JP2021004175A - Conformation disease treatment material, method of producing the same, and method of screening conformation disease treatment medicaments - Google Patents

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Abstract

To provide a material usable for conformation disease treatment, a method of producing the same, and a method of screening conformation disease treatment medicaments.SOLUTION: The problem is solved by an oligomer protein in which a plurality of aberrant proteins causing conformation disease are cross-linked. The oligomer protein is produced by a method comprising: a provision step for providing aberrant proteins that cause conformation disease; a cross-link step of forming an oligomer by cross-linking the aberrant proteins; and a collection step of collecting the oligomer protein obtained by cross-linking.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、コンフォメーション病治療用材料、及びその製造方法並びにコンフォメーション病医薬のスクリーニング方法に関する。 The present invention relates to a material for treating a conformational disease, a method for producing the same, and a method for screening a conformational disease drug.

コンフォメーション病あるいはタンパク質コンフォメーション病は、特定の宿主蛋白質についてその立体構造(コンフォメーション)が変化されて難溶性となって細胞や組織や臓器に蓄積し病的状態をもたらす疾患群であり、各種疾患例が報告されている(非特許文献1〜3参照)。これには、アルツハイマー病、び慢性レビー小体病、プリオン病、ポリグルタミン病、パーキンソン病、筋委縮性側索硬化症に代表される神経難病が含まれる。
コンフォメーション病では、特定のタンパク質が本来のコンフォメーションとは異なるβシート構造と呼ばれる構造成分に富むコンフォメーションをとって難分解性となる。コンフォメーション病のうちこのような異常なコンフォメーションをとったタンパク質が細胞外の組織に蓄積して難溶性物質(アミロイド)を形成する疾患群はアミロイドーシスと呼ばれる。
Conformation disease or protein Conformation disease is a group of diseases in which the conformation of a specific host protein is changed to become sparingly soluble and accumulates in cells, tissues, or organs, resulting in a pathological condition. Disease cases have been reported (see Non-Patent Documents 1 to 3). This includes intractable neurological diseases such as Alzheimer's disease, chronic Lewy body disease, prion disease, polyglutamine disease, Parkinson's disease, and amyotrophic lateral sclerosis.
In conformational diseases, a specific protein takes a conformation rich in structural components called β-sheet structure, which is different from the original conformation, and becomes persistent. Among conformational diseases, a group of diseases in which proteins having such abnormal conformation accumulate in extracellular tissues to form a sparingly soluble substance (amyloid) is called amyloidosis.

一方、このような異常なコンフォメーションをとったタンパク質が細胞内に蓄積して「インクルージョンボディ(封入体)」と呼ばれる難溶性物質を形成する疾患群もある。前者には、家族性アミロイドポリニューロパチー、AAアミロイドーシス、ALアミロイドーシス、透析アミロイドーシス、老人性アミロイドーシス等の各種アミロイドーシスの疾患が含まれ、後者にはポリグルタミン病、パーキンソン病、筋委縮性側索硬化症、び慢性レビー小体病、ハンチントン病、ピック病、多系統萎縮症、進行性核上性麻痺、前頭側頭型痴呆などが含まれる。また、どちらにも見られるものとしてはアルツハイマー病やプリオン病などがある。 On the other hand, there is also a group of diseases in which proteins having such abnormal conformations accumulate inside cells to form a poorly soluble substance called an “inclusion body”. The former includes various amyloidosis diseases such as familial amyloid polyneuropathy, AA amyloidosis, AL amyloidosis, dialysis amyloidosis, and senile amyloidosis, and the latter includes polyglutamine disease, Parkinson's disease, and muscle atrophy lateral sclerosis. Includes chronic amyloidosis, Huntington's disease, Pick's disease, multiple system atrophy, progressive amyloidosis, and frontotemporal dementia. In addition, Alzheimer's disease and prion's disease are found in both cases.

これらのコンフォメーション病の原因タンパク質は疾患によって異なり、タンパク質の一次構造上の共通点は無いものの、コンフォメーションの異常化のメカニズムや異常化タンパク質の沈着を促進するメカニズムには共通点があると考えられており、コンフォメーション病全般あるいは複数のコンフォメーション病に共通した治療化合物の開発が可能である(非特許文献4〜5参照)。実際に、これまでにアルツハイマー病、アミロイドーシス全般、プリオン病に共通する薬効を示すことが期待される薬物開発の報告が多数ある(例えば、非特許文献6〜9参照)。しかし、これらコンフォメーション病については、原因及びその作用機構が徐々に解明されつつあるが、現在まで予防及び治療に決定的に有効な医薬品は見出されていない。 The causative proteins of these conformational diseases differ depending on the disease, and although there is no commonality in the primary structure of the proteins, it is considered that there are commonalities in the mechanism of abnormal conformation and the mechanism of promoting the deposition of abnormal proteins. It is possible to develop therapeutic compounds common to all conformational diseases or a plurality of conformational diseases (see Non-Patent Documents 4 to 5). In fact, there are many reports of drug development that are expected to show common efficacy in Alzheimer's disease, amyloidosis in general, and prion disease (see, for example, Non-Patent Documents 6 to 9). However, although the causes and mechanisms of action of these conformational diseases are gradually being elucidated, no drug that is decisively effective for prevention and treatment has been found so far.

コンフォメーション病では、タンパク質の難溶凝集体化の阻害や難溶凝集体の排除が共通の創薬標的である。コンフォメーション病の中でも研究が進んでいるアルツハイマー病では凝集性アミロイドβや凝集性タウ蛋白に対する抗体を患者に投与する受動免疫療法の開発が盛んであり、一部では有望な結果が報告されている(非特許文献10〜11参照)。しかし、それぞれのコンフォメーション病には、それぞれの凝集性タンパク質に最適化された抗体が選抜される必要があり、もともと難溶性である凝集体タンパク質は非自己として認識されないため、凝集体タンパク質だけを認識する特異抗体を作成することは極めて困難であり、ましてや様々な難溶凝集性タンパク質を対象にした汎用的な開発手段は開発されていない。 In conformational diseases, inhibition of protein sparingly soluble aggregates and elimination of sparingly soluble aggregates are common drug discovery targets. Among the conformational diseases, Alzheimer's disease, which is being studied, is actively developing passive immunotherapy that administers antibodies against aggregated amyloid β and aggregated tau protein to patients, and some promising results have been reported. (See Non-Patent Documents 10-11). However, for each conformational disease, an antibody optimized for each aggregating protein needs to be selected, and the originally poorly soluble aggregate protein is not recognized as non-self, so only the aggregate protein is used. It is extremely difficult to produce a specific antibody to be recognized, much less a general-purpose development means for various poorly soluble cohesive proteins has been developed.

一方、能動免疫療法では抗原となるタンパク質をどのように調製するのか、タンパク質
のどの領域を認識させるのか等、安全で効果的な抗体産生を誘導させる工夫が課題となっている。これらの課題を克服するためにDNAワクチン、粘膜免疫などが開発されているが、かならずしも毒性凝集体の形成を特異的に阻害しているわけではない。すなわち、凝集体タンパク質だけを認識するわけではなく、本来は凝集体タンパク質も自己のタンパク質で構成されているため免疫寛容であるべき凝集体化していない正常なタンパク質も認識する。また、多量体化凝集体の形成は阻害しても、毒性の強いオリゴマー凝集体の形成は阻害できないことも知られている(非特許文献12参照)。
On the other hand, in active immunotherapy, there is an issue of ingenuity to induce safe and effective antibody production, such as how to prepare a protein as an antigen and which region of the protein is to be recognized. DNA vaccines, mucosal immunity, etc. have been developed to overcome these problems, but they do not necessarily specifically inhibit the formation of toxic aggregates. That is, it not only recognizes aggregate proteins, but also recognizes non-aggregated normal proteins that should be immune tolerant because the aggregate proteins are originally composed of their own proteins. It is also known that even if the formation of multimerized aggregates is inhibited, the formation of highly toxic oligomer aggregates cannot be inhibited (see Non-Patent Document 12).

さらに、難溶凝集体の化学構造については、様々なモデルが提唱されているものの、その難溶性という物性から正確な化学構造は解明されていない(例えば、非特許文献13参照)。そのため、化学構造に基づくインシリコでのドラッグデザインも不可能な状況である。 Further, although various models have been proposed for the chemical structure of the poorly soluble aggregate, the exact chemical structure has not been elucidated due to its poorly soluble physical properties (see, for example, Non-Patent Document 13). Therefore, it is impossible to design drugs in in silico based on the chemical structure.

ここで、異常凝集タンパク質が起こす疾患の代表として知られているプリオン病についてより詳細に説明すると、プリオン病はプリオンにより中枢神経が侵される疾患であり、プリオンの本体は異常凝集したプリオン蛋白質であることが判明しており、異常凝集プリオン蛋白質は異常型プリオン蛋白質と呼ばれている。今日、他のコンフォメーション病で出現する難溶凝集性タンパク質も、プリオン病の異常型プリオン蛋白質と同様な挙動(すなわち、疾患伝播性)を示すことが証明されており、プリオンと同様なものと考えられている。アルツハイマー病の免疫療法について前記したが、プリオン病でもプリオン蛋白質に対する免疫療法において、若干の効果が複数の論文で報告されている(非特許文献14)。しかし、いずれも正常型プリオン蛋白質を標的としており異常型プリオン蛋白質の阻害を標的としているものはない。したがって、前記したように難溶凝集性タンパク質を標的としたプリオン病の予防及び/又は治療薬の開発は、コンフォメーション病の予防及び/又は治療薬の開発にも通じている。 Here, to explain in more detail the prion disease known as a representative of the diseases caused by the abnormally aggregated protein, the prion disease is a disease in which the central nerve is affected by the prion, and the main body of the prion is the abnormally aggregated prion protein. It has been found that abnormally aggregated prion proteins are called abnormal prion proteins. Today, poorly soluble aggregate proteins that appear in other conformational diseases have been shown to behave similarly to (ie, disease-transmitting) aberrant prion proteins in prion disease, similar to prions. It is considered. Although the immunotherapy for Alzheimer's disease has been described above, some effects have been reported in a plurality of papers on the immunotherapy for prion protein even in prion disease (Non-Patent Document 14). However, none of them target normal prion proteins and none of them target inhibition of abnormal prion proteins. Therefore, as described above, the development of preventive and / or therapeutic agents for prion diseases targeting poorly soluble aggregated proteins also leads to the development of preventive and / or therapeutic agents for conformational diseases.

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本発明の目的は、上記のような背景に鑑み、コンフォメーション病治療に用いることができる治療用材料、及びその製造方法、並びに当該材料を用いたコンフォメーション病医薬のスクリーニング方法を提供することにある。 In view of the above background, an object of the present invention is to provide a therapeutic material that can be used for the treatment of conformational diseases, a method for producing the same, and a method for screening a conformational disease drug using the material. is there.

本発明者らは、上記課題を解決すべく研究をすすめ、コンフォメーション病を引き起こす異常型のタンパク質は、凝集化する過程で、相互にクロスリンクされてオリゴマータンパク質となるとの知見を得た。そして、当該オリゴマータンパク質を抗原として用いることで、能動免疫が可能となることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have proceeded with research to solve the above problems, and have found that abnormal proteins that cause conformational diseases are cross-linked to each other in the process of aggregation to become oligomer proteins. Then, they have found that active immunization is possible by using the oligomer protein as an antigen, and completed the present invention.

本発明の一形態は、コンフォメーション病を引き起こす複数の異常型タンパク質がクロスリンクされたオリゴマータンパク質である。
また、本発明の別の形態は、コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質を準備する準備ステップ、前記異常型タンパク質にクロスリンク処理を施し、オリゴマーを形成させるクロスリンクステップ、及びクロスリンクされたオリゴマータンパク質を回収する回収ステップ、を含むオリゴマータンパク質の製造方法である。
また、本発明の別の形態は、上記オリゴマータンパク質、若しくは上記製造方法で得られたオリゴマータンパク質に、候補化合物を接触させる接触ステップ、及び前記候補化合物を接触させたオリゴマータンパク質の活性及び/若しくは構造を測定する測定ステップ、を含む、コンフォメーション病医薬のスクリーニング方法、又は、コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質に、候補化合物を接触させる接触ステップ、該異常型タンパク質にクロスリンク処理を施し、オリゴマーを形成させるクロスリンクステップ、及びクロスリンクさせたオリゴマータンパク質の活性及び/若しくは構造を測定する測定ステップ、を含む、コンフォメーション病医薬のスクリーニング方法である。
One form of the invention is an oligomeric protein in which multiple aberrant proteins that cause conformational diseases are cross-linked.
In addition, another embodiment of the present invention includes a preparatory step for preparing an abnormal protein that causes conformational disease, a cross-linking step in which the abnormal protein is cross-linked to form an oligomer, and a cross-linked oligomer protein. Is a method for producing an oligomer protein, which comprises a recovery step of recovering.
In addition, another embodiment of the present invention comprises a contact step in which a candidate compound is brought into contact with the oligomer protein or the oligomer protein obtained by the above production method, and an activity and / or structure of the oligomer protein in which the candidate compound is brought into contact. A method for screening a conformational disease drug, which comprises a measurement step for measuring conformation disease, or a contact step in which a candidate compound is brought into contact with an abnormal protein that causes conformational disease, and the abnormal protein is cross-linked to obtain an oligomer. A method for screening a conformational disease drug, comprising a cross-linking step to form and a measuring step to measure the activity and / or structure of the cross-linked oligomer protein.

本発明により、コンフォメーション病治療に有用なオリゴマータンパク質を提供することができ、当該オリゴマータンパク質はコンフォメーション病の抗原として能動免疫に活用され得る。
また、当該オリゴマータンパク質は、異常型タンパク質のインターフェースにてクロスリンクされており、当該インターフェースを特異的に認識する抗体を製造するために活用され得る。
更に、当該オリゴマータンパク質に、コンフォメーション病医薬の候補化合物を接触させ、オリゴマータンパク質の活性の変化を測定することで、あるいは、異常型タンパク質にコンフォメーション病医薬の候補化合物を接触させ、当該オリゴマータンパク質の形成活性の変化を測定することで、コンフォメーション病医薬のスクリーニングが可能となり得る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an oligomer protein useful for treating conformational diseases can be provided, and the oligomeric protein can be utilized for active immunity as an antigen for conformational diseases.
In addition, the oligomer protein is cross-linked at the interface of the abnormal protein, and can be utilized for producing an antibody that specifically recognizes the interface.
Further, the oligomer protein is contacted with a candidate compound for a conformational disease drug and the change in activity of the oligomer protein is measured, or the abnormal protein is contacted with a candidate compound for a conformational disease drug and the oligomer protein is contacted. By measuring changes in the forming activity of proteins, screening of conformational disease drugs may be possible.

プリムリンの化学構造式を示す図である。It is a figure which shows the chemical structural formula of primulin. プリオン持続感染細胞の細胞溶解液にプリムリンを添加した場合におけるプリムリンによる異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の作用対象とプリオン株の違いについて試験した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例1)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the results of a test on the difference between the target of action of the abnormal prion protein cross-link reaction by primulin and the prion strain when primulin is added to the cell lysate of persistently infected prion cells. (Experimental example 1). プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を用いてプリムリンによる異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の作用時間依存性について試験した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例2)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of a test on the action time dependence of an abnormal prion protein cross-link reaction by primulin using a cell lysate of a prion persistently infected cell (Experimental Example 2). 実験例2において、プリムリン存在下で生成された異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物の量を縦軸、反応時間を横軸としてプロットしたグラフである。FIG. 2 is a graph in which the amount of abnormal prion protein cross-linking reactant produced in the presence of primulin is plotted on the vertical axis and the reaction time is plotted on the horizontal axis in Experimental Example 2. プリムリン存在下で培養したプリオン持続感染細胞の細胞溶解液を用いた異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応のUV照射時間依存性について評価した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例3)。It is a drawing substitute photograph of the Western blot of the electrophoretic image showing the result of evaluating the UV irradiation time dependence of the abnormal prion protein cross-link reaction using the cell lysate of the prion persistently infected cells cultured in the presence of primulin (experiment). Example 3). プリオン非感染細胞の細胞溶解液を用いてプリムリン存在下UV照射による正常型プリオン蛋白質に対する効果を試験した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例4)。It is a drawing substitute photograph of the Western blot of the electrophoretic image which shows the result of having tested the effect on the normal prion protein by UV irradiation in the presence of primrin using the cell lysate of a prion non-infected cell (Experimental Example 4). プリオン非感染細胞の細胞溶解液を用いてプリムリン存在下UV照射によるβアクチンに対する効果を試験した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例4)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of testing the effect on β-actin by UV irradiation in the presence of primulin using a cell lysate of a prion non-infected cell (Experimental Example 4). 脳抽出溶液を用いたプリムリン存在下でのUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の試験結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例5)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing a test result of an abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation in the presence of primulin using a brain extract solution (Experimental Example 5). 実験例5の試験結果において脳抽出溶液中の全タンパク質の電気泳動像の銀染色の図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph of silver staining of the electrophoretic image of all proteins in a brain extract solution in the test result of Experimental Example 5. 実験例6の試験に用いた化合物の化学構造式を示す図である。It is a figure which shows the chemical structural formula of the compound used in the test of Experimental Example 6. 各化合物混在下でのUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の試験結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例6)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing a test result of an abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation under a mixture of each compound (Experimental Example 6). 実験例7の試験に用いた化合物の化学構造式を示す図である。It is a figure which shows the chemical structural formula of the compound used in the test of Experimental Example 7. 各化合物混在下でのUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の試験結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例7)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing a test result of an abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation under a mixture of each compound (Experimental Example 7). 実験例7において発見されたメチレンブルーの効果について検証した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例8)。6 is a drawing-substituting photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of verifying the effect of methylene blue found in Experimental Example 7 (Experimental Example 8). 実験例9の試験に用いた化合物の化学構造式を示す図である。It is a figure which shows the chemical structural formula of the compound used in the test of Experimental Example 9. 各化合物混在下でのUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の試験結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例9)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing a test result of an abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation under a mixture of each compound (Experimental Example 9). 過硫酸アンモニウムによる異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の試験結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例10)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing a test result of an abnormal prion protein cross-link reaction with ammonium persulfate (Experimental Example 10). 過硫酸アンモニウム及びN,N,N´,N´−テトラメチルエチレンジアミンによる異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の試験結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例10)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing a test result of an abnormal prion protein cross-link reaction with ammonium persulfate and N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine (Experimental Example 10). 抗プリオン活性を示すことが知られているコンパウンドB(compB)、ドキシサイクリン(DOX)について、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応への効果を試験した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真、並びにウエスタンブロットにおけるクロスリンク反応物(二量体)に相当するシグナル強度を縦軸に、抗プリオン化合物の細胞溶解液への添加終濃度を横軸にプロットしたグラフである(実験例11)。Western blot drawing-substituting photographs of electrophoretic images showing the results of testing the effects of compounds B (compB) and doxycycline (DOX), which are known to exhibit anti-prion activity, on abnormal prion protein cross-linking reactions. In addition, the vertical axis plots the signal intensity corresponding to the cross-link reaction product (dimer) in Western blot, and the horizontal axis plots the final concentration of the anti-prion compound added to the cell lysate (Experimental Example 11). 生成した異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物に対する尿素溶液の効果について試験した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例12)。It is a drawing-substituting photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of testing the effect of a urea solution on the generated abnormal prion protein cross-linking reaction product (Experimental Example 12). EDTAあるいは銅イオンを添加した際のUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応について試験した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例13)。It is a drawing substitute photograph of the Western blot of the electrophoretic image which shows the result of having tested the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation when EDTA or copper ion was added (Experimental Example 13). バリン、チロシン、ヒスチジン、トリプトファンを共存させ、それらアミノ酸濃度を変化させた条件下における異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例14)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of an abnormal prion protein cross-linking reaction under the condition that valine, tyrosine, histidine, and tryptophan coexist and their amino acid concentrations are changed (Experimental Example 14). プリムリン存在下UV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物を各種抗プリオン蛋白質抗体で検出した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例15)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of detecting an abnormal prion protein cross-linking reaction product by UV irradiation in the presence of primulin with various anti-prion protein antibodies (Experimental Example 15). 図23の結果について、異常型タンパク質の単量体シグナルに対するクロスリンク反応物(二量体)シグナルの強度比率を抗体別に示したグラフである。It is a graph which showed the intensity ratio of the cross-link reaction product (dimer) signal with respect to the monomer signal of an abnormal protein for each antibody about the result of FIG. 23. 実験例15で用いた抗プリオン蛋白質抗体のプリオン蛋白質上のエピトープの位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the epitope on the prion protein of the anti-prion protein antibody used in Experimental Example 15. 一般的な二価架橋剤であるグルタルアルデヒドを用いてプリオン感染細胞溶解液でクロスリンクを行った時の、異常型タンパク質を検出した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例16)。It is a drawing substitute photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of detecting an abnormal protein when cross-linking was performed with a prion-infected cell lysate using glutaraldehyde, which is a general divalent cross-linking agent. Experimental example 16). 図26の場合と同様、PK処理なしの総プリオン蛋白質を検出した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例16)。Similar to the case of FIG. 26, it is a drawing-substituting photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of detecting the total prion protein without PK treatment (Experimental Example 16). 図26の場合と同様、βアクチンを検出した結果を示す電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例16)。Similar to the case of FIG. 26, it is a drawing-substituting photograph of a Western blot of an electrophoretic image showing the result of detecting β-actin (Experimental Example 16). 異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物を、強力なタンパク質変性処理を行った後に精製したものの電気泳動像のウエスタンブロットの図面代用写真である(実験例17)。FIG. 6 is a drawing-substituting photograph of a Western blot of an electrophoretographic image of an abnormal prion protein cross-linking reaction product purified after undergoing a strong protein denaturation treatment (Experimental Example 17).

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明は説明に用いた具体的な形態のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the specific forms used in the description.

本発明の一実施形態は、コンフォメーション病を引き起こす複数の異常型タンパク質がクロスリンクされた、オリゴマータンパク質である。
本発明者らは、コンフォメーション病に関して、プリオン病を例として異常タンパク質の凝集に着目し研究を進めたところ、特定の化合物などでプリオン病感染細胞を処理することで、異常型プリオン蛋白質がクロスリンクされた2量体、3量体、4量体などのオリゴマー形成が促進されることを見出した。一方で、正常型プリオン蛋白質では、クロスリンクの促進は生じなかった。また、当該現象は、固体におけるプリオン感染細胞のみならず、セルライセートやプリオン感染組織抽出液でも生じた。
本発明者らは、当該クロスリンクの位置を特定すべく更に研究を進めたところ、異常型プリオン蛋白質構造モデル(非特許文献13)で示されるインターフェースと合致することに想到した。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
One embodiment of the invention is an oligomeric protein in which multiple aberrant proteins that cause conformational diseases are cross-linked.
The present inventors conducted research on conformational diseases focusing on the aggregation of abnormal proteins using prion disease as an example. As a result, the abnormal prion proteins were crossed by treating prion disease-infected cells with a specific compound or the like. It has been found that the formation of oligomers such as linked dimer, trimeric and tetramer is promoted. On the other hand, the normal prion protein did not promote cross-linking. In addition, this phenomenon occurred not only in prion-infected cells in solids, but also in cell lysate and prion-infected tissue extracts.
As a result of further research to identify the position of the cross-link, the present inventors have come up with the idea that it matches the interface shown in the abnormal prion protein structure model (Non-Patent Document 13). The present invention has been made based on such findings.

コンフォメーション病は、特定の宿主蛋白質についてその立体構造(コンフォメーション)が変化されて難溶性となって細胞や組織や臓器に蓄積し病的状態をもたらす疾患である。典型的には、アルツハイマー病、び慢性レビー小体病、プリオン病、ポリグルタミン病、パーキンソン病、筋委縮性側索硬化症に代表される神経難病や家族性アミロイドポリニューロパチー、AAアミロイドーシス、ALアミロイドーシス、透析アミロイドーシス、老人性アミロイドーシスなどのアミロイドーシスが含まれる。 Conformation disease is a disease in which the conformation of a specific host protein is changed to become sparingly soluble and accumulates in cells, tissues, or organs, resulting in a pathological condition. Typically, intractable neurological diseases such as Alzheimer's disease, chronic Levy body disease, prion disease, polyglutamine disease, Parkinson's disease, and muscle atrophy lateral sclerosis, familial amyloid polyneuropathy, AA amyloidosis, and AL amyloidosis. , Dialysis amyloidosis, amyloidosis such as senile amyloidosis.

異常型タンパク質のクロスリンクは、例えば以下の化合物を添加することで生じる。
プリムリン、コンゴーレッド、メチレンブルー、ルシフェリン、クルクミン誘導体(1,5−bis(2,3−dimethoxyphenyl)−1−hydroxypenta−1,4−dien−3−oneや1,3−bis(3,4−dimethoxyp
henyl)propane−1,3−dioneなど)、チオフラビンT、コンパウン
ドBなどの色素系・発光系化合物、過硫酸アンモニウム、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなどのラジカル発生剤、など。
更には紫外線の照射によっても、クロスリンクが生じる。
これらのものを1種又は2種以上組み合わせて使用することで、異常型タンパク質のクロスリンクを生じさせることができる。
Cross-linking of aberrant proteins occurs, for example, by adding the following compounds:
Primulin, congo red, methylene blue, luciferin, curcumin derivatives (1,5-bis (2,3-dimethoxyphenyl) -1-hydroxypenta-1,4-dien-3-one and 1,3-bis (3,4-dimethoxyp)
Henyl) propane-1,3-dione, etc.), dye-based / luminescent compounds such as thioflavin T and compound B, radical generators such as ammonium persulfate, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, etc.
Furthermore, cross-linking also occurs by irradiation with ultraviolet rays.
By using one or a combination of two or more of these, cross-linking of abnormal proteins can be generated.

クロスリンクを生じさせる化合物の添加量は、化合物の種類、コンフォメーション病の種類、用いる材料やその処理方法などにより適宜設定できる。一例をあげると、プリオン病の異常型タンパク質をクロスリンクするためにプリムリンを使用する場合、0.5μM〜50μM添加することが好ましい。 The amount of the compound that causes cross-linking can be appropriately set depending on the type of compound, the type of conformational disease, the material used, the treatment method thereof, and the like. As an example, when primulin is used to cross-link aberrant proteins of prion disease, it is preferable to add 0.5 μM to 50 μM.

本実施形態のオリゴマータンパク質は、コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質が、クロスリンクされて多量体を形成するものである。オリゴマーは典型的には2量体であり、3量体であってよく、4量体であってよく、5量体であってよく、6量体であってよいが、その多くは2量体である。 The oligomeric protein of the present embodiment is one in which abnormal proteins that cause conformational diseases are cross-linked to form multimers. Oligomers are typically dimers, trimers, tetramers, pentamers, hexamers, most of which are dimers. The body.

本実施形態のオリゴマータンパク質を形成する単量体の残基数は特に限定されないが、ハンドリングの容易性及び分子デザインの容易性から、クロスリンク部位を含みかつクロスリンク部位以外のアミノ酸を多く含まないフラグメントであることが好ましい。そのため、後述する酵素処理により断片化されていてもよい。
単量体の残基数はクロスリンク部位を含むものであれば特段限定されないが、5以上であってよく、8以上であってよく、10以上であってよい。また、25以下であってよく、20以下であってよく、15以下であってよい。
The number of residues of the monomer forming the oligomer protein of the present embodiment is not particularly limited, but it contains a cross-linking site and does not contain many amino acids other than the cross-linking site because of ease of handling and molecular design. It is preferably a fragment. Therefore, it may be fragmented by the enzyme treatment described later.
The number of residues of the monomer is not particularly limited as long as it contains a cross-linking site, but may be 5 or more, 8 or more, or 10 or more. Further, it may be 25 or less, 20 or less, and 15 or less.

本実施形態のオリゴマータンパク質の分子量は特に限定されないが、1000以上であってよく、1500以上であってよく、2000以上であってよく、また5000以下であってよく、4000以下であってよく、3000以下であってよい。 The molecular weight of the oligomer protein of the present embodiment is not particularly limited, but may be 1000 or more, 1500 or more, 2000 or more, 5000 or less, 4000 or less, and may be. It may be 3000 or less.

本実施形態のオリゴマータンパク質のクロスリンク部位は、コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質のインターフェースで生じる。コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質の構造は未だ不明確な部分もあるものの、例えば異常プリオンタンパク質の構造モデルが提唱されているなど、明らかになりつつある(非特許文献13)。本発明者らの実験では、異常プリオン蛋白質のクロスリンク部位が、当該構造モデルにおけるインターフェース2又はインターフェース3に相当することが確認された。また、異常型プリオンタンパク質の場合には、アミノ酸残基110番近傍が関係している。ここでいう近傍は±5残基であり、±3残基であってよく、±2残基であってよく、±1残基であってよい。 The cross-linking sites of the oligomeric proteins of this embodiment occur at the interface of the aberrant protein that causes conformational disease. Although the structure of the abnormal protein that causes conformational diseases is still unclear, it is becoming clear, for example, a structural model of the abnormal prion protein has been proposed (Non-Patent Document 13). In the experiments of the present inventors, it was confirmed that the cross-linking site of the abnormal prion protein corresponds to interface 2 or interface 3 in the structural model. Further, in the case of an abnormal prion protein, the vicinity of amino acid residue 110 is involved. The neighborhood here is ± 5 residues, may be ± 3 residues, may be ± 2 residues, and may be ± 1 residues.

コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質が、クロスリンクされたオリゴマータンパク質の製造方法を以下に示す。当該製造方法は本発明の別の実施形態である。
本実施形態に係る製造方法は、コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質を準備する準備ステップ、前記異常型タンパク質にクロスリンク処理を施し、オリゴマーを形成させるクロスリンクステップ、及びクロスリンクされたオリゴマータンパク質を回収する回収ステップ、を含むオリゴマータンパク質の製造方法である。
The method for producing an oligomer protein in which an abnormal protein causing conformational disease is cross-linked is shown below. The manufacturing method is another embodiment of the present invention.
The production method according to the present embodiment includes a preparatory step for preparing an abnormal protein that causes conformational disease, a cross-linking step in which the abnormal protein is cross-linked to form an oligomer, and a cross-linked oligomer protein. A method for producing an oligomeric protein, which comprises a recovery step.

準備ステップでは、コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質を準備する。
異常型タンパク質の由来は特に限定されず、ヒト由来であってよく、マウス、ラットなどの実験動物由来であってもよく、細胞由来であってもよく、試験管内で作製されたものでもよい。異常型プリオン蛋白質であれば、プリオン病の感染患者脳や感染動物脳や感染細胞などから得ることができる。
また、異常型タンパク質を保有する固体(例えばマウス、ラットなど)であってよく、異常型タンパク質を含むセルライセートであってよい。
The preparatory step prepares the aberrant protein that causes conformational disease.
The origin of the abnormal protein is not particularly limited, and may be derived from a human, an experimental animal such as a mouse or a rat, a cell, or an in vitro protein. Abnormal prion proteins can be obtained from the brains of infected patients with prion diseases, the brains of infected animals, infected cells, and the like.
Further, it may be a solid carrying the abnormal protein (for example, mouse, rat, etc.), or may be a cell lysate containing the abnormal protein.

オリゴマータンパク質を抗原(ワクチン)として用いる場合には、準備したタンパク質を変性(不活化)する変性ステップを行ってもよい。
変性は常法に従い行われる。例えば、ソディウムドデシルサルフェート(SDS)、グアニジン塩酸、グアニジンチオシアン酸、尿素、ぎ酸などのタンパク質変性剤で異常型タンパク質の変性が行われる。なお、変性ステップは、クロスリンクステップ後の異常型タンパク質に対して行ってもよい。
When the oligomer protein is used as an antigen (vaccine), a denaturation step may be performed to denature (inactivate) the prepared protein.
Degeneration is carried out according to a conventional method. For example, aberrant proteins are denatured with protein denaturing agents such as sodium dodecyl sulfate (SDS), guanidine hydrochloride, guanidine thiocyanic acid, urea, and formic acid. The denaturation step may be performed on the abnormal protein after the cross-link step.

クロスリンクステップは、異常型タンパク質にクロスリンク処理を施すステップである。クロスリンクには、上記説明したクロスリンクを生じさせる化合物を添加させること、紫外線を照射するなどの方法により行われる。化合物の添加量、紫外線の照射量は、コンフォメーション病の種類、化合物の種類、用いる材料やその処理方法により適宜設定される。また、紫外線の波長も特段限定されないが、例えば365nmであってよい。
クロスリンクされたか否かは、例えばプロテイナーゼKなどでタンパク質を酵素処理し、SDS−PAGEにより分子量を検出することで、判断することができる。クロスリンクすることでオリゴマーが形成され、単量体と比較してバンドが移動した、2量体、3量体等を表す高分子量バンドが観察される。
The cross-linking step is a step of performing a cross-linking treatment on an abnormal protein. The cross-linking is carried out by adding a compound that causes the cross-linking described above, irradiating with ultraviolet rays, or the like. The amount of the compound added and the amount of ultraviolet irradiation are appropriately set depending on the type of conformational disease, the type of the compound, the material used, and the treatment method thereof. Further, the wavelength of ultraviolet rays is not particularly limited, but may be, for example, 365 nm.
Whether or not it is cross-linked can be determined by, for example, enzymatically treating the protein with proteinase K or the like and detecting the molecular weight by SDS-PAGE. By cross-linking, an oligomer is formed, and a high molecular weight band representing a dimer, a trimer, or the like is observed in which the band is moved as compared with the monomer.

クロスリンクされたオリゴマータンパク質を回収するステップは、常法に従い行うことができる。この際、酵素処理等により、クロスリンク部分以外を除くよう、断片化してもよい。また、更にクロスリンク部分の単離生成を行ってもよい。 The step of recovering the cross-linked oligomeric protein can be performed according to a conventional method. At this time, it may be fragmented so as to remove other than the cross-link portion by enzyme treatment or the like. Further, the cross-link portion may be further isolated and generated.

上記方法により得られた、本実施形態のオリゴマータンパク質は、コンフォメーション病の治療に対し、非常に有用なものとなる。オリゴマータンパク質を不活化し、抗原としてワクチン注射することで、能動免疫療法が可能となる。
また、クロスリンク部位のインターフェース構造を解明することで、インターフェースを特異的に認識する抗体や化合物をデザインすることが可能となり、クロスリンクを阻害する治療薬・予防薬を得ることができる。
The oligomer protein of the present embodiment obtained by the above method will be very useful for the treatment of conformational diseases. Active immunotherapy is possible by inactivating the oligomer protein and injecting it as an antigen.
In addition, by elucidating the interface structure of the cross-link site, it becomes possible to design an antibody or compound that specifically recognizes the interface, and it is possible to obtain a therapeutic or preventive drug that inhibits the cross-link.

また、本発明の別の形態は、上記オリゴマータンパク質、又上記製造方法で得られたオリゴマータンパク質に、候補化合物を接触させるステップ、及び前記候補化合物を接触させたオリゴマータンパク質の活性及び/又は構造を測定するステップ、を含む、コンフォメーション病医薬のスクリーニング方法、又は、コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質に、候補化合物を接触させる接触ステップ、該異常型タンパク質にクロスリンク処理を施し、オリゴマーを形成させるクロスリンクステップ、及びクロスリンクさせたオリゴマータンパク質の活性及び/又は構造を測定する測定ステップ、を含む、コンフォメーション病医薬のスクリーニング方法である。 In addition, another embodiment of the present invention comprises a step of contacting a candidate compound with the oligomer protein or the oligomer protein obtained by the above production method, and an activity and / or structure of the oligomer protein with which the candidate compound is contacted. A method for screening a conformational disease drug, including a step of measuring, or a contact step of contacting a candidate compound with an abnormal protein causing conformational disease, and cross-linking the abnormal protein to form an oligomer. A method for screening a conformational disease drug, comprising a cross-linking step and a measuring step of measuring the activity and / or structure of the cross-linked oligomer protein.

クロスリンクされた、コンフォメーション病を引き起こすオリゴマータンパク質は、クロスリンクにより、インターフェースの構造が保たれる。そのため、治療医薬としての候補化合物を当該オリゴマータンパク質に接触させ、オリゴマータンパク質の活性及び/又は構造を測定することで、直接的に候補化合物がコンフォメーション病に何らかの作用を与えるか否かを理解することができる。又は、異常型タンパク質に候補化合物を接触させた後にオリゴマータンパク質の形成活性を測定することで、直接的に候補化合物がコンフ
ォメーション病に何らかの作用を与えるか否かを理解することができる。特に、候補化合物の接触により、オリゴマータンパクのクロスリンク部位が、緩む、撓む、構造が変化する、又はクロスリンク効率が低下する、などの現象が生じた場合、当該候補化合物は、コンフォメーション病の凝集が解消することに貢献する化合物であると判断できる。そのため、本実施形態のスクリーニング方法により、コンフォメーション病治療薬の候補化合物に対する直接的なアッセイを行うことが可能となる。
Cross-linked, conformational-causing oligomeric proteins are cross-linked to maintain the interface structure. Therefore, by contacting the candidate compound as a therapeutic drug with the oligomer protein and measuring the activity and / or structure of the oligomer protein, it is possible to directly understand whether or not the candidate compound has any effect on the conformational disease. be able to. Alternatively, by measuring the forming activity of the oligomer protein after contacting the candidate compound with the abnormal protein, it is possible to directly understand whether or not the candidate compound has any effect on the conformational disease. In particular, when the contact of the candidate compound causes a phenomenon such as loosening, bending, structural change, or decrease in cross-linking efficiency of the oligomer protein, the candidate compound has a conformational disease. It can be judged that the compound contributes to the elimination of the aggregation of the protein. Therefore, the screening method of the present embodiment makes it possible to perform a direct assay for a candidate compound for a conformational disease therapeutic agent.

以下、本発明に関連する実験について、異常凝集タンパク質の代表である異常型プリオン蛋白質を用いて説明する。 Hereinafter, experiments related to the present invention will be described using an abnormal prion protein, which is a representative of abnormally aggregated proteins.

<実験例1>
プリオン感染細胞の細胞溶解液をもちいて、異なるプリオン株であってもプリムリンの異常型プリオン蛋白質クロスリンク作用が発揮されることを観察した。また正常型プリオン蛋白質除去処理とプリムリン処理によるクロスリンク反応の順序を入れ替えることによって、クロスリンク反応がプリオン蛋白質の分子種の内で、異常型プリオン蛋白質に起こり、かつ異常型プリオン蛋白質では部分分解の有無にかかわらずに起こることが判明した。
<Experimental example 1>
Using the cell lysate of prion-infected cells, it was observed that the abnormal prion protein cross-linking action of primulin was exhibited even in different prion strains. In addition, by exchanging the order of the cross-link reaction by the normal prion protein removal treatment and the primulin treatment, the cross-link reaction occurs in the abnormal prion protein among the molecular species of the prion protein, and the abnormal prion protein is partially degraded. It turned out to happen with or without it.

〔方法〕
プリオン持続感染細胞としては、スクレイピープリオンであるRML株がマウス神経芽細胞腫細胞(Neuro2a)に持続感染したScN2a細胞、あるいは22L株がNeuro2aに持続感染したN167細胞を用いた。細胞培養は、細胞培養フラスコ(底面
積9.7cm)にて培養し、細胞密度がコンフルエントとなった時点で培養上清を除き
、リン酸バッファー生理食塩水[PBS、pH6.5]で細胞を洗浄した。洗浄液を十分に除き、リシス液[0.5%デオキシコール酸ナトリウム、0.5%NP−40(商品名
、和光純薬工業(株)オクチルフェニルエーテル)、残部PBS]0.5mLを用いて細胞
を溶解した。軽く遠心分離して高分子核酸を除いた上清を細胞溶解液とした。図1はプリムリンの化学構造式を表しており、化合物プリムリン(primuline、別名direct yellow−7、cas# 8064−60−6)はMPバイオサイエンス社
より購入したものを精製せずに使用した。各々の細胞溶解液を12サンプルずつ準備し、6サンプルにプリムリンを添加した。終濃度は、0、 10、 2、 0.4、 0.08、
0.016μMである。一方、残りの各々6サンプルについてタンパク質分解処理を行
った。タンパク質分解処理は、20μL細胞溶解液にトリチラキウム アルブム(Tritirachium album)由来のプロテイナーゼK(PK:Proteinase K)を終濃度10μg/mLとなるように加えて37℃で30分反応(蛋白質分解)させた後、フェニルメタンスルホニルフロライド(phenylmethane sulfonylfluoride: PMSF)を終濃度1mMとなるように加えてタンパク質
分解反応をとめた。以下、この蛋白質分解・停止反応処理をPK処理と呼ぶこととする。30分間のプリムリン処理後にPK処理したサンプルと、PK処理後に30分間のプリムリン処理したサンプルを準備した。その後に、蛋白分解処理抵抗性である異常型プリオン蛋白質(以下PrPresと呼ぶ)を遠心処理(9,000×g, 1分間)で沈殿物として回収し、この沈殿全量に対し、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)用バッファー[1%SDS(ソディウムドデシルサルフェート)、0.05%ブロモフェノールブルー、4%グリセロール、1%βメルカプトエタノール、25mMトリス塩酸 pH 6.8]20μLを加えて懸濁し、95℃、5分間の熱変性処理を加えて試料を調製した。以下、この段階の試料をSDS−PAGEサンプルと呼ぶこととする。SDS−PAGEサンプルをイシカワ、ドウウラらの方法[Journal of General Virology 2004年、85巻、1785−1790頁]に準じ、15%トリス・グリシンSDS−PAGEゲルで電気泳動し、ウエスタンブロット法でPrPresを検出した。ウエスタンブロット法においては、電気泳動した蛋白質をナイロンメン
ブラン(ミリポア社製、PVDFメンブレイン)にブロッティングし、プリオン蛋白質に対するマウスモノクローナル抗体(SPI−BIO社製、SAF83(5000倍希釈))、及び、アルカリフォスファターゼ・コンジュゲートヤギ抗マウス免疫グロブリン抗体(プロメガ社製(20000倍希釈))、化学発光検出試薬(アマーシャム社製、CDP−Star detection reagent)を使用してプリオン蛋白質の検出を行った。
〔Method〕
As the prion persistently infected cells, ScN2a cells in which the scrapie prion RML strain was persistently infected with mouse neuroblastoma cells (Neuro2a), or N167 cells in which the 22L strain was persistently infected with Neuro2a were used. For cell culture, culture in a cell culture flask (bottom area 9.7 cm 2 ), remove the culture supernatant when the cell density becomes confluent, and use phosphate buffer saline [PBS, pH 6.5] to remove the cells. Was washed. Remove the washing solution sufficiently, and use 0.5 mL of Lysis solution [0.5% sodium deoxycholate, 0.5% NP-40 (trade name, Wako Pure Chemical Industries, Ltd. octylphenyl ether), balance PBS]. The cells were lysed. The supernatant from which high molecular weight nucleic acid was removed by light centrifugation was used as a cell lysate. FIG. 1 shows the chemical structural formula of primulin, and the compound primulin (also known as direct hello-7, cas # 8064-60-6) was purchased from MP Bioscience and used without purification. Twelve samples of each cell lysate were prepared, and primulin was added to six samples. The final concentration is 0, 10, 2, 0.4, 0.08,
It is 0.016 μM. On the other hand, the remaining 6 samples were proteolytically treated. In the proteolysis treatment, proteinase K (PK: Proteinase K) derived from Tritiracium album was added to a 20 μL cell lysate to a final concentration of 10 μg / mL and reacted (proteolytically) at 37 ° C. for 30 minutes. Later, phenylmethanesulfonylfloride (PMSF) was added to a final concentration of 1 mM to stop the proteolytic reaction. Hereinafter, this proteolytic / termination reaction treatment will be referred to as PK treatment. A sample that was PK-treated after 30 minutes of primulin treatment and a sample that was primulin-treated for 30 minutes after PK treatment were prepared. After that, the abnormal prion protein (hereinafter referred to as PrPres) which is resistant to proteolysis treatment was recovered as a precipitate by centrifugation (9,000 × g, 1 minute), and SDS polyacrylamide gel was used for the total amount of the precipitate. Add 20 μL of buffer for electrophoresis (SDS-PAGE) [1% SDS (sodium dodecyl sulfate), 0.05% bromophenol blue, 4% glycerol, 1% β-mercaptoethanol, 25 mM Tris hydrochloride pH 6.8]. It became turbid and was subjected to heat denaturation treatment at 95 ° C. for 5 minutes to prepare a sample. Hereinafter, the sample at this stage will be referred to as an SDS-PAGE sample. SDS-PAGE samples were electrophoresed on a 15% Tris-glycine SDS-PAGE gel according to the method of Ishikawa, Doura et al. [Journal of General Virology 2004, Vol. 85, pp. 1785-1790], and PrPres was subjected to Western blotting. Detected. In Western blotting, the electrophoresed protein is blotting on nylon membrane (Millipore, PVDF membrane), a mouse monoclonal antibody against prion protein (SPI-BIO, SAF83 (5000-fold dilution)), and alkali. The prion protein was detected using a phosphatase-conjugated goat anti-mouse immunoglobulin antibody (manufactured by Promega (diluted 20000 times)) and a chemical luminescence detection reagent (manufactured by Amersham, CDP-Star detection reagent).

〔結果〕
図2にN167およびScN2aの細胞溶解液をもちいてプリムリンのクロスリンク作用の作用対象とプリオン株の違いについて調べた結果を示す。レーン1〜6は、PK処理ののちプリムリンを作用させたもの、レーン7〜12はプリムリンを作用させたのちにPK処理したものであり、添加したプリムリンの濃度は、レーン1及び7が0μM、以下レーン2及び8、 レーン3及び9、 レーン4及び10、レーン5及び11、レーン6及び12がそれぞれ、10、 2、 0.4、 0.08、 0.016μMである。上段のブロットはN167の、下段のブロットはScN2aの細胞溶解液を用いた結果を示している。プリオン株に関係なく、プリムリンの濃度に依存性に異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物が観察された。プリムリン作用とPK処理の順番については、プリムリンを作用させたのちPK処理を行った方(レーン7〜12)が、PK処理を行ったのちプリムリンを作用させた方(レーン1〜6)よりも対応するプリムリン濃度において顕著にクロスリンク反応物の含量が増加している。PrPresは異常型プリオン蛋白質に対するPK処理によってN末端領域が切断された蛋白質分解抵抗性の部分産物である。すなわちPrPresと異常型プリオン蛋白質とは分子サイズにおいて異なる。実施例1の結果はプリムリンの作用は切断を受けていない異常型プリオン蛋白質に作用し易く、PrPresには作用がやや弱いことを示している。従って本実験例は異常型プリオン蛋白質とPrPresの分子サイズ以外の生化学的差異をウエスタンブロット上で描出しているものといえる。
〔result〕
FIG. 2 shows the results of investigating the difference between the target of primulin's cross-linking action and the prion strain using cell lysates of N167 and ScN2a. Lanes 1 to 6 were PK-treated and then subjected to primulin, and lanes 7 to 12 were PK-treated and then PK-treated. The concentration of added primulin was 0 μM in lanes 1 and 7. Hereinafter, lanes 2 and 8, lanes 3 and 9, lanes 4 and 10, lanes 5 and 11, and lanes 6 and 12 are 10, 2, 0.4, 0.08, and 0.016 μM, respectively. The upper blot shows the results using N167, and the lower blot shows the results using ScN2a cell lysate. Abnormal prion protein cross-linking reactants were observed in a primulin concentration-dependent manner, regardless of prion strain. Regarding the order of primulin action and PK treatment, those who applied primulin and then PK treatment (lanes 7 to 12) were more likely than those who performed PK treatment and then applied primulin (lanes 1 to 6). There is a marked increase in the content of cross-linking reactants at the corresponding primulin concentrations. PrPres is a proteolytic resistant partial product in which the N-terminal region of the abnormal prion protein is cleaved by PK treatment. That is, PrPres and the abnormal prion protein differ in molecular size. The results of Example 1 show that the action of primulin tends to act on the abnormal prion protein that has not been cleaved, and that the action on PrPres is rather weak. Therefore, it can be said that this experimental example depicts biochemical differences other than the molecular size of the abnormal prion protein and PrPres on a Western blot.

<実験例2>
プリムリンによる異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応は作用時間依存的である。
〔方法〕
実験例1に準じてN167プリオン持続感染細胞を25cmのスケールで培養し、細胞溶解液1mLを得た。終濃度、10μMになるようにプリムリンを添加し添加後0、60、120、180、240、360分に150μLのサンプルを採取した。サンプルは採取後冷凍し、全サンプル採取後PK処理を行い、PrPresを遠心処理によって回収し、SDS−PAGEサンプルを調製した。実験例1に準じてPrPresの検出を行った。比較のため、プリムリンを含まない細胞溶解液に対して同様の処理を行い、サンプルを得た。実験例1に準じてPrPresの検出を行った。得られた画像から生成したクロスリンク反応物の量をその画素密度から定量して、エクセル上にプロットするとともに、一次反応を想定した解析式へのフィッティングを行った。
<Experimental example 2>
The aberrant prion protein cross-link reaction with primulin is time-dependent.
〔Method〕
N167 prion persistently infected cells were cultured on a scale of 25 cm 2 according to Experimental Example 1 to obtain 1 mL of cell lysate. Primulin was added to a final concentration of 10 μM, and 150 μL of the sample was taken at 0, 60, 120, 180, 240 and 360 minutes after the addition. The samples were frozen after collection, PK treatment was performed after all the samples were collected, PrPres was recovered by centrifugation, and SDS-PAGE samples were prepared. PrPress was detected according to Experimental Example 1. For comparison, the cell lysate containing no primulin was subjected to the same treatment to obtain a sample. PrPress was detected according to Experimental Example 1. The amount of the cross-link reactant generated from the obtained image was quantified from the pixel density, plotted on Excel, and fitted to an analytical formula assuming a primary reaction.

〔結果〕
図3にN167細胞溶解液をもちいてプリムリンのクロスリンク作用の作用時間依存性について調べた結果を示す。レーン1〜6は、プリムリン存在下、レーン7〜12はプリムリン非存在下での結果である。作用時間は、レーン1、7が0分, 以下レーン2、8、
レーン3、9、 レーン4、10、レーン5、11、レーン6、12がそれぞれ、60分、 120分、 180分、 240分、 360分である。プリムリン存在下で圧倒的にクロスリンク反応物形成が促進されていることがわかる。また、その作用は反応時間依存的である。図4は生成したクロスリンク反応物の相対的な量を縦軸、時間を横軸としてプロットしたもので、一次反応の時間に対する成長曲線を実線で示している。以上のことからプリムリンによる異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応は時間依存的であるといえる。
〔result〕
FIG. 3 shows the results of investigating the action time dependence of the cross-linking action of primulin using N167 cell lysate. Lanes 1 to 6 are the results in the presence of primulin, and lanes 7 to 12 are the results in the absence of primulin. The action time is 0 minutes for lanes 1 and 7, and lanes 2 and 8 below.
Lanes 3, 9, lanes 4, 10, lanes 5, 11, and lanes 6 and 12 are 60 minutes, 120 minutes, 180 minutes, 240 minutes, and 360 minutes, respectively. It can be seen that the formation of cross-link reactants is overwhelmingly promoted in the presence of primulin. Also, its action is reaction time dependent. FIG. 4 is a plot of the relative amount of the produced cross-link reactants on the vertical axis and the time on the horizontal axis, and the growth curve with respect to the time of the primary reaction is shown by a solid line. From the above, it can be said that the abnormal prion protein cross-link reaction by primulin is time-dependent.

<実験例3>
プリムリン処理細胞にUVを照射すると、異常プリオン蛋白のクロスリンク反応が促進される。すなわち、プリムリンは異常型プリオン蛋白質のタンパク質間クロスリンク光反応増感剤であり、プリムリンとUV照射の併用による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応は、UV照射時間依存的である。同時に、プリムリン非存在下でも、UV照射によって異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応が促進されることが判明した。
<Experimental example 3>
Irradiation of primulin-treated cells with UV promotes the cross-linking reaction of abnormal prion proteins. That is, primulin is an interprotein cross-link photoresensitizer for abnormal prion proteins, and the abnormal prion protein cross-link reaction due to the combined use of primulin and UV irradiation is UV irradiation time-dependent. At the same time, it was found that UV irradiation promotes the abnormal prion protein cross-link reaction even in the absence of primulin.

〔方法〕
プリムリンを含まずあるいは、終濃度2μMでプリムリンを含む培養液を用いN167プリオン持続感染細胞を底面積25cmのスケールの細胞培養フラスコで培養し、リシス液で細胞を溶解して、細胞溶解液1mLを得た。15cmの距離をおいてUVランプ(フナコシ社、ハンディタイプ;主波長365nm)の照射を行い、0、15、30、45、60分に195μLのサンプル細胞溶解液を採取した。サンプルは採取後冷凍し、全サンプル採取後、PK処理を行いPrPresを遠心処理によって回収し、SDS−PAGEサンプルを調製した。クロスリンク反応物の分子量を見やすくするために、プリオン蛋白質の糖鎖を除く処理を行った。すなわち、SDS−PAGEサンプルに対してフラボバクテリウム メニンゴセプチキュム(Flavobacterium meningosepticum)由来PNGase FをNEB社の取扱説明書通りに添加して、SDS−PAGEサンプルに含まれる蛋白質上の糖鎖除去反応を行った。37℃、1時間の反応時間を経たのち、5倍濃縮SDS−PAGE用バッファーを加え、95℃、5分間の熱変性処理を加えた。以下、この糖鎖除去・反応停止処理を脱糖鎖処理と呼ぶこととする。これらの処理を行った試料を実験例1と同様に電気泳動し、ウエスタンブロット法でPrPresを検出した。
〔Method〕
N167 prion persistently infected cells were cultured in a cell culture flask having a bottom area of 25 cm 2 using a culture medium containing primulin at a final concentration of 2 μM or without primulin, and the cells were lysed with a lysis solution to 1 mL of the cell lysate. Got A UV lamp (Funakoshi, handy type; main wavelength 365 nm) was irradiated at a distance of 15 cm, and 195 μL of sample cell lysate was collected at 0, 15, 30, 45, and 60 minutes. The samples were frozen after collection, and after all the samples were collected, PK treatment was performed and PrPres was recovered by centrifugation to prepare SDS-PAGE samples. In order to make it easier to see the molecular weight of the cross-linking reactant, a treatment was performed to remove the sugar chain of the prion protein. That is, PNGase F derived from Flavobacteriia meningosepticum is added to the SDS-PAGE sample according to the instruction manual of NEB, and sugar chains on the protein contained in the SDS-PAGE sample are removed. The reaction was carried out. After a reaction time of 37 ° C. for 1 hour, a buffer for 5-fold concentrated SDS-PAGE was added, and a heat denaturation treatment at 95 ° C. for 5 minutes was added. Hereinafter, this sugar chain removal / reaction termination treatment will be referred to as a sugar chain removal treatment. The sample subjected to these treatments was electrophoresed in the same manner as in Experimental Example 1, and PrPres was detected by Western blotting.

〔結果〕
図5にプリムリン存在下、あるいは非存在下で培養したN167細胞の溶解液をもちいた異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応のUV照射時間依存性について調べた結果を示す。レーン1〜5は、プリムリン非存在下、レーン6〜10はプリムリン存在下で培養した細胞の溶解液を用いている。UV照射時間は、レーン1、6が0分、 以下レーン2、
7、 レーン3、8、 レーン4、9、レーン5、10がそれぞれ、15分、 30分、 45分、 60分である。
まず、これまでの図2、図3において観測されていた異常型プリオン蛋白質のバンドはプリオン蛋白質一分子あたり、0箇所、1か所、2か所に糖鎖修飾を受けた三種類の分子種を検出していたが、実験例3において糖鎖除去処理に施した結果では、レーン1に見られるようにバンドは糖鎖修飾が0箇所のバンドに収束している。この無糖鎖修飾のPrPresの分子量は17kDa(単量体サイズ)である。一方、UV照射処理したレーンにおいては34kDa(二量体サイズ)と51kDa(三量体サイズ)に明瞭なバンドが検出される。これらのバンドは17kDaに対して整数倍であり、熱変性処理時には強力なタンパク質変性剤や還元剤を含んでいることからも、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物であることに矛盾しない。糖鎖除去処理においてこれらのバンドは消失しないことから、クロスリンク反応は異常型プリオン蛋白質上の糖鎖部分で起こっているのではないことが明らかである。
〔result〕
FIG. 5 shows the results of examining the UV irradiation time dependence of the abnormal prion protein cross-link reaction using the lysate of N167 cells cultured in the presence or absence of primulin. Lanes 1 to 5 use lysates of cells cultured in the absence of primulin, and lanes 6 to 10 use lysates of cells cultured in the presence of primulin. The UV irradiation time is 0 minutes for lanes 1 and 6, and lanes 2 below.
7, lanes 3 and 8, lanes 4 and 9, lanes 5 and 10 are 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes and 60 minutes, respectively.
First, the bands of the abnormal prion protein observed in FIGS. 2 and 3 so far are three types of molecular species in which sugar chains are modified at 0, 1, and 2 positions per prion protein molecule. However, in the result of the sugar chain removal treatment in Experimental Example 3, the band was converged to the band at 0 sugar chain modification as seen in lane 1. The molecular weight of this sugar-free chain-modified PrPres is 17 kDa (monomer size). On the other hand, in the UV-irradiated lane, clear bands are detected at 34 kDa (dimer size) and 51 kDa (trimer size). These bands are an integral multiple of 17 kDa and contain a strong protein denaturing agent or reducing agent during the heat denaturation treatment, which is consistent with the abnormal prion protein cross-linking reactant. Since these bands do not disappear during the sugar chain removal treatment, it is clear that the cross-link reaction does not occur at the sugar chain portion on the abnormal prion protein.

プリムリン存在、非存在によらず、UV照射依存的に異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応が進行していることが確認できる。プリムリンの使用とUV照射の二つの手法により、レーン7、8では異常型プリオン蛋白質に由来する単量体がほとんど検出されず、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物である二量体や三量体が主たるPrPresの成分となっていることがわかる。しかしながらレーン9、10で見られるように促進反応が過剰になると全体的なPrPresの検出感度の低下が確認された。この光ブリーチ効果
の要因は不明である。
以上のことから、UV照射は異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を誘起することを示している。異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応で観察されるような二量体のバンドは、PrPresの検出実験ではしばしば観測されていた事実であるが、発生条件を明記した報告はこれまでにない。市販のクロスリンカーを用いた実験は報告されているものの、それらは精製タンパク質を用いたごく一般的な方法であり、ここでの観察のように、生細胞系において、あるいは、不純物を含むような細胞溶解液でのクロスリンクの観察は独自のものである。さらにプリムリンの使用はUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を大幅に促進されることから、プリムリンは異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応において光増感剤として働くことが明らかとなった。
It can be confirmed that the abnormal prion protein cross-link reaction proceeds depending on UV irradiation regardless of the presence or absence of primulin. Due to the use of primulin and UV irradiation, almost no monomers derived from abnormal prion protein were detected in lanes 7 and 8, and dimers and trimers, which are abnormal prion protein cross-link reactants, were detected. It can be seen that is the main component of PrPress. However, when the accelerated reaction became excessive as seen in lanes 9 and 10, it was confirmed that the overall detection sensitivity of PrPress decreased. The cause of this optical bleaching effect is unknown.
From the above, it is shown that UV irradiation induces an abnormal prion protein cross-link reaction. The dimeric band observed in the abnormal prion protein cross-linking reaction is a fact that was often observed in PrPress detection experiments, but there has been no report that specifies the conditions of occurrence. Although experiments with commercially available crosslinkers have been reported, they are very common methods with purified proteins, such as in living cell lines or containing impurities, as observed here. Observation of crosslinks in cell lysates is unique. Furthermore, since the use of primulin significantly promotes the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation, it was clarified that primulin acts as a photosensitizer in the abnormal prion protein cross-link reaction.

<実験例4>
これまでの実験例のようなプリムリンあるいはUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応は正常型プリオン蛋白質には作用しない。また、細胞内で凝集・解離平衡状態にあることが知られているβアクチンもウエスタンブロット検出の条件下においてクロスリンク反応物は検出されない。
<Experimental Example 4>
The abnormal prion protein cross-link reaction by primulin or UV irradiation as in the previous experimental examples does not act on the normal prion protein. In addition, β-actin, which is known to be in an equilibrium between aggregation and dissociation in cells, does not detect a cross-linking reactant under the conditions of Western blot detection.

〔方法〕
実験例1に準じてプリオン非感染Neuro2a細胞を底面積25cmのスケールの細胞培養フラスコで培養、リシス液で溶解し、細胞溶解液1mLを得た。150μLずつ6本のチューブにとり、A、B、C、D、E、Fとした。チューブC、Dは終濃度1μMになるように、E、Fは終濃度5μMになるようにプリムリンを添加した。チューブB、D、Fは15cmの距離をおいて30分間のUVの照射を行い、一方チューブA、C、Eは暗所に保存した。照射反応終了後、それぞれのチューブから12.5μLの反応溶液をそれぞれ、正常型プリオン蛋白質検出用とβアクチン検出用の2本ずつ、計12本採取し、SDS−PAGEサンプルを調製した。正常型プリオン蛋白質検出用サンプルは実験例3に準じて脱糖鎖処理を行い、実験例1に準じて正常型プリオン蛋白質の検出を行った。βアクチン用のサンプルは脱糖鎖処理を行わず、一次抗体として抗βアクチン抗体を用いるほかは実験例1と同様に、目的蛋白質であるβアクチンを検出した。
〔Method〕
According to Experimental Example 1, prion-uninfected Neuro2a cells were cultured in a cell culture flask having a bottom area of 25 cm 2 and lysed with Lysis solution to obtain 1 mL of cell lysate. It was taken into 6 tubes of 150 μL each and used as A, B, C, D, E and F. Primulin was added so that tubes C and D had a final concentration of 1 μM, and E and F had a final concentration of 5 μM. Tubes B, D and F were irradiated with UV for 30 minutes at a distance of 15 cm, while tubes A, C and E were stored in the dark. After completion of the irradiation reaction, a total of 12 12.5 μL reaction solutions were collected from each tube, two for normal prion protein detection and two for β-actin detection, to prepare SDS-PAGE samples. The sample for detecting the normal prion protein was subjected to sugar chain treatment according to Experimental Example 3, and the normal prion protein was detected according to Experimental Example 1. The sample for β-actin was not treated with a sugar chain, and β-actin, which is a target protein, was detected as in Experimental Example 1 except that an anti-β-actin antibody was used as the primary antibody.

〔結果〕
異常型プリオン蛋白質のクロスリンク反応をもたらす条件での、正常型プリオン蛋白質とβアクチンに対する影響を調べた。図6は脱糖鎖処理をした、PK処理を行わない正常型プリオン蛋白質、図7はβアクチンを検出したものである。図6、7の各々のレーン1〜6は、[方法]のチューブA〜Fに対応している。すなわち、レーン1、2がプリムリン非存在下, 以下レーン3、4、 レーン5、6がそれぞれ、1μM、5μMである。一
番過酷な反応条件であるレーン6においては軽度の光ブリーチ効果が認められるものの、プリムリン存在、非存在によらず、UV照射によるクロスリンク反応は認められなかった。仮にクロスリンクにより二量体を形成すれば、正常型プリオン蛋白質、βアクチンについて、それぞれ、46kDa、80kDaにバンドが検出されることが期待される。従って、これまでの実施例においてプリムリン添加、UV照射、およびそれらの併用によるクロスリンク反応物の形成は、異常型プリオン蛋白質において特異的な反応であることが明らかとなった。
〔result〕
The effects of abnormal prion proteins on normal prion proteins and β-actin under conditions that lead to a cross-linking reaction were investigated. FIG. 6 shows a normal prion protein that has been subjected to sugar chain treatment and has not been subjected to PK treatment, and FIG. 7 shows β-actin detected. Each of the lanes 1 to 6 in FIGS. 6 and 7 corresponds to the tubes A to F of the [method]. That is, lanes 1 and 2 are in the absence of primulin, and lanes 3, 4, and lanes 5 and 6 are 1 μM and 5 μM, respectively. In lane 6, which is the most severe reaction condition, a slight light bleaching effect was observed, but no cross-link reaction due to UV irradiation was observed regardless of the presence or absence of primulin. If a dimer is formed by cross-linking, it is expected that bands will be detected at 46 kDa and 80 kDa for the normal prion protein and β-actin, respectively. Therefore, in the examples so far, it was clarified that the formation of the cross-linking reaction product by the addition of primulin, UV irradiation, and the combined use thereof is a specific reaction in the abnormal prion protein.

<実験例5>
プリオン感染マウスの脳から得た異常型プリオン蛋白を含む粗精製画分の溶液に対してプリムリン存在下、UV 照射処理において、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応が
観測されることを示した。
<Experimental Example 5>
It was shown that an abnormal prion protein cross-link reaction was observed in UV irradiation treatment in the presence of primulin for a solution of a crude fraction containing an abnormal prion protein obtained from the brain of a prion-infected mouse.

〔方法〕
マウスプリオン株(22Lプリオン、1%(w/v)PBS懸濁液)をマウス(ICR)に脳内接種し、発病末期まで飼育した後に、脳を採取した。採取した脳(260mg)を破砕用チューブに入れ、−80℃で凍結させた。PBS(2340μL)を添加し、ステンレス製撹拌子で破砕することによって10%(w/v)の脳ホモジネートを作製し、密閉可能なチューブに200μLずつ分注した。そのうち2本のチューブに対して以下の操作を行った。それぞれのチューブにプロテネースE(10 mg/mL水溶液)2μL
を添加し、37℃、30分間反応させた。その後、EDTA(0.5M水溶液)、pH8.0)4.1μLを添加し最終濃度10mMとした。4%サルコシルを含むPBSを206μL添加、攪拌後、ベンゾネース0.83μLを添加し37℃、30分間反応させた。反応液に4%(w/v)リンタングステン酸水溶液(pH7.4)を33.5μL、60%(w/v)ヨードオキサノール70 5.3μLを加え、さらに、4%(w/v)リンタングステン酸水溶液(pH7.4)を57.2μL添加した。それぞれのチューブについて遠心分離(16100×g、90分間)を行い、回収した上清をまとめたのち、濾過膜(濾過径0.45μm)に通過させ濾液(2000μL)を得た。濾液を480μLずつ4本のチューブに分注した。そのうちの3本に最終濃度20μMになるようにプリムリンを添加し、10cmの距離を置いた30分間のUV照射を行った。残りの一本は無処理サンプルとした。反応後すべてのサンプルに0.3%PTA液[2%(w/v)サルコシル、0.3%(w/v)リンタングステン酸、PBS]480μLを添加することによってヨードオキサノール含有量を17.5%(w/v)に調整したのち、遠心分離(16100×g、 90分間)を行い、上清を廃棄した。各々の沈殿物に対して洗浄液[17.
5%(w/v)ヨードオキサノール、0.1%(w/v)サルコシルを含むPBS]200μLを添加し、攪拌後、16.2μLの4%(w/v)リンタングステン酸水溶液(pH 7.4)を添加し、遠心分離(16100×g、 90分間)を行い、上清を廃棄し、沈殿物を得た。沈殿物に対して洗浄液200μLを添加し、PK処理(終濃度10μg/mL、37℃、60分間)を行った。PMSFを最終濃度1mMになるように添加し、撹拌後、16.2μLの4%(w/v)リンタングステン酸水溶液(pH7.4)を添加し、遠心分離(16100×g、30分間)を行い、上清を廃棄し、沈殿物を得た。沈殿物に対して洗浄液200μLを添加し、撹拌後に16.2μLの4%(w/v)リンタングステン酸水溶液(pH7.4)を添加し、遠心分離(16100×g、30分間)を行い、上清を廃棄し、沈殿物を得た。この洗浄工程を2回繰り返したのち、実験例1に準じてSDS−PAGEサンプルを作製、さらに、実験例3に準じて脱糖鎖処理を行った。これらの処理を行った結果、無処理の試料1本とプリムリン存在下UV照射処理の試料3本が得られる。それらのうち、無処理の試料1本(10μL)とプリムリン存在下UV照射処理の試料1本(10μL)を用い、その1/200に相当する量を実験例1と同様にSDS−PAGE電気泳動し、ウエスタンブロット法でPrPresを検出した。残り全量をSDS−PAGE電気泳動を行い、アクリルアミドゲルをタンパク質銀染色キット[(銀染色IIキット ワコー)Wako社]の説明書通りに銀染色した。
〔Method〕
A mouse prion strain (22 L prion, 1% (w / v) PBS suspension) was inoculated into mice (ICR) intracerebrally, and the mice were bred until the terminal stage of illness, and then the brain was collected. The collected brain (260 mg) was placed in a crushing tube and frozen at −80 ° C. PBS (2340 μL) was added and crushed with a stainless steel stir bar to prepare 10% (w / v) brain homogenate, which was dispensed in 200 μL portions into a sealable tube. The following operations were performed on two of the tubes. 2 μL of Protenace E (10 mg / mL aqueous solution) in each tube
Was added and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. Then, 4.1 μL of EDTA (0.5 M aqueous solution) and pH 8.0) were added to obtain a final concentration of 10 mM. 206 μL of PBS containing 4% sarcosyl was added, and after stirring, 0.83 μL of benzones was added and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. To the reaction solution, add 33.5 μL of a 4% (w / v) aqueous solution of phosphotungstic acid (pH 7.4), 60% (w / v) iodoxanol 70 5.3 μL, and further add 4% (w / v). 57.2 μL of an aqueous phosphotungstic acid solution (pH 7.4) was added. Centrifugation (16100 xg, 90 minutes) was performed on each tube, and the collected supernatants were collected and then passed through a filtration membrane (filtration diameter 0.45 μm) to obtain a filtrate (2000 μL). The filtrate was dispensed into 4 tubes of 480 μL each. Primulin was added to three of them to a final concentration of 20 μM, and UV irradiation was performed at a distance of 10 cm for 30 minutes. The remaining one was an untreated sample. After the reaction, the iodoxanol content was increased by adding 480 μL of 0.3% PTA solution [2% (w / v) sarcosyl, 0.3% (w / v) phosphotungstic acid, PBS] to all the samples. After adjusting to 5.5% (w / v), centrifugation (16100 × g, 90 minutes) was performed, and the supernatant was discarded. Cleaning solution for each precipitate [17.
Add 200 μL of [PBS containing 5% (w / v) iodoxanol and 0.1% (w / v) sarcosyl], and after stirring, 16.2 μL of 4% (w / v) phosphotungstic acid aqueous solution (pH). 7.4) was added, centrifugation (16100 × g, 90 minutes) was carried out, the supernatant was discarded, and a precipitate was obtained. 200 μL of a washing solution was added to the precipitate, and PK treatment (final concentration 10 μg / mL, 37 ° C., 60 minutes) was performed. PMSF was added to a final concentration of 1 mM, and after stirring, 16.2 μL of a 4% (w / v) phosphotungstic acid aqueous solution (pH 7.4) was added, and centrifugation (16100 × g, 30 minutes) was performed. The supernatant was discarded to obtain a precipitate. 200 μL of the washing solution was added to the precipitate, and after stirring, 16.2 μL of a 4% (w / v) phosphotungstic acid aqueous solution (pH 7.4) was added, and centrifugation (16100 × g, 30 minutes) was performed. The supernatant was discarded to obtain a precipitate. After repeating this washing step twice, an SDS-PAGE sample was prepared according to Experimental Example 1, and further, a sugar chain treatment was performed according to Experimental Example 3. As a result of these treatments, one untreated sample and three UV irradiation-treated samples in the presence of primulin are obtained. Among them, one untreated sample (10 μL) and one UV-irradiated sample (10 μL) in the presence of primulin were used, and an amount equivalent to 1/200 of that was subjected to SDS-PAGE electrophoresis as in Experimental Example 1. Then, PrPres was detected by Western blotting. The remaining amount was subjected to SDS-PAGE electrophoresis, and the acrylamide gel was silver-stained according to the instructions of a protein silver-staining kit [(Silver-staining II kit Wako) Wako].

〔結果〕
図8にプリオン感染マウス脳サンプルに対してのプリムリン存在下UV処理によるクロスリンク反応の結果を示す。プリムリン存在下UV処理により、マウス感染脳サンプルにおいても異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物の形成が観察された。この結果は、生物材料の由来を問わず異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応が起こりえることを示している。一方、図9で示されているように、銀染色では目立ったバンドの変動は観察されないことから粗精製画分中の混入タンパク質ではプリムリン存在下UV処理に対してむやみやたらとクロスリンク反応物形成が生じていないことがわかる。
〔result〕
FIG. 8 shows the results of a cross-link reaction by UV treatment in the presence of primulin on prion-infected mouse brain samples. The formation of aberrant prion protein cross-linking reactants was also observed in mouse-infected brain samples by UV treatment in the presence of primulin. This result indicates that an abnormal prion protein cross-link reaction can occur regardless of the origin of the biomaterial. On the other hand, as shown in FIG. 9, since no noticeable band fluctuation was observed in silver staining, the contaminated protein in the crude fraction formed a cross-linking reaction unnecessarily with respect to UV treatment in the presence of primulin. It can be seen that is not occurring.

<実験例6>
プリムリンと同等、あるいは、類似した効果を持つ化合物の探索をおこない、コンゴーレッドが同様の異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の増感剤としての効力を持つこと
を示した。
<Experimental example 6>
We searched for compounds that have the same or similar effects as primulin, and showed that Congo Red has the same efficacy as a sensitizer for the abnormal prion protein cross-link reaction.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、125μLずつ9本のチューブにとり、A、B、C、D、E、F、G、H、Iとした。チューブB〜Iに終濃度50μMになるように以下に示す化合物を添加した。チューブAには他のチューブと同量となるようにリシス液を添加した。添加した化合物は、チューブB、C、D、E、F、G、H、Iに対して、プリムリン、リボフラビン、インドシアニングリーン、エバンスブルー、メチルバイオレット、スーダンブラック、フルオロセイン、コンゴーレッドである。チューブA〜Iに対して7cmの距離をおいて15分間のUV照射を行った。その後、実験例3に準じてPK処理、SDS−PAGEサンプル調製、脱糖鎖処理を行い、実験例1に準じてPrPresの検出を行った。
〔Method〕
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, and 125 μL each was taken in 9 tubes and used as A, B, C, D, E, F, G, H, and I. The following compounds were added to tubes B to I to a final concentration of 50 μM. Lysis solution was added to tube A so that the amount was the same as that of other tubes. The added compounds are primulin, riboflavin, indocyanine green, evance blue, methyl violet, sudan black, fluoroscein and congo red for tubes B, C, D, E, F, G, H and I. UV irradiation was performed for 15 minutes at a distance of 7 cm with respect to the tubes A to I. Then, PK treatment, SDS-PAGE sample preparation, and sugar-free chain treatment were performed according to Experimental Example 3, and PrPres was detected according to Experimental Example 1.

〔結果〕
図10に使用した化合物の化学構造式を、図11に様々な化合物混在下でのUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の実験結果を示す。ここでは汎用されている色素系化合物についての検討を行った。図11の各々のレーン1〜9は、[方法]のチューブA〜Iに対応している。ここまでの実験例と同様に、レーン1、2の比較においてプリムリンは異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の増感剤として作用している。レーン1とレーン3〜8の比較において、特筆するべき効果を発揮するものは見つからなかった。レーン9のコンゴ−レッドではプリムリンに比べてより容易にクロスリンク反応物(多量体)を形成することがわかった。しかしながらその反応の激しさのため、反応条件をコントロールすることが困難であると考えられた。
〔result〕
The chemical structural formulas of the compounds used in FIG. 10 are shown in FIG. 11, and the experimental results of the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation under the mixture of various compounds are shown in FIG. Here, a study was conducted on a dye-based compound that is widely used. Each of the lanes 1 to 9 in FIG. 11 corresponds to the tubes A to I of [Method]. Similar to the experimental examples so far, in the comparison of lanes 1 and 2, primulin acts as a sensitizer for the abnormal prion protein cross-link reaction. In the comparison between lanes 1 and lanes 3 to 8, no remarkable effect was found. It was found that Congo-Red in lane 9 formed a cross-link reactant (multimer) more easily than primulin. However, due to the intensity of the reaction, it was considered difficult to control the reaction conditions.

<実験例7>
実験例6と同様に、プリムリンと同等、あるいは、類似した効果を持つ他の化合物の探索をおこない、ルシフェリンが同様の異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の増感剤としての効力を持つことが明らかになった。一方、メチレンブルーの添加は異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を促進したが、UV照射効果は見られなかった。
<Experimental Example 7>
Similar to Experimental Example 6, another compound having the same or similar effect as primulin was searched for, and it was clarified that luciferin has an effect as a sensitizer for a similar abnormal prion protein cross-link reaction. became. On the other hand, the addition of methylene blue promoted the abnormal prion protein cross-link reaction, but no UV irradiation effect was observed.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、200μLずつ12本のチューブにとり、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12とした。チューブ3〜12に終濃度50μMになるように以下に示す化合物を添加した。チューブ1、2には他のチューブと同量となるようにリシス液を添加した。添加した化合物は、チューブ3、4にプリムリン、チューブ5、6にメチレンブルー、チューブ7、8にルミノール、チューブ9、10にルシフェリン、チューブ11、12にαけい皮酸である。チューブ2、4、6、8、10、12に対して7cmの距離をおいて15分間のUV照射を行った。その後、実験例3に準じてPK処理、SDS−PAGEサンプル調製、脱糖鎖処理を行い、実験例1に準じてPrPresの検出を行った。
〔Method〕
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, and 200 μL each was placed in 12 tubes, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 And said. The following compounds were added to tubes 3 to 12 so as to have a final concentration of 50 μM. Lysis solution was added to tubes 1 and 2 in the same amount as the other tubes. The added compounds were primulin in tubes 3 and 4, methylene blue in tubes 5 and 6, luminol in tubes 7 and 8, luciferin in tubes 9 and 10, and α-cinnamic acid in tubes 11 and 12. UV irradiation was performed for 15 minutes at a distance of 7 cm to the tubes 2, 4, 6, 8, 10 and 12. Then, PK treatment, SDS-PAGE sample preparation, and sugar-free chain treatment were performed according to Experimental Example 3, and PrPres was detected according to Experimental Example 1.

〔結果〕
図12に使用した化合物の化学構造式を、図13に化合物混在下でのUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の実験結果を示す。実験例7においては反応に光が関与する代表的な化合物を選択した。図13の各々のレーン1〜12は、[方法]のチューブ1〜12に対応している。ここまでの実験例と同様、レーン1,2の比較においてUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク作用が示されており、レーン3,4の比較においてプリムリンが異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の増感剤として作用していることが示されている。新規に調べた化合物で特徴的であったのはルシフェリンとメチレンブルーである。レーン9、10の比較において、ルシフェリンはプリムリンと同様に
UV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の増感作用を発揮した。一方、レーン5、6の比較においては、多量体を示すバンドの強度は同等であった。このことは、メチレンブルーはUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を促進しないことを意味しているが、レーン1、5の比較において顕著な多量体を示すバンドのシグナル増強が見られる。すなわち、メチレンブルーはプリムリン、コンゴ−レッド、ルシフェリンとは異なる作用様式で異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を起こしている。
〔result〕
The chemical structural formulas of the compounds used in FIG. 12 are shown, and FIG. 13 shows the experimental results of the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation under the mixture of compounds. In Experimental Example 7, a representative compound in which light is involved in the reaction was selected. Each lane 1-12 in FIG. 13 corresponds to tubes 1-12 of [Method]. Similar to the experimental examples so far, the comparison of lanes 1 and 2 showed the abnormal prion protein cross-linking effect by UV irradiation, and the comparison of lanes 3 and 4 showed that primulin sensitized the abnormal prion protein cross-linking reaction. It has been shown to act as an agent. Luciferin and methylene blue were characteristic of the newly investigated compounds. In the comparison of lanes 9 and 10, luciferin exhibited a sensitizing effect on the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation, similar to primulin. On the other hand, in the comparison of lanes 5 and 6, the intensities of the bands showing the multimers were the same. This means that methylene blue does not promote the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation, but signal enhancement of the band showing a remarkable multimer is observed in the comparison of lanes 1 and 5. That is, methylene blue causes an abnormal prion protein cross-link reaction in a manner different from that of primulin, congo-red, and luciferin.

<実験例8>
実験例7において発見したメチレンブルーの効果について検証した結果、添加による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応は、数μM〜150μM程度までのメチレンブルー濃度が適していることが示された。
<Experimental Example 8>
As a result of verifying the effect of methylene blue discovered in Experimental Example 7, it was shown that the methylene blue concentration of several μM to about 150 μM is suitable for the abnormal prion protein cross-link reaction by addition.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、160μLずつ8本のチューブにとり、1、2、3、4、5、6、7、8とした。添加したメチレンブルーの濃度は、チューブ1が0μM, 以下チューブ2、3、4、5、6、7、8がそれぞれ、300、150、75、38、19、9.5、4.8μMである。その後、実験例1に準じてPK処理、SDS−PAGEサンプル調製を行い、PrPresの検出を行った。
〔Method〕
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, and 160 μL of each was taken in eight tubes to make 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8. The concentration of methylene blue added is 0 μM for tube 1 and 300, 150, 75, 38, 19, 9.5, 4.8 μM for tubes 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8, respectively. Then, PK treatment and SDS-PAGE sample preparation were performed according to Experimental Example 1, and PrPres was detected.

〔結果〕
図14にメチレンブルーのN167細胞溶解液をもちいた異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の濃度依存性について調べた結果を示す。図14の各々のレーン1〜12は、[方法]のチューブ1〜12に対応している。二量体を示すバンドの強度はレーン5〜8において最も強く、以下メチレンブルー濃度が大きくなるにつれて二量体のバンド強度は減少したが、代わりに三量体に相当するバンドがより明瞭にレーン3〜5で認められた。しかし、メチレンブルー濃度が300μMであるレーン2では単量体・多量体の全てのバンド強度が減少していた。
〔result〕
FIG. 14 shows the results of investigating the concentration dependence of the abnormal prion protein cross-link reaction using the N167 cell lysate of methylene blue. Each lane 1-12 in FIG. 14 corresponds to tubes 1-12 of [Method]. The intensity of the band indicating the dimer was the strongest in lanes 5 to 8, and the band intensity of the dimer decreased as the methylene blue concentration increased, but instead the band corresponding to the trimer became clearer in lane 3. It was recognized in ~ 5. However, in lane 2 where the methylene blue concentration was 300 μM, the band intensities of all the monomers and multimers were reduced.

<実験例9>
実験例6、7と同様に、プリムリンと同等、あるいは、類似した効果を持つ他の化合物の探索をおこない、1,5−bis(2,3−dimethoxyphenyl)−1−hydroxypenta−1,4−dien−3−oneあるいは1,3−bis(3,4−dimethoxyphenyl)propane−1,3−dioneあるいはチオフラビンTが同様な異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の増感剤としての優れた効力を持つことを示した。
<Experimental Example 9>
Similar to Experimental Examples 6 and 7, other compounds having the same or similar effects as primulin were searched for, 1,5-bis (2,3-dimethoxyphenyl) -1-hydroxypenta-1,4-diene. That -3-one or 1,3-bis (3,4-dimethoxyphenyl) propane-1,3-dione or thioflavin T has excellent efficacy as a sensitizer for similar aberrant prion protein crosslink reactions. Indicated.

[方法]
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、200μLずつ
チューブに分注した。チューブに終濃度50μMになるように以下に示す化合物を添加した。チューブ2にはプリムリン、チューブ3には1,5−bis(2,3−dimethoxyphenyl)−1−hydroxypenta−1,4−dien−3−one、チューブ4には1,3−bis(3,4−dimethoxyphenyl)propane−1,3−dione、チューブ5にはチオフラビンTを添加した。チューブ2,3,4,5に対して10cmの距離を置いて40分間のUV照射を行った。その後、実験例3に準じてPK処理、SDS−PAGEサンプル調製、脱糖鎖処理を行い、実験例1に準じてPrPresの検出を行った。
[Method]
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, and 200 μL each was dispensed into a tube. The following compounds were added to the tube to a final concentration of 50 μM. Primulin for tube 2, 1,5-bis (2,3-dimethoxyphenyl) -1-hydroxypenta-1,4-dien-3-one for tube 3, and 1,3-bis (3,4) for tube 4. -Dimethoxyphenyl) propane-1,3-dione, and thioflavin T was added to tube 5. UV irradiation was performed for 40 minutes at a distance of 10 cm from the tubes 2, 3, 4, and 5. Then, PK treatment, SDS-PAGE sample preparation, and sugar-free chain treatment were performed according to Experimental Example 3, and PrPres was detected according to Experimental Example 1.

[結果]
図15に使用した化合物の化学構造式を、図16に各化合物混在下でのUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の実験結果を示す。図16のそれぞれのレーン1
〜5は、[方法]のチューブ1〜5に対応している。ここまでの実験例と同様、レーン1、2の比較においてプリムリンは異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の増感剤として作用している。新規に調べた化合物はいずれもがプリムリン以上に異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の増感剤として優れており、クロスリンク効率が良いだけでなく、UV照射による抗原エピトープの損傷がほとんどないことが示された。特に、レーン3の1,5−bis(2,3−dimethoxyphenyl)−1−hydroxypenta−1,4−dien−3−oneとレーン4の1,3−bis(3,4−dimethoxyphenyl)propane−1,3−dioneは優れていた。
[result]
The chemical structural formulas of the compounds used in FIG. 15 are shown, and FIG. 16 shows the experimental results of the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation under the mixture of each compound. Each lane 1 in FIG.
~ 5 corresponds to tubes 1 to 5 of [Method]. Similar to the experimental examples so far, in the comparison of lanes 1 and 2, primulin acts as a sensitizer for the abnormal prion protein cross-link reaction. All of the newly investigated compounds are superior to primulin as a sensitizer for the abnormal prion protein cross-linking reaction, indicating that not only the cross-linking efficiency is good, but also the antigen epitope is hardly damaged by UV irradiation. Was done. In particular, lane 3 1,5-bis (2,3-dimethoxyphenyl) -1-hydroxypenta-1,4-dien-3-one and lane 4 1,3-bis (3,4-dimethoxyphenyl) propane-1. , 3-dione was excellent.

<実験例10>
一般的なラジカル反応剤も、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を起こすことを示した。また、ラジカル反応剤による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物の性質はプリムリン存在下UV照射で得られる異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物とは異なっていることを示した。
<Experimental Example 10>
It has been shown that common radical reactants also cause aberrant prion protein cross-linking reactions. It was also shown that the properties of the abnormal prion protein cross-linking reactant by the radical reactant are different from those of the abnormal prion protein cross-linking reactant obtained by UV irradiation in the presence of primulin.

[方法]
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、500μLずつ8本のチューブに分注した。チューブ2と6、3と7、4と8には過硫酸アンモニウムをそれぞれ0.05mg、0.5mg、5mgを添加し、チューブ6、7、8にはさらにN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンをそれぞれ0.01μL、0.1μL
、1μLを添加した。37℃で1時間反応させた後に、それぞれのチューブのサンプルをPK処理用と無処理用に半分ずつに分け、PK処理用は実験例3に準じてPK処理、SDS−PAGEサンプル調製、脱糖鎖処理を行った。無処理用はPK処理を実施せず、PK処理工程を除いて実験例3に準じてSDS−PAGEサンプル調製、脱糖鎖処理を行った。全てのサンプルについて実験例1に準じてPrPresの検出を行った。
[Method]
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, and 500 μL each was dispensed into eight tubes. Ammonium persulfate was added to tubes 2, 6, 3, 7, 4 and 8 at 0.05 mg, 0.5 mg and 5 mg, respectively, and tubes 6, 7 and 8 were further added with N, N, N'and N'-. 0.01 μL and 0.1 μL of tetramethylethylenediamine, respectively
1 μL was added. After reacting at 37 ° C. for 1 hour, the sample of each tube was divided into halves for PK treatment and non-treatment, and for PK treatment, PK treatment, SDS-PAGE sample preparation, and sugar desalination were performed according to Experimental Example 3. Chain processing was performed. For the non-treated product, PK treatment was not carried out, and SDS-PAGE sample preparation and sugar chain treatment were carried out according to Experimental Example 3 except for the PK treatment step. PrPress was detected for all the samples according to Experimental Example 1.

[結果]
図17に過硫酸アンモニウムを添加した異常型プリオン蛋白質への効果を、PK処理の無し有りで示す。サンプル1〜4は、[方法]のチューブ1〜4に対応している。過硫酸アンモニウム0.5mg添加サンプルであるレーン3ならびにレーン7では、顕著な異常プリオン蛋白のクロスリンクによる二量体サイズのシグナルが観察された。図18には、過硫酸アンモニウムとN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンを添加した異常型プリオン蛋白質への効果を、PK処理の無し有りで示す。サンプル5〜8は、[方法]のチューブ5〜8に対応している。図17と同様に、過硫酸アンモニウム0.5mgとN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン0.1μLを添加したサンプルであるレーン3ならびにレーン7では、顕著な異常プリオン蛋白のクロスリンクによる二量体サイズのシグナルが観察された。したがって、ラジカル反応剤も異常型プリオン蛋白質のクロスリンク反応を誘導することが示された。
[result]
FIG. 17 shows the effect of adding ammonium persulfate on the abnormal prion protein with and without PK treatment. Samples 1 to 4 correspond to tubes 1 to 4 of [Method]. In lanes 3 and 7, which are samples supplemented with 0.5 mg of ammonium persulfate, a dimer-sized signal due to cross-linking of a remarkable abnormal prion protein was observed. FIG. 18 shows the effect of ammonium persulfate and N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine added on the abnormal prion protein with and without PK treatment. Samples 5-8 correspond to tubes 5-8 of [Method]. Similar to FIG. 17, in lanes 3 and 7, which are samples to which 0.5 mg of ammonium persulfate and 0.1 μL of N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine were added, a remarkable abnormal prion protein was cross-linked. A dimer-sized signal was observed. Therefore, it was shown that radical reactants also induce a cross-linking reaction of aberrant prion proteins.

<実験例11>
UV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を活用して抗プリオン化合物を分類することが可能であり、この指標を用いて化合物の作用機序を考察することができる。また、このことは逆に、UV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を抗プリオン化合物の探索に利用できることを示している。
<Experimental Example 11>
It is possible to classify anti-prion compounds by utilizing the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation, and the mechanism of action of the compounds can be considered using this index. On the contrary, this indicates that the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation can be used for the search for anti-prion compounds.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、180μLずつ10本のチューブにとり、A、B、C、D、E、F、G、H、I、Jとし、チューブB、C、D、Eに正常型プリオン蛋白質から異常型プリオン蛋白質への構造変換を阻害することが知られているコンパウンドB(compB: 4−[(E)−{2‐[4−(1,3
−oxazol−5−yl)phenyl]hydrazinylidene}methyl]pyridine)、チューブG、H、I、Jに異常型プリオン蛋白質の構造を弛緩させることが知られているドキシサイクリン(DOX)を添加した。各終濃度はチューブB、G、チューブC、H、チューブD、I、チューブE、Jがそれぞれ、0.5、2、
10、 20μMである。チューブA、Fには他のチューブと同量となるようにリシス液を添加した。添加後、チューブA〜Jを10cmの距離をおいて30分間のUV照射を行った。反応終了後、実験例3に準じてPK処理を行い、SDS−PAGEのサンプル調製を行い、脱糖鎖処理後に、実験例1に準じてPrPresの検出を行った。
〔Method〕
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, and 180 μL each was taken in 10 tubes, which were designated as A, B, C, D, E, F, G, H, I, and J, and tube B. Compound B (compB: 4-[(E)-{2- [4- (1,), which is known to inhibit the structural conversion of normal prion protein to abnormal prion protein in C, D, and E. 3
-Oxazole-5-yl) phenyl] hydrazinylidene} methyl] pyridine), tubes G, H, I, J were added with doxycycline (DOX), which is known to relax the structure of aberrant prion proteins. The final concentrations of tubes B, G, tubes C, H, tubes D, I, tubes E, and J are 0.5, 2, respectively.
It is 10, 20 μM. Lysis solution was added to tubes A and F so as to have the same amount as the other tubes. After the addition, the tubes A to J were irradiated with UV for 30 minutes at a distance of 10 cm. After completion of the reaction, PK treatment was performed according to Experimental Example 3, a sample of SDS-PAGE was prepared, and after deglycanization treatment, PrPress was detected according to Experimental Example 1.

〔結果〕
コンパウンドB(compB)およびドキシサイクリン(DOX)はこれまでの報告で抗プリオン活性を示すことが知られている化合物である。例えば、コンパウンドBは、[Kawagoe K, Motoki K, Odagiri T, et al. 2004. Hydrazone derivative. WIPO Publication No. WO/2004/087641, 2004年10月14日]で製造に関して、[Kawasak
i Y, Kawagoe K, Chen C, et al. Journal of Virology, 2007年, 81巻,12889−12898頁]で正常型プリオン蛋白質から異常型プリオン蛋白質への構造変換を阻害することで細胞や動物で抗プリオン活性を発揮することが示されている。また、ドキシサイクリンに関しては[Tagliavini
F, Forloni G, Colombo L, et al. Journal of Molecular Biology 2000年, 300巻5号,1309−1322頁]において異常型プリオン蛋白質の構造を弛緩させる作用が報告されている。本実験例では、この二つの化合物の異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応への影響を試験した。図19上段のウエスタンブロットのレーン1〜10はそれぞれ、[方法]のチューブA〜Jに対応している。図19下段のグラフは上記ウエスタンブロットの二量体サイズに相当する各レーンのバンドの強度について、レーン2〜5はレーン1、レーン7〜10はレーン6の強度を基準とした比として、添加した化合物の濃度を横軸にして表している。グラフから明らかなように、コンパウンドBを添加したときには実験例1のプリムリンで観察されたように添加濃度依存的に二量体バンドのシグナル強度が増強した。一方、ドキシサイクリンを添加したときには添加濃度依存的に二量体バンドのシグナル強度が減弱した。このように二つの抗プリオン化合物はUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の結果に影響を与えることができ、また、コンパウンドBとドキシサイクリンではそれらの作用の違いが異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の結果に反映されることが示された。したがって、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応に与える影響の差異を指標に、抗プリオン化合物として知られる化合物を分類し作用機序を推測することが可能である。また、本実験例の結果は、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応系が抗プリオン候補化合物の簡便な試験管内選抜系として使えることを示している。
〔result〕
Compound B (compB) and doxycycline (DOX) are compounds known to exhibit anti-prion activity in previous reports. For example, Compound B was described in [Kawagoe K, Motoki K, Odagiri T, et al. 2004. Hydrazone derivative. WIPO Publication No. WO / 2004/087641, ka October 14, 2004].
i Y, Kawagoe K, Chen C, et al. Journal of Virology, 2007, Vol. 81, pp. 12889-12898] by inhibiting the structural conversion of normal prion proteins to abnormal prion proteins in cells and animals. It has been shown to exert anti-prion activity. Regarding doxycycline, [Tagliavini
F, Forloni G, Colombo L, et al. Journal of Molecular Biology 2000, Vol. 300, No. 5, pp. 1309-1322] has reported an action of relaxing the structure of abnormal prion proteins. In this experimental example, the effects of these two compounds on the abnormal prion protein cross-link reaction were tested. Lanes 1 to 10 of the Western blot in the upper part of FIG. 19 correspond to tubes A to J of [Method], respectively. The lower graph of FIG. 19 shows the intensity of the band of each lane corresponding to the dimer size of the Western blot. The concentration of the compound is shown on the horizontal axis. As is clear from the graph, when compound B was added, the signal intensity of the dimer band was enhanced in a concentration-dependent manner as observed with primulin in Experimental Example 1. On the other hand, when doxycycline was added, the signal intensity of the dimer band was attenuated depending on the addition concentration. Thus, the two anti-prion compounds can affect the outcome of the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation, and the difference in their actions between compound B and doxycycline is that of the abnormal prion protein cross-link reaction. It was shown to be reflected in the results. Therefore, it is possible to classify compounds known as anti-prion compounds and infer the mechanism of action using the difference in the effect on the abnormal prion protein cross-link reaction as an index. In addition, the results of this experimental example show that the abnormal prion protein cross-link reaction system can be used as a simple in vitro selection system for anti-prion candidate compounds.

<実験例12>
プリムリン存在下UV照射によって生成した異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物は尿素溶液処理によって単量体に戻らない。
<Experimental Example 12>
Abnormal prion protein cross-linking reactants produced by UV irradiation in the presence of primulin do not return to monomers by treatment with urea solution.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、200μLずつ5本のチューブにとり、A、B、C、D、Eとし、各チューブに終濃度50μMになるようにプリムリンを添加後、7cmの距離をおいて15分間のUV照射を行った。その後、実験例1に準じてPK処理をおこない遠心によってPrPresの沈殿物を得た。沈殿物を8μLの濃度の異なる尿素水溶液で溶解させた。尿素溶液の尿素濃度はチューブA、B、C、D、Eにおいて0、2、4、6、8Mである。室温で10分間放置したのち、5倍濃度のSDS−PAGEサンプルバッファーを各チューブに添加し、SDS−PAGEの
サンプル調製を行い、実験例1に準じてPrPresの検出を行った。
〔Method〕
Obtain a cell lysate of N167 prion persistently infected cells according to Experimental Example 2, take 200 μL each in 5 tubes, set A, B, C, D, and E, and add primulin to each tube so that the final concentration is 50 μM. After the addition, UV irradiation was performed for 15 minutes at a distance of 7 cm. Then, PK treatment was carried out according to Experimental Example 1 and a Precipitate of PrPres was obtained by centrifugation. The precipitate was dissolved in 8 μL of different aqueous urea solutions. The urea concentration of the urea solution is 0, 2, 4, 6, 8M in tubes A, B, C, D and E. After leaving to stand at room temperature for 10 minutes, a 5-fold concentration SDS-PAGE sample buffer was added to each tube to prepare a sample of SDS-PAGE, and PrPress was detected according to Experimental Example 1.

〔結果〕
これまでの実験例で観察されてきた異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物の性質について調査を行った。図20に異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物への尿素溶液の効果について調べた結果を示す。図20の各々のレーン1〜5は、[方法]のチューブA〜Eに対応している。各レーンの全体のPrPresのバンドのシグナル強度は尿素の存在によって減弱傾向にあったが、減弱の程度は尿素の濃度に依存しなかった。単量体バンドと二量体バンドのシグナル強度の比については、レーン1〜5にわたって一定している。すなわち、尿素溶液の添加によっても多量体の単量体への解離は観測されなかった。
SDS−PAGEでは蛋白質の種類によって稀に、多量体が検出されることがある。これまでの実験例では、サンプルバッファー中に0.5%のβメルカプトエタノールと1%のドデシル硫酸ナトリウムが、還元剤とタンパク質可溶化・変性剤としてすでに含まれていた。通常の蛋白質ではこのサンプルバッファーを添加し加熱すると完全に単量体として可溶化され、単量体として然るべき分子量を示す位置に検出される。これはごくごく広範に利用されている実験法である。しかしながら特殊な蛋白質、例えば、トランスサイレチンでは、これまでの実験例の条件によるSDS−PAGEにおいては、四量体に相当する分子量のバンドが検出される。しかし、サンプルバッファーに尿素を添加することで[J
enne DE, Denzel K, Blatzinger P, et al.Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A.,1996年、93巻、6302−6307頁]、尿素の濃度が2.5
M程度でトランスサイレチンは完全に単量体に相当する分子量のバンドで検出されることが知られている。この引用文献では、精製トランスサイレチンを使用した実験であり、多量体を形成する要因が分子間の強固な水素結合によるものであることを示している。本実験例の結果は、プリムリン存在下UV照射によって誘起される異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物は、分子間の強固な水素結合によるものではないことを示している。また、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応が、プリオン持続感染細胞溶解液という夾雑系で、かつ、溶解液中に相当な界面活性剤が存在する下で起こる点は、引用文献にある実験条件とは大きく異なるところであり、異常凝集タンパク質の構造的特徴と反応の特異性を反映している。
〔result〕
The properties of the abnormal prion protein cross-linking reactants observed in the experimental examples so far were investigated. FIG. 20 shows the results of investigating the effect of the urea solution on the abnormal prion protein cross-linking reactant. Each of the lanes 1 to 5 in FIG. 20 corresponds to the tubes A to E of the [method]. The signal intensity of the entire PrPress band in each lane tended to be attenuated by the presence of urea, but the degree of attenuation did not depend on the concentration of urea. The ratio of the signal intensities of the monomer band to the dimer band is constant over lanes 1-5. That is, no dissociation of the multimer into the monomer was observed even by the addition of the urea solution.
In rare cases, multimers may be detected in SDS-PAGE depending on the type of protein. In the experimental examples so far, 0.5% β-mercaptoethanol and 1% sodium dodecyl sulfate were already contained as a reducing agent and a protein solubilizing / denaturing agent in the sample buffer. In a normal protein, when this sample buffer is added and heated, it is completely solubilized as a monomer and detected at a position showing an appropriate molecular weight as a monomer. This is a very widely used experimental method. However, for a special protein, for example, transthyretin, a band with a molecular weight corresponding to a tetramer is detected in SDS-PAGE under the conditions of the experimental examples so far. However, by adding urea to the sample buffer [J
enne DE, Denzel K, Blatzinger P, et al. Proceedings of the National Academia of Sciences U.S.A. S. A. , 1996, Vol. 93, pp. 6302-6307], urea concentration 2.5
It is known that transthyretin is detected in a band having a molecular weight completely corresponding to a monomer at about M. This citation is an experiment using purified transthyretin and shows that the factor forming the multimer is due to the strong hydrogen bonds between the molecules. The results of this experimental example show that the aberrant prion protein cross-linking reactant induced by UV irradiation in the presence of primulin is not due to strong intermolecular hydrogen bonds. In addition, the fact that the abnormal prion protein cross-link reaction occurs in a contaminated system called prion persistently infected cell lysate and in the presence of a considerable surfactant in the lysate is different from the experimental conditions in the cited references. It is a major difference, reflecting the structural characteristics of the abnormally aggregated protein and the specificity of the reaction.

<実験例13>
EDTAや銅イオンが、UV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応に与える影響を調べた結果、EDTAは影響を与えないが、銅イオンは異常型プリオン蛋白質に影響し異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の効率を下げた。
<Experimental Example 13>
As a result of investigating the effect of EDTA and copper ion on the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation, EDTA has no effect, but copper ion affects the abnormal prion protein and the abnormal prion protein cross-link reaction. Reduced efficiency.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、180μLずつ16本のチューブにとり、プリムリンを終濃度10μMになるように添加し、A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、Pとし、チューブB、C、D、F、G、HにEDTA添加リシス溶液、チューブJ、K、L、N、O、Pに硫酸銅添加リシス溶液を加えた。各終濃度はチューブB、F 、チューブC、G、チューブD、Hがそれ
ぞれ、5000、1000、 200μM、チューブJ、N 、チューブK、O、チューブL、Pがそれぞれ、1000、 200、 50μMである。チューブA、E、I、Mには他のチューブと同量となるようにリシス溶液を添加した。添加後、チューブE、F、G、H、M、N、O、P を7cmの距離をおいて15分間のUV照射を行った。その間チュ
ーブA、B、C、D、I、J、K、Lは冷暗所に保存した。反応後に実験例1に準じてPK処理を行い、SDS−PAGEのサンプル調製を行い、PrPresの検出を行った。
〔Method〕
Obtain a cell lysate of N167 prion persistently infected cells according to Experimental Example 2, take 180 μL each in 16 tubes, add primulin to a final concentration of 10 μM, and add A, B, C, D, E, F. , G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, EDTA-added lysis solution in tubes B, C, D, F, G, H, tubes J, K, L, N, O , P was added with a copper sulfate-added lysis solution. The final concentrations of tubes B, F, tubes C, G, tubes D, and H are 5000, 1000, and 200 μM, respectively, and tubes J, N, tubes K, O, and tubes L and P are 1000, 200, and 50 μM, respectively. is there. Lysis solution was added to tubes A, E, I, and M in the same amount as the other tubes. After the addition, tubes E, F, G, H, M, N, O and P were irradiated with UV for 15 minutes at a distance of 7 cm. Meanwhile, tubes A, B, C, D, I, J, K and L were stored in a cool and dark place. After the reaction, PK treatment was performed according to Experimental Example 1, a sample of SDS-PAGE was prepared, and PrPress was detected.

〔結果〕
プリオン蛋白質の51−91番アミノ酸配列の領域は銅イオンとの結合が報告されている[Hornshaw MP, Mcdermott JR, Candy JM, Lake
y JH.Biochemistry Biophysics Research Com
munication,1995年,214巻,993−999頁]。この領域は、正常
型プリオン蛋白質を分解し、異常型プリオン蛋白質をその痕跡を示すタンパク質分解酵素耐性コア(PrPresと同意)へとなすPK処理において切断される部分である。プリムリン、UV照射、その併用による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応では、実験例1で観察されたようにPrPresではクロスリンク反応効率が低下するため、クロスリンク反応にはこの51−91番アミノ酸配列の間接的な関与、すなわち、クロスリンクがかかるときには補助的に関わるが、直接クロスリンクを受ける領域ではない可能性が示唆されていた。そこでこの51−91番アミノ酸配列への構造的な摂動を目的として、キレート剤や銅イオンを添加し、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応を実施した。図21にEDTAや銅イオンを添加した際のUV照射による異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応について調べた結果を示す。図21の各々のレーン1〜16は、[方法]のチューブA〜Pに対応している。レーン1〜4、レーン5〜8における比較においてEDTAは反応に影響を与えなかった。一方、レーン9〜12、レーン13〜16における比較においては、銅イオンの添加によって異常型プリオン蛋白質の単量体バンドのシグナル強度の低下が見られ、かつ、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応は抑制された。したがって、51−91番アミノ酸配列が異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の効率に間接的に関与している可能性がある。生細胞を用いた通常の化合物選抜系においては、銅イオンやEDTAなどの試薬は細胞障害を招くため使用できないが、本実験例のように細胞溶解液を用いた実験系での評価は異常型プリオン蛋白質に作用する試薬を評価する上で有用である。
〔result〕
The region of the 51-91 amino acid sequence of the prion protein has been reported to bind to copper ions [Hornshaw MP, McDermott JR, Candy JM, Lake.
y JH. Biochemistry Biophysics Research Com
munication, 1995, Vol. 214, pp. 993-999]. This region is the part that is cleaved in the PK treatment that degrades the normal prion protein and turns the abnormal prion protein into a proteolytic enzyme resistant core (agreeing with PrPres) that shows its traces. In the abnormal prion protein cross-link reaction by primulin, UV irradiation, or a combination thereof, the cross-link reaction efficiency decreases in PrPres as observed in Experimental Example 1, and therefore, the cross-link reaction involves the 51-91 amino acid sequence. It has been suggested that indirect involvement, that is, auxiliary involvement when cross-linking occurs, may not be the area that receives direct cross-linking. Therefore, for the purpose of structural perturbation to the 51-91 amino acid sequence, a chelating agent and a copper ion were added, and an abnormal prion protein cross-link reaction was carried out. FIG. 21 shows the results of investigating the abnormal prion protein cross-link reaction by UV irradiation when EDTA or copper ions were added. Each of the lanes 1 to 16 in FIG. 21 corresponds to the tubes A to P of the [method]. EDTA did not affect the reaction in comparisons in lanes 1-4 and lanes 5-8. On the other hand, in the comparison in lanes 9 to 12 and lanes 13 to 16, the addition of copper ions showed a decrease in the signal intensity of the monomer band of the abnormal prion protein, and suppressed the abnormal prion protein cross-link reaction. Was done. Therefore, it is possible that the 51-91 amino acid sequence is indirectly involved in the efficiency of the abnormal prion protein cross-linking reaction. Reagents such as copper ions and EDTA cannot be used in a normal compound selection system using live cells because they cause cell damage, but the evaluation in an experimental system using a cell lysate as in this experimental example is abnormal. It is useful in evaluating reagents that act on prion proteins.

<実験例14>
異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応は、UVの波長領域に吸収特性があるアミノ酸の添加によっても阻害を受けない。
<Experimental Example 14>
The aberrant prion protein cross-link reaction is not inhibited by the addition of amino acids that have absorption properties in the UV wavelength region.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、180μLずつ16本のチューブにとり、プリムリンを終濃度10μMになるように添加し、A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、Pとし、チューブB、C、Dにバリン、チューブF、G、Hにチロシン、チューブJ、K、Lにヒスチジン、チューブN、O、Pにトリプトファンを添加した。各終濃度はチューブB、F、J、N、チューブC、G、K、O、チューブD、H、 L、Pがそれぞれ、100、20、 5mMである。チューブA、E、I、Mには他のチューブと同量になるようにリシス液を添加した。添加後、チューブA〜P を7cmの距離をおいて15分間のUV照射を行った。反応後に実験例
1に準じてPK処理を行い、SDS−PAGEのサンプル調製を行い、PrPresの検出を行った。
〔Method〕
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, taken in 16 tubes of 180 μL each, and primulin was added to a final concentration of 10 μM, and A, B, C, D, E, F were added. , G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, valine for tubes B, C, D, tyrosine for tubes F, G, H, histidine for tubes J, K, L, tubes Tryptophan was added to N, O and P. The final concentrations of tubes B, F, J, N, tubes C, G, K, O, tubes D, H, L, and P are 100, 20, and 5 mM, respectively. Lysis solution was added to tubes A, E, I, and M in the same amount as the other tubes. After the addition, tubes A to P were irradiated with UV for 15 minutes at a distance of 7 cm. After the reaction, PK treatment was performed according to Experimental Example 1, a sample of SDS-PAGE was prepared, and PrPress was detected.

〔結果〕
発明者の実験例とは使用する溶媒条件、反応条件等は異なるものの、光反応によるクロスリンクについて精製蛋白質と化合物フルオロセインを利用した報告がある[Webst
er A, Britton D, Apap-Bologna A, Kemp G.Ana
lytical Biochemistry,1989年,179巻,154−157頁]。その報告において反応様式は示されていないもののフィブリノーゲンの分子間のクロスリンクが還元剤を含まないSDS−PAGEゲルにおいて示されている。また、10mM程度で、UVの波長領域に吸収特性があるアミノ酸であるトリプトファンやチロシンによって、精製フィブリノーゲンの光誘起クロスリンクが阻害されることが示されている。そこで、本実験例ではUVの波長領域に吸収を持つアミノ酸を共存させることにより、異常
型プリオン蛋白質クロスリンク反応が阻害されるか否かを試験した。
図22はバリン、チロシン、ヒスチジン、トリプトファンを共存させ、それらアミノ酸濃度を変化させた条件下における異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応の結果を示している。どのアミノ酸に対しても異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応に対する阻害効果は見られなかった。このことは、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応が夾雑系で特異的に起こっていることからすると、当然の結果であると言える。本実験例における結果から、異常型プリオン蛋白質におけるクロスリンクは基質である異常型プリオン蛋白質同士が時間的に安定かつ極近傍に位置する部分で形成されることが推察される。
〔result〕
Although the solvent conditions and reaction conditions used are different from those of the inventor's experimental example, there is a report using purified protein and compound fluorescein for cross-linking by photoreaction [Webst].
er A, Britton D, App-Bologna A, Kemp G. Ana
Lytical Biochemistry, 1989, Vol. 179, pp. 154-157]. Although the reaction mode is not shown in the report, the intermolecular cross-linking of fibrinogen is shown in the reducing agent-free SDS-PAGE gel. It has also been shown that the photoinduced cross-linking of purified fibrinogen is inhibited by tryptophan and tyrosine, which are amino acids having absorption characteristics in the UV wavelength region at about 10 mM. Therefore, in this experimental example, it was tested whether or not the abnormal prion protein cross-link reaction was inhibited by coexisting an amino acid having absorption in the UV wavelength region.
FIG. 22 shows the results of the abnormal prion protein cross-link reaction under the condition that valine, tyrosine, histidine, and tryptophan coexist and their amino acid concentrations are changed. No inhibitory effect on the abnormal prion protein cross-link reaction was observed for any of the amino acids. This can be said to be a natural result, considering that the abnormal prion protein cross-linking reaction occurs specifically in the contaminating system. From the results in this experimental example, it is inferred that the cross-link in the abnormal prion protein is formed at a portion where the abnormal prion proteins, which are substrates, are temporally stable and located in the immediate vicinity.

<実験例15>
異常型プリオン蛋白質におけるクロスリンク反応は、抗プリオン蛋白質抗体パネルを用いた解析から、アミノ酸残基110番近傍が関係していることが示唆された。この領域は、Shiraiらの異常型プリオン蛋白質モデル(BH4モデル)(Structure,2014年, 22巻4号, 560−571頁)では異常型プリオン蛋白質でプリオン蛋白質同士が相互作用するインターフェース2及び3に関与する位置にある。
<Experimental Example 15>
Analysis using the anti-prion protein antibody panel suggested that the cross-link reaction in the abnormal prion protein was related to the vicinity of amino acid residue 110. In the abnormal prion protein model (BH4 model) of Shirai et al. (Structure, 2014, Vol. 22, No. 4, pp. 560-571), this region is defined as interfaces 2 and 3 in which prion proteins interact with each other. It is in a position to be involved.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、プリムリンを終濃度20μMになるように添加し、15分間のUV照射を行った。反応後に実験例3に準じてPK処理を行い、SDS−PAGEのサンプル調製を行い、脱糖鎖処理を施して最終的に90μLのSDS−PAGEサンプルを得た。レーン1〜7に4.8μLずつ添加し、実験例1に準じてSDS−PAGEゲル電気泳動並びにナイロンメンブレインへのブロッティングを行った。PrPresシグナルの検出を、レーン1、2、3、4、5、6、7に対して一次抗体として、それぞれ1E4、3C10、6D11、6H4、SAF70、SAF83、M20を用い、その後は実験例1と同様に行った。これらの抗体うち、M20は二次抗体としてanti−goat IgG、残りはanti−mouse IgGを利用した。
〔Method〕
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, primulin was added to a final concentration of 20 μM, and UV irradiation was performed for 15 minutes. After the reaction, PK treatment was performed according to Experimental Example 3, a sample of SDS-PAGE was prepared, and sugar chain treatment was performed to finally obtain a 90 μL SDS-PAGE sample. 4.8 μL of each was added to lanes 1 to 7, and SDS-PAGE gel electrophoresis and blotting to nylon membrane were performed according to Experimental Example 1. For the detection of PrPress signals, 1E4, 3C10, 6D11, 6H4, SAF70, SAF83, and M20 were used as primary antibodies against lanes 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7, respectively, and then with Experimental Example 1. The same was done. Among these antibodies, M20 used anti-goat IgG as a secondary antibody, and the rest used anti-mouse IgG.

〔結果〕
ここまでの実験例では抗体としてSAF83を使用してPrPresの単量体シグナルや多量体シグナルの検出を行ってきた。SAF83のプリオン蛋白質上でのエピトープの位置は126−164番アミノ酸配列にある。さて、クロスリンク反応が起こると、その部位を含めた近傍にあるエピトープと特異抗体による抗原抗体反応が影響を受ける可能性が高い。そこで多種類の抗体を利用することによってクロスリンク部位を探った。図23はさまざまな一次抗体を用いてPrPresを検出した結果を示している。1E4と3C10を用いた検出では他の5種類の抗体を用いた場合よりも二量体シグナル検出率が顕著に低下していた。図24は、図23の結果について単量体シグナル強度に対する二量体シグナル強度の比率を求めたものであり、縦軸にその比率を示したグラフである。1E4と3C10を用いた検出では他の5種類の抗体を用いた場合よりも二量体シグナル検出率が有意に低下していることが明瞭である。各抗体が認識するプリオン蛋白質上のエピトープの位置を図25に示した。1E4と3C10はともにアミノ酸残基110番付近の極めて狭い領域にエピトープが位置しており、これらの結果から、異常型プリオン蛋白質におけるクロスリンク反応はアミノ酸残基110番近傍が関係していることが示された。この領域はShiraiらの異常型プリオン蛋白質モデル(BH4モデル)(Structure,2014年, 22巻4号, 560−571頁)によると、異常型プリオン蛋白質同士が相互作用する反応性局面であるインターフェース2及び3に関与する領域であることが示されており、この領域でUV照射によるクロスリンク反応が生じても全く矛盾しない。
〔result〕
In the experimental examples so far, SAF83 has been used as an antibody to detect PrPres monomer signals and multimer signals. The position of the epitope of SAF83 on the prion protein is on amino acid 126-164. By the way, when a cross-link reaction occurs, there is a high possibility that the antigen-antibody reaction between the epitope and the specific antibody in the vicinity including the site will be affected. Therefore, we searched for cross-linking sites by using various types of antibodies. FIG. 23 shows the results of detecting PrPress using various primary antibodies. In the detection using 1E4 and 3C10, the dimer signal detection rate was significantly lower than that in the case of using the other five types of antibodies. FIG. 24 is a graph showing the ratio of the dimer signal intensity to the monomer signal intensity obtained for the result of FIG. 23, and the ratio is shown on the vertical axis. It is clear that the detection rate using 1E4 and 3C10 significantly lowers the dimer signal detection rate than the case using the other five types of antibodies. The position of the epitope on the prion protein recognized by each antibody is shown in FIG. In both 1E4 and 3C10, the epitope is located in an extremely narrow region near amino acid residue 110, and from these results, it can be seen that the cross-link reaction in the abnormal prion protein is related to the vicinity of amino acid residue 110. Shown. According to Shirai et al.'S abnormal prion protein model (BH4 model) (Structure, 2014, Vol. 22, No. 4, pp. 560-571), this region is an interface 2 in which abnormal prion proteins interact with each other. It has been shown to be a region involved in and 3 and there is no contradiction even if a cross-link reaction due to UV irradiation occurs in this region.

<実験例16>
グルタルアルデヒドのような一般的な二価架橋剤による架橋では異常型プリオン蛋白質
に特異的なクロスリンクは不可能であることを示した。
<Experimental Example 16>
It was shown that cross-linking specific to aberrant prion proteins is not possible by cross-linking with a common divalent cross-linking agent such as glutaraldehyde.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、180μLずつ6本のチューブにとり、A、B、C、D、E、Fとし、チューブC、D、E、Fにグルタルアルデヒドを添加した。各終濃度はチューブC、D、チューブE、Fがそれぞれ、0.1、0.02%である。チューブA、Bにはその他のチューブと同量となるようにリシス液を添加した。添加後、チューブB、D、Fを15cmの距離をおいて30分間のUV照射を行った。反応終了後に、βアクチン検出用に各チューブ10μL、PK処理前の総プリオン蛋白質検出用に20μLのサンプルを採取した。残りを実験例3に準じてPK処理を行い、SDS−PAGEのサンプル調製を行い、脱糖鎖処理後に、実験例1に準じてPrPresの検出を行った。βアクチンおよび、PK処理前の総プリオン蛋白質の検出は実験例4に準じた操作を行った。
〔Method〕
A cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained according to Experimental Example 2, and 180 μL each was taken in 6 tubes, which were designated as A, B, C, D, E and F, and glutar in tubes C, D, E and F. Aldehyde was added. The final concentrations of tubes C and D and tubes E and F are 0.1 and 0.02%, respectively. Lysis solution was added to tubes A and B in the same amount as the other tubes. After the addition, tubes B, D and F were irradiated with UV for 30 minutes at a distance of 15 cm. After completion of the reaction, 10 μL of each tube was sampled for β-actin detection and 20 μL was sampled for total prion protein detection before PK treatment. The rest was PK-treated according to Experimental Example 3, a sample of SDS-PAGE was prepared, and after the sugar-free chain treatment, PrPress was detected according to Experimental Example 1. The detection of β-actin and total prion protein before PK treatment was carried out according to Experimental Example 4.

〔結果〕
グルタルアルデヒドは組織の固定等に汎用される分子内に2個のアルデヒド基を有する化合物である。一般的な架橋剤を用いて細胞溶解液のような夾雑系でクロスリンクを行なった時、プリオン蛋白質やβアクチンの検出がどのような様態を示すか試験した。図26、図27、図28のレーン1〜6はそれぞれ、[方法]のチューブA〜Fに対応している。図26、図27、図28はそれぞれPrPres、PK処理無しの総プリオン蛋白質、βアクチンを検出したものである。
〔result〕
Glutaraldehyde is a compound having two aldehyde groups in a molecule, which is widely used for fixing tissues and the like. It was tested how the detection of prion protein and β-actin showed when cross-linking was performed in a contaminating system such as a cell lysate using a general cross-linking agent. Lanes 1 to 6 of FIGS. 26, 27, and 28 correspond to tubes A to F of [Method], respectively. 26, 27, and 28 show PrPres, total prion protein without PK treatment, and β-actin, respectively.

図26において17kDaのバンドとして示されるPrPres、ならびに図27において17kDaのバンドとして示される断片化異常型プリオン蛋白質は、各図レーン5、6に示されているように、グルタルアルデヒド存在下において、検出効率が著しく低下している。また、図27において23kDaのバンドとして示される異常型・正常型の全長のプリオン蛋白質はレーン5、6において示されているように低濃度のグルタルアルデヒド存在下で検出感度が低下している。しかし、図26、図27のレーン3〜6には異常型プリオン蛋白質の二量体や三量体に相当するようなバンドは検出されない。一方、βアクチンは細胞内で重合・脱重合を行う蛋白質として知られているが、図28のレーン3〜6において多量体バンドは検出されておらず、かつ、グルタルアルデヒド高濃度存在時には抗体による検出効率が低下している。レーン5、6において示されているように低濃度のグルタルアルデヒドであればレーン1、2に示されるグルタルアルデヒド無添加時と遜色のない程度に単量体のシグナルが検出されている。
したがって異常型プリオン蛋白質特異的にクロスリンクさせることは、一般的な二価反応性のクロスリンカーを用いた手法では不可能である。
PrPress, shown as the 17 kDa band in FIG. 26, and the fragmented aberrant prion protein, shown as the 17 kDa band in FIG. 27, were detected in the presence of glutaraldehyde, as shown in FIGS. 5 and 6, respectively. The efficiency is significantly reduced. Further, the full-length prion protein of the abnormal type and the normal type shown as a band of 23 kDa in FIG. 27 has a reduced detection sensitivity in the presence of a low concentration of glutaraldehyde as shown in lanes 5 and 6. However, in lanes 3 to 6 of FIGS. 26 and 27, bands corresponding to dimers and trimers of abnormal prion proteins are not detected. On the other hand, β-actin is known as a protein that polymerizes and depolymerizes in cells, but a multimer band is not detected in lanes 3 to 6 of FIG. 28, and when a high concentration of glutaraldehyde is present, it depends on an antibody. The detection efficiency is low. As shown in lanes 5 and 6, if the concentration of glutaraldehyde is low, a monomeric signal is detected to the same extent as when glutaraldehyde is not added shown in lanes 1 and 2.
Therefore, specific cross-linking of abnormal prion proteins is not possible with a general divalent-reactive cross-linker method.

<実験例17>
異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物から、治療用生物材料あるいは治療薬創製用生物材料を製造する過程として必要な、タンパク質変性剤処理としてソディウムドデシルサルフェート添加熱処理に加えてグアニジンチオシアン酸処理を行った場合でも、クロスリンク反応物は影響を受けないことを電気泳動パターンで示した。
<Experimental example 17>
When guanidine thiocyanic acid treatment is performed in addition to sodium dodecyl sulfate addition heat treatment as a protein denaturing agent treatment necessary for the process of producing a therapeutic biological material or a therapeutic drug creation biological material from an abnormal prion protein cross-linking reaction product. However, the electrophoresis pattern showed that the cross-link reactants were unaffected.

〔方法〕
実験例2に準じてN167プリオン持続感染細胞の細胞溶解液を得て、1mLずつ12本のチューブにとり、そのうち6本に対して1,3−bis(3,4−dimethoxyphenyl)propane−1,3−dioneを終濃度20μMになるように添加し、10cmの距離をおいて80分間のUV照射を行った。残りの6本は冷暗所に保存した。反応終了後、12本のチューブを実験例1に準じてPK処理を行い、SDS−PAGEサンプルを次のように調製した。細胞溶解液の遠心後の沈殿を15μLのSDS−P
AGEサンプルバッファーに溶解し、95℃、5分間の熱変性処理を加えた。UV照射を行ったサンプル6本分、冷暗所保存の6本分をそれぞれ1本ずつのチューブにまとめ、90μLずつの溶液とした。各々のサンプルに水60μLを添加、攪拌後した液に対して、クロロホルム150μL、メタノール600μL、水450μLをこの順番に加え、6000×gで10分間の遠心分離を行った。上部の水層を除去し、そこにメタノール450μLを加え同様に遠心分離を行った後に、上部の有機層を除き、蛋白質性の沈殿を得た。沈殿にメタノール450μLを添加し、同様に遠心分離を行い、上層を廃棄することによって沈殿物を洗浄した。以上の蛋白質水溶液から蛋白質沈殿を得る処理をクロロホルム−メタノール沈殿と呼ぶ。洗浄した沈殿物を風乾後、その残渣に20μLの8Mグアニジンチオシアン酸水溶液を添加し、60℃で1時間反応させた。反応後に80μLの水を加えた合計100μLのサンプルに対してクロロホルム−メタノール沈殿を行い、風乾後の残渣に15μLのSDS−PAGEサンプルバッファーを添加し、その一部をウエスタンブロット用サンプルとし、実験例1に準じてPrPresの検出を行った。
〔Method〕
According to Experimental Example 2, a cell lysate of N167 prion persistently infected cells was obtained, and 1 mL each was taken in 12 tubes, and 6 of them were 1,3-bis (3,4-dimethoxyphenyl) propane-1,3. -Dione was added to a final concentration of 20 μM, and UV irradiation was performed for 80 minutes at a distance of 10 cm. The remaining 6 were stored in a cool and dark place. After completion of the reaction, 12 tubes were PK-treated according to Experimental Example 1 to prepare SDS-PAGE samples as follows. 15 μL of SDS-P after centrifugation of the cell lysate
It was dissolved in AGE sample buffer and heat-denatured at 95 ° C. for 5 minutes. Six UV-irradiated samples and six UV-irradiated samples were combined into one tube each to prepare a 90 μL solution. 60 μL of water was added to each sample, and 150 μL of chloroform, 600 μL of methanol, and 450 μL of water were added in this order to the stirred solution, and centrifugation was performed at 6000 × g for 10 minutes. The upper aqueous layer was removed, 450 μL of methanol was added thereto, and the mixture was centrifuged in the same manner. Then, the upper organic layer was removed to obtain a proteinaceous precipitate. 450 μL of methanol was added to the precipitate, the same centrifugation was performed, and the upper layer was discarded to wash the precipitate. The process of obtaining a protein precipitate from the above aqueous protein solution is called a chloroform-methanol precipitate. The washed precipitate was air-dried, and 20 μL of an 8M guanidine thiocyanate aqueous solution was added to the residue, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 1 hour. Chloroform-methanol precipitation was performed on a total of 100 μL of a sample to which 80 μL of water was added after the reaction, 15 μL of SDS-PAGE sample buffer was added to the residue after air drying, and a part thereof was used as a sample for Western blotting. PrPress was detected according to 1.

〔結果〕
SDS−PAGEサンプルバッファーは、強力な界面活性剤ソディウムドデシルサルフェートを含んでいる。また、グアニジンチオシアン酸は蛋白質の強力な変性剤であることが知られている。治療用生物材料あるいは治療薬創製用生物材料を製造することを目的とする場合、感染性を持つ異常型プリオン蛋白質は強力な蛋白質変性により十二分に感染性を除去する必要があると同時に、生体に使用する以上、上記の強力な蛋白質変性剤も十二分に除去した試験物を調製する必要がある。この実験例で示した一連の方法で、蛋白質の徹底した変性による感染性の除去と使用した変性剤の除去が可能である。図29のウエスタンブロットの結果では、レーン1はクロスリンク未処理のサンプル、レーン2は1,3−bis(3,4−dimethoxyphenyl)propane−1,3−dione存在下UV照射によるクロスリンク処理のサンプルを示している。この結果から、一連の蛋白質変性処理ならびに変性剤除去処理においても、異常型プリオン蛋白質のクロスリンク反応物は影響を受けないことが示された。
既知量の組換えプリオン蛋白質を標準として定量したところ、レーン1に相当するサンプルにおいては、150cmのN167プリオン持続感染培養細胞から48μg相当の異常型プリオン蛋白質が、レーン2に相当するサンプルにおいては、同プリオン持続感染培養細胞から52μg相当の異常型プリオン蛋白質が得られた。したがって、1,3−bis(3,4−dimethoxyphenyl)propane−1,3−dione存在下UV処理では、その反応により異常型プリオン蛋白質が損失を被ることはない。また、図の右には、レーン2のバンドシグナルのデンシトメトリーを示しているが、このデータから本実験例の反応条件では単量体と二量体が濃度比7:3で生じることが示された。
〔result〕
The SDS-PAGE sample buffer contains the potent detergent sodium dodecyl sulfate. In addition, guanidine thiocyanate is known to be a potent denaturant of proteins. For the purpose of producing therapeutic biological materials or therapeutic biological materials, infectious abnormal prion proteins need to be sufficiently eliminated by strong protein denaturation at the same time. As long as it is used in a living body, it is necessary to prepare a test product in which the above-mentioned strong protein denaturant is sufficiently removed. By the series of methods shown in this experimental example, it is possible to remove the infectivity by thoroughly denaturing the protein and the denaturing agent used. In the results of Western blotting in FIG. 29, lane 1 was a sample without cross-linking, and lane 2 was cross-linked by UV irradiation in the presence of 1,3-bis (3,4-dimethoxyphenyl) propane-1,3-dione. A sample is shown. From this result, it was shown that the cross-linking reactant of the abnormal prion protein was not affected by the series of protein denaturation treatment and denaturing agent removal treatment.
When a known amount of recombinant prion protein was quantified as a standard, 48 μg of abnormal prion protein equivalent to 48 μg from 150 cm 2 N167 prion persistently infected cultured cells was found in the sample corresponding to lane 1, and in the sample corresponding to lane 2. An abnormal prion protein equivalent to 52 μg was obtained from the same prion persistently infected cultured cells. Therefore, in the UV treatment in the presence of 1,3-bis (3,4-dimethoxyphenyl) propane-1,3-dione, the reaction does not cause loss of the abnormal prion protein. In addition, the densitometry of the band signal of lane 2 is shown on the right side of the figure. From this data, it is possible that a monomer and a dimer occur at a concentration ratio of 7: 3 under the reaction conditions of this experimental example. Shown.

<実験例18>
異常型プリオン蛋白質をクロスリンクさせること自体が医薬として効果があることを示す。また、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物の蛋白質変性体(実験例17のタンパク質変性処理で病原性を失うため、以下、変性プリオン蛋白質クロスリンク体と呼ぶ)が医薬として効果があることを示す。さらに、変性プリオン蛋白質クロスリンク体を基に作製した医薬物に効果があることを示す。
<Experimental Example 18>
It is shown that cross-linking the abnormal prion protein itself is effective as a medicine. Further, it is shown that a protein denaturant of an abnormal prion protein cross-link reaction product (hereinafter referred to as a modified prion protein denaturant because the pathogenicity is lost by the protein denaturation treatment of Experimental Example 17) is effective as a medicine. Furthermore, it is shown that a pharmaceutical product prepared based on a modified prion protein cross-link is effective.

〔方法〕
試験管内プリオン増幅実験、プリオン持続感染細胞ならびにプリオン感染マウスにおいて、これまでの実験例で示したような異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物の形成を化合物投与とある波長の電磁波照射を組み合わせることで誘導して、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物の形成そのものが試験管内プリオン増幅実験、プリオン持続感染細胞ならびにプリオン感染マウスで治療効果を持つかどうかを調べる。試験管内プリオン増
幅実験では、異常型プリオン蛋白質の増幅が阻害されるかどうかで治療効果を判定する。プリオン持続感染細胞においては、異常型プリオン蛋白質の増殖を阻害するかどうかで治療効果を判定する。プリオン感染マウスにおいては、感染後から発病又は発病末期までの期間が延長するかどうかで治療効果を判定する。
〔Method〕
In vitro prion amplification experiments, persistent prion-infected cells, and prion-infected mice induce the formation of abnormal prion protein cross-link reactants as shown in previous experimental examples by combining compound administration and electromagnetic irradiation at a certain wavelength. Then, it is investigated whether the formation of the abnormal prion protein cross-linking reaction itself has a therapeutic effect in an in vitro prion amplification experiment, prion persistently infected cells, and prion-infected mice. In an in vitro prion amplification experiment, the therapeutic effect is judged by whether or not the amplification of abnormal prion protein is inhibited. In persistently infected prion cells, the therapeutic effect is determined by whether or not the proliferation of abnormal prion protein is inhibited. In prion-infected mice, the therapeutic effect is determined by whether or not the period from the time of infection to the onset of the disease or the final stage of the disease is prolonged.

また、実験例5で示したマウス脳から作製した異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物を含む画分をもとに、実験例17に示した蛋白質変性処理ステップ及び蛋白質回収ステップを実施して、変性プリオン蛋白質クロスリンク体を含む画分を作製する。この画分をアジュバントと混合し、その混合物をプリオン感染マウスの背部皮下に注射して能動免疫を行う。プリオン感染後から発病又は発病末期までの期間が延長するかどうかで治療効果を判定する。対照は、変性プリオン蛋白質クロスリンク体を含まない画分を免疫したプリオン感染マウスである。
さらに、変性プリオン蛋白質クロスリンク体を含む画分を正常マウスに免疫して得られた抗血清や抗血清から精製して得られた抗体を、試験管内プリオン増幅実験系、プリオン持続感染細胞上清やプリオン感染マウスに投与し、治療効果を調べる。試験管内プリオン増幅実験では、異常型プリオン蛋白質の増幅が阻害されるかどうかで治療効果を判定する。プリオン持続感染細胞においては異常型プリオン蛋白質の増殖が阻害されるかどうかで治療効果を判定する。プリオン感染マウスにおいては、感染後から発病又は発病末期までの期間が延長するかどうかで治療効果を判定する。
Further, based on the fraction containing the abnormal prion protein cross-linking reaction prepared from the mouse brain shown in Experimental Example 5, the protein denaturation treatment step and the protein recovery step shown in Experimental Example 17 were carried out for denaturation. A fraction containing a prion protein cross-link is prepared. This fraction is mixed with an adjuvant and the mixture is injected subcutaneously into the back of prion-infected mice for active immunization. The therapeutic effect is judged by whether the period from the onset of the prion infection to the onset of the disease or the terminal stage of the onset of the disease is extended. A control is a prion-infected mouse immunized with a fraction free of denatured prion protein crosslinks.
Furthermore, an antiserum obtained by immunizing a normal mouse with a fraction containing a denatured prion protein crosslinker and an antibody obtained by purifying the antibody from the antiserum were used in an in vitro prion amplification experimental system and a prion persistently infected cell supernatant. And prion-infected mice to examine the therapeutic effect. In an in vitro prion amplification experiment, the therapeutic effect is judged by whether or not the amplification of abnormal prion protein is inhibited. In persistently infected prion cells, the therapeutic effect is determined by whether or not the proliferation of abnormal prion protein is inhibited. In prion-infected mice, the therapeutic effect is determined by whether or not the period from the time of infection to the onset of the disease or the final stage of the disease is prolonged.

〔結果〕
プリムリン存在下UV照射を行って異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物を形成させたサンプルでは、異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物を含まない対照サンプルに比べると、試験管内プリオン増幅実験で異常型プリオン蛋白質の増幅が抑えられることが期待される。また、プリムリン存在下UV照射を行って異常型プリオン蛋白質クロスリンク反応物を形成させたプリオン持続感染細胞では、同処理を行っていないプリオン持続感染細胞に比べて、異常型プリオン蛋白質の増殖が抑えられることが期待される。さらに、剃毛したマウスの背部皮内にプリオンを接種し、接種部にプリムリンを投与した後にUV照射したマウスにおいては、同処理を行わなかったマウスに比べて感染後から発病又は発病末期までの期間が延長することが期待される。
〔result〕
In the sample in which the abnormal prion protein cross-link reactant was formed by UV irradiation in the presence of primulin, the abnormal prion protein was obtained in the in vitro prion amplification experiment as compared with the control sample containing no abnormal prion protein cross-link reactant. It is expected that the amplification of the protein will be suppressed. In addition, in the prion persistently infected cells in which the abnormal prion protein cross-link reaction product was formed by UV irradiation in the presence of primulin, the proliferation of the abnormal prion protein was suppressed as compared with the prion persistently infected cells not subjected to the same treatment. It is expected to be done. Furthermore, in mice inoculated with prion into the back skin of shaved mice, administered with primulin to the inoculated area, and then irradiated with UV, compared to mice not subjected to the same treatment, from the time of infection to the onset or the final stage of onset of disease. It is expected that the period will be extended.

また、変性プリオン蛋白質クロスリンク体を含む画分をアジュバントと混合し、その混合物を背部皮下に注射して能動免疫を行ったプリオン感染マウスは、変性プリオン蛋白質クロスリンク体を含まない画分を免疫したプリオン感染マウスに比べて、感染後から発病又は発病末期までの期間が延長することが期待される。
さらに、変性プリオン蛋白質クロスリンク体を含む画分を正常マウスに免疫して得られた抗血清や抗血清から精製して得られた抗体を、試験管内プリオン増幅実験系に投与すると、対照血清や対照抗体を投与した場合よりも異常型プリオン蛋白質の増幅が抑えられることが期待される。変性プリオン蛋白質クロスリンク体を含む画分を正常マウスに免疫して得られた抗血清や抗血清から精製して得られた抗体を、プリオン持続感染細胞上清に投与すると、対照血清や対照抗体を投与した場合よりも異常型プリオン蛋白質の増殖が抑えられることが期待される。さらに、変性プリオン蛋白質クロスリンク体を含む画分を正常マウスに免疫して得られた抗血清や抗血清から精製して得られた抗体を、プリオン腹腔感染マウスに投与すると、対照血清や対照抗体を投与した場合よりも感染後から発病又は発病末期までの期間が延長することが期待される。
In addition, prion-infected mice that were actively immunized by mixing a fraction containing a denatured prion protein crosslink with an adjuvant and injecting the mixture subcutaneously into the back to immunize the fraction without the denatured prion protein crosslink. It is expected that the period from the time of infection to the onset of the disease or the final stage of the onset of the disease will be prolonged as compared with the prion-infected mice.
Furthermore, when an antiserum obtained by immunizing a normal mouse with a fraction containing a denatured prion protein cross-linker and an antibody obtained by purifying the antiserum are administered to an in vitro prion amplification experimental system, the control serum or It is expected that the amplification of abnormal prion protein is suppressed as compared with the case where the control antibody is administered. Anti-serum obtained by immunizing normal mice with a fraction containing a denatured prion protein cross-linker and an antibody obtained by purifying the anti-serum are administered to the supernatant of persistently infected prion cells to control serum or control antibody. It is expected that the growth of abnormal prion protein is suppressed as compared with the case of administration of. Furthermore, when an antiserum obtained by immunizing a normal mouse with a fraction containing a denatured prion protein crosslink and an antibody obtained by purifying the antiserum is administered to a prion peritoneal infected mouse, a control serum or a control antibody is obtained. It is expected that the period from the time of infection to the onset of illness or the final stage of illness will be longer than that of the administration of.

Claims (10)

コンフォメーション病を引き起こす複数の異常型タンパク質が、クロスリンクされたオリゴマータンパク質。 An oligomeric protein in which multiple aberrant proteins that cause conformational diseases are cross-linked. 前記異常型タンパク質が、タンパク質のフラグメントである、請求項1に記載のオリゴマータンパク質。 The oligomeric protein according to claim 1, wherein the abnormal protein is a fragment of the protein. 前記クロスリンクは、前記異常型タンパクのインターフェースで生じる、請求項1又は2に記載のオリゴマータンパク質。 The oligomeric protein according to claim 1 or 2, wherein the crosslink occurs at the interface of the abnormal protein. 抗原として用いられる、請求項1から3のいずれか1項に記載のオリゴマータンパク質。 The oligomer protein according to any one of claims 1 to 3, which is used as an antigen. コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質を準備する準備ステップ、
前記異常型タンパク質にクロスリンク処理を施し、オリゴマーを形成させるクロスリンクステップ、及び
クロスリンクされたオリゴマータンパク質を回収する回収ステップ、を含むオリゴマータンパク質の製造方法。
Preparatory steps to prepare abnormal proteins that cause conformational diseases,
A method for producing an oligomer protein, which comprises a cross-linking step of subjecting the abnormal protein to an oligomer to form an oligomer, and a recovery step of recovering the cross-linked oligomer protein.
前記異常型タンパク質を酵素処理し、断片化する断片化ステップ、を更に含む、請求項5に記載の製造方法。 The production method according to claim 5, further comprising a fragmentation step of enzymatically treating and fragmenting the abnormal protein. 前記クロスリンクは、前記異常型タンパク質中に存在するインターフェースで生じている、請求項5又は6に記載の製造方法。 The production method according to claim 5 or 6, wherein the cross-link occurs at an interface present in the abnormal protein. 前記オリゴマータンパク質が抗原として用いられる、請求項5から7のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 5 to 7, wherein the oligomer protein is used as an antigen. 請求項1から4のいずれか1項に記載のオリゴマータンパク質、又は請求項5から7のいずれか1項に記載の製造方法で得られたオリゴマータンパク質に、候補化合物を接触させる接触ステップ、及び
前記候補化合物を接触させたオリゴマータンパク質の活性及び/又は構造を測定する測定ステップ、を含む、
コンフォメーション病医薬のスクリーニング方法。
The contact step of contacting the candidate compound with the oligomer protein according to any one of claims 1 to 4 or the oligomer protein obtained by the production method according to any one of claims 5 to 7, and the above-mentioned. A measurement step, which measures the activity and / or structure of the oligomeric protein contacted with the candidate compound, is included.
Screening method for conformational disease drugs.
コンフォメーション病を引き起こす異常型タンパク質を準備する準備ステップ、
前記異常型タンパク質に、候補化合物を接触させる接触ステップ、
前記候補化合物に接触させた異常型タンパク質にクロスリンク処理を施し、オリゴマーを形成させるクロスリンクステップ、及び
前記候補化合物を接触させたオリゴマータンパク質の活性及び/又は構造を測定する測定ステップ、を含む、コンフォメーション病医薬のスクリーニング方法。
Preparatory steps to prepare abnormal proteins that cause conformational diseases,
A contact step in which the candidate compound is brought into contact with the abnormal protein,
The aberrant protein contacted with the candidate compound is subjected to a cross-link treatment to form an oligomer, and a measurement step of measuring the activity and / or structure of the oligomer protein contacted with the candidate compound is included. Screening method for conformation disease drugs.
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