JP2008220302A - System for screening therapeutic drug of neurodegeneration disease caused by agglomeration of protein - Google Patents

System for screening therapeutic drug of neurodegeneration disease caused by agglomeration of protein Download PDF

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規雄 酒井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for screening a therapeutic drug of neurodegeneration disease caused by the agglomeration of a protein. <P>SOLUTION: The system for screening the therapeutic drug of the neurodegeneration disease uses a gene encoding a variant γPKC caused by the protein agglomeration in spinocerebellar degeneration, a gene encoding GFP, and a gene encoding a Gene Switch protein regulating the expression of a protein by a medicament referred to mifepristone, or a cell containing a vector including a Tet-controlling system regulating the expression of the protein by tetracycline. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルツハイマー病、パーキンソン病をはじめとする神経変性疾患において異常凝集タンパク質の蓄積に起因するタンパク質蓄積による神経変性疾患を治療する薬物をスクリーニングするためのベクター、それを導入した細胞、およびそれらを含むスクリーニング系に関する。   The present invention relates to a vector for screening a drug for treating a neurodegenerative disease caused by protein accumulation resulting from accumulation of abnormally aggregated proteins in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease and Parkinson's disease, cells incorporating the same, and them Relates to a screening system comprising

アルツハイマー病、パーキンソン病をはじめとする神経変性疾患発症に共通の性質とは1つには遺伝性発症であり、他の臓器疾患と比較して遺伝性のものが圧倒的に多い。神経変性疾患に共通する特徴の第2は選択的な細胞死を伴っていることが多いことである。神経変性疾患に関連して指摘すべきもう1つの点は、神経変性疾患における神経細胞死がアポトーシスではないかと考えられていることである(非特許文献1)。 また神経変性疾患にはポリグルタミン病、ハンチントン病、ピック病、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄小脳変性症、プリオン病などのタンパク質の凝集に起因すると考えられていることが多く、例えば、ハンチントン病、マシャド・ジョセフ病などはポリグルタミン、アルツハイマー病ではβアミロイド(Aβ)、Tauタンパク質、プレセニリン、パーキンソン病ではαーシヌクレイン、ALSではスーパーオキシドムターゼ1(SOD1)、脊髄小脳変性症においてガンマプロテインキナーゼ(γPKC)などの変異によりタンパク質が核内を含む細胞内外で凝集、蓄積することにより神経変性疾患が発症すると考えられている(非特許文献2)。これらの疾患は変異する遺伝子の位置など分かっているものもあり、例えば脊髄小脳変性症においてγPKC遺伝子の制御ドメインのC1B変異が多く発見されている(図1)。しかしながら点変異で変異が起こるものについては、通常の核酸のハイブリダイゼーションなどで異常を発見するのは困難である。また、神経変性疾患の治療薬のスクリーニングとしてトランスジェニックマウスを用いた方法(特許文献1)が開示されているが、トランスジェニックマウスを用いたアッセイ系では多くの化合物のスクリーニングが困難である。
最新内科学体系、第68巻、神経変性疾患、編集:井村裕夫、尾形悦郎、高久史麿、垂井清一郎、発行所:中山書店(1997年)、3〜7p 細胞工学、第20巻、第11号、岩坪威、1474〜1477(2001) 特開2003−267874号公報
One of the characteristics common to the onset of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease and Parkinson's disease is hereditary onset, which is overwhelmingly hereditary compared to other organ diseases. A second feature common to neurodegenerative diseases is often accompanied by selective cell death. Another point that should be pointed out in relation to neurodegenerative diseases is that neuronal cell death in neurodegenerative diseases is considered to be apoptosis (Non-patent Document 1). Neurodegenerative diseases are thought to result from aggregation of proteins such as polyglutamine, Huntington, Pick, Alzheimer, Parkinson, amyotrophic lateral sclerosis (ALS), spinocerebellar degeneration, and prion disease. For example, polyglutamine for Huntington's disease, Machado-Joseph disease, etc., β-amyloid (Aβ) for Alzheimer's disease, Tau protein, presenilin, α-synuclein for Parkinson's disease, superoxide mutase 1 (SOD1) for ALS, In spinocerebellar degeneration, it is believed that neurodegenerative diseases develop when proteins aggregate and accumulate inside and outside cells including the nucleus due to mutations such as gamma protein kinase (γPKC) (Non-patent Document 2). Some of these diseases are known, such as the position of the gene to be mutated. For example, many C1B mutations in the regulatory domain of the γPKC gene have been discovered in spinocerebellar degeneration (FIG. 1). However, it is difficult to find abnormalities in point mutations that cause mutations by normal nucleic acid hybridization. In addition, a method using a transgenic mouse (Patent Document 1) has been disclosed as a screening for therapeutic agents for neurodegenerative diseases, but it is difficult to screen many compounds in an assay system using a transgenic mouse.
The latest internal medicine system, volume 68, neurodegenerative diseases, edited by Hiroo Imura, Goro Ogata, Fumiaki Takahisa, Seiichiro Tarui, publisher: Nakayama Shoten (1997), 3-7p Cell Engineering, Vol. 20, No. 11, Takeshi Iwatsubo, 1474-1477 (2001) JP 2003-267874 A

上記のごとくタンパク質の凝集に起因する神経変性疾患は多岐にわたり、それらの治療薬候補を的確に、簡便にできるスクリーニング方法の確立が望まれている。   As described above, there are a wide variety of neurodegenerative diseases caused by protein aggregation, and it is desired to establish a screening method capable of accurately and simply using these therapeutic drug candidates.

本発明者らは上記実情を鑑み鋭意研究した結果、凝集体を形成する変異タンパク質をコードする遺伝子、タンパク質の凝集を追跡可能とする緑色蛍光タンパク質をコードする遺伝子、薬剤により変異タンパク質と緑色蛍光タンパク質の発現を薬剤で調節可能な遺伝子を含むベクターを哺乳類の細胞に導入して、タンパク質凝集に起因する神経変性疾患の治療のための薬剤をスクリーニングする系を確立した。例えば、脊髄小脳変性症におけるタンパク質凝集に起因する変異タンパク質γPKCをコードする遺伝子、タンパク質凝集を追跡するための緑色蛍光タンパク質(GFP)をコードする遺伝子、および薬剤により前記タンパク質の発現を調節可能とするGeneSwitch遺伝子を含むベクターを用いてタンパク質が凝集する系を確立した。しかしながらタンパク質の凝集体が形成されると
細胞はアポトーシスを起こしたり、また小脳プルキンエ細胞では樹状突起の広がりが小さくなり形態的に異なるものになって適切な評価はできなくなる。例えばCHO細胞を用いる場合、mifepristoneでタンパク質発現を調節可能とするGeneSwitchタンパク質をコードする遺伝子を用いたり、小脳プルキンエ細胞を使用する場合には、テトラサイクリンにより制御可能なテトラサイクリントランスアクティベーター遺伝子を用いて細胞のアポトーシス、または小脳プルキンエ細胞の場合は樹状突起の形態の異常を抑制して、タンパク質凝集を治療するための薬物の評価を行うこと可能にし、さらにそのような薬剤で処理することにより凝集体の形成を改善させたことを確認し、本発明にいたった。
As a result of diligent research in view of the above circumstances, the present inventors have found that a gene encoding a mutant protein that forms an aggregate, a gene encoding a green fluorescent protein that enables tracking of protein aggregation, a mutant protein and a green fluorescent protein depending on the drug A vector containing a gene whose expression can be regulated by a drug was introduced into mammalian cells to establish a system for screening a drug for the treatment of neurodegenerative diseases caused by protein aggregation. For example, a gene encoding a mutant protein γPKC resulting from protein aggregation in spinocerebellar degeneration, a gene encoding green fluorescent protein (GFP) for tracking protein aggregation, and a drug can regulate expression of the protein A system for aggregating proteins was established using a vector containing the GeneSwitch gene. However, when protein aggregates are formed, the cells undergo apoptosis, and in cerebellar Purkinje cells, the spread of dendrites becomes small and morphologically different, making appropriate evaluation impossible. For example, when using a CHO cell, a gene encoding a gene switch protein that can regulate protein expression with mifepristone, or when using a cerebellar Purkinje cell, a tetracycline transactivator gene that can be controlled by tetracycline is used. In the case of cerebellar Purkinje cells, suppression of dendritic morphology abnormalities makes it possible to evaluate drugs to treat protein aggregation, and further treatment with such agents After confirming that the formation was improved, the present invention was reached.

変異γPKC、GFPおよびGeneSwitchタンパク質をコードする遺伝子を含むベクターを提供する。   Vectors comprising genes encoding mutant γPKC, GFP and GeneSwitch proteins are provided.

変異γPKC、GFPおよびテトラサイクリンによりγPKC−GFP発現が制御可能遺伝子を含むベクターを提供するものである。   The present invention provides a vector containing a gene whose γPKC-GFP expression can be controlled by mutant γPKC, GFP and tetracycline.

上記ベクターを用いてタンパク質蓄積による神経変性疾患治療薬物候補のスクリーニングキット及び方法を提供する。   Provided are screening kits and methods for drug candidates for neurodegenerative disease by protein accumulation using the above vectors.

以下に、本発明について詳細について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本明細書では、IUPAC、IUBの規定「塩基配列またはアミノ酸配列を含む明細書等の作成のためのガイドライン」(特許庁編)および当該分野における慣用記号に従い、塩基配列、核酸配列、遺伝子配列、アミノ酸配列等を各種略号により表示する。   In the present specification, in accordance with the provisions of IUPAC and IUB “Guidelines for the creation of a description including a base sequence or amino acid sequence” (edited by the Japan Patent Office) and common symbols in the field, the base sequence, nucleic acid sequence, gene sequence, The amino acid sequence and the like are indicated by various abbreviations.

本明細書では、変異を表す、例えば「H101Y」とはアミノ末端から101位のヒスチジンがチロシンに変異したことを示す。 例えば「S119F」とはアミノ酸末端から119位のセリンがフェニルアラニンに変異したことを示す。   In the present specification, for example, “H101Y” representing a mutation indicates that histidine at position 101 from the amino terminus has been mutated to tyrosine. For example, “S119F” indicates that serine at position 119 from the amino acid terminal is mutated to phenylalanine.

凝集体を形成する変異タンパク質をコードする遺伝子、タンパク質の凝集を追跡可能とする緑色蛍光タンパク質をコードする遺伝子、薬剤により変異タンパク質と緑色蛍光タンパク質の発現を薬剤で調節可能な遺伝子を含むベクターを哺乳類の細胞に導入して、タンパク質凝集に起因する神経変性疾患の治療のための薬剤をスクリーニングする系を確立した。変異タンパク質としてはポリグルタミン、βアミロイド(Aβ)、Tauタンパク質、プレセニリン、αーシヌクレイン、スーパーオキシドムターゼ1(SOD1)、ガンマプロテインキナーゼ(γPKC)が挙げられるがこれらに限定されない。   Mammalian vectors containing genes encoding mutant proteins that form aggregates, genes encoding green fluorescent proteins that allow aggregation of proteins to be tracked, and genes that can regulate the expression of mutant proteins and green fluorescent proteins by drugs. And established a system for screening drugs for the treatment of neurodegenerative diseases caused by protein aggregation. Examples of mutant proteins include, but are not limited to, polyglutamine, β-amyloid (Aβ), Tau protein, presenilin, α-synuclein, superoxide mutase 1 (SOD1), and gamma protein kinase (γPKC).

また、薬剤によりタンパク質の発現を調節可能とする遺伝子としては、GeneSwitch遺伝子およびテトラサイクリントランスアクティベーター遺伝子などが挙げられるが。これらに限定されない。例えば、より詳細には脊髄小脳変性症におけるタンパク質凝集に起因する変異タンパク質γPKC−GFPをコードする遺伝子、タンパク質凝集を追跡するための緑色蛍光タンパク質(GFP)をコードする遺伝子、および薬剤により前記タンパク質の発現を調節可能とする遺伝子を含むベクターを細胞に導入して、タンパク質凝集を抑制する系を確立した。導入する細胞としては、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)、ヒト神経由来細胞、小脳プルキンエ細胞が挙げられ、それらは株化されていても良く、プライマリーカルチャーでも良いが、これらに限定されない。   Examples of genes that can regulate protein expression by a drug include GeneSwitch gene and tetracycline transactivator gene. It is not limited to these. For example, more specifically, a gene encoding a mutant protein γPKC-GFP resulting from protein aggregation in spinocerebellar degeneration, a gene encoding green fluorescent protein (GFP) to track protein aggregation, and a drug A vector containing a gene capable of regulating expression was introduced into cells to establish a system for suppressing protein aggregation. Examples of cells to be introduced include Chinese hamster ovary cells (CHO), human nerve-derived cells, and cerebellar Purkinje cells, which may be established or primary cultures, but are not limited thereto.

タンパク質の凝集体が形成されると細胞はアポトーシスを起こしたり、また小脳プルキンエ細胞では樹状突起の広がりが小さくなり形態的に異なるものになって適切な評価はで
きなくなる。例えばCHO細胞を用いる場合、mifepristoneでタンパク質発現を調節可能とするGeneSwitchタンパク質をコードする遺伝子を用いることにより発現を調節することが可能である。またヒト神経由来細胞(SH−SY 5Y)を用いる場合においては、テトラサイクリンにより発現調節可能なTet制御システムを用いたアデノウイルスベクターで変異γPKC−GFPを発現させることが可能である。この場合高効率に発現させることが可能であり、細胞死に対する薬物をスクリーニングするのに適している。また小脳プルキンエ細胞を使用する場合には、テトラサイクリンにより制御可能なTet制御システムを用いたアデノウイルスベクターで変異γPKC−GFPを発現させることが可能である。SCA14の病変の主座となるプルキンエ細胞を用いたスクリーニング系であるので、臨床的価値も高い。
When protein aggregates are formed, cells undergo apoptosis, and in cerebellar Purkinje cells, the spread of dendrites becomes small and morphologically different, making appropriate evaluation impossible. For example, when CHO cells are used, expression can be regulated by using a gene encoding a gene switch protein that can regulate protein expression with mipripritone. When human nerve-derived cells (SH-SY 5Y) are used, it is possible to express mutant γPKC-GFP with an adenoviral vector using a Tet control system that can regulate expression with tetracycline. In this case, it can be expressed with high efficiency and is suitable for screening a drug against cell death. When cerebellar Purkinje cells are used, it is possible to express mutant γPKC-GFP with an adenoviral vector using a Tet control system that can be controlled by tetracycline. Since it is a screening system using Purkinje cells, which are the main lesion of SCA14, it has high clinical value.

(細胞内でのタンパク質凝集体発現)
遺伝性脊髄小脳失調症14型(SCA14)の原因遺伝子としてγPKCの変異ということが分かっている。またこれらの変異はγPKC発現遺伝子のC1B制御ドメインに多くの変異が発見されている(図1)。
(Expression of protein aggregates in cells)
It is known that a mutation in γPKC is a causative gene of hereditary spinocerebellar ataxia type 14 (SCA14). Many of these mutations have been found in the C1B regulatory domain of the γPKC expression gene (FIG. 1).

この遺伝子と凝集を追跡するためのGFPをコードする遺伝子を細胞、例えばCHOに導入して、タンパク質を発現させる場合、野生型のγPKCと変異γPKCと比較すると変異γPKCを用いた場合の方が細胞質内での凝集が顕著であった(図2)。細胞質内でのタンパク質凝集の度合いをImage Pro Plus、MetaMorphなどの画像解析ソフトを用いて行うことができる。   When this gene and a gene encoding GFP for tracking aggregation are introduced into a cell, for example, CHO, to express a protein, the cytoplasm is better when the mutant γPKC is used compared to the wild-type γPKC and the mutant γPKC. Aggregation in the inside was remarkable (FIG. 2). The degree of protein aggregation in the cytoplasm can be performed using image analysis software such as Image Pro Plus and MetaMorph.

またFRAP解析を用いて、タンパク質の流動性を測定すれば、タンパク質の凝集の指標として定量的な解析も可能である(図12)。   Further, if the fluidity of a protein is measured using FRAP analysis, quantitative analysis can be performed as an index of protein aggregation (FIG. 12).

しかしながら、細胞質内でたんぱく質凝集が起こると細胞死が誘発され(図3)、薬物のスクリーニング系には不適切である。そこで特定の薬物が存在する場合にのみ変異γPKC−GFPが発現するように変異γPKC−GFP遺伝子の5’側に発現調節領域としてGeneSwitch遺伝子を導入したベクターを作成した(図4、図5)。即ち、γPKC−GFPcDNAをpGene/V5−Hisへサブクローニングし、pSwitchが組み込まれたCHO細胞へpGene/V5−HisにサブクローニングされたγPKC−GFPをリポフェクションし、Hygromycin/Zeocin入り培地で培養し、上記ベクターが組み込まれた細胞をクローニングしてγPKC−GFPの発現が観察されるCHO株を樹立した。誘導薬物としてMifepristone 10nMを用いて処置後3日目でγPKC−GFPの発現が確認できた。また誘導薬物が存在しない場合にはγPKC−GFPの発現しないことが確認できた(図6)。変異γPKC−GFPの発現についても同様に薬物誘導について検討した。野生型よりは発現量が低いが発現した(図7)。   However, when protein aggregation occurs in the cytoplasm, cell death is induced (FIG. 3), which is inappropriate for a drug screening system. Therefore, a vector in which the GeneSwitch gene was introduced as an expression regulatory region on the 5 'side of the mutant γPKC-GFP gene was prepared so that the mutant γPKC-GFP was expressed only when a specific drug was present (FIGS. 4 and 5). That is, γPKC-GFP cDNA was subcloned into pGene / V5-His, γPKC-GFP subcloned into pGene / V5-His was lipofected into CHO cells into which pSwitch was incorporated, cultured in a medium containing Hydromycin / Zeocin, and the above vector The CHO strain in which the expression of γPKC-GFP was observed was established by cloning the cells in which γ was incorporated. The expression of γPKC-GFP was confirmed on the third day after the treatment using Mifepristone 10 nM as the inducing drug. Moreover, it was confirmed that γPKC-GFP was not expressed in the absence of the induced drug (FIG. 6). The expression of mutant γPKC-GFP was similarly examined for drug induction. The expression level was lower than that of the wild type (FIG. 7).

タンパク質凝集改善効果を有するトレハロースの効果をGeneSwitchシステムにより確認した(図8、9 表6)。   The effect of trehalose having an effect of improving protein aggregation was confirmed by the GeneSwitch system (FIGS. 8 and 9 Table 6).

またヒト神経由来細胞(SH−SY 5Y)を用いる場合においては、テトラサイクリンにより発現調節可能なTet制御システムを用いたアデノウイルスベクターで変異γPKC−GFPを発現させることが可能である。この場合高効率に発現させることが可能であり、細胞死に対する薬物をスクリーニングするのに適している。Tet制御システムの概略を図10に示した。このシステムを用いて、ヒト神経由来細胞(SH−SY 5Y)に変異γPKC−GFPを発現させることが可能であり(図11)、この系においてもタンパク質凝集改善効果を有するトレハロースの効果を確認した。     When human nerve-derived cells (SH-SY 5Y) are used, it is possible to express mutant γPKC-GFP with an adenoviral vector using a Tet control system that can regulate expression with tetracycline. In this case, it can be expressed with high efficiency and is suitable for screening a drug against cell death. An outline of the Tet control system is shown in FIG. Using this system, it is possible to express mutant γPKC-GFP in human nerve-derived cells (SH-SY 5Y) (FIG. 11), and in this system also the effect of trehalose having an effect of improving protein aggregation was confirmed. .

また小脳プルキンエ細胞にも、テトラサイクリンにより制御可能なTet制御システムを用いたアデノウイルスベクターで変異γPKC−GFPを発現させることが可能である(図11)。SCA14の病変の主座となるプルキンエ細胞を用いたスクリーニング系であるので、臨床的価値も高い。小脳プルキンエ細胞を用いた際にも変異γPKC−GFPは凝集体を形成し(図13)、FRAP解析を行ったところ、流動性の低下が観察されたので(図12、14)、薬物スクリーニングの定量的な解析法としてFRAP解析の有用性が確認された。     It is also possible to express mutant γPKC-GFP in cerebellar Purkinje cells with an adenoviral vector using a Tet control system that can be controlled by tetracycline (FIG. 11). Since it is a screening system using Purkinje cells, which are the main lesion of SCA14, it has high clinical value. When cerebellar Purkinje cells were used, mutant γPKC-GFP formed aggregates (FIG. 13), and when FRAP analysis was performed, a decrease in fluidity was observed (FIGS. 12 and 14). The usefulness of FRAP analysis was confirmed as a quantitative analysis method.

(実験材料)
細胞培養に用いたF−12、Dulbecco’s modified Eagle medium (DMEM) およびtrehaloseはSigma社、fetal bovine serum (FBS) はBiological Industries社、ペニシリン、ストレプトマイシン、anti−GFP mouse monoclonal抗体はナカライテスク社、Peroxidase−conjugate AffiniPure Goat anti−mouse IgGはJackson Immuno Research Laboratories社からそれぞれ購入した。
(Experimental material)
F-12 used for cell culture, Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM) and trehalose are Sigma, fetal bovine serum (FBS) is Biologic Industries, penicillin, anti-P. Peroxidase-conjugate AffiniPure Goat anti-mouse IgG was purchased from Jackson Immuno Research Laboratories.

(細胞培養)
GeneSwitch CHO細胞、HEK293細胞、SHSY5Y細胞はそれぞれF−12、DMEM、F−12/DMEM混合培地で、37℃、5%CO条件下で培養した。これらの培地には10%FBS及びペニシリン(100units/ml)とストレプトマイシン(100μg/ml)を添加した。
(Cell culture)
GeneSwitch CHO cells, HEK293 cells, and SHSY5Y cells were cultured in a mixed medium of F-12, DMEM, and F-12 / DMEM, respectively, at 37 ° C. and 5% CO 2 . To these media, 10% FBS and penicillin (100 units / ml) and streptomycin (100 μg / ml) were added.

(実施例1:GFP融合γPKCのタンパク質をコードするPlasmid DNAの作製)
Quick Change Multi Site−Directed Mutagenesis Kit(Stratagene社)を用い、以下の手順で 2種類の一塩基変異(S119P: Ser119をProに置換、G128D: Gly128をAspに置換、図1−1)をhuman γPKC cDNAに導入した。
(Example 1: Preparation of plasmid DNA encoding protein of GFP-fused γPKC)
Quick Change Multi Site-Directed Mutagenesis Kit with (Stratagene, Inc.), the following two types in the procedure of single nucleotide (S119P: replacing Ser 119 to Pro, G128D: substituting Gly 128 to Asp, Figure 1-1) the It was introduced into human γPKC cDNA.

(変異を導入したγPKC cDNAの合成)
目的遺伝子変異を導入し、DNAポリメラーゼのプライマーとして5’末端をリン酸化したオリゴヌクレオチドを合成した(Sigma社に依頼)。
QuickChange Multi Site−Directed Mutagenesis Kitのプロトコールに従い、以下の条件でサーマルサイクラー(Mastercycler personal, Eppendorf社)を用いてDNA合成反応を行った。
(Synthesis of mutated γPKC cDNA)
A target gene mutation was introduced, and an oligonucleotide having a phosphorylated 5 ′ end was synthesized as a primer for DNA polymerase (requested from Sigma).
According to the protocol of QuickChange Multi Site-Directed Mutagenesis Kit, a DNA synthesis reaction was performed using a thermal cycler (Mastercycler personal, Eppendorf) under the following conditions.

反応液の組成を表1に示す。   The composition of the reaction solution is shown in Table 1.

反応条件を表2に示す。     The reaction conditions are shown in Table 2.

反応終了後、反応液にDpnIを1μl加え、37℃で1.5〜2時間反応させることにより、鋳型DNAを切断した。これにより、変異γPKC cDNAを含む一本鎖プラスミドが残る。   After completion of the reaction, 1 μl of DpnI was added to the reaction solution and reacted at 37 ° C. for 1.5 to 2 hours to cleave the template DNA. This leaves a single stranded plasmid containing the mutated γPKC cDNA.

(大腸菌への形質導入)
XL−10 Gold(一本鎖プラスミドを二本鎖にして増幅することが可能な大腸菌)コンピテントセルを氷上で融解させ、45μlのXL−10 Goldに2μlのメルカプトエタノールを加え、氷上で10分インキュベートした。次にDpnI処置済み反応液1.5μlをXL−10 Goldに加えて氷上で30分インキュベートした。さらに、Block incubatorを用いて、42℃で30秒間heat shockを与え、氷上で2分間インキュベートし、42℃に温めておいたNZY mediumを500μl加え、37℃でバイオシェーカー(タイテック社、BR−40LF)を用いて1時間振とうさせた。その後3000rpmで5分遠心して菌を沈殿させ、上清400μlを除去して、残りの液に菌を懸濁させてアンピシリン含有(50mg/l)L−Broth(LB) 寒天培地(10g Bacto−tryptone, 5g Bact−yeat extract, 10g NaCl, 1.5%(w/v) Bacto−ager/L)へ植菌し、37℃で一晩培養した。
(Transduction into E. coli)
XL-10 Gold (E. coli capable of amplifying a single-stranded plasmid as a double strand) was thawed on ice, 2 μl of mercaptoethanol was added to 45 μl of XL-10 Gold, and 10 minutes on ice. Incubated. Next, 1.5 μl of DpnI-treated reaction solution was added to XL-10 Gold and incubated on ice for 30 minutes. Further, using a block inverter, a heat shock was given at 42 ° C. for 30 seconds, incubated on ice for 2 minutes, and 500 μl of NZY medium warmed to 42 ° C. was added, and a bioshaker (Tytec Corp., BR-40LF at 37 ° C.) was added. ) For 1 hour. Thereafter, the microorganisms are precipitated by centrifugation at 3000 rpm for 5 minutes, 400 μl of the supernatant is removed, the bacteria are suspended in the remaining liquid, and ampicillin-containing (50 mg / l) L-Broth (LB) agar medium (10 g Bacto-tryptone). , 5 g Bact-yeat extract, 10 g NaCl, 1.5% (w / v) Bacto-ager / L) and cultured at 37 ° C. overnight.

(変異γPKC cDNAを含むプラスミドの単離)
2mlのアンピシリン含有(50mg/l)液体LB培地に、LBプレートからコロニーを植菌し、37℃でバイオシェーカーにより振とうさせた。植菌の際にアンピシリン含有(50mg/l)寒天LB培地にも植菌し、マスタープレートとし、12〜16時間後、プラスミド精製機(Kurabo社、PI−50)を用いて培養液からプラスミドを抽出した。抽出したプラスミド適当量をApaIを用いて37℃で1時間反応させ、制限酵素処理を行った。反応物にローディングバッファーを適当量加え、1%アガロースゲルを用いて電気泳動し、制限酵素断片の長さにより、γPKC cDNAを含むプラスミドであるかどうかを確認した。
(Isolation of plasmid containing mutant γPKC cDNA)
Colonies were inoculated from LB plates in 2 ml of ampicillin-containing (50 mg / l) liquid LB medium and shaken at 37 ° C. with a bioshaker. Inoculate ampicillin-containing (50 mg / l) agar LB medium at the time of inoculation, and use it as a master plate. After 12 to 16 hours, plasmid was extracted from the culture solution using a plasmid purifier (Kurabo, PI-50). Extracted. An appropriate amount of the extracted plasmid was reacted with ApaI at 37 ° C. for 1 hour and treated with a restriction enzyme. An appropriate amount of a loading buffer was added to the reaction product, and electrophoresis was performed using a 1% agarose gel, and whether or not the plasmid contained γPKC cDNA was confirmed by the length of the restriction enzyme fragment.

(アガロースゲル)
必要量のアガロースを0.5×TBE(43.2g Tris−base,
22g ホウ酸, 16ml 0.5M EDTA, pH8.0/total 8L)に加え、オートクレープをかけた後、65℃程度まで冷却させ、10mg/mlのエチジウムブロマイド溶液を100μl/Lで加え、ゲル作製器に流し込み固化させ、サイクルシークエンス法により、変異を入れた部位の遺伝子配列を確認し、変異の導入されたγPKCのcDNAを含むプラスミドを選び出した。
(Agarose gel)
The required amount of agarose was added to 0.5 × TBE (43.2 g Tris-base,
22 g boric acid, 16 ml 0.5 M EDTA, pH 8.0 / total 8 L), autoclaved, cooled to about 65 ° C., and 10 mg / ml ethidium bromide solution was added at 100 μl / L to prepare a gel The mixture was poured into a vessel and solidified, and the gene sequence at the site where the mutation was introduced was confirmed by cycle sequencing, and a plasmid containing the γPKC cDNA into which the mutation was introduced was selected.

(サイクルシークエンス法)
BigDye Terminators v1.1 Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems社)を用い、サーマルサイク
ラーによりシークエンス反応を行った。シークエンス反応液の組成を表3に示す。
(Cycle sequence method)
Using BigDye Terminators v1.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems), thermal cycle
The sequence reaction was carried out by the Table 3 shows the composition of the sequence reaction solution.

反応条件を表4に示す。     The reaction conditions are shown in Table 4.

SigmaSpin Post−Reaction Purification Columns(Sigma社)を用いてDNAを精製し、ABI Prism310(Applied Biosystems社)を用いて塩基配列を確認した。     DNA was purified using Sigma Spin Post-Reaction Purification Columns (Sigma), and the base sequence was confirmed using ABI Prism 310 (Applied Biosystems).

(変異γPKC−GFP cDNAの発現ベクターpcDNA3へのサブクローニング)
シークエンスにより塩基配列の確認された、γPKC(S119P)、γPKC(G128D)をコードするプラスミドを、それぞれEcoRIおよびBgl II を用いて37℃で1時間反応させ、制限酵素処理を行い、アガロースゲルに泳動した。目的のバンドを切り出し、QIAquick Gel Extraction Kit(Qiagen社) を用いてDNA断片を30μlのAC水に溶出した。既に作製済みの野生型γPKC−GFP in pcDNA3を、Bgl IIおよびNot Iを用いて37℃で1時間反応させ、制限酵素処理を行いDNA断片を1と同様の方法で回収し、pcDNA3を制限酵素EcoRIおよびNot Iを用いて37℃で1時間制限酵素処理を行い、80℃で10分インキュベートすることにより、制限酵素を失活させた。上記で得られた2つのDNA断片を、pcDNA3のEcoRI/Not I siteへ挿入するため、Ligation kit ver.2 (Takara社)を用いて、16℃で2時間インキュベートすることでligationを行った。Ligation反応液組成を表5に示す。
(Subcloning of mutant γPKC-GFP cDNA into expression vector pcDNA3)
Plasmids encoding γPKC (S119P) and γPKC (G128D) whose nucleotide sequences were confirmed by sequencing were reacted at 37 ° C. for 1 hour using EcoRI and BglII, respectively, subjected to restriction enzyme treatment, and migrated to agarose gel did. The target band was cut out and the DNA fragment was eluted in 30 μl of AC water using QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen). Already prepared wild-type γPKC-GFP in pcDNA3 was reacted with Bgl II and Not I at 37 ° C. for 1 hour, treated with restriction enzyme, and the DNA fragment was recovered in the same manner as in 1, and pcDNA3 was recovered as restriction enzyme. The restriction enzyme was inactivated by treating with EcoRI and Not I at 37 ° C. for 1 hour and incubating at 80 ° C. for 10 minutes. In order to insert the two DNA fragments obtained above into EcoRI / Not I site of pcDNA3, Ligation kit ver. 2 (Takara) was used for ligation by incubating at 16 ° C. for 2 hours. Table 5 shows the composition of the Ligation reaction solution.


(大腸菌への形質導入)
コンピテントセルDH5αを氷上で融解させ、ligation終了後のチューブに、
コンピテントセルを100μl/tube加え、混和し、氷上で30分間インキュベートした。さらにブロックインキュベーターにて42℃、45秒間heat shockを加え、氷上で3分インキュベートし、SOC培地(20.0g Bacto−tryptone, 5.0g Bact−yeat extract, 2.0ml 5M NaCl, 1.25ml 2M KCl / total 970mlに別の試薬瓶でオートクレーブした2M Mg2+液(1M MgSO・7 HO+1M MgCl・6
O)を10mlと、フィルター滅菌した1M glucose液を20ml加えた)を900μl/tube加え、37℃で30〜60分バイオシェーカーで振とう培養させた。3000rpmで5分間遠心、上清のうち880μlを捨て、残りの液で菌を懸濁し、アンピシリン含有(50mg/l)寒天LB培地に植菌して37℃で一晩培養した。IIIと同様の方法により変異γPKC−GFPをコードするcDNAを含むプラスミドを単離・確認した。
(Transduction into E. coli)
Thaw the competent cell DH5α on ice and place it in the tube after ligation.
Competent cells were added at 100 μl / tube, mixed and incubated on ice for 30 minutes. Further, heat shock was added at 42 ° C. for 45 seconds in a block incubator, and the mixture was incubated on ice for 3 minutes, and then SOC medium (20.0 g Bact-tryptone, 5.0 g Bact-yeat extract, 2.0 ml 5 M NaCl, 1.25 ml 2 M) 2M Mg 2+ solution (1M MgSO 4 · 7 H 2 O + 1M MgCl 2 · 6) autoclaved in a separate reagent bottle in 970 ml of KCl / total
900 μl / tube of 10 ml of H 2 O) and 20 ml of filter-sterilized 1M glucose solution was added, and the mixture was cultured with shaking on a bioshaker at 37 ° C. for 30 to 60 minutes. Centrifugation was carried out at 3000 rpm for 5 minutes, 880 μl of the supernatant was discarded, and the bacteria were suspended in the remaining liquid, inoculated into ampicillin-containing (50 mg / l) agar LB medium and cultured at 37 ° C. overnight. A plasmid containing cDNA encoding the mutant γPKC-GFP was isolated and confirmed by the same method as in III.

(プラスミドの大量精製)
目的のcDNA(γPKC(S119P)−GFP、γPKC(G128D)−GFP)を含むプラスミドが形質導入された大腸菌をマスタープレートから250mlの アンピシリン含有(50mg/l)液体LB培地に植菌し、37℃で16時間以上振とう培養した。Genopure Plasmid Maxi Kit(Roche)を用いてプラスミドの精製を行った。抽出したプラスミドを適当量取り、制限酵素処理およびサイクルシークエンスを行うことにより、γPKC(S119P)−GFP、γPKC(G128D)−GFP cDNAを含むプラスミドであると同定した。
(Plasma mass purification)
E. coli transduced with plasmids containing the target cDNA (γPKC (S119P) -GFP, γPKC (G128D) -GFP) was inoculated from a master plate into 250 ml of ampicillin-containing (50 mg / l) liquid LB medium, And cultured for 16 hours or more. Purification of the plasmid was performed using Genopure Plasmid Maxi Kit (Roche). An appropriate amount of the extracted plasmid was taken and subjected to restriction enzyme treatment and cycle sequencing to identify a plasmid containing γPKC (S119P) -GFP and γPKC (G128D) -GFP cDNA.

(変異γPKC−GFP遺伝子を持つCHO細胞株の樹立)
変異γPKC−GFP発現CHO細胞株の樹立にはmifepristoneを用いて遺伝子発現を誘導するGeneSwithch system(Invitrogen社)を用いた。このシステムの概要を図4に示す。
(Establishment of a CHO cell line having a mutant γPKC-GFP gene)
Gene Switch system (Invitrogen), which induces gene expression using mipripristone, was used to establish a mutant γPKC-GFP-expressing CHO cell line. An outline of this system is shown in FIG.

図4に示すように、GeneSwitch Systemは、誘導薬物mifepristoneの存在時のみに目的遺伝子を発現させるシステムであり、細胞障害性のあるタンパク質などを任意の時期に発現させることができるシステムである。これを用いて、以下に記した方法により、細胞障害性のあると考えられるγPKC(S119P)−GFP、γPKC(G128D)−GFPの遺伝子を安定的に保持するGeneSwitch CHOを作製した。   As shown in FIG. 4, GeneSwitch System is a system that allows a target gene to be expressed only in the presence of an inducing drug mifepristone, and is a system that can express a cytotoxic protein or the like at any time. Using this, GeneSwitch CHO, which stably holds the genes of γPKC (S119P) -GFP and γPKC (G128D) -GFP, which are considered to be cytotoxic, was prepared by the method described below.

(pGene/V5−His Aへの変異γPKC−GFP cDNAのサブクローニング)
γPKC(S119P)−GFP in pcDNA3、γPKC(G128D)−GFP in pcDNA3をそれぞれHind III / Xba Iを用いて制限酵素処理を行い、DNA断片を回収した。pGene/V5−His A(図5)を、Hind III / Spe Iを用いて切断し、1で得たDNA断片とligationした。DH5αへligation産物を形質導入し、アンピシリン含有(50mg/l)寒天LB培地に植菌し、37℃で一晩培養した。上記IIIと同様の方法により、変異γPKC−GFPを含むpGene/V5−His Aを精製・単離した。上記Vと同様の方法により、変異γPKC−GFPを含むpGene/V5−His Aを大量精製した。
(Subcloning of mutant γPKC-GFP cDNA into pGene / V5-His A)
γPKC (S119P) -GFP in pcDNA3 and γPKC (G128D) -GFP in pcDNA3 were subjected to restriction enzyme treatment using Hind III / Xba I, respectively, and DNA fragments were recovered. pGene / V5-His A (FIG. 5) was cleaved with Hind III / Spe I and ligated with the DNA fragment obtained in 1. The ligation product was transduced into DH5α, inoculated into ampicillin-containing (50 mg / l) agar LB medium, and cultured overnight at 37 ° C. PGene / V5-His A containing mutant γPKC-GFP was purified and isolated by the same method as in III above. A large amount of pGene / V5-His A containing mutant γPKC-GFP was purified by the same method as in V above.

(安定的に変異γPKC−GFP遺伝子を持つGeneSwitch CHOの作製)
GeneSwitch CHO細胞(pSwitch(図5)をすでに安定的に組み込んであるCHO細胞、Invitrogen社より購入)を2×10 cells/dishで6ch dish 3枚に播種した。野生型(WT)γPKC−GFP、γPK
C(S119P)−GFP、γPKC(G128D)−GFP をそれぞれサブクローニングしたpGene/V5−Hisの3種のプラスミドを、FuGene6 Transfection Reagent(Roche Diagnostics社)を用いて5μg/dishで6ch dish へlipofectionし、Hygromycin(100μg/ml)入りのF−12培地にて培養した。
(Production of GeneSwitch CHO having a stably mutated γPKC-GFP gene)
GeneSwitch CHO cells (CHO cells in which pSwitch (FIG. 5) has already been stably incorporated, purchased from Invitrogen) were seeded in 2 × 10 5 cells / dish on 3 6ch dishes. Wild type (WT) γPKC-GFP, γPK
Three plasmids of pGene / V5-His obtained by subcloning C (S119P) -GFP and γPKC (G128D) -GFP, respectively, were prepared using FuGene6 Transfection Reagent (Roche Diagnostics) at 6 μg / dishes for 6 ch. The cells were cultured in F-12 medium containing Hygromycin (100 μg / ml).

(リポフェクション法による培養細胞内への遺伝子導入)
細胞を6cm dishへ用意し、1.5mlエッペンチューブに10μlのFuGene6 Transfection Reagentを入れ、そこへ無血清培地を500μl加えた。プラスミド液5μg分を上記液に加え、Vortex、遠心し、室温で10分間インキュベートし、上記6cm dishへ上記リポフェクション液を添加し、37℃インキュベーター中で培養した。
翌日、Zeocin (240μg/ml)/Hygromycin (100μg/ml)入りのF−12培地に交換し、6cm dishにconfluentになった時点で細胞を回収し、10mlの培養液に浮遊させた。単一細胞由来のコロニーを得るために、3枚の10cm dishへ1μl(1/10000)、2μl(1/5000)、10μl(1/1000)ずつまき、Zeocin/Hygromycin入りのF−12培地にて培養した。コロニーの形成を確認後、顕微鏡下でそれぞれのコロニーから細胞をマイクロピペットで回収し、あらかじめ1mlの培地(Zeocin/Hygromycin入り)を入れておいた24プレートに移植し培養した。細胞が増殖したら、各ウェルの細胞をトリプシンではがし、一部を別の24ウェルプレートあるいは6cm dishに移して、誘導薬物mifepristone (10nM)存在下で培養した。数日後、6で発現誘導をかけた細胞を蛍光顕微鏡での観察あるいはWestern blotting解析を行い、γPKC−GFPの発現の見られるクローンを選び出し、選出したクローンの細胞を3.5cm dishガラスボトムディッシュに播種し、10nM mifepriston存在下、あるいは非存在下で3日間培養した。3日後に細胞を共焦点レーザー顕微鏡で観察し、Mifepristone存在時のみにγPKC−GFPが全ての細胞で発現するクローンを、γPKC−GFP遺伝子を安定的に持つCHO細胞株とした。
(Gene transfer into cultured cells by lipofection method)
Cells were prepared in a 6 cm dish, and 10 μl of FuGene6 Transfection Reagent was placed in a 1.5 ml Eppendorf tube, and 500 μl of serum-free medium was added thereto. 5 μg of the plasmid solution was added to the above solution, vortexed, centrifuged, incubated at room temperature for 10 minutes, the lipofection solution was added to the 6 cm dish, and cultured in a 37 ° C. incubator.
On the next day, the medium was replaced with F-12 medium containing Zeocin (240 μg / ml) / Hygromycin (100 μg / ml), and the cells were collected when they became confluent at 6 cm dish and suspended in 10 ml of culture medium. In order to obtain colonies derived from a single cell, 1 μl (1/10000), 2 μl (1/5000), and 10 μl (1/1000) are poured into three 10 cm dishes in an F-12 medium containing Zeocin / Hygromycin. And cultured. After confirming the formation of colonies, cells were collected from each colony with a micropipette under a microscope, and transplanted to 24 plates in which 1 ml of medium (with Zeocin / Hygromycin) had been put in advance and cultured. When the cells grew, the cells in each well were removed with trypsin, a part was transferred to another 24 well plate or 6 cm dish, and cultured in the presence of the induction drug mifpristone (10 nM). Several days later, the cells in which expression was induced in 6 were observed with a fluorescence microscope or Western blotting analysis to select clones in which γPKC-GFP expression was observed, and the cells of the selected clones were placed in a 3.5 cm dish glass bottom dish. Inoculated and cultured for 3 days in the presence or absence of 10 nM mifpriston. Three days later, the cells were observed with a confocal laser microscope, and a clone in which γPKC-GFP was expressed in all cells only when Mifepristone was present was defined as a CHO cell line stably having the γPKC-GFP gene.

(GeneSwitch CHO細胞における変異γPKC−GFPの凝集体形成に対するtrehaloseの効果の検討)
上記で樹立したGeneSwitch CHO細胞株を3×10cells/1mlで培地中に懸濁し、3.5cmガラスボトムディッシュに播種し。細胞接着後、最終濃度10nMのmifepristoneを処置し、6日間培養を行った。これにより、γPKC−GFPの発現が誘導され、変異γPKC−GFPの凝集体形成が観察された。その後Mifepristoneと同時に最終濃度0.1mM、0.5mM、1mMのtrehalose処置を行い、6日間培養を行った。変異γPKC−GFPの凝集体形成に対し、trehaloseがどのような影響を及ぼすかを、共焦点レーザー顕微鏡を用いて細胞を観察し検討した。凝集細胞/発現細胞の割合とχ二乗検定の結果を表6に示す。
(Examination of effect of trehalose on aggregate formation of mutant γPKC-GFP in GeneSwitch CHO cells)
The GeneSwitch CHO cell line established above is suspended in the medium at 3 × 10 4 cells / 1 ml and seeded on a 3.5 cm glass bottom dish. After cell adhesion, mifpristone with a final concentration of 10 nM was treated and cultured for 6 days. Thereby, expression of γPKC-GFP was induced, and aggregate formation of mutant γPKC-GFP was observed. Thereafter, trehalose treatment was carried out at a final concentration of 0.1 mM, 0.5 mM, and 1 mM simultaneously with Mifepristone, followed by culturing for 6 days. The effect of trehalose on the formation of mutant γPKC-GFP aggregates was examined by observing cells using a confocal laser microscope. Table 6 shows the ratio of aggregated cells / expressing cells and the result of chi-square test.


・ p<0.01
S119PおよびG128DともにTreharose0.1mMで凝集形成が有意に抑制された。S119PにおいてはTreharose0.5mMにおいても効果が見られた。
・ P <0.01
In both S119P and G128D, aggregation was significantly suppressed with Trehalose 0.1 mM. In S119P, an effect was also observed at Trehalose 0.5 mM.

(実施例2:組換えアデノウイルスベクターの作製)
アデノウイルスベクターによるγPKC−GFPの遺伝子導入は発現誘導可能なテトラサイクリン(Tet)制御システムを用いて行った(図10)。このシステムを用いることにより、テトラサイクリン添加により発現を抑制することができるため、一過性の遺伝子発現誘導が可能となる[33]。アデノウイルスベクターの作製はAdEasy Adenivirus Vector System(Stratagene社)を用いて、TetOpプロモーターの下流でWT γPKC−GFP、γPKC(S119P)−GFP、γPKC(G128D)−GFP を発現させるアデノウイルスベクター(Ad−TetOp−γPKC−GFP)の作製を行った。それをCMVプロモーターの下流でtetracycline transactivator
(tTA)を発現させるアデノウイルスベクターと共感染させることで、γPKC−GFPを培養細胞に発現させた(図11)。
(Example 2: Production of recombinant adenovirus vector)
Gene transfer of γPKC-GFP by an adenovirus vector was performed using a tetracycline (Tet) control system that can induce expression (FIG. 10). By using this system, expression can be suppressed by the addition of tetracycline, so that transient gene expression can be induced [33]. An adenovirus vector is prepared using AdEasy Adenirus Vector System (Stratagene), and adenovirus vector (d) expressing WT γPKC-GFP, γPKC (S119P) -GFP, γPKC (G128D) -GFP downstream of the TetOp promoter. TetOp-γPKC-GFP) was prepared. It is a tetracycle transactivator downstream of the CMV promoter.
By co-infection with an adenoviral vector that expresses (tTA), γPKC-GFP was expressed in cultured cells (FIG. 11).

TetOp minimal promotorは、tetracycline transactivator(tTA)が結合することにより下流の目的遺伝子を発現させることができる。その際、tetracyclineが存在すると、tTAはTetOp
minimal promotorに結合できなくなり、目的遺伝子の発現が妨げられる。よって、tetracyclineにより遺伝子発現制御が可能となる。
The TetOp minimal promoter can express a downstream target gene by binding to a tetracycline transactivator (tTA). At this time, if tetracycline exists, tTA is TetOp.
It becomes impossible to bind to the minimal promoter, preventing the expression of the target gene. Therefore, gene expression can be controlled by tetracycline.

(pShuttleベクターへのγPKC−GFPの組み込み)
TetOp promoter−pShuttleベクターには、poly
A signalがないため、WT γPKC−GFP、γPKC(S119P)−GFP、γPKC(G128D)−GFPが発現ベクターpcDNA3に組み込まれたプラスミドを鋳型とし、polyA signalとγPKC−GFPを含む断片をPCR反応により増幅させた。
(Incorporation of γPKC-GFP into pShuttle vector)
The TetOp promoter-pShuttle vector contains poly
Since there is no A signal, WT γPKC-GFP, γPKC (S119P) -GFP, and γPKC (G128D) -GFP are incorporated into the expression vector pcDNA3 as a template, and a fragment containing polyA signal and γPKC-GFP is subjected to PCR reaction. Amplified.

PCR反応液の組成を表6に示す。   Table 6 shows the composition of the PCR reaction solution.


PCR反応条件を表7に示す。   Table 7 shows the PCR reaction conditions.


プライマーの配列は以下の通りである。   Primer sequences are as follows.

PKC−EcoRI−forward primer GAATTCGCC
ATGGCTGGTCTG
cDNA3−polyA−reverse primer ATCCCCAG
CATGCCTGCTATT
PCR産物25μlにローディングバッファーを適当量加え、1%アガロー
スゲルを用いて電気泳動し、QIAquick Gel Extraction Kitを用いて3000b.p.のバンドをゲルから回収した。その際DNA断片は100μlAC水に溶出させた。
PKC-EcoRI-forward primer GAATTCGCC
ATGGCTGGTCTG
cDNA3-polyA-reverse primer ATCCCCAG
CATGCCCTGCCTATT
An appropriate amount of loading buffer is added to 25 μl of PCR product, electrophoresed using 1% agarose gel, and 3000 b. Using QIAquick Gel Extraction Kit. p. Were recovered from the gel. At that time, the DNA fragment was eluted in 100 μl AC water.

(エタノール沈殿)
AC水100μlに溶出させたDNAと10μlの2.5M 酢酸ナトリウム、250μlの100%エタノールを混和し、15,000rpmで10分遠心分離し、上清をピペットで吸引し、70%エタノール100μlを加え、さらに1分遠心し、上清をピペットで吸引した。DNA Kination kit (TOYOBO社) を用いてγPKC−GFP−polyA断片の両端をリン酸化し、75μlのDenaturation bufferに溶かし、90℃で2分インキュベートし、さらに氷上で2分インキュベートし、急速に冷却して、表8に示す液を加え、混和し、37℃で1時間インキュベートした。
(Ethanol precipitation)
Mix DNA eluted in 100 μl of AC water with 10 μl of 2.5 M sodium acetate and 250 μl of 100% ethanol, centrifuge at 15,000 rpm for 10 minutes, aspirate the supernatant with a pipette, add 100 μl of 70% ethanol The mixture was further centrifuged for 1 minute, and the supernatant was aspirated with a pipette. Both ends of the γPKC-GFP-polyA fragment were phosphorylated using DNA Kination kit (TOYOBO), dissolved in 75 μl of Denaturation buffer, incubated at 90 ° C. for 2 minutes, further incubated on ice for 2 minutes, rapidly cooled. Then, the solutions shown in Table 8 were added, mixed, and incubated at 37 ° C. for 1 hour.


QIAquick PCR Purification Kit(Qiagen社)を用いてDNA断片を回収し、30μlのAC水へ溶出させた。上記で得られたPCR断片は平滑末端であるため、それを組み込むためのベクターも平滑末端にする必要がある。そのために、TetOp promoter−pShuttleを制限酵素Hind IIIで切断した後、DNA blunting kit(Takara社)を用いて、制限酵素切断片の平滑化を行った。TetOp promoter−pShuttle Hind III切断産物をQIAquick PCR Purification kitで精製し、上記で示したエタノール沈殿を行い、8μlのAC水に溶かし、1μlの10×blunting bufferを加え、70℃で5分インキュベートし、さらに1μlのT4 DNA polymeraseを添加し、37℃で5分インキュベートし、V
ortexして酵素を失活させた後、直ちにQIAquick PCR Purification kitで精製し、44μlのAC水に溶出した。Ligation時のself ligationを抑制するため、calf intestine alkaline phosphatase (CIAP、GE Healthcare Bioscience社)を用いて脱リン酸化を行った。44 μlで溶出したblunting産物に、1μlのCIAPと5μlのOne−Phor−All PLUS bufferを加えて、37℃で30分インキュベートし、さらに、1μlのCIAPを加え、55℃で1時間インキュベートした。1%アガロースゲルに泳動し、約7000b.p.のバンドをゲルから切り出した。QIAquick Gel Extraction Kitを用いてDNA断片を回収し、30μlのAC水へ溶出した。γPKC−GFP−polyA断片とTetOp promoter−pShuttleを上記と同様の手順でligationした。Ligation終了後、DH5αコンピテントセルへトランスフォームし、カナマイシン含有(30mg/l))寒天LB培地に植菌し、37℃で一晩培養した。その後、2mlのカナマイシン含有(30mg/l)液体LB培地に、LBプレートからコロニーを植菌し、37℃でバイオシェーカーにより振とうさせた。植菌の際にカナマイシン含有(50mg/l)寒天LB培地にも植菌し、マスタープレートとした。上記と同様の方法により、γPKC−GFP cDNAを含むTetOp promoter−pShuttle(TetOp−γPKC−GFP in pShuttle)を精製・単離した。PCRにより増幅したγPKC−GFP cDNAの遺伝子配列は上記と同様にサイクルシークエンス法により確認した。上述と同様の方法により、TetOp−γPKC−GFP in pShuttleを大量精製した。
The DNA fragment was recovered using QIAquick PCR Purification Kit (Qiagen) and eluted in 30 μl of AC water. Since the PCR fragment obtained above has a blunt end, the vector for incorporating it must also have a blunt end. For this purpose, TetOp promoter-pShuttle was cleaved with the restriction enzyme Hind III, and then the restriction enzyme fragment was blunted using a DNA blunting kit (Takara). TetOp promoter-pShuttle Hind III cleavage product was purified with QIAquick PCR Purification kit, ethanol precipitation as shown above was performed, dissolved in 8 μl AC water, 1 μl 10 × blunting buffer was added, and incubated at 70 ° C. for 5 minutes, Add 1 μl of T4 DNA polymerase and incubate at 37 ° C. for 5 minutes.
After inactivating the enzyme by ortexing, it was immediately purified with the QIAquick PCR Purification kit and eluted in 44 μl of AC water. In order to suppress self ligation at the time of ligation, dephosphorylation was performed using cal intestine alkali phosphatase (CIAP, GE Healthcare Bioscience). To the blunting product eluted with 44 μl, 1 μl of CIAP and 5 μl of One-Phor-All PLUS buffer were added and incubated at 37 ° C. for 30 minutes, and further 1 μl of CIAP was added and incubated at 55 ° C. for 1 hour. Run on a 1% agarose gel, about 7000b. p. Were cut from the gel. The DNA fragment was recovered using QIAquick Gel Extraction Kit and eluted into 30 μl of AC water. The γPKC-GFP-polyA fragment and TetOp promoter-pShuttle were ligated in the same procedure as above. After completion of ligation, the cells were transformed into DH5α competent cells, inoculated into kanamycin-containing (30 mg / l) agar LB medium, and cultured at 37 ° C. overnight. Thereafter, 2 ml of kanamycin-containing (30 mg / l) liquid LB medium was inoculated with colonies from the LB plate and shaken at 37 ° C. with a bioshaker. At the time of inoculation, a kanamycin-containing (50 mg / l) agar LB medium was also inoculated to form a master plate. TetOp promoter-pShuttle (TetOp-γPKC-GFP in pShuttle) containing γPKC-GFP cDNA was purified and isolated by the same method as described above. The gene sequence of γPKC-GFP cDNA amplified by PCR was confirmed by the cycle sequencing method as described above. A large amount of TetOp-γPKC-GFP in pShuttle was purified by the same method as described above.

(大腸菌内での組換えアデノウイルスプラスミドの作製)
WT γPKC−GFP、γPKC(S119P)−GFP、γPKC(G128D)−GFP を組み込んだシャトルベクター(TetOp−γPKC−GFP in pShuttle)をPme Iにより切断し、直鎖化した。1%(w/v)アガロースゲルで40分程度電気泳動した後、ゲルからバンドのやや上方を切り出した。QIAquick Gel Extraction Kitを用いて直鎖化したプラスミドDNAを精製し、30μlのAC水へ溶出させた。アデノウイルスバックボーンベクター(pAdEasy−1)を1μg/μlになるようAC水1μlに懸濁し、1で精製したプラスミドDNAを15μg加え、混和した。
(Preparation of recombinant adenovirus plasmid in E. coli)
A shuttle vector (TetOp-γPKC-GFP in pShuttle) incorporating WTγPKC-GFP, γPKC (S119P) -GFP, and γPKC (G128D) -GFP was cleaved with PmeI and linearized. After electrophoresis on a 1% (w / v) agarose gel for about 40 minutes, the band was cut out slightly above the gel. The linearized plasmid DNA was purified using QIAquick Gel Extraction Kit and eluted into 30 μl of AC water. Adenovirus backbone vector (pAdEasy-1) was suspended in 1 μl of AC water to 1 μg / μl, and 15 μg of plasmid DNA purified in 1 was added and mixed.

さらに氷上で融解した大腸菌BJ5183 (エレクトロポレーション用に調整したコンピテントセル) を20μl加え、2.0mmキュベットに移した。2500V、200Ω、25μFDの条件下でGene Pulser(Bio−Rad社)を用いてエレクトロポレーションし、シャトルベクターとアデノウイルスバックボーンベクターのco−transfectionを行った。これにより、大腸菌内で相同組換えが起こると、TetOp−γPKC−GFPを含むアデノウイルスプラスミド(TetOp−γPKC−GFP in pAdEasy 1)ができる。   Furthermore, 20 μl of E. coli BJ5183 (competent cell adjusted for electroporation) thawed on ice was added and transferred to a 2.0 mm cuvette. Electroporation was performed using Gene Pulser (Bio-Rad) under conditions of 2500 V, 200Ω, and 25 μFD, and co-translation of the shuttle vector and the adenovirus backbone vector was performed. Thereby, when homologous recombination occurs in E. coli, an adenovirus plasmid containing TetOp-γPKC-GFP (TetOp-γPKC-GFP in pAdEasy 1) is produced.

エレクトロポレーション後、キュベットに500μlのLB培地を加え、1.5mlエッペンチューブへ移し、37℃で1時間程度振とうさせた。3000rpmで5分遠心。   After electroporation, 500 μl of LB medium was added to the cuvette, transferred to a 1.5 ml Eppendorf tube, and shaken at 37 ° C. for about 1 hour. Centrifuge for 5 minutes at 3000 rpm.

上清450μlを捨て、残りをカナマイシン含有(60mg/l))寒天LB培地に植菌し、37℃で16時間以上培養した。翌日数個のコロニーをカナマイシン入りのLB培地2mlに植菌し、12〜16時間振とうさせ、miniprep法でプラスミドを精製した。   The supernatant (450 μl) was discarded, and the remainder was inoculated into an agar LB medium containing kanamycin (60 mg / l) and cultured at 37 ° C. for 16 hours or more. The next day several colonies were inoculated into 2 ml of LB medium containing kanamycin, shaken for 12 to 16 hours, and the plasmid was purified by the miniprep method.

電気泳動により、スーパーコイル状態でのプラスミドのサイズ(35kb)及びPac
Iによる切断パターン(20kb以上と3.5kb(あるいは4kb))を調べ、それ
らを参考にシャトルベクターとアデノウイルスバックボーンベクターの相同組換えが起こり、TetOp−γPKC−GFP in pAdEasy 1ができたことを確認した。
The size of the plasmid in the supercoiled state (35 kb) and Pac by electrophoresis
The cleavage pattern by I (20 kb or more and 3.5 kb (or 4 kb)) was examined, and referring to them, homologous recombination of shuttle vector and adenovirus backbone vector occurred, and TetOp-γPKC-GFP in pAdEasy 1 was completed. confirmed.

相同組換えの起こったクローン10μlをDH5α コンピテントセル100μlにトランスフォームし、カナマイシン含有(30mg/l))寒天LB培地に植菌し、37℃で12〜16時間培養した。翌日コロニーを拾ってカナマイシン入りのLB培地2ml中で12〜16時間振とうさせ、miniprep法でプラスミドを精製した。   10 μl of clones in which homologous recombination occurred were transformed into 100 μl of DH5α competent cells, inoculated into kanamycin-containing (30 mg / l) agar LB medium, and cultured at 37 ° C. for 12 to 16 hours. The next day, colonies were picked up and shaken in 2 ml of LB medium containing kanamycin for 12 to 16 hours, and the plasmid was purified by the miniprep method.

抽出したプラスミドをPacIで処理し、TetOp−γPKC−GFP in pAdEasy 1であることを確認した。上記と同様の方法により、TetOp−γPKC−GFP in pAdEasy 1を大量精製した。   The extracted plasmid was treated with PacI and confirmed to be TetOp-γPKC-GFP in pAdEasy 1. A large amount of TetOp-γPKC-GFP in pAdEasy 1 was purified by the same method as above.

サイクルシークエンス法により、TetOp−γPKC−GFP in pAdEasy 1中のγPKC(WT、S119P、G128D)の配列が正しいことを確認した(図10)。   The sequence of γPKC (WT, S119P, G128D) in TetOp-γPKC-GFP in pAdEasy 1 was confirmed by cycle sequencing (FIG. 10).

(マウス小脳初代培養プルキンエ細胞におけるγPKC−GFPの蛍光観察)
(生細胞の観察)
DIV28にマウス小脳初代培養細胞のγPKC−GFP蛍光を蛍光顕微鏡で観察し、野生型及び変異γPKC−GFPを発現するプルキンエ細胞中にγPKC−GFPの凝集体が見られる細胞が何個あるかを計数した。共焦点レーザー顕微鏡(LSM510META、Carl Zeiss社)を用いて、プルキンエ細胞のGFP蛍光画像を取り込んだ。GFP蛍光は488nmアルゴンレーザーで励起させ、505−535nm band
pass filterを用いて検出した。プルキンエ細胞は厚みがあるため、1つのプルキンエ細胞に対し、10〜30枚のZ軸連続画像を取り込み、LSM510METAソフトウェアを用いて、Z軸連続画像の重ね合わせ画像を作製した。GFP蛍光の分布を指標として、γPKC−GFP発現プルキンエ細胞の表面積を画像解析ソフトImage−Pro Plus 5.1J(Media Cybernetics社)を用いて計測した。
(Fluorescence observation of γPKC-GFP in mouse primary cerebellum cultured Purkinje cells)
(Observation of living cells)
DIV28 observes γPKC-GFP fluorescence of primary cultured cells of mouse cerebellum with a fluorescence microscope, and counts the number of cells where γPKC-GFP aggregates are found in Purkinje cells expressing wild type and mutant γPKC-GFP. did. A confocal laser microscope (LSM510META, Carl Zeiss) was used to capture GFP fluorescence images of Purkinje cells. GFP fluorescence was excited with a 488 nm argon laser and 505-535 nm band
Detection was performed using a pass filter. Since Purkinje cells are thick, 10 to 30 Z-axis continuous images were taken into one Purkinje cell, and an overlay image of the Z-axis continuous images was created using LSM510META software. Using the distribution of GFP fluorescence as an index, the surface area of γPKC-GFP-expressing Purkinje cells was measured using image analysis software Image-Pro Plus 5.1J (Media Cybernetics).

(生細胞におけるγPKC−GFPの刺激誘発トランスロケーション観察) DIV28にマウス小脳初代培養細胞の培地をHEPES buffer(NaCl
165mM , KCl 5mM , CaCl1mM , MgCl1mM
, HEPES 5mM , Glucose 10mM pH7.4)950μLに置換した。
(Stimulation-induced translocation observation of γPKC-GFP in living cells) A medium of primary cultured cells of mouse cerebellum was added to DIV28 as HEPES buffer (NaCl
165 mM, KCl 5 mM, CaCl 2 1 mM, MgCl 2 1 mM
, HEPES 5 mM, Glucose 10 mM pH 7.4) 950 μL.

最終濃度の20倍に調製した刺激薬物を50μL添加し、γPKC−GFPの刺激を行った。刺激誘発γPKC−GFPのトランスロケーションの観察は、刺激前後のGFP蛍光を共焦点レーザー顕微鏡を用いて一定時間毎の連続画像を取り込むことにより行った。野生型と変異γPKC−GFPとの間でトランスロケーションに違いが見られるかを検討した。     50 μL of stimulating drug prepared to 20 times the final concentration was added to stimulate γPKC-GFP. Observation of stimulation-induced γPKC-GFP translocation was performed by capturing continuous images of GFP fluorescence before and after stimulation using a confocal laser microscope. It was examined whether there was a difference in translocation between wild type and mutant γPKC-GFP.

50mM KCl + 50μMグルタミン酸刺激を与え、連続画像の取り込みは1秒間隔で行い、10分間の画像を取得した。   Stimulation with 50 mM KCl + 50 μM glutamate was performed, and continuous images were captured at 1-second intervals, and images for 10 minutes were acquired.

1μM TPA (12−O−tetradecanoylophorbo1−13−acetate)刺激を与え、連続画像の取り込みは30秒間隔で行い、30分間の画像を取得した。     Stimulation with 1 μM TPA (12-O-tetradecanoylphospho1-l3-acetate) was given, and continuous images were captured at 30-second intervals, and 30-minute images were acquired.

(生細胞におけるγPKC−GFPのFRAP解析)
FRAP(Fluorescence recovery after photobleaching)とは、蛍光タンパク質を発現した生細胞の一部に強い励起光を照射し、その部分の蛍光を退色させた(photobleaching)後、周囲から移動してきた蛍光タンパク質により退色部分の蛍光がどれくらいの速さで回復するかを解析する実験手法である(図12)。これにより、発現した蛍光タンパク質の細胞内での流動性を検討することができる(Meyvis et al., 1999)。
(FRAP analysis of γPKC-GFP in living cells)
FRAP (Fluorescence recovery after photobleaching) is a process of irradiating a part of a living cell expressing a fluorescent protein with strong excitation light, and fading off the fluorescence of the part (photobleaching), and then fading with a fluorescent protein that has moved from the surroundings. This is an experimental method for analyzing how quickly the fluorescence of the portion recovers (FIG. 12). Thereby, the fluidity | liquidity in the cell of the fluorescent protein expressed can be examined (Meyvis et al., 1999).

DIV28にマウス小脳初代培養細胞の培地をHEPES buffer 1mLに置換し、野生型及び変異γPKC−GFPを発現するプルキンエ細胞中で凝集体のない細胞のGFP蛍光画像を共焦点レーザー顕微鏡で取り込んだ。その細胞の細胞体の一部に強い励起光を連続照射して、その部分のGFP蛍光を退色させた。その後のGFP蛍光の変化を一定時間毎の連続画像を取り込むことにより観察した。   The medium of the mouse cerebellar primary culture cells was replaced with 1 mL of HEPES buffer in DIV28, and GFP fluorescence images of cells without aggregates in Purkinje cells expressing wild type and mutant γPKC-GFP were captured with a confocal laser microscope. A part of the cell body of the cell was continuously irradiated with strong excitation light, and the GFP fluorescence of the part was faded. Subsequent changes in GFP fluorescence were observed by taking successive images at regular intervals.

照射部分の蛍光強度の経時変化をLSM510METAソフトウェアにより解析し、野生型と変異γPKC−GFPの間で細胞内の流動性に違いが見られるかどうかを検討した。同一ディッシュ内細胞を用いて上記の手順を3回繰り返し、その平均を一回の実験結果とした。そして、この実験を3回行い、野生型及び変異型の蛍光回復を比較した。   The time-dependent change of the fluorescence intensity of the irradiated part was analyzed by LSM510 META software, and it was examined whether there was a difference in intracellular fluidity between the wild type and the mutant γPKC-GFP. The above procedure was repeated three times using cells in the same dish, and the average was taken as the result of one experiment. And this experiment was performed 3 times and the fluorescence recovery of the wild type and the mutant type was compared.

図1は、γPKCの遺伝子の構造とSCA14で発見された遺伝子変異である。FIG. 1 shows the gene structure of γPKC and the gene mutation found in SCA14. 図2は、CHO細胞に発現させた変異γPKC−GFPの観察結果である。野生型γPKC−GFPは細胞質に均質に分布している。変異γPKC(S119P)−GFPおよび変異γPKC(Q127R)−GFPの場合は細胞質に凝集体が観察される。下段の図は凝集体を形成する変異γPKCの過剰発現により細胞死が起こる。FIG. 2 is an observation result of mutant γPKC-GFP expressed in CHO cells. Wild type γPKC-GFP is uniformly distributed in the cytoplasm. In the case of mutant γPKC (S119P) -GFP and mutant γPKC (Q127R) -GFP, aggregates are observed in the cytoplasm. In the lower panel, cell death occurs due to overexpression of mutant γPKC forming an aggregate. 図3は変異γPKC−GFPを発現させることにより細胞死が引き起こされることを示す図である。S119P変異γPKC−GFPを発現させると野生型γPKC−GFPを発現させたときと比較して死細胞の割合が高くなる。FIG. 3 is a diagram showing that cell death is caused by expressing mutant γPKC-GFP. When S119P mutant γPKC-GFP is expressed, the proportion of dead cells is higher than when wild type γPKC-GFP is expressed. 図4は、GeneSwitchシステムの概要を示す。Mifepristoneが存在しないときはプラスミド1とプラスミド2は結合せずGeneSwitchタンパク質およびγPKC−GFPは殆ど発現されず、一方Mifepristoneが存在するときはそれを介してプラスミド1およびプラスミド2が2量体化し、GeneSwitchタンパク質およびγPKC−GFPの発現が増大する。FIG. 4 shows an overview of the GeneSwitch system. When Mifepristone is not present, plasmid 1 and plasmid 2 do not bind and GeneSwitch protein and γPKC-GFP are hardly expressed, whereas when Mifepristone is present, plasmid 1 and plasmid 2 dimerize through it, and GeneSwitch Increased expression of protein and γPKC-GFP. 図5は、GeneSwitchタンパク質のcDNAを組み込んだプラスミド1の構造、および変異γPKC−GFPのcDNAを組み込んだプラスミド2の構造である。FIG. 5 shows the structure of plasmid 1 incorporating the cDNA of GeneSwitch protein and the structure of plasmid 2 incorporating the cDNA of mutant γPKC-GFP. 図6は、野生型γPKC−GFP遺伝子を含有するCHO細胞が、Mifepristoneの存在下および非存在下で野生型γPKC−GFPの発現が異なることを示す。FIG. 6 shows that CHO cells containing the wild type γPKC-GFP gene differ in the expression of wildtype γPKC-GFP in the presence and absence of Mifepristone. 図7は、GeneSwitchシステムよる野生型γPKC−GFPおよび変異γPKC−GFPの発現を示す。野生型γPKC−GFPの場合は凝集を示さないが、変異型γPKC−GFPの場合は、凝集体を形成する。FIG. 7 shows the expression of wild-type γPKC-GFP and mutant γPKC-GFP by the GeneSwitch system. Wild type γPKC-GFP does not show aggregation, but mutant γPKC-GFP forms aggregates. 図8は、変異型γPKC−GFP(S119P)にトレハロース処理した場合の凝集体の形成の減少を示す。FIG. 8 shows a decrease in aggregate formation when mutant γPKC-GFP (S119P) is treated with trehalose. 図9は、変異型γPKC−GFP(G128D)にトレハロース処理した場合の凝集体の形成の減少を示す。FIG. 9 shows a decrease in aggregate formation when mutant γPKC-GFP (G128D) is treated with trehalose. 図10は、アデノウイルスベクターによるγPKC−GFPの遺伝子導入に用いた発現誘導可能なテトラサイクリン’Tet)制御システムを示す。FIG. 10 shows an expression-inducible tetracycline 'Tet) control system used for gene transfer of γPKC-GFP by an adenovirus vector. 図11は、アデノウイルスベクターによるSH−SY5Y細胞へのγPKC−GFPの発現と変異γPKC−GFPの凝集体形成を示す。FIG. 11 shows the expression of γPKC-GFP and the formation of aggregates of mutant γPKC-GFP in SH-SY5Y cells by an adenovirus vector. 図12は、FRAP解析の模式図(A)と退色部分の蛍光強度変化の例(B)を示す。A (a):Photobleaching前。(b):Photobleaching直後は照射部分の蛍光強度が著しく低下。(c):時間経過とともに周囲の蛍光タンパク質が照射部分に移動することで、蛍光回復。(d):しばらくすると、照射部分の蛍光が周囲と同じにまで回復する。FIG. 12 shows a schematic diagram (A) of FRAP analysis and an example (B) of a change in fluorescence intensity of a fading portion. A (a): Before photobleaching. (B): Immediately after Photobleaching, the fluorescence intensity of the irradiated part is significantly reduced. (C): Fluorescence recovery by moving the surrounding fluorescent protein to the irradiated part with time. (D): After a while, the fluorescence of the irradiated part recovers to the same as the surroundings.

B 流動性の高い蛍光タンパク質は励起光照射中もタンパク質が照射部分に素早く移
動し続けているため、photobleaching直後の蛍光強度の低下が弱く、その後の蛍光回復は早い。一方、流動性の低い蛍光タンパク質は細胞内をゆっくりとしか移動できないため、photobleaching直後の 蛍光強度は著しく低下し、その後の蛍光回復も遅い。
図13は、γPKC−GFP発現プルキンエ細胞中の凝集体が観察される細胞の割合(%)を示す。変異γPKC−GFPはプルキンエ細胞内で凝集体を形成しやすい。 図14は、γPKC−GFP発現プルキンエ細胞についてFRAP解析(退色部位の蛍光強度の経時変化、回復時間)の結果を示す。
B Since the highly fluid fluorescent protein continues to move rapidly to the irradiated part even during excitation light irradiation, the decrease in fluorescence intensity immediately after photobleaching is weak, and the subsequent fluorescence recovery is fast. On the other hand, a fluorescent protein with low fluidity can move only slowly in the cell, so that the fluorescence intensity immediately after photobleaching is significantly reduced and the subsequent fluorescence recovery is slow.
FIG. 13 shows the percentage (%) of cells in which aggregates are observed in γPKC-GFP-expressing Purkinje cells. Mutant γPKC-GFP tends to form aggregates in Purkinje cells. FIG. 14 shows the results of FRAP analysis (change in fluorescence intensity over time, recovery time) of γPKC-GFP-expressing Purkinje cells.

配列番号1は、変異γPKC−GFP(S119P)遺伝子の核酸配列である。   SEQ ID NO: 1 is the nucleic acid sequence of the mutant γPKC-GFP (S119P) gene.

配列番号2は、オワンクラゲの緑色蛍光タンパク質遺伝子の核酸配列である。   SEQ ID NO: 2 is the nucleic acid sequence of the green jellyfish green fluorescent protein gene.

配列番号3は、pGeneV5Hisの核酸配列である。   SEQ ID NO: 3 is the nucleic acid sequence of pGeneV5His.

配列番号4は、pSwitchの核酸配列である。
配列番号5は、tetracycline transactivator (tTA)の核酸配列である。
配列番号6は、tetracycline−operated promoter(TetOp promoter)の核酸配列である。
SEQ ID NO: 4 is the nucleic acid sequence of pSwitch.
SEQ ID NO: 5 is the nucleic acid sequence of tetracycline transactivator (tTA).
SEQ ID NO: 6 is the nucleic acid sequence of tetracycline-operated promoter (TetOp promoter).

Claims (12)

タンパク質蓄積による神経変性疾患と関連するタンパク質を発現させるベクターであって、
i)γPKC、Aβ、Tauタンパク質、ポリグルタミン、プレセリニン、α―シヌクレインおよびSOD1ならびにそれらの変異体からなる群より選択される1つのタンパク質またはその変異体をコードする遺伝子の核酸配列;
ii)GFPをコードする遺伝子の核酸配列および
111)GeneSwitchタンパク質およびTet制御システムからなる群より選択される、薬剤によりタンパク質発現を調節可能にする核酸配列を含むベクター。
A vector for expressing a protein associated with neurodegenerative diseases caused by protein accumulation,
i) a nucleic acid sequence of a gene encoding one protein selected from the group consisting of γPKC, Aβ, Tau protein, polyglutamine, preserinin, α-synuclein and SOD1 and variants thereof;
ii) a nucleic acid sequence of a gene encoding GFP and 111) a nucleic acid sequence selected from the group consisting of a GeneSwitch protein and a Tet control system that allows for the regulation of protein expression by an agent.
配列番号1で示される核酸配列および配列番号2で示される核酸配列および配列番号3で示される核酸配列および配列番号4で示される核酸配列を含むベクター。 A vector comprising the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 and the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 4. 配列番号1で示される核酸配列および配列番号2で示される核酸配列および配列番号5で示される核酸配列および配列番号6で示される核酸配列を含むベクター。 A vector comprising the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 6. 請求項2に記載のベクターを含む、細胞。 A cell comprising the vector according to claim 2. 請求項3に記載のベクターを含む、細胞。 A cell comprising the vector according to claim 3. タンパク質変性疾患治療薬物候補または神経変性疾患治療薬物候補をスクリーニングするための請求項1〜請求項3に記載のベクター。 The vector according to claim 1 for screening a drug-degenerative disease therapeutic drug candidate or a neurodegenerative disease therapeutic drug candidate. タンパク質変性疾患治療薬物候補または神経変性疾患治療薬物候補をスクリーニングするための請求項4または請求項5に記載の細胞。 6. The cell according to claim 4 or claim 5 for screening a protein degenerative disease therapeutic drug candidate or a neurodegenerative disease therapeutic drug candidate. 神経変性疾患がアルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、ポリグルタミン病、ピック病、筋萎縮性側索硬化症、脊髄小脳変性症、プリオン病からなる群より選択される、請求項1〜請求項3に記載のベクター。 The neurodegenerative disease is selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, polyglutamine disease, Pick's disease, amyotrophic lateral sclerosis, spinocerebellar degeneration, and prion disease. Vector. 神経変性疾患がアルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、ポリグルタミン病、ピック病、筋萎縮性側索硬化症、脊髄小脳変性症、プリオン病からなる群より選択される、請求項4、請求項5または請求項7に記載の細胞。 The neurodegenerative disease is selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, polyglutamine disease, Pick's disease, amyotrophic lateral sclerosis, spinocerebellar degeneration, and prion disease. Or the cell of Claim 7. 薬物によりタンパク質の発現を調節することを利用する、神経変性疾患治療薬物候補をスクリーニングするための請求項4、請求項5または請求項7に記載の細胞。 The cell according to claim 4, 5 or 7, for screening a drug candidate for treating a neurodegenerative disease, which utilizes regulation of protein expression by a drug. 請求項8に記載のベクターまたは請求項9に記載の細胞を含む、神経変性疾患治療薬物のスクリーニングキット。 A screening kit for a neurodegenerative disease therapeutic drug comprising the vector according to claim 8 or the cell according to claim 9. 請求項8に記載のベクターまたは請求項9に記載の細胞を利用する、神経変性疾患のスクリーニング方法。 A screening method for neurodegenerative diseases using the vector according to claim 8 or the cell according to claim 9.
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