JP2011173793A - Antibody for specifically recognizing aglycon having acetylcholine receptor cluster formation-inhibiting activity, acetylcholine receptor cluster formation ability-promoting agent containing the antibody, and aglycon-removing column filled with the antibody having acetylcholine receptor cluster formation ability-inhibiting activity - Google Patents

Antibody for specifically recognizing aglycon having acetylcholine receptor cluster formation-inhibiting activity, acetylcholine receptor cluster formation ability-promoting agent containing the antibody, and aglycon-removing column filled with the antibody having acetylcholine receptor cluster formation ability-inhibiting activity Download PDF

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弘明 吉川
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茂 横山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop agents for treating diseases caused by the damage of acetylcholine receptor cluster formation ability. <P>SOLUTION: It has been newly found that the splicing variant of aglycon having a function for inhibiting acetylcholine receptor cluster formation ability exists. On the basis of the knowledge, it has been found that an antibody for specifically recognizing the aglycon having an acetylcholine receptor cluster formation-inhibiting activity can be used for the acetylcholine receptor cluster formation ability-promoting agent and an aglycon-removing column having acetylcholine receptor cluster formation-inhibiting activity. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を有するアグリンを特異的に認識する抗体並びに該抗体を含むアセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤及び該抗体を充填したアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を有するアグリン除去カラム、に関する。   The present invention relates to an antibody specifically recognizing agrin having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity, an acetylcholine receptor cluster formation promoter containing the antibody, and agrin having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity filled with the antibody. A removal column.

運動ニューロンの軸索終末と骨格筋細胞との接合部は、神経筋接合部 (neuromuscular junction; NMJ) と呼ばれる高度に分化した生体構造である。活動電位が運動ニューロンの細胞体から軸索を伝わり神経終末に達すると、神経終末の電位依存性カルシウム (Ca2+) チャネル (voltage-gated calcium channel; VGCC) が開口し細胞外からCa2+ が流入し、シナプス小胞内のアセチルコリン (acetylcholine; ACh) がシナプス間隙に放出される。AChが終板に存在するニコチン性アセチルコリン受容体 (nicotinic acetylcholine receptor; nAChR) に結合すると、受容体に内蔵されるカチオンチャネルが開口し、興奮性シナプス後電位が生じる。この脱分極性膜刺激はさらに電位依存性Na+ チャネルを活性化し、活動電位が筋全体に広がる。活動電位は横行小管に存在するジヒドロピリジン受容体により感知され、筋小胞体膜に存在するリアノジン受容体が活性化されると、筋小胞体内の Ca2+ が細胞質に放出される。細胞内Ca2+ 濃度上昇によりアクチンやミオシン等の筋収縮関連タンパク質の相互作用が開始され、筋収縮が起こる。NMJはこれら一連の情報伝達の要となっている。 The junction between motoneuron axon terminals and skeletal muscle cells is a highly differentiated anatomy called the neuromuscular junction (NMJ). When action potential reaches the nerve endings transmitted axon from the cell body of the motor neuron, voltage-dependent calcium nerve endings (Ca 2+) channel (voltage-gated calcium channel; VGCC ) is opened Ca 2+ extracellularly Flows into the synaptic vesicle and acetylcholine (ACh) is released into the synaptic cleft. When ACh binds to the nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) present in the endplate, the cation channel built into the receptor opens, generating an excitatory post-synaptic potential. This depolarizing membrane stimulation further activates voltage-gated Na + channels, spreading action potentials throughout the muscle. The action potential is detected by the dihydropyridine receptor present in the transverse tubule, and when the ryanodine receptor present in the sarcoplasmic reticulum membrane is activated, Ca 2+ in the sarcoplasmic reticulum is released into the cytoplasm. Increased intracellular Ca 2+ concentration initiates the interaction of muscle contraction-related proteins such as actin and myosin, causing muscle contraction. The NMJ is the key to this series of information transmission.

NMJの分化の最も特徴的な現象は、nAChRがNMJ形成時にシナプス後膜に集合することである。この現象はクラスター形成と呼ばれ、nAChRの集合体はクラスターと呼ばれる。NMJの分化・形成には従来から様々な因子の関与が考えられている。なかでもシナプス後膜の分化が重要だと考えられ、それを裏付ける実験が多数報告されてきた。   The most characteristic phenomenon of NMJ differentiation is that nAChR assembles into the postsynaptic membrane during NMJ formation. This phenomenon is called cluster formation, and nAChR aggregates are called clusters. Various factors have been considered to be involved in the differentiation and formation of NMJ. In particular, post-synaptic membrane differentiation is thought to be important, and many experiments have been reported to support it.

重症筋無力症 (Myasthenia gravis; MG) は、このNMJのシナプス後膜上に存在するタンパク質を標的とした自己免疫疾患である。その病態はシナプス機能障害による神経筋伝達阻害である。患者は骨格筋の易疲労性を訴え、休息後に軽快するのが臨床的特徴である。また、MG患者の80%で胸腺の腫瘍や過形成を伴うことから、胸腺の異常が発症に関与していると考えられている。MGは自己抗体の種類によって (1) 抗nAChR抗体陽性MG、(2) 抗筋特異的チロシンキナーゼ (muscle-specific tyrosine kinase; MuSK) 抗体陽性MG、および (3) 前記の抗体が検出されないdouble seronegative MGに分類される。MG患者の約80%が (1) に相当する。   Myasthenia gravis (MG) is an autoimmune disease that targets proteins on the NMJ's postsynaptic membrane. The condition is inhibition of neuromuscular transmission due to synaptic dysfunction. The clinical feature is that patients complain of skeletal muscle fatigue and relieve after rest. Since 80% of MG patients are accompanied by thymic tumors and hyperplasia, thymic abnormalities are thought to be involved in the onset. MG depends on the type of autoantibody (1) anti-nAChR antibody-positive MG, (2) anti-muscle-specific tyrosine kinase (MuSK) antibody-positive MG, and (3) double seronegative in which the above antibody is not detected Classified as MG. About 80% of MG patients are equivalent to (1).

上記(1) における抗nAChR抗体の作用機序としては、AChとnAChRの結合阻害、nAChR崩壊促進、補体介在性シナプス後膜破壊などが考察されてきた。特に、補体介在性シナプス後膜破壊に伴うnAChR数の減少が病態の本質であると考えられている。
一方、上記(2)では抗nAChR抗体が検出されず、上記(1) と異なり抗MuSK抗体の大部分はIgG4サブクラスに属し、補体介在性シナプス後膜破壊を伴わない {Hoch, W., McConville, J., Helms, S., Newsom-Davis, J., Melms, A. and Vincent, A. (2001). Auto-antibodies to the receptor tyrosine kinase MuSK in patients with myasthenia gravis without acetylcholine receptor antibodies. Nat. Med. 7, 365−368.}。抗MuSK抗体がどのような機序でMG症状を引き起こしているのかは、現在不明である。
As the mechanism of action of the anti-nAChR antibody in the above (1), inhibition of the binding of ACh and nAChR, promotion of nAChR decay, complement-mediated post-synaptic membrane destruction, etc. have been considered. In particular, the decrease in nAChR number associated with complement-mediated post-synaptic membrane disruption is thought to be the essence of the disease state.
On the other hand, anti-nAChR antibody is not detected in (2) above, and unlike (1) above, most anti-MuSK antibodies belong to the IgG4 subclass and do not involve complement-mediated postsynaptic membrane disruption (Hoch, W., McConville, J., Helms, S., Newsom-Davis, J., Melms, A. and Vincent, A. (2001). Auto-antibodies to the receptor tyrosine kinase MuSK in patients with myasthenia gravis without acetylcholine receptor antibodies. Med. 7, 365-368.}. It is currently unclear how anti-MuSK antibodies cause MG symptoms.

MuSKは分子量110 kDaの膜貫通型リン酸化酵素で、筋膜上でnAChRと隣接している。このMuSKはアグリンの刺激によりリン酸化され、このリン酸化が下流に位置するラプシンを介してnAChRのクラスター形成を促進する。nAChRのクラスター形成を引き起こすアグリン-MuSK-ラプシン-nAChRシグナル伝達経路は様々なレベルの調節を受けていることが推測されているが、未だ解明されていない。   MuSK is a transmembrane phosphorylase with a molecular weight of 110 kDa and is adjacent to nAChR on the fascia. This MuSK is phosphorylated by agrin stimulation, and this phosphorylation promotes cluster formation of nAChR via rapsin located downstream. The agrin-MuSK-rapsin-nAChR signaling pathway that causes nAChR clustering has been speculated to be regulated at various levels, but has not yet been elucidated.

また、アグリン又はMuSKに関する以下の特許文献が公開されている。   In addition, the following patent documents relating to agrin or MuSK are disclosed.

特許文献1は、「ヒトアグリンの短縮型デルタ9部位が、MuSKレセプターのリン酸化を誘導すること」を開示している。   Patent Document 1 discloses that “the shortened delta 9 site of human agrin induces phosphorylation of MuSK receptor”.

特許文献2は、「アグリン由来物を投与することを特徴とするLAMA2遺伝子変異による先天的筋肉機能不全患者の治療方法」を開示している。   Patent Document 2 discloses “a method for treating a patient with congenital muscular dysfunction caused by LAMA2 gene mutation, which is characterized by administering an agrin-derived substance”.

特許文献3は、「アグリンの断片をマーカーとするニューロトリプシン関連疾患の診断方法」を開示している。   Patent Document 3 discloses “a method for diagnosing a neurotrypsin-related disease using an agrin fragment as a marker”.

しかしながら、上記文献では、アセチルコリン受容体のクラスター形成に関与するアグリン分子の構造と機能との関係は開示又は示唆されていない。   However, the above document does not disclose or suggest the relationship between the structure and function of an agrin molecule involved in acetylcholine receptor cluster formation.

特表2000−504929号公報Special Table 2000-504929 US7078379US70778379 特開平5−304993号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-304993

本発明の課題は、アセチルコリン受容体のクラスター形成能の障害により生じる病気の治療剤の開発を解決すべき課題とした。より詳しくは、アセチルコリン受容体のクラスター形成に関与するアグリン分子の構造の多様性と機能を解明し、アセチルコリン受容体のクラスター形成能の障害により生じる病気の新規な治療剤の開発を課題とした。   An object of the present invention is to solve the development of a therapeutic agent for a disease caused by an impaired acetylcholine receptor clustering ability. More specifically, we elucidated the structural diversity and functions of agrin molecules involved in acetylcholine receptor cluster formation, and aimed to develop novel therapeutic agents for diseases caused by impaired acetylcholine receptor cluster formation ability.

本発明者らは、上記課題を解決するために、アグリンのスプライシング・バリアントのcDNAクローニングによる同定とその発現タンパク質の機能解析を行った。
該機能解析の結果、アセチルコリン受容体クラスター形成能を阻害する機能を持つアグリンのスプライシング・バリアントが存在することを新規に見出した。
そして、本発明者らは、上記知見に基づいて、アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリンを特異的に認識する抗体が、アセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤及びアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリン除去カラムに使用できることを見出した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors performed identification of an agrin splicing variant by cDNA cloning and functional analysis of the expressed protein.
As a result of the functional analysis, it was newly found that there is a splicing variant of agrin having a function of inhibiting the ability to form an acetylcholine receptor cluster.
Based on the above findings, the present inventors have found that an antibody specifically recognizing agrin having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity has an acetylcholine receptor cluster formation promoter and an acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity. It was found that it can be used for an agrin-removal column.

すなわち、本発明は以下の通りである。
1.SC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを特異的に認識する抗体。
2.下記配列番号1で表されるアミノ酸配列を含むペプチドを免疫原として使用する前項1の抗体。
Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr(配列番号1)
3.下記の特徴を有する前項1又は2に記載の抗体。
(1)Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr(配列番号1)で表されるアミノ酸配列に1ないし数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入もしくは付加、又は修飾を施すことにより得られるアミノ酸配列からなるペプチドを免疫原として使用する
(2)SC1型アグリン、z8型アグリン、z11型アグリン及び/又はz19型アグリンに結合しない
4.モノクローナル抗体である前項1〜3のいずれか1に記載の抗体。
5.前項1〜4のいずれか1に記載の抗体を含むアセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤。
6.前記促進剤が、以下のいずれか1に記載の治療剤である前項5に記載のアセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤。
(1)重症筋無力症
(2)筋萎縮性側索硬化症
(3)先天性筋ジストロフィー
(4)アルツハイマー病
(5)パーキンソン病
7.前項1〜4のいずれか1に記載の抗体を充填していることを特徴とするアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を有するアグリン除去カラム。
8.前記カラムは、以下の治療用途であることを特徴とするカラム。
(1)重症筋無力症
(2)筋縮性側索硬化症
(3)先天性筋ジストロフィー
(4)アルツハイマー病
(5)パーキンソン病
9.以下の工程を含むz0型アグリン又はSC2型アグリンのアセチルコリン受容体クラスター形成能阻害活性を阻害する物質のスクリーニング方法;
(1)z0型アグリン及び/又はSC2型アグリン並びに候補阻害物質を細胞中に添加する工程、
(2)該細胞中のアセチルコリン受容体クラスター形成能を指標として、候補阻害物質の阻害活性を測定する工程。
That is, the present invention is as follows.
1. An antibody that specifically recognizes SC2 type agrin and / or z0 type agrin.
2. The antibody according to item 1 above, wherein a peptide comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is used as an immunogen.
Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr (SEQ ID NO: 1)
3. 3. The antibody according to item 1 or 2 having the following characteristics.
(1) deletion, substitution, insertion or addition of one to several amino acid residues in the amino acid sequence represented by Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr (SEQ ID NO: 1); Alternatively, a peptide having an amino acid sequence obtained by modification is used as an immunogen (2) Does not bind to SC1-type agrin, z8-type agrin, z11-type agrin and / or z19-type agrin. 4. The antibody according to any one of items 1 to 3, which is a monoclonal antibody.
5. An acetylcholine receptor cluster forming ability promoter comprising the antibody according to any one of items 1 to 4.
6). 6. The acetylcholine receptor cluster forming ability promoter according to 5 above, wherein the promoter is any one of the following therapeutic agents.
(1) Myasthenia gravis
(2) Amyotrophic lateral sclerosis
(3) Congenital muscular dystrophy (4) Alzheimer's disease (5) Parkinson's disease 5. An agrin removal column having an acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity, which is packed with the antibody according to any one of 1 to 4 above.
8). The column is used for the following therapeutic purposes.
(1) Myasthenia gravis
(2) Amyotrophic lateral sclerosis
(3) Congenital muscular dystrophy (4) Alzheimer's disease (5) Parkinson's disease A screening method for a substance that inhibits acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity of z0-type agrin or SC2-type agrin, comprising the following steps;
(1) a step of adding z0-type agrin and / or SC2-type agrin and a candidate inhibitor into cells,
(2) A step of measuring the inhibitory activity of a candidate inhibitory substance using the ability to form an acetylcholine receptor cluster in the cell as an index.

本発明者らは、従来知られていなかったアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリンの構造を基にして、該アグリンを特異的に認識できる抗体の提供を可能とした。さらに、該抗体を、アセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤及びアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリン除去カラムに使用できる。   The present inventors have made it possible to provide an antibody capable of specifically recognizing agrin based on the structure of agrin having an activity of inhibiting acetylcholine receptor cluster formation, which has not been conventionally known. Furthermore, the antibody can be used in an agrin removal column having an acetylcholine receptor cluster formation promoter and an acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity.

複数の試料についてのアグリンの(C)末端部位をPCRにより増幅した結果。図中の矢印は、通常のC末端長を有する典型的なz0型アグリンのバンドを示す。The result of amplifying the (C) terminal site of agrin for multiple samples by PCR. The arrow in the figure shows a typical z0-type agrin band having a normal C-terminal length. 各種のアグリン転写物のcDNA配列の比較図。Comparison diagram of cDNA sequences of various agrin transcripts. 各種のアグリンのC末端アミノ酸配列の比較図。図中のY部位(KSRK)は二重の下線で示し、z8挿入部位(ELTNEIPA)は下線で示し、z11挿入部位(PETLDSRALFS)は、点下線で示す。各囲みは、各アグリン特有のアミノ酸配列を示す(例:アミノ酸配列EHWQPRAETは、SC2(short C-terminal variant-2)アグリンの特有の配列である)。The comparison figure of the C terminal amino acid sequence of various agrins. In the figure, the Y site (KSRK) is indicated by a double underline, the z8 insertion site (ELTNEIPA) is indicated by an underline, and the z11 insertion site (PETLDSRALFS) is indicated by a dotted underline. Each enclosed shows the agrin-specific amino acid sequence (e.g. amino acid sequence EHWQPRAET is the sequence of the specific SC2 (s hort C -terminal variant- 2 ) agrin). 各種のアグリンmRNAの選択的スプライシングの模式図。図中の各ボックスは、エキソンを示す。Schematic diagram of alternative splicing of various agrin mRNAs. Each box in the figure represents an exon. 各種のアグリンのドメイン構造を示す模式図{最上位のアグリンは、フルアグリン(全長アグリン)であり、それ以外はミニアグリンを示す}。Schematic diagram showing the domain structure of various agrins {the topmost agrin is fluagrin (full-length agrin), and the others are miniagrins}. 各種のミニアグリンの発現を示す模式図。The schematic diagram which shows expression of various miniagrins. 発現した各種のミニアグリンのイムノブロット解析の結果図。The figure of the result of the immunoblot analysis of various expressed miniagrin. nAChRクラスター形成の観察と評価結果。図中の矢印は、nAChRクラスターが形成されていることを示す。Observation and evaluation results of nAChR cluster formation. The arrow in the figure indicates that an nAChR cluster is formed. z0型アグリン、SC2型アグリンのnAChRのクラスター形成阻害活性の評価。図中の矢印は、nAChRクラスターが形成されていることを示す。Evaluation of nAChR cluster formation inhibitory activity of z0 type agrin and SC2 type agrin. The arrow in the figure indicates that an nAChR cluster is formed.

(アグリン)
アグリンは225 kDaのタンパク質をコアに持つヘパラン硫酸プロテオグリカンの一種であり、アミノ (N) 末端部と中央部に複数の推定糖鎖付加部位を持つ。アグリンは約40個のエクソンにコードされており、mRNAはオルタナティブ・スプライシングを受けて異なる翻訳開始点が生じる。このため49アミノ酸からなるshort N-terminal (SN) と、150アミノ酸からなるlong N-terminal (LN) の2種類のN末端を持つアグリンが産生される 。
さらにLNは、分泌に必須のシグナル配列 (signal sequence; SS) とラミニン結合領域であるN-terminal agrin domain (NtA) とを持つ分泌型、およびtransmembrane segment (TM) を持つ膜貫通型とに分けられる。
一方、C末端側にはX,Y,およびZのオルタナティブ・スプライシングによる可変部位が3箇所ある。Y部位への4個のアミノ酸挿入は、a-ジストログリカン (a-dystroglycan; a-DG) との親和性を高めると言われている。Z部位には、アミノ酸挿入がないz0 型に加えて、8、11、19個のアミノ酸が挿入されたz8,z11,z19型があり、z+型と総称されている (Ferns, M. J., Campanelli, J. T., Hoch, W., Scheller, R. H., and Hall, Z. (1993). The ability of agrin to cluster AChRs depends on alternative splicing and on cell surface)。
(Aglin)
Agrin is a type of heparan sulfate proteoglycan with a 225 kDa protein in the core, and has multiple putative glycosylation sites at the amino (N) terminal and central regions. Agrin is encoded by about 40 exons, and mRNA undergoes alternative splicing, resulting in different translation initiation points. For this reason, agrin with two types of N-terminals, short N-terminal (SN) consisting of 49 amino acids and long N-terminal (LN) consisting of 150 amino acids, is produced.
Furthermore, LN is divided into a secretory type with a signal sequence (SS) essential for secretion and an N-terminal agrin domain (NtA), which is a laminin binding region, and a transmembrane type with a transmembrane segment (TM). It is done.
On the other hand, there are three variable sites by alternative splicing of X, Y, and Z on the C-terminal side. Four amino acid insertions at the Y site are said to increase affinity with a-dystroglycan (a-DG). In addition to the z0 type without amino acid insertion, the Z site includes the z8, z11, and z19 types with 8, 11, and 19 amino acids inserted, and is collectively referred to as the z + type (Ferns, MJ, Campanelli , JT, Hoch, W., Scheller, RH, and Hall, Z. (1993). The ability of agrin to cluster AChRs depends on alternative splicing and on cell surface).

本発明者らは、下記実施例1から明らかなように、上記既知の標準型C末端をもつz0,z8,z19型とは異なり、標準型よりも短いC末端をコードすることが推定される2種類のバリアントを新たに見出した。これらをSC1 (short C-terminal variant-1)、SC2 (short C-terminal variant-2) 型アグリンと命名した(参照:図3)。
なお、過去の報告と本実施例で明らかされた、オルタナティブ・スプライシングの様式を下記表1に示す。アグリン分子の多様性は,N末端,X部位,Y部位,Z部位,およびC末端の少なくとも5か所で生じる可変的な領域数の掛け算によって創出されていると考えられる。
さらに、本発明者らは、下記実施例2から明らかなように、SC2型アグリン及びz0型アグリンが、アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つことを、新たに見出した。
As is clear from Example 1 below, the present inventors presume that the z-, z8, and z19 types having the known standard type C-terminal encode a C-terminal shorter than the standard type. Two new variants were found. These SC1 (s hort C -terminal variant- 1 ), it was designated SC2 (s hort C -terminal variant- 2 ) agrin (see Figure 3).
Table 1 below shows the alternative splicing pattern revealed in past reports and in this example. The diversity of the agrin molecule is thought to have been created by multiplying the number of variable regions occurring at at least five locations at the N-terminus, X-site, Y-site, Z-site, and C-terminus.
Furthermore, the present inventors have newly found that SC2-type agrin and z0-type agrin have acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity, as is clear from Example 2 below.

(アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリンを特異的に認識する抗体)
本発明の{アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリンを特異的に認識する抗体(以下、「本発明の抗体」と称する場合がある)}とは、SC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを特異的に認識する抗体を意味し、特に限定されない。
さらに、前記抗体は、好ましくは、公知のz8型アグリン、z19型アグリン、及び/又は新規のSC1型アグリンには結合しない。
加えて、前記抗体は、ポリクローナル抗体、ポリクローナル抗体を含む抗血清又はモノクローナル抗体のいずれのタイプのものをも含み、また、これらの抗体のフラグメント{Fab、F(ab′)2又はFab′等}をも含むものである。なお、好ましくは、前記抗体は、モノクローナル抗体であることが好ましい。さらに、前記抗体は、自体公知の方法により、ヒト化抗体にすることが好ましい。
(Antibodies specifically recognizing agrin with acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity)
The {antibody specifically recognizing agrin having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity of the present invention (hereinafter sometimes referred to as "the antibody of the present invention")} refers to SC2 type agrin and / or z0 type agrin. It means an antibody that specifically recognizes, and is not particularly limited.
Furthermore, the antibody preferably does not bind to known z8 type agrin, z19 type agrin, and / or novel SC1 type agrin.
In addition, the antibodies include any type of polyclonal antibodies, antisera including polyclonal antibodies, or monoclonal antibodies, and fragments of these antibodies {Fab, F (ab ′) 2 or Fab ′ etc.} Is also included. Preferably, the antibody is a monoclonal antibody. Furthermore, the antibody is preferably converted into a humanized antibody by a method known per se.

{本発明の抗体作製に使用する免疫原(抗原)}
本発明の抗体を産出させるための免疫原として、哺乳動物由来、特に好ましくはヒト又はマウス由来のSC2型アグリン及び/又はz0型アグリンに特有のアミノ酸配列、より詳しくは、z8型アグリン、z11型アグリン、z19型アグリン、及び/又はSC1型アグリンには存在しないアミノ酸配列の全部又は一部を含むペプチドを用いることができる。
なお、下記実施例1から明らかなように、SC2型アグリンは、他のアグリンにない特有の以下のアミノ酸配列(配列番号1:参照図3)を有する。よって、好ましくは、以下のアミノ酸配列を含むペプチドを免疫原として使用することができる。
Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr(配列番号1)
さらに、Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr(配列番号1)で表されるアミノ酸配列に1ないし数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入もしくは付加、又は修飾を施すことにより得られるアミノ酸配列からなるペプチドを免疫原として使用することもできる。
{Immunogen (antigen) used to produce the antibody of the present invention}
As an immunogen for producing the antibody of the present invention, an amino acid sequence specific to SC2-type agrin and / or z0-type agrin derived from mammals, particularly preferably human or mouse, more specifically, z8-type agrin, z11-type A peptide containing all or part of an amino acid sequence that does not exist in agrin, z19-type agrin, and / or SC1-type agrin can be used.
As is clear from Example 1 below, SC2-type agrin has the following unique amino acid sequence (SEQ ID NO: 1: Reference FIG. 3) not found in other agrins. Therefore, preferably, a peptide comprising the following amino acid sequence can be used as an immunogen.
Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr (SEQ ID NO: 1)
Further, deletion, substitution, insertion or addition of one to several amino acid residues in the amino acid sequence represented by Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr (SEQ ID NO: 1), or A peptide comprising an amino acid sequence obtained by modification can also be used as an immunogen.

(免疫原となるペプチドの合成)
ペプチドの製造は、遺伝子工学的手法、化学合成、および無細胞タンパク質合成により実施できる。ペプチドは、製造された後に、さらに精製して用いることができる。
(Synthesis of immunogenic peptides)
Peptides can be produced by genetic engineering techniques, chemical synthesis, and cell-free protein synthesis. After the peptide is manufactured, it can be further purified and used.

ペプチドの製造は、該ペプチドをコードする遺伝子の塩基配列情報又はアミノ酸配列に基づいて一般的な遺伝子工学的手法{サムブルック(Sambrook)ら編、「モレキュラークローニング,ア ラボラトリーマニュアル 第2版」、1989年、コールドスプリングハーバーラボラトリー;村松正實編、「ラボマニュアル遺伝子工学」、1988年、丸善株式会社;ウルマー(Ulmer, K.M.)、「サイエンス(Science)」、1983年、第219巻、p. 666-671;エールリッヒ(Ehrlich, H.A.)編、「PCRテクノロジー,DNA増幅の原理と応用」、1989年、ストックトンプレス}により実施できる。   A peptide is produced by a general genetic engineering technique {edited by Sambrook et al., “Molecular Cloning, Laboratory Manual Second Edition”, 1989, based on the nucleotide sequence information or amino acid sequence of a gene encoding the peptide. , Cold Spring Harbor Laboratory; edited by Masaaki Muramatsu, “Lab Manual Genetic Engineering”, 1988, Maruzen Co., Ltd .; Ulmer, KM, “Science”, 1983, Vol. 219, p. 666- 671; edited by Ehrlich, HA, “PCR Technology, Principles and Applications of DNA Amplification”, 1989, Stockton Press}.

ペプチドの製造は、また、一般的な化学合成法により製造できる。ペプチドの化学合成方法として、例えば、固相合成方法や液相合成方法等が知られているがいずれも利用できる。   Peptides can also be produced by general chemical synthesis methods. As a peptide chemical synthesis method, for example, a solid phase synthesis method, a liquid phase synthesis method, and the like are known, and any of them can be used.

ペプチドの精製および/または分離は、その物理的性質、化学的性質等を利用した各種分離操作方法により実施できる。分離操作方法として、硫酸アンモニウム沈殿、限外ろ過、ゲルクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィーおよび透析法等の公知の方法を例示できる。これら方法は単独でまたは適宜組合せて使用できる。   Peptide purification and / or separation can be performed by various separation operation methods utilizing its physical properties, chemical properties, and the like. Examples of the separation operation method include known methods such as ammonium sulfate precipitation, ultrafiltration, gel chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, high performance liquid chromatography, and dialysis. These methods can be used alone or in appropriate combination.

(免疫方法)
上記記載の免疫原となる精製したペプチド又は部分ペプチドを、リン酸緩衝液(PBS)などの適当な緩衝液中に溶解あるいは懸濁したものを抗原液として使用する。抗原液は通常抗原物質を50〜500μg/mL程度含む濃度に調製すればよい。また、ペプチド単独だけでは抗原性が低い場合には、アルブミンやキーホールリンペットヘモシアニン(KLH)などの適当なキャリアータンパク質に架橋して用いることができる。
当該抗原で免疫感作する動物(被免疫動物)は、マウス、ラット、ハムスター、ウマ、ヤギ、ウサギなどが例示される。好ましくはマウス、より好ましくはBALB/cマウスである。
(Immune method)
A solution obtained by dissolving or suspending the purified peptide or partial peptide serving as the immunogen described above in an appropriate buffer such as a phosphate buffer (PBS) is used as the antigen solution. The antigen solution may be usually prepared to a concentration containing about 50 to 500 μg / mL of the antigen substance. In addition, when the antigen alone is low by the peptide alone, it can be used after being crosslinked with an appropriate carrier protein such as albumin or keyhole limpet hemocyanin (KLH).
Examples of animals (immunized animals) immunized with the antigen include mice, rats, hamsters, horses, goats, rabbits, and the like. Preferred are mice, more preferred are BALB / c mice.

上記被免疫動物の抗原への応答性を高めるため、前記抗原溶液をアジュバントと混合して投与することができる。ここで使用可能なアジュバントは、フロイント完全アジュバント(FCA)、フロイント不完全アジュバント(FIA)、Ribi(MPL)、Ribi(TDM)、Ribi(MPL+TDM)。百日咳ワクチン(Boredetella pertussis vaccine)、ムラミルジペプチド(MDP)、アルミニウムアジュバント(ALUM)、およびこれらの組合せが例示されるが、初回免疫時にFCA、追加免疫時にFIAやRibiアジュバントを使用する組合せが特に好ましい。   In order to enhance the responsiveness of the immunized animal to the antigen, the antigen solution can be mixed with an adjuvant and administered. Adjuvants that can be used here are Freund's complete adjuvant (FCA), Freund's incomplete adjuvant (FIA), Ribi (MPL), Ribi (TDM), and Ribi (MPL + TDM). Examples include pertussis vaccine (Boredetella pertussis vaccine), muramyl dipeptide (MDP), aluminum adjuvant (ALUM), and combinations thereof, but combinations using FCA at the first immunization and FIA or Ribi adjuvant at the booster are particularly preferable. .

免疫方法は、使用する抗原の種類やアジュバント混合の有無などにより、注射部位、スケジュールなどを適宜変化させることができるが、例えば、被免疫動物としてマウスを用いる場合は、アジュバント混合抗原液0.05〜1ml(抗原物質10〜200μg)を腹腔内、皮下、筋肉内または(尾)静脈内に注射し、初回免疫から約4〜21日毎に1〜4回追加免疫を行い、さらに約1〜4週間後に最終免疫を行う。抗原量を多くして腹腔内注射することで、当該抗原溶液をアジュバントを使用せずに投与することもできる。抗体価は追加免疫の約5〜10日後に採血して調べる。抗体価の測定は、後述の抗体価アッセイに準じ、通常行われる方法で行うことができる。最終免疫より約3〜5日後、該免疫動物から脾細胞を分離して抗体産生細胞を得る。   The immunization method can appropriately change the injection site, schedule, etc. depending on the type of antigen to be used and the presence or absence of adjuvant mixing. (Antigen substance 10 to 200 μg) is injected intraperitoneally, subcutaneously, intramuscularly or (tail) intravenously, and boosted 1 to 4 times every about 4 to 21 days from the first immunization, and further about 1 to 4 weeks later Final immunization is performed. The antigen solution can also be administered without using an adjuvant by injecting intraperitoneally with an increased amount of antigen. The antibody titer is examined by collecting blood about 5 to 10 days after the booster immunization. The antibody titer can be measured by a conventional method according to the antibody titer assay described below. About 3 to 5 days after the final immunization, spleen cells are separated from the immunized animal to obtain antibody-producing cells.

(モノクローナル抗体の作製)
モノクローナル抗体(以下、「MoAb」と略する場合がある)は、自体公知の方法、例えばケーラーとミルシュタインの方法(Kohler G, Milstein C. (1975) Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature 256, 495−497.)にしたがって作製することができる。
例えば、免疫動物から抗体産出細胞を含む組織(例えば、脾臓又はリンパ節)を回収し、該抗体産出細胞と自体抗体の腫瘍細胞(例えば、骨腫瘍細胞)とを融合させることによってハイブリドーマを作製し、次いでハイブリドーマをクローン化した後、所望の抗体を産出しているハイブリドーマを選別し、このハイブリドーマの培養液から抗体を回収する。
骨髄腫細胞として、マウス、ラット、ヒトなど由来のものが使用され、例えばマウスミエローマP3X63-Ag8、P3X63-Ag8-U1、P3NS1-Ag4、SP2/o-Ag14、P3X63-Ag8・653などの株化骨髄腫細胞が例示される。骨髄腫細胞には免疫グロブリン軽鎖を産生しているものがあり、これを融合対象として用いると、抗体産生細胞が産生する免疫グロブリン重鎖とこの軽鎖とがランダムに結合することがあるので、特に免疫グロブリン軽鎖を産生しない骨髄腫細胞、例えばP3X63-Ag8・653やSP2/o-Ag14などを用いることが好ましい。
抗体産生細胞と骨髄腫細胞とは、同種動物、特に同系統の動物由来であることが好ましい。骨髄腫細胞の保存方法は自体公知の手法に従って行えばよく、例えばウマ、ウサギもしくはウシ胎児血清を添加した一般的な培地で継代培養したものについて凍結により保存される。また細胞融合には対数増殖期の細胞を用いるのが好ましい。
(Production of monoclonal antibodies)
Monoclonal antibodies (hereinafter sometimes abbreviated as “MoAb”) are known per se, such as the method of Kohler and Milstein (Kohler G, Milstein C. (1975) Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature 256, 495-497.).
For example, a hybridoma is prepared by recovering a tissue (eg, spleen or lymph node) containing antibody-producing cells from an immunized animal and fusing the antibody-producing cells with tumor cells (eg, bone tumor cells) of the antibody itself. Subsequently, after the hybridoma is cloned, the hybridoma producing the desired antibody is selected, and the antibody is recovered from the culture medium of this hybridoma.
As myeloma cells, those derived from mice, rats, humans, etc. are used, for example mouse myeloma P3X63-Ag8, P3X63-Ag8-U1, P3NS1-Ag4, SP2 / o-Ag14, P3X63-Ag8. Examples are myeloma cells. Some myeloma cells produce an immunoglobulin light chain, and if this is used as a fusion target, the immunoglobulin heavy chain produced by the antibody-producing cell and this light chain may bind randomly. In particular, it is preferable to use myeloma cells that do not produce an immunoglobulin light chain, such as P3X63-Ag8 · 653 and SP2 / o-Ag14.
The antibody-producing cells and the myeloma cells are preferably derived from the same species, particularly the same strain. The myeloma cells may be stored according to a method known per se. For example, those subcultured in a general medium supplemented with horse, rabbit or fetal calf serum are stored by freezing. For cell fusion, cells in the logarithmic growth phase are preferably used.

(ハイブリドーマの作製)
抗体産生細胞と骨髄腫細胞とを融合させてハイブリドーマを作製する方法は、ポリエチレングリコール(PEG)を用いる方法、センダイウイルスを用いる方法、電気融合装置を用いる方法などが例示される。例えばPEG法の場合、約30〜60%のPEG(平均分子量1,000〜6,000)を含む適当な培地または緩衝液中に脾細胞と骨髄腫細胞を1〜10:1、好ましくは5〜10:1の混合比で懸濁し、温度約25〜37℃、pH6〜8の条件下で、約30秒〜3分間程度反応させればよい。反応終了後、細胞を洗浄しPEG溶液を除いて培地に再懸濁し、マイクロタイタープレート中に播種して培養を続ける。
融合操作後の細胞は選択培地で培養して、ハイブリドーマの選択を行う。選択培地は、親細胞株を死滅させ、融合細胞のみが増殖しえる培地であり、通常ヒポキサンチン−アミノプテリン−チミジン(HAT)培地が使用される。ハイブリドーマの選択は、通常融合操作の1〜7日後に、培地の一部、好ましくは約半量を選択培地と交換し、さらに2、3日毎に同様の培地交換を繰り返しながら培養することにより行う。顕微鏡観察によりハイブリドーマのコロニーが生育しているウエルを確認する。
(Production of hybridoma)
Examples of a method for producing a hybridoma by fusing antibody-producing cells and myeloma cells include a method using polyethylene glycol (PEG), a method using Sendai virus, and a method using an electrofusion device. For example, in the case of the PEG method, splenocytes and myeloma cells are placed in an appropriate medium or buffer containing about 30 to 60% PEG (average molecular weight 1,000 to 6,000), 1 to 10: 1, preferably 5 to 10: 1. And the reaction may be carried out for about 30 seconds to 3 minutes under conditions of a temperature of about 25 to 37 ° C. and a pH of 6 to 8. After completion of the reaction, the cells are washed, the PEG solution is removed, the cells are resuspended in a medium, seeded in a microtiter plate, and culture is continued.
Cells after the fusion operation are cultured in a selective medium to select hybridomas. The selection medium is a medium in which the parent cell line can be killed and only the fused cells can grow, and a hypoxanthine-aminopterin-thymidine (HAT) medium is usually used. Selection of hybridomas is usually carried out by exchanging a part of the medium, preferably about half of the medium, with the selective medium 1 to 7 days after the fusion operation, and further culturing while repeating the same medium exchange every 2 or 3 days. The well where the hybridoma colony is growing is confirmed by microscopic observation.

生育しているハイブリドーマが所望の抗体を産生しているかどうかを知るには、培養上清を採取して抗体価アッセイを自体公知の方法により行えばよい。
さらに限界希釈法、軟寒天法、蛍光励起セルソーターを用いた方法などにより単一クローンを分離する。
In order to know whether the growing hybridoma is producing the desired antibody, the culture supernatant may be collected and an antibody titer assay may be performed by a method known per se.
Further, single clones are separated by a limiting dilution method, a soft agar method, or a method using a fluorescence excitation cell sorter.

ハイブリドーマが産生する抗体の免疫グロブリンサブクラスを調べるためには、該ハイブリドーマを一般的な条件で培養し、その培養上清中に分泌された抗体を市販の抗体クラス・サブクラス判定用キットなどを用いて分析することにより知ることができる。   In order to examine the immunoglobulin subclass of the antibody produced by the hybridoma, the hybridoma is cultured under general conditions, and the antibody secreted in the culture supernatant is obtained using a commercially available antibody class / subclass determination kit or the like. You can know by analyzing.

(モノクローナル抗体の取得方法)
ハイブリドーマからのMoAbの取得方法は、必要量やハイブリドーマの性状などによって適宜選択することができる。例えば、該ハイブリドーマを移植したマウス腹水から取得する方法、細胞培養により培養上清から取得する方法などが例示される。マウス腹腔内で増殖可能なハイブリドーマであれば、腹水から数mg/mLの高濃度のMoAbを得ることができる。インビボで増殖できないハイブリドーマは細胞培養の培養上清から取得する。
細胞培養によるMoAbの取得は、抗体産生量はインビボより低いが、マウス腹腔内に含まれる免疫グロブリンや他の夾雑物質の混入が少なく、精製が容易であるという利点がある。
抗体を、ハイブリドーマを移植したマウス腹腔内から取得する場合、例えば、予めプリスタン(2, 6, 10, 14-テトラメチルペンタデカン)などの免疫抑制作用を有する物質を投与したBALB/cマウスの腹腔内へハイブリドーマ(約106個以上)を移植し、約1〜3週間後に貯留した腹水を採取する。異種ハイブリドーマ(例えばマウスとラット)の場合には、ヌードマウス、放射線処理マウスを使用することが好ましい。
細胞培養上清から抗体を取得する場合、例えば、細胞維持に用いられる静置培養法の他に、高密度培養方法あるいはスピンナーフラスコ培養方法などの培養法を用い、当該ハイブリドーマを培養し抗体を含有する培養上清を得る。
腹水や培養上清からのMoAbの精製は、自体公知の方法により行うことができる。例えば、免疫グロブリンの精製法として従来既知の硫酸アンモニウムや硫酸ナトリウムを用いた塩析による分画法、ポリエチレングリコール分画法、エタノール分画法、DEAEイオン交換クロマトグラフィー法、ゲル濾過法などを応用することで、容易に達成される。
さらに、MoAbが、マウスIgGである場合には、プロテインA結合単体あるいは抗マウスイムノグロブリン結合単体を用いたアフィニティークロマトグラフィー法により精製することが可能であり、簡便である。
(Method of obtaining monoclonal antibody)
The method for obtaining MoAb from the hybridoma can be appropriately selected depending on the required amount, the properties of the hybridoma, and the like. For example, a method of obtaining from mouse ascites transplanted with the hybridoma, a method of obtaining from the culture supernatant by cell culture, and the like are exemplified. A hybridoma capable of growing in the mouse abdominal cavity can obtain a high concentration of MoAb of several mg / mL from ascites. Hybridomas that cannot grow in vivo are obtained from the culture supernatant of the cell culture.
The acquisition of MoAb by cell culture has the advantage that the amount of antibody production is lower than in vivo, but there is little contamination with immunoglobulins and other contaminants contained in the mouse abdominal cavity, and purification is easy.
When the antibody is obtained from the abdominal cavity of a mouse transplanted with a hybridoma, for example, the intraperitoneal cavity of a BALB / c mouse previously administered with an immunosuppressive substance such as pristane (2, 6, 10, 14-tetramethylpentadecane). Hepaticoma (about 10 6 or more) is transplanted, and ascites collected after about 1 to 3 weeks is collected. In the case of heterologous hybridomas (for example, mice and rats), it is preferable to use nude mice or radiation-treated mice.
When obtaining an antibody from the cell culture supernatant, for example, in addition to the stationary culture method used for cell maintenance, the hybridoma is cultured using a culture method such as a high-density culture method or a spinner flask culture method, and the antibody is contained. A culture supernatant is obtained.
Purification of MoAb from ascites or culture supernatant can be performed by a method known per se. For example, conventionally known fractionation methods by salting out using ammonium sulfate or sodium sulfate, polyethylene glycol fractionation method, ethanol fractionation method, DEAE ion exchange chromatography method, gel filtration method, etc. are applied as methods for purifying immunoglobulin. This is easily achieved.
Furthermore, when the MoAb is mouse IgG, it can be purified by affinity chromatography using a protein A-binding simple substance or an anti-mouse immunoglobulin binding simple substance, which is convenient.

{z0型アグリン又はSC2型アグリンのアセチルコリン受容体クラスター形成能阻害活性を阻害する物質のスクリーニング方法}
本発明のスクリーニング方法では、少なくとも以下の工程を含む。
(1)z0型アグリン及び/又はSC2型アグリン並びに候補阻害物質を培養した細胞中に添加する工程
細胞は、該細胞中のアセチルコリン受容体クラスター形成能を測定できる細胞であれば特に限定されない。
(2)該細胞中のアセチルコリン受容体クラスター形成能を指標として、候補阻害物質の阻害活性を測定する工程
候補阻害物質並びにz0型アグリン及び/又はSC2型アグリンを添加した細胞中のアセチルコリン受容体クラスター形成能が、z0型アグリン及び/又はSC2型アグリンを添加した細胞中のアセチルコリン受容体クラスター形成能と比較して、高い場合には、該候補阻害物質は、z0型アグリン又はSC2型アグリンのアセチルコリン受容体クラスター形成能阻害活性を阻害する物質、言い換えれば、アセチルコリン受容体クラスター形成を促進することができる物質(アセチルコリン受容体クラスター形成促進物質)である。
なお、アセチルコリン受容体クラスター形成能の測定方法は、下記実施例2を参照することができる。
{Screening method for substances that inhibit acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity of z0 type agrin or SC2 type agrin}
The screening method of the present invention includes at least the following steps.
(1) Step of adding z0-type agrin and / or SC2-type agrin and a candidate inhibitor to cultured cells The cell is not particularly limited as long as it can measure the ability to form an acetylcholine receptor cluster in the cell.
(2) A step of measuring the inhibitory activity of a candidate inhibitor using the ability to form an acetylcholine receptor cluster in the cell as an index. Acetylcholine receptor cluster in a cell to which a candidate inhibitor and z0-type agrin and / or SC2-type agrin are added. If the ability to form is high compared to the ability to form acetylcholine receptor clusters in cells supplemented with z0-type agrin and / or SC2-type agrin, the candidate inhibitor is acetylcholine of z0-type agrin or SC2-type agrin. It is a substance that inhibits receptor cluster formation ability inhibitory activity, in other words, a substance that can promote acetylcholine receptor cluster formation (acetylcholine receptor cluster formation promoting substance).
In addition, the following Example 2 can be referred for the measuring method of acetylcholine receptor cluster formation ability.

(候補阻害物質)
上記スクリーニングで使用する候補阻害物質としては任意の物質を使用することができる。候補阻害物質の種類は特に限定されず、個々の低分子合成化合物特にsiRNAでもよいし、天然物抽出物中に存在する化合物でもよく、合成ペプチドでもよい。あるいは、候補阻害物質はまた、化合物ライブラリー、ファージディスプレーライブラリーもしくはコンビナトリアルライブラリーでもよい。候補阻害物質は、好ましくは低分子化合物であり、低分子化合物の化合物ライブラリーが好ましい。化合物ライブラリーの構築は当業者に公知であり、また市販の化合物ライブラリーを使用することもできる。
(Candidate inhibitor)
Any substance can be used as a candidate inhibitor used in the above screening. The type of candidate inhibitor is not particularly limited, and may be an individual small molecule synthetic compound, particularly siRNA, a compound present in a natural product extract, or a synthetic peptide. Alternatively, the candidate inhibitor can also be a compound library, a phage display library, or a combinatorial library. The candidate inhibitor is preferably a low molecular compound, and a compound library of low molecular compounds is preferred. The construction of a compound library is known to those skilled in the art, and a commercially available compound library can also be used.

(アセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤)
本発明の「アセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤」とは、アセチルコリン受容体クラスター形成を抑制、阻害及び/又は低下させる機能を持つSC2型アグリン及び/又はz0型アグリンの作用を阻害若しくはこれらのアグリンと結合することにより、アセチルコリン受容体クラスター形成を促進させる。
本発明の促進剤の特徴は、従来のアセチルコリン産出量を増大させる薬剤若しくはアセチルコリン分解酵素阻害剤とは明らかにメカニズムが異なる。従来のアセチルコリン産出量を増大させる薬剤では、患者の体内中のアセチルコリン産出量を増大させる若しくはアセチルコリンの分解を阻害することができても、アセチルコリン受容体が少なければ(クラスターが形成されていなければ)、アセチルコリンがアセチルコリン受容体(ニコチン性アセチルコリン受容)に結合できず、受容体に内蔵されるカチオンチャネルが開口できず、興奮性シナプス後電位が生じなかった。
しかし、本発明の促進剤は、従来の上記薬剤とはメカニズムが異なり、アセチルコリン受容体クラスターの形成能を促進させるので、少ないアセチルコリン産出量の患者においても、少ないアセチルコリンが効率的にアセチルコリン受容体に結合することができ、受容体に内蔵されるカチオンチャネルが開口し、興奮性シナプス後電位を生じさせることができる。
さらに、本発明の促進剤は、従来のアセチルコリン産出量を増大させる薬剤若しくはアセチルコリン分解酵素阻害薬と併用又は組み合わせることにより、優れた効果、特に従来の薬剤では効果がない患者に有用であると考えられる。
(Acetylcholine receptor cluster formation promoter)
The “acetylcholine receptor cluster forming ability promoter” of the present invention refers to inhibiting the action of SC2 type agrin and / or z0 type agrin having a function of suppressing, inhibiting and / or reducing acetylcholine receptor cluster formation, or these agrins. And promotes the formation of acetylcholine receptor clusters.
The characteristics of the promoter of the present invention are clearly different from those of conventional drugs or acetylcholine degrading enzyme inhibitors that increase acetylcholine production. Conventional drugs that increase acetylcholine output can increase acetylcholine output in the patient's body or inhibit acetylcholine degradation, but if there are few acetylcholine receptors (if clusters are not formed) Acetylcholine could not bind to the acetylcholine receptor (nicotinic acetylcholine receptor), the cation channel built in the receptor could not be opened, and no excitatory post-synaptic potential was generated.
However, since the promoter of the present invention has a mechanism different from that of the conventional drug and promotes the ability to form an acetylcholine receptor cluster, even in patients with a small amount of acetylcholine production, a small amount of acetylcholine is efficiently converted into an acetylcholine receptor. The cation channel built into the receptor can open and generate an excitatory post-synaptic potential.
Furthermore, the promoter of the present invention is considered to be useful for a patient who has an excellent effect, in particular, a patient who is not effective with a conventional drug, by combining or combining with a conventional drug that increases acetylcholine output or an acetylcholine degrading enzyme inhibitor. It is done.

本発明の促進剤は、上記記載のアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリンを特異的に認識する抗体及び/又は上記記載のスクリーニング方法により得られたアセチルコリン受容体クラスター形成促進物質を有効成分として含む。
さらに、治療等(予防も含む)の目的に応じて、散剤、顆粒剤、錠剤、カプセル剤、腸溶剤、液剤、注射剤(液剤、懸濁剤)または遺伝子療法に用いる形態などの各種の形態に、常法にしたがって調製することができる。
加えて、充填剤、増量剤、結合剤、付湿剤、崩壊剤、滑沢剤、希釈剤および賦形剤も含むことができる。その他、安定化剤、殺菌剤、緩衝剤、等張化剤、キレート剤、界面活性剤、およびpH調整剤等を適宜使用することもできる。
The promoter of the present invention comprises, as an active ingredient, an antibody that specifically recognizes agrin having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity described above and / or an acetylcholine receptor cluster formation promoter obtained by the screening method described above. Including.
Furthermore, depending on the purpose of treatment (including prevention), various forms such as powders, granules, tablets, capsules, intestinal solvents, liquids, injections (liquids, suspensions) or forms used for gene therapy In addition, it can be prepared according to a conventional method.
In addition, fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, lubricants, diluents and excipients can also be included. In addition, stabilizers, bactericides, buffers, isotonic agents, chelating agents, surfactants, pH adjusters, and the like can be used as appropriate.

本発明の促進剤の投与量または摂取量については、本発明の効果が得られるものであれば特に限定されるものではなく、含有される成分の有効性、投与形態、投与経路、疾患の種類、対象の性質(体重、年齢、病状および他の医薬の使用の有無等)、および担当医師の判断等に応じて適宜選択される。本発明の促進剤は、1日1〜数回に分けて投与または摂取することができ、数日または数週間に1回の割合で間欠的に投与または摂取してもよい。   The dosage or intake of the promoter of the present invention is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and the effectiveness of the components contained, the dosage form, the administration route, and the type of disease Depending on the nature of the subject (weight, age, medical condition, presence or absence of use of other medicines, etc.) and the judgment of the doctor in charge, etc. are appropriately selected. The promoter of the present invention can be administered or ingested in 1 to several times a day, and may be intermittently administered or ingested once every several days or weeks.

(本発明の促進剤の用途)
本発明の促進剤は、アセチルコリンの減少、アセチルコリン受容体のクラスター形成能の低下が関与する疾患、例えば、以下の疾患の治療剤とすることができる。
(1)重症筋無力症
(2)筋萎縮性側索硬化症
(3)先天性筋ジストロフィー
(4)アルツハイマー病
(5)パーキンソン病
(Use of the accelerator of the present invention)
The promoter of the present invention can be used as a therapeutic agent for diseases associated with a decrease in acetylcholine and a decrease in acetylcholine receptor cluster-forming ability, for example, the following diseases.
(1) Myasthenia gravis
(2) Amyotrophic lateral sclerosis
(3) Congenital muscular dystrophy (4) Alzheimer's disease (5) Parkinson's disease

(アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリン除去カラム)
本発明の「アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリン除去カラム」とは、上記記記載のアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリンを特異的に認識する抗体が充填されている。より詳しくは、SC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを特異的に認識する抗体が充填されたカラムである。
上記抗体を吸着する担体としては、特に限定されないが、セルロース系ゲル、デキストラン系ゲル、アガロース系ゲル、ポリアクリルアミド系ゲル、多孔質ガラス、ビニルポリマーゲル等の有機または無機の多孔体が使用でき、通常のアフィニティクロマトグラフィーに用いられる担体を使用することができる。
加えて、上記抗体を担体に結合及び/又は吸着させる方法としては、自体公知の物理的吸着法、化学的結合法又はこれらの併用等の公知の方法により行うことができる。
さらに、必要に応じて担体と上記抗体との間に任意の長さの分子(スペーサー)を導入することもできる。
非特異的反応等を抑制するために、抗体を固相化させた担体の表面又は内壁面に、ウシ血清アルブミン等、界面活性剤又は脱脂粉乳等を接触させ被覆させること等の公知の方法により処理して、ブロッキング処理を行ってもよい。
(Agrin removal column with acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity)
The “agrine removal column having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity” of the present invention is packed with an antibody that specifically recognizes agrin having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity described above. More specifically, the column is packed with an antibody that specifically recognizes SC2 type agrin and / or z0 type agrin.
The carrier for adsorbing the antibody is not particularly limited, and organic or inorganic porous materials such as cellulose gel, dextran gel, agarose gel, polyacrylamide gel, porous glass, and vinyl polymer gel can be used. A carrier used in ordinary affinity chromatography can be used.
In addition, the method for binding and / or adsorbing the antibody to a carrier can be performed by a known method such as a physical adsorption method, a chemical binding method or a combination thereof known per se.
Furthermore, if necessary, a molecule (spacer) of any length can be introduced between the carrier and the antibody.
In order to suppress non-specific reactions, etc., by a known method such as bovine serum albumin, surfactant, skim milk powder or the like is coated on the surface or inner wall of the carrier on which the antibody is immobilized. You may process and perform a blocking process.

本発明のカラムを体外循環用カラムとして用いる場合には、大きく次の二通りの方法がある。一つには、体内から取り出した血液を遠心分離機もしくは膜型血漿分離器を使用して、血漿成分と血球成分とに分離した後、血漿成分を該カラムに通過させ、SC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを除去した後、血球成分と合わせて体内にもどす方法であり、他の一つは、体内から取り出した血液を直接該カラムに通過させ、SC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを除去する方法である。
なお、重症筋無力症の治療方法の一つとして、単純血漿交換療法により、血漿中の抗アセチルコリン受容体抗体を除去する療法がある。本発明のカラムを用いた療法では、該、重症筋無力症の単純血漿交換療法を参考にして行うこともできる。
When the column of the present invention is used as an extracorporeal circulation column, there are roughly the following two methods. For example, after separating blood taken from the body into a plasma component and a blood cell component using a centrifuge or a membrane plasma separator, the plasma component is passed through the column, and SC2 type agrin and / or Alternatively, after removing z0-type agrin and returning it to the body together with the blood cell component, the other is to pass the blood taken from the body directly through the column, and to remove SC2 type agrin and / or z0 type agrin. It is a method of removing.
One method for treating myasthenia gravis is a therapy that removes anti-acetylcholine receptor antibodies in plasma by simple plasma exchange therapy. The therapy using the column of the present invention can be performed with reference to the simple plasma exchange therapy for myasthenia gravis.

(本発明のカラムの用途)
本発明のカラムは、アセチルコリンの減少、アセチルコリン受容体のクラスター形成能の低下が関与する疾患、例えば、以下の疾患の治療に使用することができると考えられる。
(1)重症筋無力症
(2)筋萎縮性側索硬化症
(3)先天性筋ジストロフィー
(4)アルツハイマー病
(5)パーキンソン病
(Use of the column of the present invention)
It is considered that the column of the present invention can be used for the treatment of diseases involving reduction of acetylcholine and a decrease in the ability to form acetylcholine receptor clusters, for example, the following diseases.
(1) Myasthenia gravis
(2) Amyotrophic lateral sclerosis
(3) Congenital muscular dystrophy (4) Alzheimer's disease (5) Parkinson's disease

{重症筋無力症(MG)}
MGでは抗nAChR抗体によって引き起こされる補体介在性シナプス後膜破壊と、それに伴うnAChR数の減少が病態の原因であり、これにより神経筋伝達障害が起きている。
すなわち、本発明の促進剤をMG患者に投与すること又は本発明のカラムによりMG患者からSC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを除去することにより、少ないnAChRの発現量でも、アセチルコリンが効率的にnAChRに結合することができるので、重症筋無力症の治療効果があると考えられる。
{Myasthenia gravis (MG)}
In MG, complement-mediated post-synaptic membrane disruption caused by anti-nAChR antibodies and concomitant decrease in nAChR number cause the pathophysiology, which causes neuromuscular transmission impairment.
That is, by administering the promoter of the present invention to an MG patient or removing SC2 type agrin and / or z0 type agrin from an MG patient by the column of the present invention, acetylcholine is efficiently produced even with a small expression amount of nAChR. Since it can bind to nAChR, it is considered to have a therapeutic effect on myasthenia gravis.

{筋萎縮性側索硬化症(ALS)}
筋萎縮性側索硬化症は、運動ニューロンの変性や萎縮、骨格筋の麻痺を主徴とする進行性神経変性病の一つである。また、ALSのモデルマウスであるSODマウスでは病態の末期においてアグリン発現量の低下が見られることが報告されている(Dobrowolny, G., Giacinti, C., Pelosi, L., Nicoletti, C., Winn, N., Barberi, L., Molinaro, M., Rosenthal, N., and Musaro, A. (2005). Muscle expression of a local Igf-1 isoform protects motor neurons in an ALS mouse model. J. Cell Biol. 168, 193-199)。
すなわち、本発明の促進剤をALS患者に投与すること又は本発明のカラムによるALS患者からSC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを除去することにより、少ないアグリンの発現量でも、アセチルコリンが効率的にnAChRに結合することができるので、筋萎縮性側索硬化症の治療効果があると考えられる。
{Amyotrophic lateral sclerosis (ALS)}
Amyotrophic lateral sclerosis is one of the progressive neurodegenerative diseases characterized by motor neuron degeneration and atrophy and skeletal muscle paralysis. In addition, it has been reported that SOD mice, which are ALS model mice, show a decrease in agrin expression at the end of the pathological state (Dobrowolny, G., Giacinti, C., Pelosi, L., Nicoletti, C., Winn, N., Barberi, L., Molinaro, M., Rosenthal, N., and Musaro, A. (2005). Muscle expression of a local Igf-1 isoform protects motor neurons in an ALS mouse model. Biol. 168, 193-199).
That is, by administering the promoter of the present invention to an ALS patient or removing SC2 type agrin and / or z0 type agrin from an ALS patient using the column of the present invention, acetylcholine is efficiently produced even with a small amount of agrin expressed. Since it can bind to nAChR, it is considered to have a therapeutic effect on amyotrophic lateral sclerosis.

{先天性筋ジストロフィー(congenital muscular dystrophy; CMD)}
先天性筋ジストロフィーは乳幼児期に筋力低下、関節拘縮、運動発達遅滞で発症し、筋病理で壊死と再生所見を認める筋ジストロフィーの総称で、中枢神経症状を合併する福山型 (Fukuyama CMD; FCMD)と、中枢神経症状を呈さない非福山型 (non-FCMD) に大別されている。non-FCMDの中には筋線維に発現するラミニンのα2鎖を指令する遺伝子LAMA2の変異によって起きるものがあり、CMDのモデルマウスはヒトのラミニン2欠損型先天性筋ジストロフィーと似た症状を呈する。この疾患での筋線維の変性は、基底膜構造に必要な1次ラミニン骨格の形成ができず、筋基底膜とジストロフィン-糖タンパク質複合体 (dystrophin-glycoprotein complex; DGC) との結合、または筋基底膜とインテグリン類との結合が失われるためと考えられている。このCMDモデルマウスにz-型のミニ・アグリンcDNAを組み込んだアデノ随伴ウイルスを腹腔内注射すると、ミニ・アグリンが基底膜およびDGCの一要素であるα-DGに結合し、ミニ・アグリンが仲介するα-DGとラミニンのα5鎖の安定化機構によって、筋病態を改善したという報告がある (Moll, J., Barzaghi, P., Lin, S., Bezakova, G., Lochmuller, H., Engvall, E., Muller, U., and Ruegg, M. A. (2001). An agrin minigene rescues dystrophic symptoms in a mouse model for congenital muscular dystrophy. Nature 413, 302-307.)。
すなわち、本発明の促進剤をCMD患者に投与すること又は本発明のカラムによるCMD患者からSC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを除去することにより、少ないアグリンの発現量でも、アセチルコリンが効率的にnAChRに結合することができるので、先天性筋ジストロフィーの治療効果があると考えられる。
{Congenital muscular dystrophy (CMD)}
Congenital muscular dystrophy is a general term for muscular dystrophy that develops in the early childhood due to muscle weakness, joint contracture, and motor developmental delay. It is roughly classified into non-FCMD, which does not show CNS symptoms. Some non-FCMDs are caused by mutations in the gene LAMA2, which directs the α2 chain of laminin expressed in muscle fibers, and CMD model mice exhibit symptoms similar to those of human laminin-2 deficient congenital muscular dystrophy. Degeneration of muscle fibers in this disease fails to form the primary laminin skeleton required for the basement membrane structure, and the binding of the muscle basement membrane to the dystrophin-glycoprotein complex (DGC) or muscle This is thought to be because the binding between the basement membrane and integrins is lost. When intraperitoneal injection of adeno-associated virus incorporating z-type mini-agrin cDNA into this CMD model mouse, mini-agrin binds to α-DG, which is a component of the basement membrane and DGC, and mediated by mini-agrin Reported that the pathogenesis of muscle was improved by the stabilization mechanism of α-DG and laminin α5 chain (Moll, J., Barzaghi, P., Lin, S., Bezakova, G., Lochmuller, H., Engvall, E., Muller, U., and Ruegg, MA (2001). An agrin minigene rescues dystrophic symptoms in a mouse model for congenital muscular dystrophy. Nature 413, 302-307.).
That is, by administering the promoter of the present invention to a CMD patient or removing SC2 type agrin and / or z0 type agrin from a CMD patient using the column of the present invention, acetylcholine is efficiently produced even with a small amount of agrin expression. Since it can bind to nAChR, it is considered to have a therapeutic effect on congenital muscular dystrophy.

アルツハイマー病は、中枢性アセチルコリン受容体伝達障害が原因であることが知られており。パーキンソン病は、中枢性ドーパミン伝達障害が原因であることが知られている。よって、本発明の促進剤をアルツハイマー病又はパーキンソン病患者に投与すること又は本発明のカラムによる該患者の血液からSC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを該患者から除去することにより、治療効果があると考えられる。   Alzheimer's disease is known to be caused by impaired central acetylcholine receptor transmission. Parkinson's disease is known to be caused by impaired central dopamine transmission. Therefore, by administering the promoter of the present invention to a patient with Alzheimer's disease or Parkinson's disease or removing SC2 type agrin and / or z0 type agrin from the patient's blood by the column of the present invention from the patient, the therapeutic effect is obtained. It is believed that there is.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。しかし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(アグリンのスプライシング・バリアントのcDNAクローニング及びそのタンパク質の発現)
本実施例では、哺乳動物の例としてマウス神経組織と神経筋組織に由来する種々の培養細胞株を用いてアグリンのスプライシング・バリアントのcDNAクローニングによる同定とそのタンパク質発現実験を行った。詳細は、以下の通りである。
(Clone cloning of agrin splicing variant and expression of its protein)
In this example, as an example of a mammal, various cultured cell lines derived from mouse neural tissue and neuromuscular tissue were used to identify agrin splicing variants by cDNA cloning and to perform protein expression experiments thereof. Details are as follows.

(1)細胞培養
マウス筋芽細胞由来培養細胞株C2C12は、American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA) より購入した。マウス運動ニューロン由来細胞株NSC-34は、田平武博士 (国立長寿医療センター研究所) より供与を受けた。C2C12細胞、NSC-34細胞およびサル腎線維芽細胞由来COS-7細胞の維持培養液には、Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM; GIBCO BRL, Grand Island, NY, USA) に10%ウシ胎児血清 (fetal bovine serum; FBS; GIBCO BRL)、ペニシリン100 units/ml (GIBCO BRL) 及びストレプトマイシン100 μg/ml (GIBCO BRL) を加えて使用した。継代時には培養液を吸引除去し、付着細胞をMg2+, Ca2+含有ハンクス平衡緩衝塩溶液 (Hanks' balanced salt solution; HBSS; GIBCO BRL) で洗浄し、0.25%トリプシン、1 mMエチレンジアミン四酢酸を含むMg2+, Ca2+不含HBSS (GIBCO BRL) を加え、CO2インキュベーター (37℃,5% CO2; BNA-111; TABAI ESPEC, 大阪) 内で10分間反応させた。
剥離した細胞を回収後、1500 rpm,20℃で5分遠心した。上清を吸引除去した後、新たな培養液に浮遊させ、細胞数を5×104cells/ml に調製し、そのうち5 mlを培養フラスコに播種し、CO2インキュベーター (37℃,5% CO2) で培養した。培養液は3日ごとに交換し、1週間で継代した。
マウス神経芽細胞腫×マウス線維芽細胞雑種細胞株N1E-115細胞 (Amano et al., 1972) は、DMEMに最終濃度が5%ウシ胎児血清 (fetal calf serum; FCS; GIBCO BRL)、1 mM ヒポキサンチン、0.16 mM d-チミジン、0.01 mM アミノプテリンになるように加えた培養液を用いて継代培養した。
上記の培養に加えて,C2C12細胞の分化誘導も行った。継代後2日目に培養液を吸引除去し、分化誘導用に調製した2%ウマ血清 (horse serum; HS; GIBCO BRL) を含むDMEMと置き換えた。さらに4日間、CO2インキュベーター (37℃,5% CO2) で培養した。
(1) Cell culture Mouse myoblast-derived cultured cell line C2C12 was purchased from the American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA). Mouse motor neuron-derived cell line NSC-34 was provided by Dr. Takeshi Tahira (National Institute for Longevity Medicine). C2C12 cells, NSC-34 cells, and monkey kidney fibroblast-derived COS-7 cells were maintained in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM; GIBCO BRL, Grand Island, NY, USA) with 10% fetal bovine serum (fetal bovine serum; FBS; GIBCO BRL), penicillin 100 units / ml (GIBCO BRL) and streptomycin 100 μg / ml (GIBCO BRL) were used. During passage, the culture medium is removed by aspiration, and adherent cells are washed with Hank's balanced salt solution (HBSS; GIBCO BRL) containing Mg 2+ and Ca 2+ , 0.25% trypsin, 1 mM ethylenediamine Mg 2+ and Ca 2+ -free HBSS (GIBCO BRL) containing acetic acid were added and reacted for 10 minutes in a CO 2 incubator (37 ° C., 5% CO 2 ; BNA-111; TABAI ESPEC, Osaka).
The detached cells were collected and centrifuged at 1500 rpm and 20 ° C. for 5 minutes. After removing the supernatant by aspiration, it is suspended in a new culture solution, and the number of cells is adjusted to 5 × 10 4 cells / ml. 5 ml of the cell is inoculated into a culture flask, and a CO 2 incubator (37 ° C., 5% CO 2). It was cultured in 2 ). The culture medium was changed every 3 days and subcultured in 1 week.
Mouse neuroblastoma x mouse fibroblast hybrid cell line N1E-115 cells (Amano et al., 1972), final concentration of 5% fetal calf serum (FCS; GIBCO BRL), 1 mM in DMEM Subculture was performed using a culture solution added so as to be hypoxanthine, 0.16 mM d-thymidine, and 0.01 mM aminopterin.
In addition to the above culture, differentiation induction of C2C12 cells was also performed. On day 2 after passage, the culture medium was removed by aspiration and replaced with DMEM containing 2% horse serum (HS; GIBCO BRL) prepared for differentiation induction. The cells were further cultured for 4 days in a CO 2 incubator (37 ° C, 5% CO 2 ).

(2)Total RNAの抽出
成体マウス (C57BL/6,BALB/c) をネンブタール腹腔内注射により深く麻酔し、頚椎脱臼の後、頚動脈をはさみで切り脱血させた。摘出した脳、脊髄をMg2+, Ca2+不含リン酸緩衝生理食塩水{phosphate-buffered saline (−); PBS(−)}}で洗浄し、組織片30 mgに600 μlのLysis Solutionを加え、テフロンホモジナイザーを用いて組織懸濁液を得た。 また、NSC-34およびN1E-115細胞は、60 mm培養皿 (IWAKI) にそれぞれ3×104cells/mlで細胞をまき、CO2インキュベーター (37℃,5% CO2)で4日間培養後にPBS (−) で洗浄し細胞を回収した。未分化型C2C12細胞は、60 mm培養皿で1×104cells/mlで細胞をまいて3日間培養し、同様に細胞を回収した。分化型C2C12細胞は、未分化型と同様に細胞をまき、3日間の通常培養と4日間の分化誘導後に回収した。いずれの細胞も、Lysis Solution 350 μlを加えて溶解した。
上記の組織懸濁液と細胞溶解液からtotal RNA 抽出/精製 Kit Mini (Agilent Technologies CA, USA) を使用して以下の通りにtotal RNAを抽出した。
Lysis Solution 350 μlを加えて溶解した組織懸濁液と細胞溶解液全量をMini Prefiltrationで遠心 (16000 × g,3分,20℃) して、上清 350 μlを70% エタノール (Amresco, OH, USA) 350 μlと混合した。エタノール/Lysis Solution 混合液700 μlをMini Isolation Columnで遠心 (16000 × g,30秒,20℃) して濾過液を廃棄し、Wash Solution 500 μlを用いて遠心 (16000 × g,30秒,20℃) してカラムの洗浄を2度行い、遠心 (16000 × g,2分,20℃) した。蒸留水 (distilled water; DW) 30 μlを加え1分間静置した。16000 × g,1分,20℃で遠心にかけRNAを溶出した。
得られたサンプルに混入したDNAを除くためにDNA分解処理を行った。反応液は全量50 μlで、各Total RNAサンプル0.4-1 μg、40 mM Tris-HCl (pH 7.5)、8 mM MgCl2、5 mM ジチオトレイトール、DNase I 2.5 unitを含んだ。37℃、10分間の反応後、フェノール・クロロホルム処理、ジエチルエーテル処理し、エタノール沈殿した。RNAは最終的にDW 11μlに溶解し、UV分光光度計 (Nano Drop Technologies) を用いて濃度を測定した。
(2) Extraction of total RNA Adult mice (C57BL / 6, BALB / c) were deeply anesthetized by intraperitoneal injection of Nembutal. After dislocation of the cervical vertebrae, the carotid artery was cut with scissors to remove blood. The excised brain and spinal cord were washed with Mg 2+ , Ca 2+ -free phosphate buffered saline (phosphate-buffered saline (−); PBS (−)}), and 600 μl of Lysis Solution was added to 30 mg of tissue pieces. And a tissue suspension was obtained using a Teflon homogenizer. NSC-34 and N1E-115 cells are seeded at 3 × 10 4 cells / ml in a 60 mm culture dish (IWAKI) and cultured for 4 days in a CO 2 incubator (37 ° C, 5% CO 2 ). The cells were collected by washing with PBS (−). Undifferentiated C2C12 cells were cultured in a 60 mm culture dish at 1 × 10 4 cells / ml for 3 days, and the cells were collected in the same manner. Differentiated C2C12 cells were seeded in the same manner as undifferentiated cells, and collected after normal culture for 3 days and differentiation induction for 4 days. All cells were lysed by adding 350 μl of Lysis Solution.
Total RNA was extracted from the above tissue suspension and cell lysate using total RNA extraction / purification Kit Mini (Agilent Technologies CA, USA) as follows.
Lysis Solution 350 μl added and lysed tissue suspension and total volume of cell lysate are centrifuged by Mini Prefiltration (16000 × g, 3 min, 20 ° C), and 350 μl of supernatant is diluted with 70% ethanol (Amresco, OH, USA) mixed with 350 μl. Centrifuge 700 µl of ethanol / Lysis Solution mixture in a Mini Isolation Column (16000 × g, 30 seconds, 20 ° C), discard the filtrate, and centrifuge with Wash Solution 500 µl (16000 × g, 30 seconds, 20 The column was washed twice and centrifuged (16000 × g, 2 minutes, 20 ° C.). Distilled water (DW) 30 μl was added and allowed to stand for 1 minute. The RNA was eluted by centrifugation at 16000 xg for 1 minute at 20 ° C.
In order to remove DNA mixed in the obtained sample, DNA degradation treatment was performed. The total amount of the reaction solution was 50 μl, and each total RNA sample 0.4-1 μg, 40 mM Tris-HCl (pH 7.5), 8 mM MgCl 2 , 5 mM dithiothreitol, DNase I 2.5 unit was contained. After reaction at 37 ° C. for 10 minutes, phenol / chloroform treatment, diethyl ether treatment and ethanol precipitation were carried out. RNA was finally dissolved in 11 μl of DW, and the concentration was measured using a UV spectrophotometer (Nano Drop Technologies).

(3)逆転写酵素‐ポリメラーゼ連鎖反応
C57BL/6マウスの脊髄、BALB/cマウスの全脳、N1E-115細胞、NSC-34細胞、未分化型C2C12細胞および分化型C2C12細胞から抽出したtotal RNAから、Transcriptor First Strand cDNA Synthesis Kit (Roche Applied Science, Mannheim, Germany) を使用して相補DNA (complementary DNA; cDNA) を合成した。
反応液は全量20 μlで、各total RNA 0.4-1 μg,50 mM Tris-HCl (pH 8.5),30 mM KCl,8 mM MgCl2,60 μM Random Hexamer Primer,RNase Inhibitor 20 unit,10 mM dNTPs,AMV (Avian myeloblastosis virus) 逆転写酵素10 unitを混ぜて、25℃で10分、さらに50℃で1 時間反応させ、DW 180 μlを加えて使用時まで−80 °Cで保存した。
マウス・アグリン遺伝子の塩基配列に基づいて4種類のプライマー (AgAFw,AgBFw,AgCRv,及びAgDRv; 参照:表2) を合成した。調整した各cDNAを鋳型として、1 × 添付のbuffer,0.4 mM dNTPs,0.3 μM AgAFwプライマー,0.3 μM AgDRvプライマー,cDNAサンプル1 μl,KOD FX DNAポリメラーゼ1.0 unitを含む反応液でPCRを施行した。94℃で2分間熱変性の後、熱変性 (98℃,10秒)、アニーリング (60.4℃,30秒)、伸長 (68℃,1分) の反応サイクルを20回繰り返した。さらに,得られた反応産物1 μlを再度同じ組成の反応液に加えて同様の反応を25サイクル行った。得られたPCR産物は1%アガロースゲルの電気泳動で分離し、エチジウムブロマイド溶液 (1 μg/ml) にて染色後、UVサンプル撮影装置 (FAS-III; TOYOBO, 大阪) を用いて観察、記録した。
(3) Reverse transcriptase-polymerase chain reaction
Transcriptor First Strand cDNA Synthesis Kit (Roche) from total RNA extracted from spinal cord of C57BL / 6 mice, whole brain of BALB / c mice, N1E-115 cells, NSC-34 cells, undifferentiated C2C12 cells and differentiated C2C12 cells Complementary DNA (cDNA) was synthesized using Applied Science, Mannheim, Germany.
The total volume of the reaction solution is 20 μl, each total RNA 0.4-1 μg, 50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 30 mM KCl, 8 mM MgCl 2 , 60 μM Random Hexamer Primer, RNase Inhibitor 20 unit, 10 mM dNTPs, AMV (Avian myeloblastosis virus) reverse transcriptase (10 units) was mixed, reacted at 25 ° C. for 10 minutes and further at 50 ° C. for 1 hour, added with 180 μl of DW and stored at −80 ° C. until use.
Four types of primers (AgAFw, AgBFw, AgCRv, and AgDRv; see Table 2) were synthesized based on the base sequence of the mouse agrin gene. Using each prepared cDNA as a template, PCR was performed with a reaction solution containing 1 × attached buffer, 0.4 mM dNTPs, 0.3 μM AgAFw primer, 0.3 μM AgDRv primer, 1 μl cDNA sample, and 1.0 unit of KOD FX DNA polymerase. After heat denaturation at 94 ° C. for 2 minutes, the reaction cycle of heat denaturation (98 ° C., 10 seconds), annealing (60.4 ° C., 30 seconds), and extension (68 ° C., 1 minute) was repeated 20 times. Furthermore, 1 μl of the obtained reaction product was again added to the reaction solution having the same composition, and the same reaction was performed for 25 cycles. The obtained PCR product was separated by electrophoresis on a 1% agarose gel, stained with ethidium bromide solution (1 μg / ml), and then observed and recorded using a UV sampler (FAS-III; TOYOBO, Osaka). did.

(4)cDNAクローンの単離
上記(3)のRT-PCRの反応産物を電気泳動し、0.9-1.1 kbのDNA断片をGENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC, Irvine, CA, USA) を用いてゲルから回収した。精製したDNA断片は、rTaq (TaKaRa, 滋賀) を含む溶液中{10 mM Tris-HCl (pH 8.3),50 mM KCl,1.5 mM MgCl2,0.25 mM dNTPs,0.25 μM A1 AgBFw,0.25 μM AgCRvプライマー,rTaq 0.25 unit,cDNAサンプル30 μl}で72℃、10分間反応させ、A付加反応を施した。この反応液からMin Elute PCR Purification Kit (QIAGEN) を用いてDNA断片を精製し、DW 10 μlに溶解した。回収したDNA断片1 μlにSalt Solution (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA ) 0.5 μl、pCR 2.1-TOPO (Invitrogen) 0.5 μlを混ぜ、室温で30分、続いて4℃で6時間連結反応を行った。さらに、各反応液に大腸菌TOP10株コンピテントセル25 μlを加え氷上で30分間、続いて42℃で30秒反応させた後、SOC培地250 μlを加え37℃で1時間振とう培養した。
この溶液を5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactoside (X-gal; 8 mg/ml) を塗布したアンピシリン (50 μl/ml) 含有LB寒天培地に60 μlずつ播いて37℃で12時間培養した。
次に、出現したコロニーから白色のものを選び、cDNAが組込まれていることを確認するため、プラスミドを以下の通りに抽出した。白色コロニーをアンピシリン (50 μl/ml) 含有LB液体培地5 mlを加えたチューブに入れ、37℃,200 rpmで振とう培養した。12時間後、培養液を3000 rpm、10分遠心して集菌し、得られた菌体をRNase I (10 mg/ml) を含むBuffer P1 250 μlで懸濁し、別のチューブに移した。そこに、Buffer P2 250 μlを加えて転倒混和し、直後にBuffer N3 350 μlを加えて再度転倒混和した後、13000 rpmで10分間遠心した。得られた上清をQIAprep spin columnに移し13000 rpmで1分間遠心し、濾液を除去した。この後、Buffer PB 500 μlを加えて13000 rpmで1分間遠心し濾液を捨て、Buffer PE 750 μlを加えて13000 rpmで1分間遠心し濾液を捨て、さらに13000 rpmで1分間遠心し残液を除いた。QIAprep spin columnを別のチューブに移してDW 50 μl加え室温で1分間静置し、13000 rpm,1分間の遠心でプラスミド溶液を得た。DNA濃度はUV分光光度計 (Nano Drop Technologies) にて測定した。
(4) Isolation of cDNA clone The RT-PCR reaction product of (3) above was electrophoresed, and the 0.9-1.1 kb DNA fragment was gelled using GENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC, Irvine, CA, USA). Recovered from. The purified DNA fragment was prepared in a solution containing rTaq (TaKaRa, Shiga) {10 mM Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl 2 , 0.25 mM dNTPs, 0.25 μM A1 AgBFw, 0.25 μM AgCRv primer, rTaq 0.25 unit, cDNA sample 30 μl} was reacted at 72 ° C. for 10 minutes, and A addition reaction was performed. From this reaction solution, a DNA fragment was purified using Min Elute PCR Purification Kit (QIAGEN) and dissolved in 10 μl of DW. 1 μl of the recovered DNA fragment was mixed with 0.5 μl of Salt Solution (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) and 0.5 μl of pCR 2.1-TOPO (Invitrogen), followed by ligation reaction at room temperature for 30 minutes and then at 4 ° C. for 6 hours. . Further, 25 μl of E. coli TOP10 strain competent cells were added to each reaction solution and reacted on ice for 30 minutes and subsequently at 42 ° C. for 30 seconds. Then, 250 μl of SOC medium was added and cultured with shaking at 37 ° C. for 1 hour.
Pour 60 μl of this solution on LB agar medium containing ampicillin (50 μl / ml) coated with 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactoside (X-gal; 8 mg / ml). The cells were cultured at 37 ° C for 12 hours.
Next, white colonies were selected from the appearing colonies, and the plasmid was extracted as follows in order to confirm that the cDNA was integrated. White colonies were placed in a tube containing 5 ml of LB liquid medium containing ampicillin (50 μl / ml) and cultured with shaking at 37 ° C. and 200 rpm. After 12 hours, the culture was collected by centrifugation at 3000 rpm for 10 minutes, and the resulting cells were suspended in 250 μl of Buffer P1 containing RNase I (10 mg / ml) and transferred to another tube. Thereto, 250 μl of Buffer P2 was added and mixed by inversion. Immediately after that, 350 μl of Buffer N3 was added and mixed again by inversion, followed by centrifugation at 13000 rpm for 10 minutes. The obtained supernatant was transferred to a QIAprep spin column and centrifuged at 13000 rpm for 1 minute to remove the filtrate. After this, add 500 μl Buffer PB, centrifuge at 13000 rpm for 1 minute, discard the filtrate, add 750 μl Buffer PE, centrifuge at 13000 rpm for 1 minute, discard the filtrate, and further centrifuge at 13000 rpm for 1 minute to remove the remaining liquid. Excluded. The QIAprep spin column was transferred to another tube, 50 μl of DW was added, allowed to stand at room temperature for 1 minute, and a plasmid solution was obtained by centrifugation at 13000 rpm for 1 minute. DNA concentration was measured with a UV spectrophotometer (Nano Drop Technologies).

(5)塩基配列決定
抽出した各プラスミドDNA 300 ngをABI PRISM BigDye Terminator v1.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) 添付の1 × Big Dye ver1.1 Reaction Mix, 1 × Big Dye Sequence Buffer, 0.8 μM 合成プライマー用いて、ダイデオキシ法により行った。反応産物をBigDye XTerminatorTM 精製キット (Applied Biosystems) により精製後、ABI PRISM 3130 Genetic Analyzer (Applied Biosystems) を用い、Sequence Scanner v1.0,DNA Sequencing AnalysisソフトウェアVersion 5.1を用いて塩基配列を決定した。
(5) Base sequence determination 300 ng of each extracted plasmid DNA was attached to the ABI PRISM BigDye Terminator v1.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) 1 x Big Dye ver1.1 Reaction Mix, 1 x Big This was performed by the dideoxy method using Dye Sequence Buffer, 0.8 μM synthetic primer. The reaction product was purified by BigDye XTerminator purification kit (Applied Biosystems), and the base sequence was determined using Sequence Scanner v1.0 and DNA Sequencing Analysis software Version 5.1 using ABI PRISM 3130 Genetic Analyzer (Applied Biosystems).

(6)データベース解析
日本DNAデータバンク (DNA Data Bank of Japan; DDBJ) のホームページにアクセスし、BLAST version 2. 2. 18を用いた。
(6) Database analysis We accessed the homepage of the DNA Data Bank of Japan (DDBJ) and used BLAST version 2.2.18.

(7)タンパク質発現用プラスミドの作製
(7−1)ミニ・アグリン (mini-agrin) cDNAの部分断片の調製
N1E-115細胞由来cDNA 1 μlを鋳型として、KOD FX DNAポリメラーゼ (TOYOBO) とそれぞれA1 AgEFw,AgGRvプライマーを用いて熱変性: 98℃,10秒、アニーリング: 62.2℃,30秒,伸長: 68℃,1分の各条件で35サイクル,B1 AgHFw,AgKRvプライマーを用いて熱変性: 98℃,10秒,アニーリング: 54.4℃,30秒,伸長: 68℃,1分の各条件で35サイクル,C1 AgBFw,AgNRvプライマーを用いて熱変性: 98℃,10秒,アニーリング: 57.3℃,30秒,伸長: 68℃,1分間の各条件で35サイクルPCRを行い、増幅したA1フラグメント 743 bp,B1フラグメント1275 bp,C1フラグメント879 bpをMin Elute PCR Purification Kit (QIAGEN, Hilden, Germany) を用いて精製した。
この精製したPCR産物全量についてrTaq (TaKaRa) を用いて調製した溶液 {10 mM Tris-HCl (pH 8.3),50 mM KCl,1.5 mM MgCl2,0.25 mM dNTPs,各0.25 μMの特異的プライマー,rTaq 0.25 unit,cDNAサンプル30 μl}}で72℃,10分間反応させ、各反応産物を再度Min Elute PCR Purification Kit (QIAGEN) を用いて精製し、DW 10 μlに溶解した。 AgEFw,AgGRvプライマー,AgHFw,AgKRvプライマー,AgBFw,AgNRvプライマーの各組合せで得られたDNA断片を本発明ではA1,B1,C1とした。
精製したA1,B1,C1の各DNA断片1 μlとSalt Solution (Invitrogen) 0.5 μl,pCR 2.1-TOPO (Invitrogen) 0.5 μlを混ぜ、室温で30分,4℃で6時間連結反応を行った。各連結反応産物に大腸菌TOP10株コンピテントセル25 μlを加え、氷上で30分間反応させた。その後42℃で30秒反応させ、SOC培地250 μlを加えて37℃で1時間振とう培養した。滅菌コンラージ棒でアンピシリン (50 μl/ml) 含有Luria-Bertani (LB) 寒天培地にX-gal (8 mg/ml) を塗りインキュベーターで乾かした。アンピシリン (50 μl/ml) 含有LB寒天培地に60 μlずつ播いて37 °Cで12時間培養した。プラスミドDNAは、上記(4)と同様に調製し (A2,B2,C2) とした。
(7) Preparation of plasmid for protein expression (7-1) Preparation of partial fragment of mini-agrin cDNA
Heat denaturation: 98 ° C, 10 seconds, annealing: 62.2 ° C, 30 seconds, extension: 68 ° C using 1 µl of cDNA derived from N1E-115 cells as a template and KOD FX DNA polymerase (TOYOBO) and A1 AgEFw and AgGRv primers, respectively. , 35 cycles under 1 minute conditions, heat denaturation with B1 AgHFw and AgKRv primers: 98 ° C, 10 seconds, annealing: 54.4 ° C, 30 seconds, extension: 68 ° C, 35 cycles under 1 minute conditions, C1 A1 fragment 743 bp, B1 fragment amplified by 35 cycles of PCR using AgBFw and AgNRv primers, heat denaturation: 98 ° C, 10 seconds, annealing: 57.3 ° C, 30 seconds, extension: 68 ° C, 1 minute The 1275 bp, C1 fragment 879 bp was purified using the Min Elute PCR Purification Kit (QIAGEN, Hilden, Germany).
Solution prepared using rTaq (TaKaRa) for this purified PCR product {10 mM Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl 2 , 0.25 mM dNTPs, each 0.25 μM specific primer, rTaq 0.25 unit, cDNA sample 30 μl}} was reacted at 72 ° C. for 10 minutes, and each reaction product was purified again using Min Elute PCR Purification Kit (QIAGEN) and dissolved in 10 μl of DW. In the present invention, DNA fragments obtained from each combination of AgEFw, AgGRv primer, AgHFw, AgKRv primer, AgBFw, and AgNRv primer were designated as A1, B1, and C1.
1 μl of each of the purified A1, B1, and C1 DNA fragments was mixed with 0.5 μl of Salt Solution (Invitrogen) and 0.5 μl of pCR 2.1-TOPO (Invitrogen), and ligation reaction was performed at room temperature for 30 minutes and at 4 ° C. for 6 hours. To each ligation reaction product, 25 μl of E. coli TOP10 strain competent cell was added and allowed to react on ice for 30 minutes. Thereafter, the mixture was reacted at 42 ° C. for 30 seconds, 250 μl of SOC medium was added, and cultured with shaking at 37 ° C. for 1 hour. X-gal (8 mg / ml) was applied to Luria-Bertani (LB) agar medium containing ampicillin (50 μl / ml) with a sterilized congeal rod and dried in an incubator. 60 μl each was plated on LB agar medium containing ampicillin (50 μl / ml) and cultured at 37 ° C. for 12 hours. Plasmid DNA was prepared in the same manner as (4) above (A2, B2, C2).

(7−2)ベクターの調製
pBluescript II KS (+) (pBSII KS(+); Stratagene) は、37℃、2時間EcoRVとXhoI,XhoIとBamHI,あるいはXbaIとSacIで消化した。切断されたプラスミドを、37℃,1時間バクテリア・アルカリホスファターゼ (bacterial alkaline phosphatase; BAP) で処理し、1%アガロースゲルで泳動後DEAEペーパーに吸着させて回収し、フェノール・クロロホルム処理、ジエチルエーテル処理、エタノール沈殿の後、50 μlのDWに溶解し、ベクターとして用いた。
pCR2.1-TOPO (Invitrogen) は、37℃、2時間XbaIとSacIで消化した。切断したプラスミドを、37℃、1時間BAP処理し、1%アガロースゲルで泳動した。DEAEペーパーに吸着させて回収し、フェノール・クロロホルム処理、ジエチルエーテル処理、エタノール沈殿の後、50 μlのDWに溶解し、これをベクターとして用いた。
pcDNA3.1 (+) (Invitrogen) は、37℃、2時間EcoRVとNotIで消化し、切断されたプラスミドを、37℃、1時間BAP処理し、1%アガロースゲルで泳動した。DEAEペーパーに吸着させ回収し、フェノール・クロロホルム処理、ジエチルエーテル処理、エタノール沈殿の後、50 μlのDWに溶解し、これをベクターとして用いた。
哺乳動物細胞発現用プラスミドpEF-BOS (京都大学大学院医学系研究科長田重一教授より供与された)は、37℃,1時間XbaIで消化し、その後37℃で1時間BAP処理した。フェノール・クロロホルム処理、ジエチルエーテル処理、エタノール沈殿の後、50 μlのDWに溶解した。このうちの20μlに、50 mM Tris-HCl (pH 7.5),100 mM NaCl,10 mM MgCl2,1 mM DTT,250 μM dNTPs,0.01 units/μl Klenow fragment of DNA polymerase Iとなるように加えて37℃、20分間反応させた。1%アガロースゲルで泳動した後、GENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC) を用いて回収し、これをベクターとして用いた。
(7-2) Preparation of vector
pBluescript II KS (+) (pBSII KS (+); Stratagene) was digested with EcoRV and XhoI, XhoI and BamHI, or XbaI and SacI for 2 hours at 37 ° C. Treat the cleaved plasmid with bacterial alkaline phosphatase (BAP) at 37 ° C for 1 hour, migrate on a 1% agarose gel, adsorb on DEAE paper, collect it, and treat with phenol / chloroform and diethyl ether After ethanol precipitation, it was dissolved in 50 μl of DW and used as a vector.
pCR2.1-TOPO (Invitrogen) was digested with XbaI and SacI for 2 hours at 37 ° C. The digested plasmid was treated with BAP at 37 ° C. for 1 hour and electrophoresed on a 1% agarose gel. It was adsorbed on DEAE paper and collected. After phenol / chloroform treatment, diethyl ether treatment and ethanol precipitation, it was dissolved in 50 μl of DW and used as a vector.
pcDNA3.1 (+) (Invitrogen) was digested with EcoRV and NotI for 2 hours at 37 ° C., and the cleaved plasmid was treated with BAP at 37 ° C. for 1 hour and electrophoresed on a 1% agarose gel. It was adsorbed on DEAE paper and collected, and after phenol / chloroform treatment, diethyl ether treatment and ethanol precipitation, it was dissolved in 50 μl of DW and used as a vector.
Mammalian cell expression plasmid pEF-BOS (provided by Professor Shigekazu Nagata, Graduate School of Medicine, Kyoto University) was digested with XbaI at 37 ° C. for 1 hour and then BAP-treated at 37 ° C. for 1 hour. After phenol / chloroform treatment, diethyl ether treatment and ethanol precipitation, the product was dissolved in 50 μl of DW. In addition to 20 μl, add 50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 100 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM DTT, 250 μM dNTPs, 0.01 units / μl Klenow fragment of DNA polymerase I The reaction was carried out at 20 ° C. for 20 minutes. After electrophoresis on a 1% agarose gel, it was recovered using GENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC) and used as a vector.

(7−3)ミニ・アグリンcDNAの構築
A2,B2,C2の各プラスミドDNAを100℃で10分間反応させ、このうち1 μlを鋳型としてA2プラスミドをT7とAgGRvプライマーで、B2プラスミドをAgHFwとM13revプライマーあるいはT7とAgKRvプライマーで、C2プラスミドをAgBFwとM13revプライマーでアニーリング温度52.2℃,20サイクルの条件で KOD FX ポリメラーゼ (TOYOBO) を用いて増幅し、Min Elute PCR Purification Kit (QIAGEN) を用いて精製し、DW 15.4 μlに溶解した。得られたDNA断片を順にA3,B3,B3',C3とした。
A3,B3,B3',C3の末端リン酸化を、1×Protruding End Kinase Buffer、T4 polynucleotide kinase 0.5-2 units/μl,1 mM ATPを含む反応液中で37℃で30分間行い、65℃,5分間の加熱によって停止させた。ここで得られたDNA断片をA4,B4,B4',C4とした。A4 1 μlとB4 1 μl,B4' 1 μlとC4 1 μlの組み合わせで混合し、それぞれにMighty mix 2 μl (TaKaRa) を加えて16℃で30分間連結反応を行い、反応産物をD1,E1とした。
さらに、D1を鋳型にT7とAgJRvプライマーで、E1を鋳型にT7とM13revプライマーでPCRを行った。アニーリング温度52℃、35サイクルの条件でKOD FXポリメラーゼ(TOYOBO) を用いた。反応液を1%アガロースゲルで電気泳動し、D1由来の1741 bp付近のバンド、E1由来の2344 bp付近のバンドをGENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC) を用いて回収し、それぞれD2,E2とした。D2は制限EcoRVとXhoIで、E2はXhoIとBamHIでそれぞれ消化し、1%アガロースゲルで電気泳動後、D2由来の1153 bp付近の断片、E2由来の1781 bp付近の断片をGENECLEAN II Kitで回収し、D3,E3とした。
D3断片1.5 μl、E3断片1.5 μlは、上記(7−2)で調製したEcoRVとXhoIで切断したpBSII-KS (+) 1 μl (25 ng)、XhoIとBamHIで切断したpBS2-KS (+) 1 μl (25 ng) とそれぞれ混ぜ、それぞれにMighty mix 2.5 μl (TaKaRa) を加えて連結反応を16℃、30分間行い、反応産物をそれぞれD4,E4とした。このD4,E4に50 mM MgCl2/10 mM CaCl2を100 μlと大腸菌SCS1株コンピテントセル100 μlを加えて、氷上で30分間反応させた。
その後42℃で1分間反応させ、SOC培地を250 μl加えて37℃で1時間反応させた。この溶液をアンピシリン (50 μl/ml) 含有LB寒天培地に60 μlずつ播いて、37℃で12時間培養した。得られたD4,E4の各コロニーからPlasmid DNA purification QIAprep spin Miniprep Kit (QIAGEN) を用いてプラスミド抽出し、このプラスミドをD5,E5とした。
D5をXbaIとXhoIで、E5をSacIとXhoIで消化し、1%アガロースゲルで電気泳動し、D5由来の1181 bp付近の断片、E5由来の947 bp付近の断片をGENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC) で回収し、それぞれD6,E6とした。D6断片1 μl、E6断片1 μl、及び上記(7−2)で作製したXbaIとSacIで切断したpCR2.1 vector 1 μl (25 ng) を混ぜ、さらにMighty mix 3 μl (TaKaRa) を加え、16℃で30分間連結反応を行い、反応産物をF1とした。このF1サンプルに大腸菌DH5α株のコンピテントセル (TaKaRa) 20 μlを加えて、氷上で30分間反応させ、42℃で、45秒間反応後、SOC培地を200 μl加えて37℃、200 rpmで1時間振とう培養した。この溶液をX-gal (8 mg/ml) 塗布アンピシリン (50 μl/ml) 含有LB寒天培地に60 μlずつ播いて37℃で12時間培養した。得られたF1のコロニーをPlasmid DNA purification QIAprep spin Miniprep Kit (QIAGEN) を用いてプラスミド抽出し、これをF2 とした。
F2プラスミドをEcoRVとSacIで消化し、1%アガロースゲルで電気泳動し、2092 bp付近の断片をDEAEペーパーに吸着した。これを1.5 M NaCl/10 mM Tris-HCl(pH 7.5)で溶出し、フェノール・クロロホルム抽出後、ジエチルエーテル処理、エタノール沈殿し、50 μlのDWに溶解した。得られたDNA断片をF3とした。
C末端側バリアントの各DNA断片をSacIとNotIで消化し、1%アガロースゲルで電気泳動した後、851-1108 bpの各バンドをGENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC) で回収した。それぞれのフラグメント1 μl、事前に作製したF3 1 μl、及びEcoRVとNotIとで切断したpcDNA 3.1ベクター1 μl (25 ng) を混ぜ、そこにMighty mix 3 μl (TaKaRa) を加えて混ぜて合わせ、16℃で30分間連結反応を行い、この反応産物をG1とした。このG1サンプルに大腸菌DH5α株のコンピテントセル (TaKaRa) 20 μlを加えて、氷上で30分間反応させ、42℃で45秒間反応後、SOC培地を200 μl加えて37℃、200 rpmで1時間振とう培養した。これをX-gal (8 mg/ml) を塗布したアンピシリン (50 μl/ml) 含有LB寒天培地に60 μlずつ播いて37℃で12時間培養した。得られたG1のコロニーをQIAprep spin Miniprep Kit (QIAGEN) を用いてプラスミド抽出し、これ発現プラスミドとした。
さらに,これらpcDA3.1 (+) に組込まれたcDNAを、さらにEcoRVとXhoIで切り出し、Klenow fragment of DNA polymerase I で末端を平滑化し、上記(7−2)で調製したpEF-BOSベクターに組込み、発現用プラスミドとして併用した。
(7-3) Construction of mini agrin cDNA
React each plasmid DNA of A2, B2, and C2 at 100 ° C for 10 minutes, 1 μl of which is used as a template, A2 plasmid is T7 and AgGRv primer, B2 plasmid is AgHFw and M13rev primer or T7 and AgKRv primer, C2 plasmid Was amplified with AgBFw and M13rev primer at an annealing temperature of 52.2 ° C. under 20 cycles using KOD FX polymerase (TOYOBO), purified using Min Elute PCR Purification Kit (QIAGEN), and dissolved in 15.4 μl of DW. The obtained DNA fragments were designated as A3, B3, B3 ′, and C3 in this order.
Terminal phosphorylation of A3, B3, B3 ′, C3 was performed at 37 ° C. for 30 minutes in a reaction solution containing 1 × Protruding End Kinase Buffer, T4 polynucleotide kinase 0.5-2 units / μl, 1 mM ATP, It was stopped by heating for 5 minutes. The DNA fragments obtained here were designated as A4, B4, B4 ′ and C4. Mix A4 1 μl and B4 1 μl, B4 ′ 1 μl and C4 1 μl, add Mighty mix 2 μl (TaKaRa) to each, perform ligation reaction at 16 ° C for 30 minutes, and mix reaction products with D1, E1 It was.
Further, PCR was performed with T7 and AgJRv primers using D1 as a template and T7 and M13rev primers using E1 as a template. KOD FX polymerase (TOYOBO) was used under conditions of an annealing temperature of 52 ° C. and 35 cycles. The reaction solution was electrophoresed on a 1% agarose gel, and a band near 1741 bp derived from D1 and a band near 2344 bp derived from E1 were collected using GENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC), and were designated as D2 and E2, respectively. . D2 is digested with restriction EcoRV and XhoI, and E2 is digested with XhoI and BamHI, respectively. After electrophoresis on 1% agarose gel, fragments near 1153 bp from D2 and fragments near 1781 bp from E2 are recovered with GENECLEAN II Kit. D3 and E3.
1.5 μl of D3 fragment and 1.5 μl of E3 fragment were prepared by pBSII-KS (+) 1 μl (25 ng) cleaved with EcoRV and XhoI prepared in (7-2) above, pBS2-KS (+) cleaved with XhoI and BamHI ) 1 μl (25 ng) each, Mighty mix 2.5 μl (TaKaRa) was added to each, ligation was performed at 16 ° C. for 30 minutes, and the reaction products were D4 and E4, respectively. To this D4, E4 50 mM MgCl 2/ 10 mM CaCl 2 was added to 100 [mu] l E. coli SCS1 strain competent cell 100 [mu] l, and reacted on ice for 30 minutes.
Thereafter, the mixture was reacted at 42 ° C. for 1 minute, 250 μl of SOC medium was added, and reacted at 37 ° C. for 1 hour. 60 μl of this solution was plated on LB agar medium containing ampicillin (50 μl / ml) and cultured at 37 ° C. for 12 hours. Plasmids were extracted from the obtained colonies of D4 and E4 using Plasmid DNA purification QIAprep spin Miniprep Kit (QIAGEN), and these plasmids were designated as D5 and E5.
D5 was digested with XbaI and XhoI, E5 was digested with SacI and XhoI, and electrophoresed on a 1% agarose gel, and a fragment near 1181 bp derived from D5 and a fragment near 947 bp derived from E5 were generated by GENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC ) To obtain D6 and E6, respectively. Mix 1 μl of D6 fragment, 1 μl of E6 fragment and XbaI prepared in (7-2) above and 1 μl (25 ng) of pCR2.1 vector cleaved with SacI, and then add Mighty mix 3 μl (TaKaRa). The ligation reaction was performed at 16 ° C. for 30 minutes, and the reaction product was designated as F1. Add 20 μl of E. coli DH5α competent cell (TaKaRa) to this F1 sample, react on ice for 30 minutes, react at 42 ° C for 45 seconds, add 200 μl of SOC medium, and add 1 μm at 37 ° C and 200 rpm. Cultured with shaking. 60 μl of this solution was plated on LB agar medium containing X-gal (8 mg / ml) -coated ampicillin (50 μl / ml) and cultured at 37 ° C. for 12 hours. The obtained F1 colonies were plasmid-extracted using Plasmid DNA purification QIAprep spin Miniprep Kit (QIAGEN), and this was designated as F2.
The F2 plasmid was digested with EcoRV and SacI, electrophoresed on a 1% agarose gel, and a fragment near 2092 bp was adsorbed on DEAE paper. This was eluted with 1.5 M NaCl / 10 mM Tris-HCl (pH 7.5), extracted with phenol / chloroform, treated with diethyl ether, precipitated with ethanol, and dissolved in 50 μl of DW. The obtained DNA fragment was designated as F3.
Each DNA fragment of the C-terminal variant was digested with SacI and NotI and electrophoresed on a 1% agarose gel, and then each band of 851-1108 bp was recovered with GENECLEAN II Kit (MP Biomedicals LLC). 1 μl of each fragment, 1 μl of F3 prepared in advance, and 1 μl (25 ng) of pcDNA 3.1 vector cleaved with EcoRV and NotI, add Mighty mix 3 μl (TaKaRa), mix and mix, A ligation reaction was performed at 16 ° C. for 30 minutes, and this reaction product was designated as G1. Add 20 μl of E. coli DH5α competent cell (TaKaRa) to this G1 sample, react on ice for 30 minutes, react for 45 seconds at 42 ° C, add 200 μl of SOC medium, and then at 37 ° C and 200 rpm for 1 hour. Cultured with shaking. 60 μl of this was plated on ampicillin (50 μl / ml) -containing LB agar medium coated with X-gal (8 mg / ml) and cultured at 37 ° C. for 12 hours. The obtained G1 colony was extracted with QIAprep spin Miniprep Kit (QIAGEN) to obtain an expression plasmid.
Furthermore, the cDNA incorporated into pcDA3.1 (+) was further excised with EcoRV and XhoI, the ends were blunted with Klenow fragment of DNA polymerase I, and incorporated into the pEF-BOS vector prepared in (7-2) above. And used as an expression plasmid.

(8)遺伝子導入
COS-7細胞を1×105cells/mlに調製し、そのうち2 mlを組織培養用6ウエルプレート (IWAKI) に播種し,CO2インキュベーター (37℃,5% CO2) で維持した。継代培養して1,2日後に培養液を吸引除去し、同量のDMEM-10% FBSに置き換えた。DMEM 97 μlとFuGENE 6 Transfection Reagent (Roche Applied Science) 3 μlを混ぜ、室温で5分間放置した後、上記(7−3)の各種ミニ・アグリンcDNAを組込んだ発現プラスミド 2 μgを混ぜ、室温で60分間反応させた。この混合液を1ウエルにつき100 μl加え、CO2インキュベーター (37℃,5% CO2) で培養した。
(8) Gene transfer
COS-7 cells were prepared at 1 × 10 5 cells / ml, 2 ml of which was seeded on a tissue culture 6-well plate (IWAKI) and maintained in a CO 2 incubator (37 ° C., 5% CO 2 ). One or two days after subculture, the culture medium was removed by suction and replaced with the same amount of DMEM-10% FBS. Mix 97 μl of DMEM and 3 μl of FuGENE 6 Transfection Reagent (Roche Applied Science), let stand for 5 minutes at room temperature, then mix 2 μg of expression plasmid incorporating various mini-agrin cDNAs described in (7-3) above. For 60 minutes. 100 μl of this mixture was added per well and cultured in a CO 2 incubator (37 ° C., 5% CO 2 ).

(9)発現タンパク質のイムノブロット解析
遺伝子導入から24時間後に、培養液を同量のFCS不含DMEMに置き換えた。さらに24時間CO2インキュベーター (37℃,5% CO2) で培養した後、上清を回収し、1500 rpm、20℃で5分間遠心した。得られた上清をさらに Microcon YM-10 (Millipore, Billerica, MA, USA) を用いて濃縮し、イムノブロットのサンプルとした。これを等量の2 × サンプルBuffer (Tris Base 282 mM,Tris-HCl 212 mM,146 nM lithium dodecyl sulfate,2.18 M Glycerol,1.02 mM EDTA,100 mM DTT,0.44 mM Serva Blue G250,0.35 mM Phenol Red,pH 8.4; Invitrogen) と混合し、95℃で5分加熱した。各サンプル5-15 μl (50 ng-3 μg) を4-12%SDSポリアクリルゲル電気泳動 (NuPAGE 4-12% Bis-Tris GelおよびNuPAGE MOPS SDS Running Buffer; Invitrogen) にて、200 Vで50分泳動した。泳動後のタンパク質はPVDFメンブレン (Invitrogen) に30 Vで60分かけて転写した。転写後のメンブレンは、3% BSAを含むトリス緩衝生理食塩水 (Tris-buffered saline; TBS; 20 mM Tris,150 mM NaCl, pH 7.5) に浸して室温で1時間ブロッキングした。続いて、0.05% Tween 20 (Bio-Rad Laboratories, CA, USA) を含むTBS (TTBS) でメンブレンを10分間ずつ3回洗浄した後、ウサギ抗アグリンポリクローナル抗体 (sc-25528; SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY, Santa Cruz, CA, USA) を1% BSAを含むTTBS (1% BSA-TTBS) で500倍希釈した溶液を用いて1次抗体反応を行った。4℃で1晩反応させた後、メンブレンを10分ずつ3回洗浄した後、HRP標識ヤギ抗ウサギIgG抗体 (MP Biomdicals, Inc.-Cappel Products, Costa Mesa, CA, USA) を50,000倍希釈した溶液で2次抗体反応を行った。室温で1時間反応させた後、メンブレンを10分間ずつ3回洗浄し、ECL Plus (GE Healthcare UK Ltd., Buckinghamshire, England) 試薬と室温で5分反応させた。シグナルの検出には、LAS-4000UVmini (Fujifilm, 東京) を使用した。検出方法はchemiluminescence,露出方法はprecisionに設定した。
(9) Immunoblot analysis of expressed protein 24 hours after gene introduction, the culture medium was replaced with the same amount of FCS-free DMEM. After further culturing in a CO 2 incubator (37 ° C., 5% CO 2 ) for 24 hours, the supernatant was collected and centrifuged at 1500 rpm and 20 ° C. for 5 minutes. The obtained supernatant was further concentrated using Microcon YM-10 (Millipore, Billerica, MA, USA) to obtain an immunoblot sample. Equal volume of 2 × Sample Buffer (Tris Base 282 mM, Tris-HCl 212 mM, 146 nM lithium dodecyl sulfate, 2.18 M Glycerol, 1.02 mM EDTA, 100 mM DTT, 0.44 mM Serva Blue G250, 0.35 mM Phenol Red, pH 8.4; Invitrogen) and heated at 95 ° C. for 5 minutes. 5-15 μl of each sample (50 ng-3 μg) on 4-12% SDS polyacryl gel electrophoresis (NuPAGE 4-12% Bis-Tris Gel and NuPAGE MOPS SDS Running Buffer; Invitrogen) at 50 V at 200 V Electrophoresis was performed. The protein after electrophoresis was transferred to a PVDF membrane (Invitrogen) at 30 V over 60 minutes. The membrane after transfer was immersed in Tris-buffered saline (Tris-buffered saline; TBS; 20 mM Tris, 150 mM NaCl, pH 7.5) containing 3% BSA and blocked at room temperature for 1 hour. Subsequently, the membrane was washed 3 times for 10 minutes with TBS (TTBS) containing 0.05% Tween 20 (Bio-Rad Laboratories, CA, USA), and then a rabbit anti-agrin polyclonal antibody (sc-25528; SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY, Santa Cruz, CA, USA) was subjected to a primary antibody reaction using a 500-fold diluted solution of TTBS containing 1% BSA (1% BSA-TTBS). After reacting overnight at 4 ° C, the membrane was washed 3 times for 10 minutes each and then diluted 50,000 times with HRP-labeled goat anti-rabbit IgG antibody (MP Biomdicals, Inc.-Cappel Products, Costa Mesa, CA, USA) A secondary antibody reaction was performed with the solution. After reacting at room temperature for 1 hour, the membrane was washed three times for 10 minutes each and reacted with ECL Plus (GE Healthcare UK Ltd., Buckinghamshire, England) reagent for 5 minutes at room temperature. LAS-4000UVmini (Fujifilm, Tokyo) was used for signal detection. The detection method was set to chemiluminescence, and the exposure method was set to precision.

(アグリン・バリアントのcDNAクローニングの結果)
C57BL/6脊髄、BALB/c全脳、N1E-115細胞、NSC-34細胞、未分化型C2C12細胞、分化型C2C12細胞からtotal RNAを抽出し、RT-PCRを行った。プライマーには、既知のアグリンmRNAの翻訳領域と3'側非翻訳領域の塩基配列に基づいて合成した。初回に使用したプライマーのセット (AgAFwとAgCRv;参照:表2) では非特異的増幅が高頻度で認められたため、さらに1組のプライマー(AgBFwとAgDRv; 参照:表2) を使用し、ネステッドPCRを行った。PCR産物を1%アガロースゲルで電気泳動したところ、全てのサンプルで800-1200 bpの範囲の複数のバンドが検出された (図1)。
増幅されたDNA断片の塩基配列を決定するために、PCR産物を組織、細胞ごとにアガロースゲルから回収し、pCR2.1-TOPOベクターに組込んだ。大腸菌コンピテントセルを形質転換し、X-galを塗布した寒天培地上で得られた白色コロニー6個を1つのプールとし、プラスミドDNAを抽出してPCRを行った。既知のz0型のアグリンから予想される916 bpよりも長い増幅産物を与えるプールを選択し、さらに個別のコロニーを同様に検索して目的とするcDNAクローンを得た。このような過程を経て最終的に、C57BL/6マウス脊髄から9個、BALB/cマウス全脳から7個、N1E-115細胞から6個、NSC-34細胞から2個、未分化型C2C12細胞から2個、分化型C2C12細胞から2個のcDNAクローンが得られた。挿入されたcDNAの塩基配列を決定し、BLAST version 2. 2. 18を用いてホモロジー検索を行った結果、いずれの配列も既知のマウス・アグリンと少なくとも部分的に一致した。
(Results of cDNA cloning of Agrin variant)
Total RNA was extracted from C57BL / 6 spinal cord, BALB / c whole brain, N1E-115 cells, NSC-34 cells, undifferentiated C2C12 cells, and differentiated C2C12 cells, and RT-PCR was performed. The primers were synthesized based on the known agrin mRNA translation region and the base sequence of the 3 ′ untranslated region. In the first set of primers (AgAFw and AgCRv; see: Table 2), non-specific amplification was observed at high frequency, so another set of primers (AgBFw and AgDRv; see: Table 2) was used and nested. PCR was performed. When the PCR product was electrophoresed on a 1% agarose gel, multiple bands in the range of 800-1200 bp were detected in all samples (FIG. 1).
In order to determine the base sequence of the amplified DNA fragment, the PCR product was collected from the agarose gel for each tissue and cell and incorporated into the pCR2.1-TOPO vector. E. coli competent cells were transformed, 6 white colonies obtained on an agar medium coated with X-gal were used as one pool, and plasmid DNA was extracted and PCR was performed. A pool that gave an amplification product longer than 916 bp expected from known z0-type agrin was selected, and individual colonies were similarly searched to obtain the desired cDNA clone. After this process, 9 C57BL / 6 mouse spinal cords, 7 BALB / c mouse whole brain, 6 N1E-115 cells, 2 NSC-34 cells, 2 undifferentiated C2C12 cells And 2 cDNA clones were obtained from differentiated C2C12 cells. As a result of determining the nucleotide sequence of the inserted cDNA and conducting a homology search using BLAST version 2.2.18, all the sequences were at least partially matched with known mouse agrin.

(アグリンmRNAの多様性の確認)
C57BL/6脊髄由来のPCR産物には、Z部位にエクソン挿入の無いz0型、24 bpのエクソン挿入のあるz8型、57 bpのエクソン挿入のあるz19型のcDNAクローンが含まれていた。これらの塩基配列は、既にHochらの報告{Hoch, W., Ferns, M., Campanelli, J. T., Hall, Z. W., and Scheller, R. H. (1993). Developmental regulation of highly active alternatively spliced forms of agrin. Neuron 11, 479-490.}しているスプライシング・バリアントと一致した。これらに加えて、新たな2種類のバリアントを見出した。一方のバリアントでは、これまでに35番目のイントロンがスプライシングを受けずに残存していた。このmRNAの場合、異なる終止コドンが現れるため、翻訳領域が既知のz0型よりも102 bp短くなるものであった (図4)。もう一方のバリアントは、30番目のイントロンの残存により途中で終止コドンが現れ、C末端側の翻訳領域が既知のz0型より543 bp短くなるものであった。これらのmRNAから予想されるタンパク産物は既知のアグリンのC末端と比較して86アミノ酸、233アミノ酸ずつ短くなることが推定された。特にSC2では、LG3ドメイン全体が欠落することが予想された (図3及び5)。本発明では、これらのタイプをSC1 (short C-terminal variant-1)、SC2 (short C-terminal variant-2) 型と命名した。さらにこれ以外にも、Z部位に24 bpエクソン挿入があり、かつイントロン残存のあるz8-SC2型のcDNAクローンを単離した。
またBALB/c 全脳由来のPCR産物からは、Z部位にエクソン挿入の無いz0型、57 bpのエクソン挿入のあるz19型、イントロン残存のあるSC2型、Z部位に57 bpエクソン挿入があり、かつイントロン残存のあるz19-SC2型を同定した。N1E-115細胞由来のPCR産物からZ部位にエクソン挿入の無いz0型、イントロン残存のあるSC2型を同定した。NSC-34細胞由来のPCR産物からZ部位にエクソン挿入の無いz0型を同定した。未分型C2C12細胞由来のPCR産物からZ部位にエクソン挿入の無いz0型、エクソン挿入が無くかつイントロン残存のあるz0-SC1型を同定した。分化型C2C12由来のPCR産物からZ部位にエクソン挿入の無いz0型を同定した (図2及び4)。
(Confirmation of diversity of agrin mRNA)
The PCR product derived from C57BL / 6 spinal cord contained z0 type without exon insertion at the Z site, z8 type with 24 bp exon insertion, and z19 type cDNA clone with 57 bp exon insertion. These nucleotide sequences have already been reported by Hoch et al. {Hoch, W., Ferns, M., Campanelli, JT, Hall, ZW, and Scheller, RH (1993) .Developmental regulation of highly active alternatively spliced forms of agrin. 11, 479-490.} Matched the splicing variant. In addition to these, we found two new variants. In one variant, so far the 35th intron has remained unspliced. In the case of this mRNA, since a different stop codon appears, the translation region was 102 bp shorter than the known z0 type (FIG. 4). The other variant had a stop codon due to the 30th intron remaining, and the C-terminal translation region was 543 bp shorter than the known z0 type. The protein products predicted from these mRNAs were estimated to be 86 amino acids and 233 amino acids shorter than the known C-terminal of agrin. SC2 in particular was expected to lack the entire LG3 domain (Figures 3 and 5). In the present invention, these types of SC1 (s hort C -terminal variant- 1 ), was designated SC2 (s hort C -terminal variant- 2 ) type. In addition, a z8-SC2 type cDNA clone having a 24 bp exon insertion at the Z site and having an intron remaining was isolated.
Moreover, from PCR products derived from BALB / c whole brain, there are z0 type without exon insertion at Z site, z19 type with 57 bp exon insertion, SC2 type with intron remaining, 57 bp exon insertion at Z site, And the z19-SC2 type with intron remaining was identified. From the PCR product derived from N1E-115 cells, z0 type without exon insertion at the Z site and SC2 type with intron remaining were identified. From the PCR product derived from NSC-34 cells, the z0 type without exon insertion at the Z site was identified. From the PCR product derived from undivided C2C12 cells, z0 type having no exon insertion at the Z site and z0-SC1 type having no exon insertion and intron remaining were identified. From the PCR product derived from differentiated C2C12, the z0 type without exon insertion at the Z site was identified (FIGS. 2 and 4).

(タンパク質発現結果)
今回得られたアグリン分子のスプライシング・バリアントがどのような生理機能に関与するのかを調べるために、タンパク質発現系を確立した。従来の研究報告に基づいて、N末端がLN型になるようにすると同時に、神経細胞接着分子やヘパリン結合成長因子が結合する8つのFSドメイン (follistatin-like domain)、2つのLEドメイン (laminin EGF-like domain)、1つのSEAドメイン (sperm protein enterokinase and agrin domain)、2つのS/T部位 (serine/threonine sites) を除いたミニ・アグリン構造をとるように、発現プラスミドを構築した (図5)。N1E-115細胞から抽出したtotal RNAからRT-PCRによって得られた3つのDNA断片をつなぎ合わせて、原報通りのミニ・アグリンのN末端側cDNAを発現プラスミドpEF-BOS に組込んだ。さらに、このC末端側にあたる z0,z8,z19,SC1,SC2型のcDNAとをつなぎ合わせることにより、各バリアントの最終的な発現プラスミドを構築した (図6)。
次に、ミニ・アグリンcDNAを組込んだプラスミドをCOS-7細胞に導入し、24-48時間後の培養上清を回収し、分泌型のミニ・アグリンが作られているか、イムノブロット法により検出を試みた。その結果、z0,z8,z19,SC2型のサンプルについて単一のバンドを検出した(図7)。z0,z8,z19,SC2型のミニ・アグリンの推定分子量は、それぞれ109 kDa,110 kDa,111 kDa,84 kDaであり、図7の各バンドから計測した分子量,113 kDa,113 kDa,116 kDa,88 kDaに近い値であった。
(Protein expression result)
In order to investigate what kind of physiological function the splicing variant of the agrin molecule obtained this time is involved in, we established a protein expression system. Based on previous research reports, N-terminal is made to be LN type, and at the same time, 8 FS domains (follistatin-like domain) to which neuronal adhesion molecules and heparin-binding growth factor bind, 2 LE domains (laminin EGF) -like domain), one SEA domain (sperm protein enterokinase and agrin domain), and two S / T sites (serine / threonine sites) excluding the expression structure of the expression plasmid (Fig. 5) ). Three DNA fragments obtained by RT-PCR were combined from total RNA extracted from N1E-115 cells, and the N-terminal cDNA of mini-agrin as originally reported was incorporated into the expression plasmid pEF-BOS. Furthermore, the final expression plasmids of each variant were constructed by ligating the cDNAs of z0, z8, z19, SC1, and SC2 types on the C-terminal side (FIG. 6).
Next, the plasmid containing the mini-agrin cDNA was introduced into COS-7 cells, and the culture supernatant after 24-48 hours was collected to check whether secreted mini-agrin was produced or not by immunoblotting. Attempted detection. As a result, a single band was detected for the z0, z8, z19, and SC2 type samples (FIG. 7). The estimated molecular weights of z0, z8, z19, and SC2 type mini agrins are 109 kDa, 110 kDa, 111 kDa, and 84 kDa, respectively, and the molecular weights measured from each band in FIG. 7 are 113 kDa, 113 kDa, and 116 kDa. The value was close to 88 kDa.

(各アグリンのアセチルコリン受容体クラスター形成能の評価)
上記実施例1で発現させた各アグリンのアセチルコリン受容体クラスター形成能又は阻害活性を確認した。詳細は、以下の通りである。
(Evaluation of acetylcholine receptor cluster formation ability of each agrin)
The acetylcholine receptor cluster forming ability or inhibitory activity of each agrin expressed in Example 1 was confirmed. Details are as follows.

(nACRクラスター形成の確認方法)
C2C12細胞を5×104cells/mlに調製し、組織培養用6ウエルプレート (IWAKI) の各ウエルに2 mlずつ播種し、CO2インキュベーター (37℃,5% CO2) で培養した。24時間後に2% HS-DMEMに交換し、4日間培養して分化させた。myotubeが確認されたウエルに0.2% BSA-PBS(−) に溶解した組換え型アグリン (Rat C-terminal Agrin; R&D SYSTEMS, Minneapolis, MN, USA) 単独、COS-7細胞の培養上清に分泌された各種ミニ・アグリン単独、又は組換え型アグリン (R&D SYSTEMS) とCOS-7細胞の培養上清に分泌された各種ミニ・アグリンとの混合物を添加した。陰性対照として、それぞれの溶解希釈液を添加した。
添加15時間後に培養上清を除去し、PBS(−)で洗浄後、3.7%ホルムアルデヒド (16% ultrapure formaldehyde methanol free; Polysciences, Eppelheim, Germany)-PBSを加え、細胞を室温で10分間固定した。1% BSA-PBS(−)で1分間ずつ3回洗浄した後、蛍光標識されたa-ブンガロトキシン (a-bungarotoxin; a-BuTX, Alexa Fluor 488 conjugate; Molecular Probes, Eugene, OR, USA) を最終濃度100 nMになるように添加し、遮光して室温で1時間反応させた。1% BSA-PBS(−)で5分間ずつ2回洗浄した後Propong Gold antifade regent (Molecular Probes) を添加して封入した。蛍光観察には、20倍対物レンズ、NIBAフィルターを装着した倒立型顕微鏡 (IX 71; OLYMPUS, 東京) を使用した。画像の取り込みには、DP71デジタルカメラ (OLYMPUS) と専用ソフトウェア (DP ControllerとDP Manager; OLYMPUS) を使用した。評価方法は、Alexa 488のシグナルが直径10 μm以上のもをnAChRクラスターと定義して数えた。各ウエルにつき5視野ずつ撮影し、視野毎にmyotube 1本あたりのnAChRクラスター数を計算し、1ウエルあたりの平均値を算出した。mock-trasfectionで得られた値を100%として、それに対する各サンプルの割合を百分率に換算した。有意差検定はTukey-Kramer検定により、有意水準を1%とした。
(Confirmation method of nACR cluster formation)
C2C12 cells were prepared at 5 × 10 4 cells / ml, seeded at 2 ml per well of a 6-well plate for tissue culture (IWAKI), and cultured in a CO 2 incubator (37 ° C., 5% CO 2 ). After 24 hours, the medium was replaced with 2% HS-DMEM and cultured for 4 days to be differentiated. Recombinant agrin (Rat C-terminal Agrin; R & D SYSTEMS, Minneapolis, MN, USA) dissolved in 0.2% BSA-PBS (-) alone in wells where myotube was confirmed, secreted into the culture supernatant of COS-7 cells The various mini-agrins alone or a mixture of recombinant agrin (R & D SYSTEMS) and various mini-agrins secreted into the culture supernatant of COS-7 cells was added. As a negative control, each lysis dilution was added.
15 hours after the addition, the culture supernatant was removed, washed with PBS (−), 3.7% formaldehyde (16% ultrapure formaldehyde methanol free; Polysciences, Eppelheim, Germany) -PBS was added, and the cells were fixed at room temperature for 10 minutes. After washing with 1% BSA-PBS (-) three times for 1 minute each, fluorescently labeled a-bungarotoxin (a-bungarotoxin; a-BuTX, Alexa Fluor 488 conjugate; Molecular Probes, Eugene, OR, USA) Was added to a final concentration of 100 nM and allowed to react at room temperature for 1 hour in the dark. After washing twice with 1% BSA-PBS (−) for 5 minutes, Propong Gold antifade regent (Molecular Probes) was added and encapsulated. For the fluorescence observation, an inverted microscope (IX 71; OLYMPUS, Tokyo) equipped with a 20 × objective lens and a NIBA filter was used. A DP71 digital camera (OLYMPUS) and dedicated software (DP Controller and DP Manager; OLYMPUS) were used to capture the images. In the evaluation method, Alexa 488 signals with a diameter of 10 μm or more were counted as nAChR clusters. Five fields of view were taken for each well, the number of nAChR clusters per myotube was calculated for each field, and the average value per well was calculated. The value obtained by mock-trasfection was taken as 100%, and the ratio of each sample to that was converted to percentage. Significance test was performed by Tukey-Kramer test with a significance level of 1%.

(各アグリンのアセチルコリン受容体クラスター形成能の評価)
COS-7細胞培養上清から回収したミニ・アグリンバリアントを分化誘導したC2C12細胞に添加した。添加15時間後にAlexa 488で蛍光標識されたa-BuTX を用いてnAChRの視覚化を試みた。クラスターはnAChRが集合した直径10μm以上の集合体と定義した。組換え型アグリン、z8型、及びz19型のミニ・アグリンを添加したC2C12細胞では、nAChRのクラスター形成が明瞭に観察された(図8A)。myotubeあたりのクラスター数は、mock-transfectionの値を100%とした場合、それぞれ835±21% (n=4),911±64% (n=4),859±103% (n=4) の値を示した(図8B)。これに対して、z0,SC2型のミニ・アグリンを添加したC2C12細胞では、ベクターのみ導入 (mock-transfection) したCOS-7細胞の上清と同様、nAChRのクラスター形成はほとんど観察されなかった(図8A)。myotubeあたりのクラスター数は、mock-transfectionと比べて、それぞれ89±21% (n=4)、106±30% (n=4) であった(図8B)。
次に、z0,SC2型のnAChRのクラスター形成阻害活性を検討した。mock-transfectionと組換え型アグリンとの混合物を添加した値686±77% (n=4) と比較して、z0型と組換え型アグリンとの混合物、及びSC2型と組換え型アグリンとの混合物ではそれぞれ430±24% (n=4)、498±55% (n=4) の値を示し、nAChRクラスター形成の有意な減少を確認した (p<0.01; 図9)。
(Evaluation of acetylcholine receptor cluster formation ability of each agrin)
The mini-agrine variant recovered from the COS-7 cell culture supernatant was added to the differentiation-induced C2C12 cells. At 15 hours after addition, visualization of nAChR was attempted using a-BuTX fluorescently labeled with Alexa 488. A cluster was defined as an aggregate of nAChR aggregated with a diameter of 10 μm or more. Cluster formation of nAChR was clearly observed in C2C12 cells to which recombinant agrin, z8 type, and z19 type miniagrin were added (FIG. 8A). The number of clusters per myotube is 835 ± 21% (n = 4), 911 ± 64% (n = 4), and 859 ± 103% (n = 4) when the mock-transfection value is 100%. Values are shown (FIG. 8B). In contrast, almost no cluster formation of nAChR was observed in C2C12 cells supplemented with z0 and SC2 type mini-agrins, similar to the supernatant of COS-7 cells transfected with vector only (mock-transfection) ( FIG. 8A). The number of clusters per myotube was 89 ± 21% (n = 4) and 106 ± 30% (n = 4), respectively, compared with mock-transfection (FIG. 8B).
Next, the cluster formation inhibitory activity of zA, SC2 type nAChR was examined. Compared to the value of 686 ± 77% (n = 4) with the addition of a mixture of mock-transfection and recombinant agrin, the mixture of z0 and recombinant agrin, and SC2 and recombinant agrin The mixtures showed values of 430 ± 24% (n = 4) and 498 ± 55% (n = 4), respectively, confirming a significant decrease in nAChR cluster formation (p <0.01; FIG. 9).

(総論)
上記実施例の結果より、z0型アグリン及びSC2型アグリンは、アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を有することを確認した。これにより、z0型アグリン及び/又はSC2型アグリンを特異的に認識する抗体は、z0型アグリン及び/又はSC2型アグリンのアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を阻害できると考えられる。
(General)
From the results of the above Examples, it was confirmed that z0 type agrin and SC2 type agrin have acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity. Thereby, it is considered that an antibody that specifically recognizes z0-type agrin and / or SC2-type agrin can inhibit the acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity of z0-type agrin and / or SC2-type agrin.

本発明者らは、アセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を持つアグリンを特異的に認識できる抗体の提供を可能とした。さらに、該抗体は、アセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤及びアセチルコリン受容体クラスター形成能を阻害するアグリン除去カラムに使用できる可能性がある。   The present inventors have made it possible to provide an antibody capable of specifically recognizing agrin having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity. Furthermore, there is a possibility that the antibody can be used in an acetylcholine receptor cluster forming ability promoter and an agrin removal column that inhibits the acetylcholine receptor cluster forming ability.

Claims (9)

SC2型アグリン及び/又はz0型アグリンを特異的に認識する抗体。   An antibody that specifically recognizes SC2 type agrin and / or z0 type agrin. 下記配列番号1で表されるアミノ酸配列を含むペプチドを免疫原として使用する請求項1の抗体。
Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr(配列番号1)
The antibody of Claim 1 which uses the peptide containing the amino acid sequence represented by following sequence number 1 as an immunogen.
Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr (SEQ ID NO: 1)
下記の特徴を有する請求項1又は2に記載の抗体。
(1)Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr(配列番号1)で表されるアミノ酸配列に1ないし数個のアミノ酸残基の欠失、置換、挿入もしくは付加、又は修飾を施すことにより得られるアミノ酸配列からなるペプチドを免疫原として使用する
(2)SC1型アグリン、z8型アグリン、z11型アグリン及び/又はz19型アグリンに結合しない
The antibody according to claim 1 or 2, which has the following characteristics.
(1) deletion, substitution, insertion or addition of one to several amino acid residues in the amino acid sequence represented by Glu-His-Trp-Gln-Pro-Arg-Ala-Glu-Thr (SEQ ID NO: 1); Or, use a peptide consisting of an amino acid sequence obtained by modification as an immunogen (2) Does not bind to SC1-type agrin, z8-type agrin, z11-type agrin and / or z19-type agrin
モノクローナル抗体である請求項1〜3のいずれか1に記載の抗体。   The antibody according to any one of claims 1 to 3, which is a monoclonal antibody. 請求項1〜4のいずれか1に記載の抗体を含むアセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤。   The acetylcholine receptor cluster formation ability promoter containing the antibody of any one of Claims 1-4. 前記促進剤が、以下のいずれか1に記載の治療剤である請求項5に記載のアセチルコリン受容体クラスター形成能促進剤。
(1)重症筋無力症
(2)筋萎縮性側索硬化症
(3)先天性筋ジストロフィー
(4)アルツハイマー病
(5)パーキンソン病
The acetylcholine receptor cluster formation ability promoter according to claim 5, wherein the promoter is any one of the following therapeutic agents.
(1) Myasthenia gravis
(2) Amyotrophic lateral sclerosis
(3) Congenital muscular dystrophy (4) Alzheimer's disease (5) Parkinson's disease
請求項1〜4のいずれか1に記載の抗体を充填していることを特徴とするアセチルコリン受容体クラスター形成阻害活性を有するアグリン除去カラム。   An agrin removal column having acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity, which is packed with the antibody according to any one of claims 1 to 4. 前記カラムは、以下の治療用途であることを特徴とするカラム。
(1)重症筋無力症
(2)筋縮性側索硬化症
(3)先天性筋ジストロフィー
(4)アルツハイマー病
(5)パーキンソン病
The column is used for the following therapeutic purposes.
(1) Myasthenia gravis
(2) Amyotrophic lateral sclerosis
(3) Congenital muscular dystrophy (4) Alzheimer's disease (5) Parkinson's disease
以下の工程を含むz0型アグリン又はSC2型アグリンのアセチルコリン受容体クラスター形成能阻害活性を阻害する物質のスクリーニング方法;
(1)z0型アグリン及び/又はSC2型アグリン並びに候補阻害物質を細胞中に添加する工程、
(2)該細胞中のアセチルコリン受容体クラスター形成能を指標として、候補阻害物質の阻害活性を測定する工程。
A screening method for a substance that inhibits acetylcholine receptor cluster formation inhibitory activity of z0-type agrin or SC2-type agrin, comprising the following steps;
(1) a step of adding z0-type agrin and / or SC2-type agrin and a candidate inhibitor into cells,
(2) A step of measuring the inhibitory activity of a candidate inhibitory substance using the ability to form an acetylcholine receptor cluster in the cell as an index.
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