JP2006515992A - Human osteoporosis gene - Google Patents

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osteoporosis
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スティルカースドッター,ウンナー
ヨハンスドッター,ヴァラ,ドゥロフン
グルシャー,ジェフリー,アール.
Original Assignee
デコード ジェネティクス イーエッチエフ.
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Abstract

骨粗鬆症におけるヒトBMP2核酸の役割が開示される。また、骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性の診断、臨床経過の予想、および処置のための、BMP2核酸の多型を使用する方法が、単独で、または他のアッセイと組み合わせて開示される。  The role of human BMP2 nucleic acid in osteoporosis is disclosed. Also disclosed are methods of using polymorphisms of BMP2 nucleic acid, alone or in combination with other assays, for diagnosis of osteoporosis or susceptibility to osteoporosis, prediction of clinical course, and treatment.

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

関連出願
本出願は、2003年1月16日に提出された米国特許出願番号10/346,723の継続出願であり、上記出願に対して優先権を主張する。上記出願は、2001年9月13日に提出された米国特許出願番号09/952,360の一部継続出願であり、この出願もまた、国際出願番号PCT/IB01/01667の一部継続出願であり、上記国際出願に対して優先権を主張する。上記国際出願は米国を指定し、2001年9月12日に提出され、英語で公開された。上記国際出願は、2000年9月14日に提出された米国特許出願番号09/661,887の一部継続出願である。上記出願の教示全体が、引用により本明細書中に組み込まれる。
RELATED APPLICATION This application is a continuation of US patent application Ser. No. 10 / 346,723, filed Jan. 16, 2003, and claims priority to the above application. The above application is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 09 / 952,360 filed on September 13, 2001, which is also a continuation-in-part of International Application No. PCT / IB01 / 01667, Claim priority to the above international application. The above international application designated the United States and was filed on September 12, 2001 and published in English. The international application is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 09 / 661,887 filed on Sep. 14, 2000. The entire teachings of the above application are incorporated herein by reference.

発明の背景
骨粗鬆症は、骨密度(BMD)の低下によって定義されるように、骨量が少ないことおよび骨組織の劣化を特徴とする衰弱性疾患である。直面する微小構造の劣化の直接の結果は、骨折しやすくなること、および骨格が脆くなりやすくなることであり、これらは、最終的には、世界的な規模での高い死亡率、高い罹患率、および高額な医療費を生じる。なかでも、更年期以降の女性は、エストロゲンの不足、およびこれに対応する月経の間の骨量の減少が、骨粗鬆症性の骨折の可能性、および骨折の可能性がある部位の数の両方を増大させるので、最もリスクが高い。さらに、高齢の女性だけが人口統計学上のリスクが高いグループではない。栄養失調、無月経、または運動不足の若い女性は、若年齢で骨量の増大を阻害するリスクがある。さらに、アンドロゲンは思春期の間に骨量を増やす役割を果たしており、骨が十分に発達しなかった高齢者または性腺機能低下症の男性は、骨粗鬆症のリスクに曝される。
BACKGROUND OF THE INVENTION Osteoporosis is a debilitating disease characterized by low bone mass and bone tissue deterioration, as defined by a decrease in bone density (BMD). The direct consequences of microstructural degradation faced are that fractures are more likely and the skeleton is more likely to become brittle, which ultimately leads to high mortality, high morbidity on a global scale. , And incur high medical costs. Among menopausal women, estrogen deficiency and the corresponding decrease in bone mass during menstruation increases both the likelihood of osteoporotic fractures and the number of potential sites So that the risk is highest. In addition, older women are not the only groups with high demographic risks. Young women with malnutrition, amenorrhea, or lack of exercise are at risk of inhibiting bone mass growth at an early age. In addition, androgens play a role in increasing bone mass during puberty, and elderly or hypogonadic men who have not fully developed bone are at risk for osteoporosis.

この疾患の治療法を見出すために必要なものは、骨粗鬆症を引き起こす要因が多く存在するという事実から複雑である。栄養分(特に、カルシウム、ビタミンD、およびビタミンKの摂取)、ホルモン濃度、年齢、性別、人種、体重、活動レベル、および遺伝的要素の全てが、個体間の骨密度に見られる相違の原因となる。現在、骨粗鬆症を処置するための承認されている薬剤は、骨の再吸収の阻害因子として作用し、これには、ホルモン補充療法(HRT)、選択的なエストロゲン受容体調節因子、カルシトニン、およびビスホスホネート(biophosphonate)のような方法が挙げられる。しかし、これらの処置は個々にリスクを低下させて一貫した結果を伴うものではなく、いくつかの治療薬が同時に投与された場合にBMDが改善され、他のものは、併用されても改善を示さないか、またはさらに効力を低下させる。明らかに、平均寿命が延び、骨粗鬆症に関する健康上および経済上の懸念が大きくなっているので、この晩期発症型疾患のリスクを解消する方法が非常に望まれている。この疾患またはこの疾患に対する素因の早期の診断が望まれている。   What is needed to find a cure for this disease is complicated by the fact that there are many factors that cause osteoporosis. Nutrients (especially calcium, vitamin D, and vitamin K intake), hormone levels, age, gender, race, weight, activity level, and genetic factors all contribute to differences in bone density between individuals It becomes. Currently approved drugs for treating osteoporosis act as inhibitors of bone resorption, including hormone replacement therapy (HRT), selective estrogen receptor modulators, calcitonin, and bisphosphonates (Biophosphonate). However, these treatments do not individually reduce risk and have consistent results; BMD improves when several therapeutics are given simultaneously, others improve when combined. Not shown or further reduces efficacy. Clearly, as life expectancy has increased and health and economic concerns regarding osteoporosis have grown, a method to eliminate the risk of this late onset disease is highly desirable. Early diagnosis of this disease or a predisposition to this disease is desired.

発明の要旨
本明細書中に記載されるように、ヒトの骨形成タンパク質2(BMP2)の核酸配列における多型が、多数の骨粗鬆症の表現型と関係していることが、ヒトの連関分析を通じて明らかにされている。具体的には、BMP2遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列内の1種以上の単一ヌクレオチド多型が、骨粗鬆症と関係していることが明らかにされている。したがって、本発明は、表2に示される少なくとも1つの変化したヌクレオチドを有している配列番号1のBMP2核酸を含む単離された核酸分子、およびそれによってコードされる遺伝子産物(本明細書中では、「変異体BMP2核酸または遺伝子」あるいは「変異体BMP2遺伝子産物」と呼ばれる)に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION As described herein, through human association analysis, polymorphisms in human bone morphogenetic protein 2 (BMP2) nucleic acid sequences are associated with multiple osteoporosis phenotypes. It has been revealed. Specifically, one or more single nucleotide polymorphisms within the nucleotide sequence encoding the BMP2 gene product has been shown to be associated with osteoporosis. Accordingly, the present invention provides an isolated nucleic acid molecule comprising a BMP2 nucleic acid of SEQ ID NO: 1 having at least one altered nucleotide as shown in Table 2, and the gene product encoded thereby (herein (Referred to as “mutant BMP2 nucleic acid or gene” or “mutant BMP2 gene product”).

多数の多型が、表2に報告されるように、BMP2核酸において観察されている。したがって、具体的な態様では、本発明の単離された核酸分子は、これらのヌクレオチド多型のうちの1つ、またはそれらの組み合わせを有することができる。これらの多型は、骨粗鬆症の存在、骨粗鬆症が存在しないこと、または骨粗鬆症の重篤度に寄与する、BMP2核酸における他の多型のグループの一部であり得る。ある態様では、核酸分子は、少なくともヌクレオチド3747位に多型を含み、遺伝子産物は、ヌクレオチド3747位に多型(アミノ酸変化はセリンからアラニン)を含む。   A number of polymorphisms have been observed in BMP2 nucleic acids as reported in Table 2. Thus, in a specific embodiment, an isolated nucleic acid molecule of the invention can have one of these nucleotide polymorphisms, or a combination thereof. These polymorphisms may be part of a group of other polymorphisms in BMP2 nucleic acids that contribute to the presence of osteoporosis, absence of osteoporosis, or the severity of osteoporosis. In some embodiments, the nucleic acid molecule comprises a polymorphism at least at nucleotide position 3747 and the gene product comprises a polymorphism at nucleotide position 3747 (amino acid change is serine to alanine).

本発明により、さらに、試料中にBMP2全体またはBMP2の一部を含む核酸分子が存在するかどうかについて試料をアッセイするための方法が提供される。この方法には、上記試料を、BMP2ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列(例えば、配列番号1または配列番号1の相補物であり、これは、表2に示される少なくとも1つの多型を含む);表2に示される少なくとも1つの多型を含む配列番号2をコードするヌクレオチド配列、あるいはそれらの断片または誘導体を含む第2の核酸分子と、選択的ハイブリダイゼーションに適切な条件下で接触させる工程が含まれる。ある態様では、核酸分子は、少なくともヌクレオチド3747位に多型を含み、遺伝子産物は、ヌクレオチド3747位に多型(アミノ酸変化はセリンからアラニン)を含む。本発明により、さらに、BMP2ポリペプチド、またはその断片もしくは誘導体の発現レベルについて試料をアッセイするための方法が提供される。この方法には、BMP2ポリペプチド、その断片または誘導体の発現レベルを(直接または間接的に)検出する工程が含まれる。   The present invention further provides a method for assaying a sample for the presence of nucleic acid molecules comprising all or part of BMP2 in the sample. In this method, the sample is a nucleotide sequence encoding a BMP2 polypeptide (eg, SEQ ID NO: 1 or a complement of SEQ ID NO: 1, which comprises at least one polymorphism shown in Table 2); Contacting a second nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence encoding SEQ ID NO: 2 comprising at least one polymorphism shown in Table 2 or a fragment or derivative thereof under conditions suitable for selective hybridization; included. In some embodiments, the nucleic acid molecule comprises a polymorphism at least at nucleotide position 3747 and the gene product comprises a polymorphism at nucleotide position 3747 (amino acid change is serine to alanine). The invention further provides a method for assaying a sample for the expression level of a BMP2 polypeptide, or a fragment or derivative thereof. This method involves detecting (directly or indirectly) the expression level of a BMP2 polypeptide, fragment or derivative thereof.

本発明はまた、調節配列に動作可能に連結された本発明の単離された核酸分子を含むベクター、さらには、このベクターを含む組み換え宿主細胞にも関する。本発明により、また、本明細書中に記載される単離された核酸分子によってコードされるポリペプチド(BMP2ポリペプチド)を調製するための方法も提供される。この方法には、本発明の組み換え宿主細胞を、上記核酸分子の発現に適切な条件下で培養する工程が含まれる。   The invention also relates to a vector comprising an isolated nucleic acid molecule of the invention operably linked to regulatory sequences, as well as a recombinant host cell comprising the vector. The invention also provides methods for preparing polypeptides (BMP2 polypeptides) encoded by the isolated nucleic acid molecules described herein. This method includes the step of culturing the recombinant host cell of the present invention under conditions suitable for the expression of the nucleic acid molecule.

本発明により、さらに、本発明の単離された核酸分子によってコードされる単離されたポリペプチド(例えば、BMP2ポリペプチド)、さらにはその断片または誘導体が提供される。特定の態様では、ポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸配列を含み、表2に示される少なくとも1つの多型を含む。別の態様では、ポリペプチドは、少なくともヌクレオチド3747位の多型を含み、これによりセリンからアラニンへのアミノ酸変化が生じる。本発明はまた、配列番号2のアミノ酸配列に対する同一性が約90%より高いアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチドに関し、これは、本明細書中に記載される少なくとも1つの多型を含む。別の態様では、アミノ酸配列は配列番号2のアミノ酸配列と約95%同一である。   The present invention further provides isolated polypeptides (eg, BMP2 polypeptides) encoded by the isolated nucleic acid molecules of the present invention, as well as fragments or derivatives thereof. In a particular embodiment, the polypeptide comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and comprises at least one polymorphism shown in Table 2. In another embodiment, the polypeptide comprises at least a polymorphism at nucleotide position 3747, which results in an amino acid change from serine to alanine. The present invention also relates to an isolated polypeptide comprising an amino acid sequence having greater than about 90% identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, which comprises at least one polymorphism described herein . In another embodiment, the amino acid sequence is about 95% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

本発明はまた、本発明のポリペプチドに選択的に結合する抗体またはその抗原結合断片、さらには、試料中に本発明の単離された核酸分子によってコードされるポリペプチドの存在をアッセイするための方法に関する。この方法には、上記試料を、コードされるポリペプチドに特異的に結合する抗体と接触させる工程が含まれる。   The invention also provides for assaying for the presence of an antibody or antigen-binding fragment thereof that selectively binds to a polypeptide of the invention, as well as a polypeptide encoded by an isolated nucleic acid molecule of the invention in a sample. Concerning the method. This method includes contacting the sample with an antibody that specifically binds to the encoded polypeptide.

本発明は、さらに、骨粗鬆症または骨粗鬆症の素因の診断方法に関する。個体の骨粗鬆症の素因の診断方法には、BMP2中の突然変異の存在を検出する工程、さらには、BMP2ポリペプチドの種々のスプライシング変異体の存在のような、BMP2ポリペプチドの発現の変化を検出する工程が含まれる。発現の変化は、定量的、定性的であり得、また、定量的かつ定性的でもあり得る。本発明の方法は、単独で、または他のアッセイ、例えば、骨の代謝マーカーのアッセイ(例えば、骨スキャン)と組み合わせて、疾患の発症時または発症前に骨粗鬆症を正確に診断でき、したがって、骨粗鬆症の衰弱作用を低下させるかまたは最少にすることができる。   The present invention further relates to a method for diagnosing osteoporosis or a predisposition to osteoporosis. Methods for diagnosing an individual's predisposition to osteoporosis include detecting the presence of mutations in BMP2, and detecting changes in BMP2 polypeptide expression, such as the presence of various splicing variants of BMP2 polypeptide The process of carrying out is included. The change in expression can be quantitative, qualitative, and can also be quantitative and qualitative. The methods of the present invention can accurately diagnose osteoporosis at the time of or before the onset of the disease, either alone or in combination with other assays, eg, bone metabolic marker assays (eg, bone scans), and thus osteoporosis Can be reduced or minimized.

本発明は、さらに、1つ以上のBMP2ポリペプチドの活性または発現を変化させる(例えば、増大させるかまたは阻害する)因子を同定するためのアッセイに関する。例えば、BMP2ポリペプチドまたはその断片もしくは誘導体を含む、細胞、細胞画分、あるいは溶液が、試験される因子と接触させられ得、BMP2ポリペプチドの発現または活性のレベルが評価され得る。1つ以上のBMP2ポリペプチドの活性または発現が、同時に評価され得る(例えば、細胞、細胞画分、または溶液には、種々のスプライシング変異体のような1つ以上のタイプのBMP2ポリペプチドが含まれ得、種々のポリペプチドまたはスプライシング変異体のレベルが評価され得る)。   The invention further relates to assays for identifying agents that alter (eg, increase or inhibit) the activity or expression of one or more BMP2 polypeptides. For example, a cell, cell fraction, or solution containing a BMP2 polypeptide or fragment or derivative thereof can be contacted with the agent being tested and the level of BMP2 polypeptide expression or activity can be assessed. The activity or expression of one or more BMP2 polypeptides can be assessed simultaneously (eg, a cell, cell fraction, or solution contains one or more types of BMP2 polypeptides such as various splicing variants) And the level of various polypeptides or splicing variants can be assessed).

別の態様では、本発明は、1つ以上のBMP2ポリペプチドと相互作用するポリペプチドを同定するためのアッセイに関する。例えば、酵母のツーハイブリッドシステムでは、DNA結合ドメインと、さらにBMP2ポリペプチド、スプライシング変異体、またはその断片もしくは誘導体をコードする核酸を含む第1のベクターが使用され、転写活性化ドメインをコードする核酸と、さらにBMP2ポリペプチドと相互作用できる可能性があるポリペプチド、スプライシング変異体、またはその断片もしくは誘導体(例えば、BMP2ポリペプチド結合因子または受容体)をコードする核酸を含む第2のベクターが使用される。第1のベクターと第2のベクターの両方を含む酵母の適切な条件下でのインキュベーションにより、BMP2ポリペプチドまたはその断片もしくは誘導体と相互作用し、したがって、BMP2ポリペプチドの活性または発現を変化させる因子であり得るポリペプチドが同定される。   In another aspect, the invention relates to an assay for identifying a polypeptide that interacts with one or more BMP2 polypeptides. For example, in a yeast two-hybrid system, a first vector comprising a DNA binding domain and a nucleic acid encoding a BMP2 polypeptide, splicing variant, or fragment or derivative thereof is used, and a nucleic acid encoding a transcriptional activation domain. And a second vector comprising a nucleic acid that further encodes a polypeptide, splicing variant, or fragment or derivative thereof (eg, BMP2 polypeptide binding factor or receptor) that may be capable of interacting with a BMP2 polypeptide Is done. Factors that interact with a BMP2 polypeptide or a fragment or derivative thereof by incubation of the yeast containing both the first vector and the second vector under appropriate conditions and thus alter the activity or expression of the BMP2 polypeptide Polypeptides that can be identified are identified.

BMP2ポリペプチドの発現または活性を増大させるかまたは阻害する因子もまた、本発明に含まれる。BMP2および/またはポリペプチドを含む細胞、あるいはBMP2ポリペプチドを、BMP2またはポリペプチドの発現または活性を増大させるかまたは阻害する因子と接触させることにより、BMP2ポリペプチドの発現または活性を変化させる(増大させるか、または阻害する)方法も同様に、本発明に含まれる。   Agents that increase or inhibit BMP2 polypeptide expression or activity are also included in the invention. BMP2 and / or polypeptide-containing cells, or BMP2 polypeptide is contacted with a factor that increases or inhibits BMP2 or polypeptide expression or activity, thereby altering BMP2 polypeptide expression or activity (increased) Methods) are also included in the present invention.

さらに、本発明は、本発明の核酸、本発明のポリペプチド、および/またはBMP2ポリペプチドの活性を変化させる因子を含む医薬組成物に関する。本発明はさらに、本発明の核酸、本発明のポリペプチド、BMP2ポリペプチドの活性を変化させる因子、あるいは、上記核酸、上記ポリペプチド、および/またはBMP2ポリペプチドの活性を変化させる上記因子を含む組成物のようなBMP2治療薬を投与することにより、骨粗鬆症を処置する方法に関する。別の態様では、BMP2治療薬は、骨粗鬆症を有していない健常な個体に由来するヒトBMP2核酸またはその遺伝子産物である。   Furthermore, the present invention relates to a pharmaceutical composition comprising an agent that alters the activity of the nucleic acid of the present invention, the polypeptide of the present invention, and / or the BMP2 polypeptide. The present invention further includes a factor that changes the activity of the nucleic acid of the present invention, the polypeptide of the present invention, the BMP2 polypeptide, or the factor that changes the activity of the nucleic acid, the polypeptide, and / or the BMP2 polypeptide. It relates to a method of treating osteoporosis by administering a BMP2 therapeutic agent such as a composition. In another aspect, the BMP2 therapeutic is a human BMP2 nucleic acid or gene product thereof from a healthy individual who does not have osteoporosis.

さらなる態様では、本発明は、個体の骨粗鬆症に対する罹患性を診断する方法に関する。この方法には、配列番号1のヒトBMP2遺伝子中の多型を検出する工程が含まれる。ここでは、AL035668のヌクレオチド122247位の「G」の存在;AL035668の118920位の「G」対立遺伝子の存在;AL035668の167584位の「T」対立遺伝子の存在;AL035668の138476位の「G」対立遺伝子の存在;AL035668の167584位の「T」対立遺伝子の存在;TSC0428253の「T」対立遺伝子の存在;または、TSC0293456の「G」対立遺伝子の存在が、AL035668のヌクレオチド122247位に「T」;AL035668の118920位に「A」対立遺伝子;AL035668の167584位に「C」対立遺伝子;AL035668の138476位に「A」対立遺伝子;AL035668の167584位に「C」対立遺伝子;TSC0428253に「C」対立遺伝子;または、TSC0293456に「A」対立遺伝子の存在を有している個体と比較して、骨粗鬆症に対する罹患性の指標である。特定の態様では、多型は、血液、血清、細胞、および組織からなる群より選択される供給源に由来する試料において検出される。   In a further aspect, the present invention relates to a method for diagnosing an individual's susceptibility to osteoporosis. This method includes detecting a polymorphism in the human BMP2 gene of SEQ ID NO: 1. Here, the presence of a “G” at nucleotide position 122247 of AL035668; the presence of a “G” allele at position 118920 of AL035668; the presence of a “T” allele at position 167584 of AL035668; the “G” allele at position 138476 of AL035668 The presence of the gene; the presence of the “T” allele at position 167584 of AL035668; the presence of the “T” allele of TSC0428253; or the presence of the “G” allele of TSC0293456 is “T” at nucleotide 122247 of AL035668; AL035668 “A” allele at position 118920; AL035668 at position 167584 “C” allele; AL035668 at position 138476 “A” allele; AL035668 at position 167584 “C” allele; TSC0428253 “C” allele Gene; or an indicator of susceptibility to osteoporosis compared to an individual having the presence of an “A” allele in TSC0293456. In certain embodiments, the polymorphism is detected in a sample derived from a source selected from the group consisting of blood, serum, cells, and tissue.

別の態様では、本発明は、個体の骨粗鬆症に対する罹患性を診断する方法に関する。この方法には、配列番号1のヒトBMP2遺伝子中の多型を検出する工程が含まれる。ここでは、多型は、AL035668の122247位のTからG;AL035668の118920位のAからG;AL035668の167584位のCからT;AL035668の138476位のAからG;AL035668の167584位のCからT;TSC0428253のCからT;TSC0293456のAからG、ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される。特定の態様では、多型は、血液、血清、細胞、および組織からなる群より選択される供給源に由来する試料において検出される。   In another aspect, the invention relates to a method of diagnosing an individual's susceptibility to osteoporosis. This method includes detecting a polymorphism in the human BMP2 gene of SEQ ID NO: 1. Here, the polymorphism is from T to G at position 122247 of AL035668; A to G at position 118920 of AL035668; C from T to position 167584 of AL035668; A to G at position 138476 of AL035668; from C at position 167584 of AL035668 T: selected from the group consisting of C to T of TSC0428253; A to G of TSC0293456, and combinations thereof. In certain embodiments, the polymorphism is detected in a sample derived from a source selected from the group consisting of blood, serum, cells, and tissue.

別の態様では、本発明は、AL035668の122247位のTからG;AL035668の121366位のCからT;AL035668の118920位のAからG;AL035668の167584位のCからT;AL035668の138476位のAからG;およびそれらの組み合わせからなる群より選択される1つ以上の核酸変化を含む、配列番号1を有している核酸を含む単離された核酸分子に関する。   In another aspect, the invention relates to AL035668 at position 122247 T from AL; AL035668 at position 121366 C to T; AL035668 at position 118920 A to G; AL035668 at position 167584 from C to T; AL035668 at position 138476 An isolated nucleic acid molecule comprising a nucleic acid having SEQ ID NO: 1 comprising one or more nucleic acid changes selected from the group consisting of A to G; and combinations thereof.

別の態様では、本発明は、アミノ酸37位のアラニン、アミノ酸94位のセリン、アミノ酸189位のセリン、またはそれらの組み合わせからなる群より選択されるアミノ酸配列を含む単離されたポリペプチドに関する。   In another aspect, the invention relates to an isolated polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of alanine at amino acid position 37, serine at amino acid position 94, serine at amino acid position 189, or a combination thereof.

さらに別の態様では、本発明は、骨粗鬆症に対する罹患性を診断する方法に関する。この方法には、骨粗鬆症に対する罹患性の指標である本明細書中に記載されるポリペプチドを検出する工程が含まれる。特定の態様では、37位、94位、1891位、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される位置のアミノ酸の決定には、試料を、対照アミノ酸または変異体アミノ酸のいずれかに特異的な抗体と接触させる工程が含まれる。別の態様では、本発明は、本明細書中に記載されるポリペプチドを含む医薬組成物に関する。別の態様では、本発明は、個体の骨粗鬆症を処置する方法に関し、この方法には、個体に対して、本明細書中に記載される単離されたポリペプチドを治療有効量で投与することが含まれる。   In yet another aspect, the present invention relates to a method for diagnosing susceptibility to osteoporosis. This method includes detecting a polypeptide described herein that is an indicator of susceptibility to osteoporosis. In certain embodiments, for determining an amino acid at a position selected from the group consisting of positions 37, 94, 1891, and combinations thereof, the sample is an antibody specific for either a control amino acid or a variant amino acid. And contacting with. In another aspect, the invention relates to a pharmaceutical composition comprising a polypeptide described herein. In another aspect, the invention relates to a method of treating osteoporosis in an individual, comprising administering to the individual a therapeutically effective amount of an isolated polypeptide described herein. Is included.

別の態様では、本発明は、a)アミノ酸37位のセリン、アミノ酸37位のアラニン、アミノ酸94位のアラニン、アミノ酸94位のセリン、アミノ酸189位のアルギニン、アミノ酸189位のセリン、またはそれらの組み合わせを含む、BMP2タンパク質に特異的な抗体からなる群より選択される少なくとも1つの抗体;およびb)対照であるBMP2タンパク質試料を含むキットに関する。   In another aspect, the invention provides: a) serine at amino acid position 37, alanine at amino acid position 37, alanine at amino acid position 94, serine at amino acid position 94, arginine at amino acid position 189, serine at amino acid position 189, or a A kit comprising a combination of at least one antibody selected from the group consisting of antibodies specific for BMP2 protein; and b) a control BMP2 protein sample.

発明の詳細な説明
本明細書中に記載されるように、出願人らにより、種々の形態の骨粗鬆症を有している患者についてゲノム広域スキャンが完了し、骨粗鬆症と関連付けられた第20染色体上の1つの領域が同定された。今日までには、染色体のこの領域に対して何らかの関係を示しているヒトの骨粗鬆症の連関分析は、知られていない。行われた連関分析に基づいて、出願人らにより、BMP2と骨粗鬆症との間の直接的な関係が発見された。正常な個体に由来するBMP2核酸は既知であるが、BMP2と骨粗鬆症との間の関連を直接調べている研究は存在していない。さらに、骨粗鬆症と関係していることが報告されている変異体は存在していない。連関分析は、種々の骨粗鬆症の表現型、すなわち、股関節、背骨、複合型、および複合型の重症の表現型を有している患者(例えば、脊椎の圧迫骨折、股関節骨折、他の骨粗鬆症に関係している負荷の少ない骨折を有している患者)を網羅するゲノム広域スキャンに基づく。連関分析で得られたデータにより、第20染色体上の1つの領域、具体的には、BMP2遺伝子が同定された。変異体BMP2核酸は、以前には報告されたことのないヌクレオチド変化を有しており、これは、患者の集団において観察された(多型性の変化については、表2、3、および4を参照のこと)。
Detailed Description of the Invention As described herein, applicants have completed a genome-wide scan for patients with various forms of osteoporosis on chromosome 20 associated with osteoporosis. One region was identified. To date, there is no known association analysis of human osteoporosis that shows any relationship to this region of the chromosome. Based on the association analysis performed, applicants discovered a direct relationship between BMP2 and osteoporosis. Although BMP2 nucleic acids derived from normal individuals are known, there are no studies that directly examine the association between BMP2 and osteoporosis. Furthermore, there are no variants that have been reported to be associated with osteoporosis. Association analysis is relevant to patients with various osteoporosis phenotypes, ie hip, spine, complex, and complex severe phenotypes (eg, spinal compression fractures, hip fractures, other osteoporosis) Based on a wide-area genome scan that covers patients with low load fractures. The data obtained by the association analysis identified one region on chromosome 20, specifically the BMP2 gene. Mutant BMP2 nucleic acids have nucleotide changes that have not been previously reported and this has been observed in a population of patients (see Tables 2, 3, and 4 for polymorphic changes). See

全てのヌクレオチド位置は、配列番号1に対して、またはGenBank登録番号AL035668に対して示される。ヌクレオチド3747位の多型は、対照の集団よりも骨粗鬆症の試験集団において統計学的により頻繁に現れる。   All nucleotide positions are shown for SEQ ID NO: 1 or for GenBank accession number AL035668. The polymorphism at nucleotide position 3747 appears statistically more frequently in the osteoporosis test population than in the control population.

本発明の核酸
BMP2ヌクレオチド、その一部、および変異体
したがって、本発明は、少なくとも1つのヌクレオチド変化を有しており、骨粗鬆症の指標と関係がある、ヒトBMP2核酸を含む単離された核酸分子に関する。用語「変異体BMP2」は、本明細書中で使用される場合は、変化しているヌクレオチドを少なくとも1つ有している、第20染色体中の単離された核酸分子をいう。本発明のBMP2の変異体は、多数の骨粗鬆症の表現型に対する罹患性と関係している。本発明には、変異体BMP2ポリペプチド(例えば、配列番号2を有しているポリペプチド)をコードする断片を含む、変化を含む単離された核酸分子の一部または断片(例えば、cDNA、遺伝子、またはその断片)が含まれる。ある態様では、単離された核酸分子には、少なくともヌクレオチド3747位の多型を含むBMP2遺伝子の表2、3、および4に示される多型のいずれか1つまたはそれらの組み合わせからなる群より選択される多型が含まれる。治療目的のための特定の態様では、例えば、核酸は、健常な個体のヒトBMP2核酸を示す、配列番号1の配列を含む。
Nucleic acid of the present invention
BMP2 nucleotides, portions thereof, and variants Accordingly, the present invention relates to an isolated nucleic acid molecule comprising a human BMP2 nucleic acid having at least one nucleotide change and associated with an indicator of osteoporosis. The term “variant BMP2” as used herein refers to an isolated nucleic acid molecule in chromosome 20 having at least one nucleotide that is altered. The variants of BMP2 of the present invention are associated with susceptibility to a number of osteoporosis phenotypes. The invention includes a portion or fragment of an isolated nucleic acid molecule comprising a change (eg, cDNA, including a fragment encoding a mutant BMP2 polypeptide (eg, a polypeptide having SEQ ID NO: 2)). Gene, or fragment thereof). In some embodiments, the isolated nucleic acid molecule comprises a group consisting of any one or combination of polymorphisms shown in Tables 2, 3, and 4 of the BMP2 gene comprising at least the nucleotide 3747 polymorphism. Contains the polymorphism that is selected. In a particular embodiment for therapeutic purposes, for example, the nucleic acid comprises the sequence of SEQ ID NO: 1, which represents the human BMP2 nucleic acid of a healthy individual.

本発明の単離された核酸分子は、RNA(例えば、mRNA)であり得、また、cDNAおよびゲノムDNAのようなDNAでもあり得る。DNA分子は、二本鎖または一本鎖であり得;一本鎖のRNAまたはDNAは、コード鎖、すなわち「センス鎖」、または非コード鎖、すなわち、「アンチセンス」鎖のいずれかであり得る。核酸分子は、遺伝子のコード配列全体またはその一部を含むことができ、イントロンおよび非コード3'および5'配列(例えば、調節配列および他の隣接配列を含む)のような非コード配列をさらに含むこともできる。さらに、核酸分子は、マーカー配列、親和性タグ、または他の遺伝子もしくは配列(例えば、ポリペプチドの単離または精製を助けるポリペプチドをコードする配列)に融合させられ得る。このような配列として、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)融合タンパク質をコードする配列、およびインフルエンザに由来するヘマグルチニンA(HA)ポリペプチドマーカーをコードする配列が挙げられるが、これらに限定されない。   An isolated nucleic acid molecule of the present invention can be RNA (eg, mRNA), and can also be DNA, such as cDNA and genomic DNA. A DNA molecule can be double-stranded or single-stranded; single-stranded RNA or DNA can be either the coding strand, ie the “sense strand”, or the non-coding strand, ie the “antisense” strand obtain. A nucleic acid molecule can include the entire coding sequence of a gene or a portion thereof, and further includes non-coding sequences such as introns and non-coding 3 ′ and 5 ′ sequences (eg, including regulatory sequences and other flanking sequences). It can also be included. In addition, the nucleic acid molecule can be fused to a marker sequence, affinity tag, or other gene or sequence (eg, a sequence encoding a polypeptide that aids in isolation or purification of the polypeptide). Such sequences include, but are not limited to, a sequence encoding a glutathione-S-transferase (GST) fusion protein and a sequence encoding a hemagglutinin A (HA) polypeptide marker derived from influenza.

「単離された」核酸分子は、本明細書中で使用される場合は、その遺伝子またはヌクレオチド配列に通常は隣接している(ゲノム配列中で)核酸から分離され、そして/または他の転写された配列(例えば、RNAライブラリーにおいて)から完全にもしくは部分的に精製されている核酸分子である。例えば、本発明の単離された核酸は、その天然に存在している複雑な細胞環境、または組み換え技術によって生産される場合には培養培地、あるいは、化学合成される場合には化学的前駆体もしくは他の化合物に関して実質的に単離され得る。いくつかの例では、単離された材料は、組成物(例えば、他の物質を含む粗抽出物)、緩衝液システム、または試薬混合物の一部を形成する。他の状況では、材料は、例えば、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)またはHPLCのようなカラムクロマトグラフィーによって測定されるように、本質的に均質であるように精製され得る。本発明の単離された核酸分子は、存在する全ての高分子種のうちの少なくとも約50、80、または90%(モル基準で)を占め得る。ゲノムDNAに関して、用語「単離された」はまた、ゲノムDNAが天然において会合している染色体から分離されている核酸分子をも意味し得る。例えば、単離された核酸分子は、核酸分子が由来する細胞のゲノムDNAにおいて核酸分子に隣接している、約5kb、4kb、3kb、2kb、1kb、0.5kb、または0.1kb未満のヌクレオチドを含み得る。   An “isolated” nucleic acid molecule, as used herein, is separated from the nucleic acid that is normally adjacent (in the genomic sequence) to the gene or nucleotide sequence and / or other transcription. A nucleic acid molecule that has been completely or partially purified from a rendered sequence (eg, in an RNA library). For example, an isolated nucleic acid of the invention can be a complex cellular environment that exists in nature, or a culture medium if produced by recombinant techniques, or a chemical precursor if chemically synthesized. Alternatively, it can be substantially isolated with respect to other compounds. In some examples, the isolated material forms part of a composition (eg, a crude extract containing other substances), a buffer system, or a reagent mixture. In other situations, the material can be purified to be essentially homogeneous, as measured, for example, by column chromatography such as polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) or HPLC. An isolated nucleic acid molecule of the present invention can comprise at least about 50, 80, or 90% (on a molar basis) of all macromolecular species present. With respect to genomic DNA, the term “isolated” can also mean a nucleic acid molecule that is separated from the chromosome with which the genomic DNA is naturally associated. For example, an isolated nucleic acid molecule contains less than about 5 kb, 4 kb, 3 kb, 2 kb, 1 kb, 0.5 kb, or 0.1 kb of nucleotides adjacent to the nucleic acid molecule in the genomic DNA of the cell from which the nucleic acid molecule is derived. obtain.

核酸分子は、他のコード配列または調節配列に融合させられ得、なおも単離されているとみなされ得る。したがって、ベクター中に含まれる組み換えDNAは、本明細書中で使用される「単離された」の定義に含まれる。また、単離された核酸分子には、異種宿主細胞または異種生物中の組み換えDNA分子、さらには、溶液中の部分的または実質的に精製されたDNA分子も含まれる。「単離された」核酸分子には、また、本発明のDNA分子のインビボおよびインビトロRNA転写物も含まれる。単離された核酸分子またはヌクレオチド配列には、化学的に、または組み換え手段によって合成される、核酸分子またはヌクレオチド配列が含まれ得る。したがって、ベクター中に含まれる組み換えDNAは、本明細書中で使用される「単離された」の定義に含まれる。このような単離されたヌクレオチド配列は、例えば、コードされるポリペプチドの製造において、(例えば、他の哺乳動物種から)相同配列を単離するため、(例えば、染色体を用いるインサイチュハイブリダイゼーションによる)遺伝子マッピングのため、または組織(例えば、ヒト組織)中での遺伝子の発現を、例えば、ノーザンブロット分析もしくは他のハイブリダイゼーション技術によって検出するためのプローブとして、有用である。   A nucleic acid molecule can be fused to other coding or regulatory sequences and still be considered isolated. Thus, recombinant DNA contained in a vector is included in the definition of “isolated” as used herein. Isolated nucleic acid molecules also include recombinant DNA molecules in heterologous host cells or organisms, as well as partially or substantially purified DNA molecules in solution. “Isolated” nucleic acid molecules also include in vivo and in vitro RNA transcripts of the DNA molecules of the present invention. An isolated nucleic acid molecule or nucleotide sequence can include a nucleic acid molecule or nucleotide sequence that is synthesized chemically or by recombinant means. Thus, recombinant DNA contained in a vector is included in the definition of “isolated” as used herein. Such isolated nucleotide sequences can be used, for example, by in situ hybridization (eg, using chromosomes) to isolate homologous sequences (eg, from other mammalian species) in the production of the encoded polypeptide. ) Useful as a probe for gene mapping or for detecting expression of a gene in a tissue (eg, human tissue), eg, by Northern blot analysis or other hybridization techniques.

本発明はまた、天然では必ずしも見出されないが、それにもかかわらず、BMP2ポリペプチド(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有しており、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むポリペプチド)をコードする核酸分子に関する。したがって、例えば、天然に存在しているヌクレオチド配列とは異なるが、遺伝子コードの縮重により、本発明のBMP2ポリペプチドをコードする配列を含むDNA分子もまた、本発明の対象である。本発明には、また、本発明のヌクレオチド配列の変異体(例えば、BMP2ポリペプチドの一部、類似体または誘導体をコードするもの)も含まれる。このような変異体は、例えば、対立遺伝子変異体の場合には、天然に存在し得、また、例えば、種々の突然変異誘発物質および突然変異誘発性のプロセスによって誘導されるものの場合には、天然には存在し得ない。意図されるバリエーションには、1つ以上のヌクレオチドの付加、欠失、および置換が含まれれるが、これらに限定されない。これらにより、付加および欠失を含む、保存的または非保存的アミノ酸変化が生じ得る。ヌクレオチド(および/または得られるアミノ酸)変化は、サイレントでも、また、保存的でもあり得る。すなわち、これらは、必ずしもBMP2ポリペプチドの特性または活性を変化させる必要はない。ある態様では、ヌクレオチド配列は、1つ以上の多型性マイクロサテライトマーカーを含む断片である。別の態様では、ヌクレオチド配列は、BMP2遺伝子中に1つ以上の単一ヌクレオチド多型を含む断片である。   The present invention is also not necessarily found in nature but nevertheless a BMP2 polypeptide (e.g. having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and at least one of the multiples shown in Tables 2, 3, and 4). Relates to a nucleic acid molecule encoding a polypeptide comprising a type). Thus, for example, a DNA molecule comprising a sequence that encodes a BMP2 polypeptide of the present invention due to the degeneracy of the genetic code, although differing from the naturally occurring nucleotide sequence, is also subject of the present invention. The invention also includes variants of the nucleotide sequences of the invention (eg, those that encode portions, analogs or derivatives of BMP2 polypeptides). Such variants may exist naturally, for example in the case of allelic variants, and for example in the case of those induced by various mutagens and mutagenic processes, It cannot exist in nature. Contemplated variations include, but are not limited to, one or more nucleotide additions, deletions, and substitutions. These can result in conservative or non-conservative amino acid changes, including additions and deletions. Nucleotide (and / or resulting amino acid) changes can be silent or conservative. That is, they need not necessarily change the properties or activity of the BMP2 polypeptide. In some embodiments, the nucleotide sequence is a fragment that includes one or more polymorphic microsatellite markers. In another embodiment, the nucleotide sequence is a fragment that includes one or more single nucleotide polymorphisms in the BMP2 gene.

本発明の核酸分子の他の変化としては、例えば、標識、メチル化、ヌクレオチド間修飾、例えば、電荷を有さない結合(例えば、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホアミデート、カルバメート)、電荷を有する結合(例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート)、ペンダント部分(例えば、ポリペプチド)、インターカレーター(例えば、アクリジン、ソラレン)、キレート化剤、アルキル化剤、ならびに修飾された結合(例えば、αアノマー核酸)が挙げられ得る。水素結合および他の化学的相互作用を通じて、設計された配列に結合する能力に関して核酸分子を模倣する合成分子も含まれる。このような分子には、例えば、ペプチド結合で分子の骨格中のリン酸結合が置き換えられている分子が含まれる。   Other variations of the nucleic acid molecules of the invention include, for example, labeling, methylation, internucleotide modifications, such as uncharged bonds (eg, methylphosphonate, phosphotriester, phosphoamidate, carbamate), charge Bonds (eg, phosphorothioate, phosphorodithioate), pendant moieties (eg, polypeptides), intercalators (eg, acridine, psoralen), chelators, alkylating agents, and modified bonds (eg, alpha anomers) Nucleic acid). Also included are synthetic molecules that mimic nucleic acid molecules with respect to their ability to bind to designed sequences through hydrogen bonding and other chemical interactions. Such molecules include, for example, molecules in which phosphate bonds in the molecular backbone are replaced with peptide bonds.

本発明はまた、高ストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件(例えば、選択的ハイブリダイゼーション用の条件)下で、本明細書中に記載されるヌクレオチド配列にハイブリダイズする核酸分子(例えば、本明細書中に記載されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に特異的にハイブリダイズし、任意に、ポリペプチドの活性を有する核酸分子)に関する。ある態様では、本発明には、高ストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件および洗浄条件(例えば、選択的ハイブリダイゼーション用の条件)下で、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含む配列番号1から選択されるヌクレオチド配列を含むヌクレオチド配列またはその相補物、あるいは、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含む配列番号2のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列に対してハイブリダイズする、本明細書中に記載される変異体が含まれる。ある態様では、高ストリンジェンシーのハイブリダイゼーション下でハイブリダイズする変異体はBMP2の活性を有する。   The present invention also provides nucleic acid molecules (eg, herein) that hybridize to the nucleotide sequences described herein under high stringency hybridization conditions (eg, conditions for selective hybridization). Nucleic acid molecules that specifically hybridize to the nucleotide sequence encoding the described polypeptide and optionally have the activity of the polypeptide. In certain embodiments, the invention includes at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4 under high stringency hybridization and wash conditions (eg, conditions for selective hybridization). To a nucleotide sequence comprising a nucleotide sequence selected from SEQ ID NO: 1 or its complement, or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4 And variants described herein that hybridize to In some embodiments, the variant that hybridizes under high stringency hybridization has the activity of BMP2.

そのような核酸分子は、対立遺伝子特異的ハイブリダイゼーションまたは配列特異的ハイブリダイゼーション(例えば、高ストリンジェンシーの条件下での)によって検出、および/または単離され得る。「特異的ハイブリダイゼーション」は、本明細書中で使用される場合は、第1の核酸が第2の核酸以外のいずれの核酸に対してもハイブリダイズしない様式(例えば、第1の核酸が、ハイブリダイゼーションが行われる試料中の他の全ての核酸に対してよりも第2の核酸に対して高い相補性を有する場合)で、第1の核酸が第2の核酸にハイブリダイズする能力をいう。ハイブリダイゼーションについての「ストリンジェンシーの条件」は、特定の核酸の第2の核酸に対するハイブリダイゼーションを可能にするインキュベーション条件および洗浄条件、例えば、温度および緩衝液濃度の条件について言及する専門用語である。第1の核酸は、第2の核酸に対して完全に(すなわち、100%)相補的であっても、また、第1の核酸と第2の核酸は、完全には満たないある程度の相補性(例えば、70%、75%、85%、90%、95%)を共有していてもよい。例えば、特定の高ストリンジェンシーの条件は、完全に相補的な核酸を相補性の低い核酸から識別するために使用され得る。核酸のハイブリダイゼーションについての「高ストリンジェンシーの条件」、「中程度のストリンジェンシーの条件」、および「低ストリンジェンシーの条件」は、Current Protocols in Molecular Biology(Ausubel,F.M.ら, "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons, (1998)、その教示全体が引用により本明細書中に援用される)の2.10.1〜2.10.16ページ、および6.3.1〜6.3.6ページに説明されている。ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーを決定する正確な条件は、イオン強度(例えば、0.2×SSC、0.1×SSC)、温度(例えば、室温、42℃、68℃)、およびホルムアミドのような脱安定化剤またはSDSのような変性剤の濃度だけではなく、核酸配列の長さ、塩基組成、ハイブリダイズする配列間のミスマッチの割合(%)、および他の同一ではない配列内においてその配列のサブセットが出現する頻度のような要因によっても変化する。したがって、同等の条件は、2つの核酸分子の間で同程度の同一性または類似性を維持したまま、これらのパラメーターの1つ以上を変化させることによって決定され得る。通常は、互いに少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、または少なくとも約95%、あるいはそれ以上同一である配列が互いにハイブリダイズしたままである条件が使用される。ハイブリダイゼーションが生じないストリンジェンシーのレベルから、ハイブリダイゼーションが最初に観察されるレベルにまでハイブリダイゼーション条件を変化させることにより、所定の配列を、試料中の最も相補的な配列と(例えば、選択的に)ハイブリダイズさせる条件が決定され得る。   Such nucleic acid molecules can be detected and / or isolated by allele specific hybridization or sequence specific hybridization (eg, under conditions of high stringency). “Specific hybridization”, as used herein, refers to a manner in which a first nucleic acid does not hybridize to any nucleic acid other than a second nucleic acid (eg, the first nucleic acid is The ability of a first nucleic acid to hybridize to a second nucleic acid when it has a higher complementarity to the second nucleic acid than to all other nucleic acids in the sample being hybridized) . “Stringency conditions” for hybridization is a terminology that refers to incubation and wash conditions that allow hybridization of a particular nucleic acid to a second nucleic acid, eg, temperature and buffer concentration conditions. The first nucleic acid is completely (ie, 100%) complementary to the second nucleic acid, and the first nucleic acid and the second nucleic acid are not completely complementary. (For example, 70%, 75%, 85%, 90%, 95%) may be shared. For example, certain high stringency conditions can be used to distinguish perfectly complementary nucleic acids from less complementary nucleic acids. “High stringency conditions”, “moderate stringency conditions”, and “low stringency conditions” for nucleic acid hybridization are described in Current Protocols in Molecular Biology (Ausubel, FM et al., “Current Protocols in Molecular Biology ", John Wiley & Sons, (1998), the entire teachings of which are incorporated herein by reference), as described on pages 2.10.1-2.10.16 and 6.3.1-6.3.6. Yes. The exact conditions that determine the stringency of hybridization are ionic strength (eg, 0.2 × SSC, 0.1 × SSC), temperature (eg, room temperature, 42 ° C., 68 ° C.), and destabilizing agents such as formamide or Not only the concentration of denaturing agents such as SDS, but also a subset of the sequence within the length of the nucleic acid sequence, base composition, percent mismatch between hybridizing sequences, and other non-identical sequences It also depends on factors such as frequency. Thus, equivalent conditions can be determined by changing one or more of these parameters while maintaining the same degree of identity or similarity between the two nucleic acid molecules. Typically, conditions are used in which sequences that are at least about 60%, at least about 70%, at least about 80%, at least about 90%, or at least about 95% or more identical to each other remain hybridized to each other. . By changing the hybridization conditions from the level of stringency at which no hybridization occurs to the level at which hybridization is first observed, a given sequence is selected from the most complementary sequence in the sample (eg, selective The conditions for hybridizing can be determined.

例示的な条件は、Krause,M.H.およびS.A.Aaronson, Methods in Enzymology, 200:546-556(1991)に記載されている。また、Ausubelら, "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons, (1998):にも、中程度または低ストリンジェンシーの条件についての洗浄条件の決定が記載されている。洗浄は、通常は、その条件がハイブリッドの相補性の最低レベルを決定するように設定される工程である。一般的には、相同なハイブリダイゼーションしか生じない最も低い温度から開始して、最終的な洗浄温度がそれぞれ1℃下がると(SSC濃度を一定に保ったまま)、ハイブリダイズする配列間の最大のミスマッチの割合(%)が1%増大する。通常は、SSCの濃度を2倍にすることによって、Tmが約17℃上昇する。これらの指針を用いると、洗浄温度は、想定されるミスマッチのレベルに応じて、高ストリンジェンシー、中程度のストリンジェンシー、または低ストリンジェンシーについて経験的に決定され得る。 Exemplary conditions are described in Krause, MH and SAAaronson, Methods in Enzymology, 200: 546-556 (1991). Ausubel et al., “Current Protocols in Molecular Biology”, John Wiley & Sons, (1998) also describes the determination of washing conditions for moderate or low stringency conditions. Washing is usually a process in which the conditions are set to determine the minimum level of hybrid complementarity. In general, starting from the lowest temperature at which only homologous hybridization occurs, and each final wash temperature decreases by 1 ° C. (while keeping the SSC concentration constant), the maximum between hybridizing sequences Increases mismatch percentage by 1%. Usually, doubling the concentration of SSC increases Tm by about 17 ° C. Using these guidelines, the wash temperature can be empirically determined for high stringency, moderate stringency, or low stringency, depending on the level of mismatch expected.

例えば、低ストリンジェンシーの洗浄には、0.2×SSC/0.1%のSDSを含む溶液中での室温で10分間の洗浄が含まれ得る。中程度のストリンジェンシーの洗浄には、0.2×SSC/0.1%のSDSを含む予め温められた(42℃)溶液中での、42℃で15分間の洗浄が含まれ得る。そして、高ストリンジェンシーの洗浄には、0.1×SSC/0.1%のSDSを含む予め温められた(68℃)溶液中での、68℃で15分間の洗浄が含まれ得る。さらに、洗浄は、当該分野で公知であるように、所望される結果が得られるまで繰り返して、または連続して行われ得る。同等の条件は、使用される標的核酸分子とプライマーまたはプローブ(例えば、ハイブリダイズされる配列)との間で同程度の相補性を維持したまま、当該分野で公知であるように、例として挙げられる1つ以上のパラメーターを変化させることによって決定され得る。   For example, a low stringency wash can include a 10 minute wash at room temperature in a solution containing 0.2 × SSC / 0.1% SDS. A moderate stringency wash may include a 15 minute wash at 42 ° C. in a pre-warmed (42 ° C.) solution containing 0.2 × SSC / 0.1% SDS. And high stringency washing can include washing for 15 minutes at 68 ° C. in a pre-warmed (68 ° C.) solution containing 0.1 × SSC / 0.1% SDS. Furthermore, washing can be performed repeatedly or continuously until the desired result is obtained, as is known in the art. Equivalent conditions are given as examples, as is known in the art, while maintaining the same degree of complementarity between the target nucleic acid molecule used and the primer or probe (eg, the sequence to be hybridized). It can be determined by changing one or more parameters to be changed.

2つのヌクレオチドまたはアミノ酸配列の同一性の割合(%)は、最適な比較の目的のために配列をアラインメントすることによって決定され得る(例えば、第1の配列の配列中にギャップが導入され得る)。次いで、対応する位置のヌクレオチドまたはアミノ酸が比較され、2つの配列間の同一性の割合(%)は、これらの配列によって共有される同一の位置の数の関数(すなわち、同一性の割合(%)=同一である位置の数/位置の総数×100)である。特定の態様では、比較の目的のためにアラインメントされる配列の長さは、参照配列の長さの少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%である。2つの配列の実際の比較は、周知の方法によって、例えば、数学的アルゴリズムを使用して行われ得る。このような数学的アルゴリズムの限定的ではない例は、Karlinら, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90:5873-5877(1993)に記載されている。このようなアルゴリズムは、Altschulら, Nucleic Acids Res., 25:389-3402(1997)に記載されているように、NBLASTおよびXBLASTプログラム(バージョン2.0)に組み込まれている。BLASTおよびGapped BLASTプログラムが利用される場合には、それぞれのプログラム(例えば、NBLAST)についてのデフォルトパラメーターが使用され得る。ワールドワイドウェブ(World Wide Web)上のncbi.nlm.nih.govのウェブサイトを参照のこと。ある態様では、配列比較のためのパラメーターは、スコア=100、文字長=12に設定され得るか、または変化させることもできる(例えば、W=5、またはW=20)。   The percent identity between two nucleotide or amino acid sequences can be determined by aligning the sequences for optimal comparison purposes (eg, gaps can be introduced into the sequence of the first sequence). . The nucleotides or amino acids at corresponding positions are then compared, and the percent identity between the two sequences is a function of the number of identical positions shared by these sequences (ie, percent identity) ) = Number of identical positions / total number of positions × 100). In certain embodiments, the length of the sequence aligned for comparison purposes is at least 30%, at least 40%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, or at least 90% of the length of the reference sequence It is. The actual comparison of the two sequences can be done by well-known methods, for example using a mathematical algorithm. A non-limiting example of such a mathematical algorithm is described in Karlin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90: 5873-5877 (1993). Such algorithms are incorporated into the NBLAST and XBLAST programs (version 2.0) as described in Altschul et al., Nucleic Acids Res., 25: 389-3402 (1997). If BLAST and Gapped BLAST programs are utilized, the default parameters for the respective program (eg, NBLAST) can be used. See the ncbi.nlm.nih.gov website on the World Wide Web. In certain embodiments, the parameters for sequence comparison can be set to score = 100, character length = 12, or can be varied (eg, W = 5, or W = 20).

配列の比較のために利用される数学的アルゴリズムの別の限定的ではない例は、MyersおよびMiller, CABIOS(1989)のアルゴリズムである。このようなアルゴリズムは、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれており、これは、GCG配列アラインメントソフトウェアパッケージの一部である。アミノ酸配列を比較するためにALIGNプログラムが利用される場合は、PAM120重み残基表、12のギャップ長ペナルティー、および4のギャップペナルティーが使用され得る。配列解析のためにさらなるアルゴリズムは当該分野で公知であり、これには、TorellisおよびRobotti(1994)Comput. Appl. Biosci., 10:3-5に記載されているADVANCEおよびADAM、ならびにPearsonおよびLipman(1988)PNAS, 85:2444-8に記載されているFASTAが含まれる。   Another non-limiting example of a mathematical algorithm utilized for sequence comparison is the algorithm of Myers and Miller, CABIOS (1989). Such an algorithm is incorporated into the ALIGN program (version 2.0), which is part of the GCG sequence alignment software package. When the ALIGN program is utilized to compare amino acid sequences, a PAM120 weight residue table, a gap length penalty of 12, and a gap penalty of 4 can be used. Additional algorithms for sequence analysis are known in the art, including ADVANCE and ADAM described in Torellis and Robotti (1994) Comput. Appl. Biosci., 10: 3-5, and Pearson and Lipman. (1988) PNAS, 85: 2444-8.

別の態様では、2つのアミノ酸配列の間での同一性の割合(%)は、Blossom 63マトリックスまたはPAM250マトリックスのいずれか、および12、10、8、6、または4のギャップ重み、および2、3、または4の長さ重みのいずれかを使用するGCGソフトウェアパッケージ(Accelrys, Cambridge, UK)のGAPプログラムを使用して行われ得る。さらに別の態様では、2つの核酸配列の間での同一性の割合(%)は、50のギャップ重みおよび3の長さ重みを使用して、GCGソフトウェアパッケージのGAPプログラムを使用して行われ得る。   In another embodiment, the percent identity between two amino acid sequences is either a Blossom 63 matrix or a PAM250 matrix, and a gap weight of 12, 10, 8, 6, or 4, and 2, This can be done using the GAP program of the GCG software package (Accelrys, Cambridge, UK) using either 3 or 4 length weights. In yet another embodiment, the percent identity between two nucleic acid sequences is performed using the GAP program in the GCG software package, using a gap weight of 50 and a length weight of 3. obtain.

本発明により、また、配列番号1から選択されるヌクレオチド配列を含み、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むヌクレオチド配列、およびその相補物に対して、高ストリンジェンシーの条件下でハイブリダイズする断片または部分を含む、単離された核酸分子が提供される。また、配列番号2から選択されるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列、その多型変異体、またはその断片もしくは一部に対して、高ストリンジェンシーの条件下でハイブリダイズする断片または部分を含む単離された核酸分子も提供される。本発明の核酸断片は、少なくとも約15、少なくとも約18、20、23、または25ヌクレオチドであり、30、40、50、100、200、またはそれ以上のヌクレオチド長であり得る。本明細書中に記載される抗原性ポリペプチドをコードするより長い断片、例えば、30以上のヌクレオチド長は、例えば、以下に記載されるような抗体の作成に、特に有用である。   In accordance with the present invention, a high stringency of a nucleotide sequence comprising a nucleotide sequence selected from SEQ ID NO: 1 and comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4 and its complement An isolated nucleic acid molecule comprising a fragment or portion that hybridizes under conditions is provided. In addition, an isolation comprising a fragment or portion that hybridizes under conditions of high stringency to a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 2, a polymorphic variant thereof, or a fragment or portion thereof Also provided is a nucleic acid molecule. The nucleic acid fragments of the present invention are at least about 15, at least about 18, 20, 23, or 25 nucleotides and can be 30, 40, 50, 100, 200, or more nucleotides in length. Longer fragments encoding the antigenic polypeptides described herein, eg, 30 or more nucleotides in length, are particularly useful, for example, in the production of antibodies as described below.

プローブおよびプライマー
関連する局面では、本発明の核酸断片は、本明細書中に記載されるアッセイのようなアッセイにおいて、プローブまたはプライマーとして使用される。「プローブ」または「プライマー」は、核酸分子の相補鎖に対して塩基特異的様式でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドである。DNAおよびRNAに加えて、このようなプローブおよびプライマーとして、Nielsenら, Science, 254, 1497-1500(1991)に記載されているような、ポリペプチド核酸(PNA)が挙げられる。
Probes and Primers In a related aspect, the nucleic acid fragments of the present invention are used as probes or primers in assays such as those described herein. A “probe” or “primer” is an oligonucleotide that hybridizes in a base-specific manner to the complementary strand of a nucleic acid molecule. In addition to DNA and RNA, such probes and primers include polypeptide nucleic acids (PNA) as described in Nielsen et al., Science, 254, 1497-1500 (1991).

プローブまたはプライマーには、配列番号1であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの、およびその相補物、あるいは、配列番号2から選択されるアミノ酸配列をコードする配列、またはその多型変異体から選択される連続するヌクレオチド配列を含む核酸分子の、少なくとも約15、典型的には、約20〜25、そしてある態様では、約40、50、または75個の連続するヌクレオチドに対してハイブリダイズするヌクレオチド配列の領域が含まれる。特定の態様では、プローブまたはプライマーには、100個またはそれ未満のヌクレオチドが含まれ得る。例えば、特定の態様では、6個から50個のヌクレオチド、または、例えば12個から30個のヌクレオチドが含まれる。他の態様では、プローブまたはプライマーは、連続するヌクレオチド配列に対して、または連続するヌクレオチド配列の相補物に対して、少なくとも70%同一であり、例えば、特定の態様では、少なくとも80%同一であり、他の態様では、少なくとも85%同一である、少なくとも90%同一であり、そして他の態様では、少なくとも95%同一であるか、あるいは、連続するヌクレオチド配列に対して、または連続するヌクレオチド配列の相補物に対して選択的にハイブリダイズすることさえできる。多くの場合、プローブまたはプライマーには、さらに、標識、例えば、放射性同位元素、蛍光化合物、酵素、または酵素補因子が含まれる。   The probe or primer includes SEQ ID NO: 1, which includes at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, and its complement, or an amino acid sequence selected from SEQ ID NO: 2. At least about 15, typically about 20-25, and in some embodiments about 40, 50, or 75 nucleic acid molecules comprising a contiguous nucleotide sequence selected from A region of a nucleotide sequence that hybridizes to a contiguous nucleotide is included. In certain embodiments, a probe or primer can include 100 or fewer nucleotides. For example, certain embodiments include 6 to 50 nucleotides, or such as 12 to 30 nucleotides. In other embodiments, the probe or primer is at least 70% identical to a contiguous nucleotide sequence or to the complement of a contiguous nucleotide sequence, eg, in certain embodiments, at least 80% identical , In other embodiments, at least 85% identical, at least 90% identical, and in other embodiments, at least 95% identical, or against, or of contiguous nucleotide sequences It can even hybridize selectively to complements. In many cases, the probe or primer further includes a label, eg, a radioisotope, a fluorescent compound, an enzyme, or an enzyme cofactor.

上記に記載されたような本発明の核酸分子は、標準的な分子生物学的技術および配列番号1に提供されるを配列情報使用して同定され得、単離され得る。例えば、核酸分子は、配列番号1に提供される1つ以上の配列(および、任意に、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含む)および/またはその相補物に基づいて設計された合成のオリゴヌクレオチドプライマーを使用して、ポリメラーゼ連鎖反応によって増幅および単離され得る。一般的には、PCR Technology: Principles and Applications for DNA Amplification(H.A.Erlich編, Freeman Press, NY, NY, 1992);PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications(Innisら編、Academic Press, San Diego, CA, 1990);Mattilaら, Nucleic Acids Res., 19:4967(1991);Eckertら, PCR Methods and Applications, 1:17(1991);PCR(McPhersonら編, IRL Press, Oxford);および米国特許第4,683,202号を参照のこと。核酸分子は、cDNA、mRNA、またはゲノムDNAを鋳型として使用して増幅され得、適切なベクターにクローニングされ得、そしてDNA配列解析によって特徴付けられ得る。   The nucleic acid molecules of the invention as described above can be identified and isolated using standard molecular biology techniques and the sequence information provided in SEQ ID NO: 1. For example, the nucleic acid molecule is based on one or more sequences provided in SEQ ID NO: 1 (and optionally including at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4) and / or complements thereof. Can be amplified and isolated by polymerase chain reaction using synthetic designed oligonucleotide primers. In general, PCR Technology: Principles and Applications for DNA Amplification (HAErlich, Freeman Press, NY, NY, 1992); PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (Innis et al., Academic Press, San Diego, CA) , 1990); Mattila et al., Nucleic Acids Res., 19: 4967 (1991); Eckert et al., PCR Methods and Applications, 1:17 (1991); PCR (McPherson et al., IRL Press, Oxford); See 4,683,202. Nucleic acid molecules can be amplified using cDNA, mRNA, or genomic DNA as a template, cloned into an appropriate vector, and characterized by DNA sequence analysis.

他の適切な増幅方法としては、リガーゼ連鎖反応(LCR)(WuおよびWallace, Genomics, 4:560(1989)、Landegrenら, Science, 241:1077(1988)を参照のこと)、転写増幅(Kwohら, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86:1173(1989))、および自己維持配列の複製(Guatelliら, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87:1874(1990))、および核酸に基づいた配列増幅法(NASBA)が挙げられる。後者の2つの増幅方法には、等温転写に基づく等温反応が含まれ、これにより、一本鎖RNA(ssRNA)と二本鎖DNA(dsDNA)の両方が、それぞれ、約30および100対1の割合で増幅産物として生じる。   Other suitable amplification methods include ligase chain reaction (LCR) (see Wu and Wallace, Genomics, 4: 560 (1989), Landegren et al., Science, 241: 1077 (1988)), transcription amplification (Kwoh , Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86: 1173 (1989)), and replication of self-maintaining sequences (Guatelli et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 1874 (1990)), and nucleic acids Sequence amplification method based on (NASBA). The latter two amplification methods include isothermal reactions based on isothermal transcription, which allows both single-stranded RNA (ssRNA) and double-stranded DNA (dsDNA) to be about 30 and 100 to 1, respectively. Produced as an amplification product at a rate.

増幅されたDNAは標識、例えば、放射標識され得、そしてヒト細胞に由来するcDNAライブラリーをスクリーニングするためのプローブとして使用され得る。cDNAは、mRNAから誘導され得、これは、zap express(Stratagene, La Jolla, CA)、ZIPLOX(Gibco BRL, Gaithesburg, MD)、または他の適切なベクターに含まれ得る。対応するクローンが単離され得、インビボでの切り出しの後にDNAが得られ得、そしてクローニングされた挿入物が、適切な分子量のポリペプチドをコードする正確なリーディングフレームを同定するための当該分野で認識されている方法によって、いずれかの方向で、または両方の方向で配列決定され得る。例えば、本発明の核酸分子のヌクレオチド配列の直接的な分析は、市販されている周知の方法を使用して行われ得る。例えば、Sambrookら, Molecular Cloning, A Laboratory Manual(第2版、CSHP, New York 1989);Zyskindら, Recombinant DNA Laboratory Manual,(Acad. Press, 1988)を参照のこと)。さらに、蛍光法もまた、核酸(Chenら, Genome Res. 9:492(1999)およびポリペプチドを分析するために利用できる。これらの方法または類似する方法を用いて、ポリペプチドおよびポリペプチドをコードするDNAが単離され得、配列決定され得、さらに特徴付けられ得る。   The amplified DNA can be labeled, eg, radiolabeled, and used as a probe to screen a cDNA library derived from human cells. The cDNA can be derived from mRNA, which can be included in zap express (Stratagene, La Jolla, Calif.), ZIPLOX (Gibco BRL, Gaithesburg, MD), or other suitable vector. Corresponding clones can be isolated, DNA can be obtained after in vivo excision, and the cloned insert can be used in the art to identify the correct reading frame encoding a polypeptide of the appropriate molecular weight. Depending on the recognized method, it can be sequenced in either direction or in both directions. For example, direct analysis of the nucleotide sequence of the nucleic acid molecules of the present invention can be performed using well-known methods that are commercially available. See, for example, Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (2nd edition, CSHP, New York 1989); Zyskind et al., Recombinant DNA Laboratory Manual, (Acad. Press, 1988)). In addition, fluorescence methods can also be used to analyze nucleic acids (Chen et al., Genome Res. 9: 492 (1999) and polypeptides. These methods or similar methods can be used to encode polypeptides and polypeptides. DNA can be isolated, sequenced and further characterized.

本発明のアンチセンス核酸分子は、配列番号1のヌクレオチド配列であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むヌクレオチド配列、および/またはその相補物、ならびに/あるいは、配列番号1の一部であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの、またはその相補物を使用して設計され得、そして当該分野で公知の手順を使用して、化学合成および酵素による連結反応を使用して構築され得る。例えば、アンチセンス核酸分子(例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド)は、分子の生物学的安定性を増大させるように、またはアンチセンス核酸とセンス核酸との間で形成される二本鎖の物理的安定性を増大させるように設計された、自然界に存在しているヌクレオチドまたは様々に修飾されたヌクレオチドを使用して化学合成され得る。例えば、ホスホロチオエート誘導体およびアクリジン置換ヌクレオチドが使用され得る。あるいは、アンチセンス核酸分子は、核酸分子がアンチセンス方向でサブクローニングされている発現ベクターを使用して、生物学的に生産され得る(すなわち、挿入された核酸分子から転写されるRNAは、目的の標的核酸に対してアンチセンス方向である)。   An antisense nucleic acid molecule of the invention is a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, and / or its complement, and / or Part of SEQ ID NO: 1 that includes at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4 or can be designed using its complement and use procedures known in the art Can be constructed using chemical synthesis and enzymatic ligation reactions. For example, an antisense nucleic acid molecule (eg, an antisense oligonucleotide) is a double-stranded physical stability formed to increase the biological stability of the molecule or formed between an antisense nucleic acid and a sense nucleic acid. It can be chemically synthesized using naturally occurring nucleotides or various modified nucleotides designed to increase sex. For example, phosphorothioate derivatives and acridine substituted nucleotides can be used. Alternatively, antisense nucleic acid molecules can be biologically produced using expression vectors in which the nucleic acid molecule is subcloned in the antisense orientation (ie, RNA transcribed from the inserted nucleic acid molecule is of interest In the antisense direction relative to the target nucleic acid).

一般的には、本発明の単離された核酸配列は、サザンゲル上の分子量マーカーとして、および関連する遺伝子位置をマッピングするために標識される染色体マーカーとして、使用され得る。核酸配列はまた、遺伝的障害(例えば、骨粗鬆症の素因、または骨粗鬆症に対する罹患性)を同定するために、患者の内因性DNA配列と比較するため、および例えば、関連するDNA配列にハイブリダイズさせ、関連するDNA配列を発見するためのプローブとして、あるいは、試料に由来する既知の配列を差し引くためにも、使用され得る。核酸配列は、さらに、遺伝子のフィンガープリントのためのプライマーを導き出すため、免疫化技術を使用して抗ポリペプチド抗体を惹起させるため、および抗DNA抗体を惹起させるかまたは免疫応答を誘発させるための抗原として、使用され得る。本明細書中で同定されるヌクレオチド配列の一部または断片(および対応する完全な遺伝子配列)は、ポリヌクレオチド試薬として多数の方法で使用され得る。例えば、これらの配列は、(i)染色体上にそれらのそれぞれの遺伝子をマッピングし;それにより遺伝的疾患に関係している遺伝子領域を決定するため;(ii)微量の生物学的試料から個体を同定する(組織分類)ために;および(iii)生物学的試料の法医学的同定を助けるために、使用され得る。さらに、本発明のヌクレオチド配列は、分析、特性決定、または治療の用途のための組み換えポリペプチドを同定し、それを発現させるために、あるいは、対応するポリペプチドが、組織分化の間に構成的に、または疾患状態のいずれかで発現される組織に対するマーカーとして、使用され得る。核酸配列は、さらに、本明細書中に記載されるスクリーニングおよび/または診断アッセイの試薬として使用され得、そして本明細書中に記載されるスクリーニングおよび/または診断アッセイでの使用のためのキットの成分(例えば、試薬キット)としても含まれ得る。   In general, the isolated nucleic acid sequences of the invention can be used as molecular weight markers on Southern gels and as chromosomal markers that are labeled to map related gene locations. The nucleic acid sequence can also be hybridized to a patient's endogenous DNA sequence to identify a genetic disorder (e.g., predisposition to osteoporosis or susceptibility to osteoporosis) and to, for example, a relevant DNA sequence, It can also be used as a probe to find relevant DNA sequences or to subtract known sequences from a sample. The nucleic acid sequence is further used to derive primers for gene fingerprinting, to elicit anti-polypeptide antibodies using immunization techniques, and to elicit anti-DNA antibodies or elicit an immune response. It can be used as an antigen. A portion or fragment of a nucleotide sequence identified herein (and the corresponding complete gene sequence) can be used in a number of ways as a polynucleotide reagent. For example, these sequences (i) map their respective genes onto chromosomes; thereby to determine gene regions that are associated with genetic disease; (ii) individuals from trace biological samples Can be used to identify (tissue classification); and (iii) to aid forensic identification of biological samples. Furthermore, the nucleotide sequences of the present invention can be used to identify and express a recombinant polypeptide for analytical, characterization, or therapeutic use, or for the corresponding polypeptide to be constitutive during tissue differentiation. Or as a marker for tissues expressed in either disease states. The nucleic acid sequences can further be used as reagents for screening and / or diagnostic assays described herein, and of kits for use in screening and / or diagnostic assays described herein. It can also be included as a component (eg, a reagent kit).

ベクター
本発明の別の局面は、配列番号1であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの、およびそれらの相補物または一部からなる群より選択される核酸分子を含む核酸構築物に関する。本発明のさらに別の局面は、配列番号2のアミノ酸配列をコードする核酸分子またはその多型変異体を含む核酸構築物に関する。構築物として、その中に本発明の配列が、センスまたはアンチセンス方向で挿入されているベクター(例えば、発現ベクター)が挙げられる。本明細書中で使用される場合は、用語「ベクター」は、それが連結されている別の核酸を輸送することができる核酸分子をいう。ベクターの1つのタイプが「プラスミド」であり、これは、その中にさらなるDNAセグメントを連結させることができる環状の二本鎖DNAループをいう。ベクターの別のタイプはウイルスベクターであり、ここでは、さらなるDNAセグメントをウイルスゲノム内に連結させることができる。特定のベクターは、それらが導入される宿主細胞中で自律複製できる(例えば、細菌の複製基点を有している細菌ベクター、および哺乳動物のエピソームベクター)。他のベクター(例えば、哺乳動物の非エピソームベクター)は、宿主細胞に導入されると、宿主細胞のゲノムに組み込まれ、それによって宿主ゲノムとともに複製される。さらに、発現ベクターと呼ばれる特定のベクターは、それらが動作可能に連結されている遺伝子の発現を指示することができる。一般的に、組み換えDNA技術に有用である発現ベクターは、多くの場合、プラスミドの形態である。しかし、本発明は、同等の機能を果たすウイルスベクター(例えば、複製欠損レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ関連ウイルス)のような他の形態の発現ベクターも含むように意図される。
Vector Another aspect of the invention is SEQ ID NO: 1 selected from the group consisting of at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4 and their complements or parts It relates to a nucleic acid construct comprising a nucleic acid molecule. Yet another aspect of the present invention relates to a nucleic acid construct comprising a nucleic acid molecule encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or a polymorphic variant thereof. Constructs include vectors (eg, expression vectors) into which the sequences of the invention are inserted in sense or antisense orientation. As used herein, the term “vector” refers to a nucleic acid molecule capable of transporting another nucleic acid to which it has been linked. One type of vector is a “plasmid”, which refers to a circular double stranded DNA loop into which additional DNA segments can be ligated. Another type of vector is a viral vector, where additional DNA segments can be ligated into the viral genome. Certain vectors are capable of autonomous replication in a host cell into which they are introduced (eg, bacterial vectors having a bacterial origin of replication, and mammalian episomal vectors). Other vectors (eg, mammalian non-episomal vectors), when introduced into a host cell, integrate into the host cell's genome and are thereby replicated along with the host genome. In addition, certain vectors, called expression vectors, can direct the expression of genes to which they are operably linked. In general, expression vectors that are useful in recombinant DNA technology are often in the form of plasmids. However, the present invention is intended to include other forms of expression vectors such as viral vectors that perform equivalent functions (eg, replication defective retroviruses, adenoviruses, and adeno-associated viruses).

本発明の組み換え発現ベクターには、宿主細胞中での核酸分子の発現に適切な形態の本発明の核酸分子が含まれ得る。これは、組み換え発現ベクターが、発現のために使用される宿主細胞に基づいて選択される1つ以上の調節配列を含み、これが発現させられる核酸配列に動作可能に連結されていることを意味する。組み換え発現ベクターにおいて、「動作可能にまたは作用するように連結される」により、ヌクレオチド配列を発現させる様式で(例えば、インビトロ転写/翻訳系において、またはベクターが宿主細胞に導入される場合には、宿主細胞において)、目的のヌクレオチド配列が調節配列(単数または複数)に連結されることを意味するように意図される。用語「調節配列」は、プロモーター、エンハンサー、および他の発現制御エレメント(例えば、ポリアデニル化シグナル)を含むように意図される。このような調節配列は、例えば、Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA(1990)に記載されている。調節配列としては、多くのタイプの宿主細胞においてヌクレオチド配列の構成的な発現を指示する調節配列、および特定の宿主細胞においてのみヌクレオチド配列の発現を指示する調節配列(例えば、組織特異的調節配列)が挙げられる。発現ベクターの設計が、形質転換される宿主細胞の選択、所望されるポリペプチドの発現のレベルのような要因に応じて変化し得ることは、当業者に理解されるであろう。本発明の発現ベクターは宿主細胞に導入され得、それによって、本明細書中に記載される核酸分子によってコードされる、融合ポリペプチドを含むポリペプチドが生産される。   The recombinant expression vector of the present invention can include a nucleic acid molecule of the present invention in a form suitable for expression of the nucleic acid molecule in a host cell. This means that the recombinant expression vector contains one or more regulatory sequences selected based on the host cell used for expression, and is operably linked to the nucleic acid sequence to be expressed. . In a recombinant expression vector, it is operably or operably linked to express the nucleotide sequence in a manner (eg, in an in vitro transcription / translation system or when the vector is introduced into a host cell). In host cells) is intended to mean that the nucleotide sequence of interest is linked to regulatory sequence (s). The term “regulatory sequence” is intended to include promoters, enhancers, and other expression control elements (eg, polyadenylation signals). Such regulatory sequences are described, for example, in Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990). Regulatory sequences include regulatory sequences that direct constitutive expression of nucleotide sequences in many types of host cells, and regulatory sequences that direct expression of nucleotide sequences only in specific host cells (eg, tissue-specific regulatory sequences). Is mentioned. It will be appreciated by those skilled in the art that the design of the expression vector can vary depending on factors such as the choice of the host cell to be transformed and the level of expression of the desired polypeptide. The expression vectors of the invention can be introduced into a host cell, thereby producing a polypeptide, including a fusion polypeptide, encoded by the nucleic acid molecules described herein.

本発明の組み換え発現ベクターは、原核生物細胞または真核生物細胞、例えば、大腸菌のような細菌細胞、昆虫細胞(例えば、バキュロウイルス発現ベクターを使用して)、酵母細胞、または哺乳動物細胞中での本発明のポリペプチドの発現のために設計され得る。適切な宿主細胞については、Goeddel(前出)においてさらに議論されている。あるいは、組み換え発現ベクターは、例えば、T7プロモーター調節配列とT7ポリメラーゼを使用して、インビトロで転写、翻訳され得る。   The recombinant expression vectors of the invention can be used in prokaryotic or eukaryotic cells, for example bacterial cells such as E. coli, insect cells (eg, using baculovirus expression vectors), yeast cells, or mammalian cells. Can be designed for expression of the polypeptides of the present invention. Appropriate host cells are discussed further in Goeddel (supra). Alternatively, the recombinant expression vector can be transcribed and translated in vitro, for example using T7 promoter regulatory sequences and T7 polymerase.

本発明の別の局面は、その中に本発明の組み換え発現ベクターが導入されている宿主細胞に関する。用語「宿主細胞」および「組み換え宿主細胞」は、本明細書中では同義的に使用される。このような用語が、特定の対象細胞だけではなく、そのような細胞の子孫または将来生じ得る子孫をもまた意味することが理解される。突然変異または環境による影響のいずれかの原因によって、特定の修飾が後世に生じ得るので、このような子孫は、実際には、親細胞と同一ではない場合があり得るが、これらもなお、本明細書中で使用されるこの用語の範囲に含まれる。   Another aspect of the invention relates to a host cell into which a recombinant expression vector of the invention has been introduced. The terms “host cell” and “recombinant host cell” are used interchangeably herein. It is understood that such terms mean not only a particular subject cell, but also the progeny or future progeny of such a cell. Such progeny may not actually be identical to the parental cell, as certain modifications may occur in future generations, either due to mutations or environmental effects, but these are still Included within the scope of this term as used in the specification.

宿主細胞は、あらゆる原核生物細胞または真核生物細胞であり得る。例えば、本発明の核酸分子は、細菌細胞(例えば、大腸菌)、昆虫細胞、酵母または哺乳動物細胞(例えば、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)もしくはCOS細胞)中で発現させることができる。他の適切な宿主細胞は当業者に公知である。   The host cell can be any prokaryotic or eukaryotic cell. For example, the nucleic acid molecules of the invention can be expressed in bacterial cells (eg, E. coli), insect cells, yeast or mammalian cells (eg, Chinese hamster ovary cells (CHO) or COS cells). Other suitable host cells are known to those skilled in the art.

ベクターDNAは、従来の形質転換技術またはトランスフェクション技術によって、原核生物細胞または真核生物細胞に導入され得る。本明細書中で使用される場合は、用語「形質転換」および「トランスフェクション」は、外来核酸分子(例えば、DNA)を宿主細胞中に導入するための当該分野で認識されている種々の技術をいうように意図され、これには、リン酸カルシウムまたは塩化カルシウム共沈、DEAE-デキストラン媒介性トランスフェクション、リポフェクション、またはエレクトロポレーションが含まれる。宿主細胞を形質転換またはトランスフェクションするための適切な方法は、Sambrookら(前出)および他の研究室マニュアルに見ることができる。   Vector DNA can be introduced into prokaryotic or eukaryotic cells via conventional transformation or transfection techniques. As used herein, the terms “transformation” and “transfection” refer to various art-recognized techniques for introducing foreign nucleic acid molecules (eg, DNA) into host cells. This includes calcium phosphate or calcium chloride coprecipitation, DEAE-dextran mediated transfection, lipofection, or electroporation. Suitable methods for transforming or transfecting host cells can be found in Sambrook et al. (Supra) and other laboratory manuals.

哺乳動物細胞の安定なトランスフェクションのためには、使用される発現ベクターおよびトランスフェクション技術に依存して、極一部の細胞だけがそれらのゲノムに外来DNAを組み込むことができることが知られている。これらの組み込み体を同定し選択するためには、通常、選択マーカー(例えば、抗生物質に対する耐性についてのもの)をコードする遺伝子が、目的の遺伝子とともに宿主細胞に導入される。選択マーカーとしては、G418、ハイグロマイシン、およびメトトレキセートのような薬剤に対する耐性を付与する選択マーカーが挙げられ得る。選択マーカーをコードする核酸分子は、本発明の核酸分子と同じベクター上で、宿主細胞に導入することができ、また、別のベクター上で導入することもできる。導入された核酸分子で安定にトランスフェクトされた細胞は、薬剤による選択(例えば、選択マーカー遺伝子が組み込んだ細胞は生存するが、他の細胞は死滅する)によって同定され得る。   For stable transfection of mammalian cells, depending on the expression vector and transfection technique used, only a small percentage of cells are known to be able to integrate foreign DNA into their genome. . In order to identify and select these integrants, a gene that encodes a selectable marker (eg, for resistance to antibiotics) is generally introduced into the host cells along with the gene of interest. Selectable markers can include selectable markers that confer resistance to drugs such as G418, hygromycin, and methotrexate. A nucleic acid molecule encoding a selectable marker can be introduced into a host cell on the same vector as the nucleic acid molecule of the invention or can be introduced on a separate vector. Cells stably transfected with the introduced nucleic acid molecule can be identified by drug selection (eg, cells that have incorporated the selectable marker gene survive, but other cells die).

本発明の宿主細胞、例えば、培養物中の原核生物宿主細胞または真核生物宿主細胞は、本発明のポリペプチドを生産(すなわち、発現させる)させるために使用され得る。したがって、本発明により、さらに、本発明の宿主細胞を使用してポリペプチドを生産するための方法が提供される。ある態様では、この方法には、本発明の宿主細胞(その中に本発明のポリペプチドをコードする組み換え発現ベクターが導入されている)を、ポリペプチドが生産される適切な培養培地中で培養する工程が含まれる。別の態様では、この方法には、さらに、培地または宿主細胞からポリペプチドを単離する工程が含まれる。   A host cell of the invention, such as a prokaryotic or eukaryotic host cell in culture, can be used to produce (ie, express) a polypeptide of the invention. Thus, the present invention further provides a method for producing a polypeptide using the host cell of the present invention. In one embodiment, the method comprises culturing a host cell of the invention, into which a recombinant expression vector encoding a polypeptide of the invention has been introduced, in a suitable culture medium in which the polypeptide is produced. The process of carrying out is included. In another aspect, the method further comprises isolating the polypeptide from the medium or the host cell.

本発明の宿主細胞はまた、ヒト以外のトランスジェニック動物を得るために使用され得る。例えば、ある態様では、本発明の宿主細胞は、その中に本発明の核酸分子(例えば、外因性BMP2遺伝子、またはBMP2ポリペプチドをコードする外因性核酸)が導入されている、受精卵母細胞または胚性幹細胞である。このような宿主細胞は、その後、その中に外因性ヌクレオチド配列がゲノムに導入されているヒト以外のトランスジェニック動物、またはその中の内因性ヌクレオチド配列が変化させられている相同組み換え動物を作成するために、使用され得る。このような動物は、ヌクレオチド配列、およびその配列によってコードされるポリペプチドの機能および/または活性を研究するため、ならびにそれらの活性についての調節因子を同定および/または評価するために有用である。本明細書中で使用される場合は、「トランスジェニック動物」はヒト以外の動物、例えば、哺乳動物であり、例えば、ラットまたはマウスのような齧歯動物であり、これらの動物の1つ以上の細胞にトランスジーンが含まれる。トランスジェニック動物の他の例としては、ヒト以外の霊長類、ヒツジ、イヌ、ウシ、ブタ、ヤギ、ニワトリ、および両生類が挙げられる。トランスジーンは、トランスジェニック動物を発生する、成体の動物のゲノムを維持している細胞のゲノムに組み込まれ、それにより、トランスジェニック動物の1つ以上の細胞型または組織中でコードされる遺伝子産物の発現を指示する、外因性DNAである。本明細書中で使用される場合は、「相同組み換え動物」はヒト以外の動物、例えば、哺乳動物、例えば、マウスであり、その中の内因性遺伝子が、内因性遺伝子と動物の細胞(例えば、動物の発生前の動物の胚性細胞)に導入された外因性DNA分子との間での相同組み換えにより変化させられている。   The host cells of the invention can also be used to obtain non-human transgenic animals. For example, in certain embodiments, a host cell of the invention is a fertilized oocyte into which a nucleic acid molecule of the invention (eg, an exogenous BMP2 gene or an exogenous nucleic acid encoding a BMP2 polypeptide) has been introduced. Or embryonic stem cells. Such a host cell then creates a non-human transgenic animal into which the exogenous nucleotide sequence has been introduced into the genome, or a homologous recombinant animal in which the endogenous nucleotide sequence has been altered. Can be used. Such animals are useful for studying the nucleotide sequence, and the function and / or activity of the polypeptides encoded by the sequence, and for identifying and / or evaluating modulators for their activity. As used herein, a “transgenic animal” is a non-human animal, eg, a mammal, eg, a rodent such as a rat or mouse, one or more of these animals The cells contain a transgene. Other examples of transgenic animals include non-human primates, sheep, dogs, cows, pigs, goats, chickens, and amphibians. A transgene is a gene product that is integrated into the genome of a cell that maintains the genome of an adult animal that generates the transgenic animal, and thereby is encoded in one or more cell types or tissues of the transgenic animal Exogenous DNA that directs the expression of. As used herein, a “homologous recombinant animal” is a non-human animal, eg, a mammal, eg, a mouse, in which the endogenous gene is an endogenous gene and an animal cell (eg, The embryonic cells of the animal prior to the development of the animal) have been altered by homologous recombination with exogenous DNA molecules introduced into the animal.

胚の操作およびマイクロインジェクションによりトランスジェニック動物、特にマウスのような動物を作成するための方法は、当該分野で一般的となっており、例えば、米国特許第4,736,866号、および同第4,870,009号、米国特許第4,873,191号、ならびにHogan, Manipulating the Mouse Embryo(Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1986)に記載されている。相同組み換えベクターおよび相同組み換え動物を構築するための方法は、さらに、Bradley(1991)Current Opinion in Bio/Technology, 2:823-829、ならびに、PCT国際公開番号WO90/11354、同WO91/01140、同WO92/0968、および同WO93/04169に記載されている。本明細書中に記載されているヒト以外のトランスジェニック動物のクローンはまた、Wilmutら,(1997)Nature, 385:810-813、ならびに、PCT国際公開番号WO97/07668および同WO97/07669に記載されている方法にしたがって生産され得る。   Methods for producing transgenic animals, particularly animals such as mice, by embryo manipulation and microinjection are common in the art, e.g., U.S. Patent Nos. 4,736,866 and 4,870,009, No. 4,873,191 and Hogan, Manipulating the Mouse Embryo (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1986). Methods for constructing homologous recombination vectors and homologous recombination animals are further described in Bradley (1991) Current Opinion in Bio / Technology, 2: 823-829, and PCT International Publication Nos. WO90 / 11354, WO91 / 01140, It is described in WO92 / 0968 and WO93 / 04169. Non-human transgenic animal clones described herein are also described in Wilmut et al., (1997) Nature, 385: 810-813, and PCT International Publication Nos. WO97 / 07668 and WO97 / 07669. It can be produced according to the methods that are being used.

本発明のポリペプチド
本発明は、また、単離されたBMP2ポリペプチド、例えば、タンパク質およびその変異体、ならびに本明細書中に記載されるヌクレオチド配列によってコードされるポリペプチド(例えば、他のスプライシング変異体)に関する。用語「ポリペプチド」は、アミノ酸のポリマーをいい、特定の長さのものではない。したがって、ペプチド、オリゴペプチド、およびタンパク質が、ポリペプチドの定義に含まれる。本明細書中で使用される場合は、ポリペプチドは、それが組み換え細胞および非組み換え細胞から単離される場合には、それが細胞性の材料を実質的に含まない場合、あるいはそれが化学合成される場合には化学的な前駆体または他の化合物を実質的に含まない場合に、「単離された」または「精製された」と言われる。しかし、ポリペプチドは、細胞中でそれとは通常は結合していない別のポリペプチドに接続させることができ、これはなおも「単離」または「精製」されている。
Polypeptides of the invention The invention also includes isolated BMP2 polypeptides, such as proteins and variants thereof, and polypeptides encoded by the nucleotide sequences described herein (eg, other splicing). Mutant). The term “polypeptide” refers to a polymer of amino acids and is not of a particular length. Thus, peptides, oligopeptides, and proteins are included in the definition of polypeptide. As used herein, a polypeptide is, if it is isolated from recombinant and non-recombinant cells, if it is substantially free of cellular material, or if it is chemically synthesized. If so, it is said to be “isolated” or “purified” if it is substantially free of chemical precursors or other compounds. However, the polypeptide can be connected to another polypeptide not normally associated with it in the cell, which is still “isolated” or “purified”.

本発明のポリペプチドは、均質になるように精製され得る。しかし、ポリペプチドが均質になるまでには精製されていない調製物が有用であることが理解される。重要な特徴は、相当量の他の成分の存在下でもなお、調製物が、ポリペプチドの所望される機能を発揮することができることである。したがって、本発明には、種々の程度の純度が含まれる。ある態様では、語句「細胞性の材料を実質的に含まない」には、他のタンパク質(すなわち、混入しているタンパク質)を約30%(乾燥重量)未満、他のタンパク質を約20%未満、他のタンパク質を約10%未満、または他のタンパク質を約5%未満有しているポリペプチドの調製物が含まれる。   The polypeptides of the invention can be purified to homogeneity. However, it is understood that preparations that are not purified until the polypeptide is homogeneous are useful. An important feature is that the preparation can still perform the desired function of the polypeptide, even in the presence of significant amounts of other components. Accordingly, the present invention includes various degrees of purity. In some embodiments, the phrase “substantially free of cellular material” includes less than about 30% (dry weight) of other proteins (ie, contaminating proteins) and less than about 20% of other proteins. Polypeptide preparations having less than about 10% other proteins or less than about 5% other proteins are included.

ポリペプチドが組み換えによって生産される場合は、これには、培養培地は実質的に含まれ得ない。すなわち、培養培地は、ポリペプチド調製物の容積の約20%未満、約10%未満、または約5%未満を占める。語句「化学的な前駆体または他の化合物を実質的に含まない」には、その合成に関係している化学的な前駆体または他の化合物から分離されているポリペプチドの調製物が含まれる。ある態様では、語句「化学的な前駆体または他の化合物を実質的に含まない」には、化学的な前駆体または他の化合物を約30%(乾燥重量)未満、化学的な前駆体または他の化合物を約20%未満、化学的な前駆体または他の化合物を約10%未満、化学的な前駆体または他の化合物を約5%未満有しているポリペプチドの調製物が含まれる。   If the polypeptide is produced recombinantly, it can be substantially free of culture medium. That is, the culture medium occupies less than about 20%, less than about 10%, or less than about 5% of the volume of the polypeptide preparation. The phrase “substantially free of chemical precursors or other compounds” includes preparations of polypeptides that are separated from chemical precursors or other compounds involved in their synthesis. . In some embodiments, the phrase “substantially free of chemical precursors or other compounds” includes less than about 30% (dry weight) of chemical precursors or other compounds, Polypeptide preparations having less than about 20% other compounds, less than about 10% chemical precursors or other compounds, and less than about 5% chemical precursors or other compounds are included .

ある態様では、ポリペプチドには、配列番号1であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの、ならびにそれらの相補物および一部からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む核酸分子によってコードされるアミノ酸配列が含まれる。しかし、本発明には、配列変異体も含まれる。変異体には、生物体の同じ遺伝子座にコードされる実質的に相同なポリペプチド、すなわち、対立遺伝子変異体、ならびに他のスプライシング変異体が含まれる。変異体には、また、生物体の他の遺伝子座に由来するが、配列番号1であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの、ならびにその相補物および一部からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む核酸分子によってコードされるポリペプチドに対して実質的な相同性を有しているか、あるいは、配列番号2をコードするヌクレオチド配列またはその多型変異体からなる群より選択されるヌクレオチドを含む核酸分子によってコードされるポリペプチドに対して実質的な相同性を有している、ポリペプチドも含まれる。変異体には、また、これらのポリペプチドに実質的に相同であるかまたはそれと同一であるが、別の生物体に由来するポリペプチド、すなわち、オルトログも含まれる。変異体には、また、化学合成によって生産される、これらのポリペプチドに実質的に相同であるかまたはそれと同一であるポリペプチドも含まれる。変異体には、また、組み換え方法によって生産される、これらのポリペプチドに実質的に相同であるかまたはそれと同一であるポリペプチドも含まれる。   In some embodiments, the polypeptide is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, and their complements and portions An amino acid sequence encoded by a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence is included. However, the present invention also includes sequence variants. Variants include substantially homologous polypeptides encoded at the same locus in an organism, ie allelic variants, as well as other splicing variants. Variants are also derived from other loci of the organism but are SEQ ID NO: 1 and include at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, and their complements and A nucleotide sequence encoding SEQ ID NO: 2 or a polymorphic variant thereof having substantial homology to a polypeptide encoded by a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of a portion Also included are polypeptides having substantial homology to a polypeptide encoded by a nucleic acid molecule comprising a nucleotide selected from the group consisting of a body. Variants also include polypeptides that are substantially homologous to or identical to these polypeptides, but derived from another organism, ie, orthologs. Variants also include polypeptides that are substantially homologous to or identical to these polypeptides that are produced by chemical synthesis. Variants also include polypeptides that are substantially homologous or identical to these polypeptides that are produced by recombinant methods.

本明細書中で使用される場合は、2つのポリペプチド(またはポリペプチドの領域)は、アミノ酸配列が少なくとも約45〜55%、特定の態様では、少なくとも約70〜75%、他の態様では、少なくとも約80〜85%、そして他の態様では、約90%またはそれ以上相同であるかあるいは同一である場合に、実質的に相同または同一である。実質的に相同であるアミノ酸配列は、本発明によれば、配列番号1であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの、またはその一部に対して、上記により具体的に記載されているストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子によってコードされるか、あるいは、配列番号2もしくはその一部、またはその多型変異体をコードする核酸配列に対して、それについてより具体的に記載されているストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸分子によってコードされる。   As used herein, two polypeptides (or regions of polypeptides) have an amino acid sequence of at least about 45-55%, in certain embodiments, at least about 70-75%, in other embodiments At least about 80-85%, and in other embodiments about 90% or more homologous or identical when substantially homologous or identical. A substantially homologous amino acid sequence, according to the present invention, is SEQ ID NO: 1, comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, or a part thereof, Encoded by a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions more specifically described above, or against a nucleic acid sequence encoding SEQ ID NO: 2 or a portion thereof, or a polymorphic variant thereof. , Encoded by a nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions more specifically described therefor.

本発明には、低い程度の同一性しか有さないが、本発明の核酸分子によってコードされるポリペプチドによって果たされる同じ機能の1つ以上を果たすのに十分な類似性を有しているポリペプチドも含まれる。類似性は、保存的アミノ酸置換によって、または構造上の類似性によって決定される。このような保存的置換は、ポリペプチド中の所定のアミノ酸を類似の特性の別のアミノ酸によって置換する置換である。保存的置換は、おそらく、表現型上はサイレントである。通常は、脂肪族アミノ酸であるAla、Val、Leu、およびIleの間での1つのものの別のものでの置き換え;ヒドロキシル残基であるSerとThrの交換、酸性残基であるAspとGluの交換、アミド残基であるAsnとGlnとの間での置換、塩基性残基LysとArgの交換、および芳香族残基PheとTyrの間での置き換えが、保存的置換とみなされる。どのアミノ酸変化がおそらく表現型上サイレントであるかに関する指針は、Bowieら、Science 247:1306-1310(1990)に見出される。   The present invention includes a poly having a low degree of identity but sufficient similarity to perform one or more of the same functions performed by the polypeptides encoded by the nucleic acid molecules of the present invention. Peptides are also included. Similarity is determined by conservative amino acid substitutions or by structural similarity. Such conservative substitutions are those that substitute a given amino acid in a polypeptide with another amino acid of similar properties. Conservative substitutions are probably phenotypically silent. Usually, replacement of one of the aliphatic amino acids Ala, Val, Leu, and Ile with another; exchange of hydroxyl residues Ser and Thr, acidic residues Asp and Glu Exchange, substitution between the amide residues Asn and Gln, exchange of the basic residues Lys and Arg, and substitution between the aromatic residues Phe and Tyr are considered conservative substitutions. Guidance on which amino acid changes are probably phenotypically silent can be found in Bowie et al., Science 247: 1306-1310 (1990).

変異体ポリペプチドは、1つ以上の置換、欠失、挿入、逆位、融合、および短縮、またはこれらのいずれかの組み合わせによってアミノ酸配列が異なり得る。さらに、変異体ポリペプチドは、完全に機能性であり得るか、また、1つ以上の活性において機能を欠失している場合もある。完全な機能を有している変異体には、通常、保存的変化または重要ではない残基もしくは重要ではない領域中の変化のみが含まれる。機能性変異体には、また、機能においては変化を生じないか重要ではない変化を生じる、類似のアミノ酸の置換も含まれ得る。あるいは、このような置換は、機能に対してある程度の正または負の影響を与え得る。非機能性変異体には、通常、1つ以上の非保存的アミノ酸置換、欠失、挿入、逆位、または短縮、あるいは重要な残基もしくは重量な領域内での置換、挿入、逆位、または欠失が含まれる。   A variant polypeptide may differ in amino acid sequence by one or more substitutions, deletions, insertions, inversions, fusions, and truncations, or any combination thereof. Furthermore, variant polypeptides may be fully functional or may lack function in one or more activities. Mutants with full function usually include only conservative changes or changes in non-critical residues or non-critical regions. Functional variants may also include substitutions of similar amino acids that result in no or minor changes in function. Alternatively, such substitutions can have some positive or negative impact on function. Nonfunctional variants usually include one or more non-conservative amino acid substitutions, deletions, insertions, inversions, or truncations, or substitutions, insertions, inversions within critical residues or heavy regions, Or a deletion is included.

機能に不可欠なアミノ酸は、当該分野で公知の方法、例えば、部位特異的変異誘発またはアラニンスキャン変異誘発(Cunninghamら、Science, 244:1081-1085(1989))によって同定され得る。後者の手順により、分子中のそれぞれの残基に単一のアラニン変異が導入される。得られる変異体分子は、その後、インビトロで生物学的活性について試験される。ポリペプチド活性に重要な部位は、構造分析によって、例えば、結晶解析、核磁気共鳴、または光親和性標識(Smithら、J. Mol. Biol., 244:899-904(1992);de Vosら、Science, 255:306-312(1992)によっても決定され得る。   Amino acids essential for function can be identified by methods known in the art, such as site-directed mutagenesis or alanine scan mutagenesis (Cunningham et al., Science, 244: 1081-1085 (1989)). The latter procedure introduces a single alanine mutation at each residue in the molecule. The resulting mutant molecules are then tested for biological activity in vitro. Sites important for polypeptide activity can be determined by structural analysis, such as crystallography, nuclear magnetic resonance, or photoaffinity labeling (Smith et al., J. Mol. Biol., 244: 899-904 (1992); de Vos et al. Science, 255: 306-312 (1992).

本発明には、また、本発明のポリペプチドのポリペプチド断片も含まれる。断片は、配列番号1を含み、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含む核酸分子、またはその一部およびその相補物によってコードされるポリペプチドから誘導され得る。しかし、本発明には、また、本明細書中に記載されるポリペプチドの変異体の断片も含まれる。本明細書中で使用される場合は、断片には、少なくとも6個の連続するアミノ酸が含まれる。有用な断片には、ポリペプチドの生物学的活性の1つ以上を保持している断片、さらには、ポリペプチド特異的抗体を作製するための免疫原として使用することができる断片が含まれる。   The present invention also includes polypeptide fragments of the polypeptides of the present invention. The fragment may be derived from a polypeptide encoded by a nucleic acid molecule comprising SEQ ID NO: 1 and comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, or a portion thereof and complements thereof. However, the present invention also includes fragments of variants of the polypeptides described herein. As used herein, a fragment includes at least 6 consecutive amino acids. Useful fragments include those that retain one or more of the biological activities of the polypeptide, as well as fragments that can be used as immunogens to generate polypeptide-specific antibodies.

生物学的に活性な断片(例えば、6、9、12、15、16、20、30、35、36、37、38、39、40、50、100、またはそれ以上のアミノ酸の長さのペプチド)には、周知の方法を使用するポリペプチド配列の分析によって同定されているドメイン、セグメント、またはモチーフ、例えば、シグナルペプチド、細胞外ドメイン、1つ以上の膜貫通セグメントもしくはループ、リガンド結合領域、ジンクフィンガードメイン、DNA結合ドメイン、アシル化部位、グリコシル化部位、またはリン酸化部位が含まれ得る。   Biologically active fragments (eg peptides with a length of 6, 9, 12, 15, 16, 20, 30, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 50, 100 or more amino acids ) Include domains, segments or motifs identified by analysis of polypeptide sequences using well-known methods, eg, signal peptides, extracellular domains, one or more transmembrane segments or loops, ligand binding regions, A zinc finger domain, DNA binding domain, acylation site, glycosylation site, or phosphorylation site may be included.

断片は、不連続(他のアミノ酸またはポリペプチドに融合されていない)であっても、また、より大きなポリペプチドの中に存在していてもよい。さらに、いくつかの断片は、単一のより大きなポリペプチド内に含まれ得る。ある態様では、宿主中での発現のために設計された断片は、ポリペプチド断片のアミノ末端に融合された異種プレ-ポリペプチドおよびプロ-ポリペプチド領域、ならびに、断片のカルボキシル末端に融合されたさらなる領域を有することができる。   Fragments can be discontinuous (not fused to other amino acids or polypeptides) or can be present in larger polypeptides. Furthermore, several fragments can be contained within a single larger polypeptide. In certain embodiments, a fragment designed for expression in a host is fused to a heterologous pre-polypeptide and pro-polypeptide region fused to the amino terminus of the polypeptide fragment, and to the carboxyl terminus of the fragment. There can be additional regions.

したがって、本発明により、キメラまたは融合ポリペプチドが提供される。これらには、本発明のポリペプチドと実質的に相同ではないアミノ酸配列を有している、異種タンパク質またはポリペプチドに動作可能に連結された本発明のポリペプチドが含まれる。「動作可能に連結された」は、ポリペプチドおよび異種タンパク質がインフレームで融合されていることを示す。異種タンパク質は、ポリペプチドのN末端またはC末端に融合させることができる。ある態様では、融合ポリペプチドは、ポリペプチド自体の機能には影響を与えない。例えば、融合ポリペプチドは、GST-融合ポリペプチドであり得、その中ではポリペプチド配列はGST配列のC末端に融合されている。融合ポリペプチドの他のタイプとしては、酵素の融合ポリペプチド、例えば、β-ガラクトシダーゼ融合体、酵母のツーハイブリッドGAL融合体、ポリ-His融合体、およびIg融合体が挙げられるが、これらに限定されない。このような融合ポリペプチド、特に、ポリ-His融合体は、組み換えポリペプチドの精製を容易にすることができる。特定の宿主細胞(例えば、哺乳動物宿主細胞)においては、ポリペプチドの発現および/または分泌は、異種シグナル配列を使用することにより増大させられ得る。したがって、別の態様では、融合ポリペプチドには、そのN末端に異種シグナル配列が含まれる。   Accordingly, the present invention provides a chimeric or fusion polypeptide. These include a polypeptide of the invention operably linked to a heterologous protein or polypeptide having an amino acid sequence that is not substantially homologous to the polypeptide of the invention. “Operably linked” indicates that the polypeptide and the heterologous protein are fused in-frame. The heterologous protein can be fused to the N-terminus or C-terminus of the polypeptide. In certain embodiments, the fusion polypeptide does not affect the function of the polypeptide itself. For example, the fusion polypeptide can be a GST-fusion polypeptide, in which the polypeptide sequence is fused to the C-terminus of the GST sequence. Other types of fusion polypeptides include, but are not limited to, enzyme fusion polypeptides, such as β-galactosidase fusions, yeast two-hybrid GAL fusions, poly-His fusions, and Ig fusions. Not. Such fusion polypeptides, particularly poly-His fusions, can facilitate the purification of recombinant polypeptides. In certain host cells (eg, mammalian host cells), expression and / or secretion of the polypeptide can be increased by using a heterologous signal sequence. Thus, in another aspect, the fusion polypeptide includes a heterologous signal sequence at its N-terminus.

EP-A-0,464,533には、免疫グロブリン定常領域の種々の部分を含む融合タンパク質が開示されている。Fcは、治療および診断に有用であり、したがって、例えば、薬物動態特性の改善を生じる(EP-A 0,232,262)。薬剤の発見においては、例えば、ヒトタンパク質が、アンタゴニストを同定するための高スループットスクリーニングアッセイの目的のためにFc部分と融合させられている。Bennettら、J. Mol. Rec., 8:52-58(1995)およびJohansonら、J. Biol. Chem., 270, 16:9459-9471(1995)。したがって、本発明には、また、本発明のポリペプチドと、種々のサブクラス(IgG、IgM、IgA、IgE)の免疫グロブリンの重鎖または軽鎖の定常領域の種々の部分を含む、可溶性の融合ポリペプチドも含まれる。   EP-A-0,464,533 discloses fusion proteins comprising various portions of immunoglobulin constant regions. Fc is useful for therapy and diagnosis and thus results, for example, in improved pharmacokinetic properties (EP-A 0,232,262). In drug discovery, for example, human proteins are fused with Fc moieties for the purpose of high-throughput screening assays to identify antagonists. Bennett et al., J. Mol. Rec., 8: 52-58 (1995) and Johanson et al., J. Biol. Chem., 270, 16: 9459-9471 (1995). Accordingly, the present invention also includes a soluble fusion comprising a polypeptide of the present invention and various portions of the constant region of an immunoglobulin heavy or light chain of various subclasses (IgG, IgM, IgA, IgE). Polypeptides are also included.

キメラまたは融合ポリペプチドは、標準的な組み換えDNA技術によって生産することができる。例えば、種々のポリペプチド配列をコードするDNA断片が、従来技術にしたがって互いにインフレームで連結される。別の態様では、融合遺伝子が、自動DNA合成装置を含む従来技術により合成され得る。あるいは、核酸断片のPCR増幅が、2つの連続する核酸断片の間に相補性の突出を生じるアンカープライマーを使用して行われ得、続いてアニーリングさせられて、キメラ核酸配列を生じるように再度増幅させられ得る(Ausubelら、Current Protocols in Molecular Biology, 1992を参照のこと)。さらに、すでに融合部分(例えば、GSTタンパク質)をコードしている多くの発現ベクターが市販されている。本発明のポリペプチドをコードする核酸分子は、融合部分がポリペプチドに対してインフレームで連結されるように、そのような発現ベクターにクローニングされ得る。   Chimeric or fusion polypeptides can be produced by standard recombinant DNA techniques. For example, DNA fragments encoding various polypeptide sequences are ligated together in frame according to conventional techniques. In another embodiment, the fusion gene can be synthesized by conventional techniques including automated DNA synthesizers. Alternatively, PCR amplification of nucleic acid fragments can be performed using anchor primers that produce complementary overhangs between two consecutive nucleic acid fragments, which are then annealed and amplified again to yield a chimeric nucleic acid sequence. (See Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, 1992). Moreover, many expression vectors are commercially available that already encode a fusion moiety (eg, a GST protein). A nucleic acid molecule encoding a polypeptide of the invention can be cloned into such an expression vector such that the fusion moiety is linked in-frame to the polypeptide.

単離されたポリペプチドは、それを自然界において発現する細胞から精製され得るか、それを発現するように変化させられている細胞(組み換え体)から精製され得るか、または公知のタンパク質合成方法を使用して合成され得る。ある態様では、ポリペプチドは、組み換えDNA技術によって生産される。例えば、ポリペプチドをコードする核酸分子は発現ベクターにクローニングされ、発現ベクターが宿主細胞に導入され、ポリペプチドが宿主細胞中で発現させられる。その後、ポリペプチドは標準的なタンパク質精製技術を使用して適切な精製図式によって細胞から単離され得る。   An isolated polypeptide can be purified from cells that naturally express it, purified from cells that have been altered to express it (recombinant), or any known protein synthesis method. Can be synthesized using. In certain embodiments, the polypeptide is produced by recombinant DNA technology. For example, a nucleic acid molecule encoding a polypeptide is cloned into an expression vector, the expression vector is introduced into a host cell, and the polypeptide is expressed in the host cell. The polypeptide can then be isolated from the cells by an appropriate purification scheme using standard protein purification techniques.

一般的には、本発明のポリペプチドは、SDS-PAGEゲル上で、または当該分野で認識されている方法を使用する分子篩ゲル濾過カラム上で、分子量マーカーとして使用され得る。本発明のポリペプチドは、抗体を惹起させるため、または免疫応答を誘発するために使用され得る。ポリペプチドはまた、生物学的な液体中のそれに結合するポリペプチドまたは分子(例えば、受容体またはリガンド)のレベルを定量的に決定するためのアッセイにおいて、試薬、例えば、標識試薬としても使用され得る。ポリペプチドは、細胞または組織についてのマーカーとしても使用され得、ここで対応するポリペプチドは、構成的に、組織の分化の間に、または疾患状態においてのいずれかで優先的に発現される。ポリペプチドは、対応する結合パートナー、例えば、受容体またはリガンドを、例えば、相互作用捕捉アッセイにおいて単離するために、および結合相互作用のペプチドまたは低分子アンタゴニストまたはアゴニストをスクリーニングするために、使用され得る。   In general, the polypeptides of the invention can be used as molecular weight markers on SDS-PAGE gels or on molecular sieve gel filtration columns using art-recognized methods. The polypeptides of the present invention may be used to raise antibodies or elicit an immune response. The polypeptide is also used as a reagent, eg, a labeling reagent, in an assay to quantitatively determine the level of polypeptide or molecule (eg, receptor or ligand) that binds to it in a biological fluid. obtain. Polypeptides can also be used as markers for cells or tissues, where the corresponding polypeptides are preferentially expressed either constitutively, during tissue differentiation, or in disease states. Polypeptides are used to isolate corresponding binding partners, e.g. receptors or ligands, e.g. in interaction capture assays, and to screen for peptides or small molecule antagonists or agonists of binding interactions. obtain.

本発明の抗体
遺伝子産物の1つの形態に特異的に結合するが、他の形態の遺伝子産物には結合しない、ポリクローナルおよび/またはモノクローナル抗体もまた、提供される。多型部位(単数または複数)を含む変異体または対照遺伝子産物のいずれかの一部に結合する抗体もまた、提供される。本発明により、本発明のポリペプチドおよびポリペプチド断片、例えば、配列番号2によってコードされ、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むアミノ酸配列、またはその一部を有しているもの、あるいは、配列番号1の全体またはその一部を含み、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含む核酸分子によってコードされるアミノ酸配列を有しているものに対する抗体が提供される。用語「抗体」は、本明細書中で使用される場合は、免疫グロブリン分子を意味し、免疫グロブリン分子、すなわち、抗原に特異的に結合する抗原結合部位を含む分子の免疫学的に活性な部分をいう。本発明のポリペプチドに特異的に結合する分子は、そのポリペプチドまたはその断片に結合するが、試料、例えば、自然な状態で上記ポリペプチドを含む生物学的試料中の他の分子には実質的に結合しない分子である。免疫グロブリン分子の免疫学的活性のある部分の例として、ペプシンのような酵素で抗体を処理することによって作成することができる、F(ab)およびF(ab')2断片が挙げられる。本発明により、本発明のポリペプチドに結合するポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体が提供される。用語「モノクローナル抗体」または「モノクローナル抗体組成物」は、本明細書中で使用される場合は、本発明のポリペプチドの特定のエピトープと免疫反応することができる抗原結合部位の1種のみを含む、抗体分子の集団をいう。したがって、モノクローナル抗体組成物は、通常は、それと免疫反応する本発明の特定のポリペプチドについて、単一の結合親和性を提示する。
Antibodies of the Invention Polyclonal and / or monoclonal antibodies that specifically bind to one form of the gene product but not to the other form of the gene product are also provided. Antibodies that bind to a portion of either the variant or control gene product that includes the polymorphic site (s) are also provided. According to the present invention, the polypeptide and polypeptide fragment of the present invention, for example, having the amino acid sequence encoded by SEQ ID NO: 2 and comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, or a part thereof Or having an amino acid sequence encoded by a nucleic acid molecule comprising all or part of SEQ ID NO: 1 and comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4. An antibody is provided. The term “antibody” as used herein means an immunoglobulin molecule and is an immunologically active molecule of an immunoglobulin molecule, ie, a molecule comprising an antigen binding site that specifically binds an antigen. Say part. Molecules that specifically bind to a polypeptide of the invention bind to the polypeptide or a fragment thereof, but are not substantial to other molecules in a sample, eg, a biological sample that naturally contains the polypeptide. Molecules that do not bind together. Examples of immunologically active portions of immunoglobulin molecules include F (ab) and F (ab ′) 2 fragments that can be generated by treating an antibody with an enzyme such as pepsin. The present invention provides polyclonal and monoclonal antibodies that bind to the polypeptides of the present invention. The term “monoclonal antibody” or “monoclonal antibody composition” as used herein includes only one of the antigen binding sites capable of immunoreacting with a particular epitope of a polypeptide of the invention. Refers to a population of antibody molecules. Thus, a monoclonal antibody composition usually displays a single binding affinity for a particular polypeptide of the invention that immunoreacts therewith.

ポリクローナル抗体は、所望される免疫原、例えば、本発明のポリペプチドまたはその断片で適切な被験体を免疫化することによって、上記のように調製され得る。免疫化された被験体の抗体力価は、標準的な技術によって、例えば、固定されたポリペプチドを使用する酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を用いて、経時的にモニターされ得る。所望される場合は、ポリペプチドに対する抗体分子が哺乳動物から(例えば、血液から)単離され得、周知の技術、例えば、IgG画分を得るためのプロテインAクロマトグラフィーによってさらに精製され得る。免疫化後、適切な時間(例えば、抗体力価が最大である時)に、抗体を生産する細胞を被験体から得ることができ、これは標準的な技術、例えば、KohlerおよびMilstein(1975)Nature, 256:495-497によって最初に記載されたハイブリドーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozbor ら、(1983)Immunol. Today, 4:72)、EBV-ハイブリドーマ技術(Coleら(1985), Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp77-96)、またはトリオーマ技術によって、モノクローナル抗体を調製するために使用され得る。ハイブリドーマを生産するための技術は周知である(一般的には、Current Protocols in Immunology(1994)Coligan ら、(編)John Wiley & Sons, Inc., New York, NYを参照のこと)。簡潔には、不死化細胞(通常は、骨髄腫細胞)が、上記のように免疫原で免疫化された哺乳動物に由来するリンパ球(通常は、脾臓細胞)に融合させられ、得られるハイブリドーマ細胞の培養上清が、本発明のポリペプチドに結合するモノクローナル抗体を生産するハイブリドーマを同定するためにスクリーニングされる。   Polyclonal antibodies can be prepared as described above by immunizing a suitable subject with the desired immunogen, eg, a polypeptide of the invention or a fragment thereof. The antibody titer of the immunized subject can be monitored over time by standard techniques, eg, using an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) using immobilized polypeptide. If desired, antibody molecules against the polypeptide can be isolated from the mammal (eg, from the blood) and further purified by well-known techniques, eg, protein A chromatography to obtain an IgG fraction. At an appropriate time after immunization (eg, when the antibody titer is maximal), cells producing the antibody can be obtained from the subject, using standard techniques such as Kohler and Milstein (1975). Hybridoma technology first described by Nature, 256: 495-497, human B cell hybridoma technology (Kozbor et al. (1983) Immunol. Today, 4:72), EBV-hybridoma technology (Cole et al. (1985), Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp 77-96), or by trioma technology, can be used to prepare monoclonal antibodies. Techniques for producing hybridomas are well known (see generally, Current Protocols in Immunology (1994) Coligan et al. (Ed.) John Wiley & Sons, Inc., New York, NY). Briefly, hybridomas obtained by immortalizing cells (usually myeloma cells) fused to lymphocytes (usually spleen cells) derived from a mammal immunized with an immunogen as described above. Cell culture supernatants are screened to identify hybridomas producing monoclonal antibodies that bind to the polypeptides of the invention.

リンパ球を融合させるために使用される多くの周知のプロトコールのいずれかと不死化細胞が、本発明のポリペプチドに対するモノクローナル抗体を作製する目的のために利用され得る(例えば、Current Protocols in Immunology, 前出;Galfre ら、(1977)Nature, 266:55052;R.H.Kenneth, Monoclonal Antibodies: A New Dimension In Biological Analysis, Plenum Publishing Corp., New York, New York(1980);およびLerner(1981)Yale J. Biol. Med., 54:387-402を参照のこと)。さらに、それらもまた有用である、このような方法の多くのバリエーションが存在することは、当業者によって理解されるであろう。   Any of the many well-known protocols used to fuse lymphocytes and immortalized cells can be utilized for the purpose of generating monoclonal antibodies to the polypeptides of the present invention (eg, Current Protocols in Immunology, previous See Galfre et al. (1977) Nature, 266: 55052; RHKenneth, Monoclonal Antibodies: A New Dimension In Biological Analysis, Plenum Publishing Corp., New York, New York (1980); and Lerner (1981) Yale J. Biol. Med., 54: 387-402). Furthermore, it will be appreciated by those skilled in the art that there are many variations of such methods that are also useful.

モノクローナル抗体を分泌するハイブリドーマを調製する代わりに、本発明のポリペプチドに対するモノクローナル抗体は、組み換えの組み合わせ免疫グロブリンライブラリー(例えば、抗体ファージディスプレイライブラリー)を上記ポリペプチドを用いてスクリーニングして、上記ポリペプチドに結合する免疫グロブリンライブラリーのメンバーを単離することによって、同定され、単離され得る。ファージディスプレイライブラリーを作成し、スクリーニングするためのキットは市販されている(例えば、Pharmacia Recombinant Phage Antibody System, カタログ番号27-9400-01;およびStratagene SurfZAP(登録商標)Phage Display Kit, カタログ番号240,612)。さらに、抗体ディスプレイライブラリーを作成およびスクリーニングすることにおける使用に特に適している方法および試薬の例は、例えば、米国特許第5,223,409号;PCT国際公開番号WO92/18619;PCT国際公開番号WO91/17271;PCT国際公開番号WO92/20791;PCT国際公開番号WO92/15679;PCT国際公開番号WO93/01288;PCT国際公開番号WO92/01047;PCT国際公開番号WO92/09690;PCT国際公開番号WO90/02809;Fuchs ら、(1991)Bio/Technology, 9:1370-1372;Hay ら、(1992)Hum. Antibod. Hibridomas, 3:81-85;Huse ら、(1989)Science, 246:1275-1281;Griffiths ら、(1993)EMBO J., 12:725-734に見ることができる。   Instead of preparing a hybridoma that secretes a monoclonal antibody, a monoclonal antibody against a polypeptide of the invention can be obtained by screening a recombinant combinatorial immunoglobulin library (eg, an antibody phage display library) with the polypeptide, and By isolating a member of an immunoglobulin library that binds to the polypeptide, it can be identified and isolated. Kits for creating and screening phage display libraries are commercially available (eg, Pharmacia Recombinant Phage Antibody System, catalog number 27-9400-01; and Stratagene SurfZAP® Phage Display Kit, catalog number 240,612) . In addition, examples of methods and reagents that are particularly suitable for use in generating and screening antibody display libraries include, for example, US Pat. No. 5,223,409; PCT International Publication No. WO92 / 18619; PCT International Publication No. WO91 / 17271; PCT International Publication Number WO92 / 20791; PCT International Publication Number WO92 / 15679; PCT International Publication Number WO93 / 01288; PCT International Publication Number WO92 / 01047; PCT International Publication Number WO92 / 09690; PCT International Publication Number WO90 / 02809; Fuchs et al. (1991) Bio / Technology, 9: 1370-1372; Hay et al. (1992) Hum. Antibod. Hibridomas, 3: 81-85; Huse et al. (1989) Science, 246: 1275-1281; Griffiths et al. ( 1993) EMBO J., 12: 725-734.

さらに、ヒト部分およびヒト以外の両方の部分を含む、キメラ抗体およびヒト化モノクローナル抗体のような組み換え抗体、(これは、標準的な組み換えDNA技術を使用して作成され得る)が、本発明の範囲に含まれる。このようなキメラおよびヒト化モノクローナル抗体は、当該分野で公知の組み換えDNA技術によって生産され得る。   In addition, recombinant antibodies, such as chimeric antibodies and humanized monoclonal antibodies, which contain both human and non-human portions, which can be made using standard recombinant DNA techniques, are of the present invention. Included in the range. Such chimeric and humanized monoclonal antibodies can be produced by recombinant DNA techniques known in the art.

一般的には、本発明の抗体(例えば、モノクローナル抗体)は、アフィニティークロマトグラフィーまたは免疫沈降のような標準的な技術によって、本発明のポリペプチドを単離するために使用され得る。ポリペプチド特異的抗体は、細胞からの自然界に存在しているポリペプチドの精製、および宿主細胞中で発現させられた組み換えによって生産されたポリペプチドの精製を容易にし得る。さらに、本発明のポリペプチドに特異的な抗体は、ポリペプチドの発現の量およびパターンを評価するために、ポリペプチドを検出する(例えば、細胞溶解物、細胞上清、または組織試料中で)ために使用され得る。抗体は、例えば、所定の処置レジュメの有効性を決定するために、臨床試験手順の一部として組織中のタンパク質濃度をモニターするために、診断的に使用され得る。検出は、検出可能な物質に対する抗体の結合によって容易にすることができる。検出可能な物質の例として、種々の酵素、補欠分子族、蛍光物質、発光物質、生体発光物質、および放射活性物質が挙げられる。適切な酵素の例として、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、β-ガラクトシダーゼ、またはアセチルコリンエステラーゼが挙げられる。適切な補欠分子族複合体の例としては、ストレプトアビジン/ビオチン、およびアビジン/ビオチンが挙げられる。適切な蛍光物質の例としては、ウンベリフェロン、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、ジクロロトリアジニルアミンフルオレセイン、ダンシルクロライド、またはフィコエリスリンが挙げられる。発光物質の例としては、ルミノールが挙げられる;生体発光物質の例としては、ルシフェラーゼ、ルシフェリン、およびエクオリンが挙げられ、適切な放射活性物質の例としては、125I、131I、35S、32P、33P、14C、または3Hが挙げられる。 In general, the antibodies of the invention (eg, monoclonal antibodies) can be used to isolate the polypeptides of the invention by standard techniques such as affinity chromatography or immunoprecipitation. Polypeptide-specific antibodies can facilitate the purification of naturally occurring polypeptides from cells and the recombinantly produced polypeptides expressed in host cells. Furthermore, an antibody specific for a polypeptide of the invention detects the polypeptide (eg, in a cell lysate, cell supernatant, or tissue sample) to assess the amount and pattern of expression of the polypeptide. Can be used for. Antibodies can be used diagnostically, for example, to monitor protein concentration in tissues as part of a clinical trial procedure, to determine the effectiveness of a given treatment regimen. Detection can be facilitated by binding of the antibody to a detectable substance. Examples of detectable substances include various enzymes, prosthetic groups, fluorescent materials, luminescent materials, bioluminescent materials, and radioactive materials. Examples of suitable enzymes include horseradish peroxidase, alkaline phosphatase, β-galactosidase, or acetylcholinesterase. Examples of suitable prosthetic group complexes include streptavidin / biotin and avidin / biotin. Examples of suitable fluorescent materials include umbelliferone, fluorescein, fluorescein isothiocyanate, rhodamine, dichlorotriazinylamine fluorescein, dansyl chloride, or phycoerythrin. Examples of luminescent materials include luminol; examples of bioluminescent materials include luciferase, luciferin, and aequorin; examples of suitable radioactive materials include 125 I, 131 I, 35 S, 32 P, 33 P, 14 C, or 3 H.

本発明の診断およびスクリーニングアッセイ
本発明はまた、個体におけるBMP2核酸または遺伝子産物の存在に関係している骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性の診断、またはそのような診断を補助する方法にも関する。診断アッセイは、BMP2遺伝子の発現を評価するために、または本発明のBMP2ポリペプチドの活性を評価するために、設計され得る。このようなアッセイは、単独で、または他のアッセイ、例えば、骨の代謝マーカーのアッセイ(例えば、骨スキャン)と組み合わせて使用され得る。ある態様では、このアッセイは、生物学的試料(例えば、血液、血清、細胞、組織、滑液)の状況で使用され、それによって個体が骨粗鬆症に罹患しているかどうか、または骨粗鬆症を発症するリスクがある(骨粗鬆症の素因または骨粗鬆症に対する罹患性を有している)かどうかが決定される。本発明により、また、個体が骨粗鬆症を発症しやすいかどうかを決定するための予後の(すなわち、予測)アッセイも提供される。例えば、遺伝子の変化は、生物学的試料中でアッセイされ得る。このようなアッセイは、それによって骨粗鬆症に関係する症状の発症の前に個体を予防的に処置するための、予後または予測目的のために使用され得る。本発明の別の局面は、本発明の遺伝子の発現またはポリペプチドの活性に対する因子(例えば、薬剤、化合物、または他の因子)の影響をモニターするためのアッセイに、さらには、BMP2ポリペプチドに結合する因子を同定するためのアッセイに関する。これらおよび他のアッセイおよび因子は、以下のセクションにさらに詳細に記載される。
Diagnosis and Screening Assays of the Invention The present invention also relates to a diagnosis of osteoporosis or susceptibility to osteoporosis associated with the presence of a BMP2 nucleic acid or gene product in an individual, or a method to aid such a diagnosis. Diagnostic assays can be designed to assess BMP2 gene expression or to assess the activity of the BMP2 polypeptides of the invention. Such assays can be used alone or in combination with other assays, eg, bone metabolic marker assays (eg, bone scans). In certain embodiments, this assay is used in the context of biological samples (eg, blood, serum, cells, tissues, synovial fluid), thereby determining whether the individual is suffering from or is at risk of developing osteoporosis. Is determined (has predisposition to osteoporosis or susceptibility to osteoporosis). The present invention also provides a prognostic (ie, predictive) assay for determining whether an individual is susceptible to developing osteoporosis. For example, genetic alterations can be assayed in a biological sample. Such an assay can thereby be used for prognostic or predictive purposes to prophylactically treat an individual prior to the onset of symptoms associated with osteoporosis. Another aspect of the present invention is an assay for monitoring the effect of a factor (eg, a drug, compound, or other factor) on the expression or activity of a polypeptide of the present invention, and further to a BMP2 polypeptide. It relates to assays for identifying agents that bind. These and other assays and factors are described in further detail in the following sections.

診断アッセイ
本明細書中に記載される核酸、ポリペプチド、および抗体は、骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性の診断方法において、さらには、骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性の診断に有用なキットにおいて使用され得る。
Diagnostic Assays The nucleic acids, polypeptides, and antibodies described herein can be used in methods of diagnosing susceptibility to osteoporosis or osteoporosis, and in kits useful for diagnosing osteoporosis or susceptibility to osteoporosis.

本発明のある態様では、骨粗鬆症に対する罹患性の診断は、本明細書中に記載されるようなBMP2の多型を検出することによって行われる。多型は、フレームシフトを生じる、1ヌクレオチドまたは1つより多くのヌクレオチドの挿入または欠失;コードされるアミノ酸に変化を生じる少なくとも1つのヌクレオチドの変化;早期終結コドンの作製を生じる少なくとも1つのヌクレオチドの変化;ヌクレオチドによってコードされる1つ以上のアミノ酸の欠失を生じるいくつかのヌクレオチドの欠失;遺伝子のコード配列の中断を生じる、同等ではない(unequal)組み換えまたは遺伝子の逆位によるような1つまたはいくつかのヌクレオチドの挿入;遺伝子全体または遺伝子の一部の重複;遺伝子全体または遺伝子の一部のトランスポジション;あるいは、遺伝子全体または遺伝子の一部の再配置のような、BMP2の変化であり得る。1つ以上のこのような変化が1つの遺伝子の中に存在し得る。このような配列変化により、BMP2核酸によってコードされるポリペプチドが変化させられる。例えば、核酸配列の変化によりフレームシフトが引き起こされる場合は、フレームシフトによって、コードされるアミノ酸に変化が生じ得る、および/または短縮型ポリペプチドの作製を生じる、早い位置での終結コドンの作製が生じ得る。あるいは、骨粗鬆症に対する罹患性に関係している多型は、1つ以上のヌクレオチドの同義的な変化(すなわち、BMP2遺伝子によってコードされるポリペプチドには変化を生じない変化)であり得る。このような多型は、例えば、スプライシング部位を変化させ得る、mRNAの安定性または輸送に影響を与え得る、あるいは、別の方法で遺伝子の転写または翻訳に影響を与え得る。上記の変化のいずれかを有するBMP2核酸は、本明細書中で、「変異体(variant)核酸」、または時折、「変異体(mutant)遺伝子」とも呼ばれる。   In certain embodiments of the invention, diagnosis of susceptibility to osteoporosis is made by detecting a polymorphism of BMP2 as described herein. A polymorphism is an insertion or deletion of one nucleotide or more than one nucleotide that results in a frameshift; at least one nucleotide change that results in a change in the encoded amino acid; at least one nucleotide that results in the creation of an early termination codon Several nucleotide deletions that result in deletion of one or more amino acids encoded by the nucleotide; disruption of the coding sequence of the gene, such as by unequal recombination or inversion of the gene BMP2 changes, such as insertion of one or several nucleotides; duplication of an entire gene or part of a gene; transposition of an entire gene or part of a gene; or rearrangement of an entire gene or part of a gene It can be. One or more such changes can be present in a gene. Such sequence changes alter the polypeptide encoded by the BMP2 nucleic acid. For example, if a nucleic acid sequence change causes a frameshift, the creation of a termination codon at an earlier position can result in a change in the encoded amino acid and / or production of a truncated polypeptide. Can occur. Alternatively, the polymorphism associated with susceptibility to osteoporosis can be a synonymous change of one or more nucleotides (ie, a change that does not change the polypeptide encoded by the BMP2 gene). Such polymorphisms can, for example, alter splicing sites, affect mRNA stability or transport, or otherwise affect gene transcription or translation. A BMP2 nucleic acid having any of the above changes is also referred to herein as a “variant nucleic acid”, or sometimes a “mutant gene”.

第1の骨粗鬆症に対する罹患性の診断方法においては、サザン分析、ノーザン分析、またはインサイチュハイブリダイゼーションのようなハイブリダイゼーション方法が使用され得る(Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel,F. ら、編、John Wiley & Sons(1999年からの全ての追補を含む)を参照のこと)。例えば、ゲノムDNA、RNA、またはcDNAの試験被験体に由来する生物学的試料(「試験試料」)は、骨粗鬆症を有していると疑われるか、骨粗鬆症に対して罹患性を有している、または骨粗鬆症の素因がある、あるいは骨粗鬆症の障害を有している個体(「試験個体」)から得られる。個体は、成人、子供、また、胎児でもあり得る。試験試料は、血液試料、羊水の試料、脳脊髄液の試料、滑液の試料、あるいは、皮膚、筋肉、頬粘膜もしくは結膜粘膜、胎盤、消化管、または他の器官に由来する組織試料のような、ゲノムDNAを含む任意の供給源に由来し得る。胎児の細胞または組織に由来するDNAの試験試料は、適切な方法によって、例えば、羊水穿刺または絨毛膜標本採取によって、得ることができる。DNA、RNA、またはcDNA試料が、次いで、BMP2中に多型が存在するかどうかを決定するために試験される。多型の存在は、ゲノムDNA、RNA、またはcDNA中の遺伝子の核酸プローブに対するハイブリダイゼーションによって示され得る。「核酸プローブ」は、本明細書中で使用される場合は、DNAプローブまたはRNAプローブであり得る。核酸プローブには、BMP2中に少なくとも1つの多型が含まれる。プローブは、上記の核酸分子(例えば、遺伝子または核酸、断片、遺伝子を含むベクターなど)のいずれかであり得る。   In the first method for diagnosing susceptibility to osteoporosis, hybridization methods such as Southern analysis, Northern analysis, or in situ hybridization can be used (Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel, F. et al., Ed., John Wiley). & Sons (see all supplements since 1999)). For example, a biological sample from a genomic DNA, RNA, or cDNA test subject (“test sample”) is suspected of having or is susceptible to osteoporosis. Or an individual predisposed to osteoporosis or having an osteoporotic disorder ("test individual"). An individual can be an adult, a child, or a fetus. Test samples such as blood samples, amniotic fluid samples, cerebrospinal fluid samples, synovial fluid samples, or tissue samples derived from skin, muscle, buccal or conjunctival mucosa, placenta, digestive tract, or other organs Such as from any source, including genomic DNA. Test samples of DNA derived from fetal cells or tissues can be obtained by any suitable method, such as by amniocentesis or chorion sampling. DNA, RNA, or cDNA samples are then tested to determine if a polymorphism is present in BMP2. The presence of a polymorphism can be indicated by hybridization of a gene in genomic DNA, RNA, or cDNA to a nucleic acid probe. A “nucleic acid probe” as used herein can be a DNA probe or an RNA probe. The nucleic acid probe includes at least one polymorphism in BMP2. The probe can be any of the nucleic acid molecules described above (eg, genes or nucleic acids, fragments, vectors containing genes, etc.).

骨粗鬆症に対する罹患性を診断するために、ハイブリダイゼーション試料が、BMP2を含む試験試料を少なくとも1つの核酸プローブと接触させることによって形成される。mRNAまたはゲノムDNAを検出するためのプローブの限定的ではない例は、本明細書中に記載されるmRNAまたはゲノムDNA配列にハイブリダイズすることができる標識された核酸プローブである。核酸プローブは、例えば、全長の核酸分子またはその一部であり得、例えば、少なくとも15、30、50、100、250、または500ヌクレオチドの長さの、適切なmRNAまたはゲノムDNAに対してストリンジェントな条件下で特異的にハイブリダイズするために十分なオリゴヌクレオチドである。例えば、核酸プローブは、配列番号1全体またはその一部であり得、これには、任意に、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型が含まれるか、あるいはそれらの相補物またはそれらの一部であり得る。本発明の診断アッセイでの使用に適切な他のプローブは、本明細書中に記載される。   In order to diagnose susceptibility to osteoporosis, a hybridization sample is formed by contacting a test sample containing BMP2 with at least one nucleic acid probe. Non-limiting examples of probes for detecting mRNA or genomic DNA are labeled nucleic acid probes that can hybridize to the mRNA or genomic DNA sequences described herein. A nucleic acid probe can be, for example, a full-length nucleic acid molecule or a portion thereof, eg, stringent to appropriate mRNA or genomic DNA, eg, at least 15, 30, 50, 100, 250, or 500 nucleotides in length. Sufficient oligonucleotide to specifically hybridize under mild conditions. For example, the nucleic acid probe can be the entire SEQ ID NO: 1 or a portion thereof, optionally including at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, or a complement thereof. Or may be part of them. Other probes suitable for use in the diagnostic assays of the invention are described herein.

ハイブリダイゼーション試料は、BMP2に対する核酸プローブの特異的ハイブリダイゼーションを行うために十分な条件下で維持される。「特異的ハイブリダイゼーション」は、本明細書中で使用される場合は、正確なハイブリダイゼーション(例えば、ミスマッチを含まない)を示す。特異的ハイブリダイゼーションは、例えば、上記のような、高ストリンジェンシーの条件または中程度のストリンジェンシーの条件下で行われ得る。ある態様では、特異的ハイブリダイゼーションのためのハイブリダイゼーション条件は、高ストリンジェンシーである。   The hybridization sample is maintained under conditions sufficient to effect specific hybridization of the nucleic acid probe to BMP2. “Specific hybridization” as used herein indicates exact hybridization (eg, does not include mismatches). Specific hybridization can be performed under conditions of high stringency or moderate stringency, eg, as described above. In certain embodiments, the hybridization conditions for specific hybridization are high stringency.

特異的ハイブリダイゼーションは、存在する場合には、次いで、標準的な方法を使用して検出される。特異的ハイブリダイゼーションが核酸プローブと試験試料中のBMP2との間で生じる場合は、BMP2は多型を有しており、これは核酸プローブ中に存在する。1つ以上の核酸プローブもまた、この方法において同時に使用され得る。核酸プローブのいずれか1つの特異的ハイブリダイゼーションは、BMP2中の多型の指標であり、したがって、骨粗鬆症に対する罹患性の診断である。   Specific hybridization, if present, is then detected using standard methods. If specific hybridization occurs between the nucleic acid probe and BMP2 in the test sample, BMP2 has a polymorphism, which is present in the nucleic acid probe. One or more nucleic acid probes can also be used simultaneously in this method. Specific hybridization of any one of the nucleic acid probes is an indicator of the polymorphism in BMP2, and thus is a diagnosis of susceptibility to osteoporosis.

別のハイブリダイゼーション方法では、ノーザン分析(Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel,F. ら、編、John Wiley & Sons,(前出)を参照のこと)が、骨粗鬆症に対する罹患性と関係している多型の存在を同定するために使用される。ノーザン分析については、RNAの試験試料は適切な手段によって個体から得られる。上記のような、核酸プローブの、個体に由来するRNAに対する特異的ハイブリダイゼーションは、BMP2における多型の指標であり、したがって、骨粗鬆症に対する罹患性の診断である。   In another hybridization method, Northern analysis (see Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel, F. et al., Ed., John Wiley & Sons, supra) has been linked to susceptibility to osteoporosis. Used to identify the presence of a type. For Northern analysis, RNA test samples are obtained from the individual by appropriate means. Specific hybridization of a nucleic acid probe to RNA derived from an individual as described above is an indicator of polymorphism in BMP2, and thus a diagnosis of susceptibility to osteoporosis.

核酸プローブの使用の代表的な例については、例えば、米国特許第5,288,611号および同第4,851,330号を参照のこと。   See, eg, US Pat. Nos. 5,288,611 and 4,851,330 for representative examples of the use of nucleic acid probes.

あるいは、ペプチド核酸(PNA)プローブが、上記のハイブリダイゼーション方法において核酸プローブの代わりに使用され得る。PNAは、ペプチド様の無機骨格を有しているDNA模倣物であり、例えば、メチレンカルボニルリンカーを介してグリシン窒素に結合させられた有機塩基(A、G、C、T、またはU)を有しているN-(2-アミノエチル)グリシン単位である(例えば、Nielsen,P.E.ら、Bioconjugate Chemistry, 1994, 5, American Chemical Society, p.1(1994)を参照のこと)。PNAプローブは、骨粗鬆症に対する罹患性に関係している多型を有している遺伝子に特異的にハイブリダイズするように設計され得る。PNAプローブのBMP2に対するハイブリダイゼーションは、骨粗鬆症に対する罹患性の診断である。   Alternatively, peptide nucleic acid (PNA) probes can be used in place of nucleic acid probes in the hybridization methods described above. PNA is a DNA mimic with a peptide-like inorganic backbone, for example, having an organic base (A, G, C, T, or U) attached to the glycine nitrogen via a methylene carbonyl linker. N- (2-aminoethyl) glycine units (see, for example, Nielsen, PE et al., Bioconjugate Chemistry, 1994, 5, American Chemical Society, p. 1 (1994)). PNA probes can be designed to specifically hybridize to genes that have polymorphisms associated with susceptibility to osteoporosis. Hybridization of the PNA probe to BMP2 is a diagnosis of susceptibility to osteoporosis.

本発明のある態様では、BMP2に関係している骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性の診断は、定量的PCR(動的温度循環)を使用する発現分析によって行われ得る。ある態様では、骨粗鬆症の診断は、少なくとも1つのBMP2に関係している対立遺伝子を検出することによって、骨の代謝マーカーのアッセイ(例えば、骨スキャン)と組み合わせて行われる。この技術には、例えば、TaqMan(登録商標)(Applied Biosystems, Foster City, CA)のような市販されている技術を利用することができ、これにより、例えば、多型が同定され得る。この技術により、BMP2によってコードされるポリペプチドの発現または組成に変化が存在するかどうか、またはスプライシング変異体が存在するかどうかが評価され得る。さらに、変異体の発現は、物理的または機能的な差として定量され得る。   In certain aspects of the invention, diagnosis of susceptibility to BMP2-related osteoporosis or osteoporosis can be made by expression analysis using quantitative PCR (dynamic temperature cycling). In certain embodiments, the diagnosis of osteoporosis is performed in combination with a bone metabolic marker assay (eg, a bone scan) by detecting an allele associated with at least one BMP2. Commercially available techniques such as, for example, TaqMan® (Applied Biosystems, Foster City, Calif.) Can be utilized for this technique, for example, to identify polymorphisms. This technique can assess whether there is a change in the expression or composition of the polypeptide encoded by BMP2, or whether there are splicing variants. Furthermore, the expression of the variant can be quantified as a physical or functional difference.

本発明の別の方法においては、遺伝子中の変異または多型によって制限部位の作成または消滅が生じる場合には、制限消化による変異の分析が、多型(単数または複数)を含む変異体遺伝子(単数または複数)を検出するために使用され得る。ゲノムDNAを含む試験試料は、個体から得られる。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、試験個体に由来するゲノムDNAの試験試料中のBMP2(および必要である場合には、隣接配列)を増幅するために使用され得る。RFLP分析が、記載されているように行われる(Current Protocols in Molecular Biology(前出)を参照のこと)。関連するDNA断片の消化パターンは、BMP2中に変異または多型が存在するかまたは存在しないかを示し、したがって、骨粗鬆症に対するこの罹患性が存在するかまたは存在しないかを示す。   In another method of the present invention, if a restriction site is created or disappeared due to a mutation or polymorphism in the gene, the analysis of the mutation by restriction digestion is performed by using a mutant gene containing the polymorphism (s). Can be used to detect the singular (s). A test sample containing genomic DNA is obtained from the individual. Polymerase chain reaction (PCR) can be used to amplify BMP2 (and flanking sequences, if necessary) in a test sample of genomic DNA from the test individual. RFLP analysis is performed as described (see Current Protocols in Molecular Biology (supra)). The digestion pattern of the relevant DNA fragment indicates whether the mutation or polymorphism is present or absent in BMP2, and thus indicates whether this susceptibility to osteoporosis is present or absent.

配列解析はまた、BMP2中の特異的な多型を検出するためにも使用され得る。DNAまたはRNAの試験試料は、試験個体から得られる。PCRまたは他の適切な方法は、所望される場合には、遺伝子、および/またはその隣接配列を増幅するために使用され得る。BMP2、または遺伝子の断片、またはcDNAもしくはcDNAの断片、あるいはmRNAもしくはmRNAの断片の配列が、標準的な方法を使用して決定される。遺伝子、遺伝子断片、cDNA、cDNA断片、mRNA、またはmRNA断片の配列は、適切である場合には、遺伝子、cDNA(例えば、配列番号1であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの)、またはmRNAの既知の核酸配列と比較される。BMP2中の特異的な多型の存在は、個体が骨粗鬆症に対して罹患性を有することを示す。   Sequence analysis can also be used to detect specific polymorphisms in BMP2. A test sample of DNA or RNA is obtained from the test individual. PCR or other suitable methods can be used to amplify the gene, and / or its flanking sequences, if desired. The sequence of BMP2, or gene fragment, or cDNA or cDNA fragment, or mRNA or mRNA fragment is determined using standard methods. The sequence of a gene, gene fragment, cDNA, cDNA fragment, mRNA, or mRNA fragment, where appropriate, is a gene, cDNA (eg, SEQ ID NO: 1, at least as shown in Tables 2, 3, and 4 Compared to the known nucleic acid sequence of the mRNA). The presence of a specific polymorphism in BMP2 indicates that the individual is susceptible to osteoporosis.

対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドもまた、BMP2中の多型の存在を検出するために、増幅されたオリゴヌクレオチドの対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチド(ASO)プローブとのドット-ブロットハイブリダイゼーションの使用を通じて使用され得る(例えば、Saiki,R. ら、(1986)Nature(London)324:163-166を参照のこと)。「対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチド」(本明細書中では、「対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドプローブ」とも呼ばれる)は、およそ10〜50塩基対、またはおよそ15〜30塩基対のオリゴヌクレオチドであり、これは、BMP2に特異的にハイブリダイズし、これには骨粗鬆症に対する罹患性に関係している多型が含まれる。BMP2中の特定の多型に対して特異的な対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドプローブは、標準的な方法を使用して調製され得る(Current Protocols in Molecular Biology(前出)を参照のこと)。骨粗鬆症に対する罹患性に関係している遺伝子における多型を同定するために、DNAの試験試料が個体から得られる。PCRが、BMP2全体またはその断片、およびその隣接配列を増幅するために使用され得る。増幅されたBMP2(またはその遺伝子の断片)を含むDNAが、標準的な方法を使用してドット-ブロットされ(Current Protocols in Molecular Biology(前出)を参照のこと)、そしてブロットがオリゴヌクレオチドプローブと接触させられる。次いで、増幅されたBMP2に対するプローブの特異的なハイブリダイゼーションの存在が検出される。対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチドプローブの個体に由来するDNAに対する特異的ハイブリダイゼーションは、BMP2中の特異的な多型の指標であり、したがって、骨粗鬆症に対する罹患性の指標である。   Allele-specific oligonucleotides are also used through the use of dot-blot hybridization of amplified oligonucleotides with allele-specific oligonucleotide (ASO) probes to detect the presence of polymorphisms in BMP2. (See, for example, Saiki, R. et al. (1986) Nature (London) 324: 163-166). An “allele-specific oligonucleotide” (also referred to herein as an “allele-specific oligonucleotide probe”) is an oligonucleotide of approximately 10-50 base pairs, or approximately 15-30 base pairs, Specifically hybridizes to BMP2, including polymorphisms associated with susceptibility to osteoporosis. Allele-specific oligonucleotide probes specific for a particular polymorphism in BMP2 can be prepared using standard methods (see Current Protocols in Molecular Biology (supra)). In order to identify polymorphisms in genes associated with susceptibility to osteoporosis, a test sample of DNA is obtained from the individual. PCR can be used to amplify whole BMP2 or a fragment thereof, and its flanking sequences. DNA containing amplified BMP2 (or a fragment of that gene) is dot-blotted using standard methods (see Current Protocols in Molecular Biology (supra)) and the blot is the oligonucleotide probe. Contacted with. The presence of specific hybridization of the probe to the amplified BMP2 is then detected. Specific hybridization to DNA from an individual of an allele-specific oligonucleotide probe is an indicator of specific polymorphisms in BMP2, and thus an indicator of susceptibility to osteoporosis.

対立遺伝子特異的プライマーは、多型と重複する標的DNA上の部位にハイブリダイズし、およびそれに対して完全な相補性を示すプライマーの対立遺伝子形態の増幅だけをプライムする(Gibbs,R.ら、1989. Nucleic Acids Res., 17:2437-2448)。このプライマーは、はなれた部位にハイブリダイズする第2のプライマーと組み合わせて使用される。増幅は2つのプライマーから進行して、検出可能な産物を生じ、これが特定の対立遺伝子形態が存在することを示す。対照は、通常、プライマーの第2の対を用いて行われる。この対の一方は多型部位で1塩基のミスマッチを示し、他方は離れた部位に対して完全な相補性を示す。1塩基のミスマッチは増幅を妨げ、検出可能な産物は形成されない。ミスマッチが多型とともにアラインメントされるオリゴヌクレオチドの最も3'位置に含まれる場合には、この方法は最も良好に機能する。なぜなら、この位置は、プライマーからの伸張を最も不安定化させるからである(例えば、国際公開番号WO93/22456を参照のこと)。   An allele-specific primer hybridizes to a site on the target DNA that overlaps with the polymorphism and primes only the amplification of the allelic form of the primer that exhibits complete complementarity thereto (Gibbs, R. et al., 1989. Nucleic Acids Res., 17: 2437-2448). This primer is used in combination with a second primer that hybridizes to the remote site. Amplification proceeds from the two primers and yields a detectable product, indicating that a particular allelic form is present. Controls are usually performed with a second pair of primers. One of the pair shows a single base mismatch at the polymorphic site and the other shows complete complementarity to the remote site. A single base mismatch prevents amplification and no detectable product is formed. This method works best when the mismatch is contained in the most 3 'position of the oligonucleotide that is aligned with the polymorphism. This is because this position most destabilizes extension from the primer (see, eg, International Publication No. WO93 / 22456).

ロックト核酸(LNA)のような類似体を加えることにより、プライマーおよびプローブの大きさが、8塩基程度の小ささにまで縮小させられ得る。LNAは、フラノース環の2'および4'位置がO-メチレン(オキシ-LNA)、S-メチレン(チオ-LNA)、またはアミノメチレン(アミノ-LNA)部分を介して接続されている2環式DNA類似体の新規のクラスである。全てのこれらのLNA変異体について、相補的核酸に対する親和性が共通しており、これは、DNA類似体について報告されている最大をはるかに上回る。例えば、特定の全てのオキシ-LNA九量体は、相補的なDNAまたはRNAとの複合体の場合には、対応するDNA九量体に関してのDNAおよびRNAの両方についての28℃とは対照的に、それぞれ、64℃および74℃の融点を有することが示されている。Tmの実質的な上昇は、LNA単量体が標準的なDNAまたはRNA単量体と組み合わせて使用された場合にも得られる。プライマーおよびプローブについて、どこにLNA単量体が含まれるか(例えば、3'末端、5'末端、または中間に)に依存して、Tmはかなり上昇させられ得る。 By adding analogs such as locked nucleic acids (LNA), the size of primers and probes can be reduced to as little as 8 bases. LNA is a bicyclic ring in which the 2 'and 4' positions of the furanose ring are connected via O-methylene (oxy-LNA), S-methylene (thio-LNA), or aminomethylene (amino-LNA) moieties A new class of DNA analogues. All these LNA variants share a common affinity for complementary nucleic acids, far exceeding the maximum reported for DNA analogs. For example, all specific oxy-LNA nonamers are in contrast to 28 ° C for both DNA and RNA with respect to the corresponding DNA nonamer when complexed with complementary DNA or RNA. Are shown to have melting points of 64 ° C. and 74 ° C., respectively. A substantial increase in T m is also obtained when LNA monomers are used in combination with standard DNA or RNA monomers. Depending on where the LNA monomer is included (eg, at the 3 ′ end, 5 ′ end, or in the middle) for the primer and probe, the T m can be significantly increased.

別の態様では、個体に由来する標的核酸配列セグメントに相補的であるオリゴヌクレオチドプローブのアレイが、BMP2核酸における多型を同定するために使用され得る。例えば、ある態様では、オリゴヌクレオチドアレイが使用され得る。オリゴヌクレオチドアレイには、通常、種々の既知の位置の基質の表面に結合させられた複数の種々のオリゴヌクレオチドプローブが含まれる。これらのオリゴヌクレオチドアレイはまた、「Genechip(登録商標)」としても記載されており、当該分野において、例えば、米国特許第5,143,854号およびPCT国際特許公開番号WO90/15070および同92/10092に一般的に記載されている。これらのアレイは、通常、機械による合成方法、またはフォトリソグラフィー法と固相オリゴヌクレオチド合成方法の組み合わせが組み込まれている光特異的合成方法(Fodor,S. ら、1991. Science, 251:767-773;Pirrungら、米国特許第5,143,854号(PCT出願番号WO90/15070もまた参照のこと);およびFodor,S.ら、PCT国際公開番号WO92/10092および米国特許第5,424,186号、これらのそれぞれの教示全体が引用により本明細書中に組み込まれる)を使用して、生産され得る。機械による合成方法を使用するこれらのアレイの合成のための技術は、例えば、米国特許第5,384,261号(その教示全体が引用により本明細書中に組み込まれる)に記載されている。別の例では、直線的なアレイが利用され得る。   In another embodiment, an array of oligonucleotide probes that are complementary to a target nucleic acid sequence segment from an individual can be used to identify polymorphisms in a BMP2 nucleic acid. For example, in some embodiments, oligonucleotide arrays can be used. Oligonucleotide arrays typically include a plurality of different oligonucleotide probes bound to the surface of the substrate at various known locations. These oligonucleotide arrays are also described as “Genechip®” and are commonly used in the art, for example, US Pat. No. 5,143,854 and PCT International Patent Publication Nos. WO 90/15070 and 92/10092. It is described in. These arrays are usually mechanical synthesis methods or photospecific synthesis methods incorporating a combination of photolithography and solid phase oligonucleotide synthesis methods (Fodor, S. et al., 1991. Science, 251: 767- 773; Pirrung et al., US Pat. No. 5,143,854 (see also PCT Application No. WO 90/15070); and Fodor, S. et al., PCT International Publication No. WO 92/10092 and US Pat. No. 5,424,186, their respective teachings. Which is incorporated herein by reference in its entirety). Techniques for the synthesis of these arrays using mechanical synthesis methods are described, for example, in US Pat. No. 5,384,261, the entire teachings of which are incorporated herein by reference. In another example, a linear array can be utilized.

一旦、オリゴヌクレオチドアレイが調製されると、目的の核酸がアレイとハイブリダイズさせられ、多型についてスキャンされる。ハイブリダイゼーションおよびスキャンは、通常、本明細書中、ならびに例えば、公開されたPCT出願番号WO92/10092および同WO95/11995、および米国特許第5,424,186号(それらの教示全体が、引用により本明細書中に組み込まれる)に記載されている方法によって行われる。簡潔にいうと、1つ以上の以前に同定された多型性マーカーを含む標的核酸配列が、周知の増幅技術、例えば、PCRによって増幅される。通常は、この技術には、標的配列の二本鎖に相補的であるプライマー配列(多型の上流と下流の両方)の使用が含まれる。非対称PCR技術もまた、使用され得る。増幅された標的には、通常、標識が組み込まれており、これは次いで、適切な条件下でアレイとハイブリダイズさせられる。アレイのハイブリダイゼーションと洗浄が完了すると、アレイは、標的配列がハイブリダイズしたアレイ上の位置を決定するためにスキャンされる。スキャンによって得られたハイブリダイゼーションデータは、通常は、アレイの位置の関数としての蛍光強度の形態である。   Once the oligonucleotide array is prepared, the nucleic acid of interest is hybridized with the array and scanned for polymorphisms. Hybridization and scanning are generally described herein and, for example, published PCT application numbers WO92 / 10092 and WO95 / 11995, and US Pat. No. 5,424,186, the entire teachings of which are hereby incorporated by reference. The method described in (1). Briefly, a target nucleic acid sequence containing one or more previously identified polymorphic markers is amplified by well-known amplification techniques, such as PCR. Typically, this technique involves the use of primer sequences (both upstream and downstream of the polymorphism) that are complementary to the duplex of the target sequence. Asymmetric PCR techniques can also be used. The amplified target usually incorporates a label that is then hybridized to the array under appropriate conditions. When array hybridization and washing are complete, the array is scanned to determine the location on the array where the target sequence has hybridized. Hybridization data obtained by scanning is usually in the form of fluorescence intensity as a function of array position.

単一の検出ブロックに関して、例えば、単一の多型の検出について主に記載されているが、アレイには複数の検出ブロックが含まれ得、したがって、複数の特異的な多型を分析することができる。別のアレンジでは、検出ブロックが単一のアレイの中または複数の異なるアレイの中でグループ分けされ得、その結果、種々の最適な条件が、アレイに対する標的のハイブリダイゼーションの間に使用され得る。例えば、A-Tリッチセグメントに含まれる多型とは別の、ゲノム配列のG-Cリッチストレッチに含まれるこれらの多型の検出を提供することが、多くの場合に望まれる。これにより、それぞれの状況についてのハイブリダイゼーション条件を別々に最適化することができる。   With respect to a single detection block, for example, although primarily described for the detection of a single polymorphism, the array may contain multiple detection blocks, thus analyzing multiple specific polymorphisms Can do. In another arrangement, detection blocks can be grouped in a single array or in multiple different arrays so that various optimal conditions can be used during hybridization of a target to the array. For example, it is often desirable to provide detection of these polymorphisms contained in a G-C rich stretch of genomic sequences separate from polymorphisms contained in A-T rich segments. Thereby, the hybridization conditions for each situation can be optimized separately.

多型の検出のためにオリゴヌクレオチドアレイを使用することについてのさらなる記載は、例えば、米国特許第5,858,659号および同第5,837,832号(それらの教示全体が引用により本明細書中に組み込まれる)に見出され得る。   Further descriptions of the use of oligonucleotide arrays for polymorphism detection are found, for example, in US Pat. Nos. 5,858,659 and 5,837,832, the entire teachings of which are incorporated herein by reference. Can be issued.

他の核酸分析方法が、BMP2の多型を検出するために使用され得る。代表的な方法としては、例えば、直接的な手作業による配列決定(ChurchおよびGilbert,(1988)Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81:1991-1995;Sanger,F. ら、(1977)Proc. Natl. Acad. Sci., 74:5463-5467;Beavisら、米国特許第5,288,644号);自動蛍光配列決定;一本鎖立体構造多型アッセイ(SSCP);クランプ変性ゲル電気泳動(CDGE);変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(DGGE)(Sheffield,V.C. ら、(19891)Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86:232-236);移動度シフト分析(Orita,M. ら、(1989)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:2766-2770)、制限酵素分析(Flavell ら、(1978)Cell 15:25;Geever ら、(1981)Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78:5081);ヘテロ二本鎖分析;化学的なミスマッチ切断(CMC)(Cotton ら、(1985)Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85:4397-4401);RNase保護アッセイ(Myers,R.M. ら、(1985)Science 230:1242);大腸菌(E.coli)mutSタンパク質のようなヌクレオチドのミスマッチを認識するポリペプチドの使用;ならびに対立遺伝子特異的PCRが挙げられる。   Other nucleic acid analysis methods can be used to detect BMP2 polymorphisms. Representative methods include, for example, direct manual sequencing (Church and Gilbert, (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81: 1991-1995; Sanger, F. et al. (1977). Proc. Natl. Acad. Sci., 74: 5463-5467; Beavis et al., US Pat. No. 5,288,644); automated fluorescent sequencing; single strand conformation polymorphism assay (SSCP); clamp denaturing gel electrophoresis (CDGE) Denaturant gradient gel electrophoresis (DGGE) (Sheffield, VC et al. (19891) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86: 232-236); Mobility shift analysis (Orita, M. et al. (1989) ) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 2766-2770), restriction enzyme analysis (Flavell et al. (1978) Cell 15:25; Geever et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78: 5081); heteroduplex analysis; chemical mismatch cleavage (CMC) (Cotton et al. (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85: 4397-4401); RNase protection assay (Myers, RM et al., (1985) Science 230: 1242); E. coli mutS tongue Use of recognizing the polypeptide of mismatch of nucleotides, such as click quality; as well as allele-specific PCR.

本発明のある態様では、BMP2核酸に関係している疾患または症状(例えば、骨粗鬆症)、あるいはBMP2核酸に関係している疾患または症状(例えば、骨粗鬆症)に対する罹患性の診断もまた、定量的PCR(動的温度循環)による発現分析によって行われ得る。ある態様では、疾患自体、例えば、骨粗鬆症の診断は、少なくとも1つのBMP2に関係している対立遺伝子を検出することにより、骨の代謝マーカーのアッセイ(例えば、骨スキャン)と組み合わせて、行われる。TaqMan(登録商標)を利用するこの技術は、多型を同定するために、および患者がホモ接合型であるかまたはヘテロ接合型であるかどうかを識別するために使用され得る。この技術により、BMP2核酸によってコードされるポリペプチドの発現または組成に変化が存在するかどうか、あるいはBMP2核酸によってコードされるスプライシング変異体が存在するかどうかが評価され得る。さらに、変異体の発現は、物理的または機能的な差として定量され得る。   In certain embodiments of the invention, diagnosis of susceptibility to a disease or condition associated with BMP2 nucleic acid (eg, osteoporosis) or a disease or condition associated with BMP2 nucleic acid (eg, osteoporosis) is also quantitative PCR. It can be done by expression analysis by (dynamic temperature cycling). In certain embodiments, the diagnosis of the disease itself, eg, osteoporosis, is performed in combination with an assay for bone metabolic markers (eg, a bone scan) by detecting at least one allele associated with BMP2. This technique utilizing TaqMan® can be used to identify polymorphisms and to identify whether a patient is homozygous or heterozygous. This technique can assess whether there is a change in the expression or composition of the polypeptide encoded by the BMP2 nucleic acid, or whether there are splicing variants encoded by the BMP2 nucleic acid. Furthermore, the expression of the variant can be quantified as a physical or functional difference.

本発明の別の態様では、骨粗鬆症に対する罹患性の診断は、また、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、ウェスタンブロット、免疫沈降、および免疫蛍光を含む種々の方法によって、BMP2ポリペプチドの発現および/または組成を試験することにより行われ得る。個体に由来する試験試料が、BMP2によってコードされるポリペプチドの発現に変化が、および/またはBMP2によってコードされるポリペプチドの組成に変化が存在するかどうかが、評価される。BMP2によってコードされるポリペプチドの発現の変化は、例えば、定量的なポリペプチドの発現(すなわち、生産されるポリペプチドの量)の変化であり得、BMP2によってコードされるポリペプチドの組成の変化は、定性的なポリペプチドの発現の変化(例えば、変異体BMP2ポリペプチドの発現、または別のスプライシング変異体の発現)である。ある態様では、骨粗鬆症に対する罹患性の診断は、BMP2によってコードされる特定のスプライシング変異体、または特定のパターンのスプライシング変異体を検出することによって行われる。   In another aspect of the invention, diagnosis of susceptibility to osteoporosis can also be performed by various methods including enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), Western blot, immunoprecipitation, and immunofluorescence, and expression of BMP2 polypeptide and / or Or it can be done by testing the composition. A test sample from an individual is evaluated whether there is a change in the expression of the polypeptide encoded by BMP2 and / or a change in the composition of the polypeptide encoded by BMP2. A change in the expression of a polypeptide encoded by BMP2 can be, for example, a quantitative change in the expression of the polypeptide (ie, the amount of polypeptide produced), and a change in the composition of the polypeptide encoded by BMP2. Is a qualitative change in the expression of a polypeptide (eg, expression of a mutant BMP2 polypeptide, or expression of another splicing variant). In certain embodiments, the diagnosis of susceptibility to osteoporosis is made by detecting a particular splicing variant encoded by BMP2, or a particular pattern of splicing variants.

このような変化(定量的および定性的)の両方ともが存在し得る。ポリペプチドの発現または組成の「変化」は、本明細書中で使用される場合は、対照試料中のBMP2によってコードされるポリペプチドの発現または組成と比較した、試験試料中の発現または組成の変化をいう。対照試料は、試験試料に対応する試料であり(例えば、同じタイプの細胞に由来する)、骨粗鬆症に罹患していない個体に由来する試料である。同様に、対照試料と比較した、試験試料中の1つ以上の異なるスプライシング変異体の存在、または試験試料中の有意に異なる量の複数の異なるスプライシング変異体の存在は、骨粗鬆症に対する罹患性の指標である。対照試料と比較した試験試料中のポリペプチドの発現または組成の変化は、骨粗鬆症に対する罹患性の指標である。BMP2によってコードされるポリペプチドの発現または組成を試験する種々の手段が使用され得、これには、分光分析、比色分析、電気泳動、等電点電気泳動、および免疫ブロッティング(Current Protocols in Molecular Biology, 特に、第10章もまた参照のこと)のような免疫アッセイ(例えば、Davidら、米国特許第4,376,110号)が含まれる。   Both such changes (quantitative and qualitative) can exist. A “change” in the expression or composition of a polypeptide, as used herein, is an expression or composition in a test sample as compared to the expression or composition of a polypeptide encoded by BMP2 in a control sample. It means change. A control sample is a sample corresponding to a test sample (eg, derived from the same type of cells) and a sample derived from an individual not suffering from osteoporosis. Similarly, the presence of one or more different splicing variants in a test sample or the presence of a significantly different amount of multiple different splicing variants in a test sample compared to a control sample is an indicator of susceptibility to osteoporosis It is. A change in the expression or composition of the polypeptide in the test sample compared to the control sample is an indication of susceptibility to osteoporosis. Various means for testing the expression or composition of the polypeptide encoded by BMP2 can be used, including spectroscopic, colorimetric, electrophoresis, isoelectric focusing, and immunoblotting (Current Protocols in Molecular Biology, in particular, see also Chapter 10) immunoassays (eg David et al., US Pat. No. 4,376,110).

例えば、ある態様では、(例えば、上記の)ポリペプチドに結合することができる抗体(例えば、検出可能な標識を有している抗体)が使用され得る。抗体は、ポリクローナルでも、モノクローナルでもよい。完全な抗体、またはその断片(例えば、FabまたはF(ab'))が使用され得る。用語「標識された」は、プローブまたは抗体に関して用いられる場合は、プローブまたは抗体に対して検出可能な物質を結合させる(すなわち、物理的に連結させる)ことによるプローブまたは抗体の直接的な標識、ならびに、直接標識される別の試薬との反応性によるプローブまたは抗体の間接的な標識を含むように意図される。間接的な標識の例としては、蛍光標識された二次抗体、および蛍光標識されたストレプトアビジンで検出することができるようにするためのビオチンでのDNAプローブの末端標識を使用する一次抗体の検出が含まれる。 For example, in certain embodiments, an antibody (eg, an antibody having a detectable label) that can bind to a polypeptide (eg, as described above) may be used. The antibody may be polyclonal or monoclonal. An intact antibody, or a fragment thereof (eg, Fab or F (ab ′) 2 ) can be used. The term “labeled” when used with respect to a probe or antibody, directly labels the probe or antibody by binding (ie, physically linking) a detectable substance to the probe or antibody; As well as indirect labeling of the probe or antibody by reactivity with another reagent that is directly labeled. Examples of indirect labeling include detection of primary antibodies using fluorescently labeled secondary antibodies, and end labeling of DNA probes with biotin to allow detection with fluorescently labeled streptavidin Is included.

変異体BMP2によってコードされるポリペプチドに特異的に結合する上記抗体、または変異体ではない遺伝子によってコードされるポリペプチドに特異的に結合する抗体を使用するウェスタンブロット分析が、多型性BMP2または変異体BMP2によってコードされるポリペプチドが試験試料中に存在すること、あるいは多型性ではない遺伝子または変異体ではない遺伝子によってコードされるポリペプチドが試験試料中には存在しないことを識別するために使用され得る。多型性遺伝子または変異体遺伝子によってコードされるポリペプチドの存在、あるいは、多型性ではない遺伝子または変異体ではない遺伝子によってコードされるポリペプチドが存在しないことは、骨粗鬆症に対する罹患性の診断である。   Western blot analysis using the above antibody that specifically binds to a polypeptide encoded by a mutant BMP2 or an antibody that specifically binds to a polypeptide encoded by a gene that is not a mutant is a polymorphic BMP2 or To identify that the polypeptide encoded by mutant BMP2 is present in the test sample, or that the polypeptide encoded by a non-polymorphic or non-mutant gene is not present in the test sample Can be used. The presence of a polypeptide encoded by a polymorphic gene or a mutant gene, or the absence of a polypeptide encoded by a gene that is not a polymorphic gene or a mutant, is a diagnosis of susceptibility to osteoporosis. is there.

この方法のある態様では、試験試料中のBMP2によってコードされるポリペプチドのレベルまたは量が、対照試料中のBMP2によってコードされるポリペプチドのレベルまたは量と比較される。統計学的に有意であるような、対照試料中のポリペプチドのレベルまたは量よりも多いかまたは少ない試験試料中のポリペプチドのレベルまたは量は、BMP2によってコードされるポリペプチドの発現の変化の指標であり、骨粗鬆症に対する罹患性の診断である。あるいは、試験試料中のBMP2によってコードされるポリペプチドの組成が、対照試料中のBMP2によってコードされるポリペプチドの組成と比較される。対照試料中のポリペプチドの組成と比較された試験試料中のポリペプチドの組成における差は、骨粗鬆症に対する罹患性の診断である。別の態様では、ポリペプチドのレベルまたは量および組成が、試験試料中、および対照試料中で評価され得る。対照試料と比較された、試験試料中のポリペプチドの量またはレベルの差;対照試料と比較された、試験試料中の組成の差;あるいは量またはレベルの差と組成の差の両方が、骨粗鬆症に対する罹患性の指標である。   In some embodiments of this method, the level or amount of polypeptide encoded by BMP2 in the test sample is compared to the level or amount of polypeptide encoded by BMP2 in the control sample. The level or amount of polypeptide in the test sample that is greater or less than the level or amount of polypeptide in the control sample, as statistically significant, is indicative of a change in the expression of the polypeptide encoded by BMP2. It is an index and a diagnosis of susceptibility to osteoporosis. Alternatively, the composition of the polypeptide encoded by BMP2 in the test sample is compared to the composition of the polypeptide encoded by BMP2 in the control sample. The difference in the composition of the polypeptide in the test sample compared to the composition of the polypeptide in the control sample is a diagnosis of susceptibility to osteoporosis. In another aspect, the level or amount and composition of the polypeptide can be assessed in a test sample and in a control sample. Difference in the amount or level of polypeptide in the test sample compared to the control sample; difference in composition in the test sample compared to the control sample; or both difference in amount or level and difference in composition may result in osteoporosis Is an indicator of susceptibility to.

診断方法において有用なキットには、本明細書中に記載される方法のいずれかにおいて有用である成分が含まれ、これらとしては、例えば、ハイブリダイゼーションプローブ、制限酵素(例えば、RFLP解析用)、対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチド、変化しているBMP2ポリペプチドまたは変化していない(天然の)BMP2ポリペプチド(例えば、配列番号2であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの)に結合する抗体、BMP2を含む核酸の増幅のための手段、またはBMP2の核酸配列を分析するため、もしくはBMP2ポリペプチドのアミノ酸配列を分析するための手段などが挙げられる。さらに、キットにより、本発明の方法、例えば、骨の代謝マーカーのアッセイ(例えば、骨スキャン)と組み合わせて使用されるアッセイのための試薬が提供され得る。   Kits useful in diagnostic methods include components useful in any of the methods described herein, including, for example, hybridization probes, restriction enzymes (eg, for RFLP analysis), Allele-specific oligonucleotide, altered BMP2 polypeptide or unchanged (natural) BMP2 polypeptide (eg, SEQ ID NO: 2, at least one of the multiples shown in Tables 2, 3, and 4) Antibodies that bind to a type), means for amplification of nucleic acids containing BMP2, or means for analyzing the nucleic acid sequence of BMP2 or for analyzing the amino acid sequence of a BMP2 polypeptide. In addition, the kit can provide reagents for assays used in combination with the methods of the invention, eg, bone metabolic marker assays (eg, bone scans).

診断方法において有用であるキット(例えば、試薬キット)には、本明細書中に記載される方法のいずれかにおいて有用である成分が含まれ、これらとして、例えば、本明細書中に記載されるハイブリダイゼーションプローブまたはプライマー(例えば、標識されたプローブまたはプライマー)、標識された分子の検出のための試薬、制限酵素(例えば、RFLP解析用)、対立遺伝子特異的オリゴヌクレオチド、変化しているBMP2ポリペプチドまたは変化していない(天然の)BMP2ポリペプチドに結合する抗体、BMP2を含む核酸の増幅のための手段、または、本明細書中に記載されるような、BMP2核酸の核酸配列を分析するため、もしくはBMP2ポリペプチドのアミノ酸配列を分析するための手段などが挙げられる。ある態様では、骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性を診断するためのキットには、骨粗鬆症を有しているかまたは骨粗鬆症に対する罹患性がある個体において、より頻繁に存在する1つ以上の多型部位を含む、BMP2核酸中の領域の核酸増幅のためのプライマーが含まれ得る。プライマーは、骨粗鬆症の指標であるSNPに隣接している核酸の一部を使用して設計され得る。さらに、キットにより、本発明の方法、例えば、骨の代謝マーカーのアッセイ(例えば、骨スキャン)と組み合わせて使用されるアッセイのための試薬が提供され得る。   Kits that are useful in diagnostic methods (eg, reagent kits) include components that are useful in any of the methods described herein, such as those described herein. Hybridization probes or primers (eg, labeled probes or primers), reagents for detection of labeled molecules, restriction enzymes (eg, for RFLP analysis), allele-specific oligonucleotides, altered BMP2 poly An antibody that binds to a peptide or an unmodified (natural) BMP2 polypeptide, a means for amplification of a nucleic acid containing BMP2, or a nucleic acid sequence of a BMP2 nucleic acid as described herein Or means for analyzing the amino acid sequence of the BMP2 polypeptide. In certain embodiments, a kit for diagnosing osteoporosis or susceptibility to osteoporosis comprises one or more polymorphic sites that are more frequently present in individuals who have or are susceptible to osteoporosis, Primers for nucleic acid amplification of regions in the BMP2 nucleic acid can be included. Primers can be designed using a portion of the nucleic acid adjacent to an SNP that is indicative of osteoporosis. In addition, the kit can provide reagents for assays used in combination with the methods of the invention, eg, bone metabolic marker assays (eg, bone scans).

本発明はさらに、BMP2中のリスクマーカー、例えばSNPを同定することにより、個体における骨粗鬆症に対する罹患性を診断および同定するための方法にも関する。ある態様では、リスクマーカーは、骨粗鬆症の有意なリスクを与えるものである。ある態様では、マーカーに関連する有意性は、オッズ比によって測定される。さらなる態様では、有意性は割合(%)によって測定される。ある態様では、有意なリスクは、少なくとも約2.2であって、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、および1.9を含むがこれらに限定されないオッズ比として測定される。さらなる態様では、少なくとも1.2のオッズ比が有意である。さらなる態様では、少なくとも約1.5のオッズ比が有意である。さらなる態様では、リスクの有意な増大は、少なくとも約1.7が有意である。さらなる態様では、リスクの有意な増大は、少なくとも約20%であり、約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、および98%が含まれるがこれらに限定されない。さらなる態様では、リスクの有意な増大は、少なくとも約50%である。しかし、リスクが医学的に有意であるかどうかの識別はまた、特定の疾患、マーカー、そして多くの場合には環境的要因を含む種々の要因によって変化し得ることが理解される。   The invention further relates to methods for diagnosing and identifying susceptibility to osteoporosis in an individual by identifying risk markers in BMP2, such as SNPs. In certain embodiments, the risk marker is one that confers a significant risk of osteoporosis. In certain embodiments, significance associated with a marker is measured by an odds ratio. In a further aspect, significance is measured by percentage. In some embodiments, significant risk is measured as an odds ratio that is at least about 2.2, including but not limited to 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, and 1.9. In a further aspect, an odds ratio of at least 1.2 is significant. In a further aspect, an odds ratio of at least about 1.5 is significant. In a further aspect, the significant increase in risk is significant at least about 1.7. In a further aspect, the significant increase in risk is at least about 20% and about 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75 %, 80%, 85%, 90%, 95%, and 98%. In a further aspect, the significant increase in risk is at least about 50%. However, it is understood that the identification of whether a risk is medically significant can also vary depending on a variety of factors, including the particular disease, markers, and often environmental factors.

本発明はまた、個体における骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性を診断する方法に関する。この方法には、健常な個体(対照)中でのその存在の頻度と比較して、骨粗鬆症に罹患しやすい個体(罹患)においてより頻繁に存在する、BMP2核酸と関係しているリスクマーカーをスクリーニングする工程が含まれる。ここでは、マーカーの存在は、骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性の指標である。骨粗鬆症と関係しているSNPおよび/またはマイクロサテライトマーカーの存在についての遺伝子型決定のための標準的技術、例えば、蛍光に基づく技術(Chenら, 1999. Genome Res., 9:492)、PCR、LCR、Nested PCR、および核酸増幅のための他の技術が使用され得る。ある態様では、この方法には、骨粗鬆症に関係しているBMP2核酸と関係している、特定のSNP対立遺伝子またはマイクロサテライト対立遺伝子の存在または頻度を個体において評価する工程が含まれる。ここでは、健常な対照個体と比較してマーカーが過剰であるかマーカーの頻度が高いことは、個体が骨粗鬆症を有しているか、または骨粗鬆症に対する罹患性があることの指標である。スクリーニングツールとして使用され得るSNPおよびマーカーについては、表2、3、および4を参照のこと。   The present invention also relates to a method of diagnosing osteoporosis or susceptibility to osteoporosis in an individual. This method screens for risk markers associated with BMP2 nucleic acids that are more frequently present in individuals susceptible to osteoporosis (affected) compared to their frequency of presence in healthy individuals (control). The process of carrying out is included. Here, the presence of the marker is an indicator of susceptibility to osteoporosis or osteoporosis. Standard techniques for genotyping for the presence of SNPs and / or microsatellite markers associated with osteoporosis, such as fluorescence-based techniques (Chen et al., 1999. Genome Res., 9: 492), PCR, LCR, Nested PCR, and other techniques for nucleic acid amplification can be used. In certain embodiments, the method includes assessing in an individual the presence or frequency of a particular SNP allele or microsatellite allele associated with a BMP2 nucleic acid associated with osteoporosis. Here, an excess of markers or a high frequency of markers compared to a healthy control individual is an indicator that the individual has osteoporosis or is susceptible to osteoporosis. See Tables 2, 3, and 4 for SNPs and markers that can be used as screening tools.

スクリーニングアッセイおよびそれによって同定される因子
本発明により、本発明の核酸にハイブリダイズするヌクレオチドの存在を同定するため、さらには、本発明の核酸によってコードされるポリペプチドの存在を同定するための方法(本明細書中では、「スクリーニングアッセイ」とも呼ばれる)が提供される。ある態様では、試料中の目的の核酸分子(例えば、本発明の核酸に対して有意な相同性を有する核酸)の存在(または存在しないこと)が、試料を本発明の核酸を含む核酸(例えば、配列番号1の配列を有しており、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含む核酸、またはその相補物、あるいは、配列番号2の配列を有しているアミノ酸をコードする核酸、またはそのような核酸の断片もしくは変異体)と、上記のようなストリンジェントな条件下で接触させられ、その後、ハイブリダイゼーションの存在(または存在しないこと)について試料を評価することによって、評価され得る。ある態様では、高ストリンジェンシーの条件が、選択的ハイブリダイゼーションに適切な条件である。別の態様では、目的の核酸分子を含む試料は、目的の核酸分子(例えば、変異体BMP2核酸)の一部に対して少なくとも部分的に相補的である連続するヌクレオチド配列(例えば、上記のようなプライマーまたはプローブ)を含む核酸と接触させられ、そして接触させられた試料が、ハイブリダイゼーションの有無について評価される。ある態様では、連続するヌクレオチド配列を含む核酸は、目的の核酸分子の一部に対して完全に相補的である。
Screening Assays and Factors Identified Thereby According to the present invention, a method for identifying the presence of a nucleotide that hybridizes to a nucleic acid of the present invention and further for identifying the presence of a polypeptide encoded by the nucleic acid of the present invention (Also referred to herein as a “screening assay”). In certain embodiments, the presence (or absence) of a nucleic acid molecule of interest (eg, a nucleic acid having significant homology to a nucleic acid of the invention) in a sample causes the sample to contain a nucleic acid (eg, A nucleic acid having the sequence of SEQ ID NO: 1 and comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, or a complement thereof, or an amino acid having the sequence of SEQ ID NO: 2. By contacting the encoding nucleic acid, or a fragment or variant of such nucleic acid) under stringent conditions as described above, and then evaluating the sample for the presence (or absence) of hybridization Can be evaluated. In certain embodiments, high stringency conditions are conditions suitable for selective hybridization. In another embodiment, the sample containing the nucleic acid molecule of interest is a contiguous nucleotide sequence (eg, as described above) that is at least partially complementary to a portion of the nucleic acid molecule of interest (eg, a mutant BMP2 nucleic acid). The contacted sample is evaluated for the presence or absence of hybridization. In certain embodiments, a nucleic acid comprising a contiguous nucleotide sequence is completely complementary to a portion of the nucleic acid molecule of interest.

これらの態様のいずれにおいても、目的の核酸全体またはその一部を、ハイブリダイゼーションが行われる前に増幅することができる。   In any of these embodiments, the entire nucleic acid of interest or a portion thereof can be amplified prior to hybridization.

別の態様では、本発明のポリペプチドまたはその断片もしくは変異体のような目的のポリペプチドの試料中での存在(または存在しないこと)は、試料を目的のポリペプチドに特異的にハイブリダイズする抗体(例えば、上記の抗体のような抗体)と接触させ、その後、目的のポリペプチドに対する抗体の結合の存在(または存在しないこと)について試料を評価することによって、評価され得る。   In another aspect, the presence (or absence) of a polypeptide of interest, such as a polypeptide of the invention or a fragment or variant thereof, in a sample specifically hybridizes the sample to the polypeptide of interest. It can be assessed by contacting with an antibody (eg, an antibody such as those described above) and then evaluating the sample for the presence (or absence) of binding of the antibody to the polypeptide of interest.

別の態様では、本発明により、本明細書中に記載されるポリペプチドの活性を変化させる(例えば、増大させるかまたは低下させる)か、または本明細書中のポリペプチドと別の方法で相互作用する因子(例えば、融合タンパク質、ポリペプチド、ペプチド模倣物、プロドラッグ、受容体、結合因子、抗体、低分子、または他の薬物、あるいはリボザイム)を同定するための方法が提供される。例えば、そのような因子は、本明細書中に記載されるポリペプチドに結合する因子(例えば、BMP2結合因子);例えば、本発明のポリペプチドの活性に対して刺激作用または阻害作用を有する因子;本発明のポリペプチドがBMP2結合因子(例えば、受容体または他の結合因子)と相互作用する能力を変化させる(例えば、増大させるかまたは阻害する)因子;あるいは、BMP2ポリペプチドの翻訳後プロセシングを変化させる因子(例えば、それが通常合成される場所から細胞中の別の位置、例えば、細胞表面に対してポリペプチドを向けるようにタンパク質分解によるプロセシングを変化させる因子;より多くのポリペプチドが細胞から放出されるようにタンパク質分解によるプロセシングを変化させる因子など)であり得る。   In another aspect, the invention alters (eg, increases or decreases) the activity of the polypeptides described herein, or otherwise interacts with the polypeptides herein. Methods are provided for identifying agents that act (eg, fusion proteins, polypeptides, peptidomimetics, prodrugs, receptors, binding agents, antibodies, small molecules, or other drugs, or ribozymes). For example, such an agent can be a factor that binds to a polypeptide described herein (eg, a BMP2 binding factor); for example, a factor that has a stimulatory or inhibitory effect on the activity of a polypeptide of the invention. A factor that alters (eg, increases or inhibits) the ability of a polypeptide of the invention to interact with a BMP2 binding agent (eg, a receptor or other binding agent); or post-translational processing of a BMP2 polypeptide; (Eg, factors that alter proteolytic processing to direct the polypeptide to another location in the cell from where it is normally synthesized, eg, to the cell surface; more polypeptides A factor that alters proteolytic processing to be released from the cell).

ある態様では、本発明により、本明細書中に記載されるポリペプチド(またはその生物学的に活性な部分(単数または複数))に結合するか、またはポリペプチド(またはその生物学的に活性な部分(単数または複数))の活性を調節する、候補または試験因子をスクリーニングするためのアッセイが、さらには、このアッセイによって同定され得る因子が提供される。試験因子は、当該分野で公知の組み合わせライブラリー方法において多数の手法のいずれかを使用して得ることができ、組み合わせライブラリー方法として、生物学的ライブラリー;空間的に場所を特定することができる並列固相または液相ライブラリー;デコンボリューションを必要とする合成ライブラリー法;「1ビーズ1化合物」ライブラリー法;およびアフィニティークロマトグラフィー選択を使用する合成ライブラリー法が挙げられる。生物学的ライブラリーの手法はポリペプチドライブラリーに限られるが、他の4つの手法は、ポリペプチド、非ペプチドオリゴマー、または化合物の低分子ライブラリーに適用され得る(Lam,K.S.(1997)Anticancer Drug Des., 12:145)。   In certain embodiments, the invention binds to a polypeptide (or biologically active portion (s) thereof) described herein or is polypeptide (or biologically active thereof). Assays for screening candidate or test agents that modulate the activity of the active moiety (s), as well as factors that can be identified by this assay, are provided. Test factors can be obtained using any of a number of techniques in combinatorial library methods known in the art, including combinatorial library methods such as biological libraries; Possible parallel solid phase or liquid phase libraries; synthetic library methods requiring deconvolution; “one bead one compound” library method; and synthetic library methods using affinity chromatography selection. Biological library approaches are limited to polypeptide libraries, but the other four approaches can be applied to small molecule libraries of polypeptides, non-peptide oligomers, or compounds (Lam, KS (1997) Anticancer Drug Des., 12: 145).

ある態様では、BMP2ポリペプチド(例えば、配列番号2であって、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの)、またはその活性のある断片もしくは誘導体(上記)を含むかまたは発現する、細胞、細胞溶解物、または溶液が、BMP2ポリペプチドの活性を変化させる因子を同定するために、試験される因子と接触させられ得る。あるいは、ポリペプチドは、試験される因子と直接接触させられ得る。BMP2活性のレベル(量)が評価され(例えば、BMP2活性のレベル(量)が、直接または間接的に測定され)、そして対照中の活性のレベル(すなわち、試験される因子が存在しない条件下での、BMP2ポリペプチドまたはその活性のある断片もしくは誘導体の活性のレベル)と比較される。因子の存在下での活性のレベルが、因子が存在しない条件下での活性のレベルと、統計学的に有意な量で異なる場合は、この因子はBMP2ポリペプチドの活性を変化させる因子である。対照と比較したBMP2活性のレベルの増大は、この因子がBMP2活性を増大させる因子である(BMP2活性のアゴニストである)ことを示す。同様に、対照と比較したBMP2活性のレベルの低下は、この因子がBMP2活性を阻害する因子である(BMP2活性のアンタゴニストである)ことを示す。別の態様では、試験される因子の存在下でのBMP2ポリペプチドまたはその誘導体もしくは断片の活性のレベルが、前もって確立された対照レベルと比較される。対照レベルとは統計学的に有意な量で異なる、因子の存在下での活性のレベルは、この因子がBMP2活性を変化させることを示す。   In some embodiments, comprises a BMP2 polypeptide (eg, SEQ ID NO: 2, comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4), or an active fragment or derivative thereof (described above) A cell, cell lysate, or solution that is or expresses can be contacted with the agent being tested to identify an agent that alters the activity of the BMP2 polypeptide. Alternatively, the polypeptide can be contacted directly with the agent being tested. The level (amount) of BMP2 activity is assessed (eg, the level (amount) of BMP2 activity is measured directly or indirectly) and the level of activity in the control (ie, under conditions in which there is no agent being tested) Level of activity of the BMP2 polypeptide or active fragment or derivative thereof). A factor that alters the activity of a BMP2 polypeptide if the level of activity in the presence of the factor differs from the level of activity in the absence of the factor by a statistically significant amount. . An increase in the level of BMP2 activity compared to the control indicates that this factor is a factor that increases BMP2 activity (it is an agonist of BMP2 activity). Similarly, a decrease in the level of BMP2 activity compared to the control indicates that this factor is a factor that inhibits BMP2 activity (an antagonist of BMP2 activity). In another embodiment, the level of activity of the BMP2 polypeptide or derivative or fragment thereof in the presence of the agent being tested is compared to a previously established control level. A level of activity in the presence of a factor that differs by a statistically significant amount from the control level indicates that this factor alters BMP2 activity.

本発明はまた、BMP2核酸の発現を変化させる因子(例えば、アンチセンス核酸、融合タンパク質、ポリペプチド、ペプチド模倣物、プロドラッグ、受容体、結合因子、抗体、低分子、または他の薬物、あるいはリボザイム)、遺伝子の発現(例えば、転写または翻訳)を変化させる(例えば、増大させるかまたは減少させる)因子、あるいは、別な方法で本明細書中に記載される核酸と相互作用する因子を同定するためのアッセイ、さらには、このアッセイによって同定することができる因子にも関する。例えば、BMP2ポリペプチドをコードする核酸(例えば、BMP2遺伝子)を含む溶液は、試験される因子と接触させられ得る。溶液には、例えば、核酸を含む細胞または核酸を含む細胞溶解物が含まれ得る。あるいは、溶液は、核酸の転写/翻訳に不可欠な要素を含む別の溶液であり得る。溶液には懸濁されていない細胞も、所望される場合には、使用され得る。BMP2の発現のレベルおよび/またはパターン(例えば、mRNAまたは発現されるタンパク質のレベルおよび/またはパターン、例えば、種々のスプライシング変異体のレベルおよび/またはパターン)が評価され、そして対照中の発現のレベルおよび/またはパターン(すなわち、試験される因子が存在しない条件下でのBMP2の発現のレベルおよび/またはパターン)と比較される。因子の存在下でのレベルおよび/またはパターンが、統計学的に有意な量または様式で、因子が存在しない条件下でのレベルおよび/またはパターンとは異なる場合は、この因子は、BMP2の発現を変化させる因子である。BMP2の発現の増大は、この因子がBMP2活性のアゴニストであることを示す。同様に、BMP2の発現の阻害は、この因子がBMP2活性のアンタゴニストであることを示す。別の態様では、試験される因子の存在下でのBMP2ポリペプチド(単数または複数)(例えば、種々のスプライシング変異体)のレベルおよび/またはパターンが、前もって確立されている対照レベルおよび/またはパターンと比較される。因子の存在下でのレベルおよび/またはパターンが、統計学的に有意な量または様式で対照レベルおよび/またはパターンとは異なる場合、この因子はBMP2の発現を変化させることを示す。   The invention also includes factors that alter the expression of BMP2 nucleic acid (eg, antisense nucleic acids, fusion proteins, polypeptides, peptidomimetics, prodrugs, receptors, binding agents, antibodies, small molecules, or other drugs, or Ribozymes), factors that alter (eg, increase or decrease) gene expression (eg, transcription or translation), or that otherwise interact with nucleic acids described herein It also relates to the assay to be performed, as well as the factors that can be identified by this assay. For example, a solution containing a nucleic acid encoding a BMP2 polypeptide (eg, a BMP2 gene) can be contacted with the agent being tested. The solution can include, for example, cells containing nucleic acids or cell lysates containing nucleic acids. Alternatively, the solution can be another solution containing elements essential for transcription / translation of nucleic acids. Cells not suspended in solution can also be used if desired. The level and / or pattern of BMP2 expression (eg, the level and / or pattern of mRNA or expressed protein, eg, the level and / or pattern of various splicing variants) and the level of expression in the control And / or pattern (ie, the level and / or pattern of expression of BMP2 under the absence of the agent being tested). If the level and / or pattern in the presence of the factor differs from the level and / or pattern in the absence of the factor in a statistically significant amount or manner, then the factor is expressed in BMP2 It is a factor that changes Increased expression of BMP2 indicates that this factor is an agonist of BMP2 activity. Similarly, inhibition of BMP2 expression indicates that this factor is an antagonist of BMP2 activity. In another embodiment, the level and / or pattern of the BMP2 polypeptide (s) (eg, various splicing variants) in the presence of the agent being tested is a previously established control level and / or pattern. Compared with If the level and / or pattern in the presence of the factor differs from the control level and / or pattern in a statistically significant amount or manner, this indicates that the factor alters the expression of BMP2.

本発明の別の態様では、BMP2核酸の発現を変化させる因子、または他の方法で本明細書中に記載される核酸と相互作用する因子が、レポーター遺伝子に動作可能に連結されたBMP2核酸のプロモーター領域をコードする核酸を含む、細胞、細胞溶解物、または溶液を使用して同定され得る。試験される因子との接触の後、レポーター遺伝子の発現のレベル(例えば、mRNAまたは発現されるタンパク質のレベル)が評価され、対照中での発現のレベル(すなわち、試験される因子が存在しない条件下でのレポーター遺伝子の発現のレベル)と比較される。因子の存在下でのレベルが、統計学的に有意な量または様式で、因子が存在しない条件下でのレベルとは異なる場合は、この因子は、BMP2遺伝子プロモーターに動作可能に連結された遺伝子の発現を変化させるその能力によって示されるように、BMP2の発現を変化させる因子である。レポーターの発現の増大は、この因子がBMP2活性のアゴニストであることを示す。同様に、レポーターの発現の阻害は、この因子がBMP2活性のアンタゴニストであることを示す。別の態様では、試験される因子の存在下でのレポーターの発現レベルが、前もって確立されている対照レベルと比較される。因子の存在下でのレベルが、統計学的に有意な量または様式で対照レベルとは異なる場合、この因子はBMP2の発現を変化させることを示す。   In another aspect of the invention, an agent that alters the expression of a BMP2 nucleic acid or that otherwise interacts with a nucleic acid described herein is a BMP2 nucleic acid operably linked to a reporter gene. It can be identified using cells, cell lysates, or solutions that contain nucleic acid encoding the promoter region. After contact with the agent being tested, the level of expression of the reporter gene (eg, the level of mRNA or expressed protein) is assessed and the level of expression in the control (ie, conditions where the agent being tested is not present) The level of expression of the reporter gene below). If the level in the presence of the factor differs in a statistically significant amount or manner from the level in the absence of the factor, then the factor is a gene operably linked to the BMP2 gene promoter It is a factor that alters the expression of BMP2, as shown by its ability to alter the expression of. Increased reporter expression indicates that this factor is an agonist of BMP2 activity. Similarly, inhibition of reporter expression indicates that this factor is an antagonist of BMP2 activity. In another embodiment, the level of reporter expression in the presence of the agent being tested is compared to a pre-established control level. If the level in the presence of the factor differs from the control level in a statistically significant amount or manner, it indicates that the factor alters BMP2 expression.

BMP2によってコードされる種々のスプイライシング変異体の量を変化させる因子(例えば、第1のスプライシング変異体の活性を増大させ、そして第2のスプライシング変異体の活性を阻害する因子)、ならびに第1のスプライシング変異体の活性のアゴニストであり、第2のスプライシング変異体の活性のアンタゴニストである因子が、上記のこれらの方法を使用して同定され得る。   Factors that alter the amount of various splicing variants encoded by BMP2 (eg, factors that increase the activity of the first splicing variant and inhibit the activity of the second splicing variant), and Factors that are agonists of the activity of one splicing variant and antagonists of the activity of the second splicing variant can be identified using these methods described above.

本発明の他の態様では、アッセイは、BMP2結合因子に関係しているポリペプチドの活性に対する試験因子の影響を評価するために使用され得る。例えば、BMP2と相互作用する化合物(本明細書中では「BMP2結合因子」と呼ばれ、これは、BMP2と相互作用するポリペプチドまたは他の分子、例えば受容体であり得る)を発現する細胞が、試験因子の存在下でBMP2と接触させられ、BMP2とBMP2結合因子との間の相互作用を変化させる試験因子の能力が決定される。あるいは、BMP2結合因子を含む細胞溶解物または溶液が使用され得る。BMP2またはBMP2結合因子に結合する因子は、BMP2結合因子に結合する、BMP2結合因子と会合する、または別の方法でBMP2結合因子と相互作用するBMP2の能力を妨害するかまたは増強することにより、相互作用を変化させ得る。BMP2またはBMP2結合因子に結合する試験因子の能力の決定は、例えば、試験因子を放射性同位元素または酵素標識と結合させることによって行われ得、その結果、125I、35S、32P、33P、14C、または3Hで、直接的または間接的のいずれかで標識されたものを検出することによって試験因子のポリペプチドに対する結合が決定され得、そして放射性同位元素は、放射線の放射を直接カウントするかまたはシンチレーションカウンティングによって検出され得る。あるいは、試験因子は、例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、またはルシフェラーゼで酵素標識され得、酵素標識が、適切な基質の生成物への転換の測定によって検出され得る。相互作用物のいずれの標識をも伴うことなく、試験因子がポリペプチドと相互作用する能力を決定することもまた、本発明の範囲に含まれる。例えば、マイクロフィジオメーターは、試験因子、BMP2、またはBMP2結合因子のいずれをも標識することなく、試験因子のBMP2またはBMP2結合因子との相互作用を検出するために使用され得る(McConnell,H.M.ら(1992)Science, 257:1906-1912)。本明細書中で使用される場合は、「マイクロフィジオメーター」(例えば、Cytosensor(登録商標))は、光アドレス可能電位計測センサー(LAPS)を使用して、細胞がその環境を酸性化する速度を測定する分析機器である。この酸性化速度の変化は、リガンドとポリペプチドとの間での相互作用の指標として使用され得る。既知のBMP2結合パートナーの考察については、「実施例」のセクションを参照のこと。したがって、これらの受容体は、骨粗鬆症の処置に使用するためのBMP2受容体アゴニストである化合物、または骨粗鬆症の研究のためのBMP2受容体アンタゴニストである化合物をスクリーニングするために、使用され得る。本明細書中に提供される連鎖データにより、初めて、骨粗鬆症に対するそのような矯正が提供される。薬物は、BMP2受容体の活性化を調節するように設計され得、次いで、シグナル伝達経路および下流の遺伝子の転写事象を調節するために使用され得る。 In other embodiments of the invention, the assay can be used to assess the effect of a test agent on the activity of a polypeptide associated with a BMP2 binding agent. For example, cells expressing a compound that interacts with BMP2 (referred to herein as a “BMP2 binding agent”, which can be a polypeptide or other molecule that interacts with BMP2, such as a receptor) The ability of the test factor to be contacted with BMP2 in the presence of the test factor to alter the interaction between BMP2 and the BMP2 binding factor is determined. Alternatively, cell lysates or solutions containing BMP2 binding agents can be used. A factor that binds to BMP2 or a BMP2 binding factor interferes with or enhances the ability of BMP2 to bind to, associate with, or otherwise interact with a BMP2 binding factor, Interaction can be changed. Determination of the ability of a test agent to bind to BMP2 or a BMP2 binding agent can be performed, for example, by coupling the test agent with a radioisotope or enzyme label, resulting in 125 I, 35 S, 32 P, 33 P The binding of the test agent to the polypeptide can be determined by detecting either directly or indirectly labeled at 14 C, or 3 H, and the radioisotope directly emits radiation. It can be counted or detected by scintillation counting. Alternatively, the test agent can be enzyme labeled with, for example, horseradish peroxidase, alkaline phosphatase, or luciferase, and the enzyme label can be detected by measuring the conversion of the appropriate substrate to product. It is also within the scope of the present invention to determine the ability of a test agent to interact with a polypeptide without any label of the interactant. For example, a microphysiometer can be used to detect the interaction of a test agent with BMP2 or BMP2 binding agent without labeling any of the test agent, BMP2, or BMP2 binding agent (McConnell, HM et al. (1992) Science, 257: 1906-1912). As used herein, a “microphysiometer” (eg, Cytosensor®) is a rate at which a cell acidifies its environment using a photoaddressable potentiometric sensor (LAPS). Is an analytical instrument for measuring This change in acidification rate can be used as an indicator of the interaction between the ligand and the polypeptide. See the “Examples” section for a discussion of known BMP2 binding partners. Thus, these receptors can be used to screen for compounds that are BMP2 receptor agonists for use in the treatment of osteoporosis or compounds that are BMP2 receptor antagonists for the study of osteoporosis. The linkage data provided herein provides for the first time such correction for osteoporosis. Drugs can be designed to modulate BMP2 receptor activation and then used to modulate signal transduction pathways and downstream gene transcription events.

本発明の別の態様では、アッセイは、本明細書中に記載される1つ以上のBMP2ポリペプチドと相互作用するポリペプチドを同定するために使用され得る。例えば、酵母のツーハイブリッドシステム(Fields,S.およびSong,O., Nature 340:245-246(1989))は、1つ以上のBMP2ポリペプチドと相互作用するポリペプチドを同定するために使用され得る。このような酵母のツーハイブリッドシステムでは、ベクターは、2つの機能性ドメイン(DNA結合ドメインと転写活性化ドメイン)を有する転写因子の可撓性に基づいて構築される。2つのドメインが分離されているが、互いに相互作用する2つの異なるタンパク質に融合されている場合には、転写活性化が行われ得、そして特異的マーカー(例えば、HisおよびAdeのような栄養マーカー、またはlacZのような着色マーカー)の転写が、相互作用と転写活性化の存在を同定するために使用され得る。例えば、本発明の方法では、DNA結合ドメインと、さらにBMP2ポリペプチド、スプライシング変異体、またはその断片もしくは誘導体をコードする核酸を含む第1のベクターが使用され、そして転写活性化ドメインをコードする核酸と、さらにBMP2ポリペプチド、スプライシング変異体、またはその断片もしくは誘導体(例えば、BMP2ポリペプチド結合因子または受容体)と相互作用することができる可能性があるポリペプチドをコードする核酸を含む第2のベクターが使用される。第1のベクターと第2のベクターを含む酵母の適切な条件(例えば、ClontechのMatchmaker(登録商標)システムにおいて使用されるような接合条件)下でのインキュベーションにより、目的のマーカーを発現するコロニーが同定される。これらのコロニーは、BMP2ポリペプチドまたはその断片もしくは誘導体と相互作用するポリペプチド(単数または複数)を同定するために試験され得る。このようなポリペプチドは、上記のように、BMP2ポリペプチドの発現の活性を変化させる因子として有用であり得る。   In another aspect of the invention, the assay can be used to identify polypeptides that interact with one or more BMP2 polypeptides described herein. For example, the yeast two-hybrid system (Fields, S. and Song, O., Nature 340: 245-246 (1989)) is used to identify polypeptides that interact with one or more BMP2 polypeptides. obtain. In such a yeast two-hybrid system, the vector is constructed based on the flexibility of a transcription factor having two functional domains: a DNA binding domain and a transcription activation domain. If the two domains are separated but fused to two different proteins that interact with each other, transcriptional activation can occur and specific markers (eg, nutritional markers such as His and Ade) , Or a colored marker such as lacZ) can be used to identify the presence of interaction and transcriptional activation. For example, the method of the present invention uses a first vector comprising a DNA binding domain and a nucleic acid further encoding a BMP2 polypeptide, splicing variant, or fragment or derivative thereof, and a nucleic acid encoding a transcriptional activation domain. And a second nucleic acid encoding a polypeptide that may be capable of interacting with a BMP2 polypeptide, splicing variant, or a fragment or derivative thereof (eg, a BMP2 polypeptide binding factor or receptor). A vector is used. Incubation under the appropriate conditions of the yeast containing the first and second vectors (eg, conjugation conditions as used in Clontech's Matchmaker® system) yields colonies that express the marker of interest. Identified. These colonies can be tested to identify the polypeptide (s) that interact with the BMP2 polypeptide or a fragment or derivative thereof. Such polypeptides can be useful as factors that alter the activity of expression of a BMP2 polypeptide, as described above.

本発明の上記アッセイ方法の1つ以上の態様では、1つまたは両方のポリペプチドの複合体化していない形態からの複合体の形態の分離を容易にするために、さらには、アッセイを自動化を適応させるために、BMP2、BMP2結合因子、またはアッセイの他の成分のいずれかを固体支持体上に固定させることが所望され得る。試験因子の存在下および試験因子が存在しない条件下での、ポリペプチドに対する試験因子の結合、またはポリペプチドの結合因子との相互作用は、反応物を含むために適切な任意の容器内で行われ得る。このような容器の例として、マイクロタイタープレート、試験管、または微量遠心分離管が挙げられる。ある態様では、BMP2またはBMP2結合因子を、マトリックスまたは他の固体支持体に結合させることができるドメインが付加されている、融合タンパク質(例えば、GST融合タンパク質)が提供され得る。   In one or more embodiments of the above assay methods of the present invention, the assay may be further automated to facilitate separation of the complex form from the uncomplexed form of one or both polypeptides. To accommodate, it may be desirable to immobilize either BMP2, a BMP2 binding agent, or other components of the assay on a solid support. Binding of the test agent to the polypeptide or interaction of the polypeptide with the binding agent in the presence and absence of the test agent should be performed in any container suitable for containing the reactants. Can be broken. Examples of such containers include microtiter plates, test tubes, or microcentrifuge tubes. In certain embodiments, a fusion protein (eg, a GST fusion protein) can be provided, to which a domain capable of binding BMP2 or a BMP2 binding agent to a matrix or other solid support has been added.

別の態様では、BMP2をコードする核酸を含む細胞、細胞溶解物、または溶液が試験因子と接触させられ、細胞、細胞溶解物、または溶液中での適切なmRNAまたはポリペプチド(例えば、スプライシング変異体(単数または複数))の発現が決定される方法において、本発明の核酸分子の発現の調節因子が決定される。試験因子の存在下での適切なmRNAまたはポリペプチド(単数または複数)の発現のレベルは、試験因子が存在しない条件下でのmRNAまたはポリペプチド(単数または複数)の発現のレベルと比較される。その後、試験因子は、この比較に基づいて発現の調節因子として同定され得る。例えば、mRNAまたはポリペプチドの発現が試験因子の存在下で、それが存在しない条件下よりも大きい(統計学的に有意に大きい)場合は、試験因子は、mRNAまたはポリペプチドの発現の刺激因子または促進因子として同定される。あるいは、mRNAまたはポリペプチドの発現が試験因子の存在下で、それが存在しない条件下よりも少ない(統計学的に有意に少ない)場合は、試験因子は、mRNAまたはポリペプチドの発現の阻害因子として同定される。細胞中でのmRNAまたはポリペプチド発現のレベルは、mRNAまたはポリペプチドを検出するための本明細書中に記載される方法によって決定され得る。   In another embodiment, a cell, cell lysate, or solution containing a nucleic acid encoding BMP2 is contacted with a test agent and an appropriate mRNA or polypeptide (eg, splicing mutation) in the cell, cell lysate, or solution. In the method in which the expression of the body (s) is determined, the modulator of expression of the nucleic acid molecule of the invention is determined. The level of expression of the appropriate mRNA or polypeptide (s) in the presence of the test factor is compared to the level of expression of the mRNA or polypeptide (s) in the absence of the test factor . The test factor can then be identified as a regulator of expression based on this comparison. For example, if mRNA or polypeptide expression is greater (statistically significantly greater) in the presence of the test agent than in the absence of it, the test agent is a stimulator of mRNA or polypeptide expression. Or identified as a facilitator. Alternatively, if mRNA or polypeptide expression is less (statistically significantly less) in the presence of the test agent than in the absence of it, the test agent is an inhibitor of mRNA or polypeptide expression. Identified as The level of mRNA or polypeptide expression in a cell can be determined by the methods described herein for detecting mRNA or polypeptide.

本発明は、さらに、上記のスクリーニングアッセイによって同定される新規の因子に関する。したがって、本明細書中に記載されるように同定された因子を適切な動物モデルにおいてさらに使用することが、本発明の範囲内に含まれる。例えば、本明細書中に記載されるように同定された因子(例えば、調節因子、アンチセンス核酸分子、特異的抗体、またはポリペプチド結合因子である試験因子)は、そのような因子を用いた処置の有効性、毒性、または副作用を決定するために、動物モデルにおいて使用され得る。あるいは、本明細書中に記載されるように同定された因子は、そのような因子の作用機構を決定するために、動物モデルにおいて使用され得る。さらに、本発明は、上記スクリーニングアッセイによって同定された新規の因子を本明細書中に記載される処置のために使用することに関する。さらに、本明細書中に記載されるように同定された因子は、BMP2によってコードされるポリペプチドの活性を変化させるために、またはBMP2の発現を変化させるために、ポリペプチドまたは遺伝子を本明細書中に記載されるように同定された因子と接触させること(あるいは、ポリペプチドまたは遺伝子を含む細胞を同定された因子と接触させること)によって使用され得る。   The invention further relates to a novel factor identified by the screening assay described above. Accordingly, it is within the scope of the present invention to further use the factors identified as described herein in appropriate animal models. For example, factors identified as described herein (eg, test factors that are modulators, antisense nucleic acid molecules, specific antibodies, or polypeptide binding agents) used such factors. It can be used in animal models to determine the efficacy, toxicity, or side effects of treatment. Alternatively, factors identified as described herein can be used in animal models to determine the mechanism of action of such factors. The present invention further relates to the use of the novel factors identified by the above screening assays for the treatments described herein. In addition, an agent identified as described herein may include a polypeptide or gene herein to alter the activity of a polypeptide encoded by BMP2, or to alter the expression of BMP2. It can be used by contacting the identified agent as described in the document (or contacting the cell containing the polypeptide or gene with the identified agent).

薬学的組成物
本発明はまた、本明細書中に記載される核酸、特に、本明細書中に記載されるポリペプチドをコードするヌクレオチドを含み;本明細書中に記載されているポリペプチド(例えば、配列番号2)を含み;かつ/または本明細書中に記載されているBMP2ポリペプチドの活性を変化させる(例えば、増大させるかまたは阻害する)因子を含む、薬学的組成物に関する。例えば、本発明のポリペプチド、タンパク質、断片、その融合タンパク質またはプロドラッグ、あるいは本発明のヌクレオチドを含むヌクレオチドまたは核酸構築物(ベクター)、あるいはBMP2ポリペプチドの活性を変化させる因子は、薬学的組成物を調製するために、生理学的に許容される担体または賦形剤とともに処方され得る。担体および組成物は無菌のものであり得る。処方は投与の様式に合わせられるべきである。
Pharmaceutical Compositions The invention also includes a nucleic acid described herein, in particular a nucleotide encoding a polypeptide described herein; a polypeptide described herein ( For example, comprising a factor that alters (eg, increases or inhibits) the activity of a BMP2 polypeptide described herein. For example, a polypeptide, protein, fragment, fusion protein or prodrug thereof of the present invention, or a nucleotide or nucleic acid construct (vector) containing the nucleotide of the present invention, or a factor that alters the activity of a BMP2 polypeptide is a pharmaceutical composition. Can be formulated with a physiologically acceptable carrier or excipient. The carrier and composition can be sterile. The formulation should be tailored to the mode of administration.

適切な薬学的に許容される担体としては、水、塩溶液(例えば、NaCl)、生理食塩水、緩衝生理食塩水、アルコール、グリセロール、エタノール、アラビアガム、植物油、ベンジルアルコール、ポリエチレングリコール、ゼラチン、炭水化物(例えば、ラクトース、アミロース、または澱粉、デキストロース)、ステアリン酸マグネシウム、タルク、ケイ酸、粘性パラフィン、香油、脂肪酸エステル、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンなど、ならびに、それらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。薬学的調製物は、所望される場合には、活性のある因子と悪影響を及ぼすように反応することがない、潤滑剤、防腐剤、安定剤、湿潤剤、乳化剤、浸透圧に作用するための塩、緩衝液、着色剤、香味剤、および/または芳香物質などの助剤と混合され得る。   Suitable pharmaceutically acceptable carriers include water, salt solution (eg, NaCl), saline, buffered saline, alcohol, glycerol, ethanol, gum arabic, vegetable oil, benzyl alcohol, polyethylene glycol, gelatin, These include carbohydrates (eg, lactose, amylose or starch, dextrose), magnesium stearate, talc, silicic acid, viscous paraffin, perfume oil, fatty acid ester, hydroxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, and the like, and combinations thereof. It is not limited. Pharmaceutical preparations, if desired, to act on lubricants, preservatives, stabilizers, wetting agents, emulsifiers, osmotic pressure, without reacting adversely with active factors It can be mixed with auxiliaries such as salts, buffers, colorants, flavors, and / or fragrances.

所望される場合には、組成物には、少量の湿潤剤または乳化剤、あるいはpH緩衝剤も含まれ得る。組成物は、溶液、懸濁液、乳状液、錠剤、丸剤、カプセル剤、徐放性処方物、または粉末であり得る。組成物は、伝統的な結合剤およびトリグリセリドのような担体を用いて、坐剤として処方され得る。経口用処方物には、医薬品グレードのマンニトール、ラクトース、澱粉、ステアリン酸マグネシウム、ポリビニルピロリドン、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウムなどのような、標準的な担体が含まれ得る。   If desired, the composition can also include minor amounts of wetting or emulsifying agents, or pH buffering agents. The composition can be a solution, suspension, emulsion, tablet, pill, capsule, sustained release formulation, or powder. The composition can be formulated as a suppository, with traditional binders and carriers such as triglycerides. Oral formulations can include standard carriers such as pharmaceutical grade mannitol, lactose, starch, magnesium stearate, polyvinyl pyrrolidone, sodium saccharin, cellulose, magnesium carbonate and the like.

これらの組成物の導入方法としては、皮内、筋肉内、腹腔内、眼内、静脈内、皮下、局所、経口、および鼻腔内が挙げられるが、これら限定されない。他の適切な導入方法としては、遺伝子治療(下記)、再充電可能な装置または生分解性装置、粒子加速装置(「遺伝子銃」)、および徐放性重合体装置が挙げられ得る。本発明の薬学的組成物はまた、他の試薬との組み合わせ治療の一部として投与され得る。   Methods for introducing these compositions include, but are not limited to, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, intraocular, intravenous, subcutaneous, topical, oral, and intranasal. Other suitable introduction methods may include gene therapy (below), rechargeable or biodegradable devices, particle accelerators (“gene guns”), and sustained release polymer devices. The pharmaceutical compositions of the invention can also be administered as part of a combination therapy with other reagents.

組成物は、ヒトへの投与に適合させられた薬学的組成物として、日常的な手順に従って処方され得る。例えば、静脈内投与のための組成物は、通常は、滅菌の等張性水性緩衝液中の溶液である。必要である場合には、組成物にはまた、溶解剤、および注射部位の痛みを軽くするための局所麻酔剤も含まれ得る。一般的には、成分は、別々に、または単位投与量形態で共に混合されてのいずれかで、例えば、活性のある因子の量を提示するアンプルもしくは袋のような密封された容器中の凍結乾燥粉末または水を含まない濃縮物として供給される。組成物が注入によって投与される場合は、無菌の医薬品グレードの水、生理食塩水、またはデキストロース/水を含む注入ボトルに分注され得る。組成物が注射によって投与される場合は、複数の成分を投与前に混合することができるように、注射用の滅菌水または生理食塩水のアンプルが提供され得る。   The composition can be formulated according to routine procedures as a pharmaceutical composition adapted for human administration. For example, a composition for intravenous administration is usually a solution in a sterile isotonic aqueous buffer. Where necessary, the composition may also include a solubilizing agent and a local anesthetic to reduce pain at the site of the injection. In general, the components are either frozen separately or mixed together in a unit dosage form, for example, frozen in a sealed container such as an ampoule or bag that presents the amount of active agent. Supplied as a dry powder or water free concentrate. Where the composition is to be administered by infusion, it can be dispensed with an infusion bottle containing sterile pharmaceutical grade water, saline or dextrose / water. Where the composition is administered by injection, an ampule of sterile water for injection or saline can be provided so that the ingredients may be mixed prior to administration.

局所適用のためには、局所適用に適合する担体を含み、そして水よりも大きい動粘性率を有している、スプレーすることができない形態、粘性から半固体または固体の形態が使用され得る。適切な処方物としては、溶液、懸濁液、乳状液、乳剤、軟膏、粉末、浣腸剤、ローション剤、ゾル、塗布薬、軟膏、エアロゾルなどが挙げられるがこれらに限定されない。これらは、所望される場合には、滅菌されるか、または助剤(例えば、防腐剤、安定剤、湿潤剤、緩衝液、または浸透圧に作用するための塩など)と混合される。因子は、化粧品処方物に混合され得る。局所適用については、有効成分が、任意に固体または液体の不活性な担体材料と組み合わせられて、スクイーズボトルにパッケージングされるか、あるいは、圧縮された揮発性の、通常は、気体状の高圧ガス、例えば、圧縮された空気と混合されている、スプレーすることができるエアロゾル調製物も適切である。   For topical application, non-sprayable forms, viscous to semi-solid or solid forms containing carriers compatible with topical application and having a kinematic viscosity greater than water can be used. Suitable formulations include, but are not limited to, solutions, suspensions, emulsions, emulsions, ointments, powders, enemas, lotions, sols, coatings, ointments, aerosols and the like. These can be sterilized or mixed with adjuvants such as preservatives, stabilizers, wetting agents, buffers, or salts to affect osmotic pressure, if desired. The factor can be mixed into the cosmetic formulation. For topical application, the active ingredients are packaged in squeeze bottles, optionally combined with a solid or liquid inert carrier material, or compressed volatile, usually gaseous, high pressure Also suitable are sprayable aerosol preparations which are mixed with a gas, for example compressed air.

本明細書中に記載される試薬は、中性の形態または塩の形態として処方され得る。薬学的に許容される塩としては、塩酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸などに由来するもののような遊離のアミノ基を用いて形成される塩、ならびに、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、水酸化第二鉄、イソプロピルアミン、トリエチルアミン、2-エチルアミノエタノール、ヒスチジン、プロカインに由来するもののような遊離のカルボキシル基を用いて形成される塩などが挙げられる。   The reagents described herein can be formulated as neutral or salt forms. Pharmaceutically acceptable salts include salts formed with free amino groups such as those derived from hydrochloric acid, phosphoric acid, acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, and the like, as well as sodium, potassium, ammonium, calcium, Examples thereof include salts formed using free carboxyl groups such as those derived from ferric hydroxide, isopropylamine, triethylamine, 2-ethylaminoethanol, histidine, and procaine.

因子は、治療有効量で投与される。特定の障害または症状の処置において治療上有効である因子の量は、障害または症状の性質に応じて異なり、そして標準的な臨床技術によって決定され得る。さらに、インビトロまたはインビボでのアッセイが、任意に、最適な投与量範囲の同定を助けるために使用され得る。処方物において使用される正確な用量もまた、投与経路および骨粗鬆症の症状の重篤度に応じて変化し、医師の判断とそれぞれの患者の状況に従って決定されるべきである。有効用量は、インビトロ試験システムまたは動物モデル試験システムから導き出された用量応答曲線から推定され得る。   The factor is administered in a therapeutically effective amount. The amount of a factor that is therapeutically effective in the treatment of a particular disorder or symptom varies depending on the nature of the disorder or symptom and can be determined by standard clinical techniques. In addition, in vitro or in vivo assays can optionally be used to help identify optimal dosage ranges. The exact dose used in the formulation will also vary depending on the route of administration and the severity of the symptoms of osteoporosis and should be determined according to the judgment of the physician and the circumstances of each patient. Effective doses can be extrapolated from dose-response curves derived from in vitro or animal model test systems.

本発明により、また、本発明の薬学的組成物の1つ以上の成分で満たされた1つ以上の容器を含む薬学的パックまたはキットも提供される。任意に、そのような容器(単数または複数)には、医薬品または生物学的な製品の製造、使用、または販売を管理する政府機関によって規定された書式の注意書きが添付され得る。この注意書きは、ヒトへの投与のための製造、使用、または販売の政府機関による承認を反映する。パックまたはキットには、投与の様式、薬剤の投与順序(例えば、別々に、連続して、または同時に)などに関する情報が表示され得る。パックまたはキットには、治療を行うことを患者に記憶させておくための手段も含まれ得る。パックまたはキットは、組み合わせ治療の単一の単位投与量であり得るか、または、複数の単位投与量でもあり得る。具体的には、因子は、個別にされ得、任意の組み合わせで互いに混合され得、1つのバイアル中にまたは錠剤中に存在させられ得る。ブリスターパックまたは他の分散手段に集められた因子が、本発明によって想像される。本発明の目的のために、単位投与量は、それぞれの試薬の個々の薬物動態によって異なり、標準的な時間経過においてFDAで承認された投与量で投与される投与量を意味するように意図される。   The present invention also provides a pharmaceutical pack or kit comprising one or more containers filled with one or more components of the pharmaceutical composition of the present invention. Optionally, such container (s) may be accompanied by a notice in a format prescribed by a government agency that controls the manufacture, use, or sale of a pharmaceutical or biological product. This notice reflects government approval of manufacture, use, or sale for human administration. The pack or kit may display information regarding the mode of administration, the order of administration of the drugs (eg, separately, sequentially or simultaneously), and the like. The pack or kit may also include means for keeping the patient informed of the treatment. The pack or kit can be a single unit dose of the combination therapy, or it can be a plurality of unit doses. Specifically, the factors can be individualized, mixed together in any combination, and can be present in one vial or in a tablet. Factors gathered in blister packs or other dispersing means are envisioned by the present invention. For the purposes of the present invention, the unit dose varies with the individual pharmacokinetics of each reagent and is intended to mean a dose administered at an FDA approved dose over a standard time course. The

治療方法
本発明はまた、BMP2治療剤を使用する、骨粗鬆症または骨粗鬆症に対する罹患性についての処置(予防的および/または治療的)の方法に関する。「BMP2治療剤」は、本明細書中に記載されるように、BMP2ポリペプチドの活性および/またはBMP2の発現を変化させる(例えば、増大させるかもしくは阻害する)因子(例えば、BMP2アゴニストまたはアンタゴニスト)である。
Therapeutic Methods The present invention also relates to methods of treatment (prophylactic and / or therapeutic) for osteoporosis or susceptibility to osteoporosis using a BMP2 therapeutic agent. A “BMP2 therapeutic” is a factor (eg, a BMP2 agonist or antagonist) that alters (eg, increases or inhibits) the activity of a BMP2 polypeptide and / or the expression of BMP2, as described herein. ).

BMP2治療剤は、BMP2ポリペプチドの活性または遺伝子発現を、例えば、さらなるBMP2ポリペプチドを提供することによるか、またはBMP2遺伝子の転写もしくは翻訳をアップレギュレートさせることによるか;BMP2ポリペプチドの翻訳後プロセシングを変化させることによるか;BMP2スプライシング変異体の転写を変化させることによるか;あるいはBMP2ポリペプチドの活性を妨害することによるか(例えば、BMP2ポリペプチドに結合することによる)、またはBMP2遺伝子の転写もしくは翻訳をダウンレギュレートさせることによるような種々の手段によって、変化させることができる。代表的なBMP2治療剤としては、以下が挙げられる:本明細書中に記載される核酸またはその断片もしくは誘導体、具体的には、本明細書中に記載されるポリペプチドをコードするヌクレオチド、およびそのような核酸(例えば、BMP2ポリペプチドまたはその活性のある断片もしくは誘導体をコードする核酸のような、遺伝子、cDNA、および/またはmRNA、あるいは、オリゴヌクレオチド;例えば、配列番号1であって、任意に表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの、または、配列番号2をコードする核酸であって、任意に表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもの、またはその断片もしくは誘導体)を含むベクター;本明細書中に記載されるポリペプチド(例えば、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含む配列番号2、および/あるいはBMP2、またはその断片もしくは誘導体によってコードされる他のスプライシング変異体);他のポリペプチド(例えば、BMP2受容体);BMP2R2、BMPR1A、およびBMPR1Bを含むがこれらに限定されないBMP2結合因子;ペプチド模倣物;それらの融合タンパク質またはプロドラッグ;抗体(例えば、上記のような、変異BMP2ポリペプチドに対する抗体、または非変異BMP2ポリペプチドに対する抗体、またはBMP2によってコードされる特定のスプライシング変異体に対する抗体);リボザイム;他の低分子;ならびにBMP2遺伝子の発現またはポリペプチド活性を変化させる(例えば、増大させるかもしくは阻害する)か、またはBMP2スプライシング変異体の転写を調節する他の因子(例えば、どのスプライシング変異体が発現されるかに影響を与える因子、または発現されるそれぞれのスプライシング変異体の量に影響を与える因子)。   A BMP2 therapeutic agent may be an activity or gene expression of a BMP2 polypeptide, eg, by providing additional BMP2 polypeptide or by up-regulating transcription or translation of the BMP2 gene; after translation of the BMP2 polypeptide By altering the processing; by altering the transcription of the BMP2 splicing variant; or by interfering with the activity of the BMP2 polypeptide (eg, by binding to the BMP2 polypeptide), or of the BMP2 gene It can be altered by various means such as by down-regulating transcription or translation. Exemplary BMP2 therapeutic agents include the following: nucleic acids described herein or fragments or derivatives thereof, specifically nucleotides encoding the polypeptides described herein, and Such a nucleic acid (eg, a nucleic acid encoding a BMP2 polypeptide or an active fragment or derivative thereof, such as a gene, cDNA, and / or mRNA, or oligonucleotide; eg, SEQ ID NO: 1, optionally Comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4, or a nucleic acid encoding SEQ ID NO: 2, optionally at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4 Or a fragment or derivative thereof); a polypeptide described herein (eg, at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4) Including, but not limited to, other splicing variants encoded by SEQ ID NO: 2 and / or BMP2, or fragments or derivatives thereof; other polypeptides (eg, BMP2 receptor); BMP2R2, BMPR1A, and BMPR1B Non-mutated BMP2 binding agents; peptidomimetics; fusion proteins or prodrugs thereof; antibodies (eg, antibodies to mutant BMP2 polypeptides, or antibodies to non-mutated BMP2 polypeptides, as described above, or specific encoded by BMP2 Antibodies to splicing variants); ribozymes; other small molecules; and others that alter (eg, increase or inhibit) BMP2 gene expression or polypeptide activity, or others that regulate transcription of BMP2 splicing variants Factors (eg which splicing variants are expressed Factors influencing the amount of each splice variants factors or express, influence whether).

BMP2R2、BMPR1A、およびBMPR1Bは、BMP2タンパク質に結合する細胞表面受容体である。BMP2タンパク質はこれらの受容体に結合し、次いで、特定の細胞内応答を刺激する(Fujii,M.ら, Mol. Biol. Cell, 10(11)3801-13(1999);Massague,J., Annu. Rev. Biochem., 67:753-91(1998);Chen,D.ら, J. Cell Biol., 142(1):295-305(1998);およびKirsch,T.ら, Nature Structural Biology, 7(6):492-496(2000))。既知のBMP2の直接の阻害因子、例えば、nogginおよびchordinもまた存在している(少なくともnoggin;chordinは他のBMPの既知の阻害因子である)(Zimmerman,L.B.ら, Cell, 86:599-606(1996);Aspenberg,P.ら, J. Bone Miner. Res., 16(3):497-500(2001);およびDale.,L.ら, Bioessays, 21(9):751-60(1999))。   BMP2R2, BMPR1A, and BMPR1B are cell surface receptors that bind to BMP2 protein. BMP2 protein binds to these receptors and then stimulates specific intracellular responses (Fujii, M. et al., Mol. Biol. Cell, 10 (11) 3801-13 (1999); Massague, J., Annu. Rev. Biochem., 67: 753-91 (1998); Chen, D. et al., J. Cell Biol., 142 (1): 295-305 (1998); and Kirsch, T. et al., Nature Structural Biology. , 7 (6): 492-496 (2000)). There are also known direct inhibitors of BMP2, such as noggin and chordin (at least noggin; chordin is a known inhibitor of other BMPs) (Zimmerman, LB et al., Cell, 86: 599-606 (1996); Aspenberg, P. et al., J. Bone Miner. Res., 16 (3): 497-500 (2001); and Dale., L. et al., Bioessays, 21 (9): 751-60 (1999). )).

1つより多いMP2治療剤が、所望される場合には、別の治療剤と同時に使用され得る。   More than one MP2 therapeutic can be used concurrently with another therapeutic if desired.

核酸であるBMP2治療剤は、骨粗鬆症の処置または骨粗鬆症に対する罹患性の処置において使用される。用語「処置」は、本明細書中で使用される場合は、疾患に関連する症状を緩和することだけではなく、疾患の発症を防ぐことまたは遅らせること、さらには、疾患の症状の重篤度または頻度を減少させることをもいう。治療は、個体中でのBMP2ポリペプチドの活性を変化させる(例えば、阻害するかまたは増大させる)、置き換える、または補うように設計される。例えば、BMP2治療剤は、BMP2遺伝子またはBMP2の特定のスプライシング変異体の発現または有用性をアップレギュレートまたは増大させるために、あるいは逆に、BMP2遺伝子またはBMP2の特定のスプライシング変異体の発現または有用性をダウンレギュレートまたは低下させるために、投与され得る。天然のBMP2核酸または特定のスプライシング変異体の発現または有用性のアップレギュレーションまたは増大は、欠損遺伝子または別のスプライシング変異体の発現または活性を妨害するかまたは補うことができる。天然のBMP2核酸または特定のスプライシング変異体の発現または有用性のダウンレギュレーションまたは低下は、欠損遺伝子または特定のスプライシング変異体の発現または活性を最小にすることができ、これによって、欠損遺伝子または特定のスプライシング変異体の影響を最小にすることができる。ある態様では、BMP2治療剤は、健常な遺伝子または遺伝子産物(配列番号2)であり、例えば、骨粗鬆症には関係していないBMP2核酸および遺伝子産物である。   BMP2 therapeutic agents that are nucleic acids are used in the treatment of osteoporosis or the susceptibility to osteoporosis. The term “treatment”, as used herein, not only alleviates the symptoms associated with the disease, but also prevents or delays the onset of the disease, as well as the severity of the symptoms of the disease. Or to reduce the frequency. A treatment is designed to alter (eg, inhibit or increase), replace or supplement the activity of a BMP2 polypeptide in an individual. For example, a BMP2 therapeutic agent may be used to up-regulate or increase the expression or utility of a BMP2 gene or a specific splicing variant of BMP2, or vice versa. It can be administered to down-regulate or reduce sex. Upregulation or increase in expression or utility of a natural BMP2 nucleic acid or a particular splicing variant can interfere with or compensate for the expression or activity of the defective gene or another splicing variant. Down-regulation or reduction of expression or utility of a natural BMP2 nucleic acid or a particular splicing variant can minimize the expression or activity of the defective gene or a particular splicing variant, thereby reducing the defective gene or the particular splicing variant. The effect of splicing variants can be minimized. In certain embodiments, the BMP2 therapeutic is a healthy gene or gene product (SEQ ID NO: 2), for example, BMP2 nucleic acids and gene products that are not associated with osteoporosis.

BMP2治療剤(単数または複数)は、治療有効量(例えば、疾患に関連する症状を緩和することによる、疾患の発症を妨げるかまたは遅らせることによる、および/または疾患の症状の重篤度または頻度を低下させることにもよるような、疾患を処置するために十分な量)で投与される。特定の個体の障害または症状の処置において治療上有効である量は、疾患の症状および重篤度に応じて変化し、標準的な臨床的技術によって決定され得る。さらに、インビトロまたはインビボでのアッセイが、任意に、最適な投与量範囲の同定を助けるために使用され得る。処方物中で使用される正確な用量も、また、投与経路、および疾患または障害の重篤度に応じて変化し、これは、医師の判断とそれぞれの患者の状況に従って決定されるべきである。有効量は、インビトロ試験システムまたは動物モデル試験システムから導き出された用量応答曲線から推定され得る。   The BMP2 therapeutic agent (s) can be administered in a therapeutically effective amount (eg, by alleviating the symptoms associated with the disease, preventing or delaying the onset of the disease, and / or the severity or frequency of the symptoms of the disease. In an amount sufficient to treat the disease, such as by lowering. The amount that is therapeutically effective in the treatment of a particular individual's disorder or condition will vary depending on the symptoms and severity of the disease and can be determined by standard clinical techniques. In addition, in vitro or in vivo assays can optionally be used to help identify optimal dosage ranges. The exact dose used in the formulation will also vary according to the route of administration and the severity of the disease or disorder and should be determined according to the judgment of the physician and the circumstances of each patient . Effective doses can be extrapolated from dose-response curves derived from in vitro or animal model test systems.

ある態様では、本発明の核酸(例えば、配列番号1であって、任意に表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含むもののような、BMP2ポリペプチドをコードする核酸、あるいは、配列番号2をコードし、表2、3、および4に示される少なくとも1つの多型を含む核酸のような、BMP2ポリペプチド、またはそのスプライシング変異体、誘導体もしくは断片をコードする別の核酸が、単独で、または上記の薬学的組成物中のいずれかで、使用され得る。例えば、BMP2またはBMP2ポリペプチドをコードするcDNAは、それ自体、またはベクター中に含まれてのいずれかで、細胞が天然のBMP2ポリペプチドを生産するように、細胞に導入(インビトロまたはインビボのいずれかで)され得る。必要である場合には、遺伝子もしくはcDNA、または遺伝子もしくはcDNAを含むベクターで形質転換されている細胞が、疾患に罹患した個体に導入(または再導入)され得る。したがって、性質において、天然のBMP2の発現および活性が欠損している細胞、または変異体BMP2の発現および活性を有している細胞、または疾患関連BMP2スプライシング変異体の発現を有している細胞は、BMP2ポリペプチド、またはBMP2ポリペプチドの活性のある断片(またはBMP2ポリペプチドの異なる変異体)を発現するように操作され得る。ある態様では、BMP2ポリペプチドをコードする核酸、またはその活性のある断片もしくは誘導体が、ウイルスベクターのような発現ベクター中に導入され得、ベクターは、動物中の適切な細胞に導入され得る。ウイルスのおよびウイルス以外の導入システムを含む、他の遺伝子導入システムが使用され得る。あるいは、ウイルス以外の遺伝子導入方法、例えば、リン酸カルシウム共沈、機械的技術(例えば、マイクロインジェクション);リポソームを介する膜融合体媒介性導入;または直接的なDNAの取り込みもまた、使用され得る。   In some embodiments, a nucleic acid encoding a BMP2 polypeptide, such as a nucleic acid of the invention (e.g., SEQ ID NO: 1, optionally comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4), or Another nucleic acid encoding a BMP2 polypeptide, or a splicing variant, derivative or fragment thereof, such as a nucleic acid encoding SEQ ID NO: 2 and comprising at least one polymorphism shown in Tables 2, 3, and 4. Can be used either alone or in a pharmaceutical composition as described above, for example, a cDNA encoding BMP2 or a BMP2 polypeptide can be used either on its own or in a vector Can be introduced into cells (either in vitro or in vivo) to produce the native BMP2 polypeptide, if necessary, gene or cDNA, or gene or cD Cells that have been transformed with a vector containing NA can be introduced (or reintroduced) into an individual suffering from the disease, and thus cells or mutants that are deficient in expression and activity of native BMP2 in nature Cells that have BMP2 expression and activity, or cells that have disease-related BMP2 splicing variant expression, can have BMP2 polypeptide, or an active fragment of BMP2 polypeptide (or a different mutation in BMP2 polypeptide). In certain embodiments, a nucleic acid encoding a BMP2 polypeptide, or an active fragment or derivative thereof, can be introduced into an expression vector, such as a viral vector, wherein the vector is an animal Other gene transfer systems may be used, including viral and non-viral transfer systems. Alternatively, gene transfer methods other than viruses, such as calcium phosphate coprecipitation, mechanical techniques (eg, microinjection); membrane fusion mediated introduction via liposomes, or direct DNA incorporation can also be used. .

あるいは、本発明の別の態様では、本発明の核酸;本発明の核酸に相補的な核酸;またはそのような核酸の一部(例えば、以下に記載されるようなオリゴヌクレオチド)が、「アンチセンス」治療において使用され得る。ここでは、BMP2のmRNAおよび/またはゲノムDNAに特異的にハイブリダイズする核酸(例えば、オリゴヌクレオチド)が投与されるか、またはインサイチュで作成される。mRNAおよび/またはDNAに特異的にハイブリダイズするアンチセンス核酸は、例えば、翻訳および/または転写を阻害することにより、BMP2ポリペプチドの発現を阻害する。アンチセンス核酸の結合は、従来の塩基対相補性により得るか、または例えば、DNA二本鎖への結合の場合には、二重ヘリックスの深いほうの溝における特異的相互作用を介するものであり得る。   Alternatively, in another aspect of the invention, a nucleic acid of the invention; a nucleic acid complementary to a nucleic acid of the invention; or a portion of such a nucleic acid (eg, an oligonucleotide as described below) It can be used in “sense” therapy. Here, nucleic acids (eg, oligonucleotides) that specifically hybridize to BMP2 mRNA and / or genomic DNA are administered or made in situ. Antisense nucleic acids that specifically hybridize to mRNA and / or DNA inhibit BMP2 polypeptide expression, for example, by inhibiting translation and / or transcription. Antisense nucleic acid binding is obtained by conventional base-pair complementarity or, for example, in the case of binding to a DNA duplex, is through a specific interaction in the deep groove of the double helix. obtain.

本発明のアンチセンス構築物は、例えば、上記のような発現プラスミドとして送達され得る。プラスミドが細胞中で転写されると、これにより、BMP2ポリペプチドをコードするmRNAおよび/またはDNAの一部に相補的なRNAが生じる。あるいは、アンチセンス構築物は、エキソビボで作成されて細胞に導入されるオリゴヌクレオチドプローブであり得る。これは、次いで、BMP2のmRNAおよび/またはゲノムDNAとハイブリダイズすることにより発現を阻害する。ある態様では、オリゴヌクレオチドプローブは、内因性のヌクレアーゼ、例えば、エキソヌクレアーゼおよび/またはエンドヌクレアーゼに耐性である修飾されたオリゴヌクレオチドであり、それによりオリゴヌクレオチドプローブをインビボで安定にする。アンチセンスオリゴヌクレオチドとしての使用のための例示的な核酸分子は、DNAのホスホルアミデート、ホスホチオエート、およびメチルホスホネート類似体である(米国特許第5,176,996号、同第5,264,564号、および同第5,256,775号をもまた参照のこと)。さらに、アンチセンス治療に有用なオリゴマーを構築するための一般的な手法はまた、例えば、Van der Krolら,((1988)Biotechniques 6:958-976);およびSteinら,((1988)Cancer Res 48:2659-2668)にも記載されている。アンチセンスDNAに関して、翻訳開始部位、例えば、BMP2配列の−10と+10の間の領域由来のオリゴデオキシリボヌクレオチドが利用され得る。   The antisense construct of the present invention can be delivered, for example, as an expression plasmid as described above. When the plasmid is transcribed in the cell, this results in an RNA that is complementary to a portion of the mRNA and / or DNA encoding the BMP2 polypeptide. Alternatively, the antisense construct can be an oligonucleotide probe that is made ex vivo and introduced into a cell. This in turn inhibits expression by hybridizing to BMP2 mRNA and / or genomic DNA. In certain embodiments, the oligonucleotide probe is a modified oligonucleotide that is resistant to endogenous nucleases, eg, exonucleases and / or endonucleases, thereby stabilizing the oligonucleotide probe in vivo. Exemplary nucleic acid molecules for use as antisense oligonucleotides are phosphoramidate, phosphothioate, and methylphosphonate analogs of DNA (US Pat. Nos. 5,176,996, 5,264,564, and 5,256,775). See also). In addition, general techniques for constructing oligomers useful for antisense therapy are also described, for example, by Van der Krol et al. ((1988) Biotechniques 6: 958-976); and Stein et al. ((1988) Cancer Res. 48: 2659-2668). For antisense DNA, oligodeoxyribonucleotides from the translation initiation site, eg, the region between −10 and +10 of the BMP2 sequence, can be utilized.

アンチセンス治療を行うために、BMP2をコードするmRNAに相補的であるオリゴヌクレオチド(mRNA、cDNA、またはDNA)が設計される。アンチセンスオリゴヌクレオチドはBMP2 mRNA転写物に結合し、翻訳を妨げる。絶対的な相補性は必要ではない。RNAの一部に対しての配列「相補性」は、本明細書中で使用される場合は、配列が、RNAとハイブリダイズして、安定な二本鎖を形成できるための十分な相補性を有していることを示す。二本鎖のアンチセンス核酸の場合には、二本鎖DNAのうちの一方の鎖がこのようにして試験され得るか、または三本鎖の形成がアッセイされ得る。ハイブリダイズする能力は、上記に詳細に記載されるように、アンチセンス核酸の相補性の程度およびアンチセンス核酸の長さの両方に依存する。一般的には、ハイブリダイズする核酸が長いほど、これにはRNAとのより多くの塩基ミスマッチが含まれ得、なおも安定な二本鎖(または場合によっては、三本鎖である場合もある)を形成することができる。当業者は、標準的な手順の使用により、容認される程度のミスマッチを確認することができる。   To perform antisense therapy, an oligonucleotide (mRNA, cDNA, or DNA) that is complementary to the mRNA encoding BMP2 is designed. Antisense oligonucleotides bind to the BMP2 mRNA transcript and prevent translation. Absolute complementarity is not necessary. Sequence “complementarity” to a portion of RNA, as used herein, is sufficient complementarity so that the sequence can hybridize to RNA to form a stable duplex. It shows that it has. In the case of double stranded antisense nucleic acids, one strand of double stranded DNA can be tested in this way, or triplex formation can be assayed. The ability to hybridize depends on both the degree of complementarity of the antisense nucleic acid and the length of the antisense nucleic acid, as described in detail above. In general, the longer the nucleic acid that hybridizes, the more base mismatches it may contain with RNA, and still a stable duplex (or in some cases triple) ) Can be formed. One skilled in the art can ascertain an acceptable degree of mismatch by using standard procedures.

アンチセンス治療において使用されるオリゴヌクレオチドは、DNA、RNA,またはキメラ混合物もしくは誘導体、またはそれらの修飾されたバージョン、一本鎖または二本鎖であり得る。オリゴヌクレオチドは、例えば、分子、ハイブリダイゼーションなどの安定性を改善するために、塩基部分、糖部分、またはリン酸骨格で修飾され得る。オリゴヌクレオチドには、ペプチドのような他の付加基(例えば、インビボで宿主細胞受容体を標的化するため)、あるいは、細胞膜を通過する(例えば、Letsingerら,(1989)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:6553-6556;Lemaitreら,(1987)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:648-652;PCT国際公開番号WO88/09810)を参照のこと)、もしくは血液脳関門を通過する(例えば、PCT国際公開番号WO89/10134を参照のこと)輸送を容易にする因子、あるいはハイブリダイゼーションによって誘発される切断因子(例えば、Krolら,(1988)BioTechniques 6:958-976を参照のこと)、あるいは挿入剤(例えば、Zon,(1988)Pharm. Res. 5:539-549を参照のこと)が含まれ得る。この目的のためには、オリゴヌクレオチドを、別の分子(例えば、ペプチド、ハイブリダイゼーションによって誘発される架橋剤、輸送因子、ハイブリダイゼーションによって誘発される切断因子)に結合させることもできる。   Oligonucleotides used in antisense therapy can be DNA, RNA, or chimeric mixtures or derivatives, or modified versions thereof, single stranded or double stranded. Oligonucleotides can be modified with a base moiety, sugar moiety, or phosphate backbone, for example, to improve stability of the molecule, hybridization, etc. Oligonucleotides include other additional groups such as peptides (eg, to target host cell receptors in vivo) or cross the cell membrane (eg, Letsinger et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 6553-6556; Lemaitre et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84: 648-652; see PCT International Publication No. WO88 / 09810)) or cross the blood brain barrier (See, eg, PCT International Publication No. WO89 / 10134) Factors that facilitate transport, or cleavage factors induced by hybridization (see, eg, Krol et al., (1988) BioTechniques 6: 958-976. Or an intercalating agent (see, for example, Zon, (1988) Pharm. Res. 5: 539-549). For this purpose, the oligonucleotide can also be linked to another molecule (eg a peptide, a hybridization-induced cross-linking agent, a transport factor, a hybridization-induced cleavage agent).

アンチセンス分子は、インビボでBMP2を発現する細胞へと送達される。多数の方法が、アンチセンスDNAまたはRNAを細胞に送達するために使用され得る。例えば、アンチセンス分子は、組織部位に直接注入され得るか、または、所望される細胞を標的化するように設計された修飾されたアンチセンス分子(例えば、標的細胞の表面上で発現される受容体または抗原に特異的に結合するペプチドまたは抗体に連結されたアンチセンス)が、全身投与され得る。あるいは、別の態様では、アンチセンスオリゴヌクレオチドが強力なプロモーター(例えば、pol IIIまたはpol II)の制御下に配置されている組み換えDNA構築物が利用される。患者の中の標的細胞をトランスフェクトするためにそのような構築物を使用することにより、内因性BMP2転写物と相補的な塩基対を形成する十分な量の一本鎖RNAの転写が生じ、それによって、BMP2 mRNAの翻訳が妨げられる。例えば、ベクターは、細胞によって取り込まれて、アンチセンスRNAの転写を指示するように、インビボで導入され得る。このようなベクターはエピソームであり続けることができるか、またはそれが所望されるアンチセンスRNAを生産するように転写され得る限りは、染色体に組み込まれ得る。このようなベクターは、当該分野で標準的である上記の組み換えDNA技術方法によって構築され得る。例えば、プラスミド、コスミド、YAC、またはウイルスベクターが、組織部位に直接導入することができる組み換えDNA構築物を調製するために使用され得る。あるいは、ウイルスベクターは、投与を別の経路によって(例えば、全身的に)行うことができる場合には、所望される組織を選択的に感染させるために使用され得る。   Antisense molecules are delivered in vivo to cells that express BMP2. A number of methods can be used to deliver antisense DNA or RNA to cells. For example, antisense molecules can be injected directly into a tissue site, or modified antisense molecules designed to target the desired cells (eg, receptors expressed on the surface of target cells). Antisense linked to peptides or antibodies that specifically bind to the body or antigen) can be administered systemically. Alternatively, another embodiment utilizes a recombinant DNA construct in which the antisense oligonucleotide is placed under the control of a strong promoter (eg, pol III or pol II). Using such a construct to transfect target cells in a patient results in the transcription of a sufficient amount of single stranded RNA to form a complementary base pair with the endogenous BMP2 transcript. Prevents the translation of BMP2 mRNA. For example, the vector can be introduced in vivo such that it is taken up by the cell and directs transcription of the antisense RNA. Such a vector can remain episomal or can be integrated into the chromosome so long as it can be transcribed to produce the desired antisense RNA. Such vectors can be constructed by the recombinant DNA technology methods described above that are standard in the art. For example, a plasmid, cosmid, YAC, or viral vector can be used to prepare a recombinant DNA construct that can be introduced directly into a tissue site. Alternatively, viral vectors can be used to selectively infect the desired tissue if administration can be by another route (eg, systemically).

内因性BMP2の発現はまた、標的化された相同組み換えを使用して、BMP2またはそのプロモーターを不活化させるかまたは「ノックアウト」することによっても低下させられ得る(例えば、Smithiesら,(1985)Nature 317:230-234;Thomas & Capecchi(1987)Cell 51:503-512;Thompsonら,(1989)Cell 5:313-321を参照のこと)。例えば、内因性のBMP2(BMP2のコード領域または調節領域のいずれか)に相同であるDNAが隣接している変異非機能性BMP2(または完全に無関係なDNA配列)が、インビボでBMP2を発現する細胞をトランスフェクトするために、選択マーカーおよび/または陰性選択マーカーとともに、あるいはそれらを伴わずに使用され得る。DNA構築物の、標的化された相同組み換えによる挿入により、BMP2の不活化を生じる。組み換えDNA構築物は、直接投与され得るか、または上記のような適切なベクターを使用して必要とされる部位に対してインビボで標的化され得る。あるいは、非変異BMP2の発現は、同様の方法を使用して増大させられ得る。標的化された相同組み換えが、非変異機能性BMP2を含むDNA構築物(例えば、配列番号1を有している核酸)またはその一部を、上記のように、細胞中の突然変異体BMP2の代わりに挿入するために使用され得る。別の態様では、標的化された相同組み換えが、細胞中に存在するものとは異なるBMP2ポリペプチド変異体をコードする核酸を含むDNA構築物を挿入するために使用され得る。   Expression of endogenous BMP2 can also be reduced by inactivating or “knocking out” BMP2 or its promoter using targeted homologous recombination (eg, Smithies et al., (1985) Nature 317: 230-234; Thomas & Capecchi (1987) Cell 51: 503-512; see Thompson et al. (1989) Cell 5: 313-321). For example, mutated non-functional BMP2 (or a completely unrelated DNA sequence) flanked by DNA homologous to endogenous BMP2 (either the coding or regulatory region of BMP2) expresses BMP2 in vivo Can be used with or without selectable markers and / or negative selectable markers to transfect cells. Insertion of the DNA construct by targeted homologous recombination results in inactivation of BMP2. The recombinant DNA construct can be administered directly or can be targeted in vivo to the required site using an appropriate vector as described above. Alternatively, the expression of unmutated BMP2 can be increased using similar methods. The targeted homologous recombination replaces the mutant BMP2 in the cell, as described above, with a DNA construct (eg, a nucleic acid having SEQ ID NO: 1) comprising a non-mutant functional BMP2 or part thereof. Can be used to insert into In another embodiment, targeted homologous recombination can be used to insert a DNA construct comprising a nucleic acid encoding a BMP2 polypeptide variant different from that present in the cell.

あるいは、内因性BMP2の発現は、BMP2の調節領域(すなわち、BMP2プロモーターおよび/またはエンハンサー)に相補的であるデオキシリボヌクレオチド配列を標的化することによって減少させられて、体内の標的細胞中でのBMP2の転写を妨げる三重ヘリックス構造が形成され得る(一般的には、Helene,C.(1991)Anticancer Drug Des.,6(6):569-84;Helene,C.ら,(1992)Ann, N.Y. Acad. Sci., 660:27-36;およびMaher,L.J.(1992)Bioassays 14(12):807-15を参照のこと)。同様に、本明細書中に記載されるアンチセンス構築物は、BMP2タンパク質の1つの正常な生物学的活性をアンタゴナイズすることにより、インビボおよびエキソビボの組織培養物の両方において、組織の操作、例えば、組織の分化に使用され得る。さらに、アンチセンス技術(例えば、アンチセンス分子のマイクロインジェクション、またはその転写物がBMP2 mRNAもしくは遺伝子配列に対してアンチセンスであるプラスミドでのトランスフェクション)が、発生事象におけるBMP2の役割、さらには、成体組織中でのBMP2の正常な細胞性機能を研究するために使用され得る。このような技術は、細胞培養物において利用され得るが、トランスジェニック動物の作成においてもまた使用され得る。   Alternatively, endogenous BMP2 expression is reduced by targeting a deoxyribonucleotide sequence that is complementary to the regulatory region of BMP2 (ie, the BMP2 promoter and / or enhancer), so that BMP2 in target cells in the body Triple helix structures can be formed that interfere with transcription of proteins (generally Helene, C. (1991) Anticancer Drug Des., 6 (6): 569-84; Helene, C. et al., (1992) Ann, NY Acad. Sci., 660: 27-36; and Maher, LJ (1992) Bioassays 14 (12): 807-15). Similarly, antisense constructs described herein can be used to manipulate tissue in both in vivo and ex vivo tissue culture, for example by antagonizing one normal biological activity of the BMP2 protein. Can be used for tissue differentiation. In addition, antisense technology (eg, microinjection of antisense molecules, or transfection with plasmids whose transcripts are antisense to BMP2 mRNA or gene sequences) is responsible for the role of BMP2 in developmental events, It can be used to study the normal cellular function of BMP2 in adult tissue. Such techniques can be utilized in cell culture, but can also be used in the production of transgenic animals.

本発明のさらに別の態様では、本明細書中に記載される他のBMP2治療剤もまた、骨粗鬆症の処置または予防において使用され得る。治療剤は、上記のような組成物中で、またはそれ自体で送達され得る。これらは全身投与され得るか、または特定の組織に対して標的化され得る。治療剤は、例えば、化学合成、組み換え生産、インビボ生産(例えば、Meadeらの米国特許第4,873,316のようなトランスジェニック動物)を含む種々の手段によって生産され得、そして本明細書中に記載されている手段のような標準的な手段を使用して単離され得る。   In yet another aspect of the invention, other BMP2 therapeutics described herein can also be used in the treatment or prevention of osteoporosis. The therapeutic agent can be delivered in a composition as described above or by itself. They can be administered systemically or targeted to specific tissues. Therapeutic agents can be produced by various means including, for example, chemical synthesis, recombinant production, in vivo production (eg, transgenic animals such as Meade et al. US Pat. No. 4,873,316) and are described herein. Can be isolated using standard means, such as

上記の処置方法の任意の組み合わせ(例えば、変異BMP2 mRNAを標的化するアンチセンス治療に関連した、非変異BMP2ポリペプチドの投与、BMP2によってコードされる第2の変異体を標的化するアンチセンス治療に関連した、BMP2によってコードされる変異体の投与)もまた、使用され得る。   Any combination of the above treatment methods (eg, administration of a non-mutated BMP2 polypeptide, antisense therapy targeting a second variant encoded by BMP2, associated with antisense therapy targeting mutant BMP2 mRNA) Administration of a variant encoded by BMP2) can also be used.

本発明は、以下の限定的ではない実施例によってさらに記載される。本明細書中で引用される全ての刊行物の教示は、それらの全体が引用により本明細書中に援用される。   The invention is further described by the following non-limiting examples. The teachings of all publications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

骨粗鬆症に関係しているBMP2核酸の同定
表現型および家族構成
弱い衝撃での骨折(low impact fracture)を有している、および/または骨粗鬆症を処置するためのビスホスホネートを摂取している患者を、罹患しているとして自動的に処置する。骨密度(BMD)測定値が低いヒトを骨粗鬆症とみなし、彼らは骨折のリスクが実質的に高いことが示されている。BMD測定値は、股関節および背骨の両方について測定する。BMD測定したそれぞれのヒトについて、標準化したBMDスコアを計算し(集団について平均0、標準偏差1)、これを、性別、年齢、体重、およびホルモン補充療法(HRT)について調整する。組み合わせ分析のために、2つの測定値を足し算する。アイスランドおよび米国での集団のBMDデータを、標準化および調整に使用する。例えば、正のBMDスコアを有しているヒトは、彼/彼女の年齢、体重、および場合によってはHRTの平均を上回り、負のスコアを有しているヒトは平均を下回る。ほぼ正常であるとすれば、−1のスコアは、低い方から第16百分位数にほぼ対応する、などである。
Identification of BMP2 nucleic acids associated with osteoporosis and family composition Patients who have low impact fractures and / or who are taking bisphosphonates to treat osteoporosis Automatically treat as you are. Humans with low bone density (BMD) measurements are considered osteoporosis and they have been shown to have a substantially increased risk of fracture. BMD measurements are taken for both the hip and spine. For each BMD-measured person, a standardized BMD score is calculated (mean 0, standard deviation 1 for the population) and adjusted for gender, age, weight, and hormone replacement therapy (HRT). For the combined analysis, add the two measurements. Population BMD data from Iceland and the US are used for standardization and adjustment. For example, a human having a positive BMD score is above the average of his / her age, weight, and possibly HRT, and a human having a negative score is below average. If almost normal, a score of −1 corresponds roughly to the 16th percentile from the lowest.

分析のために、本発明者らは、BMD測定値を有しているヒト、および/または重症に罹患しているヒト、ならびに本発明者らが遺伝子型を有しているヒトである、第一次のヒトの現状のリストを用いて開始する。次いで、本発明者らは、5回の減数分裂事象の限界距離を使用してこれらの第一次のヒトを関連づける家族の群を作成するために、系図学のデータベースを使用する。この手順により、全部で1215人の第一次のヒトに関して、190の可能性のある情報の群が得られた。   For analysis, we are humans with BMD measurements and / or severely affected humans and humans with whom we have genotypes. Start with a list of primary human status. We then use a genealogy database to create a family group that relates these primary humans using the limit distance of five meiotic events. This procedure yielded a group of 190 possible information for a total of 1215 primary humans.

連鎖データ
4回の全ゲノムスキャン(GWS)を、種々の骨格部位にある骨粗鬆症の表現型を使用して行った;股関節、脊椎、および複合型の表現型。全てのGWS分析は、Marshfieldマップに基づいた10cMと30cMの間の、Chr20上の20cMの領域に配置した。
Chain data
Four whole genome scans (GWS) were performed using osteoporosis phenotypes at various skeletal sites; hip, spine, and complex phenotypes. All GWS analyzes were placed in a 20 cM region on Chr20 between 10 cM and 30 cM based on the Marshfield map.

全ての分析を、deCODEで開発されたAllegroリンケージプログラム(Gudbjartssonら, Nature Genetics, 25:12-13, 2000年5月)を使用して行った。対立遺伝子共有分析には、GENEHUNTERのSpairsスコア機能(Kruglyakら, Am. J. Hum. Genet., 46:1347-1363, 1996)を使用する。しかし、家族間で等しく重み付けをすることと、罹患した対の間で等しく重み付けをすることとの歩み寄りである方法論を使用して、家族に重み付けをした。対立遺伝子共有LODスコアを、KongおよびCox, Am. J. Hum. Genet., 61:1179-1188(1997)に記載されている「指数モデル」を使用して計算した。 All analyzes were performed using the Allegro linkage program (Gudbjartsson et al., Nature Genetics, 25: 12-13, May 2000) developed at deCODE. For the allele sharing analysis, the GENEHUNTER S pairs scoring function (Kruglyak et al., Am. J. Hum. Genet., 46: 1347-1363, 1996) is used. However, the family was weighted using a methodology that is a compromise between equal weighting between families and equal weighting between affected pairs. Allele sharing LOD scores were calculated using the “exponential model” described in Kong and Cox, Am. J. Hum. Genet., 61: 1179-1188 (1997).

股関節
使用した表現型は、年齢、性別、体重、および股関節(股関節全体)についてのHRT修正済みのBMD<−1 SDであった。股関節骨折の症例およびビスホスホネートの使用者もまた、値が−1 SDを上回る場合でも、罹患しているとみなした。全部で346の罹患をこの分析に使用した。GWSにより、本発明者らの標準的なマーカーのセットを使用して、3.1のLODスコアが得られた。目的の領域(11cMと39cMの間)に10のさらなるマーカーを加えることにより、3.3のLODスコアが得られた。
Hip joint The phenotype used was HMD corrected BMD <-1 SD for age, gender, weight, and hip joint (whole hip joint). Hip fracture cases and bisphosphonate users were also considered affected even if the value was above −1 SD. A total of 346 morbidities were used for this analysis. GWS gave an LOD score of 3.1 using our standard set of markers. By adding 10 additional markers to the region of interest (between 11 cM and 39 cM), a LOD score of 3.3 was obtained.

脊柱
表現型は、年齢、性別、体重、および腰椎(L2〜L4)についてのHRT修正済みのBMD<−1 SDであった。脊椎骨の圧迫骨折の症例およびビスホスホネートの使用者も、値が−1 SDを上回る場合でも、罹患しているとみなした。全部で402の罹患したヒトをこの分析に使用した。GWSにより、標準的なマーカーのセットを使用した股関節の分析と同じ位置では、2.4のLODスコアが得られたが、さらなるマーカーのセットを用いた場合には、2.9のLODスコアが得られた。
The spinal phenotype was HRT corrected BMD <−1 SD for age, gender, weight, and lumbar spine (L2-L4). Cases of vertebral compression fractures and users of bisphosphonates were also considered affected even if the value was above −1 SD. A total of 402 affected humans were used for this analysis. The GWS gave a LOD score of 2.4 at the same position as the hip analysis using a standard set of markers, but a LOD score of 2.9 when using an additional set of markers.

複合型
使用した表現型は、修正済みのBMDの和<−1.5 SDであった。脊椎骨の圧迫骨折、股関節骨折、他の骨粗鬆症に関係している弱い衝撃での骨折(少なくとも2箇所の骨折)、およびビスホスホネートの使用者(得られる場合には、処置の開始前のBMD測定値を使用する)は全て罹患しているとみなす。全部で522の罹患をこの分析において使用した。GWSにより、標準的なマーカーのセットを用いた場合には、2.5のLODスコアが得られたが、この領域内でさらなるマーカーのセットを用いた場合には、3.9のLODスコアが得られた。
Composite type The phenotype used was the sum of the corrected BMD <-1.5 SD. Vertebral compression fractures, hip fractures, other low-impact fractures associated with osteoporosis (at least 2 fractures), and bisphosphonate users (if available, BMD measurements before starting treatment) Use) is considered to be all affected. A total of 522 morbidities were used in this analysis. GWS gave an LOD score of 2.5 when using a standard set of markers, but an LOD score of 3.9 when using an additional set of markers within this region.

複合型の重症
使用した表現型は、年齢、性別、体重、およびHRT修正済みのBMDの和<−2.3 SDであった。脊椎骨の圧迫骨折、股関節骨折、他の骨粗鬆症に関係している弱い衝撃での骨折(少なくとも2箇所の骨折)、およびビスホスホネートの使用者は罹患している。この分析における罹患の数は290であった。GWSにより、標準的なセットを用いた場合には、3.8のLODスコアが得られたが、加えてさらなる10個のマーカーを使用した場合には、4.7のLODスコアが得られた。
Complex Type Severe The phenotype used was the sum of age, gender, weight, and HMD corrected BMD <-2.3 SD. Vertebral compression fractures, hip fractures, other low-impact fractures associated with osteoporosis (at least two fractures), and bisphosphonate users are affected. The number of morbidities in this analysis was 290. GWS gave an LOD score of 3.8 when using the standard set, but an additional LOD score of 4.7 when using an additional 10 markers.

コルチコステロイドの使用者および早い閉経を迎えた女性は、全ての分析において罹患しているとして排除した。   Corticosteroid users and premenopausal women were excluded as affected in all analyses.

BMP2遺伝子
BMP2核酸はこの領域に存在する。マーカーD20S846(これは、最も高いLODスコアを生じる)と遺伝子の3'末端の間はわずか5kbしかない。この遺伝子は配列決定されており、エキソン/イントロン構造、プロモーター領域、および転写開始部位に関して特徴付けられている。この情報は公に入手できる。
BMP2 gene
BMP2 nucleic acid is present in this region. There is only 5 kb between the marker D20S846 (which gives the highest LOD score) and the 3 ′ end of the gene. This gene has been sequenced and characterized in terms of exon / intron structure, promoter region, and transcription start site. This information is publicly available.

多数のヌクレオチド変化がアイスランドの集団において観察される。これらの変化は、本発明者らの知る限りでは以前には記載されていなかった(表2を参照のこと)。   A number of nucleotide changes are observed in the Icelandic population. These changes have not been previously described to the best of our knowledge (see Table 2).

BMP2は、受容体BMPR-IAまたはBMPR-IB、およびBMPR-IIに結合して、受容体複合体ヘテロ二量体の形成、およびBMPR-IAまたはBMPR-IB受容体のリン酸化を導く。一旦活性化されると、これらの受容体は続いて、SMAD1、SMAD5、またはSMAD8をリン酸化し、これらは次いでSMAD4と複合体を形成し、特定の遺伝子の転写が影響を受ける核へと転位する(Massague,J.,Annu. Rev. Biochem., 67:753-791(1998);Chen,D.ら, J. Cell Biol., 142(1):295-305(1998)。SMAD6およびSMAD7は、BMP2受容体によるSMAD1、SMAD5、またはSMAD8の活性化を妨害することによってシグナルをブロックし、骨芽細胞の分化を阻害することが示されている(Miyazono,K., Bone, 25(1):91-93(1999);Fujii,M.ら, Mol. Biol. Cell, 10(11):3801-3813(1999))。BMP2はCbfal、アルカリホスファターゼ、およびI型コラーゲン(骨芽細胞特異的タンパク質)の発現を、BMPR-IB介して刺激する(Chen,D.ら, J. Cell Biol., 142(1):295-305(1998))。Cbfalは、オステオプロテゲリン(OPG)の発現を調節する。オステオプロテゲリンは、骨芽細胞の分化の強力な阻害因子として、したがって、骨の再吸収の強力な阻害因子として作用する、骨芽細胞によって分泌される糖タンパク質である(Thirunavukkarasu,K.ら, J. Biol. Chem.,(2000))。Cbfalは骨芽細胞の分化および骨の形成を制御する。ヒトの骨芽細胞の細胞老化の間に、Cbfal mRNAは顕著に減少(50%まで)する(Christiansen,M.ら, J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci., 55(4):B194-200(2000))。   BMP2 binds to the receptors BMPR-IA or BMPR-IB, and BMPR-II, leading to the formation of receptor complex heterodimers and phosphorylation of BMPR-IA or BMPR-IB receptors. Once activated, these receptors subsequently phosphorylate SMAD1, SMAD5, or SMAD8, which then complex with SMAD4 and translocate to the nucleus where transcription of specific genes is affected. (Massague, J., Annu. Rev. Biochem., 67: 753-791 (1998); Chen, D. et al., J. Cell Biol., 142 (1): 295-305 (1998). SMAD6 and SMAD7 Has been shown to block signals by blocking activation of SMAD1, SMAD5, or SMAD8 by the BMP2 receptor and inhibit osteoblast differentiation (Miyazono, K., Bone, 25 (1 ): 91-93 (1999); Fujii, M. et al., Mol. Biol. Cell, 10 (11): 3801-3813 (1999)) BMP2 is Cbfal, alkaline phosphatase, and type I collagen (osteoblast specific) (Chen, D., et al., J. Cell Biol., 142 (1): 295-305 (1998)). Cbfal is a protein of osteoprotegerin (OPG). Regulate expression. Theoprotegerin is a glycoprotein secreted by osteoblasts that acts as a potent inhibitor of osteoblast differentiation and thus as a potent inhibitor of bone resorption (Thirunavukkarasu, K. et al., J. Biol. Chem., (2000)) Cbfal regulates osteoblast differentiation and bone formation Cbfal mRNA is markedly reduced (up to 50%) during human blast cell senescence ( Christiansen, M. et al., J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci., 55 (4): B194-200 (2000)).

結果および考察
連鎖分析の結果として、この分析は、この遺伝子座が複数の骨粗鬆症の表現型に関係していることを示している。さらに、ヒトBMP2核酸内での変異は、おそらく、これらの家族における表現型を説明付ける。骨粗鬆症の散発的な発生、すなわち、家族関係のない発生もまた、本明細書中に含まれる情報を使用して決定することができる。
Results and Discussion As a result of linkage analysis, this analysis indicates that this locus is associated with multiple osteoporosis phenotypes. Furthermore, mutations within the human BMP2 nucleic acid probably explain the phenotype in these families. Sporadic occurrences of osteoporosis, i.e., non-family relationships, can also be determined using the information contained herein.

骨粗鬆症は、以下のようなBMP2核酸中での欠損によって引き起こされ得る。BMP2核酸における変化(転写変異体、スプライシング変異体、タンパク質変異体など)は、Cbfalに対する、BMPR-IBを介するその作用およびそれに続くシグナル伝達経路の減少を導くことができた。これは、より少数の、より活性の低い骨芽細胞が原因で、より少ない骨の形成を導き、そしてより少数のOPGおよびより多い破骨細胞が原因で、より多くの骨の再吸収を導く。これにより、骨組織の減少が導かれる。Cbfalレベルの有意な低下が老化している骨芽細胞に関係しているので、この作用は、年齢を重ねるほどにさらに重要となり得る。   Osteoporosis can be caused by defects in the BMP2 nucleic acid as follows. Changes in BMP2 nucleic acids (transcriptional variants, splicing variants, protein variants, etc.) could lead to its effect on Cbfal via BMPR-IB and subsequent reduction of signaling pathways. This leads to less bone formation due to fewer, less active osteoblasts, and more bone resorption due to fewer OPGs and more osteoclasts . This leads to a reduction in bone tissue. This effect can become more important with increasing age as a significant decrease in Cbfal levels is associated with aging osteoblasts.

BMP2核酸配列の直接的な配列決定により他の多型が明らかになる
さらなる遺伝的マーカーを、種々の集団においてこの領域を直接配列決定することによって、BMP2核酸において同定した。これらを、以前のSNPアップデートファイルにおける配列AL035668と比較したヌクレオチド位置とともに、表3に列挙する。
Direct sequencing of the BMP2 nucleic acid sequence reveals other polymorphisms Additional genetic markers were identified in the BMP2 nucleic acid by directly sequencing this region in various populations. These are listed in Table 3, along with the nucleotide positions compared to the sequence AL035668 in the previous SNP update file.

骨粗鬆症の表現型に対する種々のSNPのさらなる連鎖データを、表4に列挙する。表4には、SNPの表現型との関係についてのp値(p値)、相対的リスク(r)、罹患した個体の割合(Aff.freq.carrier)、罹患した個体の数(#aff)、対照の割合(Ctrl.freq.carrier)、対照の数(#ctrl)、対立遺伝子の同定、およびスクリーニングした表現型を列挙する。   Additional linkage data for various SNPs against the osteoporosis phenotype are listed in Table 4. Table 4 shows the p-value (p-value), relative risk (r), proportion of affected individuals (Aff.freq.carrier), number of affected individuals (#aff) for the relationship with the SNP phenotype List the percentage of controls (Ctrl.freq.carrier), number of controls (#ctrl), allele identification, and screened phenotype.

本発明は、その好ましい態様に関して具体的に示され記載されているが、形式および詳細における種々の変更が、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その中で行われ得ることが、当業者に理解されるであろう。
Although the invention has been particularly shown and described with respect to preferred embodiments thereof, various changes in form and detail may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Those skilled in the art will understand that this can be done therein.

【配列表】
[Sequence Listing]

Claims (11)

配列番号1のヒトBMP2遺伝子における少なくとも一つの多型を検出する工程を含み、ここでAL035668のヌクレオチド位置122247における「G」の存在;AL035668の位置118920における「G」対立遺伝子の存在;AL035668の位置167584における「T」対立遺伝子の存在;AL035668の位置138476における「G」対立遺伝子の存在;AL035668の位置167584における「T」対立遺伝子の存在;TSC0428253における「T」対立遺伝子の存在;またはTSC0293456の「G」対立遺伝子の存在が、AL035668のヌクレオチド位置122247における「T」;AL035668の位置118920における「A」対立遺伝子;AL035668の位置167584における「C」対立遺伝子;AL035668の位置138476における「A」対立遺伝子;AL035668の位置167584における「C」対立遺伝子;TSC0428253における「C」対立遺伝子;またはTSC0293456の「A」対立遺伝子の存在を有する個体と比較して、骨粗鬆症に対する罹患性の指標となる、個体における骨粗鬆症に対する罹患性を診断する方法。   Detecting at least one polymorphism in the human BMP2 gene of SEQ ID NO: 1, wherein the presence of “G” at nucleotide position 122247 of AL035668; presence of the “G” allele at position 118920 of AL035668; position of AL035668 Presence of “T” allele at 167584; Presence of “G” allele at position 138476 of AL035668; Presence of “T” allele at position 167584 of AL035668; Presence of “T” allele at TSC0428253; The presence of the "G" allele is "T" at nucleotide position 122247 of AL035668; "A" allele at position 118920 of AL035668; "C" allele at position 167584 of AL035668; "A" allele at position 138476 of AL035668 An individual having the presence of the "C" allele at position 167584 of AL035668; the "C" allele at TSC0428253; or the "A" allele of TSC0293456; A method for diagnosing susceptibility to osteoporosis in an individual, which is an index of susceptibility to osteoporosis compared to the body. 血液、血清、細胞および組織からなる群から選択される供給源由来の試料中の多型が検出される、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein a polymorphism is detected in a sample from a source selected from the group consisting of blood, serum, cells and tissues. 配列番号1のヒトBMP2遺伝子における少なくとも1つの多型を検出する工程を含み、ここで該多型が、AL035668の位置122247におけるTからG;AL035668の位置118920におけるAからG;AL035668の位置167584におけるCからT;AL035668の位置138476におけるAからG;AL035668の位置167584におけるCからT;TSC0428253におけるCからT;TSC0293456におけるAからGおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、個体における骨粗鬆症に対する罹患性を診断する方法。   Detecting at least one polymorphism in the human BMP2 gene of SEQ ID NO: 1, wherein the polymorphism is T to G at position 122247 of AL035668; A to G at position 118920 of AL035668; at position 167584 of AL035668 Affection for osteoporosis in an individual selected from the group consisting of C to T; A to G at position 138476 in AL035668; C to T at position 167584 in AL035668; C to T in TSC0428253; A to G in TSC0293456 and combinations thereof How to diagnose sex. 血液、血清、細胞および組織からなる群から選択される供給源由来の試料中の多型が検出される、請求項3記載の方法。   4. The method of claim 3, wherein a polymorphism is detected in a sample from a source selected from the group consisting of blood, serum, cells and tissue. 配列番号1を有し、AL035668の位置122247におけるTからG;AL035668の位置121366におけるCからT;AL035668の位置118920におけるAからG;AL035668の位置167584におけるCからT;AL035668の位置138476におけるAからGおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、1つ以上の核酸変化を有する核酸を含む、単離された核酸分子。   AL 035668 at position 122247 from T to G; AL035668 at position 121366 from C to T; AL035668 at position 118920 from A to G; AL035668 at position 167584 from C to T; AL035668 from position A at position 138476 An isolated nucleic acid molecule comprising a nucleic acid having one or more nucleic acid changes selected from the group consisting of G and combinations thereof. アミノ酸位置37におけるアラニン、アミノ酸位置94におけるセリン、アミノ酸位置189におけるセリン、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチド。   An isolated polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of alanine at amino acid position 37, serine at amino acid position 94, serine at amino acid position 189, or a combination thereof. 骨粗鬆症に対する罹患性の指標である請求項6記載のポリペプチドを検出する工程を含む、骨粗鬆症に対する罹患性を診断する方法。   A method for diagnosing susceptibility to osteoporosis, comprising the step of detecting the polypeptide according to claim 6 which is an index of susceptibility to osteoporosis. 位置37、位置94、位置1891およびそれらの組み合わせからなる群から選択される位置におけるアミノ酸の決定が、試料を、参照アミノ酸または変異体アミノ酸のいずれかに特異的な抗体と接触させる工程を含む、請求項7記載の方法。   Determining an amino acid at a position selected from the group consisting of position 37, position 94, position 1891 and combinations thereof comprises contacting the sample with an antibody specific for either a reference amino acid or a variant amino acid; The method of claim 7. 請求項6記載のポリペプチドを含む、医薬組成物。   A pharmaceutical composition comprising the polypeptide according to claim 6. 請求項6記載の単離されたポリペプチドを、治療上有効な量個体に投与することを含む、個体における骨粗鬆症の治療方法。   A method of treating osteoporosis in an individual, comprising administering to the individual a therapeutically effective amount of the isolated polypeptide of claim 6. a)アミノ酸位置37におけるセリン、アミノ酸位置37におけるアラニン、アミノ酸位置94におけるアラニン、アミノ酸位置94におけるセリン、アミノ酸位置189におけるアルギニン、アミノ酸位置189におけるセリン、またはそれらの組み合わせを含むBMP2タンパク質に特異的な抗体からなる群から選択される、少なくとも1つの抗体;および
b)参照BMP2タンパク質試料
を含むキット。
a) specific for BMP2 protein comprising serine at amino acid position 37, alanine at amino acid position 37, alanine at amino acid position 94, serine at amino acid position 94, arginine at amino acid position 189, serine at amino acid position 189, or combinations thereof At least one antibody selected from the group consisting of antibodies; and
b) A kit containing a reference BMP2 protein sample.
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