JP2006265102A - METHOD FOR CONTROLLING APOPTOSIS DERIVED FROM TGFbeta - Google Patents

METHOD FOR CONTROLLING APOPTOSIS DERIVED FROM TGFbeta Download PDF

Info

Publication number
JP2006265102A
JP2006265102A JP2003129853A JP2003129853A JP2006265102A JP 2006265102 A JP2006265102 A JP 2006265102A JP 2003129853 A JP2003129853 A JP 2003129853A JP 2003129853 A JP2003129853 A JP 2003129853A JP 2006265102 A JP2006265102 A JP 2006265102A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
apoptosis
bim
gene
expression
inducing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003129853A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Akiyama
徹 秋山
Takatoshi Hiroko
貴俊 廣子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taisho Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Taisho Pharmaceutical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taisho Pharmaceutical Co Ltd filed Critical Taisho Pharmaceutical Co Ltd
Priority to JP2003129853A priority Critical patent/JP2006265102A/en
Priority to PCT/JP2004/006518 priority patent/WO2004098639A1/en
Publication of JP2006265102A publication Critical patent/JP2006265102A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4747Apoptosis related proteins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders
    • A61P19/02Drugs for skeletal disorders for joint disorders, e.g. arthritis, arthrosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/14Drugs for disorders of the nervous system for treating abnormal movements, e.g. chorea, dyskinesia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/14Drugs for disorders of the nervous system for treating abnormal movements, e.g. chorea, dyskinesia
    • A61P25/16Anti-Parkinson drugs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6863Cytokines, i.e. immune system proteins modifying a biological response such as cell growth proliferation or differentiation, e.g. TNF, CNF, GM-CSF, lymphotoxin, MIF or their receptors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2510/00Detection of programmed cell death, i.e. apoptosis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Zoology (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling apoptosis derived from TGFβ by identifying a protein useful in searching an apoptosis inhibitor and an apoptosis promoter and a gene encoding the protein and utilizing the gene. <P>SOLUTION: The method for controlling the apoptosis derived from TGFβ comprises controlling the expression and/or function of an apoptosis-inducing protein Bim. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、TGFβに由来するアポトーシスの調節方法に関する。より詳細には、本発明は、TGF−βによるアポトーシス誘導の際に高発現する遺伝子を利用してアポトーシスを調節する方法に関する。本発明はまた、薬剤のスクリーニング方法にも関する。
【0002】
【従来技術】
アポトーシスは、細胞及び個体の発生、分化、成熟におけるプログラムされた細胞死において、または、種々の状況下に誘導される細胞死において、認められる細胞が死に至る過程を意味する。アポトーシスは、生理学上の種々の条件下に起こるとされている。その形態学的特徴としては、周囲の細胞との接触の欠乏、細胞質の濃縮化、エンドヌクレアーゼの活性に関連したクロマチンの凝縮及び核凝縮、核の分節化等を挙げることができ、更に細胞表面の微絨毛の消失、細胞表面の平滑化(細胞表面の水泡形成:membranece blebbing)等も観察される。またエンドヌクレアーゼ活性により、DNAが断片化する現象も観察され、アポプティック体の細胞の最終断片は、隣接する細胞により貪食される機構として論じられている[Immunology Today,7(4),115-119 (1986)]。
【0003】
アポトーシスは、各種多様な疾患において重要な係わりを有することが明らかにされてきており、細胞のアポトーシスを誘導または抑制することにより、これら疾患の診断、予防及び治療を図る試みが近年種々行なわれている。
【0004】
アポトーシスとは、プログラム細胞死とも言われ、正常な生理学的過程として多くの組織で起こるある種の細胞死を指し、細胞自身に備わっている遺伝的プログラムの活性化によって引き起こされる。そして、最終的にこれらアポトーシスを起こした細胞は、炎症を起こしたりすることもなく、周辺の食細胞によって取り除かれる(長田重一、(1998) 実験医学、Vol.16、1242-1246)。アポトーシスは、正常な生理学的過程以外にも、癌、自己免疫疾患、神経変性疾患等の重篤な疾患の発症にも関与していることが知られている。そこで、上記疾患の治療法としてアポトーシスを誘導または阻害する方法およびこれらの方法に有用な薬剤の開発が切望されている。アポトーシスの誘導メカニズムに関しては、これまでに例えば、Fas抗原や腫瘍壊死因子レセプターのリガンドが動物細胞表面に局在するそれらのレセプターと結合することにより、アポトーシスを誘導する過程(Nagata, S., (1997) Cell, 88, 355-365)や、抗癌剤やX線照射による癌細胞の殺傷がアポトーシスを誘導する細胞内経路を活性化することによって起こること(Haldar, S., et al.,(1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 4507-4511)が詳細に解明された。
【0005】
【非特許文献1】
Immunology Today, 7(4),115-119 (1986)
【非特許文献2】
長田重一、(1998) 実験医学、Vol.16、1242-1246
【非特許文献3】
Nagata, S., (1997) Cell, 88, 355-365
【非特許文献4】
Haldar, S., et al.,(1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 4507-4511
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
細胞のアポトーシス誘導時に活性化されて特異的に発現される遺伝子が提供されれば、各細胞でのその発現レベルや構造及び機能解析、並びにその発現産物に関する解析を行なうことにより、アポトーシスまたはその関連疾患の病態を解明したり、その診断および治療方法を確立することが可能になる。
【0007】
本発明の第一の目的は、アポトーシス抑制物質およびアポトーシス促進物質を探索するのに有用なタンパク質及びそれをコードする遺伝子を同定し、当該遺伝子を利用することによってTGFβに由来するアポトーシスを調節する方法を提供することである。
本発明の第二の目的は、上記遺伝子を標的として作用するアポトーシス抑制物質またはアポトーシス促進物質をスクリーニングする方法、並びにアポトーシス抑制物質またはアポトーシス促進物質を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、マイクロアレイを用いて、TGF-βによって発現誘導される遺伝子の網羅的な単離を進めてきた。その過程において、TGF-βにより発現量に有意な差を示す遺伝子として、Bimを同定した。本発者らはさらに研究を進め、BimのRNAi効果によって、TGF-βによって誘導されるアポトーシスを抑制できることを実証した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。
【0009】
即ち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
(1)アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を調節することを含む、TGFβ由来のアポトーシスを調節する方法。
(2)アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を阻害することを含む、アポトーシスを抑制する方法。
(3)アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を阻害する物質を含む、アポトーシス抑制剤。
(4) アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を増大することを含む、アポトーシスを促進する方法。
(5) アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を増大する物質を含む、アポトーシス促進剤。
【0010】
(6) アポトーシス誘導遺伝子Bimの塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチド、又は該オリゴヌクレオチドに相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、アポトーシス診断薬。
(7) アポトーシス誘導遺伝子Bimの塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドに相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、アポトーシス抑制剤。
(8) アポトーシス誘導遺伝子Bimの塩基配列から転写されるRNAの塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含む二本鎖RNA、またはそれをコードするDNAを含む、アポトーシス抑制剤。
【0011】
(9) アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能の変化を指標として、アポトーシスを抑制又は促進する物質をスクリーニングする方法。
(10) アポトーシス誘導タンパク質Bimをコードする遺伝子を有する細胞をTGF−βと一緒に、被験物質の存在下および非存在下において培養し、被験物質の有無に応じた当該アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能の変化を指標として、アポトーシスを抑制又は促進する物質をスクリーニングする、(9)に記載の方法。
(11) 配列番号6及び配列番号7を有するRNAi試薬。
UGGCUCUGUC UGUAGGGAGG UAGGGGCC(配列番号6);
GGCCCCUACC UCCCUACAGA CAGAGCCA(配列番号7)
(12) (UGGCUCUGUC UGUAGGGAGG UAGGGGCC(配列番号6))−(リンカー配列)−(GGCCCCUACC UCCCUACAGA CAGAGCCA(配列番号7))からなるRNAi試薬。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(1)本発明で利用するアポトーシス誘導タンパク質(Bim)及びアポトーシス誘導遺伝子(Bim)について
本発明で利用する本発明で利用するアポトーシス誘導タンパク質(Bim)およびアポトーシス誘導遺伝子(Bim)は、ヒトなどの哺乳動物を含む任意の生物に由来するアポトーシス誘導タンパク質およびその遺伝子である。Bim遺伝子は各種生物においてその配列が公知であり、例えば、O'Connor, L., (1998) EMBO J, 17, 384-395、Mami, U., (2001) FEBS Letters, 509, 135-141、およびMichela, M., (2002) Mol. Cell. Biol, 22, 3577−3589などに記載されている。これまでに、アポトーシスの制御に関係する数多くのBcl-2ファミリー分子が同定されている。このファミリー分子の構造的特徴は、Bcl-2に高い相同性を有するBH1、BH2、BH3、BH4と呼ばれるドメインのいくつかを有することであり、その構造および機能から3つのサブファミリーに分類される。BH1、BH2、BH3、BH4ドメインを有しアポトーシス抑制作用をもつBcl-2サブファミリー (Bcl-2、Bcl-xL)、BH1、BH2、BH3ドメインを有しアポトーシス促進作用をもつBaxサブファミリー (Bax、 Bak)、そしてBH3ドメインのみを有しアポトーシス促進作用をもつBH3 only タンパク質 (Bim、Bik、Bad、Bid、Hrk/DP5、Noxa、Puma、Bmf) である。BH3 only タンパク質はBH3ドメインを介してBcl-2サブファミリーおよびBaxサブファミリーと結合しアポトーシスを促進する。本発明で利用するアポトーシス遺伝子(Bim)はBH3 only タンパク質に属する。
【0013】
本発明では特に好ましくは、ヒト由来のアポトーシス誘導タンパク質(Bim)を対象とすることができる。ヒト由来のアポトーシス誘導タンパク質(Bim)のアミノ酸配列と塩基配列は公知であり、その一例を配列表の配列番号1から4に記載する。BimSのDNA塩基配列とアミノ酸配列を配列番号1と2に示し、BimADのDNA塩基配列とアミノ酸配列を配列番号3と4に示す。
【0014】
本明細書で「アポトーシス誘導タンパク質(Bim)又はアポトーシス誘導タ遺伝子(Bim)」と言う場合、上記した天然に存在する野生型タンパク質や野生型遺伝子のみならず、アポトーシスを誘導する活性を有する限りは、それらの変異体又は相同体の全てを包含するものとする。
【0015】
変異体タンパク質又は相同体タンパク質としては、以下のものが挙げられる。
(a)野生型のBimタンパク質のアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつアポトーシスを誘導する活性を有するタンパク質;又は
(b)野生型のBimタンパク質ののアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつアポトーシスを誘導する活性を有するタンパク質:
【0016】
本明細書で言う「アミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1から5個、特に好ましくは1から3個程度を意味する。
【0017】
本明細書で言う「95%以上の相同性を有するアミノ酸配列とは」とは、アミノ酸の相同性が少なくとも95%以上であることを意味し、相同性は好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上である。
【0018】
本明細書で言う「アポトーシスを誘導する活性を有するタンパク質」とは、TGF−βによるアポトーシス誘導を促進できる活性を有するタンパク質を意味する。
【0019】
あるタンパク質がTGF−βによるアポトーシス誘導を促進できる活性を有するか否かは、例えばTGF−βによってアポトーシスが誘導され得る細胞に、上記タンパク質をコードするDNAを導入して一過性に過剰発現させ、該細胞にTGF−βを添加してアポトーシスを誘導した際に当該DNAの過剰発現が、アポトーシスを誘導する細胞の数を増やすか否かを調べることにより検出することができる。
【0020】
また、変異体遺伝子又は相同体遺伝子としては、以下のものが挙げられる。
(a)野生型のBim遺伝子の塩基配列において1もしくは数個の塩基が欠失、置換及び/又は付加された塩基配列からなり、かつアポトーシスを誘導する活性を有するタンパク質をコードする遺伝子;又は
(b)野生型のBim遺伝子の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列からなり、かつアポトーシスを誘導する活性を有するタンパク質をコードする遺伝子:
【0021】
本明細書で言う「塩基配列において1もしくは数個の塩基が欠失、置換及び/又は付加された塩基配列」における「1もしくは数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から60個、好ましくは1から30個、より好ましくは1から20個、さらに好ましくは1から10個、特に好ましくは1から5個程度を意味する。
【0022】
本明細書で言う「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、通常の条件下(例えば DIG DNA Labeling kit(ベーリンガー・マンハイム社製Cat No.1175033)でプローブをラベルした場合に、32℃のDIG Easy Hyb溶液(ベーリンガー・マンハイム社製CatNo.1603558)中でハイブリダイズさせ、50℃の0.5×SSC溶液(0.1%[w/v]SDSを含む)中でメンブレンを洗浄する条件(1×SSCは0.15M NaCl、0.015M クエン酸ナトリウムである)でのサザンハイブリダイゼーションで、Bim遺伝子にハイブリダイズする程度であればよい。ハイブリダイゼーションは、Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989(以下、モレキュラークローニング第2版と略記)、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley & Sons (1987-1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)等に記載されている方法に準じて行うことができる。
【0023】
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとしては、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げられ、例えば80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、特に好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の相同性を有するDNAが挙げられる。
【0024】
(2)本発明で用いる遺伝子の取得
本発明で用いるBim遺伝子の取得方法は特に限定されない。本明細書の配列表の配列番号1〜4に記載した塩基配列およびアミノ酸配列の情報に基づいて適当なブローブやプライマーを調製し、それらを用いて、ヒトcDNAライブラリー(本発明の遺伝子が発現される適当な細胞より常法に従い調製したもの)から所望クローンを選択することにより、所望の遺伝子を単離することができる。
【0025】
PCR法により本発明の遺伝子を取得することもできる。例えば、ヒト培養細胞由来の染色体DNAまたはcDNAライブラリーを鋳型として使用し、所望のBim遺伝子を増幅できるように設計した1対のプライマーを使用してPCRを行う。
PCRの反応条件は適宜設定することができ、例えば、94℃で30秒間(変性)、55℃で30秒〜1分間(アニーリング)、72℃で2分間(伸長)からなる反応工程を1サイクルとして、例えば30サイクル行った後、72℃で7分間反応させる条件などを挙げることができる。次いで、増幅されたDNA断片を、大腸菌等の宿主で増幅可能な適切なベクター中にクローニングすることができる。
【0026】
上記したブローブ又はプライマーの調製、cDNAライブラリーの構築、cDNAライブラリーのスクリーニング、並びに目的遺伝子のクローニングなどの操作は当業者に既知であり、例えば、モレキュラークローニング第2版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載された方法に準じて行うことができる。
【0027】
本明細書中上記したBim遺伝子の塩基配列において1もしくは数個の塩基が欠失、置換及び/又は付加された塩基配列からなり、かつアポトーシスを誘導する活性を有するタンパク質をコードする遺伝子(変異遺伝子)は、化学合成、遺伝子工学的手法又は突然変異誘発などの当業者に既知の任意の方法で作製することもできる。例えば、Bim遺伝子の塩基配列を有するDNAを利用し、これらDNAに変異を導入することにより変異DNAを取得することができる。具体的には、Bim遺伝子の塩基配列を有するDNAに対し、変異原となる薬剤と接触作用させる方法、紫外線を照射する方法、遺伝子工学的手法等を用いて行うことができる。遺伝子工学的手法の一つである部位特異的変異誘発法は特定の位置に特定の変異を導入できる手法であることから有用であり、モレキュラークローニング第2版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載の方法に準じて行うことができる。
【0028】
上述の通り、Bim遺伝子の塩基配列において、種々の人為的処理、例えば部位特異的変異導入、変異剤処理によるランダム変異、制限酵素切断によるDNA断片の変異・欠失・連結等により、部分的にDNA配列が変化したものであっても、これらDNA変異体がアポトーシスを誘導する活性を有するタンパク質をコードするDNAであれば、本発明で使用することができる。
【0029】
本明細書中上記した、Bim遺伝子の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列からなり、かつアポトーシスを誘導する活性を有するタンパク質をコードする遺伝子は、上述した条件下で、一定のハイブリダイゼーション条件下でコロニー・ハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法などを行うことにより得ることができる。
【0030】
(3)アポトーシス誘導タンパク質(Bim)に対する抗体を用いたアポトーシス抑制剤
本発明によれば、アポトーシス誘導タンパク質(Bim)に対する抗体を用いたアポトーシス抑制剤が提供される。本発明の抗体としては、上記のアポトーシス誘導タンパク質に特異的に結合できるものであれば、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体のいずれでもよい。
【0031】
ポリクローナル抗体は、抗原を免役した動物から得られる血清を分離、精製することにより調製することができる。モノクローナル抗体は、抗原を免疫した動物から得られる抗体産生細胞と骨髄腫細胞とを融合させてハイブリドーマを作製し、該ハイブリドーマを培養するか、動物に投与して該動物を腹水癌化させ、上記の培養液または腹水を分離、精製することにより調製することができる。
【0032】
抗原は、各種ヒト培養細胞から本発明のタンパク質を精製するか、配列番号2に記載のアミノ酸配列またはその変異配列またはそれらの一部を有するタンパク質をコードするDNAを含む組換えベクターを大腸菌、酵母、動物細胞または昆虫細胞などの宿主に導入して、該DNAを発現させて得られるタンパク質を分離、精製することにより調製できる。また、抗原は、配列番号2に示されるアミノ酸配列の部分配列を有するペプチドをアミノ酸合成機を用いて合成することによって調製することもできる。
【0033】
免疫方法としては、抗原をウサギ、ヤギ、ラット、マウスまたはハムスター等などの非ヒト哺乳動物の皮下、静脈内または腹腔内にそのまま投与してもよいが、抗原をスカシガイヘモシアニン、キーホールリンペットヘモシアニン、牛血清アルブミン、牛チログロブリン等の抗原性の高いキャリアタンパク質と結合して投与したり、フロインドの完全アジュバント(Complete Freund's Adjuvant)、水酸化アルミニウムゲル、百日咳菌ワクチン等の適当なアジュバントとともに投与することも好ましい。
【0034】
抗原の投与は、1回目の投与の後1〜2週間おきに3〜10回行うことができる。各投与後3〜7日目に眼底静脈叢より採血し、該血清が免疫に用いた抗原と反応するか否かを酵素免疫測定法等に従い、抗体価を測定することにより調べる。免疫に用いた抗原に対し、その血清が十分な抗体価を示す非ヒト哺乳動物を、血清または抗体産生細胞の供給源として使用することができる。ポリクローナル抗体は、上記の血清を分離、精製することにより調製することができる。
【0035】
モノクローナル抗体は、該抗体産生細胞と非ヒト哺乳動物由来の骨髄腫細胞とを融合させてハイブリドーマを作製し、該ハイブリドーマを培養するか、動物に投与して該動物を腹水癌化させ、該培養液または腹水を分離、精製することにより調製することができる。抗体産生細胞としては、脾細胞、リンパ節、末梢血中の抗体産生細胞を使用することができ、特に好ましくは脾細胞を使用することができる。
【0036】
骨髄腫細胞としては、8−アザグアニン耐性マウス(BALB/c由来)骨髄腫細胞株であるP3−X63Ag8−U1(P3−U1)株[Current Topics in Microbiology and Immunology,18,1-7(1978)]、P3−NS1/1−Ag41(NS−1)株[European J.Immunology,6,511-519(1976)]、SP2/0−Ag14(SP−2)株[Nature,276,269-270(1978)]、P3−X63−Ag8653(653)株[J.Immunology,123,1548-1550(1979)]、P3−X63−Ag8(X63)株[Nature,256,495-497(1975)]等のマウス由来の株化細胞を用いることができる。
【0037】
ハイブリドーマ細胞は、以下の方法により作製できる。先ず、抗体産生細胞と骨髄腫細胞を混合し、HAT培地[正常培地にヒポキサンチン、チミジンおよびアミノプテリンを加えた培地]に懸濁したのち、7〜14日間培養する。培養後、培養上清の一部をとり酵素免疫測定法などにより、抗原に反応し、抗原を含まないタンパク質には反応しないものを選択する。次いで、限界希釈法によりクローニングを行い、酵素免疫測定法により安定して高い抗体価の認められたものをモノクローナル抗体産生ハイブリドーマ細胞として選択する。モノクローナル抗体は、ハイブリドーマ細胞を培養して得られる培養液、またはハイブリドーマ細胞を動物の腹腔内に投与して該動物を腹水癌化させて得られる腹水から分離、精製することにより調製できる。
【0038】
ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体を分離、精製する方法としては、遠心分離、硫安沈殿、カプリル酸沈殿、またはDEAE−セファロースカラム、陰イオン交換カラム、プロテインA若しくはG−カラム、若しくはゲル濾過カラム等を用いるクロマトグラフィー等による方法を、単独または組み合わせて処理する方法があげられる。
【0039】
本明細書で抗体と言う場合、全長の抗体だけではなく抗体の断片も包含するものとする。抗体の断片とは、機能性の断片であることが好ましく、例えば、F(ab’)2、Fab’などが挙げられる。F(ab’)2、Fab’とは、イムノグロブリンを、蛋白分解酵素(例えば、ペプシン又はパパイン等)で処理することにより製造されるもので、ヒンジ領域中の2本のH鎖間に存在するジスルフィド結合の前後で消化されて生成される抗体断片である。
【0040】
本発明の抗体をヒトに投与する目的で使用する場合は、免疫原性を低下させるために、ヒト型化抗体あるいはヒト化抗体を用いることが好ましい。これらのヒト型化抗体やヒト化抗体は、トランスジェニックマウスなどの哺乳動物を用いて作製することができる。ヒト型化抗体については、例えば、Morrison,S.L.et al.〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851-6855(1984)〕、野口浩〔医学のあゆみ 167:457−462(1993)〕に記載されている。ヒト化キメラ抗体は、マウス抗体のV領域とヒト抗体のC領域を遺伝子組換えにより結合し、作製することができる。ヒト化抗体は、マウスのモノクローナル抗体から相補性決定部位(CDR)以外の領域をヒト抗体由来の配列に置換することによって作製できる。
さらに、上記のうち、本発明で同定されたアポトーシス誘導タンパク質(Bim)に特異的に結合してその機能を阻害できる抗体については、アポトーシス抑制剤として使用することができる。
【0041】
本発明の抗体をアポトーシス抑制剤として医薬組成物の形態で使用する場合には、上記抗体を有効成分として使用し、さらに薬学的に許容可能な担体、希釈剤(例えば、免疫原性アジュバントなど)、安定化剤または賦形剤などを用いて医薬組成物を調製することができる。本発明の抗体を含むアポトーシス抑制剤は、濾過滅菌および凍結乾燥し、投薬バイアルまたは安定化水性調製物中に投薬形態に製剤化することができる。
【0042】
患者への投与は、たとえば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射などの当業者に公知の方法により行うことができる。投与量は、患者の体重や年齢、投与方法などにより変動するが、当業者であれば適当な投与量を適宜選択することが可能である。有効成分である抗体の投与量としては、一般的には一回につき体重1kgあたり0.1μg〜100mg程度の範囲である。本発明の抗体は、アポトーシスを抑制することにより、アポトーシス促進に関連する疾患に対する治療効果を示す。
【0043】
(4)オリゴヌクレオチド及びアンチセンスオリゴヌクレオチド
本発明によって明らかにされたBim遺伝子の塩基配列情報を基にすれば、例えば該遺伝子の一部又は全部の塩基配列を有するプローブまたはプライマーを利用することにより、各種のヒト組織におけるBim遺伝子の発現を検出することができる。Bim遺伝子の発現の検出は、ノザンブロットまたはRT−PCR等の常法により行うことができる。本発明で同定されたBim遺伝子は細胞のアポトーシスの誘導に関与する遺伝子である。後述する通り、アポトーシスは種々の疾患に関与しているため、Bim遺伝子の発現を検出することによりアポトーシス関連疾患を診断することができる。
【0044】
PCRを行なう場合、プライマーは、Bim遺伝子のみを特異的に増幅できるものであれば特に限定されず、公知のBim遺伝子の配列情報に基づき適宜設定することができる。例えば、Bim遺伝子の塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチド、並びに該オリゴヌクレオチドに相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドをプローブまたはプライマーとして使用することができる。より具体的には、配列番号1に記載の塩基配列中の連続した10〜60残基、好ましくは10〜40残基の塩基配列を有するオリゴヌクレオチド、並びに該オリゴヌクレオチドに相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドを使用することができる。
【0045】
上記したオリゴヌクレオチド及びアンチセンスオリゴヌクレオチドは、DNA合成機を用いて常法により製造することができる。該オリゴヌクレオチドまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドとして、例えば、検出したいmRNAの一部の塩基配列において、5'末端側の塩基配列に相当するセンスプライマー、3'末端側の塩基配列に相当するアンチセンスプライマー等を挙げることができる。センスプライマーおよびアンチセンスプライマーとしては、それぞれの融解温度(Tm)および塩基数が極端に変わることのないオリゴヌクレオチドであって、10〜60塩基程度のものが挙げられる、10〜40塩基程度のものが好ましい。また、本発明においては、上記したオリゴヌクレオチドの誘導体を用いることも可能であり、例えば、該オリゴヌクレオチドのメチル体やフォスフォロチオエート体等を用いることもできる。
【0046】
さらに本発明では、上記したアンチセンスオリゴヌクレオチドを細胞に導入してBim遺伝子の転写や翻訳を抑制することにより細胞のアポトーシスを抑制することができる。即ち、本発明によれば、Bim遺伝子の塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドに相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、アポトーシス抑制剤が提供される。
【0047】
アンチセンスオリゴヌクレオチドの細胞への導入方法は、組換えベクターの導入方法と同様にして行うことができる。また、細胞のアポトーシス検出法としては特に限定されないが、顕微鏡観察、TUNEL法、DNAラダー検出法、DNAの断片化率の定量、細胞のサイズ分布測定等が挙げられる。
【0048】
顕微鏡観察では、アポトーシスに特徴的な細胞形態変化、例えば核の濃縮、クロマチンの凝縮、細胞小器官の萎縮、アポトーシス小体の形成、細胞全体の収縮等を観察する。TUNEL法は、アポトーシスによって生ずるDNAの切断末端をterminal deoxynucleotidyl transferase(TdT)を用いてビオチンやジゴキシゲニンで標識することにより検出する方法である。DNAラダー検出法は、アポトーシスによっておこるクロマチンDNAの断片化を、細胞からDNAを抽出し、アガロースゲル電気泳動をすることにより検出する方法で、断片化したDNAがラダー(はしご)状に検出される。DNAの断片化率の定量は、断片化した低分子DNAのみを抽出し、ジフェニルアミンを用いてDNAの定量を行う方法である。細胞サイズ分布測定は、アポトーシスにより細胞の収縮や断片化がおこり小さなサイズの細胞が増加するのを、コールター・マルチサイザー(Coulter multisizer)等の粒子サイズ測定装置を利用して測定する方法である。これらの方法により、細胞がアポトーシスをおこしているかどうかを検出することができる。
【0049】
上記した本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いて、Bim遺伝子の転写および/または翻訳を抑制してアポトーシスを抑制することにより、アポトーシスの促進が病態に関与している疾患(例えば、アルツハイマー病などの神経変性疾患など)を治療することができる。例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、細胞への取り込みを助けるために使用される、細胞膜との親和性の高い適当な担体(例えばリポソームやコレステロール等)と一緒に患者の患部又は全身に注射などにより投与し、患者の細胞に取り込ませてアポトーシスを抑制することにより、上記疾患を治療することができる。有効成分であるアンチセンスオリゴヌクレオチドの投与量としては、一般的には一回につき体重1kgあたり0.1μg〜100mg程度の範囲である。
【0050】
(5)RNAiによるアポトーシス抑制
さらに本発明では、上記(4)に記載したアンチセンスオリゴヌクレオチドを使用する代わりにRNAiを利用してアポトーシスを抑制することも可能である。
RNAi(RNAinterference)とは、ある標的遺伝子の一部をコードするmRNAの一部を二本鎖にしたRNA(double strandedRNA:dsRNA)を細胞へ導入すると、標的遺伝子の発現が抑制される現象を言う。
【0051】
即ち、本発明によれば、本発明のアポトーシス誘導遺伝子(Bim遺伝子)の塩基配列から転写されるRNAの塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含む二本鎖RNA、またはそれをコードするDNAが提供される。二本鎖RNAをコードするDNAとしては、例えば、アポトーシス誘導遺伝子(Bim遺伝子)またはその部分配列の逆向き反復配列を有するDNAを挙げることができる。
このような逆向き反復配列を有するDNAを哺乳動物の細胞に導入することにより、細胞内で標的遺伝子の逆向き反復配列を発現させることができ、これによりRNAi効果により標的遺伝子(Bim遺伝子)の発現を抑制することが可能になる。
本発明のRNAi試薬の具体例としては、配列番号6及び配列番号7を有するRNAi試薬、特には、(配列番号6)−(リンカー配列)−(配列番号7)からなるRNAi試薬が挙げられる。
【0052】
逆向き反復配列とは、標的遺伝子並びにその逆向きの配列が適当な配列を介して並列している配列を言う。具体的には、標的遺伝子が、以下に示すn個の塩基配列から成る2本鎖を有する場合、
5’−X12......Xn-1n−3’
3’−Y12......Yn-1n−5’
その逆向き配列は以下の配列を有する。
5’−Ynn-1......Y21−3’
3’−Xnn-1......X21−5’
(ここで、Xで表される塩基とYで表される塩基において、添え字の数字が同じものは互いに相補的な塩基である)
【0053】
逆向き反復配列は上記2種の配列が適当な配列を介した配列である。逆向き反復配列としては、標的遺伝子の配列が逆向き配列の上流にある場合と、逆向き配列が標的遺伝子の配列の上流にある場合の2つの場合が考えられる。本発明で用いる逆向き反復配列は上記の何れでもよいが、好ましくは、逆向き配列が標的遺伝子の配列の上流に存在する。
【0054】
標的遺伝子の配列とその逆向き配列の間に存在する配列は、RNAに転写された際にヘアピンループを形成する領域である。この領域の長さは、ヘアピンループを形成できる限り特には限定されないが、一般的には、0bpから700bpであり、好ましくは0〜300bp程度、より好ましくは0〜100bp程度である。この配列の中には制限酵素部位が存在していてもよい。
【0055】
本発明では、哺乳動物で作動可能なプロモーター配列の下流に標的遺伝子の逆向き反復配列を組み込むことにより、哺乳動物の細胞内において標的遺伝子の逆向き反復配列を発現させることができる。本発明で用いるプロモーター配列は、哺乳動物で作動可能であれば特に限定されない。
【0056】
さらに本発明によれば、上記した二本鎖RNAまたはDNAを含むアポトーシス抑制剤が提供される。上記した二本鎖RNAまたはDNAを用いて、Bim遺伝子の転写および/または翻訳を抑制してアポトーシスを抑制することにより、アポトーシスの促進が病態に関与している疾患(例えば、アルツハイマー病などの神経変性疾患)を治療することができる。例えば、上記した二本鎖RNAまたはDNAは、細胞への取り込みを助けるために使用される、細胞膜との親和性の高い適当な担体(例えばリポソームやコレステロール等)と一緒に患者の患部又は全身に注射などにより投与し、患者の細胞に取り込ませてアポトーシスを抑制することにより、上記疾患を治療することができる。有効成分である二本鎖RNAまたはDNAの投与量としては、一般的には一回につき体重1kgあたり0.1μg〜10mg程度の範囲である。
【0057】
(6)本発明のアポトーシス誘導タンパク質を利用したアポトーシスの制御
本明細書中の(3)アポトーシス誘導タンパク質(Bim)に対する抗体を用いたアポトーシス抑制剤、(4)オリゴヌクレオチド及びアンチセンスオリゴヌクレオチド、及び(5)RNAiによるアポトーシス抑制、に記載した通り、本発明のアポトーシス誘導タンパク質(Bim)の発現および/又は機能を阻害することにより、アポトーシスを抑制することが可能である。このように本発明のアポトーシス誘導タンパク質の発現および/又は機能を阻害することによりアポトーシスを抑制する方法は全て本発明の範囲内のものである。
【0058】
アポトーシスを抑制する方法の具体例としては、アポトーシスの促進を伴う疾病の治療の他、アポトーシスによる細胞死を抑制する方法を挙げることができ、例えば、以下の(a)有用タンパク質の生産、及び(b)移植細胞・移植臓器に記載の利用例などが挙げられる。
【0059】
(a)有用タンパク質の生産
抗体産生細胞株(ハイブリドーマ)やウイルスベクター産生細胞株などの有用タンパク質を生産する細胞株は、長期間培養している間に生産されるタンパク質の細胞障害性により細胞死を引き起こす場合がある。また、これらの細胞株では培養液中の血清を取り除くことでタンパク質の生産をより効率的に行うことが可能であるが、血清非存在下では細胞死を誘導してしまうという問題がある。このような細胞死の多くはアポトーシスによるものであることが知られている。従って、本発明の手法によりアポトーシスを抑制することにより、有用タンパク質の生産効率を上昇させることが可能になる。
【0060】
(b)移植細胞・移植臓器
パーキンソン病の治療の際、死亡胎児の神経細胞やドーパミン生産細胞を患者の脳内に移植する手法が用いられている。また輸血や骨髄移植、遺伝子治療におけるex vivo法など自家若しくは他者の細胞を患者に導入する細胞移植療法も行われている。移植細胞は、一般的にアポトーシスなどによる細胞死を起こし、長期維持が困難である。従って、本発明の手法によりアポトーシスを抑制することにより、臓器移植や細胞移植療法において効果をあげることができる。
【0061】
さらに、本発明のアポトーシス誘導タンパク質の発現および/又は機能を阻害する物質を含むアポトーシス抑制剤も本発明の範囲内である。本発明のアポトーシス誘導タンパク質の発現および/又は機能を阻害する物質の具体例としては、本明細書中上記(4)に記載の抗体、(5)に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド、及び(6)に記載の二本鎖RNAまたはそれをコードするDNAなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0062】
さらに上記とは反対に、アポトーシス誘導タンパク質(Bim)の発現および/又は機能を増大することによってアポトーシスを促進する方法も本発明の範囲内であり、同様にアポトーシス誘導タンパク質(Bim)の発現および/又は機能を増大する物質を含むアポトーシス促進剤も本発明の範囲内である。
アポトーシス誘導タンパク質(Bim)の発現および/又は機能を増大する方法としては、Bimをコードする遺伝子を細胞に導入する方法、該遺伝子のプロモーター領域に作用してその発現を増大する因子またはそれをコードする遺伝子を細胞に導入する方法などが挙げられる。
【0063】
また、アポトーシスの抑制または促進の有無並びにその程度は、本明細書中上記した顕微鏡観察、TUNEL法、DNAラダー検出法、DNAの断片化率の定量、細胞のサイズ分布測定などの手法により検出することができる。
【0064】
(7)アポトーシス調節物質のスクリーニング方法
本発明により同定されたアポトーシス誘導タンパク質(Bim)の発現および/又は機能の変化を指標とすることにより、アポトーシスを抑制又は促進する物質をスクリーニングすることができる。スクリーニングの一例としては、Bimをコードする遺伝子を有する細胞をTGF−βと一緒に、被験物質の存在下および非存在下において培養し、被験物質の有無に応じた当該Bimの発現および/又は機能の変化を指標として、アポトーシスを抑制又は促進する物質をスクリーニングすることができる。
【0065】
アポトーシス誘導タンパク質のmRNAレベルでの発現量の測定は、ノザンブロットまたはRT−PCR等の常法により行うことができ、またタンパク質レベルでの発現量の測定は、本明細書中上記(3)記載の抗体を用いたウエスタンブロット又はELISA等の通常の免疫分析により行なうことができる。具体的には、モレキュラークローニング第2版又はカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載された当業者に公知の常法により行うことができる。
【0066】
また、アポトーシス誘導タンパク質の機能の変化の分析は、アポトーシス誘導が抑制または促進の有無または程度を測定することにより分析することができる。アポトーシス誘導の上記測定については、本明細書中上記した顕微鏡観察、TUNEL法、DNAラダー検出法、DNAの断片化率の定量、細胞のサイズ分布測定等により行なうことができる。
【0067】
本発明のスクリーニング方法に供される被験物質としては任意の物質を使用することができる。被験物質の種類は特に限定されず、個々の低分子合成化合物でもよいし、天然物抽出物中に存在する化合物でもよく、合成ペプチドでもよい。あるいは、被験化合物はまた、化合物ライブラリー、ファージディスプレーライブラリーもしくはコンビナトリアルライブラリーでもよい。被験物質は、好ましくは低分子化合物であり、低分子化合物の化合物ライブラリーが好ましい。化合物ライブラリーの構築は当業者に公知であり、また市販の化合物ライブラリーを使用することもできる。
【0068】
アポトーシスは、正常な生理学的過程以外にも、癌、自己免疫疾患(例えば、全身性エリテマトーデス、慢性関節リウマチ、多発性硬化症等など)、神経変性疾患等の重篤な疾患の発症にも関与していることが知られている。例えば、癌細胞の悪性化は、癌細胞におけるアポトーシスの過程が阻害され、本来死滅するべき細胞が増殖し続けることによって引き起こされると考えられている(Harris,C.C., (1996)J. Natl. Cancer Instit., 88, 1442-1445)。また、自己免疫疾患は、本来、発生過程でアポトーシスによって除去されるはずの自己の抗原に対して反応する免疫細胞が、アポトーシス制御の異常により除去されなくなったことが原因で発症する(Rieux-Laucat,F. et al., (1995) Science, 268, 1347-1349)。神経変性疾患(例えば、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、ハンチントン舞踏病など)は、アポトーシスの異常な亢進が原因と考えられている(Wolozin, B., et al., (1996) Science, 274, 1710-1713)。
【0069】
従って、上記した本発明のアポトーシス抑制物質は、特に神経変性疾患の治療剤として有効であると考えられる。また、アポトーシス促進物質は、特に各種の癌の治療やリウマチなどの自己免疫疾患の治療剤として有効であると考えられる。
【0070】
上記の本発明によるアポトーシス抑制物質及びアポトーシス促進物質を有効成分として含むアポトーシスが関与する疾患の治療薬は、経口または非経口的に全身又は局所的に投与することができる。非経口的な投与方法としては、点滴などの静脈内注射、筋肉内注射、腹腔内注射、皮下注射などを挙げることができる。患者の年齢、症状により適宜投与方法を選択することができる。その投与量は、年齢、投与経路、投与回数により異なり、当業者であれば適宜選択できる。
【0071】
非経口投与に適した製剤形態として、例えば安定剤、緩衝剤、保存剤、等張化剤等の添加剤を含有したものは挙げられ、さらに薬学的に許容される担体や添加物を含むものでもよい。このような担体及び添加物の例として、水、有機溶剤、高分子化合物(コラーゲン、ポリビニルアルコールなど)、ステアリン酸、ヒト血清アルブミン(HSA)、マンニトール、ツルビトール、ラクトース、界面活性剤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0072】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【0073】
【実施例】
実施例1:TGF-β標的遺伝子のスクリーニング
2×106のA549細胞に10 mlのOpti MEM培地 (0.02%FBS) を加え、24時間後、1 ng/mlになるようにTGF-β1(R&D) を加え1時間放置した。Total RNAの回収にはRNeasy Mini kit (QIAGEN) を用い、poly(A)+RNAの調製にはOligotex-dT30〈super〉(JRS) を使用した。その後、TGF-β1を1時間処理したA549細胞のPoly(A)+RNAから作成したcDNAから、TGF-β1を処理していないA549細胞のPoly(A)+RNAから作成したcDNAを差し引くことによりサブトラクションを行った。サブトラクションはCLONTECH PCR-SelectTM cDNA Subtraction Kit (CLONTECH) のプロトコールに従って行った。サブトラクションにより得られたライブラリーをPCRし、マイクロアレイを作成した。マイクロアレイには、プローブとして、TGF-β1を1時間処理したA549細胞から回収したPoly(A)+RNAを Cy5でラベルしたcDNAとTGF-β1を処理していないA549細胞から回収したPoly(A)+RNAをCy3でラベルしたcDNAを使用し、1つのマイクロアレイに対して両プローブをハイブリダイゼーションすることで発現の変化する遺伝子を解析した。その結果、TGF-β1により発現量に有意な差を示す新規遺伝子として、Bimを同定した。
【0074】
実施例2:TGF-β1によるBimの発現誘導
BimがTGF-β処理により発現誘導されることを確認するためにBimのORF(配列表の配列番号3に示すBimADのORF)の領域をプローブとしてノーザンハイブリダイゼーションを行った。RNA回収のために、A549細胞はOpti MEM培地、HaCaT細胞とHep3B細胞とHUH7細胞はDMEM培地で培養した。2×106の細胞に10 mlの適当な培地 (0.02 % FBS) を加え、24時間後、1 ng/mlになるようにTGF-β1 (R&D)を加え1時間放置した。Total RNAの回収にはRNeasy Mini kit (QIAGEN) を用い、poly(A)+RNAの調製にはOligotex-dT30〈super〉(JRS)を使用した。ノーザンハイブリダイゼーションには、TGF-β1を1時間処理した細胞と未処理の細胞から回収したPoly(A)+RNA 2 μgを使用し、BimのORFの領域をプローブとした。G3PDHはローディングコントロールとして、PAI-1はTGF-β1応答のポジティブコントロールとして使用した。
【0075】
結果を図1に示す。図1の結果から、全ての細胞でTGF-β1によってBimの発現が誘導されることが示された。
【0076】
実施例3:Bimのレポーターコンストラクション
BimのORFをNCBIのBLASTNのhttgで検索し、BACクローンRP11-438K19を選択した。RP11-438K19がNCBIのhuman genomeのDNA塩基配列と比較して異常がないことを確認し、BimのORFより5.7kb上流までのDNA断片(塩基配列を配列表の配列番号5に示す)をpGL3 promoter vector (Promega) に導入したレポーターを作成した。図3にBimのレポーターコンストラクションの概要を示す。
【0077】
実施例4:Bimのレポーターコンストラクションに対するSmadの効果
Bimのレポーターコンストラクションを1×105のHep3B細胞にEffecteneTM Transfection Reagent (QIAGEN) を使用して遺伝子導入した。コントロールにはpGL3 basic vector、ポジティブコントロールには3TPLux、インターナルコントロールにはpRLTKを使用した。遺伝子導入には、1 wellにつきレポーターを0.1μg、発現ベクターを0.1 μg、インターナルコントロールを0.001μg使用した。レポーターを導入して18時間後、10 ng/mlになるようにTGF-β1 (R&D) を加え、24時間放置した。ルシフェラーゼの測定はDual -Luciferase Repoter Assay system (Promega) を使用した。ルシフェラーゼアッセイを行った。結果を図2に示す。図2の結果から、BimはSmad3とSmad4依存的に転写が活性化することが示唆された。
【0078】
実施例5:TGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対するBimの欠失変異体の効果
(1)Bimの欠失変異体の構築
欠失変異体はBimAD のcDNAをテンプレートとしてPCRにより作成した。
BMprimer 1 5'-ATATGAATTCATGGCAAAGCAACCTTCTG-3'(配列番号8)
BMprimer 2 5'-ATATGAATTCGGGGCCCCTACCTCCCTACA-3'(配列番号9)
BMprimer 3 5'-ATATGAATTCATGCGCCCAGAGATATGGA-3'(配列番号10)
BMprimer 4 5'-ATATGAATTCTTGCGGCGTATCGGAGACG-3'(配列番号11)
BMprimer 5 5'-ATATCTCGAGGTTAAACTCGTCTCCGATAC-3'(配列番号12)
BMprimer 6 5'-ATATCTCGAGTCAATGCATTCTCCACACCAG-3'(配列番号13)
【0079】
BimSΔN30 : BimSのアミノ酸配列中の31番目から76番目までのアミノ酸配列のC末にLeu Gly Lysが付加したアミノ酸配列
BimSΔN51 : BimSのアミノ酸配列中の52番目から76番目までのアミノ酸配列のC末にLeu Gly Lysが付加したアミノ酸配列
BimSΔN61 : BimSのアミノ酸配列中の62番目から76番目までのアミノ酸配列のC末にLeu Gly Lysが付加したアミノ酸配列
BimSΔC70 : BimSのアミノ酸配列中の1番目から70番目までのアミノ酸配列
BH3 : BimSのアミノ酸配列中の62番目から70番目までのアミノ酸配列
【0080】
(2) TGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対するBimの欠失変異体の効果
LacZ発現plasmidとともに上記(1)で構築したそれぞれのBim欠失変異体を1×104のHep3B細胞にEffecteneTM Transfection Reagent (QIAGEN) を使用して遺伝子導入を行った。遺伝子導入には、発現ベクターを0.1μg、LacZ発現plasmidを0.025 μg使用した。遺伝子導入して18時間後、DMEM培地 (0 % FBS) に交換し、5 ng/mlになるようにTGF-β1を加え24時間培養した。TGF-β1を処理して24時間後、1 % グルタルアルデヒドで固定し、X-gal染色した。本研究ではwell上の全ての青色に染色された細胞をカウントし、青色に染色された細胞を生存した細胞とした。結果を図4に示す。図4の結果から、TGF-β1によって誘導されるアポトーシスはBimSΔN51の遺伝子導入によって抑制されることが示された。
【0081】
実施例6:Bimによって誘導されるアポトーシスに対するBimのドミナントネガティブ変異体の効果
0.025μgのLacZ発現plasmidとともに0.05μgのBim発現plasmidと0.01μg、0.025μg、0.05μg、0.1μgのBimSΔN51発現plasmidを1×104のHep3B細胞にEffecteneTM Transfection Reagent (QIAGEN) を使用して遺伝子導入を行った。遺伝子導入して24時間後、1 % グルタルアルデヒドで固定し、X-gal染色した。結果を図5に示す。図5の結果から、Bimによって誘導されるアポトーシスはBimSΔN51 dose dependentに抑制され、BimSΔN51はBimのドミナントネガティブ変異体であることが示唆された。
【0082】
実施例7:TGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対するBimのドミナントネガティブ変異体の効果
0.025μgのLacZ発現vectorとともに0.01μg、0.025μg、0.05μg、0.1μgのBimSΔN51発現vectorを1×104のHep3B細胞にEffecteneTM Transfection Reagent (QIAGEN) を使用して遺伝子導入を行った。遺伝子導入して18時間後、DMEM培地 (0 % FBS) に交換し、5 ng/mlになるようにTGF-β1を加え24時間培養した。TGF-β1を処理して24時間後、1 % グルタルアルデヒドで固定し、X-gal染色した。結果を図6に示す。図6の結果から、TGF-β1によって誘導されるアポトーシスはBimSΔN51 dose dependentに抑制され、BimはTGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対し重要な働きをしていることが示唆された。
【0083】
実施例8:BimのRNAiを発現するvectorの構築
BimのRNAiを発現するvectorは、BimSの92番目から123番目のDNA塩基配列をもとに合成オリゴ(Bim RNAi F1とBim RNAi R1)を作成した。アニーリングには、48μlのannealing buffer [100 mM potassium acetate、30 mM HEPES-KOH(pH7.4)、2 mM Mg acetate]に、1μlのBim RNAi F1(100 pmol)と1μlのBim RNAi R1(100 pmol)を加え、95℃で4分、70℃で10分処理した後、室温で30分放置した。その後、アニーリングした合成オリゴをpSHAGのBse RI-Bam HIサイトに挿入した(pSHAG-BimRNAi)。図7に、BimのRNAiを発現するvectorの構築の概要を示す。
【0084】
合成オリゴ
Bim RNAi F1
5'-tggctctgtctgtagggaggtaggggccgaagcttgggcccctacctccctacagacagagccacaatttttt -3'(配列番号14)
Bim RNAi R1
5'-gatcaaaaaattgtggctctgtctgtagggaggtaggggcccaagcttcggcccctacctccctacagacagagccacg -3'(配列番号15)
【0085】
実施例9:Bimによって誘導されるアポトーシスに対するBim RNAiの効果
0.025μgのLacZ発現plasmidとともに0.05μgのBim発現plasmidと0.01μg、0.025μg、0.05μg、0.1μgのpSHAG-BimRNAiを1×104のHep3B細胞にEffecteneTM Transfection Reagent (QIAGEN) を使用して遺伝子導入を行った。遺伝子導入して24時間後、1 % グルタルアルデヒドで固定し、X-gal染色した。結果を図8に示す。図8の結果から分かるように、Bimによって誘導されるアポトーシスはBimのRNAiによって抑制された。
【0086】
実施例10:TGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対するBim RNAiの効果 0.025μgのLacZ発現plasmidとともに0.1μgのpSHAG-BimRNAiを1×104のHep3B細胞にEffecteneTM Transfection Reagent (QIAGEN) を使用して遺伝子導入を行った。遺伝子導入して18時間後、DMEM培地 (0 % FBS) に交換し、5 ng/mlになるようにTGF-β1を加え24時間培養した。TGF-β1を処理して24時間後、1 % グルタルアルデヒドで固定し、X-gal染色した。結果を図9に示す。図9の結果から、TGF-β1によって誘導されるアポトーシスはBimのRNAiによって抑制され、BimはTGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対し重要な働きをしていることが示唆された。
【0087】
【発明の効果】
本発明によれば、新規なアポトーシス誘導遺伝子が同定された。本発明の遺伝子を利用することにより、本遺伝子の各組織での発現を検出したり、アポトーシス誘導タンパク質を遺伝子工学的に製造することができる。さらに、本発明の遺伝子を利用することにより、アポトーシス関連疾患の診断及びアポトーシス抑制剤または促進剤をスクリーニングすることができる。更に、本発明の遺伝子は、アポトーシス抑制を目的とする遺伝子治療やアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた疾患の予防法及び治療法の開発に極めて有用である。
【0088】
【配列表】

Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102

【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、TGF-β1によるBimの発現誘導の実験結果を示す。
【図2】図2は、Bimのレポーターコンストラクションに対するSmadの効果に関する実験結果を示す。
【図3】図3は、Bimのレポーターコンストラクションの概要を示す。
【図4】図4は、TGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対するBimの欠失変異体の効果に関する実験結果を示す。
【図5】図5は、Bimによって誘導されるアポトーシスに対するBimのドミナントネガティブ変異体の効果に関する実験結果を示す。
【図6】図6は、TGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対するBimのドミナントネガティブ変異体の効果に関する実験結果を示す。
【図7】図7は、BimのRNAiを発現するvectorの構築の概要を示す。
【図8】図8は、Bimによって誘導されるアポトーシスに対するBim RNAiの効果に関する実験結果を示す。
【図9】図9は、TGF-β1によって誘導されるアポトーシスに対するBim RNAiの効果に関する実験結果を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for regulating apoptosis derived from TGFβ. More specifically, the present invention relates to a method for regulating apoptosis using a gene that is highly expressed when apoptosis is induced by TGF-β. The present invention also relates to a drug screening method.
[0002]
[Prior art]
Apoptosis refers to the process by which an observed cell dies in programmed cell death in cell and individual development, differentiation, maturation, or in cell death induced under various circumstances. Apoptosis is believed to occur under various physiological conditions. Its morphological characteristics can include lack of contact with surrounding cells, cytoplasmic enrichment, chromatin condensation and nuclear condensation related to endonuclease activity, nuclear segmentation, etc. Disappearance of microvilli, smoothing of the cell surface (cell surface blebbing) is also observed. In addition, the phenomenon of DNA fragmentation due to endonuclease activity has been observed, and it has been discussed as a mechanism by which the final fragment of apoptic cells is phagocytosed by neighboring cells [Immunology Today,7(4), 115-119 (1986)].
[0003]
Apoptosis has been found to have important implications in various diseases, and various attempts have recently been made to diagnose, prevent and treat these diseases by inducing or suppressing apoptosis of cells. Yes.
[0004]
Apoptosis, also called programmed cell death, refers to a type of cell death that occurs in many tissues as a normal physiological process, and is caused by the activation of a genetic program that is inherent in the cell itself. And finally, these apoptotic cells are removed by surrounding phagocytes without causing inflammation (Shigekazu Nagata, (1998) Experimental Medicine, Vol. 16, 1242-1246). Apoptosis is known to be involved in the development of serious diseases such as cancer, autoimmune diseases, and neurodegenerative diseases in addition to normal physiological processes. Therefore, development of a method for inducing or inhibiting apoptosis and a drug useful for these methods are eagerly desired as a treatment method for the above diseases. Regarding the induction mechanism of apoptosis, for example, Fas antigen and tumor necrosis factor receptor ligand bind to those receptors localized on the surface of animal cells to induce apoptosis (Nagata, S., ( 1997) Cell, 88, 355-365), and killing of cancer cells by anti-cancer drugs or X-ray irradiation occurs by activating intracellular pathways that induce apoptosis (Haldar, S., et al., (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 4507-4511) was elucidated in detail.
[0005]
[Non-Patent Document 1]
Immunology Today,7(4), 115-119 (1986)
[Non-Patent Document 2]
Shigetaka Nagata, (1998) Experimental Medicine, Vol.16, 1242-1246
[Non-Patent Document 3]
Nagata, S., (1997) Cell, 88, 355-365
[Non-Patent Document 4]
Haldar, S., et al., (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 4507-4511
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
If a gene that is activated and specifically expressed when apoptosis is induced in a cell is provided, the expression level, structure, and function of each cell, and analysis of the expression product are performed to analyze apoptosis or its related. It becomes possible to elucidate the pathology of the disease, and to establish a diagnosis and treatment method thereof.
[0007]
A first object of the present invention is to identify a protein useful for searching for an apoptosis-inhibiting substance and an apoptosis-promoting substance and a gene encoding the same, and to regulate apoptosis derived from TGFβ by using the gene Is to provide.
A second object of the present invention is to provide a method for screening an apoptosis inhibitor or apoptosis promoting substance that acts by targeting the above gene, and an apoptosis inhibitor or apoptosis promoting substance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have intensively studied in order to solve the above-mentioned problems, and have advanced comprehensive isolation of genes induced by TGF-β using a microarray. In the process, Bim was identified as a gene showing a significant difference in expression level by TGF-β. The present inventors further studied and demonstrated that Bim's RNAi effect can suppress apoptosis induced by TGF-β. The present invention has been completed based on these findings.
[0009]
That is, according to the present invention, the following inventions are provided.
(1) A method for regulating apoptosis derived from TGFβ, comprising regulating the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim.
(2) A method for suppressing apoptosis, comprising inhibiting the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim.
(3) An apoptosis inhibitor comprising a substance that inhibits the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim.
(4) A method for promoting apoptosis, comprising increasing the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim.
(5) An apoptosis promoter comprising a substance that increases the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim.
[0010]
(6) A diagnostic agent for apoptosis, comprising an oligonucleotide comprising at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of the apoptosis-inducing gene Bim, or an antisense oligonucleotide having a sequence complementary to the oligonucleotide.
(7) An apoptosis inhibitor comprising an antisense oligonucleotide having a sequence complementary to an oligonucleotide comprising at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of the apoptosis-inducing gene Bim.
(8) An apoptosis inhibitor comprising a double-stranded RNA comprising at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of RNA transcribed from the base sequence of the apoptosis-inducing gene Bim, or a DNA encoding the same.
[0011]
(9) A method for screening a substance that suppresses or promotes apoptosis using changes in expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim as an index.
(10) Cells having a gene encoding the apoptosis-inducing protein Bim are cultured together with TGF-β in the presence and absence of the test substance, and the expression of the apoptosis-inducing protein Bim according to the presence or absence of the test substance and The method according to (9), wherein a substance that suppresses or promotes apoptosis is screened using a change in function as an index.
(11) An RNAi reagent having SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 7.
UGGCUCUGUC UGUAGGGAGGG UAGGGGGCC (SEQ ID NO: 6);
GGCCCCUCACC UCCCUACAGA CAGAGCCA (SEQ ID NO: 7)
(12) An RNAi reagent comprising (UGGCUCUGUCUGUAGGGAGGUAGGGGCC (SEQ ID NO: 6))-(linker sequence)-(GGCCCCUCACC UCCCUACGACAGAGCCCA (SEQ ID NO: 7)).
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(1) Apoptosis-inducing protein (Bim) and apoptosis-inducing gene (Bim) used in the present invention
The apoptosis-inducing protein (Bim) and apoptosis-inducing gene (Bim) used in the present invention used in the present invention are an apoptosis-inducing protein derived from any organism including mammals such as humans and the gene thereof. The sequence of the Bim gene is known in various organisms. For example, O'Connor, L., (1998) EMBO J, 17, 384-395, Mami, U., (2001) FEBS Letters, 509, 135-141 And Michela, M., (2002) Mol. Cell. Biol, 22, 3577-3589. To date, a number of Bcl-2 family molecules have been identified that are involved in the regulation of apoptosis. The structural feature of this family molecule is that it has some of the domains called BH1, BH2, BH3, and BH4 that have high homology to Bcl-2 and is classified into three subfamilies based on its structure and function . Bcl-2 subfamily (Bcl-2, Bcl-xL) with BH1, BH2, BH3, BH4 domains and anti-apoptotic action, Bax subfamily (Bax, with BH1, BH2, BH3 domains and pro-apoptotic action) , Bak), and BH3 only protein (Bim, Bik, Bad, Bid, Hrk / DP5, Noxa, Puma, Bmf) having only BH3 domain and pro-apoptotic action. BH3 only protein promotes apoptosis by binding to Bcl-2 and Bax subfamily via BH3 domain. The apoptotic gene (Bim) used in the present invention belongs to the BH3 only protein.
[0013]
In the present invention, it is particularly preferable to target human-derived apoptosis-inducing protein (Bim). The amino acid sequence and base sequence of human-derived apoptosis-inducing protein (Bim) are known, and examples thereof are shown in SEQ ID NOs: 1 to 4 in the sequence listing. BimSDNA base sequence and amino acid sequence are shown in SEQ ID NO: 1 and 2, BimADThe DNA base sequence and amino acid sequence are shown in SEQ ID NOs: 3 and 4.
[0014]
In the present specification, the term “apoptosis-inducing protein (Bim) or apoptosis-inducing gene (Bim)” is not limited to the above-mentioned naturally occurring wild-type protein and wild-type gene, as long as it has an activity to induce apoptosis. All of their variants or homologues are intended to be included.
[0015]
Examples of the mutant protein or homologous protein include the following.
(A) a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted and / or added in the amino acid sequence of a wild-type Bim protein and having an activity of inducing apoptosis; or
(B) a protein comprising an amino acid sequence having a homology of 95% or more with the amino acid sequence of the wild-type Bim protein and having an activity of inducing apoptosis:
[0016]
The range of “1 to several” in the “amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted and / or added” in the present specification is not particularly limited. It means 1 to 10, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, further preferably 1 to 5, and particularly preferably about 1 to 3.
[0017]
The term “amino acid sequence having 95% or more homology” as used herein means that amino acid homology is at least 95% or more, and homology is preferably 96% or more, more preferably 97% or more.
[0018]
The term “protein having an activity to induce apoptosis” as used herein means a protein having an activity capable of promoting apoptosis induction by TGF-β.
[0019]
Whether or not a certain protein has an activity capable of promoting apoptosis induction by TGF-β is determined by, for example, introducing a DNA encoding the protein into a cell in which apoptosis can be induced by TGF-β and transiently overexpressing it. In addition, when TGF-β is added to the cells to induce apoptosis, it can be detected by examining whether or not the overexpression of the DNA increases the number of cells that induce apoptosis.
[0020]
Moreover, the following are mentioned as a mutant gene or a homologous gene.
(A) a gene encoding a protein consisting of a base sequence in which one or several bases are deleted, substituted and / or added in the base sequence of a wild-type Bim gene and having an activity of inducing apoptosis; or
(B) A gene encoding a protein comprising a base sequence that hybridizes with a base sequence of a wild-type Bim gene under stringent conditions and having an activity of inducing apoptosis:
[0021]
The range of “one or several” in the “base sequence in which one or several bases are deleted, substituted and / or added” in the present specification is not particularly limited. It means 1 to 30, preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 10, particularly preferably about 1 to 5.
[0022]
As used herein, “hybridizes under stringent conditions” means that the probe is labeled under normal conditions (eg, DIG DNA Labeling kit (Cat No. 1175033, Boehringer Mannheim) at 32 ° C. In DIG Easy Hyb solution (Cat No. 1603558 manufactured by Boehringer Mannheim) and the membrane is washed in a 0.5 × SSC solution (containing 0.1% [w / v] SDS) at 50 ° C. Southern hybridization under the conditions (1 × SSC is 0.15 M NaCl, 0.015 M sodium citrate) is sufficient as long as it can hybridize to the Bim gene, as described in Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., 1989 (hereinafter abbreviated as Molecular Cloning 2nd Edition), Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997) And abbreviated as "Current Protocols in Molecular Biology").
[0023]
Examples of DNA that hybridizes under stringent conditions include DNA having a certain degree of homology with the base sequence of DNA used as a probe, for example, 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90%. More preferably, DNA having homology of 93% or more, particularly preferably 95% or more, and most preferably 98% or more is mentioned.
[0024]
(2) Acquisition of genes used in the present invention
The method for obtaining the Bim gene used in the present invention is not particularly limited. Appropriate probes and primers are prepared based on the information on the nucleotide sequences and amino acid sequences described in SEQ ID NOs: 1 to 4 in the sequence listing of the present specification, and a human cDNA library (the gene of the present invention is expressed using them). The desired gene can be isolated by selecting a desired clone from a suitable cell prepared according to a conventional method.
[0025]
The gene of the present invention can also be obtained by PCR. For example, chromosomal DNA or cDNA library derived from human cultured cells is used as a template, and PCR is performed using a pair of primers designed to amplify a desired Bim gene.
PCR reaction conditions can be set as appropriate. For example, one cycle of a reaction step consisting of 94 ° C. for 30 seconds (denaturation), 55 ° C. for 30 seconds to 1 minute (annealing), and 72 ° C. for 2 minutes (extension) For example, after 30 cycles, a condition of reacting at 72 ° C. for 7 minutes can be exemplified. The amplified DNA fragment can then be cloned into a suitable vector that can be amplified in a host such as E. coli.
[0026]
The above-described procedures such as probe or primer preparation, cDNA library construction, cDNA library screening, and target gene cloning are known to those skilled in the art. For example, Molecular Cloning 2nd Edition, Current Protocols In -It can be performed according to the method described in Molecular Biology etc.
[0027]
A gene (mutant gene) comprising a base sequence in which one or several bases are deleted, substituted and / or added in the base sequence of the Bim gene described above in the present specification and having an activity of inducing apoptosis. ) Can also be made by any method known to those skilled in the art, such as chemical synthesis, genetic engineering techniques or mutagenesis. For example, mutant DNA can be obtained by using DNA having the base sequence of the Bim gene and introducing mutation into these DNAs. Specifically, it can be carried out using a method of bringing a Bim gene base sequence into contact with a mutagen drug, a method of irradiating with ultraviolet rays, a genetic engineering method, or the like. Site-directed mutagenesis, which is one of the genetic engineering methods, is useful because it can introduce a specific mutation at a specific position. Molecular cloning 2nd edition, Current Protocols in Molecular. It can be performed according to the method described in biology and the like.
[0028]
As described above, in the base sequence of the Bim gene, various artificial treatments such as site-directed mutagenesis, random mutation by mutagen treatment, DNA fragment mutation by mutation, deletion, ligation, etc. Even if the DNA sequence is changed, any DNA can be used in the present invention as long as the DNA mutant encodes a protein having an activity of inducing apoptosis.
[0029]
The gene encoding a protein having a base sequence that hybridizes with the Bim gene base sequence described above in this specification under a stringent condition and having an activity of inducing apoptosis is a constant under the above-described conditions. It can be obtained by performing colony hybridization method, plaque hybridization method, Southern blot hybridization method or the like under hybridization conditions.
[0030]
(3) An apoptosis inhibitor using an antibody against apoptosis-inducing protein (Bim)
According to the present invention, an apoptosis inhibitor using an antibody against apoptosis-inducing protein (Bim) is provided. The antibody of the present invention may be either a polyclonal antibody or a monoclonal antibody as long as it can specifically bind to the apoptosis-inducing protein.
[0031]
Polyclonal antibodies can be prepared by separating and purifying serum obtained from animals immunized with antigen. A monoclonal antibody is a hybridoma produced by fusing an antibody-producing cell obtained from an animal immunized with an antigen and a myeloma cell, and the hybridoma is cultured or administered to an animal to cause ascites tumor. Can be prepared by separating and purifying the culture fluid or ascites fluid.
[0032]
As an antigen, a protein of the present invention is purified from various types of human cultured cells, or a recombinant vector containing a DNA encoding a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or a mutant sequence thereof or a part thereof is used in Escherichia coli, yeast. The protein can be prepared by introducing it into a host such as an animal cell or an insect cell and expressing the DNA to separate and purify it. The antigen can also be prepared by synthesizing a peptide having a partial sequence of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 using an amino acid synthesizer.
[0033]
As the immunization method, the antigen may be directly administered subcutaneously, intravenously or intraperitoneally to a non-human mammal such as a rabbit, goat, rat, mouse or hamster. Appropriate adjuvants such as hemocyanin, bovine serum albumin, bovine thyroglobulin, etc., combined with a highly antigenic carrier protein, or Freund's complete adjuvant (Complete Freund's Adjuvant), aluminum hydroxide gel, pertussis vaccine, etc. It is also preferred to administer with.
[0034]
The antigen can be administered 3 to 10 times every 1 to 2 weeks after the first administration. Three to seven days after each administration, blood is collected from the fundus venous plexus, and whether or not the serum reacts with the antigen used for immunization is determined by measuring the antibody titer according to an enzyme immunoassay or the like. A non-human mammal whose serum exhibits a sufficient antibody titer against the antigen used for immunization can be used as a source of serum or antibody-producing cells. Polyclonal antibodies can be prepared by separating and purifying the above serum.
[0035]
The monoclonal antibody is produced by fusing the antibody-producing cells and myeloma cells derived from a non-human mammal to produce a hybridoma, and culturing the hybridoma or administering to the animal to cause the animal to undergo ascites tumor, It can be prepared by separating and purifying fluid or ascites. As antibody-producing cells, spleen cells, lymph nodes, antibody-producing cells in peripheral blood can be used, and spleen cells can be used particularly preferably.
[0036]
As myeloma cells, 8-azaguanine resistant mouse (BALB / c-derived) myeloma cell line P3-X63Ag8-U1 (P3-U1) strain [Current Topics in Microbiology and Immunology, 18, 1-7 (1978) ], P3-NS1 / 1-Ag41 (NS-1) strain [European J. Immunology, 6,511-519 (1976)], SP2 / 0-Ag14 (SP-2) strain [Nature, 276, 269-270 (1978)] , P3-X63-Ag8653 (653) strain [J.Immunology, 123,1548-1550 (1979)], P3-X63-Ag8 (X63) strain [Nature, 256,495-497 (1975)] Cells can be used.
[0037]
Hybridoma cells can be prepared by the following method. First, antibody-producing cells and myeloma cells are mixed, suspended in a HAT medium [medium in which hypoxanthine, thymidine, and aminopterin are added to a normal medium] and then cultured for 7 to 14 days. After culturing, a portion of the culture supernatant is taken and an enzyme immunoassay or the like is selected that reacts with the antigen and does not react with the protein not containing the antigen. Subsequently, cloning is performed by a limiting dilution method, and a cell having a stable and high antibody titer determined by an enzyme immunoassay is selected as a monoclonal antibody-producing hybridoma cell. Monoclonal antibodies can be prepared by separating and purifying from a culture solution obtained by culturing hybridoma cells or from ascites obtained by administering the hybridoma cells into the peritoneal cavity of an animal to cause ascites cancer.
[0038]
Methods for separating and purifying polyclonal or monoclonal antibodies include centrifugation, ammonium sulfate precipitation, caprylic acid precipitation, or DEAE-Sepharose column, anion exchange column, protein A or G column, or gel filtration column. Examples of the method include a method of processing a single method or a combination of the methods based on lithography.
[0039]
In the present specification, an antibody includes not only a full-length antibody but also an antibody fragment. The antibody fragment is preferably a functional fragment, for example, F (ab ')2, Fab 'and the like. F (ab ')2, Fab ′ is produced by treating immunoglobulin with a proteolytic enzyme (for example, pepsin or papain), before and after the disulfide bond existing between two H chains in the hinge region. It is an antibody fragment produced by digestion.
[0040]
When the antibody of the present invention is used for the purpose of administration to humans, it is preferable to use a humanized antibody or a humanized antibody in order to reduce immunogenicity. These humanized antibodies and humanized antibodies can be prepared using mammals such as transgenic mice. Regarding humanized antibodies, for example, Morrison, SL et al. [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81: 6851-6855 (1984)], Hiroshi Noguchi [Ayumi of Medicine 167: 457-462 (1993)]. 〕It is described in. A humanized chimeric antibody can be prepared by joining the V region of a mouse antibody and the C region of a human antibody by genetic recombination. Humanized antibodies can be produced by substituting regions other than complementarity determining sites (CDRs) from mouse monoclonal antibodies with sequences derived from human antibodies.
Furthermore, among the above, an antibody that can specifically bind to the apoptosis-inducing protein (Bim) identified in the present invention and inhibit its function can be used as an apoptosis inhibitor.
[0041]
When the antibody of the present invention is used as an apoptosis inhibitor in the form of a pharmaceutical composition, the antibody is used as an active ingredient, and further a pharmaceutically acceptable carrier, diluent (for example, an immunogenic adjuvant, etc.) A pharmaceutical composition can be prepared using a stabilizer or an excipient. Apoptosis inhibitors comprising the antibodies of the invention can be sterile filtered and lyophilized and formulated into dosage forms in dosage vials or stabilized aqueous preparations.
[0042]
Administration to a patient can be performed by methods known to those skilled in the art, such as intraarterial injection, intravenous injection, and subcutaneous injection. The dose varies depending on the weight and age of the patient, the administration method, etc., but those skilled in the art can appropriately select an appropriate dose. The dose of the antibody as the active ingredient is generally in the range of about 0.1 μg to 100 mg per kg body weight per time. The antibody of the present invention exhibits a therapeutic effect on diseases associated with the promotion of apoptosis by suppressing apoptosis.
[0043]
(4) Oligonucleotides and antisense oligonucleotides
Based on the base sequence information of the Bim gene revealed by the present invention, the expression of the Bim gene in various human tissues, for example, by using a probe or primer having a part or all of the base sequence of the gene. Can be detected. Detection of the expression of the Bim gene can be performed by a conventional method such as Northern blot or RT-PCR. The Bim gene identified in the present invention is a gene involved in the induction of cell apoptosis. As described later, since apoptosis is involved in various diseases, apoptosis-related diseases can be diagnosed by detecting the expression of the Bim gene.
[0044]
When PCR is performed, the primer is not particularly limited as long as it can specifically amplify only the Bim gene, and can be appropriately set based on the known sequence information of the Bim gene. For example, an oligonucleotide containing at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of the Bim gene, and an antisense oligonucleotide having a sequence complementary to the oligonucleotide can be used as a probe or primer. More specifically, it has an oligonucleotide having a base sequence of 10 to 60 residues, preferably 10 to 40 residues in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, and a sequence complementary to the oligonucleotide. Antisense oligonucleotides can be used.
[0045]
The above-described oligonucleotides and antisense oligonucleotides can be produced by a conventional method using a DNA synthesizer. Examples of the oligonucleotide or antisense oligonucleotide include, for example, a sense primer corresponding to the base sequence on the 5 ′ end side and an antisense primer corresponding to the base sequence on the 3 ′ end side in a part of the base sequence of mRNA to be detected. Can be mentioned. The sense primer and the antisense primer are oligonucleotides whose melting temperature (Tm) and the number of bases do not change extremely, and include those having about 10 to 60 bases, those having about 10 to 40 bases. Is preferred. In the present invention, the above-described oligonucleotide derivatives can also be used, and for example, the methyl form or phosphorothioate form of the oligonucleotide can be used.
[0046]
Furthermore, in the present invention, apoptosis of a cell can be suppressed by introducing the above-described antisense oligonucleotide into the cell to suppress transcription and translation of the Bim gene. That is, according to the present invention, there is provided an apoptosis inhibitor comprising an antisense oligonucleotide having a sequence complementary to an oligonucleotide containing at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of the Bim gene.
[0047]
The method for introducing an antisense oligonucleotide into a cell can be performed in the same manner as the method for introducing a recombinant vector. Cell apoptosis detection methods are not particularly limited, and examples include microscopic observation, TUNEL method, DNA ladder detection method, quantification of DNA fragmentation rate, and cell size distribution measurement.
[0048]
In the microscopic observation, cell shape changes characteristic of apoptosis, for example, concentration of nuclei, condensation of chromatin, atrophy of organelles, formation of apoptotic bodies, contraction of whole cells, etc. are observed. The TUNEL method is a method of detecting a DNA cleavage end caused by apoptosis by labeling with biotin or digoxigenin using terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT). The DNA ladder detection method detects the fragmentation of chromatin DNA caused by apoptosis by extracting DNA from cells and performing agarose gel electrophoresis, and the fragmented DNA is detected in a ladder form. . The quantification of the DNA fragmentation rate is a method in which only fragmented low molecular weight DNA is extracted and the DNA is quantified using diphenylamine. The cell size distribution measurement is a method in which cell shrinkage and fragmentation occur due to apoptosis and a small size cell increases using a particle size measuring device such as a Coulter multisizer. By these methods, it is possible to detect whether the cell is undergoing apoptosis.
[0049]
By using the antisense oligonucleotide of the present invention described above to suppress apoptosis by inhibiting transcription and / or translation of the Bim gene, a disease in which promotion of apoptosis is involved in the pathological condition (for example, Alzheimer's disease, etc.) Neurodegenerative diseases and the like). For example, an antisense oligonucleotide is administered by injection or the like to an affected area or whole body of a patient together with an appropriate carrier (for example, liposome or cholesterol) having a high affinity with a cell membrane, which is used to assist cellular uptake. However, the above-mentioned diseases can be treated by suppressing the apoptosis by incorporating into the patient's cells. The dosage of the antisense oligonucleotide, which is an active ingredient, is generally in the range of about 0.1 μg to 100 mg per kg of body weight per time.
[0050]
(5) Inhibition of apoptosis by RNAi
Furthermore, in the present invention, it is also possible to suppress apoptosis using RNAi instead of using the antisense oligonucleotide described in (4) above.
RNAi (RNAinterference) is a phenomenon in which the expression of a target gene is suppressed when RNA (double stranded RNA: dsRNA) in which a part of mRNA encoding a part of a target gene is double-stranded is introduced into a cell. .
[0051]
That is, according to the present invention, a double-stranded RNA comprising at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of RNA transcribed from the base sequence of the apoptosis-inducing gene (Bim gene) of the present invention, or a DNA encoding the same. Provided. Examples of DNA encoding double-stranded RNA include DNA having an inverted repeat sequence of an apoptosis-inducing gene (Bim gene) or a partial sequence thereof.
By introducing a DNA having such an inverted repeat sequence into a mammalian cell, the inverted repeat sequence of the target gene can be expressed in the cell, whereby the target gene (Bim gene) can be expressed by the RNAi effect. It becomes possible to suppress the expression.
Specific examples of the RNAi reagent of the present invention include RNAi reagents having SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 7, particularly RNAi reagents comprising (SEQ ID NO: 6)-(linker sequence)-(SEQ ID NO: 7).
[0052]
The inverted repeat sequence refers to a sequence in which the target gene and the reverse sequence thereof are arranged in parallel via an appropriate sequence. Specifically, when the target gene has a double strand consisting of n base sequences shown below,
5'-X1X2. . . . . . Xn-1Xn-3 '
3'-Y1Y2. . . . . . Yn-1Yn-5 '
The reverse sequence has the following sequence.
5'-YnYn-1. . . . . . Y2Y1-3 '
3'-XnXn-1. . . . . . X2X1-5 '
(Here, in the base represented by X and the base represented by Y, those with the same subscript number are complementary bases)
[0053]
The inverted repeat sequence is a sequence in which the above two sequences are arranged through appropriate sequences. As the inverted repeat sequence, there are two cases where the target gene sequence is upstream of the reverse sequence and when the reverse sequence is upstream of the target gene sequence. The inverted repeat sequence used in the present invention may be any of the above, but preferably the inverted sequence is present upstream of the sequence of the target gene.
[0054]
The sequence existing between the sequence of the target gene and its reverse sequence is a region that forms a hairpin loop when transcribed into RNA. The length of this region is not particularly limited as long as a hairpin loop can be formed, but is generally 0 bp to 700 bp, preferably about 0 to 300 bp, more preferably about 0 to 100 bp. A restriction enzyme site may be present in this sequence.
[0055]
In the present invention, the inverted repeat sequence of the target gene can be expressed in the mammalian cell by incorporating the inverted repeat sequence of the target gene downstream of the promoter sequence operable in the mammal. The promoter sequence used in the present invention is not particularly limited as long as it is operable in mammals.
[0056]
Furthermore, according to the present invention, an apoptosis inhibitor containing the above-described double-stranded RNA or DNA is provided. By using the above-described double-stranded RNA or DNA to suppress the transcription and / or translation of the Bim gene to suppress apoptosis, a disease in which the promotion of apoptosis is involved in the pathological condition (for example, nerves such as Alzheimer's disease) Degenerative diseases) can be treated. For example, the above-mentioned double-stranded RNA or DNA is used in the affected area or whole body of a patient together with an appropriate carrier (for example, liposome, cholesterol, etc.) having a high affinity for the cell membrane, which is used for assisting cellular uptake. The above diseases can be treated by administering by injection or the like and taking them into the cells of the patient to suppress apoptosis. The dosage of the double-stranded RNA or DNA that is an active ingredient is generally in the range of about 0.1 μg to 10 mg per kg of body weight per time.
[0057]
(6) Control of apoptosis using the apoptosis-inducing protein of the present invention
As described in (3) Apoptosis inhibitor using antibody against apoptosis-inducing protein (Bim), (4) Oligonucleotide and antisense oligonucleotide, and (5) Inhibition of apoptosis by RNAi in the present specification, the present invention It is possible to suppress apoptosis by inhibiting the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein (Bim). Thus, all methods for suppressing apoptosis by inhibiting the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein of the present invention are within the scope of the present invention.
[0058]
Specific examples of methods for suppressing apoptosis include treatment of diseases associated with promotion of apoptosis, and methods for suppressing cell death due to apoptosis. For example, the following (a) production of useful proteins, and ( b) Examples of use described in transplanted cells / transplanted organs.
[0059]
(A) Production of useful proteins
Cell lines that produce useful proteins such as antibody-producing cell lines (hybridomas) and virus vector-producing cell lines may cause cell death due to the cytotoxicity of the proteins produced during long-term culture. Moreover, in these cell lines, protein production can be performed more efficiently by removing serum from the culture solution, but there is a problem that cell death is induced in the absence of serum. Many of these cell deaths are known to be due to apoptosis. Therefore, it is possible to increase the production efficiency of useful proteins by suppressing apoptosis by the method of the present invention.
[0060]
(B) Transplanted cells / transplanted organs
In the treatment of Parkinson's disease, a technique of transplanting dead fetal nerve cells and dopaminergic cells into the patient's brain is used. In addition, cell transplantation therapy is also performed in which autologous or other cells are introduced into patients, such as blood transfusion, bone marrow transplantation, and ex vivo methods in gene therapy. Transplanted cells generally cause cell death due to apoptosis or the like, and are difficult to maintain for a long time. Therefore, by suppressing apoptosis by the technique of the present invention, an effect can be achieved in organ transplantation and cell transplantation therapy.
[0061]
Furthermore, an apoptosis inhibitor containing a substance that inhibits the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein of the present invention is also within the scope of the present invention. Specific examples of the substance that inhibits the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein of the present invention include the antibody described in (4) above, the antisense oligonucleotide described in (5), and (6) The double-stranded RNA described in 1) or DNA encoding the same is included, but is not limited thereto.
[0062]
Further, contrary to the above, a method of promoting apoptosis by increasing the expression and / or function of apoptosis-inducing protein (Bim) is also within the scope of the present invention, and the expression and / or expression of apoptosis-inducing protein (Bim) is also within the scope of the present invention. Alternatively, pro-apoptotic agents including substances that increase function are also within the scope of the present invention.
Examples of a method for increasing the expression and / or function of apoptosis-inducing protein (Bim) include a method of introducing a gene encoding Bim into a cell, a factor that acts on the promoter region of the gene and increases its expression, or encoding the same For example, a method of introducing a gene into a cell.
[0063]
In addition, the presence or absence and the extent of apoptosis suppression or promotion are detected by techniques such as microscopic observation, TUNEL method, DNA ladder detection method, DNA fragmentation rate determination, and cell size distribution measurement described above in this specification. be able to.
[0064]
(7) Screening method for apoptosis regulator
By using changes in the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein (Bim) identified by the present invention as an index, a substance that suppresses or promotes apoptosis can be screened. As an example of screening, cells having a gene encoding Bim are cultured together with TGF-β in the presence and absence of a test substance, and the expression and / or function of the Bim depending on the presence or absence of the test substance Using these changes as indicators, substances that suppress or promote apoptosis can be screened.
[0065]
Measurement of the expression level of the apoptosis-inducing protein at the mRNA level can be performed by a conventional method such as Northern blot or RT-PCR, and the measurement of the expression level at the protein level is described in (3) above. It can be performed by ordinary immunoassay such as Western blotting or ELISA using antibodies. Specifically, it can be performed by a conventional method known to those skilled in the art described in Molecular Cloning 2nd Edition or Current Protocols in Molecular Biology.
[0066]
The change in the function of the apoptosis-inducing protein can be analyzed by measuring whether or not apoptosis induction is suppressed or promoted. The above-described measurement of apoptosis induction can be performed by the above-described microscopic observation, TUNEL method, DNA ladder detection method, quantification of DNA fragmentation rate, cell size distribution measurement, and the like.
[0067]
Any substance can be used as a test substance to be subjected to the screening method of the present invention. The kind of the test substance is not particularly limited, and may be an individual low molecular synthetic compound, a compound present in a natural product extract, or a synthetic peptide. Alternatively, the test compound can also be a compound library, a phage display library or a combinatorial library. The test substance is preferably a low molecular compound, and a compound library of low molecular compounds is preferable. The construction of a compound library is known to those skilled in the art, and a commercially available compound library can also be used.
[0068]
In addition to normal physiological processes, apoptosis is also involved in the development of serious diseases such as cancer, autoimmune diseases (eg systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, multiple sclerosis, etc.), neurodegenerative diseases, etc. It is known that For example, malignant transformation of cancer cells is thought to be caused by inhibition of the process of apoptosis in cancer cells and the continued growth of cells that should be killed (Harris, CC, (1996) J. Natl. Cancer Instit., 88, 1442-1445). Autoimmune diseases develop because immune cells that respond to their own antigens, which should be removed by apoptosis during development, are no longer removed due to abnormal regulation of apoptosis (Rieux-Laucat). F. et al., (1995) Science, 268, 1347-1349). Neurodegenerative diseases (eg Alzheimer's disease, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's chorea) are thought to be caused by abnormally elevated apoptosis (Wolozin, B., et al., ( 1996) Science, 274, 1710-1713).
[0069]
Therefore, the above-mentioned apoptosis inhibitor of the present invention is considered to be particularly effective as a therapeutic agent for neurodegenerative diseases. Apoptosis-promoting substances are considered to be particularly effective as therapeutic agents for various cancers and autoimmune diseases such as rheumatism.
[0070]
The therapeutic agent for diseases involving apoptosis, which contains the apoptosis-suppressing substance and apoptosis-promoting substance according to the present invention as an active ingredient, can be administered orally or parenterally systemically or locally. Examples of parenteral administration methods include intravenous injection such as infusion, intramuscular injection, intraperitoneal injection, and subcutaneous injection. The administration method can be appropriately selected depending on the age and symptoms of the patient. The dosage varies depending on the age, administration route, and number of administrations, and can be appropriately selected by those skilled in the art.
[0071]
Examples of the dosage form suitable for parenteral administration include those containing additives such as stabilizers, buffers, preservatives, tonicity agents, and further containing pharmaceutically acceptable carriers and additives. But you can. Examples of such carriers and additives include water, organic solvents, polymer compounds (collagen, polyvinyl alcohol, etc.), stearic acid, human serum albumin (HSA), mannitol, thurbitol, lactose, surfactants, and the like. However, it is not limited to these.
[0072]
The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited to the examples.
[0073]
【Example】
Example 1: Screening of TGF-β target gene
2 × 106To A549 cells, 10 ml of Opti MEM medium (0.02% FBS) was added, and after 24 hours, TGF-β1 (R & D) was added to 1 ng / ml and left for 1 hour. RNeasy Mini kit (QIAGEN) was used to collect total RNA, and Oligotex-dT30 <super> (JRS) was used to prepare poly (A) + RNA. Then, subtraction is performed by subtracting cDNA prepared from Poly (A) + RNA of A549 cells not treated with TGF-β1 from cDNA prepared from Poly (A) + RNA of A549 cells treated with TGF-β1 for 1 hour. went. Subtraction is CLONTECH PCR-SelectTM This was performed according to the protocol of cDNA Subtraction Kit (CLONTECH). A library obtained by subtraction was subjected to PCR to prepare a microarray. As a probe, Poly (A) + RNA recovered from A549 cells treated with TGF-β1 for 1 hour was used as a probe. Poly (A) + RNA recovered from cDNA labeled with Cy5 and A549 cells not treated with TGF-β1 Using a cDNA labeled with Cy3, the genes whose expression changes were analyzed by hybridizing both probes to one microarray. As a result, Bim was identified as a novel gene showing a significant difference in the expression level by TGF-β1.
[0074]
Example 2: Induction of Bim expression by TGF-β1
In order to confirm that Bim is induced by TGF-β treatment, the Bim ORF (Bim shown in SEQ ID NO: 3 in the Sequence Listing) is used.ADNorthern hybridization was carried out using the region of ORF) as a probe. For RNA recovery, A549 cells were cultured in Opti MEM medium, and HaCaT cells, Hep3B cells, and HUH7 cells were cultured in DMEM medium. 2 × 10610 ml of an appropriate medium (0.02% FBS) was added to these cells, and 24 hours later, TGF-β1 (R & D) was added to 1 ng / ml and left for 1 hour. RNeasy Mini kit (QIAGEN) was used to collect total RNA, and Oligotex-dT30 <super> (JRS) was used to prepare poly (A) + RNA. For Northern hybridization, Poly (A) + RNA 2 μg recovered from cells treated with TGF-β1 for 1 hour and untreated cells were used, and the Bim ORF region was used as a probe. G3PDH was used as a loading control and PAI-1 was used as a positive control for TGF-β1 response.
[0075]
The results are shown in FIG. From the results shown in FIG. 1, it was shown that Bim expression was induced by TGF-β1 in all cells.
[0076]
Example 3: Bim Reporter Construction
BIM ORF was searched with httg of NCBI BLASTN, and BAC clone RP11-438K19 was selected. It was confirmed that RP11-438K19 was not abnormal compared to the DNA base sequence of NCBI human genome, and a DNA fragment (base sequence is shown in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing) from Bim ORF to p5.7 A reporter introduced into promoter vector (Promega) was created. Figure 3 shows an overview of Bim's reporter construction.
[0077]
Example 4: Effect of Smad on Bim's reporter construction
1x10 Bim reporter constructionFiveEffectene on Hep3B cellsTM Gene transfer was performed using Transfection Reagent (QIAGEN). PGL3 basic vector was used for control, 3TPLux was used for positive control, and pRLTK was used for internal control. For gene transfer, 0.1 μg of reporter, 0.1 μg of expression vector, and 0.001 μg of internal control were used per well. 18 hours after introducing the reporter, TGF-β1 (R & D) was added to 10 ng / ml and left for 24 hours. Luciferase was measured using Dual-Luciferase Repoter Assay system (Promega). A luciferase assay was performed. The results are shown in FIG. The results in FIG. 2 suggest that Bim activates transcription depending on Smad3 and Smad4.
[0078]
Example 5: Effect of Bim deletion mutant on apoptosis induced by TGF-β1
(1) Construction of Bim deletion mutants
The deletion mutant is BimAD The cDNA was prepared by PCR using the cDNA as a template.
BMprimer 1 5'-ATATGAATTCATGGCAAAGCAACCTTCTG-3 '(SEQ ID NO: 8)
  BMprimer 2 5'-ATATGAATTCGGGGCCCCTACCTCCCTACA-3 '(SEQ ID NO: 9)
  BMprimer 3 5'-ATATGAATTCATGCGCCCAGAGATATGGA-3 '(SEQ ID NO: 10)
  BMprimer 4 5'-ATATGAATTCTTGCGGCGTATCGGAGACG-3 '(SEQ ID NO: 11)
  BMprimer 5 5'-ATATCTCGAGGTTAAACTCGTCTCCGATAC-3 '(SEQ ID NO: 12)
  BMprimer 6 5'-ATATCTCGAGTCAATGCATTCTCCACACCAG-3 '(SEQ ID NO: 13)
[0079]
BimSΔN30: BimSAmino acid sequence with Leu Gly Lys added to the C-terminus of the 31st to 76th amino acid sequences
BimSΔN51: BimSAmino acid sequence in which Leu Gly Lys is added to the C-terminal of the amino acid sequence from the 52nd position to the 76th position in the amino acid sequence of
BimSΔN61: BimSAmino acid sequence with Leu Gly Lys added to the C-terminus of the amino acid sequence from the 62nd to 76th amino acid sequence
BimSΔC70: BimS1st to 70th amino acid sequence in the amino acid sequence of
BH3 : BimSThe amino acid sequence from the 62nd to the 70th in the amino acid sequence of
[0080]
(2) Effect of deletion mutant of Bim on apoptosis induced by TGF-β1
Each Bim deletion mutant constructed in (1) above with LacZ expressing plasmid is 1 × 10FourEffectene on Hep3B cellsTM Gene transfer was performed using Transfection Reagent (QIAGEN). For gene transfer, 0.1 μg of expression vector and 0.025 μg of LacZ expression plasmid were used. 18 hours after the transfection, the medium was replaced with DMEM medium (0% FBS), and TGF-β1 was added to a concentration of 5 ng / ml and cultured for 24 hours. After 24 hours of treatment with TGF-β1, the cells were fixed with 1% glutaraldehyde and stained with X-gal. In this study, all blue-stained cells on the well were counted, and blue-stained cells were regarded as surviving cells. The results are shown in FIG. From the results of FIG. 4, the apoptosis induced by TGF-β1 is BimSIt was shown to be suppressed by ΔN51 gene transfer.
[0081]
Example 6: Effect of dominant negative mutant of Bim on apoptosis induced by Bim
0.025μg LacZ expression plasmid and 0.05μg Bim expression plasmid and 0.01μg, 0.025μg, 0.05μg, 0.1μg BimSΔN51 expression plasmid 1 × 10FourEffectene on Hep3B cellsTM Gene transfer was performed using Transfection Reagent (QIAGEN). 24 hours after gene transfer, the cells were fixed with 1% glutaraldehyde and stained with X-gal. The results are shown in FIG. From the results of FIG. 5, apoptosis induced by Bim is BimSSuppressed by ΔN51 dose dependent, BimSIt was suggested that ΔN51 is a dominant negative mutant of Bim.
[0082]
Example 7: Effect of Bim's dominant negative mutant on apoptosis induced by TGF-β1
0.01μg, 0.025μg, 0.05μg, 0.1μg Bim with 0.025μg LacZ expression vectorSΔN51 expression vector 1 × 10FourEffectene on Hep3B cellsTM Gene transfer was performed using Transfection Reagent (QIAGEN). 18 hours after the transfection, the medium was replaced with DMEM medium (0% FBS), and TGF-β1 was added to a concentration of 5 ng / ml and cultured for 24 hours. After 24 hours of treatment with TGF-β1, the cells were fixed with 1% glutaraldehyde and stained with X-gal. The results are shown in FIG. From the results of FIG. 6, the apoptosis induced by TGF-β1 is BimSIt was suppressed by ΔN51 dose dependent, suggesting that Bim plays an important role in apoptosis induced by TGF-β1.
[0083]
Example 8: Construction of a vector expressing Bim RNAi
The vector expressing Bim RNAi is BimSSynthetic oligos (Bim RNAi F1 and Bim RNAi R1) were prepared based on the 92nd to 123rd DNA base sequences. For annealing, 48 μl annealing buffer [100 mM potassium acetate, 30 mM HEPES-KOH (pH 7.4), 2 mM Mg acetate], 1 μl Bim RNAi F1 (100 pmol) and 1 μl Bim RNAi R1 (100 pmol) ) And treated at 95 ° C. for 4 minutes and 70 ° C. for 10 minutes, and then allowed to stand at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the annealed synthetic oligo was inserted into the Bse RI-Bam HI site of pSHAG (pSHAG-BimRNAi). FIG. 7 shows an outline of construction of a vector expressing Bim RNAi.
[0084]
Synthetic oligo
Bim RNAi F1
5'-tggctctgtctgtagggaggtaggggccgaagcttgggcccctacctccctacagacagagccacaatttttt -3 '(SEQ ID NO: 14)
Bim RNAi R1
5'-gatcaaaaaattgtggctctgtctgtagggaggtaggggcccaagcttcggcccctacctccctacagacagagccacg -3 '(SEQ ID NO: 15)
[0085]
Example 9: Effect of Bim RNAi on apoptosis induced by Bim
0.05 × g Bim expression plasmid and 0.01 μg, 0.025 μg, 0.05 μg, 0.1 μg pSHAG-BimRNAi together with 0.025 μg LacZ expression plasmid 1 × 10FourEffectene on Hep3B cellsTM Gene transfer was performed using Transfection Reagent (QIAGEN). 24 hours after gene transfer, the cells were fixed with 1% glutaraldehyde and stained with X-gal. The results are shown in FIG. As can be seen from the results in FIG. 8, apoptosis induced by Bim was suppressed by Bim RNAi.
[0086]
Example 10: Effect of Bim RNAi on apoptosis induced by TGF-β1 0.1 × g pSHAG-BimRNAi with 0.025 μg LacZ expression plasmid 1 × 10FourEffectene on Hep3B cellsTM Gene transfer was performed using Transfection Reagent (QIAGEN). 18 hours after the transfection, the medium was replaced with DMEM medium (0% FBS), and TGF-β1 was added to a concentration of 5 ng / ml and cultured for 24 hours. After 24 hours of treatment with TGF-β1, the cells were fixed with 1% glutaraldehyde and stained with X-gal. The results are shown in FIG. The results of FIG. 9 suggested that apoptosis induced by TGF-β1 was suppressed by Bim RNAi, and that Bim plays an important role on apoptosis induced by TGF-β1.
[0087]
【The invention's effect】
According to the present invention, a novel apoptosis-inducing gene has been identified. By using the gene of the present invention, the expression of this gene in each tissue can be detected, and an apoptosis-inducing protein can be produced by genetic engineering. Furthermore, by using the gene of the present invention, it is possible to diagnose an apoptosis-related disease and screen for an apoptosis inhibitor or promoter. Furthermore, the gene of the present invention is extremely useful for gene therapy for the purpose of suppressing apoptosis and for the development of methods for preventing and treating diseases using antisense oligonucleotides.
[0088]
[Sequence Listing]
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102
Figure 2006265102

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the experimental results of the induction of Bim expression by TGF-β1.
FIG. 2 shows the experimental results regarding the effect of Smad on Bim's reporter construction.
FIG. 3 shows an overview of Bim's reporter construction.
FIG. 4 shows the experimental results on the effect of Bim deletion mutants on apoptosis induced by TGF-β1.
FIG. 5 shows the experimental results regarding the effect of Bim's dominant negative mutant on Bim-induced apoptosis.
FIG. 6 shows the experimental results regarding the effect of dominant negative mutant of Bim on apoptosis induced by TGF-β1.
FIG. 7 shows an outline of construction of a vector expressing Bim RNAi.
FIG. 8 shows the experimental results regarding the effect of Bim RNAi on Bim-induced apoptosis.
FIG. 9 shows the experimental results regarding the effect of Bim RNAi on apoptosis induced by TGF-β1.

Claims (12)

アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を調節することを含む、TGFβ由来のアポトーシスを調節する方法。  A method of regulating apoptosis derived from TGFβ, comprising regulating the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim. アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を阻害することを含む、アポトーシスを抑制する方法。  A method for suppressing apoptosis, comprising inhibiting the expression and / or function of an apoptosis-inducing protein Bim. アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を阻害する物質を含む、アポトーシス抑制剤。  An apoptosis inhibitor comprising a substance that inhibits the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim. アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を増大することを含む、アポトーシスを促進する方法。  A method of promoting apoptosis comprising increasing the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim. アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能を増大する物質を含む、アポトーシス促進剤。  A pro-apoptotic agent comprising a substance that increases the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim. アポトーシス誘導遺伝子Bimの塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチド、又は該オリゴヌクレオチドに相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、アポトーシス診断薬。  A diagnostic agent for apoptosis, comprising an oligonucleotide comprising at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of the apoptosis-inducing gene Bim, or an antisense oligonucleotide having a sequence complementary to the oligonucleotide. アポトーシス誘導遺伝子Bimの塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドに相補的な配列を有するアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、アポトーシス抑制剤。  An apoptosis inhibitor comprising an antisense oligonucleotide having a sequence complementary to an oligonucleotide comprising at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of the apoptosis-inducing gene Bim. アポトーシス誘導遺伝子Bimの塩基配列から転写されるRNAの塩基配列中の連続する少なくとも10ヌクレオチドを含む二本鎖RNA、またはそれをコードするDNAを含む、アポトーシス抑制剤。  An apoptosis inhibitor comprising a double-stranded RNA comprising at least 10 consecutive nucleotides in the base sequence of RNA transcribed from the base sequence of the apoptosis-inducing gene Bim, or a DNA encoding the same. アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能の変化を指標として、アポトーシスを抑制又は促進する物質をスクリーニングする方法。  A method of screening for a substance that suppresses or promotes apoptosis using changes in the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim as an index. アポトーシス誘導タンパク質Bimをコードする遺伝子を有する細胞をTGF−βと一緒に、被験物質の存在下および非存在下において培養し、被験物質の有無に応じた当該アポトーシス誘導タンパク質Bimの発現および/又は機能の変化を指標として、アポトーシスを抑制又は促進する物質をスクリーニングする、請求項9に記載の方法。  Cells having a gene encoding the apoptosis-inducing protein Bim are cultured together with TGF-β in the presence and absence of the test substance, and the expression and / or function of the apoptosis-inducing protein Bim depending on the presence or absence of the test substance The method according to claim 9, wherein a substance that suppresses or promotes apoptosis is screened using a change in the above as an index. 配列番号6及び配列番号7を有するRNAi試薬。  An RNAi reagent having SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 7. (配列番号6)−(リンカー配列)−(配列番号7)からなるRNAi試薬。  An RNAi reagent comprising (SEQ ID NO: 6)-(linker sequence)-(SEQ ID NO: 7).
JP2003129853A 2003-05-08 2003-05-08 METHOD FOR CONTROLLING APOPTOSIS DERIVED FROM TGFbeta Pending JP2006265102A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003129853A JP2006265102A (en) 2003-05-08 2003-05-08 METHOD FOR CONTROLLING APOPTOSIS DERIVED FROM TGFbeta
PCT/JP2004/006518 WO2004098639A1 (en) 2003-05-08 2004-05-07 METHOD OF CONTROLLING TGFβ-ORIGIN APOPTOSIS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003129853A JP2006265102A (en) 2003-05-08 2003-05-08 METHOD FOR CONTROLLING APOPTOSIS DERIVED FROM TGFbeta

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006265102A true JP2006265102A (en) 2006-10-05

Family

ID=33432089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003129853A Pending JP2006265102A (en) 2003-05-08 2003-05-08 METHOD FOR CONTROLLING APOPTOSIS DERIVED FROM TGFbeta

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2006265102A (en)
WO (1) WO2004098639A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011522564A (en) * 2008-06-10 2011-08-04 サンガモ バイオサイエンシーズ, インコーポレイテッド Methods and compositions for the generation of Bax- and Bak-deficient cell lines

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69535673D1 (en) * 1994-08-30 2008-02-07 Univ Dundee MEANS FOR THE INDUCTION OF APOPTOSIS AND THERAPY APPLICATION
US6432628B1 (en) * 1997-08-26 2002-08-13 Thomas Jefferson University Caspase-14, an apoptotic protease, nucleic acids encoding and methods of use
EP1015578A4 (en) * 1997-09-17 2004-12-01 Walker And Eliza Hall Inst Of Therapeutic molecules
CA2364609A1 (en) * 1999-03-16 2000-09-21 Exelixis, Inc. Insect p53 tumor suppressor genes and proteins
CA2369478A1 (en) * 1999-04-15 2000-10-26 Devgen Nv Compound screening methods
GB9927444D0 (en) * 1999-11-19 2000-01-19 Cancer Res Campaign Tech Inhibiting gene expression

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011522564A (en) * 2008-06-10 2011-08-04 サンガモ バイオサイエンシーズ, インコーポレイテッド Methods and compositions for the generation of Bax- and Bak-deficient cell lines

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004098639A1 (en) 2004-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014017491A1 (en) Fusion gene of cep55 gene and ret gene
JP2004514446A (en) Human cervical cancer 2 proto-oncogene and protein encoded thereby
JPH09511389A (en) Monoclonal antibody that binds to tumor rejection antigen precursor MAGE-1, recombinant MAGE-1, and MAGE-1-derived immunogenic peptide
CN105396144B (en) The gene product and application thereof of differential expression in tumour
JP2002505841A (en) Hypoxic regulatory gene
JP2002536995A (en) Genes associated with colon disease
KR20190085935A (en) Use of beta-catenin as a biomarker for the treatment of cancer using anti-DKK-1 antibodies
JP2002525081A (en) Sequences characteristic of hypoxia-regulated gene transcription
CN105061580B (en) Polypeptide and pharmaceutical composition and application thereof
JP2002526099A (en) NLK1-interacting protein
CN106701902B (en) Application of FOXR2 gene and expression product in diagnosis and treatment of liver cancer
JP4429269B2 (en) Apoptosis-inducing genes and their use
JP2017212911A (en) Method for screening agents for preventing or treating interleukin 6 or cxcl5-induced diseases, and agents for preventing or treating interleukin 6 or cxcl5-induced diseases
EP1101820A1 (en) Pentraxin I and Pentraxin receptor, inhibitors of said proteins and pharmaceutical compositions containing said compounds
JP2006265102A (en) METHOD FOR CONTROLLING APOPTOSIS DERIVED FROM TGFbeta
US20100047868A1 (en) Tumour Suppressor Protein
JP2002516576A (en) Reagents and methods useful for detecting breast disease
CN108893489A (en) A kind of recombinant virus and its application in drug of the preparation for preventing or treating renal fibrosis
JP4712692B2 (en) Novel polypeptides useful in cancer diagnosis and treatment
DE60319693T2 (en) MARKER FOR LUNGENTUMORS
JP4557886B2 (en) Esophageal cancer antigens and their use
JP4531482B2 (en) β-amyloid-induced Mib gene
JP3929744B2 (en) Novel polypeptide, novel DNA, novel antibody and novel genetically modified animal
JPWO2005061704A1 (en) Cancer preventive / therapeutic agent
Lu et al. Expression of TN4 gene and its role in human hepatocarcinogenesis from Qidong, a liver cancer risk area