JP2021103947A - Thyroid-stimulating hormone receptor with mutation introduced - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変異が導入された甲状腺刺激ホルモン(TSH;Thyroid Stimulating Hormone)受容体に関する。 The present invention relates to a mutated Thyroid Stimulating Hormone (TSH) receptor.
TSH受容体(TSHR)は、甲状腺細胞膜上に存在するTSHの受容体であり、Gタンパク質共役受容体の一種である。脳下垂体から分泌されたTSHがTSHRに結合すると、その刺激により細胞中のアデニレートシクラーゼが活性化されて環状アデノシン一リン酸(cAMP)が産生され、cAMPシグナルを受けてTSHの分泌及び合成が行われる。 The TSH receptor (TSHR) is a TSH receptor present on the thyroid cell membrane and is a type of G protein-coupled receptor. When TSH secreted from the pituitary gland binds to TSH, the stimulation activates intracellular adenylate cyclase to produce cyclic adenosine monophosphate (cAMP), which receives the cAMP signal to secrete TSH and Synthesis takes place.
甲状腺疾患の代表例であるバセドウ病(Basedow病;グレーブス病[Graves' disease]ともいう)は、TSHRに対して刺激活性を有する自己抗体(Thyroid Stimulation Antibody;TSAb)が原因となって発症する疾患である。バセドウ病患者においては、TSAbがTSHRを過剰に刺激することにより、甲状腺機能が亢進する。TSHR刺激性又は阻害性自己抗体に起因する甲状腺疾患としては、バセドウ病の他に、TSH産生腫瘍、妊娠甲状腺中毒症、甲状腺機能低下症、橋本病等が知られている。 Graves' disease (also known as Graves' disease), which is a typical example of thyroid disease, is a disease caused by an autoantibody (Thyroid Stimulation Antibody; TSAb) that has stimulating activity against TSHR. Is. In patients with Graves' disease, TSAb overstimulates TSHR, resulting in enhanced thyroid function. In addition to Graves' disease, TSH-producing tumors, pregnancy thyrotoxicosis, hypothyroidism, Hashimoto's disease and the like are known as thyroid diseases caused by TSHR-stimulating or inhibitory autoantibodies.
甲状腺疾患患者に適切な治療を提供するためには、患者の疾患を鑑別することが重要である。たとえばバセドウ病においては、患者血液試料中のTSAb活性を測定することで、バセドウ病の診断、病勢把握、病因解析ができることが知られている。このように、TSHRに対する自己抗体活性の測定法は産業上有用であり、開発が進められている。 In order to provide appropriate treatment to patients with thyroid disease, it is important to distinguish the patient's disease. For example, in Graves'disease, it is known that by measuring the TSAb activity in a patient's blood sample, it is possible to diagnose Graves' disease, grasp the pathogenesis, and analyze the etiology. As described above, the method for measuring the autoantibody activity against TSHR is industrially useful and is being developed.
TSHRに対する自己抗体活性の測定法は、その測定原理から2つに大別される。1つは、TSHのTSHRへの結合阻害率から自己抗体活性を測定する方法である。具体的な方法として、可溶化ブタ甲状腺細胞膜画分に患者血清とアイソトープ標識したTSHを加えて反応させ、被検血清中のTSHR自己抗体による標識化TSHのTSHRへの結合阻害率をTSHR自己抗体値として測定する方法(非特許文献1)が知られている。 Methods for measuring autoantibody activity against TSHR are roughly classified into two types based on the measurement principle. One is a method of measuring autoantibody activity from the rate of inhibition of TSH binding to TSH. As a specific method, patient serum and isotope-labeled TSH are added to the solubilized porcine thyroid cell membrane fraction and reacted, and the inhibition rate of binding of labeled TSH to TSH by the TSHR autoantibody in the test serum is determined by the TSHR autoantibody. A method of measuring as a value (Non-Patent Document 1) is known.
もう1つは、産生されるcAMP量を測定するものである。cAMP量の測定という技術思想は共通であるが、cAMPの定量法の違いから、いくつかの方法が知られている。代表的なものを、以下に示す。チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞を被験試料存在下でインキュベートし、被験試料中に含まれるTSAbがCHO細胞膜上に存在するTSH受容体を刺激することにより産生されるcAMPの量を、レポーター遺伝子の酵素活性を介して測定する方法(特許文献1)。ブタ甲状腺細胞を、当該患者由来の血清存在下でインキュベートし、血清中に含まれるTSAbが、ブタ甲状腺細胞膜上に存在するTSHRを刺激することにより産生されるcAMPの量を、細胞を溶解させて測定する方法(特許文献2)。ブタ甲状腺細胞を、当該患者由来の血清存在下でインキュベートし、血清中に含まれるTSAbが、ブタ甲状腺細胞膜上に存在するTSHRを刺激することにより産生されるcAMPの量を、カルシウムイオンを介した発光によって検出するバイオアッセイ系を利用したTSAbの測定法(特許文献3)。 The other is to measure the amount of cAMP produced. Although the technical idea of measuring the amount of cAMP is common, several methods are known due to the difference in the method for quantifying cAMP. Typical ones are shown below. The amount of cAMP produced by incubating Chinese hamster ovary (CHO) cells in the presence of a test sample and the TSAb contained in the test sample stimulating the TSH receptor present on the CHO cell membrane is the enzyme of the reporter gene. A method for measuring via activity (Patent Document 1). The porcine thyroid cells are incubated in the presence of serum from the patient, and the amount of cAMP produced by the TSAb contained in the serum stimulating the TSHR present on the porcine thyroid cell membrane is used to lyse the cells. Method of measuring (Patent Document 2). Pig thyroid cells are incubated in the presence of serum from the patient, and the amount of cAMP produced by the TSAb contained in the serum stimulating the TSHR present on the porcine thyroid cell membrane is mediated by calcium ions. A method for measuring TSAb using a bioassay system that detects by luminescence (Patent Document 3).
特許文献1〜3に記載の方法においては、測定までに時間がかかる、前処理が必要であるなどの問題が存在していた。そこで、試料中のTSHRに対する自己抗体活性を迅速に測定できる方法の1つとして、cAMPバイオセンサー及びTSHRの両方が発現する哺乳動物細胞を用いてcAMPバイオセンサーの活性化レベルを測定する方法が検討されている(特許文献4)。当該方法においては、以下の工程(a)〜(c)を行うことにより、被験者試料のTSHRに対する自己抗体活性を算定することができる。
(a)cAMPバイオセンサー及びTSHRの両方が発現する動物細胞を、被験者から採取された血液試料存在下でインキュベートする工程;
(b)工程(a)の後、前記cAMPバイオセンサーの活性化レベルを測定する工程;
(c)工程(b)で測定した活性化レベルと、対照における活性化レベルとを比較し、TSHR活性化レベルを算定する工程;
In the methods described in
(A) A step of incubating animal cells expressing both the cAMP biosensor and TSHR in the presence of a blood sample collected from a subject;
(B) After step (a), the step of measuring the activation level of the cAMP biosensor;
(C) A step of comparing the activation level measured in step (b) with the activation level in the control to calculate the TSHR activation level;
特許文献1〜4に記載の方法で用いるため、ヒトTSHR(特許文献5)、イヌTSHR(特許文献6)、ブタTSHR(特許文献7)の生産方法が確立されている。しかし、これらの検討は、野生型TSHRと同等の性能のTSHRを簡便かつ大量に製造するためのものであり、野生型TSHRよりも高い性能を有するTSHRを提供するものではなかった。
A method for producing human TSHR (Patent Document 5), dog TSHR (Patent Document 6), and pig TSHR (Patent Document 7) has been established for use by the methods described in
TSHRに関しては、変異によって引き起こされる病態等について、多くの先行研究が存在している(非特許文献2〜7)。しかし、これらはいずれも疾病の機序等を解明するための研究であり、TSHRに対する自己抗体活性の測定法に応用するための研究ないし検討は一切行われてこなかった。 Regarding TSHR, there are many previous studies on pathological conditions caused by mutations (Non-Patent Documents 2 to 7). However, all of these are studies for elucidating the mechanism of disease and the like, and no studies or studies have been conducted for applying them to a method for measuring autoantibody activity against TSHR.
本発明者らは、TSHRに対する自己抗体活性の測定法の検討を行う中で、野生型TSHRは恒常活性を有しており、シグナル/ノイズ比(S/N比)が低く、結果として測定の感度低下が引き起こされることを発見した。特に、cAMPバイオセンサーを用いる測定法の一態様においては、TSHR刺激物質存在時と非存在時におけるcAMPバイオセンサーの活性化レベルの比によってTSHR活性化レベルを評価するため、TSHRのS/N比が低いことに起因する感度低下の影響が顕著であった。 While investigating a method for measuring autoantibody activity against TSHR, the present inventors have a constant activity in wild-type TSHR and a low signal / noise ratio (S / N ratio), resulting in measurement. We found that it caused a decrease in sensitivity. In particular, in one aspect of the measurement method using the cAMP biosensor, the S / N ratio of TSHR is evaluated in order to evaluate the TSHR activation level by the ratio of the activation level of the cAMP biosensor in the presence and absence of the TSHR stimulant. The effect of the decrease in sensitivity due to the low value was remarkable.
本発明は、上記問題を解決することを課題とする。すなわち、S/N比が向上したTSHRを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above problems. That is, it is an object to provide TSHR with an improved S / N ratio.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、TSHRに適切な変異を導入することによって、TSHRの恒常活性を抑制し、S/N比を向上させることが可能であることを見出した。さらに、検討を進めることにより、本発明を完成させた。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that it is possible to suppress the constitutive activity of TSHR and improve the S / N ratio by introducing an appropriate mutation into TSHR. I found it. Further, the present invention was completed by proceeding with the study.
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1]以下に記載するアミノ酸のうち、少なくとも1つに変異を有することを特徴とする、TSHR変異体。
D460、L469、S479、N483、D487、R531、L552、S567、I568、M572、Y582、R625、L665
[2]以下に記載するアミノ酸のうち、少なくとも1つに変異を有することを特徴とする、TSHR変異体。
R531、L552、S567、Y582、R625、L665
[3]変異が点変異であることを特徴とする、[1]又は[2]に記載のTSHR変異体。
[4]以下に記載する点変異のうち、少なくとも1つを有することを特徴とする、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のTSHR変異体;
D460(R、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、
L469(A、I、M、F、P、W、Y、V)、
S479(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
N483(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
D487(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
R531(D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、
L552(A、I、M、F、P、W、Y、V)、
S567(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
I568(A、L、M、F、P、W、Y、V)、
M572(A、I、L、F、P、W、Y、V)、
Y582(A、I、L、M、F、P、W、V)、
R625(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
L665(A、I、M、F、P、W、Y、V)。
[5]以下に記載する点変異のうち、少なくとも1つを有することを特徴とする、[1]〜[4]のいずれか1項に記載のTSHR変異体;
D460(N、E、Q)、
L469(G、A、V、I、P)、
S479(A、V、L、I、P)、
N483(A、V、L、I、P)、
D487(A、V、L、I、P)、
R531(D、N、E、Q)、
L552(A、V、I、P)、
S567(A、V、L、I、P)、
I568(A、V、L、P)、
M572(A、V、L、I、P)、
Y582(F、W)、
R625(A、V、L、I、P)、
L665(A、V、I、P)。
[6]以下に記載する点変異のうち、少なくとも1つを有することを特徴とする、[1]〜[5]に記載のTSHR変異体;
D460N、L469P、S479A、N483A、D487A、R531Q、L552V、S567A、I568L、M572A、Y582F、R625A、L665V。
[7]以下に記載する点変異のうち、少なくとも1つを有することを特徴とする、[1]〜[6]のいずれか1項に記載のTSHR変異体;
R531Q、L552V、S567A、Y582F、R625A、L665V。
[8]以下に記載する点変異のうち、少なくとも1つを有することを特徴とする、[1]〜[7]のいずれか1項に記載のTSHR変異体;
S567A、L665V。
[9][1]〜[8]のいずれか1項に記載のTSHR変異体をコードするポリヌクレオチド。
[10][1]〜[8]のいずれか1項に記載のTSHR変異体を発現する動物細胞。
[11][10]に記載の動物細胞を含有する、甲状腺疾患診断キット。
[12]前記動物細胞がcAMPバイオセンサーを発現することを特徴とする、[11]に記載の甲状腺疾患診断キット。
[13]前記甲状腺疾患がバセドウ病であることを特徴とする、[11]又は[12]に記載の甲状腺疾患診断キット。
That is, the present invention is as follows.
[1] A TSHR mutant characterized by having a mutation in at least one of the amino acids described below.
D460, L469, S479, N483, D487, R531, L552, S567, I568, M572, Y582, R625, L665
[2] A TSHR mutant characterized by having a mutation in at least one of the amino acids described below.
R531, L552, S567, Y582, R625, L665
[3] The TSHR mutant according to [1] or [2], wherein the mutation is a point mutation.
[4] The TSHR mutant according to any one of [1] to [3], which comprises at least one of the point mutations described below;
D460 (R, N, C, E, Q, G, H, K, S, T),
L469 (A, I, M, F, P, W, Y, V),
S479 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
N483 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
D487 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
R531 (D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T),
L552 (A, I, M, F, P, W, Y, V),
S567 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
I568 (A, L, M, F, P, W, Y, V),
M572 (A, I, L, F, P, W, Y, V),
Y582 (A, I, L, M, F, P, W, V),
R625 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
L665 (A, I, M, F, P, W, Y, V).
[5] The TSHR mutant according to any one of [1] to [4], which comprises at least one of the point mutations described below;
D460 (N, E, Q),
L469 (G, A, V, I, P),
S479 (A, V, L, I, P),
N483 (A, V, L, I, P),
D487 (A, V, L, I, P),
R531 (D, N, E, Q),
L552 (A, V, I, P),
S567 (A, V, L, I, P),
I568 (A, V, L, P),
M572 (A, V, L, I, P),
Y582 (F, W),
R625 (A, V, L, I, P),
L665 (A, V, I, P).
[6] The TSHR mutant according to [1] to [5], which has at least one of the point mutations described below;
D460N, L469P, S479A, N483A, D487A, R531Q, L552V, S567A, I568L, M572A, Y582F, R625A, L665V.
[7] The TSHR mutant according to any one of [1] to [6], which comprises at least one of the point mutations described below;
R531Q, L552V, S567A, Y582F, R625A, L665V.
[8] The TSHR mutant according to any one of [1] to [7], which comprises at least one of the point mutations described below;
S567A, L665V.
[9] A polynucleotide encoding the TSHR mutant according to any one of [1] to [8].
[10] An animal cell expressing the TSHR mutant according to any one of [1] to [8].
[11] A thyroid disease diagnostic kit containing the animal cells according to [10].
[12] The thyroid disease diagnostic kit according to [11], wherein the animal cell expresses a cAMP biosensor.
[13] The thyroid disease diagnostic kit according to [11] or [12], wherein the thyroid disease is Graves' disease.
本発明のTSHRは、少なくともある濃度域において、S/N比が向上している。この特性により、TSHRに対する自己抗体活性の測定に、好適に用いることができる。 The TSHR of the present invention has an improved S / N ratio, at least in a certain concentration range. Due to this property, it can be suitably used for measuring autoantibody activity against TSHR.
本明細書において、「野生型TSHR」とは、変異の導入されていないTSHRであることを意味する。本明細書において、変異の導入されていないTSHRアミノ酸配列とは、NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/)のデータベースに登録されているTSHRアミノ酸配列であることとする。本明細書において、TSHRの由来はヒトに限定されないが、TSHRの由来について特に記載のない場合、TSHRはヒト由来(配列番号1)であることを意味する。また、本明細書中において、野生型TSHRのことを「WT」と表記することがある。 As used herein, the term "wild-type TSHR" means a TSHR in which no mutation has been introduced. In the present specification, the TSHR amino acid sequence in which the mutation has not been introduced is the TSHR amino acid sequence registered in the database of NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/). do. In the present specification, the origin of TSHR is not limited to humans, but unless the origin of TSHR is specifically described, it means that TSHR is derived from humans (SEQ ID NO: 1). Further, in the present specification, the wild-type TSHR may be referred to as "WT".
本明細書において「アミノ酸」とは、アミノ基とカルボキシル基を持つ有機化合物の総称である。特に限定されないが、例えばアラニン(Ala,A)、アルギニン(Arg,R)、アスパラギン(Asn,N)、アスパラギン酸(Asp,N)、システイン(Cys,C)、グルタミン(Gln,Q)、グルタミン酸(Glu,E)、グリシン(Gly,G)、ヒスチジン(His,H)、イソロイシン(Ile,I)、ロイシン(Leu,L)、リシン(Lys,K)、メチオニン(Met,M)、フェニルアラニン(Phe,F)、プロリン(Pro,P)、セリン(Ser,S)、トレオニン(Thr,T)、トリプトファン(Trp,W)、チロシン(Tyr,Y)、バリン(Val,V)を含む。なお、本明細書においては、それぞれのアミノ酸を上記のアルファベット一文字等で略記することがある。 As used herein, the term "amino acid" is a general term for organic compounds having an amino group and a carboxyl group. Although not particularly limited, for example, alanine (Ala, A), arginine (Arg, R), asparagine (Asn, N), aspartic acid (Asp, N), cysteine (Cys, C), glutamine (Gln, Q), glutamic acid. (Glu, E), glycine (Gly, G), histidine (His, H), isoleucine (Ile, I), leucine (Leu, L), lysine (Lys, K), methionine (Met, M), phenylalanine ( Includes Ph, F), proline (Pro, P), serine (Ser, S), threonine (Thr, T), tryptophan (Trp, W), tyrosine (Tyr, Y), valine (Val, V). In this specification, each amino acid may be abbreviated by one letter of the above alphabet.
本明細書において、「TSHR変異体」とは、前記野生型TSHRからアミノ酸配列を欠失、置換、挿入もしくは付加する変異を有するTSHRを意味し、由来はヒトに限定されない。当該変異体を表すときに、アルファベット1文字と続く3桁の数字を用いる場合には、1文字目のアルファベットは変異が導入されるアミノ酸を示し、続く3桁の数字はヒトTSHRのアミノ酸配列(配列番号1)における当該アミノ酸残基の位置を示している。例えば、「L665」であれば、ヒトTSHRの665番目のロイシンの位置に変異が導入された変異体であることを意味する。 As used herein, the term "TSHR variant" means a TSHR having a mutation that deletes, substitutes, inserts or adds an amino acid sequence from the wild-type TSHR, and its origin is not limited to humans. When one letter of the alphabet followed by a three-digit number is used to represent the variant, the first letter of the alphabet indicates the amino acid into which the mutation is introduced, and the following three-digit number is the amino acid sequence of human TSHR. The position of the amino acid residue in SEQ ID NO: 1) is shown. For example, "L665" means that the mutant has a mutation introduced at the position of leucine at position 665 of human TSHR.
本発明に用いるTSHRの由来がヒト以外である場合には、ヒトTSHRのアミノ酸配列(配列番号1)と対象の野生型TSHRの配列をNCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)のBLASTにおける相同性が最大となるようClastalW(https://www.genome.jp/tools-bin/clustalw)にてアラインメントし、ヒトTSHRのアミノ酸配列(配列番号1)における当該アミノ酸残基に対応するアミノ酸残基に変異が入っていることを意味する。 When the origin of TSHR used in the present invention is other than human, the amino acid sequence of human TSHR (SEQ ID NO: 1) and the sequence of the target wild-type TSHR are set to NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). /) Is aligned with BLASTalW (https://www.genome.jp/tools-bin/clustalw) so as to maximize the homology in BLAST, and the amino acid residue in the amino acid sequence of human TSHR (SEQ ID NO: 1). It means that the amino acid residue corresponding to is mutated.
本明細書において、アルファベット1文字と3桁の数字の後に更にアルファベット1文字が続く文字列によって変異体を表す場合、左端のアルファベットは変異前のアミノ酸を、中央3桁の数字は野生型ヒトTSHRにおける当該アミノ酸残基の位置を、右端のアルファベットは変異後のアミノ酸をそれぞれ示し、左端のアミノ酸が右端のアミノ酸へ点変異した変異体であることを意味する。例えば「L665V」であれば、665番目のロイシンがバリンへと置換される点変異が導入された変異体であることを意味する。 In the present specification, when a mutant is represented by a character string in which one letter of the alphabet and a three-digit number are followed by one letter of the alphabet, the leftmost amino acid is the amino acid before the mutation, and the central three-digit number is the wild human TSHR. The position of the amino acid residue in the above is indicated by the alphabet at the right end indicating the amino acid after the mutation, and means that the amino acid at the left end is a mutant in which the amino acid at the left end is point-mutated to the amino acid at the right end. For example, "L665V" means that the leucine at position 665 is a mutant introduced with a point mutation in which it is replaced with valine.
本明細書において、アルファベット1文字と3桁の数字に続けて複数のアルファベットが括弧内に列挙されている場合、左端のアミノ酸が括弧内のアミノ酸のいずれかに点変異した変異体であることを意味する。例えばL665(A、V、I、P)の場合、665番目のロイシンがアラニン、バリン、イソロイシン、プロリンのいずれかに置換される点変異が導入された変異体であることを意味する。 In the present specification, when a plurality of alphabets are listed in parentheses following one letter and three digits of the alphabet, it means that the amino acid at the left end is a mutant that is point-mutated to one of the amino acids in parentheses. means. For example, in the case of L665 (A, V, I, P), it means that the leucine at position 665 is a mutant introduced with a point mutation in which leucine at position 665 is replaced with any of alanine, valine, isoleucine, and proline.
本明細書において、上記変異箇所や変異点がスラッシュ(/)で連続して表されている場合、変異体がスラッシュの前後に記載されている変異をどちらも有する変異体であることを意味する。例えば「R531Q/L665V」と記載されている場合であれば、531番目のアルギニンがグルタミンへと置換される点変異と、665番目のロイシンがバリンへと置換される点変異が導入された、二重変異体であることを意味する。 In the present specification, when the above-mentioned mutation site or mutation point is continuously represented by a slash (/), it means that the mutant is a mutant having both of the mutations described before and after the slash. .. For example, in the case of "R531Q / L665V", a point mutation in which arginine at position 531 is replaced with glutamine and a point mutation in which leucine at position 665 is replaced with valine are introduced. It means that it is a heavy mutant.
本明細書において、「cAMPレベル」とは、TSHRに起因して哺乳動物細胞内で産生されるcAMP量を意味し、以下に記載の方法で測定した際のRLUと定義する。 As used herein, the term "cAMP level" means the amount of cAMP produced in mammalian cells due to TSHR, and is defined as RLU as measured by the method described below.
[使用動物細胞]ヒト胎児腎細胞由来細胞株(HEK293細胞)(ECACC[European Collection of Authenticated Cell Cultures]より入手、Cat no. 85120602)。 [Animal cells used] Human fetal kidney cell-derived cell line (HEK293 cells) (obtained from ECACC [European Collection of Authenticated Cell Cultures], Cat no. 85120602).
[使用ベクター]GloSensor cAMP、すなわち、ホタルルシフェラーゼ(firefly luciferase)の359〜544番目のアミノ酸残基と、プロテインキナーゼA(PKA)の制御サブユニットのcAMP結合領域と、ホタルルシフェラーゼの4〜355番目のアミノ酸残基とを含むタンパク質が発現するプラスミドベクター(pGloSensor-22F、Promega社製)と、TSHRが発現するpcDNA3.1(+)(pcDNA3.1_TSHR)。なお、以下に記載の方法において、pcDNA3.1_TSHRの代わりに、適宜TSHR変異体が発現するpcDNA3.1(+)を用いることもある。 [Vector used] GloSensor cAMP, that is, the amino acid residues 359 to 544 of firefly luciferase, the cAMP binding region of the regulatory subunit of protein kinase A (PKA), and the 4th to 355th of firefly luciferase. A plasmid vector (pGloSensor-22F, manufactured by Promega) expressing a protein containing an amino acid residue and pcDNA3.1 (+) (pcDNA3.1_TSHR) expressing TSHR. In the method described below, pcDNA3.1 (+) expressing a TSHR mutant may be appropriately used instead of pcDNA3.1_TSHR.
[細胞調製法]
〔1〕1.5×104個のHEK293細胞を10%FBS含有D-MEM培地に播種し、24時間培養する。
〔2〕pGloSenso-22FとpcDNA3.1_TSHRを、FuGENE HD Transfection Reagent(Promega社製)を用い、GloSensor cAMP Assay(Promega社製)に添付のプロトコールに従って、HEK293細胞へトランスフェクションする。
〔3〕トランスフェクションされた細胞を24時間培養した後、TSHR刺激物質(例えばTSAb国際標準であるNIBSC08/204やTSAb陽性検体)の添加により蛍光強度の増加が見られるものを選抜する。
[Cell preparation method]
[1] 1.5 × 10 4 HEK293 cells are seeded in D-MEM medium containing 10% FBS and cultured for 24 hours.
[2] pGloSenso-22F and pcDNA3.1_TSHR are transfected into HEK293 cells using FuGENE HD Transfection Reagent (manufactured by Promega) according to the protocol attached to the GloSensor cAMP Assay (manufactured by Promega).
[3] After culturing the transfected cells for 24 hours, those in which an increase in fluorescence intensity is observed by addition of a TSHR stimulant (for example, NIBSC08 / 204, which is an international standard for TSAb, or a TSAb-positive sample) are selected.
[活性測定条件]
〔1〕細胞を24時間培養した後、2%(v/v)のGloSensor cAMP Reagent stock solution(Promega社製)を含むpolyethylene glycol含有インキュベート用液に交換し、室温で1時間平衡化処理を行う。
〔2〕TSHR刺激物質を添加し、20分間インキュベーションした後、ルミノメーターを用いてRLUを測定する。測定されたRLUを、cAMPレベルと定義する。
[Activity measurement conditions]
[1] After culturing the cells for 24 hours, the cells are replaced with a polyethylene glycol-containing incubation solution containing 2% (v / v) of GloSensor cAMP Reagent stock solution (manufactured by Promega), and equilibration treatment is performed at room temperature for 1 hour. ..
[2] After adding the TSHR stimulant and incubating for 20 minutes, RLU is measured using a luminometer. The measured RLU is defined as the cAMP level.
なお、本明細書におけるcAMPレベルの測定法は、上記測定法と同等性が担保される範囲内で、適宜改変することもできる。 The cAMP level measurement method in the present specification can be appropriately modified as long as the equivalence with the above measurement method is guaranteed.
本明細書において、「恒常cAMPレベル」とは、TSHR刺激物質非存在条件下で示すcAMPレベルのことを意味する。本明細書において恒常cAMPレベルは、前記cAMPレベル測定法の活性測定条件〔2〕で、TSHR刺激物質を添加しないことで測定することができる。 As used herein, the term "constant cAMP level" means the cAMP level indicated in the absence of a TSHR stimulant. In the present specification, the constitutive cAMP level can be measured under the activity measurement condition [2] of the cAMP level measurement method without adding a TSHR stimulant.
本明細書において、「TSHR活性化レベル」とは、TSHR刺激物質に対するTSHRの応答性を意味し、哺乳動物細胞中の恒常cAMPレベルに対する、TSHR刺激物質存在下におけるcAMPレベルの比(Fold change)によって定義される。 As used herein, the term "TSHR activation level" means the responsiveness of TSHR to a TSHR stimulant, and the ratio of the cAMP level to the constant cAMP level in mammalian cells in the presence of the TSHR stimulant (Fold change). Defined by.
本明細書において、「TSHR刺激物質」とは、TSHRを刺激(活性化)するリガンドを意味し、TSHそのものや、TSHR刺激性自己抗体が例示される。 As used herein, the term "TSHR stimulant" means a ligand that stimulates (activates) TSHR, and examples thereof include TSH itself and TSHR-stimulating autoantibodies.
本明細書において、「TSHR刺激性自己抗体」とは、TSHRを直接的又は間接的に刺激(活性化)できる自己抗体(すなわち、測定対象の被験者の体内で産生され、かつ、当該被験者の体内に存在するタンパク質等の物質を標的とする抗体)、例えば、TSHRに結合できるアゴニスト(例えば、アゴニスト作用を有する抗TSH抗体[TSAb])を意味する。 As used herein, the term "TSHR-stimulating autoantibody" refers to an autoantibody capable of directly or indirectly stimulating (activating) TSHR (that is, an autoantibody produced in the body of a subject to be measured and in the body of the subject). It means an antibody that targets a substance such as a protein present in, for example, an agonist capable of binding to TSHR (for example, an anti-TSH antibody [TSAb] having an agonistic action).
本明細書において、「TSHR阻害性自己抗体」とは、TSHRを直接的又は間接的に阻害(不活性化)できる自己抗体、例えば、TSHのTSHRへの結合を直接的又は間接的に阻害するアンタゴニスト(例えば、アンタゴニスト作用を有する抗TSH抗体[TSBAb])を意味する。 As used herein, the term "TSHR-inhibiting autoantibody" refers to an autoantibody capable of directly or indirectly inhibiting (inactivating) TSHR, for example, directly or indirectly inhibiting the binding of TSH to TSHR. It means an antagonist (eg, an anti-TSH antibody [TSBAb] having an antagonistic effect).
本明細書において、「シグナル/ノイズ比」及び「S/N比」、「S/N ratio」とは、前記cAMPレベル測定法に従いTSHRを一過性発現する株において、TSHR刺激物質であるTSAb国際標準NIBSC08/204を添加したときの、TSHR活性化レベルを意味する。ある濃度X(mIU/L)のNIBSC08/204を添加したときのTSHR活性化レベルをX(mIU/L)におけるS/N比と定義する。 In the present specification, "signal / noise ratio", "S / N ratio", and "S / N ratio" are TSAbs which are TSHR stimulants in a strain that transiently expresses TSHR according to the above-mentioned cAMP level measurement method. It means the level of TSHR activation when the international standard NIBSC08 / 204 is added. The TSHR activation level when NIBSC08 / 204 at a certain concentration X (mIU / L) is added is defined as the S / N ratio at X (mIU / L).
本明細書において、「S/N比が高い(低い)」とは、あるNIBSC08/204濃度において、一方のS/N比が、他方の1.2倍以上高い(低い)ことを意味する。すなわち、ある濃度X(mIU/L)において、TSHR変異体が野生型ヒトTHSRよりもS/N比が高いといったときには、X(mIU/L)におけるTSHR変異体のS/N比が、X(mIU/L)における野生型ヒトTSHRのS/N比よりも1.2倍以上であることを意味する。TSHRのS/N比が高いことは、そのTSHRをTSHR刺激物質の測定系に用いた場合、感度及び鑑別能力に優れていることを意味する。 As used herein, "high (low) S / N ratio" means that at a certain NIBSC08 / 204 concentration, one S / N ratio is 1.2 times or more higher (low) than the other. That is, when the TSHR mutant has a higher S / N ratio than the wild-type human THSR at a certain concentration X (mIU / L), the S / N ratio of the TSHR mutant at X (mIU / L) is X ( It means that it is 1.2 times or more the S / N ratio of wild-type human TSHR in mIU / L). A high S / N ratio of TSHR means that when the TSHR is used in a measurement system for a TSHR stimulant, it is excellent in sensitivity and discrimination ability.
本明細書において「相同性」とは、一般的に2つもしくは複数間のアミノ酸配列において同一なアミノ酸数の割合を算定したものを意味する。本明細書において「相同性」は、NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)のBLASTによって測定された値であると定義する。BLASTでアミノ酸配列を比較するときのAlgorithmには、Blastpをデフォルト設定で使用できる。測定結果はPositives又はIdentitiesとして数値化される。 As used herein, the term "homology" generally means a calculation of the ratio of the same number of amino acids in an amino acid sequence between two or a plurality of amino acids. As used herein, "homology" is defined as a value measured by BLAST of NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). Blastp can be used by default for Algorithm when comparing amino acid sequences in BLAST. The measurement result is quantified as Positives or Ideas.
本明細書において「ポリヌクレオチド」とは、ヌクレオチドもしくは塩基、又はそれらの等価物が、複数結合した形態で構成されているものを含む。ヌクレオチド及び塩基は、DNA塩基又はRNA塩基を含む。上記の等価物は、例えばDNA塩基又はRNA塩基がメチル化等の化学修飾を受けているもの、又はヌクレオチドアナログを含む。ヌクレオチドアナログは、非天然のヌクレオチドを含む。
「DNA鎖」とは、DNA塩基又はそれらの等価物が2個以上連結した形態のことを表す。
「RNA鎖」とは、RNA塩基又はそれらの等価物が2個以上連結した形態のことを表す。
As used herein, the term "polynucleotide" includes nucleotides or bases, or their equivalents, which are composed of a plurality of bound forms thereof. Nucleotides and bases include DNA bases or RNA bases. The above equivalents include, for example, DNA or RNA bases that have undergone chemical modifications such as methylation, or nucleotide analogs. Nucleotide analogs include non-natural nucleotides.
The "DNA strand" represents a form in which two or more DNA bases or their equivalents are linked.
“RNA strand” refers to a form in which two or more RNA bases or their equivalents are linked.
本明細書において「ベクター」は、例えば大腸菌由来のプラスミド(例えばpBR322、pUC12、pET−Blue−2)、枯草菌由来のプラスミド(例えばpUB110、pTP5)、酵母由来プラスミド(例えばpSH19、pSH15)、動物細胞発現プラスミド(例えばpA1−11、pcDNAI/Neo)、λファージなどのバクテリオファージ、アデノウイルス、レトロウイルス、バキュロウイルスなどのウイルス由来のベクターなどを用いることができる。これらのベクターは、プロモーター、複製開始点、又は抗生物質耐性遺伝子など、タンパク質発現に必要な構成要素を含んでいてもよい。ベクターは発現ベクターであってもよい。 In the present specification, the “vector” is, for example, an Escherichia coli-derived plasmid (for example, pBR322, pUC12, pET-Blue-2), a bacteriophage-derived plasmid (for example, pUB110, pTP5), a yeast-derived plasmid (for example, pSH19, pSH15), or an animal. Cell expression plasmids (eg, pA1-11, pcDNAI / Neo), bacteriophages such as λ phage, vectors derived from viruses such as adenovirus, retrovirus, and baculovirus can be used. These vectors may contain components required for protein expression, such as promoters, replication origins, or antibiotic resistance genes. The vector may be an expression vector.
本明細書において「cAMPバイオセンサー」とは、哺乳動物細胞中のcAMPの産生量及び/又は濃度に依存し、可視化(イメージング)及び/又は定量可能な、自身に由来する指標(例えば、酵素活性レベル、発色レベル、発光[蛍光]レベル)が変化するタンパク質を意味する。上記cAMPバイオセンサーは、通常、cAMP結合領域を有し、かかるcAMP結合領域にcAMPが結合することにより、cAMPバイオセンサーの立体構造が変化し、不活性化状態から活性化状態への変化、不可視化状態から可視化状態への変化等のアロステリックな効果を有する。 As used herein, the term "cAMP biosensor" is a self-derived index (eg, enzyme activity) that is visible (imaging) and / or quantifiable, depending on the amount and / or concentration of cAMP produced in mammalian cells. It means a protein whose level, color development level, and emission [fluorescence] level) change. The cAMP biosensor usually has a cAMP binding region, and when cAMP binds to the cAMP binding region, the three-dimensional structure of the cAMP biosensor is changed, and the change from the inactivated state to the activated state is not performed. It has an allosteric effect such as a change from the visualized state to the visualized state.
本発明の一態様は、以下の変異のうち少なくとも1つが導入されたヒトTSHR変異体である。
D460、L469、S479、N483、D487、R531、L552、S567、I568、M572、Y582、R625、L665
本発明の一態様は、上記変異に対応する変異のうち少なくとも1つが導入された、非ヒトTSHR変異体である。
本発明のTSHR変異体は、上記変異を有することから、極低濃度域(1〜50mIU/L)、低濃度域(50〜300mIU/L)、中濃度域(300〜1000mIU/L)、高濃度域(1000〜5000mIU/L)の少なくとも1つの濃度域において、S/N比が向上している。当該TSHR変異体は、S/N比が向上している濃度域において感度よくTSHR活性化レベルを測定できるため、好適にTSHR刺激性又は阻害性自己抗体に起因する甲状腺疾患の判定に用いることができる。
One aspect of the present invention is a human TSHR mutant into which at least one of the following mutations has been introduced.
D460, L469, S479, N483, D487, R531, L552, S567, I568, M572, Y582, R625, L665
One aspect of the present invention is a non-human TSHR mutant into which at least one of the mutations corresponding to the mutation has been introduced.
Since the TSHR mutant of the present invention has the above-mentioned mutation, it has an extremely low concentration range (1 to 50 mIU / L), a low concentration range (50 to 300 mIU / L), a medium concentration range (300 to 1000 mIU / L), and a high concentration range. The S / N ratio is improved in at least one concentration range (1000 to 5000 mIU / L). Since the TSHR mutant can sensitively measure the TSHR activation level in the concentration range where the S / N ratio is improved, it can be preferably used for determining thyroid disease caused by TSHR-stimulating or inhibitory autoantibodies. can.
前記変異の中でも、より広い濃度範囲でS/N比が向上することから、L469、S479、N483、D487、R531、L552、S567、Y582、R625、L665のうち少なくとも1つに変異が導入されていることがより好ましく、R531、L552、S567、Y582、R625、L665のうち少なくとも1つに変異が導入されていることがより好ましい。さらに、後述する実施例にて実証されているように、バセドウ病の診断に好適に用いることができることから、S567、L665のうち少なくとも1つに変異が導入されていることがより好ましい。 Among the mutations, since the S / N ratio is improved in a wider concentration range, the mutation is introduced into at least one of L469, S479, N483, D487, R531, L552, S567, Y582, R625, and L665. It is more preferable that the mutation is introduced into at least one of R531, L552, S567, Y582, R625, and L665. Further, as demonstrated in Examples described later, it is more preferable that a mutation is introduced into at least one of S567 and L665 because it can be suitably used for the diagnosis of Graves' disease.
本発明に用いることができるTSHRは、ヒトTSAbなどの測定対象に反応を示す限りにおいて、その由来に制限はない。動物細胞にて発現した際にヒトのTSHRと近い反応性を示すことから、マウス、ラット、ハムスター、モルモット等のげっ歯類、ウサギ等のウサギ目、ブタ、ウシ、ヤギ、ウマ、ヒツジ等の有蹄目、イヌ、ネコ等のネコ目、ヒト、サル、アカゲザル、カニクイザル、マーモセット、オランウータン、チンパンジーなどの霊長類等由来の細胞を例示することができる。中でも、過去にTSAb活性測定に用いられてきた細胞の由来である点から、ヒト(配列番号1)、マウス(配列番号2)、ラット(配列番号3)、ブタ(配列番号4)であることが好ましく、生体内のTSHRに対するTSAb活性をそのまま反映できる点から、ヒト(配列番号1)であることがより好ましい。 The origin of TSHR that can be used in the present invention is not limited as long as it responds to a measurement target such as human TSAb. Since it exhibits a reactivity similar to that of human TSHR when expressed in animal cells, rodents such as mice, rats, hamsters and guinea pigs, lagomorphs such as rabbits, pigs, cows, goats, horses, sheep and the like. Cells derived from ungulates, cats such as dogs and cats, and primates such as humans, monkeys, red-tailed monkeys, cynomolgus monkeys, marmosets, orangutans, and chimpanzees can be exemplified. Among them, humans (SEQ ID NO: 1), mice (SEQ ID NO: 2), rats (SEQ ID NO: 3), and pigs (SEQ ID NO: 4) are the origins of cells that have been used for measuring TSAb activity in the past. Is preferable, and human (SEQ ID NO: 1) is more preferable because the TSAb activity for TSHR in the living body can be reflected as it is.
本発明のTSHRは、前記変異を有していることを特徴とするが、必ずしも前記変異のうち1つのみを有する必要はなく、前記変異のうち複数の変異を有していてもよい。 The TSHR of the present invention is characterized by having the above-mentioned mutation, but it does not necessarily have to have only one of the above-mentioned mutations, and may have a plurality of mutations among the above-mentioned mutations.
本発明のTSHRに導入される変異は、アミノ酸配列を欠失、置換、挿入もしくは付加する変異であるが、中でもアミノ酸を置換する変異が好ましい。これは、アミノ酸を置換する変異は、アミノ酸欠失や挿入に比してGPCRの基本的な立体構造を保持したまま構成アミノ酸を変化させることができ、機能改変に適しているためである。 The mutation introduced into TSHR of the present invention is a mutation that deletes, substitutes, inserts or adds an amino acid sequence, and among them, a mutation that replaces an amino acid is preferable. This is because mutations that replace amino acids can change the constituent amino acids while preserving the basic three-dimensional structure of GPCRs as compared to amino acid deletions and insertions, and are suitable for functional modification.
アミノ酸側鎖の性質より、疎水性アミノ酸(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、親水性アミノ酸(R、D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、脂肪族側鎖を有するアミノ酸(G、A、V、L、I、P)、水酸基含有側鎖を有するアミノ酸(S、T)、硫黄原子含有側鎖を有するアミノ酸(C、M)、カルボン酸及びアミド含有側鎖を有するアミノ酸(D、N、E、Q)、塩基含有側鎖を有するアミノ酸(R、K、H)、及び芳香族含有側鎖を有するアミノ酸(H、F、Y、W)等の分類が知られている(括弧内はいずれもアミノ酸の一文字標記を表す)。これらの各グループ内のアミノ酸同士の置換は保存的置換と総称され、一般にはタンパク質の機能等に影響が少ないことが知られている。また、アミノ酸の上記性質の中でも、アミノ酸の疎水性/親水性がタンパク質の性質に大きな影響を与えることが知られている。 Due to the nature of the amino acid side chain, hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y, V) and hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T), amino acids with aliphatic side chains (G, A, V, L, I, P), amino acids with hydroxyl group-containing side chains (S, T), amino acids with sulfur atom-containing side chains (G, A, V, L, I, P) C, M), amino acids with carboxylic acid and amide-containing side chains (D, N, E, Q), amino acids with base-containing side chains (R, K, H), and amino acids with aromatic-containing side chains (D, N, E, Q) Classifications such as H, F, Y, W) are known (all in parentheses represent one-letter markings of amino acids). Substitutions between amino acids in each of these groups are collectively referred to as conservative substitutions, and it is generally known that they have little effect on protein functions and the like. Further, among the above-mentioned properties of amino acids, it is known that the hydrophobicity / hydrophilicity of amino acids has a great influence on the properties of proteins.
後述する実施例にて効果の実証されている置換変異と、前記側鎖の性質によるアミノ酸群の分類を照らして勘案すると、D460においては、同じく疎水性アミノ酸であるR、N、C、E、Q、G、H、K、S、Tに置換されていることが好ましく、中でもカルボン酸を有しているN、E、Qに置換されていることが好ましい。 In light of the substitution mutations whose effects have been demonstrated in the examples described later and the classification of the amino acid group according to the nature of the side chain, in D460, the same hydrophobic amino acids R, N, C, E, It is preferably substituted with Q, G, H, K, S, T, and more preferably with N, E, Q having a carboxylic acid.
L469においては、同じく疎水性アミノ酸であるA、I、M、F、P、W、Y、Vに置換されていることが好ましく、中でも脂肪族側鎖を有するアミノ酸であるG、A、V、I、Pに置換されることがより好ましい。 In L469, it is preferable that the amino acids are substituted with A, I, M, F, P, W, Y, V, which are also hydrophobic amino acids, and among them, G, A, V, which are amino acids having an aliphatic side chain, It is more preferable to replace with I and P.
S479、N483、D487、S567、R625においては、疎水性アミノ酸であるA、I、L、M、F、P、W、Y、Vに置換されていることが好ましく、中でも脂肪族側鎖を有するA、V、L、I、Pに置換されることが好ましい。 In S479, N483, D487, S567, and R625, it is preferable that they are substituted with the hydrophobic amino acids A, I, L, M, F, P, W, Y, and V, and among them, they have an aliphatic side chain. It is preferably substituted with A, V, L, I, P.
R531においては、同じく親水性アミノ酸であるD、N、C、E、Q、G、H、K、S、Tに置換されていることが好ましく、中でもカルボン酸及びアミド含有側鎖を有するアミノ酸であるD、N、E、Qに置換されることがより好ましい。 In R531, it is preferable that the amino acid is substituted with D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T, which are also hydrophilic amino acids, and among them, an amino acid having a carboxylic acid and an amide-containing side chain. It is more preferable to be replaced with a certain D, N, E, Q.
L552、L665においては、同じく疎水性アミノ酸のA、I、M、F、P、W、Y、Vに置換されていることが好ましく、中でも脂肪族側鎖も有するアミノ酸のA、V、I、Pに置換されることが好ましい。 In L552 and L665, it is preferable that they are also substituted with the hydrophobic amino acids A, I, M, F, P, W, Y and V, and among them, the amino acids A, V, I and which also have an aliphatic side chain. It is preferably replaced with P.
I568においては、同じ疎水性アミノ酸であるA、L、M、F、P、W、Y、Vに置換されていることが好ましく、中でも脂肪族側鎖を有するアミノ酸であるA、V、L、Pに置換されることがより好ましい。 In I568, it is preferable that the amino acids are substituted with the same hydrophobic amino acids A, L, M, F, P, W, Y and V, and among them, the amino acids A, V and L having an aliphatic side chain, It is more preferable to be replaced with P.
M572においては、同じく疎水性アミノ酸であるA、I、L、F、P、W、Y、Vに置換されることが好ましく、中でも脂肪族側鎖を有するA、V、L、I、Pに置換されることがより好ましい。 In M572, it is preferable to replace with A, I, L, F, P, W, Y, V which are also hydrophobic amino acids, and among them, A, V, L, I, P having an aliphatic side chain. It is more preferable to be replaced.
Y582においては、同じく疎水性アミノ酸であるA、I、L、M、F、P、W、Vに置換されることが好ましく、中でも芳香族含有側鎖を有するF、Wに置換されていることがより好ましい。 In Y582, it is preferably substituted with A, I, L, M, F, P, W, V, which are also hydrophobic amino acids, and above all, it is substituted with F, W having an aromatic-containing side chain. Is more preferable.
上記変異点における変異の中でも、恒常活性抑制効果を示すことが実施例にて実証されていることから、前記変異が以下に示すアミノ酸置換、ないしは対応するアミノ酸置換のうち少なくとも1つであることが好ましい。
D460N、L469P、S479A、N483A、D487A、R531Q、L552V、S567A、I568L、M572A、Y582F、R625A、L665V
中でも、広い濃度範囲でS/N比が向上することから、L469P、S479A、N483A、D487A、R531Q、L552V、S567A、Y582F、R625A、L665Vのうち少なくとも1つに変異が導入されていることがより好ましく、R531Q、L552V、S567A、Y582F、R625A、L665Vのうち少なくとも1つに変異が導入されていることがより好ましい。中でも、強い恒常cAMPレベル抑制効果を示し、後述する実施例にて実証されているようにバセドウ病の診断に好適に用いることができることから、S567A、L665Vの少なくとも1つに変異が導入されていることがより好ましい。
Among the mutations at the above mutation points, since it has been demonstrated in Examples that the effect of suppressing constitutive activity is exhibited, the mutation may be at least one of the amino acid substitutions shown below or the corresponding amino acid substitutions. preferable.
D460N, L469P, S479A, N483A, D487A, R531Q, L552V, S567A, I568L, M572A, Y582F, R625A, L665V
Above all, since the S / N ratio is improved in a wide concentration range, the mutation is introduced into at least one of L469P, S479A, N483A, D487A, R531Q, L552V, S567A, Y582F, R625A, and L665V. Preferably, it is more preferable that the mutation is introduced into at least one of R531Q, L552V, S567A, Y582F, R625A and L665V. Among them, mutations have been introduced into at least one of S567A and L665V because they show a strong constitutive cAMP level inhibitory effect and can be suitably used for the diagnosis of Graves' disease as demonstrated in Examples described later. Is more preferable.
本発明のTSHR変異体は、これまで記載した変異の他に、TSHR活性の顕著な低下やS/N比の顕著な低下を引き起こさない範囲内で、さらにアミノ酸配列を欠失、置換、挿入もしくは付加する変異を有していても良い。一般に、特に活性と直接的に関与しない部位において、1もしくは数個のアミノ酸残基の欠失、付加、挿入、又は他のアミノ酸による置換を受けたポリペプチドが、その生物学的活性を維持しうる(Mark et al., Proc Natl Acad Sci U S A.1984 Sep;81(18):5662-5666.、Zoller et al., Nucleic Acids Res. 1982 Oct 25;10(20):6487-6500.、Wang et al., Science. 1984 Jun 29;224(4656):1431-1433.)ことが知られている。 In addition to the mutations described so far, the TSHR mutant of the present invention further deletes, substitutes, inserts or inserts an amino acid sequence within a range that does not cause a significant decrease in TSHR activity or a significant decrease in S / N ratio. It may have a mutation to be added. In general, a polypeptide that has been deleted, added, inserted, or replaced by another amino acid with one or several amino acid residues maintains its biological activity, especially at sites that are not directly involved in activity. Uru (Mark et al., Proc Natl Acad Sci US A.1984 Sep; 81 (18): 5662-5666., Zoller et al., Nucleic Acids Res. 1982 Oct 25; 10 (20): 6487-6500., Wang et al., Science. 1984 Jun 29; 224 (4656): 1431-1433.) Is known.
本発明のTSHR変異体が更なる変異を有している場合、この数は少ないほど好ましい。本発明のTSHR変異体を野生型ヒトTSHR(配列番号1)と比較した際の相同性は、90%以上の同一性を有することが好ましく、95%以上の相同性を有することがより好ましい。
これは、アミノ酸配列の変異が少ないほど、野生型ヒトTSHRに近い特性を有しており、生体内のTSHRに対するTSAb活性をそのまま反映できると考えられるためである。
When the TSHR mutants of the present invention have further mutations, the smaller the number, the better. When the TSHR mutant of the present invention is compared with wild-type human TSHR (SEQ ID NO: 1), the homology is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more.
This is because it is considered that the smaller the number of mutations in the amino acid sequence, the closer the characteristics are to those of wild-type human TSHR, and the more the TSAb activity for TSHR in the living body can be reflected as it is.
本発明の実施形態に係るTSHRが特定のアミノ酸配列を含むとき、そのアミノ酸配列中のいずれかのアミノ酸が化学修飾を受けていてもよい。そのような場合でも、本発明の実施形態に係るTSHRは、特定のアミノ酸配列を含むといえる。一般的に、タンパク質に含まれるアミノ酸が生体内で受ける化学修飾としては、例えばN末端修飾(例えば、アセチル化 、ミリストイル化等)、C末端修飾(例えば、アミド化、グリコシルホスファチジルイノシトール付加等)、又は側鎖修飾(例えば、リン酸化、糖鎖付加等)等が知られている。 When the TSHR according to the embodiment of the present invention contains a specific amino acid sequence, any amino acid in the amino acid sequence may be chemically modified. Even in such a case, it can be said that the TSHR according to the embodiment of the present invention contains a specific amino acid sequence. In general, the chemical modifications that amino acids contained in proteins undergo in vivo include, for example, N-terminal modification (for example, acetylation, myristylation, etc.), C-terminal modification (for example, amidation, addition of glycosylphosphatidylinositol, etc.). Alternatively, side chain modification (for example, phosphorylation, glycosylation, etc.) is known.
本発明の一態様は、前記TSHR変異体をコードするポリヌクレオチドである。本発明の一態様は、前記TSHR変異体を発現する、動物細胞である。 One aspect of the present invention is a polynucleotide encoding the TSHR variant. One aspect of the invention is an animal cell that expresses the TSHR variant.
本発明の一態様であるポリヌクレオチドは、DNA/RNA合成装置を用いて合成可能である。その他、DNA塩基又はRNA塩基合成の受託会社(例えば、インビトロジェン社やタカラバイオ社等)から購入することもできる。本発明のポリヌクレオチド配列は、本発明のTSHR変異体のアミノ酸配列と、遺伝暗号表から、適宜設計することができる。 The polynucleotide according to one aspect of the present invention can be synthesized using a DNA / RNA synthesizer. In addition, it can be purchased from a contracted company for DNA base or RNA base synthesis (for example, Invitrogen, Takara Bio, etc.). The polynucleotide sequence of the present invention can be appropriately designed from the amino acid sequence of the TSHR mutant of the present invention and the genetic code table.
前記ポリヌクレオチドを含むベクターは、一般に知られている分子生物学的手法によって調製することができ、その調製方法として、例えばTAクローニング法、平滑末端クローニング法、ライゲーション法、In−fusionクローニング法、Gatewayクローニング法、アッセンブリ―法等が例示される。 The vector containing the polynucleotide can be prepared by a generally known molecular biological method, and the preparation methods include, for example, TA cloning method, blunt-ended cloning method, ligation method, In-fusion cloning method, and Gateway. The cloning method, the assembly method and the like are exemplified.
本発明の一態様である動物細胞は、前記ベクターの導入により、前記TSHR変異体が一過的(transient)又は安定的(stable)に発現する動物細胞であればよい。使用される細胞株に特に限定は無いが、購入や実験のし易さの点から、哺乳類甲状腺細胞株[FRTL-5等]、ヒト胎児腎細胞由来細胞株[HEK293細胞、HEK293T細胞等]、チャイニーズハムスター卵巣由来細胞株[CHO細胞]、ヒト骨肉腫細胞株[U2OS細胞]が好ましく、中でも遺伝子導入効率や安定増殖の点からヒト胎児腎細胞由来細胞株[HEK293細胞、HEK293T細胞等]、チャイニーズハムスター卵巣由来細胞株[CHO細胞]がより好ましい。 The animal cell according to one aspect of the present invention may be any animal cell in which the TSHR mutant is transiently or stably expressed by the introduction of the vector. The cell line used is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of purchase and experiment, mammalian thyroid cell line [FRTL-5, etc.], human fetal kidney cell-derived cell line [HEK293 cells, HEK293T cells, etc.], Chinese hamster ovary-derived cell lines [CHO cells] and human osteosarcoma cell lines [U2OS cells] are preferable. Among them, human fetal kidney cell-derived cell lines [HEK293 cells, HEK293T cells, etc.], Chinese from the viewpoint of gene transfer efficiency and stable proliferation. Hamster ovary-derived cell lines [CHO cells] are more preferred.
本発明の動物細胞は、TSHR変異体を発現することにより、恒常活性が抑制され、S/N比が改善されていることから、TSHRに対する自己抗体活性の測定法に好適に用いることができる。適用される自己抗体活性の測定法に特に限定はなく、特許文献2〜4に記載された方法を例示することができるが、前処理が不要かつ短時間で測定が完了するという点で、中でも特許文献4に記載された方法が好ましい。 Since the animal cell of the present invention suppresses the constitutive activity and improves the S / N ratio by expressing the TSHR mutant, it can be suitably used for a method for measuring the autoantibody activity against TSHR. The method for measuring the autoantibody activity to be applied is not particularly limited, and the methods described in Patent Documents 2 to 4 can be exemplified, but among them, the measurement is completed in a short time without the need for pretreatment. The method described in Patent Document 4 is preferable.
本発明の動物細胞は、この分野で一般的に用いられている遺伝子工学的手法により作製することができる。例えば、プロモーター(例えば、サイトメガロウイルス[CMV]のIE[immediate early]遺伝子のプロモーター、SV40[Simian virus 40]の初期プロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、SRαプロモーター、NFATプロモーター、HIFプロモーター)と、かかるプロモーターの下流に作動可能に連結されているTSH受容体をコードする遺伝子を含むベクター(例えば、pcDNA3.1(+)、pcDM8、pAGE107、pAS3−3、pCDM8)を、エレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、DEAE(Diethylaminoethyl)デキストラン法、ウイルス感染法等の方法を用いて、哺乳動物細胞へ導入(トランスフェクション)することにより得ることができる。自己抗体活性の測定に用いられるために、適宜TSHR変異体をコードする遺伝子以外の遺伝子が導入されていても良く、例えばcAMPバイオセンサーを用いる特許文献4に記載の方法であれば、cAMPバイオセンサーをコードする遺伝子が導入されていても良い。 The animal cell of the present invention can be produced by a genetic engineering technique generally used in this field. For example, promoters (eg, cytomegalovirus [CMV] IE [immediate early] gene promoter, SV40 [Simian virus 40] early promoter, retrovirus promoter, metallothioneine promoter, heat shock promoter, SRα promoter, NFAT promoter, etc. HIF promoters) and vectors containing genes encoding TSH receptors operably linked downstream of such promoters (eg, pcDNA3.1 (+), pcDM8, pAGE107, pAS3-3, pCDM8) It can be obtained by introducing (transfecting) into mammalian cells using a method such as a poration method, a calcium phosphate method, a lipofection method, a DEAE (Diethylaminoethyl) dextran method, or a virus infection method. In order to be used for measuring autoantibody activity, a gene other than the gene encoding the TSHR mutant may be appropriately introduced. For example, if the method described in Patent Document 4 using a cAMP biosensor is used, the cAMP biosensor The gene encoding the above may be introduced.
本発明に用いることのできるcAMPバイオセンサーとしては、例えば、cAMP結合領域(例えば、プロテインキナーゼA[PKA]の制御サブユニット由来のcAMP結合領域、Epac1由来のcAMP結合領域)を含むレポータータンパク質(例えば、HRP[horseradish peroxidase];アルカリホスファターゼ;β−D−ガラクトシダーゼ;緑色発光ルシフェラーゼ[SLG]、橙色発光ルシフェラーゼ[SLO]、赤色発光ルシフェラーゼ[SLR]等のルシフェラーゼ;緑色蛍光タンパク質[GFP]、赤色蛍光タンパク質[DsRed]、シアン色蛍光タンパク質[CFP]等の蛍光タンパク質)を挙げることができ、具体的には、PKAの制御サブユニット由来のcAMP結合領域を含むルシフェラーゼであるGloSensor cAMP(Promega社製)や、Epac1由来のcAMP結合領域を含む赤色蛍光タンパク質であるPink Flamindo(Pink Fluorescent cAMP indicator)(文献「Harada K., et al., Sci Rep. 2017 Aug 4;7(1):7351. doi: 10.1038/s41598-017-07820-6.」参照)を挙げることができ、本実施例において、その効果が実証されているため、GloSensor cAMP(Promega社製)が好ましい。 Examples of the cAMP biosensor that can be used in the present invention include a reporter protein (for example, a cAMP binding region derived from the control subunit of protein kinase A [PKA], a cAMP binding region derived from Epac1) including a cAMP binding region (for example, a cAMP binding region derived from Epac1). , HRP [horseradish peroxidase]; alkaline phosphatase; β-D-galactosidase; green luminescent luciferase [SLG], orange luciferase [SLO], red luciferase [SLR] and other luciferases; green fluorescent protein [GFP], red fluorescent protein Fluorescent proteins such as [DsRed] and green fluorescent protein [CFP]), specifically, GloSensor cAMP (manufactured by Promega), which is a luciferase containing a cAMP binding region derived from the regulatory subunit of PKA, and , Pink Flamindo (Pink Fluorescent cAMP indicator), which is a red fluorescent protein containing a cAMP binding region derived from Epac1 (Reference "Harada K., et al., Sci Rep. 2017 Aug 4; 7 (1): 7351. Doi: 10.1038 / s41598-017-07820-6. ”), And since its effect has been demonstrated in this example, GloSensor cAMP (manufactured by Promega) is preferable.
本発明の一態様は、前記TSHR変異体を発現する動物細胞を含む、TSH受容体刺激性又は阻害性自己抗体に起因する甲状腺疾患診断キットである。 One aspect of the present invention is a thyroid disease diagnostic kit caused by a TSH receptor-stimulating or inhibitory autoantibody, which comprises an animal cell expressing the TSHR variant.
本明細書において、TSH受容体刺激性又は阻害性自己抗体に起因する甲状腺疾患としては、TSH受容体刺激性自己抗体又はTSH受容体阻害性自己抗体によりTSH受容体が刺激又は阻害され、血液中の遊離型甲状腺ホルモン濃度の上昇又は低下に起因する甲状腺疾患であればよく、例えば、バセドウ病、TSH産生腫瘍、妊娠甲状腺中毒症、甲状腺機能低下症、橋本病等を挙げることができ、バセドウ病を好適に例示することができる。 In the present specification, as thyroid disease caused by TSH receptor-stimulating or inhibitory autoantibodies, TSH receptors are stimulated or inhibited by TSH receptor-stimulating autoantibodies or TSH receptor-inhibiting autoantibodies in blood. Any thyroid disease caused by an increase or decrease in the concentration of free thyroid hormone in Can be preferably exemplified.
本発明の一態様である甲状腺疾患測定キットは、常用されている試薬を適宜用いることができる。一例として、動物細胞液、発光基質液、反応プレート、標準液、希釈液のようなキット構成が考えられる。 In the thyroid disease measurement kit according to one aspect of the present invention, commonly used reagents can be appropriately used. As an example, a kit configuration such as an animal cell solution, a luminescent substrate solution, a reaction plate, a standard solution, and a diluent can be considered.
なお、本発明に関するcAMPレベル測定法、動物細胞調製法、自己抗体の測定キットの詳細については、本明細書に記載された内容の他に、本明細書に記載された文献、特に特許文献4、及び特許文献4に記載された文献の内容を適宜参照することができる。 Regarding the details of the cAMP level measurement method, the animal cell preparation method, and the self-antibody measurement kit according to the present invention, in addition to the contents described in the present specification, the documents described in the present specification, particularly Patent Document 4 , And the contents of the documents described in Patent Document 4 can be referred to as appropriate.
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
実施例1.TSHR変異体の調製
以下に示す方法に従い、野生型TSHRから1アミノ酸が置換されたTSHR変異体を調製した。
Example 1. Preparation of TSHR mutant A TSHR mutant in which one amino acid was substituted from wild-type TSHR was prepared according to the method shown below.
1−1.TSHR変異体の設計
TSHRの活性に影響があると推測される変異として、非特許文献2〜7に記載された、以下の変異を検討した。
R531Q:非特許文献2
L552V、Y582F、L665V:非特許文献3
S567A、I568L、M572A:非特許文献4
D460N、R625A:非特許文献5
L469P:非特許文献6
S479A、N483A、D487A:非特許文献7
ヒトTSHRのタンパク質構造中の各変異点の位置を、図1に模式的に示す。
1-1. Design of TSHR mutants The following mutations described in Non-Patent Documents 2 to 7 were examined as mutations presumed to affect the activity of TSHR.
R531Q: Non-Patent Document 2
L552V, Y582F, L665V: Non-Patent Document 3
S567A, I568L, M572A: Non-Patent Document 4
D460N, R625A:
L469P: Non-Patent Document 6
S479A, N483A, D487A: Non-Patent Document 7
The location of each mutation in the protein structure of human TSHR is schematically shown in FIG.
1−2.変異TSHRの発現ベクター調製
1−1.に記載した変異に対応するよう、変異点に相当するヌクレオチドを挟んで3’側と5’側に20〜30merの人工プライマーを設計し、野生型hTSHRの3’側プライマーと変異導入するための1〜3塩基を追加した5’側プライマーと、野生型hTSHRを発現するベクターpcDNA3.1_hTSHR用いて、東洋紡社KOD-plus-Mutagenesis Kit(Code No. SMK-101)によるinversePCR法で、TSHR配列への点変異導入を行った。点変異導入プラスミドを形質転換した大腸菌シングルコロニーからプラスミドを精製、シーケンス解析により点変異の導入を確認した。
1-2. Preparation of mutant TSHR expression vector 1-1. In order to design artificial primers of 20 to 30 mer on the 3'side and 5'side of the nucleotide corresponding to the mutation point, and to introduce the mutation with the 3'side primer of wild-type hTSHR so as to correspond to the mutation described in 1. Using the 5'side primer to which 1 to 3 bases were added and the vector pcDNA3.1_hTSHR expressing wild-type hTSHR, a point PCR method by Toyobo Co., Ltd. KOD-plus-Mutagenesis Kit (Code No. SMK-101) was applied to the TSHR sequence. The point mutation was introduced. A plasmid was purified from a single colony of Escherichia coli transformed with a point mutation introduction plasmid, and the introduction of a point mutation was confirmed by sequence analysis.
1−3.TSHR変異体一過性発現細胞株の取得
1.5×104個のヒト胎児腎細胞由来細胞株(HEK293細胞)(ECACC[European Collection of Authenticated Cell Cultures]より入手、Cat no. 85120602)を、10%FBS含有D-MEM培地とともに6ウェルマルチプレートに播種し、24時間培養した。
1−2.にて取得したTSHR変異体ベクター0.05μgと、ホタルルシフェラーゼ(firefly luciferase)の359〜544番目のアミノ酸残基と、プロテインキナーゼA(PKA)の制御サブユニットのcAMP結合領域と、ホタルルシフェラーゼの4〜355番目のアミノ酸残基とを含むタンパク質が発現するプラスミドベクター(pGloSenso-22F、Promega社製)2μgを、FuGENE HD Transfection Reagent(Promega社製)を用い、GloSensor cAMP Assay(Promega社製)に添付のプロトコールに従って、HEK293細胞へトランスフェクションした。上記操作によって、TSHR変異体を一過性発現する、HEK293細胞を取得した。
1-3. Acquisition of TSHR mutant transient expression cell line 1.5 × 10 4 human fetal renal cell-derived cell lines (HEK293 cells) (obtained from ECACC [European Collection of Authenticated Cell Cultures], Cat no. 85120602), The cells were seeded on a 6-well multiplate with a D-MEM medium containing 10% FBS and cultured for 24 hours.
1-2. The TSHR variant vector 0.05 μg obtained in the above, the amino acid residues 359 to 544 of firefly luciferase, the cAMP binding region of the regulatory subunit of protein kinase A (PKA), and 4 of firefly luciferase. 2 μg of a plasmid vector (pGloSenso-22F, manufactured by Promega) expressing a protein containing ~ 355th amino acid residue is attached to the GloSensor cAMP Assay (manufactured by Promega) using FuGENE HD Transfection Reagent (Promega). HEK293 cells were transfected according to the protocol of. By the above operation, HEK293 cells that transiently express the TSHR mutant were obtained.
TSHR変異体の一過性発現株に対する対照として用いるため、1−2記載の野生型ヒトTSHRの発現ベクターにより、野生型ヒトTSHR一過性発現株も取得した。 A wild-type human TSHR transient expression strain was also obtained from the wild-type human TSHR expression vector described in 1-2 for use as a control against the TSHR mutant transient expression strain.
実施例2.TSHR変異体のNIBSC08/204に対する活性測定
実施例1にて得られたTSHR変異体ないし野生型TSHRを一過性発現するHEK293細胞に、TSAbの国際標準であるNIBSC08/204を添加して、各TSHRのS/N比を測定した。
Example 2. Measurement of activity of TSHR mutant on NIBSC08 / 204 To HEK293 cells that transiently express the TSHR mutant or wild-type TSHR obtained in Example 1, NIBSC08 / 204, which is an international standard for TSAb, was added to each of them. The S / N ratio of TSHR was measured.
測定法は以下の通りである。
[測定条件]
TSHR変異体を一過性発現するHEK293細胞及び野生型TSHRを一過性発現するHEK293細胞を24時間培養後、細胞を回収、2%(v/v)のGloSensor cAMP Reagent stock solution(Promega社製)を含むpolyethylene glycol含有インキュベート用液に交換し、TSAbの国際標準NIBSC08/204を0、31.25、125、500、2000mIU/Lとなるよう添加、20分間インキュベーションした後のRLU値を96ウェルマルチプレートルミノメーター(Promega社製)で測定した。TSHR変異体の恒常活性の指標として、08/204の0mIU/L濃度、つまり緩衝液のみ添加の条件のRLU値を比較した。
The measurement method is as follows.
[Measurement condition]
After culturing HEK293 cells transiently expressing the TSHR mutant and HEK293 cells transiently expressing the wild-type TSHR for 24 hours, the cells were recovered and 2% (v / v) of GloSensor cAMP Reagent stock solution (manufactured by Promega). ) Was replaced with a polyethylene glycol-containing incubation solution, and the international standard NIBSC08 / 204 of TSAb was added to 0, 31.25, 125, 500, 2000 mIU / L, and the RLU value after 20 minutes of incubation was 96 wells. Measured with a multi-plate luminometer (manufactured by Promega). As an index of the constitutive activity of the TSHR mutant, the 0 mIU / L concentration of 08/204, that is, the RLU value under the condition of adding only the buffer solution was compared.
各TSHR変異体の国際標準NIBSC08/204未添加におけるRLUを、図2に示す。いずれの変異体においても、恒常活性は抑制されていることが読み取れる。 The RLU of each TSHR mutant without the addition of the international standard NIBSC08 / 204 is shown in FIG. It can be read that the constitutive activity is suppressed in any of the mutants.
各TSHR変異体の各濃度におけるS/N比(Fold change)を、図3及び表1に示す。なお、表1中の各行は添加したNIBSC08/204濃度を示し、各列は導入された変異を表す。「WT」は野生型であることを示す。「S/N ratio」と記載されている上段は野生型TSHR及び各TSHR変異体においてNIBSC08/204を0、31.25、125、500、2000mIU/Lとなるよう添加、20分間インキュベーションした後のS/N比を示し、「対WT S/N ratio」と記載されている下段は各TSHR変異体のS/N比を野生型TSHRのS/N比で除したものを表す。 The signal-to-noise ratio (Fold change) at each concentration of each TSHR mutant is shown in FIG. 3 and Table 1. In addition, each row in Table 1 shows the added NIBSC08 / 204 concentration, and each column shows the introduced mutation. "WT" indicates wild type. The upper row described as "S / N ratio" is after adding NIBSC08 / 204 to 0, 31.25, 125, 500, 2000 mIU / L in wild-type TSHR and each TSHR variant and incubating for 20 minutes. The lower row showing the S / N ratio and described as "to WT S / N ratio" represents the S / N ratio of each TSHR variant divided by the S / N ratio of the wild type TSHR.
上記結果より、D460、L469、S479、N483、D487、R531、L552、S567、I568、M572、Y582、R625、L665に変異を有する変異体において、野生型TSHRよりも2000mIU/LにおけるS/N比が向上していることが読み取れる。 From the above results, the S / N ratio at 2000 mIU / L was higher than that of wild-type TSHR in the mutants having mutations in D460, L469, S479, N483, D487, R531, L552, S567, I568, M572, Y582, R625, and L665. It can be read that is improving.
上記変異点の中でも、L469、S479、N483、D487、R531、L552、S567、Y582、R625、L665に変異を有する変異体において、野生型TSHRよりも500mIU/LにおけるS/N比及び2000mIU/LにおけるS/N比が向上していることが読み取れる。 Among the above mutation points, the mutants having mutations in L469, S479, N483, D487, R531, L552, S567, Y582, R625, and L665 had an S / N ratio of 500 mIU / L and 2000 mIU / L compared to wild-type TSHR. It can be read that the S / N ratio in is improved.
上記変異点の中でも、R531、L552、S567、Y582、R625、L665に変異を有する変異体においては、4濃度全てにおいてS/N比が向上していることから、より好ましい変異箇所であることが読み取れる。 Among the above mutation points, the mutants having mutations in R531, L552, S567, Y582, R625, and L665 are more preferable mutation points because the S / N ratio is improved at all four concentrations. Can be read.
実施例3.TSHR変異体のバセドウ病患者陽性血清に対する活性測定
得られたTSHR変異体ないし野生型TSHRを一過性発現するHEK293細胞に、バセドウ病患者陽性血清を添加して、TSHRのTSHR活性化レベルを測定した。
Example 3. Measurement of TSHR mutant activity against Graves'disease-positive serum To HEK293 cells that transiently express the obtained TSHR mutant or wild-type TSHR, Graves' disease-patient-positive serum was added to measure the TSHR activation level of TSHR. did.
国際標準NIBSC08/204の代りに、polyethylene glycol含有インキュベート用液で4倍希釈した5種のTSAbEIA陽性(>120%)血清及び2種のTSAbEIA陰性血清をそれぞれ25μL添加した以外は、実施例2に記載された方法と同様の方法にて、TSHRのTSHR活性化レベル(Fold change)を測定した。 In Example 2, 25 μL each of 5 types of TSAbEIA-positive (> 120%) serum and 2 types of TSAbEIA-negative serum diluted 4-fold with a polyethylene glycol-containing incubation solution was added instead of the international standard NIBSC08 / 204. The TSHR activation level (Fold change) of TSHR was measured by the same method as described.
陰性血清及び陽性血清に対する各TSHR変異体のTSHR活性化レベルを、図4及び表2に示す。表2中、各行は添加した血清試料の番号を表し、各列は導入された変異を示す。「WT」は野生型TSHRであることを示す。「TSHR活性化レベル」と記載された上段は野生型TSHR及び各TSHR変異体におけるTSHR活性化レベルを示し、「対WT TSHR活性化レベル」と記載された下段は各TSHR変異体のTSHR活性化レベルを野生型TSHRのTSHR活性化レベルで除したものを表す。 The TSHR activation levels of each TSHR mutant for negative and positive sera are shown in FIG. 4 and Table 2. In Table 2, each row represents the number of the added serum sample, and each column shows the introduced mutation. "WT" indicates that it is a wild-type TSHR. The upper row described as "TSHR activation level" indicates the TSHR activation level in wild-type TSHR and each TSHR mutant, and the lower row described as "vs. WT TSHR activation level" indicates the TSHR activation level of each TSHR mutant. Represents the level divided by the TSHR activation level of wild-type TSHR.
実施例2でTSHR活性化レベルが向上していた変異体の内、R531、L552、S567、Y582、R625、L665に変異を有する変異体が、少なくとも1つの濃度域で、TSHR活性化レベルが高くなっていることが読み取れる。 Among the mutants having improved TSHR activation levels in Example 2, mutants having mutations in R531, L552, S567, Y582, R625, and L665 had high TSHR activation levels in at least one concentration range. It can be read that it is.
上記変異の中でも、L552V及びL665Vの変異においては、全ての濃度域においてTSHR活性化レベルが向上していることが読み取れる。 Among the above mutations, it can be read that the TSHR activation level is improved in all the concentration ranges in the L552V and L665V mutations.
なお、本実験例の結果は、バセドウ病患者陽性血清に対する活性測定に関するものである。本結果より、上記TSHR活性化レベルが向上したTSHR変異体はバセドウ病の診断に好適に利用可能なことが読み取れるが、一方で、TSHR活性化レベルが向上しなかったTSHR変異体が産業上有用でないことを意味しない。TSH産生腫瘍、妊娠甲状腺中毒症、甲状腺機能低下症、橋本病等といった、その他の甲状腺疾患を感度よく測定できる可能性があるためである。 The results of this experimental example relate to the measurement of activity against positive serum of Graves' disease patients. From this result, it can be read that the TSHR mutant having an improved TSHR activation level can be suitably used for the diagnosis of Graves' disease, but on the other hand, the TSHR mutant having an improved TSHR activation level is industrially useful. Does not mean that it is not. This is because there is a possibility that other thyroid diseases such as TSH-producing tumors, pregnancy thyrotoxicosis, hypothyroidism, Hashimoto's disease, etc. can be measured with high sensitivity.
実施例4.TSHR変異体の安定発現株における活性測定
TSHR変異体を安定発現する細胞株においても、一過性発現と同様、TSHR活性化レベルが高くなるか、検討を行った。
Example 4. Measurement of activity in stable expression strains of TSHR mutants We investigated whether the level of TSHR activation would be higher in cell lines that stably express TSHR mutants as well as transient expression.
HEK293細胞に2種類のベクター(pGloSensor-22F及びpcDNA3.1_hTSHR、又はpcDNA3.1_hTSHRに対応するTSHR変異体(S567A、L665V)ベクター)をそれぞれ2μgおよび0.05μgトランスフェクションし、Hygromycin B GOLD(invivogen社製)400μg/mL添加して薬剤耐性となったコロニーを単離、TSAb国際標準であるNIBSC08/204を添加してルシフェラーゼ活性レベルの上昇が認められた株を、安定発現株として選抜した。安定発現株は、各7株以上取得した。 Two types of vectors (pGloSensor-22F and pcDNA3.1_hTSHR, or TSHR mutants (S567A, L665V) vectors corresponding to pcDNA3.1_hTSHR) were transfected into HEK293 cells at 2 μg and 0.05 μg, respectively, and Hygromycin B GOLD (invivogen). (Manufactured) 400 μg / mL was added to isolate drug-resistant colonies, and a strain in which an increase in luciferase activity level was observed by adding NIBSC08 / 204, which is an international standard for TSAb, was selected as a stable expression strain. Seven or more stable expression strains were acquired.
野生型TSHR発現株、S567A変異TSHR安定発現株、L665V変異TSHR安定発現株において、実施例2と同様の方法で、RLUを測定し、TSHR活性化レベルを算出した。得られた結果から、各安定発現株群のTSHR活性化レベルの平均値及び分散を計算した。その結果を図5に示す。 In the wild-type TSHR expression strain, the S567A mutant TSHR stable expression strain, and the L665V mutant TSHR stable expression strain, RLU was measured by the same method as in Example 2, and the TSHR activation level was calculated. From the obtained results, the average value and variance of the TSHR activation level of each stable expression strain group were calculated. The result is shown in FIG.
S567A変異TSHR安定発現株及びL665V変異TSHR安定発現株は、一過性発現株と同様にTSHR活性化レベルが向上しており、野生型TSHR安定発現株に比べ有意に高いTSHR活性化レベルを示した。
このことから、本発明のTSHR変異株は、一過性発現株においても、安定発現株においても、同様にTSHR活性化レベルが向上することが理解された。
The S567A mutant TSHR stable expression strain and the L665V mutant TSHR stable expression strain have improved TSHR activation levels as well as the transient expression strain, and show significantly higher TSHR activation levels than the wild-type TSHR stable expression strain. rice field.
From this, it was understood that the TSHR mutant strain of the present invention similarly improves the TSHR activation level in both the transient expression strain and the stable expression strain.
実施例5.複数の変異を有するTSHR変異体のNIBSC08/204に対する活性測定
複数の変異を有する場合に、TSHR変異体のS/N比がどのように変化するか調べるため、以下に示す方法で二重変異体を作成し、S/N比を測定した。
Example 5. Measurement of activity of TSHR mutants with multiple mutations against NIBSC08 / 204 In order to investigate how the S / N ratio of TSHR mutants changes when there are multiple mutations, double mutants are used by the method shown below. Was prepared, and the S / N ratio was measured.
導入する変異が下記に示す二重変異であること以外は、実施例1に記載の方法に従い、各TSHR二重変異体を作成した。
R531Q/L665V、L552V/L665V、S567A/L665V、Y582F/L665V
Each TSHR double mutant was prepared according to the method described in Example 1 except that the mutation to be introduced was the double mutation shown below.
R531Q / L665V, L552V / L665V, S567A / L665V, Y582F / L665V
上記で得られたTSHR二重変異体、対照としてL665V変異体、野生型TSHRについて、実施例2に記載の方法に従い、S/N比を測定した。測定した結果を、以下の表3に記載する。なお、表3中の各行は添加したNIBSC08/204濃度を示し、各列は導入された変異を表す。「WT」は野生型であることを示す。 The S / N ratio of the TSHR double mutant obtained above, the L665V mutant as a control, and the wild-type TSHR was measured according to the method described in Example 2. The measurement results are shown in Table 3 below. In addition, each row in Table 3 shows the added NIBSC08 / 204 concentration, and each column shows the introduced mutation. "WT" indicates wild type.
TSHR二重変異体は、1重変異体(L665V)と同等程度、もしくはより高いS/N比を有していた。このことから、本発明のTSHR変異体は、複数の変異を有していてもよいことが理解された。 The TSHR double mutant had an S / N ratio comparable to or higher than that of the single mutant (L665V). From this, it was understood that the TSHR mutant of the present invention may have a plurality of mutations.
本発明は、TSH受容体刺激性又は阻害性自己抗体に起因する甲状腺疾患の診断及び治療に資するものである。 The present invention contributes to the diagnosis and treatment of thyroid diseases caused by TSH receptor-stimulating or inhibitory autoantibodies.
Claims (13)
D460、L469、S479、N483、D487、R531、L552、S567、I568、M572、Y582、R625、L665 A TSHR mutant characterized by having a mutation in at least one of the amino acids described below.
D460, L469, S479, N483, D487, R531, L552, S567, I568, M572, Y582, R625, L665
R531、L552、S567、Y582、R625、L665 A TSHR mutant characterized by having a mutation in at least one of the amino acids described below.
R531, L552, S567, Y582, R625, L665
D460(R、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、
L469(A、I、M、F、P、W、Y、V)、
S479(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
N483(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
D487(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
R531(D、N、C、E、Q、G、H、K、S、T)、
L552(A、I、M、F、P、W、Y、V)、
S567(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
I568(A、L、M、F、P、W、Y、V)、
M572(A、I、L、F、P、W、Y、V)、
Y582(A、I、L、M、F、P、W、V)、
R625(A、I、L、M、F、P、W、Y、V)、
L665(A、I、M、F、P、W、Y、V)。 The TSHR mutant according to any one of claims 1 to 3, which is characterized by having at least one of the point mutations described below;
D460 (R, N, C, E, Q, G, H, K, S, T),
L469 (A, I, M, F, P, W, Y, V),
S479 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
N483 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
D487 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
R531 (D, N, C, E, Q, G, H, K, S, T),
L552 (A, I, M, F, P, W, Y, V),
S567 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
I568 (A, L, M, F, P, W, Y, V),
M572 (A, I, L, F, P, W, Y, V),
Y582 (A, I, L, M, F, P, W, V),
R625 (A, I, L, M, F, P, W, Y, V),
L665 (A, I, M, F, P, W, Y, V).
D460(N、E、Q)、
L469(G、A、V、I、P)、
S479(A、V、L、I、P)、
N483(A、V、L、I、P)、
D487(A、V、L、I、P)、
R531(D、N、E、Q)、
L552(A、V、I、P)、
S567(A、V、L、I、P)、
I568(A、V、L、P)、
M572(A、V、L、I、P)、
Y582(F、W)、
R625(A、V、L、I、P)、
L665(A、V、I、P)。 The TSHR mutant according to any one of claims 1 to 4, which has at least one of the point mutations described below;
D460 (N, E, Q),
L469 (G, A, V, I, P),
S479 (A, V, L, I, P),
N483 (A, V, L, I, P),
D487 (A, V, L, I, P),
R531 (D, N, E, Q),
L552 (A, V, I, P),
S567 (A, V, L, I, P),
I568 (A, V, L, P),
M572 (A, V, L, I, P),
Y582 (F, W),
R625 (A, V, L, I, P),
L665 (A, V, I, P).
D460N、L469P、S479A、N483A、D487A、R531Q、L552V、S567A、I568L、M572A、Y582F、R625A、L665V。 The TSHR mutant according to claims 1 to 5, which comprises at least one of the point mutations described below;
D460N, L469P, S479A, N483A, D487A, R531Q, L552V, S567A, I568L, M572A, Y582F, R625A, L665V.
R531Q、L552V、S567A、Y582F、R625A、L665V。 The TSHR mutant according to any one of claims 1 to 6, which comprises at least one of the point mutations described below;
R531Q, L552V, S567A, Y582F, R625A, L665V.
S567A、L665V。 The TSHR mutant according to any one of claims 1 to 7, which has at least one of the point mutations described below;
S567A, L665V.
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