JP2005521421A - Methods for diagnosing and treating colorectal cancer - Google Patents

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祐輔 中村
洋一 古川
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Abstract

本出願は、結腸直腸癌の大部分において、対応する非癌性組織と比較して発現が顕著に上昇するヒト遺伝子HELAD1を提供する。具体的には、結腸直腸癌の発生機構を調べるにあたって、線腫様多発結腸ポリープ遺伝子産物(APC)によって調節される遺伝子を探索し、HELAD1遺伝子(ヘリカーゼ、APC下方制御1)を同定した。HELAD1産物の細胞活性関連ATPアーゼ(AAA)ドメインを表す組換え型ポリペプチドは、インビトロで3'から5'へのヘリカーゼ活性およびエキソヌクレアーゼ活性を示した。HELAD1は、調べた結腸癌の20例中16例において大量に発現されたが、対応する非癌性粘膜ではほとんど検出されなかった。結腸癌細胞をアンチセンスオリゴヌクレオチドによって処置すると、その発現を抑制して、アポトーシスを誘導した。このデータは、結腸直腸癌発生におけるHELAD1の重要性および結腸直腸癌の診断マーカーとしてのその有用性を証明する。さらに、HELAD1の抑制は、結腸直腸癌の治療において有望な治療戦略となる可能性があることを示唆する。The present application provides the human gene HELAD1, whose expression is significantly elevated in the majority of colorectal cancers compared to the corresponding non-cancerous tissue. Specifically, in examining the developmental mechanism of colorectal cancer, we searched for a gene regulated by a nematode-like multiple colon polyp gene product (APC) and identified the HELAD1 gene (helicase, APC downregulation 1). Recombinant polypeptides representing the cellular activity-related ATPase (AAA) domain of the HELAD1 product showed 3 ′ to 5 ′ helicase and exonuclease activity in vitro. HELAD1 was abundantly expressed in 16 out of 20 colon cancers examined, but was hardly detected in the corresponding non-cancerous mucosa. Treatment of colon cancer cells with antisense oligonucleotides suppressed their expression and induced apoptosis. This data demonstrates the importance of HELAD1 in colorectal cancer development and its usefulness as a diagnostic marker for colorectal cancer. Furthermore, suppression of HELAD1 suggests that it may be a promising therapeutic strategy in the treatment of colorectal cancer.

Description

本出願は、2002年4月5日に提出された米国特許仮出願第60/370,604号に対する優先権を主張する。   This application claims priority to US Provisional Application No. 60 / 370,604, filed Apr. 5, 2002.

発明の技術分野
本発明は、癌研究の分野に関する。より詳細には、本発明は、HELAD1(ヘリカーゼ、APC下方制御1(helicase, APC down-regulated 1))遺伝子および対応するタンパク質を用いて、結腸直腸癌を治療および診断することに関する。本発明はさらに、被験者における結腸直腸腫瘍を診断する方法、結腸直腸腫瘍の治療において有用な治療薬剤をスクリーニングする方法、結腸直腸腫瘍を治療する方法、および結腸直腸腫瘍に対するワクチンを被験者に接種する方法に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of cancer research. More particularly, the invention relates to treating and diagnosing colorectal cancer using the HELAD1 (helicase, APC down-regulated 1) gene and corresponding proteins. The invention further provides a method of diagnosing colorectal tumors in a subject, a method of screening for therapeutic agents useful in the treatment of colorectal tumors, a method of treating colorectal tumors, and a method of inoculating a subject with a vaccine against colorectal tumors About.

発明の背景
APC遺伝子の変異は、散発性の結腸直腸腫瘍と共に家族性線腫様多発結腸ポリープに関与しており(Nishishoら、1991;Kinzlerら、1991)、その正常産物は腫瘍抑制物質として機能する。β-カテニンに会合すると、野生型APCは、β-カテニンの細胞質レベルおよび核レベルを調節することによって、Wnt/winglessシグナル伝達経路の負の調節物質として作用する(Munemitsuら、1995)。足場タンパク質であるアキシン/コンダクチンと共に、APCは、グリコーゲンシンターゼキナーゼ3β(GSK-3β)によるβ-カテニンのリン酸化を促進し、ユビキチン-プロテオソーム経路を介してβ-カテニンの分解を導く(Behrensら、1998;Hamadaら、1999;Hartら、1999;Nakamuraら、1998)。APC、β-カテニン、またはアキシン/コンダクチン遺伝子における変異の結果としてのβ-カテニンの異常な蓄積が、結腸直腸癌および肝細胞癌を含む多様なヒト癌において認められている(Miyoshiら、1998;Morinら、1997;Satohら、2000)。β-カテニンは、核に移動すると、T細胞因子/リンパ球増強因子(Tcf/LEF)と相互作用して(Korinekら、1997;Morinら、1997)、c-Myc(Heら、1998)、cyclinD1(TetsuおよびMcCormick、1999;Shtutmanら、1999)、c-jun、fra-1(Mannら、1999)、MMP7 (Brabletzら、1999;Crawford ら、1999)、PPARγ (Heら、1999)、NBL4 (Ishiguroら、2000)、WISP1 (Xuら、2000)、MDR1 (Yamadaら、2000)、 AF17 (Linら、2001)、およびENC1(Fujitaら、2001)などの下流遺伝子の転写を活性化する。
Background of the Invention
Mutations in the APC gene are involved in sporadic colorectal tumors as well as familial nematoma-like multiple colon polyps (Nishisho et al., 1991; Kinzler et al., 1991), whose normal products function as tumor suppressors. When associated with β-catenin, wild-type APC acts as a negative regulator of the Wnt / wingless signaling pathway by regulating the cytoplasmic and nuclear levels of β-catenin (Munemitsu et al., 1995). Together with the scaffolding proteins axin / conductin, APC promotes phosphorylation of β-catenin by glycogen synthase kinase 3β (GSK-3β), leading to degradation of β-catenin via the ubiquitin-proteosome pathway (Behrens et al., 1998; Hamada et al., 1999; Hart et al., 1999; Nakamura et al., 1998). Abnormal accumulation of β-catenin as a result of mutations in the APC, β-catenin, or axin / conductin genes has been observed in a variety of human cancers including colorectal cancer and hepatocellular carcinoma (Miyoshi et al., 1998; Morin et al., 1997; Satoh et al., 2000). When β-catenin moves to the nucleus, it interacts with T cell factor / lymphocyte enhancing factor (Tcf / LEF) (Korinek et al., 1997; Morin et al., 1997), c-Myc (He et al., 1998), cyclinD1 (Tetsu and McCormick, 1999; Shtutman et al., 1999), c-jun, fra-1 (Mann et al., 1999), MMP7 (Brabletz et al., 1999; Crawford et al., 1999), PPARγ (He et al., 1999), NBL4 (Ishiguro et al., 2000), WISP1 (Xu et al., 2000), MDR1 (Yamada et al., 2000), AF17 (Lin et al., 2001), and ENC1 (Fujita et al., 2001) activate transcription of downstream genes.

DNAヘリカーゼが、DNA複製、DNA修復、および転写を含む生物学的過程において重要な役割を有することは証拠から明白である。例えば、真核細胞のDNA複製の開始を制御する一般的な機構は、ヘリカーゼ活性を含むミニ染色体維持タンパク質複合体(MCM)を伴う。DNAポリメラーゼと共に、MCM複合体は、複製開始点で二本鎖DNAを巻き戻す(EisenおよびLucchesi、1998;Takisawaら、2000)。ヌクレオチド除去修復に関与するヘリカーゼであるXPBおよびXPDは、TFIIHと複合体を形成して、DNA修復のみならず転写においても役割を果たす(Guzderら、1994a;Guzderら、1994b)。その本質的な生物学的役割と一致して、ヘリカーゼの不活化は、色素性乾皮症(Weedaら、1990)、トリコチオジストロフィー(Broughtonら、1994)、ブルーム症候群(Ellisら、1995)、ウェルナー症候群(Yuら、1996)、およびロートムンド-トムソン症候群(Kitaoら、1999)などのヒト遺伝障害に関係している。一方、ヘリカーゼのDEADボックスタンパク質/RNAファミリーに属するタンパク質であるrck/p54の過剰発現は、t(11;14)(q23:q32)を有するB-細胞リンパ腫において見られ、結腸直腸腺癌の50%においても認められる(Nakagawaら、1999;Setoら、1995)。さらに、推定のRNAヘリカーゼをコードするDEADボックス遺伝子DDX1は、いくつかの網膜芽細胞腫および神経芽細胞腫においてN-mycと同時増幅される(Godboutら、1998)。ヒト発癌におけるヘリカーゼ増強の正確な役割は、依然として解決されていない。   It is clear from the evidence that DNA helicases have an important role in biological processes including DNA replication, DNA repair, and transcription. For example, a common mechanism that controls the initiation of DNA replication in eukaryotic cells involves the minichromosome maintenance protein complex (MCM) that contains helicase activity. Along with DNA polymerase, the MCM complex unwinds double-stranded DNA at the origin of replication (Eisen and Lucchesi, 1998; Takisawa et al., 2000). XPB and XPD, helicases involved in nucleotide excision repair, form a complex with TFIIH and play a role in transcription as well as DNA repair (Guzder et al., 1994a; Guzder et al., 1994b). Consistent with its essential biological role, helicase inactivation is known as xeroderma pigmentosum (Weeda et al., 1990), trichothiodystrophy (Broughton et al., 1994), Bloom syndrome (Ellis et al., 1995), It has been implicated in human genetic disorders such as Werner syndrome (Yu et al., 1996) and Rothmund-Thomson syndrome (Kitao et al., 1999). On the other hand, overexpression of rck / p54, a protein belonging to the DEAD box protein / RNA family of helicases, was seen in B-cell lymphomas with t (11; 14) (q23: q32), and 50% of colorectal adenocarcinoma % (Nakagawa et al., 1999; Seto et al., 1995). Furthermore, the DEAD box gene DDX1, which encodes a putative RNA helicase, is co-amplified with N-myc in several retinoblastomas and neuroblastomas (Godbout et al., 1998). The exact role of helicase enhancement in human carcinogenesis remains unresolved.

本明細書において、ヘリカーゼ活性を有するタンパク質をコードする、ヒト遺伝子HELAD1の単離および特徴付けを記述し、かつ結腸直腸癌発生におけるその関与について詳細に記録する。結腸直腸癌は、先進諸国における癌による死因の第一位である。具体的に、米国では毎年130,000例を超える結腸直腸癌の新規症例が報告されている。結腸直腸癌は、癌全体の約15%を占める。これらの中で、約5%が遺伝性の遺伝子欠損に直接関係している。多くの患者が癌の発症前に前癌性結腸ポリープまたは直腸ポリープという診断を受けている。多くの小さい結腸直腸ポリープは良性であるが、いくつかのタイプは癌へと進行する可能性がある。   Here we describe the isolation and characterization of the human gene HELAD1, which encodes a protein with helicase activity, and records in detail its involvement in colorectal cancer development. Colorectal cancer is the leading cause of cancer death in developed countries. Specifically, more than 130,000 new cases of colorectal cancer are reported each year in the United States. Colorectal cancer accounts for about 15% of all cancers. Of these, approximately 5% are directly related to hereditary genetic defects. Many patients are diagnosed with precancerous colon or rectal polyps before the onset of cancer. Many small colorectal polyps are benign, but some types can progress to cancer.

最も広く用いられている結腸直腸癌のスクリーニング試験は、結腸鏡検査である。この方法は、疑わしい増殖を可視化するため、および/または組織生検を採取するために用いられる。典型的に、組織生検を組織学的に調べて、生検を行った細胞の顕微鏡所見に基づいて診断を下す。しかし、この方法は、主観的な結果を生じることと、前癌状態を非常に早期に検出するために用いることができないことから限界がある。初期段階の結腸直腸癌または前悪性病変を検出するための、高感度、特異的、かつ簡便な診断系の開発は、それによってこの疾患を最終的に根絶しうることから非常に望ましい。   The most widely used colorectal cancer screening test is colonoscopy. This method is used to visualize suspicious growth and / or to take a tissue biopsy. Typically, a tissue biopsy is examined histologically and a diagnosis is made based on microscopic findings of the biopsied cells. However, this method is limited because it produces subjective results and cannot be used to detect precancerous conditions very early. The development of a sensitive, specific and simple diagnostic system for detecting early stage colorectal cancer or premalignant lesions is highly desirable because it can ultimately eradicate the disease.

発明の概要
したがって、本発明は、結腸直腸癌の診断マーカーとしてHELAD1遺伝子およびタンパク質を用いることに関する。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention relates to the use of the HELAD1 gene and protein as a diagnostic marker for colorectal cancer.

本出願は、結腸直腸癌において過剰発現される、単離された遺伝子HELAD1を提供する。遺伝子HELAD1の発現は、結腸直腸癌においてしばしば上方制御され、そのヘリカーゼ活性およびアポトーシスの抑制を通して癌細胞に腫瘍形成活性を付与するように思われる。このように、HELAD1は、結腸直腸癌の新規分子標的として役立つ。   The present application provides the isolated gene HELAD1, which is overexpressed in colorectal cancer. The expression of the gene HELAD1 is often upregulated in colorectal cancer and appears to confer oncogenic activity to cancer cells through its helicase activity and suppression of apoptosis. Thus, HELAD1 serves as a novel molecular target for colorectal cancer.

本発明の目的は、結腸直腸癌を診断および治療するために、HELAD1遺伝子およびそれによってコードされるタンパク質を用いる方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method of using the HELAD1 gene and the protein encoded thereby for diagnosing and treating colorectal cancer.

本発明者らは、結腸直腸癌の発癌機構を発見して調査することに着手した。したがって、本発明者らは、cDNAマイクロアレイを用いて結腸直腸癌の発現プロフィールを分析した。結腸直腸癌の大多数において、対応する非癌性組織と比較して発現が顕著に上昇している、ヒト遺伝子HELAD1の同定を本明細書において報告する。一つの態様において、HELAD1 cDNAは、アミノ酸2365個の推定タンパク質(配列番号:2)をコードするヌクレオチド7,095個のオープンリーディングフレーム(残基230位〜7324位に及ぶ)を含む、ヌクレオチド10,646個(配列番号:1)からなる。もう一つの態様において、HELAD1 cDNAは、アミノ酸2429個の推定タンパク質(配列番号:4)をコードするヌクレオチド7,287個のオープンリーディングフレーム(残基331位〜7617位に及ぶ)を含む、ヌクレオチド10,939個(配列番号:3)からなる。どちらのHELAD1タンパク質の態様もCH(カルポニン相同性)ドメイン、およびヘリカーゼ活性を示すAAA(様々な細胞活性に関連するATPアーゼ)ドメインの双方を含む。アンチセンスS-オリゴヌクレオチドによってHELAD1発現を抑制すると、一貫して、結腸直腸細胞株においてアポトーシスを誘導した。これらの知見は、HELAD1が癌細胞に腫瘍形成活性を付与すること、およびこのタンパク質の活性の阻害が、結腸直腸癌の治療にとって有望な戦略となりうることを示唆している。   The present inventors set out to discover and investigate the carcinogenic mechanism of colorectal cancer. Therefore, we analyzed the expression profile of colorectal cancer using a cDNA microarray. We report herein the identification of the human gene HELAD1, whose expression is significantly elevated in the majority of colorectal cancers compared to the corresponding non-cancerous tissue. In one embodiment, the HELAD1 cDNA comprises 10,646 nucleotides (sequences) comprising a 7,095 nucleotide open reading frame (ranging from residues 230 to 7324) encoding a putative protein of 2365 amino acids (SEQ ID NO: 2). Number: 1). In another embodiment, the HELAD1 cDNA comprises 10,939 nucleotides comprising a 7,287 nucleotide open reading frame (ranging from residues 331 to 7617) encoding a putative protein of 2429 amino acids (SEQ ID NO: 4). SEQ ID NO: 3). Both HELAD1 protein embodiments include both a CH (calponin homology) domain and an AAA (ATPase associated with various cellular activities) domain that exhibits helicase activity. Suppressing HELAD1 expression with antisense S-oligonucleotides consistently induced apoptosis in colorectal cell lines. These findings suggest that HELAD1 confers oncogenic activity to cancer cells and that inhibition of the activity of this protein can be a promising strategy for the treatment of colorectal cancer.

したがって、本発明は、細胞増殖に関係するHELAD1タンパク質、およびそれらをコードする遺伝子を用いることに関する。より詳細には、本発明は、以下を提供する。   The present invention therefore relates to the use of HELAD1 proteins involved in cell proliferation and the genes encoding them. More specifically, the present invention provides the following.

本出願は、ヒトタンパク質HELAD1またはその機能的同等物を用いて結腸直腸癌を診断および治療する方法を提供する。好ましい態様において、HELAD1タンパク質には、ヘリカーゼ活性を有するAAAドメインが含まれ、これは配列番号:1または配列番号:3のオープンリーディングフレームによってコードされる。HELAD1タンパク質には好ましくは、配列番号:2記載のアミノ酸配列または配列番号:4記載のアミノ酸配列が含まれる。本出願はまた、HELAD1ポリヌクレオチド配列の少なくとも一部からコードされるか、または配列番号:1もしくは配列番号:3記載の配列と少なくとも15%、より好ましくは少なくとも25%相補的であるポリヌクレオチド配列からコードされる、単離されたタンパク質を提供する。   The present application provides a method for diagnosing and treating colorectal cancer using the human protein HELAD1 or a functional equivalent thereof. In a preferred embodiment, the HELAD1 protein includes an AAA domain with helicase activity, which is encoded by the open reading frame of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. The HELAD1 protein preferably includes the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4. The application also encodes a polynucleotide sequence that is encoded from at least a portion of a HELAD1 polynucleotide sequence or that is at least 15%, more preferably at least 25% complementary to the sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 An isolated protein encoded by is provided.

本発明はさらに、結腸直腸癌を診断および治療するために、結腸直腸癌の大多数において、対応する非癌性組織と比較して発現が顕著に上昇している、ヒト遺伝子HELAD1を用いる方法を提供する。単離されたHELAD1遺伝子には、配列番号:1または配列番号:3に記載されるポリヌクレオチド配列が含まれる。本発明はさらに、HELAD1タンパク質またはその機能的同等物をコードする程度に、配列番号:1または配列番号:3に記載されるポリヌクレオチド配列とハイブリダイズし、かつ少なくとも15%、より好ましくは少なくとも25%相補的である、ポリヌクレオチドを包含する。そのようなポリヌクレオチドの例は、配列番号:1または配列番号:3の縮重体である。   The present invention further provides a method of using the human gene HELAD1 for the diagnosis and treatment of colorectal cancer, wherein the expression is significantly elevated in the majority of colorectal cancer compared to the corresponding non-cancerous tissue. provide. The isolated HELAD1 gene includes the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. The present invention further hybridizes to the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 to the extent that it encodes a HELAD1 protein or functional equivalent thereof, and at least 15%, more preferably at least 25 Includes polynucleotides that are% complementary. An example of such a polynucleotide is the degenerate form of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3.

本明細書において用いられるように、「単離されたHELAD1遺伝子」とは、その構造が、天然に存在する如何なるポリヌクレオチドの構造とも同一でないか、または三つより多くの別々の遺伝子に及ぶ天然に存在するゲノムポリヌクレオチドの如何なる断片の構造とも同一でないポリヌクレオチドである。したがって、この用語には、例えば(a)生物中に天然に存在するゲノム中の天然に存在するゲノムDNA分子の一部の配列を有するDNA;(b)得られた分子が天然に存在する如何なるベクターまたはゲノムDNAとも同一でないように、ベクターまたは原核細胞もしくは真核細胞のゲノムDNAに組み入れられるポリヌクレオチド;(c)cDNA、ゲノム断片、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって産生される断片、または制限断片などの分離した分子;および(d)ハイブリッド遺伝子、すなわち融合ポリペプチドをコードする遺伝子の一部である組換え型ヌクレオチド配列、が含まれる。異なる(i)DNA分子、(ii)トランスフェクトした細胞、または(iii)細胞クローン、の混合物に存在するDNA分子のポリヌクレオチドは、例えば、これらはcDNAまたはゲノムDNAライブラリのようなDNAライブラリにおいて生じることから、この定義から特に除外される。   As used herein, an “isolated HELAD1 gene” is a natural that spans more than three separate genes whose structure is not identical to the structure of any naturally occurring polynucleotide. A polynucleotide that is not identical to the structure of any fragment of the genomic polynucleotide present in Thus, this term includes, for example, (a) DNA having the sequence of part of a naturally occurring genomic DNA molecule in a genome that is naturally present in an organism; (b) whatever the resulting molecule is naturally occurring A polynucleotide that is incorporated into the vector or prokaryotic or eukaryotic genomic DNA so that it is not identical to the vector or genomic DNA; (c) cDNA, genomic fragments, fragments produced by polymerase chain reaction (PCR), or restriction fragments And (d) a hybrid gene, ie, a recombinant nucleotide sequence that is part of a gene encoding a fusion polypeptide. Polynucleotides of DNA molecules present in a mixture of different (i) DNA molecules, (ii) transfected cells, or (iii) cell clones, for example, they occur in a DNA library such as a cDNA or genomic DNA library Therefore, it is specifically excluded from this definition.

したがって、一つの局面において、本発明は、本明細書に記述されるポリペプチドまたはその断片をコードする、単離されたポリヌクレオチドを利用する。好ましくは、単離されたポリペプチドには、配列番号:1または配列番号:3に示されるヌクレオチドと少なくとも60%同一であるヌクレオチド配列が含まれる。より好ましくは、単離された核酸分子は、配列番号:1または配列番号:3に示されるヌクレオチド配列と少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれ以上同一である。参照配列、例えば配列番号:1または配列番号:3の長さより長いかまたはそれと同等である単離されたポリヌクレオチドの場合、参照配列の完全長と比較を行う。単離されたポリヌクレオチドが参照配列より短い、例えば配列番号:1または配列番号:3より短い場合、同じ長さの参照配列のセグメントについて比較を行う(相同性の計算に必要な如何なるループも除外する)。   Accordingly, in one aspect, the present invention utilizes an isolated polynucleotide that encodes a polypeptide described herein or a fragment thereof. Preferably, the isolated polypeptide includes a nucleotide sequence that is at least 60% identical to the nucleotide set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. More preferably, the isolated nucleic acid molecule is at least 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92 with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. %, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more are identical. For isolated polynucleotides that are longer than or equivalent to the length of a reference sequence, eg, SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3, a comparison is made with the full length of the reference sequence. If the isolated polynucleotide is shorter than the reference sequence, eg shorter than SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3, a comparison is made for segments of the reference sequence of the same length (excluding any loops necessary for homology calculation) To do).

本出願はまた、癌を治療するための治療薬剤を提供する。治療薬剤は、配列番号:1または配列番号:3に示され、かつ記述されるHELAD1ポリヌクレオチド配列のアンチセンスS-オリゴヌクレオチドの少なくとも一部として記述されうる。適したアンチセンスS-オリゴヌクレオチドには、配列番号:16、17、および20に記載されるオリゴヌクレオチドが含まれるがこれらに限定されない。治療薬剤は、結腸直腸細胞および組織を治療するために適切に用いてもよい。治療薬剤について提唱される作用経過は、望ましくは結腸直腸癌細胞においてアポトーシスを誘導することである。治療薬剤は、ヒトおよび家畜哺乳類を含む哺乳類に適用してもよい。   The application also provides therapeutic agents for treating cancer. The therapeutic agent can be described as at least part of an antisense S-oligonucleotide of the HELAD1 polynucleotide sequence shown and described in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. Suitable antisense S-oligonucleotides include, but are not limited to, the oligonucleotides set forth in SEQ ID NOs: 16, 17, and 20. The therapeutic agent may suitably be used to treat colorectal cells and tissues. The proposed course of action for therapeutic agents is to induce apoptosis in colorectal cancer cells. The therapeutic agent may be applied to mammals including human and domestic mammals.

HELAD1タンパク質を認識する抗体も同様に、本出願によって提供される。部分的に、HELAD1遺伝子のアンチセンスDNA、リボザイム、およびRNAi(RNA干渉)も同様に提供される。   Antibodies that recognize the HELAD1 protein are also provided by this application. In part, antisense DNA, ribozymes, and RNAi (RNA interference) of the HELAD1 gene are provided as well.

本発明は、標本の生物試料中のHELAD1遺伝子の発現レベルまたはHELAD1タンパク質レベルを決定する段階、正常な試料について決定されたレベルと比較する段階、および試料における高い発現レベルを、癌を有するとして定義する段階を含む、癌を診断するための方法を提供する。癌はふさわしくは結腸直腸癌である。   The present invention defines the step of determining the expression level of HELAD1 gene or HELAD1 protein level in a biological sample of a specimen, comparing the level determined for a normal sample, and the high expression level in the sample as having cancer A method for diagnosing cancer comprising the steps of: The cancer is suitably colorectal cancer.

さらに、抗癌剤の候補化合物をスクリーニングする方法を提供する。方法には、HELAD1ポリペプチドを候補化合物に接触させる段階、およびその活性の一つまたは複数を阻害する化合物を選択する段階が含まれる。   Furthermore, a method for screening candidate compounds for anticancer agents is provided. The method includes contacting the HELAD1 polypeptide with a candidate compound and selecting a compound that inhibits one or more of its activities.

本発明はまた、HELAD1タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列によって宿主細胞をトランスフェクトまたは形質転換し、かつポリヌクレオチド配列を発現させることによって、タンパク質を産生する方法も提供する。   The present invention also provides a method of producing a protein by transfecting or transforming a host cell with a polynucleotide sequence encoding a HELAD1 protein and expressing the polynucleotide sequence.

本発明の前述の概要および以下の詳細な説明は、好ましい態様に関するものであり、本発明また本発明の他の代わりの態様を制限するものではないと理解すべきである。   It is to be understood that the foregoing summary of the invention and the following detailed description are of the preferred embodiments and are not meant to limit the invention or other alternative embodiments of the invention.

発明の詳細な説明
本明細書において用いられる「一つ(a)」、「一つ(an)」、および「その(the)」という用語は、特に明記していなければ「少なくとも一つ」を意味する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The terms “one”, “an”, and “the” as used herein refer to “at least one” unless otherwise specified. means.

結腸直腸癌において、対応する非癌性結腸直腸組織と比較して発現が顕著に上昇しているヒト遺伝子HELAD1を、cDNAマイクロアレイから単離および同定した。一つの態様において、HELAD1 cDNAは、配列番号:1記載のヌクレオチド7,095個(残基230位〜7324位)のオープンリーディングフレームを含むヌクレオチド10,646個からなる。オープンリーディングフレームは、配列番号:2記載のアミノ酸2365個の推定タンパク質をコードする。もう一つの態様において、HELAD1 cDNAは、配列番号:3記載のヌクレオチド7,287個(残基331〜7617位)のオープンリーディングフレームを含むヌクレオチド10,939個からなる。オープンリーディングフレームは、配列番号:4記載のアミノ酸2429個の推定タンパク質をコードする。コードされるタンパク質は、下記の実験において明らかになった特徴からHELAD1(ヘリカーゼ、APC下方制御1)と命名されている。   The human gene HELAD1, whose expression is markedly elevated in colorectal cancer compared to the corresponding non-cancerous colorectal tissue, was isolated and identified from a cDNA microarray. In one embodiment, the HELAD1 cDNA consists of 10,646 nucleotides comprising an open reading frame of 7,095 nucleotides (residues 230 to 7324) set forth in SEQ ID NO: 1. The open reading frame encodes a putative protein of 2365 amino acids set forth in SEQ ID NO: 2. In another embodiment, HELAD1 cDNA consists of 10,939 nucleotides comprising an open reading frame of 7,287 nucleotides (residues 331-7617) set forth in SEQ ID NO: 3. The open reading frame encodes a putative protein of 2429 amino acids set forth in SEQ ID NO: 4. The encoded protein is named HELAD1 (helicase, APC downregulation 1) due to the characteristics revealed in the following experiment.

HELAD1遺伝子は、アミノ末端でCHドメインおよびカルボキシ末端でAAA(様々な細胞活性に関連するATPアーゼ)のコンセンサスモチーフを含むタンパク質をコードし、その産物はインビトロでヘリカーゼおよびエンドヌクレアーゼ活性を示した。   The HELAD1 gene encoded a protein containing a consensus motif of the CH domain at the amino terminus and AAA (ATPase associated with various cellular activities) at the carboxy terminus, and the product exhibited helicase and endonuclease activity in vitro.

CHドメインは、多様な細胞骨格およびシグナル伝達分子にアクチン結合を付与すると推定される(CastresanaおよびSaraste、1995)。CHドメインを含むタンパク質は三つの群に分類される:(i)二つのアクチン結合ドメインを含む単量体アクチンクロスリンク分子のフィンブリンファミリー、(ii)それぞれが一つのアクチン結合ドメインを含む、正反対のクロスリンクタンパク質および単量体F-アクチン結合タンパク質、ならびに(iii)単一のアミノ末端CHドメインを含むタンパク質(Stradalら、1998)。上記の分類に従って、HELAD1は、平滑筋の収縮に関与する分子であるカルポニン、シグナル伝達分子であるIQGAP、および癌原遺伝子Vavが含まれる第三の群に分類される。HELAD1は、CHとヘリカーゼドメインの双方を含む第一の例であり、CHドメインを有するタンパク質が広範囲の生物学的機能を発揮する可能性があることを示唆している。   The CH domain is presumed to confer actin binding to various cytoskeletons and signaling molecules (Castresana and Saraste, 1995). Proteins containing CH domains are divided into three groups: (i) the fimbrin family of monomeric actin cross-linking molecules containing two actin binding domains, (ii) the opposite, each containing one actin binding domain And (iii) proteins containing a single amino-terminal CH domain (Stradal et al., 1998). According to the above classification, HELAD1 is classified into a third group including calponin, a molecule involved in smooth muscle contraction, IQGAP, a signaling molecule, and proto-oncogene Vav. HELAD1 is the first example that includes both CH and helicase domains, suggesting that proteins with CH domains may exert a wide range of biological functions.

AAAファミリーのタンパク質は、ウォーカーAおよびBモチーフを包含するアミノ酸230〜250個の、十分に保存されたカセットの一つまたは二つのコピーを有するタンパク質として最初に分類された(Neuwaldら、1999)。AAAファミリーには、プロテアーゼの調節成分、プロテアソームサブユニット、ペルオキシソーム生合成タンパク質、Mg2+およびCo2+キレーターゼ、小胞合成タンパク質、ダイニンモータータンパク質、ならびにDNAの複製、組み換え、制限、および転写、ならびに細菌の胞子形成に関係するタンパク質が含まれる(PatelおよびLatterich、1998;Neuwaldら、1999)。中でも、大腸菌のRuvBと相同なヘリカーゼであるRuvBL1は、相同的遺伝子組換えの後期段階および損傷DNAの組み換え修復において重要な役割を果たす(Kanemakiら、1999)。同様にAAAドメインを含むMCMタンパク質は、前複製複合体の成分であり、真核細胞においてDNA複製を開始するために必須である(Takisawaら、2000;TyeおよびSawyer、2000)。MCMタンパク質は、分化または休止状態を経る細胞において下方制御され、正常組織より異形成組織または悪性組織において豊富に発現される(Freemanら、1999)。このように、異形成細胞は、機能面において、細胞周期に留まっているもの、および/または細胞増殖に対する正常な制御の脱制御によってDNA複製が加速しているものとして特徴づけることができる。HELAD1の発現もまた結腸直腸癌において増強されているため、これは細胞周期の進行および/またはDNA複製に関与する可能性がある。さらに、AAAコンセンサスモチーフを含むタンパク質は、多くの場合、タンパク質の複合体の構築、操作、または解体を補助するシャペロン様機能を有し(Neuwaldら、1999)、ヘリカーゼの六量体構造は、DNAまたはRNAを中に通し、DNA-タンパク質複合体へと組み立てることができる穴を提供しうる(TyeおよびSawyer、2000;PatelおよびPicha、2000)。それゆえHELAD1は、それ自身または他のタンパク質と相互作用できる可能性がある。その結合パートナー(複数)が今後同定されることにより、この酵素の生理的役割をよりよく理解するために役立つと考えられる。 The AAA family of proteins was first classified as a protein with one or two copies of a well-conserved cassette of 230-250 amino acids encompassing the Walker A and B motifs (Neuwald et al., 1999). The AAA family includes protease regulatory components, proteasome subunits, peroxisome biosynthetic proteins, Mg 2+ and Co 2+ chelators, vesicle synthesis proteins, dynein motor proteins, and DNA replication, recombination, restriction, and transcription, and Proteins involved in bacterial sporulation are included (Patel and Latterich, 1998; Neuwald et al., 1999). Among them, RuvBL1, a helicase homologous to E. coli RuvB, plays an important role in the late stages of homologous genetic recombination and in the repair of damaged DNA (Kanemaki et al., 1999). Similarly, MCM proteins containing AAA domains are components of the pre-replication complex and are essential for initiating DNA replication in eukaryotic cells (Takisawa et al., 2000; Tye and Sawyer, 2000). MCM protein is down-regulated in cells undergoing differentiation or quiescence and is more abundantly expressed in dysplastic or malignant tissue than normal tissue (Freeman et al., 1999). Thus, dysplastic cells can be characterized as functionally remaining in the cell cycle and / or accelerated DNA replication by deregulation of normal control over cell proliferation. Since HELAD1 expression is also enhanced in colorectal cancer, it may be involved in cell cycle progression and / or DNA replication. In addition, proteins containing AAA consensus motifs often have chaperone-like functions that assist in the construction, manipulation, or disassembly of protein complexes (Neuwald et al., 1999), and the hexameric structure of helicases is DNA Or it can provide a hole through which RNA can be passed and assembled into a DNA-protein complex (Tye and Sawyer, 2000; Patel and Picha, 2000). Therefore, HELAD1 may be able to interact with itself or other proteins. Future identification of its binding partner (s) will help to better understand the physiological role of this enzyme.

本明細書に記載の実験において、HELAD1タンパク質は、正常な細胞より形質転換細胞および腫瘍細胞において高度に発現されるタンパク質であるWRNと同様に(Shiratoriら、1999)、ヘリカーゼおよびエキソヌクレアーゼ活性の双方を示した。WRNおよびBLM遺伝子の発現を調べたところ、いずれも、調べた結腸直腸癌12例中7例において対応する正常組織より豊富に発現されることが判明した(データは示していない)。これらの結果は、大腸癌細胞が生存するためにヘリカーゼの高い発現を必要とする可能性があることを示唆している。しかし、正常なヒト組織におけるHELAD1発現レベルの分布はWRNとは全く異なった;WRNは、膵臓および胎盤において豊富に発現され、心臓および骨格筋において中程度に発現されるが(Yuら、1996)、HELAD1の発現は、胎児組織においては豊富であったものの、調べた如何なる成人組織においてもほとんど検出することができなかった。興味深いことに、HELAD1は、線虫(C. elegans)のunc-53(その過剰発現によってa-p軸に沿った成長円錐の伸長が起こる)と28%の同一性を有する(Hedgecockら、1987;HekimiおよびKershaw、1993)。さらに、本明細書に報告された実験において、癌細胞におけるHELAD1の発現は、APC(その産物は軸形成、細胞運動性および分化の制御にとって必須である)の形質導入によって下方制御された(BienzおよびClevers、2000)。このデータは、HELAD1の発現が形態形成および/または分化において役割を有することを強く示唆する。HELAD1は、Tcf/LEF転写複合体の直接標的であると証明されていないが、活性化HELAD1は、標的遺伝子の転写を促進する可能性がある。   In the experiments described herein, HELAD1 protein, like WRN, which is a protein that is more highly expressed in transformed and tumor cells than normal cells (Shiratori et al., 1999), has both helicase and exonuclease activity. showed that. Examination of WRN and BLM gene expression revealed that both were abundantly expressed in the corresponding normal tissues in 7 out of 12 colorectal cancers examined (data not shown). These results suggest that colon cancer cells may require high helicase expression in order to survive. However, the distribution of HELAD1 expression levels in normal human tissues was quite different from WRN; WRN is abundantly expressed in pancreas and placenta, but moderately expressed in heart and skeletal muscle (Yu et al., 1996) Although HELAD1 expression was abundant in fetal tissue, it could hardly be detected in any adult tissue examined. Interestingly, HELAD1 has 28% identity with C. elegans unc-53 (its overexpression causes growth cone elongation along the ap axis) (Hedgecock et al., 1987; Hekimi). And Kershaw, 1993). Furthermore, in the experiments reported herein, the expression of HELAD1 in cancer cells was down-regulated by transduction of APC (its product is essential for the control of axis formation, cell motility and differentiation) (Bienz And Clevers, 2000). This data strongly suggests that the expression of HELAD1 has a role in morphogenesis and / or differentiation. Although HELAD1 has not been proven to be a direct target of the Tcf / LEF transcription complex, activated HELAD1 may promote transcription of the target gene.

本明細書における証拠は、結腸直腸癌の大多数が、HELAD1を豊富に発現すること、および野生型APCがそのような腫瘍においてHELAD1の量を減少させうることを証明する。これは次に、HELAD1遺伝子の不適切な発現が結腸直腸の発癌に有意に関与するという考え方を強く支持する。特に、HELAD1は、正常な結腸および他の成人組織には存在せず、癌細胞におけるHELAD1をアンチセンスS-オリゴヌクレオチドによって抑制すると、癌細胞の増殖を阻害して、細胞死を誘導した。アンチセンスS-オリゴヌクレオチドが増殖を抑制することができる正確な分子機構は、依然明らかにされていないが、本明細書に記載のデータは、HELAD1が、結腸直腸癌の診断のための分子マーカーのみならず、結腸直腸腫瘍患者の有効な治療試薬および戦略を開発するための分子標的として役立ちうることを明らかに示している。   Evidence herein demonstrates that the majority of colorectal cancers are abundantly expressed HELAD1, and that wild type APC can reduce the amount of HELAD1 in such tumors. This in turn strongly supports the notion that inappropriate expression of the HELAD1 gene is significantly involved in colorectal carcinogenesis. In particular, HELAD1 is not present in normal colon and other adult tissues, and when HELAD1 in cancer cells was suppressed by antisense S-oligonucleotide, it inhibited cancer cell proliferation and induced cell death. Although the exact molecular mechanism by which antisense S-oligonucleotides can suppress proliferation remains unclear, the data described herein show that HELAD1 is a molecular marker for the diagnosis of colorectal cancer Not only does it clearly show that it can serve as a molecular target for developing effective therapeutic reagents and strategies for patients with colorectal tumors.

遺伝子、タンパク質、および部分ペプチド
本発明は、配列番号:1および配列番号:3に記載されるポリヌクレオチド配列を含むヒト遺伝子HELAD1と共に、その縮重体および変異体を、配列番号:2記載のアミノ酸配列、配列番号:4記載のアミノ酸配列およびその機能的同等物を含むHELAD1タンパク質をそれらがコードする程度に包含する。HELAD1と機能的に同等であるタンパク質の例には、例えば、ヒトHELAD1タンパク質に対応する他の生物の相同なタンパク質と共に、ヒトHELAD1タンパク質の変異体が含まれる。
Gene, protein, and partial peptide The present invention includes the human gene HELAD1 containing the polynucleotide sequence described in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3, and the degenerate and mutant forms thereof, the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2. HELAD1 proteins comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 and functional equivalents thereof are included to the extent they encode. Examples of proteins that are functionally equivalent to HELAD1 include, for example, variants of human HELAD1 protein, along with homologous proteins of other organisms corresponding to human HELAD1 protein.

本発明において、「機能的に同等である」という用語は、本発明のタンパク質がヌクレアーゼ活性、ヘリカーゼ活性、またはアポトーシス抑制活性を有することを意味する。本発明のタンパク質が標的活性を有する場合には、通常の周知のアッセイを用いて活性を慣行的に決定することができる。例えば、ヌクレアーゼ活性は、DNAのような標的核酸の分解に関してアッセイすることによって決定してもよい。具体的には、標的核酸を放射標識して、本発明のタンパク質と共にインキュベートしてもよい。次に、核酸の分解を電気泳動によって検出してもよい。または、核酸から放出される酸可溶性のヌクレオチドをシンチレーションカウンターによって定量してもよい(Sambrook, J.ら、Molecular Cloning、第2版、9.47〜9.58、コールドスプリングハーバー研究所出版、1989)。同様に、ヘリカーゼ活性は、標的二本鎖DNAの巻き戻しに関してアッセイすることによって、例えばSuzukiら(1997)、Nucleic Acids Res. 25:2973〜2978によって記述されるように、二本鎖DNA基質からの放射標識DNA断片の置換を検出することによって決定してもよい。最後に、アポトーシスの誘導またはその有無をアッセイすることによって、アポトーシス抑制活性を決定してもよい。具体的には、アポトーシスは、TUNEL染色、梯子状DNAの検出、顕微鏡観察、MTTアッセイ法、または他の従来の方法によって検出することができる(Methods in Enzymology:322巻、3〜15頁)。   In the present invention, the term “functionally equivalent” means that the protein of the present invention has nuclease activity, helicase activity, or apoptosis inhibitory activity. If the protein of the invention has target activity, the activity can be routinely determined using conventional well-known assays. For example, nuclease activity may be determined by assaying for the degradation of a target nucleic acid such as DNA. Specifically, the target nucleic acid may be radiolabeled and incubated with the protein of the present invention. Next, nucleic acid degradation may be detected by electrophoresis. Alternatively, acid-soluble nucleotides released from nucleic acids may be quantified by scintillation counter (Sambrook, J. et al., Molecular Cloning, 2nd edition, 9.47-9.58, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Similarly, helicase activity can be measured from double-stranded DNA substrates by assaying for unwinding of the target double-stranded DNA, as described, for example, by Suzuki et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 2973-2978. May be determined by detecting substitution of the radiolabeled DNA fragment. Finally, apoptosis inhibitory activity may be determined by assaying for the induction of apoptosis or the presence or absence thereof. Specifically, apoptosis can be detected by TUNEL staining, detection of ladder DNA, microscopy, MTT assay, or other conventional methods (Methods in Enzymology: 322, pages 3-15).

所定のタンパク質に対して機能的に同等であるタンパク質を調製する方法は、当業者に周知であり、タンパク質に変異を導入する既知の方法が含まれる。例えば、当業者は、部位特異的変異誘発によってヒトHELAD1タンパク質のアミノ酸配列に適当な変異を導入することによって、ヒトHELAD1タンパク質と機能的に同等なタンパク質を調製することができる(Hashimoto-Gotoh, T.ら(1995)、Gene 152:271〜275;Zoller, MJ.およびSmith, M.(1983)、Methods Enzymol. 100:468〜500;Kramer, W.ら(1984)、Nucleic Acids Res. 12:9441〜9456;Kramer, W.およびFritz HJ.(1987)、Methods Enzymol. 154:350〜367;Kunkel, TA.(1985)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:488〜492;Kunkel(1988)、Methods Enzymol. 85:2763〜2766)。アミノ酸変異は天然にも起こりうる。本発明のタンパク質には、得られる変異タンパク質がヒトHELAD1タンパク質と機能的に同等であるという条件で、一つまたは複数のアミノ酸が変異したヒトHELAD1タンパク質のアミノ酸配列を有するタンパク質が含まれる。そのような変異体において変異されるアミノ酸の数は、一般的にアミノ酸10個またはそれ未満、好ましくはアミノ酸6個またはそれ未満、より好ましくはアミノ酸3個またはそれ未満である。   Methods for preparing proteins that are functionally equivalent to a given protein are well known to those of skill in the art and include known methods for introducing mutations into proteins. For example, those skilled in the art can prepare a protein functionally equivalent to the human HELAD1 protein by introducing an appropriate mutation into the amino acid sequence of the human HELAD1 protein by site-directed mutagenesis (Hashimoto-Gotoh, T (1995), Gene 152: 271-275; Zoller, MJ. And Smith, M. (1983), Methods Enzymol. 100: 468-500; Kramer, W. et al. (1984), Nucleic Acids Res. 12: 9441-9456; Kramer, W. and Fritz HJ. (1987), Methods Enzymol. 154: 350-367; Kunkel, TA. (1985), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 488-492; 1988), Methods Enzymol. 85: 2763-2766). Amino acid mutations can occur naturally. The protein of the present invention includes a protein having the amino acid sequence of human HELAD1 protein in which one or more amino acids are mutated under the condition that the obtained mutant protein is functionally equivalent to human HELAD1 protein. The number of amino acids mutated in such variants is generally 10 amino acids or less, preferably 6 amino acids or less, more preferably 3 amino acids or less.

変異または改変されたタンパク質、特定のアミノ酸配列の一つまたは複数のアミノ酸残基を欠失、付加、および/または置換することによって改変されたアミノ酸配列を有するタンパク質は、当初の生物学的活性を保持することが知られている(Mark, D.F.ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA(1984)81:5662〜5666;Zoller, M.J.およびSmith, M.、Nucleic Acids Research(1982)10:6487〜6500;Wang, A.ら、Science 224:1431〜1433;Dalbadie-McFarland, G.ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA(1982)79:6409〜6413)。   A mutated or modified protein, a protein having an amino acid sequence modified by deleting, adding, and / or substituting one or more amino acid residues of a specific amino acid sequence, may have an original biological activity. (Mark, DF et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1984) 81: 5562-5666; Zoller, MJ and Smith, M., Nucleic Acids Research (1982) 10: 6487). ~ 6500; Wang, A. et al., Science 224: 1431-1433; Dalbadie-McFarland, G. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79: 6409-6413).

変異されるアミノ酸残基は、好ましくは、アミノ酸側鎖の特性が保存される異なるアミノ酸に変異される(保存的アミノ酸置換として知られる過程)。アミノ酸側鎖の特性の例は、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、および以下の官能基または共通の特徴を有する側鎖:脂肪族側鎖(G、A、V、L、I、P);ヒドロキシル基含有側鎖(S、T、Y);硫黄原子含有側鎖(C、M);カルボン酸およびアミド含有側鎖(D、N、E、Q);塩基含有側鎖(R、K、H);ならびに芳香族含有側鎖(H、F、Y、W)である。括弧内の文字はアミノ酸の一文字コードを示すことに注意されたい。   The amino acid residue to be mutated is preferably mutated to a different amino acid that preserves the properties of the amino acid side chain (a process known as conservative amino acid substitution). Examples of amino acid side chain properties are hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y, V), hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T), and side chains with the following functional groups or common characteristics: aliphatic side chains (G, A, V, L, I, P); hydroxyl group-containing side chains (S, T Y); sulfur atom-containing side chains (C, M); carboxylic acid and amide-containing side chains (D, N, E, Q); base-containing side chains (R, K, H); and aromatic-containing side chains (H, F, Y, W). Note that the letters in parentheses indicate the single letter code for amino acids.

一つまたは複数のアミノ酸残基がヒトHELAD1タンパク質のアミノ酸配列(配列番号:2または配列番号:4)に付加されるタンパク質の例は、ヒトHELAD1タンパク質を含む融合タンパク質である。融合タンパク質は、ヒトHELAD1タンパク質と他のペプチドまたはタンパク質との融合体であり、これらも本発明に含まれる。融合タンパク質は、当業者に周知の技術、例えば本発明のヒトHELAD1タンパク質をコードするDNAを、他のペプチドまたはタンパク質をコードするDNAに、フレームが一致するように連結させ、融合DNAを発現ベクターに挿入し、宿主でそれを発現させることによって作製することができる。本発明のタンパク質に融合させるペプチドまたはタンパク質に関して制限はない。   An example of a protein in which one or more amino acid residues are added to the amino acid sequence of human HELAD1 protein (SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4) is a fusion protein comprising human HELAD1 protein. The fusion protein is a fusion of human HELAD1 protein and other peptides or proteins, and these are also included in the present invention. The fusion protein is a technique well known to those skilled in the art, for example, a DNA encoding the human HELAD1 protein of the present invention is ligated to a DNA encoding another peptide or protein so as to match the frame, and the fusion DNA is used as an expression vector. It can be made by inserting and expressing it in a host. There is no restriction on the peptide or protein fused to the protein of the invention.

本発明のタンパク質に融合されるペプチドとして用いることができる既知のペプチドには、例えば、FLAG(Hopp, T.P.ら、Biotechnology(1986)6:1204〜1210)、6個のHis残基を含む6×His、10×His、インフルエンザ凝集素(HA)、ヒトc-myc断片、VSP-GP断片、p18HIV断片、T7-タグ、HSV-タグ、E-タグ、SV40T抗原断片、lckタグ、α-チューブリン断片、B-タグ、プロテインC断片等が含まれる。本発明のタンパク質に融合してもよいタンパク質の例には、GST(グルタチオン-S-トランスフェラーゼ)、インフルエンザ凝集素(HA)、免疫グロブリン定常領域、β-ガラクトシダーゼ、MBP(マルトース結合タンパク質)等が含まれる。   Known peptides that can be used as peptides fused to the protein of the present invention include, for example, FLAG (Hopp, TP et al., Biotechnology (1986) 6: 1204-1210), 6 × containing 6 His residues. His, 10 × His, influenza agglutinin (HA), human c-myc fragment, VSP-GP fragment, p18HIV fragment, T7-tag, HSV-tag, E-tag, SV40T antigen fragment, lck tag, α-tubulin Fragments, B-tags, protein C fragments and the like are included. Examples of proteins that may be fused to the protein of the present invention include GST (glutathione-S-transferase), influenza agglutinin (HA), immunoglobulin constant region, β-galactosidase, MBP (maltose binding protein), etc. It is.

融合タンパク質は、上記の融合ペプチドまたはタンパク質をコードする市販のDNAを、本発明のタンパク質をコードするDNAと融合させて、調製された融合DNAを発現させることによって調製することができる。   The fusion protein can be prepared by fusing a commercially available DNA encoding the above-mentioned fusion peptide or protein with a DNA encoding the protein of the present invention and expressing the prepared fusion DNA.

機能的に同等なタンパク質を単離するために当技術分野で既知のもう一つの方法は、例えば、ハイブリダイゼーション技術(Sambrook, J.ら、Molecular Cloning、第2版、9.47〜9.58、コールドスプリングハーバー研究所出版、1989)を用いる方法である。当業者は、ヒトHELAD1タンパク質をコードするHELAD1 DNA配列(例えば、配列番号:1または配列番号:3)の全て、または一部と高度の相同性を有するDNAを容易に単離することができ、単離されたDNAからヒトHELAD1タンパク質と機能的に同等なタンパク質を単離することができる。本発明のタンパク質には、ヒトHELAD1タンパク質をコードするDNA配列の全てまたは一部とハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質、およびヒトHELAD1タンパク質と機能的に同等であるタンパク質が含まれる。これらのタンパク質には、ヒトまたはマウスに由来するタンパク質に対応する哺乳類相同体が含まれる(例えば、サル、ラット、ウサギ、およびウシ遺伝子によってコードされるタンパク質)。ヒトHELAD1タンパク質をコードするDNAと非常に相同なcDNAを動物から単離する場合、胎児脳、胎児腎、または結腸直腸腫瘍からの組織を用いることが特に好ましい。   Another method known in the art for isolating functionally equivalent proteins is, for example, the hybridization technique (Sambrook, J. et al., Molecular Cloning, 2nd edition, 9.47-9.58, Cold Spring Harbor. This is the method using Institute Publishing, 1989). Those skilled in the art can easily isolate DNA having a high degree of homology with all or part of the HELAD1 DNA sequence encoding human HELAD1 protein (eg, SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3), A protein functionally equivalent to the human HELAD1 protein can be isolated from the isolated DNA. The proteins of the present invention include proteins encoded by DNA that hybridizes with all or part of the DNA sequence encoding human HELAD1 protein, and proteins that are functionally equivalent to human HELAD1 protein. These proteins include mammalian homologues corresponding to proteins from humans or mice (eg, proteins encoded by monkey, rat, rabbit, and bovine genes). It is particularly preferred to use tissue from a fetal brain, fetal kidney, or colorectal tumor when isolating a cDNA very homologous to the DNA encoding the human HELAD1 protein from an animal.

ヒトHELAD1タンパク質と機能的に同等であるタンパク質をコードするDNAを単離するためのハイブリダイゼーション条件は、当業者によって慣行的に選択することができる。例えば、ハイブリダイゼーションは、「Rapid-hyb緩衝液」(アマシャムライフサイエンス(Amersham LIFE SCIENCE))を用いて、68℃で30分またはそれ以上プレハイブリダイゼーションを行い、標識プローブを加えて、68℃で1時間またはそれ以上加温することによって行ってもよい。次に続く洗浄段階は、例えば低ストリンジェント条件で行うことができる。低ストリンジェント条件は、例えば、42℃、2×SSC、0.1%SDS、または好ましくは50℃、2×SSC、0.1%SDSである。より好ましくは高ストリンジェント条件を用いる。高ストリンジェント条件は、例えば、2×SSC、0.01%SDSにおいて室温で20分の洗浄3回の後、1×SSC、0.1%SDSにおいて37℃で20分の洗浄を3回、そして1×SSC、0.1%SDSにおいて50℃で20分の洗浄を2回である。しかし、温度および塩濃度のようないくつかの要因がハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響を及ぼす可能性があり、当業者は必須のストリンジェンシーを得るために要因を適切に選択することができる。   Hybridization conditions for isolating DNA encoding a protein that is functionally equivalent to the human HELAD1 protein can be routinely selected by those skilled in the art. For example, hybridization can be performed using “Rapid-hyb buffer” (Amersham LIFE SCIENCE) at 68 ° C. for 30 minutes or more, and a labeled probe is added at 68 ° C. You may carry out by heating for 1 hour or more. The subsequent washing step can be performed, for example, under low stringent conditions. Low stringency conditions are, for example, 42 ° C., 2 × SSC, 0.1% SDS, or preferably 50 ° C., 2 × SSC, 0.1% SDS. More preferably, highly stringent conditions are used. High stringency conditions include, for example, 3 washes for 20 minutes at room temperature in 2 × SSC, 0.01% SDS, 3 washes for 20 minutes at 37 ° C. in 1 × SSC, 0.1% SDS, and 1 × SSC Wash twice for 20 minutes at 50 ° C in 0.1% SDS. However, several factors such as temperature and salt concentration can affect the stringency of hybridization, and those skilled in the art can appropriately select factors to obtain the required stringency.

ハイブリダイゼーションの代わりに、遺伝子増幅法、例えば、ヒトHELAD1タンパク質(配列番号:2または配列番号:4)をコードするDNA(配列番号:1または配列番号:3)の配列情報に基づいて合成されたプライマーを用い、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を用いて、ヒトHELAD1タンパク質と機能的に同等なタンパク質をコードするDNAを単離することができる。   Instead of hybridization, it was synthesized based on gene amplification method, for example, based on sequence information of DNA (SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3) encoding human HELAD1 protein (SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4) Using primers, the polymerase chain reaction (PCR) method can be used to isolate DNA encoding a protein functionally equivalent to the human HELAD1 protein.

上記のハイブリダイゼーション技術または遺伝子増幅技術を通じて単離されたDNAによってコードされる、ヒトHELAD1タンパク質と機能的に同等であるタンパク質は、通常、ヒトHELAD1タンパク質のアミノ酸配列と高い相同性を有する。「高い相同性」は、典型的に、40%またはそれ以上の相同性、好ましくは60%またはそれ以上、より好ましくは80%またはそれ以上、さらにより好ましくは95%またはそれ以上の相同性を意味する。タンパク質の相同性は、「Wilbur, W.J.およびLipman, D.J.、Proc. Natl. Acad. Sci. USA(1983)80:726〜730」のアルゴリズムに従って決定することができる。   A protein functionally equivalent to the human HELAD1 protein encoded by DNA isolated through the above hybridization technique or gene amplification technique usually has high homology with the amino acid sequence of the human HELAD1 protein. “High homology” typically refers to a homology of 40% or higher, preferably 60% or higher, more preferably 80% or higher, even more preferably 95% or higher. means. Protein homology can be determined according to the algorithm of “Wilbur, W.J. and Lipman, D.J., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1983) 80: 726-730”.

本発明の状況において有用なタンパク質は、それを産生するために用いた細胞もしくは宿主、または利用した精製法に応じて、アミノ酸配列、分子量、等電点、糖鎖の有無、または形状に変化を有してもよい。それにもかかわらず、本発明のヒトHELAD1タンパク質(配列番号:2または配列番号:4)の機能と同等の機能を有する限り、タンパク質は本発明の範囲に含まれる。   Proteins useful in the context of the present invention vary in amino acid sequence, molecular weight, isoelectric point, presence or absence of sugar chains, or shape depending on the cell or host used to produce it or the purification method utilized. You may have. Nevertheless, so long as it has a function equivalent to that of the human HELAD1 protein of the present invention (SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4), the protein is included in the scope of the present invention.

本発明の状況において有用なタンパク質は、当業者に周知の方法によって、組換え型タンパク質または天然のタンパク質として調製することができる。組換え型タンパク質は、本発明のタンパク質をコードするDNA(例えば、配列番号:1または配列番号:3のヌクレオチド配列を含むDNA)を、適当な発現ベクターに挿入し、ベクターを適当な宿主細胞に導入し、抽出物を得て、そして抽出物に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、逆相クロマトグラフィー、ゲル濾過、または本発明のタンパク質に対する抗体を固定したカラムを利用するアフィニティクロマトグラフィーを行うか、または上記のカラムの複数を組み合わせることにより、タンパク質を精製することによって調製されうる。   Proteins useful in the context of the present invention can be prepared as recombinant or natural proteins by methods well known to those skilled in the art. The recombinant protein is obtained by inserting a DNA encoding the protein of the present invention (for example, a DNA containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3) into an appropriate expression vector, and inserting the vector into an appropriate host cell. Introducing, obtaining an extract, and subjecting the extract to chromatography, for example ion exchange chromatography, reverse phase chromatography, gel filtration, or affinity chromatography using a column immobilized with an antibody against the protein of the present invention. Or may be prepared by purifying the protein by combining a plurality of the above columns.

同様に、本発明の状況において有用なタンパク質が宿主細胞(例えば、動物細胞および大腸菌)内において、グルタチオン-S-トランスフェラーゼタンパク質との融合タンパク質として、または多数のヒスチジンを加えた組換え型タンパク質として発現される場合、発現された組換え型タンパク質は、グルタチオンカラムまたはニッケルカラムを用いて精製することができる。   Similarly, proteins useful in the context of the present invention are expressed in host cells (eg, animal cells and E. coli) as fusion proteins with glutathione-S-transferase proteins or as recombinant proteins with a number of histidines added. If so, the expressed recombinant protein can be purified using a glutathione column or a nickel column.

融合タンパク質を精製した後、必要に応じてトロンビンまたは第Xa因子による切断によって、目的とするタンパク質以外の領域を除去することも可能である。   After purifying the fusion protein, regions other than the target protein can be removed by cleavage with thrombin or factor Xa as necessary.

天然のタンパク質は、当業者に既知の方法、例えば下記のHELAD1タンパク質に結合する抗体を結合させたアフィニティカラムを、本発明のタンパク質を発現する組織または細胞の抽出物に接触させることによって単離することができる。抗体はポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体でありうる。   The natural protein is isolated by methods known to those skilled in the art, for example, by contacting an affinity column coupled with an antibody that binds to the HELAD1 protein described below with an extract of a tissue or cell that expresses the protein of the present invention. be able to. The antibody can be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody.

本発明はまた、本発明のタンパク質の部分ペプチドの使用も含む。部分ペプチドは、本発明のタンパク質に特有なアミノ酸配列を有し、アミノ酸少なくとも7個、好ましくはアミノ酸8個またはそれ以上、より好ましくはアミノ酸9個またはそれ以上からなる。部分ペプチドを、例えば、本発明のタンパク質に対する抗体を調製するため、本発明のタンパク質に結合する化合物をスクリーニングするため、および本発明のタンパク質の促進物質または阻害物質をスクリーニングするために、用いることができる。   The present invention also includes the use of partial peptides of the proteins of the present invention. The partial peptide has an amino acid sequence unique to the protein of the present invention, and consists of at least 7 amino acids, preferably 8 or more amino acids, more preferably 9 or more amino acids. Partial peptides may be used, for example, to prepare antibodies against the proteins of the invention, to screen for compounds that bind to the proteins of the invention, and to screen for promoters or inhibitors of the proteins of the invention. it can.

本発明の部分ペプチドは、遺伝子操作、既知のペプチド合成法、または本発明のペプチドを適当なペプチダーゼによって消化することによって産生することができる。ペプチド合成の場合、例えば、固相合成または液相合成を用いてもよい。   The partial peptide of the present invention can be produced by genetic engineering, a known peptide synthesis method, or digesting the peptide of the present invention with an appropriate peptidase. In the case of peptide synthesis, for example, solid phase synthesis or liquid phase synthesis may be used.

単離されたHELAD1タンパク質には、インビトロでの3'から5'へのヘリカーゼ活性およびエキソヌクレアーゼ活性を示すAAAドメインが含まれる。上記のように、ヘリカーゼは、DNA複製、DNA修復、および転写のような生物学的過程において重要な役割を有することが知られている。ヘリカーゼの不活化は、多くのヒト障害に関係している;同様に、ヘリカーゼの過剰発現は特定の癌に認められる。このように、AAAドメインは、HELAD1の機能にとって重要であると推定される。したがって、HELDA1の部分ペプチドには、好ましくはAAAドメインが含まれる。   The isolated HELAD1 protein contains an AAA domain that exhibits 3 ′ to 5 ′ helicase activity and exonuclease activity in vitro. As noted above, helicases are known to have important roles in biological processes such as DNA replication, DNA repair, and transcription. Helicase inactivation is associated with many human disorders; similarly, helicase overexpression is found in certain cancers. Thus, the AAA domain is presumed to be important for the function of HELAD1. Therefore, the partial peptide of HELDA1 preferably contains an AAA domain.

さらに、本発明は、本発明の状況において有用なタンパク質をコードするDNAを提供する。本発明によって提供されるDNAは、上記のように本発明のタンパク質をインビボまたはインビトロで産生するために用いることができ、または本発明のタンパク質をコードする遺伝子における遺伝子異常に帰因する疾患の、遺伝子治療に適用することができる。本発明のタンパク質をコードする限り、本発明の如何なる形態のDNAも用いることができる。具体的には、mRNAから合成されたcDNA、ゲノムDNA、および化学合成DNAを用いることができる。本発明のDNAには、得られるDNAが本発明のタンパク質をコードする限り、その縮重配列と共に所定のヌクレオチド配列を含むDNAが含まれる。   Furthermore, the present invention provides DNA encoding proteins useful in the context of the present invention. The DNA provided by the present invention can be used to produce the protein of the present invention in vivo or in vitro as described above, or of a disease attributable to a genetic abnormality in the gene encoding the protein of the present invention, It can be applied to gene therapy. Any form of DNA of the present invention can be used as long as it encodes the protein of the present invention. Specifically, cDNA synthesized from mRNA, genomic DNA, and chemically synthesized DNA can be used. The DNA of the present invention includes DNA containing a predetermined nucleotide sequence together with its degenerate sequence, as long as the resulting DNA encodes the protein of the present invention.

本発明のDNAは、当業者に既知の方法によって調製することができる。例えば、本発明のDNAは、本発明のタンパク質を発現する細胞からcDNAライブラリを調製し、そして本発明のDNA(例えば、配列番号:1または配列番号:3)の部分的配列をプローブとして用いてハイブリダイゼーションを行うことによって調製することができる。cDNAライブラリは、例えば、Sambrook, J.ら、Molecular Cloning、コールドスプリングハーバー研究所出版(1989)に記載される方法によって調製することができるか;または市販のcDNAライブラリを用いてもよい。cDNAライブラリはまた、本発明のタンパク質を発現する細胞からRNAを抽出し、本発明のDNAの配列(例えば、配列番号:1または配列番号:3)に基づくオリゴDNAを合成し、オリゴをプライマーとしてPCRを行い、そして本発明のタンパク質をコードするcDNAを増幅することによって、調製することができる。   The DNA of the present invention can be prepared by methods known to those skilled in the art. For example, for the DNA of the present invention, a cDNA library is prepared from a cell expressing the protein of the present invention, and a partial sequence of the DNA of the present invention (eg, SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3) is used as a probe. It can be prepared by performing hybridization. The cDNA library can be prepared, for example, by the method described in Sambrook, J. et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Publishing (1989); or a commercially available cDNA library may be used. The cDNA library also extracts RNA from cells expressing the protein of the present invention, synthesizes oligo DNA based on the sequence of the DNA of the present invention (eg, SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3), and uses the oligo as a primer. It can be prepared by performing PCR and amplifying the cDNA encoding the protein of the invention.

さらに、得られたcDNAのヌクレオチドを配列決定することによって、cDNAによってコードされる翻訳領域を慣行的に決定することができ、本発明のタンパク質のアミノ酸配列を容易に得ることができる。その上、得られたcDNAをプローブとして用いてゲノムDNAライブラリをスクリーニングすることによって、ゲノムDNAを単離することができる。   Furthermore, by sequencing the nucleotides of the obtained cDNA, the translation region encoded by the cDNA can be routinely determined, and the amino acid sequence of the protein of the present invention can be easily obtained. Moreover, genomic DNA can be isolated by screening a genomic DNA library using the obtained cDNA as a probe.

より具体的には、mRNAはまず、本発明のタンパク質が発現されている細胞、組織、または臓器(例えば、胎児脳、胎児腎、または結腸直腸腫瘍等)から調製されうる。既知の方法を用いてmRNAを単離することができる;例えば、グアニジン超遠心(Chirgwin, J.M.ら、Biochemistry 18:5294〜5299(1979))、またはAGPC法(Chomczynski, P.およびSacchi, N.、Anal. Biochem. 162:156〜159(1987))によって総RNAを調製してもよい。さらに、mRNAは、mRNA精製キット(ファルマシア(Pharmacia))などを用いて全RNAから精製してもよく、またはmRNAは、クイックプレップmRNA精製キット(ファルマシア)によって直接精製してもよい。   More specifically, mRNA can first be prepared from a cell, tissue, or organ in which the protein of the invention is expressed (eg, fetal brain, fetal kidney, or colorectal tumor). MRNA can be isolated using known methods; for example, guanidine ultracentrifugation (Chirgwin, JM et al., Biochemistry 18: 5294-5299 (1979)), or AGPC method (Chomczynski, P. and Sacchi, N. , Anal. Biochem. 162: 156-159 (1987)). Furthermore, mRNA may be purified from total RNA using an mRNA purification kit (Pharmacia) or the like, or mRNA may be purified directly with a quick prep mRNA purification kit (Pharmacia).

次に、得られたmRNAを用い、逆転写酵素を用いてcDNAを合成する。cDNAは、AMV逆転写酵素第一鎖cDNA合成キット(生化学工業)のような市販のキットを用いて合成してもよい。または、cDNAは、本明細書に記載されるプライマー等、5'-Ampli FINDER RACEキット(クロンテック(Clontech))、およびポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いる5'-RACE法(Frohman, M.A.ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:8998〜9002(1988);Belyavsky A.ら、Nucleic Acids Res. 17:2919〜2932(1989))に従って合成および増幅してもよい。   Next, cDNA is synthesized using the obtained mRNA using reverse transcriptase. cDNA may be synthesized using a commercially available kit such as an AMV reverse transcriptase first strand cDNA synthesis kit (Seikagaku Corporation). Alternatively, the cDNA can be a primer such as those described herein, 5′-Ampli FINDER RACE kit (Clontech), and 5′-RACE method using polymerase chain reaction (PCR) (Frohman, MA et al., Proc Natl. Acad. Sci. USA 85: 8998-9002 (1988); Belyavsky A. et al., Nucleic Acids Res. 17: 2919-2932 (1989)).

望ましいDNA断片は、PCR産物から調製して、ベクターDNAにライゲーションする。組換え型ベクターを用いて大腸菌等を形質転換し、所望の組換え型ベクターを選択されたコロニーから調製する。所望のDNAのヌクレオチド配列を、ジデオキシヌクレオチド鎖終結法のような通常の方法によって確認することができる。   Desired DNA fragments are prepared from PCR products and ligated into vector DNA. E. coli and the like are transformed using the recombinant vector, and a desired recombinant vector is prepared from the selected colonies. The nucleotide sequence of the desired DNA can be confirmed by conventional methods such as the dideoxynucleotide chain termination method.

本発明のDNAのヌクレオチド配列は、発現に用いられる宿主におけるコドン使用頻度を考慮に入れて、より効率的に発現されるように設計してもよい(Grantham R.ら、Nucleic Acids Res. 9:43〜74(1981))。本発明のDNAは、市販のキットまたは通常の方法によって変化させてもよい。例えば、DNAは、制限酵素による消化、合成オリゴヌクレオチドもしくは適当なDNA断片の挿入、リンカーの付加、または開始コドン(ATG)および/もしくは停止コドン(TAA、TGA、またはTAG)の挿入によって変化させてもよい。   The nucleotide sequence of the DNA of the present invention may be designed to be expressed more efficiently taking into account the codon usage in the host used for expression (Grantham R. et al., Nucleic Acids Res. 9: 43-74 (1981)). The DNA of the present invention may be changed by a commercially available kit or a usual method. For example, DNA can be altered by restriction enzyme digestion, insertion of synthetic oligonucleotides or appropriate DNA fragments, addition of linkers, or insertion of start codons (ATG) and / or stop codons (TAA, TGA, or TAG). Also good.

具体的に、本発明のDNAは、好ましくは、配列番号:2のタンパク質または配列番号:4のタンパク質のAAAドメインをコードするヌクレオチド配列を含むDNAを包含する。AAA(多用な細胞活性に関連するATPアーゼ('A'TPases 'A'ssociated with diverse cellular 'A'ctivities))ドメインは、大きなATPアーゼファミリーのATP結合部位であり、これはアミノ酸約220個の保存領域を共有する。一般的に、AAAドメインは、ATP依存性タンパク質クランプとして作用すると提唱されている(Neuwald AFら、Genome Res. 9(1999):27〜43;Lenzen, CU.ら、Cell 94(1998):525〜36;Patel, S.ら、Trends Cell Biol. 8(1998):65〜71;Confalonieri, F.およびDuguet, M.(1995)Bioessays 17(7):639〜50)。配列番号:2のHELAD1タンパク質のAAAドメインは、配列番号:2の2026位で始まり、2180位で終わる。同様に、配列番号:4のHELAD1タンパク質のAAAドメインは、配列番号:4の2090位で始まり、2244位で終わる。AAAドメインは、例えば、単純モジュール構造研究ツール(Simple Modular Architecture Research Tool)(SMART)(Schultzら(1998)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:5857〜5864;Letunicら(2002)Nucleic Acids Res. 30:242〜244;Schultz, J.ら(2000)Nucleic Acids Res. 28:231〜234;Copley, R.R.ら(1999)Curr. Opin. Struct. Biol. 9:408〜415;Ponting, C.P.ら(1999)Nucleic Acids Res. 27:229〜232)またはタンパク質ファミリーアラインメント&HMMデータベース(Pfam)(Bateman, A.ら(2002)Nucleic Acids Res. 30(1):276〜280;Bateman, A.ら(2000)Nucleic Acids Res. 28:263〜266;Bateman, A.ら(1999)Nucleic Acids Research 27:260〜262;Sonnhammer, ELLら(1998)Nucleic Acids Research 26:320〜322;Sonnhammer ELLら(1997)Proteins 28:405〜420)を用いて同定することができる。好ましくは、SMARTソフトウェア、バージョン3.4、SMART HMMs番号654、および2003年2月26日の配列データベースを用いる。SMARTソフトウェアを用いて同定する場合、同定されたAAAドメインに関して隠れマルコフモデルを用いて計算したE-値は、1×10-2またはそれより小さくてもよく、好ましくは1×10-3またはそれより小さく、さらにより好ましくは1×10-4またはそれより小さくてもよい。 Specifically, the DNA of the present invention preferably includes DNA comprising a nucleotide sequence encoding the AAA domain of the protein of SEQ ID NO: 2 or the protein of SEQ ID NO: 4. The AAA ('A'TPases'A'ssociated with diverse cellular'A'ctivities) domain is the ATP-binding site of the large ATPase family, which has about 220 amino acids. Share the storage area. In general, the AAA domain has been proposed to act as an ATP-dependent protein clamp (Neuwald AF et al., Genome Res. 9 (1999): 27-43; Lenzen, CU. Et al., Cell 94 (1998): 525). Patel, S. et al., Trends Cell Biol. 8 (1998): 65-71; Confalonieri, F. and Duguet, M. (1995) Bioessays 17 (7): 639-50). The AAA domain of the HELAD1 protein of SEQ ID NO: 2 starts at position 2026 and ends at position 2180 of SEQ ID NO: 2. Similarly, the AAA domain of the HELAD1 protein of SEQ ID NO: 4 begins at position 2090 and ends at position 2244 of SEQ ID NO: 4. AAA domains include, for example, the Simple Modular Architecture Research Tool (SMART) (Schultz et al. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 5857-5864; Letunic et al. (2002) Nucleic Acids Res. 30: 242-244; Schultz, J. et al. (2000) Nucleic Acids Res. 28: 231-234; Copley, RR et al. (1999) Curr. Opin. Struct. Biol. 9: 408-415; (1999) Nucleic Acids Res. 27: 229-232) or Protein Family Alignment & HMM Database (Pfam) (Bateman, A. et al. (2002) Nucleic Acids Res. 30 (1): 276-280; Bateman, A. et al. ( 2000) Nucleic Acids Res. 28: 263-266; Bateman, A. et al. (1999) Nucleic Acids Research 27: 260-262; Sonnhammer, ELL et al. (1998) Nucleic Acids Research 26: 320-322; Sonnhammer ELL et al. (1997) ) Proteins 28: 405-420). Preferably, SMART software, version 3.4, SMART HMMs number 654, and the sequence database of February 26, 2003 are used. When identified using SMART software, the E-value calculated using a hidden Markov model for the identified AAA domain may be 1 × 10 −2 or less, preferably 1 × 10 −3 or less It may be smaller, even more preferably 1 × 10 −4 or smaller.

さらに、本発明は、配列番号:1または配列番号:3のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ上記のように本発明の状況において有用なタンパク質と機能的に同等なタンパク質をコードするDNAを提供する。当業者は、ストリンジェントな条件を適切に選択してもよい。例えば、低ストリンジェント条件を用いることができる。より好ましくは、高ストリンジェント条件を用いることができる。これらの条件は、上記の条件と同じである。上記のハイブリダイズするDNAは、好ましくはcDNAまたは染色体DNAである。   Furthermore, the present invention hybridizes under stringent conditions with DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 and is functionally equivalent to a protein useful in the context of the present invention as described above. DNA encoding the various proteins is provided. Those skilled in the art may appropriately select stringent conditions. For example, low stringency conditions can be used. More preferably, highly stringent conditions can be used. These conditions are the same as the above conditions. The hybridizing DNA is preferably cDNA or chromosomal DNA.

ベクターおよび宿主細胞
本発明はまた、本発明のDNAが挿入されたベクターも提供する。本発明のベクターは、宿主細胞において本発明のDNAを維持するために、または本発明のタンパク質を発現するために有用である。大腸菌が宿主細胞であって、ベクターが増幅され大腸菌(例えば、JM109、DH5α、HB101、またはXL1Blue)において大量に産生される場合、ベクターは、大腸菌において増幅されるための「ori」、および形質転換された大腸菌を選択するためのマーカー遺伝子(例えば、アンピシリン、テトラサイクリン、カナマイシン、クロラムフェニコール等のような薬物によって選択される薬物耐性遺伝子)を有しなければならない。例えば、M13-シリーズベクター、pUCシリーズベクター、pBR322、pBluescript、pCR-Script等を用いることができる。さらに、pGEM-T、pDIRECT、およびpT7も同様に、上記のベクターと同様にcDNAをサブクローニングして抽出するために用いることができる。本発明の状況において有用なタンパク質を産生するためにベクターを用いる場合、発現ベクターが特に有用である。例えば、大腸菌において発現される発現ベクターは、大腸菌において増幅されるために上記の特徴を有しなければならない。JM109、DH5α、HB101、またはXL1 Blueのような大腸菌を宿主細胞として用いる場合、ベクターは、大腸菌において所望の遺伝子を効率よく発現することができるプロモーター、例えばlacZプロモーター(Wardら、Nature(1989)341:544〜546;FASEB J(1992)6:2422〜2427)、araBプロモーター(Betterら、Science(1988)240:1041〜1043)、またはT7プロモーター等を有しなければならない。その局面において、例えばpGEX-5X-1(ファルマシア)、「QIAexpress system」(キアゲン)、pEGFPおよびpET(この場合、宿主は好ましくはT7 RNAポリメラーゼを発現するBL21である)を上記のベクターの代わりに用いることができる。
Vectors and host cells The present invention also provides vectors into which the DNA of the present invention has been inserted. The vector of the present invention is useful for maintaining the DNA of the present invention in a host cell or for expressing the protein of the present invention. If E. coli is the host cell and the vector is amplified and produced in large quantities in E. coli (eg, JM109, DH5α, HB101, or XL1Blue), the vector is “ori” to be amplified in E. coli, and transformation Must have a marker gene (for example, a drug resistance gene selected by a drug such as ampicillin, tetracycline, kanamycin, chloramphenicol, etc.) for selecting the selected E. coli. For example, M13-series vector, pUC series vector, pBR322, pBluescript, pCR-Script, etc. can be used. Furthermore, pGEM-T, pDIRECT, and pT7 can also be used for subcloning and extracting cDNA in the same manner as in the above vector. Expression vectors are particularly useful when vectors are used to produce proteins useful in the context of the present invention. For example, an expression vector expressed in E. coli must have the above characteristics in order to be amplified in E. coli. When E. coli such as JM109, DH5α, HB101, or XL1 Blue is used as a host cell, the vector can be a promoter that can efficiently express a desired gene in E. coli, such as the lacZ promoter (Ward et al., Nature (1989) 341). : 544-546; FASEB J (1992) 6: 2422-2427), araB promoter (Better et al., Science (1988) 240: 1041-1043), T7 promoter or the like. In that aspect, for example, pGEX-5X-1 (Pharmacia), “QIAexpress system” (Qiagen), pEGFP and pET (where the host is preferably BL21 expressing T7 RNA polymerase) instead of the above vector Can be used.

さらに、ベクターはまた、ポリペプチド分泌のためのシグナル配列を含んでもよい。タンパク質が大腸菌のペリプラスムに分泌されるように導く例示的なシグナル配列は、pelBシグナル配列である(Lei, S.P.ら、J. Bacteriol.(1987)169:4379)。ベクターを標的宿主細胞に導入する手段には、例えば塩化カルシウム法および電気穿孔法が含まれる。   In addition, the vector may also include a signal sequence for polypeptide secretion. An exemplary signal sequence that directs the protein to be secreted into the E. coli periplasm is the pelB signal sequence (Lei, S.P. et al., J. Bacteriol. (1987) 169: 4379). Means for introducing the vector into the target host cell include, for example, the calcium chloride method and the electroporation method.

本発明のタンパク質を作製するために、大腸菌の他に例えば哺乳類に由来する発現ベクター(例えば、pcDNA3(インビトロジェン(Invitrogen))およびpEGF-BOS(Nucleic Acids Res. 1990、18(17):5322)、pEF、pCDM18)、昆虫細胞に由来する発現ベクター(例えば、「Bac-to-BACバキュロウイルス発現系」(ギブコBRL(GIBCO BRL)、pBacPAK8)、植物に由来する発現ベクター(例えば、pMH1、pMH2)、動物ウイルスに由来する発現ベクター(例えば、pHSV、pMV、pAdexLcw)、レトロウイルスに由来する発現ベクター(例えば、pZIpneo)、酵母に由来する発現ベクター(例えば、「Pichia発現キット」(インビトロジェン)、pNV11、SP-Q01)、ならびに枯草菌(Bacillus subtilis)に由来する発現ベクター(例えば、pPL608、pKTH50)を用いることができる。   In order to produce the protein of the present invention, in addition to E. coli, for example, expression vectors derived from mammals (for example, pcDNA3 (Invitrogen) and pEGF-BOS (Nucleic Acids Res. 1990, 18 (17): 5322), pEF, pCDM18), expression vectors derived from insect cells (eg, “Bac-to-BAC baculovirus expression system” (GIBCO BRL, pBacPAK8), plant-derived expression vectors (eg, pMH1, pMH2) Expression vectors derived from animal viruses (eg, pHSV, pMV, pAdexLcw), expression vectors derived from retroviruses (eg, pZIpneo), expression vectors derived from yeast (eg, “Pichia expression kit” (Invitrogen), pNV11) , SP-Q01), and expression vectors derived from Bacillus subtilis (eg, pPL608, pKTH50) can be used.

CHO、COS、またはNIH3T3細胞のような動物細胞においてベクターを発現するために、ベクターは、そのような細胞において発現させるために必要なプロモーター、例えばSV40プロモーター(Mulliganら、Nature(1979)277:108)、MMLV-LTRプロモーター、EF1αプロモーター(Mizushimaら、Nucleic Acids Res.(1990)18:5322)、CMVプロモーター等、および好ましくは形質転換体を選択するためのマーカー遺伝子(例えば、薬物によって選択される薬物耐性遺伝子(例えば、ネオマイシン、G418))を有しなければならないない。これらの特徴を有する既知のベクターの例には、例えば、pMAM、pDR2、pBK-RSV、pBK-CMV、pOPRSV、およびpOP13が含まれる。   In order to express a vector in animal cells such as CHO, COS, or NIH3T3 cells, the vector may be a promoter required for expression in such cells, such as the SV40 promoter (Mulligan et al., Nature (1979) 277: 108. ), MMLV-LTR promoter, EF1α promoter (Mizushima et al., Nucleic Acids Res. (1990) 18: 5322), CMV promoter and the like, and preferably a marker gene for selecting a transformant (eg selected by a drug) Must have a drug resistance gene (eg, neomycin, G418). Examples of known vectors having these characteristics include, for example, pMAM, pDR2, pBK-RSV, pBK-CMV, pOPRSV, and pOP13.

さらに、遺伝子を安定に発現させて、同時に細胞において遺伝子のコピー数を増幅させる方法を用いてもよい。例えば、相補的DHFR遺伝子(例えば、pCHO I)を含むベクターを、核酸合成経路が欠失しているCHO細胞に導入して、メソトレキセート(MTX)によって増幅してもよい。さらに、遺伝子の一過性発現の場合、SV40の複製開始点を含むベクター(pcD等)を、染色体上にSV40 T抗原発現遺伝子を含むCOS細胞に形質転換する方法を用いることができる。   Furthermore, a method of stably expressing a gene and simultaneously amplifying the copy number of the gene in a cell may be used. For example, a vector containing a complementary DHFR gene (eg, pCHO I) may be introduced into CHO cells lacking the nucleic acid synthesis pathway and amplified with methotrexate (MTX). Furthermore, in the case of transient expression of a gene, a method of transforming a vector (such as pcD) containing an SV40 replication origin into COS cells containing an SV40 T antigen-expressing gene on the chromosome can be used.

上記のように得られる本発明の状況において有用なタンパク質は、宿主細胞の内部または外部(培地など)から単離して、実質的に純粋で均一なタンパク質として精製してもよい。本明細書において所定のポリペプチドを参照して用いられる「実質的に純粋な」という用語は、ポリペプチドが他の生体高分子を実質的に含まないことを意味する。実質的に純粋なポリペプチドは、乾燥重量で少なくとも75%(例えば、少なくとも80%、85%、95%、または99%)純粋である。純度は、任意の適当な標準的方法、例えば、カラムクロマトグラフィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、またはHPLC分析によって測定することができる。タンパク質単離および精製法は、如何なる特定の方法にも限定されず、実際は如何なる標準的方法を用いてもよい。   Proteins useful in the context of the present invention obtained as described above may be isolated from inside or outside the host cell (such as media) and purified as a substantially pure and homogeneous protein. The term “substantially pure” as used herein with reference to a given polypeptide means that the polypeptide is substantially free of other biopolymers. A substantially pure polypeptide is at least 75% (eg, at least 80%, 85%, 95%, or 99%) pure by dry weight. Purity can be measured by any appropriate standard method, for example, column chromatography, polyacrylamide gel electrophoresis, or HPLC analysis. Protein isolation and purification methods are not limited to any particular method, and in practice any standard method may be used.

例えば、カラムクロマトグラフィー、濾過、限外濾過、塩析沈殿、溶媒沈殿、溶媒抽出、蒸留、免疫沈降、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動、透析、および再結晶を適当に選択し、組み合わせて、タンパク質を単離および精製してもよい。   For example, column chromatography, filtration, ultrafiltration, salting out precipitation, solvent precipitation, solvent extraction, distillation, immunoprecipitation, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing, dialysis, and recrystallization are appropriately selected. In combination, the proteins may be isolated and purified.

クロマトグラフィーの例には、例えば、アフィニティクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー等(Strategies for Protein Purification and Characterization:A Laboratory Course Manual、Daniel R. Marshakら編、コールドスプリングハーバー研究所出版(1996))が含まれる。これらのクロマトグラフィーは、HPLCおよびFPLCのような液体クロマトグラフィーによって行ってもよい。このように、本発明は、上記の方法によって調製された高度に精製されたタンパク質を提供する。   Examples of chromatography include, for example, affinity chromatography, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration, reverse phase chromatography, adsorption chromatography, etc. (Strategies for Protein Purification and Characterization: A Laboratory Course Manual, Daniel R Included in Marshak et al., Cold Spring Harbor Laboratory Publishing (1996). These chromatographies may be performed by liquid chromatography such as HPLC and FPLC. Thus, the present invention provides a highly purified protein prepared by the above method.

本発明の状況において有用なタンパク質は、精製の前後に適当なタンパク質修飾酵素によって処置することによって、選択的に改変または部分的に欠失されてもよい。有用なタンパク質修飾酵素には、トリプシン、キモトリプシン、リシルエンドペプチダーゼ、タンパク質キナーゼ、グルコシダーゼ等が含まれるがこれらに限定されない。   Proteins useful in the context of the present invention may be selectively altered or partially deleted by treatment with appropriate protein modifying enzymes before and after purification. Useful protein modifying enzymes include, but are not limited to, trypsin, chymotrypsin, lysyl endopeptidase, protein kinase, glucosidase and the like.

抗体、ワクチン、および抗腫瘍免疫を誘導する方法
本発明はさらに、本発明のタンパク質に結合する抗体を提供する。本発明の抗体は、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体のような任意の形態で用いることができ、本発明のタンパク質でウサギなどの動物を免疫することによって得られる抗血清、全てのクラスのポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体、ヒト抗体、ならびに遺伝子組み換えによって産生されるヒト化抗体が含まれる。
Antibodies, Vaccines, and Methods for Inducing Anti-Tumor Immunity The present invention further provides antibodies that bind to the proteins of the present invention. The antibody of the present invention can be used in any form such as a monoclonal antibody or a polyclonal antibody, and antiserum obtained by immunizing an animal such as a rabbit with the protein of the present invention, all classes of polyclonal antibodies and monoclonal antibodies. Antibodies, human antibodies, and humanized antibodies produced by genetic recombination are included.

抗体を得るための抗原として用いられる本発明のタンパク質は、如何なる動物種に由来してもよいが、好ましくは、ヒト、マウス、またはラットのような哺乳類、より好ましくはヒトに由来する。ヒト由来タンパク質は、本明細書に開示のヌクレオチド配列またはアミノ酸配列から得てもよい。   The protein of the present invention used as an antigen for obtaining an antibody may be derived from any animal species, but is preferably derived from a mammal such as a human, mouse or rat, more preferably a human. Human derived proteins may be obtained from the nucleotide or amino acid sequences disclosed herein.

本発明に従って、免疫抗原として用いられるタンパク質は、完全なタンパク質またはタンパク質の部分ペプチドであってもよい。部分ペプチドは、例えば、本発明のタンパク質のアミノ(N)-末端またはカルボキシ(C)-末端断片を含んでよい。本明細書において、抗体は、本発明のタンパク質の完全長または断片のいずれかと反応するタンパク質であると定義される。   In accordance with the present invention, a protein used as an immunizing antigen may be a complete protein or a partial peptide of the protein. The partial peptide may comprise, for example, an amino (N) -terminal or carboxy (C) -terminal fragment of the protein of the invention. As used herein, an antibody is defined as a protein that reacts with either the full length or a fragment of a protein of the invention.

本発明のタンパク質またはその断片をコードする遺伝子を既知の発現ベクターに挿入してもよく、次にこれを用いて本明細書に記述されるように宿主細胞を形質転換する。所望のタンパク質またはその断片を任意の標準的な方法によって宿主細胞の外部または内部から回収してもよく、その後これを抗原として用いてもよい。あるいは、タンパク質を発現する細胞全体もしくはその溶解物、または化学合成されたタンパク質を抗原として用いてもよい。   A gene encoding a protein of the invention or fragment thereof may be inserted into a known expression vector, which is then used to transform a host cell as described herein. The desired protein or fragment thereof may be recovered from the exterior or interior of the host cell by any standard method and then used as an antigen. Alternatively, whole cells expressing the protein or a lysate thereof, or a chemically synthesized protein may be used as the antigen.

如何なる哺乳動物も、抗原で免疫されうるが、好ましくは細胞融合に用いられる親細胞との適合性を考慮に入れる。一般的に、齧歯目、ウサギ目、または霊長類の動物が用いられる。   Any mammal can be immunized with the antigen, but preferably takes into account compatibility with the parental cell used for cell fusion. Generally, rodents, rabbits, or primate animals are used.

齧歯類の動物には、例えば、マウス、ラット、およびハムスターが含まれる。ウサギ目の動物には、例えばウサギが含まれる。霊長類の動物には、例えば、カニクイザル(Macaca fascicularis)、アカゲザル、マントヒヒ、およびチンパンジーのような狭鼻猿類(旧世界ザル)のサルが含まれる。   Rodent animals include, for example, mice, rats, and hamsters. Rabbit eyes include, for example, rabbits. Primate animals include, for example, monkeys (Old World monkeys) such as cynomolgus monkeys (Macaca fascicularis), rhesus monkeys, baboons, and chimpanzees.

抗原で動物を免疫する方法は当技術分野で既知である。抗原の腹腔内注射または皮下注射は、哺乳類を免疫するための標準的な方法である。より具体的には、抗原を適当量のリン酸緩衝生理食塩液(PBS)、生理食塩液等に希釈および懸濁させてもよい。望ましければ、抗原懸濁液をフロイントの完全アジュバントのような適当量の標準的なアジュバントと混合して、乳剤を形成してもよく、これを哺乳動物に投与してもよい。好ましくは、この後に適当量のフロイントの不完全アジュバントと混合した抗原を4〜21日ごとに数回投与する。適当な担体も同様に免疫化のために用いてもよい。上記のように免疫した後、血清を標準的な方法によって所望の抗体量の増加に関して調べる。   Methods for immunizing animals with antigens are known in the art. Intraperitoneal or subcutaneous injection of antigen is a standard method for immunizing mammals. More specifically, the antigen may be diluted and suspended in an appropriate amount of phosphate buffered saline (PBS), physiological saline or the like. If desired, the antigen suspension may be mixed with an appropriate amount of a standard adjuvant, such as Freund's complete adjuvant, to form an emulsion, which may be administered to a mammal. Preferably, this is followed by several doses of antigen mixed with an appropriate amount of Freund's incomplete adjuvant every 4-21 days. A suitable carrier may be used for immunization as well. After immunization as described above, sera are examined for an increase in the amount of antibody desired by standard methods.

本発明のタンパク質に対するポリクローナル抗体は、血清中の所望の抗体の増加に関して調べられた免疫化哺乳類から血液を採取すること、および任意の通常の方法によって血液から血清を分離することによって調製してもよい。ポリクローナル抗体には、ポリクローナル抗体を含む血清が含まれると共に、ポリクローナル抗体を含む画分を血清から単離してもよい。免疫グロブリンGまたはMは、本発明のタンパク質のみを認識する画分から、例えば本発明のタンパク質を結合させたアフィニティカラムを用い、プロテインAまたはプロテインGカラムを用いてこの分画をさらに精製することによって、調製することができる。   Polyclonal antibodies against the proteins of the present invention may be prepared by collecting blood from immunized mammals that have been examined for an increase in the desired antibody in the serum, and separating the serum from the blood by any conventional method. Good. Polyclonal antibodies include serum containing polyclonal antibodies, and fractions containing polyclonal antibodies may be isolated from the serum. Immunoglobulin G or M can be obtained by further purifying this fraction from a fraction that recognizes only the protein of the present invention using, for example, an affinity column to which the protein of the present invention is bound and using a protein A or protein G column. Can be prepared.

モノクローナル抗体を調製するために、抗原で免疫した哺乳類から免疫細胞を採取し、かつ上記のように血清中の所望の抗体のレベルの増加を確認して、細胞融合を行う。細胞融合に用いられる免疫細胞は、好ましくは脾臓から得られる。上記の免疫細胞と融合される他の好ましい親細胞には、例えば哺乳類の骨髄腫細胞、およびより好ましくは、薬物によって融合細胞を選択するための獲得特性を有する骨髄腫細胞が含まれる。   To prepare a monoclonal antibody, immune cells are collected from a mammal immunized with an antigen, and cell fusion is performed by confirming an increase in the level of the desired antibody in the serum as described above. The immune cells used for cell fusion are preferably obtained from the spleen. Other preferred parental cells that are fused with the above immune cells include, for example, mammalian myeloma cells, and more preferably myeloma cells that have acquired properties for selecting fused cells by drug.

上記の免疫細胞および骨髄腫細胞は、既知の方法、例えば、Milsteinら(Galfre, G.およびMilstein, C.、Methods Enzymol.(1981)73:3〜46)の方法に従って融合することができる。   The immune cells and myeloma cells described above can be fused according to known methods, for example, the method of Milstein et al. (Galfre, G. and Milstein, C., Methods Enzymol. (1981) 73: 3-46).

細胞融合によって得られたハイブリドーマは、HAT培地(ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジン含有培地)のような標準的な選択培地においてそれらを培養することによって選択されうる。細胞培養は典型的に、HAT培地において、数日から数週間、所望のハイブリドーマを除く他の全ての細胞(非融合細胞)が死滅するのに十分な期間継続される。次に、標準的な限界希釈法を行って、所望の抗体を産生するハイブリドーマ細胞をスクリーニングしてクローニングする。   Hybridomas obtained by cell fusion can be selected by culturing them in a standard selection medium such as HAT medium (medium containing hypoxanthine, aminopterin, and thymidine). Cell culture is typically continued in HAT medium for days to weeks for a period sufficient to kill all other cells (non-fused cells) except the desired hybridoma. Next, standard limiting dilution methods are performed to screen and clone hybridoma cells producing the desired antibody.

ハイブリドーマを調製するためにヒト以外の動物を抗原で免疫する上記の方法の他に、EBウイルスに感染したリンパ球などのヒトリンパ球を、タンパク質、タンパク質発現細胞、またはその溶解物でインビトロにおいて免疫してもよい。次に、免疫したリンパ球を、U266のような無限に分裂することができるヒト由来骨髄腫細胞と融合させて、タンパク質に結合することができる所望のヒト抗体を産生するハイブリドーマを形成する(特開昭63-17688号)。   In addition to the above methods of immunizing non-human animals with antigens to prepare hybridomas, human lymphocytes such as lymphocytes infected with EB virus are immunized in vitro with proteins, protein-expressing cells, or lysates thereof. May be. The immunized lymphocytes are then fused with human-derived myeloma cells that can divide indefinitely, such as U266, to form hybridomas that produce the desired human antibody that can bind to the protein (specifically Kaisho 63-17688).

次に、得られたハイブリドーマを、マウスの腹腔に移植して、腹水を抽出する。得られたモノクローナル抗体を、例えば硫酸アンモニウム沈殿、プロテインAまたはプロテインGカラム、DEAEイオン交換クロマトグラフィー、または本発明のタンパク質を結合させたアフィニティカラムによって精製することができる。本発明の抗体は、本発明のタンパク質を精製および検出するために用いることができるのみならず、本発明のタンパク質のアンタゴニストの候補として用いることができる。さらに、この抗体は、本発明のタンパク質に関連した疾患の抗体治療に適用することができる。得られた抗体をヒトの体内に投与する場合(抗体治療)、免疫原性を減少させるために、ヒト抗体またはヒト化抗体が好ましい。   Next, the obtained hybridoma is transplanted into the abdominal cavity of a mouse to extract ascites. The resulting monoclonal antibody can be purified by, for example, ammonium sulfate precipitation, protein A or protein G column, DEAE ion exchange chromatography, or an affinity column to which the protein of the present invention is bound. The antibody of the present invention can be used not only for purifying and detecting the protein of the present invention but also as a candidate for antagonist of the protein of the present invention. Furthermore, this antibody can be applied to antibody therapy for diseases associated with the protein of the present invention. When the obtained antibody is administered into a human body (antibody treatment), a human antibody or a humanized antibody is preferred in order to reduce immunogenicity.

例えば、ヒト抗体遺伝子のレパートリーを有するトランスジェニック動物を、タンパク質、タンパク質発現細胞、またはその溶解物から選択される抗原によって免疫してもよい。次に、抗体産生細胞を動物から回収して、骨髄腫細胞と融合してハイブリドーマを得て、そこからタンパク質に対するヒト抗体を調製することができる(国際公開公報第92-03918号、国際公開公報第93-2227号、国際公開公報第94-02602号、国際公開公報第94-25585号、国際公開公報第96-33735号、および国際公開公報第96-34096号を参照されたい)。   For example, a transgenic animal having a repertoire of human antibody genes may be immunized with an antigen selected from proteins, protein expressing cells, or lysates thereof. Next, antibody-producing cells can be recovered from the animal and fused with myeloma cells to obtain hybridomas, from which human antibodies against the protein can be prepared (WO 92-03918, WO No. 93-2227, International Publication No. 94-02602, International Publication No. 94-25585, International Publication No. 96-33735, and International Publication No. 96-34096).

または、免疫したリンパ球のような、抗体を産生する免疫細胞を、腫瘍遺伝子によって不死化して、モノクローナル抗体を調製するために用いてもよい。   Alternatively, immune cells that produce antibodies, such as immunized lymphocytes, may be immortalized by oncogenes and used to prepare monoclonal antibodies.

このようにして得られたモノクローナル抗体は、遺伝子操作技術を用いて組み換えによって調製することもできる(例えば、マックミラン出版社(MacMillan Publishers LTD)によって英国にて出版(1990)された、Borrebaeck, C.A.K.およびLarrick, J.W.、Therapeutic Monoclonal Antibodiesを参照されたい)。例えば、抗体をコードするDNAを、抗体を産生するハイブリドーマまたは免疫リンパ球のような免疫細胞からクローニングして、適当なベクターに挿入し、宿主細胞に導入して組換え型抗体を調整してもよい。本発明はまた、上記のように調製された組換え型抗体も提供する。   The monoclonal antibodies thus obtained can also be prepared recombinantly using genetic engineering techniques (eg Borrebaeck, CAK, published in the United Kingdom (1990) by MacMillan Publishers LTD). And Larrick, JW, Therapeutic Monoclonal Antibodies). For example, DNA encoding an antibody can be cloned from an immune cell such as an antibody-producing hybridoma or immune lymphocyte, inserted into an appropriate vector, and introduced into a host cell to prepare a recombinant antibody. Good. The present invention also provides a recombinant antibody prepared as described above.

さらに、本発明の抗体は、本発明のタンパク質の一つまたは複数に結合する限り、抗体または改変抗体の断片であってもよい。例えば、抗体断片は、Fab、F(ab')2、Fv、またはH鎖およびL鎖からのFv断片が適当なリンカーによって連結されている一本鎖Fv(scFv)であってもよい(Huston, J.S.ら、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85:5879〜5883(1988))。より具体的には、抗体断片は、パパインまたはペプシンのような酵素によって抗体を処置することによって生成してもよい。または、抗体断片をコードする遺伝子を構築して、発現ベクターに挿入し、適当な宿主細胞において発現してもよい(例えば、Co, M.S.ら、J. Immunol. 152:2968〜2976(1994);Better, M.およびHorwitz, A.H.、Methods Enzymol. 178:476〜496(1989);Pluckthun, A.およびSkerra, A.、Methods Enzymol. 178:497〜515(1989);Lamoyi, E.、Methods Enzymol. 121:652〜663(1986);Rousseaux, J.ら、Methods Enzymol. 121:663〜669(1986);Bird, R.E.およびWalker, B.W.、Trends Biotechnol. 9:132〜137(1991)を参照されたい)。 Furthermore, the antibody of the present invention may be an antibody or a fragment of a modified antibody as long as it binds to one or more of the proteins of the present invention. For example, an antibody fragment may be Fab, F (ab ′) 2 , Fv, or a single chain Fv (scFv) in which Fv fragments from H and L chains are linked by a suitable linker (Huston , JS et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 5879-5883 (1988)). More specifically, antibody fragments may be generated by treating an antibody with an enzyme such as papain or pepsin. Alternatively, a gene encoding the antibody fragment may be constructed, inserted into an expression vector, and expressed in a suitable host cell (eg, Co, MS et al., J. Immunol. 152: 2968-2976 (1994); Better, M. and Horwitz, AH, Methods Enzymol. 178: 476-496 (1989); Pluckthun, A. and Skerra, A., Methods Enzymol. 178: 497-515 (1989); Lamoyi, E., Methods Enzymol 121: 652-663 (1986); Rousseaux, J. et al., Methods Enzymol. 121: 663-669 (1986); Bird, RE and Walker, BW, Trends Biotechnol. 9: 132-137 (1991). Wanna)

抗体を、ポリエチレングリコール(PEG)のなどの多様な分子との結合によって修飾してもよい。本発明は、そのような修飾された抗体を提供する。修飾された抗体は、抗体を化学修飾することによって得ることができる。これらの修飾法は当技術分野において一般的である。   The antibody may be modified by conjugation with a variety of molecules such as polyethylene glycol (PEG). The present invention provides such modified antibodies. A modified antibody can be obtained by chemically modifying an antibody. These modification methods are common in the art.

または、本発明の抗体を、ヒト以外の抗体に由来する可変領域とヒト抗体に由来する定常領域との間のキメラ抗体として得てもよく、または、ヒト以外の抗体に由来する相補性決定領域(CDR)、ヒト抗体に由来するフレームワーク領域(FR)、および定常領域を含むヒト化抗体として得てもよい。そのような抗体は、既知の技術を用いて調製することができる。   Alternatively, the antibody of the present invention may be obtained as a chimeric antibody between a variable region derived from a non-human antibody and a constant region derived from a human antibody, or a complementarity determining region derived from a non-human antibody. (CDR), a humanized antibody comprising a framework region (FR) derived from a human antibody, and a constant region. Such antibodies can be prepared using known techniques.

上記のように得られた抗体は、均一になるまで精製されうる。例えば、抗体の分離および精製は、一般的なタンパク質について用いられる分離法および精製法に従って行うことができる。例えば、抗体を、アフィニティクロマトグラフィーのようなカラムクロマトグラフィー、濾過、限外濾過、塩析、透析、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動等(しかしこれらに限定されない)を適当に選択して組み合わせて用いることによって分離および単離してもよい(Antibodies:A Laboratory Manual、HarlowおよびDavid Lane編、コールドスプリングハーバー研究所、1988)。   The antibody obtained as described above can be purified to homogeneity. For example, antibody separation and purification can be performed according to separation and purification methods used for general proteins. For example, an antibody is appropriately selected from column chromatography such as affinity chromatography, filtration, ultrafiltration, salting out, dialysis, SDS polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing, etc. (but not limited thereto). May be separated and isolated by use in combination (Antibodies: A Laboratory Manual, edited by Harlow and David Lane, Cold Spring Harbor Laboratory, 1988).

プロテインAカラムおよびプロテインGカラムをアフィニティカラムとして用いることができる。例として用いられるプロテインAカラムには、例えばHyper D、POROS、およびセファロースF.F.(ファルマシア)が含まれる。   Protein A columns and protein G columns can be used as affinity columns. Protein A columns used as examples include, for example, Hyper D, POROS, and Sepharose F.F. (Pharmacia).

アフィニティクロマトグラフィーを除く、クロマトグラフィーの例には、例えば、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー等(Strategies for Protein Purification and Characterization:A Laboratory Course Manual、Daniel R. Marshakら編、コールドスプリングハーバー研究所出版(1996))が含まれる。クロマトグラフィー技法は、HPLC、FPLCのような液相クロマトグラフィーによって行うことができる。   Examples of chromatography excluding affinity chromatography include, for example, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel filtration, reverse phase chromatography, adsorption chromatography, etc. (Strategies for Protein Purification and Characterization: A Laboratory Course Manual, Edited by Daniel R. Marshak et al., Cold Spring Harbor Laboratory (1996)). Chromatographic techniques can be performed by liquid phase chromatography such as HPLC, FPLC.

例えば、吸光度の測定、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、酵素免疫アッセイ(EIA)、放射免疫アッセイ(RIA)、および/または免疫蛍光を用いて、本発明の抗体の抗原結合活性を測定してもよい。ELISAでは、本発明の抗体をプレートに固定して、本発明のタンパク質をプレートに加え、次に抗体産生細胞の培養上清または精製抗体などの所望の抗体を含む試料を加える。次に、一次抗体を認識し、アルカリホスファターゼなどの酵素によって標識される二次抗体を加えて、プレートをインキュベートする。次に、洗浄後、p-ニトロフェニルホスフェートなどの酵素基質をプレートに加え、吸光度を測定して、試料の抗原結合活性を評価する。C-末端断片またはN-末端断片のようなタンパク質の断片をタンパク質として用いてもよい。BIAcore(ファルマシア)を用いて、本発明に従う抗体の活性を評価してもよい。   For example, the antigen binding activity of the antibodies of the present invention can be measured using absorbance measurement, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), enzyme immunoassay (EIA), radioimmunoassay (RIA), and / or immunofluorescence. Also good. In ELISA, the antibody of the present invention is immobilized on a plate, the protein of the present invention is added to the plate, and then a sample containing a desired antibody such as a culture supernatant of antibody-producing cells or a purified antibody is added. Next, a secondary antibody that recognizes the primary antibody and is labeled with an enzyme such as alkaline phosphatase is added and the plate is incubated. Next, after washing, an enzyme substrate such as p-nitrophenyl phosphate is added to the plate, and the absorbance is measured to evaluate the antigen-binding activity of the sample. Protein fragments such as C-terminal fragments or N-terminal fragments may be used as proteins. BIAcore (Pharmacia) may be used to assess the activity of the antibody according to the invention.

上記の方法は、本発明のタンパク質を含むと推定される試料に本発明の抗体を曝露し、かつ抗体とタンパク質とによって形成された免疫複合体を検出または測定することによって、本発明のタンパク質を検出または測定することができる。   The above method comprises exposing the antibody of the present invention to a sample presumed to contain the protein of the present invention, and detecting or measuring an immune complex formed by the antibody and the protein, thereby Can be detected or measured.

本発明によるタンパク質の検出法または測定法は、タンパク質を特異的に検出または測定することができることから、この方法は、タンパク質が用いられる多様な実験において有用となる可能性がある。   Since the method for detecting or measuring a protein according to the present invention can specifically detect or measure a protein, this method may be useful in various experiments in which the protein is used.

本発明はまた、HELAD1タンパク質もしくはその免疫学的活性断片、またはタンパク質およびその断片の任意の一つをコードする核酸を投与する段階を含む、抗腫瘍免疫を誘導する方法にも関する。HELAD1タンパク質またはその免疫学的活性断片は、結腸癌に対するワクチンとして有用である。本発明において、癌に対するワクチンとは、それが動物に接種されると抗腫瘍免疫を誘導する効果を有する物質を意味する。一般的に、抗腫瘍免疫には以下のような免疫応答が含まれる:
− 腫瘍に対する細胞障害性リンパ球の誘導、
− 腫瘍を認識する抗体の誘導、および
− 抗腫瘍サイトカイン産生の誘導。
The invention also relates to a method of inducing anti-tumor immunity comprising administering a HELAD1 protein or an immunologically active fragment thereof, or a nucleic acid encoding any one of the protein and fragments thereof. The HELAD1 protein or immunologically active fragment thereof is useful as a vaccine against colon cancer. In the present invention, a vaccine against cancer means a substance having an effect of inducing antitumor immunity when it is inoculated into an animal. In general, anti-tumor immunity includes immune responses such as:
-Induction of cytotoxic lymphocytes against the tumor,
-Induction of antibodies recognizing tumors, and-induction of anti-tumor cytokine production.

したがって、特定のタンパク質を動物に接種することによって、これらの免疫応答のいずれか一つが誘導される場合、タンパク質は、抗腫瘍免疫誘導効果を有すると言われる。タンパク質による抗腫瘍免疫の誘導は、インビボまたはインビトロでタンパク質に対する宿主の免疫系の応答を観察することによって検出することができる。   Thus, when inoculating an animal with a particular protein induces any one of these immune responses, the protein is said to have an anti-tumor immunity inducing effect. Induction of anti-tumor immunity by a protein can be detected by observing the response of the host immune system to the protein in vivo or in vitro.

例えば、細胞障害性Tリンパ球の誘導を検出するための方法は周知である。生体に入る外来物質は、抗原提示細胞(APC)の作用によってT細胞およびB細胞に提示される。APCによって提示される抗原に抗原特異的に応答するT細胞は、抗原による刺激のために細胞障害性T細胞(または細胞障害性Tリンパ球;CTL)に分化し、その後増殖する(これはT細胞の活性化と呼ばれる)。したがって、特定のペプチドによるCTL誘導は、APCによるT細胞へのペプチドの提示、およびCTL誘導の検出によって評価されうる。さらに、APCは、マクロファージ、好酸球、およびNK細胞のようなCD4+ T細胞を活性化する効果を有する。CD4+ T細胞も抗腫瘍免疫において重要であるため、ペプチドの作用を誘導する抗腫瘍免疫は、これらの細胞の活性化効果を指標として用いて評価されうる。   For example, methods for detecting the induction of cytotoxic T lymphocytes are well known. Foreign substances entering the living body are presented to T cells and B cells by the action of antigen presenting cells (APC). T cells that respond antigen-specifically to the antigen presented by APC differentiate into cytotoxic T cells (or cytotoxic T lymphocytes; CTLs) for stimulation by the antigen and then proliferate (this is T Called cell activation). Thus, CTL induction by a particular peptide can be assessed by presentation of the peptide to T cells by APC and detection of CTL induction. In addition, APC has the effect of activating CD4 + T cells such as macrophages, eosinophils, and NK cells. Since CD4 + T cells are also important in antitumor immunity, antitumor immunity that induces the action of peptides can be evaluated using the activation effect of these cells as an indicator.

例えば、APCとして樹状細胞(DC)を用いてCTLの誘導作用を評価する方法は周知である。DCは、最も強いCTL誘導作用を有する代表的なAPCである。この方法において、試験ポリペプチドを最初にDCと接触させてから、このDCをT細胞に接触させる。DCと接触させた後に関心対象の細胞に対して細胞障害作用を有するT細胞が検出されれば、試験ポリペプチドが、細胞障害性T細胞を誘導する活性を有することが示される。腫瘍に対するCTLの活性は、例えば、指標として51Cr-標識腫瘍細胞の溶解を用いて検出されうる。または、指標として3H-チミジン取り込み活性またはLDH(乳酸デヒドロゲナーゼ)放出を用いる、腫瘍細胞の損傷の程度を評価する方法も周知である。 For example, a method for evaluating the inducing action of CTL using dendritic cells (DC) as APC is well known. DC is a representative APC having the strongest CTL inducing action. In this method, the test polypeptide is first contacted with DC, which is then contacted with T cells. If a T cell having a cytotoxic effect on a cell of interest after contact with DC is detected, it indicates that the test polypeptide has activity to induce cytotoxic T cells. CTL activity against tumors can be detected, for example, using lysis of 51 Cr-labeled tumor cells as an indicator. Alternatively, a method for evaluating the degree of tumor cell damage using 3 H-thymidine uptake activity or LDH (lactate dehydrogenase) release as an index is also well known.

APCは、DCに限定されず、末梢血単核球(PBMC)を用いてもよい。この場合、CTLの誘導を、GM-CSFおよびIL-4の存在下でPBMCを培養することによって増強することができるという報告がある。同様に、CTLは、キーホールリンペットヘモシアニン(KLH)およびIL-7の存在下でPBMCを培養することによって誘導されることが示されている。   APC is not limited to DC, and peripheral blood mononuclear cells (PBMC) may be used. In this case, it has been reported that CTL induction can be enhanced by culturing PBMC in the presence of GM-CSF and IL-4. Similarly, CTL has been shown to be induced by culturing PBMC in the presence of keyhole limpet hemocyanin (KLH) and IL-7.

これらの方法によってCTL誘導活性を有することが確認された試験ポリペプチドは、DC活性化効果およびその後のCTL誘導活性を有するポリペプチドである。したがって、腫瘍細胞に対してCTLを誘導するポリペプチドは、腫瘍に対するワクチンとして有用である。さらに、ポリペプチドと接触させることによって腫瘍に対するCTL誘導能を獲得したAPCは、腫瘍に対するワクチンとして有用である。さらに、APCによるポリペプチド抗原の提示により細胞障害性を獲得したCTLも同様に、腫瘍に対するワクチンとして用いることができる。APCおよびCTLによる抗腫瘍免疫を用いる、腫瘍に対するそのような治療方法は、細胞免疫療法と呼ばれる。   The test polypeptide confirmed to have CTL inducing activity by these methods is a polypeptide having a DC activation effect and subsequent CTL inducing activity. Therefore, polypeptides that induce CTL against tumor cells are useful as vaccines against tumors. Furthermore, APCs that have acquired the ability to induce CTLs against tumors by contacting with polypeptides are useful as vaccines against tumors. Furthermore, CTLs that have acquired cytotoxicity due to presentation of polypeptide antigens by APC can also be used as vaccines against tumors. Such a method for treating tumors using anti-tumor immunity with APC and CTL is called cellular immunotherapy.

一般的に、細胞免疫療法のためにポリペプチドを用いる場合、CTL誘導効率は、異なる構造を有する複数のポリペプチドを組み合わせて、それらをDCに接触させることによって増加することが知られている。したがって、タンパク質断片によってDCを刺激する場合、多数のタイプの断片の混合物を用いることが有利である。   In general, when using polypeptides for cellular immunotherapy, it is known that the efficiency of CTL induction is increased by combining multiple polypeptides having different structures and contacting them with DC. Therefore, when stimulating DCs with protein fragments, it is advantageous to use a mixture of multiple types of fragments.

または、ポリペプチドによる抗腫瘍免疫の誘導は、腫瘍に対する抗体産生の誘導を観察することによって確認されうる。例えば、ポリペプチドに対する抗体を、ポリペプチドで免疫した実験動物において誘導し、腫瘍細胞の増殖がそれらの抗体によって抑制されれば、ポリペプチドは、抗腫瘍免疫の誘導能を有する。   Alternatively, the induction of anti-tumor immunity by a polypeptide can be confirmed by observing the induction of antibody production against the tumor. For example, if an antibody against the polypeptide is induced in a laboratory animal immunized with the polypeptide and the growth of tumor cells is suppressed by the antibody, the polypeptide has the ability to induce anti-tumor immunity.

抗腫瘍免疫は、本発明のワクチンを投与することによって誘導され、これによって結腸癌の治療および予防が可能となる。癌に対する治療または癌の発症を予防する効果は、以下の段階、例えば癌性細胞の増殖に対する阻害活性、癌の退縮、および癌発生の抑制などのいずれか一つであってよい。さもなければ、癌を有する個体の死亡率の減少、血液中の腫瘍マーカーの減少、癌に伴う検出可能な症状の軽減等であってもよい。そのような効果は好ましくは統計学的に有意であり、例えば、ワクチンを投与しない対照と比較した、結腸癌に対する治療効果または癌発症に対する予防効果の、有意水準5%またはそれ未満における知見が好ましい。例えば、統計分析のために、スチューデントのt-検定、マン-ホイットニーU-検定、またはANOVAを用いてもよい。   Anti-tumor immunity is induced by administering the vaccine of the present invention, which enables the treatment and prevention of colon cancer. The effect of treating cancer or preventing the onset of cancer may be in any one of the following stages, for example, inhibitory activity on proliferation of cancerous cells, regression of cancer, and suppression of cancer development. Otherwise, it may be a decrease in mortality of individuals with cancer, a decrease in blood tumor markers, a reduction in detectable symptoms associated with cancer, and the like. Such an effect is preferably statistically significant, for example, a finding at a significance level of 5% or less of a therapeutic effect on colon cancer or a preventive effect on developing cancer compared to a non-vaccine administered control is preferred. . For example, Student's t-test, Mann-Whitney U-test, or ANOVA may be used for statistical analysis.

免疫活性を有する上記のタンパク質またはタンパク質をコードするベクターを、アジュバントと組み合わせてもよい。アジュバントとは、免疫活性を有するタンパク質と共に(または連続的に)投与すると、タンパク質に対する免疫応答を増強する化合物を意味する。アジュバントの例には、コレラ毒素、サルモネラ毒素、ミョウバン等が含まれるがこれらに限定されない。さらに、本発明のワクチンは、薬学的に許容される担体と適当に組み合わせてもよい。そのような担体の例は、滅菌水、生理食塩液、リン酸緩衝液、培養液等である。さらに、必要に応じて、安定化剤、懸濁剤、保存剤、界面活性剤等を含んでもよい。ワクチンは全身投与または局所投与される。ワクチンの投与は1回投与であってもよく、または複数回投与によって強化してもよい。   The above-mentioned protein having immunological activity or a vector encoding the protein may be combined with an adjuvant. By adjuvant is meant a compound that enhances the immune response to the protein when administered together (or sequentially) with the protein having immune activity. Examples of adjuvants include, but are not limited to, cholera toxin, salmonella toxin, alum and the like. Furthermore, the vaccine of the present invention may be appropriately combined with a pharmaceutically acceptable carrier. Examples of such carriers are sterilized water, physiological saline, phosphate buffer, culture solution and the like. Furthermore, you may contain a stabilizer, a suspension agent, a preservative, surfactant, etc. as needed. The vaccine is administered systemically or locally. The administration of the vaccine may be a single dose or may be enhanced by multiple doses.

APCまたはCTLを本発明のワクチンとして用いる場合、腫瘍は、例えばエクスビボ法によって治療または予防することができる。より具体的には、治療または予防を受ける被験者のPBMCを採取して、細胞をエクスビボでポリペプチドに接触させ、APCまたはCTLを誘導した後、細胞を被験者に投与することができる。APCはまた、ポリペプチドをコードするベクターをエクスビボでPBMCに導入することによって誘導されうる。インビトロで誘導されたAPCまたはCTLは、投与前にクローニングされうる。標的細胞を損傷する活性が高い細胞をクローニングして増殖させることによって、細胞免疫療法をより効果的に行うことができる。さらに、このようにして単離されたAPCおよびCTLは、細胞が由来する個体に対してのみならず、他の個体からの類似のタイプの腫瘍に対する細胞免疫療法のために用いてもよい。   When APC or CTL is used as the vaccine of the present invention, the tumor can be treated or prevented, for example, by the ex vivo method. More specifically, after the PBMC of a subject to be treated or prevented is collected, the cells are contacted with the polypeptide ex vivo to induce APC or CTL, and then the cells can be administered to the subject. APC can also be induced by introducing a vector encoding the polypeptide into PBMCs ex vivo. In vitro induced APCs or CTLs can be cloned prior to administration. Cell immunotherapy can be performed more effectively by cloning and proliferating cells with high activity that damage target cells. In addition, APCs and CTLs isolated in this way may be used for cellular immunotherapy against similar types of tumors from other individuals as well as individuals from which the cells are derived.

ポリヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチド
本発明はまた、ヒトHELAD1タンパク質をコードするDNA(配列番号:1もしくは配列番号:3)またはその相補鎖とハイブリダイズし、かつ少なくとも15ヌクレオチドを含むポリヌクレオチドを提供する。本発明のポリヌクレオチドは、好ましくは、本発明のタンパク質をコードするDNAと特異的にハイブリダイズするポリヌクレオチドである。本明細書において用いられる「特異的にハイブリダイズする」という用語は、通常のハイブリダイズ条件下で、好ましくはストリンジェントなハイブリダイズ条件下で、他のタンパク質をコードするDNAとの交差ハイブリダイゼーションが有意に起こらないことを意味する。そのようなポリヌクレオチドには、本発明のタンパク質をコードするDNAまたはその相補鎖と特異的にハイブリダイズする、プローブ、プライマー、ヌクレオチド、およびヌクレオチド誘導体(例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイム)が含まれる。その上、このようなポリヌクレオチドは、DNAチップを調製するために利用されうる。
Polynucleotides and Oligonucleotides The present invention also provides polynucleotides that hybridize to DNA encoding human HELAD1 protein (SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3) or its complementary strand, and comprising at least 15 nucleotides. The polynucleotide of the present invention is preferably a polynucleotide that specifically hybridizes with DNA encoding the protein of the present invention. As used herein, the term “specifically hybridizes” refers to cross-hybridization with DNA encoding other proteins under normal hybridization conditions, preferably under stringent hybridization conditions. Means it doesn't happen significantly. Such polynucleotides include probes, primers, nucleotides, and nucleotide derivatives (eg, antisense oligonucleotides and ribozymes) that specifically hybridize to DNA encoding the protein of the invention or its complementary strand. . Moreover, such polynucleotides can be utilized to prepare DNA chips.

本発明には、配列番号:1または配列番号:3のヌクレオチド配列内の任意の部位にハイブリダイズするアンチセンスオリゴヌクレオチドが含まれる。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、好ましくは配列番号:1または配列番号:3のヌクレオチド配列の少なくとも15連続ヌクレオチドに対する。上記の少なくとも15連続ヌクレオチドにおいて開始コドンを含む上記のアンチセンスオリゴヌクレオチドが、さらにより好ましい。   The present invention includes antisense oligonucleotides that hybridize to any site within the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. The antisense oligonucleotide is preferably against at least 15 contiguous nucleotides of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. Even more preferred are the above antisense oligonucleotides comprising an initiation codon in at least 15 consecutive nucleotides.

本発明のアンチセンス分子の例は、配列番号:20の少なくとも15連続ヌクレオチドを有する分子である。さらなる例は、下記の実施例に記載され、配列番号:16および17に記載されるオリゴヌクレオチドを含むが、これらに限定されない。   An example of an antisense molecule of the invention is a molecule having at least 15 contiguous nucleotides of SEQ ID NO: 20. Additional examples are described in the examples below and include, but are not limited to, the oligonucleotides set forth in SEQ ID NOs: 16 and 17.

アンチセンスオリゴヌクレオチドの誘導体または修飾産物は、アンチセンスオリゴヌクレオチドとして用いることができる。そのような修飾産物の例には、メチル-ホスホネート型またはエチル-ホスホネート型のような低級アルキルホスホネート修飾、ホスホロチオエート修飾、およびホスホロアミデート修飾が含まれる。   Antisense oligonucleotide derivatives or modified products can be used as antisense oligonucleotides. Examples of such modified products include lower alkyl phosphonate modifications such as methyl-phosphonate or ethyl-phosphonate types, phosphorothioate modifications, and phosphoramidate modifications.

本明細書において用いられる「アンチセンスオリゴヌクレオチド」という用語は、DNAまたはmRNAおよびアンチセンスオリゴヌクレオチドが、配列番号:1または配列番号:3のヌクレオチド配列と特異的にハイブリダイズすることができる限り、DNAまたはmRNAの特定の領域を構成するヌクレオチドに対応するヌクレオチドが完全に相補的であるオリゴヌクレオチドのみならず、一つまたは複数のヌクレオチドのミスマッチを有するオリゴヌクレオチドを意味する。   As used herein, the term “antisense oligonucleotide” means that DNA or mRNA and antisense oligonucleotides can specifically hybridize to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3. It means not only an oligonucleotide in which nucleotides corresponding to nucleotides constituting a specific region of DNA or mRNA are completely complementary, but also an oligonucleotide having one or more nucleotide mismatches.

そのようなポリヌクレオチドは、「最低15連続ヌクレオチド配列領域」において、少なくとも70%またはそれ以上、好ましくは80%またはそれ以上、より好ましくは90%またはそれ以上、さらにより好ましくは95%またはそれ以上の相同性を有するポリヌクレオチドとして含まれる。本明細書に記載のアルゴリズムを用いて、相同性を決定することができる。そのようなポリヌクレオチドは、後の実施例において述べる本発明のタンパク質をコードするDNAを単離もしくは検出するためのプローブとして、または増幅するために用いられるプライマーとして有用である。   Such polynucleotides are at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, even more preferably 95% or more, in a “minimum 15 contiguous nucleotide sequence region”. Are included as polynucleotides having the homology of Using the algorithms described herein, homology can be determined. Such polynucleotides are useful as probes for isolating or detecting DNA encoding the proteins of the invention described in the Examples below, or as primers used to amplify.

本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド誘導体は、タンパク質をコードするDNAまたはmRNAに結合し、その転写または翻訳を阻害し、mRNAの分解を促進し、かつ本発明のタンパク質の発現を阻害し、その結果タンパク質の機能の阻害を生じることによって、本発明のタンパク質を産生する細胞に対して作用する。   The antisense oligonucleotide derivative of the present invention binds to DNA or mRNA encoding a protein, inhibits its transcription or translation, promotes the degradation of mRNA, and inhibits the expression of the protein of the present invention. By acting on the cells producing the protein of the present invention.

本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド誘導体は、誘導体に対して不活性である適した基材(base material)と混合することによって、リニメントまたは湿布のような外用調製物に加工されうる。   The antisense oligonucleotide derivatives of the present invention can be processed into topical preparations such as liniments or poultices by mixing with a suitable base material that is inert to the derivatives.

同様に、必要に応じて、賦形剤、等張剤、溶解剤、安定化剤、保存剤、鎮痛剤等を加えることによって、誘導体を錠剤、粉剤、顆粒剤、カプセル剤、リポソームカプセル、注射剤、溶液、点鼻液、および凍結乾燥薬剤に製剤化することができる。これらは以下の通常の方法に従って調製されうる。   Similarly, by adding excipients, isotonic agents, solubilizers, stabilizers, preservatives, analgesics, etc. as necessary, the derivatives are converted into tablets, powders, granules, capsules, liposome capsules, injections. It can be formulated into agents, solutions, nasal drops, and lyophilized drugs. These can be prepared according to the following conventional methods.

アンチセンスオリゴヌクレオチド誘導体は、それが患部に達するように、患部上に直接適用することによって、または血管内に注射することによって、患者に与えられる。アンチセンス封入媒体(antisense-mounting medium)も同様に、耐久性および膜透過性を増加させるために用いることができる。例は、リポソーム、ポリ-L-リジン、脂質、コレステロール、リポフェクチン、またはこれらの誘導体である。   The antisense oligonucleotide derivative is given to the patient by applying it directly on the affected area or by injecting it into the blood vessel so that it reaches the affected area. Antisense-mounting medium can also be used to increase durability and membrane permeability. Examples are liposomes, poly-L-lysine, lipids, cholesterol, lipofectin, or derivatives thereof.

本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド誘導体の用量は、患者の状態に従って適切に調節され、望ましい量で用いることができる。例えば、0.1〜100 mg/kg、好ましくは0.1〜50 mg/kgの用量範囲が投与されうる。   The dosage of the antisense oligonucleotide derivative of the present invention can be adjusted appropriately according to the patient's condition and used in desired amounts. For example, a dose range of 0.1-100 mg / kg, preferably 0.1-50 mg / kg can be administered.

本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、本発明のタンパク質の発現を阻害し、そのため本発明のタンパク質の生物学的活性を抑制するために有用である。同様に、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む発現阻害剤は、本発明のタンパク質の生物学的活性を阻害することができる点において有用である。   The antisense oligonucleotides of the invention are useful for inhibiting the expression of the protein of the invention and thus suppressing the biological activity of the protein of the invention. Similarly, an expression inhibitor comprising the antisense oligonucleotide of the present invention is useful in that it can inhibit the biological activity of the protein of the present invention.

スクリーニング法
その上、本発明は、本発明のタンパク質を用いることによって本発明のタンパク質に結合する化合物をスクリーニングする方法を提供する。このスクリーニング法は、以下の段階を含む:(a)本発明のタンパク質またはその部分ペプチドを被験試料に接触させる段階、(b)本発明のタンパク質またはその部分ペプチドと被験試料との結合活性を検出する段階、および(c)本発明のタンパク質またはその部分ペプチドに結合する化合物を選択する段階。
Screening Method Furthermore, the present invention provides a method for screening a compound that binds to the protein of the present invention by using the protein of the present invention. This screening method includes the following steps: (a) contacting the test sample with the protein of the present invention or a partial peptide thereof; (b) detecting the binding activity between the test protein or the protein of the present invention or a partial peptide thereof; And (c) selecting a compound that binds to the protein of the present invention or a partial peptide thereof.

スクリーニングのために用いられる本発明のタンパク質は、組換え型タンパク質もしくは天然に由来するタンパク質、またはその部分ペプチドであってもよい。任意の被験試料、例えば、細胞抽出物、細胞培養上清、発酵微生物産物、海洋生物からの抽出物、植物抽出物、精製タンパク質または粗タンパク質、ペプチド、非ペプチド化合物、合成ミクロ分子化合物および天然化合物を用いることができる。被験試料に接触させる本発明のタンパク質は、例えば、精製タンパク質、可溶性タンパク質、担体に結合した形態、または他のタンパク質に融合した融合タンパク質でありうる。   The protein of the present invention used for screening may be a recombinant protein or a protein derived from nature, or a partial peptide thereof. Any test sample, such as cell extract, cell culture supernatant, fermented microbial product, extract from marine organisms, plant extract, purified or crude protein, peptide, non-peptide compound, synthetic micromolecular compound and natural compound Can be used. The protein of the present invention to be contacted with the test sample can be, for example, a purified protein, a soluble protein, a form bound to a carrier, or a fusion protein fused to another protein.

例えば、本発明のタンパク質を用いて本発明のタンパク質に結合するタンパク質をスクリーニングする方法として、当業者に周知の多くの方法を用いることができる。そのようなスクリーニングは、例えば免疫沈降法によって、具体的に以下のように行うことができる。本発明のタンパク質をコードする遺伝子を、pSV2neo、pcDNA I、およびpCD8のような外来遺伝子用の発現ベクターに遺伝子を挿入することによって、動物細胞等において発現させる。発現のために用いられるプロモーターは、一般的に用いることができる如何なるプロモーターであってもよく、これらには、例えば、SV40初期プロモーター(Rigby(Williamson編)、Genetic Engineering 第3巻、アカデミック出版、ロンドン、83〜141(1982))、EF-1αプロモーター(Kimら、Gene 91 217〜223(1990))、CAGプロモーター(Niwaら、Gene 108:193〜200(1991))、RSV LTRプロモーター(Cullen Methods in Enzymology 152:684〜704(1987))、SRαプロモーター(Takebeら、Mol. Cell. Biol. 8:466(1988))、CMV前初期プロモーター(SeedおよびAruffo、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:3365〜3369(1987))、SV40後期プロモーター(GheysenおよびFiers、J. Mol. Appl. Genet. 1:385〜394(1982))、アデノウイルス後期プロモーター(Kaufmanら、Mol. Cell. Biol. 9:946(1989))、HSV TKプロモーター等が含まれる。外来遺伝子を発現させるための動物細胞への遺伝子の導入は、例えば、電気穿孔法(Chu G.ら、Nucl. Acids. Res. 15:1311〜1326(1987))、リン酸カルシウム法(Chen, C.およびOkayama, H.、Mol. Cell. Biol. 7:2745〜2752(1987))、DEAEデキストラン法(Lopata, M.A.ら、Nucl. Acids. Res. 12:5707〜5717(1984);Sussman, D.J.およびMilman, G.、Mol. Cell. Biol. 4:1642〜1643(1985))、リポフェクチン法(Derijard, B.、Cell 7:1025〜1037(1994);Lamb, B.T.ら、Nature Genetics 5:22〜30(1993);Rabindran, S.K.ら、Science 259:230〜234(1993))等に従って行うことができる。本発明のタンパク質は、特異性が判明しているモノクローナル抗体のエピトープを、本発明のタンパク質のN-末端またはC-末端に導入することによって、モノクローナル抗体の認識部位(エピトープ)を含む融合タンパク質として発現させることができる。市販のエピトープ-抗体系を用いることができる(Experimental Medicine 13:85〜90(1995))。例えば、マルチクローニングサイトを用いることによって、β-ガラクトシダーゼ、マルトース結合タンパク質、グルタチオンS-トランスフェラーゼ、緑色蛍光タンパク質(GFP)等との融合タンパク質を発現することができるベクターが市販されている。   For example, as a method for screening a protein that binds to the protein of the present invention using the protein of the present invention, many methods well known to those skilled in the art can be used. Such screening can be performed specifically by the immunoprecipitation method, for example, as follows. A gene encoding the protein of the present invention is expressed in an animal cell or the like by inserting the gene into an expression vector for a foreign gene such as pSV2neo, pcDNA I, and pCD8. The promoter used for expression may be any commonly used promoter, such as the SV40 early promoter (Rigby (Williamson), Genetic Engineering Vol. 3, Academic Publishing, London). 83-141 (1982)), EF-1α promoter (Kim et al., Gene 91 217-223 (1990)), CAG promoter (Niwa et al., Gene 108: 193-200 (1991)), RSV LTR promoter (Cullen Methods in Enzymology 152: 684-704 (1987)), SRα promoter (Takebe et al., Mol. Cell. Biol. 8: 466 (1988)), CMV immediate early promoter (Seed and Aruffo, Proc. Natl. Acad. Sci. USA) 84: 3365-3369 (1987)), SV40 late promoter (Gheysen and Fiers, J. Mol. Appl. Genet. 1: 385-394 (1982)), adenovirus late promoter (Kaufman et al., Mol. Cell. Biol. 9: 946 (1989)), including HSV TK promoter . Introduction of a gene into an animal cell for expressing a foreign gene can be performed by, for example, electroporation (Chu G. et al., Nucl. Acids. Res. 15: 1311-1326 (1987)), calcium phosphate method (Chen, C. And Okayama, H., Mol. Cell. Biol. 7: 2745-2852 (1987)), DEAE dextran method (Lopata, MA et al. Nucl. Acids. Res. 12: 5707-5717 (1984); Sussman, DJ and Milman, G., Mol. Cell. Biol. 4: 1642-1643 (1985)), lipofectin method (Derijard, B., Cell 7: 1025-1037 (1994); Lamb, BT et al., Nature Genetics 5: 22- 30 (1993); Rabindran, SK et al., Science 259: 230-234 (1993)) and the like. The protein of the present invention is a fusion protein containing a monoclonal antibody recognition site (epitope) by introducing an epitope of a monoclonal antibody whose specificity is known to the N-terminus or C-terminus of the protein of the present invention. Can be expressed. A commercially available epitope-antibody system can be used (Experimental Medicine 13: 85-90 (1995)). For example, vectors that can express a fusion protein with β-galactosidase, maltose binding protein, glutathione S-transferase, green fluorescent protein (GFP), etc. by using a multicloning site are commercially available.

本発明のタンパク質の特性が融合によって変化しないように、アミノ酸数個〜12個からなるごく小さいエピトープを導入することによって調製された融合タンパク質も報告されている。ポリヒスチジン(Hisタグ)、インフルエンザ凝集素HA、ヒトc-myc、FLAG、水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質(VSV-GP)、T7遺伝子10タンパク質(T7-タグ)、ヒト単純ヘルペスウイルス糖タンパク質(HSV-タグ)、E-タグ(モノクローナルファージ上のエピトープ)等のようなエピトープ、およびそれらを認識するモノクローナル抗体は、本発明のタンパク質に結合するタンパク質をスクリーニングするためのエピトープ-抗体系として用いることができる(Experimental Medicine 13:85〜90(1995))。   A fusion protein prepared by introducing a very small epitope consisting of several to 12 amino acids so that the properties of the protein of the present invention are not changed by fusion has also been reported. Polyhistidine (His tag), influenza agglutinin HA, human c-myc, FLAG, vesicular stomatitis virus glycoprotein (VSV-GP), T7 gene 10 protein (T7-tag), human herpes simplex virus glycoprotein (HSV- Tags), E-tags (epitopes on monoclonal phages), etc., and monoclonal antibodies that recognize them can be used as epitope-antibody systems for screening proteins that bind to the proteins of the present invention. (Experimental Medicine 13: 85-90 (1995)).

免疫沈降において、免疫複合体は、これらの抗体を、適当な界面活性剤を用いて調製した細胞溶解物に加えることによって形成される。免疫複合体は、本発明のタンパク質、タンパク質との結合能を有するタンパク質、および抗体からなる。免疫沈降は、上記のエピトープに対する抗体を用いることのほかに、本発明のタンパク質に対する抗体を用いることによって行うこともできる。本発明のタンパク質に対する抗体は、例えば、本発明のタンパク質をコードする遺伝子を適当な大腸菌ベクターに導入し、大腸菌において遺伝子を発現させ、発現されたタンパク質を精製し、かつウサギ、マウス、ラット、ヤギ、家禽等をタンパク質に対して免疫することによって調製することができる。抗体はまた、本発明のタンパク質の合成部分ペプチドに対して上記の動物を免疫することによっても調製することができる。   In immunoprecipitation, immune complexes are formed by adding these antibodies to cell lysates prepared with an appropriate detergent. The immune complex consists of the protein of the present invention, a protein capable of binding to the protein, and an antibody. Immunoprecipitation can be performed by using an antibody against the protein of the present invention in addition to using an antibody against the above-described epitope. The antibody against the protein of the present invention can be obtained by, for example, introducing a gene encoding the protein of the present invention into a suitable E. coli vector, expressing the gene in E. coli, purifying the expressed protein, and rabbit, mouse, rat, goat. It can be prepared by immunizing poultry against proteins. Antibodies can also be prepared by immunizing the above animals against a synthetic partial peptide of the protein of the invention.

免疫複合体は、例えば、抗体がマウスIgG抗体である場合、プロテインAセファロースまたはプロテインGセファロースによって沈殿させることができる。本発明のタンパク質をGSTのようなエピトープとの融合タンパク質として調製する場合、免疫複合体は、グルタチオンセファロース4Bのような、これらのエピトープに特異的に結合する物質を用いることによって、本発明のタンパク質に対する抗体を用いる場合と同じように形成することができる。   The immune complex can be precipitated by, for example, protein A sepharose or protein G sepharose when the antibody is a mouse IgG antibody. When the protein of the present invention is prepared as a fusion protein with an epitope such as GST, the immune complex can be prepared by using a substance that specifically binds to these epitopes such as glutathione sepharose 4B. It can be formed in the same manner as when an antibody against is used.

免疫沈降は、例えば、文献に記載された方法によって、または方法に従って行うことができる(Harlow, E.およびLane, D.:Antibodies、511〜552、コールドスプリングハーバー研究所出版、ニューヨーク(1988))。   Immunoprecipitation can be performed, for example, by or according to methods described in the literature (Harlow, E. and Lane, D .: Antibodies, 511-552, Cold Spring Harbor Laboratory Publishing, New York (1988)). .

SDS-PAGEは、免疫沈降したタンパク質を分析するために一般的に用いられ、結合されたタンパク質は、適当な濃度のゲルを用いてタンパク質の分子量によって分析されうる。本発明のタンパク質に結合したタンパク質は、クーマシー染色または銀染色のような一般的な染色法によって検出することが難しいことから、タンパク質の検出感度は、放射性同位体35S-メチオニンまたは35S-システインを含む培養培地において細胞を培養して、細胞中のタンパク質を標識し、そしてタンパク質を検出することによって、改善することができる。標的タンパク質は、タンパク質の分子量が判明している場合には、SDS-ポリアクリルアミドゲルから直接精製して、その配列を決定することができる。 SDS-PAGE is commonly used to analyze immunoprecipitated proteins, and bound proteins can be analyzed by protein molecular weight using an appropriate concentration of gel. Since the protein bound to the protein of the present invention is difficult to detect by a general staining method such as Coomassie staining or silver staining, the detection sensitivity of the protein is determined by radioisotope 35 S-methionine or 35 S-cysteine. It can be improved by culturing the cells in a culture medium containing, labeling the protein in the cells and detecting the protein. If the molecular weight of the protein is known, the target protein can be purified directly from an SDS-polyacrylamide gel and its sequence determined.

本発明のタンパク質を用いて本発明のタンパク質に結合するタンパク質を単離する方法として、例えば、ウェスト-ウェスタンブロット分析(Skolnik, E.Y.ら、Cell(1991)65:83〜90)を用いることができる。具体的には、本発明のタンパク質に結合するタンパク質は、ファージベクター(例えば、ZAP)を用いることにより、本発明のタンパク質に結合するタンパク質を発現すると予想される細胞、組織、臓器(例えば、卵巣、精巣、および胎盤のような組織、または培養細胞)からcDNAライブラリを調製し、LB-アガロース上でタンパク質を発現させ、フィルター上で発現されたタンパク質を固定し、本発明の精製した標識タンパク質を上記のフィルターと反応させ、そして標識に従って本発明のタンパク質に結合したタンパク質を発現するプラークを検出することによって、得ることができる。本発明のタンパク質は、ビオチンとアビジンとの結合を利用することによって、または本発明のタンパク質に特異的に結合する抗体、もしくは本発明のタンパク質に融合したペプチドもしくはポリペプチド(例えばGST)を利用することによって、標識されうる。放射性同位体または蛍光を用いる方法等も利用してもよい。   As a method for isolating a protein that binds to the protein of the present invention using the protein of the present invention, for example, West-Western blot analysis (Skolnik, EY et al., Cell (1991) 65: 83-90) can be used. . Specifically, the protein that binds to the protein of the present invention is a cell, tissue, organ (for example, ovary) that is expected to express the protein that binds to the protein of the present invention by using a phage vector (for example, ZAP). , Tissue such as testis and placenta, or cultured cells), expressing the protein on LB-agarose, immobilizing the expressed protein on the filter, and purifying the purified labeled protein of the present invention It can be obtained by reacting with the filter described above and detecting plaques expressing the protein bound to the protein of the invention according to the label. The protein of the present invention utilizes an antibody that specifically binds to the protein of the present invention, or a peptide or polypeptide (eg, GST) fused to the protein of the present invention by utilizing the binding between biotin and avidin. Can be labeled. A method using a radioisotope or fluorescence may also be used.

または、本発明のスクリーニング法のもう一つの態様において、細胞を利用する2-ハイブリッド系を用いてもよい(「MATCHMAKER 2-ハイブリッド系」、「哺乳類MATCHMAKER 2-ハイブリッドアッセイキット」、「MATCHMAKER 1-ハイブリッド系」(クロンテック);「HybriZAP 2-ハイブリッドベクター系(ストラタジーン(Stratagene))」;参考文献「Dalton, S.およびTreisman, R.(1992)Cell 68:597〜612」、「Fields, S.およびSternglanz R.、Trends Genet.(1994)10:286〜292」)。   Alternatively, in another embodiment of the screening method of the present invention, a cell-based 2-hybrid system may be used (“MATCHMAKER 2-hybrid system”, “mammalian MATCHMAKER 2-hybrid assay kit”, “MATCHMAKER 1- Hybrid system "(Clontech);" HybriZAP 2-hybrid vector system (Stratagene) "; References" Dalton, S. and Treisman, R. (1992) Cell 68: 597-612 "," Fields, S " And Sternglanz R., Trends Genet. (1994) 10: 286-292 ").

2-ハイブリッド系においては、本発明のタンパク質をSRF-結合領域またはGAL4-結合領域に融合させて、酵母細胞において発現させる。cDNAライブラリは、発現されると、ライブラリがVP16またはGAL4転写活性化領域に融合されるように、本発明のタンパク質に結合するタンパク質を発現すると予想される細胞から調製される。次に、cDNAライブラリを上記の酵母細胞に導入して、ライブラリに由来するcDNAを、検出された陽性クローンから単離する(本発明のタンパク質に結合するタンパク質が酵母細胞において発現されると、両者の結合によってレポーター遺伝子が活性化され、陽性クローンが検出可能となる)。cDNAによってコードされるタンパク質は、上記で単離されたcDNAを大腸菌に導入して、タンパク質を発現させることによって調製することができる。   In the two-hybrid system, the protein of the present invention is fused to the SRF-binding region or GAL4-binding region and expressed in yeast cells. A cDNA library is prepared from cells that, when expressed, are expected to express a protein that binds to a protein of the invention such that the library is fused to a VP16 or GAL4 transcriptional activation region. Next, the cDNA library is introduced into the above yeast cells, and the cDNA derived from the library is isolated from the detected positive clones (when a protein that binds to the protein of the present invention is expressed in yeast cells, The reporter gene is activated by the binding of, and positive clones can be detected). The protein encoded by the cDNA can be prepared by introducing the cDNA isolated above into E. coli and expressing the protein.

HIS3遺伝子の他に、レポーター遺伝子として、例えばAde2遺伝子、LacZ遺伝子、CAT遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子等を用いることができる。   In addition to the HIS3 gene, for example, Ade2 gene, LacZ gene, CAT gene, luciferase gene and the like can be used as a reporter gene.

本発明のタンパク質に結合する化合物は、アフィニティクロマトグラフィーを用いてスクリーニングすることができる。例えば、本発明のタンパク質をアフィニティカラムの担体に固定して、発現されると予想される本発明のタンパク質に結合することができるタンパク質を含む試験試料をカラムに適用する。本明細書に記載の試験試料は、例えば細胞抽出物、細胞溶解物等であってもよい。試験試料を充填した後、カラムを洗浄して、本発明のタンパク質に結合したタンパク質を調製することができる。   Compounds that bind to the protein of the invention can be screened using affinity chromatography. For example, the protein of the present invention is immobilized on a carrier of an affinity column, and a test sample containing a protein capable of binding to the protein of the present invention that is expected to be expressed is applied to the column. The test sample described herein may be, for example, a cell extract, a cell lysate, or the like. After loading the test sample, the column can be washed to prepare the protein bound to the protein of the present invention.

得られたタンパク質のアミノ酸配列を分析し、その配列に基づいてオリゴDNAを合成し、オリゴDNAをプローブとして用いてcDNAライブラリをスクリーニングし、タンパク質をコードするDNAを得る。   The amino acid sequence of the obtained protein is analyzed, an oligo DNA is synthesized based on the sequence, a cDNA library is screened using the oligo DNA as a probe, and a DNA encoding the protein is obtained.

表面プラズモン共鳴現象を用いたバイオセンサーを、本発明における結合化合物を検出または定量するための手段として用いてもよい。そのようなバイオセンサーを用いる場合、本発明のタンパク質と試験化合物との相互作用は、ごく微量のタンパク質のみを用い、かつ標識を行わずに、表面プラズモン共鳴シグナルとしてリアルタイムで観察することができる(例えば、BIAcore、ファルマシア)。したがって、BIAコアのようなバイオセンサーを用いて、本発明のタンパク質と試験化合物との結合を評価することが可能である。   A biosensor using the surface plasmon resonance phenomenon may be used as a means for detecting or quantifying the binding compound in the present invention. When such a biosensor is used, the interaction between the protein of the present invention and the test compound can be observed in real time as a surface plasmon resonance signal using only a very small amount of protein and without labeling ( (For example, BIAcore, Pharmacia). Therefore, it is possible to evaluate the binding between the protein of the present invention and the test compound using a biosensor such as a BIA core.

本発明の固定されたタンパク質を合成化学化合物、天然物質バンク、もしくは無作為なファージペプチドディスプレイライブラリに曝露した場合に結合する分子のスクリーニング法、または、タンパク質のみならず本発明のタンパク質(アゴニストおよびアンタゴニストを含む)に結合する化学化合物を単離するための、組み合わせ化学技術に基づく高スループットを用いるスクリーニング法(Wrighton Nc, Farrel FX, Chang R, Kashyap AK, Barbone FP, Mulcahy LS, Johnson DL, Barret RW, Jolliffe LK, Dower WJ;Small peptides as potent mimetics of the protein hormone erythropoietin、Science(米国)7月26日号 1996、273:p458-64;Verdine GL.、The combinatorial chemistry of nature、Nature(英国)1996年11月7日、384:p11-13;Hogan JC Jr.、Directed combinatorial chemistry、Nature(英国)1996年11月7日、384:p17-9)も、当業者に周知である。   Methods for screening for molecules that bind when the immobilized proteins of the present invention are exposed to synthetic chemical compounds, natural substance banks, or random phage peptide display libraries, or proteins of the present invention (agonists and antagonists) High-throughput screening methods based on combinatorial chemistry techniques (Wrighton Nc, Farrel FX, Chang R, Kashyap AK, Barbone FP, Mulcahy LS, Johnson DL, Barret RW) , Jolliffe LK, Dower WJ; Small peptides as potent mimetics of the protein hormone erythropoietin, Science (USA) July 26th 1996, 273: p458-64; Verdine GL., The combinatorial chemistry of nature, Nature (UK) 1996 November 7, 384: p11-13; Hogan JC Jr., Directed combinatorial chemistry, Nature (UK) November 7, 1996, 384: p17-9) It is well known.

スクリーニングによって単離される化合物は、例えば癌のような疾患に起因する疾患を治療または予防するために、本発明のタンパク質の活性を促進または阻害する薬物の候補である。本発明のスクリーニング法によって得られた、本発明のタンパク質に対する結合能を有する化合物の構造の一部が、付加、欠失、および/または置換によって変換されている化合物も、本発明のスクリーニング法によって得られる化合物に含まれる。   A compound isolated by screening is a candidate for a drug that promotes or inhibits the activity of the protein of the present invention in order to treat or prevent a disease caused by a disease such as cancer. A compound obtained by the screening method of the present invention, in which a part of the structure of the compound capable of binding to the protein of the present invention has been converted by addition, deletion, and / or substitution, can also be obtained by the screening method of the present invention. Included in the resulting compound.

その上、本発明は、本発明のタンパク質の活性を促進または阻害する化合物をスクリーニングする方法を提供する。本発明のHELAD1タンパク質は、ヌクレアーゼ、ヘリカーゼ、およびアポトーシス抑制活性を有するため、本発明のHELAD1タンパク質のこれらの活性のいずれか一つを促進または阻害する化合物を、この活性を指標として用いてスクリーニングすることができる。   Moreover, the present invention provides a method for screening for compounds that promote or inhibit the activity of the protein of the present invention. Since the HELAD1 protein of the present invention has nuclease, helicase, and apoptosis inhibitory activity, a compound that promotes or inhibits any one of these activities of the HELAD1 protein of the present invention is screened using this activity as an index. be able to.

スクリーニング法の一つの態様には、以下の段階が含まれる:(a)被験試料の存在下で、HELAD1タンパク質またはその部分ペプチドをDNAに接触させる段階、(b)DNAの分解を検出する段階、および(c)被験試料の非存在下で検出された分解と比較して、分解を促進または阻害する化合物を選択する段階。   One embodiment of the screening method includes the following steps: (a) contacting HELAD1 protein or a partial peptide thereof with DNA in the presence of a test sample; (b) detecting DNA degradation; And (c) selecting a compound that promotes or inhibits degradation as compared to degradation detected in the absence of the test sample.

スクリーニング法のもう一つの態様には、以下の段階が含まれる:(a)被験試料の存在下で、HELAD1タンパク質またはその部分ペプチドを二本鎖DNAに接触させる段階、(b)DNAの巻き戻しを検出する段階、および(c)被験試料の非存在下で検出された巻き戻しと比較して、巻き戻しを促進または阻害する化合物を選択する段階。   Another embodiment of the screening method includes the following steps: (a) contacting HELAD1 protein or a partial peptide thereof with double-stranded DNA in the presence of a test sample; (b) unwinding DNA And (c) selecting a compound that promotes or inhibits unwinding as compared to unwinding detected in the absence of the test sample.

スクリーニング法のさらなる態様には、以下の段階が含まれる:(a)被験試料の存在下でHELAD1タンパク質またはその部分ペプチドを発現する細胞を培養する段階、(b)細胞のアポトーシスを検出する段階、および(c)被験試料の非存在下で検出されたアポトーシスと比較して、アポトーシスを促進または阻害する化合物を選択する段階。   Further embodiments of the screening method include the following steps: (a) culturing cells expressing HELAD1 protein or a partial peptide thereof in the presence of a test sample, (b) detecting apoptosis of the cells, And (c) selecting a compound that promotes or inhibits apoptosis as compared to apoptosis detected in the absence of the test sample.

HELAD1の発現および/または活性を阻害する化合物は、抗癌剤として有用である。   Compounds that inhibit the expression and / or activity of HELAD1 are useful as anticancer agents.

如何なるHELAD1タンパク質も、それらがヘリカーゼ、ヌクレアーゼ、およびアポトーシス抑制活性からなる群より選択される活性の少なくとも一つを有する限り、スクリーニングに用いることができる。例えば、ヒトHELAD1タンパク質を用いることができ、これらのタンパク質と機能的に同等であるタンパク質も同様に用いることができる。HELAD1タンパク質は、細胞によって内因的または外因的に発現されてもよい。   Any HELAD1 protein can be used for screening as long as they have at least one activity selected from the group consisting of helicase, nuclease, and apoptosis inhibitory activity. For example, human HELAD1 protein can be used, and proteins functionally equivalent to these proteins can also be used. HELAD1 protein may be expressed endogenously or exogenously by the cell.

任意の被験試料、例えば、細胞抽出物、細胞培養上清、発酵微生物産物、海洋生物抽出物、植物抽出物、精製タンパク質または粗タンパク質、ペプチド、非ペプチド化合物、合成マイクロ分子化合物、天然化合物を用いることができる。本発明のタンパク質に結合する化合物に関する上記のスクリーニングによって得られた化合物も同様に、被験化合物として用いることができる。   Use any test sample, such as cell extract, cell culture supernatant, fermented microbial product, marine organism extract, plant extract, purified or crude protein, peptide, non-peptide compound, synthetic micromolecular compound, natural compound be able to. A compound obtained by the above screening for a compound that binds to the protein of the present invention can also be used as a test compound.

このスクリーニングによって単離された化合物は、本発明のタンパク質のアゴニストまたはアンタゴニストの候補である。「アゴニスト」という用語は、本発明のタンパク質に結合することによってその機能を活性化する分子を意味する。同様に、「アンタゴニスト」という用語は、本発明のタンパク質に結合することによってその機能を阻害する分子を意味する。その上、このスクリーニングによって単離された化合物は、本発明のタンパク質と分子(DNAおよびタンパク質を含む)とのインビボ相互作用を阻害する化合物の候補である。   The compound isolated by this screening is a candidate agonist or antagonist of the protein of the present invention. The term “agonist” refers to a molecule that activates its function by binding to a protein of the invention. Similarly, the term “antagonist” means a molecule that inhibits its function by binding to a protein of the invention. Moreover, the compounds isolated by this screening are candidates for compounds that inhibit in vivo interactions between the proteins of the invention and molecules (including DNA and proteins).

ヌクレアーゼ活性は、例えばDNAのような核酸の分解をアッセイすることによって検出されうる。ヘリカーゼ活性は、例えば、下記の実施例に記述されるような、二本鎖DNAの巻き戻しに関してアッセイすることによって検出されうる。アポトーシス抑制活性または誘導活性は、例えば下記の実施例に記述されるように、細胞死に関してアッセイし、測定された細胞死を対照群において発生した細胞死と比較することによって、検出されうる。   Nuclease activity can be detected by assaying the degradation of nucleic acids such as DNA. Helicase activity can be detected, for example, by assaying for double-stranded DNA unwinding, as described in the Examples below. Apoptosis-inhibiting or inducing activity can be detected by assaying for cell death, for example, as described in the Examples below, and comparing the measured cell death to the cell death that occurred in the control group.

スクリーニングによって単離された化合物は、本発明のタンパク質の活性を阻害する薬物の候補であり、本発明のタンパク質に関連した疾患、例えば癌、より詳細には結腸直腸癌の治療に適用されうる。   Compounds isolated by screening are drug candidates that inhibit the activity of the protein of the present invention and can be applied in the treatment of diseases associated with the protein of the present invention, such as cancer, and more particularly colorectal cancer.

その上、HELAD1タンパク質の活性を阻害する化合物の構造の一部が、付加、欠失、および/または置換によって変換されている化合物も同様に、本発明のスクリーニング法によって得ることができる化合物に含まれる。   In addition, compounds in which a part of the structure of the compound that inhibits the activity of HELAD1 protein is converted by addition, deletion, and / or substitution are also included in the compounds that can be obtained by the screening method of the present invention. It is.

薬学的製剤
本発明の方法によって単離された化合物をヒト、およびマウス、ラット、モルモット、ウサギ、ニワトリ、ネコ、イヌ、ヒツジ、ブタ、ウシ、サル、ヒヒ、チンパンジーのような他の哺乳類のための薬剤として投与する場合、単離された化合物を、直接投与することができ、または既知の薬学的調製法を用いて投与剤形に製剤化することができる。例えば、必要に応じて、薬物は、糖衣錠、カプセル剤、エリキシル剤およびマイクロカプセルとして経口投与するか、または水もしくは他の任意の薬学的に許容される液体との滅菌溶液もしくは懸濁液の注射剤形で非経口投与することができる。例えば、化合物は、薬理学的に許容される担体または媒体、具体的には滅菌水、生理食塩液、植物油、乳化剤、懸濁剤、界面活性剤、安定化剤、着香剤、賦形剤、溶剤、保存剤、結合剤等と、一般的に許容される薬物投与に必要な単位用量で混合することができる。これらの調製物における活性成分の量によって、指示範囲内の適した用量を獲得可能になる。
Pharmaceutical Formulations Compounds isolated by the methods of the present invention for humans and other mammals such as mice, rats, guinea pigs, rabbits, chickens, cats, dogs, sheep, pigs, cows, monkeys, baboons, chimpanzees The isolated compounds can be administered directly or can be formulated into dosage forms using known pharmaceutical preparation methods. For example, if desired, the drug is administered orally as sugar-coated tablets, capsules, elixirs and microcapsules, or injection of a sterile solution or suspension in water or any other pharmaceutically acceptable liquid It can be administered parenterally in dosage form. For example, the compound may be a pharmacologically acceptable carrier or vehicle, specifically sterile water, physiological saline, vegetable oil, emulsifier, suspending agent, surfactant, stabilizer, flavoring agent, excipient. , Solvents, preservatives, binders, etc., can be mixed in unit doses generally required for acceptable drug administration. The amount of active ingredient in these preparations makes it possible to obtain a suitable dose within the indicated range.

錠剤およびカプセル剤に混合することができる添加剤の例は、ゼラチン、コーンスターチ、トラガカントゴムおよびアラビアゴムのような結合剤;結晶セルロースのような賦形剤;コーンスターチ、ゼラチン、およびアルギン酸のような膨張剤;ステアリン酸マグネシウムのような潤滑剤;ショ糖、乳糖、またはサッカリンのような甘味料;ペパーミント、アカモノ(Gaultheria adenothrix)油およびサクランボのような着香剤である。単位投与剤形がカプセル剤である場合、油のような液体担体も同様に、上記の成分にさらに含めることができる。注射用滅菌複合物は、注射用蒸留水のような溶剤を用いる通常の薬物実施(drug implementation)に従って製剤化することができる。   Examples of additives that can be mixed into tablets and capsules are binders such as gelatin, corn starch, gum tragacanth and gum arabic; excipients such as crystalline cellulose; swelling agents such as corn starch, gelatin, and alginic acid Lubricants such as magnesium stearate; sweeteners such as sucrose, lactose, or saccharin; flavors such as peppermint, Gaultheria adenothrix oil and cherries. Where the unit dosage form is a capsule, a liquid carrier such as oil can also be included in the above ingredients as well. Sterile injectable composites can be formulated according to conventional drug implementation using a solvent such as distilled water for injection.

生理食塩液、グルコース、ならびにD-ソルビトール、D-マンノース、D-マンニトール、および塩化ナトリウムのようなアジュバントを含む他の等張液を、注射用水溶液として用いることができる。これらは、アルコール、具体的にはエタノール、プロピレングリコールおよびポリエチレングリコールのような多価アルコール、ポリソルベート80(商標)およびHCO-50のような非イオン性界面活性剤などの適した溶解剤と共に用いることができる。   Physiological saline, glucose, and other isotonic solutions containing adjuvants such as D-sorbitol, D-mannose, D-mannitol, and sodium chloride can be used as an aqueous solution for injection. These should be used with suitable solubilizers such as alcohols, specifically polyhydric alcohols such as ethanol, propylene glycol and polyethylene glycol, nonionic surfactants such as Polysorbate 80 ™ and HCO-50 Can do.

ゴマ油または大豆油は、油性液体として用いることができ、溶解剤として安息香酸ベンジルまたはベンジルアルコールと共に用いてもよく、かつリン酸緩衝液および酢酸ナトリウム緩衝液のような緩衝剤;塩酸プロカインのような鎮痛剤;ベンジルアルコール、フェノールのような安定化剤;ならびに抗酸化剤と共に製剤化されてもよい。調製された注射剤は適したアンプルに充填してもよい。   Sesame oil or soybean oil can be used as an oily liquid, may be used with benzyl benzoate or benzyl alcohol as a solubilizing agent, and buffering agents such as phosphate buffer and sodium acetate buffer; such as procaine hydrochloride It may be formulated with analgesics; stabilizers such as benzyl alcohol, phenol; and antioxidants. The prepared injection may be filled into a suitable ampoule.

例えば動脈内注射、静脈内注射、皮下注射として、同様に鼻腔内投与、経気管支投与、筋肉内投与、または経口投与として、本発明の薬学的化合物を患者に投与するために、当業者に周知の方法を用いてもよい。用量および投与方法は、患者の体重および年齢、ならびに投与方法に従って変化する。しかし、当業者は慣行的にそれらを選択することができる。化合物がDNAによってコード可能である場合、DNAを、遺伝子治療用のベクターに挿入して、ベクターを投与して治療を行うことができる。用量および投与方法は、患者の体重、年齢、および症状に応じて異なるが、当業者はそれらを適切に選択することができる。   Well known to those skilled in the art to administer the pharmaceutical compounds of the invention to patients, for example as intraarterial injection, intravenous injection, subcutaneous injection, as well as intranasal, transbronchial, intramuscular, or oral administration. The method may be used. The dose and method of administration will vary according to the weight and age of the patient and the method of administration. However, those skilled in the art can routinely select them. If the compound can be encoded by DNA, the DNA can be inserted into a gene therapy vector and administered to administer the vector. The dose and administration method vary depending on the patient's weight, age, and symptoms, and those skilled in the art can appropriately select them.

例えば、症状に従っていくらかの差はあるが、本発明のタンパク質に結合して、その活性を調節する化合物の用量は、正常な成人(体重60 kg)に経口投与する場合で、約0.1 mg〜約100 mg/日、好ましくは約1.0 mg〜約50 mg/日、より好ましくは約1.0 mg〜約20 mg/日である。   For example, the dose of the compound that binds to and modulates the activity of the protein of the invention, although there are some differences according to the symptoms, is about 0.1 mg to about about 0.1 mg when administered orally to a normal adult (body weight 60 kg). 100 mg / day, preferably about 1.0 mg to about 50 mg / day, more preferably about 1.0 mg to about 20 mg / day.

正常な成人(体重60 kg)に注射剤の形態で非経口投与する場合、患者、標的器官、症状、および投与方法に従っていくらか差はあるが、約0.01 mg〜約30 mg/日、好ましくは約0.1 mg〜約20 mg/日、より好ましくは約0.1 mg〜約10 mg/日の用量を静脈内投与することが簡便である。同様に、他の動物の場合においても、体重60 kgに変換された量を投与することが可能である。   When administered parenterally in the form of injections to normal adults (body weight 60 kg), there are some differences depending on the patient, target organ, symptoms, and method of administration, but about 0.01 mg to about 30 mg / day, preferably about It is convenient to administer a dose of 0.1 mg to about 20 mg / day, more preferably about 0.1 mg to about 10 mg / day intravenously. Similarly, in the case of other animals, it is possible to administer an amount converted to a body weight of 60 kg.

診断法
本発明はさらに、診断マーカーとしてHELAD1タンパク質を用いて癌を診断する方法を提供する。この診断法は、以下の段階を含む:
(a)標本の生物試料において本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現レベルを測定する段階;
(b)遺伝子の発現レベルを通常の試料における発現レベルと比較する段階、および
(c)試料中のHELAD1遺伝子の発現レベルが高ければ癌を有すると定義する段階。
Diagnostic Method The present invention further provides a method of diagnosing cancer using HELAD1 protein as a diagnostic marker. This diagnostic method includes the following steps:
(A) measuring the expression level of a gene encoding the protein of the present invention in a biological sample of the specimen;
(B) comparing the expression level of the gene with the expression level in a normal sample, and (c) defining the cancer as having a higher expression level of the HELAD1 gene in the sample.

特定の標本におけるHELAD1遺伝子の発現レベルは、HELAD1遺伝子に対応するmRNA、またはHELAD1遺伝子によってコードされるタンパク質を、定量することによって推定することができる。mRNAに関する定量法は、当業者に既知である。例えば、HELAD1遺伝子に対応するmRNAのレベルは、ノーザンブロッティングまたはRT-PCRによって推定することができる。HELAD1遺伝子のヌクレオチド配列は全て配列番号:1および配列番号:3に示されるので、当業者は、HELAD1遺伝子を定量するためのプローブまたはプライマーに関するヌクレオチド配列を設計することができる。   The expression level of the HELAD1 gene in a specific specimen can be estimated by quantifying the mRNA corresponding to the HELAD1 gene or the protein encoded by the HELAD1 gene. Quantification methods for mRNA are known to those skilled in the art. For example, the level of mRNA corresponding to the HELAD1 gene can be estimated by Northern blotting or RT-PCR. Since the nucleotide sequences of the HELAD1 gene are all shown in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3, those skilled in the art can design a nucleotide sequence for a probe or primer for quantifying the HELAD1 gene.

同様に、HELAD1遺伝子の発現レベルは、HELAD1遺伝子によってコードされるタンパク質の活性または量に基づいて分析することができる。HELAD1タンパク質の量を決定する方法を下記に示す。例えば、免疫アッセイ法は、生物材料におけるタンパク質を定量するために有用である。タンパク質またはその活性を定量するために任意の生物材料を用いることができる。例えば、HELAD1遺伝子によってコードされるタンパク質を推定するために、結腸組織を分析する。一方、分析されるそれぞれのタンパク質の活性に従い、HELAD1遺伝子によってコードされるタンパク質の活性を決定するのに適した方法を選択することができる。   Similarly, the expression level of the HELAD1 gene can be analyzed based on the activity or amount of the protein encoded by the HELAD1 gene. A method for determining the amount of HELAD1 protein is shown below. For example, immunoassay methods are useful for quantifying proteins in biological materials. Any biological material can be used to quantify the protein or its activity. For example, colon tissue is analyzed to estimate the protein encoded by the HELAD1 gene. On the other hand, a method suitable for determining the activity of the protein encoded by the HELAD1 gene can be selected according to the activity of each protein to be analyzed.

標本(試験試料)におけるHELAD1遺伝子の発現レベルを推定して、正常な試料のレベルと比較する。そのような比較によって、HELAD1遺伝子の発現レベルが正常試料より高いことが示される場合、被験者は癌に罹患していると判断される。正常試料と被験者からの標本におけるHELAD1遺伝子の発現レベルは、同時に決定されうる。または、発現レベルの正常範囲は、対照群からこれまでに採取した標本におけるHELAD1遺伝子の発現レベルを分析することによって、得られた結果に基づいて統計学的方法によって決定されうる。被験者の試料を調べることによって得られた結果を正常範囲と比較し;結果が正常範囲に入らない場合、被験者は癌に罹患していると判断される。本発明において、診断される癌は、好ましくは結腸直腸癌である。   The expression level of the HELAD1 gene in the specimen (test sample) is estimated and compared with the level of a normal sample. If such a comparison indicates that the expression level of the HELAD1 gene is higher than that of the normal sample, the subject is determined to be suffering from cancer. The expression level of the HELAD1 gene in normal samples and specimens from subjects can be determined simultaneously. Alternatively, the normal range of expression levels can be determined by statistical methods based on the results obtained by analyzing the expression level of the HELAD1 gene in a sample collected so far from the control group. The result obtained by examining the subject's sample is compared with the normal range; if the result does not fall within the normal range, the subject is deemed to have cancer. In the present invention, the cancer to be diagnosed is preferably colorectal cancer.

本発明において、結腸直腸癌を診断するための診断剤も同様に提供される。本発明の診断剤は、本発明のDNAまたはタンパク質に結合する化合物を含む。好ましくは、本発明のポリヌクレオチドとハイブリダイズするオリゴヌクレオチド、または本発明のタンパク質に結合する抗体を、これらの化合物として用いてもよい。   In the present invention, a diagnostic agent for diagnosing colorectal cancer is also provided. The diagnostic agent of the present invention contains a compound that binds to the DNA or protein of the present invention. Preferably, an oligonucleotide that hybridizes with the polynucleotide of the present invention or an antibody that binds to the protein of the present invention may be used as these compounds.

以下の実施例は、本発明を例示するため、および当業者が本発明を作製および利用する際の補助となるように提供される。実施例は、本発明の範囲を如何なるようにも制限すると解釈されない。   The following examples are provided to illustrate the present invention and to assist one of ordinary skill in making and using the present invention. The examples are not to be construed as limiting the scope of the invention in any way.

本明細書に引用された如何なる特許、特許出願、および刊行物も参照として本明細書に組み入れられる。   Any patents, patent applications, and publications cited herein are hereby incorporated by reference.

実施例
本発明を実施するための最良の形態
本発明は以下の実施例によって詳細に説明されるが、本発明はこれらの実施例に制限されない。
EXAMPLES BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail by the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

材料および方法
1.細胞株および組織試料
マウス線維芽細胞(NIH3T3)、サル線維芽細胞(COS7)、およびヒト結腸癌細胞株(SW480、SNUC2A、およびLoVo)を、アメリカンタイプカルチャーコレクション(ATCC、ロックビル、メリーランド州)から得た。ヒト胎児腎細胞株HEK293は、タカラ(TaKaRa、東京、日本)から購入した。全ての細胞株を、適当な培地に単層として増殖させ、5%CO2を含む(NHDF、NIH3T3、COS7、およびHEK293)またはCO2を含まない(SW480)湿潤大気中で37℃で維持した。結腸切除を受けた患者20人からインフォームドコンセントを得て、癌性組織および対応する非癌性組織を得た。
Materials and methods
1. Cell lines and tissue samples Mouse fibroblasts (NIH3T3), monkey fibroblasts (COS7), and human colon cancer cell lines (SW480, SNUC2A, and LoVo), American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD) ) Human fetal kidney cell line HEK293 was purchased from Takara (TaKaRa, Tokyo, Japan). All cell lines were grown as monolayers in appropriate media and maintained at 37 ° C. in a humid atmosphere with 5% CO 2 (NHDF, NIH3T3, COS7, and HEK293) or without CO 2 (SW480). . Informed consent was obtained from 20 patients who had undergone colectomy to obtain cancerous tissue and corresponding non-cancerous tissue.

2.組換え型アデノウイルスの構築とトランスフェクション
野生型AXIN1、LacZ、またはAPCの20アミノ酸反復ドメインを発現するアデノウイルスの構築および調製は、既に記述されたとおりに実施した(Satohら、2000)。単層で増殖したSW480細胞をMOI 100でウイルス溶液によって感染させて、15分毎に軽く攪拌しながら37℃で1時間インキュベートした後、新鮮な培地を加えた。トランスフェクトした細胞をインキュベータ中で72時間維持した。
2. Construction and Transfection of Recombinant Adenovirus Construction and preparation of adenovirus expressing the wild type AXIN1, LacZ, or APC 20 amino acid repeat domain was performed as previously described (Satoh et al., 2000). SW480 cells grown in a monolayer were infected with the virus solution at MOI 100 and incubated for 1 hour at 37 ° C. with gentle agitation every 15 minutes, after which fresh medium was added. Transfected cells were maintained in an incubator for 72 hours.

3.cDNAマイクロアレイ
cDNAマイクロアレイスライドガラスの作製は文献に記述されている(Onoら、2000)。発現プロフィールのそれぞれの分析に関して、本発明者らは、実験間の変動を減少させるために、23040個のcDNAスポットの二つ組のセットを含む、スライドガラス2組を用意した。野生型APC(Ad-APC)またはLacZ(Ad-LacZ)のいずれかを発現するアデノウイルス構築物の感染後72時間目に、SW480細胞から総RNAを抽出した。T7に基づくRNA増幅は、他で記述されているように(Onoら、2000)、抽出物から精製したポリA RNAを用いて実施した。Ad-APCまたはAd-LacZを含むSW480細胞からの増幅されたRNA(aRNA)のアリコート(2.5 μg)をCy5-dCTPまたはCy3-dCTP(アマシャムファルマシアバイオテック(Amersham Pharmacia Biotech))によってそれぞれ標識した。ハイブリダイゼーション、洗浄、および検出は、既に記述されているとおりに実施した(Onoら、2000)。Cy3とCy5の双方の強度が100,000蛍光単位未満であった場合には、遺伝子をさらなる試験から除外した。残りのうち、本発明者らは、Cy3/Cy5シグナル比>2.0である遺伝子をさらなる試験に選択した。
3. cDNA microarray
The preparation of cDNA microarray glass slides has been described in the literature (Ono et al., 2000). For each analysis of the expression profile, we prepared two sets of glass slides containing two sets of 23040 cDNA spots to reduce variability between experiments. Total RNA was extracted from SW480 cells 72 hours after infection with adenovirus constructs expressing either wild-type APC (Ad-APC) or LacZ (Ad-LacZ). RNA amplification based on T7 was performed using poly A RNA purified from the extract as described elsewhere (Ono et al., 2000). Aliquots (2.5 μg) of amplified RNA (aRNA) from SW480 cells containing Ad-APC or Ad-LacZ were labeled with Cy5-dCTP or Cy3-dCTP (Amersham Pharmacia Biotech), respectively. Hybridization, washing, and detection were performed as previously described (Ono et al., 2000). A gene was excluded from further testing if the intensity of both Cy3 and Cy5 was less than 100,000 fluorescence units. Of the rest, we selected genes with a Cy3 / Cy5 signal ratio> 2.0 for further testing.

4.ヒトHELAD1 cDNAの単離および配列決定
Cy3/Cy5シグナル比>2.0を示した遺伝子の中で、本発明者らは、その発現が結腸癌組織においてしばしば上昇していることから、所内で「HELAD1」として同定された遺伝子に注目した。BLASTプログラムを用いたNCBI(米国国立バイオテクノロジー情報センター)のデータベース検索から、6.2 kb集合ヌクレオチド配列(Unigeneアクセッション番号Hs.23467)との相同性が同定された。この配列はcDNAの5'領域を切断されていたため、本発明者らは、ヒト胎児脳cDNAライブラリ(ストラタジーン)を、HELAD1(5'- AGAGACAGAAGAGACTGGAGCAA-3' (配列番号:5)および5'-CCTAAGGTTCCCTGTGTCGTAG-3'(配列番号:6))に対応するプライマーによって増幅したPCR産物によってスクリーニングして、約9.0 kbの陽性クローンを単離した。本発明者らは、Marathon cDNA増幅キット(クロンテック)を用いてcDNA末端の5'急速増幅(5'RACE)を行うことによって、その5'末端の配列を決定した。cDNA鋳型を、増幅のためにヒト胎児脳mRNAから合成して、遺伝子特異的リバースプライマー(5'-GTATCGGGAGAGAGGCTGAAGAAGAGG-3' (配列番号:7))およびキットに提供されたAP1プライマーを用いてPCRを行った。ヌクレオチド配列は、ABI PRISM 3700 DNAシークエンサー(PEアプライドバイオシステムズ(PE Applied Biosystems))で、製造元の説明書に従って決定した。
Four. Isolation and sequencing of human HELAD1 cDNA
Among the genes that showed a Cy3 / Cy5 signal ratio> 2.0, we focused on the gene identified as “HELAD1” in-house because its expression is often elevated in colon cancer tissue. A database search at NCBI (National Center for Biotechnology Information) using the BLAST program identified a homology with the 6.2 kb assembled nucleotide sequence (Unigene accession number Hs.23467). Since this sequence was cleaved from the 5 ′ region of the cDNA, the present inventors transferred human fetal brain cDNA library (Stratagene) to HELAD1 (5′-AGAGACAGAAGAGACTGGAGCAA-3 ′ (SEQ ID NO: 5) and 5′- About 9.0 kb positive clone was isolated by screening with a PCR product amplified with a primer corresponding to CCTAAGGTTCCCTGTGTCGTAG-3 ′ (SEQ ID NO: 6). The present inventors determined the sequence of the 5 ′ end by performing 5 ′ rapid amplification (5′RACE) of the cDNA end using the Marathon cDNA amplification kit (Clontech). A cDNA template is synthesized from human fetal brain mRNA for amplification and PCR is performed using the gene-specific reverse primer (5'-GTATCGGGAGAGAGGCTGAAGAAGAGG-3 '(SEQ ID NO: 7)) and the AP1 primer provided in the kit went. The nucleotide sequence was determined with an ABI PRISM 3700 DNA sequencer (PE Applied Biosystems) according to the manufacturer's instructions.

5.ノーザンブロット分析
ヒト多組織ブロット(クロンテック)を、Mega Labelキット(アマシャムファルマシアバイオテック)を用いたランダムオリゴヌクレオチドプライミングによって標識したHELAD1 PCR産物とハイブリダイズさせた。プレハイブリダイゼーション、ハイブリダイゼーションおよび洗浄は、供給元の推奨に従って実施した。ブロットは、-80℃で48時間増感紙を用いてオートラジオグラフを作製した。
Five. Northern Blot Analysis Human multi-tissue blots (Clontech) were hybridized with HELAD1 PCR products labeled by random oligonucleotide priming using the Mega Label kit (Amersham Pharmacia Biotech). Prehybridization, hybridization and washing were performed according to the supplier's recommendations. Blots were autoradiographed using intensifying screens at -80 ° C for 48 hours.

RNAの抽出およびRT-PCR
総RNAは、製造元の説明書に従ってTRIZOL試薬(ライフテクノロジーズ(Life Technologies))を用いて細胞株または組織から抽出した。抽出したRNAをDNアーゼI(ベーリンガーマンハイム(Boehringer Mannheim))によって処理し、Superscript II逆転写酵素(ギブコ-BRL)と共にオリゴ(dT)12-18プライマーを用いて、一本鎖cDNAに逆転写した。それぞれの一本鎖cDNAを、定量対照としてグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)遺伝子をモニターすることによって、その後のPCR増幅のために希釈した。増幅のためのプライマーセットは、GAPDHに関して、GAPDHF (5'-ACAACAGCCTCAAGATCATCAG-3';配列番号:8)およびGAPDHR (5'-GGTCCACCACTGACACGTTG-3';配列番号:9)、ならびにHELAD1に関してHELAD1F(5'- GAATTGCGCCAGTACCTGTCCAA-3';配列番号:10)、HELAD1R(5'- GTCATCGTGATGGGTGTTGCTGTT -3';配列番号:11)であった。それぞれのPCR反応は、GeneAmp PCRシステム9700(PEアプライドバイオシステムズ)において、1×PCR緩衝液(タカラ)25 μl中で初回変性を94℃で5分間、その後94℃で30秒、58℃で30秒、および72℃で30秒を20サイクル(GAPDHに関して)または32サイクル(HELAD1に関して)実施した。
RNA extraction and RT-PCR
Total RNA was extracted from cell lines or tissues using TRIZOL reagent (Life Technologies) according to the manufacturer's instructions. Extracted RNA was treated with DNase I (Boehringer Mannheim) and reverse transcribed into single-stranded cDNA using oligo (dT) 12-18 primer with Superscript II reverse transcriptase (Gibco-BRL) . Each single-stranded cDNA was diluted for subsequent PCR amplification by monitoring the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) gene as a quantitative control. Primer sets for amplification include GAPDH, GAPDHF (5'-ACAACAGCCTCAAGATCATCAG-3 '; SEQ ID NO: 8) and GAPDHR (5'-GGTCCACCACTGACACGTTG-3'; SEQ ID NO: 9), and HELAD1F (5 ' -GAATTGCGCCAGTACCTGTCCAA-3 '; SEQ ID NO: 10) and HELAD1R (5'-GTCATCGTGATGGGTGTTGCTGTT-3'; SEQ ID NO: 11). Each PCR reaction was performed on a GeneAmp PCR system 9700 (PE Applied Biosystems) by first denaturing in 25 μl of 1 × PCR buffer (Takara) at 94 ° C. for 5 minutes, then at 94 ° C. for 30 seconds and at 58 ° C. 20 cycles (for GAPDH) or 32 cycles (for HELAD1) were performed for 30 seconds at 72 ° C.

6.免疫細胞化学染色
flagタグ付HELAD1を得るために、本発明者らは、pCMV-FLAG5aプラスミドベクター(シグマ(Sigma))の適当な部位に完全なコード配列をクローニングして、プラスミドクローンpFLAG-HELAD1をCOS7細胞にトランスフェクトした。一過性にトランスフェクトしたCOS7細胞を、4%パラホルムアルデヒドを含むPBSによって固定した後、0.1%トライトンX-100を含むPBSによって4℃で3分間透過性にした。細胞をブロッキング溶液(2%BSAのPBS溶液)によって室温で30分間覆って、非特異的抗体結合部位をブロックした。次に、細胞をマウス抗flag抗体(シグマ)と共にインキュベートした。抗体を、ローダミンを結合させたヤギ抗マウス二次抗体によって染色して、ECLIPSE E8000顕微鏡(ニコン(Nikon))によって観察した。トランスフェクトした細胞におけるflagタグ付HELAD1タンパク質の発現を確認するために、本発明者らはまた、以前に記述されたように(Ishiguroら、2000)抗flag抗体(シグマ)を用いて全細胞抽出物または核抽出物のいずれかでのウェスタンブロッティングも行った。細胞からの核を以前に記述されたように分離した(Chauveauら、1956)。
6. Immunocytochemical staining
To obtain flag-tagged HELAD1, we cloned the complete coding sequence into the appropriate site of the pCMV-FLAG5a plasmid vector (Sigma) and transferred the plasmid clone pFLAG-HELAD1 into COS7 cells. I did it. Transiently transfected COS7 cells were fixed with PBS containing 4% paraformaldehyde and then permeabilized with PBS containing 0.1% Triton X-100 at 4 ° C. for 3 minutes. Cells were covered with blocking solution (2% BSA in PBS) for 30 minutes at room temperature to block nonspecific antibody binding sites. The cells were then incubated with mouse anti-flag antibody (Sigma). The antibody was stained with a goat anti-mouse secondary antibody conjugated with rhodamine and observed with an ECLIPSE E8000 microscope (Nikon). To confirm the expression of flag-tagged HELAD1 protein in transfected cells, we also extracted whole cells using anti-flag antibody (Sigma) as previously described (Ishiguro et al., 2000). Western blotting with either product or nuclear extract was also performed. Nuclei from the cells were isolated as previously described (Chauveau et al., 1956).

7.HELAD1のAAAドメインを表す組換え型タンパク質の調製
グルタチオンS-トランスフェラーゼに融合されたHELAD1のAAAドメインの組換え型タンパク質を、プラスミドベクター(pGEX-5X;アマシャムファルマシアバイオテック)の適当な部位にHELAD1のコドン1958〜2234位に対応するRT-PCR産物をクローニングすることによって調製した。pGEX-HELAD1を保持する細菌を1×LB培地中で一晩増殖させて、その後新鮮な培地中でさらに3時間培養した後、0.5 mMイソプロピル-β-D-チオガラクトシド(IPTG)と共に37℃で4時間インキュベートした。細菌を沈降させて、溶解緩衝液(1%トライトン-Xおよび1 mM PMSFのPBS溶液)中で超音波処理した。組換え型融合タンパク質は、グルタチオンセファロースビーズ(アマシャムファルマシアバイオテック)を用いて上清から精製した。
7. Preparation of recombinant protein representing AAA domain of HELAD1 Recombinant protein of AAA domain of HELAD1 fused to glutathione S-transferase was transferred to the appropriate site of plasmid vector (pGEX-5X; Amersham Pharmacia Biotech). The RT-PCR product corresponding to codon positions 1958-2234 was prepared by cloning. Bacteria harboring pGEX-HELAD1 were grown overnight in 1 × LB medium, then cultured in fresh medium for an additional 3 hours, then at 37 ° C. with 0.5 mM isopropyl-β-D-thiogalactoside (IPTG) Incubated for 4 hours. Bacteria were sedimented and sonicated in lysis buffer (1% Triton-X and 1 mM PMSF in PBS). The recombinant fusion protein was purified from the supernatant using glutathione sepharose beads (Amersham Pharmacia Biotech).

8.ヘリカーゼアッセイ
ヘリカーゼ活性は、他に記載されているように(Suzukiら、1997)、二本鎖DNA基質から放射標識DNA断片をはずすことによって測定した。M13mp18(タカラ)および32P-標識相補的オリゴヌクレオチド(5'-CAGGGTTTTCCCAGTCAC-3';配列番号:12)からなるそれぞれの基質DNA複合体を、20 mMトリス-HCl(pH 7.5)、10 mM MgCl2、100 mM NaCl、および1 mM DTT中で二つの成分をアニールすることによって調製した。3'から5'へのヘリカーゼ活性を決定するための基質を、DR45(5'-TCGCGGAAGCTTGGCTGCAGAATATTGCTAGCGGGAATTCGGCGCG-3';配列番号:13)および DR1735 (5'-GCAGCCAAGCTTCCGCG-3';配列番号:14)をアニールすることによって調製し;5'から3'への基質は、DR45とDR1753(5'-TCGCCCTTAAGCCGCGC-3';配列番号:15)をアニールすることによって調製した。ハイブリダイズしていないオリゴヌクレオチドを、SUPREC02を供給元のプロトコール(タカラ)に従って用いて除去した。それぞれのDNA基質(〜2.5 pg)を、50 mMトリス-HCl緩衝液(pH 7.5)、1 mM MgCl2、0.5 mg/ml BSA、および2 mM 2-メルカプトエタノールを含む反応混合物20 μgにおいて、GST-HELAD1タンパク質または組換え型WRNタンパク質1 μgと共に、37℃で60分間インキュベートした。組換え型WRNタンパク質は、Furuichi博士(エージーン(Agene))によって寄贈された。
8. Helicase Assay Helicase activity was measured by removing radiolabeled DNA fragments from double stranded DNA substrates as described elsewhere (Suzuki et al., 1997). Each substrate DNA complex consisting of M13mp18 (Takara) and 32 P-labeled complementary oligonucleotide (5′-CAGGGTTTTCCCAGTCAC-3 ′; SEQ ID NO: 12) was added to 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM MgCl. 2. Prepared by annealing the two components in 100 mM NaCl, and 1 mM DTT. Annealing DR45 (5'-TCGCGGAAGCTTGGCTGCAGAATATTGCTAGCGGGAATTCGGCGCG-3 '; SEQ ID NO: 13) and DR1735 (5'-GCAGCCAAGCTTCCGCG-3'; SEQ ID NO: 14) as a substrate for determining helicase activity from 3 'to 5' The 5 ′ to 3 ′ substrate was prepared by annealing DR45 and DR1753 (5′-TCGCCCTTAAGCCGCGC-3 ′; SEQ ID NO: 15). Unhybridized oligonucleotides were removed using SUPREC02 according to the supplier's protocol (Takara). Each DNA substrate (˜2.5 pg) is added to 20 μg of GST in a reaction mixture containing 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), 1 mM MgCl 2 , 0.5 mg / ml BSA, and 2 mM 2-mercaptoethanol. -Incubated with 1 μg of HELAD1 protein or recombinant WRN protein for 60 minutes at 37 ° C. Recombinant WRN protein was donated by Dr. Furuichi (Agene).

9.コロニー形成アッセイ
HELAD1のセンス転写物およびアンチセンス転写物を発現するように設計されたプラスミドを、pcDNA3.1ベクター(インビトロジェン)の適当な部位にHELAD1 cDNAの全コード領域をクローニングすることによって構築した。COS7細胞(それぞれ5×105個)を10 cm培養皿に播種して、FuGENE6(ロシュ(Roche))を製造元の推奨に従って用いて、HELAD1のセンス鎖を発現するように設計されたプラスミドpcDNA-HELAD1S、アンチセンス鎖を発現するように設計されたpcDNA-HELAD1AS、またはpcDNAベクターをトランスフェクトした。細胞を400〜800 μg/mlジェネチシン(G418)の存在下で14日間培養して、ギムザ溶液(メルク(MERCK))で染色した。
9. Colony formation assay
Plasmids designed to express HELAD1 sense and antisense transcripts were constructed by cloning the entire coding region of HELAD1 cDNA into the appropriate sites of the pcDNA3.1 vector (Invitrogen). COS7 cells (5 × 10 5 cells each) were seeded in 10 cm culture dishes, FuGENE6 used as recommended (Roche (Roche)) the manufacturer, plasmids designed to express the sense strand of HELAD1 pcDNA HELAD1S, pcDNA-HELAD1AS designed to express the antisense strand, or pcDNA vector were transfected. Cells were cultured for 14 days in the presence of 400-800 μg / ml geneticin (G418) and stained with Giemsa solution (MERCK).

10.アンチセンスオリゴヌクレオチドによるHELAD1の抑制
HELAD1の発現を抑制するようにそれぞれ設計された、HPLC-精製アンチセンスオリゴヌクレオチドホスホロチオエートHELAD1-AS2 (5'-CAGAAACCGATTCCAT-3';配列番号:16)、HELAD1-AS3 (5'-GACTCAGAAACCGATT-3';配列番号:17)、およびFITC-標識-AS2 (5'-CAGAAACCGATTCCAT-3';配列番号:16)、ならびに対照オリゴヌクレオチドホスホロチオエート HELAD1-SE2 (5'-ATGGAATCGGTTTCTG-3';配列番号:18)およびHELAD1-SE3 (5'-AATCGGTTTCTGAGTC-3';配列番号:19)を調製した。各オリゴヌクレオチドホスホロチオエート1 μMをリポフェクチン試薬(ギブコ-BRL)を用いて、供給元のプロトコールに従ってSW480細胞にトランスフェクトした。トランスフェクション効率は、全てのオリゴヌクレオチドについて同じであった(データは示していない)。細胞は37℃で5日間維持して、ギムザ溶液(メルク)によって染色した。HELAD1の抑制を確認するために、トランスフェクションの12時間後に細胞から抽出した鋳型RNAを用いて、半定量的RT-PCRを行った。
Ten. Inhibition of HELAD1 by antisense oligonucleotides
HPLC-purified antisense oligonucleotide phosphorothioate HELAD1-AS2 (5'-CAGAAACCGATTCCAT-3 '; SEQ ID NO: 16), HELAD1-AS3 (5'-GACTCAGAAACCGATT-3', each designed to suppress the expression of HELAD1 SEQ ID NO: 17), and FITC-labeled-AS2 (5′-CAGAAACCGATTCCAT-3 ′; SEQ ID NO: 16), and control oligonucleotide phosphorothioate HELAD1-SE2 (5′-ATGGAATCGGTTTCTG-3 ′; SEQ ID NO: 18) And HELAD1-SE3 (5′-AATCGGTTTCTGAGTC-3 ′; SEQ ID NO: 19) were prepared. 1 μM of each oligonucleotide phosphorothioate was transfected into SW480 cells using Lipofectin reagent (Gibco-BRL) according to the supplier's protocol. Transfection efficiency was the same for all oligonucleotides (data not shown). Cells were maintained at 37 ° C. for 5 days and stained with Giemsa solution (Merck). In order to confirm inhibition of HELAD1, semi-quantitative RT-PCR was performed using template RNA extracted from cells 12 hours after transfection.

11.MTTアッセイ
10 cmプレートのSW480細胞(1×105個)に、リポフェクチン試薬(ギブコ-BRL)を供給元のプロトコールに従って用い、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは対照オリゴヌクレオチドをトランスフェクトした。細胞の生存率は、処置の7日後にMTTアッセイによって評価した。MTT [3-(4,5-ジメチルチアゾル-2-イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド](シグマ)をそれぞれの培養皿に500μg/mlの濃度で加えて、プレートを37℃でさらに4時間インキュベートした。次に、酸-SDS(0.01 N 塩酸/10%SDS)を全てのウェルに加えて、十分に混合した。プレートを37℃で一晩インキュベートして、暗青色の結晶を溶解した後、マイクロプレートリーダー550(バイオラド(BIO-RAD))によって570 nmでの吸光度を測定した。
11. MTT assay
10 cm plates of SW480 cells (1 × 10 5 ) were transfected with antisense or control oligonucleotides using Lipofectin reagent (Gibco-BRL) according to the supplier's protocol. Cell viability was assessed by MTT assay 7 days after treatment. MTT [3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide] (Sigma) was added to each culture dish at a concentration of 500 μg / ml, and the plate was further incubated at 37 ° C. Incubated for 4 hours. Next, acid-SDS (0.01 N hydrochloric acid / 10% SDS) was added to all wells and mixed well. The plate was incubated overnight at 37 ° C. to dissolve the dark blue crystals, and then the absorbance at 570 nm was measured with a microplate reader 550 (BIO-RAD).

12.フローサイトメトリーとTUNELアッセイ
SW480細胞(5×105個/10 cm培養皿)に、リポフェクチン試薬(ギブコ-BRL)を用いて各オリゴヌクレオチドホスホロチオエート1 μMをトランスフェクトした。7日目に細胞をトリプシン処理して回収し、Cycle TEST PLUS(ベクトン・ディッキンソン(Becton Dickinson))を製造元のプロトコールに従って用いて細胞浮遊液を調製した。フローサイトメトリー分析は、FACSCalibur(ベクトン・ディッキンソン)上で行った。細胞周期のG0-G1期、S期、およびG2-M期の核の数、ならびにサブG1集団を、ゲートをかけていない(ungated)細胞少なくとも20000個から決定した。アポトーシス細胞は、ApopTaqキット(インタージェン(Intergen))を製造元のプロトコールに従って用い、TUNELアッセイによって検出した。
12. Flow cytometry and TUNEL assay
SW480 cells (5 × 10 5 cells / 10 cm culture dish) were transfected with 1 μM of each oligonucleotide phosphorothioate using Lipofectin reagent (Gibco-BRL). On day 7, cells were trypsinized and collected, and a cell suspension was prepared using Cycle TEST PLUS (Becton Dickinson) according to the manufacturer's protocol. Flow cytometry analysis was performed on a FACSCalibur (Becton Dickinson). The number of nuclei in the G0-G1, S, and G2-M phases of the cell cycle and the sub-G1 population were determined from at least 20000 ungated cells. Apoptotic cells were detected by TUNEL assay using the ApopTaq kit (Intergen) according to the manufacturer's protocol.

13.統計分析
統計学的有意性を、市販のソフトウェア(スタトビュー(Statview)、バークリー)を用いて、シェッフェ検定を用いるANOVAによって分析した。
13. Statistical analysis Statistical significance was analyzed by ANOVA with Scheffe test using commercially available software (Statview, Berkeley).

実施例1:HELAD1の検出
変異体APCおよび野生型β-カテニンを発現するSW480細胞に、Ad-アキシン、またはAPCの20アミノ酸反復ドメインを発現する構築物であるAd-APCを感染させた場合の、β-カテニンの発現の減少およびTcf/LEF特異的転写活性の減少が、これまでに報告されている(Kawasoeら、2000)。Ad-APCまたはAd-LacZのいずれかを感染させたSW480細胞間の発現プロフィールを、23040個の独立した標的cDNAを含むcDNAマイクロアレイで比較すると、Unigeneアクセッション番号Hs.23467に対応する遺伝子が、APCに応答して有意な発現の減少を示したことが判明した。その後のRT-PCR実験から、Ad-APCがSW480細胞においてこの遺伝子の発現を減少させたが、Ad-アキシンまたはAd-LacZは減少させなかったことが確認された(図1A)。SNUC2AおよびLoVoを含む他の結腸癌細胞株をAd-APCに感染させた場合も同様に、遺伝子の発現が下方制御された(データは示していない)。本明細書において、この遺伝子は、下記の実験において明らかになった特徴を考慮して、HELAD1と呼ぶ(ヘリカーゼ、線腫様多発結腸ポリープ下方制御1(Helicase, adenomatous polyposis coli down-regulated 1))。
Example 1: Detection of HELAD1 When SW480 cells expressing mutant APC and wild-type β-catenin were infected with Ad-Axin, or Ad-APC, a construct that expresses the 20-amino acid repeat domain of APC, A decrease in β-catenin expression and a decrease in Tcf / LEF-specific transcriptional activity have been previously reported (Kawasoe et al., 2000). When comparing the expression profile between SW480 cells infected with either Ad-APC or Ad-LacZ on a cDNA microarray containing 23040 independent target cDNAs, the gene corresponding to Unigene accession number Hs.23467 is It was found that there was a significant decrease in expression in response to APC. Subsequent RT-PCR experiments confirmed that Ad-APC decreased the expression of this gene in SW480 cells, but not Ad-Axin or Ad-LacZ (FIG. 1A). Similarly, Ad-APC infection of other colon cancer cell lines, including SNUC2A and LoVo, down-regulated gene expression (data not shown). In the present specification, this gene is referred to as HELAD1 in consideration of the characteristics revealed in the following experiment (helicase, adenomatous polyposis coli down-regulated 1). .

実施例2:結腸癌組織におけるHELAD1の発現
APCまたはβ-カテニンのいずれかの変異の結果としてのβ-カテニンの蓄積は、結腸直腸腫瘍の頻繁な特徴であるため、ヒト結腸癌組織および対応する非癌性粘膜におけるHELAD1の発現を半定量的RT-PCRによって調べたところ、調べた腫瘍20例中16例(80%)において発現が増加することが判明した(図1B)。他の四つの例において、発現レベルは対応する正常組織のレベルと類似していた。この結果は、HELAD1がβ-カテニン/Tcf転写複合体の活性化に応答して上方制御されるという考え方と一致した。
Example 2: Expression of HELAD1 in colon cancer tissue
Accumulation of β-catenin as a result of either APC or β-catenin mutations is a frequent feature of colorectal tumors, so semiquantitative expression of HELAD1 in human colon cancer tissues and the corresponding non-cancerous mucosa When examined by dynamic RT-PCR, it was found that expression increased in 16 (80%) of the 20 tumors examined (FIG. 1B). In the other four examples, the expression levels were similar to the corresponding normal tissue levels. This result was consistent with the notion that HELAD1 is upregulated in response to activation of the β-catenin / Tcf transcription complex.

実施例3:ヒト組織におけるHELAD1の発現
プローブとしてHELAD1のRT-PCR産物を用いるノーザンブロット分析により、ヒト胎児脳および肺において11 kbの転写物、ならびに胎児腎および肝臓において7.5 kbの転写物が検出された(図1C)。しかし、これらの転写物は、調べた如何なる成人ヒト組織においても検出不可能であった。
Example 3: Expression of HELAD1 in human tissues Northern blot analysis using the RT-PCR product of HELAD1 as a probe detects an 11 kb transcript in human fetal brain and lung and a 7.5 kb transcript in fetal kidney and liver (Figure 1C). However, these transcripts were not detectable in any adult human tissue examined.

UniGeneクローン(Hs. 23467)は、ノーザン分析によって検出される転写物より小さいことから、ヒト胎児脳cDNAライブラリをスクリーニングして、5'RACE実験を行った。この努力によって、異なる5'配列を有する二つのHELAD1転写物が同定された(GenBankアクセッション番号AB063115号(配列番号:1)およびAB063116(配列番号:3))。NCBIのBLASTプログラムを用いたその推定アミノ酸配列との相同性検索から、線虫のunc-53と28%の同一性が示された。NCBIにおけるゲノム配列とHELAD1 cDNA配列とのBLASTプログラムを用いた比較により、HELAD1がエキソン38個からなり、染色体バンド11p15.1に属することが判明した。単純モジュール構築検索ツール(SMART、http://smart.embl-heidelberg.de)(Schultzら(1998)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:5857〜5864;Letunicら(2002)、Nucleic Acids Res. 30:242〜244)によって、予想されるタンパク質がCH(カルポニン相同性)ドメイン(配列番号:2におけるコドン23〜126位;配列番号:4におけるコドン87〜190位)およびAAA(多様な細胞活性に関連したATPアーゼ)ドメイン(配列番号:2におけるコドン2026〜2180位;配列番号:4におけるコドン2090〜2244位)を含むことが判明した。さらに、コドン2034〜2041位(配列番号:2)(GPSGTGKT)および2099〜2104位(配列番号:2)(LVIILD)における、ウォーカー型NTP結合ドメインのAモチーフおよびBモチーフがそれぞれ同定された(配列番号:4においては、それぞれコドン2098〜2105位(GPSGTGKT)および2163〜2168位(LVIILD)。   Since the UniGene clone (Hs. 23467) is smaller than the transcript detected by Northern analysis, a human fetal brain cDNA library was screened and a 5′RACE experiment was performed. This effort identified two HELAD1 transcripts with different 5 ′ sequences (GenBank Accession Nos. AB063115 (SEQ ID NO: 1) and AB063116 (SEQ ID NO: 3)). A homology search with its deduced amino acid sequence using NCBI's BLAST program showed 28% identity with nematode unc-53. Comparison of the genome sequence in NCBI with the HELAD1 cDNA sequence using the BLAST program revealed that HELAD1 consists of 38 exons and belongs to chromosome band 11p15.1. Simple module construction search tool (SMART, http://smart.embl-heidelberg.de) (Schultz et al. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 5857-5864; Letunic et al. (2002), Nucleic Acids Res 30: 242-244) predicts that the predicted protein is CH (calponin homology) domain (codons 23-126 in SEQ ID NO: 2; codons 87-190 in SEQ ID NO: 4) and AAA (various cells) ATPase associated with activity) domain (codons 2026-2180 in SEQ ID NO: 2; codons 2090-2244 in SEQ ID NO: 4) were found to contain. Furthermore, the A and B motifs of the Walker-type NTP binding domain were identified in codons 2034 to 2041 (SEQ ID NO: 2) (GPSGTGKT) and 2099 to 2104 (SEQ ID NO: 2) (LVIILD), respectively (sequence) In No. 4, codons 2098 to 2105 (GPSGTGKT) and 21163 to 2168 (LVIILD), respectively.

実施例4:HELAD1タンパク質の細胞下局在
哺乳類細胞内のHELAD1タンパク質の位置を調べるために、flagタグ付HELAD1タンパク質を発現するプラスミド(pFLAG-HELAD1)をCOS7細胞に一過性にトランスフェクトして、タグ付きタンパク質を免疫細胞化学染色によって観察した。HELAD1タンパク質が、ウェスタンブロット上で抗Flag抗体によって検出され(図2A)、その後の顕微鏡分析により、主に細胞質および核に局在することが示された(図2B)。細胞から核を分離して、抗flag抗体によってウェスタンブロット分析を行った。HELAD1の発現が核において同定された(図2C)。
Example 4: Subcellular localization of HELAD1 protein To examine the position of HELAD1 protein in mammalian cells, a plasmid expressing flag-tagged HELAD1 protein (pFLAG-HELAD1) was transiently transfected into COS7 cells. The tagged proteins were observed by immunocytochemical staining. HELAD1 protein was detected by anti-Flag antibody on Western blot (FIG. 2A), and subsequent microscopic analysis showed that it was mainly localized in the cytoplasm and nucleus (FIG. 2B). Nuclei were separated from the cells and Western blot analysis was performed with anti-flag antibodies. HELAD1 expression was identified in the nucleus (FIG. 2C).

実施例5:DNAヘリカーゼ活性
AAAドメインは、ABC輸送体と共にDEAD/DEAHボックスヘリカーゼをコードする多くのタンパク質において認められ、そしてウォーカー型NTP結合ドメインのAモチーフおよびBモチーフがヘリカーゼにおいて一般的に認められることから、HELAD1タンパク質のヘリカーゼ活性を調べた。HELAD1のAAAドメインを含む組換え型GST-融合タンパク質(GST-HELAD1)を調製した。部分的二本鎖DNA基質を、ATPの存在下でGST-HELAD1またはウェルナーヘリカーゼ(WRN)の組換え型タンパク質と混合した(図3A)。GST-HELAD1およびWRNの双方によって巻き戻された基質はより小さく、そしてオリゴヌクレオチドも同様に当初の大きさ(18量体)と比較してより小さく、このことはHELAD1およびWRNのヘリカーゼ活性に加えてヌクレアーゼ活性を示している。さらなる試験から、組換え型GST-HELAD1タンパク質のヘリカーゼ活性が3'から5'方向であって、5'から3'方向ではないことが判明した(データは示していない)。
Example 5: DNA helicase activity
The AAA domain is found in many proteins encoding DEAD / DEAH box helicases along with the ABC transporter, and the helicase of the HELAD1 protein, since the A and B motifs of the Walker-type NTP binding domain are commonly found in helicases. The activity was examined. A recombinant GST-fusion protein (GST-HELAD1) containing the AAA domain of HELAD1 was prepared. Partially double-stranded DNA substrate was mixed with GST-HELAD1 or Werner helicase (WRN) recombinant protein in the presence of ATP (FIG. 3A). The substrate unwound by both GST-HELAD1 and WRN is smaller, and the oligonucleotide is also smaller compared to the original size (18-mer), which adds to the helicase activity of HELAD1 and WRN Nuclease activity. Further testing revealed that the helicase activity of the recombinant GST-HELAD1 protein was in the 3 ′ to 5 ′ direction and not the 5 ′ to 3 ′ direction (data not shown).

実施例6:HELAD1のアンチセンスS-オリゴヌクレオチドによるアポトーシスの誘導
細胞増殖に及ぼすこの遺伝子の効果を調べるために、第一のATG付近のDNA配列に対応するアンチセンス(AS2およびAS3)S-オリゴヌクレオチドならびに対照(SE2およびSE3)S-オリゴヌクレオチドを合成した。ほぼ全てのSW480細胞が、トランスフェクトしたFITC-標識S-オリゴヌクレオチドをその核に組み入れた(データは示していない)。アンチセンスS-オリゴヌクレオチドは、トランスフェクション後24時間以内にHELAD1の発現を有意に抑制したが、センスS-オリゴヌクレオチドは抑制しなかった(図4A)。アンチセンスS-オリゴヌクレオチドをトランスフェクトした細胞数(AS2=0.32±0.02、AS3=0.31±0.08)は、対照S-オリゴヌクレオチドをトランスフェクトした細胞(SE2=0.69±0.07、SE3=0.84±0.05)と比較して、トランスフェクション後有意に減少した(図4B)。FACS分析により、アンチセンスS-オリゴヌクレオチドAS2(32.3±5.1%)またはAS3(46.4±4.6%)をトランスフェクトした細胞では、SE2(6.5±3.7%)またはSE3(14.0±5.8%)をトランスフェクトした細胞と比較して、より大きい比率のサブG1集団が検出された(AS3に関しては図4C、AS2に関してはデータは示していない)。一貫して、TUNELアッセイにより、AS2またはAS3をトランスフェクトしたSW480細胞においてアポトーシスの誘導を確認した(AS3に関しては図4D、AS2に関してはデータは示していない)。
Example 6: Induction of apoptosis by antisense S-oligonucleotide of HELAD1 To investigate the effect of this gene on cell proliferation, antisense (AS2 and AS3) S-oligos corresponding to the DNA sequence near the first ATG Nucleotides and control (SE2 and SE3) S-oligonucleotides were synthesized. Almost all SW480 cells incorporated transfected FITC-labeled S-oligonucleotides into their nuclei (data not shown). Antisense S-oligonucleotide significantly suppressed HELAD1 expression within 24 hours after transfection, but not sense S-oligonucleotide (FIG. 4A). The number of cells transfected with antisense S-oligonucleotide (AS2 = 0.32 ± 0.02, AS3 = 0.31 ± 0.08) is the number of cells transfected with control S-oligonucleotide (SE2 = 0.69 ± 0.07, SE3 = 0.84 ± 0.05) As compared to the transfection significantly decreased (FIG. 4B). By FACS analysis, cells transfected with antisense S-oligonucleotide AS2 (32.3 ± 5.1%) or AS3 (46.4 ± 4.6%) are transfected with SE2 (6.5 ± 3.7%) or SE3 (14.0 ± 5.8%) A larger proportion of sub-G1 population was detected compared to the cells (Figure 4C for AS3, data not shown for AS2). Consistently, TUNEL assay confirmed the induction of apoptosis in SW480 cells transfected with AS2 or AS3 (FIG. 4D for AS3, data not shown for AS2).

産業上の利用可能性
ヒト遺伝子HELAD1の発現は、非癌性結腸直腸組織と比較して結腸直腸癌において顕著に上昇する。したがって、この遺伝子は、結腸直腸癌の診断マーカーとして役立つ可能性があり、それによってコードされたタンパク質は診断アッセイ法において用いられる可能性がある。
Industrial Applicability The expression of the human gene HELAD1 is markedly elevated in colorectal cancer compared to non-cancerous colorectal tissue. Thus, this gene may serve as a diagnostic marker for colorectal cancer, and the protein encoded thereby may be used in diagnostic assays.

本発明はまた、HELAD1発現の抑制によって結腸直腸癌細胞においてアポトーシスが誘導されることを示した。このように、HELAD1の発現を遮断するか、またはその活性を抑制する薬剤は、抗癌剤として、特に結腸直腸癌を治療するための抗癌剤として治療的有用性を見出す可能性がある。そのような薬剤の例には、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびHELAD1を認識する抗体が含まれる。   The present invention also showed that suppression of HELAD1 expression induces apoptosis in colorectal cancer cells. Thus, an agent that blocks the expression of HELAD1 or suppresses its activity may find therapeutic utility as an anticancer agent, particularly as an anticancer agent for treating colorectal cancer. Examples of such agents include antisense oligonucleotides and antibodies that recognize HELAD1.

参考文献
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本明細書において引用された全ての特許、特許出願、および刊行物は、その全体が参照として本明細書に組み入れられる。さらに、本発明は詳細にかつその具体的態様を参照して記述されているが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変更および改変を行うことができることは、当業者に明らかであると考えられる。   All patents, patent applications, and publications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety. Furthermore, while the invention has been described in detail and with reference to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is believed that there is.

癌細胞および胎児組織におけるHELAD1の発現を示す。図1Aは、SW480細胞におけるAd-APCまたはAd-アキシンに応答したHELAD1の発現の減少を示す。無処置(偽)の細胞、または、野生型AXIN1、野生型APC遺伝子の20アミノ酸反復領域、もしくはLacZのいずれかを含むアデノウイルスを72時間感染させた細胞から抽出したRNAについて、半定量的RT-PCRを行った。図1Bは、半定量的RT-PCRによって調べた、結腸癌組織(T)および隣接する非癌性粘膜(N)におけるHELAD1の発現を示す。GAPDHの発現は内部対照とした。図1Cは、ヒト胎児組織におけるHELAD1の多組織ノーザンブロット分析を示す。分子の大きさは左側にkbで示す。2 shows HELAD1 expression in cancer cells and fetal tissue. FIG. 1A shows a decrease in the expression of HELAD1 in response to Ad-APC or Ad-Axin in SW480 cells. Semi-quantitative RT for RNA extracted from intact (pseudo) cells or cells infected with adenovirus containing either wild type AXIN1, the 20 amino acid repeat region of the wild type APC gene, or LacZ for 72 hours -PCR was performed. FIG. 1B shows the expression of HELAD1 in colon cancer tissue (T) and adjacent non-cancerous mucosa (N) as examined by semi-quantitative RT-PCR. GAPDH expression was used as an internal control. FIG. 1C shows a multi-tissue northern blot analysis of HELAD1 in human fetal tissue. The size of the molecule is indicated in kb on the left side. COS7細胞におけるタグ付HELAD1タンパク質の下位局在を示す。図2Aは、ウェスタンブロット上で抗Flag抗体によって検出されたCOS7細胞におけるflagタグHELAD1タンパク質の発現を示す。図2Bは、flagタグHELAD1タンパク質の免疫細胞化学染色(倍率600倍)を示す。pFLAG-HELAD1をトランスフェクトした細胞を抗Flag抗体で染色して、ローダミンを結合した抗マウス二次抗体によって可視化した。図2Cは、flagタグHELAD1タンパク質を外因的に発現する細胞からの核抽出物のウェスタンブロット分析を示す。2 shows sublocalization of tagged HELAD1 protein in COS7 cells. FIG. 2A shows the expression of flag-tagged HELAD1 protein in COS7 cells detected by anti-Flag antibody on Western blot. FIG. 2B shows immunocytochemical staining (600 times magnification) of the flag-tagged HELAD1 protein. Cells transfected with pFLAG-HELAD1 were stained with anti-Flag antibody and visualized with anti-mouse secondary antibody conjugated with rhodamine. FIG. 2C shows a Western blot analysis of nuclear extracts from cells that exogenously express the flag-tagged HELAD1 protein. HELAD1のヘリカーゼ活性を示す。図3Aは、放射標識部分二本鎖DNA基質と共に組換え型GST-HELAD1タンパク質をインキュベートすることによって分析した、5'から3'へのヘリカーゼ活性を示す。組換え型WRNタンパク質およびGST-アキシンタンパク質は対照とした。図3Bは、3'から5'へのヘリカーゼ活性の分析を示す。1 shows helicase activity of HELAD1. FIG. 3A shows 5 ′ to 3 ′ helicase activity analyzed by incubating recombinant GST-HELAD1 protein with a radiolabeled partially double stranded DNA substrate. Recombinant WRN protein and GST-axin protein served as controls. FIG. 3B shows an analysis of 3 ′ to 5 ′ helicase activity. HELAD1の発現を抑制するアンチセンスS-オリゴヌクレオチドによるアポトーシスの誘導を示す。図4Aは、半定量的RT-PCRによって分析した、SW480細胞におけるアンチセンスS-オリゴヌクレオチド(AS2、AS3)または対照S-オリゴヌクレオチド(SE2、SE3)に応答したHELAD1の発現を示す。図4Bは、AS2、SE2、AS3、またはSE3に応答したSW480細胞の生存率を示す。細胞をS-オリゴヌクレオチドで処置して7日間インキュベートした後、その生存率をMTTアッセイ法によって評価した。データは、無処置の細胞(NC)に対するS-オリゴヌクレオチドで処置した生存細胞数として表記する。エラーバーは標準偏差を示す。図4Cは、AS3またはSE3のいずれかをトランスフェクトした細胞のFACS分析を示す。図4Dは、同細胞のTUNEL染色結果を示し、黄色または緑色の細胞はアポトーシスを示す。FIG. 6 shows apoptosis induction by an antisense S-oligonucleotide that suppresses the expression of HELAD1. FIG. 4A shows the expression of HELAD1 in response to antisense S-oligonucleotides (AS2, AS3) or control S-oligonucleotides (SE2, SE3) in SW480 cells, analyzed by semi-quantitative RT-PCR. FIG. 4B shows the viability of SW480 cells in response to AS2, SE2, AS3, or SE3. Cells were treated with S-oligonucleotide and incubated for 7 days, after which their viability was assessed by MTT assay. Data are expressed as the number of viable cells treated with S-oligonucleotide relative to untreated cells (NC). Error bars indicate standard deviation. FIG. 4C shows FACS analysis of cells transfected with either AS3 or SE3. FIG. 4D shows the TUNEL staining result of the same cells, and yellow or green cells show apoptosis.

Claims (19)

以下の段階を含む、試料中の結腸直腸癌を診断する方法:
(a)遺伝子が、以下からなる群より選択されるタンパク質をコードする、試料中の遺伝子の発現レベルを測定する段階:(i)配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(ii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を保持するように、一つまたは複数のアミノ酸が改変されている、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(iii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、配列番号:1または配列番号:3記載のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質;および
(b)発現レベルの増加が試料中の結腸直腸癌の存在と相関する、段階(a)において測定された発現レベルを正常試料に関連する発現レベルと比較する段階。
A method of diagnosing colorectal cancer in a sample comprising the following steps:
(A) a step of measuring the expression level of a gene in a sample, wherein the gene encodes a protein selected from the group consisting of: (i) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 (Ii) one or more amino acids have been modified such that the protein retains biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: A protein having the amino acid sequence described in 4; (iii) the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 so that the protein has a biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4. A protein encoded by a DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA having: and (b) the presence of colorectal cancer in the sample with increased expression levels Step of comparing the expression level associated correlating the measured expression level in step (a) the normal samples.
タンパク質が配列番号:2記載のアミノ酸配列を含む、請求項1記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the protein comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. タンパク質が配列番号:4記載のアミノ酸配列を含む、請求項1記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the protein comprises the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4. タンパク質が、配列番号:2または配列番号:4のタンパク質の生物学的活性を保持するように、10個またはそれ未満のアミノ酸改変を有する、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を含む、請求項1記載の方法。   The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 having 10 or fewer amino acid modifications such that the protein retains the biological activity of the protein of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4. The method of claim 1 comprising: タンパク質が、配列番号:2または配列番号:4のタンパク質の生物学的活性を保持するように、5個またはそれ未満のアミノ酸改変を有する、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を含む、請求項1記載の方法。   An amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 having 5 or fewer amino acid modifications such that the protein retains the biological activity of the protein of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 The method of claim 1 comprising: 改変が保存的アミノ酸置換を含む、請求項4記載の方法。   5. The method of claim 4, wherein the modification comprises a conservative amino acid substitution. 細胞周期の停止およびアポトーシスが結腸直腸細胞において誘導されるように、配列番号:1または配列番号:3記載のDNA配列を有する遺伝子の結腸直腸細胞における発現を抑制する段階を含む、結腸直腸癌を治療する方法または発症を予防する方法。   Colorectal cancer comprising the step of suppressing expression in colorectal cells of a gene having the DNA sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 so that cell cycle arrest and apoptosis are induced in colorectal cells How to treat or prevent onset. 細胞周期の停止およびアポトーシスが結腸直腸細胞において誘導されるように、以下からなる群より選択されるタンパク質の結腸直腸細胞における活性を抑制する段階を含む、結腸直腸癌を治療する方法またはその発症を予防する方法:(i)配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(ii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、一つまたは複数のアミノ酸が改変されている、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(iii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、配列番号:1または配列番号:3記載のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質。   A method of treating or developing colorectal cancer, comprising inhibiting the activity in a colorectal cell of a protein selected from the group consisting of such that cell cycle arrest and apoptosis are induced in the colorectal cell. How to prevent: (i) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4; (ii) the protein has a biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 A protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, wherein one or more amino acids have been modified; (iii) the protein is equivalent to the protein of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 Highly stringent under stringent conditions with DNA having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 to have biological activity A protein encoded by DNA to be bridged. 配列番号:1または配列番号:3のヌクレオチド配列からなるDNAとハイブリダイズし、かつ少なくとも15ヌクレオチドを含むポリヌクレオチドを含む、アンチセンス分子であって、結腸直腸細胞において配列番号:1または配列番号:3記載のDNA配列を有する遺伝子の発現を抑制してアポトーシスを誘導する、アンチセンス分子。   An antisense molecule that hybridizes with DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 and comprises a polynucleotide comprising at least 15 nucleotides, wherein SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: in colorectal cells 3. An antisense molecule that induces apoptosis by suppressing the expression of a gene having the DNA sequence according to 3. 配列番号:20、配列番号:16、および配列番号:17からなる群より選択されるヌクレオチド配列を有する、請求項9記載のアンチセンス分子。   10. The antisense molecule of claim 9, having a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 16, and SEQ ID NO: 17. 以下からなる群より選択される材料を含む、抗腫瘍免疫を誘導するワクチン:
(a)配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;
(b)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を保持するように、一つまたは複数のアミノ酸が改変されている、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;
(c)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、配列番号:1または配列番号:3記載のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質;
(d)(a)、(b)、または(c)項において定義されたタンパク質の抗原性断片;
(e)(a)、(b)、または(c)項において定義されたタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むベクター;
(f)(d)項において定義された抗原性断片をコードするヌクレオチド配列を含むベクター;
(g)(a)、(b)、または(c)項において定義されたタンパク質に接触させた抗原提示細胞;
(h)(d)項において定義された抗原性断片に接触させた抗原提示細胞;
(i)(e)または(f)項において定義されたベクターを導入した抗原提示細胞;および
(j)(g)、(h)、または(i)項において定義された抗原提示細胞によって活性化されたTリンパ球。
A vaccine that induces anti-tumor immunity comprising a material selected from the group consisting of:
(A) a protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4;
(B) one or more amino acids have been modified such that the protein retains biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 A protein having the described amino acid sequence;
(C) under stringent conditions with DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 so that the protein has biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4. A protein encoded by DNA that hybridizes with
(D) an antigenic fragment of a protein as defined in paragraph (a), (b), or (c);
(E) a vector comprising a nucleotide sequence encoding a protein as defined in paragraph (a), (b), or (c);
(F) a vector comprising a nucleotide sequence encoding an antigenic fragment as defined in paragraph (d);
(G) an antigen presenting cell contacted with the protein defined in paragraph (a), (b), or (c);
(H) an antigen presenting cell contacted with an antigenic fragment as defined in paragraph (d);
(I) an antigen-presenting cell into which a vector defined in (e) or (f) is introduced; and (j) activated by an antigen-presenting cell as defined in (g), (h), or (i) T lymphocytes.
請求項11記載のワクチンを被験者に投与する段階を含む、抗腫瘍免疫を誘導するための方法。   12. A method for inducing anti-tumor immunity comprising the step of administering to a subject a vaccine according to claim 11. 以下の段階を含む、結腸直腸癌を治療するための化合物をスクリーニングする方法:
(a)以下からなる群より選択されるタンパク質に試験化合物を接触させる段階:(i)配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(ii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、一つまたは複数のアミノ酸が改変されている、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(iii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、配列番号:1または配列番号:3記載のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質;
(b)試験化合物とタンパク質との結合をアッセイする段階;および
(c)タンパク質に結合する試験化合物を選択する段階。
A method of screening a compound for treating colorectal cancer comprising the following steps:
(A) contacting a test compound with a protein selected from the group consisting of: (i) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4; (ii) the protein is SEQ ID NO: 2 or A protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, wherein one or more amino acids have been modified to have a biological activity equivalent to the protein of SEQ ID NO: 4; (iii) Hybridize under stringent conditions with DNA having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 so that the protein has biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 A protein encoded by DNA
(B) assaying the binding of the test compound to the protein; and (c) selecting a test compound that binds to the protein.
以下の段階を含む、結腸直腸癌を治療するための化合物をスクリーニングする方法:
(a)試験化合物の存在下で、以下からなる群より選択されるタンパク質の生物学的活性を測定する段階:(i)配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(ii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を保持するように、一つまたは複数のアミノ酸が改変されている、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(iii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、配列番号:1または配列番号:3記載のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質;
(b)段階(a)において測定された活性を、試験化合物の非存在下で認められた該タンパク質の同じ生物学的活性と比較する段階;
(c)該タンパク質の生物学的活性を抑制する試験化合物を選択する段階。
A method of screening a compound for treating colorectal cancer comprising the following steps:
(A) measuring the biological activity of a protein selected from the group consisting of: (i) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 in the presence of the test compound; ii) One or more amino acids have been modified such that the protein retains biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, described in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 (Iii) having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 such that the protein has a biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4. A protein encoded by DNA that hybridizes with DNA under stringent conditions;
(B) comparing the activity measured in step (a) with the same biological activity of the protein observed in the absence of the test compound;
(C) selecting a test compound that inhibits the biological activity of the protein.
タンパク質の生物学的活性が、結腸直腸組織における、ヌクレアーゼ活性、ヘリカーゼ活性、およびアポトーシス抑制活性からなる群より選択される、請求項14記載の方法。   15. The method of claim 14, wherein the biological activity of the protein is selected from the group consisting of nuclease activity, helicase activity, and antiapoptotic activity in colorectal tissue. (i)配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(ii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を保持するように、一つまたは複数のアミノ酸が改変されている、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(iii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、配列番号:1または配列番号:3記載のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質、からなる群より選択されるタンパク質の活性を阻害する化合物をスクリーニングする方法であって、以下の段階を含む方法:
(a)少なくとも一つの試験化合物を含む被験試料の存在下で、タンパク質またはその部分ペプチドをDNAに接触させる段階;
(b)DNAの分解を検出する段階;および
(c)被験試料の非存在下で検出される分解と比較して、分解を阻害する試験化合物を選択する段階。
(I) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4; (ii) one such that the protein retains biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4. A protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, wherein one or more amino acids are modified; (iii) a biological protein equivalent to the protein of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 An activity of a protein selected from the group consisting of a protein encoded by a DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 so as to have activity A method of screening for a compound that inhibits, comprising the following steps:
(A) contacting a protein or a partial peptide thereof with DNA in the presence of a test sample containing at least one test compound;
(B) detecting degradation of DNA; and (c) selecting a test compound that inhibits degradation as compared to degradation detected in the absence of the test sample.
(i)配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(ii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を保持するように、一つまたは複数のアミノ酸が改変されている、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(iii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、配列番号:1または配列番号:3記載のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質、からなる群より選択されるタンパク質の活性を阻害する化合物をスクリーニングする方法であって、以下の段階を含む方法:
(a)少なくとも一つの試験化合物を含む被験試料の存在下で、タンパク質またはその部分ペプチドを二本鎖DNAに接触させる段階;
(b)DNAの巻き戻しを検出する段階;および
(c)被験試料の非存在下で検出される巻き戻しと比較して、巻き戻しを阻害する試験化合物を選択する段階。
(I) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4; (ii) one such that the protein retains biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4. A protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, wherein one or more amino acids are modified; (iii) a biological protein equivalent to the protein of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 An activity of a protein selected from the group consisting of a protein encoded by a DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 so as to have activity A method of screening for a compound that inhibits, comprising the following steps:
(A) contacting a protein or a partial peptide thereof with double-stranded DNA in the presence of a test sample containing at least one test compound;
(B) detecting DNA unwinding; and (c) selecting a test compound that inhibits unwinding as compared to unwinding detected in the absence of the test sample.
(i)配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(ii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を保持するように、一つまたは複数のアミノ酸が改変されている、配列番号:2または配列番号:4記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;(iii)タンパク質が配列番号:2または配列番号:4のタンパク質と同等の生物学的活性を有するように、配列番号:1または配列番号:3記載のヌクレオチド配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによってコードされるタンパク質、からなる群より選択されるタンパク質の活性を阻害する化合物をスクリーニングする方法であって、以下の段階を含む方法:
(a)少なくとも一つの試験化合物を含む被験試料の存在下で、タンパク質またはその部分ペプチドを発現する細胞を培養する段階;
(b)細胞のアポトーシスを検出する段階;および
(c)被験試料の非存在下で検出されるアポトーシスと比較して、アポトーシスを阻害する試験化合物を選択する段階。
(I) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4; (ii) one such that the protein retains biological activity equivalent to that of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4. A protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, wherein one or more amino acids are modified; (iii) a biological protein equivalent to the protein of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4 An activity of a protein selected from the group consisting of a protein encoded by a DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3 so as to have activity A method of screening for a compound that inhibits, comprising the following steps:
(A) culturing cells expressing the protein or a partial peptide thereof in the presence of a test sample containing at least one test compound;
(B) detecting apoptosis of the cells; and (c) selecting a test compound that inhibits apoptosis as compared to apoptosis detected in the absence of the test sample.
請求項13、14、15、16、17、または18記載の方法によって同定される化合物。   19. A compound identified by the method of claim 13, 14, 15, 16, 17, or 18.
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