JP2008522607A - Dickkopfs and materials and methods related to neurogenesis - Google Patents

Dickkopfs and materials and methods related to neurogenesis Download PDF

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Abstract

ドーパミン作動性ニューロンの発生を促進し、かつドーパミン作動性表現型を備えた神経細胞を作製するための方法。ドーパミン作動性神経細胞は、パーキンソン病のような神経変性疾患にかかった個体の治療に使用することができる。ドーパミン作動性細胞を個体の脳に移植し、かつ/またはドーパミン作動性神経の発生を個体の脳において誘導もしくは増強することができる。これらの方法は、細胞を、Dkkリガンド(例えば、Dkk1からDkk4までのいずれか1つ、もしくはシステインリッチドメインを含むその断片)またはDkk受容体(例えば、LRP5もしくはLRP6)により処理し、それにより、増殖、自己複製、生存および/またはドーパミン作動性の誘導、分化、生存もしくはニューロンのドーパミン作動性表現型の獲得を生じさせるかまたは高めることを含む。細胞をアストロサイトまたはグリア細胞と共培養しても、FGF増殖因子と接触させてもよい。ドーパミン作動性ニューロンは薬物/毒物学試験にも有用であり、また、標的の開発や薬物の発見にも有用でありうる。  A method for producing neurons that promote the development of dopaminergic neurons and have a dopaminergic phenotype. Dopaminergic neurons can be used to treat individuals with neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease. Dopaminergic cells can be transplanted into the individual's brain and / or the development of dopaminergic nerves can be induced or enhanced in the individual's brain. These methods treat cells with a Dkk ligand (eg, any one of Dkk1 to Dkk4, or a fragment thereof containing a cysteine-rich domain) or a Dkk receptor (eg, LRP5 or LRP6), thereby Inducing or enhancing proliferation, self-renewal, survival and / or induction of dopaminergic, differentiation, survival or acquisition of a neuron's dopaminergic phenotype. Cells may be co-cultured with astrocytes or glial cells or contacted with FGF growth factors. Dopaminergic neurons are useful for drug / toxicology testing and may also be useful for target development and drug discovery.

Description

本発明は、神経幹細胞または神経始原もしくは前駆細胞、あるいは他の幹細胞においてニューロン(神経細胞)の運命を誘導することに関する。本発明は、特定のニューロンの表現型を誘導しかつその誘導を高めること、特に中脳のドーパミン作動性ニューロンの表現型を誘導しかつその誘導を高めることに関する。   The present invention relates to inducing the fate of neurons (neural cells) in neural stem cells or neural progenitor or progenitor cells, or other stem cells. The present invention relates to inducing and enhancing the induction of specific neuronal phenotypes, and in particular to inducing and enhancing the phenotype of midbrain dopaminergic neurons.

パーキンソン病(PD)はごく一般的な神経変性障害であり、その病因は中脳のドーパミン作動性(dopaminergic:DA)ニューロンが選択的かつ進行的に減少することを特徴とする。ニューロン表現型の誘導を高めることは、パーキンソン病やその他の非常に消耗性の神経変性障害を治療できるという可能性がある。   Parkinson's disease (PD) is a very common neurodegenerative disorder characterized by selective and progressive reduction of midbrain dopaminergic (DA) neurons. Increasing the induction of the neuronal phenotype has the potential to treat Parkinson's disease and other highly debilitating neurodegenerative disorders.

以前には、ヒト胎児中脳組織がパーキンソン病患者に移植されて、プラスの結果が得られたが、本発明を利用する特定の細胞置換療法の開発により、このような以前のアプローチに伴う実際上および倫理上の問題点が克服される。特に、本発明は、胚組織または胎児性細胞を使用する必要性を低減または排除しつつ、移植用の細胞調製物の開発を可能にする。幹細胞は臍帯から得ることができるが、この臍帯は通常捨てられる組織である。もう一つの選択肢は成人の幹細胞を取得することであり、かかる細胞は、例えば骨髄、血液、皮膚、眼、嗅球または嗅上皮から得られる。   Previously, human fetal mesencephalic tissue was transplanted into Parkinson's disease patients with positive results, but the development of specific cell replacement therapies utilizing the present invention has led to the actuality associated with such previous approaches. Top and ethical issues are overcome. In particular, the present invention allows the development of cell preparations for transplantation while reducing or eliminating the need to use embryonic tissue or fetal cells. Stem cells can be obtained from the umbilical cord, which is usually discarded tissue. Another option is to obtain adult stem cells, which are obtained from, for example, bone marrow, blood, skin, eyes, olfactory bulb or olfactory epithelium.

特定のニューロン表現型の誘導には、遺伝的シグナルと後成的シグナルの両方の組込みが必要である。発生しつつある中脳では、ドーパミン作動性ニューロンの誘導にオーファン核内受容体Nurr1が必要であると報告されている (Zetterstroemら, 1997; Saucedo-Cardenas ら, 1998; Castilloら, 1998)。しかし、Nurr1の発現は神経幹細胞においてドーパミン作動性表現型を誘導するのに十分でない (Wagnerら, 1999)。   Induction of specific neuronal phenotypes requires the integration of both genetic and epigenetic signals. In the developing midbrain, it has been reported that the orphan nuclear receptor Nurr1 is required for induction of dopaminergic neurons (Zetterstroem et al., 1997; Saucedo-Cardenas et al., 1998; Castillo et al., 1998). However, Nurr1 expression is not sufficient to induce a dopaminergic phenotype in neural stem cells (Wagner et al., 1999).

本明細書に記載する知見は、Dickkopf (Dkk)リガンドおよび受容体が、腹側中脳の神経発生における増殖、自己複製、分化および運命決定に極めて重要な調節因子であることを示す。さらに、我々の結果は、中脳DAニューロンのin vitroでの大規模生産への、また、パーキンソン病のような神経変性疾患を治療する際の幹細胞置換ストラテジーの将来の実現への、道を開くものである (BjorklundおよびLindvall 2000; PriceおよびWilliams 2001; Arenas, 2002; RossiおよびCattaneo, 2002; Gottliebら, 2002)。   The findings described herein indicate that Dickkopf (Dkk) ligands and receptors are critical regulators of proliferation, self-renewal, differentiation and fate decisions in ventral midbrain neurogenesis. In addition, our results pave the way for large-scale production of midbrain DA neurons in vitro and the future realization of stem cell replacement strategies in treating neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease (Bjorklund and Lindvall 2000; Price and Williams 2001; Arenas, 2002; Rossi and Cattaneo, 2002; Gottlieb et al., 2002).

胚性幹細胞、神経幹細胞、および多能性幹細胞は、ニューロン、アストロサイト、稀突起神経膠細胞を含む神経細胞系統に分化する能力がある。さらに、幹細胞は、分離して増やした後、脳に移植するための起源材料として使用することができる (Snyder, E. Y.ら Cell 68, 33-51 (1992); Rosenthal, A. Neuron 20, 169-172 (1998); Bainら, 1995; Gage, F.H.ら Ann. Rev. Neurosci. 18, 159-192 (1995); Okabeら, 1996; Weiss, S.ら Trends Neurosci. 19, 387-393 (1996); Snyder, E. Y.ら Clin. Neurosci. 3, 310-316 (1996); Martinez-Serrano, A.ら Trends Neurosci. 20, 530-538 (1997); McKay, R. Science 276, 66-71 (1997); Deaconら, 1998; Studer, L.ら Nature Neurosci. 1, 290-295 (1998); BjorklundおよびLindvall 2000; Brustleら, 1999; Leeら, 2000; Shuldinerら, 2000および2001; Reubinoffら, 2000および2001; Tropepeら, 2001; Zhangら, 2001; PriceおよびWilliams 2001; Arenas 2002; Bjorklundら, 2002; RossiおよびCattaneo, 2002; Gottliebら, 2002)。   Embryonic stem cells, neural stem cells, and pluripotent stem cells are capable of differentiating into neural cell lineages, including neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. In addition, stem cells can be isolated and expanded and then used as a source material for transplantation into the brain (Snyder, EY et al. Cell 68, 33-51 (1992); Rosenthal, A. Neuron 20, 169- 172 (1998); Bain et al., 1995; Gage, FH et al. Ann. Rev. Neurosci. 18, 159-192 (1995); Okabe et al., 1996; Weiss, S. et al. Trends Neurosci. 19, 387-393 (1996) Snyder, EY et al. Clin. Neurosci. 3, 310-316 (1996); Martinez-Serrano, A. et al. Trends Neurosci. 20, 530-538 (1997); McKay, R. Science 276, 66-71 (1997) Deacon et al., 1998; Studer, L. et al. Nature Neurosci. 1, 290-295 (1998); Bjorklund and Lindvall 2000; Brustle et al., 1999; Lee et al., 2000; Shuldiner et al., 2000 and 2001; Reubinoff et al., 2000 and 2001; Tropepe et al., 2001; Zhang et al., 2001; Price and Williams 2001; Arenas 2002; Bjorklund et al., 2002; Rossi and Cattaneo, 2002; Gottlieb et al., 2002).

ほとんどの神経変性疾患はニューロン集団に影響を及ぼす。さらに、損傷の大部分は特定の神経化学的表現型をもつ細胞に起こる。例えば、ヒトのパーキンソン病では、主として失われる細胞型が中脳のドーパミン作動性ニューロンである。神経組織の移植を介した特定のニューロン集団の機能的置換は、神経変性疾患を処置するための魅力的な治療上の戦略となる (Rosenthal, A. Neuron 20, 169-172 (1998); Arenas E., Brain Res Bull. 57(6):795-808 (2002); Lindvall O., Pharmacol Res. 47(4):279-87 (2003); Bjoerklund A.ら, Lancet Neurol. 2(7):437-45 (2003))。もう一つの代替法は、再生、修復を促進するのに必要なシグナル、または幹細胞、始原もしくは前駆細胞の発生および/または補充を誘導するのに必要なシグナルを直接的に注入すること、または、こうした機能を調節する薬物を投与することであろう。   Most neurodegenerative diseases affect the neuronal population. In addition, most of the damage occurs in cells with a specific neurochemical phenotype. For example, in human Parkinson's disease, the predominantly lost cell type is midbrain dopaminergic neurons. Functional replacement of specific neuronal populations through transplantation of neural tissue represents an attractive therapeutic strategy for treating neurodegenerative diseases (Rosenthal, A. Neuron 20, 169-172 (1998); Arenas E., Brain Res Bull. 57 (6): 795-808 (2002); Lindvall O., Pharmacol Res. 47 (4): 279-87 (2003); Bjoerklund A. et al., Lancet Neurol. 2 (7) : 437-45 (2003)). Another alternative is to directly inject signals necessary to promote regeneration, repair, or to induce the development and / or recruitment of stem, progenitor or progenitor cells, or It would be to administer drugs that modulate these functions.

幹細胞/始原または前駆細胞は、それらを増やして特定のニューロン表現型をとるように指令することができるので、移植療法にとって理想的な物質である。これらの細胞は、移植のためにヒト胎児組織を使用することに関係する倫理上および実用上の問題を回避するであろう。   Stem / progenitor or progenitor cells are ideal materials for transplantation therapy because they can be augmented to command a specific neuronal phenotype. These cells will avoid ethical and practical problems associated with using human fetal tissue for transplantation.

幹細胞または始原もしくは前駆細胞において単一の特定のニューロン表現型を誘導することは、当てにならないことが分かっている。   It has been found that inducing a single specific neuronal phenotype in stem cells or progenitor or progenitor cells is not relevant.

本発明は、細胞におけるドーパミン作動性ニューロンの表現型の誘導を提供する。こうして、培養物または脳におけるDickkopfリガンド(例えば、Dickkopf-1、-2、-3または-4 (Dkks))および/またはDkk受容体(例えば、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)関連プロテイン-5または-6 (LRP5/6))のレベルを調節することによって、本発明は、ドーパミン作動性の前駆細胞、始原細胞もしくは幹細胞の増殖および/または自己複製の誘導または促進;および/またはドーパミン作動性ニューロン、前駆細胞、始原細胞もしくは幹細胞の生存、分化および成熟の促進;ドーパミン作動性ニューロンの生産量の増加;および/または幹細胞、始原細胞、前駆細胞もしくはニューロン細胞におけるドーパミン作動性ニューロン運命の誘導をin vitroまたはin vivoにおいて可能にする。   The present invention provides for the induction of dopaminergic neuronal phenotypes in cells. Thus, Dickkopf ligands (eg, Dickkopf-1, -2, -3 or -4 (Dkks)) and / or Dkk receptors (eg, low density lipoprotein receptor (LDLR) related protein-5 in culture or brain) Or -6 (LRP5 / 6)), the present invention allows the induction and promotion of dopaminergic progenitor, progenitor or stem cell proliferation and / or self-renewal; and / or dopaminergic Promote survival, differentiation and maturation of neurons, progenitor cells, progenitor cells or stem cells; increase production of dopaminergic neurons; and / or induce dopaminergic neuron fate in stem cells, progenitor cells, progenitor cells or neuronal cells Allows in vitro or in vivo.

本発明の態様または実施形態はいずれも、幹細胞、始原細胞、前駆細胞または神経細胞すなわちニューロンに適用することができるか、これらの細胞を使用することができる。本明細書において「神経細胞」はニューロン細胞でありうる。   Any aspect or embodiment of the present invention can be applied to, or can use, stem cells, progenitor cells, progenitor cells or neurons or neurons. As used herein, “neural cells” may be neuronal cells.

ドーパミン作動性ニューロンが豊富な細胞調製物は、パーキンソン病やその他の障害における細胞置換療法に使用することができ、また、ドーパミン作動性ニューロンにおけるシグナル伝達現象およびドーパミン作動性ニューロンに対する薬物の効果をin vitroで(例えばハイスループットスクリーニングで)研究するために使用することができる。   Cell preparations rich in dopaminergic neurons can be used for cell replacement therapy in Parkinson's disease and other disorders, as well as signal transduction events in dopaminergic neurons and the effects of drugs on dopaminergic neurons. It can be used to study in vitro (eg in high throughput screening).

本発明の態様および実施形態は、特許請求の範囲に記載したとおりに提供される。   Aspects and embodiments of the invention are provided as set forth in the claims.

一態様において、本発明は、幹細胞、神経幹細胞、胚性幹細胞、または神経始原もしくは前駆細胞においてドーパミン作動性ニューロンの運命を誘導する方法、またはニューロン細胞におけるドーパミン作動性の誘導もしくは分化を高める方法、またはドーパミン作動性の前駆もしくは始原細胞を増やす方法を提供し、上記方法は、
該細胞におけるDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性をモジュレートし、
それによって、ドーパミン作動性ニューロンを生産する、
ことを含んでなる。
In one aspect, the invention provides a method of inducing dopaminergic neuron fate in a stem cell, neural stem cell, embryonic stem cell, or neural progenitor or progenitor cell, or a method of enhancing dopaminergic induction or differentiation in neuronal cells, Or providing a method of increasing dopaminergic progenitor or progenitor cells, the method comprising:
Modulate the level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide in the cell;
Thereby producing dopaminergic neurons,
Comprising that.

本発明は、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞における増殖、自己複製、ドーパミン作動性の誘導、生存、分化および/または成熟を高めることによってドーパミン作動性ニューロンの発生を誘導または促進する方法を提供し、上記方法は、
該細胞におけるDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性をモジュレートし、
それによって、増殖、自己複製、生存、および/またはドーパミン作動性の誘導、分化、神経伝達、生存もしくはニューロンのドーパミン作動性表現型の獲得を生起または増強する、
ことを含んでなる。
The present invention induces the generation of dopaminergic neurons by enhancing proliferation, self-replication, dopaminergic induction, survival, differentiation and / or maturation in neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or other stem cells or neural cells Or provide a way to promote,
Modulate the level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide in the cell;
Thereby causing or enhancing proliferation, self-renewal, survival, and / or induction of dopaminergic, differentiation, neurotransmission, survival or acquisition of a neuron's dopaminergic phenotype,
Comprising that.

Dkkリガンド/受容体ポリペプチドは、適当な結合パートナーと共にDkk受容体/リガンド複合体を形成することができるポリペプチドである。Dkkリガンド/受容体ポリペプチドには、DkkリガンドであるポリペプチドとDkk受容体であるポリペプチドが含まれる。Dkkリガンド/受容体ポリペプチドの例としては、Dkk受容体に結合するDkk-1、Dkk-2、Dkk-3またはDkk-4のようなDkkポリペプチド、ならびにDkkポリペプチドに結合するLRP5、LRP6、Kremen 1またはKremen 2のようなDkk受容体が挙げられる。Dkkリガンド/受容体ポリペプチドは内因性の細胞性ポリペプチドであってもよいし、組換えまたは他の手段により作られた合成ポリペプチドであってもよい。   A Dkk ligand / receptor polypeptide is a polypeptide that is capable of forming a Dkk receptor / ligand complex with an appropriate binding partner. Dkk ligand / receptor polypeptides include polypeptides that are Dkk ligands and polypeptides that are Dkk receptors. Examples of Dkk ligand / receptor polypeptides include Dkk polypeptides that bind to Dkk receptors, such as Dkk-1, Dkk-2, Dkk-3 or Dkk-4, and LRP5, LRP6 that bind to Dkk polypeptides. , Dkk receptors such as Kremen 1 or Kremen 2. The Dkk ligand / receptor polypeptide may be an endogenous cellular polypeptide or a synthetic polypeptide made recombinantly or by other means.

Dkk受容体はDkkポリペプチドと共にDkk受容体/リガンド複合体を形成することができるポリペプチドである。適当なDkk受容体には、LRP5、LRP6、Kremen 1およびKremen 2が含まれる。   A Dkk receptor is a polypeptide that can form a Dkk receptor / ligand complex with a Dkk polypeptide. Suitable Dkk receptors include LRP5, LRP6, Kremen 1 and Kremen 2.

DkkリガンドはDkk受容体と共にDkk受容体/リガンド複合体を形成することができるペプチド性または非ペプチド性分子(すなわち、Dkk受容体アゴニスト)である。Dkkリガンドの例としては、以下で説明するようなDkkポリペプチドが含まれる。   Dkk ligands are peptidic or non-peptidic molecules (ie, Dkk receptor agonists) that can form Dkk receptor / ligand complexes with Dkk receptors. Examples of Dkk ligands include Dkk polypeptides as described below.

Dkkポリペプチドは哺乳動物種由来のDkk-1、-2、-3または-4ポリペプチドであってよく、例えばマウスDkk-1、-2、-3または-4、あるいはヒトDkk-1、-2、-3または-4であり、Dkkポリペプチドはこれらのいずれかの断片または変異体であってもよい。例えば、Dkk-1ポリペプチドは図11に示すようなタンパク質分解断片を含み、Dkk-2ポリペプチドは図12に示すようなタンパク質分解断片を含むことができる。   The Dkk polypeptide may be a Dkk-1, -2, -3 or -4 polypeptide from a mammalian species, such as mouse Dkk-1, -2, -3 or -4, or human Dkk-1,- 2, -3, or -4, and the Dkk polypeptide may be any fragment or variant thereof. For example, a Dkk-1 polypeptide can include a proteolytic fragment as shown in FIG. 11, and a Dkk-2 polypeptide can include a proteolytic fragment as shown in FIG.

Dkkポリペプチドは、ヒトDkk1、Dkk2、Dkk3またはDkk4のような野生型Dkk配列の2つのシステインリッチドメイン(Cys-1またはCys-2)の一方または両方を含むものでも、そのような一方または両方からなるものでもよく、また、これらのドメインの一方または両方の変異体を含むものでも、そのような変異体からなるものでもよい。   A Dkk polypeptide may comprise one or both of two cysteine rich domains (Cys-1 or Cys-2) of a wild type Dkk sequence such as human Dkk1, Dkk2, Dkk3 or Dkk4. It may also consist of, or may comprise one or both variants of these domains or consist of such variants.

ヒトDkk1のCys-1ドメインは全長配列の残基85-138からなり、ヒトDkk1のCys-2ドメインは全長配列の残基189-263からなる。   The Cys-1 domain of human Dkk1 consists of residues 85-138 of the full-length sequence, and the Cys-2 domain of human Dkk1 consists of residues 189-263 of the full-length sequence.

ヒトDkk2のCys-1ドメインは全長配列の残基78-127からなり、ヒトDkk2のCys-2ドメインは全長配列の残基183-256からなる。   The Cys-1 domain of human Dkk2 consists of residues 78-127 of the full length sequence, and the Cys-2 domain of human Dkk2 consists of residues 183-156 of the full length sequence.

ヒトDkk3のCys-1ドメインは全長配列の残基147-195からなり、ヒトDkk3のCys-2ドメインは全長配列の残基208-284からなる。   The Cys-1 domain of human Dkk3 consists of residues 147-195 of the full-length sequence, and the Cys-2 domain of human Dkk3 consists of residues 208-284 of the full-length sequence.

ヒトDkk4のCys-1ドメインは全長配列の残基41-90からなり、ヒトDkk4のCys-2ドメインは全長配列の残基145-218からなる。   The Cys-1 domain of human Dkk4 consists of residues 41-90 of the full-length sequence, and the Cys-2 domain of human Dkk4 consists of residues 145-218 of the full-length sequence.

本明細書に記載する野生型Dkk配列の断片または変異体は、幹細胞、神経幹細胞、胚性幹細胞、または神経始原もしくは前駆細胞においてドーパミン作動性ニューロンの運命の発生をモジュレートする機能が保持されるという条件で、1個または複数のアミノ酸の付加、欠失、置換および/または挿入によって野生型配列と異なっていてもよい (Monaghanら (1999), Baficoら, (2001); Liら (2002); MacDonaldら (2004); Maoら (2001a); Semenovら, (2001))。   Fragments or variants of the wild-type Dkk sequences described herein retain the ability to modulate the development of dopaminergic neuron fate in stem cells, neural stem cells, embryonic stem cells, or neural progenitor or progenitor cells May differ from the wild-type sequence by addition, deletion, substitution and / or insertion of one or more amino acids (Monaghan et al. (1999), Bafico et al., (2001); Li et al. (2002) MacDonald et al. (2004); Mao et al. (2001a); Semenov et al. (2001)).

例えば、野生型配列の変異体であるポリペプチドは、野生型配列(例えば、ヒトDkk-1、-2、-3、もしくは-4)またはその1以上のドメインに対して約30%以上、約40%以上、約45%以上、約55%以上、約65%以上、約70%以上、約80%以上、約90%以上、または約95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものでありうる。前記配列は野生型配列(例えば、ヒトDkk-1、-2、-3、もしくは-4)またはその1以上のドメインに対して約30%以上、約40%以上、約50%以上、約60%以上、約70%以上、約80%以上、または約90%以上の類似性を有するものでもよい。   For example, a polypeptide that is a variant of a wild type sequence has a wild type sequence (eg, human Dkk-1, -2, -3, or -4) or about 30% or more of about one or more domains, about Containing amino acid sequences having sequence identity of 40% or more, about 45% or more, about 55% or more, about 65% or more, about 70% or more, about 80% or more, about 90% or more, or about 95% or more It can be. The sequence is about 30% or more, about 40% or more, about 50% or more, about 60 for a wild type sequence (eg, human Dkk-1, -2, -3, or -4) or one or more domains thereof. % Or more, about 70% or more, about 80% or more, or about 90% or more similarity.

ヒトDkk-1のアミノ酸配列はGenBankリファレンスSwiss proteinアクセッション番号AAF02674.1 (GI:6049604)から、そのコードする核酸はリファレンスAF177394.1 (GI:6049603)から入手可能である。   The amino acid sequence of human Dkk-1 can be obtained from GenBank reference Swiss protein accession number AAF02674.1 (GI: 6049604) and the nucleic acid encoded by it can be obtained from reference AF177394.1 (GI: 6049603).

ヒトDkk-2のアミノ酸配列はGenBankリファレンスSwiss proteinアクセッション番号AAQ88780.1 (GI:37181953)から、そのコードする核酸はリファレンスAY358414.1 (GI:37181952)から入手可能である。   The amino acid sequence of human Dkk-2 is available from GenBank reference Swiss protein accession number AAQ88780.1 (GI: 37181953) and the nucleic acid encoded by it is available from reference AY358414.1 (GI: 37181952).

ヒトDkk-3のアミノ酸配列はGenBankリファレンスSwiss proteinアクセッション番号AAF02676.1 (GI:6049608)から、そのコードする核酸はリファレンスAF177396.1 (GI:6049607)から入手可能である。   The amino acid sequence of human Dkk-3 can be obtained from GenBank reference Swiss protein accession number AAF02676.1 (GI: 6049608), and the nucleic acid encoded by it can be obtained from reference AF177396.1 (GI: 6049607).

ヒトDkk-4のアミノ酸配列はGenBankリファレンスSwiss proteinアクセッション番号AAF02677.1 (GI:6049610)から、そのコードする核酸はリファレンスAF177397.1 (GI:6049609)から入手可能である。   The amino acid sequence of human Dkk-4 is available from GenBank reference Swiss protein accession number AAF02677.1 (GI: 6049610), and the nucleic acid encoded by it is available from reference AF177397.1 (GI: 6049609).

Dkkポリペプチドに結合するDkk受容体には、LRP-5およびLRP-6ポリペプチドのようなLRPポリペプチドと、Kremen 1およびKremen 2ポリペプチドのようなKremenポリペプチドが含まれる。   Dkk receptors that bind to Dkk polypeptides include LRP polypeptides, such as LRP-5 and LRP-6 polypeptides, and Kremen polypeptides, such as Kremen 1 and Kremen 2 polypeptides.

LRPポリペプチドは哺乳動物種由来のLRP配列(例えば、マウスLRPまたはヒトLRP)を含むものでも、その断片または変異体である配列を含むものでもよい。   The LRP polypeptide may include an LRP sequence derived from a mammalian species (eg, mouse LRP or human LRP), or may include a sequence that is a fragment or variant thereof.

Kremenポリペプチドは哺乳動物種由来のKremen配列(例えば、マウスKremenまたはヒトKremen)を含むものでも、その断片または変異体である配列を含むものでもよい。   A Kremen polypeptide may include a Kremen sequence (eg, mouse Kremen or human Kremen) from a mammalian species, or a sequence that is a fragment or variant thereof.

野生型LRPまたはKremen配列の断片または変異体は、幹細胞、神経幹細胞、胚性幹細胞、または神経始原もしくは前駆細胞においてドーパミン作動性ニューロンの運命の発生を高める機能が保持されるという条件で、1個または複数のアミノ酸の付加、欠失、置換および/または挿入によって野生型配列と異なっていてもよい (Monaghanら (1999), Baficoら, (2001); Liら (2002); MacDonaldら (2004); Maoら (2001a); Semenovら, (2001))。   One fragment or variant of wild-type LRP or Kremen sequence, provided that the ability to enhance the fate development of dopaminergic neurons is retained in stem cells, neural stem cells, embryonic stem cells, or neural progenitor or progenitor cells Or may differ from the wild-type sequence by the addition, deletion, substitution and / or insertion of multiple amino acids (Monaghan et al. (1999), Bafico et al. (2001); Li et al. (2002); MacDonald et al. (2004) Mao et al. (2001a); Semenov et al. (2001)).

例えば、LRPポリペプチドは、ヒトLRP-5またはLRP-6の細胞外ドメインまたは全長配列に対して約30%以上、約40%以上、約45%以上、約55%以上、約65%以上、約70%以上、約80%以上、約90%以上、または約95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものでありうる。この配列はヒトLRP-5またはLRP-6の細胞外ドメインまたは全長配列に対して約30%以上、約40%以上、約50%以上、約60%以上、約70%以上、約80%以上、または約90%以上の類似性を有するものでもよい。   For example, the LRP polypeptide is about 30% or more, about 40% or more, about 45% or more, about 55% or more, about 65% or more, relative to the extracellular domain or full-length sequence of human LRP-5 or LRP-6, It may comprise amino acid sequences having about 70% or more, about 80% or more, about 90% or more, or about 95% or more sequence identity. This sequence is about 30% or more, about 40% or more, about 50% or more, about 60% or more, about 70% or more, about 80% or more with respect to the extracellular domain or full-length sequence of human LRP-5 or LRP-6 Or a similarity of about 90% or more.

ヒトLRP-5のアミノ酸配列はGenBankリファレンスアクセッション番号NP_002326.1 (GI:4505019)から、コードする核酸はDNAについてのリファレンスNM_002335.1 (GI:4505018)から入手可能である。ホモ・サピエンスLRP-5の細胞外ドメインは、最初のATGで開始する4100塩基対領域によりコードされる。   The amino acid sequence of human LRP-5 is available from GenBank reference accession number NP — 002326.1 (GI: 4505019), and the encoding nucleic acid is available from the reference NM — 002335.1 (GI: 4505018) for DNA. The extracellular domain of Homo sapiens LRP-5 is encoded by a 4100 base pair region starting with the first ATG.

ヒトLRP-6のアミノ酸配列はGenBankリファレンスアクセッション番号NP_002327.1 (GI:4505017)から、コードする核酸はDNAについてのリファレンスNM_002336.1 (GI:4505016)から入手可能である。ホモ・サピエンスLRP-6の細胞外ドメインは、最初のATGで開始する4167塩基対領域によりコードされる。   The amino acid sequence of human LRP-6 is available from GenBank reference accession number NP — 002327.1 (GI: 4505017), and the encoding nucleic acid is available from the reference NM — 002336.1 (GI: 4505016) for DNA. The extracellular domain of Homo sapiens LRP-6 is encoded by a 4167 base pair region starting with the first ATG.

Kremenポリペプチドは、ヒトKremen-1またはKremen-2の細胞外ドメインまたは全長配列に対して約30%以上、約40%以上、約45%以上、約55%以上、約65%以上、約70%以上、約80%以上、約90%以上、または約95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものでありうる。この配列はヒトKremen-1またはKremen-2の細胞外ドメインまたは全長配列に対して約30%以上、約40%以上、約50%以上、約60%以上、約70%以上、約80%以上、または約90%以上の類似性を有するものでもよい。   The Kremen polypeptide is about 30% or more, about 40% or more, about 45% or more, about 55% or more, about 65% or more, about 70% to the extracellular domain or full-length sequence of human Kremen-1 or Kremen-2. % Or more, about 80% or more, about 90% or more, or about 95% or more of amino acid sequences having sequence identity. This sequence is about 30% or more, about 40% or more, about 50% or more, about 60% or more, about 70% or more, about 80% or more with respect to the extracellular domain or full-length sequence of human Kremen-1 or Kremen-2 Or a similarity of about 90% or more.

ヒトKremen-1のアミノ酸配列はGenBankリファレンスアクセッション番号NP_114434.3 (GI:24041012)から、コードする核酸はDNAについてのリファレンスNM_032045.3 (GI:24041011)から入手可能である。   The amino acid sequence of human Kremen-1 is available from GenBank reference accession number NP_114434.3 (GI: 24041012), and the encoding nucleic acid is available from the reference NM_032045.3 (GI: 24041011) for DNA.

ヒトKremen-2のアミノ酸配列はGenBankリファレンスアクセッション番号NP_078783.1 (GI:13375642)から、コードする核酸はDNAについてのリファレンスNM_024507.2 (GI:27437002)から入手可能である。   The amino acid sequence of human Kremen-2 is available from GenBank reference accession number NP_078783.1 (GI: 13375642) and the encoding nucleic acid is available from the DNA reference NM_024507.2 (GI: 27437002).

ある好ましい実施形態において、LRPまたはKremenポリペプチドは、ヒトLRPまたはKremenの細胞外ドメイン、またはヒトLRPまたはKremenの細胞外ドメインの断片もしくは変異体であるアミノ酸配列を含むものでも、そのようなアミノ酸配列からなるものでもよい。   In certain preferred embodiments, an LRP or Kremen polypeptide comprises an amino acid sequence that is an extracellular domain of human LRP or Kremen, or a fragment or variant of a human LRP or Kremen extracellular domain, such an amino acid sequence. It may be composed of

ある実施形態では、LRPまたはKremenポリペプチドを、可溶性の非膜結合型ポリペプチドとすることができる。このポリペプチドには、例えば野生型LRPまたはKremenの膜貫通および/または細胞内ドメインが存在しない。   In certain embodiments, the LRP or Kremen polypeptide can be a soluble non-membrane bound polypeptide. This polypeptide lacks the transmembrane and / or intracellular domain of, for example, wild type LRP or Kremen.

他の実施形態では、LRPまたはKremenポリペプチドが膜結合型であってよい。このポリペプチドには、例えば野生型LRPまたはKremenの膜貫通および/または細胞内ドメインが含まれる。   In other embodiments, the LRP or Kremen polypeptide may be membrane bound. This polypeptide includes, for example, the transmembrane and / or intracellular domain of wild type LRP or Kremen.

本明細書に記載するDkkリガンド/受容体ポリペプチドは、1個または複数の追加のアミノ酸をさらに含むことができる。例えば、LRPまたはKremenポリペプチドは、LRPまたはKremenアミノ酸配列(例えば、ヒトLRPもしくはKremenまたはその断片もしくは変異体の細胞外ドメイン)と、1以上のさらなる特性を賦与しうるペプチド成分とを含む融合体であってよい。例えば、融合体は免疫グロブリンFcドメインを含む。   The Dkk ligand / receptor polypeptides described herein can further comprise one or more additional amino acids. For example, an LRP or Kremen polypeptide is a fusion comprising an LRP or Kremen amino acid sequence (eg, the extracellular domain of human LRP or Kremen or a fragment or variant thereof) and a peptide component that can confer one or more additional properties. It may be. For example, the fusion includes an immunoglobulin Fc domain.

配列類似性および同一性は一般に、アルゴリズムGAP(Genetics Computer Group, Madison, WI)に関して規定される。GAPは、NeedlemanとWunschのアルゴリズムを用いて、2つの完全な配列を、マッチ数を最大にしてギャップ数を最小にするようにアライメントする。一般的には、デフォルトパラメータが使用され、ギャップ生成ペナルティ=12、ギャップ延長ペナルティ=4とする。GAPの使用が好適であるが、他のアルゴリズムを使用してもよい。例えば、BLAST (Altschulら (1990) J. Mol. Biol. 215: 405-410に記載の方法を使用)、 FASTA (PearsonおよびLipman (1988) PNAS USA 85: 2444-2448に記載の方法を使用)、もしくはSmith-Watermanアルゴリズム (SmithおよびWaterman (1981) J. Mol Biol. 147: 195-197)、またはTBLASTNプログラム(Altschulら (1990) 前掲;一般にはデフォルトパラメータを使用)などである。特に、psi-Blastアルゴリズム(Nucl. Acids Res. (1997) 25 3389-3402)を用いることができる。配列同一性および類似性はまた、Genomequest(商標)ソフトウェア(Gene-IT, Worcester MA USA)を用いて決定してもよい。   Sequence similarity and identity are generally defined with respect to the algorithm GAP (Genetics Computer Group, Madison, Wis.). GAP uses the Needleman and Wunsch algorithm to align two complete sequences to maximize the number of matches and minimize the number of gaps. Generally, default parameters are used, with a gap creation penalty = 12 and a gap extension penalty = 4. Although the use of GAP is preferred, other algorithms may be used. For example, BLAST (using the method described in Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215: 405-410), FASTA (using the method described in Pearson and Lipman (1988) PNAS USA 85: 2444-2448) Or the Smith-Waterman algorithm (Smith and Waterman (1981) J. Mol Biol. 147: 195-197) or the TBLASTN program (Altschul et al. (1990) supra; generally using default parameters). In particular, the psi-Blast algorithm (Nucl. Acids Res. (1997) 25 3389-3402) can be used. Sequence identity and similarity may also be determined using Genomequest ™ software (Gene-IT, Worcester MA USA).

配列比較は本明細書に記載する関連配列の全長にわたって行うことが好ましい。   Preferably, the sequence comparison is performed over the entire length of the related sequence described herein.

類似性は「保存的変異」を可能にし、すなわち、ある疎水性残基(例えば、イソロイシン、バリン、ロイシン、またはメチオニン)を別のもので置換したり、ある極性残基を別のもので(例えば、アルギニンをリシンで、グルタミン酸をアスパラギン酸で、グルタミンをアスパラギンで)置換したりすることが可能である。   Similarity allows for “conservative mutation”, ie, replacing one hydrophobic residue (eg, isoleucine, valine, leucine, or methionine) with another, or replacing one polar residue with another ( For example, arginine can be replaced with lysine, glutamic acid with aspartic acid, and glutamine with asparagine).

ある実施形態において、細胞中のDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性は、細胞をDkkリガンドまたはDkk受容体で処理することにより増大させることができる。例えば、細胞をDkkリガンド/受容体ポリペプチドで処理する。   In certain embodiments, the level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide in a cell can be increased by treating the cell with a Dkk ligand or Dkk receptor. For example, cells are treated with Dkk ligand / receptor polypeptide.

細胞はin vivo、ex vivo、または培養下(in vitro)においてDkkリガンドまたはDkk受容体で処理する。   Cells are treated with Dkk ligand or Dkk receptor in vivo, ex vivo, or in culture (in vitro).

本明細書に記載の方法では、Dkkリガンドまたは受容体による処理は、細胞を一方または両方のポリペプチドと接触させることによって行うことができる。Dkkリガンドまたは受容体による処理は、幹細胞、始原細胞もしくは前駆細胞を含む培養物に、またはin vivoでそのような細胞に、精製済みおよび/または組換えDkk-2もしくは-3ポリペプチドまたは他のDkk受容体アゴニストおよび/またはLRP-5/6受容体もしくはポリペプチドを供給することによって行うことができる。Dkkリガンドまたは受容体による処理は、タンパク質形質導入によって細胞に、コードする核酸またはタンパク質を1コピー以上導入することを含みうる。細胞を核酸で形質転換する方法および細胞にタンパク質を導入する方法については、以下でさらに説明する。Dkkリガンドまたは受容体との接触は、in vivoで、または幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞を含む培養物に、前記ポリペプチドを産生する細胞を供給することによって行うことができる。Dkkリガンドまたは受容体を産生する細胞は、組換え発現によって該ポリペプチドを産生する組換え宿主細胞とすることができる。共培養される宿主細胞を、Dkkリガンドまたは受容体をコードする核酸で形質転換してもよいし、および/または、共培養される宿主細胞が導入されたDkkリガンドまたは受容体を含んでいてもよい。Dkkリガンドもしくは受容体タンパク質、またはコードする核酸は、当技術分野で利用可能な技法に従って細胞に導入することができるが、その例については以下で説明する。   In the methods described herein, treatment with a Dkk ligand or receptor can be performed by contacting a cell with one or both polypeptides. Treatment with a Dkk ligand or receptor can be performed on a culture containing stem cells, progenitor cells or progenitor cells, or on such cells in vivo, purified and / or recombinant Dkk-2 or -3 polypeptide or other This can be done by supplying a Dkk receptor agonist and / or LRP-5 / 6 receptor or polypeptide. Treatment with a Dkk ligand or receptor can include introducing one or more copies of the encoding nucleic acid or protein into a cell by protein transduction. Methods for transforming cells with nucleic acids and introducing proteins into cells are further described below. Contact with the Dkk ligand or receptor can be made in vivo or by supplying cells producing said polypeptide to a culture comprising stem cells, progenitor or precursor cells, or neuronal cells. A cell that produces a Dkk ligand or receptor can be a recombinant host cell that produces the polypeptide by recombinant expression. A co-cultured host cell may be transformed with a nucleic acid encoding a Dkk ligand or receptor and / or may contain a Dkk ligand or receptor into which the co-cultured host cell has been introduced. Good. Dkk ligands or receptor proteins, or encoding nucleic acids can be introduced into cells according to techniques available in the art, examples of which are described below.

共培養される宿主細胞は別の幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または神経細胞とすることができる。Dkkリガンドまたは受容体による処理は、該細胞におけるDkkリガンドまたは受容体の発現をアップレギュレートすることによって、あるいはDkkリガンドまたは受容体の阻害剤分子をダウンレギュレートまたは抑制することによって行ってもよい。   The co-cultured host cell can be another stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or neural cell. Treatment with a Dkk ligand or receptor may be performed by upregulating the expression of the Dkk ligand or receptor in the cell, or by downregulating or suppressing a Dkk ligand or receptor inhibitor molecule. .

他の実施形態において、Dkk-1またはDkk-4のようなDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性は、細胞を該ポリペプチドの阻害剤、アンタゴニスト、またはサプレッサーで処理することによって低下させることができる。   In other embodiments, the level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide, such as Dkk-1 or Dkk-4, is reduced by treating the cell with an inhibitor, antagonist, or suppressor of the polypeptide. Can be made.

Dkk-1またはDkk-4のようなDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性はまた、該ポリペプチドをコードする遺伝子の発現を抑制することによって、または該ポリペプチドの阻害剤、遮断剤、アンタゴニストもしくはサプレッサーをアップレギュレートまたは活性化することによって、低下させることもできる。   The level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide, such as Dkk-1 or Dkk-4, can also be inhibited by inhibiting the expression of the gene encoding the polypeptide or blocking the polypeptide It can also be reduced by up-regulating or activating agents, antagonists or suppressors.

適当な阻害剤には、Dkkポリペプチドと特異的に結合する抗体および組換えフラグメントが含まれる。特異的抗体は当技術分野で標準的な技法を使って得ることができる。   Suitable inhibitors include antibodies and recombinant fragments that specifically bind to the Dkk polypeptide. Specific antibodies can be obtained using standard techniques in the art.

適当なサプレッサーには、アンチセンスおよびセンス核酸(例えば、RNAi)が含まれる。サプレッサー核酸の使用は当技術分野で周知である (例えば、PeymanおよびUlman, Chemical Reviews, 90:543-584, (1990); Crooke, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., 32:329-376, (1992); Reynoldsら Nature Biotech (2004) 22 3 326; Zamore P.D. Nature Structural Biology, 8, 9, 746-750, (2001); Zamore PDら Cell, 101, 25-33, (2000); Elbashir SM.ら Nature, 411, 494-498, (2001)を参照されたい)。   Suitable suppressors include antisense and sense nucleic acids (eg, RNAi). The use of suppressor nucleic acids is well known in the art (see, for example, Peyman and Ulman, Chemical Reviews, 90: 543-584, (1990); Crooke, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., 32: 329-376, ( 1992); Reynolds et al. Nature Biotech (2004) 22 3 326; Zamore PD Nature Structural Biology, 8, 9, 746-750, (2001); Zamore PD et al. Cell, 101, 25-33, (2000); Elbashir SM. Et al., Nature, 411, 494-498, (2001)).

Dkk-1またはDkk-4のようなDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性はまた、標準的な組換え技法を用いて、胚性幹細胞、神経細胞、始原細胞または前駆細胞中の関連遺伝子を「ノックアウト」することによっても低減させることができる。   The level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide such as Dkk-1 or Dkk-4 can also be determined using standard recombinant techniques in embryonic stem cells, neurons, progenitor cells or progenitor cells. It can also be reduced by “knocking out” related genes.

他の実施形態において、Dkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性は、前記細胞において前駆タンパク質転換酵素の活性をモジュレートすることによって調節することができる。   In other embodiments, the level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide can be modulated by modulating the activity of a proprotein convertase in the cell.

前駆タンパク質転換酵素の例としては、配列Arg-X-X-Arg、Arg/Lys-X-X-X-Arg/Lys-Arg、またはArg/Lys-Argを特異的に切断するプロテアーゼ、例えばフューリンまたはプロテアーゼ転換酵素2(PC2)が含まれる。   Examples of precursor protein convertases include proteases that specifically cleave the sequence Arg-XX-Arg, Arg / Lys-XXX-Arg / Lys-Arg, or Arg / Lys-Arg, such as furin or protease convertase 2 ( PC2) is included.

前駆タンパク質転換酵素の活性は、細胞を阻害剤もしくはアンタゴニストで処理することにより低下させることができ、また、細胞をアゴニストもしくは補助因子で処理することにより増加させることができる。   The activity of the precursor protein convertase can be reduced by treating the cell with an inhibitor or antagonist, and can be increased by treating the cell with an agonist or cofactor.

「幹細胞」とは、自己複製が可能な細胞型のことであり、それが胚性幹(ES)細胞である場合には、個体のあらゆる細胞を生み出すことができ、また、それが多能性または神経の幹細胞である場合には、ニューロン、アストロサイト、稀突起神経膠細胞を含めて、神経系のあらゆる細胞を生み出すことができる。幹細胞は1種以上の次のマーカーを発現することができる:Oct-4; Nanog; Sox1-3; 時期特異的胎児性抗原 (SSEA-1、-3および-4)、ならびに腫瘍拒絶抗原TRA-1-60および-1-81(Tropepeら, 2001; Xuら, 2001に記載される)。神経幹細胞は1種以上の次のマーカーを発現することができる:ネスチン(Nestin); p75ニューロトロフィン受容体; Notch1, SSEA-1; Sox2; NCAM; RC2 (CapelaおよびTemple, 2002)。   A “stem cell” is a cell type that is capable of self-replication and, if it is an embryonic stem (ES) cell, can produce any cell in an individual and is pluripotent Or in the case of neural stem cells, any cell of the nervous system can be generated, including neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. Stem cells can express one or more of the following markers: Oct-4; Nanog; Sox1-3; Timing specific fetal antigens (SSEA-1, -3 and -4), and tumor rejection antigen TRA- 1-60 and -1-81 (described in Tropepe et al., 2001; Xu et al., 2001). Neural stem cells can express one or more of the following markers: Nestin; p75 neurotrophin receptor; Notch1, SSEA-1; Sox2; NCAM; RC2 (Capela and Temple, 2002).

「神経始原細胞」とは、神経幹細胞の娘細胞または子孫細胞のことであり、該幹細胞と比べて、より分化した表現型および/またはより低下した分化能を有する。前駆細胞は、発生においてニューロンと直系関係にあるその他の細胞であるが、特定の環境条件下では分化形質転換もしくは再分化するように、またはニューロンの表現型を獲得するように誘導することができる。好ましい実施形態において、幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または神経細胞は、自然にまたは有糸分裂促進剤(例えば、bFGF、EGFまたは血清)の欠乏時に、チロシンヒドロキシラーゼを発現しないか、または低レベルで発現するものである。   A “neural progenitor cell” is a daughter cell or progeny cell of a neural stem cell and has a more differentiated phenotype and / or a reduced differentiation ability compared to the stem cell. Progenitor cells are other cells that have a direct relationship with neurons in development but can be induced to differentiate or redifferentiate under certain environmental conditions or to acquire a neuronal phenotype . In preferred embodiments, the stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or neuronal cell does not express tyrosine hydroxylase either naturally or upon deficiency of a mitogenic agent (eg, bFGF, EGF or serum), Or it is expressed at a low level.

幹細胞、神経幹細胞、または神経始原もしくは前駆細胞は、どのような胚組織、胎児組織または成体組織からも取得または誘導することができ、かかる組織には骨髄、皮膚、眼、鼻上皮、もしくは臍帯、または神経系の領域(例えば、小脳、脳室帯、脳室下帯、線条、中脳、菱脳、大脳皮質、もしくは海馬由来)が含まれる。それは脊椎動物、例えば哺乳動物(ヒト、またはウサギ、モルモット、ラット、マウスもしくは他のげっ歯類、ネコ、イヌ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウシ、ウマ、霊長類のような非ヒト動物)、鳥類(ニワトリなど)、または両生類から取得または誘導することができる。   Stem cells, neural stem cells, or neural progenitor or progenitor cells can be obtained or derived from any embryonic, fetal or adult tissue, such as bone marrow, skin, eye, nasal epithelium, or umbilical cord, Or a region of the nervous system (eg, from the cerebellum, ventricular zone, subventricular zone, striatum, midbrain, rhinocephalus, cerebral cortex, or hippocampus) is included. It is a vertebrate, such as a mammal (human or non-human animal such as a rabbit, guinea pig, rat, mouse or other rodent, cat, dog, pig, sheep, goat, cow, horse, primate), avian (Such as chickens) or amphibians.

本発明の好ましい実施形態では、成人の幹細胞/始原細胞/前駆細胞をin vitro、ex vivoまたはin vivoで用いる。それには同意する成人(その成人から細胞を取得する)が必要であり、また、適切な倫理委員会による承認も必要である。ヒト胚/胎児を供給源として使用する場合、そのヒト胚は、さもなくば使用されずに破棄されるかまたは無期限に保存されるものであり、特に、妊娠が困難な夫婦のIVF(体外受精)治療の目的で作られたヒト胚である。一般的に、IVFでは、移植および最終的な妊娠のために使用される数よりも多くのヒト胚を作る必要がある。そうした予備の胚は破棄されるのが一般的である。関係者(特に、関係する卵子提供者および/または精子提供者)からの同意を得て、さもなくば捨てられる胚を、倫理上前向きなやり方で、パーキンソン病のような重症の神経変性障害の患者の利益のために使用することができる。本発明それ自体は、いかなる発生段階のヒト胚の使用にも関係しない。記述したように、本発明は、ヒト胚から直接誘導される物質を利用する必要性を最小限にする一方で、重大な疾患のための価値ある治療法の開発を可能にするものである。本発明に基づくいかなる治療的介入も、関係する自国の法律および倫理上のガイドラインに従って実施されるべきである。   In a preferred embodiment of the present invention, adult stem / progenitor / progenitor cells are used in vitro, ex vivo or in vivo. This requires an consenting adult (obtain cells from that adult) and approval by an appropriate ethics committee. When human embryos / fetuses are used as the source, the human embryos are otherwise discarded or stored indefinitely, especially for couples with IVF (in vitro) that are difficult to conceive. Fertilization) A human embryo created for therapeutic purposes. In general, IVF requires the creation of more human embryos than are used for transplantation and final pregnancy. Such spare embryos are generally discarded. Embryos that would otherwise be abandoned with the consent of interested parties (especially related egg donors and / or sperm donors) in an ethically positive manner for severe neurodegenerative disorders such as Parkinson's disease Can be used for patient benefit. The invention itself is not related to the use of any developmental stage human embryo. As described, the present invention allows the development of valuable therapies for critical diseases while minimizing the need to utilize materials derived directly from human embryos. Any therapeutic intervention based on the present invention should be carried out in accordance with the relevant national laws and ethical guidelines.

ある好ましい実施形態において、DkkリガンドまたはDkk受容体と接触させるか、さもなくば本発明のいずれかの態様に従って処理および/または使用される幹細胞または始原もしくは前駆細胞は、同意している成人または適切な同意が得られる子供から取得することができ、例えば、本発明に従って生成されたニューロン、および/または内因性ドーパミン作動性ニューロンの発生または機能を促進・誘導するためにDkkリガンドもしくはDkk受容体(例えば、上記のようなDkkポリペプチドまたはLRPポリペプチド)により処理されたニューロンを戻し移植することによって実質的に治療される疾患を有する患者から得られる。   In certain preferred embodiments, stem cells or progenitor or progenitor cells that are contacted with a Dkk ligand or Dkk receptor, or otherwise treated and / or used in accordance with any aspect of the present invention, are consenting adults or appropriate For example, Dkk ligands or Dkk receptors (in order to promote or induce the development or function of neurons generated according to the present invention and / or endogenous dopaminergic neurons ( For example, from a patient having a disease that is substantially treated by back-transplanting neurons treated with a Dkk polypeptide or LRP polypeptide as described above.

ニューロン運命を誘導しようとする幹細胞または始原もしくは前駆細胞は、未分化の表現型を示してもよいし、あるいは原始的なニューロン表現型を示してもよい。それは個体においてあらゆる細胞型を生み出すことができる全能性の細胞、または明確に区別される複数のニューロン表現型を生み出すことができる多能性の細胞、または通常の発生過程ではより限られた表現型を生み出すものの、in vitroで適切な環境因子にさらされた場合には他の細胞を生じさせる能力がある前駆もしくは始原細胞でありうる。それは特定のニューロン運命に関連したマーカー、例えばチロシンヒドロキシラーゼを欠いていてもよい。   A stem cell or primordial or progenitor cell that seeks to induce neuronal fate may exhibit an undifferentiated phenotype or a primitive neuronal phenotype. It is a totipotent cell that can produce any cell type in an individual, or a pluripotent cell that can produce multiple distinct neuronal phenotypes, or a more limited phenotype during normal development Can be progenitor or progenitor cells that are capable of generating other cells when exposed to appropriate environmental factors in vitro. It may lack markers associated with specific neuronal fate, such as tyrosine hydroxylase.

細胞はNurr1陽性(すなわち、Nurr1を発現する)またはNurr1陰性(すなわち、Nurr1を発現しない)でありうる。ある実施形態では、Nurr1陰性である細胞が分化過程でNurr1を自然に発現するようになる。   The cells can be Nurr1 positive (ie, expressing Nurr1) or Nurr1 negative (ie, not expressing Nurr1). In certain embodiments, cells that are Nurr1 negative will naturally express Nurr1 during differentiation.

ある実施形態において、ニューロン運命を誘導しようとする幹細胞または始原もしくは前駆細胞が酸化的ストレスのもとにある。こうした細胞から生じるニューロンは疾病細胞モデルとして有用でありうる。通常の毒素的または遺伝的手段を用いて、酸化的ストレスを幹細胞または始原もしくは前駆細胞に加えることができる。   In certain embodiments, the stem cell or progenitor or progenitor cell that is to induce neuronal fate is under oxidative stress. Neurons arising from such cells can be useful as disease cell models. Oxidative stress can be applied to stem cells or progenitor or progenitor cells using conventional toxicological or genetic means.

細胞をDkkリガンドまたはDkk受容体で処理することによりニューロン運命を引き出す方法では、多数の細胞を、ニューロン運命をとるように誘導することができる。ニューロン細胞においては、ドーパミン作動性への誘導または分化を高めることができる。好ましい実施形態では、幹細胞および/または前駆細胞の20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、または90%以上がニューロン運命へと誘導される。   In methods that elicit neuronal fate by treating cells with Dkk ligands or Dkk receptors, a large number of cells can be induced to adopt neuronal fate. In neuronal cells, dopaminergic induction or differentiation can be enhanced. In preferred embodiments, 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more of the stem and / or progenitor cells induce neuronal fate Is done.

Dkkリガンド/受容体ポリペプチドは、幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞においてin situで、あるいは単離・精製に先だって発現系においてin vitroで、コードする核酸から発現させることができる。形質転換Dkkおよび/またはLRP核酸は、ゲノム外のベクターに挿入してもよいし、または、好ましくは安定的に、ゲノムに組み込んでもよい。かかる核酸は、幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞において基底レベル以上にその発現を駆動するプロモーターと機能的に連結させることができ、これについては以下で詳述する。   Dkk ligand / receptor polypeptides can be expressed from the encoding nucleic acid in situ in stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells, or in vitro in an expression system prior to isolation and purification . The transformed Dkk and / or LRP nucleic acid may be inserted into a vector outside the genome, or preferably stably integrated into the genome. Such nucleic acids can be operably linked to promoters that drive their expression above basal levels in stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells, as described in detail below.

「機能的に連結させる」とは、転写がプロモーターから開始されるように、同じ核酸分子の一部として結合させ、適切に位置づけ、かつ方向づけることを意味する。   “Operably linked” means bound, properly positioned and oriented as part of the same nucleic acid molecule such that transcription is initiated from a promoter.

遺伝子を細胞に導入する方法は、当業者には周知である。Dkkおよび/またはLRPをコードする核酸は、それがベクター上にそのまま残ろうとゲノムに組み込まれようと、ベクターを用いて幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞に導入することができる。適当なベクターは、プロモーター配列、ターミネーター断片、ポリアデニル化配列、エンハンサー配列といった適切な調節配列を含むように選択されるか、または構築される。ベクターは適宜にマーカー遺伝子やその他の配列を含んでいてもよい。調節配列は幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞内でDkkおよび/またはLRPをコードする核酸の発現を駆動しうる。例えば、ベクターをゲノム外の発現ベクターとしてもよいし、Dkkおよび/またはLRPをコードする核酸と共に調節配列をゲノムに組み込んでもよい。ベクターはプラスミドまたはウイルスでありうる。   Methods for introducing genes into cells are well known to those skilled in the art. Nucleic acids encoding Dkk and / or LRP can be introduced into stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells using the vector, whether it remains intact on the vector or integrated into the genome. Appropriate vectors are selected or constructed to contain appropriate regulatory sequences such as promoter sequences, terminator fragments, polyadenylation sequences, enhancer sequences. The vector may optionally contain a marker gene and other sequences. Regulatory sequences can drive the expression of nucleic acids encoding Dkk and / or LRP in stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells. For example, the vector may be an extragenomic expression vector, or regulatory sequences may be incorporated into the genome along with nucleic acids encoding Dkk and / or LRP. The vector can be a plasmid or a virus.

Dkkリガンド/受容体ポリペプチドをコードする核酸は、外部的に誘導可能な遺伝子プロモーターの制御下に配置して、それをユーザーの支配下に置くことができる。プロモーターに対して適用される「誘導可能」という用語は当業者によく理解されている。本質的に、誘導可能なプロモーターの制御下にある発現は、加えられる刺激に応答して「スイッチが入り」、つまり高まる。刺激の種類はプロモーターごとに変化する。いくつかの誘導可能なプロモーターは、適切な刺激の不在下では、発現をほとんどまたは検出不能なレベルでしか生じさせない(つまり発現なし)。刺激の不在下での発現レベルが如何ほどであろうと、誘導可能なプロモーターからの発現は適当な刺激の存在下で増加する。誘導可能なプロモーターの一例はテトラサイクリンON/OFF系 (Gossenら, 1995)であり、この場合には遺伝子発現がテトラサイクリン類似体によって調節される。   The nucleic acid encoding the Dkk ligand / receptor polypeptide can be placed under the control of an externally inducible gene promoter and placed under user control. The term “inducible” as applied to a promoter is well understood by those skilled in the art. In essence, expression under the control of an inducible promoter is “switched on” or increased in response to an applied stimulus. The type of stimulation varies from promoter to promoter. Some inducible promoters cause little or no detectable level of expression in the absence of appropriate stimuli (ie no expression). Whatever the level of expression in the absence of a stimulus, expression from an inducible promoter will increase in the presence of the appropriate stimulus. An example of an inducible promoter is the tetracycline ON / OFF system (Gossen et al., 1995), where gene expression is regulated by a tetracycline analog.

さらなる詳細については、例えばMolecular Cloning: a Laboratory Manual: 第3版, SambrookおよびRussell, 2001, Cold Spring Harbor Laboratory Pressを参照されたい。核酸の操作(例えば、核酸構築物の作製、変異誘発、配列決定、DNAの細胞への導入および遺伝子発現、タンパク質の分析)のための多くの公知技術およびプロトコルは、Current Protocols in Molecular Biology, Ausubelら編, John Wiley & Sons, 1992またはそれ以後の版に詳しく説明されている。   For further details, see for example Molecular Cloning: a Laboratory Manual: 3rd Edition, Sambrook and Russell, 2001, Cold Spring Harbor Laboratory Press. Many known techniques and protocols for manipulation of nucleic acids (eg, generation of nucleic acid constructs, mutagenesis, sequencing, introduction of DNA into cells and gene expression, protein analysis) are described in Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel et al. Ed., John Wiley & Sons, 1992 or later.

抗生物質耐性、感受性遺伝子、または蛍光レポーターのようなマーカー遺伝子は、対象の核酸を含むクローンを同定するのに用いられるが、これらについては当技術分野で周知である。クローンはまた、結合実験、サザンブロットハイブリダイゼーション、免疫組織化学的方法、PCR、および細胞内でのタンパク質または核酸の発現を検出するための他の技法によって同定することができ、さらに研究することができる。   Marker genes such as antibiotic resistance, susceptibility genes, or fluorescent reporters are used to identify clones containing the nucleic acid of interest, which are well known in the art. Clones can also be identified and further studied by binding experiments, Southern blot hybridization, immunohistochemical methods, PCR, and other techniques for detecting protein or nucleic acid expression in cells. it can.

DkkまたはLRPポリペプチドのようなDkk受容体/リガンドポリペプチドをコードする核酸は、宿主の幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、または神経細胞のゲノムに組み込むことができる。ゲノムとの組換えを促進する配列を標準的な技法に従って形質転換核酸中に含めることにより、組込みが促進される。組み込まれる核酸は、幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞内でDkkおよび/またはLRPをコードする核酸の発現を駆動することができる調節配列を含みうる。前記核酸はゲノムのある部位への組込みを指令する配列を含んでいてもよく、その部位とは、Dkkおよび/またはLRPコード配列が幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞内でその発現を駆動および/または制御することができる調節エレメントの制御下に入る部位である。組み込まれる核酸は、本明細書で述べるように、Dkkおよび/またはLRP核酸を幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞に形質転換するために用いるベクターから誘導することができる。   Nucleic acids encoding Dkk receptor / ligand polypeptides, such as Dkk or LRP polypeptides, can be integrated into the host stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or the genome of a neuronal cell. Inclusion is facilitated by including sequences in the transformed nucleic acid according to standard techniques that facilitate recombination with the genome. The incorporated nucleic acid can include regulatory sequences capable of driving the expression of nucleic acids encoding Dkk and / or LRP in stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells. The nucleic acid may include a sequence that directs integration into a site in the genome, where the Dkk and / or LRP coding sequence is expressed in stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells. A site that falls under the control of regulatory elements that can drive and / or control expression. The incorporated nucleic acids can be derived from vectors used to transform Dkk and / or LRP nucleic acids into stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells, as described herein.

Dkkおよび/またはLRPコード配列を含む核酸の導入は、その核酸が線状、分枝状、または環状であろうと、一般には、制限なしに「形質転換」と呼ばれている。それにはあらゆる利用可能な技法を使用しうる。適当な技法としては、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE-デキストラン、PEI、エレクトロポレーション、マイクロインジェクションのような機械的技法、直接DNA取込み、受容体介在DNA移入、レトロウイルスや他のウイルスを用いる形質導入、リポソーム-、脂質-または他の陽イオンキャリアにより媒介されるトランスフェクションが挙げられる。所定の遺伝子構築物を細胞に導入する場合には、当業者によく知られている、ある種の注意事項を考慮しなければならない。当業者には明らかであろうが、Dkkおよび/またはLRPポリペプチドのようなDkk受容体/リガンドポリペプチドを幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞に導入するための形質転換法の特定の選択は、本発明にとって本質的なことではないし、本発明を制限することでもない。   Introduction of a nucleic acid comprising a Dkk and / or LRP coding sequence is generally referred to as “transformation” without limitation, whether the nucleic acid is linear, branched, or circular. Any available technique can be used. Suitable techniques include calcium phosphate transfection, mechanical techniques such as DEAE-dextran, PEI, electroporation, microinjection, direct DNA uptake, receptor-mediated DNA transfer, transduction using retroviruses and other viruses, Examples include transfection mediated by liposome-, lipid- or other cationic carriers. When introducing a given gene construct into a cell, certain considerations well known to those skilled in the art must be taken into account. As will be apparent to those skilled in the art, transformation methods for introducing Dkk receptor / ligand polypeptides, such as Dkk and / or LRP polypeptides, into stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells. The particular choice is not essential to the invention and does not limit the invention.

Dkkおよび/またはLRP核酸による幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞のin vitro形質転換のための好適なベクターおよび方法は、当業者には周知である。好適なベクターとしては、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、パポバウイルス、ワクシニアウイルス、ヘルペスウイルス、レンチウイルス、レトロウイルスなどがある。無能化したウイルスベクターはヘルパー細胞株において産生させることができ、かかる細胞株では、感染性ウイルス粒子の産生に必要とされる遺伝子が発現されている。適当なヘルパー細胞株は当業者には周知である。例として、Fallaux, F.J.ら, (1996) Hum Gene Ther 7(2), 215-222; Willenbrink, W.ら, (1994) J Virol 68(12), 8413-8417; Cosset, F.L.ら, (1993) Virology 193(1), 385-395; Highkin, M.K.ら, (1991) Poult Sci 70(4), 970-981; Dougherty, J.P.ら, (1989) J Virol 63(7), 3209-3212; Salmons, B.ら, (1989) Biochem Biophys Res Commun 159(3), 1191-1198; Sorge, J.ら, (1984) Mol Cell Biol 4(9), 1730-1737; Wang, S.ら, (1997) Gene Ther 4(11), 1132-1141; Moore, K.W.ら, (1990) Science 248(4960), 1230-1234; Reiss, C.S.ら, (1987) J Immunol 139(3), 711-714を参照されたい。ヘルパー細胞株は一般に、ウイルスゲノムをパッケージングする機構によって認識される配列を失っている。それらは核酸をまったく含まないビリオンを作り出す。送達すべき遺伝子またの配列(例えば、Dkkおよび/またはLRPコード配列)と共に完全なパッケージングシグナルを含むウイルスベクターは、ヘルパー細胞内で感染性ビリオン粒子へとパッケージングされ、その後、これらの粒子を幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞への遺伝子送達のために使用することができる。   Suitable vectors and methods for in vitro transformation of stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells with Dkk and / or LRP nucleic acids are well known to those skilled in the art. Suitable vectors include adenovirus, adeno-associated virus, papova virus, vaccinia virus, herpes virus, lentivirus, retrovirus and the like. The disabled virus vector can be produced in a helper cell line in which a gene required for the production of infectious virus particles is expressed. Suitable helper cell lines are well known to those skilled in the art. For example, Fallaux, FJ et al. (1996) Hum Gene Ther 7 (2), 215-222; Willenbrink, W. et al. (1994) J Virol 68 (12), 8413-8417; Cosset, FL et al. (1993) ) Virology 193 (1), 385-395; Highkin, MK et al. (1991) Poult Sci 70 (4), 970-981; Dougherty, JP et al. (1989) J Virol 63 (7), 3209-3212; Salmons , B. et al. (1989) Biochem Biophys Res Commun 159 (3), 1191-1198; Sorge, J. et al. (1984) Mol Cell Biol 4 (9), 1730-1737; Wang, S. et al. (1997) ) Gene Ther 4 (11), 1132-1141; Moore, KW et al. (1990) Science 248 (4960), 1230-1234; Reiss, CS et al. (1987) J Immunol 139 (3), 711-714 I want to be. Helper cell lines generally have lost the sequence recognized by the mechanism that packages the viral genome. They produce virions that are completely free of nucleic acids. Viral vectors containing complete packaging signals along with the gene or sequence to be delivered (eg, Dkk and / or LRP coding sequences) are packaged into infectious virion particles in helper cells, after which these particles are It can be used for gene delivery to stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells.

内因性Dkkおよび/またはLRPの転写および/または翻訳を高めるための別法として、または高めることに加えて、基底レベルを超えたDkkおよび/またはLRPの発現は、幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞、またはニューロン細胞に1コピー以上の余分のDkkおよび/またはLRPタンパク質を導入することによって生じさせることもできるが、これはマイクロインジェクションもしくは他のキャリア媒介法、またはタンパク質送達もしくは形質導入系(細胞浸透性ペプチド、すなわち、TAT、トランスポータン、アンテナペディア浸透ペプチドを含む)により行うことができる(Lindsay 2002)。   As an alternative or in addition to enhancing transcription and / or translation of endogenous Dkk and / or LRP, expression of Dkk and / or LRP beyond basal levels may result in stem cells, neural stem cells, progenitors or progenitors It can also be generated by introducing one or more extra copies of Dkk and / or LRP protein into a cell, or neuronal cell, but this can be achieved by microinjection or other carrier-mediated methods, or protein delivery or transduction systems (cells (Including Lindsay 2002) with penetrating peptides, ie TAT, transportans, including antennapedia penetrating peptides.

本発明は、多数のドーパミン作動性ニューロンの生成を可能にする。これらのドーパミン作動性ニューロンを起源材料として使用して、パーキンソン病において変性しているか、または損傷もしくは消失されている細胞を置換することができる。   The present invention allows the generation of a large number of dopaminergic neurons. These dopaminergic neurons can be used as a source material to replace cells that are degenerated or damaged or lost in Parkinson's disease.

好ましくは、前記細胞は、DkkリガンドまたはDkk受容体と接触させたとき、有糸分裂をするものである。   Preferably, the cells are those that undergo mitosis when contacted with a Dkk ligand or Dkk receptor.

本発明の方法においては、細胞を以下の作用物質から選択される1種以上の物質とさらに接触させることができる:塩基性線維芽細胞増殖因子 (bFGF); 上皮増殖因子 (EGF); およびレチノイドX受容体(RXR)の活性化因子、例えば合成レチノイド類似体SR11237 (Gendimenico, G. J.ら, (1994) J Invest Dermatol 102(5), 676-80)、9-cis-レチノールまたはドコサヘキサン酸(DHA)またはLG849 (Mata de Urquizaら, 2000); リガンドのWntファミリーのメンバー、例えばWnt-1、-3aおよび-5a (Catello-Brancoら, 2003); Wntの上流調節因子、例えばMsx-1 (IlerおよびAbate-Shen, Biochemical And Biophysical Research Communications 227, 257-265 (1996); Shangら, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 118-122 (1994)); またはβ-カテニン (Catello-Brancoら, 2003); またはNurr1 (Wagnerら, 1999)。本発明に従って1種以上の上記物質で細胞を処理すると、ドーパミン作動性の運命をとる幹細胞、始原細胞、または前駆細胞の割合が増加するか、またはニューロン細胞におけるドーパミン作動性の誘導もしくは分化が高まる。本発明に従ってドーパミン作動性の運命を引き出す方法、またはニューロン細胞におけるドーパミン作動性の誘導もしくは分化を高める方法は、細胞を増殖因子のFGFファミリーのメンバー、例えばFGF4、FGF8またはFGF20と、例えば予備処理段階で、接触させることを含む。   In the methods of the present invention, the cells can be further contacted with one or more substances selected from the following agents: basic fibroblast growth factor (bFGF); epidermal growth factor (EGF); and retinoid Activators of the X receptor (RXR), such as the synthetic retinoid analog SR11237 (Gendimenico, GJ et al., (1994) J Invest Dermatol 102 (5), 676-80), 9-cis-retinol or docosahexanoic acid (DHA ) Or LG849 (Mata de Urquiza et al., 2000); members of the Wnt family of ligands such as Wnt-1, -3a and -5a (Catello-Branco et al., 2003); upstream regulators of Wnt such as Msx-1 (Iler And Abate-Shen, Biochemical And Biophysical Research Communications 227, 257-265 (1996); Shang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 118-122 (1994)); or β-catenin (Catello-Branco et al. , 2003); or Nurr1 (Wagner et al., 1999). Treating cells with one or more of the above substances according to the present invention increases the proportion of stem, progenitor, or progenitor cells that assume dopaminergic fate, or increases dopaminergic induction or differentiation in neuronal cells. . A method for eliciting dopaminergic fate in accordance with the present invention, or a method for enhancing dopaminergic induction or differentiation in neuronal cells, comprises treating cells with a member of the FGF family of growth factors, such as FGF4, FGF8 or FGF20, for example in a pre-treatment step. Including contact.

有利には、細胞を2種以上の上記の作用物質と接触させる。   Advantageously, the cell is contacted with two or more of the above agents.

予備処理の代わりに、または予備処理のほかに、細胞をDkkおよび/またはLRP処理と同時に追加の因子で処理してもよい。   Instead of or in addition to pretreatment, the cells may be treated with additional factors simultaneously with Dkk and / or LRP treatment.

本発明の方法(ニューロン運命が幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞において誘導されるか、またはドーパミン作動性の誘導もしくは分化がニューロン細胞において高められる)はニューロン運命のマーカーを検出することを含み、βチューブリンIII (TuJ1)がニューロン運命の1つのマーカーである (Menezes, J. R.ら, (1994) J Neurosci 14(9), 5399-5416)。その他のニューロンマーカーとして、ニューロフィラメントおよびMAP2が含まれる。特定のニューロン表現型を誘導するならば、マーカーはその表現型に特異的でなければならない。ドーパミン作動性の運命の場合は、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)、芳香族L-アミノ酸デカルボキシラーゼ(AADC)、ドーパミン輸送体(DAT)、およびドーパミン受容体を、例えば免疫反応性またはin situハイブリダイゼーションにより、検出することができる。チロシンヒドロキシラーゼはDA細胞の主要なマーカーである。ドーパミンおよび代謝産物の含有量および/または放出を、例えば高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)で検出してもよい (Cooper, J. R.ら, The Biochemical Basis of Neuropharmacology, 第7版, (1996) Oxford University Press)。(TH/ドーパミン/DATの存在下での)ドーパミンβヒドロキシラーゼおよびGABAまたはGADの非存在もドーパミン作動性運命の指標となる。さらなるマーカーとしては、Nurr1、レチナルデヒドデヒドロゲナーゼ1 (Raldh1)またはアルデヒドデヒドロゲナーゼ2型 (AHD-2)、GIRK2、Lmx1a/bおよびPitx3が挙げられる。   The method of the invention (where neuronal fate is induced in stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or dopaminergic induction or differentiation is enhanced in neuronal cells) comprises detecting a marker of neuronal fate, β-tubulin III (TuJ1) is one marker of neuronal fate (Menezes, JR et al. (1994) J Neurosci 14 (9), 5399-5416). Other neuronal markers include neurofilament and MAP2. If a specific neuronal phenotype is induced, the marker must be specific for that phenotype. In the case of dopaminergic fate, tyrosine hydroxylase (TH), aromatic L-amino acid decarboxylase (AADC), dopamine transporter (DAT), and dopamine receptors are e.g. by immunoreactivity or in situ hybridization. Can be detected. Tyrosine hydroxylase is a major marker of DA cells. Dopamine and metabolite content and / or release may be detected, for example, by high pressure liquid chromatography (HPLC) (Cooper, JR et al., The Biochemical Basis of Neuropharmacology, 7th edition, (1996) Oxford University Press) . The absence of dopamine β-hydroxylase and GABA or GAD (in the presence of TH / dopamine / DAT) is also an indicator of dopaminergic fate. Additional markers include Nurr1, retinal dehydrogenase 1 (Raldh1) or aldehyde dehydrogenase type 2 (AHD-2), GIRK2, Lmx1a / b and Pitx3.

マーカーの検出は当業者に公知の方法により行うことができる。検出法では、そのマーカーをコードする核酸配列と結合可能な特異的結合メンバーが使用され、該特異的結合メンバーは、該配列とハイブリダイズできる核酸プローブ、または該核酸配列もしくはそれがコードするポリペプチドに対する特異性を有する免疫グロブリン/抗体ドメインを含む。特異的結合メンバーは、該配列またはポリペプチドへのその結合が検出可能となるように、標識される。「特異的結合メンバー」は、そのマーカーに対して特別の特異性を有し、通常の条件では他の化学種に優先して該マーカーと結合する。あるいはまた、マーカーが特定のmRNAである場合は、特異的なオリゴヌクレオチドプライマーと結合させて、(例えばポリメラーゼ連鎖反応で)増幅することにより、それを検出することができる。   The marker can be detected by methods known to those skilled in the art. In the detection method, a specific binding member capable of binding to the nucleic acid sequence encoding the marker is used, and the specific binding member is a nucleic acid probe capable of hybridizing to the sequence, or the nucleic acid sequence or a polypeptide encoded by the nucleic acid sequence. An immunoglobulin / antibody domain with specificity for. A specific binding member is labeled such that its binding to the sequence or polypeptide is detectable. A “specific binding member” has particular specificity for the marker and binds to the marker in preference to other chemical species under normal conditions. Alternatively, if the marker is a specific mRNA, it can be detected by binding to a specific oligonucleotide primer and amplifying (eg, by polymerase chain reaction).

核酸プローブおよびプライマーは、ストリンジェントな条件下でマーカーとハイブリダイズすることができる。適当な条件は、例えば約80〜90%同一のマーカー配列を検出する場合、0.25M Na2HPO4、pH 7.2、6.5% SDS、10%デキストラン硫酸中42℃での一晩のハイブリダイゼーション、および0.1X SSC、0.1% SDS中55℃での最終洗浄を包含する。約90%以上同一のマーカー配列を検出する場合、適当な条件は、0.25M Na2HPO4、pH 7.2、6.5% SDS、10%デキストラン硫酸中65℃での一晩のハイブリダイゼーション、および0.1X SSC、0.1% SDS中60℃での最終洗浄を包含する。 Nucleic acid probes and primers can hybridize to the marker under stringent conditions. Appropriate conditions are, for example, when detecting about 80-90% identical marker sequences, overnight hybridization at 42 ° C. in 0.25 M Na 2 HPO 4, pH 7.2 , 6.5% SDS, 10% dextran sulfate, and Includes a final wash at 55 ° C in 0.1X SSC, 0.1% SDS. When detecting about 90% or more of the same marker sequence, suitable conditions are: overnight hybridization at 65 ° C. in 0.25M Na 2 HPO 4, pH 7.2 , 6.5% SDS, 10% dextran sulfate, and 0.1 × Includes a final wash in SSC, 0.1% SDS at 60 ° C.

さらなる態様において、本発明は、本明細書に開示した方法のいずれか1つに従って作製されたニューロン(神経細胞)を提供する。そのニューロンは原始的なニューロン表現型をしていてもよい。ニューロンは明確に区別される複数のニューロン表現型を生じさせる能力がある。そのニューロンは特定のニューロン表現型であってもよい。好ましい実施形態では、ニューロンがドーパミン作動性の表現型を有する。   In a further aspect, the present invention provides a neuron (neural cell) made according to any one of the methods disclosed herein. The neuron may have a primitive neuronal phenotype. Neurons are capable of generating multiple distinct neuronal phenotypes. The neuron may have a specific neuronal phenotype. In a preferred embodiment, the neuron has a dopaminergic phenotype.

ニューロンは、神経保護作用または神経再生作用を有する分子をコードする核酸を含むことができるが、該核酸は、ニューロンにおける該分子の発現を駆動することができるプロモーターと機能的に連結されたものである。プロモーターは誘導性のプロモーター、例えばTetONキメラプロモーターであってよく、これにより、ダメージを及ぼす過剰発現が防止されうる。プロモーターは特定のニューロン表現型と関連していてもよく、例えばTHプロモーター、Nurr1プロモーター、ドーパミン輸送体プロモーター、またはPitx3プロモーターである。   A neuron can include a nucleic acid that encodes a molecule having neuroprotective or neuroregenerative effects, the nucleic acid being operably linked to a promoter capable of driving expression of the molecule in the neuron. is there. The promoter can be an inducible promoter, such as a TetON chimeric promoter, which can prevent damaging overexpression. The promoter may be associated with a specific neuronal phenotype, such as the TH promoter, Nurr1 promoter, dopamine transporter promoter, or Pitx3 promoter.

コードされる分子は、その発現によってニューロンがその環境に依存しなくなるようなもの、すなわち、その生存が1以上の因子または条件(例えば、それが移植される予定の神経環境における因子または条件)の存在に依存しないようなものでありうる。一例として、ニューロンは以下で説明する神経保護作用または神経再生作用を有する1種以上の分子をコードする核酸を含むことができ、該核酸は、ニューロンにおける該分子の発現を駆動することができるプロモーターと機能的に連結されている。   The encoded molecule is such that its expression makes the neuron independent of its environment, ie, its survival is one or more factors or conditions (eg, factors or conditions in the neural environment in which it is to be transplanted) It can be something independent of existence. As an example, a neuron can include a nucleic acid that encodes one or more molecules having neuroprotective or neuroregenerative effects described below, which nucleic acid can drive expression of the molecule in the neuron. And functionally linked.

これに加えて、またはこれとは別に、コードされた分子の発現がそのニューロンを取り巻く細胞性環境の神経保護または神経再生において機能してもよい。この場合には、該ニューロンが、神経保護および神経再生作用を有する分子を送達するための細胞と遺伝子の組合せ療法において使用される。   In addition or alternatively, expression of the encoded molecule may function in neuroprotection or nerve regeneration of the cellular environment surrounding the neuron. In this case, the neurons are used in cell and gene combination therapy to deliver molecules with neuroprotective and neuroregenerative effects.

神経保護作用および神経再生作用を有する分子の例には、以下のものが含まれる:
(i) 神経栄養因子。かかる因子は神経変性を補償しかつ防止することができる。一例はグリア由来神経栄養因子(GDNF)であり、これは強力な神経生存因子であり、ドーパミン作動性ニューロンからの出芽を促進し、また、チロシンヒドロキシラーゼの発現を増大させる (Tomacら, (1995) Nature, 373, 335-339; Arenasら, (1995) Neuron, 15, 1465-1473)。軸索の伸長を高めることによって、GDNFは局所環境に神経を分布するニューロンの能力を増大させることができる。GDNFファミリーの他の神経栄養分子としては、ニュールツリン(Neurturin)、パーセフィン(Persephin)、およびアルテミン(Artemin)が挙げられる。ニューロトロフィンファミリーの神経栄養分子には、神経成長因子(NGF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、およびニューロトロフィン-3、-4/5、-6が含まれる。神経栄養活性のあるその他の因子としては、FGFファミリーのメンバー、例えばFGF2、4、8、20;Wntファミリーのメンバー、例えばWnt-1、-2、-5a、-3a、7a;BMPファミリーのメンバー、例えばBMP2、4、5、7、nodal、アクチビン、GDF;およびTGFα/βファミリーのメンバーが挙げられる。
Examples of molecules that have neuroprotective and neuroregenerative effects include:
(i) Neurotrophic factor. Such factors can compensate and prevent neurodegeneration. One example is glial-derived neurotrophic factor (GDNF), which is a powerful neuronal survival factor that promotes budding from dopaminergic neurons and increases the expression of tyrosine hydroxylase (Tomac et al., (1995). ) Nature, 373, 335-339; Arenas et al. (1995) Neuron, 15, 1465-1473). By increasing axon elongation, GDNF can increase the ability of neurons to distribute nerves in the local environment. Other neurotrophic molecules of the GDNF family include Neurturin, Persephin, and Artemin. The neurotrophin family of neurotrophic molecules includes nerve growth factor (NGF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF), and neurotrophin-3, -4/5, -6. Other factors with neurotrophic activity include FGF family members, eg FGF2, 4, 8, 20; Wnt family members, eg Wnt-1, -2, -5a, -3a, 7a; BMP family members For example, BMP2, 4, 5, 7, nodal, activin, GDF; and members of the TGFα / β family.

(ii) 抗アポトーシス分子。細胞死において中心的な役割を果たすBc12。Bc12の過剰発現は天然に生じる細胞死および虚血からニューロンを保護する (Martinouら, (1994) Neuron, 1017-1030)。ニューロンに特異的な別の抗アポトーシス分子はBclX-Lである。 (ii) anti-apoptotic molecules. Bc12 plays a central role in cell death. Overexpression of Bc12 protects neurons from naturally occurring cell death and ischemia (Martinou et al. (1994) Neuron, 1017-1030). Another anti-apoptotic molecule specific for neurons is BclX-L.

(iii) 軸索再生および/または伸長および/または誘導分子。かかる分子は神経の分布およびその環境との接続部の形成においてニューロンを補助し、例えばエフリン類(ephrins)である。エフリン類はチロシンキナーゼ受容体を活性化できる膜結合型リガンドの一クラスを規定する。エフリン類は神経の発生・発達に関与している (Irvingら, (1996) Dev. Biol., 173, 26-38; Krullら, (1997) Curr. Biol. 7, 571-580; Frisenら, (1998) Neuron, 20, 235-243; Gaoら, (1996) PNAS, 93, 11161-11166; Torresら, (1998) Neuron, 21, 1453-1463; Winslowら, (1995) Neuron, 14, 973-981; Yueら, (1999) J Neurosci 19(6), 2090-2101)。 (iii) Axonal regeneration and / or elongation and / or guidance molecules. Such molecules assist neurons in the distribution of nerves and the formation of connections to their environment, such as ephrins. Ephrins define a class of membrane-bound ligands that can activate tyrosine kinase receptors. Ephrins are involved in the development and development of nerves (Irving et al., (1996) Dev. Biol., 173, 26-38; Krull et al., (1997) Curr. Biol. 7, 571-580; Frisen et al., (1998) Neuron, 20, 235-243; Gao et al., (1996) PNAS, 93, 11161-11166; Torres et al., (1998) Neuron, 21, 1453-1463; Winslow et al., (1995) Neuron, 14, 973 Yue et al. (1999) J Neurosci 19 (6), 2090-2101).

(iv) 転写因子、例えばホメオボックスドメインタンパク質Ptx3 (Smidt, M. P.ら, (1997) Proc Natl Acad Sci USA, 94(24), 13305-13310)、Lmx1a/b、Pax2、Pax5、Pax8、またはengrailed 1もしくは2 (WurstおよびBally-Cuif, 2001; RhinnおよびBrand, 2001); Wntの上流調節因子、例えばMsx-1 (IlerおよびAbate-Shen, 1996; Shangら, 1994); βカテニン(Catello-Brancoら, 2003); Nurr1 (Wagnerら, 1999); 塩基性ヘリックス・ループ・ヘリックスファミリーの神経原性遺伝子。 (iv) Transcription factors such as homeobox domain protein Ptx3 (Smidt, MP et al. (1997) Proc Natl Acad Sci USA, 94 (24), 13305-13310), Lmx1a / b, Pax2, Pax5, Pax8, or engrailed 1 Or 2 (Wurst and Bally-Cuif, 2001; Rhinn and Brand, 2001); upstream regulators of Wnt, such as Msx-1 (Iler and Abate-Shen, 1996; Shang et al., 1994); β-catenin (Catello-Branco et al. , 2003); Nurr1 (Wagner et al., 1999); A neurogenic gene of the basic helix loop helix family.

本発明に従うニューロンまたは本発明で用いられるニューロンには、1種以上の他の細胞型、例えば幹細胞、神経幹細胞、前駆細胞もしくは始原細胞が実質的に存在しない。ニューロンは当業者に公知の方法を用いて神経幹細胞または前駆細胞から分離することができ、かかる方法には磁性ビーズおよび抗体による細胞外エピトープの認識に基づく方法または蛍光活性化セルソーティング(FACS)が含まれる。一例として、幹細胞、神経幹細胞、前駆細胞もしくは始原細胞上に存在するがニューロン上には存在しない分子の細胞外領域に対する抗体を利用することができる。そのような抗体として、Notch 1、CD133、SSEA1、プロミニン(prominin)1/2、RPTPβ/ホスホカン(phosphocan)、TIS21、ならびにグリア細胞株由来神経栄養因子受容体GFRαまたはNCAMが挙げられる。抗体と結合した幹細胞は、補体に曝露することで溶解させることができ、また、例えば磁気ソーティングによって、分離することもできる (Johanssonら, (1999) Cell, 96, 25-34)。意図したニューロンの被移植者に対して異種である抗体を使用する場合には、そのようなセルソーティング法を逃れる幹細胞、神経幹細胞、前駆細胞もしくは始原細胞などを異種移植抗体で標識して、被移植者の免疫系の第一の標的とする。あるいはまた、所望の表現型を獲得する細胞も、細胞外エピトープに対する抗体によって、または細胞型特異的プロモーターの制御下にあるトランスジーン(蛍光タンパク質など)の発現によって、分離することができるだろう。一例として、ドーパミン作動性ニューロンは、TH、DAT、Ptx3、またはドーパミン作動性ニューロンによって特異的に用いられる他のプロモーターの制御下で発現された蛍光タンパク質により単離されるだろう。   Neurons according to the invention or neurons used in the invention are substantially free of one or more other cell types, such as stem cells, neural stem cells, progenitor cells or progenitor cells. Neurons can be isolated from neural stem cells or progenitor cells using methods known to those skilled in the art, including methods based on the recognition of extracellular epitopes by magnetic beads and antibodies or fluorescence activated cell sorting (FACS). included. As an example, antibodies against extracellular regions of molecules that are present on stem cells, neural stem cells, progenitor cells or progenitor cells but not on neurons can be utilized. Such antibodies include Notch 1, CD133, SSEA1, prominin 1/2, RPTPβ / phosphocan, TIS21, and glial cell line-derived neurotrophic factor receptor GFRα or NCAM. Stem cells associated with the antibody can be lysed by exposure to complement and can be isolated, for example, by magnetic sorting (Johansson et al., (1999) Cell, 96, 25-34). When using an antibody that is heterologous to the intended neuronal recipient, stem cells, neural stem cells, progenitor cells or progenitor cells that escape such cell sorting methods are labeled with the xenograft antibody, The primary target of the transplanter's immune system. Alternatively, cells that acquire the desired phenotype could be separated by antibodies against extracellular epitopes or by expression of a transgene (such as a fluorescent protein) under the control of a cell type specific promoter. As an example, dopaminergic neurons will be isolated by fluorescent proteins expressed under the control of TH, DAT, Ptx3, or other promoters specifically used by dopaminergic neurons.

本発明の方法は、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または他の幹細胞、あるいは所望の表現型をもつ神経細胞について富化するために、さらなるネガティブまたはポジティブ選択を含むことができる。   The methods of the invention can include additional negative or positive selections to enrich for neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or other stem cells, or neurons with the desired phenotype.

ネガティブ選択を用いてDAニューロンを富化することが可能である。非DAニューロンに対する選択的ニューロトキシンが使用され、例えば、5,7-ジヒドロキシトリプタミン(セロトニン作動性ニューロンを排除する)、またはサポニンもしくは毒素にカップリングさせた抗体、あるいは補体の添加後に、例えばGABA輸送体に対する抗体(GABA作動性ニューロンを排除する)を使用する。本発明の方法は、神経幹細胞、原始もしくは前駆細胞、または他の幹もしくは神経細胞をネガティブ選択剤でさらに処理するか、または該選択剤と接触させることを含むが、好ましくはin vitroで、例えば該細胞を含むin vitro培養物にネガティブ選択剤を添加することにより、またはネガティブ選択剤の存在下で該細胞を培養することにより行う。ネガティブ選択剤は所望の細胞型以外の細胞型を選び出す。例えば、本発明がドーパミン作動性ニューロン表現型の促進、増強、または誘導に関係する場合、ネガティブ選択剤はDAニューロンおよびDAニューロンへと発生する細胞(例えば、幹細胞、神経幹細胞、前駆もしくは始原細胞など)以外の細胞を選び出すことができる。こうして、ネガティブ選択剤は、非DAニューロンのような、非DA表現型をもつ分化した細胞を選び出す。ネガティブ選択剤は、所望の細胞型以外の細胞の増殖を抑制もしくは防止し、かつ/または所望の細胞型以外の細胞を死滅させる。ネガティブ選択剤はDAニューロン以外のニューロンの集団を減少させる選択的なニューロトキシンであってよい。例えば、ネガティブ選択剤は5,7-ジヒドロキシトリプタミン(セロトニン作動性ニューロンを減少させる)でありうる。ネガティブ選択剤は非DAニューロンに特異的な抗体または抗体フラグメントであってもよく、この場合、該抗体または抗体フラグメント(例えば、scFvまたはFab)はブロッキング抗体であるか、またはサポニンもしくは毒素にカップリングされる。例えば、そのような抗体はFGF-4に対するブロッキング抗体(セロトニンニューロンを減少させる)、または毒素にカップリングさせた、GABA輸送体に特異的な抗体(GABA作動性ニューロンを減少させる)である。   It is possible to enrich DA neurons using negative selection. Selective neurotoxins for non-DA neurons are used, for example, after addition of 5,7-dihydroxytryptamine (which eliminates serotonergic neurons), or antibodies saponin or toxin coupled, or complement, eg GABA Use antibodies against the transporter, which eliminates GABAergic neurons. The method of the invention comprises further treating or contacting neural stem cells, primordial or progenitor cells, or other stem or neural cells with a negative selection agent, preferably in vitro, for example, This is done by adding a negative selection agent to the in vitro culture containing the cells or by culturing the cells in the presence of the negative selection agent. The negative selection agent selects a cell type other than the desired cell type. For example, when the present invention relates to the promotion, enhancement, or induction of a dopaminergic neuron phenotype, the negative selection agent is DA neurons and cells that develop into DA neurons (eg, stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells etc. ) Cells can be selected. Thus, the negative selection agent selects for differentiated cells with a non-DA phenotype, such as non-DA neurons. The negative selection agent suppresses or prevents the growth of cells other than the desired cell type and / or kills cells other than the desired cell type. The negative selection agent may be a selective neurotoxin that reduces the population of neurons other than DA neurons. For example, the negative selection agent can be 5,7-dihydroxytryptamine (decreases serotonergic neurons). The negative selection agent may be an antibody or antibody fragment specific for non-DA neurons, in which case the antibody or antibody fragment (eg, scFv or Fab) is a blocking antibody or coupled to a saponin or toxin Is done. For example, such antibodies are blocking antibodies to FGF-4 (decrease serotonin neurons) or antibodies specific for GABA transporters (decrease GABAergic neurons) coupled to toxins.

本発明の方法では、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または他の幹もしくは神経細胞を抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸)、低酸素分圧および/または低酸素症誘導因子(例えば、HIFまたはエリトロポエチン)の存在下で生育させることができる。   In the methods of the present invention, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or other stem or neuronal cells are treated with antioxidants (eg ascorbic acid), hypoxic partial pressure and / or hypoxia inducing factors (eg HIF or erythropoietin). ) In the presence of

本発明はさらに、さまざまな態様および実施形態において、Dkkリガンドおよび/またはDkk受容体(例えば、Dkkポリペプチドおよび/またはLRPポリペプチド)、またはDkkリガンドもしくはDkk受容体をコードする核酸、または合成のDkkリガンドおよび/またはDkk受容体類似体、またはDkkおよび/またはLRPの下流にある1つ以上のシグナル伝達成分を増強する、切り替える、またはモジュレートするように作用するタンパク質、核酸もしくは合成薬物、から選択される作用物質の下記治療方法における使用を提供する。その治療方法は、内在性の幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞、あるいは外因的に供給される前記細胞に作用することによって脳におけるドーパミン作動性ニューロンの発生を誘導する、促進する、または増強するために、および/または、例えばパーキンソン症候群もしくはパーキンソン病に罹患した個体の治療において、ドーパミン作動性ニューロンの減少を抑制もしくは防止するか、またはドーパミン作動性ニューロンの生存、表現型分化、成熟、神経突起形成、シナプス形成、神経伝達、もしくは機能的出力を促進するために、Dkkリガンドおよび/またはDkk受容体(例えば、Dkkおよび/またはLRPポリペプチド)、またはコードする核酸、または前記の他の作用物質を個体に投与することを含んでなる。Dkkリガンドおよび/またはDkk受容体(例えば、Dkkおよび/またはLRPポリペプチド)、またはコードする核酸、または前記の他の作用物質は、適当な組成物(例えば、製薬上許容される賦形剤もしくは担体を含む)として投与することができ、神経変性疾患、パーキンソン症候群、またはパーキンソン病の治療用医薬の製造において使用される。Dkkリガンドおよび/またはDkk受容体(例えば、Dkkおよび/またはLRPポリペプチド)、またはコードする核酸は、中枢神経系および/または脳に投与されるか、またはそこを標的とすることができる。   The present invention further includes, in various aspects and embodiments, Dkk ligands and / or Dkk receptors (eg, Dkk polypeptides and / or LRP polypeptides), or nucleic acids encoding Dkk ligands or Dkk receptors, or synthetic From Dkk ligands and / or Dkk receptor analogues, or proteins, nucleic acids or synthetic drugs that act to enhance, switch or modulate one or more signaling components downstream of Dkk and / or LRP Use of the selected agent in the following methods of treatment is provided. The method of treatment induces, promotes or enhances the development of dopaminergic neurons in the brain by acting on endogenous stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells, or exogenously supplied cells And / or in the treatment of individuals suffering from, for example, Parkinson's syndrome or Parkinson's disease, suppressing or preventing the loss of dopaminergic neurons, or survival, phenotypic differentiation, maturation, nerves of dopaminergic neurons Dkk ligands and / or Dkk receptors (eg, Dkk and / or LRP polypeptides), or encoding nucleic acids, or other actions as described above to promote process formation, synaptogenesis, neurotransmission, or functional output Administering the substance to the individual. A Dkk ligand and / or Dkk receptor (eg, Dkk and / or LRP polypeptide), or encoding nucleic acid, or other agent as described above, can be prepared in a suitable composition (eg, a pharmaceutically acceptable excipient or Containing the carrier) and used in the manufacture of a medicament for the treatment of neurodegenerative diseases, Parkinsonism, or Parkinson's disease. Dkk ligands and / or Dkk receptors (eg, Dkk and / or LRP polypeptides), or encoding nucleic acids, can be administered to or targeted to the central nervous system and / or brain.

本発明は、さまざまな態様において、本明細書に開示した方法のいずれかにより作製されたニューロンだけでなく、以下のものを包含する:そのようなニューロン、幹、始原もしくは前駆細胞を含む医薬組成物、医薬品、薬物または他の組成物;そのようなニューロン、幹、始原もしくは前駆細胞、または組成物の医学的処置方法における使用;そのようなニューロン、幹、始原もしくは前駆細胞、ニューロン細胞、または組成物を、例えばパーキンソン病や他の(例えば神経変性)疾患の処置(予防的処置を含む)のために、患者に投与することを含む方法;そのようなニューロンまたは細胞の、例えばパーキンソン病や他の(例えば神経変性)疾患の処置のために投与する、組成物の製造における使用;並びに、そのようなニューロンまたは細胞を、製薬上許容される賦形剤、ビヒクルもしくは担体と共に、場合により1種以上の他の成分(例えば、神経保護分子、神経再生分子、レチノイド、増殖因子、アストロサイト/グリア細胞、抗アポトーシス因子、または幹、始原もしくは前駆細胞、ニューロン細胞における、または宿主の脳における遺伝子発現を調節する因子)と共に、混合することを含む医薬組成物の製造方法。こうした任意の成分はニューロンをその環境とは無関係にする、すなわち、その生存がその環境中の1以上の因子または条件の存在に依存しないようにすることができる。一例として、医薬組成物の製造方法は、ニューロンを、発生しつつある腹側中脳に見出される1種以上の因子と混合することを含む。ニューロンをGDNFおよび/またはニュールツリン(NTN)と混合してもよい。   The present invention, in various embodiments, encompasses not only neurons generated by any of the methods disclosed herein, but also the following: Pharmaceutical compositions comprising such neurons, stem, progenitor or progenitor cells Product, medicament, drug or other composition; use of such a neuron, stem, progenitor or progenitor cell, or composition in a medical treatment method; such neuron, stem, progenitor or progenitor cell, neuronal cell, or A method comprising administering the composition to a patient, eg for the treatment of Parkinson's disease or other (eg neurodegenerative) diseases (including prophylactic treatment); for such neurons or cells, eg Parkinson's disease or Use in the manufacture of a composition to be administered for the treatment of other (eg neurodegenerative) diseases; May comprise cells together with pharmaceutically acceptable excipients, vehicles or carriers, optionally with one or more other components (eg, neuroprotective molecules, nerve regeneration molecules, retinoids, growth factors, astrocytes / glia cells, anti-cells, A method of producing a pharmaceutical composition comprising mixing with an apoptotic factor, or a factor that modulates gene expression in stem, progenitor or progenitor cells, neuronal cells, or in the host brain. These optional components can make a neuron independent of its environment, ie, its survival is independent of the presence of one or more factors or conditions in the environment. By way of example, a method for producing a pharmaceutical composition includes mixing neurons with one or more factors found in the developing ventral midbrain. Neurons may be mixed with GDNF and / or neurturin (NTN).

本発明は、本発明に従って作製されたニューロン、幹、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞、および1種以上のさらなる成分を含有する組成物を提供する。本発明に従って使用するための、本発明による医薬組成物は、前記のニューロンまたは細胞に加えて、製薬上許容される賦形剤、担体、緩衝剤、防腐剤、安定剤、酸化防止剤、または当業者には周知の他の物質を含むことができる。かかる物質は無毒でなければならず、また、ニューロンの活性を妨げるべきでない。担体や他の物質の明確な性質は投与経路に依存するだろう。前記組成物は神経保護分子、神経再生分子、レチノイド、増殖因子、アストロサイト/グリア細胞、または幹、神経幹、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞における遺伝子発現を調節する因子のうち1つ以上を含むことができる。かかる物質は上述したようにニューロンをその環境とは無関係にするものである。   The present invention provides a composition containing neurons, stems, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells made according to the present invention, and one or more additional components. A pharmaceutical composition according to the present invention for use according to the present invention comprises, in addition to the aforementioned neurons or cells, a pharmaceutically acceptable excipient, carrier, buffer, preservative, stabilizer, antioxidant, or Other materials well known to those skilled in the art can be included. Such substances must be non-toxic and should not interfere with neuronal activity. The specific nature of the carrier and other materials will depend on the route of administration. The composition comprises one or more of a neuroprotective molecule, a nerve regeneration molecule, a retinoid, a growth factor, an astrocyte / glia cell, or a factor that regulates gene expression in a stem, neural stem, progenitor or precursor cell, or neuronal cell. Can be included. Such substances make the neuron independent of its environment as described above.

液体の医薬組成物は一般に、液状の担体、例えば水、石油、動物性もしくは植物性の油、鉱油、または合成油を含む。生理食塩溶液、組織もしくは細胞培養培地、デキストロースもしくは他の糖溶液、またはグリコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなど)を含んでいてもよい。   Liquid pharmaceutical compositions generally include a liquid carrier such as water, petroleum, animal or vegetable oils, mineral oil, or synthetic oil. Saline solutions, tissue or cell culture media, dextrose or other sugar solutions, or glycols (ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, etc.) may be included.

前記組成物は、発熱物質フリーで、適当なpH、等張性および安定性を有する、非経口的に許容される水溶液の形でありうる。当業者であれば、例えば塩化ナトリウム、リンゲル液、または乳酸加リンゲル液を用いて、適当な溶液を調製することができよう。組成物を調製するのに、人工的な脳脊髄液を用いてもよい。   The composition may be in the form of a parenterally acceptable aqueous solution that is pyrogen-free and has an appropriate pH, isotonicity and stability. A person skilled in the art will be able to prepare a suitable solution using, for example, sodium chloride, Ringer's solution, or lactated Ringer's solution. Artificial cerebrospinal fluid may be used to prepare the composition.

本発明は、本発明に従って作製されたニューロンの、医学的処置方法(特に、ニューロン細胞の変性、損傷、減少、または障害と関連した医学的症状の処置)における使用を包含する。さらに、本発明は、特定の表現型をもつニューロンの、その表現型のニューロンの変性、損傷、または減少と関連した症状、疾患、または障害の治療における使用を提供する。より詳細には、本発明はヒトのパーキンソン病の治療におけるドーパミン作動性ニューロンの使用を提供する。本発明は特に、神経変性疾患(例えば、パーキンソン病のようなα-シヌクレイン障害)を治療するための材料および方法に関するが、それに限定されない。一例として、本発明は、ドーパミン作動性ニューロンに影響する病理もしくは疾患、および神経系の他の領域(特に、脊髄および/または大脳皮質のようなNurr1+ 細胞を含む領域)の変性もしくは損傷の治療にまで及ぶ。 The present invention encompasses the use of neurons made according to the present invention in a method of medical treatment, particularly the treatment of medical conditions associated with neuronal cell degeneration, damage, reduction, or disorder. Furthermore, the present invention provides the use of neurons with a particular phenotype in the treatment of symptoms, diseases or disorders associated with degeneration, damage or reduction of neurons of that phenotype. More particularly, the present invention provides the use of dopaminergic neurons in the treatment of human Parkinson's disease. The present invention particularly relates to, but is not limited to, materials and methods for treating neurodegenerative diseases (eg, α-synuclein disorders such as Parkinson's disease). As an example, the present invention treats pathologies or diseases affecting dopaminergic neurons, and degeneration or damage of other areas of the nervous system, particularly areas containing Nurr1 + cells such as the spinal cord and / or cerebral cortex. It extends to.

投与される細胞が2以上の異なったニューロン表現型を生じる能力のある幹細胞、始原もしくは前駆細胞である場合の治療方法では、該ニューロン、細胞または組成物を、アストロサイト/グリア細胞を含む領域(該細胞の分化を所望の特定のニューロン運命に導く)に導入することができる。該細胞または組成物は、例えば、腹側中脳に注入されるが、そこでは該細胞が1型アストロサイト/グリア細胞と相互作用してドーパミン作動性の表現型をとるように誘導される。これとは別にまたはこれに加えて、移植される組成物は、ニューロンまたは細胞を、上記のような特定のニューロン運命のほうにその発生を導く1種以上の因子(例えば、1型アストロサイト/グリア細胞)と組み合わせて、含むことができる。   In a method of treatment where the cells being administered are stem cells, progenitor or progenitor cells capable of producing two or more different neuronal phenotypes, the neuron, cell or composition is treated with a region comprising astrocytes / glia cells ( The cell differentiation can be introduced into the desired specific neuronal fate). The cell or composition is, for example, injected into the ventral mesencephalon where it is induced to interact with type 1 astrocytes / glia cells and adopt a dopaminergic phenotype. Alternatively or in addition, the composition to be transplanted may contain one or more factors (eg, type 1 astrocytes / cells) that direct the development of neurons or cells towards a specific neuronal fate as described above. In combination with glial cells).

細胞は当技術分野で公知の技法によって患者に移植することができる(例えば、Lindvall, O., (1998) Mov. Disord. 13, Suppl. 1:83-7; Freed, C.R.ら, (1997) Cell Transplant, 6, 201-202; Kordowerら, (1995) New England Journal of Medicine, 332, 1118-1124; Freed, C.R., (1992) New England Journal of Medicine, 327, 1549-1555)。   Cells can be transplanted into a patient by techniques known in the art (eg, Lindvall, O., (1998) Mov. Disord. 13, Suppl. 1: 83-7; Freed, CR et al., (1997) Cell Transplant, 6, 201-202; Kordower et al. (1995) New England Journal of Medicine, 332, 1118-1124; Freed, CR, (1992) New England Journal of Medicine, 327, 1549-1555).

本発明による組成物の投与は、好ましくは、「予防上有効な量」または「治療上有効な量」で行われ(しかし、場合によって、予防は治療とみなされる)、これは個体に利益をもたらすのに十分な量である。実際の投与量、ならびに投与の速度および時間経過は、治療される者の本性および重症度に左右されよう。治療の処方(例えば、投与量の決定など)は開業医や他の医師の裁量の範囲内である。   Administration of the composition according to the invention is preferably carried out in a “prophylactically effective amount” or “therapeutically effective amount” (although in some cases prophylaxis is considered a treatment), this may benefit the individual. Enough to bring. The actual dosage, and rate and time course of administration, will depend on the nature and severity of the person being treated. The prescription for treatment (eg, determination of dosage) is within the discretion of the practitioner or other physician.

組成物は単独で投与されるか、または他の治療と組み合わせて、治療すべき症状に応じて同時にまたは連続的に投与される。   The composition is administered alone or in combination with other treatments, either simultaneously or sequentially depending on the condition to be treated.

本明細書で提供する方法は、in vivoもしくはin vitro一次細胞または細胞株を原料として用いて実施することができる。in vitroで増える細胞の利点は、生産されるニューロンの数に事実上制限がないことである。   The methods provided herein can be practiced using primary cells or cell lines in vivo or in vitro as raw materials. The advantage of growing cells in vitro is that there is virtually no limit on the number of neurons produced.

移植された細胞の免疫拒絶反応に関連して起こりうる不利益を軽減するためには、幹細胞、始原もしくは前駆細胞を患者から分離して、所望の表現型に誘導する。その後細胞を患者に移植する。有利には、分離した幹細胞、始原もしくは前駆細胞を用いて、多数の免疫適合性のニューロン細胞が得られるように細胞株を樹立する。さらなる選択肢は、ある範囲の免疫適合性をカバーする細胞バンクを確立することであり、かかるバンクから個々の患者に適した細胞を選択することができる。ある個体に由来する幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞は、該細胞またはその子孫を別の個体に導入する場合の拒絶反応を軽減または防止するために改変することができる。一例として、ドナー細胞の1以上のMHC対立遺伝子を、例えば相同組換えによって、レシピエントのものと置き換える。   In order to reduce possible disadvantages associated with immune rejection of transplanted cells, stem, progenitor or progenitor cells are isolated from the patient and induced to the desired phenotype. The cells are then transplanted into the patient. Advantageously, cell lines are established using isolated stem cells, progenitor or progenitor cells to obtain a large number of immunocompatible neuronal cells. A further option is to establish a cell bank that covers a range of immunocompatibility from which cells suitable for an individual patient can be selected. Stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells, or neuronal cells from one individual can be modified to reduce or prevent rejection when the cell or its progeny are introduced into another individual. As an example, one or more MHC alleles of a donor cell are replaced with that of the recipient, for example by homologous recombination.

不死性の癌遺伝子またはリポーター遺伝子を保有する細胞株由来の細胞を患者への移植に使用する場合には、該細胞を患者に移植する前にその癌遺伝子をCRE-loxP系により除去することができる(Westerman, K. A.ら Proc. Natl. Acad Sci. USA 93, 8971 (1996))。患者の体温では活動しない不死性の癌遺伝子を使用してもよい。   When cells derived from a cell line carrying an immortal oncogene or reporter gene are used for transplantation into a patient, the oncogene may be removed by the CRE-loxP system before transplanting the cell into the patient. (Westerman, KA et al. Proc. Natl. Acad Sci. USA 93, 8971 (1996)). Immortal oncogenes that are not active at the patient's body temperature may be used.

さらなる態様において、本発明は、本発明に従って作製された細胞またはニューロンの、神経変性疾患治療用の薬剤のスクリーニング方法における使用を包含する。ニューロンはドーパミン作動性ニューロンでありうる。神経変性疾患はパーキンソン症候群またはパーキンソン病のようなα-シヌクレイノパシー(α-synucleinopathy)でありうる。薬剤は神経保護および/または神経再生分子および/または発生上の可溶性シグナルおよび/または腹側中脳の1型アストロサイトもしくはグリア細胞に由来する1種以上の因子でありうる。この方法はin vitroまたはin vivoで実施することができる。   In a further aspect, the present invention includes the use of cells or neurons produced according to the present invention in a method for screening a drug for the treatment of neurodegenerative diseases. The neuron can be a dopaminergic neuron. The neurodegenerative disease can be α-synucleinopathy such as Parkinson's syndrome or Parkinson's disease. The agent can be a neuroprotective and / or neuroregenerative molecule and / or a developmental soluble signal and / or one or more factors derived from ventral mesencephalic type 1 astrocytes or glial cells. This method can be performed in vitro or in vivo.

前記方法は次のステップを含むことができる:
(i) 本発明のニューロンを該ニューロンの毒素で処理し、
(ii) 該ニューロンを該毒素から分離し、
(iii) 処理したニューロンを1種以上の試験薬剤と接触させ、
(iv) 該ニューロンの該毒素からの回復能を測定し、
(v) 該ニューロンの該毒素からの回復能を、該試験薬剤と接触させてない同一ニューロンの該毒素からの回復能と比較する。
The method can include the following steps:
(i) treating the neuron of the present invention with a toxin of the neuron;
(ii) separating the neurons from the toxin;
(iii) contacting the treated neurons with one or more test agents;
(iv) measuring the ability of the neuron to recover from the toxin;
(v) Compare the ability of the neurons to recover from the toxin with the ability of the same neurons not contacted with the test agent to recover from the toxin.

前記方法は次のステップを含むことができる:
(i) 本発明のニューロンを、1種以上の試験薬剤の存在下で、該ニューロンの毒素で処理し、
(ii) 該ニューロンの該毒素に対する耐性能を測定し、
(iii) 該ニューロンの該毒素に対する耐性能を、該試験薬剤と接触させてない同一ニューロンの該毒素に対する耐性能と比較する。
The method can include the following steps:
(i) treating a neuron of the invention with a toxin of the neuron in the presence of one or more test agents;
(ii) measuring the resistance of the neuron to the toxin;
(iii) Compare the resistance of the neuron to the toxin with that of the same neuron not contacted with the test agent.

毒素は6-ヒドロキシドーパミン、5,7-ジヒドロキシトリプタミン、もしくは1-メチル-4-フェニル-1,2,3,6-テトラヒドロピリジン(MPTP)、プロテアソーム阻害剤(ラクタシスチン(lactacystin)を含む)、または殺虫剤(ロテノンを含む)であってよく、これら全てがカテコールアミン作動性ニューロンの死をもたらし、かつパーキンソン病の特徴を実験的に再現する。ニューロンの毒素からの回復能または毒素に対する耐性能は、当業者に公知の方法により測定することができ、例えば、細胞生存率もしくは細胞消失(例えば細胞カウントによる、例えばTUNEL法による)または活性型カスパーゼ-3免疫染色のモニタリング、形態(例えば、発芽、軸索の伸長および/または枝分かれ)のモニタリング、および/または生化学(例えばTH活性、例えば神経伝達物質の取込み/放出/含量)のモニタリングにより測定する。   Toxins are 6-hydroxydopamine, 5,7-dihydroxytryptamine, or 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), proteasome inhibitors (including lactacystin), Or it may be an insecticide (including rotenone), all of which lead to the death of catecholaminergic neurons and experimentally reproduce the characteristics of Parkinson's disease. The ability of neurons to recover from toxins or resistance to toxins can be measured by methods known to those skilled in the art, such as cell viability or cell loss (eg by cell count, eg by TUNEL method) or active caspase -3 Measured by monitoring immunostaining, monitoring morphology (eg germination, axon elongation and / or branching), and / or monitoring biochemistry (eg TH activity, eg neurotransmitter uptake / release / content) To do.

神経変性疾患治療用の薬剤のスクリーニング方法は次のステップを含むことができる:
(i) 上記の方法により作製されたドーパミン作動性ニューロンを1種以上の試験薬剤と接触させ、
(ii) 該薬剤の存在下での該ドーパミン作動性ニューロンの成長、機能、維持、生存能または神経伝達物質の放出を確認する。
A method of screening for a drug for treating a neurodegenerative disease can include the following steps:
(i) contacting dopaminergic neurons produced by the above method with one or more test agents;
(ii) confirming the growth, function, maintenance, viability or neurotransmitter release of the dopaminergic neurons in the presence of the drug.

他の実施形態において、神経変性疾患治療用の薬剤のスクリーニング方法は、酸化的ストレスのもとにある幹細胞、始原もしくは前駆細胞から生じたニューロンを利用し、次のステップを含んでなる:
(i) 酸化的ストレスのもとにある幹細胞、始原もしくは前駆細胞から生じたニューロンを用意し、
(ii) 該ニューロンを1種以上の試験薬剤と接触させ、
(iii) 該薬剤の存在下での該ニューロンの成長、機能、維持、生存能または神経伝達物質の放出を確認する。
In another embodiment, a method for screening a drug for treating a neurodegenerative disease utilizes neurons generated from stem, progenitor or progenitor cells under oxidative stress and comprises the following steps:
(i) Prepare neurons derived from stem cells, progenitor or progenitor cells under oxidative stress,
(ii) contacting the neuron with one or more test agents;
(iii) confirming the growth, function, maintenance, viability or neurotransmitter release of the neuron in the presence of the agent.

前記薬剤の存在下でのニューロンの成長、機能、維持、生存能または神経伝達物質の放出は、前記薬剤の非存在下でのニューロンの成長、機能、維持、生存能または神経伝達物質の放出と比較することができる。薬剤の非存在下と比較して、存在下での成長、神経伝達、維持、または生存能が増加すれば、その薬剤は神経変性疾患の治療に有用であることになる。   Neuronal growth, function, maintenance, viability or neurotransmitter release in the presence of the drug is defined as neuronal growth, function, maintenance, viability or neurotransmitter release in the absence of the drug. Can be compared. An increase in growth, neurotransmission, maintenance, or viability in the presence of a drug compared to the absence of the drug will be useful in the treatment of a neurodegenerative disease.

ニューロンの成長、神経伝達、維持、または生存能は、当業者に公知の方法により測定することができ、例えば、細胞カウント(例えばTUNEL法による)または活性型カスパーゼ-3免疫染色により、BrdUもしくは3H-チミジン取込みにより、形態(例えば、発芽、軸索の伸長および/または枝分かれ)のモニタリングにより、生化学(例えばTH活性、例えば神経伝達物質の取込み/放出/含量)のモニタリングにより、および/または遺伝子もしくはタンパク質の発現(例えば、免疫組織化学、PCR、遺伝子チップ、プロテオーム)により測定しうる。 Neuronal growth, neurotransmission, maintenance, or viability can be measured by methods known to those skilled in the art, for example, BrdU or 3 by cell count (eg, by TUNEL method) or active caspase-3 immunostaining. By H-thymidine uptake, by monitoring morphology (eg germination, axon elongation and / or branching), by biochemistry (eg TH activity, eg neurotransmitter uptake / release / content) and / or It can be measured by gene or protein expression (eg, immunohistochemistry, PCR, gene chip, proteome).

本発明において使用できる幹細胞、神経幹細胞、胚性幹細胞、前駆細胞、始原細胞、または神経細胞の例としては、C17.2 (Snyder, E. Y.ら Cell 68, 33-51 (1992))およびH6ヒト細胞株(Flaxら Nature Biotech 16 (1998))が挙げられる。さらなるヒト神経および胚性幹細胞の例は、Gage, F.H.ら Ann. Rev. Neurosci. 18 159-192 (1995); Gotlieb (2002) Annu. Rev. Neurosci 25 381-407); Carpenterら Stem Cells. 5(1): 79-88 (2003); およびhttp://stemcells.nih.gov/research/registry/に記載されている。   Examples of stem cells, neural stem cells, embryonic stem cells, progenitor cells, progenitor cells, or neurons that can be used in the present invention include C17.2 (Snyder, EY et al. Cell 68, 33-51 (1992)) and H6 human cells. Strains (Flax et al. Nature Biotech 16 (1998)). Additional examples of human neural and embryonic stem cells are Gage, FH et al. Ann. Rev. Neurosci. 18 159-192 (1995); Gotlieb (2002) Annu. Rev. Neurosci 25 381-407); Carpenter et al. Stem Cells. 5 (1): 79-88 (2003); and http://stemcells.nih.gov/research/registry/.

本明細書では神経幹細胞または神経始原もしくは前駆細胞に関して考察されるが、ここに提供した方法は他の幹細胞、始原もしくは前駆細胞におけるニューロン運命の誘導にも応用することができる。そのような細胞の例には、ヒトおよび非ヒト胚性幹細胞、ならびに非神経系と関連した幹細胞が含まれる。前記方法は間質細胞もしくは造血幹細胞および/または上皮由来の増殖性細胞に適用することができる。造血細胞は血液または骨髄生検から集めることができる。間質細胞は骨髄生検から集めることができる。上皮細胞は皮膚生検により、または例えば口腔粘膜をこすり取ることにより集めることができる。ニューロン表現型はこれらの幹細胞、始原もしくは前駆細胞のin vivoでの生理学的運命ではないので、この誘導方法は分化転換(trans-differentiation)、または脱分化(de-differentiation)および神経再分化と呼ばれている。このような細胞をニューロン運命へと誘導する方法は、非ニューロン表現型に関連した遺伝子に対するmicroRNAまたは抗センス調節因子を使用して、これらの細胞が非ニューロン運命へと分化するのを抑制および/または反転させることを含む。   Although discussed herein with respect to neural stem cells or neural progenitor or progenitor cells, the methods provided herein can also be applied to induce neuronal fate in other stem cells, progenitor or progenitor cells. Examples of such cells include human and non-human embryonic stem cells, and stem cells associated with the non-neural system. The method can be applied to stromal cells or hematopoietic stem cells and / or epithelial proliferative cells. Hematopoietic cells can be collected from blood or bone marrow biopsy. Stromal cells can be collected from a bone marrow biopsy. Epithelial cells can be collected by skin biopsy or by rubbing the oral mucosa, for example. Because the neuronal phenotype is not the physiological fate of these stem cells, progenitor or progenitor cells in vivo, this induction method is called trans-differentiation, or de-differentiation and neural redifferentiation It is. Methods for inducing such cells to neuronal fate use microRNAs or anti-sense regulators for genes associated with non-neuronal phenotypes to suppress and / or differentiate these cells into non-neuronal fate. Or including flipping.

本発明の方法は、神経運命へと拘束されていない幹細胞に適用することができる。それらは、異なる発生系と関連した2以上の娘幹細胞を生じる能力がある幹細胞に適用しうる。こうした幹細胞の例は胚性幹細胞、造血幹細胞、上皮由来の増殖性細胞、および神経幹細胞である。   The method of the present invention can be applied to stem cells that are not tied to neural fate. They can be applied to stem cells that are capable of generating two or more daughter stem cells associated with different developmental lines. Examples of such stem cells are embryonic stem cells, hematopoietic stem cells, epithelial proliferative cells, and neural stem cells.

さらなる各種の態様において、本発明は、神経幹細胞または始原もしくは前駆細胞におけるドーパミン作動性運命の誘導を高めるか、またはDkkリガンド(例えばDkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えばLRPポリペプチド)で処理したニューロン細胞におけるドーパミン作動性の誘導または分化を高める、1種以上の因子についてのアッセイおよびスクリーニング方法を提供することに関する。   In various further embodiments, the present invention enhances induction of dopaminergic fate in neural stem cells or progenitor or progenitor cells, or with Dkk ligands (eg, Dkk polypeptides) and / or Dkk receptors (eg, LRP polypeptides). It relates to providing assays and screening methods for one or more factors that enhance dopaminergic induction or differentiation in treated neuronal cells.

本発明は、Dkkおよび/またはLRPの存在下で幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞におけるドーパミン作動性運命の誘導を単独でまたは組合せで高める、増大させる、または増強することができる、1種以上の因子のスクリーニング方法を提供する。本発明の更なる態様は、幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞におけるドーパミン作動性運命の誘導を高める1種以上の因子を取得および/または同定するためのスクリーニングまたはサーチングにおける、Dkkおよび/またはLRPの存在下での幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞の使用を提供する。   The present invention can enhance, increase or enhance induction of dopaminergic fate in stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells, or neuronal cells, alone or in combination, in the presence of Dkk and / or LRP Methods of screening for one or more factors are provided. A further aspect of the invention is a screening for obtaining and / or identifying one or more factors that enhance the induction of dopaminergic fate in stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells, or neuronal cells or Provided is the use of stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells, or neuronal cells in the presence of Dkk and / or LRP in searching.

スクリーニング方法は次のステップを含むことができる:
(a) 試験物質を、Dkkリガンド(例えばDkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えばLRPポリペプチド)の存在下で幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞と接触させ、その際、該接触は試験物質と該細胞との相互作用をもたらすことができ、
(b) 試験物質と該細胞との相互作用を確認する。
The screening method can include the following steps:
(a) contacting the test substance with stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells or neuronal cells in the presence of a Dkk ligand (eg Dkk polypeptide) and / or a Dkk receptor (eg LRP polypeptide) The contact can result in an interaction between the test substance and the cell;
(b) Confirm the interaction between the test substance and the cells.

相互作用は、Dkkリガンド/受容体ポリペプチドと結合して細胞内へ取り込む該細胞の能力、および/または増大したドーパミン作動性細胞の数および/または分化をもたらすまたは伴うシグナル伝達経路または細胞プロセスを活性化する該細胞の能力を測定することにより確認することができる。これらには、kremenまたはLRP 5/6受容体により調節されるシグナル伝達プロセス、すなわち、本明細書で述べるようなβ-カテニンまたはアキシンのレベルおよび/または分解および/またはトランスロケーションおよび/またはリン酸化の調節が含まれる。   The interaction is a signaling pathway or cellular process that results in or accompanies Dkk ligand / receptor polypeptide binding and uptake into the cell, and / or increased dopaminergic cell number and / or differentiation. This can be confirmed by measuring the ability of the cells to activate. These include signaling processes regulated by kremen or LRP 5/6 receptors, i.e. levels and / or degradation and / or translocation and / or phosphorylation of β-catenin or axin as described herein Adjustments are included.

スクリーニング方法は、試験物質を、Dkkリガンド(例えばDkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えばLRPポリペプチド)の存在下で幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞に由来する膜画分、可溶性画分または核画分と接触させ、そして試験物質と該画分との相互作用を確認することを含む。こうした画分の調製は当業者の能力の範囲内である。   The screening method is a membrane fraction derived from a test substance from stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells, or neuronal cells in the presence of a Dkk ligand (eg Dkk polypeptide) and / or a Dkk receptor (eg LRP polypeptide). Contacting the fraction, soluble fraction or nuclear fraction and confirming the interaction between the test substance and the fraction. The preparation of such fractions is within the ability of one skilled in the art.

結合または相互作用は当技術分野で公知のいくつかの技法(定性的または定量的)により確認することができる。試験物質と幹細胞または前駆細胞またはニューロン細胞との相互作用は、いずれか一方に検出可能な標識を付け、それを他方と接触させることにより調べることができ、その際、他方は、例えば固相支持体に結合させた抗体を用いて、またはBiacoreシステムを含むそれ自体公知の他の技法により、固相支持体に固定化しておいてもよい。   Binding or interaction can be confirmed by several techniques (qualitative or quantitative) known in the art. The interaction between the test substance and the stem cells or progenitor cells or neuronal cells can be investigated by attaching a detectable label to one of them and bringing it into contact with the other, for example the solid phase support It may be immobilized on a solid support using antibodies bound to the body or by other techniques known per se, including the Biacore system.

スクリーニング方法は、幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞を1種以上の試験物質の存在下で培養し、該細胞をドーパミン作動性表現型への分化について(例えば、本明細書に記載するドーパミン作動性表現型のマーカーを検出することにより)分析することを含む。ドーパミン作動性表現型のマーカーの1つにチロシンヒドロキシラーゼ(TH)がある。さらなるマーカーとしては、Nurr1、レチナルデヒドデヒドロゲナーゼ1 (Raldh1)またはアルデヒドデヒドデヒドロゲナーゼ2型(AHD-2)、GIRK2、Lmx1a/bおよびPitx3が挙げられる。(TH/ドーパミン/DATの存在下での)ドーパミンβヒドロキシラーゼおよびGABAまたはGADの非存在もドーパミン作動性運命の指標となる。   Screening methods involve culturing stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells in the presence of one or more test substances, and for the differentiation of the cells into a dopaminergic phenotype (eg, as described herein). Analyzing) by detecting markers of the described dopaminergic phenotype. One of the markers of dopaminergic phenotype is tyrosine hydroxylase (TH). Additional markers include Nurr1, retinal dehydrogenase 1 (Raldh1) or aldehyde dehydrogenase type 2 (AHD-2), GIRK2, Lmx1a / b and Pitx3. The absence of dopamine β-hydroxylase and GABA or GAD (in the presence of TH / dopamine / DAT) is also an indicator of dopaminergic fate.

本発明によりスクリーニングされる物質は、天然または合成の化合物であり、例えばポリペプチド、核酸、小さな有機分子が含まれる。   Substances screened by the present invention are natural or synthetic compounds, including, for example, polypeptides, nucleic acids, small organic molecules.

スクリーニング方法は、腹側中脳の1型アストロサイトまたは初期グリア細胞を、Dkkおよび/またはLRPポリペプチドの存在下で幹細胞、神経幹細胞、または始原もしくは前駆細胞におけるドーパミン作動性運命を誘導することができない神経細胞(例えばアストロサイト)と比較することを含む。こうした比較は、例えば、腹側中脳の発生中の1型アストロサイトまたは初期グリア細胞と、他の神経部位からの1型アストロサイトまたは初期グリアとの間で行うことができる。   Screening methods can induce dopaminergic fate in ventral mesencephalic type 1 astrocytes or early glial cells in stem cells, neural stem cells, or progenitor or progenitor cells in the presence of Dkk and / or LRP polypeptides Comparing with incapable nerve cells (eg astrocytes). Such a comparison can be made, for example, between developing type 1 astrocytes or early glial cells in the ventral mesencephalon and type 1 astrocytes or early glia from other neural sites.

アストロサイトや初期グリア細胞を必要とするスクリーニング方法では、不死化されたアストロサイトまたはグリア細胞を利用することができる。それはアストロサイト細胞株またはグリア細胞株(例えば、アストロサイトまたはグリア中脳細胞株)でありうる。こうした細胞株は均一な細胞集団を提供する。   In screening methods that require astrocytes or early glial cells, immortalized astrocytes or glial cells can be used. It can be an astrocyte cell line or a glial cell line (eg, an astrocyte or glial midbrain cell line). Such cell lines provide a uniform cell population.

スクリーニング方法は、細胞同士の表現型の差を分析するためのどのような公知方法を用いてもよく、またDNA、mRNA、cDNAもしくはポリペプチドのレベルで行うことができる。差次的スクリーニングと遺伝子スクリーニングがそのような2つの技法である。本明細書に記載のスクリーニング方法のいずれかで同定された物質は、本明細書に記載の他のスクリーニング方法のいずれかで試験物質として使用しうる。   As the screening method, any known method for analyzing a phenotypic difference between cells may be used, and can be performed at the DNA, mRNA, cDNA or polypeptide level. Differential screening and genetic screening are two such techniques. A substance identified by any of the screening methods described herein can be used as a test substance in any of the other screening methods described herein.

スクリーニング方法では、核酸発現アレイ、例えばマウスcDNA発現アレイを利用することができる。このアプローチでは、異なる核酸分子のアレイをフィルター、石英、または別の表面上に、例えば核酸をフィルターに架橋することで、配置する。試験溶液または抽出液を取得し、そこに含まれる核酸を例えば蛍光により標識する。次いで溶液または抽出液をフィルターもしくは遺伝子チップにアプライする。試験核酸とフィルターもしくは遺伝子チップ上の核酸とのハイブリダイゼーションを確認して、対照溶液を用いて得られたハイブリダイゼーションと比較する。試験サンプルと対照サンプルの場合に得られたハイブリダイゼーションの差が異なる核酸内容物を示している。核酸アレイに関するさらなる情報については、利用可能なウェブブラウザを用いて見つけられる、Clontechウェブサイト(例えば、www.clontech.com)またはAffymetrixウェブサイト(例えば、www.affymetrix.com)を参照されたい。   In the screening method, a nucleic acid expression array such as a mouse cDNA expression array can be used. In this approach, an array of different nucleic acid molecules is placed on a filter, quartz, or another surface, for example by cross-linking nucleic acids to the filter. A test solution or extract is obtained and the nucleic acid contained therein is labeled, for example, with fluorescence. The solution or extract is then applied to a filter or gene chip. The hybridization between the test nucleic acid and the nucleic acid on the filter or gene chip is confirmed and compared with the hybridization obtained using the control solution. The hybridization differences obtained for the test and control samples indicate different nucleic acid contents. For more information on nucleic acid arrays, see the Clontech website (eg www.clontech.com) or the Affymetrix website (eg www.affymetrix.com), which can be found using available web browsers.

スクリーニング方法は、幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞を、Dkkリガンド(例えば、Dkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えば、LRPポリペプチド)の存在下にある幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞と比較して、例えば、1種以上の因子を同定することを含む。かかる因子は、DkkリガンドもしくはDkk受容体の存在下で細胞の増殖および/または自己複製および/または分化および/または生存を高め、かつ/またはドーパミン作動性運命の獲得もしくは誘導を促進し、かつ/または幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞におけるニューロン発生および/または神経伝達を誘導し、かつ/またはニューロン細胞におけるドーパミン作動性誘導もしくは分化を高めるものである。ひとたび標的遺伝子および/または因子が同定されたら、それらの単離および/または精製および/またはクローニングを行って、さらなる方法に使用することができる。   The screening method comprises stem cells, progenitor or progenitor cells, or neurons, stem cells, progenitor or progenitor cells in the presence of Dkk ligand (eg, Dkk polypeptide) and / or Dkk receptor (eg, LRP polypeptide), Or, for example, identifying one or more factors compared to a neuronal cell. Such factors enhance cell proliferation and / or self-renewal and / or differentiation and / or survival in the presence of Dkk ligand or Dkk receptor and / or promote acquisition or induction of dopaminergic fate and / or Alternatively, it induces neuronal development and / or neurotransmission in stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells and / or enhances dopaminergic induction or differentiation in neuronal cells. Once the target genes and / or factors have been identified, they can be isolated and / or purified and / or cloned and used in further methods.

スクリーニング方法は、幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞を1種以上の試験物質の存在下で培養し、該細胞をβカテニン活性化について、例えば本明細書で述べるような脱リン酸化またはレポーターアッセイにより、分析することを含んでいてもよい。   The screening method involves culturing stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells in the presence of one or more test substances, and culturing the cells for β-catenin activation, such as dephosphorylation as described herein. It may comprise analyzing by an oxidation or reporter assay.

スクリーニング方法は、幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞を、Dkkリガンド(例えば、Dkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えば、LRPポリペプチド)の存在下にある幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞と比較して、例えば、DkkリガンドもしくはDkk受容体の存在下で幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞におけるβカテニン活性化を促進し、増大し、または高める1種以上の因子を同定することを含むことができる。ひとたび標的遺伝子および/または因子が同定されたら、それらの単離および/または精製および/またはクローニングを行って、さらなる方法に使用することができる。   The screening method comprises stem cells, progenitor or progenitor cells, or neurons, stem cells, progenitor or progenitor cells in the presence of Dkk ligand (eg, Dkk polypeptide) and / or Dkk receptor (eg, LRP polypeptide), Or one or more that promotes, increases or enhances β-catenin activation in stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells, or neurons, for example, in the presence of Dkk ligand or Dkk receptor compared to neurons Identifying the factors. Once the target genes and / or factors have been identified, they can be isolated and / or purified and / or cloned and used in further methods.

関連した態様では、本発明は、幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞においてドーパミン作動性運命を誘導するかまたはβカテニンを活性化するDkkリガンドまたはDkk受容体(例えば、DkkペプチドまたはLRPポリペプチド)の能力をモジュレートする物質のスクリーニング方法を提供する。   In a related aspect, the invention provides a Dkk ligand or Dkk receptor (eg, Dkk peptide or LRP polypeptide) that induces dopaminergic fate or activates β-catenin in stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells. Methods of screening for substances that modulate the ability of are provided.

こうして、前記方法は、幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞における増殖、自己複製、ドーパミン作動性の発生、分化、成熟、および/またはドーパミン作動性運命の獲得を誘導するDkkリガンドまたはDkk受容体(例えば、DkkペプチドまたはLRPポリペプチド)の能力をモジュレートする物質をスクリーニングすることができる。   Thus, the method comprises a Dkk ligand or stem cell, neural stem cell, progenitor or progenitor cell, or Dkk ligand that induces proliferation, self-replication, dopaminergic development, differentiation, maturation, and / or acquisition of dopaminergic fate, or Agents that modulate the ability of the Dkk receptor (eg, Dkk peptide or LRP polypeptide) can be screened.

そのような方法は以下のステップを含んでなる:
(i) Dkkリガンドおよび/またはDkk受容体(例えば、Dkkペプチドおよび/またはLRPポリペプチド)および1種以上の試験物質の存在下にある幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞を用意し、
(ii) ドーパミン作動性運命もしくは表現型をとりかつ/またはDkkリガンドおよび/またはDkk受容体に応答する細胞の割合を分析し、
(iii) そのようなドーパミン作動性運命をとる細胞の割合を、匹敵する反応媒体および条件下であるが該試験物質の非存在下でドーパミン作動性運命もしくは表現型をとりかつ/またはDkkリガンドおよび/またはDkk受容体に応答する細胞の数と比較する。処理細胞と未処理細胞とのドーパミン作動性ニューロンの割合の差が、関係する試験物質のモジュレート効果を示している。
Such a method comprises the following steps:
(i) stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells in the presence of Dkk ligands and / or Dkk receptors (eg, Dkk peptides and / or LRP polypeptides) and one or more test substances, or Prepare nerve cells,
(ii) analyzing the proportion of cells that take dopaminergic fate or phenotype and / or respond to Dkk ligand and / or Dkk receptor;
(iii) the proportion of cells that take such a dopaminergic fate is determined by taking a dopaminergic fate or phenotype and / or Dkk ligand and / or in the absence of the test substance under comparable reaction medium and conditions Compare with the number of cells that respond to the Dkk receptor. The difference in the proportion of dopaminergic neurons between treated and untreated cells indicates the modulating effect of the relevant test substance.

そのようなスクリーニング方法は以下のステップを含むことができる:
(i) 1種以上の試験物質の存在下で、幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞をDkkリガンドおよび/またはDkk受容体(例えば、Dkkペプチドおよび/またはLRPポリペプチド)により処理し、
(ii) ドーパミン作動性運命もしくは表現型をとりかつ/またはDkkリガンドおよび/またはDkk受容体に応答する幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞の割合を分析し、
(iii) ドーパミン作動性運命もしくは表現型をとりかつ/またはDkkリガンドおよび/またはDkk受容体に応答する幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、または神経細胞の割合を、匹敵する反応条件下であるが該試験物質の非存在下でドーパミン作動性運命もしくは表現型をとりかつ/またはDkkリガンドおよび/またはDkk受容体に応答する幹細胞、前駆もしくは始原細胞、または神経細胞の数と比較する。
Such screening methods can include the following steps:
(i) in the presence of one or more test substances, stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells are treated with Dkk ligands and / or Dkk receptors (eg Dkk peptides and / or LRP poly Peptide),
(ii) analyzing the proportion of stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells that adopt dopaminergic fate or phenotype and / or respond to Dkk ligand and / or Dkk receptor;
(iii) a response comparable to the proportion of stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neurons that adopt dopaminergic fate or phenotype and / or respond to Dkk ligand and / or Dkk receptor Compare to the number of stem cells, progenitor or progenitor cells, or neurons that take dopaminergic fate or phenotype and / or respond to Dkk ligand and / or Dkk receptor under conditions but in the absence of the test substance To do.

他の実施形態では、スクリーニング方法は以下のステップを含むことができる:
(i) 1種以上の試験物質の存在下で、幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞をDkkリガンドおよび/またはDkk受容体(例えば、Dkkペプチドおよび/またはLRPポリペプチド)により処理し、
(ii) Dkkリガンドおよび/またはDkk受容体に応答してβ-カテニン活性化を受ける幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞の割合を分析し、
(iii) Dkkリガンドおよび/またはDkk受容体に応答してβ-カテニン活性化を受ける幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロン細胞の割合を、匹敵する反応条件下であるが該試験物質の非存在下でβ-カテニン活性化を受ける幹細胞、前駆もしくは始原細胞、または神経細胞の数と比較する。
In other embodiments, the screening method can include the following steps:
(i) in the presence of one or more test substances, stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neuronal cells are treated with Dkk ligands and / or Dkk receptors (eg Dkk peptides and / or LRP poly Peptide),
(ii) analyzing the proportion of stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells, or neuronal cells that undergo β-catenin activation in response to Dkk ligands and / or Dkk receptors;
(iii) The proportion of stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells, or neuronal cells that undergo β-catenin activation in response to Dkk ligands and / or Dkk receptors, under comparable reaction conditions Is compared to the number of stem cells, progenitor or progenitor cells, or neurons that undergo β-catenin activation in the absence of the test substance.

こうしたスクリーニング方法は、類似のまたは同一の非ヒト動物においてin vivoで、あるいはin vitroで、すなわち培養下で、細胞に対して実施することができる。   Such screening methods can be performed on cells in vivo in similar or identical non-human animals or in vitro, ie in culture.

上述したように、本発明に従ってスクリーニングされる物質は、例えばポリペプチド、核酸、小さな有機分子といった、天然または合成の化合物であってよい。   As mentioned above, substances to be screened according to the present invention may be natural or synthetic compounds such as polypeptides, nucleic acids, small organic molecules.

他の実施形態では、幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞における増殖、自己複製、ドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、生存、分化および/または成熟を高めることによってドーパミン作動性ニューロンの発生を誘導または促進するのに有用な化合物のスクリーニング方法は、
試験化合物の存在下でDkkポリペプチドをタンパク質分解的に切断する前駆タンパク質転換酵素の能力を測定する、ことを含むことができる。
In other embodiments, dopaminergic by enhancing proliferation, self-renewal, dopaminergic neurotransmission, development, induction, survival, differentiation and / or maturation in stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells Methods for screening for compounds useful for inducing or promoting neuron development include:
Measuring the ability of the precursor protein convertase to proteolytically cleave the Dkk polypeptide in the presence of the test compound.

試験化合物の非存在下に対する存在下での前記能力の増加または低下は、その試験化合物がドーパミン作動性ニューロンの発生を誘導または促進するのに有用であることを示している。   An increase or decrease in the ability in the presence relative to the absence of the test compound indicates that the test compound is useful for inducing or promoting the development of dopaminergic neurons.

Dkkポリペプチドをタンパク質分解的に切断する前駆タンパク質転換酵素の能力は、Dkk活性を測定することにより(例えば、βカテニン活性化もしくはドーパミン作動性発生を測定または検出することにより)、あるいはDkkポリペプチドの加水分解産物の存在を確認することにより、測定することができる。   The ability of a precursor protein convertase to proteolytically cleave a Dkk polypeptide is measured by measuring Dkk activity (eg, by measuring or detecting β-catenin activation or dopaminergic development), or by Dkk polypeptide It can be measured by confirming the presence of the hydrolyzate.

適当なDkkポリペプチドとしては、Dkk-1、Dkk-2、Dkk-3およびDkk-4が挙げられる。   Suitable Dkk polypeptides include Dkk-1, Dkk-2, Dkk-3 and Dkk-4.

前駆タンパク質転換酵素は、配列Arg-X-X-Arg、Arg/Lys-X-X-X-Arg/Lys-Arg、またはArg/Lys-Argに特異的なプロテアーゼであってよく、例えばフューリンまたはプロテアーゼ転換酵素2(PC2)である。   The precursor protein convertase may be a protease specific for the sequence Arg-XX-Arg, Arg / Lys-XXX-Arg / Lys-Arg, or Arg / Lys-Arg, for example furin or protease convertase 2 (PC2 ).

他の実施形態では、タンパク質分解を受けにくいDkkリガンドのスクリーニング方法は、前駆タンパク質転換酵素の存在下でDkkリガンドを含むと予想されるサンプルのDkk活性を確認することを含み、該活性が存在すれば、該サンプルが前記Dkkリガンドを含むこととなる。   In other embodiments, a method for screening a Dkk ligand that is not prone to proteolysis comprises confirming the Dkk activity of a sample that is expected to contain a Dkk ligand in the presence of a proprotein convertase, wherein the activity is present. In this case, the sample contains the Dkk ligand.

サンプルのDkk活性は、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞における増殖、自己複製、ドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、生存、分化および/または成熟を高めることによってドーパミン作動性ニューロンの発生を促進することに及ぼす該サンプルの効果を測定することにより、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞におけるβカテニン活性化に及ぼす該サンプルの効果を測定することにより、またはDkkリガンドのタンパク質分解切断の産物の有無を確認することにより、確認することができる。   The Dkk activity of the sample is increased in dopaminergic neurons by enhancing proliferation, self-renewal, dopaminergic neurotransmission, development, induction, survival, differentiation and / or maturation in embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or precursor cells By measuring the effect of the sample on promoting development, measuring the effect of the sample on β-catenin activation in embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or Dkk ligand protein This can be confirmed by confirming the presence or absence of a product of degradation cleavage.

ある方法は、タンパク質分解を受けにくいDkkリガンドを含むサンプルを同定することを含みうる。Dkkリガンドをサンプルから単離および/または精製してもよい。   One method can include identifying a sample containing a Dkk ligand that is not prone to proteolysis. The Dkk ligand may be isolated and / or purified from the sample.

スクリーニング方法は、混合物またはサンプルから1種以上の物質を単離および/または精製することを含むことができる。この方法は、Dkkリガンド(例えば、Dkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えば、LRPポリペプチド)の存在下で幹細胞、神経幹細胞、神経始原もしくは前駆細胞、または神経細胞と相互作用する混合物の1以上の画分の能力(例えば、前記細胞と結合する能力、および/または前記細胞の増殖および/または自己複製を促進する能力、および/または前記細胞におけるドーパミン作動性の表現型および/または神経伝達もしくは運命の誘導、獲得、分化または発生を高める能力)を測定すること含む。精製および/または単離するには、当業者に公知のどのような方法を使用してもよい。   Screening methods can include isolating and / or purifying one or more substances from a mixture or sample. This method involves the use of stem cells, neural stem cells, neural progenitor or progenitor cells, or mixtures that interact with neural cells in the presence of Dkk ligands (eg, Dkk polypeptides) and / or Dkk receptors (eg, LRP polypeptides). The ability of one or more fractions (eg, the ability to bind to the cell and / or promote the proliferation and / or self-renewal of the cell, and / or the dopaminergic phenotype and / or nerve in the cell) Measuring the ability to increase the induction, acquisition, differentiation or development of transmission or fate). Any method known to those skilled in the art may be used for purification and / or isolation.

スクリーニング方法では、試験物質をコードする核酸と機能的に連結された誘導性プロモーターを使用することができる。そのような構築物を宿主細胞に組み込み、該プロモーターの許容性および非許容性条件下にある該細胞の1以上の性質を検討し比較する。検討される性質は、Dkkリガンド(例えば、Dkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えば、LRPポリペプチド)の存在下で幹細胞、神経幹細胞、神経始原もしくは前駆細胞、または神経細胞におけるドーパミン作動性の表現型またはβカテニン活性化を誘導する該宿主細胞の能力でありうる。許容性と非許容性の条件下にある宿主細胞の能力に差があれば、その試験物質が、単独でまたは組合せで、Dkkリガンドおよび/またはDkk受容体の存在下に幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞における増殖および/または自己複製および/またはドーパミン作動性の運命および/またはドーパミン作動性の分化もしくは神経伝達、生存または発生の誘導を高めることができるか、あるいはニューロン細胞におけるドーパミン作動性の誘導または神経伝達または分化を高めることができることを示す。   In the screening method, an inducible promoter operably linked to a nucleic acid encoding a test substance can be used. Such a construct is incorporated into a host cell and one or more properties of the cell under permissive and non-permissive conditions of the promoter are examined and compared. Properties considered are dopaminergic in stem cells, neural stem cells, neural progenitor or progenitor cells, or neurons in the presence of Dkk ligands (eg, Dkk polypeptides) and / or Dkk receptors (eg, LRP polypeptides) Or the ability of the host cell to induce β-catenin activation. If there is a difference in the ability of the host cell under permissive and non-permissive conditions, the test substance, alone or in combination, in the presence of Dkk ligand and / or Dkk receptor, stem cells, neural stem cells, progenitors Or can increase proliferation and / or self-renewal and / or dopaminergic fate and / or induction of dopaminergic differentiation or neurotransmission, survival or development in progenitor cells, or dopaminergic in neuronal cells Indicates that induction or neurotransmission or differentiation can be enhanced.

当業者であれば、通常のスキルや知識を用いて本発明のどのスクリーニング方法のフォーマットでも変更することができよう。モジュレート活性を試験される物質はいずれも天然または合成の化学物質であってよい。   Those skilled in the art will be able to change any screening method format of the present invention using ordinary skill and knowledge. Any substance to be tested for modulating activity may be a natural or synthetic chemical.

本発明により提供される方法のいずれかにより同定された化合物、物質、または因子は単離および/または精製し、かつ/またはさらに研究することができる。それを製造して、薬剤、医薬組成物、薬物のような組成物の調製(すなわち、製造または処方)に使用してもよい。   A compound, substance, or factor identified by any of the methods provided by the present invention can be isolated and / or purified and / or further studied. It may be manufactured and used to prepare (ie, manufacture or formulate) a composition such as a drug, pharmaceutical composition, drug.

種々のさらなる態様において、本発明は、本明細書に開示した方法のいずれかにより同定された因子;そのような因子を含む医薬組成物、薬剤、薬物もしくは他の組成物(かかる組成物は幹細胞、神経幹細胞、始原もしくは前駆細胞、またはニューロンをDkkリガンド(例えば、Dkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えば、LRPポリペプチド)と共に含みうる);Dkkリガンド(例えば、Dkkポリペプチド)および/またはDkk受容体(例えば、LRPポリペプチド)の存在下で幹細胞、神経幹細胞、胚性幹細胞、始原もしくは前駆細胞から誘導されるドーパミン作動性ニューロンの誘導および/または表現型分化もしくは成熟および/または生存および/または神経再生および/またはシナプス再生および/または神経伝達および/または機能的出力を高めるための該因子の使用;医学的処置方法における該因子もしくは組成物の使用;ドーパミン作動性ニューロンの変性、損傷、減少または障害に関連した医学的症状、あるいはドーパミン作動性ニューロンに影響を及ぼす医学的症状を処置(予防的処置を含む)するための、例えばパーキンソン病または他の神経変性疾患を処置するための、患者に該因子または組成物を投与することを含む方法;投与用の、例えばパーキンソン病またはその他(神経変性疾患など)の治療用の、組成物、薬剤または薬物の製造における該因子の使用;ならびに、該因子を製薬上許容される賦形剤、ビヒクルもしくは担体と、任意で他の成分と、混ぜ合わせることを含む医薬組成物の調製方法をさらに提供する。   In various further aspects, the present invention provides an agent identified by any of the methods disclosed herein; a pharmaceutical composition, agent, drug or other composition comprising such an agent (such a composition is a stem cell). , Neural stem cells, progenitor or progenitor cells, or neurons may be included with Dkk ligands (eg, Dkk polypeptides) and / or Dkk receptors (eg, LRP polypeptides); Dkk ligands (eg, Dkk polypeptides) and / or Or induction and / or phenotypic differentiation or maturation and / or survival of dopaminergic neurons derived from stem cells, neural stem cells, embryonic stem cells, progenitor or progenitor cells in the presence of Dkk receptors (eg LRP polypeptides) And / or increase nerve regeneration and / or synaptic regeneration and / or neurotransmission and / or functional output Use of the factor or composition in a medical treatment method; medical condition associated with degeneration, damage, reduction or disorder of dopaminergic neurons, or medical effects on dopaminergic neurons A method comprising administering the factor or composition to a patient for treating a symptom (including prophylactic treatment), eg for treating Parkinson's disease or other neurodegenerative disease; for administration, eg Parkinson Use of the factor in the manufacture of a composition, medicament or drug for the treatment of a disease or other (such as a neurodegenerative disease); and the factor with a pharmaceutically acceptable excipient, vehicle or carrier and optionally other There is further provided a method of preparing a pharmaceutical composition comprising combining with the ingredients of

本発明の種々のさらなる態様および実施形態は、本明細書の開示内容から当業者には自明であろう。本明細書で挙げた文献はすべて、参照によりその全体を本明細書に組み入れるものとする。   Various further aspects and embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the disclosure herein. All documents cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

本発明は、上に記載した特徴の組合せおよび部分的組合せをもれなく包含する。   The present invention encompasses all combinations and subcombinations of features described above.

本発明のいくつかの局面および実施形態を一例として図示し、また以下に記載された図面に関して説明する。   Several aspects and embodiments of the invention are illustrated by way of example and are described with reference to the drawings described below.

図1から6は、発生中のVM(腹側中脳)におけるDkk-1、-2、-3の連続的発現を示している。統計解析は、一元配置分散分析(One-Way ANOVA)とフィッシャーの事後多重比較検定(Fisher’s post-hoc test)を用いて行われた。   Figures 1 to 6 show the continuous expression of Dkk-1, -2, -3 in the developing VM (ventral mesencephalon). Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance (One-Way ANOVA) and Fisher's post-hoc test.

特に本明細書で参照により組み込まれるものは、WO 00/667136およびWO 2004/029229に記述される実験結果である。WO 00/667136は、ドーパミン作動性前駆細胞の増殖および/または自己複製、並びに1型アストロサイトまたはグリア細胞の存在下でNurr1を発現する幹細胞、神経幹細胞、前駆細胞、もしくは始原細胞におけるドーパミン作動性ニューロンの誘導を実証し、また前記細胞をFGF(例えば、FGF8)やレチノイド等の付加的な因子と接触させた時に得られる付加的結果を実証している。そしてWO 2004/029229は、ドーパミン作動性前駆細胞の増殖および/または自己複製、並びに例えばNurr1等のNG4Aサブファミリーの核内レセプターを細胞内で基底レベルを超えて発現させることやWntリガンドで細胞を処理することによる幹細胞、神経幹細胞、前駆細胞、または始原細胞におけるドーパミン作動性ニューロンの誘導を実証している。   Specifically incorporated herein by reference are the experimental results described in WO 00/667136 and WO 2004/029229. WO 00/667136 describes the proliferation and / or self-renewal of dopaminergic progenitor cells and dopaminergic activity in stem cells, neural stem cells, progenitor cells or progenitor cells that express Nurr1 in the presence of type 1 astrocytes or glial cells It demonstrates the induction of neurons and the additional results obtained when the cells are contacted with additional factors such as FGF (eg FGF8) or retinoids. And WO 2004/029229 describes the proliferation and / or self-renewal of dopaminergic progenitor cells and the expression of NG4A subfamily nuclear receptors such as Nurr1 in cells beyond the basal level, Demonstrates the induction of dopaminergic neurons in stem cells, neural stem cells, progenitor cells or progenitor cells upon treatment.

Dkk-APおよびDkk-FLAGを含む条件培地の部分精製、並びにフューリン阻害剤処理
ヒト胎生期腎細胞293T(HEK293T)細胞またはSN4741細胞を、リポフェクタミン2000(Lipofectamine 2000: Invitrogen社)を用いて使用説明書に従いDkk-AP(Maoら、2001a)プラスミド、または全長もしくはトランケート型Dkk-FLAG(Liら、2002)プラスミドで一過的にトランスフェクトした。48時間後、無血清N2条件培地を回収し、Centricon-Plus 20カラム(Millipore社)を用いて使用説明書に従って濃縮した。タンパク質含有量を測定し、等濃度のアリコート(分割量のサンプル)を調製した後、−80℃で保存した。フューリン阻害実験では、DMSO(対照として)またはデカノイル-RVKR-CMK(Calbiochem社)をトランスフェクションの開始後4時間で、OPTIMEM培地(Invitrogen社)をN2培地で置き換える際に培養物に加えた。c.m.(条件培地)を24時間後に回収し、遠心して、あらゆる細胞混入物を除き、直接解析を行った(p.p.(部分精製)なし)。
Partial purification of conditioned medium containing Dkk-AP and Dkk-FLAG, and instructions for using furin inhibitor-treated human embryonic kidney cells 293T (HEK293T) cells or SN4741 cells using Lipofectamine 2000 (Lipofectamine 2000: Invitrogen) And transiently transfected with the Dkk-AP (Mao et al., 2001a) plasmid, or the full-length or truncated Dkk-FLAG (Li et al., 2002) plasmid. After 48 hours, serum-free N2 conditioned medium was collected and concentrated using a Centricon-Plus 20 column (Millipore) according to the instructions for use. The protein content was measured and aliquots (aliquots of samples) of equal concentration were prepared and stored at -80 ° C. For furin inhibition experiments, DMSO (as a control) or decanoyl-RVKR-CMK (Calbiochem) was added to the culture 4 hours after the start of transfection and OPTIMEM medium (Invitrogen) was replaced with N2 medium. cm (conditioned medium) was collected after 24 hours, centrifuged to remove any cellular contaminants and analyzed directly (no pp (partial purification)).

前駆細胞培養物と処理
定期に交尾させたSprague-Dawleyラットから得られた胎生期(E)14.5日の腹側中脳(VM)(動物実験の倫理承認は、Stockholms Norra Djurfoersoeks Etiska Naemndより付与された)を切除し、機械的に解離させた。そして、ポリD-リシン(10μg/ml)被覆プレート(Falcon社)内の15mMのHEPESバッファおよび1mMのグルタミン(Invitrogen社)を含んだ、F12とMEM(Invitrogen社)の1:1混合物からなる無血清N2培地に、最終密度1×105細胞/cm2で播種した。N2サプリメントおよび5mg/mlのAlbuMAX(Invitrogen社提供)も培地に添加した。またはそれに代わって5μg/mlインスリン、100μg/mlアポトランスフェリン(apotransferrin)、60μMプトレスシン(putrescine)、20nMプロゲステロン、30nMセレン、6mg/mlグルコース、および1mg/mlのBSA(全てシグマ社から購入)を添加した。培養物を、固定前に37℃インキュベータ内で5%CO2下にてin vitroで3日間培養した。組換えマウスDkk-1(R&D Systems社)および組換えヒトDkk-2(AmProx社、USA)を最終濃度0〜500ng/mlで使用した。Dkk-APおよびトランケート型Dkk-FLAGについては、25μg/μlのストック溶液を0〜10μg/mlで添加した。これら全ての試薬を培養開始時に前駆細胞培養物に加えた。
The embryonic (E) 14.5 day ventral mesencephalon (VM) obtained from a Sprague-Dawley rat mated with a progenitor cell culture on a regular basis. Were removed and mechanically dissociated. It was then made of a 1: 1 mixture of F12 and MEM (Invitrogen) containing 15 mM HEPES buffer and 1 mM glutamine (Invitrogen) in a poly D-lysine (10 μg / ml) coated plate (Falcon). Serum N2 medium was seeded at a final density of 1 × 10 5 cells / cm 2 . N2 supplement and 5 mg / ml AlbuMAX (provided by Invitrogen) were also added to the medium. Alternatively, add 5 μg / ml insulin, 100 μg / ml apotransferrin, 60 μM putrescine, 20 nM progesterone, 30 nM selenium, 6 mg / ml glucose, and 1 mg / ml BSA (all purchased from Sigma) did. Cultures were cultured for 3 days in vitro under 5% CO 2 in a 37 ° C. incubator before fixation. Recombinant mouse Dkk-1 (R & D Systems) and recombinant human Dkk-2 (AmProx, USA) were used at final concentrations of 0-500 ng / ml. For Dkk-AP and truncated Dkk-FLAG, 25 μg / μl stock solution was added at 0-10 μg / ml. All these reagents were added to the progenitor cell culture at the start of the culture.

Dkk-APとLRP-6N-Fcについては、25μg/μlのストック溶液を0〜10μg/mlで添加した。これら全ての試薬を培養開始時に前駆細胞培養物に加えた。   For Dkk-AP and LRP-6N-Fc, 25 μg / μl stock solution was added at 0-10 μg / ml. All these reagents were added to the progenitor cell culture at the start of the culture.

グリア培養物
グリア培養物(O'Malleyら、1992)は、定期に交尾させたSprague-Dawleyラットから得られた出生後1日目(P1)のVM、皮質(Cx)、および線条体(Str)から確立した。機械的解離の後、10×106個の細胞を、予め10μMのポリD-リシンで被覆した25 cm2フラスコ内のNM15培地(MEMに15%のウシ胎児血清、7.2mg/mlグルコース、2.4mMのグルタミン、0.5%のファンギゾン(Fungizone)、および0.6%ゲンタマイシン(gentamycin)(全てシグマ社から購入)を含む)に播種した。細胞を単層へと増殖させ、ミクログリアおよび細胞残骸物を37℃にて1時間、190rpmで振とうして除いた。それから、付着細胞を無菌PBSで洗浄し、37℃インキュベータ内で、5%CO2にて1〜2時間培養した後、37℃にて210rpmで一晩振とうした。その後、オリゴデンドロサイト前駆細胞およびその他の細胞型を含む上清培地を廃棄した。そして、残ったグリアの単層をRNA回収のために溶解した。
Glial culture glial cultures (O'Malley et al., 1992) were obtained from postnatal day 1 (P1) VM, cortex (Cx), and striatum (S1) from Sprague-Dawley rats mated regularly. Established from Str). After mechanical dissociation, 10 × 10 6 cells were added to NM15 medium (15% fetal calf serum, 7.2 mg / ml glucose, 2.4 in MEM in a 25 cm 2 flask previously coated with 10 μM poly D-lysine. Seeded in mM glutamine, 0.5% Fungizone, and 0.6% gentamycin (all purchased from Sigma). Cells were grown to a monolayer and microglia and cell debris were removed by shaking at 190 rpm for 1 hour at 37 ° C. Then, the adherent cells were washed with sterile PBS, cultured in 5% CO 2 for 1-2 hours in a 37 ° C. incubator, and then shaken overnight at 37 ° C. at 210 rpm. Thereafter, the supernatant medium containing oligodendrocyte progenitor cells and other cell types was discarded. The remaining glial monolayer was then dissolved for RNA recovery.

リアルタイムPCRと遺伝子発現の定量化
GenBank cDNA配列を用いて、Primer Express 2.0 (PE Applied Biosystems社、フォスターシティー、カリフォルニア、USA)でプライマーを設計した。PCRプライマーの特異性については、プライマー配列をBLASTで検索して決定した。表1に列記したオリゴヌクレオチドを使用した。Quantum RNA 古典的18S内部標準(Ambion社、オースチン、USA)以外の全プライマーについては、DNA Technologies社(デンマーク)から購入した。
Real-time PCR and gene expression quantification
Primers were designed with Primer Express 2.0 (PE Applied Biosystems, Foster City, California, USA) using the GenBank cDNA sequence. The specificity of the PCR primer was determined by searching the primer sequence with BLAST. The oligonucleotides listed in Table 1 were used. All primers except Quantum RNA classical 18S internal standard (Ambion, Austin, USA) were purchased from DNA Technologies (Denmark).

E10.5、E11.5、E13.5、E15.5、およびP1ラットより切除した腹側中脳のプールから、並びにグリア単層(各領域につきn=4)からRNeasy抽出キット(Qiagen社、ヒルデン、ドイツ)を用いて総RNAを分離した。逆転写反応については、まず1μgの総RNAを1ユニットのRQ1 RNase-Free DNase(Promega社、マジソン、USA)で40分間処理した。1μlの0.02M EDTAを加え、65℃で10分間インキュベートしてDNaseを不活性化した。その後0.5μgのランダムプライマー(Invitrogen社)を加え、その混合物を65℃で5分間インキュベートした。それから、各サンプルを二つのチューブ、すなわちcDNA反応チューブと陰性対照チューブに等分した。その後、1×First-Strandバッファ(Invitrogen社)、0.01M DTT(Invitrogen社)および0.5mM dNTP(Promega社、マジソン、USA)を含むマスター混合物を、cDNAおよびRT−の両チューブに加え、25℃で10分間インキュベートした。続いて、42℃で2分間インキュベートした。その後、Supercript II 逆転写酵素(200ユニット、Invitrogen社)をcDNAチューブにのみ加え、全サンプルを42℃で50分間インキュベートした。Supercript IIについては、70℃で10分間インキュベートすることで不活性化した。その後、cDNAおよびRT−の双方をさらなる解析のために10倍希釈した。   RNeasy extraction kit (Qiagen, from the ventral midbrain pool excised from E10.5, E11.5, E13.5, E15.5, and P1 rats and from glial monolayers (n = 4 for each region) Total RNA was isolated using Hilden, Germany). For reverse transcription reaction, 1 μg of total RNA was first treated with 1 unit of RQ1 RNase-Free DNase (Promega, Madison, USA) for 40 minutes. 1 μl of 0.02 M EDTA was added and incubated at 65 ° C. for 10 minutes to inactivate DNase. 0.5 μg of random primer (Invitrogen) was then added and the mixture was incubated at 65 ° C. for 5 minutes. Each sample was then aliquoted into two tubes, a cDNA reaction tube and a negative control tube. Thereafter, a master mixture containing 1 × First-Strand buffer (Invitrogen), 0.01M DTT (Invitrogen) and 0.5 mM dNTP (Promega, Madison, USA) was added to both cDNA and RT-tubes at 25 ° C. Incubated for 10 minutes. Subsequently, it was incubated at 42 ° C. for 2 minutes. Supercript II reverse transcriptase (200 units, Invitrogen) was then added only to the cDNA tube and all samples were incubated at 42 ° C. for 50 minutes. Supercript II was inactivated by incubating at 70 ° C. for 10 minutes. Subsequently, both cDNA and RT- were diluted 10-fold for further analysis.

リアルタイムRT-PCR反応は、25μlの最終量あたり1μlの10×希釈cDNAまたは10×希釈RT−を含む3つのマスター混合液にて行った。各PCR反応液は、1×PCRバッファ(Invitrogen社)、3mM MgCl2(Invitrogen社)、0.2mM dNTP(Promega社、マジソン、USA)、0.3μMずつのフォワード(順方向)およびリバース(逆方向)プライマー、0.5ユニットのPlatinum Taq DNAポリメラーゼ(Invitrogen社)、および1×SYBR Green(Molecular Probes社、ライデン、オランダ)からなる。PCRは、94℃で2分間の後、94℃で30秒、60℃で30秒、72℃で15秒および80℃で5秒(SYBR Green検出のため)の35〜40サイクルを、ABI PRISM 5700検出システム(PE Applied Biosystems社、フォスターシティー、カリフォルニア、USA)で行った。SYBR Greenシグナルがユニークかつ特異的なアンプリコンと対応することを確認するために、各反応後に各PCR産物につき融解曲線を得た。リアルタイムPCRを行う毎に全ての96ウェルプレートで、各プローブに対する対象の配列(逆転写されたRNA、プラスミドに含まれるもの、またはゲノムDNA)を含んだ対照サンプルの連続3倍希釈法を用いて、標準曲線を作成した。その後、得られた標準曲線グラフを用いて、Cts(確立した蛍光閾値にまで所与の鋳型を増幅させる上で必要なPCRサイクルの数)を所与サンプルの初期鋳型の任意量に変換した。発現レベルは、各サンプルのRT+値から対応するRT−値を差し引き(適切な場合)、その後平行アッセイでサンプル毎に得られたハウスキーピング遺伝子18Sの値でその数を割ることによって得られる。特定の遺伝子について各アッセイを二度繰り返した。18Sアッセイを、各サンプルについて開始時とアッセイの途中で1回か2回行い、サンプルの完全性を検証した。 Real-time RT-PCR reactions were performed in 3 master mixes containing 1 μl of 10 × diluted cDNA or 10 × diluted RT− per 25 μl final volume. Each PCR reaction solution consists of 1x PCR buffer (Invitrogen), 3 mM MgCl 2 (Invitrogen), 0.2 mM dNTP (Promega, Madison, USA), 0.3 µM forward (forward) and reverse (reverse) Consists of primers, 0.5 units Platinum Taq DNA polymerase (Invitrogen), and 1 × SYBR Green (Molecular Probes, Leiden, The Netherlands). PCR was performed at 94 ° C for 2 minutes, followed by 35-40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 15 seconds and 80 ° C for 5 seconds (for SYBR Green detection), ABI PRISM Performed on a 5700 detection system (PE Applied Biosystems, Foster City, California, USA). To confirm that the SYBR Green signal corresponds to a unique and specific amplicon, a melting curve was obtained for each PCR product after each reaction. Use a serial 3-fold dilution of a control sample containing the sequence of interest (reverse transcribed RNA, contained in a plasmid, or genomic DNA) for each probe in every 96-well plate for each real-time PCR A standard curve was created. The resulting standard curve graph was then used to convert Cts (the number of PCR cycles required to amplify a given template to an established fluorescence threshold) into an arbitrary amount of the initial template for a given sample. The expression level is obtained by subtracting the corresponding RT− value from the RT + value of each sample (if appropriate) and then dividing that number by the value of the housekeeping gene 18S obtained for each sample in a parallel assay. Each assay was repeated twice for a particular gene. The 18S assay was performed once or twice for each sample at the beginning and in the middle of the assay to verify sample integrity.

PCR産物を2%アガロースゲルで泳動し、アンプリコンのサイズを検証した。その結果の統計解析は、一元配置分散分析により行った。この後にフィッシャーの保護最小有意差(Fisher's protected least significant difference)を用いて、有意な相互作用が起こったときにのみ、その異なる発生段階が最初のものとは違っていた特定点を同定した。全検定の有意性をp<0.05(*p<0.05;**p<0.001;***p<0.0001)の水準で推定した。   PCR products were run on a 2% agarose gel to verify amplicon size. Statistical analysis of the results was performed by one-way analysis of variance. This was followed by Fisher's protected least significant difference to identify specific points whose different stages of development differed from the original only when significant interactions occurred. Significance of all tests was estimated at a level of p <0.05 (* p <0.05; ** p <0.001; *** p <0.0001).

in situハイブリダイゼーション
E11.5、E12.5、およびE15.5における野生型とLrp6変異型マウスの胚を4%パラホルムアルデヒドにて4℃で一晩固定し、パラフィンに包埋した。8μmの連続切片を[S35]-UTP標識したアンチセンスリボプローブを用いる放射性in situハイブリダイゼーション用に処理した。ハイブリダイゼーションは、Dagerlindらの改変プロトコル(Dagerlind ら、1992)に従って50%ホルムアミド中にて56℃で行った。切片をCresyl Violet(Sigma社)で対比染色した。in situハイブリダイゼーション用のプローブは、以下の通りである。すなわち、Dkk1、Dkk2(Monaghanら、1999)、Lrp5、Lrp6(NM_008513のLrp5における2884-3444bp領域、およびNM_008514のLrp6における2941-3446bp領域のPCR産物)、TH、Pitx3(Jordi Guimera氏より恵与(Brodskiら、2003))、En1(DavisとJoyner、1988)、Fgf8(Martinezら、1999)およびShhである。
in situ hybridization
Wild-type and Lrp6 mutant mouse embryos at E11.5, E12.5, and E15.5 were fixed overnight at 4 ° C. with 4% paraformaldehyde and embedded in paraffin. 8 μm serial sections were processed for radioactive in situ hybridization using [S35] -UTP labeled antisense riboprobe. Hybridization was performed at 56 ° C. in 50% formamide according to the modified protocol of Dagerlind et al. (Dagerlind et al., 1992). Sections were counterstained with Cresyl Violet (Sigma). Probes for in situ hybridization are as follows. That is, Dkk1, Dkk2 (Monaghan et al., 1999), Lrp5, Lrp6 (PCR products of 2884-3444bp region in Lrp5 of NM_008513 and 2941-3446bp region in Lrp6 of NM_008514), TH, Pitx3 (special gift from Mr. Jordi Guimera) Brodski et al., 2003)), En1 (Davis and Joyner, 1988), Fgf8 (Martinez et al., 1999) and Shh.

BrdU免疫染色
増殖アッセイのためにBrdU検出キット(Roche社、ドイツ)をほんの少し改変して使用した。屠殺2時間前に妊娠マウスの腹膜に5-ブロモ-2デオキシウリジン(BrdU、1000μg/100g)を注入した。胚/脳を4%パラホルムアルデヒド中にて4℃で一晩固定し、エタノールおよびロチヒストール(rotihistol)によって脱水した後、パラフィン包埋した。パラフィン切片(8μm)をロチヒストール中で脱パラフィン処理した後、再水和し、クエン酸ナトリウム(0.01M)で5分間処理した。続いてPBSで洗浄し、ブロッキング溶液(10%ウシ胎仔血清および0.05% Triton X100を含むPBS)中で1時間インキュベートした。次に、スライドを一次抗体である抗BrdU抗体(0.05%Triton X100を含むPBSで1:10に希釈)と共に4℃で一晩インキュベートした。PBSで3回洗浄した後、切片を2時間、二次抗体であるビオチン化抗マウス抗体(1:500、Jackson ImmunoResearch社、USA)と共にインキュベートした。PBSで3回洗浄した後、スライドを30分間ABC溶液(ABC-Kit、VECTASTAIN、Vector Laboratories社)と共にインキュベートし、シグナルを観察できるまでジアミノベンジジン染色(DAB、Sigma社)を行った。スライドをPBSで2回洗浄し、脱水した後、Roti-Histokit(ROTH社、ドイツ)を用いて封入した。
The BrdU detection kit (Roche, Germany) was used with a slight modification for the BrdU immunostaining proliferation assay. Two hours before sacrifice, 5-bromo-2 deoxyuridine (BrdU, 1000 μg / 100 g) was injected into the peritoneum of pregnant mice. Embryo / brain was fixed in 4% paraformaldehyde overnight at 4 ° C., dehydrated with ethanol and rotihistol, and then paraffin embedded. Paraffin sections (8 μm) were deparaffinized in rotihistol, rehydrated, and treated with sodium citrate (0.01 M) for 5 minutes. Subsequently, the plate was washed with PBS and incubated in a blocking solution (PBS containing 10% fetal bovine serum and 0.05% Triton X100) for 1 hour. The slides were then incubated overnight at 4 ° C. with the primary antibody anti-BrdU antibody (diluted 1:10 in PBS containing 0.05% Triton X100). After washing 3 times with PBS, the sections were incubated for 2 hours with a secondary antibody, biotinylated anti-mouse antibody (1: 500, Jackson ImmunoResearch, USA). After washing three times with PBS, the slides were incubated with ABC solution (ABC-Kit, VECTASTAIN, Vector Laboratories) for 30 minutes, and diaminobenzidine staining (DAB, Sigma) was performed until a signal could be observed. The slide was washed twice with PBS, dehydrated, and then encapsulated using Roti-Histokit (ROTH, Germany).

免疫細胞化学
細胞を氷冷した4%パラホルムアルデヒドで20分間固定した後、PBSで洗浄した。その後、それらをPBT(1% BSA、0.3% Triton X100、および0.02% アジ化ナトリウムを含むPBS、全てSigma社から購入)と共に15分間インキュベートしてブロッキングした。一次抗体(マウス抗TH(1:1000希釈、Immunostar社)、ウサギ抗TH(1:250、Pelfreeze社)、ウサギ抗Nurr1(1:1000、Santa Cruz社))と共に4℃で一晩インキュベートした後、細胞をPBSにより2回、10分間洗浄し、それから適当な二次抗体(ビオチン化1:500抗マウスまたは抗ウサギIgG(Vector社)、シアニン-2もしくはローダミン結合ウマ抗マウスIgG 1:200、またはヤギ抗ウサギIgG 1:200(Jackson Laboratories社))と共に2時間インキュベートした。PBSで2度洗浄した後、その細胞をHoechst33258で10分間対比染色する(免疫蛍光の場合)か、またはアビジン−ビオチン複合体溶液(Vector社)と共に2時間インキュベートした。PBSで2度洗浄した後、染色剤を、色原体VIP Vector Laboratories ABCイムノペルオキシダーゼキット(赤色染色:TH)または3,3’ジアミノベンジジン四塩酸塩(DAB 0.5mg/ml)/塩化ニッケル(1.6mg/ml)(灰色/黒色:Nurr1)を用いて発色させた。
Immunocytochemical cells were fixed with ice-cold 4% paraformaldehyde for 20 minutes and then washed with PBS. They were then blocked by incubation with PBT (PBS containing 1% BSA, 0.3% Triton X100, and 0.02% sodium azide, all purchased from Sigma) for 15 minutes. After overnight incubation at 4 ° C. with primary antibodies (mouse anti-TH (1: 1000 dilution, Immunostar), rabbit anti-TH (1: 250, Pelfreeze), rabbit anti-Nurr1 (1: 1000, Santa Cruz)) The cells are washed twice with PBS for 10 minutes and then the appropriate secondary antibody (biotinylated 1: 500 anti-mouse or anti-rabbit IgG (Vector), cyanine-2 or rhodamine-conjugated horse anti-mouse IgG 1: 200, Or incubated with goat anti-rabbit IgG 1: 200 (Jackson Laboratories)) for 2 hours. After washing twice with PBS, the cells were counterstained with Hoechst33258 for 10 minutes (in the case of immunofluorescence) or incubated with avidin-biotin complex solution (Vector) for 2 hours. After washing twice with PBS, the stain was added to the chromogen VIP Vector Laboratories ABC immunoperoxidase kit (red staining: TH) or 3,3 ′ diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB 0.5 mg / ml) / nickel chloride (1.6 The color was developed using (mg / ml) (gray / black: Nurr1).

Nurr1染色をTH染色前に行った。PBS中の染色細胞の画像をZeiss社製Axioplan 100M顕微鏡(LD Achrostigmat 20×、0.3 PH1∞0〜2、およびLD Achroplan 40×、0.60 Korr、PH2∞0〜2)を用いて室温にて捕らえ、HamamatsuカメラC4742-95(QED画像ソフトを用いて)で取り込んだ。Adobe Photoshopバージョン7.0を用いて画像処理した。   Nurr1 staining was performed before TH staining. Images of stained cells in PBS were captured at room temperature using a Zeiss Axioplan 100M microscope (LD Achrostigmat 20 ×, 0.3 PH1∞0-2, and LD Achroplan 40 ×, 0.60 Korr, PH2∞0-2) Captured with Hamamatsu camera C4742-95 (using QED image software). Image processing was performed using Adobe Photoshop version 7.0.

定量的な免疫細胞化学のデータは、2〜3回の別々の実験からの条件につき2〜3個のレプリカにおける10箇所の非重複視野から得られた平均値の平均±標準誤差で示している。統計解析は、図の説明に記載したようにStat View(Cary社、NC、USA)またはPrism 4ソフト(Graph Pad社、サンジエゴ、USA)で行った。また、全検定の有意性をp<0.05(*p<0.05;**0.01<p<0.001;***p<0.001)の水準で推定した。   Quantitative immunocytochemistry data is shown as the mean ± standard error of the mean obtained from 10 non-overlapping fields in 2-3 replicas per condition from 2-3 separate experiments. . Statistical analysis was performed with Stat View (Cary, NC, USA) or Prism 4 software (Graph Pad, San Diego, USA) as described in the figure legends. The significance of all tests was estimated at the level of p <0.05 (* p <0.05; ** 0.01 <p <0.001; *** p <0.001).

免疫ブロッティング
Dkk-AP、およびLRP-6N-Fcを過剰発現するHEK293細胞由来の部分精製した条件培地を、1×Laemiliバッファと混合した(1:20)。そのサンプルを煮沸し、10%SDS PAGE(レーンあたり15μlの培地サンプル)を行い、Hybond-P PVDFメンブレンに電気転写した。
Immunoblotting
Partially purified conditioned media from HEK293 cells overexpressing Dkk-AP and LRP-6N-Fc was mixed with 1 × Laemili buffer (1:20). The sample was boiled and subjected to 10% SDS PAGE (15 μl medium sample per lane) and electrotransferred to a Hybond-P PVDF membrane.

メンブレンを5%ミルクでブロッキングし、抗ヒト胎盤アルカリホスファターゼ特異的一次抗体(PLAP:Abcam社)、抗Dkk-3特異的一次抗体(R&D Systems社)および抗ヒトIgG特異的一次抗体(Vector社)、並びに適当な二次抗体を用いて免疫検出した。シグナルを、ECL+Plus検出システム(Amersham Bioscience社)で使用説明書に従って視覚化した。免疫検出後、総タンパク質をアミドブラックで染色し、等しいタンパク質負荷量を確認した。   Block the membrane with 5% milk, anti-human placental alkaline phosphatase specific primary antibody (PLAP: Abcam), anti-Dkk-3 specific primary antibody (R & D Systems) and anti-human IgG specific primary antibody (Vector) And immunodetection using the appropriate secondary antibody. The signal was visualized with an ECL + Plus detection system (Amersham Bioscience) according to instructions. After immunodetection, total protein was stained with amide black to confirm equal protein loading.

LRP-6変異体の免疫組織化学
LRP-6変異体(LRP-6 -/-)(Pinsonら、2000)は、Stockholms Norra Djurfoersoeks Etiska Naemndにより許可された動物実験の倫理承認に基づいて飼育し、繁殖させ、また処理した。野生型、およびヘテロ接合型マウスについては、過去に記載(Kellyら、2004)されたLRP-6-U1、およびLRP-6-D1プライマーを用いた遺伝子型決定PCR反応法で同定した。さらに、遺伝子トラップの挿入をもつマウスについては、以下のプライマーセットを用いて確認した。すなわち、63℃のアニーリング温度を有し、108bpのアンプリコンを生じるCD4mixフォワード:5´-GCACGGATGTCTCAGATCAAGAGG-3’とCD4mixリバース:5’- CGGGATCATCGCTCCCATATATG-3’である。耳または胚組織を100〜200μlの25mM NaOH/0.2mM EDTA中にて95℃で40分間煮沸した後、等容量の40mM Tris HCl(pH5)を加えた。この溶液3μlをPCRに使用した。このPCRは、リアルタイムPCRについて記載したとおりに行ったが、SYBR Greenを用いないで、また80℃のステップを行わずに、30サイクルを実施した。
Immunohistochemistry of LRP-6 mutants
The LRP-6 mutant (LRP-6-/-) (Pinson et al., 2000) was bred, bred and processed according to the ethical approval of animal experiments approved by Stockholms Norra Djurfoersoeks Etiska Naemnd. Wild-type and heterozygous mice were identified by a genotyping PCR reaction method using LRP-6-U1 and LRP-6-D1 primers described previously (Kelly et al., 2004). Furthermore, mice with gene trap insertions were confirmed using the following primer sets. That is, CD4mix forward: 5′-GCACGGATGTCTCAGATCAAGAGG-3 ′ and CD4mix reverse: 5′-CGGGATCATCGCTCCCATATATG-3 ′ having an annealing temperature of 63 ° C. and producing a 108 bp amplicon. Ear or embryonic tissue was boiled in 100-200 μl of 25 mM NaOH / 0.2 mM EDTA for 40 minutes at 95 ° C. and then an equal volume of 40 mM Tris HCl (pH 5) was added. 3 μl of this solution was used for PCR. This PCR was performed as described for real-time PCR, but 30 cycles were performed without SYBR Green and without the 80 ° C. step.

E11.5、E13.5、およびE17.5のマウスを4%パラホルムアルデヒドで一晩固定した後、20%ショ糖勾配中に浸漬した。その後、サンプルをO.C.T.にて−80℃で急速凍結させた。連続した矢状切片および冠状切片(14μm厚)を顕微鏡スライド(StarFrost社)上に集め、−80℃で保存した。免疫組織化学のためスライドを解凍し、4%パラホルムアルデヒドと共に10分間インキュベートした。PBSで15分ずつ3回洗浄した後、前記スライドをPBTG(5%のヤギ血清を含んだPBT)で30分間ブロッキングした。PBTG中に含まれる一次抗体(ウサギ抗TH(1:250、Pelfreeze社)、ウサギ抗Nurr1(1:1000、Santa Cruz社)、およびウサギ抗活性型カスパーゼIII(1:100、Cell Signalling社))を4℃で一晩インキュベートした。   E11.5, E13.5, and E17.5 mice were fixed overnight with 4% paraformaldehyde and then immersed in a 20% sucrose gradient. Thereafter, the samples were snap frozen at −80 ° C. in O.C.T. Serial sagittal and coronal sections (14 μm thick) were collected on microscope slides (StarFrost) and stored at −80 ° C. Slides were thawed for immunohistochemistry and incubated with 4% paraformaldehyde for 10 minutes. After washing with PBS three times for 15 minutes, the slides were blocked with PBTG (PBT containing 5% goat serum) for 30 minutes. Primary antibodies contained in PBTG (rabbit anti-TH (1: 250, Pelfreeze), rabbit anti-Nurr1 (1: 1000, Santa Cruz), and rabbit anti-active caspase III (1: 100, Cell Signaling)) Was incubated overnight at 4 ° C.

PBSで3回洗浄した後、前記切片をPBTGで30分間ブロッキングし、二次抗体(シアニン-2またはローダミン結合ウマ抗マウスIgG (1:200)、またはヤギ抗ウサギIgG(1:200、Jackson Laboratories社))と共に2時間インキュベートした。その後、スライドを15分間PBSで3回洗浄し、Hoechst 33258で1分間対比染色した後、PBS/グリセリン(1:4)中で封入した。画像については、共焦点レーザスキャン顕微鏡(Zeiss社、LSM510:アルゴン(488nm)レーザ、およびヘリウム−ネオン(543および633nm)レーザ)、およびZeiss社 LSM Viewerソフトを用いて室温にて捕え、Adobe Photoshopバージョン7.0で画像処理した。全パネルは、Adobe Illustrator 9.0で一まとめにされた。定量的な免疫組織化学のデータは、平均値の平均±標準誤差で示している。VMの存在する全ての切片を各動物でカウントし、3〜4対のマウス(野生型およびLRP-6変異型)を解析した。統計解析は、Prism 4ソフト(Graph Pad社、サンジエゴ、USA)を記載の通り用いて、対応のあるt検定により行った。また、全検定の有意性をp<0.05(*p<0.05;**0.01<p<0.001;***p<0.001)の水準で推定した。   After washing 3 times with PBS, the sections were blocked with PBTG for 30 minutes and secondary antibodies (cyanine-2 or rhodamine-conjugated horse anti-mouse IgG (1: 200), or goat anti-rabbit IgG (1: 200, Jackson Laboratories For 2 hours. The slides were then washed 3 times with PBS for 15 minutes, counterstained with Hoechst 33258 for 1 minute, and then encapsulated in PBS / glycerin (1: 4). Images are captured at room temperature using a confocal laser scanning microscope (Zeiss, LSM510: argon (488 nm) and helium-neon (543 and 633 nm) lasers) and Zeiss LSM Viewer software, Adobe Photoshop version Image processed with 7.0. All panels were combined in Adobe Illustrator 9.0. Quantitative immunohistochemistry data are shown as mean ± standard error of the mean. All sections in which VM was present were counted in each animal, and 3-4 pairs of mice (wild type and LRP-6 mutant) were analyzed. Statistical analysis was performed by paired t-test using Prism 4 software (Graph Pad, San Diego, USA) as described. The significance of all tests was estimated at the level of p <0.05 (* p <0.05; ** 0.01 <p <0.001; *** p <0.001).

結果
発生中のVMにおけるDkk1、Dkk2およびDkk3の連続的発現
Dkkの発現プロファイルを発生中のラットVMでリアルタイムPCRによって解析した。Dkk-1は、E10.5〜E11.5で多量に発現し、E13.5で減少した(図1)。しかし、Dkk-2 mRNAレベルは、ラットでのDAニューロン形成の開始前に、E11.5でピークに達していた(図2)(Perrone-Capanoら、2000)。興味深いことに、この発現パターンは、以前に報告(Castelo-Brancoら、2003)されたDA分化に重要な調節因子Wnt-5aのそれと類似している。Dkk-3 mRNAも、VM発生の初期段階に存在していたが、その発現は神経形成後の時点の方が一層多かった(E15.5およびP1、図3)。同様の結果は、in situハイブリダイゼーションによって発生中のマウスVMでも観察された。Dkk-1は、中脳湾曲部(図4b)でTHの発現(図4a)と重なって多量に発現していた。さらに、その発現は間脳の小領域で見られた。E15.5では、Dkk-1の発現が中脳では見られなかった(図4f)。E11.5では、Dkk-2は脳室から辺縁帯にかけて、TH発現領域を覆って間脳と中脳湾曲部で発現していた(図4c)。Dkk-1のそれと同様に、Dkk-2 mRNAはE15.5マウスの中脳では見られなかった(図4g)。本発明者らは、DA誘導シグナル源である出生後のVMグリア(Wagnerら、1999; Castelo-Brancoら、2005)がDkkを発現するかどうかも調べた。Dkk-1は解析したいずれのグリア細胞群でも発現していなかったのに対し、Dkk-2とDkk-3はP1のVMグリアで発現していることがわかった(図5、6)。興味深いことに、Dkk-2の発現はVMグリアに特異的であったが、Dkk-3とは違って、それは皮質と線条体由来のグリアには検出されなかった(図5、6)。in vivoおよび出生後の誘導型VMグリアでのDkk発現の動的パターンは、発生中のVMにおける異なるDkkの別個のかつ重複しない機能を示唆している。
result
Continuous expression of Dkk1, Dkk2 and Dkk3 in the developing VM
The expression profile of Dkk was analyzed by real-time PCR in the developing rat VM. Dkk-1 was abundantly expressed at E10.5 to E11.5 and decreased at E13.5 (FIG. 1). However, Dkk-2 mRNA levels peaked at E11.5 (FIG. 2) (Perrone-Capano et al., 2000) before the initiation of DA neurogenesis in rats. Interestingly, this expression pattern is similar to that of Wnt-5a, a regulator that is important for DA differentiation previously reported (Castelo-Branco et al., 2003). Dkk-3 mRNA was also present at an early stage of VM development, but its expression was higher at the time after neurogenesis (E15.5 and P1, FIG. 3). Similar results were observed in the developing mouse VM by in situ hybridization. Dkk-1 was abundantly expressed in the midbrain curve (FIG. 4b), overlapping with the expression of TH (FIG. 4a). Furthermore, its expression was seen in a small area of the diencephalon. In E15.5, Dkk-1 expression was not observed in the midbrain (FIG. 4f). In E11.5, Dkk-2 was expressed in the diencephalon and midbrain curved part from the ventricle to the marginal zone, covering the TH expression region (FIG. 4c). Similar to that of Dkk-1, Dkk-2 mRNA was not found in the midbrain of E15.5 mice (FIG. 4g). The present inventors also examined whether postnatal VM glia (Wagner et al., 1999; Castelo-Branco et al., 2005), which is a DA-inducible signal source, express Dkk. Dkk-1 was not expressed in any of the analyzed glial cell groups, whereas Dkk-2 and Dkk-3 were found to be expressed in P1 VM glia (FIGS. 5 and 6). Interestingly, Dkk-2 expression was specific for VM glia, but unlike Dkk-3, it was not detected in cortical and striatum-derived glia (FIGS. 5 and 6). The dynamic pattern of Dkk expression in induced VM glia in vivo and after birth suggests distinct and non-overlapping functions of different Dkks in the developing VM.

発生中のVMにおけるDkkの効果を調べる目的で、本発明者らはヒト胎生期腎細胞293(HEK293)にアルカリホスファターゼ(AP)タグ融合Dkk(Maoら、2001a)を一過的にトランスフェクトした。条件培地を回収し、部分精製した後、Dkk-APの存在をAPおよびDkk-3に対する免疫ブロットで確認した。その後、本発明者らは、E14.5のラットVMの神経前駆細胞培養物を、次第に用量を増加させた部分精製Dkk-APで処理し、DA前駆細胞の分化に対するそれらの効果について調べた。Dkk-1は、どの濃度の培養物でもチロシンヒドロキシラーゼ(TH)陽性細胞の数に影響を及ぼさなかったが、Dkk-2は2.5および5μl/mlでDAニューロンの数を有意に増加した(図7)。Dkkは、どの所与投与量でも培養物のNurr1陽性細胞の総数に影響を及ぼさなかった(図8)。   In order to investigate the effects of Dkk on developing VMs, we transiently transfected human embryonic kidney cells 293 (HEK293) with alkaline phosphatase (AP) -tagged Dkk (Mao et al., 2001a). . The conditioned medium was collected and partially purified, and the presence of Dkk-AP was confirmed by immunoblotting against AP and Dkk-3. Subsequently, the inventors treated E14.5 rat VM neural progenitor cell cultures with increasing doses of partially purified Dkk-AP and examined their effects on DA progenitor cell differentiation. Dkk-1 did not affect the number of tyrosine hydroxylase (TH) positive cells at any concentration of culture, whereas Dkk-2 significantly increased the number of DA neurons at 2.5 and 5 μl / ml (Fig. 7). Dkk did not affect the total number of Nurr1-positive cells in culture at any given dose (FIG. 8).

部分精製Dkk条件培地と組換えDkkは、VM前駆細胞の分化に対して反対の効果をもつ
面白いことに、Nurr1+/TH+のDAニューロンに変わるDA前駆細胞(Nurr1+/TH−)の数を評価すると、Dkk-2は2.5〜10μl/mlで強力かつ持続的な効果を示し、またDkk-3は2.5μl/mlでその細胞群を有意に増加した(図9、10)。したがって、Dkk-2は、VMのDAニューロン分化のための強力な誘導因子であると思われた。
Partially purified Dkk conditioned medium and recombinant Dkk have the opposite effect on the differentiation of VM progenitor cells. Interestingly, when evaluating the number of DA progenitor cells (Nurr1 + / TH-) that turn to Nurr1 + / TH + DA neurons Dkk-2 showed a strong and lasting effect at 2.5-10 μl / ml, and Dkk-3 significantly increased its cell population at 2.5 μl / ml (FIGS. 9, 10). Thus, Dkk-2 appeared to be a strong inducer for VM DA neuron differentiation.

これらの結果を確認するため、本発明者らは、VM前駆細胞培養物を、次第に用量を増加させた全長組換えマウスDkk-1(R&D Systems社)および全長組換えヒトDkk-2(Aprox社)で処理した。その結果、本発明者らは、5〜10ng/mlのDkk-1がTH+細胞の数を有意に減少させることを見出した(図11)。しかし、さらに多量に投与(30〜100ng/ml)すると、組換えDkk-1にはもはやTH+ニューロン数を減じる効果はなかった(図11、12)。驚くべきことに、組換えDkk-2も、組換えDkk-1より高濃度(50〜100 ng/ml)ではあるが、VM前駆細胞培養物におけるTH+の数を減少させることがわかった(図13と14)。したがって、哺乳動物細胞内で産生されたDkkと比較すると、全長組換えDkkはDAニューロン形成に異なる効果を及ぼしている。まとめると、このデータは、DkkがE14.5DAのVM前駆細胞の分化を差次的に調節しており、Dkk-2はTH+ニューロンへのVM前駆細胞分化の強力な誘導因子であり、Dkk-1はその阻害因子であることを示している。   In order to confirm these results, the present inventors used VM progenitor cell cultures with increasing doses of full-length recombinant mouse Dkk-1 (R & D Systems) and full-length recombinant human Dkk-2 (Aprox). ). As a result, the present inventors found that 5 to 10 ng / ml of Dkk-1 significantly reduced the number of TH + cells (FIG. 11). However, at higher doses (30-100 ng / ml), recombinant Dkk-1 no longer had an effect of reducing the number of TH + neurons (FIGS. 11, 12). Surprisingly, recombinant Dkk-2 was also found to reduce the number of TH + in VM progenitor cell cultures, although at higher concentrations (50-100 ng / ml) than recombinant Dkk-1. 13 and 14). Therefore, full-length recombinant Dkk has a different effect on DA neurogenesis compared to Dkk produced in mammalian cells. In summary, this data indicates that Dkk differentially regulates the differentiation of E14.5DA VM progenitor cells, Dkk-2 is a potent inducer of VM progenitor cell differentiation into TH + neurons, and Dkk- 1 indicates that it is an inhibitor.

Dkkは、発生中のVM由来の細胞でタンパク質分解プロセシングを受ける
全長組換えDkkは大腸菌(Escherichia coli)内で作られる。それ故、哺乳動物細胞内で生じるものと同様の前駆タンパク質転換酵素を介したタンパク質分解や糖鎖付加を含む翻訳後修飾を受けない。そこで本発明者らは、プロセシングにおけるそのような相違が全長Dkkと部分精製(p.p.)条件培地(c.m.)との間の活性の違いの原因であるか否かを調べた。APに対する抗体を用いたp.p.c.mの免疫ブロッティングにより、Dkk-1とDkk-2はいずれも二つの形態で存在することが明らかとなった。APタグ(約67kDa)融合全長タンパク質(約35〜40kDa)に対応する高分子量バンド(約105〜110kDa)は別として、付加的な低分子量バンド(約80〜85kDa)が、部分精製したDkk-1およびDkk-2のc.m.で検出された。
Dkk is a full-length recombinant Dkk that undergoes proteolytic processing in developing VM-derived cells, and is produced in Escherichia coli. Therefore, it does not undergo post-translational modifications including proteolysis and glycosylation via precursor protein convertases similar to those occurring in mammalian cells. We therefore investigated whether such differences in processing were responsible for the difference in activity between full length Dkk and partially purified (pp) conditioned media (cm). Immunoblotting of ppcm with an antibody against AP revealed that both Dkk-1 and Dkk-2 exist in two forms. Apart from the high molecular weight band (approx. 105-110 kDa) corresponding to the AP tag (approx. 67 kDa) fusion full-length protein (approx. 35-40 kDa), an additional low molecular weight band (approx. Detected at 1 and Dkk-2 cm.

マウスとヒトのDkk-1およびDkk-2は、潜在的な最小限のフューリン切断部位(Arg-X-X-Arg)、酸性pHフューリン切断部位(Arg/Lys-X-X-X-Arg/Lys-Arg)、またはプロテアーゼ転換酵素2(PC2)切断部位(Arg/Lys-Arg)を第1システインリッチドメイン(CRD-1)の中央部に含んでいる(Rockwellら、2002;Thomas、2002)(図15、16)。加えて、Dkk-1は潜在的なPC2切断部位をCRD-1と第2リッチドメイン(CRD-2)の間のスペーサー領域に有し、CRD-2内にも有している。さらに、発生中のVMではフューリンおよびその他の前駆タンパク質転換酵素が、DAニューロン形成時に多量に発現していることがわかった(Zhengら、1994)。これは、Dkkがこの段階でタンパク質分解によって切断され得ることを示唆している。   Mouse and human Dkk-1 and Dkk-2 are potential minimal furin cleavage sites (Arg-XX-Arg), acidic pH furin cleavage sites (Arg / Lys-XXX-Arg / Lys-Arg), or A protease converting enzyme 2 (PC2) cleavage site (Arg / Lys-Arg) is contained in the center of the first cysteine-rich domain (CRD-1) (Rockwell et al., 2002; Thomas, 2002) (FIGS. 15 and 16). . In addition, Dkk-1 has a potential PC2 cleavage site in the spacer region between CRD-1 and the second rich domain (CRD-2), and also in CRD-2. Furthermore, it was found that furin and other precursor protein convertases are expressed in abundance during DA neuron formation in developing VMs (Zheng et al., 1994). This suggests that Dkk can be cleaved by proteolysis at this stage.

Dkkがタンパク質分解によりプロセシングされることを確かめるため、FLAGタグ融合Dkk-1(約40kDa)およびDkk-2(約35kDa)(Liら、2002)をHEK293T細胞内で過剰発現させた。この細胞には、次第に用量を増加させたデカノイルRVKR-CMK(これはフューリンやPC2を含む前駆タンパク質転換酵素の阻害剤である)による処理を行った(Jeanら、1998)。前記阻害剤25μMで、未切断の全長Dkk-1またはDkk-2フラクション(約35〜40kDa)の総量を増加させるのに十分であることがわかった。これらのデータは、p.p.c.m.の低分子バンドが確かにタンパク質分解プロセシングによるものであることを示している。さらに、本発明者らはこの現象がSN4741 DA細胞株(Sonら、1999)でも生じていることを観察した。FLAGタグ融合Dkkを過剰発現させると、Dkk-1は約40kDaの全長型と約25kDaのトランケート型で存在すること、またデカノイルRVKR-CMKでの処理により全長タンパク質の総量が増加することも観察された(図17)。SN4741細胞でのDkk-2の発現は、約22〜25kDaの2つのトランケート型を生じるが、全長タンパク質は生じないこともわかった。これらの結果は、DkkがDA細胞を含む異なる哺乳動物細胞で異なるタンパク質分解切断を受けることを示唆している。そこで本発明者らは、次にDkk-1またはDkk-2の完全なシステインリッチドメインを含む切断断片が異なる生物学的活性を有するかどうかを調べた。   To verify that Dkk is proteolytically processed, FLAG tag fusions Dkk-1 (about 40 kDa) and Dkk-2 (about 35 kDa) (Li et al., 2002) were overexpressed in HEK293T cells. The cells were treated with decanoyl RVKR-CMK (which is an inhibitor of proprotein convertases including furin and PC2) with increasing doses (Jean et al., 1998). 25 μM of the inhibitor was found to be sufficient to increase the total amount of uncleaved full length Dkk-1 or Dkk-2 fraction (approximately 35-40 kDa). These data indicate that the small molecular band of p.p.c.m. is indeed due to proteolytic processing. Furthermore, the inventors observed that this phenomenon also occurred in the SN4741 DA cell line (Son et al., 1999). When overexpressing FLAG-tagged Dkk, Dkk-1 is present in about 40 kDa full-length and about 25 kDa truncated forms, and treatment with decanoyl RVKR-CMK increases the total amount of full-length protein. (FIG. 17). It was also found that expression of Dkk-2 in SN4741 cells resulted in two truncated forms of approximately 22-25 kDa, but no full-length protein. These results suggest that Dkk undergoes different proteolytic cleavages in different mammalian cells including DA cells. Therefore, the present inventors next examined whether a cleaved fragment containing the complete cysteine-rich domain of Dkk-1 or Dkk-2 has a different biological activity.

Dkk-2の第2システインリッチドメインは、VM前駆細胞培養物のTH陽性細胞の数を増加する
Dkk-1とDkk-2は二つのシステインリッチドメイン(CRD)を含んでおり(Krupnikら、1999)、異なるCRDを含むトランケート型タンパク質がカノニカルWntシグナル伝達の活性化を差次的に調節していることが明らかとなった(BrottとSokol、2002;Liら、2002)。しかし、フューリンおよびPC2切断部位はDkk-1およびDkk-2の両CRD-1の内部(図15、16)、およびDkk-1のCRD-2の内部にあるので、Dkk-2-CRD-2は、通常の切断産物を模倣した単なるトランケート型である可能性が高い。VM DAニューロンの発生におけるDkk-1とDkk-2の異なるCRDの活性を調べるために、本発明者らは、Dkk-1およびDkk-2由来のFLAGタグ融合CRD(Liら、2002)をSN4741細胞内で過剰発現させ、部分精製した条件培地を作製した。異なるトランケート型タンパク質を適度なレベルで発現させたところ、それらは予想される分子量で存在していた(Liら、2002)。Dkk-1、およびDkk-2双方のCRD-1による処理は、2.5μl/mlでTH+細胞数を増加させた(図18、19)。Dkk-1のCRD-2ではDAニューロン数に有意な変化は見られなかったが、Dkk-2のCRD-2は2.5μl/mlの投与量で増加をもたらした(図20)。これらの結果は、全長Dkk-1および全長Dkk-2がそれらのタンパク質分解断片またはCRDと比較してDA分化で異なる活性を有することを示唆している。
Dkk-2 second cysteine-rich domain increases the number of TH-positive cells in VM progenitor cell cultures
Dkk-1 and Dkk-2 contain two cysteine-rich domains (CRDs) (Krupnik et al., 1999), and truncated proteins containing different CRDs differentially regulate canonical Wnt signaling activation. (Brott and Sokol, 2002; Li et al., 2002). However, since the furin and PC2 cleavage sites are within both Dkk-1 and Dkk-2 CRD-1 (FIGS. 15 and 16) and within Dkk-1 CRD-2, Dkk-2-CRD-2 Are likely to be simply truncated forms that mimic normal cleavage products. In order to investigate the activity of different CRDs of Dkk-1 and Dkk-2 in the development of VM DA neurons, we used D474-1 and Dkk-2 derived FLAG-tagged CRD (Li et al., 2002) to SN4741 A conditioned medium that was overexpressed in cells and partially purified was prepared. When different truncated proteins were expressed at moderate levels, they were present at the expected molecular weight (Li et al., 2002). Treatment of both Dkk-1 and Dkk-2 with CRD-1 increased the number of TH + cells at 2.5 μl / ml (FIGS. 18 and 19). Dkk-1 CRD-2 did not show a significant change in the number of DA neurons, but Dkk-2 CRD-2 increased at a dose of 2.5 μl / ml (FIG. 20). These results suggest that full length Dkk-1 and full length Dkk-2 have different activities in DA differentiation compared to their proteolytic fragments or CRD.

全長DkkはカノニカルWntシグナル伝達を阻害するが、Dkk-2-CRD-2はその反対の効果を有する
本発明者らは、DkkがDA細胞株でどのようにWntシグナル伝達を調節するのかを調べた。全長の組換えDkk-1と全長の組換えDkk-2は、低用量のWnt-3aで刺激したSN4741細胞における転写活性型β-カテニンのレベルの減少により示されるように、カノニカルWntシグナル伝達を効率よく阻害した(図21)。面白いことに、VM前駆細胞でのDkkの効果に一致して、Dkkの効果はより高用量のWnt-3aではさほど顕著ではなく、またDkk-1はDkk-2よりも低い用量でβ-カテニンシグナル伝達を阻害できた。その一方で、Dkk2-CRD-2、もしくはSN4741細胞で過剰発現されかつプロセシングされたDkk-2を用いたSN4741細胞の処理は、Wnt-3aを介するβ-カテニン活性化に相乗効果をもたらした。しかし、Dkk-1またはDkk-1-CRD-2は効果がなかった。これらの結果は、LRP-6過剰発現細胞株(Liら、2002;Liuら、2005)、またはアフリカツメガエル(Xenopus)(BrottとSokol、2002)でDkk-2もしくはDkk-2-CRD-2によるカノニカルWntシグナル伝達の活性化を示した過去の報告と一致する。したがって、本発明者らの結果は、Dkk CDRと全長タンパク質の異なる活性がカノニカルWntシグナル伝達とDAニューロン形成を制御することを示し、またタンパク質分解がDkkの機能を決定する上で重要な役割を果たすことを示唆している。
Full-length Dkk inhibits canonical Wnt signaling, whereas Dkk-2-CRD-2 has the opposite effect We investigated how Dkk regulates Wnt signaling in DA cell lines It was. Full-length recombinant Dkk-1 and full-length recombinant Dkk-2 canonical Wnt signaling, as shown by decreased levels of transcriptionally active β-catenin in SN4741 cells stimulated with low doses of Wnt-3a. Inhibited efficiently (FIG. 21). Interestingly, consistent with the effect of Dkk on VM progenitor cells, the effect of Dkk is less pronounced at higher doses of Wnt-3a, and Dkk-1 is β-catenin at lower doses than Dkk-2 Signal transduction could be inhibited. On the other hand, treatment of SN4741 cells with Dkk2-CRD-2 or Dkk-2 overexpressed and processed in SN4741 cells resulted in a synergistic effect on β-catenin activation via Wnt-3a. However, Dkk-1 or Dkk-1-CRD-2 had no effect. These results are due to Dkk-2 or Dkk-2-CRD-2 in the LRP-6 overexpressing cell line (Li et al., 2002; Liu et al., 2005), or Xenopus (Brott and Sokol, 2002). Consistent with previous reports showing activation of canonical Wnt signaling. Thus, our results indicate that the different activities of Dkk CDR and full-length protein control canonical Wnt signaling and DA neurogenesis, and proteolysis plays an important role in determining Dkk function. Suggests to fulfill.

発生中のVMでLRP-5、LRP-6およびKremen-1は発現しているが、Kremen-2は発現しておらず、またLRP-6N-FcはDA分化を促進する
Dkk-1およびDkk-2は、元々Wnt/β-カテニンシグナル伝達の細胞外阻害因子として同定された(KawanoとKypta、2003)。また本発明者らは、以前にグリコーゲンシンターゼキナーゼ(GSK)-3阻害/β-カテニンの安定化がDAニューロンの分化をもたらすことを示した(Castelo-Brancoら、2004)。Wnt/β-カテニンシグナル伝達を制御するためには、DkkがLRP-5またはLRP-6と結合しなければならない(Baficoら、2001;Maoら、2001a;Semenovら、2001)。そこで本発明者らは、VM発生中のLRPのmRNA発現プロファイルを解析した。LRP-5とLRP-6のいずれも、VMで発現していた(図22、23、24)。また興味深いことに、LRP-6は、以前にDkk-2(図2)とWnt-5a(Castelo-Brancoら、2003)で観察されたように、E11.5でピークに達していた。高レベルのLRP-6は、Wntを介するカノニカルシグナル伝達を増強できること(Brennanら、2004;Holmenら、2002;Liuら2003)、Dkk-1の阻害効果を漸増できること(Baficoら、2001;Maoら、2002;Maoら、2001a)、そして、高レベルのDkk-2と共に、Wnt/β-カテニンシグナル伝達をXenopus(Brott and Sokol、2002;MaoとNiehrs、2003)および哺乳動物細胞(Liら、2002;MaoとNiehrs、2003)の双方で活性化できることが明らかとなった。これは、Dkk-2がβ-カテニンの活性化を通してDA分化を調節することを示唆している。この工程は、Dkk共受容体の第2のクラスであるKremenによっても調節されている。Kremen-1およびKremen-2タンパク質は、Dkkと結合でき、LRP-6と共に三つ組みの複合体を形成する。この複合体は、その後細胞内に取り込まれ、Wnt/β-カテニンによるシグナル伝達を妨げる(Maoら、2002)
しかし、内在性Kremenが限られてきたり、LRP5/6レベルが高い場合には、DkkはWnt/β-カテニンシグナル伝達を阻害できない(Davidsonら、2002;MaoとNiehrs、2003)。例えば、Kremen-2の欠如は、Dkk-2をカノニカルWntシグナル伝達の阻害因子から活性化因子に転換し得る(Dkk-1ではできない)(MaoとNiehrs、2003)。本発明者らは、Kremen-1が発生中のVMに存在し、Dkk-1およびDkk-2の双方がまだ高レベルで存在する段階であるE11.5でピークに達することを見出した(図25)。しかし、Kremen-2はリアルタイムPCRでかろうじて検出できる程度であった。
LRP-5, LRP-6 and Kremen-1 are expressed in the developing VM, but Kremen-2 is not expressed, and LRP-6N-Fc promotes DA differentiation
Dkk-1 and Dkk-2 were originally identified as extracellular inhibitors of Wnt / β-catenin signaling (Kawano and Kypta, 2003). The inventors have also previously shown that glycogen synthase kinase (GSK) -3 inhibition / β-catenin stabilization leads to DA neuronal differentiation (Castelo-Branco et al., 2004). In order to control Wnt / β-catenin signaling, Dkk must bind to LRP-5 or LRP-6 (Bafico et al., 2001; Mao et al., 2001a; Semenov et al., 2001). Therefore, the present inventors analyzed the mRNA expression profile of LRP during VM development. Both LRP-5 and LRP-6 were expressed in VM (FIGS. 22, 23 and 24). Also interestingly, LRP-6 peaked at E11.5, as previously observed with Dkk-2 (Figure 2) and Wnt-5a (Castelo-Branco et al., 2003). High levels of LRP-6 can enhance canonical signaling through Wnt (Brennan et al., 2004; Holmen et al., 2002; Liu et al. 2003) and can gradually increase the inhibitory effect of Dkk-1 (Bafico et al., 2001; Mao et al. 2002; Mao et al., 2001a) and, along with high levels of Dkk-2, Wnt / β-catenin signaling in Xenopus (Brott and Sokol, 2002; Mao and Niehrs, 2003) and mammalian cells (Li et al., 2002). It has become clear that both Mao and Niehrs, 2003) can be activated. This suggests that Dkk-2 regulates DA differentiation through β-catenin activation. This process is also regulated by Kremen, a second class of Dkk co-receptors. Kremen-1 and Kremen-2 proteins can bind to Dkk and form a triple complex with LRP-6. This complex is then taken up into the cell and prevents signal transduction by Wnt / β-catenin (Mao et al., 2002).
However, Dkk cannot inhibit Wnt / β-catenin signaling when endogenous Kremen is limited or LRP5 / 6 levels are high (Davidson et al., 2002; Mao and Niehrs, 2003). For example, the lack of Kremen-2 can convert Dkk-2 from an inhibitor of canonical Wnt signaling to an activator (not possible with Dkk-1) (Mao and Niehrs, 2003). The inventors have found that Kremen-1 is present in the developing VM and peaks at E11.5, a stage where both Dkk-1 and Dkk-2 are still present at high levels (Fig. 25). However, Kremen-2 was barely detectable with real-time PCR.

これらの結果は、初期VMでKremen-1は発現するが、Kremen-2は発現しないことを示したKremenの全戴in situハイブリダイゼーションプロファイル(Davidsonら、2002)と矛盾しない。本発明者らの結果は、初期VMでDkk-1とDkk-2の双方がKremen-1と相互作用し、Wntカノニカルシグナル伝達を阻害できることを示唆している。   These results are consistent with Kremen's full in situ hybridization profile (Davidson et al., 2002), which showed that Kremen-1 is expressed in the initial VM but not Kremen-2. Our results suggest that both Dkk-1 and Dkk-2 interact with Kremen-1 in the initial VM and can inhibit Wnt canonical signaling.

しかし、Kremen-2の欠如は、恐らくDAニッシェの様々な細胞型において、カノニカルWntシグナル伝達を活性化するようにDkk-2を促している可能性もある。そこで、本発明者らは、可溶性のKremen-1およびKremen-2(R&D systems社)を用いてE14.5のVM前駆細胞培養物を処理したときの効果を調べた。TH+細胞数は減少傾向にあったものの、いずれも統計学的に有意な変化は認められなかった(図26、および27)。Kremenの膜結合は、293T細胞およびXenopusにおいてDkkと結合する上で、またそのWnt阻害機能の上で不可欠である(Davidsonら2002; Maoら、2002)。この必要条件は発生中のVMにもあてはまるかもしれない。要するに、LRPとKremenは発生中のVMで特異的なパターンで発現して、DA分化における役割を果たしている可能性がある。   However, the lack of Kremen-2 is probably driving Dkk-2 to activate canonical Wnt signaling in various cell types of DA niche. Therefore, the present inventors examined the effects of treating E14.5 VM progenitor cell cultures with soluble Kremen-1 and Kremen-2 (R & D systems). Although the number of TH + cells tended to decrease, no statistically significant change was observed in any of them (FIGS. 26 and 27). Kremen membrane binding is essential for binding Dkk in 293T cells and Xenopus and for its Wnt inhibitory function (Davidson et al. 2002; Mao et al., 2002). This requirement may also apply to a running VM. In short, LRP and Kremen may be expressed in a specific pattern in the developing VM and play a role in DA differentiation.

本発明者らの系におけるLRP-6の関連性をさらに調べるため、本発明者らは、FRP-6の細胞外ドメインとヒトIgGのFcドメインを含む分泌性融合タンパク質LRP-6N-Fcを用いた(Tamaiら、2000)。HEK293細胞内でLRP-6N-Fcを過剰発現させ、条件培地中のその存在をヒトIgGに対する免疫ブロットにより確認した。その後、E14.5のVM前駆細胞培養物を、次第に用量を増加させたLRP-6N-Fcで処理し、TH+ニューロン数(図28A)およびDA表現型に転換したNurr1前駆細胞のパーセンテージ(図28C)の有意な増加によって、DA分化における強力な効果を見出した。Nurr1陽性細胞の総数は、影響を受けなかった(図28B)。これは、前記効果が分化に対するものであり、Nurr1+前駆細胞の増殖に対するものではないことを示唆している。LRP-6N-Fcは、Wnt1を介したβ-カテニンの安定化を弱めることが報告されている(Brennanら、2004;Gonzalez-Sanchoら、2004;Holmenら、2002)が、それはまたDkkに結合できる(Semenovら、2001)。本発明者らは、この融合タンパク質がDA分化に対するDkk-2(図2)またはWnt-5a(Castelo-Brancoら、2003)のDA効果を模倣していることを見出した。   To further investigate the relevance of LRP-6 in our system, we used the secreted fusion protein LRP-6N-Fc containing the extracellular domain of FRP-6 and the Fc domain of human IgG. (Tamai et al., 2000). LRP-6N-Fc was overexpressed in HEK293 cells and its presence in the conditioned medium was confirmed by immunoblotting against human IgG. E14.5 VM progenitor cell cultures were then treated with increasing doses of LRP-6N-Fc to convert TH + neurons (FIG. 28A) and the percentage of Nurr1 progenitor cells converted to the DA phenotype (FIG. 28C). ) Found a strong effect on DA differentiation. The total number of Nurr1 positive cells was not affected (FIG. 28B). This suggests that the effect is on differentiation and not on proliferation of Nurr1 + progenitor cells. LRP-6N-Fc has been reported to weaken β-catenin stabilization via Wnt1 (Brennan et al., 2004; Gonzalez-Sancho et al., 2004; Holmen et al., 2002), which also binds to Dkk Yes (Semenov et al., 2001). We found that this fusion protein mimics the DA effect of Dkk-2 (FIG. 2) or Wnt-5a (Castelo-Branco et al., 2003) on DA differentiation.

LRP-6ホモ接合変異型マウスは、VMでパターン形成、増殖または細胞死欠陥を示さない
LRP-6ホモ接合変異型マウスは、脳(encephaly)、および/または尾側中脳の欠損を含むWntシグナル伝達の制御解除に関連したいくつかの発生上の欠陥を示すことが報告されている(Pinsonら、2000)。これら以前の観察は、Engrailed(En-1)や線維芽細胞増殖因子8(fgf-8)等の中脳/後脳マーカー遺伝子の背側発現の低下によって確認された。しかし、E11.5〜12のVMではEn1、fgf-8、Sonic hedgehog (Shh)、またはWnt-5aの発現の違いは観察されていない。これは、VMが前記変異体で正常に形成されていることを示唆している(図29)。したがって、LRP-6ホモ接合変異体における中脳〜後脳境界の欠陥は、背側/尾側の中脳構造の欠損と関連している可能性が高い。
LRP-6 homozygous mutant mice do not show patterning, proliferation or cell death defects in VM
LRP-6 homozygous mutant mice have been reported to exhibit several developmental defects associated with deregulation of Wnt signaling, including brain (encephaly) and / or caudal midbrain defects (Pinson et al., 2000). These previous observations were confirmed by decreased dorsal expression of midbrain / hindbrain marker genes such as Engrailed (En-1) and fibroblast growth factor 8 (fgf-8). However, no difference in the expression of En1, fgf-8, Sonic hedgehog (Shh), or Wnt-5a was observed in VMs of E11.5-12. This suggests that VM is normally formed with the mutant (FIG. 29). Therefore, defects in the midbrain-hindbrain boundary in LRP-6 homozygous mutants are likely associated with defects in dorsal / caudal midbrain structures.

前記知見と一致して、E10.5とE11.5にS期マーカーであるBrdU(図30)およびE11.5に細胞周期マーカーであるホスホヒストン3(図31と32)を用いて免疫染色で評価したとき、E11.5におけるVM前駆細胞の増殖のいかなる減少も観察されなかった(Hendzelら、1997)。さらに、活性型カスパーゼ3の免疫染色で評価したとき、アポトーシスを受けた細胞数はE13.5の野生型または変異型のVMで変わらなかった。神経幹細胞/始原細胞マーカーであるネスチンの発現と分布(図33と34)、およびDA前駆細胞マーカーであるアルデヒドデヒドロゲナーゼ2(AHD-2)のmRNAレベル(図35)(Wallenら、1999)は、変異型のVMで変わらなかった。これらの結果は、LRP-6の欠失がVMにおけるDA前駆細胞の正常なパターン形成、増殖、または細胞生存を変えないことを示唆している。   Consistent with the above findings, immunostaining was performed using BrdU (FIG. 30) as an S phase marker at E10.5 and E11.5 (FIG. 30) and phosphohistone 3 (FIGS. 31 and 32) as a cell cycle marker at E11.5. When evaluated, no decrease in proliferation of VM progenitor cells at E11.5 was observed (Hendzel et al., 1997). Furthermore, when evaluated by immunostaining of active caspase-3, the number of cells undergoing apoptosis did not change with E13.5 wild-type or mutant VM. The expression and distribution of nestin, a neural stem / progenitor cell marker (FIGS. 33 and 34), and the mRNA level of aldehyde dehydrogenase 2 (AHD-2), a DA progenitor cell marker (FIG. 35) (Wallen et al., 1999), It did not change with the mutant VM. These results suggest that deletion of LRP-6 does not alter the normal patterning, proliferation, or cell survival of DA precursor cells in VM.

LRP-6ホモ接合変異型マウスにおけるDAニューロン形成の遅延
本発明者らは、LRP-6がVMでDA発生の後期局面を調節しているかどうかを調べた。DAニューロンが誕生する時期であるE11.5付近で、TH+細胞数の著しい減少(50%、図36と37)が観察されたが、一般的なニューロン集団(βチューブリンIII(TUJ)免疫反応性)(図36)に明瞭な変化は見られなかった。リアルタイムRT-PCR(図38)、およびin situハイブリダイゼーション(図39)で評価すると、TH mRNAもホモ接合変異型マウスでは有意に低かった。E13.5で野生型と変異型のDA細胞数の差は25%に減少していた(図40と41)。また、リアルタイムRT-PCRによるmRNAレベルに差異はまったく検出されなかった(図42)。E17.5でのTHのレベルは、変異型マウスの二つの主要なDA核領域である黒質と腹側被蓋野で正常であった(図43)。さらに、DAニューロンは、変異型マウスの線条体に分布していた。興味深いことに、DAニューロン数の明瞭な回復は、in situハイブリダイゼーションで評価すると、ホモ接合変異型マウスの中脳でのLRP-5の発現増加と一致していた(図44)。
Delayed DA neurogenesis in LRP-6 homozygous mutant mice We investigated whether LRP-6 regulates the late phase of DA development in VM. A marked decrease in the number of TH + cells (50%, Figures 36 and 37) was observed around E11.5, the time when DA neurons were born, but a general neuronal population (β-tubulin III (TUJ) immune response) There was no clear change in the property (FIG. 36). When assessed by real-time RT-PCR (FIG. 38) and in situ hybridization (FIG. 39), TH mRNA was also significantly lower in homozygous mutant mice. In E13.5, the difference in the number of DA cells between the wild type and the mutant type was reduced to 25% (FIGS. 40 and 41). In addition, no difference was detected in the mRNA level by real-time RT-PCR (FIG. 42). TH levels at E17.5 were normal in the substantia nigra and ventral tegmental area, two major DA nuclear regions in mutant mice (Figure 43). Furthermore, DA neurons were distributed in the striatum of mutant mice. Interestingly, a clear recovery of the number of DA neurons was consistent with increased expression of LRP-5 in the midbrain of homozygous mutant mice as assessed by in situ hybridization (FIG. 44).

本発明者らは、次にDAニューロンの正常な発生に必要な転写因子の発現が、LRP-6ホモ接合変異型マウスで変化しているかどうかを調べた。まず、本発明者らは、分化(Josephら、2003)を含むVM DA発生の後期局面で必須であるNurr-1に注目した(Castilloら、1998;Leら、1999;Zetterstromら、1997)。その結果、Nurr-1+細胞(TH−前駆細胞、およびTH+DAニューロンの双方)の数がE11.5の変異型VMで大きく減少することがわかった(図45と46)。この段階におけるNurr-1 mRNAレベルの40%の減少もリアルタイムPT-PCRによって観察された(図47)。しかし、E13.5では変異型VMであってもNurr-1+細胞数は減らなかった(図48)。さらに、DA分化の初期段階で発現され(Smidtら、1997)、その維持に必要な(Hwangら、2003;Maxwellら、2005;Nunesら、2003; Smidtら、2004;van den Munckhofら、2003)転写因子Pitx-3の発現も、E11.5およびE12.5の双方で、それぞれリアルタイムRT-PCRおよびin situハイブリダイゼーションで評価したとき、大きく減少した(図49と50)。しかし、これら二つの転写因子の発現は、E13.5までに正常レベルに近づいていた(図51)。このように、本発明者らの結果は、LRP-6の欠如がDAニューロン形成の遅延をもたらすことを示している。これは、VMでLRP-6が絶対的に必要ではないものの、DAニューロン形成の適切な開始に必要であることを示唆している。   We next examined whether the expression of transcription factors required for normal development of DA neurons was altered in LRP-6 homozygous mutant mice. First, we focused on Nurr-1 (Castillo et al., 1998; Le et al., 1999; Zetterstrom et al., 1997), which is essential in the late phase of VMDA development including differentiation (Joseph et al., 2003). As a result, it was found that the number of Nurr-1 + cells (both TH-progenitor cells and TH + DA neurons) was greatly reduced in the E11.5 mutant VM (FIGS. 45 and 46). A 40% reduction in Nurr-1 mRNA levels at this stage was also observed by real-time PT-PCR (FIG. 47). However, in E13.5, the number of Nurr-1 + cells did not decrease even with the mutant VM (FIG. 48). Furthermore, it is expressed at an early stage of DA differentiation (Smidt et al., 1997) and required for its maintenance (Hwang et al., 2003; Maxwell et al., 2005; Nunes et al., 2003; Smidt et al., 2004; van den Munckhof et al., 2003) The expression of the transcription factor Pitx-3 was also greatly reduced in both E11.5 and E12.5 when assessed by real-time RT-PCR and in situ hybridization, respectively (FIGS. 49 and 50). However, the expression of these two transcription factors was close to normal levels by E13.5 (FIG. 51). Thus, our results indicate that lack of LRP-6 results in delayed DA neurogenesis. This suggests that although LRP-6 is not absolutely required in VMs, it is required for proper initiation of DA neuron formation.

Dkkは、発生中の肢のプログラムされた細胞死(Grotewold と Ruther、2002)、ヒト成人間葉系幹細胞(adult human mesenchymal stem cells)の増殖(Gregoryら、2003)、骨肉種細胞の浸潤および移動の阻害(Hoangら、2004)、並びに最終的な骨芽細胞分化および石灰化したマトリクス形成(Liら、2005)を含めて、いくつかの細胞プロセスの調節に関与している。本明細書で、(1)Dkk-1およびDkk-2がDA分化のきわめて重要な調節因子であること、(2)それらの生物学的活性は、前駆タンパク質転換酵素を介したタンパク質分解によって調節されていること、(3)LRP-6受容体はVMでDAニューロン形成の適切な開始に必要であること、が初めて実証された。   Dkk is the programmed cell death of developing limbs (Grotewold and Ruther, 2002), proliferation of adult human mesenchymal stem cells (Gregory et al., 2003), invasion and migration of osteosarcoma cells Involvement in the regulation of several cellular processes, including inhibition of (Hoang et al., 2004) and final osteoblast differentiation and calcified matrix formation (Li et al., 2005). In the present specification, (1) Dkk-1 and Dkk-2 are very important regulators of DA differentiation, and (2) their biological activities are regulated by proteolysis via precursor protein convertase. It has been demonstrated for the first time that (3) the LRP-6 receptor is required for the proper initiation of DA neurogenesis in the VM.

本発明者らは、大腸菌(Escherichia coli)により産生された全長の組換えDkk-1およびDkk-2がラットのE14.5のVM前駆細胞培養物中のTH+ニューロンの数を減じることを発見した。しかし、哺乳動物細胞中で産生された部分精製Dkkの条件培地(Maoら、2001a)は、DA分化を区別して調節した。すなわち、部分精製Dkk-1はDAニューロン形成に効果がなく、部分精製Dkk-2はNurr-1+前駆細胞のTH+ DAニューロンへの分化を高めた。これらの結果は、Wntの存在下で全長Dkk-2がタンパク質分解されると、Dkk-2の第2CRDがカノニカルWntシグナル伝達およびDAニューロン形成に対するDkk-2の活性化効果に関与し得ることを示唆している。   The inventors have discovered that full-length recombinant Dkk-1 and Dkk-2 produced by Escherichia coli reduce the number of TH + neurons in rat E14.5 VM progenitor cell cultures. . However, partially purified Dkk conditioned media produced in mammalian cells (Mao et al., 2001a) differentially regulated DA differentiation. That is, partially purified Dkk-1 had no effect on DA neuron formation, and partially purified Dkk-2 enhanced differentiation of Nurr-1 + progenitor cells into TH + DA neurons. These results indicate that when full-length Dkk-2 is proteolyzed in the presence of Wnt, the second CRD of Dkk-2 may be involved in the activation effect of Dkk-2 on canonical Wnt signaling and DA neuron formation Suggests.

フューリンおよびその他の前駆タンパク質転換酵素は、神経成長因子、Notch、α-アミロイド前駆体タンパク質、腫瘍壊死因子(TNF)のメンバー、および形質転換増殖因子β(TGF-β)ファミリー等のいくつかのタンパク質のタンパク質分解性の成熟化に関与する(Thomas、2002)。BMP-4前駆体は二つのフューリン部位で連続的切断を受け、これは成熟BMP-4をより安定的(分解の標的とならず)にし、より活性にし、そして長期間のシグナル伝達を可能にする(Cuiら、2001;Degninら、2004)。一般的な前駆タンパク質転換酵素阻害剤であるデカノイルRVKR-CMKを使用した本発明者らの実験は、前駆タンパク質転換酵素ファミリーのメンバーによる全長Dkkの切断がDkkの能力を大きく調節して、カノニカルWntシグナル伝達を制御し、その結果としてDAニューロン形成を含む生物学的プロセスを制御していることを示唆している。興味深いことに、前駆タンパク質転換酵素は、神経形成中にVMで多量に発現している(Zhengら、1994)。また、本発明者らのデータは、DAニューロン原性のニッシェ(niche)が高レベルのDkk-1およびDkk-2を含むことを示している。   Furin and other precursor protein convertases include several proteins such as nerve growth factor, Notch, α-amyloid precursor protein, tumor necrosis factor (TNF) member, and transforming growth factor β (TGF-β) family Is involved in the proteolytic maturation of (Thomas, 2002). The BMP-4 precursor undergoes sequential cleavage at two furin sites, which makes mature BMP-4 more stable (not a target for degradation), more active, and allows long-term signaling (Cui et al., 2001; Degnin et al., 2004). Our experiments using decanoyl RVKR-CMK, a common precursor protein convertor inhibitor, show that cleavage of full-length Dkk by members of the precursor protein convertase family greatly regulates Dkk's ability, and canonical Wnt It suggests that it regulates signal transduction and consequently regulates biological processes including DA neurogenesis. Interestingly, proprotein convertase is abundantly expressed in VM during neurogenesis (Zheng et al., 1994). Our data also indicate that DA neurogenic niche contains high levels of Dkk-1 and Dkk-2.

本発明者らは、Dkk-1およびDkk-2がVMの初期段階でDA前駆細胞の分化を阻害するという仮説を立てている。DAニューロン形成の開始時におけるフューリンまたはPC2を介した切断は、VMでDkk-1を不活性にし、またWntの存在下で第2CRDによりDkk-2をカノニカルWnt経路およびDA分化の誘導因子へと転換するのかもしれない(Castelo-Brancoら、2003)。この仮説は、Kremen-2の欠如下で、かつ高レベルのLPR-6の存在下では、Dkk-2はカノニカルWntシグナル伝達を活性化できるというXenopusでの過去の報告(BrottとSokol、2002;MaoとNiehrs、2003)と一致する。さらに、Dkk-2-CRD-2は、LRP-6と共同してXenopusの二次軸誘導、およびWnt/β-カテニン標的遺伝子の発現に作用し(BrottとSokol、2002)、またLRP-6を過剰発現する哺乳動物細胞でTCF/LEFを介した転写を活性化することができる(Liら、2002)。活性化因子としてのDkk-2-CRD-2の効果は、本発明者らが以前に観察したβ-カテニンの安定化がDA分化を誘導するという結果(Castelo-Brancoら、2004)とも一致する。さらに、最近、Wnt-3aとDkk-2-CRD-2を含む共有結合したキメラがカノニカルシグナル伝達を活性化することがわかった(Liら、2005)。本発明者らの結果は、Wnt-3aとDkk-2-CRD-2が実際に共同してカノニカルシグナル伝達を活性化できることも示した。これは、Wntとトランケート型Dkkが一緒に様々なシグナル伝達経路を調節し、それによってDAニューロン形成を制御できることを示唆している。   We hypothesize that Dkk-1 and Dkk-2 inhibit the differentiation of DA progenitor cells in the early stages of VM. Cleavage via furin or PC2 at the beginning of DA neuron formation inactivates Dkk-1 in VM, and in the presence of Wnt a second CRD turns Dkk-2 into a canonical Wnt pathway and an inducer of DA differentiation May be transformed (Castelo-Branco et al., 2003). This hypothesis is based on previous reports in Xenopus that Dkk-2 can activate canonical Wnt signaling in the absence of Kremen-2 and in the presence of high levels of LPR-6 (Brott and Sokol, 2002; Mao and Niehrs, 2003). In addition, Dkk-2-CRD-2 acts in conjunction with LRP-6 to induce secondary axis of Xenopus and the expression of Wnt / β-catenin target genes (Brott and Sokol, 2002). TCF / LEF-mediated transcription can be activated in mammalian cells overexpressing (Li et al., 2002). The effect of Dkk-2-CRD-2 as an activator is consistent with the results that we previously observed that β-catenin stabilization induces DA differentiation (Castelo-Branco et al., 2004). . Furthermore, it was recently found that a covalently linked chimera containing Wnt-3a and Dkk-2-CRD-2 activates canonical signaling (Li et al., 2005). Our results also showed that Wnt-3a and Dkk-2-CRD-2 can actually cooperate to activate canonical signaling. This suggests that Wnt and truncated Dkk together can regulate various signaling pathways and thereby control DA neurogenesis.

DAニューロン形成におけるDkks-CRD-1のプラス効果も驚くべきことであった。なぜなら、Dkkの第1CRDはカノニカルWntシグナル伝達を調節できず(BrottとSokol、2002;Liら、2002)、かつLRP-6と相互作用できない(BrottとSokol、2002;MaoとNiehrs, 2003)からである。本発明者らの結果は、これらのタンパク質がDAニューロン形成を調節し、またそれ故に治療目的で神経幹細胞または始原細胞のDA分化を促進するのに利用できることを示唆している。   The positive effect of Dkks-CRD-1 on DA neuron formation was also surprising. Because Dkk's first CRD cannot regulate canonical Wnt signaling (Brott and Sokol, 2002; Li et al., 2002) and cannot interact with LRP-6 (Brott and Sokol, 2002; Mao and Niehrs, 2003) It is. Our results suggest that these proteins can be used to modulate DA neurogenesis and therefore promote DA differentiation of neural stem or progenitor cells for therapeutic purposes.

本発明者らはまた、マウス変異体のVMでのDAニューロン形成をLRP-6受容体について解析した。重要なのは、E11.5でのDAニューロンの50%減少やE13.5での25%減少を伴い、DA分化の開始が遅延することが判明したことである。DA分化に関与する二つの重要な転写因子であるNurr-1とPitx-3の発現レベルも一時的に低かった。これらの結果は、VMでのDkk受容体LRP-6の排除(これは過度なDkk-1シグナル伝達、またはDkk-2とカノニカルWntシグナル伝達の減退を模倣する)が、DA分化をかき乱すことを強調している。一方、Wntで調節されることが報告されている細胞死、増殖またはパターン形成(Castelo-Brancoら、2003;CianiとSalinas、2005;McMahonとBradley、1990;Panhuysenら、2004;Pinsonら、2000;ThomasとCapecchi、1990)には、どのような差異も認められなかった。細胞死と増殖では差異がないという同様の結果がLRP-6ハイポモルフマウスの前体節中胚葉で報告されている(Kokubuら、2004)。LRP-6ホモ接合変異型マウスでWntによって調節される機能の明らかな選択性は、他の脳領域でも観察されている。背側視床の発生は、LRP-6ホモ接合変異体(ShhおよびWnt-5a発現の除去を伴う)で深刻な影響を受ける(Zhouら、2004a)。LRP-6ホモ接合変異型マウスは、歯状回で神経前駆細胞の欠損を示したが、発生中の海馬の他の細胞型は影響されなかったことも報告された(Zhouら、2004b)。それ故、LRP-6の欠如がDAニューロン形成に影響することを示した本発明者らの結果は、LRP-6が細胞型特異的な神経発生の一般的な調節因子であることを強調している。   We also analyzed DA neurogenesis in mouse mutant VMs for the LRP-6 receptor. Importantly, it was found that the onset of DA differentiation was delayed with a 50% decrease in DA neurons at E11.5 and a 25% decrease at E13.5. The expression levels of Nurr-1 and Pitx-3, two important transcription factors involved in DA differentiation, were also temporarily low. These results indicate that elimination of the Dkk receptor LRP-6 in the VM (which mimics excessive Dkk-1 signaling, or diminished Dkk-2 and canonical Wnt signaling) disrupts DA differentiation. Emphasized. On the other hand, cell death, proliferation or pattern formation reported to be regulated by Wnt (Castelo-Branco et al., 2003; Ciani and Salinas, 2005; McMahon and Bradley, 1990; Panhuysen et al., 2004; Pinson et al., 2000; Thomas and Capecchi, 1990) found no difference. Similar results have been reported in the anterior segment mesoderm of LRP-6 hypomorph mice, with no difference in cell death and proliferation (Kokubu et al., 2004). A clear selectivity of functions regulated by Wnt in LRP-6 homozygous mutant mice has also been observed in other brain regions. The development of the dorsal thalamus is severely affected by LRP-6 homozygous mutants (with removal of Shh and Wnt-5a expression) (Zhou et al., 2004a). It was also reported that LRP-6 homozygous mutant mice showed neural progenitor cell defects in the dentate gyrus, but other cell types in the developing hippocampus were not affected (Zhou et al., 2004b). Therefore, our results showing that lack of LRP-6 affects DA neurogenesis emphasizes that LRP-6 is a general regulator of cell type-specific neurogenesis. ing.

興味深いことに、LRP6-/-マウスではDAニューロン形成の最初の欠損の後、E17.5までに黒質および腹側被蓋野がほぼ完全に回復することがわかった。これらの結果は、後期段階でDAニューロンの数、およびDAマーカーの発現を回復することができる補償的機構の存在を示唆している。かかる補償機構の可能性の一つとして、LRP-5がそれに関係しているかもしれない。というのは、LRP-5受容体の発現がLRP6-/-マウスでアップレギュレートされているからである。   Interestingly, LRP6-/-mice were found to recover almost completely the substantia nigra and ventral tegmental area by E17.5 after the first loss of DA neurogenesis. These results suggest the existence of a compensatory mechanism that can restore the number of DA neurons and the expression of DA markers at later stages. One possibility for such a compensation mechanism may be LRP-5. This is because LRP-5 receptor expression is upregulated in LRP6-/-mice.

まとめると、本発明者らの結果は、LRP5/6がDAニューロン形成の開始を制御することを示している。また、LRP6リガンドの転写後プロセシングが、Wnt/β-カテニンシグナル伝達を差次的に制御していることも判明した。重要なのは、DA前駆細胞のニューロンへの分化を増強する候補としてタンパク質分解プロセシングされたDkk2、Dkk3およびDkk-2-CRD-2が同定されたことである。したがって、これらの因子は、パーキンソン病治療の(幹)細胞置換方法との関連でDAニューロン形成を促進するのに役立つかもしれない。   In summary, our results indicate that LRP5 / 6 controls the onset of DA neurogenesis. It was also found that post-transcriptional processing of LRP6 ligand differentially regulates Wnt / β-catenin signaling. Importantly, proteolytically processed Dkk2, Dkk3 and Dkk-2-CRD-2 have been identified as candidates to enhance differentiation of DA progenitor cells into neurons. Thus, these factors may help promote DA neurogenesis in the context of (stem) cell replacement methods for Parkinson's disease treatment.

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Figure 2008522607
Figure 2008522607

Dkk-1が腹側中脳において初期段階に高レベルで発現していることを示すリアルタイムPCR解析を示している。2 shows real-time PCR analysis showing that Dkk-1 is expressed at a high level in the early stage in the ventral midbrain. Dkk-2がE11.5(胎生期11.5日目)付近に発現のピークを有することを示すリアルタイムPCR解析を示している。The real-time PCR analysis which shows that Dkk-2 has an expression peak around E11.5 (embryonic day 11.5) is shown. Dkk-3がE11.5後の段階で発現のピークを有することを示すリアルタイムPCR解析を示している。The real-time PCR analysis which shows that Dkk-3 has an expression peak in the stage after E11.5 is shown. E11.5およびE15.5におけるマウス胚の矢状切片がTH (a, e)、Dkk1(b, f)、およびDkk2(c, g) mRNAプローブでハイブリダイズされたものを示している。E11.5では、THは中脳湾曲部のDAニューロンで発現している(a)。Dkk1も同じ領域(b)と間脳で発現している。Dkk2は中脳湾曲部の腹側辺縁帯域で発現している(c)。E15.5では、THはVMで高レベルに発現しているが、Dkk1およびDkk2の発現は大幅に減少している。(図中記号の説明)te:終脳、ov:眼胞、di:間脳、mes:中脳、hb:後脳、cx:皮質、cp:小脳原基、rmd:中脳最高部Shown are sagittal sections of mouse embryos at E11.5 and E15.5 hybridized with TH (a, e), Dkk1 (b, f), and Dkk2 (c, g) mRNA probes. In E11.5, TH is expressed in DA neurons in the midbrain curvature (a). Dkk1 is also expressed in the same region (b) and diencephalon. Dkk2 is expressed in the ventral marginal zone of the midbrain curve (c). In E15.5, TH is expressed at a high level in VM, but the expression of Dkk1 and Dkk2 is greatly reduced. (Explanation of symbols in the figure) te: telencephalon, ov: optic vesicle, di: diencephalon, mes: midbrain, hb: hindbrain, cx: cortex, cp: cerebellar primordium, rmd: highest midbrain P1 VMグリア(VM G)がP1皮質由来のグリア(Cx G)や線条体由来のグリア(Str G)よりもDkk-2(B)を多く発現することをリアルタイムPCRによる評価で示している。Real-time PCR shows that P1 VM glia (VM G) express more Dkk-2 (B) than P1 cortex-derived glia (Cx G) and striatum-derived glia (Str G) . P1 VMグリア(VM G)がP1皮質由来のグリア(Cx G)や線条体由来のグリア(Str G)よりもDkk-3(B)を高レベルで発現することをリアルタイムPCRによる評価で示している。Dkk-1はいずれのグリアにも発現していない。Real-time PCR shows that P1 VM glia (VM G) express Dkk-3 (B) at higher levels than P1 cortex-derived glia (Cx G) and striatum-derived glia (Str G) ing. Dkk-1 is not expressed in any glia. E14.5のVM前駆細胞を、Dkk-2-APを過剰発現するHEK 293T細胞からの次第に濃度を増加させた部分精製条件培地(partially purified conditioned media : p.p.c.m.)で3日間処理すると、TH+細胞数が有意に増加することを免疫細胞化学による評価で示している。一方、Dkk-1はどのような有意な効果も及ぼさなかった。統計解析は、一元配置分散分析とフィッシャーの事後多重比較検定を用いて行った。When E14.5 VM progenitor cells were treated with partially purified conditioned media (ppcm) from HEK 293T cells overexpressing Dkk-2-AP for 3 days, TH + cell count Is significantly increased by immunocytochemistry. On the other hand, Dkk-1 did not have any significant effect. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Fisher's post hoc multiple comparison test. VM前駆細胞を様々なDkk-APで処理してもNurr1免疫反応性細胞数が影響を受けないことを示している。統計解析は、一元配置分散分析とフィッシャーの事後多重比較検定を用いて行った。This shows that treatment of VM progenitor cells with various Dkk-APs does not affect the number of Nurr1 immunoreactive cells. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Fisher's post hoc multiple comparison test. E14.5のVM前駆細胞を、次第に濃度を増加させたDkk-2-APで3日間処理すると、TH陽性表現型を獲得したNurr1前駆細胞のパーセンテージが有意に増加することを示している。一方、Dkk-3-APでは2.5μl/mlでのみ有意な効果が見られた。Dkk-1-APでは効果は無かった。統計解析は、一元配置分散分析とフィッシャーの事後多重比較検定を用いて行った。Treatment of E14.5 VM progenitor cells with increasing concentrations of Dkk-2-AP for 3 days shows a significant increase in the percentage of Nurr1 progenitor cells that acquired the TH positive phenotype. On the other hand, Dkk-3-AP had a significant effect only at 2.5 μl / ml. Dkk-1-AP had no effect. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Fisher's post hoc multiple comparison test. E14.5のVM前駆細胞を、次第に濃度を増加させたDkk-2-APで3日間処理すると、TH陽性表現型を獲得したNurr1前駆細胞のパーセンテージが有意に増加することを二重免疫細胞化学による評価で示している。Double immunocytochemistry shows that treatment of E14.5 VM progenitor cells with increasing concentrations of Dkk-2-AP for 3 days significantly increases the percentage of Nurr1 progenitor cells that acquired the TH positive phenotype It is shown in the evaluation by. E14.5のVM前駆細胞を5〜10ng/mlの組換えDkk-1で3日間処理すると、全細胞集団中のTH免疫反応性細胞のパーセンテージがコントロール(未処理)と比較して減少することを示している(Hoechst33258染色により評価)。統計解析は、一元配置分散分析、およびダンネットの多重比較検定(Dunnett’s multiple comparison test)を用いて行った。Treatment of E14.5 VM progenitor cells with 5-10 ng / ml recombinant Dkk-1 for 3 days reduces the percentage of TH immunoreactive cells in the total cell population compared to control (untreated) (Evaluated by Hoechst33258 staining). Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Dunnett's multiple comparison test. E14.5のVM前駆細胞を5〜10ng/mlの組換えDkk-1で処理すると、全細胞集団中のTH免疫反応性細胞のパーセンテージがコントロール(0ng/ml)と比較して減少することを示している(Hoechst33258染色により評価)。Treatment of E14.5 VM progenitor cells with 5-10 ng / ml recombinant Dkk-1 decreased the percentage of TH immunoreactive cells in the total cell population compared to control (0 ng / ml). Shown (evaluated by Hoechst 33258 staining). E14.5のVM前駆細胞を50〜100ng/mlの組換えDkk-2で3日間処理すると、全細胞集団中のTH免疫反応性細胞のパーセンテージがコントロール(未処理)と比較して減少することを示している(Hoechst33258染色により評価)。統計解析は、一元配置分散分析、およびダンネットの多重比較検定を用いて行った。Treatment of E14.5 VM progenitor cells with 50-100 ng / ml recombinant Dkk-2 for 3 days reduces the percentage of TH immunoreactive cells in the total cell population compared to control (untreated) (Evaluated by Hoechst33258 staining). Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Dunnet's multiple comparison test. E14.5のVM前駆細胞を50〜100ng/mlの組換えDkk-2で3日間処理すると、全細胞集団中のTH免疫反応性細胞のパーセンテージがコントロール(未処理)と比較して減少することを示している(Hoechst33258染色により評価)。Treatment of E14.5 VM progenitor cells with 50-100 ng / ml recombinant Dkk-2 for 3 days reduces the percentage of TH immunoreactive cells in the total cell population compared to control (untreated) (Evaluated by Hoechst33258 staining). ヒトおよびマウスDkk-1の配列、並びにPC2切断断片を示している。マウスおよびヒトDkk-1は、潜在的な最小限のフューリン(furin)切断部位(Arg-X-X-Arg)、酸性pHフューリン切断部位(Arg/Lys-X-X-X-Arg/Lys-Arg)、またはプロテアーゼ転換酵素2(PC2)切断部位(Arg/Lys-Arg)を第1システインリッチドメイン(CRD-1)の中央部に含む(Rockwellら、2002;Thomas、2002)。さらに、Dkk1は、潜在的なPC2切断部位をCRD-1と第2リッチドメイン(CRD-2)の間のスペーサー領域、およびCRD-2内にも有する。これらの推定切断部位によれば、タンパク質分解時にDkk-1は、第一(CRD-1)および第二(CRD-2)の両システインリッチドメインを不活性にする4つの断片(最下パネル)に切断され得る。The sequences of human and mouse Dkk-1 and the PC2 cleavage fragment are shown. Mouse and human Dkk-1 are potential minimal furin cleavage sites (Arg-XX-Arg), acidic pH furin cleavage sites (Arg / Lys-XXX-Arg / Lys-Arg), or protease conversion The enzyme 2 (PC2) cleavage site (Arg / Lys-Arg) is contained in the middle of the first cysteine-rich domain (CRD-1) (Rockwell et al., 2002; Thomas, 2002). In addition, Dkk1 also has a potential PC2 cleavage site in the spacer region between CRD-1 and the second rich domain (CRD-2), and in CRD-2. According to these putative cleavage sites, during proteolysis, Dkk-1 has four fragments (bottom panel) that inactivate both the first (CRD-1) and second (CRD-2) cysteine-rich domains. Can be cut into pieces. ヒトおよびマウスDkk-2の配列、並びにPC2切断断片を示している。マウスおよびヒトDkk-2は、潜在的な最小限のフューリン切断部位(Arg-X-X-Arg)、酸性pHフューリン切断部位(Arg/Lys-X-X-X-Arg/Lys-Arg)、またはプロテアーゼ転換酵素2(PC2)切断部位(Arg/Lys-Arg)を第1システインリッチドメイン(CRD-1)の中央部に含む(Rockwellら、2002;Thomas、2002)。これらの推定切断部位によれば、Dkk-2は2つの断片に切断され得る。そのうちの一つは、機能的なCRD-2を含む(最下パネル)。The sequences of human and mouse Dkk-2, as well as the PC2 cleavage fragment are shown. Mouse and human Dkk-2 have potential minimal furin cleavage sites (Arg-XX-Arg), acidic pH furin cleavage sites (Arg / Lys-XXX-Arg / Lys-Arg), or protease convertase 2 ( PC2) contains a cleavage site (Arg / Lys-Arg) in the middle of the first cysteine-rich domain (CRD-1) (Rockwell et al., 2002; Thomas, 2002). According to these putative cleavage sites, Dkk-2 can be cleaved into two fragments. One of them contains functional CRD-2 (bottom panel). Dkkのタンパク質分解が、DAニューロン形成においてDkkの効果を制御することを示している。Aは、Dkk-1-APおよびDkk-2-APを過剰発現するHEK293T細胞由来のp.p.c.m.が、ヒトAP抗体で認識される高分子量(全長約105〜110kDa)と低分子量(矢印および矢頭、約80〜85kDa)の2本のバンドを含むことをウェスタンブロッティングによる評価で示している。APタグは約67kDaの分子量を有する。等量のタンパク質を流した。Bは、FLAGタグ融合Dkkを過剰発現するHEK293T細胞を前駆タンパク質転換酵素の一般的な阻害剤であるデカノイル(decanoyl)-RVKR-CMKで1日処理すると、分泌された全長の、すなわちタンパク質分解されていないDkk-1およびDkk-2のフラクションが増加することを、抗FLAG抗体を用いた条件培地(c.m.)のウェスタンブロッティングによる評価で示している。Cは、FLAGタグ融合Dkkを過剰発現するSN4741細胞由来のp.p.c.m.を、抗FLAG抗体を用いたウェスタンブロッティングによる評価で示している。全長Dkk-1-FLAG由来の細胞溶解物は、全長タンパク質(約40kDa)とタンパク質分解断片(約25kDa、矢頭)に一致する二つのバンドを示した。全長Dkk-2-FLAGは、25kDaよりも小さい2本のバンドのみが検出された(矢印)ことから、明らかに完全にタンパク質分解されている。We show that Dkk proteolysis controls Dkk's effects in DA neurogenesis. A shows that ppcm derived from HEK293T cells overexpressing Dkk-1-AP and Dkk-2-AP has a high molecular weight (total length: about 105-110 kDa) recognized by human AP antibody and a low molecular weight (arrow and arrowhead, about The evaluation by Western blotting shows that it contains two bands of 80-85 kDa). The AP tag has a molecular weight of about 67 kDa. An equal amount of protein was run. B is treated with decanoyl-RVKR-CMK, a general inhibitor of precursor protein convertase, for 1 day when HEK293T cells overexpressing FLAG-tagged Dkk are treated with a full-length secreted, ie proteolytically degraded. An increase in the fraction of Dkk-1 and Dkk-2 not shown is shown by evaluation by Western blotting of conditioned medium (cm) using an anti-FLAG antibody. C shows p.p.c.m. derived from SN4741 cells overexpressing FLAG tag fusion Dkk by evaluation by Western blotting using an anti-FLAG antibody. The cell lysate derived from full length Dkk-1-FLAG showed two bands corresponding to full length protein (about 40 kDa) and proteolytic fragment (about 25 kDa, arrowhead). The full-length Dkk-2-FLAG is clearly completely proteolyzed because only two bands smaller than 25 kDa were detected (arrows). Dkkのタンパク質分解がDAニューロン形成においてDkkの効果を制御することを示している。Dkk-1-CRD-1 (Dkk-1-C1)またはDkk-2-CRD-1 (Dkk-2-C1)を含んだ2.5μl/mlのp.p.c.m.でE14.5のVM前駆細胞を処理すると、全細胞集団中のTH免疫反応性細胞のパーセンテージがコントロールのp.p.c.m.と比較して増加した(Hoechst33258染色により評価)。スケールバーは50μm。統計解析は、一元配置分散分析とダンネットの多重比較検定を用いて行った。We show that Dkk proteolysis controls Dkk's effects in DA neurogenesis. Treating E14.5 VM progenitor cells with 2.5 μl / ml ppcm containing Dkk-1-CRD-1 (Dkk-1-C1) or Dkk-2-CRD-1 (Dkk-2-C1) The percentage of TH immunoreactive cells in the total cell population increased compared to the control ppcm (assessed by Hoechst33258 staining). Scale bar is 50 μm. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Dunnet's multiple comparison test. Dkk-1-CRD-1 (Dkk-1-C1)、Dkk-2-CRD-1 (Dkk-2-C1)、またはDkk-2-CRD-2 (Dkk-2-C2)を含んだ2.5μl/mlのp.p.c.m.でE14.5のVM前駆細胞を処理すると、全細胞集団中のTH免疫反応性細胞のパーセンテージがコントロールのp.p.c.m.と比較して増加することを示している(Hoechst33258染色により評価)。統計解析は、一元配置分散分析とダンネットの多重比較検定を用いて行った。2.5 μl containing Dkk-1-CRD-1 (Dkk-1-C1), Dkk-2-CRD-1 (Dkk-2-C1), or Dkk-2-CRD-2 (Dkk-2-C2) It has been shown that treatment of E14.5 VM progenitors with ppcm / ml increases the percentage of TH immunoreactive cells in the total cell population compared to the control ppcm (assessed by Hoechst33258 staining). Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Dunnet's multiple comparison test. Dkkのタンパク質分解がDAニューロン形成においてDkkの効果を制御することを示している。Dkk-2-CRD-2(Dkk-2-C2)を含んだ2.5μl/mlのp.p.c.m.でE14.5のVM前駆細胞を処理すると、全細胞集団中のTH免疫反応性細胞のパーセンテージがコントロールのp.p.c.m.と比較して増加した(Hoechst33258染色により評価)。統計解析は、一元配置分散分析とダンネットの多重比較検定を用いて行った。We show that Dkk proteolysis controls Dkk's effects in DA neurogenesis. When E14.5 VM progenitor cells were treated with 2.5 μl / ml ppcm containing Dkk-2-CRD-2 (Dkk-2-C2), the percentage of TH immunoreactive cells in the total cell population was controlled. Increased compared to ppcm (evaluated by Hoechst33258 staining). Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Dunnet's multiple comparison test. 組換えDkk-1(A)または組換えDkk-2(B)が、SN4741細胞で基底の、またはWnt-3aを介したカノニカルWntシグナル伝達を阻害することを活性型β-カテニンに対する抗体を用いたウェスタンブロットによる評価で示している。(C)活性型β-カテニンに対する抗体を用いたウェスタンブロットによる評価から、Dkk-2またはDkk-2-CRD-2(10μl/ml)を含むp.p.c.mは、SN4741細胞でWnt-3aと共処理すると、基底のカノニカルWntシグナル伝達に相乗効果を奏する。Recombinant Dkk-1 (A) or recombinant Dkk-2 (B) uses antibodies against active β-catenin to inhibit basal or Wnt-3a canonical Wnt signaling in SN4741 cells Western blot evaluation. (C) From the evaluation by Western blot using an antibody against active β-catenin, ppcm containing Dkk-2 or Dkk-2-CRD-2 (10 μl / ml) is co-treated with Wnt-3a in SN4741 cells Synergistic effects on basal canonical Wnt signaling. LRP-5が腹側中脳で中程度のレベルで発現していることを示すリアルタイムRT-PCR解析を示している。Shows real-time RT-PCR analysis showing that LRP-5 is expressed at moderate levels in the ventral midbrain. LRP-6がE11.5付近に発現のピークを有することを示すリアルタイムRT-PCR解析を示している。The real-time RT-PCR analysis which shows that LRP-6 has an expression peak around E11.5 is shown. Kremen-1がE11.5付近に発現のピークを有することを示すリアルタイムRT-PCR解析を示している。Kremen-2は発現していない。The real-time RT-PCR analysis which shows that Kremen-1 has an expression peak around E11.5 is shown. Kremen-2 is not expressed. E11.5におけるマウス胚の矢状切片をin situハイブリダイゼーション用のLRP-5およびLRP-6 mRNAプローブでハイブリダイズした図を示している。両遺伝子とも、TH+DAニューロンを有するVM領域を含めて、あらゆる脳構造でユビキタスに発現している。(図中記号の説明)te:終脳、ov:眼胞、di:間脳、mes:中脳、hb:後脳The figure shows a sagittal section of a mouse embryo in E11.5 hybridized with LRP-5 and LRP-6 mRNA probes for in situ hybridization. Both genes are ubiquitously expressed in all brain structures, including VM regions with TH + DA neurons. (Explanation of symbols in the figure) te: telencephalon, ov: optic vesicle, di: diencephalon, mes: midbrain, hb: hindbrain 組換えKremen-1が、コントロール(未処理)と比較して、E14.5におけるVM前駆細胞由来のTH陽性細胞のパーセンテージに影響を及ぼさないことを示している。統計解析は、一元配置分散分析とダンネットの多重比較検定を用いて行った。濃度単位はng/ml。It shows that recombinant Kremen-1 does not affect the percentage of TH positive cells from VM progenitor cells at E14.5 compared to control (untreated). Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Dunnet's multiple comparison test. The concentration unit is ng / ml. 組換えKremen-2が、コントロール(未処理)と比較して、E14.5におけるVM前駆細胞由来のTH陽性細胞のパーセンテージに影響を及ぼさないことを示している。統計解析は、一元配置分散分析とダンネットの多重比較検定を用いて行った。濃度単位はng/ml。It shows that recombinant Kremen-2 does not affect the percentage of TH positive cells from VM progenitor cells at E14.5 compared to control (untreated). Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Dunnet's multiple comparison test. The concentration unit is ng / ml. AからCは、LRP-6N-Fcが、E14.5のVM前駆細胞のDA分化を有意に増加させることを示している。Aは、次第に濃度を増加させたLRP-6N-FcでE14.5のVM前駆細胞を3日間処理すると、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)陽性細胞数が有意に増加することを、免疫細胞化学による評価で示している。Bは、Nurr1陽性細胞数がLRP-6N-Fcを用いたVM前駆細胞の処理による影響を受けないことを示している。Cは、LRP-6N-Fcを用いたVM前駆細胞の処理が、TH陽性表現型を獲得したNurr1前駆細胞のパーセンテージを有意に増加させることを示している。統計解析は、一元配置分散分析とダンネットの多重比較検定を用いて行った。A to C show that LRP-6N-Fc significantly increases DA differentiation of E14.5 VM progenitor cells. A shows by immunocytochemistry that the number of tyrosine hydroxylase (TH) positive cells significantly increases when E14.5 VM progenitor cells are treated with LRP-6N-Fc at increasing concentrations for 3 days. Is shown. B shows that the number of Nurr1-positive cells is not affected by the treatment of VM progenitor cells with LRP-6N-Fc. C shows that treatment of VM progenitor cells with LRP-6N-Fc significantly increases the percentage of Nurr1 progenitor cells that acquired the TH positive phenotype. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and Dunnet's multiple comparison test. En-1、Fgf-8およびShh等の中脳パターン形成遺伝子の発現が、コントロールと比較してE12.5におけるLRP-6ホモ接合変異型マウスのVMでは変化していないことを示している。It shows that expression of midbrain pattern forming genes such as En-1, Fgf-8 and Shh is not changed in VM of LRP-6 homozygous mutant mice at E12.5 compared to control. E11.5のVM前駆細胞の増殖能がLRP-6ホモ接合変異型マウスでは影響されないことを、E10.5のBrdUに対する免疫組織化学による評価で示している。The immunohistochemical evaluation of E10.5 against BrdU shows that the proliferative ability of E11.5 VM progenitor cells is not affected in LRP-6 homozygous mutant mice. E11.5のVM前駆細胞の増殖能がLRP-6ホモ接合変異型マウスでは影響されないことを、抗ホスホヒストン3抗体を用いた細胞カウントによる評価で示している(n=3)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。The evaluation by cell count using anti-phosphohistone 3 antibody indicates that the proliferative ability of E11.5 VM progenitor cells is not affected in LRP-6 homozygous mutant mice (n = 3). Statistical analysis was performed using a paired t-test. E11.5のVM前駆細胞の増殖能がLRP-6ホモ接合変異型マウスでは影響されないことを、抗ホスホヒストン3抗体を用いた免疫組織化学による評価で示している。An evaluation by immunohistochemistry using anti-phosphohistone 3 antibody shows that the proliferative ability of E11.5 VM progenitor cells is not affected in LRP-6 homozygous mutant mice. E11.5のVM前駆細胞におけるネスチンの発現がLRP-6ホモ接合変異型マウスでは影響されないことを、前駆細胞マーカーであるネスチンに対するプライマーを用いて、LRP-6ホモ接合変異VMのリアルタイムRT-PCR解析による評価で示している(n=4)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。Real-time RT-PCR of LRP-6 homozygous mutant VM using primers for nestin, a progenitor cell marker, that nestin expression in VM precursor cells of E11.5 is not affected in LRP-6 homozygous mutant mice This is shown in the evaluation by analysis (n = 4). Statistical analysis was performed using a paired t-test. E11.5のVM前駆細胞におけるネスチンの発現がLRP-6ホモ接合変異型マウスでは影響されないことを、前駆細胞マーカーであるネスチンに対する抗体を用いて、免疫組織化学による評価で示している。Nestin expression in E11.5 VM progenitor cells is not affected by LRP-6 homozygous mutant mice, as shown by immunohistochemical evaluation using an antibody against the progenitor cell marker nestin. E11.5のVM前駆細胞におけるAHD-2の発現がLRP-6ホモ接合変異型マウスでは影響されないことを、DA前駆細胞マーカーであるAHD-2に対するプライマーを用いて、LRP-6ホモ接合変異VMのリアルタイムRT-PCR解析による評価で示している。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。The expression of AHD-2 in E11.5 VM progenitor cells is not affected in LRP-6 homozygous mutant mice, using LRP-6 homozygous mutant VM using primers for AHD-2, a DA precursor cell marker. This is shown in the evaluation by real-time RT-PCR analysis. Statistical analysis was performed using a paired t-test. E11.5のVMを通る冠状切片を示している。この図から、(TH免疫染色による評価で)コントロールと比較してLRP-6ホモ接合変異型マウスではDAニューロン数が減少することが明らかとなった。この減少は、主に正中部のDAニューロンで起こっていた。一般的なニューロン分化(βチューブリンIII(TUJ)による評価で)は、影響されなかったが、正中面の辺縁帯では神経線維のみが見られ、神経細胞体は見られなかった。A coronal section through the E11.5 VM is shown. This figure revealed that the number of DA neurons was reduced in LRP-6 homozygous mutant mice (as assessed by TH immunostaining) compared to controls. This decrease occurred mainly in midline DA neurons. General neuronal differentiation (as assessed by β-tubulin III (TUJ)) was unaffected, but only nerve fibers were seen in the median marginal zone and no neuronal cell bodies were seen. LRP-6変異型マウスのE11.5のVMにおける(全レベルでの)TH+細胞総数のカウントを(TH免疫染色による評価で)示している。これによると、コントロールと比較したときにLRP-6変異型マウスでは50%の減少が見られる(n=3)。ニューロン分化(βチューブリンIII(TUJ)による評価で)は、影響されなかったらしい。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。Shown is the count of TH + cells (at all levels) in the E11.5 VM of LRP-6 mutant mice (as assessed by TH immunostaining). This shows a 50% decrease in LRP-6 mutant mice when compared to controls (n = 3). Neuronal differentiation (as assessed by β-tubulin III (TUJ)) appears to be unaffected. Statistical analysis was performed using a paired t-test. LRP-6変異型マウスのE11.5のVMにおける(全レベルでの)TH+細胞総数のカウントをリアルタイムRT-PCRによる評価で示している。本図は、LRP-6ホモ接合変異型マウスのVMにおけるTHのmRNAレベルの同様の減少を示している(n=6)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。The count of total TH + cells (at all levels) in the E11.5 VM of LRP-6 mutant mice is shown by evaluation by real-time RT-PCR. The figure shows a similar decrease in TH mRNA levels in the VM of LRP-6 homozygous mutant mice (n = 6). Statistical analysis was performed using a paired t-test. THプローブを用いたin situハイブリダイゼーションを示している。この図では、E11.5でのLRP-6ホモ接合変異型マウスのVMにおけるTH mRNAのレベルの減少が示されている。In situ hybridization using a TH probe is shown. This figure shows a decrease in TH mRNA levels in VM of LRP-6 homozygous mutant mice at E11.5. E13.5のVMを通る冠状切片を示している。この図から、LRP-6ホモ接合変異型マウスのDAニューロン数がE11.5期と比較して部分的に回復することが明らかとなった。A coronal section through the E13.5 VM is shown. From this figure, it became clear that the number of DA neurons in LRP-6 homozygous mutant mice partially recovered compared to E11.5 stage. LRP-6変異型マウスのE13.5のVMにおける(全レベルでの)TH+細胞総数のカウントを(TH免疫染色による評価で)示している。これによると、コントロールと比較したときにLRP-6変異型マウスでは25%の減少が見られた(n=4)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。Shown is the count of TH + cells (at all levels) in the E13.5 VM of LRP-6 mutant mice (as assessed by TH immunostaining). This showed a 25% decrease in LRP-6 mutant mice when compared to controls (n = 4). Statistical analysis was performed using a paired t-test. VMでのTH mRNAレベルがLRP-6ホモ接合変異型マウスのE13.5で有意に減少しなかったことを示している(n=3)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。This shows that the TH mRNA level in VM was not significantly reduced at E13.5 in LRP-6 homozygous mutant mice (n = 3). Statistical analysis was performed using a paired t-test. E17.5のDAニューロン数が、LRP-6ホモ接合変異型VMの黒質(substantia nigra: SN)および腹側被蓋野(ventral tegmental area: VTA)核で完全に回復したことを示す免疫染色の結果を表している。Immunostaining showing that E17.5 DA neuron counts were fully restored in the substantia nigra (SN) and ventral tegmental area (VTA) nuclei of LRP-6 homozygous mutant VM Represents the result. in situハイブリダイゼーションにより評価された矢状切片を示している。この図は、E15.5のLRP-6ホモ接合変異型VMでLRP-5 mRNAは増加したが、LRP-6 mRNAは検出できなかったことを示している。The sagittal section evaluated by in situ hybridization is shown. This figure shows that LRP-5 mRNA was increased in the E15.5 LRP-6 homozygous mutant VM, but LRP-6 mRNA could not be detected. E11.5のVMを通る冠状切片を示している。この図から、コントロールと比較してNurr1+前駆細胞数がLRP-6ホモ接合変異型マウスで減少することが明らかとなった。A coronal section through the E11.5 VM is shown. This figure revealed that the number of Nurr1 + progenitor cells decreased in LRP-6 homozygous mutant mice compared to controls. E11.5のVMの(全水平面での)Nurr1+細胞総数が、コントロールと比較してLRP-6ホモ接合変異型マウスで減少したことを示している(n=3)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。It shows that the total number of Nurr1 + cells in E11.5 VM (in all horizontal planes) was reduced in LRP-6 homozygous mutant mice compared to controls (n = 3). Statistical analysis was performed using a paired t-test. LRP-6ホモ接合変異型マウス由来のVMのリアルタイムPCR解析によりNurr1 mRNAレベルの同様の減少が明らかになったことを示している(n=6)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。A real-time PCR analysis of VM from LRP-6 homozygous mutant mice revealed a similar decrease in Nurr1 mRNA levels (n = 6). Statistical analysis was performed using a paired t-test. LRP-6ホモ接合変異型マウスのE13.5でのNurr1+前駆細胞数が、コントロールと比較して減少しないことを明らかにした、E13.5のVMを通る矢状切片でのNurr1に対する免疫染色とリアルタイムRT-PCRを示している(n=4)。Immunostaining for Nurr1 in a sagittal section through the VM of E13.5, revealing that the number of Nurr1 + progenitor cells at E13.5 in LRP-6 homozygous mutant mice was not reduced compared to controls Real time RT-PCR is shown (n = 4). E11.5のLRP-6ホモ接合変異型マウス由来のVMのリアルタイムRT-PCR解析により、Pitx-3 mRNAレベルの減少が明らかになったことを示している(n=5)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。Real-time RT-PCR analysis of VM from E11.5 LRP-6 homozygous mutant mice showed a decrease in Pitx-3 mRNA levels (n = 5). Statistical analysis was performed using a paired t-test. E12.5のVMでDA分化のマーカーであるPitx-3の発現が減少したことを示すin situハイブリダイゼーションを示している。In situ hybridization shows that the expression of Pitx-3, a marker of DA differentiation, decreased in E12.5 VM. E13.5のLRP-6ホモ接合変異型マウスのVMで、コントロールと比較してこの段階ではNurr1+前駆細胞数の減少がないことを示している(n=4)。統計解析は、対応のあるt検定を用いて行った。E13.5 LRP-6 homozygous mutant mouse VM shows no decrease in the number of Nurr1 + progenitor cells at this stage compared to controls (n = 4). Statistical analysis was performed using a paired t-test.

Claims (114)

神経幹細胞、胚性幹細胞、始原細胞、または前駆細胞における増殖、自己複製、ドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、生存、分化および/または成熟を高めることによってドーパミン作動性ニューロンの発生を誘導または促進する方法であって、
該細胞におけるDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性をモジュレートし、
それによって、増殖、自己複製、生存、および/またはドーパミン作動性の誘導、分化、生存もしくはニューロンのドーパミン作動性表現型の獲得を誘導または増強する、
ことを含んでなる上記方法。
Induces the development of dopaminergic neurons by enhancing proliferation, self-renewal, dopaminergic neurotransmission, development, induction, survival, differentiation and / or maturation in neural stem cells, embryonic stem cells, progenitor cells or progenitor cells A way to promote,
Modulate the level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide in the cell;
Thereby inducing or enhancing proliferation, self-renewal, survival, and / or induction of dopaminergic, differentiation, survival or acquisition of a neuronal dopaminergic phenotype,
Said method comprising.
前記細胞をDkkリガンド/受容体ポリペプチドで処理することを含む、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, comprising treating the cell with a Dkk ligand / receptor polypeptide. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがDkk1、Dkk2、Dkk-3またはDkk4ポリペプチドである、請求項2に記載の方法。   3. The method of claim 2, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is a Dkk1, Dkk2, Dkk-3 or Dkk4 polypeptide. 前記ポリペプチドがヒトDkk1、Dkk2、Dkk3またはDkk4由来のシステインリッチドメイン1および/またはシステインリッチドメイン2を含む、請求項3に記載の方法。   4. The method of claim 3, wherein the polypeptide comprises cysteine rich domain 1 and / or cysteine rich domain 2 from human Dkk1, Dkk2, Dkk3 or Dkk4. DkkポリペプチドがヒトDkk-1に対して少なくとも50%の配列同一性を有するDkk1ポリペプチドである、請求項3または4に記載の方法。   5. The method of claim 3 or 4, wherein the Dkk polypeptide is a Dkk1 polypeptide having at least 50% sequence identity to human Dkk-1. Dkk-2ポリペプチドがヒトDkk-2に対して少なくとも50%の配列同一性を有する、請求項3または4に記載の方法。   5. The method of claim 3 or 4, wherein the Dkk-2 polypeptide has at least 50% sequence identity to human Dkk-2. Dkk-3ポリペプチドがヒトDkk-3に対して少なくとも50%の配列同一性を有する、請求項3または4に記載の方法。   5. The method of claim 3 or 4, wherein the Dkk-3 polypeptide has at least 50% sequence identity to human Dkk-3. Dkk-4ポリペプチドがヒトDkk-4に対して少なくとも50%の配列同一性を有する、請求項3または4に記載の方法。   5. The method according to claim 3 or 4, wherein the Dkk-4 polypeptide has at least 50% sequence identity to human Dkk-4. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがLRPポリペプチドである、請求項1または2に記載の方法。   3. The method of claim 1 or 2, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is an LRP polypeptide. LRPポリペプチドがヒトLRP-5の細胞外ドメインに対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むLRP-5ポリペプチドである、請求項9に記載の方法。   10. The method of claim 9, wherein the LRP polypeptide is an LRP-5 polypeptide comprising an amino acid sequence having at least 50% sequence identity to the extracellular domain of human LRP-5. LRPポリペプチドがヒトLRP-5の細胞外ドメインを含むLRP-5ポリペプチドである、請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the LRP polypeptide is an LRP-5 polypeptide comprising the extracellular domain of human LRP-5. LRPポリペプチドがヒトLRP-5に対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項10または11に記載の方法。   12. The method of claim 10 or 11, wherein the LRP polypeptide comprises an amino acid sequence having at least 50% sequence identity to human LRP-5. LRPポリペプチドがヒトLRP-5のアミノ酸配列を含む、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the LRP polypeptide comprises the amino acid sequence of human LRP-5. LRPポリペプチドがヒトLRP-6の細胞外ドメインに対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むLRP-6ポリペプチドである、請求項9に記載の方法。   10. The method of claim 9, wherein the LRP polypeptide is an LRP-6 polypeptide comprising an amino acid sequence having at least 50% sequence identity to the extracellular domain of human LRP-6. LRPポリペプチドがヒトLRP-6の細胞外ドメインを含む、請求項14に記載の方法。   15. The method of claim 14, wherein the LRP polypeptide comprises the extracellular domain of human LRP-6. LRPポリペプチドがヒトLRP-6に対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項14または15に記載の方法。   16. The method of claim 14 or 15, wherein the LRP polypeptide comprises an amino acid sequence having at least 50% sequence identity to human LRP-6. LRPポリペプチドがヒトLRP-6のアミノ酸配列を含む、請求項16に記載の方法。   17. The method of claim 16, wherein the LRP polypeptide comprises the amino acid sequence of human LRP-6. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドが1個または複数の追加のアミノ酸をさらに含む、請求項3〜17のいずれか1項に記載の方法。   18. A method according to any one of claims 3 to 17, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide further comprises one or more additional amino acids. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドが免疫グロブリンFcドメインをさらに含む、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide further comprises an immunoglobulin Fc domain. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドを、前記細胞を含むin vitro培養物に添加する、請求項2〜19のいずれか1項に記載の方法。   20. The method of any one of claims 2-19, wherein a Dkk ligand / receptor polypeptide is added to an in vitro culture containing the cells. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドが、前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞または前駆細胞と共培養される細胞からの発現により産生され、共培養される細胞は、1型アストロサイトまたは初期グリア細胞以外の細胞であるか、Dkkリガンド/受容体ポリペプチドをコードする核酸により形質転換された宿主細胞または導入されたDkkリガンド/受容体ポリペプチドを含有する細胞である、請求項2〜19のいずれか1項に記載の方法。   A Dkk ligand / receptor polypeptide is produced by expression from a cell co-cultured with said stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell or progenitor cell, and the co-cultured cell is type 1 astrocyte or early A cell other than a glial cell, or a host cell transformed with a nucleic acid encoding a Dkk ligand / receptor polypeptide or a cell containing an introduced Dkk ligand / receptor polypeptide. The method of any one of these. 1型アストロサイトもしくは初期グリア細胞以外の共培養細胞または宿主細胞が別の幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞または神経細胞である、請求項21に記載の方法。   The method according to claim 21, wherein the co-cultured cells or host cells other than type 1 astrocytes or early glial cells are other stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, progenitor cells or neurons. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞が、コードする核酸からDkkリガンド/受容体ポリペプチドを発現するように遺伝子操作されている、請求項22に記載の方法。   23. The stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neural cell is genetically engineered to express a Dkk ligand / receptor polypeptide from the encoding nucleic acid. The method described in 1. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドが共培養される細胞に導入される、請求項22に記載の方法。   24. The method of claim 22, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is introduced into the cells to be co-cultured. 前記細胞を非ペプチド性Dkkリガンドで処理することを含む、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, comprising treating the cell with a non-peptidic Dkk ligand. 前記細胞を、Dkkリガンド/受容体ポリペプチドの阻害剤、遮断剤、アンタゴニストまたはサプレッサーである化合物で処理することを含む、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, comprising treating the cell with a compound that is an inhibitor, blocker, antagonist or suppressor of a Dkk ligand / receptor polypeptide. 前記化合物がDkk1またはDkk4の阻害剤、遮断剤、アンタゴニストまたはサプレッサーである、請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the compound is a Dkk1 or Dkk4 inhibitor, blocker, antagonist or suppressor. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルが、前記細胞における前駆タンパク質転換酵素の活性を調節することによりモジュレートされる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the level of Dkk ligand / receptor polypeptide is modulated by modulating the activity of a precursor protein convertase in the cell. 前駆タンパク質転換酵素が配列Arg-X-X-Arg、Arg/Lys-X-X-X-Arg/Lys-Arg、またはArg/Lys-Argを特異的に切断する、請求項28に記載の方法。   29. The method of claim 28, wherein the precursor protein convertase specifically cleaves the sequence Arg-X-X-Arg, Arg / Lys-X-X-X-Arg / Lys-Arg, or Arg / Lys-Arg. 前駆タンパク質転換酵素がフューリンまたはプロテアーゼ転換酵素2(PC2)である、請求項29に記載の方法。   30. The method of claim 29, wherein the precursor protein convertase is furin or protease convertase 2 (PC2). 前記細胞がNurr1サブファミリーの核内受容体を発現する、請求項1〜30のいずれか1項に記載の方法。   31. The method of any one of claims 1-30, wherein the cell expresses a Nurr1 subfamily nuclear receptor. 前記核内受容体がNurr1である、請求項31に記載の方法。   32. The method of claim 31, wherein the nuclear receptor is Nurr1. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞が有糸分裂し、かつ/または自己複製可能である、請求項1〜32のいずれか1項に記載の方法。   33. The any one of claims 1-32, wherein the stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neural cell is mitotic and / or capable of self-renewal. the method of. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞を、Wntファミリーのリガンドのメンバー、またはMsx1のようなWntの上流調節因子とさらに接触させる、請求項1〜33のいずれか1項に記載の方法。   2. The stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neural cell is further contacted with a member of a ligand of the Wnt family or a Wnt upstream regulator such as Msx1. 34. The method according to any one of -33. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞を、レチノイドもしくはレチノイド誘導体、レチノイドX受容体(RXR)の活性化因子、レチノイン酸受容体(RAR)の抑制因子、9-cisレチナール、DHA、SR11237、またはLG849と接触させる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の方法。   The stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or nerve cell is retinoid or retinoid derivative, retinoid X receptor (RXR) activator, retinoic acid receptor (RAR) 35. The method of any one of claims 1-34, wherein the method is contacted with an inhibitor, 9-cis retinal, DHA, SR11237, or LG849. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞を、該細胞におけるDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性をモジュレートする前またはモジュレートすると同時に、FGFファミリーの増殖因子のメンバーにより処理する、請求項1〜35のいずれか1項に記載の方法。   Said stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neuronal cell prior to or modulating the level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide in said cell 36. The method according to any one of claims 1 to 35, wherein the treatment is performed simultaneously with a member of a growth factor of the FGF family. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞を、bFGFおよび/またはEGFおよび/またはFGF-8および/またはLIFおよび/またはShhおよび/またはインスリンにより処理する、請求項36に記載の方法。   Treat the stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, progenitor cells, or other stem cells or neurons with bFGF and / or EGF and / or FGF-8 and / or LIF and / or Shh and / or insulin 40. The method of claim 36. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞を、抗酸化剤、アスコルビン酸、低酸素分圧、低酸素症誘導因子、神経栄養因子、GDNF、engrailed、Pax2、Mash1、ニューロゲニン、Pitx3またはBclxLの存在下で成長させる、請求項1〜37のいずれか1項に記載の方法。   Stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, progenitor cells, or other stem cells or neurons, antioxidants, ascorbic acid, hypoxic partial pressure, hypoxia inducing factor, neurotrophic factor, GDNF, engrailed 38. The method of any one of claims 1-37, wherein the method is grown in the presence of, Pax2, Mash1, neurogenin, Pitx3 or BclxL. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞が、腹側中脳アストロサイトまたは初期グリア細胞の存在下で成長および/または分化する、請求項1〜38のいずれか1項に記載の方法。   The stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neural cell grows and / or differentiates in the presence of ventral midbrain astrocytes or early glial cells. 40. The method according to any one of 38. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞を、初期グリア細胞または(任意で腹側中脳の)1型アストロサイトとさらに共培養することを含む、請求項1〜39のいずれか1項に記載の方法。   Further co-culturing said stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, progenitor cells, or other stem cells or neurons with primary glial cells or (optionally ventral mesencephalic) type 1 astrocytes 40. The method of any one of claims 1-39. 1型アストロサイトが不死化されているか、または腹側中脳以外の領域のアストロサイトの細胞株に由来する、請求項40に記載の方法。   41. The method of claim 40, wherein the type 1 astrocytes are immortalized or derived from a cell line of an astrocyte in a region other than the ventral midbrain. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞を、非ドーパミン作動性ニューロンに対して選択する陰性選択剤とさらに接触させることを含む、請求項1〜41のいずれか1項に記載の方法。   The method further comprising contacting the stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neuron with a negative selection agent that selects for non-dopaminergic neurons. 42. The method according to any one of 41. 前記細胞におけるDkkリガンド/受容体ポリペプチドのレベルおよび/または活性をモジュレートする前に、前記神経幹細胞、胚性幹細胞、始原細胞または前駆細胞を酸化的ストレスにさらすことを含む、請求項1〜42のいずれか1項に記載の方法。   Subjecting said neural stem cell, embryonic stem cell, progenitor cell or progenitor cell to oxidative stress prior to modulating the level and / or activity of a Dkk ligand / receptor polypeptide in said cell. 43. The method according to any one of 42. 処理したニューロンを、1種以上のさらなる成分を含有する組成物に製剤化することをさらに含む、請求項1〜43のいずれか1項に記載の方法。   44. The method of any one of claims 1-43, further comprising formulating the treated neurons into a composition containing one or more additional components. 前記組成物が製薬上許容される添加剤を含有する、請求項44に記載の方法。   45. The method of claim 44, wherein the composition contains a pharmaceutically acceptable additive. 前記組成物を個体に投与することをさらに含む、請求項45に記載の方法。   46. The method of claim 45, further comprising administering the composition to an individual. 前記ニューロンが個体の脳に移植される、請求項46に記載の方法。   48. The method of claim 46, wherein the neurons are transplanted into the individual's brain. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞が、個体におけるその発生部位で、Dkkリガンド/受容体ポリペプチドにより処理される、請求項2〜19のいずれか1項に記載の方法。   20.The stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neuronal cell is treated with a Dkk ligand / receptor polypeptide at its site of development in an individual. The method according to any one of the above. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドをコードする核酸が前記細胞に導入される、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein a nucleic acid encoding a Dkk ligand / receptor polypeptide is introduced into the cell. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドが前記細胞に導入される、請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein a Dkk ligand / receptor polypeptide is introduced into the cell. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞が前記個体に内因性のものである、請求項48〜50のいずれか1項に記載の方法。   51. The method of any one of claims 48-50, wherein the stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neuronal cell is endogenous to the individual. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞が、前記個体に移植することにより外因的に供給される、請求項48〜50のいずれか1項に記載の方法。   51. The method of any one of claims 48-50, wherein the stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neuronal cell is supplied exogenously by transplantation into the individual. The method described. 前記個体がパーキンソン病、パーキンソン症候群、ニューロンの減少、または神経変性疾患を有する、請求項48〜52のいずれか1項に記載の方法。   53. The method of any one of claims 48 to 52, wherein the individual has Parkinson's disease, Parkinson's syndrome, neuronal loss, or neurodegenerative disease. 個体を治療する医薬の製造において、前記方法により得られたニューロンを使用することをさらに含む、請求項1〜43のいずれか1項に記載の方法。   44. The method of any one of claims 1-43, further comprising using neurons obtained by the method in the manufacture of a medicament for treating an individual. 前記医薬が個体の脳に移植するためのものである、請求項54に記載の方法。   55. The method of claim 54, wherein the medicament is for transplantation into an individual's brain. 前記個体がパーキンソン病、パーキンソン症候群、ニューロンの減少、または神経変性疾患を有する、請求項55に記載の方法。   56. The method of claim 55, wherein the individual has Parkinson's disease, Parkinsonism, neuronal loss, or neurodegenerative disease. 請求項1〜43のいずれか1項に記載の方法により得られたドーパミン作動性ニューロン。   44. A dopaminergic neuron obtained by the method according to any one of claims 1 to 43. 神経変性疾患治療用の薬剤のスクリーニング方法における請求項57に記載のドーパミン作動性ニューロンの使用。   58. Use of a dopaminergic neuron according to claim 57 in a method for screening a drug for treating a neurodegenerative disease. 神経変性疾患治療用の薬剤のスクリーニング方法であって、
(i) 請求項1〜43のいずれか1項に記載の方法により得られたドーパミン作動性ニューロンを、該ドーパミン作動性ニューロンの毒素で処理し、
(ii) 該ドーパミン作動性ニューロンを該毒素から分離し、
(iii) 該ドーパミン作動性ニューロンを1種以上の試験薬剤と接触させ、
(iv) 該ドーパミン作動性ニューロンの該毒素からの回復能を測定し、
(v) 該ドーパミン作動性ニューロンの該毒素からの回復能を、該試験薬剤と接触させてないドーパミン作動性ニューロンの該毒素からの回復能と比較する、
ことを含んでなる上記方法。
A method for screening a drug for treating a neurodegenerative disease,
(i) treating dopaminergic neurons obtained by the method according to any one of claims 1 to 43 with a toxin of the dopaminergic neurons;
(ii) separating the dopaminergic neurons from the toxin;
(iii) contacting the dopaminergic neurons with one or more test agents;
(iv) measuring the ability of the dopaminergic neurons to recover from the toxin;
(v) comparing the ability of the dopaminergic neurons to recover from the toxin with the ability of dopaminergic neurons not to contact the test agent to recover from the toxin;
Said method comprising.
神経変性疾患治療用の薬剤のスクリーニング方法であって、
(i) 請求項57に記載のドーパミン作動性ニューロンを、1種以上の試験薬剤の存在下で、該ドーパミン作動性ニューロンの毒素で処理し、
(ii) 該ドーパミン作動性ニューロンの該毒素に対する耐性能を測定し、
(iii) 該ドーパミン作動性ニューロンの該毒素に対する耐性能を、該試験薬剤と接触させてないドーパミン作動性ニューロンの該毒素に対する耐性能と比較する、
ことを含んでなる上記方法。
A method for screening a drug for treating a neurodegenerative disease,
(i) treating the dopaminergic neuron according to claim 57 with a toxin of the dopaminergic neuron in the presence of one or more test agents;
(ii) measuring the resistance of the dopaminergic neurons to the toxin;
(iii) comparing the resistance of the dopaminergic neurons to the toxin with that of dopaminergic neurons not contacted with the test agent;
Said method comprising.
神経変性疾患治療用の薬剤のスクリーニング方法であって、
(i) 請求項1〜43のいずれか1項に記載の方法により得られたドーパミン作動性ニューロンを1種以上の試験薬剤と接触させ、
(ii) 該薬剤の存在下での該ドーパミン作動性ニューロンの成長または生存能または神経伝達物質の放出を確認する、
ことを含んでなる上記方法。
A method for screening a drug for treating a neurodegenerative disease,
(i) contacting dopaminergic neurons obtained by the method of any one of claims 1 to 43 with one or more test agents;
(ii) confirming the growth or viability of the dopaminergic neurons or the release of neurotransmitters in the presence of the agent;
Said method comprising.
前記ドーパミン作動性ニューロンが酸化的ストレスにさらされた幹細胞、始原細胞または前駆細胞から生じる、請求項61に記載の方法。   62. The method of claim 61, wherein the dopaminergic neuron arises from a stem cell, progenitor cell or progenitor cell that has been exposed to oxidative stress. 前記1種以上の試験薬剤を、1種以上のさらなる成分を含有する組成物に製剤化することをさらに含む、請求項60〜62のいずれか1項に記載の方法。   63. The method of any one of claims 60-62, further comprising formulating the one or more test agents into a composition containing one or more additional ingredients. 前記組成物が製薬上許容される添加剤を含有する、請求項63に記載の方法。   64. The method of claim 63, wherein the composition contains a pharmaceutically acceptable additive. 前記組成物を個体に投与することをさらに含む、請求項64に記載の方法。   65. The method of claim 64, further comprising administering the composition to an individual. 前記個体がパーキンソン病、パーキンソン症候群、ニューロンの減少、または神経変性疾患を有する、請求項65に記載の方法。   66. The method of claim 65, wherein the individual has Parkinson's disease, Parkinsonism, neuronal loss, or neurodegenerative disease. 幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、または前駆細胞における増殖、自己複製、生存、および/またはドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、分化もしくは成熟を単独でまたは組合せで高める1種以上の因子を得る方法であって、
(a) 神経幹始原または前駆細胞を、1種以上の試験物質の存在下または非存在下で、DkkリガンドまたはDkk受容体により処理し、
(b) 該細胞の増殖、自己複製、生存、および/またはドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、分化もしくは成熟を測定して、該試験物質の存在下または非存在下での該増殖、自己複製、生存、および/またはドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、分化もしくは成熟の程度を比較し、それにより該因子を得る、
ことを含んでなる上記方法。
One or more that enhances proliferation, self-renewal, survival, and / or dopaminergic neurotransmission, development, induction, differentiation or maturation alone or in combination in stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, or progenitor cells A method for obtaining the factor of
(a) treating neural stem progenitor or progenitor cells with Dkk ligand or Dkk receptor in the presence or absence of one or more test substances;
(b) measuring the proliferation, self-renewal, survival, and / or dopaminergic neurotransmission, development, induction, differentiation or maturation of the cells, and the proliferation in the presence or absence of the test substance, Compare the degree of self-renewal, survival, and / or dopaminergic neurotransmission, development, induction, differentiation or maturity, thereby obtaining the factor;
Said method comprising.
幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、または前駆細胞における増殖、自己複製、生存、および/またはドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、分化もしくは成熟を単独でまたは組合せで高める1種以上の因子を得る方法であって、
(a) 神経幹始原または前駆細胞を、1種以上の試験物質の存在下または非存在下で、DkkリガンドまたはDkk受容体で処理し、
(b) 該細胞におけるβ-カテニン活性化を測定して、該試験物質の存在下または非存在下での該β-カテニン活性化の程度を比較し、それにより該因子を得る、
ことを含んでなる上記方法。
One or more that enhances proliferation, self-renewal, survival, and / or dopaminergic neurotransmission, development, induction, differentiation or maturation alone or in combination in stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, or progenitor cells A method for obtaining the factor of
(a) treating neural stem progenitor or progenitor cells with Dkk ligand or Dkk receptor in the presence or absence of one or more test substances;
(b) measuring β-catenin activation in the cells and comparing the degree of β-catenin activation in the presence or absence of the test substance, thereby obtaining the factor;
Said method comprising.
前記神経幹始原または前駆細胞をDkkリガンド/受容体ポリペプチドで処理する、請求項67または68に記載の方法。   69. The method of claim 67 or 68, wherein the neural stem progenitor or progenitor cell is treated with a Dkk ligand / receptor polypeptide. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがDkk1、Dkk-2、Dkk3またはDkk4ポリペプチドである、請求項69に記載の方法。   70. The method of claim 69, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is a Dkk1, Dkk-2, Dkk3 or Dkk4 polypeptide. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがヒトDkk1、Dkk2、Dkk3またはDkk4由来のシステインリッチドメイン1および/またはシステインリッチドメイン2を含む、請求項69または70に記載の方法。   71. The method of claim 69 or 70, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide comprises cysteine rich domain 1 and / or cysteine rich domain 2 from human Dkk1, Dkk2, Dkk3 or Dkk4. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがヒトDkk-1に対して少なくとも50%の配列同一性を有するDkk1ポリペプチドである、請求項70または71に記載の方法。   72. The method of claim 70 or 71, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is a Dkk1 polypeptide having at least 50% sequence identity to human Dkk-1. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがヒトDkk-2に対して少なくとも50%の配列同一性を有するDkk-2ポリペプチドである、請求項70または71に記載の方法。   72. The method of claim 70 or 71, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is a Dkk-2 polypeptide having at least 50% sequence identity to human Dkk-2. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがヒトDkk-3に対して少なくとも50%の配列同一性を有するDkk-3ポリペプチドである、請求項70または71に記載の方法。   72. The method of claim 70 or 71, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is a Dkk-3 polypeptide having at least 50% sequence identity to human Dkk-3. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがヒトDkk-4に対して少なくとも50%の配列同一性を有するDkk-4ポリペプチドである、請求項70または71に記載の方法。   72. The method of claim 70 or 71, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is a Dkk-4 polypeptide having at least 50% sequence identity to human Dkk-4. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドがLRPポリペプチドである、請求項69に記載の方法。   70. The method of claim 69, wherein the Dkk ligand / receptor polypeptide is an LRP polypeptide. LRPポリペプチドがヒトLRP-5の細胞外ドメインに対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むLRP-5ポリペプチドである、請求項76に記載の方法。   77. The method of claim 76, wherein the LRP polypeptide is an LRP-5 polypeptide comprising an amino acid sequence having at least 50% sequence identity to the extracellular domain of human LRP-5. LRPポリペプチドがヒトLRP-5の細胞外ドメインを含むLRP-5ポリペプチドである、請求項77に記載の方法。   78. The method of claim 77, wherein the LRP polypeptide is an LRP-5 polypeptide comprising the extracellular domain of human LRP-5. LRPポリペプチドがヒトLRP-5に対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項77または78に記載の方法。   78. The method of claim 77 or 78, wherein the LRP polypeptide comprises an amino acid sequence having at least 50% sequence identity to human LRP-5. LRPポリペプチドがヒトLRP-5のアミノ酸配列を含む、請求項79に記載の方法。   80. The method of claim 79, wherein the LRP polypeptide comprises the amino acid sequence of human LRP-5. 前記LRPポリペプチドがヒトLRP-6の細胞外ドメインに対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むLRP-6ポリペプチドである、請求項76に記載の方法。   77. The method of claim 76, wherein the LRP polypeptide is an LRP-6 polypeptide comprising an amino acid sequence having at least 50% sequence identity to the extracellular domain of human LRP-6. LRPポリペプチドがヒトLRP-6の細胞外ドメインを含むLRP-6ポリペプチドである、請求項81に記載の方法。   84. The method of claim 81, wherein the LRP polypeptide is an LRP-6 polypeptide comprising the extracellular domain of human LRP-6. LRPポリペプチドがヒトLRP-6に対して少なくとも50%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項81または82に記載の方法。   84. The method of claim 81 or 82, wherein the LRP polypeptide comprises an amino acid sequence having at least 50% sequence identity to human LRP-6. LRPポリペプチドがヒトLRP-6のアミノ酸配列を含む、請求項83に記載の方法。   84. The method of claim 83, wherein the LRP polypeptide comprises the amino acid sequence of human LRP-6. LRPポリペプチドが1個または複数の追加のアミノ酸をさらに含む、請求項76〜84のいずれか1項に記載の方法。   85. The method of any one of claims 76-84, wherein the LRP polypeptide further comprises one or more additional amino acids. LRPポリペプチドが免疫グロブリンFcドメインをさらに含む、請求項85に記載の方法。   86. The method of claim 85, wherein the LRP polypeptide further comprises an immunoglobulin Fc domain. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドを、前記細胞を含むin vitro培養物に添加することにより、前記細胞をDkkリガンド/受容体ポリペプチドで処理する、請求項68〜86のいずれか1項に記載の方法。   87. The cell of any one of claims 68-86, wherein the cell is treated with the Dkk ligand / receptor polypeptide by adding a Dkk ligand / receptor polypeptide to an in vitro culture containing the cell. Method. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドをコードする核酸を前記細胞に導入することにより、前記細胞をDkkリガンド/受容体ポリペプチドで処理する、請求項68〜86のいずれか1項に記載の方法。   87. The method of any one of claims 68 to 86, wherein the cell is treated with the Dkk ligand / receptor polypeptide by introducing a nucleic acid encoding a Dkk ligand / receptor polypeptide into the cell. Dkkリガンド/受容体ポリペプチドを前記細胞に導入することにより、前記細胞をDkkリガンド/受容体ポリペプチドで処理する、請求項68〜86のいずれか1項に記載の方法。   87. The method of any one of claims 68 to 86, wherein the cell is treated with a Dkk ligand / receptor polypeptide by introducing a Dkk ligand / receptor polypeptide into the cell. 1型アストロサイトまたは初期グリア細胞以外の細胞、Dkkリガンド/受容体ポリペプチドをコードする核酸により形質転換された宿主細胞、または導入されたDkkリガンド/受容体ポリペプチドを含有する細胞と共培養することにより、前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞をDkkリガンド/受容体ポリペプチドで処理する、請求項68〜86のいずれか1項に記載の方法。   Co-culture with cells other than type 1 astrocytes or early glial cells, host cells transformed with nucleic acid encoding Dkk ligand / receptor polypeptide, or cells containing introduced Dkk ligand / receptor polypeptide 87. The method of any one of claims 68 to 86, wherein the stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell, progenitor cell, or other stem cell or neuronal cell is treated with a Dkk ligand / receptor polypeptide. the method of. 前記幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、前駆細胞、または他の幹細胞もしくは神経細胞を、初期グリア細胞または(任意で腹側中脳の)1型アストロサイトと共培養することをさらに含む、請求項68〜86のいずれか1項に記載の方法。   Further comprising co-culturing said stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, progenitor cells, or other stem cells or neurons with primary glial cells or (optionally ventral mesencephalic) type 1 astrocytes 87. A method according to any one of claims 68 to 86. 神経幹細胞、胚性幹細胞、始原細胞、または前駆細胞における増殖、自己複製、ドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、生存、分化および/または成熟を高めることによってドーパミン作動性ニューロンの発生を誘導または促進するのに有用な化合物をスクリーニングする方法であって、
試験化合物の存在下でDkkポリペプチドをタンパク質加水分解により切断する前駆タンパク質転換酵素の能力を確認することを含んでなり、
その際、該試験化合物の非存在下と比べて存在下で該能力が増減すれば、該試験化合物がドーパミン作動性ニューロンの発生を誘導または促進するのに有用であることを示す、上記方法。
Induces the development of dopaminergic neurons by enhancing proliferation, self-renewal, dopaminergic neurotransmission, development, induction, survival, differentiation and / or maturation in neural stem cells, embryonic stem cells, progenitor cells or progenitor cells A method of screening for compounds useful for promoting,
Confirming the ability of the proprotein convertase to cleave the Dkk polypeptide by proteolysis in the presence of a test compound;
In this case, the above-mentioned method wherein the ability of the test compound to increase or decrease in the presence compared to the absence of the test compound indicates that the test compound is useful for inducing or promoting the development of dopaminergic neurons.
Dkkポリペプチドをタンパク質加水分解により切断する前駆タンパク質転換酵素の能力が、前駆タンパク質転換酵素の存在下でDkk活性を測定することにより確認される、請求項92に記載の方法。   93. The method of claim 92, wherein the ability of the precursor protein convertase to cleave the Dkk polypeptide by proteolysis is confirmed by measuring Dkk activity in the presence of the precursor protein convertase. Dkk活性がβ-カテニンの活性化またはドーパミン作動性発生を測定することにより確認される、請求項93に記載の方法。   94. The method of claim 93, wherein Dkk activity is confirmed by measuring β-catenin activation or dopaminergic development. Dkkポリペプチドをタンパク質加水分解により切断する前駆タンパク質転換酵素の能力が、Dkkポリペプチドのタンパク質加水分解的切断の産物の存在を確認することにより判定される、請求項92に記載の方法。   94. The method of claim 92, wherein the ability of the proprotein convertase to cleave a Dkk polypeptide by proteolysis is determined by confirming the presence of a product of proteolytic cleavage of the Dkk polypeptide. DkkポリペプチドがDkk-1、Dkk-2、Dkk-3および/またはDkk-4である、請求項92〜95のいずれか1項に記載の方法。   96. The method according to any one of claims 92 to 95, wherein the Dkk polypeptide is Dkk-1, Dkk-2, Dkk-3 and / or Dkk-4. 前駆タンパク質転換酵素が配列Arg-X-X-Arg、Arg/Lys-X-X-X-Arg/Lys-Arg、またはArg/Lys-Argに特異的である、請求項92〜96のいずれか1項に記載の方法。   96. The method of any one of claims 92 to 96, wherein the precursor protein convertase is specific for the sequence Arg-XX-Arg, Arg / Lys-XXX-Arg / Lys-Arg, or Arg / Lys-Arg. . 前駆タンパク質転換酵素がフューリンまたはプロテアーゼ転換酵素2(PC2)である、請求項97に記載の方法。   98. The method of claim 97, wherein the precursor protein convertase is furin or protease convertase 2 (PC2). 幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、または前駆細胞における増殖、自己複製、生存、および/またはドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、分化もしくは成熟を高めることができる化合物または因子が単離されたおよび/または精製された形態で提供される、請求項68〜98のいずれか1項に記載の方法。   A single compound or factor that can enhance proliferation, self-renewal, survival, and / or dopaminergic neurotransmission, development, induction, differentiation or maturation in stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, or progenitor cells 99. A method according to any one of claims 68 to 98, provided in isolated and / or purified form. 幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、または前駆細胞における増殖、自己複製、生存、および/またはドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、分化もしくは成熟を高めることができる化合物または因子が、1種以上のさらなる成分を含有する組成物に製剤化される、請求項68〜99のいずれか1項に記載の方法。   A compound or factor capable of enhancing proliferation, self-renewal, survival and / or dopaminergic neurotransmission, development, induction, differentiation or maturation in a stem cell, embryonic stem cell, neural stem cell, progenitor cell or progenitor cell, 100. The method of any one of claims 68-99, formulated into a composition containing one or more additional ingredients. 前記組成物が幹細胞、胚性幹細胞、神経幹細胞、始原細胞、または前駆細胞を含有する、請求項100に記載の方法。   101. The method of claim 100, wherein the composition comprises stem cells, embryonic stem cells, neural stem cells, progenitor cells, or progenitor cells. 前記組成物がDKKリガンド/受容体ポリペプチドを含有する、請求項100または101に記載の方法。   102. The method of claim 100 or 101, wherein the composition comprises a DKK ligand / receptor polypeptide. 前記組成物が製薬上許容される添加剤を含有する、請求項100〜102のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 100 to 102, wherein the composition comprises a pharmaceutically acceptable additive. 前記組成物を個体に投与することをさらに含む、請求項103に記載の方法。   104. The method of claim 103, further comprising administering the composition to an individual. 前記組成物が個体の脳に移植されるものである、請求項104に記載の方法。   105. The method of claim 104, wherein the composition is transplanted into an individual's brain. 前記個体がパーキンソン病、パーキンソン症候群、ニューロンの減少、または神経変性疾患を有する、請求項105に記載の方法。   106. The method of claim 105, wherein the individual has Parkinson's disease, Parkinson's syndrome, neuronal loss, or a neurodegenerative disease. タンパク質加水分解を受けにくいDkkリガンドをスクリーニングする方法であって、
Dkkリガンドを含むと予想されるサンプルのDkk活性を前駆タンパク質転換酵素の存在下で確認することを含んでなり、
活性が存在すれば、該サンプルに該Dkkリガンドが含まれることを示す、上記方法。
A method for screening a Dkk ligand that is not prone to protein hydrolysis,
Confirming the Dkk activity of a sample expected to contain a Dkk ligand in the presence of a precursor protein convertase,
The above method, wherein the presence of activity indicates that the sample contains the Dkk ligand.
前記サンプルのDkk活性が、神経幹細胞、胚性幹細胞、始原細胞、または前駆細胞における増殖、自己複製、ドーパミン作動性の神経伝達、発生、誘導、生存、分化および/または成熟を高めることによりドーパミン作動性ニューロンの発生を促進させることに対する前記サンプルの効果を測定することにより確認される、請求項107に記載の方法。   The Dkk activity of the sample increases dopaminergic activity by enhancing proliferation, self-renewal, dopaminergic neurotransmission, development, induction, survival, differentiation and / or maturation in neural stem cells, embryonic stem cells, progenitor cells, or progenitor cells 108. The method of claim 107, wherein the method is confirmed by measuring the effect of the sample on promoting the development of sex neurons. 前記サンプルのDkk活性がβ-カテニン活性化を測定することにより確認される、請求項107に記載の方法。   108. The method of claim 107, wherein the Dkk activity of the sample is confirmed by measuring β-catenin activation. 前記サンプルのDkk活性が、Dkkリガンドのタンパク質加水分解的切断の産物の存在を確認することにより確認される、請求項107に記載の方法。   108. The method of claim 107, wherein the Dkk activity of the sample is confirmed by confirming the presence of a product of proteolytic cleavage of a Dkk ligand. 前駆タンパク質転換酵素が配列Arg-X-X-Arg、Arg/Lys-X-X-X-Arg/Lys-Arg、またはArg/Lys-Argに特異的である、請求項107〜110のいずれか1項に記載の方法。   111. The method according to any one of claims 107 to 110, wherein the precursor protein convertase is specific for the sequence Arg-XX-Arg, Arg / Lys-XXX-Arg / Lys-Arg, or Arg / Lys-Arg. . 前駆タンパク質転換酵素がフューリンまたはプロテアーゼ転換酵素2(PC2)である、請求項111に記載の方法。   112. The method of claim 111, wherein the precursor protein convertase is furin or protease convertase 2 (PC2). タンパク質加水分解を受けにくいDkkリガンドを含むものとしてサンプルを同定することを含む、請求項107〜112のいずれか1項に記載の方法。   113. The method of any one of claims 107 to 112, comprising identifying the sample as containing a Dkk ligand that is not prone to proteolysis. 前記サンプルからDkkリガンドを単離および/または精製することを含む、請求項113に記載の方法。   114. The method of claim 113, comprising isolating and / or purifying Dkk ligand from the sample.
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