JP2012139228A - 加齢性黄斑変性を処置および診断するための方法および試薬 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする配列が、該被験体のゲノムの多型部位rs800292に存在するか否かを決定する工程を包含し、ここで、該ハプロタイプの存在は、該被験体が、AMDの発症に対して減少した感受性を有することを示す。
【選択図】なし
Description
本願は、米国仮出願第60/650,078号(2005年2月14日出願)、同第60/717,861号(2005年9月16日出願)、同第60/715,503号(2005年9月9日出願)、および同第60/735,697号(2005年11月9日出願)の利益を主張し、これら全体の内容は、参考として本明細書に援用される。
本願に記載される研究は、NIH眼研究所(Eye Institute)補助金EY11515によって部分的に援助された。米国政府は本発明において特定の権利を有し得る。
加齢性黄斑変性(AMD)は、60歳を超えた個人のほぼ15%に罹患する、先進国における不可逆的な失明の主要な原因である(概説としては、非特許文献1、非特許文献2;非特許文献3;非特許文献4;非特許文献5;非特許文献6を参照のこと)。この年齢層には6億人の個人が見積もられている。AMDの有病率は年齢とともに増加し;軽度のまたは初期の型は、75歳以上の人口のほぼ30%、進行型は約7%に発生する(Kleinら、1992;Vingerlingら、1995a,1995b)。臨床的には、AMDは、神経網膜の特殊な領域である網膜黄斑およびその下にある組織で発生する変性的変化に起因する中心視の進行性の喪失によって特徴付けられる。この疾患の最も重篤なまたは滲出性の型において、脈絡膜血管に由来する新生血管葉状体(frond)が、ブルーフ膜および網膜色素上皮(RPE)を突き破り、典型的には、網膜の剥離および引き続く変性に至る。
本発明は、加齢性黄斑変性(AMD)およびII型膜性増殖性糸球体腎炎(MPGNII)の発症と関連する補体H因子における多型およびハプロタイプに関する。本発明はまた、AMDおよびMPGNIIの発症と関連する補体H遺伝子関連5(CFHR5)遺伝子における多型およびハプロタイプに関する。本発明は、これらおよび他の疾患を診断、モニター、および治療する方法を提供する。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する:
(項目1)
補体調節因子(RCA)をコードする遺伝子の多型部位における変異の存在または非存在を検出する工程を包含する、加齢性黄斑変性(AMD)を発症する被験体の性向を決定するための診断方法。
(項目2)
上記遺伝子がH因子またはCFHR5である、項目1に記載の方法。
(項目3)
上記多型部位が、上記H因子遺伝子における両アレル一ヌクレオチド変異多型である、項目2に記載の方法。
(項目4)
患者から核酸のサンプルを入手する工程、およびH因子遺伝子における多型部位の変異の存在または非存在を該患者のDNA中で検出する工程を包含する、項目3に記載の方法。
(項目5)
上記変異の存在が、上記患者がAMDを発症する性向の増加を有することの指標である、項目4に記載の方法。
(項目6)
上記変異の存在が、上記患者がAMDを発症する性向の減少を有することの指標である、項目4に記載の方法。
(項目7)
上記多型部位が、表1A〜1Cに列挙したH因子遺伝子における一ヌクレオチド変異多型である、項目2に記載の方法。
(項目8)
上記多型がrs800292(I62V)である、項目7に記載の方法。
(項目9)
上記多型がrs1061170(Y402H)である、項目7に記載の方法。
(項目10)
上記多型がエキソン22(R1210C)である、項目7に記載の方法。
(項目11)
上記検出する工程が、(i)反応中にH因子遺伝子アレルに選択的にハイブリダイズ可能である1種以上のポリヌクレオチドプローブと、被験体からの核酸サンプルを合わせる工程、および(ii)該反応をモニターして、該サンプル中の該H因子遺伝子アレルの存在を決定する工程を包含する、項目4に記載の方法。
(項目12)
上記プローブが、ポリメラーゼ連鎖反応においてポリヌクレオチド合成を開始可能なオリゴヌクレオチドである、項目11に記載の方法。
(項目13)
変異体H因子タンパク質が検出される、項目2に記載の方法。
(項目14)
上記変異体がアミノ酸62にイソロイシンを有する、項目13に記載の方法。
(項目15)
上記変異体がアミノ酸402にヒスチジンを有する、項目13に記載の方法。
(項目16)
上記変異体がアミノ酸1210にシステインを有する、項目13に記載の方法。
(項目17)
上記検出する工程が、(i)変異体タンパク質アレルに特異的な抗体試薬と、被験体からの血液または血清サンプルを免疫学的アッセイにおいて混合する工程、および(ii)該抗体試薬とタンパク質サンプルとの間の特異的結合を決定するためのアッセイをモニターする工程を包含する、項目13に記載の方法。
(項目18)
上記多型部位が、rs9427661(−249T>C)、rs9427662(−20T>C)およびrs120977550(P64S)からなる群より選択されるCFHR5遺伝子における一ヌクレオチド変異多型である、項目2に記載の方法。
(項目19)
上記多型がrs120977550(P64S)である、項目18に記載の方法。
(項目20)
変異体CFHR5ポリペプチドが検出される、項目2に記載の方法。
(項目21)
上記変異体CFHR5ポリペプチドが、アミノ酸46におけるプロリンの代わりにセリンを有する、項目20に記載の方法。
(項目22)
ハプロタイプについてスクリーニングする工程を包含する、被験体における加齢性黄斑変性(AMD)に対する感受性を診断する方法であって、該ハプロタイプが:
a)健常個体と比較して、AMDと診断された個体においてより頻繁に存在する、H因子もしくはCFHR5遺伝子におけるリスクハプロタイプ、または
b)AMDと診断された個体と比較して、健常個体においてより頻繁に存在する、H因子もしくはCFHR5遺伝子における防御的ハプロタイプ、または
c)H因子もしくはCFHR5遺伝子における中性ハプロタイプ
である、方法。
(項目23)
上記ハプロタイプがH因子遺伝子の中にある、項目22に記載の方法。
(項目24)
上記ハプロタイプがrs1061170およびrs203674の少なくとも1つの変異体配列を含む、項目23に記載の方法。
(項目25)
上記ハプロタイプが、rs529825、rs800292、およびrs3766404の少なくとも1つの変異体配列を含む防御的ハプロタイプである、項目23に記載の方法。
(項目26)
項目23に記載の方法であって、上記スクリーニングが、以下における変異:
a)rs529825;rs800292;rs3766404;rs1061147;rs1061170;およびrs203674のいずれか1つ以上;
b)イントロン2(IVS2もしくはinsTT);rs2274700;エキソン10A;およびrs375046のいずれか1つ以上;
c)rs529825およびrs800292の一方もしくは両方;
d)rs1061147、rs1061170およびrs203674の1つ以上;
e)rs529825およびrs800292の少なくとも1つ;ならびにrs3766404;ならびにrs1061147、rs1061170およびrs203674の少なくとも1つ;
f)少なくともrs529825、rs800292、rs3766404、rs1061170、およびrs203674;
g)エキソン22(R1210C);または
h)エキソン22(R1210C)および(a)〜(g)のいずれか
を決定する工程を包含する、方法。
(項目27)
上記ハプロタイプがCFHR5遺伝子の中にある、項目22に記載の方法。
(項目28)
上記ハプロタイプが、rs9427661、rs9427662およびrs12097550の少なくとも1つの変異体配列を含むCFHR5遺伝子の中のリスクハプロタイプである、項目27に記載の方法。
(項目29)
H因子ポリペプチドを患者に投与する工程を包含する、加齢性黄斑変性(AMD)を有すると診断されたか、またはそれを発症するリスクがあると診断された患者を治療する方法。
(項目30)
上記患者が、AMDのリスクと関連するH因子ハプロタイプを有する、項目29に記載の方法。
(項目31)
上記H因子ポリペプチドがH因子防御的ハプロタイプによってコードされている、項目29に記載の方法。
(項目32)
上記投与が、H因子ポリペプチドをコードする配列を含むポリヌクレオチドを投与する工程であって、該配列はプロモーターに作動可能に連結されている、工程、またはH因子ポリペプチドを発現する細胞を投与する工程を包含する、項目29に記載の方法。
(項目33)
上記プロモーターがRPEに特異的である、項目32に記載の方法。
(項目34)
上記H因子ポリペプチドが眼に投与される、項目29に記載の方法。
(項目35)
上記H因子ポリペプチドが眼内注射によって投与される、項目34に記載の方法。
(項目36)
AMDのリスクと関連するH因子ハプロタイプを有する患者を治療する方法であって、変異体H因子ポリペプチドをコードするH因子遺伝子からコードされた遺伝子産物の発現を減少するための薬剤を投与する工程を含む、方法。
(項目37)
上記薬剤が、上記変異体H因子ポリペプチドのヌクレオチド配列の少なくとも一部に相補的なRNAである、項目36に記載の方法。
(項目38)
上記RNAがアンチセンスRNAである、項目37に記載の方法。
(項目39)
上記RNAがリボザイムである、項目37に記載の方法。
(項目40)
上記RNAが低分子干渉RNA(siRNA)である、項目37に記載の方法。
(項目41)
H因子ポリペプチドをコードする遺伝子治療ベクターおよび薬学的に受容可能な賦形剤を含む薬学的組成物。
(項目42)
組換えH因子ポリペプチドが防御的ハプロタイプによってコードされ、かつ62位にイソロイシンを有する、組換えH因子ポリペプチドを含む組成物。
(項目43)
組換えH因子ポリペプチドおよび薬学的に受容可能な賦形剤を含み、病原体を含まず、かつヒト患者への投与のために適切である、薬学的組成物。
(項目44)
上記組換えH因子ポリペプチドが防御的ハプロタイプによってコードされている、項目43に記載の薬学的組成物。
(項目45)
変異体H因子タンパク質に結合するが、配列番号2または配列番号337の配列を有するH因子タンパク質には結合しない抗体を含む、薬学的組成物。
(項目46)
変異体ヒトH因子をコードする導入遺伝子を発現するトランスジェニック非ヒト動物であって、該変異体はアミノ酸62におけるイソロイシンの代わりにバリンを有し(I62V)、該変異体はアミノ酸402におけるチロシンの代わりにヒスチジンを有し(Y402H)、または該変異体はアミノ酸1210におけるアルギニンの代わりにシステインを有する(R120C)、トランスジェニック非ヒト動物。
(項目47)
組換え変異体ヒトH因子を発現する単離された宿主細胞であって、該変異体はアミノ酸402におけるチロシンの代わりにヒスチジンを有し(Y402H)、または該変異体はアミノ酸1210におけるアルギニンの代わりにシステインを有する(R120C)、宿主細胞。
(項目48)
組換え変異体ヒトH因子を発現する単離された宿主細胞であって、該変異体が防御的ハプロタイプによってコードされている、宿主細胞。
(項目49)
AMDを治療可能である薬剤についてスクリーニングする方法であって:該薬剤と項目47に記載の宿主細胞を接触させる工程;およびY402HまたはR1210C変異体の発現またはプロセシングをモニターする工程を包含する、方法。
(項目50)
防御的H因子タンパク質を同定する方法であって:
a)防御的ハプロタイプを有するとして個体を同定する工程;および
b)該個体のゲノム中にコードされるH因子の配列を決定する工程
を包含する、方法。
(項目51)
AMDを発症するリスクの減少と関連するH因子の変異体形態を同定する方法であって:
i)AMDを発症するリスクの減少と関連するハプロタイプまたはディプロタイプを有するとして個体を同定する工程;
ii)該個体からゲノムDNAまたはRNAを入手する工程;および
iii)該個体のゲノム中にコードされるH因子のアミノ酸配列を決定する工程
を包含する、方法。
(項目52)
表1A〜1Cに列挙されるH因子遺伝子中の少なくとも1つの多型部位においてアレルを区別するオリゴヌクレオチドを含む、被験体におけるAMDに対する感受性を診断するためのデバイスまたはキット。
(項目53)
上記オリゴヌクレオチドが、表1A〜1Cに列挙されるH因子遺伝子多型部位に及ぶ領域の核酸増幅のためのプライマーである、項目52に記載のデバイスまたはキット。
(項目54)
上記オリゴヌクレオチドが、表1A〜1Cに列挙されるH因子遺伝子多型部位に及ぶ領域の核酸ハイブリダイゼーションのためのプローブである、項目52に記載のデバイスまたはキット。
(項目55)
表1A〜1Cに列挙される2つ以上の多型部位のアレルを区別するオリゴヌクレオチドを有する、項目52に記載のデバイスまたはキット。
(項目56)
項目55に記載のデバイスまたはキットであって、上記多型部位が:
a)rs529825;rs800292;rs3766404;rs1061147;rs1061170;およびrs203674のいずれか1つ以上;
b)イントロン2(IVS2もしくはinsTT);rs2274700;エキソン10A;およびrs375046のいずれか1つ以上;
c)rs529825およびrs800292の一方もしくは両方;
d)rs1061147、rs1061170およびrs203674の1つ以上;
e)rs529825およびrs800292の少なくとも1つ;ならびにrs3766404;ならびにrs1061147、rs1061170およびrs203674の少なくとも1つ;
f)少なくともrs529825、rs800292、rs3766404、rs1061170、およびrs203674;
g)エキソン22(R1210C);または
h)エキソン22(R1210C)および(a)〜(g)のいずれか
を含む、デバイスまたはキット。
(項目57)
項目55に記載のデバイスまたはキットであって、上記多型部位が:
a)rs529825;rs800292;rs3766404;rs1061147;rs1061170;rs203674;イントロン2(IVS2もしくはinsTT);rs2274700;エキソン10A;rs375046;およびエキソン22(R1210C)ならびに
b)rs9427661、rs9427662およびrs12097550のいずれか1つ以上
を含む、デバイスまたはキット。
(項目58)
表14に列挙されたCFHR5遺伝子中の少なくとも1つの多型部位におけるアレルを区別するオリゴヌクレオチドを含む、被験体におけるAMDに対する感受性を診断するためのデバイスまたはキット。
(項目59)
II型膜性増殖性糸球体腎炎(高密度沈着疾患)(MPGNII)を発症する被験体の性向を決定するための診断方法であって、H因子遺伝子および/または補体H因子関連5(CFHR5)遺伝子の多型部位における変異の存在または非存在を検出する工程を含む、方法。
(項目60)
上記変異の存在は、患者がMPGNIIを発症する性向の増加を有することの指標である、項目59に記載の方法。
I.序論
本発明は、H因子遺伝子、およびH因子関連5遺伝子などのH因子関連遺伝子における複数の変異から構成される多型およびハプロタイプのコレクションを提供する。これらの多型およびハプロタイプは、加齢性黄斑変性(AMD)および他のH因子関連病気と関連する。特定のこれらの多型およびハプロタイプは、変異体H因子ポリペプチドを生じる。これらおよび他の多型および多型のセット(例えば、ハプロタイプ)の検出は、AMDについての診断アッセイを設計および実施する際に有用である。多型および多型のセットは、核酸の分析によって、H因子コード配列によってコードされるポリペプチド(スプライシング変異体によってコードされるポリペプチドを含む)の分析によって、または当該分野において公知である他の手段によって検出することができる。このような多型およびハプロタイプの分析はまた、AMDについての予防的および治療的レジメンを設計する際に有用である。
参照型のヒトH因子cDNA(配列番号1)(Ripocheら、1988,Biochem J 249:593−602を参照のこと)およびゲノム配列が決定された。H因子cDNAは、155kDaの見かけの分子量を有する1231アミノ酸長のポリペプチド(配列番号2)をコードする。FHL−1として知られる(およびまた、HFL1またはCFHTとも呼ばれてきた)H因子の選択的スプライシング型が存在する。FHL−1(配列番号3)は、H因子のエキソン1から9までに本質的に対応する(Ripocheら、1988,Biochem J 249:593−602を参照のこと)。FHL1 cDNAは、45〜50kDAの見かけの分子量を有する449アミノ酸長のポリペプチド(配列番号4)をコードする。FH1およびFHL1の最初の445アミノ酸は同一であり、FHL1はC末端4アミノ酸を有する(エキソン10A)。代替的なエキソン10Aは、エキソン9とエキソン10との間のイントロンに局在化する。ヒトH因子およびFHL1についてのcDNAおよびアミノ酸配列データは、EMBL/GenBankデータライブラリーにおいて、それぞれ、アクセッション番号Y00716およびX07523の下で見出される。参照型のヒトH因子cDNAの3926塩基ヌクレオチド配列(GenBankアクセッション番号Y00716[配列番号1])は図6に示され、配列番号1によってコードされるポリペプチド配列(GenBankアクセッション番号Y00716[配列番号2])は図7に示される。ヒトH因子の短縮型である、参照型のHFL1の1658塩基ヌクレオチド配列(GenBankアクセッション番号X07523[配列番号3])は図8に示され、配列番号3によってコードされるポリペプチド配列(GenBankアクセッション番号X07523[配列番号4])は図9に示される。H因子遺伝子配列(150626塩基長)は、GenBankアクセッション番号AL049744の下で見出される。H因子プロモーターは、H因子遺伝子のコード領域に対して5’に局在化する。
FHR−1遺伝子はまた、CHFR1、CFHL1、CFHL、FHR1およびHFL1としても知られる。ヒトHFR−1の参照型のcDNA配列(Estallerら、1991,J.Immunol.146:3190−3196を参照のこと)およびゲノム配列が決定された。FHR−1 cDNAは、39kDaの予測分子量を有する330アミノ酸長のポリペプチドをコードする。ヒトFHR−1についてのcDNAおよびアミノ酸配列データは、EMBL/GenBankデータライブラリーにおいてアクセッション番号M65292の下で見出される。FHR−1遺伝子配列は、GenBankアクセッション番号AL049741において見出される。
FHR−2遺伝子はまた、CHFR2、CFHL2、FHR2およびHFL3としても知られる。ヒトHFR−2の参照型のcDNA配列(Strausbergら、Proc.Natl.Acad.Sci USA 99:16899−16903を参照のこと)およびゲノム配列が決定された。FHR−2 cDNAは、31kDaの予測分子量を有する270アミノ酸長のポリペプチドをコードする。ヒトFHR−2についてのcDNAおよびアミノ酸配列データは、EMBL/GenBankデータライブラリーにおいてアクセッション番号BC022283の下で見出される。FHR−2遺伝子配列は、GenBankアクセッション番号AL139418において見出される。
FHR−3遺伝子はまた、CFHR3、CFHL3、FHR3およびHLF4としても知られる。ヒトHFR−3の参照型のcDNA配列(Strausbergら、Proc.Natl.Acad.Sci USA 99:16899−16903を参照のこと)およびゲノム配列が決定された。FHR−3 cDNAは、38kDaの予測分子量を有する330アミノ酸長のポリペプチドをコードする。ヒトFHR−3についてのcDNAおよびアミノ酸配列データは、EMBL/GenBankデータライブラリーにおいてアクセッション番号BC058009の下で見出される。FHR−3遺伝子配列は、GenBankアクセッション番号AL049741において見出される。
FHR−4遺伝子はまた、CFHR4、CFHL4およびFHR4としても知られる。ヒトHFR−4の参照型のcDNA配列(Skerkaら、1991,J.Biol.Chem.272:5627−5634を参照のこと)およびゲノム配列が決定された。FHR−4 cDNAは、38kDaの予測分子量を有する331アミノ酸長のポリペプチドをコードする。ヒトFHR−4についてのcDNAおよびアミノ酸配列データは、EMBL/GenBankデータライブラリーにおいてアクセッション番号X98337の下で見出される。FHR−4遺伝子配列は、GenBankアクセッション番号AF190816(5’末端)、AL139418(3’末端)およびBX248415において見出される。
FHR−5遺伝子はまた、CFHR5、CFHL5およびFHR5としても知られる。ヒトCFHR5の参照型のcDNA配列(配列番号83)(McRaeら、2001,J.Biol.Chem.276:6747−6754を参照のこと)およびゲノム配列が決定された。CFHR5 cDNAは、65kDaの見かけの分子量を有する569アミノ酸長のポリペプチド(配列番号8)をコードする。ヒトCFHR5についてのcDNAおよびアミノ酸配列データは、EMBL/GenBankデータライブラリーにおいてアクセッション番号AF295327の下で見出される。ヒトCFHR5の参照型の2821塩基ヌクレオチド配列(GenBankアクセッション番号AF295327[配列番号7])は図16に示され、配列番号7によってコードされるポリペプチド配列(GenBankアクセッション番号AAK15619[配列番号8])は図17に示される。CFHR5遺伝子配列は、GenBankアクセッション番号AL139418(5’末端)およびAL353809(3’末端)において見出される。FHR−5プロモーターはCFHR5遺伝子のコード領域に対して5’に局在化する。
以下の定義は、本発明の理解を補助するために提供される。他に定義されない限り、本明細書で使用される、すべての技術用語、表記法および他の科学的または医学的な用語または用語法は、医学および分子生物学の分野における当業者によって共通して理解される意味を有することが意図される。ある場合において、共通して理解される意味を有する用語は、明確さ、および/または即時的な参照のために本明細書で定義され、そして本明細書にこのような定義を含めることは、当該分野において一般的に理解されることを超えた実質的な違いを表すものと仮定されるべきではない。
本明細書で言及される特定の表は、下記の実施例に従って提供される。以下の説明が読者を補助するために提供される。
1つの局面において、本発明は、補体因子H(HF1)遺伝子における多型部位がAMDに対する感受性およびその発症と関連するという発見に関係する、新規な診断的な治療および薬物スクリーニングの方法を提供する。
AMDについてのリスクの増加と関連する多型を含む部位を表1Aおよび表2に示す。リスクの増加と特に関連する多型には、rs1061170(402H;エキソン9);rs203674(イントロン10)および残基1210における多型(R1210C;エキソン22)における変異体アレルが含まれる。
予想外に、防御的多型またはハプロタイプもまた発見された。例えば、表2および図5に示すように、IVS6中の変異体アレル(イントロン6、rs3766404)を含む防御的H2ハプロタイプは、対照の12%に存在するが、AMD症例の6%にしか存在しない。防御的H4ハプロタイプは、IVS1中の変異体アレル(イントロン1、rs529825)および変異体アレル(I62)(エキソン2、rs800292)を含み、対照の18%に存在するが、AMD症例の12%にしか存在しない。同様のデータは表3に提示されており、ここでは、ハプロタイプ121111は対照の21%に存在するが、AMD症例の13%にしか存在せず、ハプロタイプ112111は対照の13%に存在するが、AMD症例の6%にしか存在しない。図5に示されるように、防御的ハプロタイプを有するホモ接合性は有意に防御されている。
特定のハプロタイプは、AMDを発症するリスクの増加または減少のいずれも有しない集団において関連付けられ、これは「中性」と呼ばれる。コーカサス人集団において同定された中性ハプロタイプの例は図5(H3およびH5)に示す。さらなるまたは異なる中性ハプロタイプが、人種的/民族的に異なる集団において同定される可能性がある。中性ハプロタイプによって特徴付けられる遺伝子によってコードされるタンパク質は「中性」H因子タンパク質である。上記に説明したように、「中性」H因子タンパク質は、リスクハプロタイプを有するか、またはAMDを有すると診断された患者に投与されるときに、治療的利点を提供し得る。例えば、中性ハプロタイプによって特徴付けられた遺伝子によってコードされる例示的なタンパク質には、402位にヒスチジンを有しないタンパク質、および/または62位にイソロイシンを有しないタンパク質が含まれる。402位にヒスチジンを有しないタンパク質は、その位置にチロシンを有する可能性があり、またはヒスチジンもしくはチロシン以外のアミノ酸を有する可能性がある。62位にイソロイシンを有しないタンパク質は、その位置にバリンを有する可能性があり、またはバリンもしくはイソロイシン以外のアミノ酸を有する可能性がある。中性型のH因子タンパク質は、一般的に、1210位にシステインを有しない。
1つの局面において、本発明は、H因子遺伝子およびCFHR5遺伝子における多型部位がMPGNIIの発症に対する感受性と関連するという発見に関連する、新規な診断、治療、および薬物スクリーニングの方法を提供する。
Biotechnology Information(NCBI)において見出され得るSNPデータベース(dbSNP)に見出される。dbSNPは、ヒトゲノムにおけるSNPのコレクションである。H因子遺伝子におけるSNPは、H因子遺伝子の22個のコーディングエキソンの間に、ならびにH因子遺伝子のプロモーター、5’非翻訳領域、イントロン、および3’非翻訳領域の間に分散している。dbSNPデータベースにおいて見出されるヒトH因子遺伝子における379個のSNPについてのアクセッション番号は、上記に列挙されている。これらのSNPは本発明の方法を実行する際に使用することができる。
MPGNIIのリスクの増加と関連するH因子およびCFHR5における多型を含む部位は、表11および12、ならびに表14および15にそれぞれ示される。H因子およびCFHR5のリスクの増加と特に関連する多型には、それぞれ、rs1061170(エキソン9におけるY420H)およびrs12097550(エキソン2におけるP46S)における変異体アレルが含まれる。
予想外に、防御的多型またはハプロタイプもまた発見された。例えば、表12に示すように、エキソン2中の変異体アレル(rs800292、I62V)を有するハプロタイプは、対照の23%に存在するがMPGNII症例の<3%にしか存在せず、IVS2中の変異体アレル(イントロン2、−18insTT)を有するハプロタイプは、対照の26%に存在するがMPGNII症例の<3%にしか存在しない。エキソン10中の変異体アレル(rs2274700、A473A)を有するハプロタイプは、MPGNII症例よりも対照においてより高頻度で存在する。
特定のハプロタイプは、MPGNIIを発症するリスクの増加または減少のいずれとも関連付けられず、これは「中性」と呼ばれる。中性ハプロタイプによって特徴付けられる遺伝子によってコードされるタンパク質は「中性」H因子タンパク質またはCFHR5タンパク質である。例えば、中性ハプロタイプによって特徴付けられた遺伝子によってコードされる例示的なタンパク質には、402位にヒスチジンを有しないH因子タンパク質、および/または62位にイソロイシンを有しないH因子タンパク質、ならびに46位にセリンを有しないCFHR5タンパク質が含まれる。
実施例2に示されるように、AMDを発症する性向と関連する同じCFH多型がまた、II型膜性増殖性糸球体腎炎(MPGN II)の発症とも関連することが発見された。確かに、AMD患者においてもともと見出されたリスクハプロタイプ(Y402HおよびIVS10)はまた、II型膜性増殖性糸球体腎炎(MPGN II)を有する試験された患者の70%において見出され、このことは、本発明の診断方法がこの病気を検出するために有用であることを示す。加えて、CFHR5遺伝子中の変異およびハプロタイプは、MPGNIIを有するリスクの増加と強力に関連した。これらのデータから浮かび上がる強力な結論は、MPGNIIおよびAMDが同じ遺伝子損傷の代替的な出現であることである。顕著には、MPGNIIを有する患者はドルーゼンを発症し、これは、AMDにおいて形成するドルーゼンと、臨床的かつ組成的に区別できない。これらの2つの基底部の表現型を区別する単一の特徴は発症の年齢であり−MPGNIIにおけるドルーゼンは、初期、しばしば、10歳代に発症するのに対して、AMDにおけるドルーゼンは高齢期に発症する。本発明者らは、いずれかの集団(AMDまたはMPGNII)において同定されたH因子遺伝子およびCFHR5遺伝子における多型が、両方の疾患に対する感受性を予測すると結論付けた。MPGNIIに寄与し、および初期の徴候の原因である他の因子が存在していると思われる。AMDは非常に一般的であり、MPGNIIはまれであるので、CFHとCFHR5遺伝子の両方のハプロタイプ分析および本明細書に記載される他の方法は、AMDを有するか、またはAMDを発症する可能性の増加を有する患者のスクリーニングおよび治療のために有用である。
H因子またはCFHR5の通常または野生型の機能の喪失は、AMDと関連する可能性がある。H因子遺伝子における非同義語多型、例えば、AMDと最強の相関を示し、かつ変異体H因子ポリペプチドまたは変異体CFHR5ポリペプチドを生じる、表1A、1B、1C、11、14および15に示されるものが、AMDにおいて原因となる役割を有するようである。このような役割は、このような非同義語多型を有するヒトH因子またはCFHR5を発現するトランスジェニック非ヒト動物を作製すること、およびこの動物がAMDを発症するか否かを決定することによって確認することができる。終止コドンを導入するH因子またはCFHR5コード領域における多型は、機能的H因子またはCFHR5タンパク質を減少または除去することによってAMDを引き起こす可能性がある。終止コドンはまた、全長タンパク質と比較して異常な活性を有する短縮型H因子またはCFHR5ペプチドの産生を引き起こす可能性がある。プロモーターおよびイントロンなどの調節領域における多型は、H因子またはCFHR5遺伝子発現を減少させることによってAMDを引き起こす可能性がある。イントロン(例えば、CFHのイントロン2)における多型もまた、遺伝子スプライシングパターンを変化させて、変化したH因子またはCFHR5タンパク質を生じることによってAMDを引き起こす可能性がある。CFH RNAまたはタンパク質は、スプライシング変異体の発現の変化を検出するためにアッセイすることができ、ここで、上記変化は、AMDを発症する性向を示す。選択的スプライシングパターンは、H因子遺伝子それ自体について報告されてきた。
図18において図示されるように、CFHについての遺伝子およびH因子関連(CFHR)1〜5遺伝子は、ゲノム複製からおそらく生じる、共有される、保存性の配列の領域を有する。CFHまたはCFHR5において見出される特定のSNPおよび変異、例えば、本明細書に記載されるものはまた、CFHR1、CFHR2、CFHR3、およびCFHR4の対応する配列中にあることが予測される。例えば、CFHエキソン22に対応する配列は、CFH、CFHR1およびCFHR2において見出され、CFHのエキソン22において同定される多型(例えば、R1210C)もまたCFHR1および/またはCFHR2において見出されることが可能であり、これらの変異体は、AMD、MPGNII、および他の補体関連の病気の発症への性向と連関する可能性がある。CFHおよびCFHR5において同定された多型部位に隣接する配列の相同性ブロックは、これらの領域におけるcDNA配列またはゲノム配列のアラインメントによって同定することができる。多型部位に隣接するこれらの保存配列は、通常、ヌクレオチドレベルで少なくとも95%同一性を有し、および時折、少なくとも98%同一性、少なくとも99%同一性、または100%同一性をさえ有する、少なくとも10bp(多型部位のいずれかの側で)、およびより頻繁には少なくとも20bp、または少なくとも50bp、または少なくとも100bpを含む。同一性は検査または周知のアルゴリズム(SmithおよびWaterman、1981またはNeedlemanおよびWunsch、1970、両方とも前出)を使用することによって決定することができる。それゆえに、本発明は、CFHまたはCFHR5遺伝子における相同多型部位に対応するH因子関連遺伝子の多型部位における変異の存在または非存在を検出することによって、加齢性黄斑変性(AMD)または他の病気を発症する被験体の性向を決定する方法を提供する。
H因子遺伝子およびCFHR5遺伝子における多型部位およびハプロタイプがAMD(およびMPGNII)と関連するという発見は、AMDを発症するリスクを確認するために個体をスクリーニングすること、およびAMDに苦しんでいる個体、またはAMDのリスクの増加を有する個体の新規なまたは最適な治療的アプローチの同定を含む、多数の具体的な応用を有する。特定のメカニズムに限定されることを意図することはないが、H因子遺伝子における多型は、さまざまなやり方で個体の表現型に寄与し得る。H因子のタンパク質コード領域中に存在する多型は、タンパク質の構造および/または機能に影響を与えることによって表現型に寄与し得る。H因子の非コード領域中に存在する多型は、複製、転写および/または翻訳に対するそれらの影響を介して間接的に表現型の効果を発揮し得る。H因子遺伝子における特定の多型は、特定のAMD表現型に原因として関係している別個の突然変異を個体に生じやすくし得る。もしくは、上述のように、CFH遺伝子またはCFHR5中の多型は、隣接する遺伝子(CFHR−1、2、3、または4を含むが、これに限定されない)における変異に連鎖され得る。この隣接する遺伝子における変異は、コードされるタンパク質の発現および型の変化を生じる可能性があり、キャリアにおいて有害なまたは防御的な効果を有する可能性がある。
多型は、評価される個体から単離された標的核酸において検出される。典型的には、ゲノムDNAが分析される。ゲノムDNAのアッセイのためには、ゲノムDNAまたはRNAを含む実質的に任意の生物学的サンプル、例えば、有核細胞が適切である。例えば、実施例1に記載される実験において、ゲノムDNAは、症例および対照の被験体から採取された末梢血白血球から得られた(QIAamp DNA Blood Maxi kit,Qiagen,Valencia,CA)。他の適切なサンプルには、唾液、頬かきとり物、網膜の生検、腎臓または肝臓または他の器官または組織、皮膚生検;羊水またはCVSサンプルなどが含まれる。もしくは、RNAまたはcDNAをアッセイすることができる。もしくは、以下に議論されるように、アッセイは、変異体Hタンパク質を検出することができる。診断アッセイまたは他のアッセイにおける使用のための、患者サンプルからの核酸またはタンパク質の精製または部分精製のための方法は周知である。
表1A、1B、1C、11、14および15において示されるH因子遺伝子およびH因子関連5遺伝子における多型部位、ならびにH因子遺伝子またはCFHR5遺伝子に局在するか、またはそれに隣接するdbSNPコレクションにおける他の多型部位(上記のリストを参照のこと)を占める塩基の同定は、個体、例えば、分析される個体において、当該分野で公知であるいくつかの方法のいずれかを使用して決定することができる。例には以下が含まれる:アレル特異的プローブの使用;アレル特異的プライマーの使用;直接的配列分析;変性勾配ゲル電気泳動(DGGE)分析;一本鎖コンホメーション多型(SSCP)分析;および変性高速液体クロマトグラフィー(DHPLC)分析。DNAにおける多型を検出するための他の周知の方法には以下の使用が含まれる:分子ビーコン技術(例えば、Piatekら、1998;Nat.Biotechnol.16:359−63;TyagiおよびKramer,1996,Nat.Biotechnology 14:303−308;ならびにTyagiら、1998,Nat.Biotechnol.16:49−53を参照のこと)、インベーダー技術(例えば、Neriら、2000,Advances in Nucleic Acid and Protein Analysis 3826:117−125および米国特許第6,706,471号を参照のこと)、核酸配列ベースの増幅(Nasba)(Compton、1991)、スコーピオン技術(Thelwellら、2000,Nuc.Acids Res,28:3752−3761およびSolinasら、2001,「Duplex Scorpion primers in SNP analysis and FRET applications」Nuc.Acids Res,29:20.)、制限フラグメント長多型(RFLP)分析など。さらなる方法は当業者に明らかである。
本発明の1つの実施形態において、タンパク質アッセイが、被験体のCFH遺伝子またはCFHR5遺伝子における多型を特徴付けするために実行される。変異体CFH、HFL1およびCFHR5の検出のために適合可能な方法は周知である。これらの方法には、電気泳動(キャピラリー電気泳動および二次元電気泳動を含む)などの分析生化学的方法、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、薄層クロマトグラフィー(TLC)、超拡散クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー法、質量スペクトル分析、および流体またはゲル沈降素反応、免疫拡散(一重または二重)免疫電気泳動、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、免疫蛍光アッセイ、ウェスタンブロッティングなどの種々の免疫学的方法が含まれる。
AMDまたはAMDの特定のサブタイプと相関する、H因子遺伝子における多型、例えば、表1A、表1B、表1Cに示されるもの、または本明細書に記載されるように同定されるものは、AMDもしくはAMDの特異的サブタイプ、またはそれに対する感受性を診断する際に有用である。AMDまたはAMDの特定のサブタイプと相関する、CFHR5遺伝子における多型、例えば、表14および15に示されるもの、または本明細書に記載されるように同定されるものは、AMDもしくはAMDの特異的サブタイプ、またはそれに対する感受性を診断する際に有用である。これらの多型はまた、MPGNIIおよび他のH因子関連疾患をスクリーニングするために有用である。
H因子遺伝子およびCFHR5遺伝子における多型はまた、AMDのための薬物候補についての臨床試験を実施するために適切な患者を同定するために有用である。このような試験は、H因子遺伝子および/もしくはCFHR5遺伝子における多型部位の規定されたコレクションにおいて同様のまたは同一の多型を有し、または同様のもしくは同一のH因子ハプロタイプおよび/もしくはCFHR5ハプロタイプを有する、治療された集団または対照集団において実施される。遺伝子が一致する集団の使用は、遺伝要因に起因する治療の結果の変動を除去または減少し、潜在的な薬物の効力のより正確な評価に導く。
臓器(例えば、肝臓)および組織(例えば、血液、肝細胞)の移植は、ますます一般的になりつつある。このような移植を実行する際に、H因子またはH因子関連タンパク質の有害な型をレシピエントに導入し、それによって、AMDを発症するレシピエントのリスクを増加することを回避することが望ましい。従って、本発明の1つの局面において、ドナー組織は、リスクハプロタイプまたは他の有害な配列を有する宿主組織を同定するために、H因子またはCFHR5遺伝子の多型部位における変異の存在または非存在を検出するために試験される。加えて、または代替的に、臓器および組織は、例えば、本明細書に記載されるような免疫学的アッセイを使用することによって、H因子タンパク質またはCFHRタンパク質の発現について試験することができる。1つの実施形態において、移植される組織は血液または血漿である(すなわち、輸血または血漿補充における場合)。リスクを伴うタンパク質(例えば、CFHの1210C型)の投与を回避するための、提供された血液の日常的なスクリーニングは、レシピエントを傷つけることを回避する可能性がある。
AMDの特定のサブタイプに対する感受性は、特定のハプロタイプとの関連に基づいて同定することができる。従って、スクリーニングは、AMDの異なる遺伝子サブタイプを有する患者の群のために適切な治療を決定するために使用することができる。
H因子およびCFHR5遺伝子における多型、例えば、表1A、1B、1C、11、14および14において示されるものはまた、既知であるがこれまでにマッピングされていない遺伝子成分である、代替補体経路の調節異常を伴う、他の疾患(例えば、アルツハイマー病、多発性硬化症、狼瘡、および喘息)および病気(例えば、熱傷、移植、および脳卒中)との関連について試験することができる。特定の作用のメカニズムに何ら限定されることなく、変異体H因子および/またはCFHR5ポリペプチドの発現が代替補体経路の調節異常と関連することが本明細書で示唆される。H因子および/またはCFHR5の変異体形態は、代替補体経路の欠損を伴う疾患に対して因果効果を有する可能性があり、またはH因子および/またはCFHR5の変異体形態の存在は、代替補体経路に関与する別の遺伝子が因果効果を有することを示す可能性がある。
H因子多型を有する患者は、変異体H因子ポリペプチドおよび/または変異体CFHR5ポリペプチドのアンタゴニストを患者に投与することによって治療することができる。アンタゴニストは、変異体H因子ポリペプチドおよび/もしくは変異体CFHR5ポリペプチドのヌクレオチド配列に相補的なRNA、または変異体H因子ポリペプチドおよび/または変異体CFHR5ポリペプチドと特異的に相互作用し、その活性を中和する抗体の治療量を含んでもよい。もしくは、H因子多型および/またはCFHR5多型と関連するAMDは、リスクの増加と関連しない型のH因子および/またはCFHR5、例えば、正常もしくは野生型のH因子タンパク質および/または正常もしくは野生型のCFHR5ポリペプチドを患者に投与することによって治療することができる。本発明の1つの方法において、H因子の防御的変異体形態および/またはCFHR5の防御的変異体形態が患者に投与される。
AMDを発症するリスクがある(および/または早期の疾患を有する)被験体への、H因子ポリペプチドの中性型もしくは防御型および/またはCFHR5ポリペプチドの中性型もしくは防御型の投与は、疾患の進行を改善するために使用することができる。
C3bタンパク質とCFHタンパク質との間の相互作用は、以前に記載されたように(Manuelianら、2003,Mutations in factor H reduce binding affinity to C3b and heparin and surface attachment to endothelial cells in hemolytic uremic syndrome.J Clin Invest 111,1181−90)、Biacore 3000システム(Biacore AB,Uppsala,Sweden)を使用して、表面共鳴によって分析することができる。手短に述べると、C3b(CalBiochem,Inc)を、センサーチップ(カルボキシル化デキストランチップ(Carboxylated Dextran Chip)CM5,Biacore AB,Uppsala,Sweden)のフローセルに、標準的なアミンカップリングを使用してカップリングする。2つのセルを活性化し、C3b(50μg/ml、10mM酢酸緩衝液、pH5.0に対して透析)を、4000共鳴単位に対応するカップリングのレベルに到達するまで、1つのフローセルに注入する。未反応の基は、エタノールアミン−HClを使用して不活性化する。他のセルは、C3bを含まないカップリング緩衝液を注入することによって参照セルとして調製する。各結合アッセイの前に、10mM酢酸緩衝液、pH4.6中の2M NaClおよび実行緩衝液(PBS、pH7.4)の2回の注入によりフローセルを徹底的に洗浄する。H因子タンパク質を、C3bをカップリングしたフローセルおよび対照セルに、5μl/分の流速で25℃において注入する。C3bへのH因子の結合は、Manuelianら、2003、前出において記載されるように、経時的に共鳴単位を測定することによって定量する。
内皮細胞表面へのCHFタンパク質の結合を、HUVECの免疫蛍光染色およびFACS分析によってアッセイする。HUVEC細胞は、無血清DMEM(BioWhittaker)中に、アッセイの前24時間保持する。細胞は、DPBS/EDTAを用いて表面から脱離させ、DPBSで2回洗浄する;5×105細胞をプラスチックチューブに移し、非特異的結合部位を、1%BSA/DPBSで15分間ブロックし、その後、H因子の精製アレル変異体(5μg)とのインキュベーションを行う。対照は、H因子アイソフォームの非存在下で実施する。H因子の結合後、細胞をDPBSで徹底的に洗浄する。ポリクローナルヤギ抗ヒトFH抗血清を一次抗体(CalBiochem)(1:100希釈)として使用し、細胞を4℃で15分間インキュベートする。ブロッキング緩衝液中で1:100希釈したAlexa−fluor 488−結合体化ヤギ抗血清を二次抗体として使用する。細胞を、フローサイトメトリー(FACScalibur,Becton−Dickinson Immunocytometry,Mountain View,California,USA)によって試験する。典型的には、10,000個の事象が計数される。
流体相コファクターアッセイのために、C3bビオチン(100ng/反応)、I因子(200ng/反応)および100ngの精製H因子を、総量30μl中で使用する。I因子の添加の前後に採取したサンプルを、還元条件下でのSDS−PAGEによって分離し、ウェスタンブロッティングによって分析し、ストレプトアビジン(Strepavidin)−POD−結合体(1:10000)によって、C3b分解産物を検出および定量する。C3b(40μg)(CalBiochem)は、製造業者の説明書に従ってビオチン標識キット(Roche Diagnostics,Mannheim,Germany)を使用してビオチン化する。手短に述べると、30μgのC3b(CalBiochem)を、D−ビオチニル−ε−アミノカプロン酸−N−ヒドロキシスクシニミドエステルで、25℃にて2時間標識する。過剰のビオチンは、PBSで平衡化したPD10カラム(Amersham Biosciences)を使用するゲル濾過によって除去する。Sanchez−Corralら、2002,Am J.Hum.Genet.71:1285−95もまた参照のこと。
ヘパリンへの精製CFHタンパク質(CFH402YおよびCFH402H)の結合は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)システムにおいてヘパリンアフィニティークロマトグラフィーを使用して分析する。10μgのCFHタンパク質を1/2×PBS中で希釈し、ヘパリンセファロースアフィニティーカラム(HiTrap,Amersham Biosciences)に0.5ml/分の流速で適用する。このカラムを、1/2×PBSで広範に洗浄し、結合したCFHタンパク質を、総量の10mlで0.5ml/分の流速で、75〜500mM NaClの範囲の直線状塩勾配を使用して溶出する。溶出した画分はSDS−PAGEおよびウェスタンブロット分析によってアッセイする。異なる画分中のアイソフォームの溶出は、CFHタンパク質中の特異的アミノ酸変異がヘパリンへのタンパク質の結合を調節させ得ることを示す。例えば、Pangburnら、1991,Localization of the heparin−binding
site on complement Factor H,J Biol Chem. 266:16847−53もまた参照のこと。
別のアプローチにおいて、組換えCFHR5ポリペプチドが患者に投与される。1つの実施形態において、組換えCFHR5は、中性型配列またはその生物学的に活性なフラグメントを有する。別の実施形態において、組換えCFHR5は、防御的アレルの配列またはその防御的な生物学的に活性なフラグメントを有する。治療用組換えタンパク質の産生のための方法は周知であり、本明細書中以下に記載される方法を含む。治療用ポリペプチドは、全身的に(例えば、静脈内にまたは注入によって)または局所的に(例えば、眼または肝臓などの臓器または組織に直接的に)投与することができる。
本発明は、野生型または変異体であり得(例えば、中性または防御的変異体)、変異体H因子ポリペプチドの全長型、短縮型、または生物学的に活性なフラグメントであり得る、H因子ポリペプチドの治療用製剤を提供する。本明細書に記載されるように、防御的H因子タンパク質(およびそれらをコードする遺伝子)は、防御的ハプロタイプを有する個体を同定すること、および個体のゲノム中にコードされるH因子のアミノ酸配列を決定することによって同定することができ、ここで、防御的H因子タンパク質は、防御的ハプロタイプを有するアレルによってコードされる。生物学的に活性なフラグメントは、変異体タンパク質に生物学的機能を付与する、全長H因子ポリペプチドの任意の部分を含んでもよい。ある場合において、防御的ハプロタイプは、例えば、遺伝子中の未成熟終止コドンの存在に起因して、全長型未満のH因子(すなわち、FHL−1に加えて)の発現と関連する。
of Pharmaceutical Excipients,第3版,A.H.Kibbe編(American Pharmaceutical Assoc.2000)は、薬学的組成物を製剤化する際に使用される種々のキャリアおよびその調製のための既知の技術を開示する。1つの実施形態において、薬学的に受容可能な賦形剤は、眼に投与される場合に(例えば、眼内注射によって)、哺乳動物(例えば、ヒト患者)に対して有害ではない。眼内投与のために、例えば、および非限定的に、治療薬剤は、平衡塩類溶液(BSS)または平衡塩類溶液プラス(BSS Plus)(Alcon Laboratories,Fort Worth,Texas,USA)中で投与することができる。関連する局面において、本発明は、治療的に受容可能なH因子タンパク質、任意に凍結乾燥製剤を含む滅菌容器、例えば、バイアルを提供する。治療用H因子タンパク質またはCFHR5ポリペプチドは、上記のように、組換え的に作製することができる。もしくは、H因子タンパク質またはCFHR5ポリペプチドは、培養RPE細胞(例えば、初代培養)またはH因子もしくはCFHR5を内因性に発現する他の細胞から単離することができる。
1/2日である(最近の概説については、Esparza−Gordilloら、2004「Genetic and environmental factors influencing the human factor H plasma levels」Immunogenetics 56:77−82を参照のこと)。1つの実施形態において、内因性H因子は、健常個体におけるH因子の血漿濃度と同様のレベルを達成するために十分な量、すなわち、50〜600mg/ml、例えば、100〜560mg/mlの血漿レベルを達成するために十分な量で個体に投与することができる。個体(例えば、160ポンドの被験体)に投与されるH因子の量は、例えば、しかし非限定的に、用量あたり10ミリグラム〜5000ミリグラム、用量あたり50ミリグラム〜2000ミリグラム、用量あたり100ミリグラム〜1500ミリグラム、用量あたり200ミリグラム〜1000ミリグラム、または用量あたり250ミリグラム〜750ミリグラムであり得る。H因子が個体に投与され得る頻度は、例えば、しかし非限定的に、1日に2回、1日に1回、1週間に2回、1週間に1回、2週間毎に1回、1ヶ月に1回、2ヶ月毎に1回、6ヶ月毎に1回、または1年に1回であり得る。個体へのH因子の投与の量および頻度は、治療の経過をモニターすることによって、医師によって容易に決定可能である。
別のアプローチにおいて、H因子タンパク質またはCFHR5ポリペプチドは、外因性ポリペプチドによってコードされるタンパク質のインビボ発現によって(すなわち、遺伝子治療を介して)投与される。1つの例において、遺伝子治療は、H因子ポリペプチドもしくは生物学的に活性なフラグメントまたはCFHR5ポリペプチドもしくは生物学的に活性なフラグメントを発現するベクターを細胞に導入する工程を含む。
別のアプローチにおいて、AMDを発症するリスクがある被験体(および/または初期段階の疾患を有する被験体)は、DNA修復によって中性型または防御型のH因子またはCFHR5によって置き換えられた、リスク型のH因子またはCFHR5を有することができる。1つの実施形態において、リスクハプロタイプと関連するH因子またはCFHR5遺伝子における多型部位に特異的に結合するように設計された三重鎖形成オリゴヌクレオチドを、ウイルス性または非ウイルス性方法によって個体に投与することができる。三重鎖形成オリゴヌクレオチドは、配列特異的な様式で二重鎖DNAの深い溝に結合しかつDNA修復を引き起こし、標的化されたゲノムの修飾を生じる(最近の概説については、Kuanら、2004,「Targeted gene modification using triplex−forming oligonucleotides」Methods Mol Biol.262:173−94を参照のこと)。リスクハプロタイプと関連する多型に及ぶ配列に結合する三重鎖形成オリゴヌクレオチドはDNA修復を引き起こし、リスクアレルから、中性または防御的アレルへの修飾を生じ、疾患の発症または進行を改善することができる。
別のアプローチにおいて、中性型または防御型のH因子またはH因子関連タンパク質(例えば、CFHR5)を発現する細胞が患者に投与される。1つの実施形態において、レシピエントは、リスクハプロタイプについて、ヘテロ接合性であり、またはより頻繁には、ホモ接合性である。例えば、肝細胞移植は、多くの型の肝不全に対応するために、全臓器移植に対する代替として使用されてきた(例えば、Ohashiら、Hepatocyte transplantation:clinical and experimental application,J Mol Med.2001 79:617−30を参照のこと)。この方法に従うと、肝細胞または他のCFHもしくはCFHR5−発現細胞は、治療の必要がある患者に投与される(例えば、注入される)。これらの細胞は肝臓または他の器官に移動し、治療タンパク質を産生する。例えば、以下もまた参照のこと:Alexandrovaら、2005,「Large−scale isolation of human hepatocytes for therapeutic application」Cell Transplant.14(10):845−53;Cheongら、2004,「Attempted treatment of factor H deficiency by liver transplantation」Pediatr Nephrol.19:454−8;Ohashiら、2001,「Hepatocyte transplantation:clinical and experimental application」J Mol Med.79:617−30;Serraltaら、2005,「Influence of preservation solution on the isolation and culture of human hepatocytes from liver grafts」Cell Transplant.14(10):837−43;Yokoyamaら、2006,「In vivo engineering of metabolically active hepatic tissues in a neovascularized subcutaneous cavity」Am.J.Transplant.6(l):50−9;Dhawanら、2005,「Hepatocyte transplantation for metabolic disorders,experience at King’s College hospital and review of literature.」Acta Grastroenterol.Belg.68(4):457−60;Brunsら、2005,「Injectable liver:a novel approach using fibrin gel as a matrix for culture and intrahepatic transplantation of hepatocytes」Tissue Eng.11(11−12):1718−26。使用してもよい他の細胞型には、例示のためでありかつ非限定的に、腎臓および膵臓の細胞が含まれる。1つの実施形態において、投与される細胞は、組換え型のタンパク質を発現するように操作される。
H因子またはCFHR5の正常または防御的な機能の喪失は、AMDと関連する可能性がある。AMDと最も強い相関を示し、かつ変異体のH因子ポリペプチドまたはCFHR5ポリペプチドを生じる、H因子およびCFHR5の遺伝子における非同義語多型、例えば、表1A、1B、1C、11、14および15に示されるものは、AMDにおいて原因となる役割を有するようである。例えば、変異体のH因子またはCFHR5は、正常なH因子またはCFHR5の機能と干渉するいわゆる「ドミナントネガティブ」突然変異体として働く可能性がある。
アンチセンス核酸−アンチセンス核酸、例えば、変異体H因子ポリペプチドをコードするRNAに対して相補的な精製アンチセンスRNAは、リスクハプロタイプと関連するH因子遺伝子の発現を阻害するために使用することができる。最近の概説については、例えば以下を参照のこと:Gomesら、2005,「Intraocular delivery of oligonucleotides」Curr Pharm Biotechnol.6:7−15;およびHenryら、2004,「Setting sights on the treatment of ocular angiogenesis using antisense oligonucleotides」Trends Pharmacol Sci 25:523−7;およびこれらの中で引用される参考文献。
1つの局面において、変異体H因子ポリペプチドと特異的に相互作用し、その活性を中和する抗HF1抗体は、AMDを有するか、またはそのリスクがある個体に投与される。1つの実施形態において、抗体は、野生型と変異体の両方のH因子タンパク質を認識する。1つの実施形態において、抗体は、変異体H因子タンパク質を認識するが、野生型H因子タンパク質を認識しない。別の局面において、変異体CFHR5ポリペプチドと特異的に相互作用し、その活性を中和する抗CFHR5抗体は、AMDを有するか、またはそのリスクがある個体に投与される。1つの実施形態において、抗体は、野生型と変異体の両方のCFHR5タンパク質を認識する。1つの実施形態において、抗体は、変異体CFHR5タンパク質を認識するが、野生型CFHR5タンパク質を認識しない。抗体は、全身的にまたは局所的に投与することができる(例えば、Gaudreaultら、2005,「Preclinical pharmacokinetics of Ranibizumab(rhuFabV2)after a single intravitreal administration」Invest Ophthalmol Vis Sci.46:726−33を参照のこと)。抗HF1抗体および抗CFHR5抗体を作製するための方法は当該分野で公知であり、これには以下に記載される方法が含まれる。関連する局面において、変異体のH因子ポリペプチドおよび/またはCFHR5ポリペプチドと優先的に相互作用し、その活性を減少させる薬剤は、AMDを有するか、またはそのリスクがある個体に投与される。
1つの局面において、本発明は、眼の中に局所的に、または全身レベルでのいずれかで、補体カスケードの代替経路(AP)を調節する薬剤(例えば、ネイティブタンパク質、組換えタンパク質、抗体、または小分子)を投与することによって、AMDを治療するための方法を提供する。1つの実施形態において、治療は、APを調節する薬剤を直接的に投与する工程を含む。1つの実施形態において、治療は、APの誘発を調節する薬剤(例えば、微生物)を投与する工程を含む。1つの実施形態において、治療は、APから下流の経路を調節する薬剤を投与する工程を含む。APを調節する例示的な薬剤は当該分野で公知であり、これには以下が含まれるがこれらに限定されない:DFP、PR226、BCX−1470、FUT−175、sMCP、PS−オリゴ、コンプスタチン(Compstatin)、フカン(Fucan)、およびGCRF(例えば以下を参照のこと:Makrides、1998,「Therapeutic inhibition of the complement system」Pharmacol Rev.50:59−87;Hollandら、2004,「Synthetic small molecule complement inhibitors」Curr Opin Investig Drugs 5:1163−73;Holersら、2004,「The alternative pathway of complement in disease:opportunities for therapeutic targeting」Mol Immunol.41:147−52)。AP調節因子は、全身的に、または眼内注射によって、または眼への化合物の送達のために既知である他の方法によって投与することができる。
本発明は、変異体タンパク質、H因子もしくはCFHR5変異体を発現する宿主細胞、またはH因子もしくはCFHR5変異体を発現するトランスジェニック動物を接触させること、およびその変異体の結合、発現、プロセシング、または活性をモニターすることによって、AMDの治療のために有効な薬剤をスクリーニングする方法を提供する。1つの実施形態において、H因子変異体は、62位のアミノ酸にバリンを有し、および/または402位のアミノ酸にヒスチジンを有し、および/または1210位のアミノ酸にシステインを有する。1つの実施形態において、CFHR5変異体は46位のアミノ酸にセリンを有する。
AMDにおいて原因となる役割を有し、変異体のH因子ポリペプチドまたはCFHR5ポリペプチドの発現レベルおよび/または生物学的活性に対するこれらの多型の効果が説明されている、H因子遺伝子またはCFHR5遺伝子における特定の多型の存在に基づいて、カスタマイズされた治療を、AMDの異なる遺伝子サブタイプを有する患者の群のために考案することができる。例えば、H因子またはCFHR5における多型が、変異体のH因子ポリペプチドまたはCFHR5ポリペプチドの発現レベルおよび/または生物学的活性を増加させることによって動物モデルにおいてAMDを引き起こすならば、H因子またはCFHR5の多型に関連するAMDは、変異体H因子ポリペプチドまたは変異体CFHR5ポリペプチドのアンタゴニストを患者に投与することによって治療することができる。
上述のように、CFHまたはCFHRタンパク質の特定のフラグメントの治療的効力はまた、AMDバイオマーカーの発現に対するタンパク質の効果を試験することによって決定することができる。例示的なAMDバイオマーカーには、本明細書中上記に記載したものが含まれる。これらのAMD関連タンパク質(バイオマーカー)は、健常個体と比較して、異なる(上昇しているかまたは減少している)レベルでAMDを有する個体中に存在する。本発明は、疾患について治療されるAMDを有する個体におけるバイオマーカーのレベルを決定する工程、およびそのバイオマーカーのレベルを、バイオマーカーのより初期に決定したレベルまたは参照レベルと比較する工程によって、AMDの治療の効力を評価する方法およびAMDの進行をモニターする方法を提供する。同時係属の仮出願番号60/715,503において記載されるように、バイオマーカーのレベルは、例えば、非限定的に、分離に基づく方法(例えば、ゲル電気泳動)、イムノアッセイ法(例えば、抗体に基づく検出)、および機能に基づく方法(例えば、酵素活性または結合活性)を含む、当該分野において既知の従来の任意の適切な方法によって決定することができる。1つの実施形態において、個体におけるAMDの治療の効力を評価する方法は、個体からサンプルを入手する工程、および二次元差ゲル電気泳動(2−dimensional difference gel electrophoresis)(DIGE)によってタンパク質を分離することによってバイオマーカーのレベルを決定する工程を含む。
A)プライマーおよびプローブ
本発明は、多型部位に隣接し、またはそれに及ぶ核酸を提供する。核酸は、H因子多型を検出するためのプローブまたはプライマー(インベーダー、分子ビーコンおよび他の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)型プローブを含む)として使用することができる。1つの実施形態において、プローブまたはプライマーは、イントロン2における挿入を認識するが、野生型配列を認識しない。例示的な核酸は、多型の位置がその位置のための代替的な塩基によって占められている、表1A、1B、1C、11、14および15において列挙される多型の少なくとも1つに及ぶ配列を含む。対照集団においてより頻繁に見出されるその位置についての塩基は、正常または野生型配列を意味するのに対して、対照集団において見出される頻度のより低いその位置についての代替的な塩基は、変異体配列を意味する。核酸はまた、H因子遺伝子およびCFHR5遺伝子において知られている他の多型、例えば、上記の表AおよびBにおいて同定される多型に及ぶ配列を含む。
本発明は、H因子ポリペプチドをコードする核酸を含むベクターを提供する。H因子ポリペプチドは野生型または変異体(例えば、防御的変異体)であり得、全長型(例えば、HF1)または短縮型であり得る。核酸は、DNAまたはRNAであり得、一本鎖または二本鎖であり得る。
遺伝子治療のためのH因子ポリペプチドまたはCFHR5ポリペプチドの発現のための方法は既知であり、上記のIV(A)節において記載される。
本発明は、正常もしくは野生型H因子ポリペプチド、または1つ以上の非同義語一ヌクレオチド変異多型(SNP)がH因子コード領域中に存在する変異体H因子ポリペプチドを認識し得るH因子特異的抗体を提供する。1つの実施形態において、本発明は、変異体H因子ポリペプチドまたはそのフラグメントを特異的に認識するが、多型部位において変異を有しないH因子ポリペプチドを認識しない抗体を提供する。
本発明は、表1A、1B、1C、11、14および15に記載されるH因子遺伝子および/またはCFHR5遺伝子における多型部位と連鎖する多型部位についてのスクリーニングの方法を提供する。これらの方法は以下の工程を包含する:H因子遺伝子またはCFHR5遺伝子における多型部位と連鎖している遺伝子における多型部位を同定し、ここで、H因子遺伝子またはCFHR5遺伝子における多型部位の多型型がAMDと関連している(例えば、リスクの増加または減少)工程、および連鎖した多型部位が、AMD表現型と相関するH因子遺伝子またはCFHR5遺伝子の多型型と平衡または不平衡にある多型型を有するか否かを示すために個体の集団におけるハプロタイプを決定する工程。
本発明は、ヒト変異体H因子またはCFHR5ポリペプチドを発現可能であるトランスジェニック非ヒト動物を提供する。トランスジェニック非ヒト動物は、不活性化された内因性H因子またはCFHR5遺伝子のアレルの一方または両方を有し得る。外因性変異体H因子またはCFHR5遺伝子の発現は、通常、プロモーターおよび選択的にエンハンサーに遺伝子を作動可能に連結すること、次いで、標準的なプロトコールに従って接合子に構築物をマイクロインジェクションすることによって達成される。Hoganら「Manipulating the Mouse Embryo,A Laboratory Manual」Cold Spring Harbor Laboratoryを参照のこと。内因性H因子またはCFHR5遺伝子は、当該分野において既知の方法によって不活性化することができる(Capecchi、1989)。H因子欠損マウスは、外因性ヒト変異体H因子遺伝子の導入のために利用可能である。ヒトまたは非ヒト変異体H因子またはCFHR5ポリペプチドを発現するトランスジェニック動物は、有用な薬物スクリーニングシステムならびにAMDおよび他の補体関連疾患のモデルを提供する。トランスジェニック動物はまた、本発明の組換えCFHタンパク質およびCFHR5タンパク質の産生のために使用されてもよい(例えば、米国特許第6,066,725号;同第6,013,857号;同第5,994,616号;および同第5,959,171号;Lillicoら、2005;Houdebine、2000を参照のこと)。
本発明は、H因子およびCFHR5の多型およびハプロタイプを検出する試薬、デバイス、およびキットを提供する。AMDを発症するリスクについてスクリーニングするために、および/または被験体におけるAMDを予防または改善するための適切な治療を同定するために特に適しているが、特定の実施形態において、これらの試薬、デバイス、およびキットは、MPGNIIまたは任意の他の補体関連の病気を発症するリスクを決定することを含むがこれらに限定されない任意の目的のために、H因子およびCFHR5の多型およびハプロタイプの分析のために使用可能であることが理解される。
診断方法、予後診断方法、薬物スクリーニング方法、および他の方法のために有用であるデバイスおよび試薬が提供される。1つの局面において、1つ以上のH因子および/またはCFHR5の多型部位に特異的な固定化プライマーまたはプローブを含むデバイスが提供される。1つの実施形態において、H因子および/またはCFHR5の多型部位は、AMDと関連すると本明細書で記載されているものである。
実施例1
H因子遺伝子における共通のハプロタイプ(HF1/CFH)は個体を加齢性黄斑変性に対して素因化する
加齢性黄斑変性(AMD)は、先進国における高齢者の不可逆的な失明の最も頻繁な原因であり、世界中で5千万人を超える個人に罹患している。本発明者らの以前の研究は、AMDの特徴的な病変である、眼ドルーゼンの形成における代替補体経路の活性化を関連付けた。本発明者らはまた、AMD患者における黄斑ドルーゼンが、補体カスケードの代替経路の制御されない活性化によって特徴付けられる疾患であるII型膜性増殖性糸球体腎炎(MPGNII)を有する患者における早期の年齢において形成するものと区別不可能であることを示した。ここで本発明者らは、代替補体経路の主要な阻害剤であるH因子タンパク質(HF1)が、ドルーゼン中に蓄積し、網膜色素上皮によって局所的に合成されることを示す。以前の連鎖分析は染色体1q25−32を同定し、これは、主要なAMD感受性遺伝子座としてH因子遺伝子(HF1/CFH)を有する。本発明者らは、約900例のAMDの症例および400例の適合させた対照から構成される2つの独立するコホート中の遺伝子の変異について、HF1を分析した。本発明者らは、これらのコホート中で、AMDとの8つの共通のHF1 SNPの高度に有意な関連性を見出している;2つの共通のミスセンス変異体は、高度に有意な関連性を示す(I62V;χ2=36.1、p=3.2×10−7およびY402H;χ2=54.4、p=1.6×10−13)。ハプロタイプ分析は、複数のHF1変異体がAMDのリスクの増加または減少のいずれかを付与することを示唆する。1つの共通のアットリスクハプロタイプは、AMDの症例の49%の頻度で存在し、対照において26%の頻度で存在する(OR=2.67、95%CI[1.80−2.85])。このハプロタイプについてのホモ接合性は症例の22.1%、および対照の5.1%を占める(OR=5.26、95%CI[2.84−9.76])。いくつかの防御的ハプロタイプもまた同定される(OR=0.44−0.55)。これらのデータをさらに強化するのは、70%のMPGNII患者におけるリスクハプロタイプの発見である。本発明者らは、補体系の調節因子における遺伝子によってあらかじめ決定された変異が、感染などの誘発性の事象と組み合わされたときに、ヒト集団におけるAMDの主要な割合の根底にあることを示唆する。
加齢性黄斑変性(AMD)は、60歳を超えた個人の15%に罹患し、または6億人の個人が見積もられている、先進国における不可逆的な失明の主要な原因である(Kleinら、2004;van Leeuwenら、2003を参照のこと)。AMDは、神経網膜とその下にある脈絡膜との間の界面で発生する変性的かつ新生血管性の変化に起因する中心視の進行性の喪失によって特徴付けられる。この位置には光受容体、隣接する網膜色素上皮(RPE)、ブルーフ膜、BMとして知られる基底膜複合体、および脈絡膜毛細血管のネットワークが存在する。
患者、表現型決定およびDNA−2つの独立したAMD症例の群および年齢を適合させた対照をこの研究に使用した。すべての参加した個体は、60歳を超えたヨーロッパアメリカ人血統であり、インフォームドコンセントに従ってIRB認可プロトコールの下で登録された。これらの群は、アイオワ大学からの臨床的に記録されたAMDを有する404例の血縁関係のない患者(平均年齢79.5±7.8歳)および131例の血縁関係のない対照患者(平均年齢78.4±7.4歳;年齢および民族によって適合させた)、ならびにコロンビア大学からの臨床的に記録されたAMDを有する550例の血縁関係のない患者(平均年齢71.32±8.9歳)および275例の血縁関係のない、年齢および民族によって適合させた対照患者(平均年齢68.84±8.6歳)から構成された。患者は、網膜フェローシップ訓練された眼科医による間接検眼鏡検査および細隙灯顕微鏡検査によって調べた。
RPE−脈絡膜界面におけるH因子
黄斑および黄斑外からのRPE−脈絡膜複合体におけるH因子タンパク質の分布は、初期のAMDの病歴を有する6例のドナー、およびAMDまたはドルーゼンを有しない同様の年齢の3例のドナーから得た眼において評価した(図1A〜1L)。AMDを有するドナーにおいては、強烈なHF1免疫反応性(IR)が、ドルーゼン、RPEの下(すなわち、RPEの下の空間)、および脈絡膜毛細血管の周囲において存在する(図1A〜1D、1E、1G)。一次抗体の非存在下では、RPE/脈絡膜における標識は存在しない(図1F)。H因子抗体のすべてが、ある程度まで、均質な様式でドルーゼンを標識した(図1Cおよび1E)。1つの抗体はまた、ドルーゼン中の下位構造エレメントを標識した(図1Aおよび1B)。このような構造は、HF1を結合する活性化された補体成分C3b/iC3bに対する抗体を使用して標識される(Andersonら、2004;Johnsonら、2001)。H因子の免疫反応性は、年齢を適合させた対照と比較して、AMDを有するドナーにおいてより強固である;これはまた、末梢におけるよりもAMDドナーの黄斑においてより顕著である(図1Gおよび1H)。黄斑中の抗HF1パターン(図1G)は、抗C5b−9パターンと高度に類似している(図1Iおよび1K);両方の場合において、標識は、典型的には、脈絡膜毛細血管を含む。黄斑外局在は、はるかにより少ない抗C5b−9免疫反応性を示す(図1J)。RPE−脈絡膜におけるC5b−9の免疫反応性がほとんどないこと、または全くないことが、50歳よりも下でかつAMDを有しないドナーにおいて観察される(図1L)。
(A〜B)萎縮性AMDと診断された84歳の男性ドナーからの高倍率共焦点免疫蛍光画像。ドルーゼンおよびRPE下空間における下位構造エレメントの抗HF1(Advanced Research Technologies)標識(白矢印)は、Cy2/フルオレセインチャンネル上で画像化する。RPE下空間は、基底RPE表面とブルーフ膜の内部コラーゲン層の間の細胞外区画である。このようなエレメントもまた、補体活性化表面に共有結合するC3フラグメント(iC3b、C3d、C3dg)に対して指向されるモノクローナル抗体を使用して免疫反応性(IR)を示す(Johnsonら、2001;2003)。このドナーからの脈絡膜毛細血管の内腔における強烈な抗H因子標識(星印)は、血流中でのHF1の高い循環レベルを反映する可能性が最も高い。RPE細胞質における自己蛍光リポフスチン顆粒は、Cy3/テキサスレッドチャンネルで標識する。拡大バー、A)5μm;B)3μm。
IRは、脈絡膜の全体を通して、およびRPE下空間において存在し(矢印)、これは、ドルーゼンおよび他の沈着物が加齢およびAMD型に関連する解剖学的な区画である。リポフスチン自己蛍光(Cy3チャンネル;赤色)。拡大バー、C)10μm;D)20μm。
RPE、RPE/脈絡膜および網膜におけるHF1およびFHL1の発現は、RT−PCRおよびDNAマイクロアレイ分析によって評価した。両方の遺伝子産物についての適切なサイズのPCR産物が、AMDを有するかまたは有しないドナー由来のヒトの眼における、新たに単離されたRPEおよびRPE/脈絡膜複合体において存在するが、神経網膜には存在しない(図2)。プライマーは、HF1コード配列のエキソン8、9、10A(このエキソンは短縮型アイソフォームFHL1を生成するために利用される)および10の中で選択した。PCR反応は、AMDの病歴が臨床的に記録されていたドナーに由来する、ヒト感覚神経網膜(レーン2)、RPE、および脈絡膜(レーン3)、および新たに単離したRPE細胞(レーン4)から抽出したRNAから調製したcDNAを用いて実施した。ゲノムDNAは、増幅のための鋳型として利用した(レーン5);レーン6に示される混合物には鋳型を加えなかった。レーン1は100bpラダーを含む。HF1のエキソン8からエキソン10まで(左のパネル)、およびエキソン9からエキソン10まで(右のパネル)、ならびに、FHL1のエキソン8からエキソン10Aまで(左のパネル)、およびエキソン8からエキソン10Aまで(右のパネル)に及ぶアンプリマーは、予想したサイズ(それぞれ、376、210、424および248bp)であった。FHR1−5についての転写物は、RPEまたはRPE/脈絡膜において検出されないが、FHR1−4は、RT−PCRによって神経網膜において検出される(データ示さず)。
HF1遺伝子のアレル変異体がAMDと関連するか否かを試験するために、アイオワ大学の404例のAMD患者および131例の適合させた対照のコホートにおいて、22個すべてのコードエキソン配列および50〜100bpの隣接するイントロン配列をスクリーニングした。全体で26個の配列変異体を検出する;5個の同義語置換および12個の非同義語置換を含むコード領域における17個のSNP(cSNP)、および9個のイントロンSNPである(変異体のいくつかを図3に示す)。図3は、分析において使用される11個のSNP、20個の短いコンセンサスリピート(SCR)、および連鎖不均衡(LD)ブロックのおよその位置を示し、病原体および他の基質についてのおよその結合部位は、以前に公開されたデータに基づいてダイアグラムの下に示される(Zipfelら、2002;Rodriguez de Cordobaら、2004)。cSNPは、以前に記載された一般的な非同義語変異体、例えば、エキソン2におけるI62V、エキソン9におけるY402H、およびエキソン18におけるD936Eを含んだ(図3)。潜在的な機能的効果を有する一般的なイントロンSNPの例は、IVS2−18insTT変異体である。5個のまれな(<0.5%)変異体もまた、AMD患者と対照の両方において検出され(データ示さず)、疾患表現型がHF1レアアレルによって引き起こされる(すなわち、疾患が引き起こす突然変異の)可能性を除外した。詳細な遺伝子型決定データは、404例の患者および131例の対照の数人または全員において6個のSNPについて得られ(表4および6A〜6C)、関連分析は、症例−対照研究設計を使用して実施した。高度に有意な関連性は、I62V(χ2=15.0,P=1.1×10−4)およびY402H(χ2=49.4,p=2.1×10−12)を含むいくつかの個体変異体を用いて見出される。このコホートにおいてAMDとの最も強い関連は、エキソン10における同義語A473A変異体について観察され、これは、3.42のオッズ比(OR)(95%信頼区間(CI)[2.27−5.15])を生じる。
H因子多型およびAMD
本明細書に提示されるデータは、補体調節遺伝子、H因子(HF1/CFH)における特異的多型に、2つの独立したコホート中のAMD症例の主要な集団を関連付ける(Zipfel、2001;Rodriguez de Cordobaら、2004)。ハプロタイプ分析は、対照の約25%と比較して、AMDを有する個体のほぼ半数において、最も高頻度のアットリスクハプロタイプが存在することを示す。SNPの関連性の頻度および程度は、2つのコホートで非常に類似しており、遺伝子型決定したSNPは、各々においてAMDとの高度に有意な関連性を示す。この関連性は初期のAMDまたは脈絡膜新血管形成の症例においてとりわけ顕著であり、地図状萎縮症についてはそれほど顕著でない。AMDとの特異的HF1ハプロタイプの観察された関連の規模は、以前にAMDと関連付けられた遺伝子の異常と比較した場合に顕著である。
ヒトにおけるH因子欠損は、MPGN IIおよび非定型的溶血性尿毒症性症候群(aHUS)と関連付けられている。(Zipfelら、2001)。HF1欠損は、小胞体におけるタンパク質の保持を生じる、タンパク質短縮化またはアミノ酸置換に導く突然変異から生じる。血漿HF1のレベルの減少が続いて起こり、同時に起こるC3および他の補体成分の消費を伴う、代替補体経路の制御されない活性化に導く。対照的に、aHUSに導くHF1突然変異は、典型的には、細胞表面におけるFH1の補体阻害機能を制限するミスセンス突然変異である。最近の研究は、FH1突然変異を有する個体とFH1突然変異を有しない個体の両方における、3つの一般的なSNPとaHUSとの間の結合を明らかにしている(Caprioliら、2003)。さらに、感染などの侵襲は、aHUSの出現を誘発することが実証されている。
補体系の主要な機能の1つは、このような感染因子に対する防御を提供することである。これは、オプソニン作用および微生物の溶解、外来性粒子の除去、炎症性細胞の補充、抗体産生の調節、および免疫複合体の排出を媒介する(Morganら、1991;Kinoshita、1991)。補体系の活性化は、連続的な、増幅する、タンパク質分解カスケードを誘発し、これは表面を活性化する修飾を生じ、炎症性細胞を刺激する可溶性アナフィラトキシンの放出を生じ、そして最終的には、膜貫通ポアの形成を通して細胞の溶解を促進する高分子複合体である、膜攻撃複合体(MAC)の形成を生じる。補体の制御されない活性化は、宿主細胞および組織に対するバイスタンダー損傷を導き得る。結果として、HF1、ならびに他の循環タンパク質および膜結合タンパク質は、補体系を調節するように進化してきた(Morgan、1999)。
補体調節遺伝子H因子(CFH)およびH因子関連5(CFHR5)における変異はII型膜性増殖性糸球体腎炎(高密度沈着疾患)と関連する
序論
膜性増殖性糸球体腎炎は多様な疾患であり、しばしば、病因がはっきりせず、小児および成人のネフローゼ症候群の主要な腎臓性の原因の4%および7%をそれぞれ占める(Orthら、1998)。腎臓の免疫病理学および超構造研究に基づいて、3つのサブタイプが認められている。I型およびIII型膜性増殖性糸球体腎炎(MPGN)は、免疫複合体媒介疾患の変種であり;対照的に、MPGNIIの免疫複合体との関連は知られていない(Appelら、2005)。
患者および対照。生検で判明したMPGNII/DDDを有する患者は、腎臓病学部門において確認され、IRB認可ガイドラインの下で本研究に加入させた。対照群は、眼科的試験によってAMDが除外された、民族的に適合させられたが、年齢が一致しない、血縁関係のないヒトから確認した。
患者および対照。生検で判明したMPGNII/DDDを有する22例の患者および131例のAMDを有しない人を本研究に参加させた。対照群の平均年齢は78.4歳であり、AMDを除外するための本発明者らの確認判断基準を反映した。
補体の代替経路は、病原体から人を防御するための洗練された系を表す。その中心的な成分であるC3は、血漿中で高濃度で循環し、体液全体に分配される(Walport、2001)。その活性化は、外来性の表面を損傷させる毒性の局所的環境を作製し、微生物の除去を生じる。制限されない補体活性化を妨害するために、宿主細胞および組織表面は、表面結合および膜結合の補体の調節因子の組み合わせを使用して、増幅ループをダウンレギュレートする。ある宿主細胞は高コピー数で単一の補体の膜結合調節因子を発現するのに対して、他の細胞は、いくつかの膜結合調節因子を発現し、また可溶性流体相調節因子を結合する。いくつかの組織は膜結合調節因子を欠き、可溶性調節因子の結合のみに依存している(Appelら、2005)。
H因子タンパク質の防御型の産生
例示的な防御型のヒト補体H因子(CFH)を、ハプロタイプH2に基づいて調製した(図5)。手短に述べると、RNAは、4例のドナーの眼組織(RPE/脈絡膜複合体)から単離した。RNAは、以下のプライマーを使用して、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応によって増幅した:
5’−GAAGATTGCAATGAACTTCCTCCAAG−3’[配列番号331]
5’−AAGTTCTGAATAAAGGTGTGC−3’[配列番号332]
RT−PCR反応は、製造業者(Invitrogen,Carlsbad,CA)によって記載されるように、Superscript III One−Step High Fidelity with Platinum Taqを使用して実施した。適切なサイズの産物(3,769bp)をアガロースゲルから切り出し、スピンカラムを使用して単離した。
62:5’−TATAGATCTCTTGGAAATATAATAATGGTATGCAGG−3’[配列番号333]
402: 5’−ATGGATATAATCAAAATTATGGAAGAAAGTTTGTAC−3’[配列番号:334]
導入した突然変異の忠実度は、遺伝子全体の直接的配列決定によって確認した。得られた防御的遺伝子は、真核生物発現ベクターpcDNA3.1(Invitrogen)に、サイトメガロウイルスプロモーターの制御下でクローニングした。この発現ベクターは、Exgen 500トランスフェクション試薬(Fermentas,Hanover,MD)を使用して、ヒト肺癌腫細胞株A549(ATCC,Manassas,VA)にトランスフェクトした。トランスフェクションに続き、細胞を無血清培地(Hybridoma−SFM,Invitrogen)中で増殖させた。
患者番号498−01(62I、402Y)CFH遺伝子[配列番号335]
著者および日付で引用される参考文献についての完全な引用が以下に提供される。
Claims (22)
- 被験体における加齢性黄斑変性(AMD)の発症に対する感受性の指標として、該被験体のゲノムが、AMDの発症に対する感受性の減少と関連した補体H因子(CFH)遺伝子におけるハプロタイプをコードするか否かを使用する方法であって、該方法は、
CFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする配列が、該被験体のゲノムの多型部位rs800292(配列番号12)に存在するか否かを決定する工程を包含し、ここで、
該ハプロタイプの存在は、該被験体が、AMDの発症に対して減少した感受性を有することを示す、方法。 - 前記被験体由来の生物学的サンプルにおいて、CFRタンパク質またはCFRタンパク質の62位にイソロイシンを含むCFRタンパク質をコードするDNAにおいて配列番号12の21位にアデニンが存在することを検出する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記生物学的サンプルが血清サンプルである、請求項2に記載の方法。
- 前記被験体の前記ゲノムにおいてH因子遺伝子内の2つの多型部位における前記配列を決定する工程を包含する、請求項1に記載の方法であって、ここで、第1の多型部位はrs800292であり、そして第2の多型部位はrs1061170(配列番号16)である、方法。
- (i)前記被験体由来の核酸サンプルと、配列番号12またはその相補鎖に選択的にハイブリダイズ可能である第1のポリヌクレオチドプローブおよび配列番号16またはその相補鎖に選択的にハイブリダイズ可能である第2のポリヌクレオチドプローブとを合わせる工程、ならびに(ii)各々のプローブについて、ハイブリダイゼーションの存在または不在を検出する工程を包含する、請求項4に記載の方法。
- 前記プローブが、増幅反応においてポリヌクレオチド合成を開始可能である、請求項5に記載の方法。
- (a)AMDを発症するリスクを評価するために、前記被験体から家族歴が以前に取得されたか、または(b)AMDを発症するリスクを評価するために、該被験体に対して眼科的検査が以前に実行された、請求項1に記載の方法。
- 前記方法が、AMDの特定のサブタイプのさらなる指標を使用する、請求項1に記載の方法。
- 前記サブタイプが、初期AMD、地図状萎縮症または滲出性AMD(CNV)である、請求項8に記載の方法。
- 前記生物学的サンプルが細胞を含む、請求項2に記載の方法。
- 配列番号12を含むCFH遺伝子のセグメントを増幅する工程を包含する、請求項2に記載の方法。
- 前記第1のポリヌクレオチドプローブが、CFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする配列番号12に選択的にハイブリダイズする、請求項5に記載の方法。
- 前記CFHタンパク質が免疫学的アッセイを使用して検出される、請求項2に記載の方法。
- 前記生物学的サンプルが細胞を含む、請求項11に記載の方法。
- 被験体における加齢性黄斑変性(AMD)の発症に対する感受性の指標として、CFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする配列が、該被験体のゲノムの多型部位rs800292(配列番号12)に存在するか否かを使用する方法であって、該方法は、
CFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする該配列が、該被験体のゲノムの多型部位rs800292(配列番号12)に存在するか否かを決定する工程を包含し、ここで、
62位にイソロイシンをコードする配列の存在は、該被験体が、AMDの発症に対して減少した感受性を有することを示す、
方法。 - (a)AMDを発症するリスクを評価するために、前記被験体から家族歴が以前に取得されたか、または(b)AMDを発症するリスクを評価するために、該被験体に対して眼科的検査が以前に実行された、請求項15に記載の方法。
- 前記被験体のゲノムの少なくとも一部を配列決定する工程を包含する、請求項15に記載の方法。
- 前記被験体由来の生物学的サンプルにおいて、CFHタンパク質をコードするDNAまたはRNAにおいて62位にイソロイシンをコードする配列の存在を検出する工程、あるいはCFRタンパク質の62位にイソロイシンを含むCFRタンパク質を検出する工程を包含する、請求項15に記載の方法。
- 前記被験体由来の核酸サンプルと、CFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする配列番号12またはその相補鎖に選択的にハイブリダイズ可能であるポリヌクレオチドプローブとを合わせる工程、およびハイブリダイゼーションの存在または不在を検出する工程を包含する、請求項18に記載の方法。
- 前記プローブが、増幅反応においてポリヌクレオチド合成を開始可能である、請求項19に記載の方法。
- 第1の被験体が、第2の被験体よりもAMDを発症するリスクが低いことの指標としての、配列番号2にしたがってナンバリングされたCFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする配列を含む、補体H因子(CFH)遺伝子の存在を使用するための方法であって、該方法は:
該第1の被験体において、配列番号2にしたがってナンバリングされたCFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする該配列を含む、補体H因子(CFH)遺伝子の存在を検出する工程であって、ここで、62位にイソロイシンをコードする配列の存在は、該被験体が、AMDの発症に対して減少した感受性を有することを示す、工程;ならびに
該第2の被験体において、CFH遺伝子に、CFHタンパク質の62位にイソロイシンをコードする該配列を含む配列が存在しないことを検出する工程、
を包含する、方法。 - 前記第2の被験体において、CFH遺伝子において、CFHタンパク質の402位にヒスチジンをコードする配列の存在を検出する工程を包含する、請求項21に記載の方法。
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