.1およびAAF36515.1のAlEye配列アラインメントである。
【図10】DKFZP727M231についてのNCBIタンパク質レポートである。
【図11】DKFZP727M231についてのNCBI配列表である。
【図12】AL117480をゲノムフラグメントAL13285.35で見出すことができたことを示している電子PCR結果である。
【図13】AL13285.35を20q11.21−12で見出すことができたことを示しているNCBIヌクレオチドレポートである。
【図14】20q11.2に自己免疫性甲状腺疾患(AITD)グレーブス病の感受性遺伝子をマッピングすることを示しているPubMed検索結果である。
【図15】20q11.2−q12の間のゲノム領域の増幅が種々の癌に対して関連していることを示しているPubMed検索結果である。
【図16】結腸cDNAにおける標的CAC14946.1(LBDG3)反応についての線形ダイナミックレンジである。
【図17】結腸cDNAにおける内部標準18s rRNA反応についての線形ダイナミックレンジである。
【図18】18の正常ヒト組織におけるCAC14946.1(LBDG3)の正規化した発現である。
【図19】CAB55953.1(LBDG3)を有するホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ構造1EXA:Aのゲノムスレッダーアラインメントである。アラインメントに含まれるものは、CAB55953.1(LBDG3)の5つの相同体;マス・マスキュラス AAH03931.1、ダニオ・レリオ AAF36515.1およびAAF36514.1、チオナ LBDG3-Cionaおよびオイコプルーラ LBDG3-Oikoである。特徴的なリガンド結合ドメイン残基は、a−iで標識した黒い囲みによって記されている。
【図20】既知の核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン構造の選択についてのHomstradレポートである。1LBD=ホモサピエンスレチノイドXレセプターα、2LBD=ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ、1PRG:A=ホモサピエンスペルオキシソーム増殖因子活性化レセプターγ、3ERT:A=ホモサピエンスエストロゲンレセプターα、および1A28:A=ホモサピエンスプロゲステロンレセプター。各残基の構造上の役割は、the Key to Homstradに記述した小文字、大文字、太字、下線又はイタリックによって記述される。
【図21】ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ配列(H.s. RARγ既知20)およびCAB55953.1(LBDG3)配列(LBDG3予測20)についての、“LBDモチーフ”の領域におけるPSI-PRED二次構造予測プログラムの結果である。(その2つのPSI-PRED出力は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγを有するCAB55953.1(LBDG3)のゲノムスレッダーアラインメントを参照することによって、PHE305以降で整列化されている。)灰色の陰影はαへリックスの予測を示しており(カラムが高くなるにつれて、ねじれ予測の確信が高まる)、黒色の陰影は二次構造予測が行われていないことを示している。図の上段(H.s. RARγ既知20)は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ(1EXA:A)の結晶構造に由来する実際の既知二次構造を描いている。ヘリックスα5において実験的に観察されたねじれは、矢印によって記されている。
【図22】ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγ配列(H.サピエンス RARγ)、CAB55953.1(LBDG3)配列(H.サピエンス LBDG3)および5つのCAB55953.1(LBDG3)相同体(マス・マスキュラス AAH03931.1、ダニオ・レリオ AAF36515.1およびAAF36514.1、チオナ LBDG3-Cionaおよびオイコプルーラ LBDG3-Oiko)についてのPSI-PRED二次構造予測プログラムの結果である。(図21におけるように、PSI-PRED出力は、ホモサピエンスレチノイン酸レセプターγを有するCAB55953.1(LBDG3)のゲノムスレッダーアラインメントを参照することによって、PHE305以降で整列化されている。さらにRARγ残基GLY250-LEU254はスペースの制限のためにRARγ出力から切り落とされており、それはPRO249およびSER255の間の白線として記されている。)
【図23】リガンド結合ドメインフォールドを採用しているCAB55953.1(LBDG3)の相同モデルの全体図である。特に注目される残基は黒色で示されている。
【図24】リガンド結合ドメインフォールドを採用しているCAB55953.1(LBDG3)の相同モデルの図であり、予測されるヘリックス“α3”および“α5”を囲む領域のみを示している。灰色の矢印はN-末端からC-末端に連続するポリペプチド鎖の方向を記す。
【図25】リガンド結合ドメインフォールドを採用しているCAB55953.1(LBDG3)の相同体の予測されるコアクチベーター結合部位の拡大図である。特に注目される残基は黒色で示されている。
【図26】リガンド結合ドメインフォールドを採用しているCAB55953.1(LBDG3)の相同体の予測されるコアクチベーター結合部位の拡大図である。特に注目される残基は黒色で示されている。コアクチベーターへリックスのアニメーションは、相同モデルに対する予測結合様式を図示するために加えられている。

Claims (46)

  1. 以下のポリペプチド:
    (i)配列番号:2および配列番号:4に記載のアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    (ii)核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性を有するか、または(i)のポリペプチドと共通の抗原決定基を有する、前記のフラグメントであるポリペプチド;または
    (iii)(i)または(ii)の機能的等価物であるポリペプチド。
  2. 配列番号:2または配列番号:4に記載のアミノ酸配列からなる、請求項1記載のポリペプチド。
  3. LBDG3ポリペプチドの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域を含む、請求項1の(ii)に記載のフラグメントであるポリペプチドであって、前記核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域が配列番号:2に記載のアミノ酸配列の残基311から452を含むと定義され、前記フラグメントが配列番号:2に記載のアミノ酸配列の“LBDモチーフ”残基ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319、または等価な残基を保有し、さらに核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性を保有する前記ポリペプチド。
  4. 請求項1の(iii)に記載の機能的等価物であり、配列番号:2に記載のアミノ酸配列と相同であり、“LBDモチーフ”残基ASP314、GLN315、LEU318およびLEU319、または等価な残基を保有し、さらに核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインの活性を保有するポリペプチド。
  5. 機能的等価物が、LBDG3ポリペプチドの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン領域と相同である請求項4に記載のポリペプチド。
  6. BLASTバージョン2.1.3でNCBI(the National Center for Biotechnology Information;http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)によって特定されたデフォルトパラメーター{Blosum62マトリックス;ギャップ開放ペナルティー=11およびギャップ伸長ペナルティー=1}を用いて決定したとき、配列番号:2に記載のアミノ酸配列、または核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を保有するそのフラグメントと80%を超える配列同一性、好ましくは85%、90%、95%、98%または99%を超える配列同一性を有する、請求項1−5のいずれか1項に記載のフラグメントまたは機能的等価物。
  7. 配列番号:2のいずれか一つによって与えられるアミノ酸配列を有するポリペプチド、または核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を保有するそのフラグメントと顕著な構造相同性を示す請求項1−6のいずれか1項に記載の機能的等価物。
  8. 配列番号:2の配列に由来する7つもしくはそれより多い(例えば8、10、12、14、16、18、20またはそれより多い)アミノ酸残基からなる、請求項1の(i)のポリペプチドと共通の抗原決定基を有する請求項1−3または6に記載のフラグメント。
  9. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドをコードする精製核酸分子。
  10. 配列番号:1もしくは配列番号:3に記載の核酸配列を有するか、または重複等価物もしくはそのフラグメントである請求項9に記載の精製核酸分子。
  11. 配列番号:1のヌクレオチド932から1357を含むか、またはその重複等価物である請求項9または請求項10に記載の精製核酸分子のフラグメント。
  12. 高いストリンジェンシー条件下で請求項9−11のいずれか1項に記載の核酸分子とハイブリダイズする精製核酸分子。
  13. 請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子を含むベクター。
  14. 請求項13に記載のベクターで形質転換された宿主細胞。
  15. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドと特異的に結合し、さらに好ましくは前記ポリペプチドの核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を阻害するリガンド。
  16. 抗体である請求項15に記載のリガンド。
  17. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドの発現レベルまたは活性レベルを増加または低下させる化合物。
  18. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドと結合し、前記ポリペプチドの生物学的作用のいずれをも誘発することがない請求項17に記載の化合物。
  19. 天然または改変された基質、リガンド、酵素、レセプターまたは構造的もしくは機能的摸倣体である請求項17または18に記載の化合物。
  20. 疾患の治療または診断で使用することを目的とする請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチド、請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子、請求項13に記載のベクター、請求項15または16に記載のリガンド、または請求項17−19のいずれか1項に記載の化合物。
  21. 患者の疾患を診断する方法であって、前記患者の組織で請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドをコードする天然の遺伝子の発現レベルを評価するか、または請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドの活性を評価し、さらに前記発現または活性レベルをコントロールレベルと比較することを含み、前記コントロールレベルと異なるレベルが疾患を示唆する前記疾患の診断方法。
  22. in vitroで実施される請求項21に記載の方法。
  23. (a)請求項15または請求項16に記載のリガンドをリガンド−ポリペプチド複合体の形成に適した条件下で生物学的サンプルと接触させ;さらに(b)前記複合体を検出する工程を含む、請求項21または請求項22に記載の方法。
  24. a)患者由来の組織サンプルを、請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子とプローブとの間でハイブリッド複合体を形成し得るストリンジェントな条件下で核酸プローブと接触させる工程;
    b)コントロールサンプルと前記プローブを工程a)で用いた条件と同じ条件下で接触させる工程;さらに
    c)前記サンプル中のハイブリッド複合体の存在を検出する工程;
    を含み、コントロールサンプル中のハイブリッド複合体レベルと異なるハイブリッド複合体レベルが患者サンプルで検出されることは疾患を示唆する、請求項21または請求項22に記載の方法。
  25. a)患者の組織由来の核酸サンプルを、請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子とプライマーとの間でハイブリッド複合体を形成し得るストリンジェントな条件下で核酸プライマーと接触させる工程;
    b)コントロールサンプルと前記プライマーを工程a)で用いた条件と同じ条件下で接触させる工程;
    c)サンプル化された前記核酸を増幅する工程;および、
    d)患者サンプルおよびコントロールサンプルの両方から、増幅された核酸レベルを検出する工程;
    を含み、コントロールサンプル中の増幅核酸レベルと顕著に異なる増幅核酸レベルが患者サンプルで検出されることは疾患を示唆する、請求項21または請求項22に記載の方法。
  26. 以下の工程を含む請求項21または請求項22に記載の方法:
    a)疾患について検査しようとする患者から組織サンプルを得る工程;
    b)請求項9−12のいずれかの項に記載の核酸分子を前記組織サンプルから単離する工程;および、
    c)核酸分子中で疾患に関連する変異の存在を疾患の徴候として検出することによって患者を疾患について診断する工程。
  27. 核酸分子を増幅して増幅生成物を形成させ、前記増幅生成物中で変異の有無を検出することをさらに含む請求項26の方法。
  28. 核酸分子をストリンジェントな条件下で前記核酸分子とハイブリダイズする核酸プローブと接触させてハイブリッド二本鎖分子を形成させ、前記ハイブリッド二本鎖分子は疾患に関連する変異に対応するいずれかの部分でハイブリダイズしない核酸プローブ鎖部分を有し、および、疾患関連変異の有無を表示するものとして前記プローブ鎖のハイブリダイズしない部分の有無を検出することによって患者において変異の有無を検出する請求項26または27の方法。
  29. 疾患が以下から選択される請求項21−28のいずれか1項に記載の方法:
    細胞増殖性疾患(新生物、メラノーマ、肺、結腸直腸、乳房、膵、頭部および頸部の腫瘍並びに他の固形腫瘍を含む)、骨髄増殖性疾患(例えば白血病、非ホジキンリンパ腫)、白血球減少症、血小板減少症、血管形成疾患、カポジ肉腫、自己免疫/炎症性疾患(アレルギー、炎症性腸疾患、関節炎、乾癬および気道の炎症、喘息および器官の移植拒絶を含む)、心脈管系疾患(高血圧、浮腫、アンギナ、アテローム性硬化症、血栓症、敗血症、ショック、再灌流障害、心不整脈および虚血を含む)、神経学的疾患(中枢神経系疾患、アルツハイマー病、脳損傷、脳卒中、筋萎縮性側索硬化症、不安、抑うつおよび痛みを含む)、発達障害、代謝性障害(真性糖尿病、骨粗しょう症、脂質代謝障害、甲状腺機能亢進、甲状腺機能低下、上皮小体機能亢進、高カルシウム血症、低カルシウム血症、高コレステロール血症、高脂血症および肥満を含む)、腎疾患(糸球体腎炎、腎血管性高血圧を含む)、皮膚疾患(アクネ、湿疹および創傷治癒を含む)、加齢の負の作用、エイズ、感染(ウイルス感染、細菌感染、真菌感染および寄生虫感染を含む)、並びに他の病的状態(特に核内ホルモンレセプターが関与するもの)。
  30. 核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメインとしての請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドの使用。
  31. 核内ホルモンレセプターリガンド結合ドメイン活性を保有するタンパク質の発現を目的とする請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子の使用。
  32. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドを利用して細胞−細胞接着を行わせる方法。
  33. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチド、請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子、請求項13に記載のベクター、請求項15または16に記載のリガンド、または請求項17−19のいずれか1項に記載の化合物を含む医薬組成物。
  34. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドまたは請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子を含むワクチン組成物。
  35. 以下の疾患の治療用薬物の製造で使用される請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチド、請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子、請求項13に記載のベクター、請求項15または16に記載のリガンド、請求項17−19のいずれか1項に記載の化合物、または請求項33記載の医薬組成物:
    細胞増殖性疾患(新生物、メラノーマ、肺、結腸直腸、乳房、膵、頭部および頸部の腫瘍並びに他の固形腫瘍を含む)、骨髄増殖性疾患(例えば白血病、非ホジキンリンパ腫)、白血球減少症、血小板減少症、血管形成疾患、カポジ肉腫、自己免疫/炎症性疾患(アレルギー、炎症性腸疾患、関節炎、乾癬および気道の炎症、喘息および器官の移植拒絶を含む)、心脈管系疾患(高血圧、浮腫、アンギナ、アテローム性硬化症、血栓症、敗血症、ショック、再灌流障害、心不整脈および虚血を含む)、神経学的疾患(中枢神経系疾患、アルツハイマー病、脳損傷、脳卒中、筋萎縮性側索硬化症、不安、抑うつおよび痛みを含む)、発達障害、代謝性障害(真性糖尿病、骨粗しょう症、脂質代謝障害、甲状腺機能亢進、甲状腺機能低下、上皮小体機能亢進、高カルシウム血症、低カルシウム血症、高コレステロール血症、高脂血症および肥満を含む)、腎疾患(糸球体腎炎、腎血管性高血圧を含む)、皮膚疾患(アクネ、湿疹および創傷治癒を含む)、加齢の負の作用、エイズ、感染(ウイルス感染、細菌感染、真菌感染および寄生虫感染を含む)、並びに他の病的状態(特に核内ホルモンレセプターが関与するもの)。
  36. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチド、請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子、請求項13に記載のベクター、請求項15または16に記載のリガンド、請求項17−19のいずれか1項に記載の化合物、または請求項33に記載の医薬組成物を患者に投与することを含む、患者の疾患を治療する方法。
  37. 天然の遺伝子の発現またはポリペプチドの活性が、健常な対象者における発現または活性レベルと比較したとき罹患対象者で低下する疾患に対して、前記対象者に投与される前記ポリペプチド、核酸分子、ベクター、リガンド、化合物、または組成物がアゴニストである請求項36に記載の方法。
  38. 天然の遺伝子の発現またはポリペプチドの活性が、健常な対象者における発現または活性レベルと比較したとき罹患対象者で上昇する疾患に対して、前記対象者に投与される前記ポリペプチド、核酸分子、ベクター、リガンド、化合物または組成物がアンタゴニストである請求項36に記載の方法。
  39. 患者の疾患の治療的処置をモニターする方法であって、請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドの発現もしくは活性レベル、請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子の発現レベルを前記患者由来の組織で一定期間にわたってモニターすることを含み、前記期間にわたってコントロールレベルに向かって前記発現または活性レベルが変化することが前記疾患の軽減の徴候である、前記患者の疾患の治療的処置をモニターする方法。
  40. 疾患の治療および/または診断において有効な化合物の特定方法であって、前記方法が、請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチド、請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子、または請求項13に記載の宿主細胞を、前記ポリペプチドまたは核酸に対する結合親和性を保有すると思われる1つまたは2つ以上の化合物と接触させ、さらに前記核酸分子またはポリペプチドと特異的に結合する化合物を選別することを含む前記有効な化合物の特定方法。
  41. ストリンジェントな条件下で請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子とハイブリダイズする核酸プローブを含む第一の容器;前記核酸分子の増幅に有用なプライマーを含む第二の容器;および疾患の診断を容易にすることを目的とする前記プローブおよびプライマーの使用のための指示書を含む疾患の診断に有用なキット。
  42. ハイブリダイズしていないRNAを消化するための薬剤を保持する第三の容器をさらに含む請求項41のキット。
  43. 核酸分子のアレイを含むキットであって、前記核酸分子の少なくとも一つが請求項9−12のいずれか1項に記載の核酸分子である前記キット。
  44. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドと結合する1つまたは2つ以上の抗体;および前記抗体と前記ポリペプチドとの間の結合反応の検出に有用な試薬を含むキット。
  45. 請求項1−8のいずれか1項に記載のポリペプチドをより高レベルまたはより低レベルで発現するように、または前記ポリペプチドを発現しないように形質転換したトランスジェニックまたはノックアウト非ヒト動物。
  46. 請求項45に記載の非ヒトトランスジェニック動物を候補化合物と接触させ、さらに前記動物の疾患に対する前記化合物の影響を決定することによって、疾患の治療に有効な化合物をスクリーニングする方法。
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