JP2022127080A - Chimera receptor having mutations introduced thereto - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変異が導入された、オキシトシン(Oxytocin)受容体とV2受容体のキメラ受容体に関する。 The present invention relates to a chimeric receptor of oxytocin receptor and V2 receptor into which a mutation has been introduced.
オキシトシンは、下垂体後葉から分泌される9アミノ酸からなるホルモンである。子宮筋の収縮作用による分娩の促進や出産後授乳時の射乳反射を惹起する機能があり、分娩誘発剤として臨床的に用いられている。近年では、神経伝達物質として、精神神経疾患、社会的/性的なふるまいに関与している可能性が示唆されており、精神神経疾患などのバイオマーカーとして応用が期待されている。 Oxytocin is a 9-amino acid hormone secreted from the posterior pituitary gland. It is clinically used as a labor inducing agent because it has the function of promoting labor by contraction of the uterine muscle and inducing the milk ejection reflex during breastfeeding after childbirth. In recent years, as a neurotransmitter, it has been suggested that it may be involved in neuropsychiatric disorders and social/sexual behavior, and is expected to be applied as a biomarker for neuropsychiatric disorders.
アルギニンバソプレシン(AVP : Arginine Vasopressin)は、オキシトシン同様、下垂体後葉から分泌され、腎臓における水再吸収を調節するホルモンである。9アミノ酸からなり、オキシトシンとは2アミノ酸が異なる。 Arginine vasopressin (AVP), like oxytocin, is a hormone secreted from the posterior pituitary gland and regulating water reabsorption in the kidney. It consists of 9 amino acids and differs from oxytocin by 2 amino acids.
AVPの血中濃度は血中ナトリウム濃度に応じて変動することが知られているが、その濃度は非常に低くpg/mLレベルである。そのためAVPの測定法として、感度が非常に良いRIA法(非特許文献1)が臨床的に用いられている。 Although it is known that the blood concentration of AVP fluctuates according to the blood sodium concentration, the concentration is very low at pg/mL level. Therefore, the RIA method (Non-Patent Document 1), which has very good sensitivity, is clinically used as a method for measuring AVP.
オキシトシンの血中濃度はAVPのおおよそ10倍と見積もられているが、実際には測定法や報告により1pg/mL~1000pg/mLと大きな差がある(非特許文献2、3)。これは、正確な血中オキシトシン測定系構築の難しさを反映していると考えられる。 The blood concentration of oxytocin is estimated to be approximately 10 times that of AVP, but in fact there is a large difference between 1 pg/mL and 1000 pg/mL depending on the measurement method and reports (Non-Patent Documents 2 and 3). This is considered to reflect the difficulty of constructing an accurate blood oxytocin measuring system.
オキシトシン受容体(OXTR)は、中枢神経、子宮、乳腺等の細胞膜上に存在するオキシトシンの受容体であり、Gタンパク質共役受容体の一種である。下垂体後葉から分泌されるオキシトシンがOXTRに結合すると、その刺激によりGタンパク質αq(Gαq)を介して細胞中のホスホリパーゼCが活性化、ホスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸(PIP2)が分解され、ジアシルグリセロール(DAG)およびイノシトール1,4,5-トリスリン酸(IP3)が産生される。IP3は小胞体上のカルシウムチャネルであるIP3受容体に結合して細胞質内にカルシウムを流入させる。DAGはカルシウムとともにプロテインキナーゼCを活性化、さらに下流にシグナルを伝達する。OXTRはオキシトシンだけでなくAVPにも強い親和性を有する。 Oxytocin receptor (OXTR) is a receptor for oxytocin present on cell membranes of central nerves, uterus, mammary glands, etc., and is a type of G protein-coupled receptor. When oxytocin secreted from the posterior pituitary gland binds to OXTR, its stimulation activates phospholipase C in cells via G protein αq (Gαq), decomposing phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2), Diacylglycerol (DAG) and inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) are produced. IP3 binds to the IP3 receptor, which is a calcium channel on the endoplasmic reticulum, and allows calcium to flow into the cytoplasm. DAG activates protein kinase C together with calcium and further transmits signals downstream. OXTR has a strong affinity not only for oxytocin but also for AVP.
V2受容体(V2R)は、腎集合管の細胞膜上に存在するAVP受容体であり、Gタンパク質共役受容体の一種である。下垂体後葉から分泌されるAVPがV2Rに結合すると、その刺激により細胞中のGタンパク質αs(Gαs)を介して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シグナルによるプロテインキナーゼA活性化を介して、腎臓における水の再吸収が行われる。AVPの受容体として、V2Rのほかに、V1a受容体(V1aR)、V1b受容体(V1bR)が知られているが、それぞれ発現組織が異なる。また、V2RはGαsと、V1aRおよびV1bRはGαqと共役することが知られている。これらの受容体はオキシトシンにも弱いながらも親和性を有する。 V2 receptor (V2R) is an AVP receptor present on the cell membrane of renal collecting ducts, and is a type of G protein-coupled receptor. When AVP secreted from the posterior pituitary gland binds to V2R, its stimulation activates adenylate cyclase via G protein αs (Gαs) in cells to produce cyclic adenosine monophosphate (cAMP). Water reabsorption in the kidney is mediated by protein kinase A activation by cAMP signals. Besides V2R, V1a receptor (V1aR) and V1b receptor (V1bR) are known as AVP receptors, but they are expressed in different tissues. It is also known that V2R is conjugated with Gαs, and V1aR and V1bR are conjugated with Gαq. These receptors also have a weak affinity for oxytocin.
V2RやOXTRに対する、オキシトシンやAVP結合部位は報告されているものの(非特許文献5、6)、結合部位の変異によるオキシトシン特異性向上については検討されておらず、何らの知見も存在しない。 Although oxytocin and AVP binding sites for V2R and OXTR have been reported (Non-Patent Documents 5 and 6), improvement of oxytocin specificity by binding site mutation has not been investigated and there is no knowledge.
オキシトシンの測定法として、質量分析(特許文献1)や、抗体を用いた免疫学的測定法であるRIA法(非特許文献1、2)、酵素免疫測定法(特許文献1、非特許文献1、2、3)、免疫生物発光測定法(特許文献2)等が知られている。 As a method for measuring oxytocin, mass spectrometry (Patent Document 1), RIA method (Non-Patent Documents 1 and 2) which is an immunological measurement method using an antibody, and enzyme immunoassay (Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). , 2, 3), immunobioluminescence assay (Patent Document 2), and the like.
また、別の測定原理として、Gタンパク質共役受容体に対するリガンドや自己抗体活性を迅速に測定する方法の1つである、cAMPバイオセンサー及びGタンパク質共役受容体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3)。特許文献3には、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ことが記載されている。
(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 addition, as another measurement principle, mammalian cells expressing both a cAMP biosensor and a G protein-coupled receptor, which is one of the methods for rapidly measuring ligands and autoantibody activity against G protein-coupled receptors, are used. A method for measuring the activation level of a cAMP biosensor is being studied (Patent Document 3). Patent Document 3 describes that autoantibody activity against TSHR in a subject sample can be calculated by performing the following steps (a) to (c).
(a) incubating animal cells expressing both a cAMP biosensor and a TSHR in the presence of a blood sample taken from a subject;
(b) after step (a), measuring the level of activation of said cAMP biosensor;
(c) comparing the activation level measured in step (b) with the activation level in the control to calculate the TSHR activation level;
本発明者らは、上記方法を応用して、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体及びcAMPバイオセンサーを用いることで、受容体の活性化シグナルを良好なS/N比で測定できることを見出した(特許文献4)。 By applying the above method, the present inventors have found that by using a chimeric receptor and a cAMP biosensor in which a part of the V2R extracellular domain is replaced with the OXTR extracellular domain, the activation signal of the receptor can be improved. (Patent Document 4).
V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体においては、野生型のV2R受容体と比較して、オキシトシンに対する特異性は100倍程度まで向上した。しかし、本発明者らの検討の中で、当該キメラ受容体のオキシトシンに対する特異性に、さらなる改善の余地があることが見いだされた。 In the chimeric receptor in which a part of the V2R extracellular domain was replaced with the OXTR extracellular domain, the specificity for oxytocin was improved by about 100-fold compared to the wild-type V2R receptor. However, in the study of the present inventors, it was found that there is room for further improvement in the specificity of the chimeric receptor for oxytocin.
具体的には、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体においては、オキシトシンを100pg/mL含む試料と、AVPを100pg/mL含む試料とで反応性(S/N比)を比較した場合、AVP試料に対するS/N比は、オキシトシン試料に対するS/N比の10倍程度であった。臨床的なオキシトシン測定に利用するためには、オキシトシンに対する特異性が高い方が、より好ましい。 Specifically, in a chimeric receptor in which a part of the extracellular domain of V2R is replaced with the extracellular domain of OXTR, reactivity (S /N ratio), the S/N ratio for the AVP sample was about 10 times the S/N ratio for the oxytocin sample. High specificity to oxytocin is more preferable for use in clinical oxytocin measurement.
本発明は、上記の問題を解決するため、オキシトシンに対する特異性が向上したキメラ受容体を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a chimeric receptor with improved specificity for oxytocin in order to solve the above problems.
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、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体に、適切な変異を導入することによって、オキシトシン特異性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 intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a chimeric receptor in which a part of the V2R extracellular domain is replaced with the OXTR extracellular domain by introducing an appropriate mutation can produce an oxytocin-specific receptor. We have found that it is possible to improve the Furthermore, 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](1)に記載されたアミノ酸のうち少なくとも1つか、もしくは(2)に記載する領域に、変異を有することを特徴とする、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体。
(1)V90,M122,Y126,A295
(2)(210)ALMVF(214)
[2]変異が前記(1)に記載されたアミノ酸における点変異であることを特徴とする、[1]に記載の、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体。
[3](3)に記載された点変異のうち少なくとも1つか、もしくは(4)に記載する変異を有することを特徴とする、[1]又は[2]に記載の、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体;
(3)V90A,M122A,M122V,M122I,M122T,M122L,M122G,M122W,M122P,M122S,M122N,M122Q,M122E,M122R,M122K,M122H,M122F,M122Y,M122D,M122C,Y126F,Y126L,A295V
(4)(210)ALMVF(214)から(210)TLAVY(214)への変異
[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]から[3]のいずれか1項に記載の、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体;
M122A,M122V,M122T,M122L,M122G,M122S,M122C,A295V
[5]V2受容体の第一細胞外領域配列がオキシトシン受容体の第一細胞外領域配列へと置換されていることを特徴とする、[1]から[4]のいずれか1項に記載のキメラ受容体。[6]V2受容体の第一・第二・第三細胞外領域配列がオキシトシン受容体の第一・第二・第三細胞外領域配列へとそれぞれ置換されていることを特徴とする、[1]から[5]のいずれか1項に記載のキメラ受容体。
[7][1]から[6]のいずれか1項に記載の、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体をコードするポリヌクレオチド。
[8][1]から[6]のいずれか1項に記載の、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体を発現する動物細胞。
[9][8]に記載の動物細胞を含有する、オキシトシン測定キット。
[10]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、[9]に記載のオキシトシン測定キット。
[11](1)に記載されたアミノ酸のうち少なくとも1つか、もしくは(2)に記載する領域に変異を導入することを特徴とする、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体のオキシトシン特異性向上方法;
(1)V90,M122,Y126,A295
(2)(210)ALMVF(214)
[12](3)に記載された点変異のうち少なくとも1つか、もしくは(4)に記載する変異を導入することを特徴とする、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体のオキシトシン特異性を向上させ、かつ、オキシトシン反応性を向上させる方法;
(3)V90A,M122A,M122V,M122I,M122T,M122L,M122G,M122W,M122P,M122S,M122N,M122Q,M122E,M122R,M122K,M122H,M122F,M122Y,M122D,M122C,Y126F,Y126L,A295V
(4)(210)ALMVF(214)から(210)TLAVY(214)への変異
[13][11]または[12]に記載の変異に加え、以下のアミノ酸に変異を導入することを特徴とする、キメラ受容体のオキシトシン特異性を向上させ、かつ、オキシトシン反応性を向上させる方法;
A167L,L177V,A216I,A285T,L306A
That is, the present invention is as follows.
[1] Part of the extracellular region of V2R, characterized by having a mutation in at least one of the amino acids described in (1) or in the region described in (2), is replaced with the extracellular region of OXTR Chimeric receptors substituted with
(1) V90, M122, Y126, A295
(2) (210) ALMVF (214)
[2] Chimera in which a part of the extracellular region of V2R is replaced with the extracellular region of OXTR according to [1], wherein the mutation is a point mutation in the amino acid described in (1) above. receptor.
[3] The extracellular region of V2R according to [1] or [2], characterized by having at least one of the point mutations described in (3) or the mutation described in (4). a chimeric receptor in which a portion of is replaced with the extracellular region of OXTR;
(3) V90A, M122A, M122V, M122I, M122T, M122L, M122G, M122W, M122P, M122S, M122N, M122Q, M122E, M122R, M122K, M122H, M122F, M122Y, M122D, M122C, Y12V9, Y126F, Y126F
(4) (210) ALMVF (214) to (210) TLAVY (214) mutation [4] characterized by having at least one of the point mutations described below [1] to [3 ], a chimeric receptor in which a part of the extracellular region of V2R is replaced with the extracellular region of OXTR;
M122A, M122V, M122T, M122L, M122G, M122S, M122C, A295V
[5] Any one of [1] to [4], wherein the first extracellular domain sequence of the V2 receptor is replaced with the first extracellular domain sequence of the oxytocin receptor. chimeric receptor of. [6] characterized in that the first, second and third extracellular domain sequences of the V2 receptor are replaced with the first, second and third extracellular domain sequences of the oxytocin receptor, respectively, [ The chimeric receptor according to any one of 1] to [5].
[7] A polynucleotide encoding the chimeric receptor according to any one of [1] to [6], wherein a part of the V2R extracellular domain is replaced with the OXTR extracellular domain.
[8] An animal cell expressing the chimeric receptor of any one of [1] to [6], wherein a part of the V2R extracellular domain is replaced with the OXTR extracellular domain.
[9] An oxytocin measurement kit containing the animal cells of [8].
[10] The oxytocin measurement kit of [9], wherein the animal cells express a cAMP biosensor.
[11] Part of the extracellular region of V2R is replaced with the extracellular region of OXTR, characterized by introducing mutations into at least one of the amino acids described in (1) or the region described in (2). Method for improving oxytocin specificity of chimeric receptors substituted with;
(1) V90, M122, Y126, A295
(2) (210) ALMVF (214)
[12] Part of the extracellular region of V2R into the extracellular region of OXTR, characterized by introducing at least one of the point mutations described in (3) or the mutation described in (4) Methods for improving oxytocin specificity and improving oxytocin responsiveness of substituted chimeric receptors;
(3) V90A, M122A, M122V, M122I, M122T, M122L, M122G, M122W, M122P, M122S, M122N, M122Q, M122E, M122R, M122K, M122H, M122F, M122Y, M122D, M122C, Y12V9, Y126F, Y126F
(4) (210) Mutation from ALMVF (214) to (210) TLAVY (214) In addition to the mutation described in [13] [11] or [12], the following amino acids are mutated: a method of improving oxytocin specificity and improving oxytocin responsiveness of a chimeric receptor;
A167L, L177V, A216I, A285T, L306A
本発明の変異導入キメラ受容体は、変異導入前のキメラ受容体と比べ、オキシトシンに対する特異性が向上している。この特性により、オキシトシン特異的な測定に好適に用いることができる。 The mutated chimeric receptor of the present invention has improved specificity for oxytocin compared to the chimeric receptor before mutation. Due to this property, it can be suitably used for oxytocin-specific measurements.
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Ala(A)、Arg(R)、Asn(N)、Asp(D)、Cys(C)、Gln(Q)、Glu(E)、Gly(G)、His(H)、Ile(I)、Leu(L)、Lys(K)、Met(M)、Phe(F)、Pro(P)、Ser(S)、Thr(T)、Trp(W)、Tyr(Y)、Val(V)を含む。上記アミノ酸はそれぞれ括弧内の英字1文字で表記されることもある。 As used herein, "amino acid" is a general term for organic compounds having an amino group and a carboxyl group. Although not particularly limited, for example Ala (A), Arg (R), Asn (N), Asp (D), Cys (C), Gln (Q), Glu (E), Gly (G), His (H) , Ile (I), Leu (L), Lys (K), Met (M), Phe (F), Pro (P), Ser (S), Thr (T), Trp (W), Tyr (Y) , Val(V). Each of the above amino acids may be represented by a single alphabetic character in parentheses.
本明細書において、OXTRおよびV2Rの由来はヒトに限定されないが、由来について特に記載のない場合、OXTRおよびV2Rはヒト由来であることを意味する。本明細書において、OXTRおよびV2Rのアミノ酸配列は、NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/)のデータベースに登録されているOXTRおよびV2Rアミノ酸配列であることとする。ヒト由来OXTR配列を配列番号1に、ヒト由来V2R配列を配列番号2に記載する。 In the present specification, the origin of OXTR and V2R is not limited to human, but unless otherwise stated, it means that OXTR and V2R are of human origin. As used herein, the OXTR and V2R amino acid sequences are those registered in the database of NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/). The human-derived OXTR sequence is shown in SEQ ID NO:1, and the human-derived V2R sequence is shown in SEQ ID NO:2.
本明細書において、「V2Rの配列の一部がOXTRの配列へと置換される」とは、V2Rの2以上連続するアミノ酸配列が、対応するOXTRのアミノ酸配列に置換されていることを意味する。本明細書において、配列の一部がOXTRの配列へと置換されたV2Rのことを、単に「キメラ受容体」と表記することがある。 As used herein, "part of the V2R sequence is replaced with the OXTR sequence" means that two or more consecutive amino acid sequences of V2R are replaced with the corresponding OXTR amino acid sequence. . In this specification, V2R in which a part of the sequence is replaced with the sequence of OXTR is sometimes simply referred to as "chimeric receptor".
本明細書において、「V2Rの細胞外領域配列」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OXTRおよびV2Rの細胞膜貫通領域で分断されるアミノ酸配列区画の1,3,5,7番目であることとする。ただし、V2Rの2番目の細胞膜貫通領域は、OXTRおよびV2Rのアラインメントの結果、89番目のAlaまでとした。 As used herein, the term “V2R extracellular domain sequence” refers to OXTR and V2R transmembrane domains registered in the database of NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/). Let it be the 1st, 3rd, 5th, and 7th amino acid sequence partitions to be divided. However, the second cell transmembrane domain of V2R was set to Ala at position 89 as a result of alignment of OXTR and V2R.
本明細書において、OXTRおよびV2Rの細胞膜貫通領域で分断されるアミノ酸配列区画の1番目、すなわちN末端から1番目の細胞外領域を、E1と表記することがある。同様に、OXTRおよびV2Rの細胞膜貫通領域で分断されるアミノ酸配列区画の3番目、すなわちN末端から2番目の細胞外領域をE2、細胞膜貫通領域で分断されるアミノ酸配列区画の5番目をE3と表記することがある。 In the present specification, the first amino acid sequence block separated by the transmembrane regions of OXTR and V2R, ie, the first extracellular region from the N-terminus, is sometimes referred to as E1. Similarly, the third amino acid sequence segment divided by the transmembrane region of OXTR and V2R, that is, the second extracellular region from the N-terminus is E2, and the fifth amino acid sequence segment divided by the transmembrane region is E3. may be indicated.
本明細書において、V2RのE1配列をOXTRのE1配列へと置換したキメラ受容体を、OXTR(E1)-V2Rと表記することがある。同様に、V2RのE1、E2、E3配列をそれぞれOXTRのE1、E2、E3配列へと置換したキメラ受容体を、OXTR(E123)-V2Rと表記することがある。また、本明細書において、細胞外領域のOXTR配列への置換以外に変異を有していないキメラ受容体のことを、「野生型キメラ受容体」と表記することがある。本明細書において、野生型キメラ受容体はOXTR(E123)-V2Rに限定されないが、配列の置換箇所について特に記載のない場合、OXTR(E123)-V2Rであることを意味する。OXTR(E123)-V2Rのアミノ酸配列を、配列番号3に示す。 In this specification, the chimeric receptor in which the V2R E1 sequence is replaced with the OXTR E1 sequence is sometimes referred to as OXTR(E1)-V2R. Similarly, a chimeric receptor in which the E1, E2 and E3 sequences of V2R are replaced with the E1, E2 and E3 sequences of OXTR, respectively, is sometimes referred to as OXTR(E123)-V2R. In the present specification, a chimeric receptor that has no mutations other than the replacement of the extracellular region with the OXTR sequence is sometimes referred to as a "wild-type chimeric receptor." In the present specification, the wild-type chimeric receptor is not limited to OXTR(E123)-V2R, but OXTR(E123)-V2R is meant when there is no particular description about the substitution site of the sequence. The amino acid sequence of OXTR(E123)-V2R is shown in SEQ ID NO:3.
本明細書において、「変異を有する」とは、配列番号2に示すV2R受容体のアミノ酸配列が、アミノ酸の欠失、置換、挿入もしくは付加により、異なる配列となることを意味する。変異導入前後の配列を、当該技術分野で公知の方法に従って相同性が最も高くなるように整列させたとき、変異導入前後でアミノ酸配列が異なる部分を、変異箇所と定義する。アミノ酸配列を整列させるコンピュータプログラムとしてはNCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)のBLASTが例示される。BLASTでアミノ酸配列を比較するときのAlgorithmには、Blastpが例示される。本明細書において、配列の一部がOXTRの配列へと置換されている以外の変異を有するキメラ受容体を、「変異型キメラ受容体」と表記することがある。 As used herein, "has a mutation" means that the amino acid sequence of the V2R receptor shown in SEQ ID NO: 2 has a different sequence due to deletion, substitution, insertion or addition of amino acids. When the sequences before and after mutagenesis are aligned according to a method known in the art so as to maximize homology, the portion where the amino acid sequence differs before and after mutagenesis is defined as the mutation site. BLAST of NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) is exemplified as a computer program for aligning amino acid sequences. Blastp is exemplified as an algorithm for comparing amino acid sequences by BLAST. In the present specification, a chimeric receptor having a mutation other than a partial substitution of the OXTR sequence is sometimes referred to as a "mutant chimeric receptor."
本明細書において、アミノ酸配列に変異を有する箇所を、「M122」のようなアルファベット1文字、数字2文字ないし3文字の組み合わせで表記することがある。左端のアルファベット1文字は、変異導入箇所におけるアミノ酸残基を示す。数字2文字ないし3文字は、変異が導入されたキメラ受容体における当該アミノ酸残基の番号を示す。「M122」であれば、122番目のメチオニンに変異が導入されていることを表す。 In this specification, sites with mutations in amino acid sequences are sometimes indicated by a combination of one alphabetic character and two or three numerals such as "M122". One letter of the alphabet at the left end indicates the amino acid residue at the site of mutation introduction. A two-letter or three-letter number indicates the amino acid residue number in the mutated chimeric receptor. If it is "M122", it represents that mutation is introduced at the 122nd methionine.
本明細書において、点変異したアミノ酸を、「M122V」のようなアルファベット1文字、数字2文字ないし3文字、アルファベット1文字の組み合わせで表記することがある。左端のアルファベット1文字は、変異導入箇所におけるアミノ酸残基を示す。中央の数字2文字ないし3文字は、変異が導入されたキメラ受容体における当該アミノ酸残基の番号を示す。右端のアルファベット1文字は変異した後のアミノ酸残基を示す。「M122V」であれば、122番目のメチオニンがバリンへと点変異していることを表す。 In the present specification, a point-mutated amino acid may be represented by a combination of one alphabetical letter such as "M122V", two or three numbers, or one alphabetical letter. One letter of the alphabet at the left end indicates the amino acid residue at the site of mutation introduction. Two or three numbers in the center indicate the number of the amino acid residue in the mutated chimeric receptor. One letter of the alphabet at the right end indicates the amino acid residue after mutation. If it is "M122V", it represents that the 122nd methionine is point-mutated to valine.
本明細書において、複数のアミノ酸配列を、「(210)ALMVF(214)」のように、括弧内の数字、アルファベット文字列、括弧内の数字の組み合わせで表記することがある。このとき、左端の括弧内の数字は配列が開始するアミノ酸残基の番号を示す。アルファベット文字列は、当該配列のアミノ酸残基を示す。右端の括弧内の数字は配列が終了するアミノ酸残基の番号を示す。「(210)ALMVF(214)」であれば、210番目のアラニンで始まり、214番目のフェニルアラニンで終わる、アミノ酸配列ALMVFを示す。 In this specification, multiple amino acid sequences may be represented by a combination of numbers in parentheses, alphabetical strings, and numbers in parentheses, such as "(210)ALMVF(214)". At this time, the numbers in parentheses on the left end indicate the number of the amino acid residue at which the sequence starts. Alphabetical strings indicate the amino acid residues of the sequence. The numbers in parentheses on the right end indicate the amino acid residue number at which the sequence ends. "(210) ALMVF (214)" indicates the amino acid sequence ALMVF starting with the 210th alanine and ending with the 214th phenylalanine.
本明細書において、アミノ酸配列(210)ALMVF(214)を(210)TLAVY(214)と置換する変異を、「M1」ないし「M1変異」と表記することがある。なお、該当する部分の文脈から理解可能ではあるが、本明細書中で「M1」を「1番目のメチオニン」という意味で用いることはない。 In this specification, the mutation that replaces the amino acid sequence (210)ALMVF(214) with (210)TLAVY(214) is sometimes referred to as "M1" or "M1 mutation". Although it can be understood from the context of the relevant part, "M1" is not used in this specification to mean "first methionine".
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 those composed of a plurality of linked nucleotides or bases, or equivalents thereof. Nucleotides and bases include DNA bases or RNA bases. Equivalents of the above include, for example, DNA or RNA bases that have undergone chemical modifications, such as methylation, or nucleotide analogues. Nucleotide analogues include non-naturally occurring nucleotides.
A "DNA strand" represents a form in which two or more DNA bases or equivalents thereof are linked.
"RNA strand" refers to a form in which two or more RNA bases or equivalents thereof 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。 As used herein, "vector" includes, for example, Escherichia coli-derived plasmids (eg, pBR322, pUC12, pET-Blue-2), Bacillus subtilis-derived plasmids (eg, pUB110, pTP5), yeast-derived plasmids (eg, pSH19, pSH15), animal Cellular expression plasmids (eg, pA1-11, pcDNAI/Neo), bacteriophages such as phage λ, vectors derived from viruses such as adenoviruses, retroviruses, baculoviruses, and the like can be used. These vectors may contain components necessary for protein expression, such as promoters, origins of replication, or antibiotic resistance genes. A vector may be an expression vector.
本明細書において、「cAMPレベル」とは、各種野生型あるいは変異型キメラ受容体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, "cAMP level" means the amount of cAMP produced in mammalian cells due to various wild-type or mutant chimeric receptors, and RLU when measured by the method described below. defined as
[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 embryonic 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、野生型ヒトV2Rを発現するベクターpYS_CMV_V2R_Puro。なお、以下に記載の方法において、pYS_CMV_V2R_Puroの代わりに、適宜キメラ受容体が発現するpYS_CMVベクターを用いることもある。 [Vector used] GloSensor cAMP, that is, amino acid residues 359 to 544 of firefly luciferase, the cAMP binding region of the regulatory subunit of protein kinase A (PKA), and 4 to 355 of firefly luciferase. A plasmid vector (pGloSensor-22F, manufactured by Promega) expressing a protein containing amino acid residues and a vector pYS_CMV_V2R_Puro expressing wild-type human V2R. In the method described below, a pYS_CMV vector that expresses a chimeric receptor may be used instead of pYS_CMV_V2R_Puro.
[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pYS_CMV_OXTR(E123)-V2R_Puroを、PEI MAX(Polyscience社製)を用いて1:4の比率で混合、20分静置した後、HEK293細胞に添加して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、受容体刺激物質(例えばオキシトシンやオキシトシンを含む検体)の添加により発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 pYS_CMV_OXTR(E123)-V2R_Puro are mixed at a ratio of 1:4 using PEI MAX (manufactured by Polyscience), allowed to stand for 20 minutes, and then added to HEK293 cells for transfection.
[3] After culturing the transfected cells for 24 hours, select those that show an increase in luminescence intensity upon addition of a receptor-stimulating substance (for example, oxytocin or a specimen containing oxytocin).
[活性測定条件]
〔1〕細胞を24時間培養した後、細胞を回収、インキュベート用液に6.0×105cells/mLとなるよう置換し、96ウェルハーフエリアホワイトプレート(Corning社製)に26μLずつ分注する。8mM D-Luciferin(OZBIOSCIENCES社製、10mM HEPES-KOH, pH7.5で溶解)を10μLずつ加え、室温で2時間平衡化処理を行う。
〔2〕オキシトシンを添加し、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 were recovered, replaced with an incubation solution at 6.0×10 5 cells/mL, and dispensed into 96-well half area white plates (manufactured by Corning) at 26 μL each. do. 8 mM D-Luciferin (manufactured by OZBIOSCIENCES, dissolved in 10 mM HEPES-KOH, pH 7.5) is added in 10 µL portions and equilibrated at room temperature for 2 hours.
[2] After adding oxytocin and incubating for 20 minutes, RLU is measured using a luminometer. Measured RLU is defined as 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 method for measuring the cAMP level in the present specification can be modified as appropriate within the scope of ensuring equivalence with the above method.
本明細書において、「受容体活性化レベル」とは、オキシトシンやAVPに対する野生型あるいは変異型キメラ受容体の応答性を意味し、哺乳動物細胞中のオキシトシンやAVP非添加条件のRLUに対する、オキシトシンやAVP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 "receptor activation level" means the responsiveness of a wild-type or mutant chimeric receptor to oxytocin or AVP, and oxytocin in mammalian cells to RLU in the absence of oxytocin or AVP. or the ratio of cAMP levels in the presence of AVP (Fold change).
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野生型あるいは変異型キメラ受容体を一過性発現する株において、オキシトシンやAVPを添加したときの、受容体活性化レベルを意味する。ある濃度X(pg/mL)のオキシトシンやAVPを添加したときの受容体活性化レベルをX(pg/mL)におけるS/N比と定義する。 As used herein, the terms "signal/noise ratio", "S/N ratio", and "S/N ratio" refer to strains that transiently express wild-type or mutant chimeric receptor according to the cAMP level measurement method. , means the level of receptor activation when oxytocin or AVP is added. The receptor activation level when a certain concentration X (pg/mL) of oxytocin or AVP is added is defined as the S/N ratio at X (pg/mL).
本明細書において、特定濃度におけるオキシトシン又はAVPに対するS/N比を表す文言として、「反応性」を用いることがある。「反応性」という文言を用いるときに、オキシトシン又はAVPの濃度について特に言及がない場合、オキシトシン又はAVP 100(pg/mL)における反応性を意味する。本明細書において、「反応性が向上する」とは、S/N比値が増大することを意味する。 In this specification, the term "reactivity" may be used as a term representing the S/N ratio to oxytocin or AVP at a specific concentration. When the term "reactivity" is used, it means reactivity at 100 (pg/mL) of oxytocin or AVP, unless the concentration of oxytocin or AVP is specifically mentioned. As used herein, "improved reactivity" means an increase in the S/N ratio value.
本明細書において、受容体の「特異性」又は「オキシトシン特異性」とは、特定濃度のオキシトシンに対する反応性と、同一濃度のAVPに対する反応性の商((OXTに対するS/N比)/(AVPに対するS/N比);OXT/AVP ratio;OXT/AVP比)を意味する。オキシトシン又はAVPの濃度について特に言及がない場合、オキシトシン又はAVP 100(pg/mL)における特異性を意味する。「特異性が向上する」とは、当該数値が増大することを意味する。 As used herein, the "specificity" or "oxytocin specificity" of a receptor refers to the quotient of reactivity to a specific concentration of oxytocin and reactivity to the same concentration of AVP ((S/N ratio to OXT)/( OXT/AVP ratio; OXT/AVP ratio). Specificity at oxytocin or AVP 100 (pg/mL) is meant when no specific mention is made of the concentration of oxytocin or AVP. "Improved specificity" means that the numerical value is increased.
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” refers to a self-derived index (e.g., enzymatic activity levels, color development levels, luminescence [fluorescence] levels). The cAMP biosensor usually has a cAMP-binding region, and when cAMP binds to the cAMP-binding region, the conformation of the cAMP biosensor changes, resulting in a change from an inactivated state to an activated state, or a non-activated state. It has an allosteric effect such as a change from visualized state to visualized state.
本発明の一態様は、(1)V90,M122,Y126,A295の少なくとも1つか、(2)(210)ALMVF(214)に変異を有することを特徴とする、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体である。 One aspect of the present invention is a part of the extracellular region of V2R, characterized by having a mutation in (1) at least one of V90, M122, Y126, A295, or (2) (210) ALMVF (214) is a chimeric receptor in which the extracellular region of OXTR is substituted for .
本発明の変異型キメラ受容体は、OXT/AVP比が向上している。当該変異型キメラ受容体は、オキシトシン特異的に受容体活性化レベルを測定できるため、好適にオキシトシンの測定に用いることができる。 The mutant chimeric receptors of the invention have an improved OXT/AVP ratio. Since the mutant chimeric receptor can measure the receptor activation level specifically for oxytocin, it can be suitably used for measuring oxytocin.
本発明に係る変異は、オキシトシンの測定に利用できる限りにおいて、アミノ酸の欠失、置換、挿入もしくは付加のいずれでも良い。受容体の機能保持の観点から、前記(1)の変異は1~10アミノ酸からなるアミノ酸配列との置換が好ましく、1~5アミノ酸からなるアミノ酸配列との置換がより好ましく、1アミノ酸置換(点変異)であることがより好ましい。前記(2)の変異も、同じアミノ酸数である5アミノ酸置換が好ましい。また、本発明に係る変異は、オキシトシンの測定に利用できる限りにおいて、複数個所に変異が導入されていてもよい。 The mutation according to the present invention may be deletion, substitution, insertion or addition of an amino acid as long as it can be used for measuring oxytocin. From the viewpoint of maintaining receptor function, the mutation in (1) is preferably a substitution with an amino acid sequence consisting of 1 to 10 amino acids, more preferably a substitution with an amino acid sequence consisting of 1 to 5 amino acids, and one amino acid substitution (point Mutation) is more preferred. The mutation (2) is also preferably 5 amino acid substitutions with the same number of amino acids. In addition, the mutation according to the present invention may be mutated at multiple sites as long as it can be used for measuring oxytocin.
本発明のキメラ受容体は、OXT/AVP比が0.2(野生型キメラ受容体の2倍)以上に向上することが後述の実施例にて実証されていることから、(3)V90A,M122A,M122V,M122I,M122T,M122L,M122G,M122W,M122P,M122S,M122N,M122Q,M122E,M122R,M122K,M122H,M122F,M122Y,M122D,M122C,Y126F,Y126L,A295Vのうち少なくとも1つの点変異か、もしくは(4)(210)ALMVF(214)から(210)TLAVY(214)への変異のうち、少なくとも1つの変異を有していることがより好ましい。但し、上記に記載した特定の変異以外の、同一箇所の変異であっても、キメラ受容体の特異性が向上する蓋然性が高いことは、後述の実施例3によって示唆されている。 The chimeric receptor of the present invention has been demonstrated in the Examples below to improve the OXT/AVP ratio to 0.2 (twice that of the wild-type chimeric receptor) or more, (3) V90A, at least one of M122A, M122V, M122I, M122T, M122L, M122G, M122W, M122P, M122S, M122N, M122Q, M122E, M122R, M122K, M122H, M122F, M122Y, M122D, M122C, Y126F, Y126L or (4) mutation from (210) ALMVF (214) to (210) TLAVY (214). However, Example 3, which will be described later, suggests that even mutations at the same site, other than the specific mutations described above, have a high probability of improving the specificity of the chimeric receptor.
中でも、OXT/AVP比が0.5(野生型キメラ受容体の5倍)以上に向上することが後述の実施例にて実証されていることから、M122A,M122V,M122T,M122L,M122G,M122W,M122P,M122S,M122N,M122Q,M122E,M122R,M122K,M122H,M122F,M122Y,M122D,M122C,Y126Lのうち少なくとも1つの点変異を有していることがより好ましい。OXT/AVP比が1.0(野生型キメラ受容体の10倍)以上に向上することが後述の実施例にて実証されていることから、M122A,M122T,M122G,M122P,M122S,M122N,M122E,M122Y,M122C,Y126Lのうち少なくとも1つの点変異を有していることがより好ましい。OXT/AVP比が2.0(野生型キメラ受容体の20倍)以上に向上することが後述の実施例にて実証されていることから、M122A,M122G,M122P,M122S,M122N,M122C,Y126Lのうち少なくとも1つの点変異を有していることがより好ましい。 Among them, it has been demonstrated in Examples described later that the OXT/AVP ratio is improved to 0.5 (5 times that of the wild-type chimeric receptor) or more. , M122P, M122S, M122N, M122Q, M122E, M122R, M122K, M122H, M122F, M122Y, M122D, M122C, and Y126L. Since it has been demonstrated in Examples described later that the OXT/AVP ratio is improved to 1.0 (10 times that of the wild-type chimeric receptor) or more, M122A, M122T, M122G, M122P, M122S, M122N, and M122E , M122Y, M122C and Y126L. Since it has been demonstrated in Examples described later that the OXT/AVP ratio is improved to 2.0 (20 times that of the wild-type chimeric receptor) or more, M122A, M122G, M122P, M122S, M122N, M122C, Y126L It is more preferable to have at least one point mutation among
本発明のキメラ受容体は、変異型キメラ受容体のOXT/AVP比が0.2(野生型キメラ受容体の2倍)以上に向上し、かつ、オキシトシン反応性が野生型キメラ受容体と比較して向上している(具体的には、オキシトシン100(pg/mL)におけるS/N比が野生型キメラ受容体の1.2倍以上に向上している)ことが実証されているという点から、少なくともM122A,M122V,M122T,M122L,M122G,M122S,M122C,A295Vのうちいずれか1つの点変異を有していることがより好ましい。 In the chimeric receptor of the present invention, the OXT/AVP ratio of the mutant chimeric receptor is improved to 0.2 (twice that of the wild-type chimeric receptor) or more, and the oxytocin reactivity is compared to that of the wild-type chimeric receptor. It has been demonstrated that the Therefore, it is more preferable to have at least one point mutation among M122A, M122V, M122T, M122L, M122G, M122S, M122C and A295V.
さらに、本発明のキメラ受容体は、野生型キメラ受容体よりも高いオキシトシン反応性(具体的にはオキシトシン100(pg/mL)におけるS/N比が野生型キメラ受容体の5.0倍以上)で、かつOXT/AVP比が向上している(具体的にはOXT/AVP比が0.5以上に向上している)ことが実証されているという点から、M122A,M122V,M122T,M122L,M122Cのいずれかの点変異を有することがより好ましい。中でも、野生型キメラ受容体よりも非常に高いオキシトシン反応性(具体的にはS/N比が7.0倍以上)を有し、かつAVPよりもオキシトシン優位な反応性(OXT/AVP ratioが1.5以上)を有することが実証されているという点から、M122A,M122V,M122Tのいずれかの点変異を有することがより好ましい。 Furthermore, the chimeric receptor of the present invention has higher oxytocin reactivity than the wild-type chimeric receptor (specifically, the S/N ratio at oxytocin 100 (pg/mL) is 5.0 times or more that of the wild-type chimeric receptor. ), and the OXT/AVP ratio is improved (specifically, the OXT/AVP ratio is improved to 0.5 or more). , M122C. Among them, it has a much higher oxytocin reactivity than the wild-type chimeric receptor (specifically, the S/N ratio is 7.0 times or more), and a reactivity that is superior to AVP for oxytocin (OXT/AVP ratio is 1.5 or more), it is more preferable to have any one of M122A, M122V, and M122T point mutations.
本発明に用いることができるOXTRおよびV2Rは、オキシトシン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OXTRおよびV2R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、生体内のオキシトシンなどのリガンドに対する受容体活性を比較的よく反映できる点から、ヒトOXTR及びヒトV2Rであることがより好ましい。 OXTR and V2R that can be used in the present invention are not limited in origin as long as they show a response to a measurement target such as oxytocin. Since it shows reactivity close to human OXTR and V2R when expressed in animal cells, it can be used in rodents such as mice, rats, hamsters and guinea pigs, lagomorphs such as rabbits, pigs, cattle, goats, horses and sheep. Examples include cells derived from ungulates such as ungulates, felines such as dogs and cats, and primates such as humans, monkeys, rhesus monkeys, cynomolgus monkeys, marmosets, orangutans, and chimpanzees. Among them, human OXTR and human V2R are more preferable because they can relatively well reflect receptor activity for ligands such as oxytocin in vivo.
本発明の変異型キメラ受容体は、これまで記載した変異の他に、OXTR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 above, the mutant chimeric receptor of the present invention further comprises deletions, substitutions, and substitutions of amino acid sequences within a range that does not cause a significant decrease in OXTR activity or a significant decrease in S/N ratio. It may have insertion or addition mutations. In general, a polypeptide that has one or several amino acid residues deleted, added, inserted, or substituted with other amino acids, particularly at sites not directly involved in the activity, retains its biological activity. (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.).
本発明の変異型キメラ受容体は、A167,L177,A216,A285,L306に変異を有していてもよく、中でもA167L,L177V,A216I,A285T,L306Aの点変異を有していてもよい。後述の実施例2の結果より、上記の変異により、本発明のキメラ受容体におけるオキシトシン反応性が向上することが期待される。実施例4の結果より、これらの変異を導入しても、本発明のキメラ受容体におけるオキシトシン特異性向上効果は悪影響を受けない蓋然性が高いことが示唆されている。 The mutant chimeric receptor of the present invention may have mutations at A167, L177, A216, A285 and L306, and may have point mutations at A167L, L177V, A216I, A285T and L306A. Based on the results of Example 2 described later, it is expected that the above mutations improve the oxytocin reactivity of the chimeric receptor of the present invention. The results of Example 4 suggest that introduction of these mutations is highly likely not to adversely affect the oxytocin specificity-enhancing effect of the chimeric receptor of the present invention.
本発明の実施形態に係る変異型キメラ受容体は、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キメラ受容体は、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。 Any amino acid in the amino acid sequence of the mutant chimeric receptor according to the embodiment of the present invention may be chemically modified. In such cases, chimeric receptors according to embodiments of the invention are still said to comprise a particular amino acid sequence. In general, chemical modifications that amino acids contained in proteins undergo in vivo include, for example, N-terminal modifications (e.g., acetylation, myristoylation, etc.), C-terminal modifications (e.g., amidation, glycosylphosphatidylinositol addition, etc.), Alternatively, side chain modifications (for example, phosphorylation, sugar chain addition, etc.) are known.
本発明の一態様は、前記キメラ受容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、前記変異型キメラ受容体を発現する、動物細胞である。 One aspect of the invention is a polynucleotide encoding said chimeric receptor. One aspect of the present invention is an animal cell that expresses the mutant chimeric receptor.
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、本発明の変異型キメラ受容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。 A polynucleotide that is one aspect of the present invention can be synthesized using a DNA/RNA synthesizer. In addition, they can also be purchased from contract companies 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 mutant chimeric receptor 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。 A vector containing the polynucleotide can be prepared by a generally known molecular biological technique, and examples of the preparation method include TA cloning method, blunt-end cloning method, ligation method, In-fusion cloning method, Gateway Cloning method, 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、前記変異型キメラ受容体が一過的(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、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, which is one aspect of the present invention, may be any animal cell that transiently or stably expresses the mutant chimeric receptor upon introduction of the vector. The cell lines used are not particularly limited, but human embryonic kidney cell-derived cell lines [HEK293 cells, HEK293T cells, etc.], Chinese hamster ovary-derived cell lines [CHO cells], Human osteosarcoma cell lines [U2OS cells] are preferable, and human embryonic kidney cell-derived cell lines [HEK293 cells, HEK293T cells, etc.] and Chinese hamster ovary-derived cell lines [CHO cells] are more preferable in terms of gene transfer efficiency and stable growth. 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。リガンドの測定に用いられるために、適宜キメラ受容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バイオセンサーをコードする遺伝子が導入されていても良い。 Animal cells of the present invention can be produced by genetic engineering techniques commonly used in this field. For example, promoters (e.g., cytomegalovirus [CMV] IE [immediate early] gene promoter, SV40 [Simian virus 40] early promoter, retrovirus promoter, metallothionein promoter, heat shock promoter, SRα promoter, NFAT promoter, HIF promoter) and a vector (e.g., pcDNA3.1(+), pcDM8, pAGE107, pAS3-3, pCDM8) containing a gene encoding a TSH receptor operably linked downstream of such promoter is electroposited. It can be obtained by introduction (transfection) into mammalian cells using methods such as the poration method, the calcium phosphate method, the lipofection method, the DEAE (Diethylaminoethyl) dextran method, and the virus infection method. For use in ligand measurement, genes other than genes encoding chimeric receptors may be appropriately introduced, for example, genes encoding cAMP biosensors 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 cAMP biosensors that can be used in the present invention include reporter proteins containing a cAMP-binding region (e.g., cAMP-binding region derived from the regulatory subunit of protein kinase A [PKA], cAMP-binding region derived from Epac1) (e.g. , HRP [horseradish peroxidase]; alkaline phosphatase; β-D-galactosidase; luciferases such as green luciferase [SLG], orange luciferase [SLO], red luciferase [SLR]; [DsRed], cyan fluorescent protein [CFP] and other fluorescent proteins), and 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), a red fluorescent protein containing a cAMP-binding domain derived from Epac1 (Reference "Harada K., et al., Sci Rep. 2017 Aug 4;7(1):7351. doi: 10.1038 /s41598-017-07820-6.”), and GloSensor cAMP (manufactured by Promega) is preferable because its effect is demonstrated in this example.
本発明の一態様は、前記変異型キメラ受容体を発現する動物細胞を含む、オキシトシンの測定キットである。 One aspect of the present invention is an oxytocin assay kit comprising animal cells expressing the mutant chimeric receptor.
本発明の一態様であるオキシトシン測定キットは、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。 The oxytocin measurement kit that is one embodiment of the present invention can appropriately use commonly used reagents. 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.
本発明の一態様は、(1)に記載されたアミノ酸のうち少なくとも1つか、もしくは(2)に記載する領域に変異を導入することを特徴とする、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体のオキシトシン特異性向上方法である。
(1)V90,M122,Y126,A295
(2)(210)ALMVF(214)
One aspect of the present invention is characterized in that at least one of the amino acids described in (1) or the region described in (2) is mutated, and a portion of the extracellular region of V2R is replaced with OXTR. is a method for improving the oxytocin specificity of a chimeric receptor substituted with the extracellular domain of
(1) V90, M122, Y126, A295
(2) (210) ALMVF (214)
本発明の一態様は、(3)に記載された点変異のうち少なくとも1つか、もしくは(4)に記載する変異を導入することを特徴とする、V2Rの細胞外領域の一部をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体のオキシトシン特異性を向上させ、かつ、オキシトシン反応性を向上させる方法である。
(3)V90A,M122A,M122V,M122I,M122T,M122L,M122G,M122W,M122P,M122S,M122N,M122Q,M122E,M122R,M122K,M122H,M122F,M122Y,M122D,M122C,Y126F,Y126L,A295V
(4)(210)ALMVF(214)から(210)TLAVY(214)への変異
One aspect of the present invention is characterized by introducing at least one of the point mutations described in (3) or the mutation described in (4), wherein a part of the extracellular region of V2R is replaced with OXTR A method for improving the oxytocin specificity and oxytocin reactivity of a chimeric receptor substituted in the extracellular domain.
(3) V90A, M122A, M122V, M122I, M122T, M122L, M122G, M122W, M122P, M122S, M122N, M122Q, M122E, M122R, M122K, M122H, M122F, M122Y, M122D, M122C, Y12V9, Y126F, Y126F
(4) Mutation from (210) ALMVF (214) to (210) TLAVY (214)
本発明の一態様は、前記(1)~(4)に記載の変異のいずれかに加え、A167L,L177V,A216I,A285T,L306Aのいずれかの点変異を導入することを特徴とする、キメラ受容体のオキシトシン特異性を向上させ、かつ、オキシトシン反応性を向上させる方法である。 In one aspect of the present invention, in addition to any of the mutations described in (1) to (4) above, a chimera characterized by introducing a point mutation of any of A167L, L177V, A216I, A285T, and L306A A method for improving the oxytocin specificity of a receptor and improving the oxytocin reactivity.
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。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
実施例1.変異型キメラ受容体の調製
以下に示す方法に従い、野生型キメラ受容体を元に、変異型キメラ受容体を調製した。
Example 1. Preparation of Mutant Chimeric Receptor Based on the wild-type chimeric receptor, a mutant chimeric receptor was prepared according to the method shown below.
1-1.点変異の設計
V2Rの細胞外領域をOXTRの細胞外領域に置換したキメラ受容体OXTR(E123)-V2Rに対して、以下の変異導入検討を実施した。
1-1. Design of Point Mutations The chimeric receptor OXTR(E123)-V2R in which the extracellular domain of V2R was replaced with the extracellular domain of OXTR was examined for the introduction of the following mutations.
野生型キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rのタンパク質構造を、図1に模式的に示す。当該タンパク質のアミノ酸配列について、配列番号3及び図2に示す。図2において、下線部で示すアミノ酸配列はOXTR由来の配列を、特に下線部のない配列はV2R由来の配列を表している。 The protein structure of the wild-type chimeric receptor OXTR(E123)-V2R is shown schematically in FIG. The amino acid sequence of the protein is shown in SEQ ID NO: 3 and FIG. In FIG. 2, the underlined amino acid sequences represent OXTR-derived sequences, and the sequences without underline represent V2R-derived sequences.
キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rへ導入した変異の箇所を、図3に示す。網掛けが変異点の位置を表す。なお、(210)ALMVF(214)の変異は、後述するようにキメラ受容体OXTR(E123)-V2Rの(210)ALMVF(214)配列を(210)TLAVY(214)配列に置換したものである。上記以外の変異点については、いずれも点変異であり、連続する2アミノ酸以上を置換等した変異は含まれない。変異後のアミノ酸については、後述の表1-1~表1-3に記載する。 FIG. 3 shows the sites of mutations introduced into the chimeric receptor OXTR(E123)-V2R. Shading indicates positions of mutation points. The (210) ALMVF (214) mutation is obtained by replacing the (210) ALMVF (214) sequence of the chimeric receptor OXTR (E123)-V2R with the (210) TLAVY (214) sequence, as described later. . Mutation points other than those described above are all point mutations and do not include mutations such as substitution of two or more consecutive amino acids. Amino acids after mutation are described in Tables 1-1 to 1-3 below.
1-2.変異キメラ受容体の発現ベクター調製
1-1.及び後述の表1-1~表1-3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、キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rの3’側プライマーと変異導入するための1~5塩基を追加した5’側プライマーと、キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rを発現するベクターpYS_CMV_OXTR(E123)-V2R_Puro用いて、東洋紡社KOD-plus-Mutagenesis Kit(Code No. SMK-101)によるinversePCR法で、OXTR(E123)-V2R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 Chimeric Receptor Expression Vector 1-1. And to correspond to the mutations described in Tables 1-1 to 1-3 below, design artificial primers of 20 to 30 mers on the 3' side and 5' side of the nucleotide corresponding to the mutation point, and accept the chimera OXTR (E123)-V2R 3'-side primer and 5'-side primer with 1 to 5 bases added for mutagenesis, and vector pYS_CMV_OXTR (E123)-V2R_Puro expressing chimeric receptor OXTR (E123)-V2R Point mutation was introduced into the OXTR(E123)-V2R sequence by the inverse PCR method using Toyobo KOD-plus-Mutagenesis Kit (Code No. SMK-101). Plasmids were purified from single colonies of Escherichia coli transformed with point mutation-introduced plasmids, and introduction of point mutations was confirmed by sequence analysis.
1-3.キメラ受容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.にて取得した変異型キメラ受容体ベクター0.5μg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(pGloSensor-22F、Promega社製)1.5μgを、PEI MAX(Polyscience社製)と1:4の比率で混合、20分静置した後、HEK293細胞に添加してトランスフェクションした。上記操作によって、キメラ受容体を一過性発現する、HEK293細胞を取得した。
1-3. Obtaining Cell Lines Transiently Expressing Chimeric Receptors 1.5×10 4 human embryonic kidney cell-derived cell lines (HEK293 cells) (obtained from ECACC [European Collection of Authenticated Cell Cultures], Cat no. 85120602) were The cells were seeded in a 6-well multiplate together with D-MEM medium containing 10% FBS and cultured for 24 hours.
1-2. 0.5 μg of the mutant chimeric receptor vector obtained in , the 359th to 544th amino acid residues of firefly luciferase, the cAMP binding region of the regulatory subunit of protein kinase A (PKA), and firefly luciferase 1.5 μg of a plasmid vector (pGloSensor-22F, manufactured by Promega) expressing a protein containing amino acid residues 4 to 355 of and mixed with PEI MAX (manufactured by Polyscience) at a ratio of 1: 4, 20 minutes After allowing to stand, they were added to HEK293 cells for transfection. HEK293 cells transiently expressing the chimeric receptor were obtained by the above operation.
変異型キメラ受容体の一過性発現株に対する対照として用いるため、1-2記載の野生型キメラ受容体の発現ベクターにより、野生型キメラ受容体一過性発現株も取得した。 A wild-type chimeric receptor transient expression strain was also obtained using the wild-type chimeric receptor expression vector described in 1-2 as a control for the mutant chimeric receptor transient expression strain.
実施例2.変異型キメラ受容体のオキシトシンおよびAVPに対する活性測定
実施例1にて得られた、pGloSensor-22Fと、変異型キメラ受容体あるいは野生型キメラ受容体を一過性発現するHEK293細胞に、オキシトシンあるいはAVPを添加して、各変異型キメラ受容体のS/N比を測定した。
Example 2. Measurement of activity of mutant chimeric receptors against oxytocin and AVP Oxytocin or AVP was added to HEK293 cells transiently expressing pGloSensor-22F obtained in Example 1 and mutant chimeric receptors or wild-type chimeric receptors. was added to measure the S/N ratio of each mutant chimeric receptor.
測定法は以下の通りである。
[測定条件]
pGloSensor-22Fと、野生型キメラ受容体あるいは変異型キメラ受容体を一過性発現するHEK293細胞を24時間培養後、細胞を回収、インキュベート用液に6.0×105cells/mLとなるよう置換し、96ウェルハーフエリアホワイトプレート(Corning社製)に26μLずつ分注した。8mM D-Luciferin(OZBIOACIENCE社製、10mM HEPES-KOH, pH7.5で溶解)を10μLずつ加え、遮光して室温で2時間静置した。2時間後、オキシトシンあるいはAVPを0、0.1、1、10、100、1000、10000、100000pg/mL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。
The measuring method is as follows.
[Measurement condition]
HEK293 cells transiently expressing pGloSensor -22F and wild-type chimeric receptor or mutant chimeric receptor were cultured for 24 hours. 26 μL each was dispensed onto a 96-well half area white plate (manufactured by Corning). 10 μL of 8 mM D-Luciferin (manufactured by OZBIOACIENCE, dissolved in 10 mM HEPES-KOH, pH 7.5) was added, and the mixture was shielded from light and allowed to stand at room temperature for 2 hours. After 2 hours, oxytocin or AVP was added to 0, 0.1, 1, 10, 100, 1000, 10000 and 100000 pg/mL, and after incubation for 20 minutes, the RLU value was measured using a 96-well multiplate luminometer (Promega). (manufactured).
表1-1~表1-3に、野生型キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rに導入した変異、各キメラ受容体のオキシトシンおよびAVPの各濃度におけるS/N比(Fold change)、オキシトシン100pg/mLにおける野生型キメラ受容体OXTR(E123)-V2RのS/N比に対する変異型キメラ受容体のS/N比の比率(/WT ratio)、各キメラ受容体のAVP100pg/mLにおけるS/N比に対するオキシトシン100pg/mLにおけるS/N比の比率(OXT/AVP ratio)を示す。 Tables 1-1 to 1-3 show the mutations introduced into the wild-type chimeric receptor OXTR (E123)-V2R, the S/N ratio (Fold change) at each concentration of oxytocin and AVP of each chimeric receptor, and oxytocin 100 pg. S/N ratio of mutant chimeric receptor to wild-type chimeric receptor OXTR(E123)-V2R in /mL (/WT ratio), S/N at AVP 100 pg/mL of each chimeric receptor The ratio of the S/N ratio at 100 pg/mL oxytocin to the ratio (OXT/AVP ratio) is shown.
V90A,M122V,Y126F,Y126L,M1,A295Vの変異を有する変異型キメラ受容体では、100pg/mLにおけるOXT/AVP ratioが0.20以上となった。野生型キメラ受容体(表中WT)の100pg/mLにおけるOXT/AVP ratioは0.10であるため、上記変異型キメラ受容体のOXT/AVP ratioは、野生型キメラ受容体と比較して明確に高い値を示している。 The mutant chimeric receptor having the mutations V90A, M122V, Y126F, Y126L, M1, and A295V had an OXT/AVP ratio of 0.20 or more at 100 pg/mL. Since the OXT/AVP ratio at 100 pg/mL of the wild-type chimeric receptor (WT in the table) is 0.10, the OXT/AVP ratio of the mutant chimeric receptor is clear compared to the wild-type chimeric receptor. shows a high value for
上記OXT/AVP ratioが向上した変異型キメラ受容体の中でも、M122V,Y126Fの変異を有する変異型キメラ受容体では、100pg/mLにおけるOXT/AVP ratioが0.5以上となった。 Among the mutant chimeric receptors with improved OXT/AVP ratio, the mutant chimeric receptor having M122V and Y126F mutations had an OXT/AVP ratio of 0.5 or more at 100 pg/mL.
OXT/AVP ratio 0.20以上変異型キメラ受容体の内、M122V,Y126F,Y126L,A295Vの変異を有する変異型キメラ受容体において、オキシトシン反応性が野生型と同等以上であった。特に、A295V変異型キメラ受容体は野生型キメラ受容体と比較してオキシトシン反応性が約4.4倍、M122V変異型キメラ受容体はオキシトシン反応性が約10.6倍に向上していた。 OXT/AVP ratio 0.20 or more Among the mutant chimeric receptors, the mutant chimeric receptors having the M122V, Y126F, Y126L, and A295V mutations had an oxytocin reactivity equal to or higher than that of the wild type. In particular, the A295V mutant chimeric receptor had an oxytocin reactivity about 4.4 times higher than the wild-type chimeric receptor, and the M122V mutant chimeric receptor had an oxytocin reactivity about 10.6 times higher.
A167L,L177V,A216I,A285T,L306Aの変異を有するキメラ受容体は、100pg/mLにおけるオキシトシン特異性(OXT/AVP ratio)は野生型キメラ受容体(表中WT)と同等程度だったものの、100pg/mLにおけるオキシトシン反応性は野生型キメラ受容体(表中WT)の1.1倍以上であった。特にA285Tに変異を有するキメラ受容体は、オキシトシンに対する反応性が2.32倍に向上していた。 Chimeric receptors with A167L, L177V, A216I, A285T, and L306A mutations had oxytocin specificity (OXT/AVP ratio) at 100 pg/mL comparable to that of the wild-type chimeric receptor (WT in the table), but at 100 pg/mL The oxytocin reactivity in /mL was 1.1 times or more that of the wild-type chimeric receptor (WT in the table). In particular, the chimeric receptor with the A285T mutation had a 2.32-fold increase in reactivity to oxytocin.
Y126F,Y126Lに変異を有するキメラ受容体は、ともに100pg/mLにおけるOXT/AVP ratioが向上していた。それぞれの変異アミノ酸に注目すると、Y126Fでは126番目のTyr(Y)がPhe(F)に、Y126Lでは126番目のTyr(Y)がLeu(L)に置換されている。Phe(F)は芳香族含有側鎖を有するのに対し、Leu(L)は脂肪族側鎖を有することから、これら変異後のアミノ酸は性質を異にする。一方で、どちらの変異型キメラ受容体においてもOXT/AVP ratioが向上していることから、本実施例においてOXT/AVP ratioの向上が確認された変異点においては、変異後のアミノ酸の種類に関わらず、OXT/AVP ratioが向上する可能性が示唆された。 Both chimeric receptors having mutations in Y126F and Y126L had an improved OXT/AVP ratio at 100 pg/mL. Focusing on each mutated amino acid, Tyr (Y) at position 126 in Y126F is substituted with Phe (F), and Tyr (Y) at position 126 in Y126L is substituted with Leu (L). Since Phe (F) has an aromatic-containing side chain, while Leu (L) has an aliphatic side chain, these mutated amino acids have different properties. On the other hand, the OXT/AVP ratio is improved in both mutant chimeric receptors. Regardless, it was suggested that the OXT/AVP ratio may improve.
実施例3.M122部位変異型キメラ受容体のオキシトシンおよびAVPに対する活性測定
実施例2で、Y126に点変異を有する2種類のキメラ受容体が、ともにオキシトシン特異性が向上していたことを受け、変異後のアミノ酸の種類による、オキシトシン特異性向上効果への影響を検討した。
Example 3. Activity measurement for oxytocin and AVP of M122 site mutant chimeric receptor In Example 2, two types of chimeric receptors having a point mutation at Y126 both had improved oxytocin specificity. We examined the effect of the type of oxytocin on the effect of improving oxytocin specificity.
本実施例では、実施例2の結果より産業上有用であると思われたM122部位変異型キメラ受容体について、バリン以外のアミノ酸への置換による影響を検討した。具体的には、pGloSensor-22Fと、M122部位変異型キメラ受容体あるいは野生型キメラ受容体を一過性発現するHEK293細胞に、オキシトシンあるいはAVPを添加して、各M122部位変異型キメラ受容体のS/N比を測定した。 In this example, the effect of substituting an amino acid other than valine on the M122-site mutant chimeric receptor, which was considered to be industrially useful from the results of Example 2, was examined. Specifically, oxytocin or AVP was added to HEK293 cells transiently expressing pGloSensor-22F and M122 site mutant chimeric receptor or wild-type chimeric receptor, and each M122 site mutant chimeric receptor The S/N ratio was measured.
測定法は、M122部位変異型キメラ受容体を用いる以外は実施例2と同様に行った。 The measurement method was the same as in Example 2, except that the M122 site mutant chimeric receptor was used.
野生型キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rの、オキシトシンおよびAVP100pg/mLにおける反応比(OXT/AVP ratio)を、表2-1~表2-2に示す。 Tables 2-1 and 2-2 show the response ratio (OXT/AVP ratio) of the wild-type chimeric receptor OXTR(E123)-V2R at 100 pg/mL of oxytocin and AVP.
上記M122部位変異型キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rにおいては、驚くべきことに、全ての変異型キメラ受容体において、OXT/AVP ratioが0.20以上であり、オキシトシン特異性が向上することが見いだされた。 Surprisingly, in the M122 site mutant chimeric receptor OXTR(E123)-V2R, all the mutant chimeric receptors have an OXT/AVP ratio of 0.20 or more, and oxytocin specificity is improved. was found.
また、変異型キメラ受容体におけるオキシトシン反応性を測定したところ、M122V,M122A,M122L,M122T,M122G,M122S,M122Cでオキシトシン反応性が野生型キメラ受容体の1.2倍以上に向上していた。特に、M122A,M122V,M122T,M122L,M122Cは/WT ratioが5.0倍以上の高いオキシトシン反応性、かつ高いオキシトシン特異性(OXT/AVP ratioが0.5以上)を有していた。中でも、M122A、M122Tは/WT ratioが7.0倍以上の高いオキシトシン反応性、かつAVPよりもオキシトシン優位な反応性(OXT/AVP ratioが1.5以上)を有していた。 In addition, when the oxytocin reactivity of the mutant chimeric receptors was measured, M122V, M122A, M122L, M122T, M122G, M122S, and M122C showed that the oxytocin reactivity was improved by more than 1.2 times that of the wild-type chimeric receptor. . In particular, M122A, M122V, M122T, M122L, and M122C had high oxytocin reactivity with a /WT ratio of 5.0 times or more and high oxytocin specificity (OXT/AVP ratio of 0.5 or more). Among them, M122A and M122T had a high oxytocin reactivity with a /WT ratio of 7.0 times or more and a reactivity that is superior to AVP with oxytocin (OXT/AVP ratio of 1.5 or more).
M122部位変異型キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rの全てにおいて、野生型キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rよりもオキシトシン特異性が向上するという本実施例の結果からは、生体内のV2Rにおいて、オキシトシン及び/又はAVPとの結合性に関与するいくつかの重要なアミノ酸では、AVP受容体はAVPに対する特異性を高めるために分子進化し、オキシトシンに対する反応性を抑制するために最適化されている可能性が示唆される。本仮説に従えば、実施例2でオキシトシン特異性が向上した変異点については、いずれのアミノ酸変異であっても、オキシトシン特異性が向上する可能性が示唆される。 From the result of this example that all of the M122 site mutant chimeric receptors OXTR(E123)-V2R have improved oxytocin specificity compared to the wild-type chimeric receptor OXTR(E123)-V2R, in vivo V2R , with several key amino acids involved in binding to oxytocin and/or AVP, AVP receptors have been molecularly evolved to increase specificity for AVP and optimized to suppress reactivity to oxytocin. It is suggested that there may be According to this hypothesis, it is suggested that any amino acid mutation at which the oxytocin specificity was improved in Example 2 may improve the oxytocin specificity.
実施例4.二重の変異を導入したキメラ受容体のオキシトシンおよびAVPに対する活性測定
実施例2でオキシトシン反応性向上に有効と思われた変異型キメラ受容体A285T、特異性向上に有効と思われた変異型キメラ受容体Y126Fについて、二重変異型キメラ受容体(Y126F/A285T)を作製し、二重の変異を導入することによる影響を検討した。
Example 4. Measurement of activity against oxytocin and AVP of chimeric receptors introduced with double mutation Mutant chimeric receptor A285T considered effective in improving oxytocin responsiveness in Example 2, Mutant chimeric receptor thought effective in improving specificity For the receptor Y126F, a double mutant chimeric receptor (Y126F/A285T) was prepared and the effects of introducing double mutations were examined.
具体的には、pGloSensor-22Fと、各変異型キメラ受容体あるいは野生型キメラ受容体を一過性発現するHEK293細胞に、オキシトシンあるいはAVPを添加して、各変異型キメラ受容体のS/N比を測定した。 Specifically, oxytocin or AVP was added to HEK293 cells transiently expressing pGloSensor-22F and each mutant chimeric receptor or wild-type chimeric receptor, and the S/N ratio of each mutant chimeric receptor was determined. ratio was measured.
測定法は、単独変異Y126Fの変異型キメラ受容体、A285Tの変異型キメラ受容体、二重変異型キメラ受容体(Y126F/A285T)の各変異型キメラ受容体を用いる以外は実施例2と同様に行った。 The measurement method is the same as in Example 2 except that each mutant chimeric receptor of a single mutant Y126F mutant, A285T mutant chimeric receptor, and double mutant chimeric receptor (Y126F/A285T) is used. went to
野生型キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rの、オキシトシンおよびAVPの各濃度におけるS/N比(Fold change)に対する、各変異型キメラ受容体OXTR(E123)-V2Rの比率(/WT ratio)と、オキシトシンおよびAVP100pg/mLにおける反応比(OXT/AVP ratio)を、表3に示す。 The ratio (/WT ratio) of each mutant chimeric receptor OXTR (E123)-V2R to the S/N ratio (Fold change) of the wild-type chimeric receptor OXTR (E123)-V2R at each concentration of oxytocin and AVP , oxytocin and AVP at 100 pg/mL (OXT/AVP ratio) are shown in Table 3.
二重変異(Y126F/A285T)のキメラ受容体は、Y126Fのオキシトシン特異性向上と、A285Tのオキシトシン反応性向上の、両特性を有していた。 The double-mutated (Y126F/A285T) chimeric receptor possessed both Y126F enhanced oxytocin specificity and A285T enhanced oxytocin reactivity.
本実施例の結果からは、異なる2種類の変異(例えば、オキシトシン特異性を向上させる変異と、オキシトシン反応性を向上させる変異)を組み合わせた場合、二重変異株においては、それぞれの変異によって奏される効果を併せ持つ(上記の例であればオキシトシン特異性とオキシトシン反応性がともに高い変異型受容体が取得される)蓋然性が高いことが示唆された。このことから、本発明のうち、オキシトシン特異性を高めるがオキシトシン反応性を高めない変異についても、オキシトシン反応性を高める変異と組み合わせることにより、オキシトシン特異性とオキシトシン反応性のどちらも高いキメラ受容体を取得できることが予想され、産業上有用であると考えられた。 From the results of this example, when two different types of mutations (e.g., a mutation that improves oxytocin specificity and a mutation that improves oxytocin reactivity) are combined, the double mutant strains show the effect of each mutation. It was suggested that there is a high probability that both oxytocin-specific and oxytocin-reactive mutant receptors are obtained in the above example. From this, it can be concluded that among the present invention, mutations that enhance oxytocin specificity but do not enhance oxytocin reactivity can be combined with mutations that enhance oxytocin reactivity to create chimeric receptors with both high oxytocin specificity and oxytocin reactivity. can be obtained, and it is considered industrially useful.
本発明は、オキシトシンの特異的な測定に資するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention contributes to specific measurement of oxytocin.
Claims (13)
(1)V90,M122,Y126,A295
(2)(210)ALMVF(214) Part of the extracellular region of V2R is replaced with the extracellular region of OXTR, characterized by having a mutation in at least one of the amino acids described in (1) or in the region described in (2). chimeric receptor.
(1) V90, M122, Y126, A295
(2) (210) ALMVF (214)
(3)V90A,M122A,M122V,M122I,M122T,M122L,M122G,M122W,M122P,M122S,M122N,M122Q,M122E,M122R,M122K,M122H,M122F,M122Y,M122D,M122C,Y126F,Y126L,A295V
(4)(210)ALMVF(214)から(210)TLAVY(214)への変異 Part of the extracellular region of V2R according to claim 1 or 2, characterized by having at least one of the point mutations described in (3) or the mutation described in (4). a chimeric receptor substituted for the extracellular region of OXTR;
(3) V90A, M122A, M122V, M122I, M122T, M122L, M122G, M122W, M122P, M122S, M122N, M122Q, M122E, M122R, M122K, M122H, M122F, M122Y, M122D, M122C, Y12V9, Y126F, Y126F
(4) Mutation from (210) ALMVF (214) to (210) TLAVY (214)
M122A,M122V,M122T,M122L,M122G,M122S,M122C,A295V A part of the extracellular region of V2R according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has at least one of the following point mutations: a chimeric receptor substituted with;
M122A, M122V, M122T, M122L, M122G, M122S, M122C, A295V
(1)V90,M122,Y126,A295
(2)(210)ALMVF(214) Part of the extracellular region of V2R is replaced with the extracellular region of OXTR, characterized by introducing mutations into at least one of the amino acids described in (1) or the region described in (2). Method for improving oxytocin specificity of chimeric receptor;
(1) V90, M122, Y126, A295
(2) (210) ALMVF (214)
(3)V90A,M122A,M122V,M122I,M122T,M122L,M122G,M122W,M122P,M122S,M122N,M122Q,M122E,M122R,M122K,M122H,M122F,M122Y,M122D,M122C,Y126F,Y126L,A295V
(4)(210)ALMVF(214)から(210)TLAVY(214)への変異 A chimera in which a part of the extracellular region of V2R is replaced with the extracellular region of OXTR, characterized by introducing at least one of the point mutations described in (3) or the mutation described in (4) A method for increasing oxytocin specificity of a receptor and increasing oxytocin responsiveness;
(3) V90A, M122A, M122V, M122I, M122T, M122L, M122G, M122W, M122P, M122S, M122N, M122Q, M122E, M122R, M122K, M122H, M122F, M122Y, M122D, M122C, Y12V9, Y126F, Y126F
(4) Mutation from (210) ALMVF (214) to (210) TLAVY (214)
A167L,L177V,A216I,A285T,L306A A method for improving oxytocin specificity and improving oxytocin reactivity of a chimeric receptor, characterized by introducing mutations to the following amino acids in addition to the mutations according to claim 11 or claim 12;
A167L, L177V, A216I, A285T, L306A
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