JP4257322B2 - Nucleic acid molecules encoding calcium receptors - Google Patents

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この発明は、細胞上で細胞外のカルシウムイオンに類似する方法で作用し得る新規なカルシウム様(calcimimetic)分子の設計、開発、組成物および利用、細胞上で細胞外カルシウムイオンの活性を妨害するカルシウム拮抗分子(calcilytic)、およびそれらの製造方法および同定に関する。   This invention interferes with the design, development, composition and use of novel calcium-like molecules that can act in a manner similar to extracellular calcium ions on cells, the activity of extracellular calcium ions on cells Calcium antagonists and methods for their production and identification.

この発明はまた、無機−イオン受容体に関するもの、とりわけ、カルシウム受容体、そのような受容体をコードする核酸、細胞、そのような核酸を含む組織および動物、受容体に対する抗体、受容体を利用するアッセイおよび上記のすべてに関する方法を含む、上記無機−イオン受容体にかかわる新規な関連物に関する。   The invention also relates to inorganic-ion receptors, in particular calcium receptors, nucleic acids encoding such receptors, cells, tissues and animals containing such nucleic acids, antibodies to receptors, receptors And related to the inorganic-ion receptor, including methods for all of the above and methods for all of the above.

以下の記載は本発明に関する開示の要約である。ここに記載した開示のいずれも、本発明の先行技術であることを認めるものではなく、また具体的または言外に引用された刊行物は本発明の先行文献であることを認めるものではない。   The following is a summary of the disclosure relating to the present invention. None of the disclosures described herein are admitted to be prior art to the present invention, nor are any specific or otherwise cited publications admitted to be prior art to the present invention.

体内のある種の細胞は化学的信号に応答するばかりでなく、細胞外カルシウムイオン(Ca2+)のようなイオンに対しても応答する。細胞外Ca2+濃度(以下、[Ca2+]という)における変化はこれらの細胞の機能的応答を変化させる。このような特定の細胞の1種は上皮小体ホルモン(PTH)を分泌する上皮小体細胞である。PTHは、血中および細胞外液中のCa2+恒常性を制御する重要な内分泌因子である。 Certain cells in the body not only respond to chemical signals, but also to ions such as extracellular calcium ions (Ca 2+ ). Changes in extracellular Ca 2+ concentration (hereinafter referred to as [Ca 2+ ]) change the functional response of these cells. One such specific cell is a parathyroid cell that secretes parathyroid hormone (PTH). PTH is an important endocrine factor that regulates Ca 2+ homeostasis in blood and extracellular fluid.

PTHは、骨および腎臓細胞に作用して、血中のCa2+濃度を増大させる。[Ca2+]の増大は、ついで、PTH分泌を抑制する負のフィードバック信号として働く。[Ca2+]およびPTH分泌の相互関係は体内のCa2+恒常性を維持する重要な機構をなしている。 PTH acts on bone and kidney cells to increase Ca 2+ concentration in the blood. The increase in [Ca 2+ ] then serves as a negative feedback signal that suppresses PTH secretion. The interrelationship between [Ca 2+ ] and PTH secretion is an important mechanism for maintaining Ca 2+ homeostasis in the body.

細胞外Ca2+は上皮小体細胞に直接作用し、PTH分泌を制御する。[Ca2+]中の変化を感知する上皮小体細胞表面蛋白質の存在が示唆されていた。この蛋白質は細胞外Ca2+のための受容体(「Ca2+受容体」)であり、[Ca2+]の変化を感知し、機能的細胞応答を開始させるものと考えられる。例えば、細胞外Ca2+受容体および細胞外Ca2+の制御における、細胞外Ca2+および細胞機能の役割についてはネメスら、11セル・カルシウム319、1990に概説されている:小胞周縁および上皮小体細胞中のCa2+受容体の役割は、ネメスら、11セル・カルシウム323、1990中で討論されている。骨の破骨細胞上のCa2+受容体の役割はザイジ、10バイオサイエンス・リポート493、1990中で討論されている。 Extracellular Ca 2+ acts directly on parathyroid cells and regulates PTH secretion. The existence of parathyroid cell surface proteins that sense changes in [Ca 2+ ] has been suggested. This protein is a receptor for extracellular Ca 2+ (“Ca 2+ receptor”), and is thought to sense changes in [Ca 2+ ] and initiate a functional cellular response. For example, the role of extracellular Ca 2+ and cellular function in the regulation of extracellular Ca 2+ receptors and extracellular Ca 2+ is reviewed in Nemes et al., 11 Cell Calcium 319, 1990: Vesicular Perimeter And the role of Ca 2+ receptors in parathyroid cells is discussed in Nemes et al., 11 Cell Calcium 323, 1990. The role of Ca 2+ receptors on bone osteoclasts is discussed in Zeiji, 10 Bioscience Report 493, 1990.

体内の他の細胞、具体的には、骨中の破骨細胞、腎臓中の糸球体近接および近位小管細胞、外皮のケラチノサイト、甲状腺の小胞周縁細胞、胎盤中の栄養膜細胞は、[Ca2+]の変化を感知する能力を有している。細胞表面Ca2+受容体はこれらの細胞上にも存在し、[Ca2+]の変化に対する応答を開始または可能にする能力をこれらの細胞にも与えている。 Other cells in the body, specifically osteoclasts in the bones, glomerular proximate and proximal tubule cells in the kidney, keratinocytes in the outer skin, vesicular cells in the thyroid gland, and trophoblast cells in the placenta [ It has the ability to sense changes in Ca 2+ ]. Cell surface Ca 2+ receptors are also present on these cells, giving them the ability to initiate or enable responses to changes in [Ca 2+ ].

上皮小体細胞、破骨細胞、小胞周縁細胞(C−細胞)、ケラチノサイト、糸球体近接細胞および栄養膜細胞において、[Ca2+]の増大は細胞内遊離Ca2+濃度(「[Ca2+i」)の増大を生ぜしめる。この増大は、細胞外Ca2+の流入によってか、または細胞内小管からのCa2+の移動によって生じ得る。[Ca2+iの変化は、fura−2またはindo−1のような蛍光定量指示剤を用いて、容易に観測または定量される(モルキュラー・プローブス、ユージーン、OR)。[Ca2+iの測定は、Ca2+受容体のアゴニストまたはアンタゴニストとして働く分子の能力を評価するための測定法を提供する。 In parathyroid cells, osteoclasts, periplasmic follicle cells (C-cells), keratinocytes, glomerular adjacent cells and trophoblast cells, an increase in [Ca 2+ ] is the intracellular free Ca 2+ concentration (“[Ca 2+ ] i )) increase. This increase can be caused by influx of extracellular Ca 2+ or by movement of Ca 2+ from intracellular tubules. Changes in [Ca 2+ ] i are easily observed or quantified using a fluorometric indicator such as fura-2 or indo-1 (Molecular Probes, Eugene, OR). The measurement of [Ca 2+ ] i provides a measurement method for assessing the ability of molecules to act as agonists or antagonists of the Ca 2+ receptor.

上皮小体細胞において、細胞外Ca2+の濃度の増大は、[Ca2+iの急速なかつ一時的な増大を生ぜしめ、つぎに、低いがなお持続的な[Ca2+iの増大が続く。[Ca2+iの一時的な増大は細胞内Ca2+の移動から誘導されるが、一方、低い持続的な増大は細胞外Ca2+の流入によってもたらされる。細胞内Ca2+の移動の後、イノシトール−1,4,5−三リン酸(IP3)およびジアシルグリセロールの生成が増大し、この2個の生化学的指示剤は種々の他の細胞中の細胞内Ca2+の受容体−依存的移動に関連している。 In parathyroid cells, an increase in the concentration of extracellular Ca 2+ results in a rapid and temporary increase in [Ca 2+ ] i , followed by a low but still persistent [Ca 2+ ] i The increase continues. A transient increase in [Ca 2+ ] i is induced from the movement of intracellular Ca 2+ , while a low sustained increase is caused by the influx of extracellular Ca 2+ . After intracellular Ca 2+ migration, the production of inositol-1,4,5-triphosphate (IP 3 ) and diacylglycerol is increased, and these two biochemical indicators are found in various other cells. Is associated with receptor-dependent movement of intracellular Ca 2+ .

Ca2+に加えて、種々の他の2価および3価のカチオン、例えば、Mg2+、Sr2+、Ba2+、La2+およびGd2+もまた、上皮小体細胞中の細胞内Ca2+の移動を生ぜしめる。Mg2+およびLa2+もまたIP3の生成を増大させる;すべてのこれらの無機化学的カチオンはPTHの分泌を抑制する。上皮小体細胞上の仮定的Ca2+受容体は、従って相手を選ばない。なぜなら、種々の細胞外の2価または3価のカチオンを感知するからである。 In addition to Ca 2+ , various other divalent and trivalent cations such as Mg 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , La 2+ and Gd 2+ are also cells in parathyroid cells. Causes movement of internal Ca 2+ . Mg 2+ and La 2+ also increase the production of IP 3 ; all these inorganic chemical cations suppress the secretion of PTH. The hypothetical Ca 2+ receptor on parathyroid cells is therefore irrelevant . This is because various extracellular divalent or trivalent cations are sensed.

インビトロの細胞外Ca2+に似た種々の化合物の性質が、ネメスら、(スペルミンおよびスペルミジン)「健常および疾患におけるカルシウム−結合蛋白質」、1987年、アカデミック・プレス、インコーポレーテッド、33−35頁:ブラウンら、(例えば、ネオマイシン)128「エンドクリノロジー」、3047、1991年;チャンら、(ジルチアゼムおよびその誘導体、TA−3090)、5ジャーナル・オブ・ボーン・アンド・ミネラル・リサーチ、581、1990年;およびザイジら、(ベラパミル)167バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケーション、807、1990年で検討されている。 The properties of various compounds resembling extracellular Ca 2+ in vitro are described in Nemes et al. (Spermine and Spermidine) “Calcium-binding proteins in health and disease”, 1987, Academic Press, Inc., pages 33-35. : Brown et al. (E.g. neomycin) 128 "Endoclinology", 3047, 1991; Chang et al. (Diltiazem and its derivatives, TA-3090), 5 Journal of Bone and Mineral Research, 581. 1990; and Zeiji et al. (Verapamil) 167 Biochemical and Biophysical Research Communication, 807, 1990.

ブラウンら、6ジャーナル・ボーン・アンド・ミネラル・リサーチ、11、1991年は、上皮小体細胞に対するCa2+イオンの効果に関する現在の理論を検討しており、下記のような、受容体様機構および受容体−非依存的機構の両方によって、結果を説明し得ると提案している。 Brown et al., 6 Journal Bone and Mineral Research, 11, 1991, examines the current theory of the effect of Ca 2+ ions on parathyroid cells and includes receptor-like mechanisms such as: It is proposed that the results can be explained by both and receptor-independent mechanisms.

多価カチオン(例えば、2価および3価のカチオン)は上皮小体機能に種々の作用、例えば、上皮小体ホルモン(PTH)分泌およびcAMP蓄積の阻害、イノシトールリン酸の蓄積の刺激および細胞質ゾル(サイトゾル)の(cytosolic)カルシウム濃度の上昇など、を及ぼす。これらの作用は「受容体様」機構によって伝達されると考えられる。2価および3価のカチオンによるアゴニスト−刺激cAMP蓄積の阻害は、例えば、百日咳トキシンとプレインキュベーションの後は阻止される。すなわち、推定的多量カチオン受容体は、阻害的グアニンヌクレオチド制御(G)蛋白質、Giによってアデニル酸シクラーゼの阻害につながるものと考えられる。 Multivalent cations (eg, divalent and trivalent cations) have various effects on parathyroid function such as inhibition of parathyroid hormone (PTH) secretion and cAMP accumulation, stimulation of inositol phosphate accumulation and cytosol (Cytosolic) increase in calcium concentration, etc. These actions are thought to be transmitted by a “receptor-like” mechanism. Inhibition of agonist-stimulated cAMP accumulation by divalent and trivalent cations is prevented, for example, after perincubation with pertussis toxin. That is, putative multimers cation receptor, inhibitory guanine nucleotide control (G) protein, is thought to lead to inhibition of adenylate cyclase by G i.

本発明者らは、最近、多価カチオン抗生物質、ネオマイシン、が上皮小体機能の数種の性質において、2価および3価のカチオンと似た作用をすることを知った。これらの作用がこの試剤に特異的であるのか、または多価カチオンのさらに普遍化した作用を示すのかを知るために、塩基性の非常に高いペプチド、ポリアルギニンおよびポリリジンおよびプロタミンの分散雄牛上皮小体細胞中で同じパラメーターに対する作用を試験した。結果は、上皮小体細胞が、種々のポリカチオンおよび多価カチオンに、もしかすると同様の生化学的経路を経て応答することを示している。これらの結果を、最近主張されている、他の系でのポリカチオンによるG蛋白質の「受容体−非依存的」調節に関連して検討している。   We have recently found that the polyvalent cation antibiotic, neomycin, acts like divalent and trivalent cations in several properties of parathyroid function. In order to know if these actions are specific to this reagent or show a more generalized action of multivalent cations, the dispersal bull epithelium of very basic peptides, polyarginine and polylysine and protamine The effect on the same parameters was tested in body cells. The results show that parathyroid cells respond to various polycations and multivalent cations, possibly via similar biochemical pathways. These results are discussed in relation to the recently asserted "receptor-independent" regulation of G proteins by polycations in other systems.

Ca2+受容体は他のG蛋白質−結合受容体[例えば、糖蛋白質]に類似するものと見なされていたが、他の細胞型についての最近の研究では、ポリカチオンが他のまたは追加的機構によって細胞の機能を調整し得る可能性が出てきた。乳房細胞において、例えば、マストパラン、ハチ毒からのペプチド、48/80、合成ポリカチオンおよびポリリジンを含む、種々の両親媒性カチオンは、百日咳毒−感作機構によって分泌を増強され、G−蛋白質とのかかわりを示唆している。標準的な細胞表面受容体にこれらの様々な試剤を伝達するものはない。さらに、同じこれらの化合物が、溶液中または人工的なリン脂質小胞中で直接、精製G−蛋白質を活性化することが知られている。これらの知見に基づいて、両親媒性カチオンはG−蛋白質を活性化し、ついで、乳房細胞分泌を「受容体−非依存的」機構によって活性化すると提案されている。 While Ca 2+ receptors have been considered similar to other G protein-coupled receptors [eg, glycoproteins], recent studies on other cell types have found that polycations are other or additional The possibility that the function of the cell can be adjusted by the mechanism has emerged. In breast cells, various amphipathic cations, including, for example, mastoparan, peptides from bee venom, 48/80, synthetic polycations and polylysine, are enhanced in secretion by the pertussis toxin-sensitization mechanism, Suggests the relationship. None transmit these various agents to standard cell surface receptors. Furthermore, these same compounds are known to activate purified G-protein directly in solution or in artificial phospholipid vesicles. Based on these findings, amphipathic cations have been proposed to activate G-proteins and then activate mammary cell secretion by a “receptor-independent” mechanism.

ポリカチオンは、また酸性リン脂質と強く相互反応することが示されている。種々の長さの鎖状ポリリジン(20−1000個のアミノ酸)は人工的なリン脂質小胞と0.5nM〜1.5μMの範囲の解離定数で結合している。結合親和性は直接ポリリジン鎖の長さに関係し、1000個のアミノ酸のポリマーはKd 0.5nMであり、それより短いポリマーはより高いKd 値を有し、リジンは有意な程度に相互作用をしない。活性と鎖長の相関関係は上皮小体機能に対するポリリジン10.200、ポリリジン3800、およびリジンの効果について観察される相関関係に類似している。 Polycations have also been shown to interact strongly with acidic phospholipids. Various lengths of chain polylysine (20-1000 amino acids) are bound to artificial phospholipid vesicles with dissociation constants ranging from 0.5 nM to 1.5 μM. The binding affinity is directly related to the length of the polylysine chain, a polymer of 1000 amino acids has a K d of 0.5 nM, a shorter polymer has a higher K d value, and lysine interacts to a significant extent. Does not work. The correlation between activity and chain length is similar to that observed for the effects of polylysine 10.200 , polylysine 3800 , and lysine on parathyroid function.

ポリカチオンの生化学的膜への結合はそれらの生化学的作用をいくつか生じさせることができる。ある種の型の細胞中に、ポリカチオンを含む種々の細孔形成剤によって誘発された血漿膜の透過可能性が、ホスファチジルセリン様構造とのそれらの相互作用によって伝達されると主張されている。さらに、両親媒性カチオンによる精製G−蛋白質の「受容体−非依存的」活性化は、これらの蛋白質がリン脂質小胞に組み込まれたとき強化される。   The binding of polycations to biochemical membranes can cause some of their biochemical effects. In certain types of cells, it is claimed that the permeability of plasma membranes induced by various pore formers including polycations is mediated by their interaction with phosphatidylserine-like structures . Furthermore, “receptor-independent” activation of purified G-proteins by amphiphilic cations is enhanced when these proteins are incorporated into phospholipid vesicles.

カルシウムイオンはまた、ミリモル濃度の範囲で膜構造中に注目すべき変化を生じさせる。ある種の場合に、カルシウムは、膜脂質とポリカチオンの相互作用と拮抗、または増強のいずれもなし得る。これらの考察は、上皮小体細胞上の多価のカチオンおよびポリカチオンの両方の作用が、標準的な細胞表面G−蛋白質−結合受容体を必要としない受容体−非依存的機構を含む可能性を提起するものである。しかしながら、このまたは他の型の細胞によるCa2+感作についての分子的原理を解明するにはさらなる研究が要求されている[引用文献省略]。 Calcium ions also cause remarkable changes in the membrane structure in the millimolar range. In certain cases, calcium can either interact and antagonize or enhance membrane lipid and polycation interactions. These considerations suggest that the action of both multivalent cations and polycations on parathyroid cells involves a receptor-independent mechanism that does not require standard cell surface G-protein-coupled receptors. It raises gender. However, further studies are required to elucidate the molecular principles of Ca 2+ sensitization by this or other types of cells [citation omitted].

ショーバックおよびチャン(6(補追1)ジャーナル・オブ・ボーン・アンド・ミネラル・リサーチ、1991年、S135)およびラッケら、(6(補追1)ジャーナル・オブ・ボーン・アンド・ミネラル・リサーチ、1991年、S118)はCa2+受容体またはCa2+センサーが上皮小体細胞中に存在することを示す言うべき実験を開示している。このような細胞から分離されたメッセンジャーRNAは、卵母細胞中に発現され得、卵母細胞にCa2+受容体蛋白質の存在によって説明され得る表現型を与えさせ得る。 Showback and Chang (6 (Supplement 1) Journal of Bone and Mineral Research, 1991, S135) and Rakke et al. (6 (Supplement 1) Journal of Bone and Mineral Research) 1991, S118) discloses an experiment to say that Ca 2+ receptors or Ca 2+ sensors are present in parathyroid cells. Messenger RNA isolated from such cells can be expressed in the oocyte and can give the oocyte a phenotype that can be explained by the presence of the Ca 2+ receptor protein.

WO93/04373WO93 / 04373

本発明は、以下:
(a) 配列番号1に示されるヌクレオチド配列を含む核酸分子;
(b) (a)の分子に相補的な核酸分子に高い厳密度条件下でハイブリダイズしうる核酸分子;および
(c) ATCC75416に含まれるcDNA挿入物のヌクレオチド配列を含む核酸分子に高い厳密度条件下でハイブリダイズしうる核酸分子
からなる群より選択される精製された核酸分子を提供する。
The present invention includes the following:
(A) a nucleic acid molecule comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1;
(B) a nucleic acid molecule capable of hybridizing under high stringency conditions to a nucleic acid molecule complementary to the molecule of (a); and (c) high stringency to a nucleic acid molecule comprising the nucleotide sequence of the cDNA insert contained in ATCC75416. Provided is a purified nucleic acid molecule selected from the group consisting of nucleic acid molecules that can hybridize under conditions.

本発明者らは、今回、Ca2+受容体蛋白質が、体内のCa2+代謝に関与するある特殊化した細胞を、細胞外Ca2+の濃度の変化を感知させ、応答され得ることを示した。これらの受容体はある一般的な特徴を有しながら、選択的に種々の薬理学的試剤によって影響され得る。下記に詳細に説明するように、ある種の分子が上皮小体細胞、破骨細胞およびC−細胞のCa2+受容体に選択的作用をもつことが確認された。 The present inventors have now shown that a Ca 2+ receptor protein can respond to a specialized cell involved in Ca 2+ metabolism in the body by sensing changes in the concentration of extracellular Ca 2+. Indicated. While these receptors have certain general characteristics, they can be selectively influenced by various pharmacological agents. As described in detail below, certain molecules have been found to have selective effects on the parathyroid cells, osteoclasts and C-cell Ca 2+ receptors.

Ca2+受容体は、細胞外Ca2+の作用に、類似する(「カルシウム様物質(calcimimetics)」)か、または拮抗する(「カルシウム拮抗物質(calcilytics)」)新規な種類の分子のための別個の分子標的を構成する。この受容体は細胞表面に存在し、細胞外Ca2+に対して低い親和性を有する(みかけのKdは、一般に約0.5mMより大である)。この受容体は、クーパー、ブルームおよびロス、バイオロジカル・ベイシス・オブ・ニューロファーマコロジー、第4章によって定義された、遊離また結合エフェクター機構を含み得る。すなわち、この受容体は、細胞内Ca2+受容体、例えば、カルモデュリンおよびトロポニン類とは異なる。カルシウム様物質とは、例えば、Ca2+受容体に選択的に作用し、上皮小体細胞または破骨細胞の機能を直接的または間接的に抑制し、C−細胞の機能を刺激するものである。本発明のカルシウム様物質およびカルシウム拮抗物質は、上皮小体亢進症、骨粗しょう症および他のCa2+関連疾患の新しい治療を可能にするものである。この治療は、[Ca2+]の変化を感知し、応答するこれら3種および他の種類の細胞のそれぞれのCa2+受容体を標的にするものである。 Ca 2+ receptors are similar to the action of extracellular Ca 2+ (“calcimimetics”) or antagonize (“calcium antagonists”) for a new class of molecules Constitute separate molecular targets. This receptor is present on the cell surface and has a low affinity for extracellular Ca 2+ (apparent Kd is generally greater than about 0.5 mM). This receptor may include free or bound effector mechanisms as defined by Cooper, Bloom and Ross, Biological Basis of Neuropharmacology, Chapter 4. That is, this receptor is different from intracellular Ca 2+ receptors such as calmodulin and troponins. A calcium-like substance is, for example, a substance that selectively acts on a Ca 2+ receptor, directly or indirectly suppresses the function of parathyroid cells or osteoclasts, and stimulates the function of C-cells. is there. The calcium-like substances and calcium antagonists of the present invention enable new treatments for hyperparathyroidism, osteoporosis and other Ca 2+ related diseases. This treatment targets the respective Ca 2+ receptors of these three and other cell types that sense and respond to changes in [Ca 2+ ].

本発明は、上皮小体細胞中のCa2+受容体蛋白質を最初に示したものであり、C−細胞および破骨細胞などの他の細胞中のCa2+受容体とを薬理学的に最初に差別化したものである。本発明はまた、これらのCa2+受容体に効果を有する分子を、同定可能にし、Ca2+に活性である有効なカルシウム様物質またはカルシウム拮抗物質の発見、開発、設計、修飾および/または構築における主導的分子として用い得る方法を開示する最初のものである。このカルシウム様物質およびカルシウム拮抗物質は、例えば、ホルモン、酵素または成長因子などのポリペプチド、1種またはそれ以上のCa2+受容体に活性であることによって制御されまたは影響される、それらの出現および/または放出などの1種またはそれ以上の成分の正常でない濃度を特徴とする種々の疾病状態の処置に有効である。さらに、種々の型の細胞における種々のCa2+受容体の同定および種々の主導的分子に対する特定受容体に対する特定の応答は、当該Ca2+受容体における作用によって、影響される特定の疾患の処置に活性な特定分子の設計および構築を可能にするものである。例えば上皮小体ホルモン分泌の異常度は、他のCa2+制御ホルモンなどの分泌の程度に影響を与えることなく、この特定分子によって影響され得る。 The present invention is the first to show Ca 2+ receptor protein in parathyroid cells, and pharmacologically binds to Ca 2+ receptor in other cells such as C-cells and osteoclasts. First differentiated. The present invention also makes it possible to identify molecules that have an effect on these Ca 2+ receptors and to discover, develop, design, modify and / or find effective calcium-like or calcium antagonists active on Ca 2+. It is the first to disclose a method that can be used as a leading molecule in construction. These calcium-like substances and calcium antagonists are controlled or influenced by being active on polypeptides, such as hormones, enzymes or growth factors, one or more Ca 2+ receptors, for example. And / or effective in the treatment of various disease states characterized by abnormal concentrations of one or more components such as release. Furthermore, the identification of various Ca 2+ receptors in various types of cells and the specific response to specific receptors for various leading molecules is dependent on the specific disease affected by the action at the Ca 2+ receptor. It allows the design and construction of specific molecules active in treatment. For example, the abnormal degree of parathyroid hormone secretion can be influenced by this specific molecule without affecting the degree of secretion of other Ca 2+ -regulated hormones and the like.

この主導的分子の同定は、活性分子の発見のための効率の高いスクリーニング法、および有効な薬剤候補を設計するための組織的なデータベースを、先行技術が欠いていたため妨げられていた。これらの障害は上皮小体細胞Ca2+受容体および機能的関連受容体をクローニングすることによって、また、今や、このようにクローニングされたCa2+受容体および機能的関連受容体を活性化するある主導的分子の構造的特徴を組織的に試験することによって取り除かれた。Ca2+受容体のクローニングはまた、天然生成物または分子ライブラリーおよび合成分子の高効率スクリーニングに適当な形質転換セルラインの開発を可能にする。これは、下記に論じる構造的−活性研究とともに、新規なカルシウム様物質およびカルシウム拮抗物質を開発するのに必要な技術を提供するものである。 The identification of this leading molecule has been hampered by the lack of prior art for efficient screening methods for discovery of active molecules and organized databases for designing effective drug candidates. These disorders are by cloning the parathyroid cell Ca 2+ receptor and functionally related receptors, and now also activate the thus cloned Ca 2+ receptor and functionally related receptors. It was removed by systematically examining the structural features of some leading molecules. Cloning of the Ca 2+ receptor also allows the development of transformation cell lines suitable for high efficiency screening of natural products or molecular libraries and synthetic molecules. This, along with the structure-activity studies discussed below, provides the necessary technology to develop new calcium-like and calcium antagonists.

本発明はこのような操作を可能にするものである。牡牛上皮小体細胞カルシウム受容体cDNAがクローン化され、ATCCに、受託番号ATCC75416として寄託されている。このクローンを用いて、他の組織および同類種における無機−イオン受容体が容易に得られる。例えば、ひと上皮小体細胞Ca2+受容体cDNAは、アフリカツメガエル(Xenopus)卵母細胞における核酸ライブラリーをスクリーニングすることによってまたは機能的発現についてスクリーニングすることによってクローン化され得、またCa2+受容体に活性における活性に必要な有機分子の構造的特徴は選択された天然生成物または他の分子ライブラリーの試験およびその後の構造的活性試験によって決定される。 The present invention enables such an operation. The bull parathyroid cell calcium receptor cDNA has been cloned and deposited with the ATCC under accession number ATCC75416. With this clone, inorganic-ion receptors in other tissues and similar species are readily obtained. For example, human parathyroid cell Ca 2+ receptor cDNA can be cloned by screening a nucleic acid library in Xenopus oocytes or by screening for functional expression, and Ca 2+ The structural characteristics of the organic molecule required for activity in the receptor activity are determined by testing of selected natural products or other molecular libraries and subsequent structural activity testing.

すなわち、第一の態様は、本発明は細胞中の[Ca2+iの増大を生じさせることによって、細胞外Ca2+の活性に類似するか、または細胞外Ca2+によって誘発される[Ca2+iの増大を妨害するかのいずれかである分子を含む医薬的組成物を特徴とする。分子は5μmより小さいか、それに等しいED50を有し、プロタミンではない。 Specifically, a first aspect, the present invention is induced by causing an increase in [Ca 2+] i in a cell, or similar to the activity of extracellular Ca 2+, or by extracellular Ca 2+ Features a pharmaceutical composition comprising a molecule that either prevents the increase in [Ca 2+ ] i . The molecule has an ED 50 of less than or equal to 5 μm and is not protamine.

「類似する」とは、分子が、細胞外Ca2+応答可能細胞に対して、細胞外Ca2+の1種またはそれ以上の特定の作用を有することをいう。この述語は、細胞外Ca2+の生物学的機能のすべてが類似していることを要求するものではなく、このような機能の少なくとも1種が類似していればよい。さらに、分子が細胞外Ca2+受容体が結合している受容体の同じ部位に結合する必要もない(例えば、下記の実施例20中の新規化合物NPS467およびその作用参照)。「妨害する」とは、Ca2+のこのような作用の1種が分子によって減じるか、または妨げられることをいう。ED50は下記の試験法によって測定され、その際、類似作用が測定され、最大類似効果の半分だけ類似している分子の濃度がED50である。逆に、カルシウム拮抗物質のIC50は最大活性の半分だけ妨害する量である。好ましくは、この試験は[Ca2+i増大を測定し、下記の方法によって、Ca2+受容体に特異的であること、すなわち、それらの均等物であることを確認するものである。 By "similar", molecules to the extracellular Ca 2+ responses possible cells, it refers to having one or more specific actions of extracellular Ca 2+. This predicate does not require that all of the extracellular Ca 2+ biological functions are similar, as long as at least one of these functions is similar. Furthermore, it is not necessary for the molecule to bind to the same site of the receptor to which the extracellular Ca 2+ receptor is bound (see, eg, the novel compound NPS467 and its action in Example 20 below). “Interfering” means that one of these actions of Ca 2+ is reduced or prevented by the molecule. The ED 50 is measured by the following test method, in which a similar action is measured, and the concentration of molecules that are similar by half of the maximum similar effect is the ED 50 . Conversely, the IC 50 of a calcium antagonist is an amount that interferes with half of the maximum activity. Preferably, this test measures [Ca 2+ ] i increase and confirms that it is specific for the Ca 2+ receptor, ie its equivalent, by the following method.

好ましい具体例において、ここに記載の生物検定法は、細胞中の[Ca2+iの増大が一時的であり、1分より短い時間持続し、[Ca2+iの増大が急速であり、30秒以内に発生し;分子がまた、(a)[Ca2+iの持続的な増大(30秒より長く)を生じさせ、(b)イノシトール−1,4,5−三リン酸および/またはジアシルグリセロール濃度の増大を、例えば、60秒内に、生じさせ、(c)ドーパミン−またはイソプレテレノール−刺激サイクリックAMP形成を阻害する。さらに、[Ca2+iの一時的な増大は、10分間、10mMフッ化ナトリウムで細胞を前処理することによって阻止されるか、または一時的な増大は、プロテインキナーゼC、例えばホルボル・ミリスタート・アセタート(PMA)、メゼレインまたは(−)インドラクタムVなどの活性化剤で簡単な前処理(10分間より短い)によって減少させることができる。 In a preferred embodiment, the bioassay described herein is such that the increase in [Ca 2+ ] i in the cell is transient, lasts less than 1 minute, and the increase in [Ca 2+ ] i is rapid. Occurs within 30 seconds; the molecule also causes (a) a sustained increase in [Ca 2+ ] i (greater than 30 seconds); (b) inositol-1,4,5-triphosphate An increase in acid and / or diacylglycerol concentration occurs, for example, within 60 seconds, and (c) inhibits dopamine- or isopreterenol-stimulated cyclic AMP formation. Furthermore, a temporary increase in [Ca 2+ ] i is prevented by pre-treatment of the cells with 10 mM sodium fluoride for 10 minutes, or a temporary increase is observed in protein kinase C, eg phorbol milli It can be reduced by a simple pretreatment (less than 10 minutes) with an activator such as start acetate (PMA), mezerein or (-) indolactam V.

上皮小体細胞において、上記の試験法のすべてにおいて、活性である分子は、特に本発明において有効である。それらの分子の作用が当該細胞のCa2+受容体に対して特異的であるからである。これは、特に上記のPMA前処理については真実である。 Molecules that are active in all of the above test methods in parathyroid cells are particularly effective in the present invention. This is because the action of these molecules is specific to the Ca 2+ receptor of the cell. This is especially true for the PMA pretreatment described above.

さらに、好ましい具体例において、細胞が上皮小体細胞であり、分子が細胞からの上皮小体ホルモン分泌を阻害するものである;他の好ましい具体例は、遠位小管腎臓細胞、厚いヘレンわなの上行肢および/または集合管の細胞、表皮のケラチノサイト、甲状腺(C−細胞)中の小胞周縁細胞、腸管細胞、胎盤中の栄養膜細胞、血小板、血管平滑筋細胞、心臓心房細胞、ガストリンおよびグルカゴン分泌細胞、腎臓糸球体細胞および乳房細胞からのmRNAで注入されたアフリカツメガエル卵母細胞中のCl-コンダクタンスの増大を誘発する分子を含む。 Further, in a preferred embodiment, the cell is a parathyroid cell and the molecule inhibits parathyroid hormone secretion from the cell; other preferred embodiments are distal tubule kidney cells, thick Helen traps. Cells of the ascending limb and / or collecting duct, keratinocytes of the epidermis, vesicular peripheral cells in the thyroid (C-cell), intestinal cells, trophoblast cells in the placenta, platelets, vascular smooth muscle cells, cardiac atrial cells, gastrin and Contains molecules that induce an increase in Cl - conductance in Xenopus oocytes injected with mRNA from glucagon secreting cells, kidney glomerular cells and breast cells.

別の好ましい具体例において、分子が細胞内Ca2+の移動を生じさせ、[Ca2+iの増大を起こさせる;細胞がC−細胞または破骨細胞であり、分子はインビボでの骨吸収を阻害する;細胞が破骨細胞であり、分子がインビトロで骨吸収を阻害する;または細胞がC−細胞であり、インビトロまたはインビボでのカルシトニン分泌を刺激する;最も好ましくは、分子が、Ca2+受容体の5μM以下、さらに好ましくは1μMでのEC50またはIC50が100nモル、10nモルまたは1nモル以上である。このような低いEC50またはIC50は、治療または診断のためにインビボまたはインビトロで用いられる分子がより低い濃度であることを可能にするから有利である。このような低いEC50およびIC50の分子の発見は同じく強力かつ効果的な分子の設計および合成を可能にする。 In another preferred embodiment, the molecule causes intracellular Ca 2+ migration and an increase in [Ca 2+ ] i ; the cell is a C-cell or an osteoclast and the molecule is bone in vivo. Inhibits resorption; the cell is an osteoclast and the molecule inhibits bone resorption in vitro; or the cell is a C-cell and stimulates calcitonin secretion in vitro or in vivo; most preferably, the molecule is The EC 50 or IC 50 at 5 μM or less, more preferably 1 μM of the Ca 2+ receptor is 100 nmol, 10 nmol or 1 nmol or more. Such a low EC 50 or IC 50 is advantageous because it allows for lower concentrations of molecules used in vivo or in vitro for therapy or diagnosis. The discovery of such low EC 50 and IC 50 molecules also allows for the design and synthesis of powerful and effective molecules.

「カルシウム様」分子とは、細胞外Ca2+の1種またはそれ以上の活性を有し、好ましくは、Ca2+受容体におけるCa2+の活性に類似していることをいう。例えば、上皮小体細胞に関して用いられる場合は、上皮小体細胞で試験したとき、インビトロで、当業者に周知の技術によって測定された下記の1種またはそれ以上、好ましくは全ての特徴を有している分子である。 A “calcium-like” molecule refers to having one or more activities of extracellular Ca 2+ , preferably similar to the activity of Ca 2+ at the Ca 2+ receptor. For example, when used with parathyroid cells, it has one or more of the following, preferably all characteristics measured in vitro by techniques well known to those skilled in the art when tested on parathyroid cells: Molecule.

1.分子が、1μMのLa3+またはGd3+による阻害に対して無反応性である[Ca2+iにおいて急速(ピークまでの時間<5秒)かつ一時的な増大を生じさせる。[Ca2+iの増大は細胞外Ca2+の不存在下で持続するが、(細胞外Ca2+の不存在下)イオノマイシンでの前処理によって阻止される:
2.分子は細胞外Ca2+の最大値以下の(submaximal)濃度によって誘発される[Ca2+iを増大を促進する。
3.細胞外Ca2+によって誘発される[Ca2+iの増大は、ジヒドロピリジン類によって阻害されない。
4.分子によって生じる[Ca2+iの増大は10分間、フッ化ナトリウム10μMでの前処理によって阻止される:
5.分子によって生じる[Ca2+iの一時的な増大は、プロテインキナーゼC(PKC)の活性化剤、例えばホルボル・ミリスタート・アセタート(PMA)、メゼレインまたは(−)インドラクタムVなどでの前処理によって減少させることができる。
プロテイン・キナーゼC活性化剤の総体的効果は、最大応答に影響を与えることなく、分子の濃度−応答曲線を右にずらすことである:
6.分子は、イノシトール−1,4,5−三リン酸および/またはジアシリルグリセロールの生成の急速な(<5秒)増大を生ぜしめる:
7.分子は、ドーパミン−またはイソプロテレノール−刺激サイクリックAMP形成を阻害する:
8.分子は、PTH分泌を阻害する:
9.百日咳トキシン(100ng/ml、>4時間)での前処理は、サイクリックAMP形成における分子の阻害効果を妨害するが、[Ca2+i、イノシトール−1,4,5−三リン酸またはジアシリルグリセロールの増大およびPTH分泌の減少に影響を与えない:
10.分子は、例えば雄牛またはひと上皮小体細胞からのポリ(A)+ に富むmRNAで注入されたアフリカツメガエル卵母細胞中のCl- コンダクタンスの増大で検出されたように、[Ca2+iの増大を誘発するが、水またはラット脳または肝臓mRNAで注入されたアフリカツメガエル卵母細胞では影響を与えない:
11.同様に、上皮小体細胞からのクローン化受容体を用いて、受容体をコード化する特定のcDNAまたはmRNA分子または合成センスRNA(cRNA)で導入されたアフリカツメガエル卵母細胞の応答を誘発する。
1. Molecules produce a rapid (time to peak <5 seconds) and temporary increase in [Ca 2+ ] i that is unresponsive to inhibition by 1 μM La 3+ or Gd 3+ . [Ca 2+] increases in i is sustained in the absence of extracellular Ca 2+, it is blocked by pretreatment with ionomycin (in the absence of extracellular Ca 2+):
2. The molecule promotes the increase in [Ca 2+ ] i induced by submaximal concentrations of extracellular Ca 2+ .
3. The increase in [Ca 2+ ] i induced by extracellular Ca 2+ is not inhibited by dihydropyridines.
4). The increase in [Ca 2+ ] i caused by the molecule is blocked by pretreatment with 10 μM sodium fluoride for 10 minutes:
5. The transient increase in [Ca 2+ ] i produced by the molecule is preceded by an activator of protein kinase C (PKC) such as phorbol myristate acetate (PMA), mezerein or (−) indolactam V. It can be reduced by processing.
The overall effect of protein kinase C activator is to shift the concentration-response curve of the molecule to the right without affecting the maximum response:
6). The molecule produces a rapid (<5 seconds) increase in the production of inositol-1,4,5-triphosphate and / or disilylglycerol:
7). The molecule inhibits dopamine- or isoproterenol-stimulated cyclic AMP formation:
8). The molecule inhibits PTH secretion:
9. Pretreatment with pertussis toxin (100 ng / ml,> 4 hours) interferes with the molecular inhibitory effect on cyclic AMP formation, but [Ca 2+ ] i , inositol-1,4,5-triphosphate or Does not affect the increase in disilylglycerol and the decrease in PTH secretion:
10. The molecules were detected in [Ca 2+ ] as detected by an increase in Cl conductance in Xenopus oocytes injected with, for example, poly (A) + rich mRNA from bull or human parathyroid cells. Induces an increase in i but does not affect Xenopus oocytes injected with water or rat brain or liver mRNA:
11. Similarly, cloned receptors from parathyroid cells are used to elicit responses in Xenopus oocytes introduced with specific cDNA or mRNA molecules encoding the receptor or synthetic sense RNA (cRNA). .

「カルシウム拮抗」分子とは、好ましくは、Ca2+受容体に拮抗剤として作用することによって、細胞外Ca2+−感作細胞の細胞外Ca2+の1種またはそれ以上の活性を妨害することを意味する。例えば、上皮小体細胞に関して用いる場合、インビトロで上皮小体細胞を試験した場合、分子は当業者に周知の技術で測定された下記の特徴の1種またはそれ以上、好ましくはすべてを有する:
1.分子は、部分的または完全のいずれかで、増大した細胞外Ca2+濃度の能力を下記のものを妨げる:
a)[Ca2+]の増大、
b)細胞内Ca2+の移動、
c)イノシトール−1,4,5−三リン酸の生成の増大、
d)ドーパミン−またはイソプロテレノール−刺激サイクリックAMP形成の減少、
e)PTH分泌の阻害:
2.低[Ca2+iで、すなわち、0.5mMで、分子、それ自体は[Ca2+iを変化させない:
3.分子は、細胞外Ca2+またはカルシウム拮抗化合物によって誘発される、雄牛またはひと上皮小体細胞からのポリ(A)+ −mRNAで導入されたアフリカツメガエル卵母細胞中のCl- コンダクタンスの増大を妨げるが、水またはラット脳または肝臓mRNAで導入されたアフリカツメガエル卵母細胞では妨げない:
4.同様に、上皮小体細胞からのクローン化受容体を用いて、Ca2+受容体をコード化する特定のcDNAまたはmRNA分子で導入されたアフリカツメガエル卵母細胞の応答を妨げる。
The "calcium antagonists" molecule, preferably by acting as an antagonist to the Ca 2+ receptor, extracellular Ca 2+ - interfere with one or more activities of extracellular Ca 2+ sensitized cells It means to do. For example, when used in connection with parathyroid cells, when testing parathyroid cells in vitro, the molecule has one or more, preferably all, of the following characteristics measured by techniques well known to those skilled in the art:
1. The molecule, either partially or completely, prevents the ability of increased extracellular Ca 2+ concentration to:
a) Increase in [Ca 2+ ],
b) intracellular Ca 2+ movement,
c) increased production of inositol-1,4,5-triphosphate,
d) reduced dopamine- or isoproterenol-stimulated cyclic AMP formation,
e) Inhibition of PTH secretion:
2. At low [Ca 2+ ] i , ie 0.5 mM, the molecule itself does not change [Ca 2+ ] i :
3. The molecule increases Cl - conductance in Xenopus oocytes introduced with poly (A) + -mRNA from bull or human parathyroid cells induced by extracellular Ca 2+ or calcium antagonist compounds But not in Xenopus oocytes introduced with water or rat brain or liver mRNA:
4). Similarly, cloned receptors from parathyroid cells are used to prevent the response of Xenopus oocytes introduced with specific cDNA or mRNA molecules encoding the Ca 2+ receptor.

他の型の細胞のCa2+受容体における有効なカルシウム様物質およびカルシウム拮抗物質の平行的定義は、下記の実施例から明白である。 A parallel definition of effective calcium-like substances and calcium antagonists at the Ca 2+ receptors of other types of cells is apparent from the examples below.

Ca2+受容体はある種の無機ポリカチオンおよびポリカチオン有機分子を感知し、応答し得る。例えば、上皮小体細胞は、これらの有機ポリカチオンの添加と細胞外Ca2+濃度の増大を区別することができない。おそらく、これらの有機分子がCa2+受容体に細胞外Ca2+のように作用するからである。本発明のカルシウム様物質は、Ca2+受容体の特別良好なアゴニストであり、選択された細胞の機能、例えば、上皮小体細胞からのPTHの分泌を変化させる薬剤として用いることができる。Ca2+とは異なり、これらの分子の多くは、すべてではないが、1種またはそれ以上のCa2+受容体に作用し、すなわち、具体的に1種のCa2+受容体を標的とする能力を有する。 Ca 2+ receptors can sense and respond to certain inorganic polycations and polycation organic molecules. For example, parathyroid cells cannot distinguish between the addition of these organic polycations and an increase in extracellular Ca 2+ concentration. Perhaps because these organic molecules act on the Ca 2+ receptor like extracellular Ca 2+ . The calcium-like substance of the present invention is a particularly good agonist of the Ca 2+ receptor, and can be used as a drug that changes the function of selected cells, for example, secretion of PTH from parathyroid cells. Unlike Ca 2+ , many of these molecules act on one, but not all, one or more Ca 2+ receptors, ie specifically target one Ca 2+ receptor. Have the ability to

これらの分子は、例えば上皮小体亢進症、骨粗しょう症、バジット病、高血圧、腎臓病、心臓病、心臓血管系疾患、内分泌系疾患、水分代謝の異常および癌など、[Ca2+iおよびCa2+が役割を担う種々の疾患の処置に有効なさらに新規な治療の開発のための主導的構造を有する。 These molecules include [Ca 2+ ] i such as hyperparathyroidism, osteoporosis, budget disease, hypertension, kidney disease, heart disease, cardiovascular disease, endocrine disease, abnormal water metabolism and cancer. And has a leading structure for the development of newer therapies effective in the treatment of various diseases in which Ca 2+ plays a role.

カルシウム様物質およびカルシウム拮抗物質は、患者に投与することによって、患者の細胞外遊離Ca2+の濃度を制御し、上述の群から選択される細胞に対する細胞外Ca2+効果に似せるのに有効であるような医薬組成物として処方され得る。本発明前に、Ca2+受容体の操作または制御における異常によって生じる疾患または正常なCa2+受容体を有するが当該Ca2+受容体を活性化または不活性化することによって処置され得ない動物の疾患の処置に有効である。Ca2+受容体に作用するこのような分子は知られていなかった。 Calcium-like substances and calcium antagonists are effective to control the concentration of extracellular free Ca 2+ in patients and to mimic the effect of extracellular Ca 2+ on cells selected from the above group when administered to patients. Can be formulated as a pharmaceutical composition such as Before the present invention has the disease or normal Ca 2+ receptors caused by abnormalities in the operation or control of the Ca 2+ receptor can not be treated by activating or inactivating the Ca 2+ receptor It is effective in the treatment of animal diseases. Such a molecule that acts on the Ca 2+ receptor has not been known.

さらに、他の好ましい具体例において、上皮小体細胞、骨の破骨細胞、糸球体近接腎臓細胞、近位小管腎臓細胞、遠位小管腎臓細胞、厚いヘレンわなの上行肢および/または集合管の細胞、表皮のケラチノサイト、甲状腺(C−細胞)中の小胞周縁細胞、腸管細胞、胎盤中の栄養膜細胞、血小板、血管平滑筋細胞、心臓心房細胞、ガストリンおよびグルカゴン分泌細胞、腎臓糸球体細胞および乳房細胞からなる群から選ばれる、すべてではないが、1種またはそれ以上の細胞に、5μM以下のED50を有する。 Furthermore, in other preferred embodiments, parathyroid cells, bone osteoclasts, glomerular proximal kidney cells, proximal tubule kidney cells, distal tubule kidney cells, thick Helen trapping ascending limbs and / or collecting ducts Cells, keratinocytes of the epidermis, vesicular peripheral cells in the thyroid (C-cells), intestinal cells, trophoblast cells in the placenta, platelets, vascular smooth muscle cells, cardiac atrial cells, gastrin and glucagon secreting cells, kidney glomerular cells And, if not all, selected from the group consisting of breast cells, have one or more cells having an ED 50 of 5 μM or less.

本発明で特に有用である分子の作用の明確化は、特定のインビトロまたはインビボの治療および診断および別のカルシウム様物質またはカルシウム拮抗物質の発見を可能にする。   The clarification of the action of molecules that are particularly useful in the present invention allows for specific in vitro or in vivo treatment and diagnosis and discovery of other calcium-like or calcium antagonists.

好ましい具体例において、この分子は、生理学的pHが陽性に荷電しており、分枝状または環状ポリアミン、陽性荷電ポリアミノ酸およびアリールアルキルアミンからなる群から選ばれる。例えば、分枝状ポリアミンは、式:H2N−(CH2j−(NRi−(CH2jk−NH2(式中、kは1〜10の整数であり、各jは、同一または異なって、2〜10の整数であり、各Riは、同一または異なって、水素および−(CH2j−NH2からなる群から選ばれ、ただし、jは上記の意味であり、少なくとも1個のRiは水素でない)を有する。 In a preferred embodiment, the molecule is positively charged at physiological pH and is selected from the group consisting of branched or cyclic polyamines, positively charged polyamino acids and arylalkylamines. For example, the branched polyamine has the formula: H 2 N— (CH 2 ) j — (NR i — (CH 2 ) j ) k —NH 2 (wherein k is an integer from 1 to 10; Are the same or different and are integers of 2 to 10, and each R i is the same or different and is selected from the group consisting of hydrogen and — (CH 2 ) j —NH 2 , where j is as defined above And at least one R i is not hydrogen).

別の具体例において、分子は、式
[式中、Xはそれぞれ独立して、H、CH3、CH3O、CH3CH2O、Br、Cl、F、CF3、CHF2、CH2F、CF3O、CH2S、OH、CH2OH、CONH2、CN、NO2およびCH3CH2からなる群から選択され;Arは疎水性物質であり;Rはそれぞれ独立して水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、インデニル、インダニル、ジヒドロインドリル、チオジヒドロインドリル、2−、3−または4−ピペリジ(ニ)ルからなる群から選択され;YはCH、窒素および不飽和炭素からなる群から選択され:Zは酸素、窒素、硫黄、
(式中、nはそれぞれ独立して1から4まで、およびmはそれぞれ独立して0から5までである)
からなる群から選択される)
で示される。最も好ましくは、分子は、カルシウム様またはカルシウム拮抗物質のいずれかである。
In another embodiment, the molecule has the formula
[Wherein X is independently H, CH 3 , CH 3 O, CH 3 CH 2 O, Br, Cl, F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, CF 3 O, CH 2 S, Selected from the group consisting of OH, CH 2 OH, CONH 2 , CN, NO 2 and CH 3 CH 2 ; Ar is a hydrophobic material; R is independently hydrogen, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl , Isobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, indenyl, indanyl, dihydroindolyl, thiodihydroindolyl, 2-, 3- or 4-piperidyl (ni) yl; Y is CH, Selected from the group consisting of nitrogen and unsaturated carbon: Z is oxygen, nitrogen, sulfur,
(Wherein n is independently 1 to 4 and m is independently 0 to 5)
Selected from the group consisting of
Indicated by Most preferably, the molecule is either calcium-like or calcium antagonist.

好ましい具体例において、疎水性物質は、フェニル、2−、3−または4−ピリジル、1−または2−ナフチル、1−または2−キノリニル、2−または3−インドリル、ベンジルおよびフェノキシからなる群から選択される;分子は、R−ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミン誘導体、および分子が、式:
(Xは、好ましくは、それぞれ独立してCl、F、CF3、CH3およびCH3Oからなる群から選択される)
である。
In preferred embodiments, the hydrophobic material is from the group consisting of phenyl, 2-, 3- or 4-pyridyl, 1- or 2-naphthyl, 1- or 2-quinolinyl, 2- or 3-indolyl, benzyl and phenoxy. The molecule is R-diphenylpropyl-α-phenethylamine derivative, and the molecule is of the formula:
(X is preferably independently selected from the group consisting of Cl, F, CF 3 , CH 3 and CH 3 O)
It is.

本発明の好ましい態様において、式:
[式中、alkは、1から6個の炭素原子からなる直鎖または分枝鎖アルキレンであり;R1は、1から3個の炭素原子からなる低級アルキルまたは1から7個のハロゲン原子で置換された1から3個の炭素原子からなる低級ハロアルキルであり;R2およびR3は、独立して炭素環状アリールまたはシクロアルキル基から選択され、単環または二環のいずれかであり、所望により、独立して、1から3個の炭素原子からなる低級アルキル、1から7個のハロゲン原子で置換された1から3個の炭素原子からなる低級ハロアルキル、1から3個の炭素原子からなる低級アルコキシ、ハロゲン、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、アミド、1から3個の炭素原子からなる低級アルキルアミド、シアノ、ヒドロキシ、2から4個の炭素原子からなるアシル、1から3個の炭素原子からなる低級ヒドロキシアルキルまたは1から3個の炭素原子からなる低級チオアルキルから選択される、1から5個の置換基で置換されていてもよい5−または6−員環である]
で示される新規フェニル−α−フェネチルアミン同族体および誘導体を提供する。好ましい炭素環状アリール基は、1個または2個の環をもち、少なくともそのうちの1つが芳香族特性をもち、フェニルのような炭素環状アリール基およびナフチルのような2環式炭素環状アリール基を含む。上記の式から明らかなように、そこに含まれる化合物は、ラセミ体混合物としておよび種々の立体異性体として存在し得る。特に好ましいのはR−フェニルプロピル−α−フェネチルアミン誘導体であり、それは血清中イオン化カルシウム低下の促進活性を示すと信じられている。
In a preferred embodiment of the invention, the formula:
Wherein alk is a linear or branched alkylene consisting of 1 to 6 carbon atoms; R 1 is a lower alkyl consisting of 1 to 3 carbon atoms or 1 to 7 halogen atoms A substituted lower haloalkyl consisting of 1 to 3 carbon atoms; R 2 and R 3 are independently selected from carbocyclic aryl or cycloalkyl groups and are either monocyclic or bicyclic, Independently, lower alkyl consisting of 1 to 3 carbon atoms, lower haloalkyl consisting of 1 to 3 carbon atoms substituted with 1 to 7 halogen atoms, consisting of 1 to 3 carbon atoms Lower alkoxy, halogen, nitro, amino, alkylamino, amide, lower alkylamide consisting of 1 to 3 carbon atoms, cyano, hydroxy, consisting of 2 to 4 carbon atoms Sil, optionally substituted with 1 to 5 substituents selected from 1 to 3 carbon atoms lower hydroxyalkyl or 1 to 3 carbon atoms lower thioalkyl It is a member ring]
The novel phenyl-α-phenethylamine homologues and derivatives are provided. Preferred carbocyclic aryl groups have one or two rings, at least one of which has aromatic character and includes carbocyclic aryl groups such as phenyl and bicyclic carbocyclic aryl groups such as naphthyl. . As is apparent from the above formula, the compounds contained therein may exist as racemic mixtures and as various stereoisomers. Particularly preferred is an R-phenylpropyl-α-phenethylamine derivative, which is believed to exhibit a serum ionizing calcium lowering promoting activity.

好ましい化合物はalkがn−プロピレンであるものを含む。R1がメチルである化合物もまた好ましい。R2およびR3が所望により置換されていてもよいフェニルである化合物もまた好ましい。 Preferred compounds include those where alk is n-propylene. Also preferred are compounds wherein R 1 is methyl. Also preferred are compounds wherein R 2 and R 3 are optionally substituted phenyl.

特に好ましい化合物は、R2がモノ置換フェニル、さらに好ましくはメタ−置換フェニルであるものを含む。特に好ましいR3基は、非置換または一置換、好ましくはオルト−置換フェニルを含む。R2の好ましい置換基は、ハロゲン、ハロアルキル、好ましくはトリハロメチルおよびアルコキシ、好ましくはメトキシを含む。R3の好ましい置換基はハロゲン、より好ましくは塩素を含む。 Particularly preferred compounds include those where R 2 is mono-substituted phenyl, more preferably meta-substituted phenyl. Particularly preferred R 3 groups include unsubstituted or monosubstituted, preferably ortho-substituted phenyl. Preferred substituents for R 2 include halogen, haloalkyl, preferably trihalomethyl and alkoxy, preferably methoxy. Preferred substituents for R 3 include halogen, more preferably chlorine.

2番目に関連のある態様において、本発明は、1種またはそれ以上の細胞または血液中または血漿中または細胞外体液中の正常でない[Ca2+]または[Ca2+iにより特徴付けられる疾患または症状である患者を処置するための方法を特徴とする。この方法は、患者に治療的有効量の、細胞内の[Ca2+iの上昇により生起される細胞外Ca2+の活性に類似するか、または細胞外Ca2+により誘導される[Ca2+iの増加を妨害するのいずれかである1種またはそれ以上の分子を投与する工程を含む。 In a second related aspect, the present invention is characterized by one or more cells or abnormal [Ca 2+ ] or [Ca 2+ ] i in blood or plasma or extracellular fluid. Features a method for treating a patient that is a disease or condition. This method is similar to the activity of extracellular Ca 2+ caused by an increase in intracellular [Ca 2+ ] i , or induced by extracellular Ca 2+ in a therapeutically effective amount in the patient [ Administering one or more molecules that either interfere with an increase in Ca 2+ ] i .

「正常でない」とは、患者が一般の集団と比較して異なったCa2+代謝産物をもち、それは血中または細胞外体液中の1種またはそれ以上の蛋白質(例えばホルモン類)、または細胞外および/または細胞内Ca2+の濃度に影響を及ぼす他の分子により影響を受けている。すなわち、本疾患は、上皮小体機能亢進症、骨粗鬆症およびミネラル関連疾患等(例えば、“ハリソンズ・プリンシパルズ・オブ・インターナル・メディシン”のような標準的医学書に記載)を含む。このような疾患は、本発明において、1個またはそれ以上のCa2+の効果に類似するまたは妨害し、それによって、直接または間接的に患者の体内の蛋白質または他の分子の濃度に影響を与える分子により処置される。 “Unusual” means that the patient has a different Ca 2+ metabolite compared to the general population, which is one or more proteins (eg, hormones) or cells in the blood or extracellular fluid It is influenced by other molecules that affect the concentration of extracellular and / or intracellular Ca 2+ . That is, this disease includes hyperparathyroidism, osteoporosis, mineral-related diseases and the like (for example, described in standard medical books such as “Harrisons Principals of Internal Medicine”). Such diseases in the present invention resemble or interfere with the effect of one or more Ca 2+ , thereby directly or indirectly affecting the concentration of proteins or other molecules in the patient's body. Treated with the given molecule.

「治療的有効量」とは、患者の疾患または症状の1種またはそれ以上の症状をある程度まで軽減する量を意味する。さらに、「治療的有効量」とは、疾患または状態に関連するまたは原因となる生理学的または生化学的パラメーターを、部分的または完全に正常に戻す量を意味する。一般に、分子の約1nmolから1μmolの間の量であり、そのEC50および患者の年齢、体重および疾患に依存する。 “Therapeutically effective amount” means an amount that reduces to some extent one or more symptoms of a patient's disease or condition. Furthermore, “therapeutically effective amount” means an amount that partially or completely restores a physiological or biochemical parameter associated with or causative of a disease or condition. In general, the amount is between about 1 nmol to 1 μmol of the molecule, depending on its EC 50 and the age, weight and disease of the patient.

好ましい具体例において、分子は5μMより小さいか、それに等しいEC50を有し、プロタミンではなく;最も好ましくは、Ca2+受容体にカルシウム様またはカルシウム拮抗物質として相互作用する。最も好ましくは、分子は上記の1つから選択される。 In a preferred embodiment, the molecule has an EC 50 of less than or equal to 5 μM and not protamine; most preferably it interacts with the Ca 2+ receptor as a calcium-like or calcium antagonist. Most preferably, the molecule is selected from one of the above.

他の好ましい具体例において、患者は、1個またはそれ以上の成分の異常な濃度を特徴とする疾患に罹患し、その濃度は1個またはそれ以上のCa2+受容体の活性により制御されまたは影響を受け、分子は上皮小体細胞、骨中の破骨細胞、腎臓中の糸球体近接細胞、腎臓中の近位小管細胞、遠位小管腎臓細胞、厚いヘレンわなの上行肢および/または集合管の細胞、表皮のケラチノサイト、甲状腺(C−細胞)中の小胞周縁細胞、腸管細胞、胎盤中の栄養膜細胞、血小板、血管平滑筋細胞、心臓心房細胞、ガストリンおよびグルカゴン分泌細胞、腎臓糸球体細胞および乳房細胞からなる群から選択された細胞のCa2+受容体に活性である。 In other preferred embodiments, the patient suffers from a disease characterized by an abnormal concentration of one or more components, the concentration being controlled by the activity of one or more Ca 2+ receptors or Affected molecules are parathyroid cells, osteoclasts in bone, glomerular proximate cells in kidney, proximal tubule cells in kidney, distal tubule kidney cells, thick Helen trap ascending limbs and / or aggregates Vascular cells, epidermal keratinocytes, vesicular peripheral cells in thyroid (C-cells), intestinal cells, trophoblast cells in placenta, platelets, vascular smooth muscle cells, cardiac atrial cells, gastrin and glucagon secreting cells, kidney thread Active on the Ca 2+ receptor of cells selected from the group consisting of sphere cells and breast cells.

更に他の好ましい具体例において、分子は、患者の血漿中の上皮小体ホルモンの濃度を、例えば正常の個人で見られる濃度までか、または血漿Ca2+の減少の原因となるのに充分な程度まで減少させ;この分子は患者に治療的に適当な効果をもつのに十分な程度まで提供される。 In still other preferred embodiments, the molecule is sufficient to bring the concentration of parathyroid hormone in the patient's plasma to a level found, for example, in normal individuals or to cause a decrease in plasma Ca 2+. This molecule is provided to a degree sufficient to have a therapeutically appropriate effect on the patient.

第3の態様において、本発明は、患者の1個またはそれ以上のCa2+受容体の数および/または位置(および/または機能的完全性)の同定、およびその疾患または症状としての指数数および/または位置(および/または機能的完全性)と健常者で観察されるものとの比較による患者の疾患または病気の診断の方法を特徴とする。 In a third aspect, the present invention identifies the number and / or location (and / or functional integrity) of one or more Ca 2+ receptors in a patient, and the index number as a disease or symptom thereof. And / or a method of diagnosing a patient's disease or condition by comparing position (and / or functional integrity) with that observed in healthy individuals.

好ましい具体例において、本方法は、Ca2+受容体に対する抗体をCa2+受容体の数および/または位置および/または機能的完全性を測定するのに使用する免疫測定法であり、または測定法は、Ca2+受容体に結合する標識カルシウム様またはカルシウム拮抗分子の提供を含み;診断される疾患は癌、例えば上皮小体異所性癌、または骨の破骨細胞中の数が上記の正常レベルであることまたは骨の破骨細胞での活性の程度の増大を特徴とする症状である。 In a preferred embodiment, the method is immunoassay using antibodies against Ca 2+ receptor to determine the number and / or position and / or functional integrity of the Ca 2+ receptor, or measurement The method includes providing a labeled calcium-like or calcium antagonist molecule that binds to the Ca 2+ receptor; the disease to be diagnosed is a cancer, such as an ectopic parathyroid cancer, or a number of bone osteoclasts as described above Symptoms characterized by increased levels of activity in bone osteoclasts.

第4の態様において、本発明は、治療的分子として有用な分子を同定するための方法を特徴とする。本方法は、細胞内で細胞外Ca2+の活性に類似した能力をもつか、または細胞外Ca2+により誘導される[Ca2+iの増加を妨害する能力のいずれかに潜在的に有効な分子のスクリーニング、および分子が5μMより小さいかそれに等しいEC50またはIC50を有するか否かの測定を含む。 In a fourth aspect, the invention features a method for identifying a molecule useful as a therapeutic molecule. This method potentially has the ability to resemble the activity of extracellular Ca 2+ within the cell or to block the increase in [Ca 2+ ] i induced by extracellular Ca 2+. Screening for effective molecules, and determining whether a molecule has an EC 50 or IC 50 of less than or equal to 5 μM.

他の態様において、本発明は組み換えCa2+受容体、組み換えCa2+受容体を含む細胞、Ca2+受容体をコード化する精製核酸、生物学的活性および分子NPS019の使用、NPS459、NPS467、NPS551およびNPS568(図44−63参照)を材料とする新規化合物または組成物および、例えば組み換えCa2+受容体の使用による、最初のCa2+受容体であるが2番目ではない受容体でCa2+の1個またはそれ以上の活性に類似または妨害する分子を同定することによる有用なカルシウム様またはカルシウム拮抗分子の同定方法を特徴とする。 In other embodiments, the invention relates to recombinant Ca 2+ receptors, cells containing recombinant Ca 2+ receptors, purified nucleic acids encoding Ca 2+ receptors, biological activity and use of the molecule NPS019, NPS459, NPS467. , NPS551 and NPS568 (see FIGS. 44-63) and a first Ca 2+ receptor but not a second receptor, eg, by use of a recombinant Ca 2+ receptor Features a method of identifying useful calcium-like or calcium antagonist molecules by identifying molecules that resemble or interfere with one or more activities of Ca 2+ .

他の態様において、腎臓からの組み換えCa2+受容体を含む細胞が、ひとに腎毒性を生ぜしめるカルシウム受容体における活性について抗生物質類(例えば、アミノグリコシド抗生物質類)をスクリーニングする試験法として採用される。 In other embodiments, cells containing recombinant Ca 2+ receptors from the kidney are employed as test methods for screening antibiotics (eg, aminoglycoside antibiotics) for activity at calcium receptors that cause nephrotoxicity in humans. Is done.

「組み換え体」とは、組み換えDNA技術により製造される、天然に存在するCa2+受容体からその位置、純度または構造のいずれかにより区別されるような任意のCa2+受容体を含むという意味である。一般に、このような受容体は通常天然に観察されるのと異なった量で細胞に存在する。 By "recombinant" is produced by recombinant DNA techniques, the position from the Ca 2+ receptors naturally occurring, that includes any Ca 2+ receptor as distinguished by either purity or structure Meaning. In general, such receptors are present in cells in amounts different from those normally observed in nature.

「精製」とは、抗体または核酸が天然に存在する抗体または核酸と区別され、天然に見い出される抗体または核酸から分離され、例えばベクター系において、組み換えCa2+受容体発現に使用されることを意味する。好ましくは、抗体または核酸は標準技術により均質調製物として提供される。 “Purification” means that an antibody or nucleic acid is distinguished from a naturally occurring antibody or nucleic acid, separated from a naturally found antibody or nucleic acid, and used for recombinant Ca 2+ receptor expression, eg, in a vector system. means. Preferably, the antibody or nucleic acid is provided as a homogeneous preparation by standard techniques.

このようなクローン化受容体は、所望の細胞中で発現され得、構造決定のために単離され結晶化され得る。このような構造は、Ca2+受容体に結合できる本発明の有用な分子の設計を可能にする。さらに、このような受容体の同等物が、他の細胞、cDNAまたはゲノム性ライブラリーのクローンのために、最初のクローンをブローブとして使用してクローン化され得る。 Such cloned receptors can be expressed in the desired cells and isolated and crystallized for structure determination. Such a structure allows the design of useful molecules of the invention that can bind to the Ca 2+ receptor. In addition, equivalents of such receptors can be cloned using the first clone as a probe for other cell, cDNA or genomic library clones.

クローン化受容体のための抗体は単離でき、本発明の治療剤として、またはCa2+−関連疾病または症状の診断のためのCa2+受容体の数および/または位置および/または機能的完全性を測定するための診断用手段として使用できる。このような抗体はカルシウム様またはカルシウム拮抗物質として静脈内投与することによりまたイン・ビボで使用できる。 Antibodies for cloned receptors can be isolated, and the number and / or location and / or functionality of Ca 2+ receptors as therapeutic agents of the invention or for diagnosis of Ca 2+ -related diseases or conditions It can be used as a diagnostic tool to measure integrity. Such antibodies can also be used in vivo by intravenous administration as calcium-like or calcium antagonists.

すなわち、一般に、本発明は、上皮小体細胞、骨中の破骨細胞、腎臓中の糸球体近接細胞、腎臓中の近位小管細胞、遠位小管細胞、ヘンレのループにおける厚上昇肢および/または回収管、表皮のケラチノサイト、甲状腺の小胞周縁細胞(C−細胞)、腸細胞、胎盤中の栄養膜細胞、血小板、血管平滑筋、心臓心房細胞、ガストリンおよびグルカゴン分泌細胞、腎臓脈管膜細胞および乳房細胞からなる群から選択された、全てではないが1個またはそれ以上の細胞のCa2+受容体において選択的アゴニストまたはアンタゴニストのいずれかとして作用することができるカルシウム様またはカルシウム拮抗物質を特徴とする。このような組成物は、医薬組成物を提供するために当分野の技術者に公知の任意の薬理学的に許容可能な担体を含み得る。 That is, in general, the invention relates to parathyroid cells, osteoclasts in bone, glomerular proximate cells in kidney, proximal tubule cells in kidney, distal tubule cells, thickened limbs in Henle's loop and / or Or collection tube, keratinocyte of epidermis, vesicular peripheral cell (C-cell) of thyroid gland, trophoblast cell in placenta, platelet, vascular smooth muscle, cardiac atrial cell, gastrin and glucagon secreting cell, renal vascular membrane Calcium-like or calcium antagonists that can act as either selective agonists or antagonists at the Ca 2+ receptor of one, but not all, cells selected from the group consisting of cells and breast cells It is characterized by. Such compositions can include any pharmaceutically acceptable carrier known to those of skill in the art to provide pharmaceutical compositions.

本発明は、また、疾病状体の治療法として、標準技術、例えばアンチセンスおよび関連技術(例えば、リボザイム類)による患者のCa2+受容体の数の調整を特徴とする。 The invention also features the adjustment of the number of Ca 2+ receptors in a patient by standard techniques, such as antisense and related techniques (eg, ribozymes) as a treatment for disease states.

本発明は、以下に明らかにするように、カルシウム様物質及び/又はカルシウム拮抗物質を検出する検出法を用いてCa2+レセプターの活性に影響を及ぼす分子を確認する方法を提供する。さらに検出法又は抗体又は以下に記載される他の技術の使用により転写又は翻訳レベルでCa2+レセプターの発現を減少又は増加するのに効果があると見られる分子を治療用途用に定義できる。 As will be clarified below, the present invention provides a method for identifying a molecule that affects the activity of a Ca 2+ receptor using a detection method for detecting a calcium-like substance and / or a calcium antagonist. In addition, molecules that appear to be effective in reducing or increasing Ca 2+ receptor expression at the transcriptional or translational level can be defined for therapeutic use by the use of detection methods or antibodies or other techniques described below.

先の抄約は一般にカルシウムレセプターに関する好ましい実施態様に大きく関連した。さらにその見地では、本発明は新規超科のポリペプチド受容体/センサー分子に関する。本明細書に開示され、正規に寄託されたcDNAクローン、BoPCaR1は本超科のメンバーである受容体/センサーをコード化することを記載した最初のそのようなクローンを示す。本発明の目的のために、本超科に属する受容体/センサーを無機イオン受容体と称する。   The above abstraction was largely related to the preferred embodiment for calcium receptors in general. Further in that respect, the present invention relates to novel superfamily polypeptide receptor / sensor molecules. The first such clone disclosed herein and described as a properly deposited cDNA clone, BoPCaR1, encodes a receptor / sensor that is a member of this superfamily. For the purposes of the present invention, receptors / sensors belonging to this superfamily are referred to as inorganic ion receptors.

新規超科の無機イオン受容体は、類似のアミノ酸配列により、構造により及び/又は作用により互いに関係する種々のそのような分子を含む。全体に、これらも又、本分野で一般に知られた全ての受容体/センサーからの本超科の受容体の顕著なメンバーに帰する。本超科の受容体のメンバーは、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム又は水素イオン等の無機カチオンのレベルの変化を検知し、又、応答し、そしてそのようなイオンを感知して、細胞作用の変化を引き出しうるそれらの驚くべき能力により本質的に機能的に区別される。そのような変化は、既知G−蛋白結合受容体に現れるような第二メッセンジャーレベルの変化又はイオン膜内外イオン流量の変化を含みうる。本超科のメンバーは、又、無機アニオン、例えばリン酸又は塩化物イオンを感知するものもある。そのようなすべての受容体は本明細書に記載された本発明の範囲内にある。さらに、超科の無機イオン受容体に属する受容体/センサーの全ての分離された天然に生じた又は合成したリガンドは本発明の範囲内にある。別の局面で、本発明は無機イオン受容体の何らかのそのような天然又は合成リガンドの治療用途を特徴とする。   Novel superfamily inorganic ion receptors include a variety of such molecules that are related to each other by similar amino acid sequences, by structure and / or by action. Overall, these are also attributed to prominent members of the superfamily of receptors from all receptors / sensors generally known in the art. Members of this superfamily of receptors detect and respond to changes in the level of inorganic cations such as calcium, magnesium, potassium, sodium or hydrogen ions and sense such ions to They are essentially functionally distinguished by their amazing ability to draw change. Such changes can include changes in second messenger levels or changes in ion flux inside and outside the ionic membrane as appearing in known G-protein coupled receptors. Some members of this superfamily also sense inorganic anions, such as phosphate or chloride ions. All such receptors are within the scope of the invention described herein. Furthermore, all isolated naturally occurring or synthesized ligands of receptors / sensors belonging to superfamily inorganic ion receptors are within the scope of the present invention. In another aspect, the invention features the therapeutic use of any such natural or synthetic ligand for inorganic ion receptors.

超科の無機イオン受容体に属する受容体がリガンド結合以外の刺激により活性化されるることは本発明の次の局面である。例えば本超科の受容体の幾つかのメンバーは、物理的因子、例えばそのような受容体を発現する細胞の膜に作用するストレッチ因子により活性化する。そのような全ての受容体は本発明の範囲内にある。   It is the next aspect of the present invention that receptors belonging to superfamily inorganic ion receptors are activated by stimuli other than ligand binding. For example, some members of the superfamily of receptors are activated by physical factors such as stretch factors that act on the membranes of cells that express such receptors. All such receptors are within the scope of the present invention.

無機イオン受容体は、好ましい受容体を関連する上記したような方法に用いることができる。ヒト組織型を含む種々の組織型に発現した組換え受容体は、当業者に既知の方法で医薬発見をスクリーンする(高効率スクリーンを含む)のに用いることができる。イオン様分子及びイオン拮抗分子は容易に確認できる。方法は受容体の個々の作用に適応できる。例えばカルシウム活性塩化物流は、カルシウムチャンネルを形成する、又は細胞内カルシウムを中性化する無機イオン受容体と利用しうる。リガンドゲートイオンチャンネルは当分野で知られている。二次メッセンジャー系に結合する無機イオン受容体は、サイクリックAMP及びイノシトールリン酸の測定を含む上記したような検定を可能にする。容易に検定可能な試薬に結合した組換え受容体を有する細胞は、又、文献に記載されるようにメラニン細胞中の色素懸濁液に対する受容体のG−蛋白カップリングに用いうる。従って、本発明は無機イオン受容体様分子又は拮抗分子、並びに上で詳細に記載した様分子及び拮抗分子から好ましく選択されたものを含む。そのような様分子及び拮抗分子自体である試薬を発見する方法を十分可能にする。同様に本発明は好ましい実施態様に関連した、上記のような無機イオン受容体関連疾病又は状態の診断及び処置を含む。例えば無機イオン受容体の上昇したレベルに関係した疾病は、そのような上昇したレベルの検定に基づいて診断できる。治療分子は関連した自生イオンの活性をミミックする、又は関連する自生イオンの効力又は能力を修飾する試薬をスクリーニングすることにより確認できる。組織特異発現及び発現レベルは、評価などできる。   Inorganic ion receptors can be used in methods such as those described above involving preferred receptors. Recombinant receptors expressed in various tissue types, including human tissue types, can be used to screen drug discovery (including high efficiency screens) in a manner known to those skilled in the art. Ion-like molecules and ion antagonist molecules can be easily identified. The method can be adapted to the individual effects of the receptor. For example, calcium activated chloride streams can be utilized with inorganic ion receptors that form calcium channels or neutralize intracellular calcium. Ligand gate ion channels are known in the art. Inorganic ion receptors that bind to the second messenger system allow for assays such as those described above, including measurement of cyclic AMP and inositol phosphates. Cells with recombinant receptor bound to an easily assayable reagent can also be used for G-protein coupling of the receptor to a dye suspension in melanocytes as described in the literature. Accordingly, the present invention includes inorganic ion receptor-like molecules or antagonist molecules and those preferably selected from such molecules and antagonist molecules as described in detail above. It fully enables methods for discovering reagents that are such molecules and antagonist molecules themselves. Similarly, the invention includes the diagnosis and treatment of inorganic ion receptor related diseases or conditions as described above in connection with preferred embodiments. For example, diseases associated with elevated levels of inorganic ion receptors can be diagnosed based on such elevated level assays. The therapeutic molecule can be identified by screening for reagents that mimic the activity of the associated autogenous ions or modify the potency or ability of the associated autogenous ions. Tissue specific expression and expression levels can be evaluated.

従って、本発明の本局面では、新規超科の分離された無機イオン受容体が提供され、又、その独特な断片も提供される。好ましくは、分離された受容体はヒト受容体であり、最も好ましくは分離された受容体は、上皮小体、欠陥、腎臓、表皮小体、甲状腺、破骨細胞、腸、乳房、栄養膜、血小板、ガストリン分泌腺、心臓及び脳並びにそれらの独特の断片からなる群から選択された組織又は細胞中に発現したカルシウム受容体である。さらに本発明は、望ましい活性を有する先の無機イオン受容体のポリペプチド断細を特徴づける。例えば、断片は正に結合部位或いはミミック、アゴニスト又は拮抗物質に結合する部位を含む。他の有用な断片は受容体の外側の蛋白、膜拡張(spanning)蛋白又は細胞内蛋白のみを有するものを含む。さらに、これらの断片は以下にさらに詳細に記載されるように、他の受容体の断片とキメラ受容体を形成するのに有用である。本発明は、又、分離された受容体のムテイン又は同族体又は他の誘導体を特徴づける。従って、本発明は自然に生じる蛋白だけでなくその誘導体をも含む。   Thus, in this aspect of the invention, a novel superfamily of isolated inorganic ion receptors are provided, as well as unique fragments thereof. Preferably, the isolated receptor is a human receptor, and most preferably the isolated receptor is parathyroid, defect, kidney, epidermis, thyroid, osteoclast, intestine, breast, trophoblast, Calcium receptors expressed in tissues or cells selected from the group consisting of platelets, gastrin secretory glands, heart and brain and unique fragments thereof. The present invention further features polypeptide fragmentation of prior inorganic ion receptors with desirable activity. For example, a fragment contains a binding site or a site that binds to a mimic, agonist or antagonist. Other useful fragments include those having only a protein outside the receptor, a spanning protein or an intracellular protein. In addition, these fragments are useful for forming chimeric receptors with other receptor fragments, as described in more detail below. The invention also features isolated receptor muteins or homologues or other derivatives. Accordingly, the present invention includes not only naturally occurring proteins but also derivatives thereof.

本発明は、又、先の無機イオン受容体並びにその断片及び誘導体をコード化するヌクレオチド配列を特徴づける。そのようなヌクレオチド配列は種々の方法を経て得られ、そして本発明の開示は当業者がそのような受容体をコード化するcDNA又は遺伝クローンを得ることを可能にする。例えばハイブリダイゼーションプローブは、BoPCaR1のヌクレオチド配列を基に作りうる。何らかのゲノムライブラリィ又はcDNAライブラリィがそのようなプローブによって低い厳格さでスクリーンされると、超科の他のメンバーをコード化するハイブリダイゼーションプローブが得られる。さらに、クローン又は分離無機イオン受容体に結合する抗体を容易に調製できる。そのような抗体は、又、当業者にとって既知の発現クローニング技術により本発明の他の受容体を分離するのに用いうる。標的遺伝子移動(walking)も、超科の無機イオン受容体のメンバーを確認しクローンするのに適用しうる。さらにクローンは上記したように発現クローニング方法により得られうる。これらの方法は、問題の無機イオン受容体の個々の作用に適応できる。例えば、カルシウム活性塩化物流もカルシウムチャンネルを形成するか又は細胞内カルシウムを可動性にする無機イオン受容体のクローニングに適用しうる。上記したようにリガンドゲートイオンチャンネルは当分野で既知である。例えば、セロトニンゲートイオンチャンネルはこの方法でクローンされて来た。しかしながら、本発明の受容体は、それらのアミノ酸配列で、及びそれらが無機イオン、例えばカルシウム、マグネシウム、水素イオン、リン酸イオン等を感知することで他の既知のリガンドゲートイオンチャンネルと全く異なる。   The invention also features nucleotide sequences that encode the foregoing inorganic ion receptors and fragments and derivatives thereof. Such nucleotide sequences can be obtained via a variety of methods, and the disclosure of the present invention allows one skilled in the art to obtain cDNA or genetic clones encoding such receptors. For example, a hybridization probe can be made based on the nucleotide sequence of BoPCaR1. If any genomic or cDNA library is screened with such a probe with low stringency, hybridization probes encoding other members of the superfamily are obtained. Furthermore, antibodies that bind to clones or isolated inorganic ion receptors can be readily prepared. Such antibodies can also be used to isolate other receptors of the invention by expression cloning techniques known to those skilled in the art. Target gene walking can also be applied to identify and clone members of superfamily inorganic ion receptors. Further clones can be obtained by expression cloning methods as described above. These methods can be adapted to the individual action of the inorganic ion receptor in question. For example, a calcium active chloride stream can also be applied to the cloning of inorganic ion receptors that form calcium channels or mobilize intracellular calcium. As noted above, ligand-gated ion channels are known in the art. For example, serotonin gate ion channels have been cloned this way. However, the receptors of the present invention are quite different from other known ligand-gated ion channels in their amino acid sequences and in that they sense inorganic ions such as calcium, magnesium, hydrogen ions, phosphate ions, and the like.

この方法で得られた各クローン受容体が、新規なそのようなDNA又はそれ自体が無機イオン受容体をコード化する依然として付加的なクローンを確認するのに用いられる抗体プローブを提供することも当業者により評価されよう。さらに、上で概略述べたような受容体の一以上の配列を得ると、情報が超科の他のメンバーをコード化する依然付加的なクローンを得るのに有用である局在配列保存に関連することが可能であることが評価されるであろう。そのような保存配列は、又、BoPCaR1の全体構造の分析が細胞外ドメイン、膜内外ドメイン及び細胞内ドメインを便利に含むので、それから誘導されうる。   It is also possible that each clonal receptor obtained in this way provides an antibody probe that can be used to identify new such DNA or still additional clones that themselves encode inorganic ion receptors. It will be evaluated by the vendor. In addition, obtaining one or more sequences of the receptor as outlined above is relevant for local sequence conservation where the information is still useful to obtain additional clones that encode other members of the superfamily. It will be appreciated that it is possible to do. Such conserved sequences can also be derived therefrom, as analysis of the overall structure of BoPCaR1 conveniently includes the extracellular domain, the transmembrane domain and the intracellular domain.

従って、分離された核酸クローン化無機イオン受容体及びその特異な断片が提供される。好ましい受容体は上記した群から選択された組織及び細胞で発現されるカルシウム受容体である。より好ましくは、核酸がヒト無機イオン受容体又はその特異断片をコード化する。本発明は、さらに前述の無機イオン受容体の発現を調節する内因性調整要素を提供し、又、これらの調整要素の活性を作動し(agonizing)又は拮抗することが可能である試薬も確認しうる。   Accordingly, isolated nucleic acid cloned inorganic ion receptors and unique fragments thereof are provided. Preferred receptors are calcium receptors expressed in tissues and cells selected from the above group. More preferably, the nucleic acid encodes a human inorganic ion receptor or a specific fragment thereof. The present invention further provides endogenous regulatory elements that modulate the expression of the aforementioned inorganic ion receptors, and also identifies reagents that can agonize or antagonize the activity of these regulatory elements. sell.

本発明は、さらに本発明の核酸を発現する組換え細胞を提供する。そのような細胞では、核酸はそのゲノム調整要素の調節下にありうるか又は外因性プロモーターを含む外因性調整要素下にありうる。「外因性」とは、それは無機イオン受容体のコード配列にインビボで転写的に通常結合しないプロモーターを意味する。   The present invention further provides a recombinant cell that expresses the nucleic acid of the present invention. In such cells, the nucleic acid can be under the control of its genomic regulatory element or under an exogenous regulatory element that includes an exogenous promoter. By “exogenous” is meant a promoter that does not normally bind transcriptionally in vivo to an inorganic ion receptor coding sequence.

前述の無機イオン受容体に対する精製抗体並びにそのような受容体のアロステリック部位及びそのような受容体のイデイオタイプに対する抗体が提供される。   Purified antibodies against the aforementioned inorganic ion receptors are provided as well as antibodies against the allosteric sites of such receptors and the idiotypes of such receptors.

毒素に結合した試薬を結合する無機イオン受容体も提供される。そのような試薬は抗体であり得、例えば免疫毒素である。そのような免疫毒素は、例えばインビトロ又はインビボで無機イオン受容体を発現する細胞を死滅するのに用いうる。   Also provided are inorganic ion receptors that bind reagents conjugated to toxins. Such a reagent can be an antibody, for example an immunotoxin. Such immunotoxins can be used, for example, to kill cells that express inorganic ion receptors in vitro or in vivo.

さらに本発明は、無機イオン受容体又はその特異断片をコード化するトランスジーンを含むトランスジェニック非ヒト動物を提供する。そのようなトランスジーンは無機イオン受容体の発現に影響したり又は変化させるのに、或は例えば同種組換えにより無機イオン受容体の発現を不活性化するのに有用でありうる。他のトランスジーンは、アンチセンス又は天然無機イオン受容体遺伝子の発現を変化させることができる蛋白をコード化するものを含む、そのような哺乳動物中に提供しうる。そのような変化は上調節(up-regulation)、下調節(down-regulation)又は完全不活性化でありうる。   The present invention further provides a transgenic non-human animal comprising a transgene encoding an inorganic ion receptor or a specific fragment thereof. Such transgenes can be useful for affecting or altering the expression of inorganic ion receptors, or for inactivating the expression of inorganic ion receptors, eg, by homologous recombination. Other transgenes can be provided in such mammals, including those that encode proteins capable of altering the expression of antisense or natural inorganic ion receptor genes. Such changes can be up-regulation, down-regulation or complete inactivation.

従って、無機イオン受容体の発現に影響を与える目的で、細胞を細胞成分に結合する試薬と接触させることを含む方法を提供する。そのような試薬は、プロモーター、プロモーター上で作用する他の調整試薬、受容体に結合する能力を有する試薬及び受容体又はその特異断片をコード化する核酸に結合しうる。   Accordingly, a method comprising contacting a cell with a reagent that binds to a cellular component for the purpose of influencing the expression of an inorganic ion receptor is provided. Such reagents can bind to nucleic acids encoding promoters, other regulatory reagents that act on the promoter, reagents capable of binding to the receptor, and receptors or specific fragments thereof.

本発明の他の特徴及び利点は、その好ましい実施態様の以下の記載から及び請求の範囲から明らかであろう。   Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description of preferred embodiments thereof and from the claims.

カルシウム様及びカルシウム拮抗分子
本発明の有用なカルシウム様及びカルシウム拮抗分子は一般的に上記される。これらの分子は、Ca2+レセプターでのCa2+の活性を模倣し又は拮抗する分子を明らかにするスクリーニング方法を用い容易に確認できる。そのような方法の例を、以下に提供する。これらの例は本発明を限定するものではなく、単に当業者により容易に用いられ、又は適用される方法を示すものである。
Calcium-like and calcium antagonist molecules Useful calcium-like and calcium antagonist molecules of the present invention are generally described above. These molecules can be readily identified using screening methods that reveal molecules that mimic or antagonize the activity of Ca 2+ at the Ca 2+ receptor. Examples of such methods are provided below. These examples are not intended to limit the invention, but merely to illustrate methods that are readily used or applied by those skilled in the art.

一般にカルシウム様及びカルシウム拮抗分子は、以下に記載されたもの(導出分子と呼ばれる)にならって修飾される分子をスクリーニングすることにより確認される。以下に見ることができるように、種々のCa2+レセプターに有用な幾つかの特異的カルシウム様物質及びカルシウム拮抗物質がある。誘導分子は標準的方法により容易に計画され、当業者に知られた多くのプロトコールの一つで試験する。多くの分子を、本発明に最も有用なものを確定するために容易にスクリーンしうる。 In general, calcium-like and calcium antagonist molecules are identified by screening molecules that are modified according to those described below (referred to as derived molecules). As can be seen below, there are several specific calcium-like and calcium antagonists that are useful for various Ca 2+ receptors. Derived molecules are easily designed by standard methods and tested in one of many protocols known to those skilled in the art. Many molecules can be easily screened to determine what is most useful for the present invention.

他の系でCa2+の作用を模倣し又は拮抗する有機カチオン分子はCa2+レセプターへの活性についての必要な構造を含む。他の有用な分子の理論的設計は、カルシウム様又はカルシウム拮抗であることが知られた分子の研究及びその既知分子の構造を修飾することを含む。例えばポリアミンは、スペルミンが幾つかのインビトロ系でCa2+の活用を模倣するので、潜在的にカルシウム様である。結果はスペルミンが実際細胞外二及び三価カチオンにより惹起されたものを連想させる[Ca2+]及びPTH分泌に変化を起こすことを示す(以下参照)。逆に、Ga3+はGd3+のウシ上皮小体カルシウム受容体における作用と拮抗する。以下に概略述べる実験は、従って、スペルミンにより得られたこの現象学が細胞外Ca2+により用いられる同じ機構を含むことを示すことを目ざしている。これを行うため、Ca2+レセプターの活性化を特徴づける種々の生理的及び生化学的パラメーターへのスペルミンの影響を評価した。同様の効果を有するこれらの分子は、本発明に有効であり、スペルミンと同様の構造を有する分子を選択又は製造することによって発現できる。一度、他の有用な分子が発見されると、本選択方法は容易に繰り返すことができる。 Organic cationic molecules that mimic or antagonize the action of Ca 2+ in other systems contain the necessary structure for activity at the Ca 2+ receptor. Other useful molecular theoretical designs include the study of molecules known to be calcium-like or calcium antagonists and modifying the structure of the known molecules. For example, polyamines are potentially calcium-like because spermine mimics the utilization of Ca 2+ in some in vitro systems. The results show that spermine actually changes [Ca 2+ ] and PTH secretion reminiscent of those induced by extracellular di- and trivalent cations (see below). Conversely, Ga 3+ antagonizes the action of Gd 3+ at the bovine parathyroid calcium receptor. The experiments outlined below are therefore aimed at showing that this phenomenology obtained with spermine involves the same mechanism used by extracellular Ca 2+ . To do this, the effect of spermine on various physiological and biochemical parameters that characterize Ca 2+ receptor activation was evaluated. Those molecules having the same effect are effective in the present invention, and can be expressed by selecting or producing a molecule having a structure similar to that of spermine. Once other useful molecules are discovered, the selection method can be easily repeated.

明瞭さのゆえに、以下に上皮小体細胞Ca2+レセプターに活性であるか、又は[Ca2+]の変化に対する細胞応答のアゴニスト又は拮抗体として作用する有用な分子を確認するための特別な一連のスクリーニングプロトコールを提供する。同等の検定を、他のCa2+レセプター、または他の無機イオン受容体に活性な、またはそうでないにせよ[Ca2+]または他のイオンにより調節される細胞機能を模倣し又は拮抗する、分子について用いることができる。これらの検定は、本発明のカルシウム状分子を含む分子を見出すのに有用である方法の例となる。同等の方法は、細胞外Ca2+を含むイオンの作用に最も拮抗する分子をスクリーニングすることによりカルシウム拮抗分子を見出すのに用いることができる。インビトロ検定を、標準的技術によりこれらのカルシウム様物質及びカルシウム拮抗物質の選択性、可飽和性(saturability)及び可逆性を特徴づけるのに用いることができる。 For clarity, the following are specific to identify useful molecules that are active on parathyroid cell Ca 2+ receptors or act as agonists or antagonists of cellular responses to changes in [Ca 2+ ]. A series of screening protocols is provided. Equivalent assays to mimic or antagonize cellular functions that are active or otherwise regulated by [Ca 2+ ] or other ions to other Ca 2+ receptors, or other inorganic ion receptors, Can be used for molecules. These assays are examples of methods that are useful for finding molecules comprising the calcium-like molecules of the present invention. An equivalent method can be used to find calcium antagonist molecules by screening for molecules that most antagonize the action of ions including extracellular Ca 2+ . In vitro assays can be used to characterize the selectivity, saturability and reversibility of these calcium-like and calcium antagonists by standard techniques.

スクリーニング方法
一般にフラ−2を与えた上皮小体細胞は0.5mM CaCl2を含む緩衝液にまず懸濁する。試験物質をキュベットに少量(5−15μl)加え、蛍光シグナルの如何なる変化にも注意する。試験物質の濃度の累積増加を、いくらかの予め定めた濃度に達するか、又は蛍光の変化が見られるまで、キュベット中で行う。蛍光の変化が見られなければ、分子は不活性と考えられ、さらに試験は行わない。例えばポリアミン型分子による最初の研究では、分子は5又は10mMの高い濃度で試験した。より有効な分子が今や知られているので(以下参照)、天井濃度を低くする。例えば、新しい分子は500μMまでの濃度又はそれ以下で試験する。この濃度で蛍光に変化が認められなければ、その分子は不活性と考えることができる。
Screening Method Generally, parathyroid cells fed with hula-2 are first suspended in a buffer containing 0.5 mM CaCl 2 . Add a small amount (5-15 μl) of test substance to the cuvette and watch for any changes in the fluorescence signal. A cumulative increase in the concentration of the test substance is made in the cuvette until some predetermined concentration is reached or a change in fluorescence is observed. If no change in fluorescence is seen, the molecule is considered inactive and is not tested further. For example, in initial studies with polyamine type molecules, the molecules were tested at concentrations as high as 5 or 10 mM. Since more effective molecules are now known (see below), lower the ceiling concentration. For example, new molecules are tested at concentrations up to 500 μM or less. If no change in fluorescence is observed at this concentration, the molecule can be considered inactive.

[Ca2+]に増加を生ずる分子は付加的試験に付す。カルシウム様分子としてその考察に重要な分子の二つの本質的特徴は、細胞内Ca2+の移動とPKCアクチベーターへの感受性である。PMA−感性方法で細胞内Ca2+の移動を起こしている分子がカルシウム様分子であること、そしてPTH分泌を阻害することを常に見出した。必要なら、付加的試験を、この考えを強固にするために実施した。典型的には、カルシウム様又はカルシウム拮抗活性(上記参照)についての全ての種々の試験は行わない。むしろ、分子がPMA−感性方法で細胞内Ca2+の移動を起こしたならば、それはヒト上皮小体細胞でのスクリーニングに昇格する。例えば[Ca2+iの測定は、EC50を決定するために、又、一次又は二次上皮小体亢進に対し外科手術を受けている患者から得たヒト上皮小体細胞でのPTH分泌を阻止する分子の能力を測定するために行う。EC50又はIC50が低ければ低いほど、カルシウム様物質又はカルシウム拮抗物質としての分子はより有効である。 Molecules that cause an increase in [Ca 2+ ] are subject to additional testing. Two essential features of the molecule that are important for its consideration as a calcium-like molecule are the movement of intracellular Ca 2+ and its sensitivity to PKC activators. It has always been found that the molecules causing intracellular Ca 2+ movement in the PMA-sensitive method are calcium-like molecules and inhibit PTH secretion. If necessary, additional testing was conducted to strengthen this idea. Typically, all the various tests for calcium-like or calcium antagonist activity (see above) are not performed. Rather, if a molecule undergoes intracellular Ca 2+ migration in a PMA-sensitive manner, it is promoted to screening on human parathyroid cells. For example, the measurement of [Ca 2+ ] i can be used to determine EC 50 and PTH secretion in human parathyroid cells obtained from patients undergoing surgery for primary or secondary hyperparathyroidism. To measure the ability of the molecule to block. The lower the EC 50 or IC 50 , the more effective the molecule as a calcium-like substance or calcium antagonist.

フラ−2による[Ca2+]の測定は、活性について新しい有機分子をスクリーニングする非常に速やかな方法を提供する。単一の午後に、10−15分子を試験し、それらの細胞内Ca2+を移動する(又はしない)能力を評価することができる。PMAによる減少に対する[Ca2+iの観察された如何なる増加の感受性も評価できる。さらに、単一細胞調製品は[Ca2+i、サイクリックAMPレベル、IP及びPTH分泌についてデータを提供できる。典型的な方法は、細胞にフラ−2を与え、次いで細胞懸濁液を二つに分けることである。ほとんどの細胞は[Ca2+iを測定するのに用いられ、残りは分子とインキュベートしてサイクリックAMP及びPTH分泌に関するそれらの影響を評価する。サイクリックAMP及びPTHについての放射免疫検定の感受性の理由で、両変数は、0.3ml細胞懸濁液(約500,000細胞)を含む単一インキュベーション管で測定できる。イノシトールリン酸エステルの測定は、スクリーニングの時間つぶしの局面である。しかしながら、塩化物(どちらかといえばギ酸塩)で溶出されるイオン交換カラムは、(約30時間を要する)回転減圧蒸発を必要としないので、IP3形式をスクリーニングする非常に迅速な方法を提供する。この方法は単一の午後にほぼ100試料の手続きを可能にする。[Ca2+i、サイクリックAMP、IP3及びPTHの測定により評価されるように興味を起こさせるこれらの分子は、次いで種々のイノシトールリン酸エステルの形成を試験し、HPLCによりそれらの異性形を評価することによる、より厳格な分析に付す。 Measurement of [Ca 2+ ] by Hula-2 provides a very rapid method for screening new organic molecules for activity. In a single afternoon, 10-15 molecules can be tested to assess their ability to (or not) migrate intracellular Ca2 + . The sensitivity of any observed increase in [Ca 2+ ] i to a decrease by PMA can be assessed. Furthermore, single cell preparations can provide data on [Ca 2+ ] i , cyclic AMP levels, IP and PTH secretion. A typical method is to give the cells fura-2 and then split the cell suspension in two. Most cells are used to measure [Ca 2+ ] i and the rest are incubated with molecules to assess their effects on cyclic AMP and PTH secretion. Because of the sensitivity of the radioimmunoassay for cyclic AMP and PTH, both variables can be measured in a single incubation tube containing 0.3 ml cell suspension (approximately 500,000 cells). The measurement of inositol phosphate is a time-saver aspect of the screening. However, ion exchange columns that elute with chloride (or rather formate) do not require rotary vacuum evaporation (which takes about 30 hours), thus providing a very quick method of screening the IP 3 format. To do. This method allows for the processing of nearly 100 samples in a single afternoon. These molecules of interest as assessed by measurement of [Ca 2+ ] i , cyclic AMP, IP 3 and PTH were then tested for the formation of various inositol phosphates and their isomerism by HPLC. Subject to more rigorous analysis by assessing shape.

これらのプロトコールで検出される興味ある分子は、次いで例えばラットMTC6−23細胞系を用い例えばカルシトニン−分泌C−細胞での[Ca2+]へのそれらの影響を試験することにより、特異性を評価する。 The molecules of interest detected in these protocols can then be tested for specificity by, for example, testing their effects on [Ca 2+ ] in, for example, the calcitonin-secreting C-cells using the rat MTC6-23 cell line. evaluate.

以下は、これらのスクリーニング方法に有用な方法の例示である。種々の試験カルシウム様又はカルシウム拮抗分子についての典型的結果の例を図7−42に与える。   The following are examples of methods useful for these screening methods. Examples of typical results for various test calcium-like or calcium antagonist molecules are given in FIGS.

上皮小体細胞調製
上皮小体腺を、地元の畜殺場で新たに屠殺した仔ウシ(12−15週令)から得て、(mM):NaCl、126:KCl、4:MgCl2、1:Na−HEPES、20:pH7.4;グルコース、5.6及び可変量のCaCl2、例えば1.25mMを含む氷冷上皮小体細胞緩衝液(PCB)中で実験室に移した。一次又は、尿毒症上皮小体亢進(HPT)のため上皮小体組織の外科手術除去を受けている患者から得たヒト上皮小体腺をウシ組織と同様に処理した。腺は過剰の脂肪と結合組織を取り除き、次いで鋭利なはさみで2−3mmの適当なさいころに刻んだ。次いで分離した細胞をパーコル緩衝液中で遠心分離により精製した。得られる上皮小体細胞調製品は相対比顕微鏡及びスーダンブラックB染色により評価される限り実質的に赤血球、脂肪細胞及び毛細管組織が無かった。分離し、精製した上皮小体細胞は5ないし20細胞を含む小さな固りとして存在した。トリパンブルー又はエチジウムブロミドの除外により示されるように、細胞生存度は通常通り95%であった。
The parathyroid cell preparation parathyroid glands, obtained from freshly slaughtered calves at a local abattoir (12-15 weeks old), (mM): NaCl, 126: KCl, 4: MgCl 2, 1 : Na-HEPES, 20: pH7.4 ; glucose, 5.6, and variable amounts of CaCl 2, and transferred to the laboratory for example ice-cold parathyroid cell buffer containing 1.25mM in (PCB). Human parathyroid glands obtained from patients undergoing surgical removal of parathyroid tissue for primary or uremic hyperparathyroidism (HPT) were treated in the same manner as bovine tissue. The gland removed excess fat and connective tissue, then chopped into 2-3 mm appropriate swords with sharp scissors. The separated cells were then purified by centrifugation in Percol buffer. The resulting parathyroid cell preparation was substantially free of red blood cells, adipocytes and capillary tissue as assessed by relative ratio microscopy and Sudan Black B staining. Isolated and purified parathyroid cells were present as small masses containing 5-20 cells. Cell viability was 95% as usual, as indicated by the exclusion of trypan blue or ethidium bromide.

細胞はこの時点で実験目的に用いることができるが、生理的反応(PTH分泌の抑制可能性及び[Ca2+iの休止レベル)は、細胞を一夜培養後、より良好である。一次培養も、イノシトールリン酸エステル代謝の測定を含む研究に必要なように、細胞は同位体平衡に近い同位元素により標識化できる(以下参照)。パーコル勾配による精製後、細胞を50ug/mlストレプトマイシン、100U/mlペニシリン、5ug/mlゲンタマイシンを補足したハムF12−ダルベッコ修飾イーグルス培地(GIBCO)とITS+ の1:1混合物で数回洗浄した。ITS+ はインスリン、トランスフェリン、セレン及びウシ血清アルブミン(BSA)−リノレン酸を含むプレミックス溶液(コラボラティブ・リサーチ、ベッドフォード、MA)である。次いで細胞をプラスチックフラスコ(75又は150cm2 ;ファルコン)に移し、5%CO2の湿った雰囲気中37℃でインキュベートした。血清は、その存在が細胞をプラスチックに付着させ、増殖、脱分化を受けさせるので、一夜培養に加えない。上の条件下で培養した細胞は傾斜することによりフラスコから容易に除去され、新たに調製した細胞と同じ生存度を示す。 Although the cells can be used for experimental purposes at this point, the physiological response (potential suppression of PTH secretion and resting levels of [Ca 2+ ] i ) is better after overnight culture of the cells. Primary cultures can also label cells with isotopes close to isotopic equilibrium, as required for studies involving measurement of inositol phosphate metabolism (see below). After purification by Percoll gradient, cells were washed several times with a 1: 1 mixture of Hams F12-Dulbecco modified Eagles medium (GIBCO) supplemented with 50 ug / ml streptomycin, 100 U / ml penicillin, 5 ug / ml gentamicin and ITS + . ITS + is a premix solution (Collaborative Research, Bedford, MA) containing insulin, transferrin, selenium and bovine serum albumin (BSA) -linolenic acid. Cells were then transferred to plastic flasks (75 or 150 cm 2 ; Falcon) and incubated at 37 ° C. in a humidified atmosphere of 5% CO 2 . Serum is not added to overnight cultures because its presence causes cells to attach to plastic and undergo proliferation and dedifferentiation. Cells cultured under the above conditions are easily removed from the flask by tilting and show the same viability as freshly prepared cells.

サイトゾルCa 2+ の測定
精製上皮小体細胞を1μMフラ−2−アセトキシメチルエステルを含む1.25mM CaCl2−2%BSA−PCBに再び懸濁し、37℃で20分間インキュベートした。次いで細胞をペレット化し、エステルを欠いた同じ緩衝液に再び懸濁し、さらに15分間37℃でインキュベートした。続いて細胞を0.5mM CaCl2及び0.5%BSAを含むPCBで2回洗浄し、室温(約20℃)で保持した。使用直前に、細胞を予め温めた0.5mM CaCl2−PCBで5倍に希釈し、0.1%の最終BSA濃度を得た。蛍光記録に用いたキュベット中の細胞の濃度は、1−2×106 /mlであった。
Measurement of cytosolic Ca 2+ Purified parathyroid cells were resuspended in 1.25 mM CaCl 2 -2% BSA-PCB containing 1 μM fura-2-acetoxymethyl ester and incubated at 37 ° C. for 20 minutes. Cells were then pelleted and resuspended in the same buffer lacking ester and incubated for an additional 15 minutes at 37 ° C. Subsequently, the cells were washed twice with PCB containing 0.5 mM CaCl 2 and 0.5% BSA and kept at room temperature (about 20 ° C.). Immediately before use, cells were diluted 5-fold with pre-warmed 0.5 mM CaCl 2 -PCB to give a final BSA concentration of 0.1%. The concentration of cells in the cuvette used for fluorescence recording was 1-2 × 10 6 / ml.

インディケーターを与えた細胞の蛍光を、それぞれ340及び510nmの励起及び放射波長を用いる、サーモスタットキュベットホルダー及び磁気攪拌器を備えた分光蛍光計(バイオメディカル・インストルメンティション・グループ、ユニバーシティー・オブ・ペンシルバニア、フィラデルフィア、PA)で、37℃にて測定した。本蛍光はサイトゾルCa2+のレベルを示す。蛍光シグナルは、最大蛍光(Fmax)を得るためジギトニン(50ug/ml、最終)を、最小蛍光(Fmin)を得るためEGTA(10mM、pH8.3、最終)を、そして224nMの解離定数を用い較正した。色素の漏れは温度に依存し、キュベット中細胞を加温後、初めの2分以内に最も起きる。色素漏れはその後きわめてわずかしか増加しない。色素漏れの較正を正すために、細胞をキュベットに置き、37℃で2−3分間攪拌した。次いで細胞懸濁液を取り、細胞をペレット化し、上清をきれいなキュベットにもどした。次いで上清を上記のようにジギトニン及びEGTAで処理し、色素漏れの評価として得た。それは、典型的には全Ca2+依存蛍光シグナルの10−15%である。本評価は明白なFminから引いた。 The fluorescence of the cells provided with the indicator was measured by a spectrofluorometer equipped with a thermostatic cuvette holder and a magnetic stirrer using the excitation and emission wavelengths of 340 and 510 nm (Biomedical Instrumentation Group, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA). This fluorescence shows the level of cytosolic Ca 2+ . The fluorescence signal is calibrated using digitonin (50 ug / ml, final) to obtain maximum fluorescence (Fmax), EGTA (10 mM, pH 8.3, final) to obtain minimum fluorescence (Fmin), and a dissociation constant of 224 nM. did. Dye leakage is temperature dependent and occurs most often within the first 2 minutes after warming the cells in the cuvette. Dye leakage then increases only very slightly. To correct for dye leakage calibration, the cells were placed in a cuvette and agitated for 2-3 minutes at 37 ° C. The cell suspension was then removed, the cells pelleted and the supernatant returned to a clean cuvette. The supernatant was then treated with digitonin and EGTA as described above and obtained as an assessment of dye leakage. It is typically 10-15% of the total Ca 2+ dependent fluorescence signal. This evaluation was subtracted from the apparent Fmin.

PTH分泌の測定
ほとんどの実験で、フラ−2を与えた細胞をPTH分泌の研究に用いた。フラ−2を与えている上皮小体細胞は、細胞外Ca2+に対するそれらの分泌反応を変更しない。細胞を0.5mM CaCl2及び0.1%BSAを含むPCBに懸濁した。インキュベーションは、小量のCaCl2及び/又は有機ポリカチオンを存在させ、又はさせることなく、0.3mlの細胞懸濁液を含むプラスチック試験管(ファルコン2058)中で実施した。37℃で種々の時間(典型的には30分)インキュベーション後、試験管を氷上に置き、細胞を2℃でペレット化した。上清の試料を酢酸でpH4.5とし、−70℃で保存した。このプロトコールはウシ及びヒト両上皮小体細胞に用いた。
Measurement of PTH secretion In most experiments, cells given fura-2 were used to study PTH secretion. Parathyroid cells providing fura-2 do not alter their secretory response to extracellular Ca 2+ . Cells were suspended in a PCB containing 0.5 mM CaCl 2 and 0.1% BSA. Incubations were performed in plastic tubes (Falcon 2058) containing 0.3 ml cell suspension with or without small amounts of CaCl 2 and / or organic polycations. After incubation at 37 ° C for various times (typically 30 minutes), the tubes were placed on ice and the cells were pelleted at 2 ° C. The supernatant sample was adjusted to pH 4.5 with acetic acid and stored at -70 ° C. This protocol was used for both bovine and human parathyroid cells.

ウシ細胞について、試料上清中のPTHの量は、1/45,000の最終希釈で、GW−1抗体又はその等価を用いる均一放射免疫検定により測定した。125I−PTH(65−84:インクスター、スティルウォーター、MN)をトレーサーとして用い、分画をデキストラン−活性炭により分離した。試料及びデータ減少の計数は、バッカード・コブラ5005ガンマ・カウンターで実施した。 For bovine cells, the amount of PTH in the sample supernatant was determined by homogeneous radioimmunoassay using GW-1 antibody or equivalent at a final dilution of 1 / 45,000. 125 I-PTH (65-84: Inkstar, Stillwater, MN) was used as a tracer and fractions were separated by dextran-activated carbon. Sample and data reduction counts were performed on a Packard Cobra 5005 gamma counter.

ヒト細胞については、GW−1抗体がヒトPTHをほとんど認識しないので、無傷の及びN末端ヒトPTHを認識する、商業的に入手しうる放射免疫検定キット(INS−PTH:ニッコールス・インスティテュート、ロス・アンゼルス、CA)を用いた。   For human cells, the commercially available radioimmunoassay kit (INS-PTH: Nichols Institute, Loss) recognizes intact and N-terminal human PTH since the GW-1 antibody recognizes little human PTH. -Angels, CA) was used.

サイクリックAMPの測定
細胞を、PTH分泌研究用に上記のようにインキュベートし、インキュベーションの終わりに0.15mlの試料を採り、0.85mlの熱(70℃)湯に移し、この温度で5−10分間加熱した。次いで試験管を数回、凍結、解凍し、細胞残骸を遠心分離により沈降させた。上清の部分をアセチル化し、サイクリックAMP濃度を放射免疫検定により測定した。
Cyclic AMP measurement cells are incubated as described above for PTH secretion studies and at the end of the incubation a 0.15 ml sample is taken and transferred to 0.85 ml hot (70 ° C.) hot water at this temperature. Heated for 10 minutes. The test tube was then frozen and thawed several times, and cell debris was sedimented by centrifugation. A portion of the supernatant was acetylated and the cyclic AMP concentration was measured by radioimmunoassay.

イノシトールリン酸エステル形成の測定
上皮小体細胞を4μCi/ml 3H−myo−イノシトールと20−24時間インキュベートすることにより膜リン脂質を標識化した。次いで細胞を洗浄し、0.5mMCaCl2及び0.1%BSAを含むPCBに再び懸濁した。インキュベーションは、種々の濃度の有機ポリカチオンの不存在又は存在で、異なる時間、ミクロフューグ管で行った。反応は1mlクロロホルム/メタノール/12N HCl(200:100:1;v/v/v)の添加により停止した。次いでフィチン酸水解物(200μl:25μgリン酸エステル/試験管)水を加えた。試験管を遠心分離し、600μlの水性相を10ml水に希釈した。
Measurement of Inositol Phosphate Formation Membrane phospholipids were labeled by incubating parathyroid cells with 4 μCi / ml 3 H-myo-inositol for 20-24 hours. Cells were then washed and resuspended in PCB containing 0.5 mM CaCl 2 and 0.1% BSA. Incubations were performed in microfuge tubes for different times in the absence or presence of various concentrations of organic polycations. The reaction was stopped by the addition of 1 ml chloroform / methanol / 12N HCl (200: 100: 1; v / v / v). Then phytic acid hydrolyzate (200 μl: 25 μg phosphate ester / test tube) water was added. The tube was centrifuged and 600 μl of the aqueous phase was diluted in 10 ml water.

イノシトールリン酸エステルを、AG1−X8を塩化物又はギ酸塩形で用いるイオン交換クロマトグラフィにより分離した。IP3レベルのみを測定する場合、塩化物形を用い、一方、ギ酸塩形は主なイノシトールリン酸エステル(IP3、IP2及びIP1)を解明するのに用いた。IP3だけの測定には、希釈試料を塩化物−形カラムに適用し、カラムを10ml 30mM HClで、次いで6ml 90mM HClで洗浄し、IP3を3ml 500mM HClで溶出した。最終溶出物を希釈し、計数した。全ての主要イノシトールリン酸エステルの測定には、希釈試料をギ酸塩−形カラムに適用し、ギ酸塩緩衝液の濃度を増すことにより、IP1、IP2及びIP3を次々に溶出した。ギ酸塩形カラムからの溶出試料は、回転減圧蒸発し、残渣をカクテルにとり、計数した。 Inositol phosphates were separated by ion exchange chromatography using AG1-X8 in the chloride or formate form. When measuring only the IP 3 level, the chloride form was used, while the formate form was used to elucidate the main inositol phosphates (IP 3 , IP 2 and IP 1 ). For IP 3 only measurements, the diluted sample was applied to a chloride-form column, the column was washed with 10 ml 30 mM HCl, then 6 ml 90 mM HCl, and IP 3 was eluted with 3 ml 500 mM HCl. The final eluate was diluted and counted. For the determination of all major inositol phosphates, diluted samples were applied to a formate-form column and IP 1 , IP 2 and IP 3 were eluted one after another by increasing the concentration of formate buffer. The eluted sample from the formate column was evaporated on a rotary vacuum and the residue was taken into a cocktail and counted.

IP3の同異形はHPLCにより評価した。反応は1ml 0.45M過塩素酸の添加により停止させ、氷上で10分間保った。次いで遠心分離し、上清をNaHCO3でpH7−8に調整した。次いで抽出物をパーティシルSAXアニオン交換カラムに適用し、ギ酸アンモニウムの直線公配によって溶出した。次いで種々の分画をダウエックスにより脱塩し、バッカード・トリカーブ1500LSCで液体シンチレーションカウンターにかける前に回転減圧蒸発に付した。 The same IP 3 variant was evaluated by HPLC. The reaction was stopped by the addition of 1 ml 0.45 M perchloric acid and kept on ice for 10 minutes. It was then centrifuged and the supernatant was adjusted to pH 7-8 with NaHCO 3 . The extract was then applied to a Particill SAX anion exchange column and eluted with a linear distribution of ammonium formate. The various fractions were then desalted by Dowex and subjected to rotary vacuum evaporation before being subjected to a liquid scintillation counter with a Buckard Tricurve 1500 LSC.

全てのイノシトールリン酸エステル分離法について有機ポリカチオンが分離により妨害されるかどうかを測定するために信ずべき標準を用いる適当なコントロールを使用した。   Appropriate controls using credible standards were used to determine whether organic polycations were hindered by separation for all inositol phosphate separation methods.

もしそうである場合は、イノシトールリン酸エステル分離前に試料をカチオン交換樹脂で処理して、害を及ぼす分子を除去した。   If so, the sample was treated with a cation exchange resin to remove the detrimental molecules prior to inositol phosphate separation.

C−細胞中のサイトゾルCa 2+ の測定
アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCCNo.1607)から得たラット骨髄甲状腺癌(rMTC6−23)から誘導した腫瘍C−細胞を、ダルベッコ修飾イーグル培地(DMEM)プラス15%ウマ血清中、抗体の不存在で単層として培養した。[Ca2+iの測定用に、細胞を0.02%EDTA/0.05%トリプシンにより収集し、1.25mM CaCl2及び0.5%BSAを含むPCBで2回洗浄し、上皮小体細胞に上記したようにフラー2を与えた。[Ca2+iの測定は、上記したように色素漏れに対する適当な訂正により行った。
Measurement of cytosolic Ca 2+ in C-cells Tumor C-cells derived from rat bone marrow thyroid cancer (rMTC6-23) obtained from American Type Culture Collection (ATCC No. 1607) were treated with Dulbecco's modified Eagle medium ( DMEM) plus 15% horse serum was cultured as a monolayer in the absence of antibody. For the measurement of [Ca 2+ ] i , cells were collected with 0.02% EDTA / 0.05% trypsin, washed twice with PCB containing 1.25 mM CaCl 2 and 0.5% BSA, Somatic cells were given fuller 2 as described above. The measurement of [Ca 2+ ] i was performed by appropriate correction for dye leakage as described above.

ラット破骨細胞での[Ca 2+ i の測定
破骨細胞は、無菌条件を用いる、1−2日令のスプラギュ−ドゥリィラットから得た。ラットの子供は首をはねて犠牲にし、後足を取り除き、大腿部は軟組織を速やかに除き、予め加温したF−12/DMEM培地(DMEMは10%ウシ胎仔血清及び抗生物質(ペニシリン−ストレプトマイシン−ゲンタマイシン;100U/ml−100ug/ml−100ug/ml)を含む)に置いた。二匹の子供からの骨は縦にカットし、1ml培養培地に置いた。骨細胞は、プラスチックピペットによる骨断片のおだやかな粉砕により得、培養培地で希釈した。骨断片を沈殿させて、等しい部分(約1ml)の培地を、25mmガラスカバーグラスを有する6ウェル培養プレートに移した。細胞を、湿った5%CO2−空気雰囲気で1時間、37℃で澄ませる。次いでカバーグラスを新しい培体で3回洗浄して非付着細胞を除去した。破骨細胞中の[Ca2+iの測定は、非付着細胞を除去して6−8時間内に実施した。
Measurement of [Ca 2+ ] i in rat osteoclasts Osteoclasts were obtained from 1-2 day old Sprague-Dury rats using aseptic conditions. Rat children were sacrificed by bouncing their necks, their hind paws were removed, the thighs were quickly removed of soft tissue, and pre-warmed F-12 / DMEM medium (DMEM was 10% fetal bovine serum and antibiotics (penicillin). -Streptomycin-gentamicin; 100 U / ml-100 ug / ml-100 ug / ml). Bones from two children were cut longitudinally and placed in 1 ml culture medium. Bone cells were obtained by gentle crushing of bone fragments with a plastic pipette and diluted with culture medium. Bone fragments were allowed to settle and an equal portion (about 1 ml) of media was transferred to a 6-well culture plate with a 25 mm glass cover glass. Cells are clarified at 37 ° C. for 1 hour in a humidified 5% CO 2 -air atmosphere. The cover glass was then washed 3 times with a new culture medium to remove non-adherent cells. The measurement of [Ca 2+ ] i in osteoclasts was performed within 6-8 hours after removing non-adherent cells.

カバーグラスに付着した細胞は、血清を欠き、代わりに0.5%BSAを含むF−12/DMEM中、5μMインド−1アセトキシメチルエステル/0.01%プルロニックF28との37℃、30分間インキュベーションによりインドール1を与えた。続いてカバーグラスを、微量蛍光定量法を装備したニコン・ダイアホト倒立顕微鏡の台上に設置した過融解室に移す前に、洗浄し、エステルを欠いたF−12/DMEM中、37℃でさらに15分間インキュベートした。破骨細胞は、それらの大きな形状及び多重核の存在から容易に確認した。(340nmでの励起により発した)細胞は、試験物質を存在させ又はさせることなく、1ml/分で緩衝後(典型的には0.1%BSA及び1mM Ca2+を含むPCB)と過融解した。340nmでの励起により発した蛍光は、顕微鏡のビデオポートを経て440nm二色鏡に送り、495及び405nmでの蛍光強度を光電子倍増管により収集した。光電子倍増管からの産生を増幅し、デジタル化し80386PCに記憶する。蛍光強度の比は[Ca2+iを評価するのに用いた。 Cells attached to the coverslips lack serum and are incubated for 30 minutes at 37 ° C. with 5 μM indo-1 acetoxymethyl ester / 0.01% pluronic F28 in F-12 / DMEM instead containing 0.5% BSA. Gave indole 1. The cover glass was then washed and further washed at 37 ° C. in F-12 / DMEM lacking ester before being transferred to a supermelting chamber placed on a Nikon Diahoto inverted microscope stage equipped with a microfluorometric method. Incubated for 15 minutes. Osteoclasts were easily identified from their large shape and the presence of multiple nuclei. Cells (emitted by excitation at 340 nm) are superfused after buffering (typically a PCB containing 0.1% BSA and 1 mM Ca 2+ ) at 1 ml / min with or without the presence of a test substance. did. The fluorescence emitted by excitation at 340 nm was sent to a 440 nm dichroic mirror via a microscope video port, and the fluorescence intensities at 495 and 405 nm were collected by a photomultiplier tube. The production from the photomultiplier tube is amplified, digitized and stored in 80386 PC. The ratio of fluorescence intensities was used to evaluate [Ca 2+ ] i .

卵母細胞発現
付加的研究において、ウシ又はヒト上皮小体細胞からのmRNAを注射したアフリカツメガエル細胞をスクリーニングプロトコールに用い、Cl- コンダクタンスを[Ca2+iの増加をモニターする間接手段として測定した。以下はネオマイシンの効果を試験する実施例である。
In oocytes expressing additional studies using Xenopus cells injected with mRNA from bovine or human parathyroid cells in screening protocols, Cl - Conductance meters as an indirect means of monitoring increases in [Ca 2+] i did. The following are examples that test the effect of neomycin.

卵母細胞は、ヒト上皮小体組織(二次HPTの例からの上皮小体腺)からのポリ(A)+ −強化mRNAを注射した。3日後、卵母細胞を、ネオマイシンに対するそれらの反応について試験した。ネオマイシンBは薬物フリー生理食塩水との過融解を止めたCl- コンダクタンスの振動増幅を誘引した(図26参照)。ネオマイシンBに対する反応は100μMと10mMの間の濃度で観察した。ネオマイシンBにより誘引された反応が上皮小体mRNAの注射による偶発であったことを確かめるため、水注射卵母細胞中、電流についてネオマイシンBの効果を測定した。試験した5つの卵母細胞の各々でネオマイシンB(10mM)は電流に何らの変化も生じなかった。約40%の卵母細胞が、カルバコールに反応することが知られており、効果は内因性ムスカリンレセプターにより伝達された。試験した5つの卵母細胞中、1つはカルバコールに対する反応で内への電流を示し、これは図26の下部図形に示される。即ち、[Ca2+i及びCl- コンダクタンスの増加に結合したムスカリンレセプターを発現する細胞中、ネオマイシンBは、反応を誘引しない。このことは、ネオマイシンBに対する反応が上皮小体細胞mRNAにより暗号化された特異的蛋白の発現に依存することを示す。無傷の細胞では、ネオマイシンBはCa2+レセプターに直接作用し、上皮小体細胞機能を変えることを非常に強く示唆する。 Oocytes were injected with poly (A) + -enhanced mRNA from human parathyroid tissue (parathyroid gland from the secondary HPT example). Three days later, the oocytes were tested for their response to neomycin. Neomycin B is Cl stopped superfusion with drug-free saline - to attract vibration amplification conductance (see Figure 26). Response to neomycin B was observed at concentrations between 100 μM and 10 mM. In order to confirm that the reaction elicited by neomycin B was incidental by injection of parathyroid mRNA, the effect of neomycin B on current was measured in water-injected oocytes. In each of the five oocytes tested, neomycin B (10 mM) did not cause any change in current. About 40% of the oocytes are known to respond to carbachol, and the effect was transmitted by endogenous muscarinic receptors. Of the five oocytes tested, one shows an inward current in response to carbachol, which is shown in the bottom graphic of FIG. That is, neomycin B does not elicit a response in cells expressing muscarinic receptors coupled to an increase in [Ca 2+ ] i and Cl conductance. This indicates that the response to neomycin B depends on the expression of a specific protein encoded by parathyroid mRNA. In intact cells, neomycin B acts directly on the Ca 2+ receptor, very strongly suggesting that it changes parathyroid cell function.

最も重要な分子からの薬物設計
幾つかの有機分子は、本明細書に示されるように、Ca2+レセプターで作用することにより細胞外Ca2+の作用を模倣又は拮抗する。しかしながら、試験した分子は、薬物候補として必ずしも適当でないが、それらは、仮説の基礎となるCa2+レセプターに基づく治療が正しいことを示すのに役立つ。これらの分子は、それらがCa2+レセプターに作用させることができ、従って本発明に有用な分子を選択しうる構造的特徴を決定するのに用いることができる。
Drug Design from Most Important Molecules Some organic molecules mimic or antagonize the action of extracellular Ca 2+ by acting at the Ca 2+ receptor, as shown herein. However, the molecules tested are not necessarily suitable as drug candidates, but they serve to show that the treatment based on the Ca 2+ receptor on which the hypothesis is based is correct. These molecules can be used to determine structural features that allow them to act on Ca 2+ receptors and thus select molecules useful in the present invention.

そのような一つの分析分法の例は以下の通りである。本例は、以下の実施例で詳細に述べるが、本明細書で議論された最も重要な分子から本発明の有用な分子を設計するのに用いることができる理論的根拠を示すためにここで用いる。当業者は、実施例で明らかにされた分析段階を、又、最も望ましいカルシウム様物質又はカルシウム拮抗物質が明らかにされるまで、同様の分析を他の量も重要な分子に行うことができることを認識するであろう。   An example of one such analytical method is as follows. This example is described in detail in the examples below, but here to illustrate the rationale that can be used to design useful molecules of the invention from the most important molecules discussed herein. Use. One skilled in the art will recognize that the analysis steps revealed in the Examples can be performed on other molecules of similar importance, and until the most desirable calcium-like substance or calcium antagonist is revealed. You will recognize.

他の例も以下に提供する。存在するデータをまとめると、有用な最も重要な分子は、好ましくは1又はそれ以上の位置に置換される、そして所望により分枝状または直鎖状の置換又は非置換アルキル基を有しうる芳香基を有することであろうことを示す。加えて、望ましいCa2+レセプターに対するより高い親和性を確実にする正しい立体特異性の分子を選択することが重要である。従ってこれらのデータは当業者に以下に多くの記載されるように本発明の最高の望ましい分子を見出すために誘導されうる適当な最も重要な分子を教示する。 Other examples are also provided below. In summary of the existing data, the most important molecules useful are aromatics that are preferably substituted at one or more positions and may optionally have a branched or linear substituted or unsubstituted alkyl group. Indicates that it will have a group. In addition, it is important to select the correct stereospecific molecule that ensures a higher affinity for the desired Ca 2+ receptor. These data thus teach those skilled in the art the most important molecules suitable that can be derived to find the best desired molecules of the present invention, as described in more detail below.

構造的に異なるけれども、試験される分子は研究されうる一般的特徴を有しうる。本実施例において、実効正電荷と細胞内Ca2+を移動する可能性との相関を試験した。プロタミン(+21:EC50=40nM)は、上皮小体細胞での[Ca2+iの移動を起こすのに、スペルミン(+4;EC50=150μM)よりも有効であったネオマイシンB(+6;EC50=20μMヒト上皮小体細胞中、及び40μMウシ上皮小体細胞中)よりもさらに有効であった。これらの結果は、正電荷のみが可能性を決定するのかどうか、又はCa2+レセプター上の活性に寄与する他の構造的特徴があるのかどうかという疑問を生ずる。このことは、最初にそれがCa2+レセプターが有効且つ特異的な治療用分子を目標にできるという観点に大きく影響するということを決定するのが重要である。従って、ネオマイシンB及びスペルミンに関連する種々の他の有機ポリカチオンは分子の実効正電荷と細胞内Ca2+を移動するその可能性との間の関係を決定する研究ができる。 Although structurally different, the molecules being tested can have general characteristics that can be studied. In this example, the correlation between the net positive charge and the possibility of moving intracellular Ca 2+ was tested. Protamine (+21: EC 50 = 40 nM) was more effective than spermine (+4; EC 50 = 150 μM) in causing [Ca 2+ ] i migration in parathyroid cells. EC 50 = more effective than in 20 μM human parathyroid cells and in 40 μM bovine parathyroid cells). These results raise the question of whether only a positive charge determines the potential or whether there are other structural features that contribute to activity on the Ca 2+ receptor. This is important to first determine that it greatly affects the point of view that Ca 2+ receptors can target effective and specific therapeutic molecules. Thus, neomycin B and various other organic polycations related to spermine can be studied to determine the relationship between the net positive charge of the molecule and its potential to migrate intracellular Ca 2+ .

研究した最初の系列の分子はアミノグリコシドであった。その分子はウシ上皮小体細胞で研究し、それらの細胞内Ca2+の移動についてのEC50を測定した。アミノグリコシドについては、サイトゾルCa2+過渡電流を惹起する能力の位置順は、ネオマイシンB(EC50=20又は40μM)>ゲンタマイシン(150μM)>ベカナマイシン(200μM)>ストレプトマイシン(600μM)であった。カナマイシンとリンコマイシンは、500μMの濃度で試験したとき、効果がなかった。これらのアミノグリコシドのpH7.3での実効正電荷は、ネオマイシンB(+6)>ゲンタマイシン(+5)=ベカマイシン(+5)>カナマイシン(平均+4.5)>ストレプトマイシン(+3)>リンコマイシン(+1)である。次いでアミノグリコシド系列内で、実効正電荷間にある関係があるがこれは絶対的ではなく、ストレプトマイシンよりも有効であると予想されたカナマイシンは活性がない。 The first series of molecules studied were aminoglycosides. The molecule was studied in bovine parathyroid cells and the EC 50 for their intracellular Ca 2+ migration was measured. For aminoglycosides, the positional order of ability to induce cytosolic Ca 2+ transients was neomycin B (EC 50 = 20 or 40 μM)> gentamicin (150 μM)> bekanamycin (200 μM)> streptomycin (600 μM). Kanamycin and lincomycin had no effect when tested at a concentration of 500 μM. The net positive charge of these aminoglycosides at pH 7.3 is neomycin B (+6)> gentamicin (+5) = bekamycin (+5)> kanamycin (average +4.5)> streptomycin (+3)> lincomycin (+1) . Then within the aminoglycoside series there is a relationship between the net positive charges, but this is not absolute and kanamycin, which was expected to be more effective than streptomycin, is inactive.

様々なポリアミンをテストすることにより、実効陽性電荷と有効性(potency)の間の付加的かつより著しい矛盾が明らかになった。これらポリアミンの構造的分類を試みた:(1)直鎖状、(2)分枝状、および(3)環状。テストしたポリアミンの構造を図1−6に与える。直鎖状ポリアミンの中では、スペルミン(+4:EC50=150μM)はペンタエチレンヘキサミン(+6:EC50=500μM)およびテトラエチレンペンタミン(+5:EC50=2.5μM)よりも、たとえ後者の分子の方がより大きい実効陽性電荷を有しているとしても、強力である。 Testing various polyamines revealed an additional and more significant discrepancy between net positive charge and potency. Attempts were made to structurally classify these polyamines: (1) linear, (2) branched, and (3) cyclic. The structure of the tested polyamine is given in FIGS. 1-6. Among the linear polyamines, spermine (+4: EC 50 = 150 μM) is more effective than pentaethylenehexamine (+6: EC 50 = 500 μM) and tetraethylenepentamine (+5: EC 50 = 2.5 μM). Even if the molecule has a larger net positive charge, it is strong.

我々は、様々な数の二級および一級アミノ基を持ち、従って実効陽性電荷が変化する幾つかの分枝状ポリアミンを合成した。これら2分子、NPS381およびNPS382でウシ上皮小体細胞における[Ca2+iの効果を試験した。NPS382(+8:EC50=50μM)は、たとえそれが2つのより少ない陽性電荷を含有するとしても、NPS381(+10:EC50=100μM)の約2倍の有効性であった。 We have synthesized several branched polyamines with varying numbers of secondary and primary amino groups, thus changing the net positive charge. These two molecules, NPS381 and NPS382, were tested for the effect of [Ca 2+ ] i in bovine parathyroid cells. NPS382 (+8: EC 50 = 50 μM) was about twice as effective as NPS381 (+10: EC 50 = 100 μM), even though it contained two less positive charges.

陽性電荷と有効性の間の同様の矛盾が環状ポリアミンでの実験において表された。例えば、ヘキササイクレン(+6:EC50=20μM)は、NPS383(+8:EC50=150μM)よりも強力であった。これらのポリアミンで得られた結果は、陽性電荷が有効性に貢献する単独の因子ではないことを示している。 A similar contradiction between positive charge and effectiveness was expressed in experiments with cyclic polyamines. For example, hexacyclene (+6: EC 50 = 20 μM) was more potent than NPS 383 (+8: EC 50 = 150 μM). The results obtained with these polyamines indicate that positive charge is not the sole factor contributing to efficacy.

更なる研究により、上皮小体細胞Ca2+レセプターの活性を分け与える分子の構造的特徴に洞察が与えられた。構造的に重要な特徴の1つに、(陽性電荷を帯びる)窒素間の分子間距離がある。それ故に、スペルミンはトリエチレンテトラミン(EC50=8mM)の50倍も強力にウシ上皮小体細胞における[Ca2+iの増加を引き起こすが、両分子は+4の実効陽性電荷を帯びている。これら2つのポリアミン間の構造上の相違は、窒素を引き離しているメチレンの数だけであり、スペルミンでは、それは3−4−3であるのに対して、トリエチレンテトラミンでは、2−2−2である。この窒素間の間隔をあける外観上の少しの変化は、有効性に対して深い関係を持ち、分子内の窒素のコンホーメーション関係が重大であることを示唆している。これを支持するのは、ヘキササイクレンおよびペンタエチレンヘキサミンで得られた結果である。前者の分子は、単に後者の環状類似体であり、全窒素間に同数のメチレンを含有しているが、環構造の存在は、有効性を25倍に増加する。これらの結果は、それ自体の陽性電荷がCa2+レセプターにおける有機分子の活性を決定する重大な因子ではないことを示している。 Further research has provided insight into the structural features of the molecules that share the activity of the parathyroid cell Ca 2+ receptor. One structurally important feature is the intermolecular distance between the nitrogens (which carry a positive charge). Therefore, spermine causes an increase in [Ca 2+ ] i in bovine parathyroid cells 50 times stronger than triethylenetetramine (EC 50 = 8 mM), but both molecules carry a positive positive charge of +4. . The only structural difference between these two polyamines is the number of methylenes separating the nitrogen, which is 3-4-3 for spermine versus 2-2-2 for triethylenetetramine. It is. This slight change in the appearance of the spacing between nitrogens has a profound relationship to effectiveness, suggesting that the conformational relationship of nitrogen in the molecule is critical. This is supported by the results obtained with hexacyclene and pentaethylenehexamine. The former molecule is simply the latter cyclic analog and contains the same number of methylenes between all nitrogens, but the presence of a ring structure increases effectiveness by a factor of 25. These results indicate that its own positive charge is not a critical factor in determining the activity of organic molecules at the Ca 2+ receptor.

他の一連の実験より、Ca2+レセプターの活性決定における芳香族基の重要性が明らかにする。その結果は、クモ、アルギオープ・ロバータ(Argiope lobata)の毒から単離された2種のアリルアルキルアミンで得られた。これらの分子、アルギオトキシン(algiotoxin)636およびアルギオトキシン659は、異なる芳香族基に結合した同一のポリカチオン部分を有する(図30)。アルギオトキシン659は、100ないし300μMの濃度でテストした時に、ウシ上皮小体細胞における[Ca2+iの瞬間の増加を引き起こした。反対に、アルギオトキシン636は、同様の濃度でテストしても、効果無しであった(図30)。これらの2種のアリルアルキルアミン間の構造上の相違は、分子の芳香族部分のみであり:アルギオトキシン659は、4−ヒドロキシインドール部分を含んでいるのに対し、アルギオトキシン636は、2,4−ジヒドロキシフェニル基を含んでいる。これら2種のアリルアルキルアミンの実効陽性電荷は、同じであり(+4)、そのため、これらの異なる有効性は、異なる芳香族基から生じるに違いない。このことは、実効陽性電荷のみが、有効性を決定するのではないことを示している。しかしながら、これらを見い出したことにより実際に重要となるのは、芳香族基がCa2+レセプターを活性化する分子の能力に非常に貢献するという発見である。 Another series of experiments reveals the importance of aromatic groups in determining the activity of the Ca 2+ receptor. The results were obtained with two allylalkylamines isolated from the spider, Argiope robota venom. These molecules, argiotoxin 636 and argiotoxin 659 have identical polycationic moieties attached to different aromatic groups (FIG. 30). Argiotoxin 659 caused an instantaneous increase in [Ca 2+ ] i in bovine parathyroid cells when tested at concentrations of 100-300 μM. Conversely, Argiotoxin 636 had no effect when tested at similar concentrations (FIG. 30). The structural difference between these two allylic alkylamines is only the aromatic part of the molecule: Argiotoxin 659 contains a 4-hydroxyindole moiety, whereas Argiotoxin 636 Contains a 2,4-dihydroxyphenyl group. The net positive charge of these two allylalkylamines is the same (+4), so their different effectiveness must arise from different aromatic groups. This indicates that only the net positive charge does not determine effectiveness. However, the real importance of finding these is the discovery that aromatic groups contribute greatly to the ability of molecules to activate Ca 2+ receptors.

アルガトキシン489(NPS017)およびアルガトキシン505(NPS015)のいずれも上皮小体細胞における細胞間Ca2+の流動化を引き起こし、それぞれEC50、6と22μMを有している。これらの分子の構造上の相違は、インドール部分のヒドロキシ基のみである(図1−6)。このことは、分子の芳香族領域上の置換が有効性に影響を与え得ることを示している。これは、研究に付しているリード分子が、芳香族部分が置換されているような分子を含んでいるであろうことを示している。 Both Argatoxin 489 (NPS017) and Argatoxin 505 (NPS015) cause intercellular Ca 2+ mobilization in parathyroid cells, with EC 50 , 6 and 22 μM, respectively. The only structural difference between these molecules is the hydroxy group of the indole moiety (Figures 1-6). This indicates that substitution on the aromatic region of the molecule can affect efficacy. This indicates that the lead molecule being studied will include molecules in which the aromatic moiety is substituted.

ここに記載したリード分子とは系統的に異なる構造的特徴は、(1)実効陽性電荷、(2)窒素を引き離しているメチレン数、および(3)例えば、メチレン間隔および実効陽性電荷における変化を伴う、および伴わないポリアミンの環状のものを含んでいる。加えて、構造および芳香族基の位置における系統的変化を、例えば、スズメバチおよびクモの毒から単離された様々なアリルアルキルアミンにおいて、試験することが出来;商業的に入手可能な芳香族部分をアルギオトキシンポリアミン部分と結合させることにより、合成分子を調製することが出来る。アルギオトキシンポリアミン部分は、カルボン酸を含有しているいずれかの芳香族部分と容易に結合することが出来る。従って、フェニル酢酸および安息香酸のヒドロキシおよびメトキシ誘導体、同じくヒドロキシインドール酢酸系を系統的にスクリーニングするのは簡単である。ヘテロ芳香族機能性を有する類似体を調製し、活性を評価することも出来る。   Structural features that are systematically different from the lead molecules described here are (1) effective positive charge, (2) number of methylenes separating nitrogen, and (3) changes in, for example, methylene spacing and effective positive charge. Includes cyclic polyamines with and without. In addition, systematic changes in structure and position of aromatic groups can be tested, for example, in various allylalkylamines isolated from wasps and spider venoms; commercially available aromatic moieties A synthetic molecule can be prepared by conjugating with an algitoxin polyamine moiety. Argiotoxin polyamine moieties can be readily combined with any aromatic moiety containing a carboxylic acid. Therefore, it is simple to systematically screen the hydroxy and methoxy derivatives of phenylacetic acid and benzoic acid, as well as the hydroxyindole acetic acid system. Analogs with heteroaromatic functionality can also be prepared and evaluated for activity.

該分子間の有効性および効力の比較により、一定の陽性電荷で、芳香族基の最適な構造および位置が明らかになるであろう。   Comparison of efficacy and potency between the molecules will reveal the optimal structure and position of the aromatic group with a constant positive charge.

有効性を増加すると思われるポリアミンモティーフでの構造的多様性の1つは、直鎖状親分子の環状のものが存在することである。バドムンチアミンA(BudmunchiamineA)は、植物アルビジア・アマラ(Albizia
amara)から単離されたものであり、スペルミンの環状誘導体である(図1−6)。バドムンチアミンAをウシ上皮小体細胞に加えると、細胞外Ca2+の不在に固執し、PMAでの前処理により鈍化した[Ca2+iの迅速かつ瞬間の増加を引き起こした。従って、それは、恐らく、Ca2+レセプターに作用することにより、上皮小体細胞における細胞間Ca2+の流動化を引き起こす。それは殆ど、スペルミン(EC50約200μM)と等しい効力をもっているが、スペルミンよりも1つ低い陽性電荷(+3)を帯びている。
One of the structural diversity in the polyamine motif that appears to increase efficacy is the presence of a cyclic parent of the linear parent molecule. Budmunchiamine A is a plant found in the plant Albizia Amara.
amara), which is a cyclic derivative of spermine (FIGS. 1-6). Addition of badomuthiamine A to bovine parathyroid cells persisted in the absence of extracellular Ca 2+ and caused a rapid and instantaneous increase in [Ca 2+ ] i that was blunted by pretreatment with PMA. Thus, it probably causes intercellular Ca 2+ fluidization in parathyroid cells, possibly by acting on the Ca 2+ receptor. It is almost as potent as spermine (EC 50 ca. 200 μM), but carries a positive charge (+3) one lower than spermine.

バドムンチアミンAより得られた結果は、構造活性研究の予言力および天然物をテストすることにより得られる新規構造情報を表すものである。それ故に、構造情報に基づき合理的に選択される天然物のスクリーニングは、容易に行われ、例えば、分子を、ナプララート(Napralert)などの適切なデータベースを用いる非常に確立された化学分離的原則に基づき、選択することが出来る。例えば、ピセコロビウムなどのアルビジアに関連するパピリオノイド豆果(papilionoid legumes)から誘導される大環状ポリアミンアルカノイドおよび他の植物から誘導される分子をスクリーニングすることが出来る。   The results obtained from Bad Munthiamine A represent the predictive power of structure activity studies and the new structural information obtained by testing natural products. Therefore, the screening of natural products that are reasonably selected based on structural information is easily performed, for example, making molecules into a very well-established chemical separation principle using appropriate databases such as Napralate. You can make a selection based on this. For example, macrocyclic polyamine arkanoids derived from papillionoid legumes related to Albizia, such as Pisecorobium, and molecules derived from other plants can be screened.

図44−63は、本発明に対して有用な分子を決定するためにスクリーニングされる一連の分子の第二例を与えるものである。これらの分子は、一般にフェンジリンから誘導されるものであり、テストして、それらのそれぞれのEC50を測定した。更に、関連分子、NPS447およびNPS448などをテストすることにより、分子構造の立体特異的効果を明らかにする。テストしてデータが得られた殆どの活性化合物は、新規化合物であり、NPS467およびNPS568と呼称し、5μM以下のEC50値を持つ。当業者はこの一連の分子を精密に調べることにより、本発明においてテストされ得る他の適切な誘導体を測定することが出来る。 Figures 44-63 provide a second example of a series of molecules that are screened to determine useful molecules for the present invention. These molecules are generally derived from phendiline and were tested to determine their respective EC 50 . Furthermore, by testing related molecules such as NPS447 and NPS448, the stereospecific effects of the molecular structure are revealed. Most of the active compounds that have been tested and obtained data are novel compounds, designated NPS467 and NPS568, with EC 50 values of 5 μM or less. One skilled in the art can determine other suitable derivatives that can be tested in the present invention by examining this series of molecules.

これらの例は、本発明において有用な一般的設定およびスクリーニング方法を示しており、付加的化合物および天然物ライブラリーを当該技術に望ましくスクリーニングし、本発明の他の有用なリード分子または新規分子を決定することが出来る。   These examples show general settings and screening methods useful in the present invention, where additional compounds and natural product libraries are desirably screened in the art, and other useful lead molecules or novel molecules of the present invention are identified. Can be determined.

上記のように、カルシウム様物質として有用な分子の例は、分枝状または環状ポリアミン、陽性に荷電したポリアミノ酸、およびアリルアルキルアミンを含んでいる。加えて、他の陽性に荷電した有機分子は、天然に生じる分子およびそれらの類似体を含んでおり、有用なカルシウム様物質である。これらの天然に生じる分子およびそれらの類似体は、好ましくは陽性電荷対質量比率(positive charge−to−mass ratio)を有しており、ここに例示した分子に対するこれらの比率と相関している。(例としては、海洋哺乳類、節足動物毒、陸生植物および細菌類や菌類から得られる発酵ブロスから単離された物質がある。)カルシウム様物質として有用な天然に生じる分子および類似体の好ましい1群では、陽性電荷:分子量(ダルトンで)の比率、約1:40から1:200、好ましくは約1:40から1:100で有することが予期される。該分子の更に詳しい実施例は以下に与える。   As noted above, examples of molecules useful as calcium-like substances include branched or cyclic polyamines, positively charged polyamino acids, and allylalkylamines. In addition, other positively charged organic molecules, including naturally occurring molecules and their analogs, are useful calcium-like substances. These naturally occurring molecules and their analogs preferably have a positive charge-to-mass ratio and correlate with these ratios for the molecules exemplified herein. (Examples include substances isolated from marine mammals, arthropod poisons, terrestrial plants and fermentation broths obtained from bacteria and fungi.) Preferred naturally occurring molecules and analogs useful as calcium-like substances One group is expected to have a positive charge: molecular weight (in dalton) ratio of about 1:40 to 1: 200, preferably about 1:40 to 1: 100. More detailed examples of the molecules are given below.

ポリアミン
本発明におけるカルシウム様物質として有用なポリアミンは、分枝状または環状のいずれかであり得る。分枝状または環状ポリアミンは、潜在的にそれらの直鎖状類似体よりも高いカルシウム様活性を有している。即ち、分枝状または環状ポリアミンは、生理学的pHで同様の効果的電荷を持つそれらの対応する線状ポリアミンよりも低いEC50を持つ傾向がある(表1参照)。
Polyamines Polyamines useful as calcium-like substances in the present invention can be either branched or cyclic. Branched or cyclic polyamines have potentially higher calcium-like activity than their linear analogues. That is, branched or cyclic polyamines tend to have a lower EC 50 than their corresponding linear polyamines with similar effective charges at physiological pH (see Table 1).

本明細書で使用した“分枝状ポリアミン”とは、短いアルキル橋架け、またはアミノ結合(amino linkages)により一緒に連結したアルキル基から成り、また鎖が枝分かれする点を有している鎖状分子のことである。これらの“分枝点”は、炭素原子または窒素原子のいずれか、好ましくは窒素原子の所に位置することが出来る。窒素原子分枝点は、代表的には三級アミンであるが、四級であることもある。分枝状ポリアミンは、1ないし20の分枝点、好ましくは1ないし10の分枝点を有することもある。 As used herein, a “branched polyamine” is a chain consisting of short alkyl bridges or alkyl groups joined together by amino linkages and having points where the chain branches. It is a molecule. These “branch points” can be located at either the carbon atom or the nitrogen atom, preferably at the nitrogen atom. The nitrogen atom branch point is typically a tertiary amine, but may be quaternary. Branched polyamines may have 1 to 20 branch points, preferably 1 to 10 branch points.

一般に、分枝状ポリアミンにおけるアルキル橋架けおよびアルキル分枝は、長さ1から50の炭素原子であり、好ましくは2から6の炭素原子である。アルキル分枝は、1つまたはそれ以上のヘテロ原子(窒素、酸素または硫黄)により中断されるか、またはフルオロ、クロロ、ブロモまたはヨードを含むハロ:ヒドロキシ:ニトロ:アシロキシ(R′COO−)、アシルアミド(R′CONH−)、またはアルコキシ(−OR′)で、式中R′は1から4の炭素原子を含有し得るものなどの官能基で置換されることもある。アルキル分枝は、アミノまたはグアニドなどの生理学的pHで陽性に荷電される基で置換される場合もある。これらの官能置換基は、分子の活性、配達(delivery)、または生物学的利用能を増加する溶解度等の生理特性を与えたり変化したりすることもある。   In general, alkyl bridges and alkyl branches in branched polyamines are 1 to 50 carbon atoms in length, preferably 2 to 6 carbon atoms. The alkyl branch is interrupted by one or more heteroatoms (nitrogen, oxygen or sulfur) or halo: hydroxy: nitro: acyloxy (R′COO—) containing fluoro, chloro, bromo or iodo, Acylamide (R'CONH-), or alkoxy (-OR '), where R' may be substituted with a functional group such as one that may contain from 1 to 4 carbon atoms. The alkyl branch may be substituted with a group that is positively charged at physiological pH, such as amino or guanide. These functional substituents may impart or change physiological properties such as solubility that increase the activity, delivery, or bioavailability of the molecule.

分枝状ポリアミンは、3つまたはそれ以上の鎖および分枝末端点を有することもある。これらの末端点は、メチル基またはアミノ基であり、好ましくはアミノ基であり得る。   Branched polyamines may have three or more chains and branch end points. These end points are methyl groups or amino groups, preferably amino groups.

好ましい分子の1群は、式:
2N−(CH2j−(NRi−(CH2jk−NH2
(式中、kは1から10の整数であり、jはそれぞれ同じかまたは異なり、2から20の整数であり、Riはそれぞれ同じかまたは異なり、水素と−(CH2j−NH2でjは上記で定義したものから成る群から選択され、少なくとも一つのRiは水素ではない)
を有する分枝ポリアミンの群である。
One group of preferred molecules has the formula:
H 2 N- (CH 2) j - (NR i - (CH 2) j) k -NH 2
Wherein k is an integer from 1 to 10, j is the same or different, and each is an integer from 2 to 20, R i is the same or different, and hydrogen and — (CH 2 ) j —NH 2 And j is selected from the group consisting of those defined above, and at least one R i is not hydrogen)
Is a group of branched polyamines having

本発明の特に好ましい分枝状ポリアミンは、分子N1,N1,N5,N10,N14,N14−ヘキサキス−(3−アミノプロピル)スペルミンおよびN1,N1,N5,N14,N14−テトラキス−(3−アミノプロピル)スペルミンで、それぞれ、図1−6におけるNPS381およびNPS382のことである。 Particularly preferred branched polyamines according to the invention are the molecules N 1 , N 1 , N 5 , N 10 , N 14 , N 14 -hexakis (3-aminopropyl) spermine and N 1 , N 1 , N 5 , N 14 , N 14 -tetrakis- (3-aminopropyl) spermine, which are NPS381 and NPS382 in FIGS. 1-6, respectively.

本明細書で使用した“環状ポリアミン”とは、2つまたはそれ以上のヘテロ原子(窒素、酸素または硫黄)を含有する複素環で、その内、少なくとも2つは窒素原子であるもののことである。複素環は、一般に周囲に約6から約20原子、好ましくは、周囲に約10から約18原子である。窒素ヘテロ原子は、2ないし10の炭素原子で隔てられている。複素環は、窒素部位でアミノアルキルまたはアミノアリル基(NH2R−)で置換されることもあり、式中Rは、アミノアリルまたは2ないし6炭素原子の低級アルキルである。 As used herein, a “cyclic polyamine” is a heterocycle containing two or more heteroatoms (nitrogen, oxygen or sulfur), of which at least two are nitrogen atoms. . Heterocycles are generally about 6 to about 20 atoms around, preferably about 10 to about 18 atoms around. Nitrogen heteroatoms are separated by 2 to 10 carbon atoms. The heterocycle may be substituted with an aminoalkyl or aminoallyl group (NH 2 R—) at the nitrogen site, where R is aminoallyl or lower alkyl of 2 to 6 carbon atoms.

本発明の特に好ましい環状ポリアミンは、図1−6にヘキササイクレン(1,4,7,10,13,16−ヘキサアザ−シクロオクタデカンおよびNPS383として示している。   Particularly preferred cyclic polyamines of the present invention are shown in FIGS. 1-6 as hexacyclene (1,4,7,10,13,16-hexaaza-cyclooctadecane and NPS383.

ポリアミノ酸
本発明において有用なポリアミノ酸は、生理学的pHで2つまたはそれ以上の陽性に荷電したアミノ酸残基を含有しても良い。これらの陽性に荷電したアミノ酸は、ヒスチジン、リジンおよびアルギニンを含んでいる。これらのポリペプチドは、長さにして2から800アミノ酸の範囲内で変化する場合があり、より好ましくは長さにして20から300アミノ酸である。これらのポリペプチドは、アミノ酸残基の単一の繰り返しから成ることがあり、天然タンパク質または酵素の変種を有することもある。
Polyamino acids Polyamino acids useful in the present invention may contain two or more positively charged amino acid residues at physiological pH. These positively charged amino acids include histidine, lysine and arginine. These polypeptides may vary in length within the range of 2 to 800 amino acids, more preferably 20 to 300 amino acids in length. These polypeptides may consist of a single repeat of amino acid residues and may have natural protein or enzyme variants.

ポリアミノ酸から成るアミノ酸残基は、20の天然アミノ酸または他の代替し得る基のいくつかである場合がある。代替し得る基は、例えば、本発明の組成物は標識として作用し得る分子またはイオンを含んで誘導された要素もまた含み得る。広範な種類の標識部分を用いることができ、放射性同位元素、発色団および蛍光標識が含まれる。特に、放射性同位元素標識はインビボで容易に検出され得る。放射性同位元素はポルフィリン系におけるカチオンとしての配位によって結合され得る。有用なカチオンはテクネチウムおよびインジウムである。この組成物には、陽性荷電分子が標識に結合、または標識と対合され得る。   An amino acid residue consisting of a polyamino acid may be some of the 20 natural amino acids or other alternative groups. Alternative groups can also include, for example, elements derived from molecules or ions that the composition of the present invention can act as labels. A wide variety of labeling moieties can be used, including radioisotopes, chromophores and fluorescent labels. In particular, radioisotope labels can be easily detected in vivo. Radioisotopes can be bound by coordination as cations in the porphyrin system. Useful cations are technetium and indium. In the composition, positively charged molecules can be bound to or paired with the label.

合成方法
ポリアミンの合成および修飾戦略には、機能化された分子を作成するために選択的に除去され得る様々なアミン保護基(フタルイミド、BOC、CBZ、ベンジルおよびニトリル)の使用を伴う。包含される合成方法は、アルギオピン636と659およびクモ毒から誘導された他のアリルアルキルアミンを作成するのに使用された方法に合わせる。
Synthetic Methods Polyamine synthesis and modification strategies involve the use of various amine protecting groups (phthalimide, BOC, CBZ, benzyl and nitrile) that can be selectively removed to create functionalized molecules. The synthetic methods involved are tailored to the methods used to make algiopine 636 and 659 and other allylalkylamines derived from spider venom.

2−4メチレンの鎖伸長は、対応するN−(ブロモアルキル)フタルイミドでのアルキル化により典型的に行った。ブロモアルキルフタルイミドに対するアミンの1:1.2混合物をセライト上の50%KFの存在下、アセトニトリル中で還流した。鎖伸長もまた、得られたアミンのアクリロニトリルまたはエチルアクリレートでのアルキル化により行った。反応の進行は、TLCとジクロロメタン、メタノール、およびイソプロピルアミンの組み合わせを用いるシリカゲルで精製された中間体により追跡した。最終産物をカチオン交換(HEMA−SB)およびRP−HPLC(ヴィダックC−18)により精製した。純度と構造確認は、H1 −および13C−NMRと高分解能マススペクトロメトリー(EI、CIおよび/またはFAB)で行った。 Chain extension of 2-4 methylene was typically performed by alkylation with the corresponding N- (bromoalkyl) phthalimide. A 1: 1.2 mixture of amine to bromoalkylphthalimide was refluxed in acetonitrile in the presence of 50% KF over celite. Chain extension was also performed by alkylation of the resulting amine with acrylonitrile or ethyl acrylate. The progress of the reaction was followed by a silica gel purified intermediate using a combination of TLC and dichloromethane, methanol, and isopropylamine. The final product was purified by cation exchange (HEMA-SB) and RP-HPLC (Vidac C-18). Purity and structure confirmation were performed by H 1 -and 13 C-NMR and high resolution mass spectrometry (EI, CI and / or FAB).

BOC保護基を触媒量のジメチルアミノピリジンの存在下、ジクロロメタン中でアミン(1°または2°)をジ−tert−ブチルジカーボネートで処理して付加した。ベンジル保護基は、2種の方法:(1)1°アミンとベンズアルデヒドとの縮合、続いて水素化ホウ素ナトリウム反応、または(2)KFの存在下、2°アミンのベンジルブロミドでのアルキル化のうち1方法を適用した。アミド結合および環化はアミン(1°または2°)と得られた酸のN−ヒドロキシスクシンイミドエステルとの反応により典型的に行った。これは(環化の場合)、希釈条件下で、“アミノ酸”をジシクロヘキシルカルボジイミドで処理して直接的に行った。   The BOC protecting group was added by treating the amine (1 ° or 2 °) with di-tert-butyl dicarbonate in dichloromethane in the presence of a catalytic amount of dimethylaminopyridine. The benzyl protecting group can be obtained in two ways: (1) condensation of 1 ° amine with benzaldehyde followed by sodium borohydride reaction, or (2) alkylation of 2 ° amine with benzyl bromide in the presence of KF. One method was applied. Amide bonding and cyclization were typically performed by reaction of the amine (1 ° or 2 °) with the N-hydroxysuccinimide ester of the resulting acid. This (in the case of cyclization) was done directly by treating the “amino acid” with dicyclohexylcarbodiimide under dilution conditions.

フタルイミド機能性の脱保護は、メタノールを還流しながら、ヒドラジンで還元することにより行った。BOC機能性の脱保護は、無水TFA中で行った。ベンジル、ニトリル、およびCBZ保護機能性の脱保護は、55psi水素下で、炭素中水酸化パラジウムの触媒量の存在下、氷酢酸中で還元することにより行った。ニトリル機能性を(ベンジルおよびCBZ基の存在下)水素下で、スポンジ状ラネー・ニッケルの存在下で選択的に還元した。   Deprotection of phthalimide functionality was performed by reducing with hydrazine while refluxing methanol. Deprotection of BOC functionality was performed in anhydrous TFA. Deprotection of the benzyl, nitrile, and CBZ protection functionality was performed by reduction in glacial acetic acid under 55 psi hydrogen in the presence of a catalytic amount of palladium hydroxide on carbon. Nitrile functionality was selectively reduced under hydrogen (in the presence of benzyl and CBZ groups) in the presence of sponge Raney nickel.

詳細には、分枝状ポリアミンは、代表的には式NH2−(CH2n−NH2の簡単なジアミノアルカン、またはスペルミイミドまたはスペルミンなどの簡単なポリアミンから調製される。2つの(末端の)一級アミンの1つをBOC(t−ブチロキシカルボニル)、フタルイミド、ベンジル、2−エチルニトリル(アミンおよびアクリロニトリルのミカエル縮合製造生成物(Michael condensation production product))またはアミドなどの保護基で保護または“マスク”する。典型的な反応はジ−t−ブチル−ジカルボネート(無水BOC)での処理によるBOC保護基の付加である:
一保護生成物を非保護および二保護生成物から簡単なクロマトグラフ的または蒸留技術より分離する。
Specifically, branched polyamines are typically formula NH 2 - are prepared from (CH 2) simple polyamines such as n simple diaminoalkanes of -NH 2 or Superumiimido or spermine. One of the two (terminal) primary amines such as BOC (t-butyroxycarbonyl), phthalimide, benzyl, 2-ethylnitrile (Michael condensation production product of amine and acrylonitrile) or amide, etc. Protect or “mask” with protecting groups. A typical reaction is the addition of a BOC protecting group by treatment with di-t-butyl-dicarbonate (anhydrous BOC):
The monoprotected product is separated from the unprotected and diprotected products by simple chromatographic or distillation techniques.

その後、一保護生成物において残っている遊離のアミンをアルキル化剤(またはアシル化剤)で選択的にアルキル化(またはアシル化)する。確実に一アルキル化(mono−alkylation)するために、遊離のアミンをベンズアルデヒドとの縮合、続いて水素化ホウ素ナトリウム還元により部分的に保護して、N−ベンジル誘導体を形成する:
その後、N−ベンジル誘導体をアルキル化剤と反応させる。典型的なアルキル化剤は、N−(ブロモアルキル)フタルイミドであり、それは以下のように反応する:
例えば、N−(ブロモブチル)フタルイミドを用いて、4メチレン単位で鎖を伸長または枝分かれさせる。代替法として、アクリルニトリルとの反応、続いてシアノ基の還元は、3−メチレンおよびアミノ基により鎖を伸長するであろう。
Thereafter, the free amine remaining in the monoprotected product is selectively alkylated (or acylated) with an alkylating agent (or acylating agent). In order to ensure mono-alkylation, the free amine is partially protected by condensation with benzaldehyde followed by sodium borohydride reduction to form the N-benzyl derivative:
Thereafter, the N-benzyl derivative is reacted with an alkylating agent. A typical alkylating agent is N- (bromoalkyl) phthalimide, which reacts as follows:
For example, the chain is extended or branched with 4 methylene units using N- (bromobutyl) phthalimide. As an alternative, reaction with acrylonitrile followed by reduction of the cyano group would extend the chain with 3-methylene and amino groups.

生じた鎖伸長分子の保護基をその後、選択的に切断して、新しい遊離のアミンを得ることが出来る。例えば、トリフルオロ酢酸を使用して、BOC基を除去し:触媒的水素化を用いてニトリル機能性を還元し、ベンジル基を除去し;ヒドラジンを用いて以下のようにフタルイミド基を以下のように除去する:
The resulting chain extender molecule protecting groups can then be selectively cleaved to yield new free amines. For example, trifluoroacetic acid is used to remove the BOC group: catalytic hydrogenation is used to reduce nitrile functionality, benzyl group is removed; hydrazine is used to replace the phthalimide group as follows: Remove to:

新しい遊離アミンは、更に上記のようにアルキル化(またはアシル化)されて、ポリアミンの長さを増加することもある。この工程を所望の鎖の長さおよび分枝の数が得られるまで繰り返す。最終段階で、生成物を脱保護し、結果として所望のポリアミンを生じる。しかしながら、脱保護前に更なる修飾が保護末端で以下の方法によりもたらされる場合があり:
例えば、BOC脱保護前に、ポリアミンを3,4−ジメトキシフェニル酢酸のN−ヒドロキシスクシンイミドエステルでアシル化し、二保護ポリアミンを得る:
これは、最終的にアリルポリアミンを得ることになる。BOC基をその後選択的にトリフルオロ酢酸で除去して、上記のように伸長され得る他のアミノ末端にさらすことが出来る。
New free amines may be further alkylated (or acylated) as described above to increase the length of the polyamine. This process is repeated until the desired chain length and number of branches are obtained. At the final stage, the product is deprotected, resulting in the desired polyamine. However, further modifications before deprotection may be brought about at the protected end by the following method:
For example, prior to BOC deprotection, the polyamine is acylated with N-hydroxysuccinimide ester of 3,4-dimethoxyphenylacetic acid to give the diprotected polyamine:
This will ultimately yield an allylpolyamine. The BOC group can then be selectively removed with trifluoroacetic acid and exposed to other amino termini that can be extended as described above.

ある種の分枝状ポリアミンは、上記で形成したポリアミンにおける遊離の一級および二級アミンを同時にアルキル化またはアシル化することにより得られることもある。例えば、スペルミンを過剰のアクリロニトリルで処理し、続いて触媒的還元すると、以下を得る:
環状ポリアミンをヘキササイクレン(アルドリッチ・ケミカル)などの出発物質で始めて、上記のように調製する場合がある。
Certain branched polyamines may be obtained by simultaneously alkylating or acylating free primary and secondary amines in the polyamines formed above. For example, treatment of spermine with excess acrylonitrile followed by catalytic reduction yields:
Cyclic polyamines may be prepared as described above, starting with a starting material such as hexacyclene (Aldrich Chemical).

本発明の領域内のポリアミノ酸は、当業者に知られている組換え技術により作成しても良く、または当業者に知られている標準的な固相法を用いて合成することもある。固相合成は、ペプチドのカルボキシ末端からα−アミノ保護アミノ酸を用いて、開始される。BOC保護基は、他の保護基が安定であるとしても、すべてのアミノ基に対して用いることが出来る。例えば、BOC−lys−OHを、エステル化してクロロメチル化ポリスチレン樹脂支持体にすることが出来る。ポリスチレン樹脂支持体は、好ましくはスチレンの共重合体であり、ポリスチレン重合体を完全にある種の有機溶媒に溶解させる架橋剤として約0.5ないし2%ジビニルベンゼンを有している。スチュワート等、固相ペプチド合成(1969年)、W.H.フリーマン・カンパニー、サンフランシスコ;およびメリフィールド、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー(1963年)、85巻、2149−2154頁、参照。ペプチド合成のこれらおよび他の方法は、U.S.特許第3,862,925号;第3,842,067号、第3,972,859号;および第4,105,602号も例示されている。   Polyamino acids within the scope of the invention may be made by recombinant techniques known to those skilled in the art or may be synthesized using standard solid phase methods known to those skilled in the art. Solid phase synthesis is initiated using an α-amino protected amino acid from the carboxy terminus of the peptide. BOC protecting groups can be used for all amino groups, even if other protecting groups are stable. For example, BOC-lys-OH can be esterified into a chloromethylated polystyrene resin support. The polystyrene resin support is preferably a copolymer of styrene and has about 0.5 to 2% divinylbenzene as a cross-linking agent that completely dissolves the polystyrene polymer in some organic solvent. Stewart et al., Solid Phase Peptide Synthesis (1969), W. H. See Freeman Company, San Francisco; and Merrifield, Journal of American Chemical Society (1963), 85, 2149-2154. These and other methods of peptide synthesis are described in US Pat. S. Patents 3,862,925; 3,842,067, 3,972,859; and 4,105,602 are also exemplified.

ポリペプチド合成は、マニュアル技術を用いるか、または例えば、アブライド・バイオシステム・403A・ペプチド・シンセサイザー(フォスター・シィー、カリフォルニア)またはバイオサーチ・SAMIIオートマティック・ペプチド・シンセサイザー(バイオサーチ・インコーポレイテッド、サン・ラファエル、カリフォルニア)を用いて自動的に行うこともあり、製造会社により提供された使用マニュアルにおいて与えられた使用説明に従う。   Polypeptide synthesis can be done using manual techniques or, for example, Abride Biosystems 403A Peptide Synthesizer (Foster City, CA) or BioSearch SAMII Automatic Peptide Synthesizer (Biosearch Inc., Sun. Rafael, California), and it follows the instructions given in the user manual provided by the manufacturer.

本発明のアリルアルキルアミンは、知られている技術で単離された天然物であり、またはジャシーズ等、テトラヘドロン・レター(1988年)、29巻、6223−6226頁、およびネイソン等、テトラヘドロン・レター(1989年)、30巻、2337−2340頁に記載のように合成される。   The allylalkylamines of the present invention are natural products isolated by known techniques, or Jachys et al., Tetrahedron Letter (1988), 29, 6223-6226, and Naison et al., Tetrahedron. -Synthesized as described in Letter (1989), 30, 2337-2340.

フェンジリン(または図44−63に示したフェンジリン類似体)調製のための1つの一般的なプロトコールは、以下の通りである。磁気攪拌棒とゴム隔膜を備えた10ml丸底フラスコ内で、2mlエタノール中1.0ミリモル3.3′−ビスフェニルプロピルアミン(または一級アルキルアミン)を1.1ミリモルのフェノールと1.0ミリモルのアセトフェノン(または置換アセトフェノン)で処理した。これに、2.0ミリモルMgSO4と1.0ミリモルNaCNBH3を加えた。これを窒素雰囲気下、室温(約20℃)で24時間攪拌した。反応物を50mlエーテルに注ぎ込み、1NNaOHで3回、ブリンで1回洗浄した。エーテル層を無水K2CO3で乾燥し、真空下で還元した。生成物をその後、カラムクロマトグラフィーまたはCH2Cl2−メタノール−イソプロピルアミン(典型的には、塩化メチレン中3%メタノールおよび0.1%イソプロピルアミン)の結合したシリカ固定相を組み込んだHPLCにより生成した。 One general protocol for the preparation of fendiline (or the fendiline analog shown in FIGS. 44-63) is as follows. In a 10 ml round bottom flask equipped with a magnetic stir bar and rubber septum, 1.0 mmol 3.3'-bisphenylpropylamine (or primary alkylamine) in 2 ml ethanol was added 1.1 mmol phenol and 1.0 mmol. Treated with acetophenone (or substituted acetophenone). To this was added 2.0 mmol MgSO 4 and 1.0 mmol NaCNBH 3 . This was stirred at room temperature (about 20 ° C.) for 24 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction was poured into 50 ml ether and washed three times with 1N NaOH and once with brine. The ether layer was dried over anhydrous K 2 CO 3 and reduced under vacuum. The product is then produced by column chromatography or HPLC incorporating CH 2 Cl 2 -methanol-isopropylamine (typically 3% methanol and 0.1% isopropylamine in methylene chloride) coupled silica stationary phase. did.

フェンジリンまたはフェンジリン類似体(図44−63に表したようなもの)を調製するのに好ましい方法は、チタン(IV)イソプロポキシドを使用するものであり、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー、55巻、2552頁(1990年)に記載の方法を一部修飾したものである。NPS544の合成には、チタンテトラクロリド(テトラヘドロン・レター、31巻、5547頁(1990年)に記載の方法)をチタン(IV)イソプロポキシドの代わりに使用した。反応スキームを図70aに表した。図70aにおいて、R、R’およびR”は、炭化水素基を表している。一実施態様に従うと、4mlバイアル中で、アミン()1ミリモル(代表的には、一般アミン)とケトンまたはアルデヒド()(一般には、アセトフェノン)1ミリモルを混合し、その後、1.25ミリモルのチタン(IV)イソプロポキシド()で処理し、時折攪拌しながら、室温で30分間置いておく。代替法として、二級アミンを()の代わりに用いることもある。注意:幾つかの反応は、重い沈殿または固体を生じるであろうが、(それらの融点まで)加温/加熱して反応の過程にわたり数回攪拌/混合させる。反応混合物を1ミリモルのシアノ水素化ホウ素ナトリウム()を含有する1mlエタノールで処理し、生じた混合物をその後、室温で時折攪拌しながら約16時間置いておく。その後、約500μlの水を加えて、反応を止める。反応混合物をその後、総容量約4mlまで、エチルエーテルで希釈し、その後遠心分離する。上部の有機相を除去し、ロートベーパー(rotovapor)で還元する。生じた生成物()を、HPLC(ジクロロメタン:メタノール:イソプロピルアミンでシリカを用いる順相、またはアセトニトリルまたはメタノールと共に0.1%TFAでC−18を用いる逆相)により精製する前に、シリカの短いカラムのクロマトグラフィー(または代わりとしてシリカの分取TLCを用いることによる)で、ジクロロメタン:メタノール:イソプロピルアミン(典型的には、95:5:0.1)の組み合わせを用いて、部分的に精製する。 A preferred method for preparing fendiline or fendiline analog (as represented in FIGS. 44-63) is to use titanium (IV) isopropoxide, Journal of Organic Chemistry, Volume 55. , 2552 (1990), which is partly modified. For the synthesis of NPS544, titanium tetrachloride (a method described in Tetrahedron Letter, Vol. 31, page 5547 (1990)) was used in place of titanium (IV) isopropoxide. The reaction scheme is shown in FIG. 70a. In FIG. 70a, R, R ′ and R ″ represent hydrocarbon groups. According to one embodiment, in a 4 ml vial, 1 mmol of amine ( 1 ) (typically a general amine) and a ketone or 1 mmol of aldehyde ( 2 ) (generally acetophenone) is mixed and then treated with 1.25 mmol of titanium (IV) isopropoxide ( 3 ) and left at room temperature for 30 minutes with occasional stirring. As an alternative, secondary amines may be used in place of ( 1 ) Note: Some reactions will result in heavy precipitates or solids but may be warmed / heated (to their melting point) is several times stirred / mixed over the course of the reaction. the reaction mixture was treated with 1ml ethanol containing 1 mmole sodium cyanoborohydride (4), after which the resulting mixture at room temperature Leave for about 16 hours with occasional stirring, then stop the reaction by adding about 500 μl of water, then dilute the reaction mixture to a total volume of about 4 ml with ethyl ether and then centrifuge. The phase is removed and reduced with a rotovap, and the resulting product ( 6 ) is filtered in normal phase using silica (dichloromethane: methanol: isopropylamine with silica, or 0.1% TFA with acetonitrile or methanol. Chromatography on a short column of silica (or alternatively by using preparative TLC on silica) in dichloromethane: methanol: isopropylamine (typically 95: 5: 0.1) combination is partially purified.

適切または望まれるならば、実施例21に記載のような方法を用いてキラル分割を行っても良い。   If appropriate or desired, chiral resolution may be performed using methods such as those described in Example 21.

処方および投与
本明細書に示したように、本発明の分子は:細胞外Ca2+の1つまたはそれ以上の効果を模倣または拮抗し;(b)細胞外遊離Ca2+レベルに個々に影響を与え:(c)上皮小体機能亢進症、エステロプロシスおよび高血圧などの疾患を治療するために用いられ得る。一般に、無機−イオン受容体に関連する疾患または症状が今回検討、診断、および/または有利になるように処置され得る。これらの分子は、一般に上皮小体細胞に作用することが示されているのに対し、これらは、また、骨溶骨細胞、傍糸球体の腎臓細胞、近位小管腎臓細胞、遠位小管腎臓細胞、厚いヘレンわなの上行肢および/または集合管の細胞、表皮のケラチノサイト、甲状腺(C−細胞)中の小胞周縁細胞、腸管細胞、胎盤中の栄養膜細胞、血小板、血管平滑筋細胞、心臓心房細胞、ガストリンおよびグルカゴン分泌細胞、腎臓糸球体細胞および乳房細胞を含む他の細胞でのCa2+レセプターを調節することもある。
Formulation and Administration As indicated herein, the molecules of the invention: mimic or antagonize one or more effects of extracellular Ca 2+ ; (b) individually at extracellular free Ca 2+ levels Affected: (c) Can be used to treat diseases such as hyperparathyroidism, esteroprosis and hypertension. In general, a disease or condition associated with an inorganic-ion receptor can now be treated to be considered, diagnosed, and / or advantageous. These molecules have been shown to generally act on parathyroid cells, whereas they also show osteolytic cells, paraglomerular kidney cells, proximal tubule kidney cells, distal tubule kidneys Cells, thick ascending limbs and / or collecting duct cells, keratinocytes of the epidermis, vesicular cells in the thyroid (C-cells), intestinal cells, trophoblast cells in the placenta, platelets, vascular smooth muscle cells, It may also regulate Ca 2+ receptors on other cells, including cardiac atrial cells, gastrin and glucagon secreting cells, kidney glomerular cells and breast cells.

これらの分子は、典型的にヒト患者の治療に用いられるであろうが、他の霊長類、豚、畜牛および飼鳥類などの農場動物、馬、犬およびネコなどのスポーツ動物などの他の定温動物種において同様のまたは同一の疾患の治療に使用することも可能である。   These molecules will typically be used to treat human patients, but other isothermals such as other primates, farm animals such as pigs, cattle and poultry, sports animals such as horses, dogs and cats. It can also be used to treat similar or identical diseases in animal species.

治療的および/または診断的施用において、本発明の分子は、全身および局所または集中投与を含む様々な投与方法で処方され得る。技術および処方は、一般に、レミントンズ・ファーマシューティカル・サイエンシィズ、マック・パブリッシング・カンパニー、イーストン、ペンシルバニアに見い出され得る。   In therapeutic and / or diagnostic applications, the molecules of the invention can be formulated in a variety of modes of administration, including systemic and local or intensive administration. Techniques and formulations can generally be found in Remington's Pharmaceutical Sciences, Mac Publishing Company, Easton, Pennsylvania.

全身投与には、経口投与が好ましい。代替法として、例えば、筋肉内、静脈内、腹膜内、および皮下注射を用いることもある。注射では、本発明の分子を液体溶液状、好ましくは、ハンク溶液またはリンガー溶液などの生理学的に融和性の緩衝液中で処方される。加えて、該分子を固形で処方し、使用する前に直ちに再溶解または懸濁させることもある。凍結乾燥形も含まれる。   For systemic administration, oral administration is preferred. Alternatively, for example, intramuscular, intravenous, intraperitoneal, and subcutaneous injection may be used. For injection, the molecules of the invention are formulated in liquid solutions, preferably in physiologically compatible buffers such as Hank's solution or Ringer's solution. In addition, the molecules may be formulated in solid form and immediately re-dissolved or suspended before use. Freeze-dried forms are also included.

経粘膜的または経皮的方法により、全身投与しても良く、または該分子を経口的に投与することも出来る。経粘膜的または経皮的投与のためには、浸透させるべき隔壁に適切な浸透剤を処方に用いる。このような浸透剤は、一般に当業者には知られており、例えば、経粘膜的投与のための胆汁酸塩およびフシジン酸誘導体を含む。加えて、洗剤を用いて浸透を容易にすることもある。経粘膜的投与は、例えば鼻に散布するもの、または座薬であることもある。経口投与のためには、該分子をカプセル、錠剤、および強壮剤など、適宜の経口投与形で処方される。   It can be administered systemically by transmucosal or transdermal methods, or the molecule can be administered orally. For transmucosal or transdermal administration, penetrants appropriate to the barrier to be permeated are used in the formulation. Such penetrants are generally known to those skilled in the art and include, for example, bile salts and fusidic acid derivatives for transmucosal administration. In addition, detergents may be used to facilitate penetration. Transmucosal administration may be, for example, spraying to the nose or suppository. For oral administration, the molecule is formulated in a suitable oral dosage form such as capsules, tablets, and tonics.

局所投与のためには、本発明の分子を、一般に当業者には知られているものとして軟膏、膏薬、ゲルまたはクリームで処方される。   For topical administration, the molecules of the invention are formulated in ointments, salves, gels or creams as generally known to those skilled in the art.

以下の実施例に示したように、本発明の様々な化合物の投与されるべき量は、標準的手法により決定することが出来る。一般に、処置される動物のkgに対し約1および50mg/kgの間である。   As shown in the examples below, the amount to be administered of the various compounds of the invention can be determined by standard techniques. Generally between about 1 and 50 mg / kg per kg of animal to be treated.

Ca 2+ レセプター
天然物スクリーニングは、伝統的には多様な治療的分子の開発に対し、手掛かりとなる構造を与えてきた。しかしながら、Ca2+レセプターでの活性に対する天然物ライブラリーまたは他の分子ライブラリーの高処理量スクリーニング(high−througput screening)は、以前可能ではなかった。これを可能するには、Ca2+レセプターcDNAをクローン化し、その後、高処理量スクリーニングに安定なトランスフェクションした細胞系を作るのが最善である。レセプターの構造を用いて、付加的に配位子結合部位の分子の結合構造の洞察を得ることが出来、このような情報を使用して、上記で論議したように合理的薬剤デザイン計画を拡大することが出来る。限定された構造活性研究および選択された天然物分子の試験は、合理的天然物スクリーニングおよび薬剤デザインを導くに必要な最初の構造データベースを与えるものであろう。
Ca 2+ receptor natural product screening has traditionally provided a clue to the development of a variety of therapeutic molecules. However, high-throughput screening of natural product libraries or other molecular libraries for activity at the Ca 2+ receptor has not previously been possible. To enable this, it is best to clone the Ca 2+ receptor cDNA and then make a transfected cell line that is stable for high-throughput screening. The receptor structure can be used to gain additional insight into the molecular binding structure of the ligand binding site, and such information can be used to expand rational drug design plans as discussed above. I can do it. Limited structure activity studies and testing of selected natural product molecules will provide the first structural database necessary to guide rational natural product screening and drug design.

遺伝子の上科(superfamily)の発見は、すべての無機−イオン受容体に関連して同じ利益をもたらすものである。下記の検討は時としてカルシウム受容体をクローニングする方法論にのみ言及するものであるが、この方法論が一般に、すべての無機−イオン受容体のクローニングに適用されるものであることが当業者には理解されるであろう。   The discovery of the superfamily of genes provides the same benefits in relation to all inorganic-ion receptors. Although the following discussion sometimes only refers to a methodology for cloning calcium receptors, those skilled in the art will appreciate that this methodology is generally applicable to all inorganic-ion receptor cloning. Will be done.

これらの組換え受容体は、初めて、カルシウム様分子およびカルシウム拮抗分子を含む、−様分子および−拮抗分子のスクリーニングを可能にするものである。例えば、受容体と試験法を結合することによって。これは、特に、ひと受容体を用いてスクリーニングし、治療的に有用な化合物を識別するのに役立つ。   These recombinant receptors enable for the first time the screening of -like and -antagonist molecules, including calcium-like and calcium antagonist molecules. For example, by combining receptor and test method. This is particularly useful for screening using human receptors to identify therapeutically useful compounds.

ウシおよびヒト上皮小体細胞Ca2+レセプターcDNAは、ツメガエル(Xenopus)卵母細胞における機能発現によりクローン化することが出来る。内生のCa2+活性化Cl- チャンネルを通る電流を測定することにより、ツメガエル卵母細胞における細胞間Ca2+の増加を間接的に追跡することが可能である。このシグナル形質導入経路より与えられた応答の増幅は、mRNAにより暗号化されるレセプタータンパク質の検出を非常に低レベルで可能にする。このことは、レセプター特異性cDNAクローンの検出を、高緩和性配位子、特異的抗血清またはタンパク質もしくは核酸配列情報の必要がなくても可能にするものである。該方法の実施例は以下である。 Bovine and human parathyroid cell Ca 2+ receptor cDNA can be cloned by functional expression in Xenopus oocytes. By measuring the current through the endogenous Ca 2+ activated Cl channel, it is possible to indirectly follow the increase in intercellular Ca 2+ in Xenopus oocytes. Amplification of the response provided by this signal transduction pathway allows for the detection of receptor proteins encoded by mRNA at very low levels. This allows the detection of receptor-specific cDNA clones without the need for highly relaxed ligands, specific antisera or protein or nucleic acid sequence information. An example of the method is as follows.

成体の雌ゼノプス・ラエビス(Xenopus laevis)はゼノプスI(アン・アーバー、MI)から得られ、常法に従い維持された。卵巣の丸い突出部を低体温法的に麻酔したヒキガエルから摘出した。卵母細胞の房を修飾バース塩水(MBS)に移した。個々の卵母細胞を2mg/mlコラゲナーゼ(シグマ、1A型)を含有するMBS中で21℃で2時間インキュベートすることによって得、V−VI段階の卵母細胞を注入するために選択した。   Adult female Xenopus laevis was obtained from Xenopus I (Ann Arbor, MI) and maintained according to conventional methods. The round ovary protrusion was removed from a hypothermically anesthetized toad. Oocyte tresses were transferred to modified Bath saline (MBS). Individual oocytes were obtained by incubating for 2 hours at 21 ° C. in MBS containing 2 mg / ml collagenase (Sigma, type 1A) and selected for injecting V-VI stage oocytes.

ガラスキャピラリー管(直径1mm)を引っ張って細い先端にし、手で折って、先端の直径を約15μMにする。mRNAの小滴(ジエチルピロカーボネート(DEPC)−処理水中1ng/nl)をパラフィルムに置き、キャピラリー管で吸い上げた。その後、そのキャピラリー管をビコスプリッツァー(picospritzer)(WPI・インストルメンツ)につなげ、空気−パルスした(air−pulsed)小滴の容量を調節してmRNA50ng(典型的には50nl)を出した。ナイロンストッキングを当てて底を固定した35mm培養皿を用いて、mRNAを動物極に注入する間中、卵母細胞を動かないようにした。注入した卵母細胞をMBS、100ug/mlペニシリンおよび100U/mlストレプトマイシンを含有する35mm培養皿に置き、18℃で3日間インキュベートした。   Pull the glass capillary tube (diameter 1 mm) to a thin tip and fold it by hand to make the tip diameter about 15 μM. A small drop of mRNA (diethyl pyrocarbonate (DEPC)-1 ng / nl in treated water) was placed on parafilm and sucked up with a capillary tube. The capillary tube was then connected to a picospritzer (WPI Instruments) and the volume of air-pulsed droplets was adjusted to yield 50 ng of mRNA (typically 50 nl). A 35 mm culture dish with a nylon stocking applied to the bottom was used to keep the oocyte from moving during the injection of mRNA into the animal pole. The injected oocytes were placed in a 35 mm culture dish containing MBS, 100 ug / ml penicillin and 100 U / ml streptomycin and incubated at 18 ° C. for 3 days.

インキュベートに続いて、卵母細胞を100μlプラスチックチャンバーに置き、流速0.5ml/分で蠕動ポンプを用いてMBSに注いだ。試験分子または非有機ポリカチオンを、別の緩衝液に管を迅速に移すことにより加えた。記録し、電流を通す電極を、1−3モームの抵抗で引っ張られ、3MKClで満たされた薄壁キャピラリー管から組み立てた。卵母細胞に(動物極において)顕微鏡観察下で両方の電極を突き刺し、保持電位(−70ないし−80mV)に合わせ、保持電位を維持するために通した電流を測定するために用いられるアクソン・インストルメンツ・アキソクランプ2A電圧−クランプ増幅器につなげた。電流は、直接ストリップ・チャート記録機に記録した。   Following incubation, oocytes were placed in a 100 μl plastic chamber and poured into MBS using a peristaltic pump at a flow rate of 0.5 ml / min. Test molecules or non-organic polycations were added by quickly transferring the tube to another buffer. The recorded and galvanic electrodes were assembled from thin wall capillary tubes pulled with a resistance of 1-3 mom and filled with 3MKCl. Axon, which is used to measure the current passed to maintain the holding potential by puncturing both electrodes under the microscope (at the animal pole) and aligning to the holding potential (-70 to -80 mV) Connected to an Instruments AxoClamp 2A voltage-clamp amplifier. The current was recorded directly on a strip chart recorder.

mRNA調製のために、子牛または二次HPT患者から上皮小体を外科的に除去して組織を得た。精製した細胞を調製する必要は無い;腺全体をツメガエル卵母細胞におけるCa2+レセプターの発現を支配するmRNAを調製するのに用いた。細胞のRNA全体を均一化した腺を酸グアニジニウムチオシアネート/フェノール抽出することにより調製した。オリゴーdTセルロースクロマトグラフィーを用いて、標準方法によりポリ(A)+ mRNAを選択した。mRNAの画分の大きさを揃えるために、グリセロール勾配の遠心分離を使用した。mRNAを20mV水酸化メチル水銀で変性させ、ベックマンTLS55管内で調製した直線15−30%グリセロール勾配上に乗せた(濃度1mg/mlで50−100ug)。続いて、34,000rpmで16時間遠心分離にかけ、0.3ml勾配画分を集めて、5mMベータ−メルカプトエタノールを含有する等容量の水で希釈した。mRNAをその後、2回のメタノール沈殿により回収した。所望ならば、mRNA(ポリ(A)+ 50−100ug)を1.2%アガロース/6.0M尿素分離ゲルで、RNAサイズマーカーの範囲に沿って分離することもある。続いて、エチジウムブロマイド染色によりmRNAを視覚化し、RNAを1.5−2.0kbサイズ段階で含有するゲル切片を削り取った。mRNAをRNAイド結合細胞間質(RNAid binding matrix)(供給者の標準的なプロトコールに従う:ストラタジーン・インコーポレイテッド)を用いてアガロースゲル切片から回収し、回収したmRNA画分はDEPC処理水中に溶出した。 Tissue was obtained by surgically removing parathyroid bodies from calves or secondary HPT patients for mRNA preparation. It is not necessary to prepare purified cells; the entire gland was used to prepare mRNA that governs Ca 2+ receptor expression in Xenopus oocytes. Glands that were homogenized from total cellular RNA were prepared by acid guanidinium thiocyanate / phenol extraction. Poly (A) + mRNA was selected by standard methods using oligo dT cellulose chromatography. A glycerol gradient centrifugation was used to align the size of the mRNA fractions. The mRNA was denatured with 20 mV methylmercuric hydroxide and placed on a linear 15-30% glycerol gradient prepared in a Beckman TLS55 tube (50-100 ug at a concentration of 1 mg / ml). Subsequently, centrifugation was performed at 34,000 rpm for 16 hours, and 0.3 ml gradient fractions were collected and diluted with an equal volume of water containing 5 mM beta-mercaptoethanol. The mRNA was then recovered by two methanol precipitations. If desired, mRNA (poly (A) + 50-100 ug) may be separated on a 1.2% agarose / 6.0 M urea separation gel along the range of RNA size markers. Subsequently, mRNA was visualized by ethidium bromide staining, and a gel slice containing RNA in a 1.5-2.0 kb size step was scraped. mRNA is recovered from agarose gel sections using RNAid binding matrix (according to the supplier's standard protocol: Stratagene Incorporated) and the recovered mRNA fraction is eluted in DEPC-treated water did.

回収したmRNA量をUV吸収測定により計った。各画分内に含まれるmRNAのサイズ範囲は、各試料の少量(0.5ug)を用いるホルムアルデヒド/アガロースゲル電気泳動により測定された。mRNAのインテグリティー(integrity)をイン・ビトロで各試料を翻訳することにより評価した。網状赤血球溶解物(商業的に入手出来るキット;BRL)を用いて各mRNA画分の0.05−0.5ugを翻訳した。生じた35S−標識タンパク質をSDS−PAGEにより分析した。無傷のmRNAは、完全なサイズ範囲のタンパク質合成を支配することが出来、個々のmRNA画分のサイズにおおよそ対応していた。 The amount of recovered mRNA was measured by UV absorption measurement. The size range of mRNA contained within each fraction was determined by formaldehyde / agarose gel electrophoresis using a small amount (0.5 ug) of each sample. The integrity of the mRNA was evaluated by translating each sample in vitro. 0.05-0.5 ug of each mRNA fraction was translated using reticulocyte lysate (commercially available kit; BRL). The resulting 35 S-labeled protein was analyzed by SDS-PAGE. Intact mRNA was able to dominate protein synthesis in the full size range and roughly corresponded to the size of individual mRNA fractions.

cDNAライブラリーをガブラーとホフマンの技術を改良したものに従い、ベクターλZAPIIにおいて構築した。卵母細胞アッセーにおいて最適な応答を与える画分由来のRNAを出発物質として用いた。第一鎖cDNA合成は、オリゴーdT/NotIプライマー−リンカーで活性化(primed)された。第二鎖合成は、RNアーゼH/DNAポリメラーゼI自己プライミング法(self−priming method)により行った。二本鎖cDNAをT4DNAポリメラーゼおよびT4リガーゼでcDNAに連結したEcoRIアダプター平滑末端で鈍化(blunted)した。リンカーを切断するNotI消化に続いて、cDNAの全長をセファクリル500HAの排除(exclusion)クロマトグラフィーによりサイズ選択した。第一鎖cDNAをα−32P−dATPで放射性標識し、合成および回収段階の全てを続いて放射活性を組み込んで追跡した。大きさで分類したカラムから回収したcDNAの全長をEcoRI/NotI消化されたλZAPII手に連結(legate)した。連結混合物(ligation mix)を商業的に入手可能な高効率パッケージング抽出物(high efficiency packaging extract)(ストラクタジーン・インコーポレイテッド)で試験パッケージ(package)し、適切な宿主株(XL1−ブルー)に置いた。組換ファージの割合は、ライブラリーがIPTGとX−gal上に置かれている場合、青色プラークに対する白色プラークの比率で測定した。 A cDNA library was constructed in the vector λZAPII according to a modified Gabler and Hoffman technique. RNA from the fraction giving the optimal response in the oocyte assay was used as starting material. First strand cDNA synthesis was primed with oligo dT / Not I primer-linker. Second strand synthesis was performed by the RNase H / DNA polymerase I self-priming method. Double-stranded cDNA was blunted with an Eco RI adapter blunt end ligated to the cDNA with T4 DNA polymerase and T4 ligase. Following Not I digestion to cleave the linker, the full length of the cDNA was size selected by exclusion chromatography on Sephacryl 500HA. First strand cDNA was radiolabeled with α- 32 P-dATP and all synthesis and recovery steps were subsequently followed by incorporation of radioactivity. The full length of the cDNA recovered from the sized column was ligated to the Eco RI / Not I digested λZAPII hand. The ligation mix is packaged with a commercially available high efficiency packaging extract (Stractagene, Inc.) and the appropriate host strain (XL1-Blue) Put it on. The percentage of recombinant phage was measured by the ratio of white plaques to blue plaques when the library was placed on IPTG and X-gal.

挿入物サイズの平均を無作為に選択した10個のクローンから測定した。ファージDNA“ミニープレップス(mini−preps)”をEcoRIとNotIで消化して挿入物を放出させ、アガロースゲル電気泳動によりサイズを測定した。ライブラリーは、>90%組換えファージから成っており、挿入物のサイズは、1.5から4.2kbの範囲であった。組換連結(recombinant ligation)を大規模にパッケージし、800,000個の一次クローンを産した。パッケージング混合物を滴定し、15cmプレート当たり50,000プラークで覆った。50,000クローンの各プールをSM緩衝液中で溶出し、個々に保存した。 The average insert size was determined from 10 randomly selected clones. The phage DNA “mini-preps” was digested with Eco RI and Not I to release the insert and the size was determined by agarose gel electrophoresis. The library consisted of> 90% recombinant phage and the insert size ranged from 1.5 to 4.2 kb. Recombinant ligation was packaged on a large scale, yielding 800,000 primary clones. The packaging mixture was titrated and covered with 50,000 plaques per 15 cm plate. Each pool of 50,000 clones was eluted in SM buffer and stored individually.

クローンプールのそれぞれのプレート溶解物の保存品を小規模のファージDNA調製に用いた。ファージ粒子をポリエチレングリコール沈殿により濃縮し、ファージDNAをプロテナーゼK消化、続いてフェノール:クロロホルム抽出により精製した。DNAの20ミクログラムをNotIで消化し、鋳型としてイン・ビトロでのセンス鎖RNAの転写に用いた。イン・ビトロ転写は標準プロトコールに従い、総反応容量50μl中T7RNAポリメラーゼおよび5′キャップ類似体m7GpppGを利用する。DNアーゼI/プロテナーゼK消化およびフェノール/クロロホルム抽出に続き、RNAをエタノール沈殿により濃縮して、卵母細胞注入に用いた。 A stock of each plate lysate from the clone pool was used for small scale phage DNA preparation. Phage particles were concentrated by polyethylene glycol precipitation and phage DNA was purified by proteinase K digestion followed by phenol: chloroform extraction. Twenty micrograms of DNA were digested with Not I and used as a template for transcription of sense strand RNA in vitro. In vitro transcription uses T7 RNA polymerase and the 5 ′ cap analog m 7 GpppG in a total reaction volume of 50 μl according to standard protocols. Following DNase I / proteinase K digestion and phenol / chloroform extraction, RNA was concentrated by ethanol precipitation and used for oocyte injection.

卵母細胞に、それぞれ50,000の独立クローンからなる16ライブラリーサブプール由来の合成mRNA(cRNA)それぞれを注入した。3〜4日間インキュベーションした後、卵母細胞のCa2+依存性Cl−電流の誘導に対する10mMのネオマイシンの能力を評価した。6と名付けたプールは、陽性信号を示し、従って機能的カルシウム受容体をコード化するcDNAクローンを含む。プール6の複合性を減少、すなわちこのプール中に含まれるカルシウム受容体クローンの精製を行うために、プール6ファージをプレート当たり〜20,000プラークで再び平板培養し、12プレートを回収した。DNAはそれぞれのこれらのサブプールから製造され、cRNAが合成された。再び卵母細胞にcRNAを注入し、3〜4日後、Ca2+依存性Cl−電流の誘導に対する10mMのネオマイシンの能力を評価した。サブプール6−3は陽性でこのプールは、プール当たり約5,000クローンに複合性を減少する、さらなる一連の平板培養の対象とした。プールは再びcRNAの製造および卵母細胞中への注入により測定した。サブプール6−3.4は陽性であった。プール6−3.4の陽性クローンのさらなる精製を促進するために、このプールからのファージDNAをヘルパーファージ、ExAssist(Stratagene)で重感染させることによりプラスミドDNAとして救済した。救済したプラスミドの細菌株DH5alphaF’への形質転換により、アンピシリンプレート上で形質転換細菌コロニーが得られた。これらはそれぞれ900クローンのプールとして回収した。プラスミドDNAを次にそれぞれのサブプールから製造し、通常の方法でcRNA合成および評価をした。サブプール6−3.4.4が陽性であった。プラスミドサブプール6−3.4.4を含む細菌をそれぞれ〜50クローンのサブプールで連続して平板培養した。この方法の繰返しにより機能的カルシウム受容体をコード化する単一クローンが得られることが期待される。 Synthetic mRNA (cRNA) derived from 16 library subpools each consisting of 50,000 independent clones was injected into the oocytes. After 3-4 days of incubation, the ability of 10 mM neomycin to induce Ca 2+ -dependent Cl-current in the oocytes was evaluated. The pool named 6 contains positive clones and thus contains cDNA clones that encode functional calcium receptors. In order to reduce the complexity of pool 6, i.e. to purify the calcium receptor clones contained in this pool, pool 6 phage were re-plated at ~ 20,000 plaques per plate and 12 plates were recovered. DNA was produced from each of these subpools and cRNA was synthesized. The oocytes were again injected with cRNA, and after 3-4 days, the ability of 10 mM neomycin to induce Ca 2+ -dependent Cl-current was evaluated. Subpool 6-3 was positive and this pool was the subject of a further series of platings that reduced the complexity to approximately 5,000 clones per pool. Pools were again measured by cRNA production and injection into oocytes. Subpool 6-3.4 was positive. To facilitate further purification of positive clones in pool 6-3.4, phage DNA from this pool was rescued as plasmid DNA by superinfection with helper phage, ExAssist (Stratagene). Transformation of the rescued plasmid into the bacterial strain DH5alphaF ′ resulted in transformed bacterial colonies on ampicillin plates. Each was collected as a pool of 900 clones. Plasmid DNA was then prepared from each subpool and cRNA synthesis and evaluation was performed by conventional methods. Subpool 6-3.4.4 was positive. Bacteria containing plasmid subpool 6-3.4. 4 were each continuously plated in subpools of ~ 50 clones. It is expected that a single clone encoding a functional calcium receptor will be obtained by repetition of this method.

別の検定法は、卵母細胞中のカルシウム受容体の発現を検出するのに用い得る。例えば、卵母細胞に45Ca++を付加し、ついでカルシウム様分子で処理し得る。分子間貯留からの45Ca++の移動は、容易に測定しうる45Ca++流出の総量増加をもたらす。蛍光Ca++指示剤もまた卵母細胞中に導入し得る。この場合、カルシウム受容体を発現する卵母細胞は、カルシウム様分子で活性化されて増強された蛍光色を示す。これらの試験法は、上記例中に記載されたカルシウム誘導Cl−電流についての電気生理学的試験法の代わりに、クローニングカルシウム受容体を用いる。さらに、クローニング工程において用いられたカルシウム様分子配位子は上記のようにネオマイシンである必要はなく、その代わりに、例えば、Gd++、Ca++、Mg++または他のカルシウム様分子化合物であればよい。 Another assay can be used to detect calcium receptor expression in oocytes. For example, 45 Ca ++ can be added to an oocyte and then treated with a calcium-like molecule. Movement of 45 Ca ++ from intermolecular storage results in an increase in the total amount of 45 Ca ++ efflux that can be easily measured. A fluorescent Ca ++ indicator may also be introduced into the oocyte. In this case, the oocyte expressing the calcium receptor exhibits an enhanced fluorescent color when activated by a calcium-like molecule. These test methods use the cloned calcium receptor instead of the electrophysiological test method for calcium-induced Cl-current described in the above examples. Furthermore, the calcium-like molecular ligand used in the cloning step need not be neomycin as described above, but instead may be, for example, Gd ++ , Ca ++ , Mg ++ or other calcium-like molecular compounds. If it is.

最初の実験は、水またはウシ上皮小体由来ポリ(A)+ −に富むmRNA(50ng)を注入されたアフリカツメガエル卵母細胞を使用した。3日後、卵母細胞の、細胞外2または3価カチオン濃度の増加に応答する細胞内Ca2+増加の能力を評価した。卵母細胞に記録および通電用電極棒を刺し、[Ca2+iを間接的に内因性Ca2+−活性化Cl- チャンネルを通る電流を測定することにより評価した。ウシ(またはひと、図32)上皮小体由来のポリ(A)+ −に富むmRNAを注入された卵母細胞中では、細胞外Ca2+の濃度が0.7から3、5または10mMへの増加が、次に高い基底コンダクタンスの付近で振動するCl-電流の急速および一時的増加を生じさせた。細胞外Mg2+の1から10mMへの濃度の増加は、同様にCl-電流の振動的増加を引き起こした。Cl-電流の細胞外Mg2+に対する応答は細胞外Ca2+濃度が<1μMに減少した場合に持続した(図31)。 The first experiment used Xenopus oocytes injected with water or mRNA (50 ng) rich in bovine parathyroid body-derived poly (A) + -. Three days later, the ability of oocytes to increase intracellular Ca 2+ in response to increasing extracellular di- or trivalent cation concentrations was evaluated. Oocytes were pierced with recording and energizing electrode rods, and [Ca 2+ ] i was assessed indirectly by measuring the current through the endogenous Ca 2+ -activated Cl channel. In oocytes injected with poly (A) + -rich mRNA from bovine (or human, FIG. 32) parathyroid bodies, the concentration of extracellular Ca 2+ from 0.7 to 3, 5 or 10 mM increase of, Cl oscillates about the next higher basal conductance - caused a rapid and transient increase in current. Increasing the concentration of extracellular Mg 2+ from 1 to 10 mM similarly caused an oscillatory increase in Cl current. Cl - responses to extracellular Mg 2+ currents persisted when the extracellular Ca 2+ concentration was reduced to <1 [mu] M (Figure 31).

一時的な3価カチオンGd3+(600μM)はまたCl- 電流の振動的増加を生じさせた(図31)。振動性であり、細胞外Ca2+の見かけ上不存在下で持続するCl- 電流のこのような増加は、卵母細胞に他のCa2+−流動受容体の発現され、適当な配位子で促進されることが認められた(例えばサブスタンスK、図31)。これらの例中、Cl- 電流の増加は細胞内Ca2+の流動化を反映する。これらの最初の研究は同様に細胞外多価カチオンが、細胞内Ca2+を、上皮小体細胞mRNA−注入卵母細胞中で流動させることを示す。 The transient trivalent cation Gd 3+ (600 μM) also caused an oscillatory increase in Cl current (FIG. 31). Such an increase in Cl current, which is oscillatory and persists in the apparent absence of extracellular Ca 2+ , is expressed in oocytes by other Ca 2+ -flow receptors and proper coordination. It was found to be promoted in the offspring (eg Substance K, FIG. 31). In these examples, the increase in Cl current reflects the fluidization of intracellular Ca 2+ . These initial studies also show that extracellular multivalent cations allow intracellular Ca 2+ to flow in parathyroid mRNA-injected oocytes.

水を注入された卵母細胞は、細胞外Ca2+(10mM)またはMg2+(20または30mM)にさらした場合Cl- 電流の変化は示さなかった。一連の実験の中で、卵母細胞はサブスタンスK受容体をコード化するmRNAを注入された。これらの卵母細胞中、細胞外Mg2+(20mM)は電流を引き起こさないが、細胞はサブスタンスKの添加に活発に応答した(図31)。これらの実験は、卵母細胞の細胞外Ca2+またはMg2+に対する内因性の感受性がないことを示唆する。 Oocytes injected with water showed no change in Cl current when exposed to extracellular Ca 2+ (10 mM) or Mg 2+ (20 or 30 mM). In a series of experiments, the oocytes were injected with mRNA encoding the substance K receptor. In these oocytes, extracellular Mg 2+ (20 mM) caused no current, but the cells responded actively to the addition of substance K (FIG. 31). These experiments suggest that oocytes are not intrinsically sensitive to extracellular Ca 2+ or Mg 2+ .

同様の実験をひと上皮小体(第2期HPT由来の過形成組織)から製造したポリ(A)+−に富むmRNAを注入した卵母細胞を用いても行った。これらの卵母細胞では、細胞外Ca2+濃度の増加は振動しているCl-電流の可逆的増加を生じさせた(図32)。300μM La3+の添加も同様にCl-電流の振動的増加の原因となった。細胞外Mg2+の1から10mMへの増加が、細胞外Ca2+不存在下で持続するCl-電流の増加を引き起こした。付加実験は、細胞外Ca2+に対する反応が濃度依存性であることを示唆する。したがって、3個のmRNA−注入卵母細胞中、Cl-電流は最大111±2nAまで3mMの、および233±101nAまで10mMの細胞外Ca2+で増加した。 A similar experiment was performed using oocytes injected with mRNA rich in poly (A) + -produced from human parathyroid bodies (hyperplastic tissue derived from second stage HPT). In these oocytes, an increase in extracellular Ca 2+ concentration resulted in a reversible increase in oscillating Cl current (FIG. 32). The addition of 300 μM La 3+ also caused a vibrational increase in Cl current. An increase in extracellular Mg 2+ from 1 to 10 mM caused an increase in Cl current that persisted in the absence of extracellular Ca 2+ . Additional experiments suggest that the response to extracellular Ca 2+ is concentration dependent. Thus, in 3 mRNA-injected oocytes, Cl current increased with 3 mM up to 111 ± 2 nA and 10 mM extracellular Ca 2+ up to 233 ± 101 nA.

アフリカツメガエル卵母細胞で得られた結果は、通常非反応性細胞中で、細胞外Ca2+の感受性を与えることができる蛋白質をコード化する、上皮小体細胞中のmRNA(類)の存在を証明する。さらに、細胞外Mg2+の、細胞外Ca2+不存在下でCl- 電流の振動性増加を引き起こす能力は、Cl- 電流が、細胞外Ca2+の流入よりむしろ細胞内Ca2+の流動に依存することを証明する。La3+で得られた結果も同様に、発現蛋白質が、細胞内Ca2+の流動に関連していることを示す。まとめると、これらのデータは発現蛋白質はチャンネルというよりもむしろ細胞表面受容体として働く。これらの研究は、上皮小体細胞上のCa2+受容体蛋白質に存在の注目せずにはいられない証拠を提供し、Ca2+受容体cDNAの分子クローニングを成し遂げるためアフリカツメガエル卵母細胞系を使用することの可能性を示す。 The results obtained in Xenopus oocytes show the presence of mRNA (s) in parathyroid cells that encode proteins that can confer extracellular Ca 2+ sensitivity in normally non-reactive cells. Prove that. Furthermore, extracellular Mg 2+, Cl extracellular Ca 2+ absence - ability to cause oscillatory increases in current, Cl - current, rather than the influx of extracellular Ca 2+ intracellular Ca 2+ Prove that it depends on flow. The results obtained with La 3+ also indicate that the expressed protein is associated with intracellular Ca 2+ flux. In summary, these data indicate that expressed proteins act as cell surface receptors rather than channels. These studies provide indispensable evidence for the presence of the Ca 2+ receptor protein on parathyroid cells and the Xenopus oocyte line to accomplish molecular cloning of the Ca 2+ receptor cDNA. Indicates the possibility of using.

他の一連の研究で、水酸化水銀メチルで変成させた上皮小体細胞のmRNAは、グリセロール勾配による遠心分離でサイズ分画した。画分を回収した。それぞれの群をアフリカツメガエルの卵母細胞系に注入し、3日間のインキュベーションの後、卵母細胞をCa2+受容体の発現に対して評価した。画分4−6を注入された卵母細胞が、細胞外Ca2+に反応したCl-電流の最大で最も調和した増加を示した。これらの結果は、Ca2+受容体がサイズ2.5−3.5kbのmRNAによりコード化されていることを示す。これは、形質転換ベクターcDNAライブラリーから合成されたRNAの直接発明を用いた方法が、可能性があることを示唆する。この種のサイズ分画実験が行われ、異なった3種の分画実験でそれぞれ同様の結果が得られた。 In another series of studies, parathyroid cell mRNAs modified with methyl mercury hydroxide were size fractionated by centrifugation through a glycerol gradient. Fractions were collected. Each group was injected into Xenopus oocyte line, and after 3 days incubation, the oocytes were evaluated for Ca 2+ receptor expression. Oocytes injected with fractions 4-6 showed the largest and most consistent increase in Cl current in response to extracellular Ca 2+ . These results indicate that the Ca 2+ receptor is encoded by mRNA of size 2.5-3.5 kb. This suggests that a method using the direct invention of RNA synthesized from a transformation vector cDNA library is possible. This type of size fractionation experiment was conducted, and similar results were obtained in three different fractionation experiments.

前記の実験で得られ、特徴付けられたmRNA画分は卵母細胞に注入することにより測定できる。それぞれのmRNA画分で、10−20個の卵母細胞に50ngのRNAが、濃度1ng/nl水溶液として注入される。注入された卵母細胞は18℃に48−72時間維持され、その後Cl- 電流測定を用いたCa2+受容体の発現を測定する。注入した卵母細胞のそれぞれの群で、受容体発現に対する陽性の数、および測定したCa2+−依存性Cl- 電流の大きさを測定する。陰性対象として、卵母細胞にラット肝臓ポリ(A)+ −に富むmRNA、酵母RNAまたは水を注入する。 The mRNA fraction obtained and characterized in the above experiment can be measured by injecting it into the oocyte. In each mRNA fraction, 50 ng RNA is injected into 10-20 oocytes as a 1 ng / nl aqueous solution. Injected oocytes are maintained for 48-72 hours in 18 ° C., then Cl - measuring the expression of Ca 2+ receptor using a current measurement. In each group of injected oocytes, the number of positives for receptor expression and the magnitude of the measured Ca 2+ -dependent Cl current are measured. As negative subjects, oocytes are injected with mRNA, yeast RNA or water rich in rat liver poly (A) + -.

2.5−3.5kbの範囲のmRNAは受容体をコード化することが予想される。大きいサイズのmRNAは、卵母細胞への注入に先立つ上皮小体mRNAのハイブリッド除去を基本にしたクローニング研究に必要であり得る。この方法の成功は完全な長さのcDNAクローンの産生に依存しない。もし受容体発現がmRNAの単一サイズの画分で得られない場合、卵母細胞にサイズ混合画分を注入し、機能的受容体を上昇させる組み合わせを決定する。もし、多重サブユニットが機能的受容体の形成のために必要であることが明らかなった場合、ハイブリッド除去発現クローニング法が使用される。この研究で、クローンは、特異的mRNA種を全mRNA集団から枯渇させるその能力を基本にして選択される。単一サブユニットをコード化するクローンは、活性多重サブユニット複合体形成の阻止能力により同定する。徹底的なスクリーニングにより、必要なサブユニットの全てをコード化するクローンの同定が可能になる。   An mRNA in the range of 2.5-3.5 kb is expected to encode the receptor. Large size mRNA may be necessary for cloning studies based on hybrid removal of parathyroid mRNA prior to injection into oocytes. The success of this method does not depend on the production of full length cDNA clones. If receptor expression is not obtained with a single sized fraction of mRNA, the oocytes are injected with a mixed size fraction to determine the combination that elevates functional receptors. If it becomes clear that multiple subunits are required for the formation of functional receptors, a hybrid excision expression cloning method is used. In this study, clones are selected based on their ability to deplete specific mRNA species from the total mRNA population. Clones encoding a single subunit are identified by their ability to block active multi-subunit complex formation. Thorough screening allows identification of clones that encode all of the required subunits.

この研究は、機能的受容体複合体を形成するために必要な個々のサブユニットをコード化するクローンの単離を可能にする。クローンのプール由来の合成RNAは、アフリカツメガエル卵母細胞にCa2+受容体の発現を誘導する能力により、基本mRNA画分の測定に使用したのと同様の技術で評価する。本来、それぞれ100,000個の初期クローンを表す10個のプールが試験される。陽性反応を示すクローンのプールは低い(一般的に4〜10倍)配合性でふるい分け、再び陽性プールを小分けし、ふるい分ける。ライブラリー細分画におけるこの方法は、個々の陽性クローンが同定されるまで続ける。卵母細胞発現測定の陰性対象として、アンチセンス転写物が、陽性反応を誘導するこれらの鋳型DNAのT7転写により産生される。アンチセンス転写物は標準受容体を発現できず、合成RNAの注入により発生する任意の非特異的陽性信号を制御する。他の重大なことは、卵母細胞中の合成RNAが、未確認の機構により時々「有毒」に翻訳され得るという事実である。この可能性を制御するために、陰性反応を与える合成RNAを、上皮小体細胞mRNAと共に種々の希釈で共注入し、それらがCa2+受容体の発現の非特異的妨害をするかどうか測定する。 This study allows the isolation of clones that encode the individual subunits required to form a functional receptor complex. Synthetic RNA from a pool of clones is evaluated by a technique similar to that used to measure the basal mRNA fraction due to its ability to induce Ca 2+ receptor expression in Xenopus oocytes. Essentially, 10 pools each representing 100,000 initial clones are tested. A pool of clones showing a positive reaction is screened with a low (typically 4 to 10 times) formulation, and the positive pool is again subdivided and screened. This method in library subfractionation continues until individual positive clones are identified. As a negative target for measuring oocyte expression, antisense transcripts are produced by T7 transcription of these template DNAs that induce a positive reaction. Antisense transcripts cannot express standard receptors and control any non-specific positive signal generated by injection of synthetic RNA. Another important thing is the fact that the synthetic RNA in the oocyte can sometimes be translated "toxic" by an unidentified mechanism. To control this possibility, synthetic RNAs that give a negative response are co-injected with various parathyroid cell mRNAs at various dilutions to determine whether they interfere with non-specific inhibition of Ca 2+ receptor expression. To do.

Ca2+受容体をコード化する個々のクローンが同定された場合、挿入cDNAはλベクターから切除され、合成RNAの大きいスケールでの合成に使用される。この単一RNA種の卵母細胞注入は、発現受容体の特徴の厳密な測定を可能にする。 When individual clones encoding the Ca 2+ receptor are identified, the inserted cDNA is excised from the λ vector and used for large scale synthesis of the synthetic RNA. This single RNA species oocyte injection allows for a precise measurement of the characteristics of the expressed receptor.

もしCa2+受容体をコード化するmRNAのサイズが直接転写によるクローニングおよび発現に大きすぎる場合、またはたとえ多重サブユニットが含まれても、スクリーニングしたクローンのプールのハイブリッド除去技術が使用される。cDNA挿入DNAは、サイズ選択上皮小体細胞cDNAライブラリーからのクローンのプールから製造される。このDNAは上皮小体細胞mRNAへ、DNA/RNA2重体の形成が可能な条件下でハイブリダイズされる。非アニール化、ハイブリッド除去RNAは回収され、卵母細胞注入へ使用される。ハイブリッド除去またはハイブリッド挿入のための別の方法は別におよび当分野の技術者に既知の方法を使用し得る。Ca2+受容体mRNAを示す配列を含むクローンのプール由来のDNAはこの全上皮小体細胞mRNA集団由来のmRNAから除去され、この受容体の発現は卵母細胞注入により減少しまたはなくなる。細分画の方法は、クローンのプールの複合性の減少により生じ、それぞれの工程で、全上皮小体mRNA集団からCa2+受容体コード化mRNAを除去したクローン化DNAを測定する。ハイブリッド除去測定の間の内部制御の使用は、ハイブリッド除去RNAは無傷であり卵母細胞への形質転換に用いられることを確実とする。 If the size of the mRNA encoding the Ca 2+ receptor is too large for direct transcription cloning and expression, or even if multiple subunits are included, a hybrid removal technique of the pool of screened clones is used. cDNA insert DNA is produced from a pool of clones from a size-selective parathyroid cell cDNA library. This DNA is hybridized to parathyroid cell mRNA under conditions that allow the formation of DNA / RNA duplexes. Non-annealed, hybrid-removed RNA is recovered and used for oocyte injection. Alternative methods for hybrid removal or insertion can be used separately and methods known to those skilled in the art. DNA from a pool of clones containing sequences representing Ca 2+ receptor mRNA is removed from mRNA from this whole parathyroid cell mRNA population, and expression of this receptor is reduced or eliminated upon oocyte injection. The subfractionation method results from a decrease in the complexity of the pool of clones, and at each step, the cloned DNA is measured by removing the Ca 2+ receptor encoding mRNA from the total parathyroid mRNA population. The use of internal control during the hybrid removal measurement ensures that the hybrid removal RNA is intact and used for transformation into oocytes.

ひと上皮小体細胞はアデニレートサイクラーゼに結合したベータ−アドレナリン様受容体を発現する。この受容体は卵母細胞中で発現でき、そこでそれは内因性アデニレートサイクラーゼのアゴニスト−誘導活性化を担う。Ca2+受容体クローンのハイブリッド除去スクリーニングの間、ハイブリッド除去mRNAを注入された卵母細胞はイソプロテレノール−誘導アデニレートサイクラーゼ活性化として測定される。この測定における陽性反応は、Ca2+受容体反応の任意の観察される阻害が特異的であり、全mRNA集団の一般的な阻害によるものではないという示唆に役立つ。 Human parathyroid cells express beta-adrenergic receptors bound to adenylate cyclase. This receptor can be expressed in oocytes where it is responsible for agonist-induced activation of endogenous adenylate cyclase. During hybrid removal screening of Ca 2+ receptor clones, oocytes injected with hybrid removal mRNA are measured as isoproterenol-induced adenylate cyclase activation. A positive response in this measurement serves to suggest that any observed inhibition of the Ca 2+ receptor response is specific and not due to general inhibition of the entire mRNA population.

ハイブリッド除去スクリーニンク法により、完全蛋白質コード化領域を含まないクローンの単離ができる。このスクリーニング法により単離された陽性クローンは、蛋白質コード化能力を測定するために順番に配列する。ひと上皮小体RNAのノーザンブロット分析は、特異的クローンに対応する完全mRNAのサイズの測定を可能にする。もし陽性クローンが完全な長さと思われない場合、クローン化cDNAは、完全cDNAのための上皮小体cDNAライブラリーをふるい分けるハイブリダイゼーションプローブとして使用する。   The hybrid removal screening method allows isolation of clones that do not contain the complete protein coding region. Positive clones isolated by this screening method are sequenced in order to determine protein-encoding ability. Northern blot analysis of human parathyroid RNA allows measurement of the size of the complete mRNA corresponding to a specific clone. If the positive clone does not appear to be full length, the cloned cDNA is used as a hybridization probe to screen a parathyroid cDNA library for the complete cDNA.

種々の細胞系で、内因性機能性受容体のための連結外因性発現受容体が可能である。これらの細胞系の多く(例えばNIH−3T3、HeLa、NG115、CHO、HEK、293およびCOS7)が内因性Ca2+受容体を欠いていることを確認するために試験できる。外部のCa2+への反応を欠いたこれらの系は、クローン化Ca2+受容体を発現する安定した形質導入細胞の確立に使用できる。 In various cell lines, linked exogenous expression receptors for endogenous functional receptors are possible. Many of these cell lines (eg, NIH-3T3, HeLa, NG115, CHO, HEK, 293 and COS7) can be tested to confirm that they lack the endogenous Ca 2+ receptor. These systems lacking a response to external Ca 2+ can be used to establish stable transduced cells expressing the cloned Ca 2+ receptor.

これらの安定なトランスフェクタントの製造は、Ca2+受容体cDNAのコード配列が多重クローニング部位内にクローン化されているpMSGなどの真核発現べクターで適当な細胞系をトランスフェクションすることによって達成される。これらの発現ベクターは、様々な哺乳類細胞中で高レベルなcDNAの転写を駆動するマウス乳腫瘍ウイルスプロモーター(MMTV)などのプロモーター領域を含有する。さらに、これらのべクターは目的のcDNAを安定に発現させる細胞を選択するための遺伝子をも含有する。pMSG中の選択可能な標識(マーカー)は、トランスフェクションされていない細胞を殺すために培養に加えられる代謝阻害因子に対する耐性を付与するキサンチン−グアニン・ホスホリボシル・トランスフェラーゼ(XGPRT)という酵素をコード化している。通常は、高処理量スクリーニング検定法で使用されるCa2+受容体発現細胞系を生産するための至適条件を決定するべく、様々な発現べクターと選択法を評価する。 The production of these stable transfectants involves transfection of an appropriate cell line with a eukaryotic expression vector such as pMSG in which the coding sequence of the Ca 2+ receptor cDNA has been cloned into the multiple cloning site. Achieved by: These expression vectors contain a promoter region such as the mouse mammary tumor virus promoter (MMTV) that drives high levels of transcription of cDNA in various mammalian cells. Furthermore, these vectors also contain a gene for selecting cells that stably express the cDNA of interest. A selectable label (marker) in pMSG encodes an enzyme called xanthine-guanine phosphoribosyl transferase (XGPRT) that confers resistance to metabolic inhibitors added to the culture to kill untransfected cells. Yes. Usually, various expression vectors and selection methods are evaluated to determine the optimal conditions for producing a Ca 2+ receptor-expressing cell line used in high throughput screening assays.

プラスミドDNAで真核細胞系をトランスフェクションするための最も効果的な方法は与えられた細胞型によって異なる。Ca2+受容体発現構築物を適当な技術、即ちCa2+リン酸沈殿法、DEAE−デキストラン・トランスフェクション法、リポフェクションもしくはエレクトロポレーションで培養細胞に導入する。 The most effective method for transfecting a eukaryotic cell line with plasmid DNA depends on the given cell type. The Ca 2+ receptor expression construct is introduced into cultured cells by an appropriate technique, ie, Ca 2+ phosphate precipitation, DEAE-dextran transfection, lipofection or electroporation.

トランスフェクションされたDNAを安定に取り込んでいる細胞を上述の選択培地に対するそれらの耐性によって同定し、耐性コロニーの拡張によってクローン細胞系を生産する。これらの細胞系によるCa2+受容体cDNAの発現は溶液ハイブリッド形成とノーザンブロット分析によって評価する。受容体タンパク質の機能的な発現は、細胞内Ca2+の流動化を外部から添加するCa2+受容体作用薬に対する応答として測定することによって決定する。 Cells stably incorporating the transfected DNA are identified by their resistance to the selective media described above, and a clonal cell line is produced by expansion of resistant colonies. The expression of Ca 2+ receptor cDNA by these cell lines is assessed by solution hybridization and Northern blot analysis. The functional expression of the receptor protein is determined by measuring intracellular Ca 2+ fluidization as a response to an externally added Ca 2+ receptor agonist.

Ca2+受容体のクローニングは、この新規受容体の構造的研究と機能的研究の両方を可能にする。組換え生産された受容体を構造的研究のために結晶化することもできる。この受容体を発現させる安定にトランスフェクションされた細胞系を天然の産物や他の化合物ライブラリーの高処理量スクリーニングに用いることができる。必須の効力と特異性を有する分子を(放射線や蛍光的に)標識することができる。このような標識分子を置換するという試験分子/抽出物の能力は、スクリーニングのための高処理量検定法の基礎を為す。 Cloning of the Ca 2+ receptor allows both structural and functional studies of this novel receptor. Recombinantly produced receptors can also be crystallized for structural studies. Stablely transfected cell lines expressing this receptor can be used for high-throughput screening of natural products and other compound libraries. Molecules with essential potency and specificity can be labeled (radioactively or fluorescently). The ability of a test molecule / extract to displace such a labeled molecule forms the basis of a high throughput assay for screening.

卵母細胞内で無機イオン受容体をクローニングするもう1つの方法は次の通りである。   Another method for cloning inorganic ion receptors in oocytes is as follows.

カエル卵母細胞の単離、デフォリキュレーション(defolliculation)および注入の一般的な手法について以下に記述する。簡単に述べると、0.17%トリカインに浸けることによってXenopus laevisカエルを麻酔し、卵巣の葉(lobe)を摘出し、小片に破砕する。カルシウムを含有しない緩衝液中室温で90分間卵巣組織をインキュベートした後、L−型毛細管を用いて個々のV−VI期卵母細胞を単離する。次に、分離した卵母細胞[通常1実験あたり200〜300]をコラーゲナーゼ溶液[Sigma,II型;2mg/ml]中でさらに90分間インキュベートした後、微細ピンセットで小胞状層を除去することができる。デフォリキュレーションされた卵母細胞をカエルリンゲル[ND96]中17℃で終夜インキュべーションし、変性卵母細胞を除去する[通常は全体の<2〜3%]。次に、生き残った卵母細胞にH2O 50nl[対照]またはポリ(A)+RNA[15〜50ng/卵母細胞;H2O50nl中]を注入した後、17℃で2〜4日間インキュベートする。(カエルリンゲル[ND96]は次の成分を含有する(mM):NaCl(96)、KCl(2)、CaCl2(0.5)、MgCl2(0.5)、HEPES(5)、ピルビン酸(2.5))。 The following is a general description of the frog oocyte isolation, defoldation and injection procedure. Briefly, an Xenopus laevis frog is anesthetized by soaking in 0.17% tricaine, and the ovarian lobes are removed and broken into small pieces. After incubating ovarian tissue for 90 minutes at room temperature in calcium-free buffer, individual V-VI oocytes are isolated using L-type capillaries. Next, the isolated oocytes [usually 200 to 300 per experiment] are further incubated for 90 minutes in collagenase solution [Sigma, type II; 2 mg / ml], and then the vesicular layer is removed with fine tweezers. Can do. Defolated oocytes are incubated in frog Ringer [ND96] at 17 ° C. overnight to remove denatured oocytes [usually <2 to 3% of total]. Next, H 2 O 50nl [control] or poly (A) + RNA to surviving oocytes; after injection of [15~50ng / oocyte in H 2 O50nl], 2~4 days at 17 ° C. incubation To do. (Froglingel [ND96] contains the following components (mM): NaCl (96), KCl (2), CaCl 2 (0.5), MgCl 2 (0.5), HEPES (5), pyruvate (2.5)).

グアニジニウムチオシアネートで組織[腎臓、破骨細胞など]から全RNAを抽出し、CsClクッションで分離する。次に、オリゴ(dT)セルロースクロマトグラフィー[このカラムに2回通す]によってポリ(A)+RNAを単離する。アガロースゲル電気泳動によってポリ(A)+RNAの完全性を評価する。細胞外Gd3+にさらした時にCa2+依存性Cl-チャンネル活性を生じさせるという20〜50ngのポリ(A)+RNAの能力を[即ち、Ca2+受容体活性の証拠として]評価する。次の段階は、Ca2+受容体活性を発現させるmRNAの位置を小さいサイズ範囲(〜1kb)に特定することである。このために、ショ糖勾配によって約100μgのポリ(A)+RNAを分離し、その勾配から40個のサイズ分画を集める。別法として、調製用連続フローアガロースゲル電気泳動[Hediger,M.A.:Anal.Biochem.159:280−86(1986)]によって約200〜300μgのポリ(A)+RNAを分画し、70〜90個の分画を集めることができる。これらのプールから得られるポリ(A)+RNA[0.2〜0.5ng/卵母細胞]分画の分画のプール[3〜5分画/プール]をX.laevis卵母細胞に注入し、Ca2+受容体活性を生じさせるというこれらプールの能力について評価する。最高のCa2+受容体活性を与えるプールから得られる個々の分画を卵母細胞に注入して、卵母細胞内でCa2+受容体を最高に発現させるこのポリ(A)+RNAプール内の分画を明確にする。 Total RNA is extracted from tissues [kidney, osteoclasts, etc.] with guanidinium thiocyanate and separated with a CsCl cushion. The poly (A) + RNA is then isolated by oligo (dT) cellulose chromatography [pass through this column twice]. The integrity of poly (A) + RNA is assessed by agarose gel electrophoresis. Evaluate the ability of 20-50 ng poly (A) + RNA [ie as evidence of Ca 2+ receptor activity] to produce Ca 2+ -dependent Cl channel activity when exposed to extracellular Gd 3+ . The next step is to locate the mRNA that expresses Ca 2+ receptor activity in a small size range (˜1 kb). For this, approximately 100 μg of poly (A) + RNA is separated by a sucrose gradient and 40 size fractions are collected from the gradient. Alternatively, preparative continuous flow agarose gel electrophoresis [Hediger, M .; A. : Anal. Biochem. 159: 280-86 (1986)], about 200-300 μg of poly (A) + RNA can be fractionated and 70-90 fractions can be collected. A pool of fractions [3-5 fractions / pool] of the poly (A) + RNA [0.2-0.5 ng / oocyte] fractions obtained from these pools is designated X. These pools are evaluated for their ability to be injected into laevis oocytes and produce Ca 2+ receptor activity. This poly (A) + RNA pool that injects individual fractions obtained from the pool that gives the highest Ca 2+ receptor activity into the oocyte and best expresses the Ca 2+ receptor in the oocyte. Clarify the fractions inside.

スーパースクリプト・プラスミド(SuperScriptPlasmid)系[pSPORT1;BRL]を用いて、このポリ(A)+RNAプールから指向性cDNAライブラリーを構築する。スーパースクリプト、MuMLV−RT、逆転写物[これらの多くはコード領域の全長であろう]を用いてcDNAを作成する。cDNAをゲル電気泳動によってサイズ分画し、[ポリ(A)+RNAサイズ範囲に基づく]適当なcDNAサイズ領域をジェネクリーン(GENECLEAN)II[Bio101]を用いて抽出する。次に、サイズ選択されたこのcDNAを、3’末端のNotIプライマーと5’末端のSalI用アダプターを用いてpSPORT1プラスミドベクター中に指向的に連結する。得られたプラスミドをエレクトロポレーションによってエレクトロマックス(ELECTROMAX)DH18B細胞[BRL]に導入する。形質転換された細菌をニトロセルロースフィルター上で生育させ[500〜800コロニー/フィルター]、原フィルターを4℃[短期間]もしくは−70℃[長期間]で保存する。複製フィルターを生育させ、そのフィルターからプラスミドDNAを単離し、制限切断によって直線化した後、インビトロ転写[Cap類縁体存在下でのT7プロモーター]によるセンスcRNA合成の鋳型として使用する。cRNAのプールを卵母細胞に個別に注入し、それを、Cl-流のGd3+誘発性[1〜100μM]活性化の発現について検定する。卵母細胞内でCa2+受容体活性を発現させるクローンを同定するには標準的な姉妹選択法を使用する。 A directed cDNA library is constructed from this poly (A) + RNA pool using the SuperScript Plasmid system [pSPORT1; BRL]. CDNA is made using superscript, MuMLV-RT, reverse transcript [many of which will be the full length of the coding region]. The cDNA is size fractionated by gel electrophoresis and the appropriate cDNA size region [based on poly (A) + RNA size range] is extracted using GENECLEAN II [Bio101]. Next, this size-selected cDNA is ligated in a pSPORT1 plasmid vector using a NotI primer at the 3 ′ end and an adapter for SalI at the 5 ′ end. The resulting plasmid is introduced into ELECTROMAX DH18B cells [BRL] by electroporation. Transformed bacteria are grown on nitrocellulose filters [500-800 colonies / filter] and the original filters are stored at 4 ° C. [short term] or −70 ° C. [long term]. A replication filter is grown, plasmid DNA is isolated from the filter, linearized by restriction digestion, and then used as a template for sense cRNA synthesis by in vitro transcription [T7 promoter in the presence of Cap analog]. The pool of cRNA was injected separately into oocytes, which, Cl - assayed for expression of Gd 3+ induced [1~100μM] activation flow. Standard sister selection methods are used to identify clones that express Ca 2+ receptor activity in oocytes.

Ca2+受容体cDNAの制限地図を作成し、適当な制限断片をpSPORT1中にサブクローニングする。標準的な方法[シークエナーゼ・ポリメラーゼ(Sequenase Polymerase)2R2,USB]を用いて、サブクローン化したcDNAを双方向的に配列決定する。サブクローン内もしくはサブクローン間の領域を配列決定する必要がある場合や、圧縮された配列領域もしくは不明瞭な配列領域を解析する必要がある場合には、配列決定用プライマー(18マー)を使用する。Ca2+受容体タンパク質のコード領域は、好ましくはコザック(Kozak)共通配列と相同な開始部位を有する最長の読み取り枠から決定する。ハイドロパシーと他のタンパク質アルゴリズムを用いてCa2+受容体タンパク質に関するトポロジーを作成する。そのcDNAのヌクレオチド配列、そのCa2+受容体タンバク質のアミノ酸配列およびそのタンパク質トポロジーを、データベース中に存在する他のCa2+受容体ならびに他の既知のcDNAおよびタンパク質のそれと比較する。相同な領域はカチオンの結合または調節に関与するドメインを表すかもしれない。 A restriction map of the Ca 2+ receptor cDNA is created and the appropriate restriction fragment is subcloned into pSPORT1. The subcloned cDNA is sequenced bi-directionally using standard methods [Sequenase Polymerase 2 R 2, USB]. Use sequencing primers (18-mer) when you need to sequence within or between subclones, or when you need to analyze compressed or unclear sequences To do. The coding region of the Ca 2+ receptor protein is preferably determined from the longest open reading frame with a start site that is homologous to the Kozak consensus sequence. A topology for the Ca 2+ receptor protein is created using hydropathy and other protein algorithms. The nucleotide sequence of the cDNA, the amino acid sequence of the Ca 2+ receptor protein and the protein topology are compared with those of other Ca 2+ receptors and other known cDNAs and proteins present in the database. A homologous region may represent a domain involved in cation binding or regulation.

無機イオン受容体核酸を単離するための現在好ましい方法はハイブリッド形成スクリーニングに基づいている。   Currently preferred methods for isolating inorganic ion receptor nucleic acids are based on hybridization screening.

BoPCaR1から誘導される領域特異的なプライマーまたはプローブを用いることによって、DNA合成とPCR増幅を始動させると共に、既知の方法(Imisら,PCR Protocols,Academic Press,カリフォルニア州サンディエゴ(1990))で無機イオン受容体ファミリーの構成要素をコードするクローン化DNAを含有するコロニーを同定することができる。   Initiating DNA synthesis and PCR amplification by using region-specific primers or probes derived from BoPCaR1 and using known methods (Imis et al., PCR Protocols, Academic Press, San Diego, Calif. (1990)) Colonies containing cloned DNA encoding receptor family members can be identified.

無機イオン受容体をコード化する核酸から誘導されるプライマーを使用する場合、高い厳密度条件、50〜60℃でのアニーリングを使用することによって、そのプライマーに対して約76%以上相同な配列が増幅されるであろうことを当業者は認識するであろう。より低い厳密度条件、35〜37℃でのアニーリングを使用することによって、そのプライマーに対して約40〜50%以上相同な配列が増幅されるであろう。   When using a primer derived from a nucleic acid encoding an inorganic ion receptor, by using high stringency conditions, annealing at 50-60 ° C., a sequence homologous to that primer is about 76% or more. One skilled in the art will recognize that it will be amplified. By using annealing at lower stringency conditions, 35-37 ° C, sequences that are about 40-50% or more homologous to the primer will be amplified.

無機イオン受容体から誘導されたDNAプローブをコロニー/プラークハイブリッド形成に使用する場合、高い厳密度条件、50〜65℃、5×SSPC、50%ホルムアミドでのハイブリッド形成、50〜65℃、0。5×SSPCでの洗浄を使用することによって、そのプローブに対して約90%以上相同な領域を有する配列を得ることができ、より低い厳密度条件、35〜37℃、5×SSPC、40〜45%ホルムアミドでのハイブリッド形成、42℃、SSPCでの洗浄を使用することによって、そのプローブと35〜45%以上相同な領域を有する配列が得られるであろうことを当業者は認識するであろう。   High stringency conditions, 50-65 ° C., 5 × SSPC, hybridization with 50% formamide, 50-65 ° C., 0 when DNA probes derived from inorganic ion receptors are used for colony / plaque hybridization. By using washing with 5 × SSPC, a sequence with a region of about 90% or more homology to the probe can be obtained, with lower stringency conditions, 35-37 ° C., 5 × SSPC, 40- Those skilled in the art will recognize that using hybridization with 45% formamide, washing at 42 ° C., SSPC will yield a sequence having a region of 35-45% or more homology to the probe. Let's go.

無機イオン受容体ファミリーの構成要素をコード化するゲノムDNAの供給源としてはいずれの組織を使用してもよい。しかしRNAの場合、最も好ましい供給源は所望の無機イオン受容体ファミリー構成要素の発現レベルが上昇している組織である。本発明では、そのような組織供給源からの発現を同定するために、卵母細胞注入と2電極全卵母細胞電圧クランピング(two−electrode whole oocyte voltage clamping)を使用した。しかし本明細書に記載の配列を使用することによって、今では、無機イオン受容体配列をノーザンブロットや原位置ハイブリッド形成法でのプローブにしてそのような細胞を同定することが可能であるから、このファミリーの最初の構成要素をクローン化するために使用した手法の必要性はなくなり、また、無機イオン受容体の発現レベルが上昇している組織からRNAを得る必要もなくなった。   Any tissue may be used as a source of genomic DNA encoding a member of the inorganic ion receptor family. However, in the case of RNA, the most preferred source is tissue where the expression level of the desired inorganic ion receptor family component is elevated. In the present invention, oocyte injection and two-electrode whole oocyte voltage clamping were used to identify expression from such tissue sources. However, by using the sequences described herein, it is now possible to identify such cells using inorganic ion receptor sequences as probes in Northern blots or in situ hybridization. The need for the procedure used to clone the first member of this family has been eliminated, and the need to obtain RNA from tissues with elevated levels of inorganic ion receptor expression has also been eliminated.

さらに本発明は、無機イオン受容体ファミリーの構成要素を発現させる細胞または組織を同定する方法をも提供する。例えばBoPCaR1のDNA配列、その断片もしくは無機イオン受容体タンパク質ファミリーの他の構成要素をコード化するDNA配列からなるプローブをプローブもしくは増幅プライマーとして使用することにより、そのプローブもしくはプライマーに相同なメッセージを発現させる細胞を検出することができる。当業者であれば、現在利用できる核酸増幅技術や核酸検出技術を、無機イオン受容体ファミリーの構成要素をコード化する配列に基づくプローブもしくはプライマーを使用するように適合させることは容易にできる。   The present invention further provides a method of identifying a cell or tissue that expresses a member of the inorganic ion receptor family. For example, by using a probe consisting of a DNA sequence encoding BoPCaR1, a fragment thereof or a DNA sequence encoding another member of the inorganic ion receptor protein family as a probe or amplification primer, a message homologous to that probe or primer is expressed Cells to be detected can be detected. One skilled in the art can readily adapt currently available nucleic acid amplification techniques and nucleic acid detection techniques to use probes or primers based on sequences encoding members of the inorganic ion receptor family.

他の受容体を発現させる適当な細胞もしくは組織が与えられれば、上皮小体細胞カルシウム受容体について上述した方法と類似の方法でこれらの受容体をクローン化することができる。例えばヒト破骨細胞腫組織から得られるmRNAは破骨細胞カルシウム受容体をコード化している(図42)。したがって、ヒト破骨細胞受容体のクローンを単離するには、破骨細胞腫組織から上述のようにmRNAを単離し、cDNAライブラリーを調製し、サブプールを検定/分画するだけでよい。さらに、薬物スクリーニングに好ましい受容体はヒト起源のものである。ある種の受容体をコード化するクローンを用いることによって、当業者にはよく知られている交差ハイブリッド形成で対応するヒトcDNAクローンを得ることができる。加えて、上皮小体細胞や他の細胞の受容体のクローンは、他の細胞中の類似する無機イオン検知タンパク質をコード化する遺伝子の単離と、それらタンパク質の発現を可能にする。これは様々な方法によって達成される。Ca2+受容体cDNAをハイブリッド形成プローブとして使用するヒトゲノムDNAのサザンブロット分析は、そのゲノム内にコード化されている関連配列の数の指標を与え、様々な厳密度におけるハイブリッド形成はそれら関連配列間のダイバージェンス(分岐)の程度の指標を与えるであろう。これは関連する受容体タンパク質をコード化する遺伝子の潜在的な数に関する情報を提供するであろう。Ca2+受容体cDNAをプローブとするノーザンブロット分析は、同じ転写物もしくは関連する転写物が様々な組織の中に存在するかどうかを決定するであろう。上皮小体細胞Ca2+受容体に相同な関連する転写物が検出される場合、適当なcDNAライブラリーをスクリーニングするか、またはポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術によって、これらのmRNAのクローンを得ることは比較的簡単な問題である。 Given the appropriate cells or tissues that express other receptors, these receptors can be cloned in a manner similar to that described above for the parathyroid cell calcium receptor. For example, mRNA obtained from human osteoclastoma tissue encodes an osteoclast calcium receptor (FIG. 42). Therefore, to isolate human osteoclast receptor clones, it is only necessary to isolate mRNA from osteoclast tissue as described above, prepare a cDNA library, and assay / fractionate subpools. Furthermore, preferred receptors for drug screening are of human origin. By using clones that encode certain receptors, corresponding human cDNA clones can be obtained by cross-hybridization well known to those skilled in the art. In addition, receptor parathyroid cells and other cell receptor clones allow the isolation and expression of genes encoding similar inorganic ion sensing proteins in other cells. This can be achieved by various methods. Southern blot analysis of human genomic DNA using Ca 2+ receptor cDNA as a hybridization probe gives an indication of the number of related sequences encoded in the genome, and hybridization at various stringencies is related to these related sequences. It will give an indication of the degree of divergence between. This will provide information on the potential number of genes encoding the relevant receptor proteins. Northern blot analysis using Ca 2+ receptor cDNA as a probe will determine whether the same or related transcripts are present in various tissues. If relevant transcripts that are homologous to the parathyroid cell Ca 2+ receptor are detected, obtain a clone of these mRNAs by screening an appropriate cDNA library or by polymerase chain reaction (PCR) technology. Is a relatively simple problem.

標的遣伝子歩行(TGW)は標準的なポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の変法であり、これは配列がわかっている短い部分に隣接する未知のDNA配列の増幅を可能にする。Parkerら,Nucl.Acids Res.,19:3055(1991)。2つの既知のプライマー部位の間のDNA配列を増幅する従来のPCR技術とは異なり、TGWは1つのそのような部位に隣接するDNAを増幅することができる。したがってTGWは、既知の配列の上流もしくは下流にある配列を単離するための従来のクローニング法とライブラリースクリーニング法の代替法として機能することができる。この手法を用いることによって、配列情報の量が限られている出発DNA鋳型から遣伝子を単離することができる。   Targeted gene walking (TGW) is a variation of the standard polymerase chain reaction (PCR) that allows amplification of unknown DNA sequences adjacent to a short portion of known sequence. Parker et al., Nucl. Acids Res. 19: 3055 (1991). Unlike conventional PCR techniques that amplify the DNA sequence between two known primer sites, the TGW can amplify DNA adjacent to one such site. Thus, TGW can serve as an alternative to conventional cloning and library screening methods to isolate sequences upstream or downstream of known sequences. By using this technique, a gene can be isolated from a starting DNA template with a limited amount of sequence information.

第1に、1つの「標的プライマー」と異なる「歩行プライマー」とを用いていくつかの標準的PCR反応を平行して行う。標的プライマーは目的のDNA分子上の既知の配列に対して正確に相補的な配列特異的プライマーであり、未知の隣接配列に向かっている。歩行プライマーは標的プライマー近くのDNAに対して相補的でない非特異的配列である。歩行プライマーは標的プライマー配列とは無関係ないずれのオリゴヌクレオチドであってもよい。第1シリーズのPCRでは、標的プライマーがハイブリッド形成している鎖に隣接し、かつ、相補的なDNA鎖に対して、歩行プライマーがアニールする場合にのみ産物が生産される。目的のPCR産物は好ましくは5キロ塩基のサイズ範囲内である。増幅産物はDNA鋳型に対して歩行プライマー内に60%程度の誤対合ヌクレオチドを伴って生産される。完全は塩基対は歩行プライマーの3’の最初の2ヌクレオチドについてのみ要求されるが、それ以外では部分的な相同性が許容される。アニーリング温度は、アガロースゲル電気泳動で同定されるPCR産物の数を決定する上で重要な変数である。   First, several standard PCR reactions are performed in parallel using one “target primer” and a different “walking primer”. The target primer is a sequence-specific primer that is exactly complementary to a known sequence on the DNA molecule of interest and is directed to an unknown flanking sequence. A walking primer is a non-specific sequence that is not complementary to DNA near the target primer. The walking primer can be any oligonucleotide unrelated to the target primer sequence. In the first series of PCR, a product is produced only when the walking primer anneals to a complementary DNA strand that is adjacent to the strand to which the target primer is hybridizing. The PCR product of interest is preferably in the size range of 5 kilobases. The amplification product is produced with about 60% mismatched nucleotides in the walking primer relative to the DNA template. Full base pairing is only required for the first 2 nucleotides 3 'of the walking primer, but otherwise partial homology is allowed. Annealing temperature is an important variable in determining the number of PCR products identified by agarose gel electrophoresis.

第2に、「内部検出プライマー」を用いてオリゴマー伸長検定を行う。このプライマーは、先の2つのプライマー間にあって標的プライマーに隣接する既知の配列を表す。内部検出プライマーを32P−ガンマ−ATPでキナーゼ処理した後、第1PCRから得られるDNAを鋳型とする1回のPCRサイクルで使用する。この伸長は標的プライマーに隣接する第1PCR中の産物を同定する。これらの新しい産物をアガロースゲル電気泳動とオートラジオグラフィーによって同定する。内部検出プライマーにハイブリッド形成しない産物はいずれも、プライマーの部分集合によって生産される非連続的な増幅産物を表す。 Second, an oligomer extension assay is performed using an “internal detection primer”. This primer represents a known sequence between the previous two primers and adjacent to the target primer. The internal detection primer is kinased with 32 P-gamma-ATP and then used in one PCR cycle using the DNA obtained from the first PCR as a template. This extension identifies the product in the first PCR adjacent to the target primer. These new products are identified by agarose gel electrophoresis and autoradiography. Any product that does not hybridize to the internal detection primer represents a discontinuous amplification product produced by a subset of the primers.

最後に、オリゴマー伸長検定法で同定されたバンドをゲルから切り出し、標的プライマーとそのバンドを最初に生産した歩行プライマーとを用いる標準的なPCRによって再増幅する。次に、この新しいPCRバンドを直接的に配列決定することにより、わかっていなかった配列情報を得る。   Finally, the band identified by the oligomer extension assay is excised from the gel and reamplified by standard PCR using the target primer and the walking primer that originally produced the band. The new PCR band is then directly sequenced to obtain sequence information that was not known.

反対方向に情報を拡張するためには、標的および内部検出プライマーから補集合を作成し、上記操作においてそれらの順番を反対にする。   To extend the information in the opposite direction, a complement is created from the target and the internal detection primer and their order is reversed in the above operation.

ハイブリッド形成スクリーニングおよびクローニングを行う際には、次の点を考慮すべきである。遺伝子コードには縮重が存在するので、ほとんど全てのアミノ酸(トリプトファンとメチオニンを除く)について複数のコドンが存在する。さらに、特定のコドンの使用頻度はヒトと比較するとヒト以外では異なる。コドン縮重とヒトが好むコドンを考慮に入れて、オリゴヌクレオチドを合成する。さらに、考え得るコドンの様々な置換を伴うオリゴヌクレオチドをも合成する。膨大な数を避けるため、コードの縮重がもたらす考え得る配列のすべてを合成する必要はない。むしろ、最も発現頻度の高いコドンの部分集合を選択する。   The following points should be considered when performing hybridization screening and cloning: Due to the degeneracy of the genetic code, there are multiple codons for almost all amino acids (except tryptophan and methionine). Furthermore, the frequency of use of specific codons differs in non-humans compared to humans. Oligonucleotides are synthesized taking into account codon degeneracy and human preferred codons. In addition, oligonucleotides with various possible codon substitutions are also synthesized. To avoid huge numbers, it is not necessary to synthesize all possible sequences resulting from the degeneracy of the code. Rather, select the subset of codons with the highest expression frequency.

このようにして得られる新規受容体クローンを、卵母細胞もしくはトランスフェクションされた細胞系における発現によって機能的に評価することができる。そうすれば細胞特異的な無機イオン受容体を発現させるトランスフェクションされた細胞系は、例えば破骨細胞や傍糸球体細胞などのイオン検知機構に対して特異的に作用する分子の高処理量スクリーニングの手段を提供することができる。   The novel receptor clones thus obtained can be functionally evaluated by expression in oocytes or transfected cell lines. Transfected cell lines that express cell-specific inorganic ion receptors can then be screened for high-throughput molecules that specifically act on ion-sensing mechanisms such as osteoclasts and paraglomerular cells. The means can be provided.

別法として、カルシウム受容体を真核細胞中での発現によってクローン化することができる。例えば上皮小体mRNAからcDNAライブラリーを調製し、それをpcDNA1などの真核発現べクター中にクローン化することができる。このライブラリーから得られるサブプールをCOS7やHEK293細胞などの真核細胞中にトランスフェクションすれば、コード化されているcDNA配列の比較的高レベルな一時的発現を得ることができる。機能カルシウム受容体クローンでトランスフェクションされた細胞は、カルシウム、ネオマイシンまたは他のカルシウム様化合物によって活性化され得るカルシウム受容体を発現させるであろう。[Ca2+iのための蛍光測定用指示薬を最初に細胞に充填すれば、カルシウム受容体の活性化が蛍光の増大をもたらす。このように、真核細胞中にトランスフェクションされた時に蛍光のカルシウムまたはカルシウム様特異的増大を誘発するというそれらの能力によって、カルシウム受容体を含有するライブラリーサブプールを同定する。この蛍光は蛍光計か、もしくは蛍光活性化細胞選別機(FACS)を用いて検出することができる。 Alternatively, the calcium receptor can be cloned by expression in eukaryotic cells. For example, a cDNA library can be prepared from parathyroid mRNA and cloned into a eukaryotic expression vector such as pcDNA1. Transfection of subpools obtained from this library into eukaryotic cells such as COS7 and HEK293 cells can provide a relatively high level of transient expression of the encoded cDNA sequence. Cells transfected with a functional calcium receptor clone will express a calcium receptor that can be activated by calcium, neomycin or other calcium-like compounds. If cells are first loaded with a fluorometric indicator for [Ca 2+ ] i , activation of the calcium receptor results in an increase in fluorescence. Thus, library subpools containing calcium receptors are identified by their ability to induce a calcium or calcium-like specific increase in fluorescence when transfected into eukaryotic cells. This fluorescence can be detected using a fluorometer or a fluorescence activated cell sorter (FACS).

また、本発明者らは、G蛋白質結合受容体を発現するCOS7細胞を検出するための「カルシウム捕捉検定」を開発した。この検定においては、COS7細胞単層をウシ上皮小体細胞cDNAライブラリー(例えば、pcDNA1において調製したライブラリーからのサブフラクションまたはプール)由来のcDNAクローンでトランスフェクションし、Ca2+受容体のアゴニストによる処理に応答して放射活性45Ca2+を捕捉するそれらの能力を検定する。この単層にエマルジョン・オートラジオグラフィーを行ない、45Ca2+を捕捉した細胞を暗視野顕微鏡下での写真上の穀粒状房の存在によって同定する。次いで、陽性信号を与えるライブラリープールを、この信号を与える単一のcDNAが同定されるまで続けて小分割する。 The present inventors have also developed a “calcium capture assay” for detecting COS7 cells that express G protein-coupled receptors. In this assay, COS7 cell monolayers are transfected with cDNA clones derived from a bovine parathyroid cell cDNA library (eg, a subfraction or pool from a library prepared in pcDNA1), and an agonist of Ca 2+ receptor. Their ability to capture radioactive 45 Ca 2+ in response to treatment with. Emulsion autoradiography is performed on this monolayer, and cells that have captured 45 Ca 2+ are identified by the presence of grain bunches on the photograph under a dark field microscope. The library pool that gives a positive signal is then subdivided until a single cDNA that gives this signal is identified.

カルシウム受容体は、細胞内信号に結合するリガンドに結合するためにいわゆる「G」蛋白質を利用する一群の受容体に機能的に関連しているようである。このような「G−結合」受容体は、受容体活性化された「Gs」蛋白質によるアデニルシクラーゼの刺激によって細胞内環状AMPの増加を誘導することができるか、またはその他では受容体活性化された「Gi」蛋白質によるアデニルシクラーゼの阻害によって環状AMPの減少を誘導することができる。他の受容体活性化されたG蛋白質はイノシトール三リン酸レベルの変化を導き、細胞内貯蔵からのCa++の放出の結果を与える。この後者の機序は、カルシウム受容体に特によく当てはまる。既知のG結合受容体の全ては構造的に関連しており、7つの保存性のトランスメンブランドメインを有している。このような受容体の多数が、先にクローン化された受容体に対する配列相同性に基づいてクローン化されている。1つの特に有用なアプローチは、保存性トランスメンブランドメイン暗号領域に相同な同義プライマーを用いること、およびポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いてこれらの配列をコードしているDNA領域を増幅することである。即ち、このようなオリゴヌクレオチドプライマーを、ゲノムDNAまたはcDNAないし選択した組織から単離したRNAと混合し、PCRを行なう。一部の実験法では、選択した組織から新規なG−結合受容体配列を特異的に増幅することが必要になることがあるが、これはこれらが既知のG−結合受容体と必ずしも同一ではないためである。このことは、当業者にはよく理解されていることである[例えば、Buck,L.およびAxel,R.(1991)Cell,65:175−187]。 Calcium receptors appear to be functionally related to a group of receptors that utilize so-called “G” proteins to bind to ligands that bind to intracellular signals. Such “G-coupled” receptors can induce an increase in intracellular cyclic AMP upon stimulation of adenyl cyclase by receptor-activated “Gs” protein, or else are receptor-activated. Inhibition of adenyl cyclase by the “Gi” protein can induce a decrease in cyclic AMP. Other receptor activated G proteins lead to changes in inositol triphosphate levels, resulting in the release of Ca ++ from intracellular stores. This latter mechanism applies particularly well to the calcium receptor. All known G-coupled receptors are structurally related and have seven conserved transmembrane domains. A number of such receptors have been cloned based on sequence homology to previously cloned receptors. One particularly useful approach is to use synonymous primers homologous to the conserved transmembrane main coding region and amplify the DNA regions encoding these sequences using polymerase chain reaction (PCR). . That is, such an oligonucleotide primer is mixed with genomic DNA or cDNA or RNA isolated from a selected tissue, and PCR is performed. Some experimental methods may require specific amplification of novel G-coupled receptor sequences from selected tissues, which are not necessarily identical to known G-coupled receptors. This is because there is not. This is well understood by those skilled in the art [see, for example, Buck, L. et al. And Axel, R .; (1991) Cell, 65: 175-187].

また、カルシウム受容体を上記のようなPCR法によってクローン化することができる。カルシウム受容体をコードしている配列をPCR増幅するのに用いることができる同義オリゴヌクレオチドプライマー対の2つの例を以下に挙げる。第1の対は、それぞれトランスメンブランドメインIIおよびVIIをコードしている配列においてG−結合受容体の大部分が示す交差相同性に基づいている。第2のプライマー対は、カルシトニン、セクレチン、PTHおよびGLP受容体を含むG−結合受容体のより分岐したサブグループが示す交差相同性に基づいている。この対は、トランスメンブランドメインIIIおよびVIIをコードしている保存性配列に対応している。これら2つのプライマー対の一方または両方を上皮小体細胞または破骨細胞組織に由来するcDNAと混合したときには、例えば、PCR増幅によって約500〜800塩基対の増幅されたDNAが生成する結果になる。これらのDNAを単離し、カルシウム受容体配列の存在について分析することができる。例えば、それぞれの増幅された配列を完全長cDNAクローンを単離するためのプローブとして用いることができ、次いでこのクローンを上に示した1またはそれ以上の検定で評価して無機イオン受容体がコードされているか否かを決定することができる。   In addition, the calcium receptor can be cloned by the PCR method as described above. Two examples of synonymous oligonucleotide primer pairs that can be used to PCR amplify sequences encoding calcium receptors are given below. The first pair is based on the cross-homology exhibited by the majority of G-coupled receptors in the sequences encoding transmembrane main II and VII, respectively. The second primer pair is based on the cross-homology exhibited by a more branched subgroup of G-coupled receptors including calcitonin, secretin, PTH and GLP receptors. This pair corresponds to a conserved sequence encoding transmembrane main III and VII. When one or both of these two primer pairs are mixed with cDNA derived from parathyroid cells or osteoclast tissue, for example, PCR amplification results in the production of amplified DNA of approximately 500-800 base pairs. . These DNAs can be isolated and analyzed for the presence of calcium receptor sequences. For example, each amplified sequence can be used as a probe to isolate a full-length cDNA clone, which is then evaluated by one or more of the assays shown above to encode an inorganic ion receptor. It can be determined whether or not.

プライマー対1:Primer pair 1:

プライマー対2:Primer pair 2:

別の方法においては、無機イオン受容体を、受容体に対して生成させたモノクローナル抗体の使用によってクローン化することができる。モノクローナル抗体は、特定蛋白質の免疫親和性精製のための強力な手段を与える。精製したときには、限定されたアミノ酸配列のデータを所望の蛋白質から得ることができ、これを用いて完全cDNA配列のクローンをスクリーニングするためのオリゴヌクレオチド配列プローブを設計することができる。   In another method, inorganic ion receptors can be cloned by use of monoclonal antibodies raised against the receptors. Monoclonal antibodies provide a powerful means for immunoaffinity purification of specific proteins. When purified, limited amino acid sequence data can be obtained from the desired protein and can be used to design oligonucleotide sequence probes for screening clones of the complete cDNA sequence.

カルシウム受容体が関係する例を説明する。ハイブリドーマを調製するために、全ウシ上皮小体細胞を免疫原として用いる。精製して分散した細胞を得、生存または固定細胞調製物を確立された方法に従って適当なマウス株の腹腔内に注射する。免疫計画およびハイブリドーマの調製については通常のプロトコールに従う。2工程スクリーニング法を用いてCa2+受容体を認識するモノクローナル抗体を分泌するハイブリドーマを同定する。最初のスクリーニングは、上皮小体細胞表面抗原を認識するモノクローナルを同定する。次いで、免疫組織化学的方法を用いて、上皮小体細胞の表面に結合するマウス抗体の存在についてハイブリドーマ上清をスクリーニングする。このスクリーニングは、上皮小体組織の固定切片を用いて、または1次培養の分散細胞を用いて行なうことができる。この検定のための方法は文献において十分に確立されている。 An example involving a calcium receptor will be described. To prepare hybridomas, whole bovine parathyroid cells are used as an immunogen. Purified and dispersed cells are obtained and live or fixed cell preparations are injected intraperitoneally into an appropriate mouse strain according to established methods. Follow normal protocols for immunization regimens and hybridoma preparation. Hybridomas that secrete monoclonal antibodies that recognize the Ca 2+ receptor are identified using a two-step screening method. The initial screen identifies monoclonals that recognize parathyroid cell surface antigens. The hybridoma supernatant is then screened for the presence of mouse antibodies that bind to the surface of parathyroid cells using immunohistochemical methods. This screening can be performed using fixed sections of parathyroid tissue or using primary cultured dispersed cells. Methods for this assay are well established in the literature.

このスクリーニングは種々の細胞表面決定基に対するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを同定し、Ca2+受容体に特異的なモノクローナルはこれらの小さなサブセットだけを含有することが予測されるであろう。このCa2+受容体に結合するモノクローナル抗体を同定するために、最初のスクリーニングで陽性と試験されたハイブリドーマ上清を、Ca2+受容体アゴニストに対する培養上皮小体細胞の反応をブロックするそれらの能力について検定する。この受容体の細胞外ドメインに結合する抗体の一部は、リガンド結合を阻害もしくは活性化するか、またはそれ以外では受容体活性化に干渉もしくはそれに影響を及ぼすことが予測される。 This screen will identify hybridomas that produce monoclonal antibodies against various cell surface determinants, and monoclonals specific for the Ca 2+ receptor would be expected to contain only a small subset of these. In order to identify monoclonal antibodies that bind to this Ca 2+ receptor, hybridoma supernatants that tested positive in the initial screen were tested for those that blocked the response of cultured parathyroid cells to Ca 2+ receptor agonists. Test for ability. The portion of the antibody that binds to the extracellular domain of this receptor is expected to inhibit or activate ligand binding, or otherwise interfere with or affect receptor activation.

両方のスクリーニングで陽性のモノクローナル抗体を、ウエスタンブロット、免疫沈殿および免疫組織化学によって特徴付ける。これにより、認識される抗原の大きさおよびその組織分布の決定が可能になる。次いで、適当なモノクローナル抗体を、常法に従い、免疫親和性クロマトグラフィーによってCa2+受容体蛋白質を精製するために用いる。限定アミノ酸配列決定を可能にする十分量の蛋白質が得られる。次いで、ペプチド配列情報に基づいて同義オリゴヌクレオチドプローブを設計する。次いで、これらのプローブを用いて、Ca2+受容体の完全長クローンについて上皮小体細胞cDNAライブラリーをスクリーニングする。得られたクローンを、DNA配列決定ならびに卵母細胞系および培養哺乳動物セルラインにおける機能的な発現によって特徴付ける。 Positive monoclonal antibodies in both screens are characterized by Western blot, immunoprecipitation and immunohistochemistry. This makes it possible to determine the size of the recognized antigen and its tissue distribution. A suitable monoclonal antibody is then used to purify the Ca 2+ receptor protein by immunoaffinity chromatography according to conventional methods. A sufficient amount of protein is obtained that allows limited amino acid sequencing. A synonymous oligonucleotide probe is then designed based on the peptide sequence information. These probes are then used to screen a parathyroid cell cDNA library for full length clones of the Ca 2+ receptor. The resulting clones are characterized by DNA sequencing and functional expression in oocyte lines and cultured mammalian cell lines.

また、これら抗体を用いて発現ライブラリー(例えば、λgt11またはその等価物中のcDNAライブラリー)をスクリーニングして、抗原として反応性の蛋白質を発現するクローンを決定することができる。次いで、このようなクローンを配列決定して、これらがCa2+受容体でありうる蛋白質をコードしているか否かを決定することができる。 Furthermore, using these antibodies, an expression library (for example, a cDNA library in λgt11 or an equivalent thereof) can be screened to determine a clone that expresses a reactive protein as an antigen. Such clones can then be sequenced to determine if they encode proteins that may be Ca 2+ receptors.

さらに、モノクローナル抗体の代わりにカルシウム受容体をクローン化および分析するためにファージ・ディスプレイ(表示)・ライブラリーを用いうることは当業者の理解するところであろう。これらのライブラリーにおいては、抗体の可変領域またはランダムぺプチドをファージ発現べクター中にショットガンクローン化し、抗体領域またはペプチドがファージ粒子の表面に表示されるようにする。カルシウム受容体に特異性高く結合しうる抗体領域またはぺプチドを表示するファージは、これらの受容体を表示する細胞(例えば、上皮小体細胞、C細胞、破骨細胞など)に結合するであろう。このようなファージ100万のうちの100を、これら細胞に結合しうるファージ(カルシウム受容体に結合するファージを含む)を優先的に選択する細胞種に対して選別することができる。このようにして、ライブラリーの複雑さを大きく減少させることができる。この方法の繰返し反復によって、使用する細胞種に結合するファージのプールが得られることになる。次いで、モノクローナル抗体について上記したスクリーニングを用いてカルシウム受容体結合抗体またはペプチド領域を表示するファージを単離することができ、そしてこれらのファージを用いて構造の同定およびクローニングの目的でカルシウム受容体を単離することができる。このようなファージ・ディスプレイ・ライブラリーを調製するためのキットは市販品から入手可能である[例えば、StratacyteまたはCambridge Antibody Technology Limited]。また、このようなカルシウム受容体結合の性質を持つ組換えファージを、カルシウム受容体の種々の分析においてモノクローナル抗体の代わりに用いることができる。さらに、このようなファージを高効率の結合−競合スクリーニングにおいて用いて、カルシウム受容体のところで作用するヒト治療薬の開発のための構造的指標として役立ちうる、カルシウム受容体に機能的に結合しうる有機化合物を同定することができる。   Furthermore, those skilled in the art will appreciate that phage display libraries can be used to clone and analyze calcium receptors instead of monoclonal antibodies. In these libraries, antibody variable regions or random peptides are shotgun cloned into a phage expression vector so that antibody regions or peptides are displayed on the surface of the phage particles. Phage displaying antibody regions or peptides that can specifically bind to calcium receptors bind to cells that display these receptors (eg, parathyroid cells, C cells, osteoclasts, etc.). Let's go. One hundred million of such phage can be screened against cell types that preferentially select phage that can bind to these cells (including phage that bind to calcium receptors). In this way, the complexity of the library can be greatly reduced. Repeating this method will result in a pool of phage that binds to the cell type used. The screens described above for monoclonal antibodies can then be used to isolate phage that display calcium receptor binding antibodies or peptide regions, and these phage can be used to identify calcium receptors for structural identification and cloning purposes. It can be isolated. Kits for preparing such phage display libraries are available from commercial sources [eg, Stratacyte or Cambridge Antibody Technology Limited]. In addition, recombinant phages having such calcium receptor binding properties can be used in place of monoclonal antibodies in various assays of calcium receptors. In addition, such phages can be used in high-efficiency binding-competition screening to functionally bind to calcium receptors, which can serve as structural indicators for the development of human therapeutics that act at calcium receptors. Organic compounds can be identified.

別の方法においては、放射リガンドのその受容体への親和性架橋を用いて文献[Pilch&Czech,Receptor Biochem.Methodol.1 161,1984]に記載のように受容体蛋白質を単離することができる。放射リガンドの共有結合は非特異的な結合を除くための徹底的な洗浄を可能にする。例えば、約100nMまたはそれ以下のEC50で細胞内Ca2+を移動させるアルギニンとチロシンのランダムコポリマー(Mw=22K;arg tyr比=4:1)などの高親和性分子を125Iでヨウ素化し、架橋する。比較的サイズが小さいのでプロタミン類が架橋の研究に好ましく、文献[Dottavio−Martin&Ravel,87 Analyt.Biochem.562,1978]に記載のように還元的にアルキル化することができる。 In another method, the affinity of a radioligand to its receptor is cross-linked using the literature [Pilch & Czech, Receptor Biochem. Methodol. 1 161, 1984], the receptor protein can be isolated. The covalent binding of the radioligand allows thorough washing to remove nonspecific binding. For example, high affinity molecules such as random copolymers of arginine and tyrosine (Mw = 22K; arg tyr ratio = 4: 1) that migrate intracellular Ca 2+ with an EC 50 of about 100 nM or less are iodinated at 125 I. Crosslink. Protamines are preferred for cross-linking studies due to their relatively small size, and are described in the literature [Dottavio-Martin & Ravel, 87 Analyt. Biochem. 562, 1978] can be reductively alkylated.

未ラベルのポリカチオンならびに二および三価カチオンの存在下で架橋することによって、非特異的なラベル化を最少に維持する。これら分子が高濃度のときに、ラベルと細胞表面の非特異的な相互作用が減少するであろう。   Non-specific labeling is kept to a minimum by crosslinking in the presence of unlabeled polycations and di- and trivalent cations. When these molecules are at high concentrations, non-specific interactions between the label and the cell surface will be reduced.

本発明は、無機イオン受容体をコードしている単離した核酸配列および単離した受容体それ自体を提供する。また、本発明は上述の独特のフラグメントを提供する。「単離した」なる用語は次のような核酸配列を意味する:(i)例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によってインビトロで増幅された核酸;(ii)例えば、化学合成によって合成された核酸;(iii)クローニングによって組換え調製された核酸;または(iv)切断とゲル分離によって精製された核酸。ポリぺプチドまたはアミノ酸配列を記述する際に用いるときの「単離した」なる用語は、本発明の単離した核酸配列を用いて発現系から得たポリペプチド、ならびに例えば化学合成法によって合成したポリペプチド、および天然の生物学的材料から分離し、続いて通常の蛋白質分析法を用いて実質的に精製したポリペプチドを意味する。   The present invention provides an isolated nucleic acid sequence encoding an inorganic ion receptor and the isolated receptor itself. The present invention also provides the unique fragments described above. The term “isolated” refers to a nucleic acid sequence as follows: (i) a nucleic acid amplified in vitro, eg, by polymerase chain reaction (PCR); (ii) a nucleic acid synthesized, eg, by chemical synthesis; (Iii) nucleic acid prepared recombinantly by cloning; or (iv) nucleic acid purified by cleavage and gel separation. The term “isolated” when used in describing a polypeptide or amino acid sequence refers to a polypeptide obtained from an expression system using the isolated nucleic acid sequence of the invention, as well as synthesized by, for example, chemical synthesis methods. By polypeptide, it is meant a polypeptide that has been separated from natural biological material and subsequently substantially purified using conventional protein analysis methods.

また、本発明の範囲内に含まれるのは、無機イオン受容体の独特のフラグメントである。この「独特のフラグメント」なる用語は、本発明の日の時点で既知の配列に対応するところがないことが見い出された受容体の部分を意味する。これらのポリぺプチドフラグメントは、本発明の時点で既知の蛋白質データベースを同一ペプチドについてスキャニングすることによって、独特であると容易に同定することができる。受容体DNAのクローン化した部分配列の発現による受容体フラグメントの創製に加えて、無傷蛋白質からフラグメントを直接創製することができる。蛋白質を蛋白質加水分解酵素(トリプシン、キモトリプシンまたはペプシンを含むが、これらに限定されない)によって特異的に切断する。これら酵素のそれぞれは、それが攻撃するペプチド結合のタイプに特異的である。トリプシンは、カルボニル基が塩基性アミノ酸(通常はアルギニンまたはリジン)に由来するペプチド結合の加水分解を触媒する。ペプシンとキモトリプシンは、芳香族アミノ酸(具体的にはトリプトファン、チロシンおよびフェニルアラニン)に由来するぺプチド結合の加水分解を触媒する。別組の切断されたポリペプチドフラグメントが、蛋白質加水分解酵素に感受性である部位での切断を妨げることによって創製される。例えば、穏やかな塩基性溶液中でのリジンのεーアミノ基とエチルトリフルオロチオアセテートの反応によって、隣接ペプチド結合がもはやトリプシンによる加水分解に感受性ではないブロックされたアミノ酸残基が生成する[Goldbergerら,Biochem.,1:401(1962)]。従って、このようなポリペプチドをトリプシンで処理すると、アルギニル残基のところでのみ切断される。また、ポリぺプチドを修飾して、蛋白質加水分解酵素によって触媒される加水分解に感受性であるペプチド結合を創製することができる。例えば、システイン残基をβ−ハロエチルアミンでアルキル化すると、トリプシンで加水分解されるぺプチド結合が生成する[Lindley,Nature,178:647(1956)]。さらに、特定残基のところでポリペプチド鎖を切断する化学試薬を用いることができる[Witcop,Adv.Protein Chem.16:221(1961)]。例えば、臭化シアンはメチオニン残基のところでポリペプチドを切断する[Gross&Witkip,J.Am.Chem.Soc.83:1510(1961)]。従って、無機イオン受容体(例えば、ヒトカルシウム受容体またはそのフラグメントなど)を修飾化試薬、蛋白質加水分解酵素および/または化学試薬の種々の組合せによって処理することにより、大きさの異なる多数の別個の重複したペプチドが創製される。これらのペブチドフラグメントを、クロマトグラフィー法によってこのような消化物から単離および精製することができる。   Also included within the scope of the present invention are unique fragments of inorganic ion receptors. The term “unique fragment” refers to the portion of the receptor that was found to correspond to no known sequence as of the day of the present invention. These polypeptide fragments can be readily identified as unique by scanning a database of proteins known at the time of the present invention for the same peptide. In addition to creating receptor fragments by expression of cloned partial sequences of receptor DNA, fragments can be created directly from intact proteins. The protein is specifically cleaved by a protein hydrolase (including but not limited to trypsin, chymotrypsin or pepsin). Each of these enzymes is specific for the type of peptide bond it attacks. Trypsin catalyzes the hydrolysis of peptide bonds whose carbonyl group is derived from a basic amino acid (usually arginine or lysine). Pepsin and chymotrypsin catalyze the hydrolysis of peptide bonds derived from aromatic amino acids, specifically tryptophan, tyrosine and phenylalanine. Another set of cleaved polypeptide fragments is created by preventing cleavage at sites that are sensitive to protein hydrolases. For example, reaction of the lysine ε-amino group with ethyl trifluorothioacetate in mild basic solution produces blocked amino acid residues whose adjacent peptide bonds are no longer sensitive to hydrolysis by trypsin [Goldberger et al. Biochem. , 1: 401 (1962)]. Thus, when such a polypeptide is treated with trypsin, it is cleaved only at the arginyl residue. The polypeptide can also be modified to create peptide bonds that are sensitive to hydrolysis catalyzed by protein hydrolases. For example, alkylating a cysteine residue with β-haloethylamine produces a peptide bond that is hydrolyzed with trypsin [Lindley, Nature, 178: 647 (1956)]. In addition, chemical reagents that cleave polypeptide chains at specific residues can be used [Witcop, Adv. Protein Chem. 16: 221 (1961)]. For example, cyanogen bromide cleaves polypeptides at methionine residues [Gross & Witkip, J. et al. Am. Chem. Soc. 83: 1510 (1961)]. Thus, by treating inorganic ion receptors (eg, human calcium receptor or fragments thereof) with various combinations of modifying reagents, protein hydrolases and / or chemical reagents, a large number of distinct sizes can be obtained. Duplicate peptides are created. These peptide fragments can be isolated and purified from such digests by chromatographic methods.

別法によれば、適当な固相合成法を用いてフラグメントを合成することができる[StewardおよびYomg,Solid Phase Peptide Synthesis Freemantle,San Fransisco,CA(1968)]。   Alternatively, fragments can be synthesized using suitable solid phase synthesis methods (Steward and Yomg, Solid Phase Peptide Synthesis Freemantle, San Francisco, CA (1968)).

これらフラグメントを、抗体などの調製の際のイオン結合試薬として検定において用いることができる。また、これらフラグメントを所望の生物学的活性を有するように選択することができる。例えば、このフラグメントは、本明細書中に記載したように、正にその結合部位またはアゴニストもしくはアンタゴニスト(例えば、カルシウムの)に結合する部位を含むことができる。このようなフラグメントは、このフラグメントに対する特異的な結合を検出するための常法を用いて当業者により容易に同定される。例えば、カルシウム受容体の場合、組換えDNA法を用いて組換え受容体をコードしている遺伝子フラグメントから被験フラグメントを発現させることができる。次いで、このフラグメントを適当な結合条件下でカルシウムまたは他の化学物質と接触させて、カルシウムがこのフラグメントに結合するか否かを決定する。これらのフラグメントは、カルシウムのアゴニストおよびアンタゴニストのスクリーニング検定、ならびに、血清または他の体組織からカルシウムを除去するのに有用という治療効果のスクリーニング検定において有用である。   These fragments can be used in assays as ion binding reagents in the preparation of antibodies and the like. These fragments can also be selected to have the desired biological activity. For example, the fragment can include a site that binds exactly its binding site or agonist or antagonist (eg, of calcium), as described herein. Such fragments are readily identified by those skilled in the art using routine methods for detecting specific binding to the fragment. For example, in the case of a calcium receptor, the test fragment can be expressed from a gene fragment encoding the recombinant receptor using recombinant DNA methods. The fragment is then contacted with calcium or other chemical under appropriate binding conditions to determine whether calcium binds to the fragment. These fragments are useful in calcium agonist and antagonist screening assays, as well as in therapeutic screening assays that are useful in removing calcium from serum or other body tissues.

他の有用なフラグメントには、受容体の外側部分、膜−スパニング部分または細胞内部分だけを有するフラグメントが含まれる。これらの部分は、受容体のアミノ酸配列を既知受容体の配列と比較することによって、または他の常法によって容易に同定される。これらのフラグメントは他の受容体のフラグメントとのキメラ受容体を形成させるのに有用であり、これにより受容体を欠く細胞を、該細胞内で所望の機能を発揮する細胞内部分、およびイオンまたは本明細書中に記載したアゴニストもしくはアンタゴニストの存在に対する該細胞の反応を引き起こす細胞外部分を伴って生成させることができる。適切に構成されたときのこれらキメラ受容体遺伝子は、受容体の機能不全が関係する種々の疾患、または受容体機能の変調が患者に所望の効果を与える種々の疾患のための有用な遺伝療法である。さらに、細胞外部分とその天然リガンド(例えば、カルシウム)または本発明のアゴニストおよび/またはアンタゴニストの相互作用によって活性化され、そして比色、放射、発光、分光または蛍光検定によって容易に検出しうる所望の酵素過程に細胞内ドメインが関係するように、キメラ受容体を構築することができる。このようなキメラ受容体を発現する細胞は、本発明の新規なアゴニストおよび/またはアンタゴニストの発見のための容易なスクリーニングの基礎となる。   Other useful fragments include those having only the outer part of the receptor, the membrane-spanning part or the intracellular part. These portions are readily identified by comparing the amino acid sequence of the receptor to the sequence of a known receptor or by other conventional methods. These fragments are useful for forming chimeric receptors with fragments of other receptors, thereby allowing cells lacking the receptor to become intracellular moieties that perform the desired function within the cell, and ions or It can be produced with an extracellular moiety that causes the cell to respond to the presence of an agonist or antagonist as described herein. When properly configured, these chimeric receptor genes are useful gene therapy for various diseases involving receptor dysfunction, or for various diseases in which modulation of receptor function has the desired effect on the patient. It is. In addition, it is activated by the interaction of the extracellular moiety with its natural ligand (eg, calcium) or agonists and / or antagonists of the present invention and can be readily detected by colorimetric, emission, luminescence, spectroscopic or fluorescence assays Chimeric receptors can be constructed such that intracellular domains are involved in the enzymatic process. Cells expressing such chimeric receptors are the basis for easy screening for discovery of the novel agonists and / or antagonists of the present invention.

本発明は、本明細書に記載している単離されたレセプターの突然変異体又は同族体及び他の誘導体をも提供する。従って、本発明は天然に存在するタンパク質だけでなく、そのような誘導体をも包含する。これらの誘導体は本明細書に記載する所望のレセプター活性を有しており、一般に本明細書に記載の方法によって同定される。このようなタンパク質及びそれをコードする遺伝子の例を挙げるが、これらの例は本発明を限定するものでなく、このような遺伝子及びタンパク質に関連し得る変異を説明するのみである。一般には、その遺伝子は天然レセプターのアミノ酸配列を有しているが、産生されるレセプタータンパク質のレセプター活性に顕著な影響を与えない1つ又はそれ以上のアミノ酸部位で変動させることができる。従って、例えばカルシウムレセプタータンパク質の非保存領域(即ち、レセプター活性に必須でない領域)ではアミノ酸は欠失、付加又は置換されていてもよい。より保存されている領域はレセプター活性に必要であるが、その領域のアミノ酸はより保存的に置換されていてもよい。例えば、この配列内の1つ又はそれ以上のアミノ酸残基は機能的な等価物として働く類似の極性を有する別のアミノ酸と置き換えることができる。この配列内のアミノ酸との置換物は、そのアミノ酸が属しているクラス内の別のアミノ酸から選択すればよい。非極性(疎水性)アミノ酸にはアラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン及びメチオニンがある。極性中性アミノ酸にはグリシン、セリン、スレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン及びグルタミンがある。正に帯電した(塩基性)アミノ酸にはアルギニン、リジン及びヒスチジンがある。負に帯電した(酸性)アミノ酸にはアスパラギン酸及びグルタミン酸がある。   The present invention also provides mutants or homologues and other derivatives of the isolated receptors described herein. Accordingly, the present invention encompasses not only naturally occurring proteins but also such derivatives. These derivatives have the desired receptor activity described herein and are generally identified by the methods described herein. Examples of such proteins and the genes encoding them are given, but these examples are not intended to limit the present invention and only illustrate mutations that may be associated with such genes and proteins. Generally, the gene has the amino acid sequence of the natural receptor, but can be varied at one or more amino acid sites that do not significantly affect the receptor activity of the receptor protein produced. Thus, for example, amino acids may be deleted, added or substituted in non-conserved regions of calcium receptor proteins (ie, regions that are not essential for receptor activity). A more conserved region is necessary for receptor activity, but the amino acids in that region may be more conservatively substituted. For example, one or more amino acid residues in this sequence can be replaced with another amino acid of similar polarity that serves as a functional equivalent. A substitution with an amino acid in this sequence may be selected from other amino acids within the class to which the amino acid belongs. Nonpolar (hydrophobic) amino acids include alanine, leucine, isoleucine, valine, proline, phenylalanine, tryptophan and methionine. Polar neutral amino acids include glycine, serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine and glutamine. Positively charged (basic) amino acids include arginine, lysine and histidine. Negatively charged (acidic) amino acids include aspartic acid and glutamic acid.

当業者ならば、インビトロ突然変異誘発法又は欠失分析によって、タンパク質の保存及び非保存領域を決定するために標準的な手法を使用でき、またこのような誘導体はすべて以下に記載するものと等価であることは理解されよう。   One skilled in the art can use standard techniques to determine conserved and non-conserved regions of proteins by in vitro mutagenesis or deletion analysis, and all such derivatives are equivalent to those described below. It will be understood that.

本発明の範囲内にはさらに、レセプタータンパク質、又は翻訳中もしくは翻訳後に別個に修飾されるそれらのユニークな断片又は誘導体、例えばリン酸化、グリコシル化、架橋結合、アシル化、タンパク質分解的開裂、抗体分子、膜分子もしくは他のリガンドへの結合といった修飾が施されているものが包含され得る[Fergusonら,1988,Am.Rev.Biochem.57:285−320]。   Further within the scope of the present invention are receptor proteins, or unique fragments or derivatives thereof that are modified separately during or after translation, such as phosphorylation, glycosylation, cross-linking, acylation, proteolytic cleavage, antibodies Those with modifications such as binding to molecules, membrane molecules or other ligands can be included [Ferguson et al., 1988, Am. Rev. Biochem. 57: 285-320].

さらに、本発明の組換え核酸配列を操作することにより、レセプター配列のプロセッシング又は発現を改変することができる。例えば、コード化配列は充分に特性化された方法によってプロモーター配列及び/又はリボゾーム結合部位と結合させ、それにより発現及びバイオアベイラビリティーを向上させることができが、このことのみに限定されるものでない。   Furthermore, the processing or expression of the receptor sequence can be altered by manipulating the recombinant nucleic acid sequence of the invention. For example, the coding sequence can be linked to the promoter sequence and / or ribosome binding site by well-characterized methods, thereby improving expression and bioavailability, but is not limited to this. .

また、ある組換えコード化配列はインビトロ又はインビボにて突然変異させることにより、コード化領域内に変異を与え、及び/又は新たな制限エンドヌクレアーゼ部位を生成させ又は先に存在していた制限部位を破壊するといった、さらなるインビトロ修飾を行うことができる。当業者に知られている突然変異のための手法にはインビトロ部位特異的突然変異[Hutchinsonら,1978,J.Biol.Chem.253:6551]、TABRリンカー[ファルマシア]の使用、PCR指向型突然変異などがあるが、これらに限定されない。 Also, certain recombinant coding sequences can be mutated in vitro or in vivo to mutate within the coding region and / or generate new restriction endonuclease sites or previously existing restriction sites. Further in vitro modifications can be made, such as destroying. Techniques for mutations known to those skilled in the art include in vitro site-specific mutations [Hutchinson et al., 1978, J. MoI. Biol. Chem. 253: 6551], use of TAB R linker [Pharmacia], PCR-directed mutations, and the like.

さらに、コドンが同一のアミノ酸をコードしつつ、選択する発現系にとって好ましいコドンとなるように、コドンを改変することができる。   Furthermore, the codon can be modified so that the codon encodes the same amino acid, but is a preferred codon for the selected expression system.

本発明はさらに、無機イオンレセプターをコードする核酸のユニークな断片をも提供する。「ユニークな断片」なる用語は、本発明の発明日当時に知られている配列の中には同一の対応物が見いだされない核酸の部分を意味する。これらの断片は、発明日当時に存在する対応物を検出するための核酸データベースの分析によって容易に同定することができる。ユニークな断片はクローニング手法及び検定にて特に有用である。   The present invention further provides unique fragments of nucleic acids encoding inorganic ion receptors. The term “unique fragment” means a portion of a nucleic acid for which no identical counterpart is found in the sequences known at the time of the invention. These fragments can be easily identified by analysis of a nucleic acid database for detecting a counterpart existing at the time of the invention. Unique fragments are particularly useful in cloning procedures and assays.

本発明はさらに、毒素部分にコンジュゲートでき、又は組換え融合タンパク質として毒素部分と共に発現され得る抗体及び/又はその断片などのレセプター結合剤をも提供する。この毒素部分は、結合剤と対応標的細胞表面レセプターとの相互作用によりその標的細胞と結合し、そしてその細胞に侵入する。かかる結合剤、抗体及び/又は断片がコンジュゲートされる毒素部分はタンパク質であることができ、例えばアメリカヤマゴボウ(pokeweed)抗−ウイルスタンパク質、リチン(ricin)、ゲロニン、アプリン、ジフテリア外毒素又はシュードモナス外毒素などである。この毒素部分は、コバルト−60などの高エネルギー放出放射性核種であってもよい。毒素部分の化学構造はいかなる意味においても本発明の範囲の限定を意図するものでない。当業者ならば、広範な種類の可能性ある部分を結合剤と結合することができるのは理解されよう。例えば、”Conjugate Vaccines”,Contributions to Microbiology and Immunology,J.M.Cruse及びR.E.Lewis,Jr(編),Carger Press,ニューヨーク,(1989)を参照のこと。また、先に列挙したものなどの多くの毒素部分は製薬的に許容し得ることも理解されよう。   The invention further provides receptor binding agents such as antibodies and / or fragments thereof that can be conjugated to the toxin moiety or expressed with the toxin moiety as a recombinant fusion protein. This toxin moiety binds to and enters the target cell by interaction of the binding agent with the corresponding target cell surface receptor. The toxin moiety to which such a binding agent, antibody and / or fragment is conjugated can be a protein, such as a pokeweed anti-viral protein, ricin, gelonin, aprin, diphtheria exotoxin or pseudomonas exogenous Such as toxins. The toxin moiety may be a high energy emitting radionuclide such as cobalt-60. The chemical structure of the toxin moiety is not intended to limit the scope of the invention in any way. One skilled in the art will appreciate that a wide variety of potential moieties can be combined with the binder. See, for example, “Conjugate Vaccines”, “Contributions to Microbiology and Immunology,” M.M. Cruse and R.C. E. See Lewis, Jr (eds.), Carger Press, New York, (1989). It will also be appreciated that many toxin moieties, such as those listed above, are pharmaceutically acceptable.

結合剤と他の部分(例えば細菌毒素)とのコンジュゲート化は、それら2つの分子がそれぞれの活性を保持する限り、両分子を結合できるあらゆる化学反応によって行うことができる。この結合には例えば、共有結合、アフィニティー結合、挿入(インターカレーション)、配位結合及び錯形成反応などの多くの化学的メカニズムが包含される。しかし、好ましい結合は共有結合である。共有結合は、存在する側鎖の直接縮合、又は外部架橋分子の取り込みのいずれかによって行うことができる。抗体などのタンパク質分子を別の分子とカップリングするには多くの二価又は多価結合剤が有用である。例えば、代表的なカップリング剤には、チオエステル類、カルボジイミド類、スクシンイミドエステル類、ジイソシアネート類、グルタルアルデヒド類、ジアゾベンゼン類及びへキサメチレンジアミン類などの有機化合物が包含され得る。この列挙は、当業者に知られている種々のクラスのカップリング剤を網羅的に表すことを意図しておらず、より普通のカップリング剤を単に例示するものである[次ぎを参照のこと:Killen及びLindstrom 1984,「毒素ーアセチルコリンレセプターコンジュゲート体による実験的自己免疫重症筋無力症を引き起こすリンパ球の特異的な死滅(Specific Killing of lymphocytes that cause experimental Autoimmune Myasthenia Gravis by toxin−acetylcholine receptor conjugates)」,Jour.Immun.133:1335−2549;Jansen,F.K.,H.E.Blythman,D.Carriere,P.Casella,O.Gros,P.Gros,J.C.Laurent,F.Paolucci,B.Pau,P.Poncelet,G.Richer,H.Vidal,及びG.A.Voisin,1982;「免疫毒素:高い特異性及び強力な細胞毒性が組み合わされた雑種分子(Immunotoxins:Hybridmolecules combining high specificity and potent cytotoxicity)」Immunological Reviews 62:185−216;及びVitettaら,前掲]。   Conjugation of the binding agent with other moieties (eg, bacterial toxins) can be accomplished by any chemical reaction that can bind both molecules as long as the two molecules retain their respective activities. This binding includes many chemical mechanisms such as, for example, covalent bonding, affinity binding, insertion (intercalation), coordination bonding and complexation reactions. However, the preferred bond is a covalent bond. Covalent bonds can be made either by direct condensation of existing side chains or by incorporation of external cross-linking molecules. Many bivalent or multivalent binders are useful for coupling a protein molecule such as an antibody to another molecule. For example, representative coupling agents can include organic compounds such as thioesters, carbodiimides, succinimide esters, diisocyanates, glutaraldehydes, diazobenzenes and hexamethylenediamines. This list is not intended to be exhaustive of the various classes of coupling agents known to those skilled in the art, but merely exemplifies the more common coupling agents [see below. : Killen and Lindstrom 1984, "Specific Killing of Physiologically Impaired Physiologically Impaired Lymphocyte Caused by the Toxin-acetylcholine Receptor Conjugate" "Jour. Immun. 133: 1335-2549; Jansen, F .; K. , H .; E. Blythman, D.M. Carriere, P.M. Casella, O .; Gros, P.M. Gros, J. et al. C. Laurent, F.A. Paulucci, B.C. Pau, P.M. Poncelet, G.M. Richer, H .; Vidal, and G.G. A. "Voisin, 1982;" Immunotoxins: Hybridmolecules combining high specificity and potential cytotoxicity, "Immunorecitative et al.

組換えDNA手法を使用することで、本発明は、無機イオンレセプターを発現するよう操作されている哺乳動物標的細胞などの標的細胞を提供する。例えば、上記の方法によってクローンされるこのようなレセプターの遺伝子をレセプターを天然にて発現する細胞に挿入すれば、その結果、組換え遺伝子を非常に高いレべルで発現させることができる。   By using recombinant DNA techniques, the present invention provides target cells such as mammalian target cells that have been engineered to express inorganic ion receptors. For example, if such a receptor gene cloned by the above method is inserted into a cell that naturally expresses the receptor, the recombinant gene can be expressed at a very high level.

本発明はまた、レセプターの生理的役割を研究するための実験モデル系を提供する。このモデル系では、無機イオンレセプター、その断片もしくは誘導体をその系に供給し、又は系内でそれらを産生させればよい。このようなモデル系は、レセプターの過剰又は枯渇の効果又は細胞機能を研究するために使用できるであろう。この実験モデル系を使用すれば、細胞もしくは組織培養物、全動物、又は全動物もしくは組織培養系内の個々の細胞もしくは組織における効果、又は特定の時間間隔(胚形成など)にわたるそれらの効果を研究することができる。好ましい態様は、クローン化レセプター又はその一部が絡む検定、例えば特に高流量薬物スクリーニング検定(high through−put drug screening assays)に有用なものである。   The present invention also provides an experimental model system for studying the physiological role of receptors. In this model system, inorganic ion receptors, fragments or derivatives thereof may be supplied to the system or produced in the system. Such a model system could be used to study the effects of receptor over or depletion or cell function. Using this experimental model system, effects on cells or tissue cultures, whole animals, or individual cells or tissues within whole animals or tissue culture systems, or their effects over a specific time interval (eg embryogenesis) Can study. Preferred embodiments are those useful for assays involving the cloned receptor or a portion thereof, for example, high flow-put drug screening assays.

本発明のさらなる態様では、組換え遺伝子を使用することにより、相同組換えによって内生遺伝子を不活化し、それにより無機イオンレセプター欠損細胞、組織又は動物を作成することができる。例えば、組換え遺伝子は、受容細胞、組織又は動物のゲノムに挿入した場合にレセプターの転写を不活化する挿入突然変異(例えば、neo遺伝子)を含有するよう操作することができるが、これに限定されない。このような構築物は、トランスフェクション、形質導入(トランスダクション)、注入などの手法によって胚性幹細胞などの細胞に導入することができる。無傷のレセプター配列を欠く幹細胞により、このレセプターが欠失しているトランスジェニック動物を作成することができる。   In a further aspect of the invention, the use of recombinant genes can inactivate endogenous genes by homologous recombination, thereby creating inorganic ion receptor-deficient cells, tissues or animals. For example, recombinant genes can be engineered to contain insertion mutations (eg, the neo gene) that inactivate receptor transcription when inserted into the genome of a recipient cell, tissue or animal. Not. Such a construct can be introduced into cells such as embryonic stem cells by techniques such as transfection, transduction (transduction), and injection. With stem cells lacking an intact receptor sequence, transgenic animals lacking this receptor can be generated.

「トランスジェニック動物」は、細胞に人工的に挿入されたDNAであってその細胞から生育する動物のゲノムの一部となるDNA、を含有する細胞を有している動物である。好ましいトランスジェニック動物は霊長類動物、マウス、ラット、ウシ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、イヌ及びネコである。トランスジェニックDNAはヒトの無機イオンレセプ夕ーをコードすることができる。本発明のさらなる態様では、レセプターの発現を減少させるに有効な量のアンチセンスRNA又はDNAを提供することによって、動物における天然の発現を減少させることができる。   A “transgenic animal” is an animal having cells that contain DNA that has been artificially inserted into a cell and that is part of the genome of the animal that grows from that cell. Preferred transgenic animals are primates, mice, rats, cows, pigs, horses, goats, sheep, dogs and cats. The transgenic DNA can encode a human inorganic ion receptor. In a further aspect of the invention, natural expression in an animal can be reduced by providing an amount of antisense RNA or DNA effective to reduce receptor expression.

本発明に関連するトランスジェニック動物を創製するには種々の方法を利用することができる。DNAは雄及び雌の前核が融合する前に受精卵の前核に注入するか、又は細胞分割の開始後に胚性細胞の核(例えば、2細胞胚の核)に注入することができる[Brinsterら,Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,82:4438−4442(1985)]。胚は、本発明の無機イオンレセプターヌクレオチド配列を担持するよう改変したウイルス、特にレトロウイルスによって感染させることができる。   Various methods can be used to create transgenic animals relevant to the present invention. DNA can be injected into the pronucleus of the fertilized egg before the male and female pronuclei fuse or can be injected into the nucleus of the embryonic cell (eg, the nucleus of a two-cell embryo) after the start of cell division [ Brinster et al., Proc. Natl. Acad. Sci. , U. S. A. 82: 4438-4442 (1985)]. Embryos can be infected with viruses, particularly retroviruses, that have been modified to carry the inorganic ion receptor nucleotide sequences of the present invention.

胚の内部細胞塊(inner cell mass)から誘導し培養物中にて安定化した多能性幹細胞は本発明のヌクレオチド配列を含有するよう培養物中にて操作することができる。このような細胞からトランスジェニック動物は作成できるが、それは借腹(foster mother)中に移植した胚盤胞に移植し、臨月期に至らしめることによって行う。   Pluripotent stem cells derived from the inner cell mass of the embryo and stabilized in culture can be manipulated in culture to contain the nucleotide sequences of the present invention. Transgenic animals can be made from such cells by transferring them to blastocysts transplanted in the foster mother and bringing them to the full term.

トランスジェニック実験に適している動物は、Charles River[ウィルミントン,MA]、Taconic[ジャーマンタウン,NY]、Harlan Sprague Dawley[インディアナポリス,IN]などの標準的な商業供給元から入手することができる。   Animals suitable for transgenic experiments can be obtained from standard commercial sources such as Charles River [Wilmington, MA], Taconic [Germantown, NY], Harlan Sprague Dawley [Indianapolis, IN]. .

ネズミの胚を操作しDNAを接合体の前核にマイクロインジェクションする操作は当業者に周知である[Hoganら,前掲]。魚類、両生類の卵、及び鳥類のためのマイクロインジェクション手法はHoudebine及びChourrout,Experientia,47:897−905(1991)に詳述されている。DNAを動物組織に導入するための他の手法は米国特許第4,945,050号(Sandfordら,1990年6月30日)に記載されている。   Manipulation of murine embryos and microinjection of DNA into the pronuclei of zygotes is well known to those skilled in the art [Hogan et al., Supra]. Microinjection techniques for fish, amphibian eggs, and birds are described in detail in Houdebine and Chourout, Expertia, 47: 897-905 (1991). Another technique for introducing DNA into animal tissue is described in US Pat. No. 4,945,050 (Sandford et al., June 30, 1990).

単なる実施例であるが、トランスジェニックマウスを作成するため、雌性マウスに過剰排卵を誘発させた。雌性動物を雄性動物ともに一緒に置き、交尾した雌性動物をCO2窒息又は頚部脱臼によって殺し、切除した輸卵管から胚を回収する。周りの卵丘細胞を除去する。次いで、前核胚を洗浄し、注入の時まで保存する。無作為な周期の成人雌性マウスを精管切除した雄性動物とつがわせる。受容雌性マウスをドナーの雌性マウスと同じ時に交尾させる。次いで、胚を外科的に移す。 As an example only, superovulation was induced in female mice to create transgenic mice. Female animals are placed together with male animals, mated female animals are killed by CO 2 asphyxiation or cervical dislocation and embryos are collected from excised oviducts. Remove surrounding cumulus cells. The pronuclear embryo is then washed and stored until the time of injection. Randomly cycling adult female mice are mated with vasectomized male animals. Recipient female mice are mated at the same time as donor female mice. The embryo is then surgically transferred.

トランスジェニックラットを作成するための手法はこのマウスの手法と同様である。Hammerら,Cell,63:1099−1112(1990)。   The technique for producing the transgenic rat is the same as that of this mouse. Hammer et al., Cell, 63: 1099-1112 (1990).

胚性幹細胞(ES)細胞を培養し、次いでこのES細胞にエレクトロポレーション、リン酸カルシウム/DNA沈降及び直接注入などの方法によりDNAを導入することによってトランスジェニック動物を創製する方法は、当業者に周知である。例えば、Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells,APractical Approach,E.J.Robertson,編,IRLPress(1987)を参照のこと。   Methods for creating transgenic animals by culturing embryonic stem cells (ES) cells and then introducing DNA into the ES cells by methods such as electroporation, calcium phosphate / DNA precipitation and direct injection are well known to those skilled in the art. It is. See, for example, Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells, Abstract Approach, E.M. J. et al. See Robertson, Ed., IRLPless (1987).

無作為遺伝子組込みの場合は、本発明の配列(群)を含有するクローンを耐性をコードする遺伝子と共に同時トランスフェクトする。あるいは、ネオマイシン耐性をコードする遺伝子を本発明の配列(群)に物理的に結合させる。所望のクローンをトランスフェクションし単離することは、当業者に周知の幾つかの方法のいずれによっても行われる[E.J.Robertson,前掲]。   In the case of random gene integration, a clone containing the sequence (s) of the invention is cotransfected with a gene encoding resistance. Alternatively, a gene encoding neomycin resistance is physically linked to the sequence (s) of the present invention. Transfecting and isolating the desired clone can be done by any of several methods well known to those skilled in the art [E. J. et al. Robertson, supra].

ES細胞に導入するDNA分子はまた、相同組換え工程によって染色体に組込むことができる。Capecchi,Science 244:1288−1292(1989)。組換え事象(即ち、neo耐性)の陽性選択及び二元陽性−陰性選択(即ち、neo耐性及びガンシクロバー(gancyclovir)耐性)のための方法、及びそれ以後のPCRによる所望のクローンの同定はCapecchi,前掲及びJoynerら,Nature 338:153−156(1989)に記載されており、これらの教示は本明細書に包含される。操作の最終段階は標的されたES細胞を胚盤胞に注入し、その胚盤胞を偽妊娠雌性動物に移入する。得られたキメラ動物を交配し、その子孫をサザーンブロッティングによって分析し、トランスジーン(transgene)を担持する個体を同定する。   DNA molecules introduced into ES cells can also be integrated into the chromosome by a homologous recombination process. Capecchi, Science 244: 1288-1292 (1989). Methods for positive selection of recombination events (ie neo resistance) and binary positive-negative selection (ie neo resistance and gancyclovir resistance), and subsequent identification of desired clones by PCR are described in Capecchi, Cited above and in Joyner et al., Nature 338: 153-156 (1989), the teachings of which are incorporated herein. The final stage of the operation involves injecting the targeted ES cells into blastocysts and transferring the blastocysts into pseudopregnant female animals. The resulting chimeric animals are mated and their progeny are analyzed by Southern blotting to identify individuals carrying the transgene.

非ネズミ哺乳動物及び他の動物を産するための手法は別に議論されている。Houdebine及びChourrout,前掲;Purselら,Science 244:1281−1288(1989);及びSimmsら,Bio/Technology,6:179−183(1988)。   Techniques for producing non-murine mammals and other animals are discussed separately. Houdebine and Chourout, supra; Pursel et al., Science 244: 1281-1288 (1989); and Simms et al., Bio / Technology, 6: 179-183 (1988).

使用
初期上皮小体機能亢進症(HPT)は高カルシウム血症および循環PTHのレベルの増加により特徴付けられる。HPTの主要な欠陥のうちの一つは上皮小体細胞の、細胞外Ca2+による負のフィードバック制御に対する感受性の減少であると思われる。したがって、初期HPT患者由来の組織では、細胞外Ca2+に対する「定点」が右にずれ、そのため通常より高い細胞外Ca2+濃度がPTH分泌を抑制するために必要である。さらに、初期HPTでは、細胞外Ca2+濃度がたとえ高くても、PTH分泌抑制はしばしば部分的のみである。第2期(尿毒症の)HPTでは、たとえCa2+が抑制するPTH分泌が通常の割合であっても、細胞外Ca2+に対する定点が同様に上昇していることが観察される。PTH分泌の変化は、[Ca2+iの変化に平行である:細胞外Ca2+−誘導[Ca2+i増加の定点は右にずれ、このような増加の度合は減少する。さらに、モノクローナル抗体による組織の染色は、Ca2+受容体が腺腫様および過形成上皮小体細胞で減少していることを表す。
Early use hyperparathyroidism (HPT) is characterized by hypercalcemia and increased levels of circulating PTH. One of the major defects in HPT appears to be a decrease in the sensitivity of parathyroid cells to negative feedback control by extracellular Ca 2+ . Therefore, in tissues derived from patients with early HPT, the “fixed point” for extracellular Ca 2+ is shifted to the right, and therefore a higher than normal extracellular Ca 2+ concentration is necessary to suppress PTH secretion. Furthermore, in early HPT, PTH secretion inhibition is often only partial, even if the extracellular Ca 2+ concentration is high. In the second stage (uremia) HPT, it is observed that the fixed point for extracellular Ca 2+ is similarly elevated even though P2 + secretion suppressed by Ca 2+ is at a normal rate. Changes in PTH secretion are parallel to changes in [Ca 2+ ] i : the fixed point of extracellular Ca 2+ -induced [Ca 2+ ] i increases to the right and the degree of such increase decreases. Furthermore, staining of the tissue with monoclonal antibodies indicates that Ca 2+ receptors are reduced in adenoma-like and hyperplastic parathyroid cells.

Ca2+受容体は薬理学的介入のための不連続の分子本体を構成する。細胞外Ca2+の作用が類似または反対である分子は、初期および第2期HPT両方の長期管理に有益である。このような分子は、高カルシウム血症状態単独では成し遂げ得ないPTH分泌抑制に必要な付加刺激を提供する。細胞外Ca2+より大きい効果のこのような分子は、腺腫様組織で特に厄介であるPTH分泌の明白な非抑制可能因子を征服し得る。別にまたは付加的に、このような分子は、ウシおよびひと腺腫症上皮小体組織で長期の高カルシウム血症がpreproPTHmRNAのレベルの抑制を示すように、PTHの合成を抑制し得る。長期高カルシウム血症はまた上皮小体細胞のイン・ビトロでの増殖をまた抑制し、したがってカルシウム様物質は、第2期HPTで特殊的な上皮小体細胞過形成の制限にもまた効果的であり得る。 Ca 2+ receptors constitute a discontinuous molecular body for pharmacological intervention. Molecules that have similar or opposite effects of extracellular Ca 2+ are beneficial for the long-term management of both early and second stage HPT. Such molecules provide the additional stimuli necessary to suppress PTH secretion that cannot be achieved by hypercalcemic conditions alone. Such molecules with greater effects than extracellular Ca 2+ may conquer the obvious non-suppressible factor of PTH secretion that is particularly troublesome in adenoma-like tissues. Alternatively or additionally, such molecules may inhibit PTH synthesis, such that long-term hypercalcemia in bovine and human adenomatous parathyroid tissues indicates suppression of preproPTH mRNA levels. Long-term hypercalcemia also inhibits proliferation of parathyroid cells in vitro, so calcium-like substances are also effective in limiting parathyroid hyperplasia specific to second-stage HPT It can be.

他の体細胞は、直接細胞外Ca2+濃度の物理的変化に反応できる。甲状腺内小胞周辺細胞(C−細胞)からのカルシトニン分泌は、細胞外Ca2+の濃度の変化により調節される。腎臓傍糸球体細胞からのレニン分泌は、PTH分泌のように、細胞外Ca2+の濃度の増加により抑制される。細胞外Ca2+は、これらの細胞の細胞内Ca2+流動を生じさせる。他の腎臓細胞は下記のようにカルシウムに反応する:Ca2+上昇は、近位小管細胞による1,25(OH)2ビタミンDの形成を阻害し、遠位小管細胞におけるカルシウム−結合蛋白質の産生を刺激し、Ca2+およびMg2+の小管の再吸収および髄質のヘレンわなの太い上行肢(MTAL)細胞に対するバソプレシンの作用を阻害し、皮質の集合管細胞におけるバソプレシン作用を減少させ、腎の糸球体の血管の平滑筋細胞に影響を及ぼす。カルシウムは腸管小球細胞、乳房細胞および皮膚細胞の分化を促進する。それはまた、心臓心房からの心房性カルシウム排泄増加性ペプチド分泌を阻害し、血小板におけるcAMP蓄積を減少させ、ガストリンおよびグルカゴン分泌を変化させ、血管平滑筋細胞に作用し、血管作動性因子の細胞分泌を調節する。単離破骨細胞は細胞内Ca2+流動からある程度生じた[Ca2+iの増加に対する細胞外Ca2+の濃度を増加させる反応をする。破骨細胞での[Ca2+iの増加は、上皮小体細胞におけるPTH分泌と類似の機能的反応(骨吸収)の阻害に関連する。骨−形成骨芽細胞からのアルカリホスファターゼの放出は直接カルシウムによって刺激される。したがって、Ca2+は、その細胞内信号としての偏在的役割に加えて、ある特異的細胞の反応を制御する細胞外信号としてまた機能するという示唆をする充分な徴候がある。本発明の分子は、これらの細胞での崩壊したCa2+反応に関連する疾病の処置に使用できる。 Other somatic cells can respond directly to physical changes in extracellular Ca 2+ concentration. Calcitonin secretion from thyroid follicular cells (C-cells) is regulated by changes in extracellular Ca 2+ concentration. Renin secretion from renal paraglomerular cells is suppressed by an increase in the concentration of extracellular Ca 2+ , like PTH secretion. Extracellular Ca 2+ causes the intracellular Ca 2+ flux of these cells. Other kidney cells respond to calcium as follows: Ca 2+ elevation inhibits the formation of 1,25 (OH) 2 vitamin D by proximal tubule cells and the calcium-binding protein in distal tubule cells Stimulates production, inhibits tubule reabsorption of Ca 2+ and Mg 2+ , inhibits the action of vasopressin on medullary Helen trap thick ascending limb (MTAL) cells, reduces vasopressin action in cortical collecting duct cells, It affects the smooth muscle cells of the blood vessels of the glomeruli of the kidney. Calcium promotes the differentiation of intestinal microsphere cells, breast cells and skin cells. It also inhibits atrial calcium excretion increasing peptide secretion from the heart atrium, decreases cAMP accumulation in platelets, alters gastrin and glucagon secretion, acts on vascular smooth muscle cells, and secretes vasoactive factor cell secretion Adjust. Isolated osteoclasts respond to an increase in the concentration of extracellular Ca 2+ to an increase in [Ca 2+ ] i resulting to some extent from intracellular Ca 2+ flux. An increase in [Ca 2+ ] i in osteoclasts is associated with inhibition of a functional response (bone resorption) similar to PTH secretion in parathyroid cells. Release of alkaline phosphatase from bone-forming osteoblasts is stimulated directly by calcium. Thus, in addition to its ubiquitous role as an intracellular signal, there are sufficient indications that Ca 2+ may also function as an extracellular signal that controls certain specific cellular responses. The molecules of the invention can be used to treat diseases associated with a disrupted Ca 2+ response in these cells.

上皮小体細胞および他の細胞のCa2+受容体のクローニングは、直接評価すべき他の細胞中の相同蛋白質の存在を可能にする。構造的に相同なCa2+受容体蛋白質の群は、このように得ることができる。このような受容体は、これらの細胞がどのようにこれらの細胞が細胞外Ca2+を検出するかの理解を可能にし、本明細書に述べたHPT、骨粗鬆症および高血圧の処置に有効な治療の活性部位としての機構の評価および他の骨および鉱物関連疾患の新規療法を可能にする。 Cloning of parathyroid cells and other cells' Ca 2+ receptors allows the presence of homologous proteins in other cells to be evaluated directly. A group of structurally homologous Ca 2+ receptor proteins can be obtained in this way. Such receptors allow an understanding of how these cells detect extracellular Ca 2+ and are effective therapies for the treatment of HPT, osteoporosis and hypertension as described herein. Enables the evaluation of the mechanism as the active site of and the novel therapy of other bone and mineral related diseases.

他の使用は上記した。例えば、組み換えCa2+受容体蛋白質は療法に使用され、標準法、例えばこの蛋白質をコード化する核酸の形質導入により導入される。さらに、このような蛋白質は本発明のカルシウム様分子の測定に有用である。 Other uses are described above. For example, recombinant Ca 2+ receptor protein is used in therapy and is introduced by standard methods such as transduction of a nucleic acid encoding this protein. Further, such proteins are useful for the measurement of calcium-like molecules of the present invention.

下記の実施例は、範囲を限定することなく本発明を説明する。
本明細書に記載の研究で、種々の有機分子が上皮小体細胞において細胞内Ca2+を流動させることおよびPTH分泌を抑制することが分かった。これらの分子は構造的には多様であるが、多くが生理学的pHで正味の陽電荷をもつ。有機化合物のカチオン性の性質は有用な役割を担うが、活性決定における唯一の因子ではない。
The following examples illustrate the invention without limiting its scope.
The studies described herein have shown that various organic molecules flow intracellular Ca 2+ and suppress PTH secretion in parathyroid cells. Although these molecules are structurally diverse, many have a net positive charge at physiological pH. The cationic nature of organic compounds plays a useful role, but is not the only factor in determining activity.

実施例1:ウシ上皮小体細胞におけるカルシウム様分子のスクリーニング
分離したウシ上皮小体細胞をパーコール勾配で精製し、一晩血清非存在培地で培養した。細胞を連続してfura−2と共に導入し、遊離細胞内Ca2+濃度を蛍光的に測定した。[Ca2+iの変化はCa2+受容体に活性な分子のふるい分けに使用した。カルシウム様とみなすため、分子は細胞外Ca2+の増加による通常の効果を示し、Ca2+受容体の活性化により誘因されることが必要であった。1)分子は、[Ca2+iの増加を誘発しなければならない;[Ca2+i増加は細胞外Ca2+の不存在下で継続し得、および/または分子は細胞外Ca2+によって誘発された[Ca2+iの増加を強め得る。
2)分子は、百日咳毒素により阻止されるイソプロテレノール−刺激されたサイクリックAMP形成減少を生じさせなければならない:
3)分子は濃度と同等の範囲で、[Ca2+i増加を生じさせるPTH分泌を阻害しなければならない:および
4)[Ca2+]およびPTH分泌における増加についての分子の濃度反応曲線はフォルボールミリステートアセテート(PMA)のようなPKC活性化剤で右に移動しなければならない。
Example 1: Screening of calcium-like molecules in bovine parathyroid cells Isolated bovine parathyroid cells were purified on a Percoll gradient and cultured overnight in serum-free medium. Cells were continuously introduced with fura-2 and free intracellular Ca 2+ concentration was measured fluorescently. Changes in [Ca 2+ ] i were used to screen for molecules active on the Ca 2+ receptor. To be considered calcium-like, the molecule had the normal effect of increasing extracellular Ca 2+ and was required to be triggered by activation of the Ca 2+ receptor. 1) molecule, [Ca 2+] it must induce an increase of i; [Ca 2+] i increase is obtained continuously in the absence of extracellular Ca 2+, and / or molecules of extracellular Ca induced by 2+ may strengthen increase in [Ca 2+] i.
2) The molecule must cause an isoproterenol-stimulated decrease in cyclic AMP formation that is blocked by pertussis toxin:
3) The molecule must inhibit PTH secretion resulting in an increase in [Ca 2+ ] i to the same extent as the concentration: and 4) Concentration response curves of the molecule for increases in [Ca 2+ ] and PTH secretion Must move to the right with a PKC activator such as phorbol myristate acetate (PMA).

分子のいくつかの構造的に異なる群を試験した:ポリアミン類、アミノグリコシド抗生物質、プロタミンおよびリジンまたはアルギニンポリマー類。これらの分子の構造は図1−6に描く。図1−6に含まれるものは、その分子の正味の陽電荷、ウシ上皮小体細胞の細胞内Ca2+流動の誘導に対するEC50である。 Several structurally different groups of molecules were tested: polyamines, aminoglycoside antibiotics, protamine and lysine or arginine polymers. The structures of these molecules are depicted in Figures 1-6. Included in FIGS. 1-6 are the net positive charge of the molecule, the EC 50 for induction of intracellular Ca 2+ flux in bovine parathyroid cells.

一般に、分子の正味の陽電荷が大きければ大きいほど、その細胞内Ca2+流動を生じさせる有効性は高い。しかしながら、この見かけの規制に対するいくつかの著しい例外が、下記のように発見された。 In general, the greater the net positive charge of a molecule, the greater its effectiveness in generating intracellular Ca 2+ flux. However, some significant exceptions to this apparent regulation were discovered as follows.

図から見られるように、スペルミン、ネオマイシンBおよびプロタミンはfura−2−導入ウシ上皮小体細胞において[Ca2+iの急速で一時的な増加を誘導する(図11、12、17)。しかしながら、それらは、ひと上皮小体細胞ではなるが(図25)、ウシ上皮小体細胞では充分な[Ca2+iの定常増加を生じさせない(図11、17)。この点で、それらは、ウシ細胞における細胞外Mg2+により誘導され、細胞外Ca2+の流入を伴わない細胞内Ca2+の流動化を生じさせる細胞質ゾルのCa2+反応に似ている(図17b)。スペルミン、ネオマイシンBまたはプロタミンにより誘導された[Ca2+iの一時的な増加は、低濃度(1μM)のLa3+またはGd3+で阻止されない(図17f、g)。多価カチオン分子により誘導された細胞質ゾルのCa2+過渡現象は細胞外Ca2+の不存在下で持続したが、Ca2+の細胞蓄積がイノマイシンによる前処置で枯渇した場合阻止された(図12:17h、i)。これらのすべての分子は、したがって上皮小体細胞で細胞内Ca2+流動を生じさせる。 As can be seen from the figure, spermine, neomycin B and protamine induce a rapid and transient increase of [Ca 2+ ] i in fura-2-introduced bovine parathyroid cells (FIGS. 11, 12, 17). However, although they are human parathyroid cells (FIG. 25), they do not produce a sufficient steady increase of [Ca 2+ ] i in bovine parathyroid cells (FIGS. 11, 17). In this regard, they are similar to the cytosolic Ca 2+ response induced by extracellular Mg 2+ in bovine cells and cause fluidization of intracellular Ca 2+ without the influx of extracellular Ca 2+. (FIG. 17b). The transient increase in [Ca 2+ ] i induced by spermine, neomycin B or protamine is not blocked by low concentrations (1 μM) of La 3+ or Gd 3+ (FIG. 17f, g). Cytosolic Ca 2+ transients induced by multivalent cation molecules persisted in the absence of extracellular Ca 2+ but were blocked when Ca 2+ cellular accumulation was depleted by pretreatment with inomycin ( Figure 12: 17h, i). All these molecules thus give rise to intracellular Ca 2+ flux in parathyroid cells.

多価分子は細胞内Ca2+の、細胞外Ca2+により使用されるのと同じプールを流動化することを加えて示唆した。したがって、細胞外Ca2+の濃度の増加は、スペルミンにより誘導された[Ca2+iの一時的な増加を進歩的に阻害する(図11)。逆に、スペルミンまたはネオマイシンBの最大に有効な濃度は(図7)過渡現象を阻止するが、細胞外Ca2+により誘導された[Ca2+iの定常増加ではない。 Multivalent molecules of intracellular Ca 2+, the same pool was suggested by adding fluidizing as used by extracellular Ca 2+. Thus, increasing the concentration of extracellular Ca 2+ progressively inhibits the transient increase in [Ca 2+ ] i induced by spermine (FIG. 11). Conversely, maximally effective concentrations of spermine or neomycin B (FIG. 7) block transients but are not a steady increase in [Ca 2+ ] i induced by extracellular Ca 2+ .

重要には、スペルミン、ネオマイシンBおよびプロタミンはPTH分泌を細胞外Ca2+と同程度阻害した。これらの分泌における阻害効果は、細胞内Ca2+の流動化を生じさせる濃度で得られた(図13、14、19)。これらの発見は、細胞外Ca2+によるPTH分泌の抑制に寄与した機構の理解に関連する。種々の無機多価カチオンがすべて分泌を阻害するため、細胞外Ca2+のみが依然として持続した、[Ca2+iの定常増加を生じさせ、このような[Ca2+iの増加は分泌の制御に重大に含まれることはできない。細胞外Ca2+流入よりむしろ細胞内Ca2+の流動が、PTH分泌抑制に関連する本質的な機構である。これは分子がPTHに影響がある場合、影響される充分な機構を定義するため、重要である;分子刺激選択的細胞外Ca2+流入は、PTH分泌抑制には比較的効果がない。比較して、単にCa2+流動を生じさせる分子は、PTH分泌抑制において細胞外Ca2+と全く同程度に有効である。 Importantly, spermine, neomycin B and protamine inhibited PTH secretion to the same extent as extracellular Ca 2+ . These inhibitory effects on secretion were obtained at concentrations that caused intracellular Ca 2+ fluidization (FIGS. 13, 14, and 19). These findings relate to an understanding of the mechanism that contributed to the suppression of PTH secretion by extracellular Ca 2+ . Since various inorganic multivalent cations inhibit the secretion of all, only the extracellular Ca 2+ is still sustained, causing steady increase in [Ca 2+] i, such [Ca 2+] i increase in It cannot be critically involved in the control of secretion. Flow rather intracellular Ca 2+ than extracellular Ca 2+ influx is an essential mechanism associated with PTH secretion inhibition. This is important because it defines a sufficient mechanism to be affected when the molecule affects PTH; molecular stimulation selective extracellular Ca 2+ influx is relatively ineffective at suppressing PTH secretion. In comparison, molecules that simply produce Ca 2+ flux are just as effective as extracellular Ca 2+ in suppressing PTH secretion.

細胞外Ca2+により誘導される細胞内Ca2+流動化のように、多価カチオン分子により誘導されるものはPMAにより抑制された。スペルミンで誘導される細胞質ゾルCa2+過渡現象のPMAによる優先的阻害効果を示す代用的な実験は、図20に示す。ATPにより誘導された細胞質ゾルCa2+過渡現象は、ATPのほとんど最大濃度を使用した場合でさえ、効果がなかった。多価カチオンにより誘導された細胞質ゾルCa2+過渡現象におけるPMAの効果はその細胞外Ca2+に対する反応への影響と平行であった:両方の場合、濃度反応曲線が右へ移動した(図21)。PMAの[Ca2+iにおける抑制的効果は、高濃度の有機多価カチオンで征服された分泌における効力を高める効果に付随した(図22)。 Those induced by polyvalent cation molecules, such as intracellular Ca 2+ fluidization induced by extracellular Ca 2+, were suppressed by PMA. A surrogate experiment showing the preferential inhibitory effect of PMA on spermine-induced cytosolic Ca 2+ transients is shown in FIG. The cytosolic Ca 2+ transient induced by ATP was ineffective even when using almost the maximum concentration of ATP. The effect of PMA on the cytosolic Ca 2+ transient induced by multivalent cations was parallel to its effect on the response to extracellular Ca 2+ : in both cases the concentration response curve shifted to the right (Fig. 21). The inhibitory effect of PMA on [Ca 2+ ] i was associated with the effect of increasing potency in secretion conquered with high concentrations of organic multivalent cations (FIG. 22).

多価カチオン分子により誘導された細胞内Ca2+の流動は、イノシトールリン酸の形成の増加と関連があった。例えば、プロタミンはIP1レベルの増加に付随したIP3の形成の急速(30秒以内)増加を生じさせた。これらの両方の効果は、細胞外プロタミンの濃度に依存した(図23)。さらに、PMAによる前処理は、多価カチオン分子により誘導されるイノシトールリン酸の形成を鈍らせた。スペルミンで得られた代表的な結果は図24に示す。 Intracellular Ca 2+ flux induced by multivalent cation molecules was associated with increased inositol phosphate formation. For example, protamine caused a rapid (within 30 seconds) increase in IP 3 formation associated with increased IP 1 levels. Both these effects were dependent on the concentration of extracellular protamine (FIG. 23). Furthermore, pretreatment with PMA blunted the formation of inositol phosphates induced by multivalent cation molecules. Representative results obtained with spermine are shown in FIG.

スペルミン、ネオマイシンBおよびプロタミンは、イソプロテレノール−誘導サイクリックAMP増加を抑制した。分子細胞外Ca2+のサイクリックAMP形成に対する阻害効果のように、多価カチオン分子により誘導されるそれは、百日咳毒素との前処置により阻止された(表2)。 Spermine, neomycin B and protamine inhibited isoproterenol-induced cyclic AMP increase. Like the inhibitory effect of molecular extracellular Ca 2+ on cyclic AMP formation, that induced by multivalent cation molecules was blocked by pretreatment with pertussis toxin (Table 2).

百日咳毒素(PTx)は、細胞外Ca2+およびサイクリックAMP形成における多価カチオンの阻害効果を阻止する。ウシ上皮小体細胞は、16時間100ng/mlの百日咳毒素存在下または非存在下で培養した。細胞を次に洗浄し、15分間、指示量の細胞外Ca2+または多価カチオン分子存在下または非存在下で10μMのイソプロテレノールと共にインキュベーションした。全サイクリックAMP(細胞+上清)はRIAにより測定し、結果は0.5mMCa2+(112±17pmol/106 細胞)で得られたレベルの割合で示す。それぞれの値は3回の実験の平均±SEMである。 Pertussis toxin (PTx) blocks the inhibitory effect of multivalent cations on extracellular Ca 2+ and cyclic AMP formation. Bovine parathyroid cells were cultured for 16 hours in the presence or absence of 100 ng / ml pertussis toxin. The cells were then washed and incubated with 10 μM isoproterenol for 15 minutes in the presence or absence of the indicated amount of extracellular Ca 2+ or multivalent cation molecules. Total cyclic AMP (cells + supernatant) was measured by RIA, and results are expressed as a percentage of the level obtained with 0.5 mM Ca 2+ (112 ± 17 pmol / 10 6 cells). Each value is the mean ± SEM of 3 experiments.

ひと上皮小体細胞では、細胞外Mg2+が、持続する、定常[Ca2+i増加を急速一過性増加に加えて誘導した(図16)。ウシ上皮小体細胞が細胞外Ca2+に反応するように、ひと上皮小体細胞におけるMg2+誘導[Ca2+i定常増加は、電圧非感受性チャンネルを経由したCa2+の流入による結果である(図16a)。このひと上皮小体細胞での[Ca2+i定常増加におけるMg2+の効果は、腺腫様および過形成組織の両方で見られた。 In human parathyroid cells, extracellular Mg 2+ induced a sustained, steady [Ca 2+ ] i increase in addition to a rapid transient increase (FIG. 16). Just as bovine parathyroid cells respond to extracellular Ca 2+ , the Mg 2+ -induced [Ca 2+ ] i steady increase in human parathyroid cells is due to Ca 2+ influx through voltage-insensitive channels. It is a result (FIG. 16a). The effect of Mg 2+ on the [Ca 2+ ] i steady-state increase in human parathyroid cells was seen in both adenoma-like and hyperplastic tissues.

ネオマイシンBおよびスペルミンで、腺腫様組織から調製したひと上皮小体細胞における[Ca2+iの効果を試験した。ネオマイシンBにおける代表的な結果は図25に示す。ネオマイシンBは、ひと上皮小体細胞で[Ca2+iの過渡現象だけでなく、加えて定常増加を生じさせた(図25a)。したがって、ひと細胞では、細胞外Ca2+、Mg2+またはネオマイシンBにより誘導される[Ca2+iの変化の様子は非常に類似である。 Neomycin B and spermine were tested for the effects of [Ca 2+ ] i on human parathyroid cells prepared from adenoma-like tissue. Representative results for neomycin B are shown in FIG. Neomycin B caused not only [Ca 2+ ] i transients but also a steady increase in human parathyroid cells (FIG. 25a). Thus, in human cells, changes in [Ca 2+ ] i induced by extracellular Ca 2+ , Mg 2+ or neomycin B are very similar.

ネオマイシンBにより誘導される細胞質ゾルCa2+過渡現象は、La3+(1μM)の存在下および細胞外Ca2+の非存在下で持続した。ネオマイシンBは、したがって、ひと上皮小体細胞における細胞内Ca2+流動を生じさせる。ネオマイシンBは細胞内Ca2+の流動を生じさせる濃度でひと上皮小体細胞のPTH分泌を阻害した(図19)。しかしながら、ひとおよびウシ上皮小体細胞のネオマイシンBに対する反応においてある違いが存在した。細胞内Ca2+流動に対するネオマイシンBのEC50は、ウシ上皮小体細胞では40μMおよびひとのでは20μMであり(図19および21参照)、一方スペルミンの有効性はひとおよびウシ上皮小体細胞で類似であった(EC50=150μM)。したがって、ウシ細胞では分子の活性化試験のふるい分け研究に使用できるが、ひと上皮小体を用いた追跡研究を行うことが重要である。 The cytosolic Ca 2+ transient induced by neomycin B persisted in the presence of La 3+ (1 μM) and in the absence of extracellular Ca 2+ . Neomycin B therefore causes intracellular Ca 2+ flux in human parathyroid cells. Neomycin B inhibited human parathyroid cell PTH secretion at concentrations that produced intracellular Ca 2+ flux (FIG. 19). However, there were certain differences in the response of human and bovine parathyroid cells to neomycin B. The EC 50 of neomycin B on intracellular Ca 2+ flux is 40 μM in bovine parathyroid cells and 20 μM in humans (see FIGS. 19 and 21), whereas spermine is effective in human and bovine parathyroid cells. Similar (EC 50 = 150 μM). Thus, bovine cells can be used for screening studies of molecular activation tests, but it is important to follow up with human parathyroid bodies.

C−細胞における多価カチオン分子の効果を評価するために、ラット脊髄の甲状腺腫瘍(γMTC6−23細胞)由来の腫瘍性細胞を使用した。スペルミン(10mM)およびネオマイシンB(5mM)の両方とも、これらの細胞で基底[Ca2+iに効果はなかった。両方の分子のいずれも、細胞外Ca2+の連続添加における反応に効果はなかった。ネオマイシンBの効果を欠いたことを報告する代表的な結果を図27に示す。ネオマイシンB(1mM)またはスペルミン(1または5mM)は、破骨細胞で[Ca2+iのいかなる増加の誘導に失敗した(図29)。記録が示すように、細胞外Ca2+の連続した濃度の増加にある効果があるように見えるが、これは一貫した発見ではない。他の2番目の細胞で、スペルミン(5μM)は再び基底[Ca2+iに影響がなく、細胞外Ca2+誘導[Ca2+i増加の僅かな阻害(約15%)を生じさせた。3番目の細胞で、ネオマイシンBは基底[Ca2+iに影響がなく、細胞外Ca2+誘導[Ca2+i増加に影響はなかった。これらの研究から発展した相対的な状況は、スペルミンおよびネオマイシンBが、破骨細胞の細胞質ゾルCa2+のレベルの基底または刺激レベルにおいて効果がないことである。 To assess the effect of multivalent cation molecules on C-cells, neoplastic cells derived from rat spinal thyroid tumors (γMTC6-23 cells) were used. Both spermine (10 mM) and neomycin B (5 mM) had no effect on basal [Ca 2+ ] i in these cells. Neither of the molecules had an effect on the reaction with the continuous addition of extracellular Ca 2+ . A representative result reporting the lack of effect of neomycin B is shown in FIG. Neomycin B (1 mM) or spermine (1 or 5 mM) failed to induce any increase in [Ca 2+ ] i in osteoclasts (FIG. 29). As the record shows, there appears to be some effect on the continuous increase in extracellular Ca 2+ , but this is not a consistent finding. In the other second cell, spermine (5 μM) again has no effect on basal [Ca 2+ ] i , resulting in a slight inhibition (about 15%) of extracellular Ca 2+ -induced [Ca 2+ ] i increase. I let you. In the third cell, neomycin B had no effect on basal [Ca 2+ ] i and no effect on extracellular Ca 2+ -induced [Ca 2+ ] i increase. The relative situation that has evolved from these studies is that spermine and neomycin B are ineffective at the basal or stimulatory level of osteoclast cytosolic Ca 2+ levels.

C−細胞または破骨細胞に対する多価カチオンのCa2+−感受性機構の影響の欠損は、上皮小体細胞Ca2+受容体に特異的に働く、あるいは[Ca2+iに対する上皮小体の正常な反応の1個またはそれ以上の機能を変える新規先駆物資の発見または設計の能力を証明する。
種々の他の分子のスクリーニングは下記に詳述し、結果を表1に要約する。
Defects in the influence of the Ca 2+ -sensitive mechanism of multivalent cations on C-cells or osteoclasts act specifically on parathyroid cell Ca 2+ receptors, or parathyroid bodies on [Ca 2+ ] i Demonstrate the ability to discover or design new precursors that alter the function of one or more of the normal reactions.
The screening of various other molecules is detailed below and the results are summarized in Table 1.

実施例2
ポリアミンのスクリーニング
直鎖ポリアミン(スペルミン、スペルミジン、TETA、TEPAおよびPEHA)および2つのそれらの誘導体(NPS381およびNPS382)を実施例1と同様にスクリーニングする。これらの分子はすべてウシ上皮小体細胞中の細胞間Ca2+を可動化させることが判明した。それらの効力のオーダーは以下の通りであり、そのネット正電荷を括弧内に示す。
Example 2
Screening for polyamines Linear polyamines (spermine, spermidine, TETA, TEPA and PEHA) and two of their derivatives (NPS381 and NPS382) are screened as in Example 1. All of these molecules were found to mobilize intercellular Ca 2+ in bovine parathyroid cells. Their order of efficacy is as follows, with the net positive charge shown in parentheses.

プトレッシン(+2)およびカダベリン(+2)は2mMで不活性である。
別の直鎖ポリアミン、DADDは他のポリアミンとやや異なる挙動を示し、実施例7に記載する。
Putrescine (+2) and cadaverine (+2) are inactive at 2 mM.
Another linear polyamine, DADD, behaves somewhat differently than other polyamines and is described in Example 7.

実施例3
2つの環式ポリアミン、ヘキササイクレンおよびNPS383を実施例1と同様にスクリーニングする。ヘキササイクレン(+6、EC50=20μM)はNPS383(+8、EC50=150μM)よりも7倍より有効である。この正反対の結果は、Ca2+レセプター活性の構造的特徴としてのネット正電荷のみに基づくようである。
Example 3
Two cyclic polyamines, hexacyclene and NPS 383 are screened as in Example 1. Hexacyclene (+6, EC 50 = 20 μM) is 7 times more effective than NPS 383 (+8, EC 50 = 150 μM). This opposite result appears to be based solely on the net positive charge as a structural feature of Ca 2+ receptor activity.

実施例4
アミノグリコシド抗生物質スクリーニング
6つの抗生物質を実施例1と同様にスクリーニングする。細胞間Ca2+の可動化につき得られたEC50(効力のランクオーダー)は以下のとおりである。
Example 4
Aminoglycoside antibiotic screening Six antibiotics are screened as in Example 1. The EC 50 (rank order of potency) obtained for mobilization of intercellular Ca 2+ is as follows.

カナマイシン(+4.5)およびリンコマイシン(+1)は濃度500μMで有効ではなかった。アミノグリコシド系内では、ネット正電荷と効力の間で相関関係がある。しかし、ネオマイシンは正電荷が等しいかまたはより大きな種々のポリアミン(NPS381、NPS382、NPS383、PEHA)よりも著しくより有効である。この型のアミドグリコシド抗体は、腎臓中のカルシウム受容体との相互作用に関連し得る腎毒性を有するから、このようなスクリーニングは、新規なアミドグリコシド抗体の開発における毒性についてのスクリーニングに用い得る。 Kanamycin (+4.5) and lincomycin (+1) were not effective at a concentration of 500 μM. Within the aminoglycoside system, there is a correlation between net positive charge and potency. However, neomycin is significantly more effective than various polyamines (NPS381, NPS382, NPS383, PEHA) with equal or larger positive charges. Since this type of amidoglycoside antibody has nephrotoxicity that may be associated with interaction with calcium receptors in the kidney, such a screen may be used to screen for toxicity in the development of new amidoglycoside antibodies.

実施例5
ペプチドおよびポリアミノ酸のスクリーニング
プロタミンおよびペプチド長さを変化させたリシンまたはアルギニンのポリマーを、実施例1と同様にスクリーニングして、それらの細胞間Ca2+可動化能力を調べた。細胞間Ca2+の可動化につき得られたEC50(効力のランクオーダー)は以下のとおりである。
Example 5
Peptide and polyamino acid screening Protamine and lysine or arginine polymers with varying peptide lengths were screened in the same manner as in Example 1 to examine their ability to mobilize intercellular Ca 2+ . The EC 50 (rank order of potency) obtained for mobilization of intercellular Ca 2+ is as follows.

これらポリマーのネット正電荷はMwの増加につれて増加した。すなわち、ポリアミノ酸のこの系列のうち、アミノグリコシドについては、ネット正電荷と効力の間に直接的な相関関係がある。プロタミンはネット正電荷+21を有する実質的にpolyArgである。 The net positive charge of these polymers increased with increasing Mw. That is, of this series of polyamino acids, for aminoglycosides, there is a direct correlation between net positive charge and potency. Protamine is substantially polyArg with a net positive charge of +21.

実施例6
アリルアルキルアミンのスクリーニング
毒液およびクモから得られたアリルアルキルアミン毒物の部類から選択された分子を実施例1のようにスクリーニングする。
Example 6
Allylalkylamine Screening A molecule selected from the venom and a class of allylalkylamine toxicants obtained from spiders is screened as in Example 1.

フィルアントトキシン−433(+3)は濃度500μMで有効ではない。これは、以下に記載のアルギオトキシンと類似の構造である。   Philanthotoxin-433 (+3) is not effective at a concentration of 500 μM. This is a structure similar to the argiotoxin described below.

アルギオトキシン−636(400μM)は[Ca2+iの増加を惹起しないが、細胞間Ca2+のその後の添加に対するサイトゾルCa2+応答には有効である。これは、Ca2+レセプターを活性化する分子すべてに共通の特徴であり、種々の細胞間2価カチオンについて見られる。これに関し、実施例7で詳細に考察する。 Argiotoxin-636 (400 μM) does not cause an increase in [Ca 2+ ] i but is effective in the cytosolic Ca 2+ response to subsequent addition of intercellular Ca 2+ . This is a common feature of all molecules that activate the Ca 2+ receptor and is seen for various intercellular divalent cations. This will be discussed in detail in Example 7.

アルギオトキシン−636に対し、アルギオトキシン−659は[Ca2+iの増加を惹起し、EC50300μMを示す。アルギオトキシン−659はジヒドロキシフェニル基よりもむしろヒドロキシル化インドールを有する点で、アルギオトキシン−636と相異する。これは、2つのこれら分子の唯一の構造上の相異である。すなわち、効力の相異は芳香族基の特性において存在し、正電荷を担持するポリアミン鎖においてではない。 In contrast to Argiotoxin-636, Argiotoxin-659 induces an increase in [Ca 2+ ] i with an EC 50 of 300 μM. Argiotoxin-659 differs from Argiotoxin-636 in that it has a hydroxylated indole rather than a dihydroxyphenyl group. This is the only structural difference between the two of these molecules. That is, potency differences exist in the properties of aromatic groups, not in polyamine chains carrying positive charges.

実施例7
Ca 2+ 通路遮断剤のスクリーニング
Ca2+通路遮断剤、すなわち細胞外Ca2+の電圧感受性Ca2+通路を介する流入を遮断する。これらの分子を実施例1のようにスクリーニングする。3つの構造的分類のCa2+通路遮断剤が存在する(1)ジヒドロピリジン(2)フェニルアルキルアミン(3)ベンゾチアジピン。
Example 7
Screening Ca 2+ channel blockers Ca 2+ channel blockers, i.e. to cut off the flow through voltage-sensitive Ca 2+ channel of extracellular Ca 2+. These molecules are screened as in Example 1. There are three structural classes of Ca 2+ pathway blockers: (1) dihydropyridine (2) phenylalkylamine (3) benzothiadipine.

テストしたジヒドロピリジン(ニフェジピン、ニトレンジピン、BAY K8644および(−)202−791および(+)202−791)は、1μMでテストした場合に細胞外Ca2+によって誘発される[Ca2+iの増加または基本的な[Ca2+iに対する効果を、全く示さない。従来の研究が示すように、上皮小体細胞は電圧感受性Ca2+通路を欠いているが、Ca2+レセプターによって規制される電圧非感受性Ca2+通路を有している。 Dihydropyridines tested (nifedipine, nitrendipine, BAY K8644 and (−) 202-791 and (+) 202-791) increased [Ca 2+ ] i induced by extracellular Ca 2+ when tested at 1 μM. Or it shows no basic effect on [Ca 2+ ] i . As previous studies have shown, parathyroid cells lack the voltage-sensitive Ca 2+ pathway, but have a voltage-insensitive Ca 2+ pathway regulated by the Ca 2+ receptor.

調べたフェニルアルキルアミンは、ベラパミル、D−600(ベラパミルのメトキシ誘導体)、TMB−8、およびTMB−8の周族体、NPS384である。最初の3つの分子を濃度100μMでテストする。フェニルアルキルアミンは調べた他の分子とは異なる挙動を示す。これらは、低濃度の細胞外Ca2+(0.5mM)含有緩衝剤中に浸した細胞に添加しても[Ca2+iの変化を全く示さない。しかし、ベラパミル、D−600およびTMB−8は、細胞外2価カチオンによって惹起された細胞間Ca2+の可動化を可能にさせ、またこれらは付加的に細胞外Ca2+の流入を遮断する。中間的なレベルの細胞外Ca2+(1〜1.5mM)では、これら分子は誘発はわずかであるが、細胞間Ca2+の可動化から生じる[Ca2+iの増加は強力である。 The phenylalkylamines investigated were verapamil, D-600 (a methoxy derivative of verapamil), TMB-8, and a TMB-8 family, NPS384. The first three molecules are tested at a concentration of 100 μM. Phenylalkylamines behave differently than other molecules studied. They show no change in [Ca 2+ ] i even when added to cells soaked in low concentrations of extracellular Ca 2+ (0.5 mM) containing buffer. However, verapamil, D-600 and TMB-8 allow mobilization of intercellular Ca 2+ induced by extracellular divalent cations, and they additionally block extracellular Ca 2+ influx. To do. At intermediate levels of extracellular Ca 2+ (1-1.5 mM), these molecules are only slightly induced, but the increase in [Ca 2+ ] i resulting from mobilization of intercellular Ca 2+ is strong. is there.

フェニルアルキルアミンはネオマイシンのような有機ポリカチオンとは異なった作用を示す。データの示唆するところによれば、ベラパミル、D−600およびTMB−8はCa2+レセプターにおいて部分的なアゴニストであるか、またはアロリスティクな活性化剤であった。これは、調べた他の部分的が完全なアゴニストであることと対照的であった。 Phenylalkylamines work differently than organic polycations such as neomycin. Data suggests that verapamil, D-600 and TMB-8 were either partial agonists or allolytic activators at the Ca 2+ receptor. This was in contrast to the other partial investigated being full agonists.

分子NPS384(濃度300μM)は[Ca2+iの増加を誘発しないが、細胞外Ca2+の流入を遮断する。高濃度でのテストは細胞間Ca2+の移動を引き起こす当該分子の能力を示す。 The molecule NPS384 (concentration 300 μM) does not induce an increase in [Ca 2+ ] i but blocks extracellular Ca 2+ influx. Tests at high concentrations indicate the ability of the molecule to cause movement of Ca 2+ between cells.

流入を遮断するこれら分子の能力は興味深いが、意外ではなく、一方、細胞間Ca2+可動化から生じる重要な[Ca2+iの一時的な増加を誘発することが、これら分子の能力である。上皮小体細胞における[Ca2+iの測定による相当な数の実験の示すように、一時的な[Ca2+iの増加は、ほぼ不変的に細胞間Ca2+の移動に起因し、そのためCa2+レセプターの活性化を示す。 The ability of these molecules to block influx is interesting but not surprising, while it is the ability of these molecules to induce a significant increase in [Ca 2+ ] i resulting from intercellular Ca 2+ mobilization. It is. As shown by a considerable number of experiments with [Ca 2+ ] i measurements in parathyroid cells, the temporary increase in [Ca 2+ ] i is almost unchanged due to the movement of intercellular Ca 2+. Therefore, it shows activation of the Ca 2+ receptor.

調べたベンゾチアジピン、ジルチアゼムは全ての点でベラパミルに類似し、またD−600もまた100μMで有効である。   The investigated benzothiadipine and diltiazem are similar in all respects to verapamil, and D-600 is also effective at 100 μM.

注意すべきは、フェニルアルキルアミンを除き、前記でテストした活性分子はすべて[Ca2+iの増加を誘発し、これは、最大有効濃度の細胞外Ca2+により誘発されるものと同様に、最大である。これは、かかる分子が細胞外2価カチオンと同様な効力を有することを示す。またこれは、部分的なアゴニストとしてのみ作用するようであるフェニルアルキルアミンの活性と対照的である。 Note that, with the exception of phenylalkylamine, all active molecules tested above elicit an increase in [Ca 2+ ] i , similar to that induced by the maximum effective concentration of extracellular Ca 2+. It is the maximum. This indicates that such molecules have similar potency as extracellular divalent cations. This is also in contrast to the activity of phenylalkylamines that appear to act only as partial agonists.

フェニルアルキルアミンのうち、興味深い構造−活性関係を示すものがある。TMB−8およびNPS384のような分子の異なる効力は重要である。TMB−8は[Ca2+iの一時的な増加を100μMで可能にし、一方NPS384は300μMでもさえもかかる増加させないが、これら分子は同じネット正電荷を担持する。以下に、ネット正電荷とは無関係なある種の他の構造的特徴がより大きな効力をTMB−8に付与することを説明する。 Some phenylalkylamines exhibit interesting structure-activity relationships. The different potencies of molecules such as TMB-8 and NPS384 are important. TMB-8 allows a temporary increase in [Ca 2+ ] i at 100 μM, while NPS 384 does not increase even at 300 μM, but these molecules carry the same net positive charge. In the following, it will be explained that certain other structural features unrelated to the net positive charge impart greater potency to TMB-8.

実施例8
ヒト上皮小体細胞に対する分子スクリーニング
スペルミンおよびネオマイシンを、外科手術により取り出した上皮小体から得る実施例1のように調製したヒト上皮小体細胞における[Ca2+iの効果について、テストする。ヒト上皮小体細胞において、スペルミンは、濃度300μMでテストすると[Ca2+iのわずかな増加のみを引き起こすことが判明した。
Example 8
Molecular screening for human parathyroid cells Spermine and neomycin are tested for the effect of [Ca 2+ ] i on human parathyroid cells prepared as in Example 1 obtained from surgically removed parathyroid bodies. In human parathyroid cells, spermine was found to cause only a slight increase in [Ca 2+ ] i when tested at a concentration of 300 μM.

他方、ネオマイシンは、濃度20μMでテストするとヒト上皮小体細胞において[Ca2+iの大きな増加を誘発する。ネオマイシンにより惹起された応答の最大は、最大有効濃度の細胞外Ca2+により誘発されるものと同様である。 On the other hand, neomycin induces a large increase in [Ca 2+ ] i in human parathyroid cells when tested at a concentration of 20 μM. The maximum response elicited by neomycin is similar to that elicited by the maximum effective concentration of extracellular Ca 2+ .

実施例9
アフリカツメガエル卵母細胞(Xenopus Oocytes)についての分子スクリーニング
卵母細胞は、ヒト上皮小体細胞からのmRNAを注入すると、Ca2+レセプターを発現させ、また種々の細胞外無機2または3価カチオンに応答する細胞間Ca2+を移動させる。このスクリーニングを用いると、Ca2+レセプターに対する直接的な作用をテストすることができる。Ca2+レセプターを発現させる卵母細胞は、また以下のようにスクリーニングすると、無傷の上皮小体細胞についての数種の分子活性に応答する。ヘキササイクレンは濃度135μMで細胞間Ca2+の移動を引き起こす。ネオマイシン(100μM)およびNPS382(5mM)も有効である。これは、かなり強制的な形跡であり、かかる分子がCa2+レセプターまたはその機能と緊密に関係する数種の他のタンパクに対し作用することを示す。
Example 9
Molecular Screening for Xenopus Ocytes Oocytes that express Ca 2+ receptors when injected with mRNA from human parathyroid cells and also have a variety of extracellular inorganic di- or trivalent cations. It moves Ca 2+ between responding cells. This screen can be used to test direct effects on the Ca 2+ receptor. Oocytes that express Ca 2+ receptors also respond to several molecular activities on intact parathyroid cells when screened as follows. Hexacyclene causes intercellular Ca 2+ migration at a concentration of 135 μM. Neomycin (100 μM) and NPS382 (5 mM) are also effective. This is a fairly compelling evidence, indicating that such molecules act on the Ca 2+ receptor or several other proteins closely related to its function.

たとえば、本発明者らは45Ca2+移動の測定によって卵母細胞のCa2+レセプターの発現を検知することができる。これらの実験において、卵母細胞は、ウシ上皮小体mRNAまたは水を注入し、72時間後、血清または10mMネオマイシンへさらす。刺激前に、卵母細胞に45Ca2+を注入する。20分間の血清による刺激は、細胞間[Ca2+i放出をもたらし、これは、緩衝剤による疑似抗原投与に比し45%の増加を示す。20分間のネオマイシン10mMの抗原投与は、[Ca2+i放出の76%の増加をもたらす。当該分析はCa2+レセプターのクローニングの使用に十分に感受性を示し、Ca2+活性化Cl電流の電気生理学的測定よりも非常に大きな利点を有する。 For example, we can detect the expression of Ca 2+ receptors in oocytes by measuring 45 Ca 2+ migration. In these experiments, oocytes are injected with bovine parathyroid mRNA or water and exposed to serum or 10 mM neomycin 72 hours later. Prior to stimulation, 45 Ca 2+ is injected into the oocyte. Stimulation with serum for 20 minutes resulted in intercellular [Ca 2+ ] i release, indicating a 45% increase compared to sham antigen administration with buffer. 20 minutes of neomycin 10 mM challenge results in a 76% increase in [Ca 2+ ] i release. The assay is sufficiently sensitive to the use of cloning of the Ca 2+ receptor and has significant advantages over the electrophysiological measurement of Ca 2+ activated Cl current.

別の実験では、ヒト破骨細細胞腫組織を、骨生死鑑定組織から得た。卵母細胞にこの細胞から単離したmRNAを注入し、Ca2+30mMを抗原投与する。対照は応答しない一方、破骨細細胞腫組織mRNAを注入した12の卵母細胞のうち8は明白に応答する(図42)。これらの実験によれば、破骨細胞の細胞外Ca2+に対するCa2+応答は、事実遺伝学的にコード付けされる。またこの結果によれば、破骨細胞Ca2+レセプターはアフリカツメガエル卵母細胞における発現によってクローニングすることができる。 In another experiment, human osteoclastoma tissue was obtained from bone viability test tissue. The oocyte is injected with mRNA isolated from this cell and challenged with Ca 2+ 30 mM. Controls do not respond, while 8 out of 12 oocytes injected with osteoclastoma tissue mRNA respond unambiguously (FIG. 42). According to these experiments, the Ca 2+ response of osteoclasts to extracellular Ca 2+ is in fact genetically encoded. Also, according to this result, the osteoclast Ca 2+ receptor can be cloned by expression in Xenopus oocytes.

実施例10
ラット破骨細胞に対する分子スクリーニング
細胞外Ca2+に対する上皮小体細胞および破骨細胞の種々の感受性の示唆するところによれば、それらのCa2+レセプターは異なっている。上皮小体細胞は0.5〜3mMの間の濃度の細胞外Ca2+に応答するが、破骨細胞外は細胞外Ca2+のレベルが5mMを越えたときにのみ応答する。このかなり高いCa2+濃度は、それにも拘わらず破骨細胞に対し生理学的である。なぜなら、それらが破骨細胞に吸収されるからであり、局部的な細胞外Ca2+濃度は30mMもの高レベルに達しうる。
Example 10
Molecular screening for rat osteoclasts The Ca 2+ receptors are different, suggesting the various susceptibility of parathyroid cells and osteoclasts to extracellular Ca 2+ . Parathyroid cells respond to extracellular Ca 2+ at concentrations between 0.5 and 3 mM, whereas osteoclast extracellular responds only when the level of extracellular Ca 2+ exceeds 5 mM. This fairly high Ca 2+ concentration is nevertheless physiological for osteoclasts. Because they are absorbed by osteoclasts, the local extracellular Ca 2+ concentration can reach as high as 30 mM.

ラット破骨細胞を用いる分子スクリーニングは以下のようになされる。破骨細胞を新生児ラットの長い骨から得る。[Ca2+iを単一の細胞においてフルオロメトリック・インジケーター・インド−1を用い測定する。スペルミン、スペルミジン、ネオマイシンおよびベラパミルをテストしたが、これらは、破骨細胞において大きな[Ca2+i増加を引き起こさない(わずか応答は検知される)。 Molecular screening using rat osteoclasts is performed as follows. Osteoclasts are obtained from the long bones of newborn rats. [Ca 2+ ] i is measured in a single cell using the fluorometric indicator India-1. Spermine, spermidine, neomycin and verapamil were tested, but they do not cause a large [Ca 2+ ] i increase in osteoclasts (slight response is detected).

濃度1mMでは、スペルミジンはわずかな[Ca2+i増加を引き起こす(細胞外Ca2+の最大濃度で惹起される約10%の増加)。ネオマイシン(10mM)またはスペルミン(10または20mM)はラット破骨細胞において[Ca2+i増加を引き起こさない。ネオマイシン(10mM)は、25mMの細胞外Ca2+のその後の添加により惹起された[Ca2+i濃度の増加を遮断しない。一方、スペルミン(20mM)での予備処理は細胞外Ca2+に対する応答を弱めた。ベラパミル(100μM)は検知可能な[Ca2+i増加を引き起こさないが、細胞外Ca2+に対する応答を遮断する。 At a concentration of 1 mM, spermidine causes a slight [Ca 2+ ] i increase (approximately 10% increase caused by the maximum concentration of extracellular Ca 2+ ). Neomycin (10 mM) or spermine (10 or 20 mM) does not cause an increase in [Ca 2+ ] i in rat osteoclasts. Neomycin (10 mM) does not block the increase in [Ca 2+ ] i concentration caused by subsequent addition of 25 mM extracellular Ca 2+ . On the other hand, pretreatment with spermine (20 mM) attenuated the response to extracellular Ca 2+ . Verapamil (100 μM) does not cause a detectable increase in [Ca 2+ ] i but blocks the response to extracellular Ca 2+ .

破骨細胞と上皮小体細胞の間の比較は、後者に対するかかる分子の活性が破骨細胞において比較的有効ではないことが示される。これは、他のCa2+感知細胞に存在するこれらの受容体型に影響を及ぼすことなく特異的Ca2+受容体を標的する医薬が容易に開発されることを示す。同様に、二又はそれ以上のそのようなCa2+受容体で有用な医薬も開発しうる。 Comparison between osteoclasts and parathyroid cells shows that the activity of such molecules against the latter is relatively ineffective in osteoclasts. This indicates that pharmaceuticals that target specific Ca 2+ receptors are easily developed without affecting these receptor types present in other Ca 2+ sensing cells. Similarly, pharmaceuticals useful with two or more such Ca 2+ receptors may be developed.

破骨細胞カルシウム受容体でのカルシウム様及びカルシウム拮抗作用のスクリーニング
破骨細胞カルシウム受容体で活性を有する化合物は、上記したほうに単一ラット破骨細胞中の[Ca2+iを測定することにより発見できる。改良検定は化合物の緩和−ないし−高レベルを全て可能にする。本新規方法は、ウサギ破骨細胞の使用に基づき、高い収量(動物当たり105)と純度(95%の細胞が破骨細胞である)で得ることができる。ウサギ破骨細胞調製物は細胞の固体群上で実施されるべき[Ca2+iの測定を可能にする。記録された経口信号が平均固体群反応であるので、細胞内変異性は最少化され、又、検定の精密度は大きく増大する。これは、交替により多くの化合物が活性をスクリーンされるようにする。
Screening for calcium-like and calcium antagonism at the osteoclast calcium receptor Compounds having activity at the osteoclast calcium receptor measure [Ca 2+ ] i in single rat osteoclasts as described above Can be discovered. The improved assay allows for all of the compound relaxation-to-high levels. The new method is based on the use of rabbit osteoclasts and can be obtained in high yield (10 5 per animal) and purity (95% of the cells are osteoclasts). Rabbit osteoclast preparation allows the measurement of [Ca 2+ ] i to be performed on a solid population of cells. Because the recorded oral signal is an average solid group response, intracellular variability is minimized and the accuracy of the assay is greatly increased. This in turn allows more compounds to be screened for activity.

ウサギ破骨細胞は6日齢ウサギから調製する。動物は摘心により犠牲にし、長骨を取出し、破骨細胞培地(OC培地:5%ウシ胎仔血清及びペニシリン/ストレプトマイシンを含むアルファ−最小基本培地)内に入れる。骨は外科用メスで切片にカットし、50mlコニカル遠心管内の2mlのOC培地中に入れる。骨切片を骨粒子の細かい均一懸濁液が得られるまで、はさみで細分化する。次いで懸濁液を25mlのOC培地で希釈し、調製物を30秒間ゆるやかにかきまぜる(「うず巻く」)。骨粒子は上清を除き50ml遠心管に加えた後2分間放置する。骨粒子を上記したようにOC培地に再び懸濁し、かきまぜ、沈殿させて取得する。2つの取得物からの上清を合わせて遠心し、得られる細胞ペレットをパーコルに再び懸濁する。次いで懸濁液を遠心し、メニスカスの丁度下の白色粘性バンドを除き、OC培地で洗浄する。パーコル遠心段階により純度で有意な改良となり、破骨細胞は以下に記載される方法の一つによって細胞の固体群中の[Ca2+iを測定するのに適当な、高密度で塗布されるようになる。要すれば、調製物の純度は改良できる。この場合、細胞は一夜、培養し、次いでCa2+及びMg2+フリーの緩衝液でリンスする。ついで細胞単層を、0.02%EDTA及び0.001%プロナーゼを含むCa2+及びMg2+フリーの緩衝液中に5分間浸漬する。次いでこの緩衝液を除き、OC培地と置き換え、細胞を1ないし2時間回復(recover)させ、その後で細胞に蛍光分析指示薬を与え、以下に記載するように[Ca2+iを測定する。 Rabbit osteoclasts are prepared from 6 day old rabbits. The animals are sacrificed by pinching and the long bones are removed and placed in osteoclast medium (OC medium: alpha-minimal basic medium with 5% fetal calf serum and penicillin / streptomycin). The bone is cut into sections with a scalpel and placed in 2 ml of OC medium in a 50 ml conical centrifuge tube. The bone slice is subdivided with scissors until a fine uniform suspension of bone particles is obtained. The suspension is then diluted with 25 ml of OC medium and the preparation is gently agitated (“vortex”) for 30 seconds. The bone particles are removed from the supernatant, added to a 50 ml centrifuge tube, and left for 2 minutes. Bone particles are obtained by resuspending, stirring and sedimenting in OC medium as described above. The supernatants from the two acquisitions are combined and centrifuged, and the resulting cell pellet is resuspended in Percol. The suspension is then centrifuged to remove the white viscous band just below the meniscus and washed with OC medium. The Percol centrifugation step provides a significant improvement in purity, and osteoclasts are coated at high density, suitable for measuring [Ca 2+ ] i in a solid population of cells by one of the methods described below. Become so. If necessary, the purity of the preparation can be improved. In this case, the cells are cultured overnight and then rinsed with Ca 2+ and Mg 2+ free buffers. The cell monolayer is then immersed in a Ca 2+ and Mg 2+ free buffer containing 0.02% EDTA and 0.001% pronase for 5 minutes. The buffer is then removed and replaced with OC medium and the cells are recovered for 1-2 hours, after which the cells are given a fluorometric indicator and [Ca 2+ ] i is measured as described below.

一実施態様では、本技術により蛍光顕微鏡を用い破骨細胞の固体群中の[Ca2+iの測定を可能にする。精製破骨細胞を25mmのガラスカバースリップに付着させ、次いでインド−1を与える。カバースリップを過融解室内に保管し、蛍光顕微鏡の段上に置く。低倍率対物レンズ(×4)の使用により10ないし15破骨細胞を含む視野が視覚化される。一つの変形では、視野中の各細胞の蛍光は同時に記録でき、又、後の分析用に別個に記憶できる。各細胞の[Ca2+iの電荷を決定でき、視野内の全細胞の平均反応を計算できる。他の変形では、細胞の全視野からの蛍光を記録し、直ちに処理(process)できる。別の変形では、最終データは顕微鏡視野に存在する細胞からの平均反応の形である。このために、細胞内変異性は最小化され、検定の精密度は大きく増加する。この方法は、破骨細胞カルシウム受容体の活性をスクリーンするのに週当り10−20化合物が可能である。 In one embodiment, the technique allows measurement of [Ca 2+ ] i in a solid group of osteoclasts using a fluorescence microscope. Purified osteoclasts are attached to a 25 mm glass coverslip and then given India-1. Store the coverslip in the overmelt chamber and place it on the stage of the fluorescence microscope. A field of view containing 10 to 15 osteoclasts is visualized by the use of a low magnification objective (× 4). In one variation, the fluorescence of each cell in the field of view can be recorded simultaneously and stored separately for later analysis. The [Ca 2+ ] i charge of each cell can be determined and the average response of all cells in the field of view can be calculated. In other variations, fluorescence from the entire field of cells can be recorded and processed immediately. In another variation, the final data is in the form of an average response from cells present in the microscopic field. This minimizes intracellular variability and greatly increases the accuracy of the assay. This method is capable of 10-20 compounds per week to screen for osteoclast calcium receptor activity.

より好ましい実施態様では、本技術により、慣用の蛍光分析器を用い破骨細胞の固体群中の[Ca2+iの測定が可能である。精製破骨細胞は、直方形ガラスカバースリップに付着できる。一変形では、標準石英キュベット(1cm2)を用い、ガラスカバースリップは2×1.35cmである。他の変形では、ミクロキュベットを用い(0.5cm2)、ガラスカバースリップは1×0.75cmである。別の例では細胞は、フラ−2又は[Ca2+i測定用の他の適当な蛍光指示薬を与える。指示薬付与細胞の細胞の蛍光は、ウシ上皮小体について上記したと同様に記録する。この方法は蛍光顕微鏡よりも高い処理能力を可能にし、破骨細胞カルシウム受容体の活性を評価するのに週当り10−50化合物が可能である。 In a more preferred embodiment, the present technology allows the measurement of [Ca 2+ ] i in a solid group of osteoclasts using a conventional fluorescence analyzer. Purified osteoclasts can adhere to a rectangular glass cover slip. In one variation, a standard quartz cuvette (1 cm 2 ) is used and the glass cover slip is 2 × 1.35 cm. In another variant, a micro cuvette is used (0.5 cm 2 ) and the glass cover slip is 1 × 0.75 cm. In another example, the cells provide fura-2 or other suitable fluorescent indicator for measuring [Ca 2+ ] i . The fluorescence of the cells of the indicator-donating cells is recorded as described above for bovine parathyroid bodies. This method allows for higher throughput than fluorescence microscopy and allows 10-50 compounds per week to assess osteoclast calcium receptor activity.

最も好ましい態様では、技術は96ウエルプレート中、破骨細胞の[Ca2+iを測定するのに使用できる。精製破骨細胞を高密度で96ウエルプレートの各ウエルに入れ、次いで適当な蛍光指示薬を与える。各ウエルの蛍光を蛍光光度プレートリーダーを用い記録する。この方法は、ロボット工学を用い完全に自動化になる可能性を有し、週当り50ないし100化合物をスクリーンできる高処理能力スクリーニングを可能にするであろう。 In the most preferred embodiment, the technique can be used to measure [Ca 2+ ] i of osteoclasts in 96 well plates. Purified osteoclasts are placed at high density into each well of a 96 well plate and then given the appropriate fluorescent indicator. Record the fluorescence of each well using a fluorimetric plate reader. This method has the potential to be fully automated using robotics and would allow for high throughput screening that can screen 50 to 100 compounds per week.

他のCa 2+ レセプターの実施例
以下の実験は、まさに分子リガンドのレセプター・サブタイプが存在するように、薬剤によって区別的に影響を受けうるCa2+レセプターのサブタイプが存在することを証明する。上皮小体細胞Ca2+レセプターは細胞外Ca2+約1.5mMのレベルで感受性を示す一方、破骨細胞上のCa2+レセプターは約10mMのレベルに応答する(図28)。上皮小体細胞Ca2+レセプターを活性化するネオマイシンまたはスペルミンは、C−細胞または破骨細胞上のCa2+レセプターに影響を与えない(図27および29)。これらのデータは、Ca2+レセプターの薬学的に区別可能なサブタイプ存在についてのはじめての証拠を構成し、またこれらのデータは特異的なタイプのCa2+レセプターに対し選択的に作用する薬剤の設計および開発に使用することができる。事実、リード分子のテストはかかる細胞特異的効果を証明する。たとえば、NPS449は、破骨細胞において[Ca2+iの増加を惹起するが、破骨細胞において[Ca2+iに対する効果はない。逆に、NPS447は、上皮小体細胞Ca2+レセプターを活性化するが、10倍もの高濃度でのみ破骨細胞Ca2+レセプターを活性化するのに有効である。最後に、アガトキシン489は、C細胞Ca2+レセプターの活性化には非常に有効とはいえないが(EC50=150μM)、上皮小体細胞Ca2+レセプターの活性化剤として非常に有効である(EC50=3μM)。現在開発中のリード分子は、イン・ビボにおいてCa2+感受性細胞の特異的なタイプの活性に選択的に影響を与える。
Other Ca 2+ Receptor Examples The following experiments demonstrate that there are Ca 2+ receptor subtypes that can be differentially affected by drugs just as the molecular ligand receptor subtypes exist. To do. The parathyroid cell Ca 2+ receptor is sensitive at a level of about 1.5 mM extracellular Ca 2+, while the Ca 2+ receptor on osteoclasts responds to a level of about 10 mM (FIG. 28). Neomycin or spermine, which activates parathyroid cell Ca 2+ receptor, does not affect the Ca 2+ receptor on C-cells or osteoclasts (FIGS. 27 and 29). These data constitute the first evidence for pharmaceutically distinguishable subtypes presence of Ca 2+ receptors and act selectively to these data specific type of Ca 2+ receptor agents Can be used for the design and development of In fact, lead molecule testing proves such cell-specific effects. For example, NPS449 is elicits increases in [Ca 2+] i in osteoclasts, no effect on [Ca 2+] i in osteoclasts. Conversely, NPS447 activates parathyroid cell Ca 2+ receptor, but is effective in activating osteoclast Ca 2+ receptor only at a 10-fold higher concentration. Finally, agatoxin 489 is not very effective at activating C cell Ca 2+ receptor (EC 50 = 150 μM), but is very effective as an activator of parathyroid cell Ca 2+ receptor. Yes (EC 50 = 3 μM). Lead molecules currently under development selectively affect specific types of activity of Ca 2+ sensitive cells in vivo.

特異性が劣る薬剤は、必然的に治療的には好ましくない。すなわち、破骨細胞活性の抑制およびカルシトニン分泌の刺激は、骨再吸収の抑制のための2つの異なる方法である。これら両細胞のCa2+レセプターを標的とする薬剤は、オステオポローシスに非常に有効である。PTHはまた骨代謝の規制を包含するため、上皮小体細胞Ca2+レセプターに作用する薬剤は、またオステオポローシスの治療および/または予防に有用である。 Drugs with poor specificity are inevitably not therapeutically desirable. That is, inhibiting osteoclast activity and stimulating calcitonin secretion are two different methods for inhibiting bone resorption. These drugs targeting the Ca 2+ receptors of both cells are very effective for osteoporosis. Since PTH also includes regulation of bone metabolism, agents that act on parathyroid cell Ca 2+ receptors are also useful in the treatment and / or prevention of osteoporosis.

数種のテスト分子の結果を以下に示す。表6では、カルシウム様物質分子の比較テストを示す。ウシ上皮小体細胞およびC細胞(rMT6−23細胞)にフラ−2を充填し、ラット破骨細胞にはインド−1を充填したもので、表示した細胞間Ca2+の移動のための分子の効力は、累積濃度−応答曲線の作成により決定する。 The results for several test molecules are shown below. Table 6 shows a comparative test of calcium-like substance molecules. Bovine parathyroid cells and C cells (rMT6-23 cells) are filled with hula-2, rat osteoclasts are filled with indo-1, and the indicated molecules for the movement of intracellular Ca 2+ Potency is determined by generating a cumulative concentration-response curve.

実施例11
上皮小体Ca 2+ レセプターのリード分子
ポリアミンおよびアリルアルキルアミンを用いる構造活性の研究は、NPS456に構造的類似の分子のテストにつながる。NPS456は上皮小体細胞Ca2+レセプターの有効なアクチベータである。この分子は、ただ1つののみの正電荷を有するが多数のポリベーシック分子よりもより有効であるので、特徴的である。短時間(2分間)の、PMAによる予備処理はNPS456の濃度応答曲線を右手に移行させる。これは、NPS456が細胞外Ca2+により使用されるのと同じメカニズムを介し作用することを示す。NPS456は、上皮小体細胞Ca2+レセプター発現するアフリカツメガエル卵母細胞における細胞間Ca2+の移動を誘発し、これは、当該Ca2+レセプターに対する直接的な作用を証明する(図41)。加えてNPS456キラル炭素を含むため、2つの異性体形が存在する。両異性体を合成し、活性を調べた。R−異性体、NPS447は、S−異性体、NPS448よりも12倍より有効である(図34)。これは、Ca2+レセプターが有機分子を立体特異的な方法で認識できる第1の証明である。
Example 11
Structure activity studies using the parathyroid Ca 2+ receptor lead molecules polyamines and allylalkylamines lead to the testing of molecules structurally similar to NPS456. NPS456 is an effective activator of parathyroid cell Ca 2+ receptor. This molecule is unique because it has only one positive charge but is more effective than many polybasic molecules. Pretreatment with PMA for a short time (2 minutes) shifts the concentration response curve of NPS456 to the right hand. This indicates that NPS456 acts through the same mechanism used by extracellular Ca 2+ . NPS456 induces intercellular Ca 2+ migration in Xenopus oocytes expressing parathyroid cell Ca 2+ receptor, demonstrating a direct effect on the Ca 2+ receptor (FIG. 41). . In addition, since it contains NPS456 chiral carbon, there are two isomeric forms. Both isomers were synthesized and examined for activity. The R-isomer, NPS447, is 12 times more effective than the S-isomer, NPS448 (Figure 34). This is the first proof that the Ca 2+ receptor can recognize organic molecules in a stereospecific manner.

NPS447は、構造的に単純な分子であるとともに上皮小体細胞Ca2+レセプターに対し選択的で有効な作用を示すため、このリード分子に関する構造活性の研究は単純である。これらの研究の目的は、そこから最終の開発候補を選択可能な種々の特性を有する関連分子の配列を形成することである。この努力はすでに活性および効力に貢献するNPS447の構造領域のいくつかを開示する。たとえば、新規な化合物NPS459は小型(分子量<240)であるがほぼペアレント分子と同等な効力を有するNPS447の類似体である。一方、幾つかの他の類似体は比較的不活性である。この類似体プロジェクトから最も興味ある分子はイン・ビボ中に入れてPTH分泌および血清Ca2+レベルに対する効果をテストする(実施例15,16,17,18,23参照)。 Since NPS447 is a structurally simple molecule and exhibits a selective and effective action on the parathyroid cell Ca 2+ receptor, structural activity studies on this lead molecule are simple. The purpose of these studies is to form sequences of related molecules with various properties from which the final development candidates can be selected. This effort discloses some of the structural regions of NPS447 that already contribute to activity and efficacy. For example, the novel compound NPS459 is an analog of NPS447 that is small (molecular weight <240) but has potency almost equivalent to that of the parent molecule. On the other hand, some other analogs are relatively inactive. The most interesting molecules from this analog project are placed in vivo to test their effects on PTH secretion and serum Ca 2+ levels (see Examples 15, 16, 17, 18, 23).

新規化合物NPS467はNPS447よりもやや小型の分子であるが、前者は、上皮小体細胞における[Ca2+iの増加を引き起こす点で、後者よりも約3倍より有効である。NPS456と同様に、NPS467はラセミ混合物である。NPS467のその鏡像体への分割がラセミ混合物よりもより大きな効力の異性体を提供する(実施例16参照)。さらに、NPS447、NPS467およびNPS568に関連する分子についての構造活性の研究は、それらのラセミ形の分子よりもより有効である純粋な異性体を製造が期待される。 The new compound NPS467 is a slightly smaller molecule than NPS447, but the former is about three times more effective than the latter in causing an increase in [Ca 2+ ] i in parathyroid cells. Like NPS456, NPS467 is a racemic mixture. Resolution of NPS467 to its enantiomer provides a more potent isomer than the racemic mixture (see Example 16). Furthermore, structure activity studies on molecules related to NPS447, NPS467 and NPS568 are expected to produce pure isomers that are more effective than their racemic molecules.

NPS456を用い得られた結果(図41)が示すように、そは濃度100μMでCl- 電流の振幅増加を誘発する。NPS456は上皮小体細胞Ca2+レセプターを発現するアフリカツメガエル卵母細胞に対する最も有効な分子アクチベータである。ネオマイシンおよびNPS456を用いるこの発現システムで得た結果は、これらの分子がCa2+レセプターに対し直接作用することを、証明する。 NPS456 results obtained using as (Fig. 41) is shown, its is Cl at a concentration 100 [mu] M - induces amplitude increase in current. NPS456 is the most effective molecular activator for Xenopus oocytes expressing the parathyroid cell Ca 2+ receptor. The results obtained with this expression system using neomycin and NPS456 demonstrate that these molecules act directly on the Ca 2+ receptor.

実施例12
破骨細胞Ca 2+ レセプターリード分子
破骨細胞に対する細胞外Ca2+の作用メカニズムを解明すべく用いた方策は上皮小体細胞の有効性を証明するのと同じである。第1実験はフルオリメトリック・インジケータ・インド−1を充填した単一のラット破骨細胞において[Ca2+iに対するLa3+の作用を調べる。前記のごとく、La3+のように3価カチオンは一時的でCa2+流入を遮断する。低マイクロモル濃度のLa3+は部分的に[Ca2+iについての細胞外Ca2+誘発増加を抑制する(図35)。[Ca2+iについてのLa3+抗増加の証明は、細胞間Ca2+の移動の証拠を提供する。上皮小体細胞において得られたものと類似の実験の結果は、同様なメカニズムを細胞外Ca2+により用い、両細胞タイプにおいて[Ca2+iを規制することを、示唆する。
Example 12
The strategy used to elucidate the mechanism of action of extracellular Ca 2+ on osteoclast Ca 2+ receptor lead molecule osteoclasts is the same as demonstrating the effectiveness of parathyroid cells. The first experiment examines the effect of La 3+ on [Ca 2+ ] i in single rat osteoclasts loaded with fluorimetric indicator India-1. As described above, trivalent cations such as La 3+ are temporary and block Ca 2+ influx. Low micromolar La 3+ partially inhibits extracellular Ca 2+ -induced increase in [Ca 2+ ] i (FIG. 35). Proof of La 3+ anti-increase for [Ca 2+ ] i provides evidence of intercellular Ca 2+ migration. Results from experiments similar to those obtained in parathyroid cells suggest that a similar mechanism is used by extracellular Ca 2+ to regulate [Ca 2+ ] i in both cell types.

別の系列の実験は、細胞外Ca2+の不存在下に永続的な(図37)細胞外Mn2+が[Ca2+iについての一時的な増加(図36参照)を誘発することを、示す。これらの結果は、細胞間Ca2+の移動を示唆するものと同様である。Mn2+は、ある種の細胞内に侵入できるが、破骨細胞におけるかかる挙動とは似ていない。なぜなら、Mn2+はインド−1蛍光を停止させるからである。すなわち、Mn2+が細胞間に侵入すると、減少、すなわち蛍光の増加は観察されない。 Another series of experiments show that permanent Mn 2+ induces a transient increase in [Ca 2+ ] i (see FIG. 36) in the absence of extracellular Ca 2+ (FIG. 37). I will show you that. These results are similar to those suggesting the movement of Ca 2+ between cells. Mn 2+ can penetrate certain cells, but does not resemble such behavior in osteoclasts. This is because Mn 2+ stops Indian-1 fluorescence. That is, when Mn 2+ enters between cells, a decrease, that is, an increase in fluorescence is not observed.

種々の2価または3価のカチオンの使用により得られた結果は、全て、細胞間Ca2+の移動および細胞外Ca2+の電圧感受性通路を介する流入とつながる破骨細胞の表面上のCa2+レセプターの存在と一致する。結果は、Ca2+レセプタータンパクをコード付けするヒト破骨細胞における遺伝物質の証拠を示す(以下参照)。細胞間Ca2+の移動を起因とする[Ca2+i一時的な増加は、イン・ビトロにおいて破骨細胞の骨吸収を抑制するのに充分である。すなわち、上皮小体細胞を用いる場合のように、Ca2+レセプターの活性化は破骨細胞の活性を抑制する可変的な手段のようである。 The results obtained by the use of various divalent or trivalent cation, all, Ca on the surface of osteoclasts leading inflow through voltage-sensitive passage of migration and extracellular Ca 2+ in intracellular Ca 2+ Consistent with the presence of the 2+ receptor. The results show evidence of genetic material in human osteoclasts encoding the Ca 2+ receptor protein (see below). The [Ca 2+ ] i transient increase due to intercellular Ca 2+ migration is sufficient to suppress osteoclastic bone resorption in vitro. That is, as in the case of using parathyroid cells, activation of the Ca 2+ receptor seems to be a variable means of suppressing osteoclast activity.

NPS449は現時点このレセプターのカルシウム様薬剤のリード分子である。これは、小さな分子(Mw<425)で、細胞間Ca2+をラット破骨細胞においてEC50200μMで移動させる(図38および39)。NPS449の効力は比較的小さく、単純な構造でただ1つの正電荷を有し、所望の薬理学および動的薬理学特性を有するようである。 NPS449 is currently the lead molecule for the calcium-like drug of this receptor. This is a small molecule (Mw <425) that moves intercellular Ca 2+ in rat osteoclasts with an EC 50 of 200 μM (FIGS. 38 and 39). NPS449 has a relatively low potency, simple structure and only one positive charge, and appears to have the desired pharmacological and dynamic pharmacological properties.

NPS449をイン・ビトロにおいて骨吸収を抑止するその能力について実験する。これは、走査電子顕微鏡を用い、ウシ皮質骨の剥片のピット形成についての生物形態分析により行う。ラット破骨細胞を24時間、骨剥片中にて、種々の濃度のNPS449の存在または不存在下にインキュベートする。NPS449IC5010μMで骨吸収の濃度依存抑制を引き起こす。この新規なサイトにおいて作用する分子は破骨細胞の骨吸収を抑制できるというはじめての証明が、予期せぬ結果として得る。NPS449のより有効な類似体を合成化学を用いて得、本明細書に記載の方法でテスト、分析する。 NPS449 is tested for its ability to inhibit bone resorption in vitro. This is done by biomorphic analysis of bovine cortical bone debris pit formation using a scanning electron microscope. Rat osteoclasts are incubated for 24 hours in bone debris in the presence or absence of various concentrations of NPS449. NPS449IC 50 10 μM causes a concentration-dependent inhibition of bone resorption. The first evidence that molecules acting at this novel site can inhibit osteoclast bone resorption is an unexpected result. More effective analogs of NPS449 are obtained using synthetic chemistry and tested and analyzed by the methods described herein.

実施例13
C細胞Ca 2+ レセプター・リード分子
C細胞Ca2+レセプターの活性化は、破骨細胞に作用して骨吸収を抑制するカルシトニンの分泌を刺激する。選択的にC細胞に影響を与えるカルシウム様薬剤オステオポロシスの治療に有用である。
Example 13
Activation of C Cell Ca 2+ Receptor Lead Molecule C Cell Ca 2+ Receptor Stimulates the secretion of calcitonin that acts on osteoclasts and suppresses bone resorption. It is useful for the treatment of the calcium-like drug osteoporosis that selectively affects C cells.

細胞間Ca2+の移動をCa2+レセプター活性の機能指数として用いる。C細胞のスクリーニング作業は、C細胞表現型を発現する培養セルラインの利用により促進することができる(たとえば、ラット延髄乾酪癌細胞、rMTC 6−23細胞)。3つのアルキルアミン分子は初期の実験で選択される。天然のものは2つ(アガトキシン489およびアガトキシン505)あり、他のもの(NPS019)は合成類似体である。アガトキシン505は、IC50=3μMで[Ca2+iについてのCa2+誘発増加を抑制することが判明した。抑制作用は、かかる細胞中に存在するLタイプ電圧感受性Ca2+通過の遮断に起因する。これに対し、アガトキシン489は、rMTC細胞における細胞間Ca2+を移動させることが、判明した(EC50=150μM)。これは、C細胞Ca2+レセプターを活性化することが判明した、初めて開示される有機分子である。合成類似体、NPS019は、より有効で、細胞間Ca2+を移動させる(EC50=5μM)(図40)。NPS019とアガトキシン489の間の構造的な相異がヒドロキシ基を有すか否かであるのみであることは、重要である。これは、Ca2+レセプターの非常に有効で選択的なアクチベータを開発できることを支持している。 The movement of intercellular Ca 2+ is used as a functional index of Ca 2+ receptor activity. C cell screening can be facilitated by the use of cultured cell lines that express the C cell phenotype (eg, rat medullary dry dairy cancer cells, rMTC 6-23 cells). Three alkylamine molecules are selected in early experiments. There are two natural ones (Agatoxin 489 and Agatoxin 505) and the other (NPS019) is a synthetic analogue. Agatoxin 505 was found to suppress the Ca 2+ -induced increase for [Ca 2+ ] i with an IC 50 = 3 μM. The inhibitory effect is due to the blockade of L-type voltage sensitive Ca 2+ passage present in such cells. In contrast, agatoxin 489 was found to migrate intercellular Ca 2+ in rMTC cells (EC 50 = 150 μM). This is the first disclosed organic molecule that has been found to activate the C cell Ca 2+ receptor. The synthetic analog, NPS019, is more effective and mobilizes intercellular Ca 2+ (EC 50 = 5 μM) (FIG. 40). It is important that the structural difference between NPS019 and agatoxin 489 is only whether or not it has a hydroxy group. This supports the development of highly effective and selective activators of the Ca 2+ receptor.

NPS019は小さな分子(Mw<500)であり、これは、C細胞Ca2+レセプターのカルシウム様物質の開発用のリード分子であり、イン・ビトロでカルシオニンを刺激するその能力をテストすることができる。その後、イン・ビボのテストはカルシオニン分泌を刺激し骨吸収を抑制するこの分子の能力を決定する。これらイン・ビボの研究はラットで行う。これらの研究で得られた結果は、予期せぬことで、これは、新規なレセプターに作用する小さな有機分子がカルシオニン分泌を刺激し骨吸収を抑制することを示すはじめての証拠を提供する。 NPS019 is a small molecule (Mw <500), which is a lead molecule for the development of calcium-like substances in the C cell Ca 2+ receptor and can test its ability to stimulate calcionin in vitro. . In vivo tests then determine the ability of this molecule to stimulate calcionin secretion and inhibit bone resorption. These in vivo studies are conducted in rats. The results obtained in these studies are unexpected and provide the first evidence that small organic molecules acting on novel receptors stimulate calcionine secretion and inhibit bone resorption.

実施例14
上皮小体細胞に対するNPS021のカルシウム拮抗活性
カルシウム拮抗であると思われる化合物について、細胞外Ca2+感受性細胞に対する細胞外Ca2+の作用またはカルシウム拮抗化合物の作用を遮断せねばならない。カルシウム拮抗化合物の具体例はNPS021で、その構造を図1−6に示す。フラ−2を充填したウシ上皮小体細胞において、細胞外Ca2+により惹起されるNPS021は[Ca2+iの増加を遮断する。この応答遮断のためのNPS021のIC50は約200μMであって、濃度約500μMで、細胞外Ca2+により惹起された[Ca2+iの増加は停止する。重要には、NPS021は、低[Ca2+](0.5mM、図64)でテストすると、それ自体いずれの変化も引き起こさない。3+もまた、クローンされたCa2+受容体を発現するアフリカツメガエル(Xenopus)卵母細胞に対してカルシウム拮抗的である:Gd3+それ自体はGd3+によって活性化されるCl-電流に影響を及ぼさない。カルシウム様分子は、しかしGd3+で前処理すると、Gd3+を遮断する。
Example 14
The compound appears to be a calcium antagonist activity calcium antagonist of NPS021 for parathyroid cells, it must be blocking the action of the working or calcium antagonist compound of extracellular Ca 2+ to extracellular Ca 2+ sensitive cells. A specific example of the calcium antagonist compound is NPS021, and its structure is shown in FIGS. In bovine parathyroid cells filled with hula-2, NPS021 induced by extracellular Ca 2+ blocks the increase in [Ca 2+ ] i . IC 50 of NPS021 for this response blockade be about 200 [mu] M, at a concentration of about 500 [mu] M, an increase in [Ca 2+] i elicited by extracellular Ca 2+ is stopped. Importantly, NPS021 itself does not cause any change when tested at low [Ca 2+ ] (0.5 mM, FIG. 64). 3+ is also calcium antagonistic to Xenopus oocytes expressing the cloned Ca 2+ receptor: Gd 3+ itself is a Cl current activated by Gd 3+ Will not be affected. Calcium-like molecules, however pretreatment with Gd 3+, to block Gd 3+.

実施例15
NPS467の血清イオン化カルシウムの低下
イン・ビトロにおいてウシ上皮小体細胞Ca2+レセプターを活性化することが証明された化合物を、イン・ビボにおいて低カルシウム血症活性をテストした。雄性スプラーグ・ドゥーリイ・ラット(200g)を、対照としてテスト物質または担体を与える前に、1週間、低カルシウムの餌を与え続けた。血液を、NPS467の腹腔内投与ののち3時間後に尾静脈から採取した。全血液または血清中のイオン化Ca2+を、チバ−コーニング634アナライザーを用い、当該装置に付属の説明書に従い、測定する。血清全カルシウム、アルブミンおよびホスフェートを常法で測定する。
Example 15
Reduction of serum ionized calcium of NPS 467 Compounds that have been shown to activate bovine parathyroid cell Ca 2+ receptors in vitro were tested for hypocalcemia activity in vivo. Male Sprague-Dury rats (200 g) were kept on a low calcium diet for one week prior to receiving test substance or vehicle as a control. Blood was collected from the tail vein 3 hours after intraperitoneal administration of NPS467. Ionized Ca 2+ in whole blood or serum is measured using a Ciba-Corning 634 analyzer according to the instructions attached to the device. Serum total calcium, albumin and phosphate are measured by conventional methods.

NPS467は、血清または全血液Ca2+の用量依存減少をもたらす(図65)。この時点での血液Ca2+の減少は、血液全カルシウムレベルの比例的な減少当該平行関係にある。調べた用量のいずれにおいても、血清アルブミンまたはホスフェートレベルの変化は全くなかった。予備的な研究では、血中Ca2+低下有効用量でのNPS467は、PTHの循環レベルでの用量依存減少をもたらす(図66)。NPS467の低カルシウム血症効果は、3時間以内に最大となり、24時間後に対照レベルに戻る(図67)。 NPS467 results in a dose-dependent decrease in serum or whole blood Ca 2+ (FIG. 65). The decrease in blood Ca 2+ at this point is in parallel with the proportional decrease in blood total calcium levels. There was no change in serum albumin or phosphate levels at any of the doses examined. In a preliminary study, NPS467 at a blood Ca 2+ reducing effective dose results in a dose-dependent decrease in circulating levels of PTH (FIG. 66). The hypocalcemic effect of NPS467 is maximal within 3 hours and returns to control levels after 24 hours (FIG. 67).

NPS467(実施例16)もまた、正常、カルシウム反復餌で維持したラットにおいて血清イオン化Ca2+の低下に有効である。NPS467(10mg/kg腹腔内)の単一用量は、イオン化Ca2+の血清レベルの急速な減少をもたらす。かかるレベルは、1時間で最大となり(対照レベルから22%の減少)、6時間までこのレベル付近に抑制される。 NPS467 (Example 16) is also effective in reducing serum ionized Ca 2+ in rats maintained on normal, calcium-repeated diets. A single dose of NPS467 (10 mg / kg ip) results in a rapid decrease in serum levels of ionized Ca 2+ . Such a level is maximal at 1 hour (22% reduction from the control level) and is suppressed near this level until 6 hours.

実施例16
NPS467の立体特異的方法による血清イオン化カルシウムの低下
NPS467はラセミ混合物である。その2つの鏡像体へのNPS467の分割は、キラルカラムでの分割により行った。R−異性体は、S−異性体よりも約100倍も有効であり、上皮小体細胞の[Ca2+i増加を誘発する当該鏡像体の能力によって評価されるように(図68)、イン・ビトロにおいてウシ上皮小体細胞Ca2+レセプターを活性化する。同様に、新規化合物NPS568のその鏡像体への類似の分割は、R−異性体はS−異性体よりも約40倍有効であり、細胞間Ca2+の移動をウシ上皮小体細胞においてもたらす(前記表6参照)。
Example 16
Reduction of serum ionized calcium by stereospecific methods of NPS467 NPS467 is a racemic mixture. Resolution of NPS467 into its two enantiomers was performed by resolution on a chiral column. The R-isomer is about 100 times more effective than the S-isomer, as assessed by the ability of the enantiomer to induce an increase in [Ca 2+ ] i in parathyroid cells (FIG. 68). Activates bovine parathyroid cell Ca 2+ receptor in vitro. Similarly, a similar resolution of the novel compound NPS568 into its enantiomers is that the R-isomer is approximately 40 times more effective than the S-isomer and results in intercellular Ca 2+ migration in bovine parathyroid cells. (See Table 6 above).

NPS467異性体を実施例15のように血清Ca2+に対する効果につき試験した。NPS 467のR−異性体はイン・ビボにおける血清Ca2+の低下に関しS−異性体よりも有効であることが証明されたEE異性体またはNPS467はイン・ビトロの結果と一致する(図69、各化合物は濃度5mg/体重1kgでテストする)。 NPS467 isomers were tested for effects on serum Ca 2+ as in Example 15. The R-isomer of NPS 467 proved to be more effective than the S-isomer in reducing serum Ca 2+ in vivo or NPS 467 is consistent with the in vitro results (FIG. 69). Each compound is tested at a concentration of 5 mg / kg body weight).

実施例17
NPS467の2次上皮小体こう進症のビボ・モデルにおける血清イオン化カルシウムの低下
広範に受け入れられ使用されている、慢性腎不全から生じた2次上皮小体こう進疾の動物モデルは、5/6腎切除のラットである。かかる手術を施した動物は、まず低カルシウム血症にさせて血清Ca2+レベルを維持すると、上皮小体の代償性の過形成および循環PTHのレベル向上が生じる。雄性スブラーグ・ドゥーリイ・ラット(250g)を5/6腎切除し、2週間回復させる。この時点で、標準的なカルシウム血症である(血清PTHの上昇レベルによる)。NPS R−467の投与は(10mg/kg腹腔内)、2次上皮小体こう進疾の動物モデルにおいて血清イオン化Ca2+レベルの対照の83%への、急速な(2時間以内)低下をもたらす。これは、以下のことを示唆する:この種の化合物は2次上皮小体こう進疾および増殖性上皮小体を有する患者においてPTH分泌を有効に抑制する。
Example 17
Serum ionized calcium reduction in the NPS467 secondary hyperparathyroidism in vivo model is widely accepted and used as an animal model for secondary hyperparathyroidism resulting from chronic renal failure. 6 Nephrectomy rats. When animals undergoing such surgery are first hypocalcemic to maintain serum Ca 2+ levels, compensatory hyperplasia of the parathyroid bodies and increased levels of circulating PTH occur. Male Stubrag-Dury rats (250 g) are 5/6 nephrectomized and allowed to recover for 2 weeks. At this point, it is standard calcemia (due to elevated levels of serum PTH). Administration of NPS R-467 (10 mg / kg ip) caused a rapid (within 2 hours) reduction of serum ionized Ca 2+ levels to 83% of controls in an animal model of secondary hyperparathyroidism. Bring. This suggests that: This type of compound effectively suppresses PTH secretion in patients with secondary hyperparathyroidism and proliferative parathyroids.

実施例18
NPS467の上皮小体切除動物における血清イオン化カルシウム濃度の非低下
低カルシウム血症応答を引き起こすようにNPS467が作用する一次標的組織を決定するため、ラットにおける上皮小体を外科的に取り出す。上皮小体全体を切除した動物を低カルシウム血症にさせ、カルシウム餌に大きく依存させて、血清Ca2+ホメホスタシス状態に維持する。上皮小体削除動物は、6時間の絶食後、0.92mMレベルの血清イオン化Ca2+を有し、これは0.76mMに徐々に低下する。NPS R−467の単一用量の投与(10mg/kg i.p.)はいずれの変化も、血清イオン化Ca2+レベルにおいて、6時間の期間にわたり与えなかった。これらの結果は、無傷の上皮小体がNPS R−467の低カルシウム血症効果に必要であることを証明する。データは付加的にNPS R−467はインビボにおいて上皮小体を標的にすることができることを証明する。結果は以下の見解に一致する:NPS R−467はインビボにおいて上皮小体細胞Ca2+レセプターに対し作用してPTHの分泌を抑制し、これによりイオン化Ca2+の血清レベルを低下させる。
Example 18
In order to determine the primary target tissue on which NPS467 acts to cause a hypocalcemic response that does not reduce serum ionized calcium concentration in NPS467 deparatomized animals, parathyroid bodies in rats are removed surgically. Animals from which the entire parathyroid body has been excised are hypocalcemic and are highly dependent on calcium diet to maintain a serum Ca 2+ homeostasis state. Parathyroid depleted animals have a serum ionized Ca 2+ level of 0.92 mM after 6 hours of fasting, which gradually decreases to 0.76 mM. Administration of a single dose of NPS R-467 (10 mg / kg ip) did not give any change in serum ionized Ca 2+ levels over a 6 hour period. These results demonstrate that intact parathyroid bodies are necessary for the hypocalcemic effect of NPS R-467. The data additionally demonstrates that NPS R-467 can target parathyroid bodies in vivo. The results are consistent with the following view: NPS R-467 acts on parathyroid cell Ca 2+ receptors in vivo to suppress the secretion of PTH, thereby reducing the serum level of ionized Ca 2+ .

実施例19
NPS467のヒト上皮小体における細胞間カルシウムの増加
解離上皮小体細胞を、一次上皮小体こう進疾を有する患者から外科手術で得た上皮小体アデノーマから調製する。細胞に、フラ−2を充填し、[Ca2+iを前記よう測定した。NPS R−467およびNPS R−568の両者は[Ca2+iの濃度依存増加をもたらす。NPS R−467およびNPS R−568のEC50は各々20および3μMである。これら両者の化合物は病理学的ヒト組織において[Ca2+iを増加させることができ、一次上皮小体こう進疾の患者においてPTHおよびCa2+の血清レベルを減少させるようである。
Example 19
Increased intercellular calcium in human parathyroid bodies of NPS467 Dissociated parathyroid cells are prepared from parathyroid adenomas obtained surgically from patients with primary parathyroid hyperplasia. Cells were filled with hula-2 and [Ca 2+ ] i was measured as described above. Both NPS R-467 and NPS R-568 result in a concentration-dependent increase in [Ca 2+ ] i . NPS R-467 and NPS R-568 have EC 50 of 20 and 3 μM, respectively. Both of these compounds can increase [Ca 2+ ] i in pathological human tissues and appear to decrease serum levels of PTH and Ca 2+ in patients with primary hyperparathyroidism.

実施例20
上皮小体細胞カルシウムレセプターにおけるNPS467の作用メカニズム
解離ウシ上皮小体作用を用いて、レセプターレベルにおけるNPS467の作用メカニズムをさらに調べた。0.5mM細胞外Ca2+の存在下に、NPS R−467は急速で一次的な[Ca2+iの増加をもたらす。この増加は1μMのLa3+の存在下に維持され、PMAでの予備処理で部分的に抑制される(100nM×2分)。すべてのこれらの結果はCa2+レセプターに対するNPS R−467の作用と一致する。しかし、NPS R−467に対する細胞ゾルCa2+の応答は、上皮小体細胞がCa2+非含有緩衝剤中に懸濁すれば停止する。これは、NPS R−467がそれ自体では細胞間Ca2+の可動化を引き起こせないことを示唆する。これは、部分的なCa2+結合部位の支配がNPS R−467が応答を惹起させるのに必要であることを示唆する。この仮説をテストするため、上皮小体細胞をCa2+非含有緩衝剤に懸濁し、亜最大濃度のネオマイシンにさらす。ネオマイシンは以下の理由により用いる:これは、ほぼすべての点において、上皮小体細胞およびアフリカツメガエル卵母細胞(上皮小体細胞Ca2+レセプターを発現)に対する細胞外Ca2+の効果に類似するからである。ネオマイシン10μMの添加はそれ自体では、これらの条件下に[Ca2+iの増加を引き起こさない。しかし、NPS R−467(30μM)のその後の添加は[Ca2+iの一次的な増加を惹起するが、これは、細胞外Ca2+が存在しないため、細胞間Ca2+の可動化から生じなければならない。Ca2+非含有緩衝剤に浸した細胞は30μM NPS R−467にさらすと、[Ca2+iの増加はない。NPS R−467の濃度は細胞外Ca2+0.5mMが存在すれば[Ca2+iの増加に最大限有効である。しかし、ネオマイシン10μMのその後の添加は一次的な[Ca2+iの増加を誘発する。恐らく、ネオマイシンは同じ部位に細胞外Ca2+として結合し、そのため機能的に置換される。亜最大濃度(これ自体応答を引き起こさない)を用い、部分的なCa2+結合部位の支配を達成し、NPS R−467によるCa2+レセプターの活性化を可能にする。
Example 20
Mechanism of action of NPS467 at the parathyroid cell calcium receptor The dissociated bovine parathyroid action was used to further investigate the mechanism of action of NPS467 at the receptor level. In the presence of 0.5 mM extracellular Ca 2+ , NPS R-467 results in a rapid and primary [Ca 2+ ] i increase. This increase is maintained in the presence of 1 μM La 3+ and is partially suppressed by pretreatment with PMA (100 nM × 2 min). All these results are consistent with the action of NPS R-467 on the Ca 2+ receptor. However, the response of cytosolic Ca 2+ to NPS R-467 is stopped when parathyroid cells are suspended in a Ca 2+ -free buffer. This suggests that NPS R-467 cannot itself cause intercellular Ca 2+ mobilization. This suggests that dominance of a partial Ca 2+ binding site is necessary for NPS R-467 to elicit a response. To test this hypothesis, parathyroid cells are suspended in a Ca 2+ -free buffer and exposed to submaximal concentrations of neomycin. Neomycin is used for the following reasons: This is almost in all respects similar to the effect of extracellular Ca 2+ on parathyroid cells and Xenopus oocytes (expressing parathyroid Ca 2+ receptors). Because. The addition of 10 μM neomycin by itself does not cause an increase in [Ca 2+ ] i under these conditions. However, NPS subsequent addition of R-467 (30μM) to induce primary increase in [Ca 2+] i, but this is because the extracellular Ca 2+ is absent, the movable intercellular Ca 2+ Must arise from When cells immersed in Ca 2+ -free buffer are exposed to 30 μM NPS R-467, there is no increase in [Ca 2+ ] i . The concentration of NPS R-467 is maximally effective in increasing [Ca 2+ ] i in the presence of 0.5 mM extracellular Ca 2+ . However, subsequent addition of 10 μM neomycin induces a primary [Ca 2+ ] i increase. Presumably, neomycin binds to the same site as extracellular Ca 2+ and is therefore functionally substituted. A submaximal concentration (which itself does not cause a response) is used to achieve partial Ca 2+ binding site control and allow activation of Ca 2+ receptors by NPS R-467.

NPS R−467の作用メカニズムを付加的に定義する付加的な研究を行う。細胞を一旦再度カルシウム非含有緩衝剤に懸濁して、いずれか観察された[Ca2+iの増加が細胞間Ca2+の可動化に起因することを保証する。これらの実験では、しかし、ネオマイシンの最大有効濃度100μMを用いた。細胞外Ca2+の不存在下に、100μMのネオマイシンは急速で一次的な[Ca2+iの増加を誘発する。30μM NPS R−467のその後の添加は[Ca2+iの増加を引き起こさせない。逆の実験では、30μM NPS R−467を100μMネオマイシンの前に添加する。予想どおり、NPS R−467はいずれの[Ca2+iの増加を引き起こさない。しかし、それは、100μMネオマイシンのその後の添加により誘発された[Ca2+iの増加に影響を与えない。NPS R−467の最大有効濃度で得られたこれらの結果は、これら2つの化合物が同じ部位において作用しないことを示唆する。むしろ、その結果は、2つの別々のCa2+レセプター上の部位、すなわち細胞外Ca2+およびネオマイシンが結合するものおよびNPS R−467および構造関連化合物(NPS R−568など)を仮定すれば、充分に説明する。前者の部位に結合するリガンドはCa2+レセプターの完全な活性化をもたらすことができる一方、後者の部位に結合するリガンドは細胞外Ca2+結合性部位がある程度ではあるが限定されない程度に支配される場合のみ生じるかそして/または機能的に適当なものとできる。細胞外Ca2+結合性部位に結合するリガンドは、予めふさいだNPS R−467の結合部位にさらすことができる。NPS R−467結合部位は細胞外Ca2+結合性部位において結合するリガンドに応答してレセプター活性化を増大させるアロステリック部位のようである。 Additional work will be done to additionally define the mechanism of action of NPS R-467. Cells are once again suspended in calcium-free buffer to ensure that any observed increase in [Ca 2+ ] i is due to mobilization of intercellular Ca 2+ . In these experiments, however, a maximum effective concentration of 100 μM neomycin was used. In the absence of extracellular Ca 2+ , 100 μM neomycin induces a rapid and primary [Ca 2+ ] i increase. Subsequent addition of 30 μM NPS R-467 does not cause an increase in [Ca 2+ ] i . In the reverse experiment, 30 μM NPS R-467 is added before 100 μM neomycin. As expected, NPS R-467 does not cause any increase in [Ca 2+ ] i . However, it does not affect the increase in [Ca 2+ ] i induced by subsequent addition of 100 μM neomycin. These results obtained with the maximum effective concentration of NPS R-467 suggest that these two compounds do not act at the same site. Rather, the results assume sites on two separate Ca 2+ receptors, namely those that bind extracellular Ca 2+ and neomycin and NPS R-467 and structure related compounds (such as NPS R-568). Explain enough. A ligand that binds to the former site can lead to full activation of the Ca 2+ receptor, whereas a ligand that binds to the latter site dominates to some extent, but not limited, the extracellular Ca 2+ binding site. May occur only when it is done and / or may be functionally appropriate. Ligands that bind to the extracellular Ca 2+ binding site can be exposed to the previously blocked NPS R-467 binding site. The NPS R-467 binding site appears to be an allosteric site that increases receptor activation in response to ligand binding at the extracellular Ca 2+ binding site.

データは上皮小体細胞Ca2+レセプターが少なくとも2つの明確な部位において有機リガンドを有することを証明する。一方の部位は生理学的なリガンド、細胞外Ca2+、およびある種の有機ポリカチオン、たとえばネオマイシンが結合する。この部位の結合は完全なCa2+レセプターの活性化、[Ca2+iの増加およびPTH分泌の抑制をもたらす。NPS R−467およびNPS R−568は、予め認識していないCa2+レセプター上の結合部位を規定する。この部位への結合は細胞外Ca2+結合性部位が部分的に支配される場合にのみ生じるかそして/またはCa2+レセプターの完全な活性化をもたらす。いずれかの部位において作用するリガンドはインビボにおいて血清Ca2+レベルを抑制するのに有効である。 The data demonstrate that the parathyroid cell Ca 2+ receptor has an organic ligand at at least two distinct sites. One site binds a physiological ligand, extracellular Ca 2+ , and certain organic polycations such as neomycin. Binding at this site results in complete Ca 2+ receptor activation, an increase in [Ca 2+ ] i and suppression of PTH secretion. NPS R-467 and NPS R-568 define binding sites on the Ca 2+ receptor that are not previously recognized. Binding to this site occurs only when the extracellular Ca 2+ binding site is partially dominated and / or results in full activation of the Ca 2+ receptor. Ligands acting at either site are effective in suppressing serum Ca 2+ levels in vivo.

上皮小体カルシウム受容体のアロステリックな部位
NPS R−467およびNPS R−568のようなウシ上皮小体細胞カルシウム受容体を活性化するカルシウム様化合物は、細胞外Ca2+の不存在下で、細胞内Ca2+の移動の原因とはならない。むしろ、それらは細胞外Ca2+によるCa2+受容体の感受性を増加し、したがって、細胞外Ca2+についての濃度反応曲線の左へのシフトの原因となる。このために、それらは細胞外Ca2+が働くのと同じ受容体上の部位に働くことはありそうにない。対比して、有機および無機ポリカチオン類は細胞外Ca2+の不存在下、細胞内Ca2+の移動の原因となり、従って、多分細胞外Ca2+と同じ部位で働く。NPS R−568のような化合物は、アロステリックな方法で働き、その活性はある細胞外Ca2+の最小濃度に依存するのであろう。これは、受容体の細胞外Ca2+−結合部位の部分的な占拠がNPS R−568のような化合物が有効であるために必要であることを示唆する。このモデルは実施例20に記載の観察と矛盾がない。
Calcium-like compounds that activate bovine parathyroid cell calcium receptors, such as allosteric sites of parathyroid calcium receptors, NPS R-467 and NPS R-568, are intracellular in the absence of extracellular Ca2 +. It does not cause Ca 2+ migration. Rather, they increase the sensitivity of the Ca 2+ receptor by extracellular Ca 2+ and thus cause a shift to the left of the concentration response curve for extracellular Ca 2+ . Because of this, they are unlikely to work at the same site on the receptor where extracellular Ca 2+ works. In contrast, organic and inorganic polycations cause intracellular Ca 2+ migration in the absence of extracellular Ca 2+ , and thus probably work at the same site as extracellular Ca 2+ . Compounds such as NPS R-568 work in an allosteric manner and their activity may depend on some minimal extracellular Ca 2+ concentration. This suggests that partial occupancy of the extracellular Ca 2+ -binding site of the receptor is necessary for compounds such as NPS R-568 to be effective. This model is consistent with the observations described in Example 20.

上皮小体Ca2+受容体におけるNPS R−568の活性の機構の他の詳述は、しかしながら、放射能標識(例えば3Hを使用して)NPS R−568の特異的結合を評価することにより更に正確に調査されている。上皮小体細胞Ca2+受容体上のNPS R−568活性を説明できるいくつかの分子的機構がある。一つの機構において(モデル1)、NPS R−568は、占拠されている場合、受容体を機能的に活性化するのに十分でない場所でCa2+受容体と結合できる。活性化は、細胞外Ca2+−結合部位(複数もある)のあるレベルの占有が成し遂げられた場合にのみ起こる。別の機構において(モデル2)、細胞外Ca2+−結合部位の占拠は、NPS R−568のような化合物のための潜在的結合部位を曝露し得る。この潜在的部位のNPS R−568による占拠は、次に細胞外Ca2+部位の親和性および/または結合の効果を増加させる。いずれの機構もNPS R−568のような化合物によるCa2+受容体のアロステリックな活性化の形態を含む。これらのみがNPS R−568のような化合物の上皮小体細胞上Ca2+受容体における効果を説明することが可能な機構ではない。作用の他の機構が下記の結合研究により示唆され得る。 Other details of the mechanism of NPS R-568 activity at the parathyroid Ca 2+ receptor, however, assess the specific binding of NPS R-568 (eg using 3 H). Has been investigated more accurately. There are several molecular mechanisms that can explain NPS R-568 activity on parathyroid cell Ca 2+ receptors. In one mechanism (Model 1), NPS R-568, when occupied, can bind to the Ca 2+ receptor where it is not sufficient to functionally activate the receptor. Activation occurs only when a certain level of occupancy of the extracellular Ca 2+ -binding site (s) is achieved. In another mechanism (model 2), occupation of the extracellular Ca 2+ -binding site may expose potential binding sites for compounds such as NPS R-568. The occupation of this potential site by NPS R-568 in turn increases the affinity and / or binding effects of the extracellular Ca 2+ site. Both mechanisms involve a form of allosteric activation of the Ca 2+ receptor by compounds such as NPS R-568. These are not the only mechanisms that can explain the effects of compounds like NPS R-568 on the Ca 2+ receptor on parathyroid cells. Other mechanisms of action can be suggested by the binding studies described below.

NPS R−568のような化合物の上皮小体細胞Ca2+受容体における働きの機構を更に研究するために、3H−NPS R−568を用いた研究を行うことができる。もとのままの上皮小体細胞または上皮小体細胞から調製した膜への3H−NPS R−568の特異的結合は最初に当分野で既知の技術により研究される。対で、結合の動態パラメーターを細胞外Ca2+濃度の関数として測定する。特にデータのスキャッチャード分析は結合部位の数および3H−NPS R−568に対する受容体部位の見かけの親和性を明らかにするであろう。次いで、これらのパラメーターを測定に使用する緩衝液中の細胞外Ca2+のレベルの変化の関数として求める。もし機構1が正しければ、次に細胞外Ca2+不存在下で特異的結合が著しいレベルでおこるであろう。細胞外Ca2+のレベルの関数としての結合の動態パラメーターの大きな変化は機構2を支持するであろう。上記の他の実施例で述べられている種々の他の無機および有機ポリカチオン類が、細胞外Ca2+と同様の3H−NPS R−568の結合パラメーターの変化の原因になることが予期される。これは、これらのポリカチオンがNPS R−568のような化合物が結合する部位と異なった細胞外Ca2+−結合部位に働くという見解を支持する。 To further study the mechanism of action of compounds such as NPS R-568 at the parathyroid cell Ca 2+ receptor, studies with 3 H-NPS R-568 can be conducted. Specific binding of 3 H-NPS R-568 to intact parathyroid cells or membranes prepared from parathyroid cells is first studied by techniques known in the art. In pair, kinetic parameters of binding are measured as a function of extracellular Ca 2+ concentration. In particular, Scatchard analysis of the data will reveal the number of binding sites and the apparent affinity of the receptor site for 3 H-NPS R-568. These parameters are then determined as a function of changes in the level of extracellular Ca 2+ in the buffer used for the measurement. If mechanism 1 is correct, then specific binding will occur at a significant level in the absence of extracellular Ca 2+ . Large changes in binding kinetic parameters as a function of extracellular Ca 2+ levels would support mechanism 2. It is anticipated that various other inorganic and organic polycations described in other examples above will cause changes in 3 H-NPS R-568 binding parameters similar to extracellular Ca 2+. Is done. This supports the view that these polycations act at a different extracellular Ca 2+ -binding site than the site to which compounds such as NPS R-568 bind.

実施例21
NPS467の製造
250mlの丸底フラスコ中に、3′−メトキシ・アセトフェノン10.0g(100ミリモル)および3−フェニル−プロピルアミン13.5g(100ミリモル)を混合し、チタン(IV)イソプロポキシド125ミリモル(35.5g)で処理する。反応混合物を30分間、室温にて窒素雰囲気下で攪はんする。その後、エタノール100ml中ナトリウム・シアノポロヒドリン6.3g(100ミリモル)を2分間にわたり滴下する。反応を室温にて窒素下に、16時間攪拌する。その後、反応混合物をエチルエーテル1.5リットルおよび水0.5リットルを含む2リットルの分離用ろうとへ移す。相を平衡状態にさせ、エーテル相を取り出す。残りの水相をエーテル1リットルづつ4回処理して完全に抽出する。洗液を合し、無水炭酸カリウム上で乾燥し、透明で薄こはく色の油を得る。
Example 21
Preparation of NPS467 In a 250 ml round bottom flask, 10.0 g (100 mmol) of 3'-methoxyacetophenone and 13.5 g (100 mmol) of 3-phenyl-propylamine were mixed and titanium (IV) isopropoxide 125 Treat with millimoles (35.5 g). The reaction mixture is stirred for 30 minutes at room temperature under a nitrogen atmosphere. Thereafter, 6.3 g (100 mmol) of sodium cyanoporohydrin in 100 ml of ethanol is added dropwise over 2 minutes. The reaction is stirred at room temperature under nitrogen for 16 hours. The reaction mixture is then transferred to a 2 liter separatory funnel containing 1.5 liters of ethyl ether and 0.5 liters of water. Allow the phases to equilibrate and remove the ether phase. The remaining aqueous phase is thoroughly extracted by treating 4 times with 1 liter of ether. Combine the washings and dry over anhydrous potassium carbonate to obtain a clear, light amber oil.

この物質のTLC分析(シリカ上、クロロホルム−メタノール−イソプロピルアミン=100:5:1を使用)は、Rf0.65の生成物および、Rf0.99(3′−メトキシ・アセトフェノン)およびRf0.0(3−フェニルプロピルアミン)の痕跡の2つの出発物質を示す。   TLC analysis of this material (on silica, using chloroform-methanol-isopropylamine = 100: 5: 1) showed the product of Rf 0.65 and Rf 0.99 (3′-methoxy acetophenone) and Rf 0.0 ( Two starting materials with traces of (3-phenylpropylamine) are shown.

反応混合物を、シリカ(48×4.6cm)を用いて、クロロホルム−メタノール−イソプロピルアミン(99:1:0.1〜90:10:0.1)の傾斜溶出を用いてクロマトグラフィにかけ、精製したNPS467(13.66g)を得る。この物質を0.1%ジエチルアミン含有ヘキサン−イソプロパノール(99:1)に溶解して、濃度50mg/mlの溶液を得る。キラル分解を、この溶液4ml(200mg、分離達成へ最大)のクロマトグラフィにより、キラルセル(Chiral Cell)OD(25×2cm)を用いて、ヘキサン中0.7%イソプロピルアミンおよび0.07%ジエチルアミンを用い、100ml/分にて、260nmの光学密度をモニターしながら行う。これらの条件下では(物質100mgの注入)、先の溶出異性体(NPS467R)は−26分でカラムから現れはじめ、後の溶出異性体(NPS467S)は−34分で現れはじめる。ベースライン分解はこれらの条件で達成される。各光学異性体(遊離塩基)を対応する塩酸塩へ、遊離塩基3gをエタノール100ml中へ溶解し10モル当量のHCl含有水100mlで処理して、変換させる。この溶液の凍結乾燥により白色の固体を得る。   The reaction mixture was purified by chromatography on silica (48 × 4.6 cm) using a gradient elution of chloroform-methanol-isopropylamine (99: 1: 0.1-90: 10: 0.1). NPS 467 (13.66 g) is obtained. This material is dissolved in hexane-isopropanol (99: 1) containing 0.1% diethylamine to give a solution with a concentration of 50 mg / ml. Chiral resolution was chromatographed on 4 ml of this solution (200 mg, maximum to achieve separation) using Chiral Cell OD (25 × 2 cm) using 0.7% isopropylamine and 0.07% diethylamine in hexane. At 100 ml / min while monitoring the optical density at 260 nm. Under these conditions (100 mg injection of material), the earlier eluting isomer (NPS467R) begins to emerge from the column at -26 minutes and the later eluting isomer (NPS467S) begins to emerge at -34 minutes. Baseline decomposition is achieved at these conditions. Each optical isomer (free base) is converted to the corresponding hydrochloride salt by dissolving 3 g of the free base in 100 ml of ethanol and treating with 100 ml of 10 molar equivalents of HCl in water. A white solid is obtained by lyophilization of this solution.

NPS568
NPS568はウシおよびひと上皮小体細胞中の[Ca2+iの増加のより有効な原因となるNPS467の構造的類似体である。NPS467のように、NPS568の効果は立体特異的であり、より有効なエナンチオマーはR−異性体である(表6、前掲参照)。NPS R−568は現在上皮小体Ca2+受容体に選択的活性のあるリードカルシウム様化合物である。それは例え大きな有効性と一緒であっても、上記の実施例で述べたNPS R−467と同様に行動する。従って、NPS R−568はウシ上皮小体細胞における[Ca2+iの増加を立体特異的方法(表6参照、前掲)で誘発する。NPS R−568は細胞外Ca2+の不存在下で[Ca2+iの増加の誘発をしないが、細胞外Ca2+に対しての反応を強める。NPS R−568は細胞外Ca2+についての濃度反応曲線を左にシフトさせる。
NPS568
NPS568 is a structural analog of NPS467 that is a more effective cause of the increase in [Ca 2+ ] i in bovine and human parathyroid cells. Like NPS467, the effect of NPS568 is stereospecific and the more effective enantiomer is the R-isomer (see Table 6, supra). NPS R-568 is a lead calcium-like compound that currently has selective activity on the parathyroid Ca2 + receptor. It behaves similarly to NPS R-467 described in the above example, even with great effectiveness. Thus, NPS R-568 induces an increase in [Ca 2+ ] i in bovine parathyroid cells in a stereospecific manner (see Table 6, supra). NPS R-568 is not an induced increase in [Ca 2+] i in the absence of extracellular Ca 2+, it enhances the response of the extracellular Ca 2+. NPS R-568 shifts the concentration response curve for extracellular Ca 2+ to the left.

ラットへのNPS R−568の経口投与は、血清Ca2+の濃度を容量依存的に減少させる原因となる(ED50=7mg/kg)。NPS R−568の経口投与により誘発された低カルシウム反応は開始時は迅速であり、血清PTHレベルの減少と平行である。NPS R−568により誘発された低カルシウム反応は前もっての完全な腎摘出によってのみ最小限に影響するだけである。しかしながら、NPS R−568は上皮小体摘出ラットの低カルシウム反応の誘導は起こさない。NPS R−568は、したがって、イン・ビボ上皮小体細胞Ca2+受容体を選択的な標的にし、PTH分泌阻害の原因となる。血清PTHレベルの減少およびその結果である低カルシウム症は上皮小体亢進症の場合における望ましい治療上の効果である。NPS R−568の合成を下記に示す。 Oral administration of NPS R-568 to rats causes a dose-dependent decrease in serum Ca 2+ concentration (ED 50 = 7 mg / kg). The hypocalcium response elicited by oral administration of NPS R-568 is rapid at onset and parallels the decrease in serum PTH levels. The low calcium response elicited by NPS R-568 is minimally affected only by prior complete nephrectomy. However, NPS R-568 does not induce a hypocalcium response in parathyroidectomized rats. NPS R-568 therefore selectively targets the in vivo parathyroid cell Ca 2+ receptor and is responsible for inhibiting PTH secretion. Decrease in serum PTH levels and the resulting hypocalcosis is a desirable therapeutic effect in the case of hyperparathyroidism. The synthesis of NPS R-568 is shown below.

実施例22
NPS568の製造
NPS568を、実施例21記載の方法で製造する。ただし、3−フェニルプロピルアミンに代えて、当量の3−(2−クロロフェニル)プロピルアミンを用いる。3′−メトキシ・アセトフェノン、3−(2−クロロフェニル)プロピルアミンおよびチタン(IV)イソプロポキシドの混合物を5時間攪はんし、次いでNaCNBH3/EtOHで処理すると、著しく高い収率をもたらすことが判明した(98%)。
Example 22
Production of NPS 568 NPS 568 is produced by the method described in Example 21. However, instead of 3-phenylpropylamine, an equivalent amount of 3- (2-chlorophenyl) propylamine is used. Stirring a mixture of 3'-methoxy acetophenone, 3- (2-chlorophenyl) propylamine and titanium (IV) isopropoxide for 5 hours and then treating with NaCNBH 3 / EtOH results in significantly higher yields Was found (98%).

実施例23
経口投与の場合のNPS467が血清イオン化カルシウムを低下
ラット(雄、スプラーグ・ドウリー、250〜300g)は、標準ラット食餌で、実験前に一夜絶食させる。NPS467をトウモロコシ油に懸濁し、栄養補給ニードルを用いて、一回経口用量として投与する。3時間後、血液試料を尾静脈から採取し、イオン化Ca2+レベルを測定する。図71は、経口投与した場合のイオン化Ca2+の血清レベルについての用量依存減少を引き起こすNPS467を示す。
Example 23
Rats (male, Sprague Dawley, 250-300 g) whose serum ionized calcium is reduced by NPS467 when administered orally are fasted overnight prior to the experiment on a standard rat diet. NPS467 is suspended in corn oil and administered as a single oral dose using a nutritional needle. After 3 hours, a blood sample is taken from the tail vein and the ionized Ca 2+ level is measured. FIG. 71 shows NPS467 causing a dose-dependent decrease in serum levels of ionized Ca 2+ when administered orally.

実施例24
BOPCAR1クローニング法1
アフリカツメガエル(ゼノプス・リーヴィス(Xenopus laevis))卵母細胞をウシ上皮小体カルシウム受容体コード化cDNAを同定するために使用した。これらの技術は本明細書には簡潔にしか記載していないが、この完全な詳細な方法は、このセクションに先行する技術を記載したセクションにあり、この技術は他の細胞型Ca2+−受容体の更なる形をクローンするのに使用し得る。ポリ(A+)−に富むRNAは、最初にウシ上皮小体からグアニジウムチオシアネートを用いた抽出、CsClを通した遠心およびオリゴ(dT)セルロースクロマトグラフィーにより調製した。得られたポリ(A+)−に富むRNAの卵母細胞への注入(25−50ng/卵母細胞)は、本明細書で述べたようにCa2+および3価カチオン(1−100μM)Gd3+の細胞外の濃度の上昇に対する感受性をもたらし、2種のカチオンがカルシウム活性化塩素電流を誘発する。このような電流は、水を注入した対照の卵では誘発されなかった。アフリカツメガエルは採取された卵母細胞が:(i)高レベルの成熟(即ちステージV、VI);(ii)A23187のようなCa2+イオノフォアにより活性化されるCl-電流の高活性;(iii)ウシ上皮小体から単離された全ポリ(A)+RNAの25ng/卵母細胞を注入された場合、Gd3+−誘導Cl-電流の高レベルな機能的発現を示すことを基本にして選択する。mRNAは次に予備の連続流アガロースゲル電気泳動(へディガー エム・エー、アナリティカル・バイオケミストリー、159:280−286(1986))を使用してサイズ分画をし、Ca2+−受容体をコードする転写物中にポリ(A+)−RNAに更に富む分画を得る。活性のピーク、例えばこれらの分画由来のmRNAを注入された卵母細胞は、4−5.5kbのサイズの範囲から得られるGd3+−活性化Cl-電流の発現の増強を示す。このRNAは、完全な長さの転写物中に豊富なプラスミドpSPORT1中のサイズ−選択、指向性cDNAライブラリーの製造に使用された。次いで、センス相補的RNA(cRNA)を、このライブラリー由来の別々の350−500のクローンから集めたDNA挿入物から合成し、卵母細胞に注入する。Gd3+−活性化Cl-電流は350コロニーを含む単一フィルター由来のRNAの注入後観察された。クローンの系列的減少プールからのCRNAの製造および注入は、cRNAの卵母細胞への注入後、非常に促進されたCa2+−受容体活性を示す5.3kbのcDNA挿入物を有する単一クローン(BoPCaR 1)を分離するに至った。BoPCaR 1cRNAを含むプラスミド(プラスミド、図72;制限地図、図73;および部分的ヌクレオチド配列、図74参照)はATCCに受託番号ATCC75416で寄託されている。
Example 24
BOPCAR1 cloning method 1
Xenopus laevis (Xenopus laevis) oocytes were used to identify bovine parathyroid calcium receptor-encoding cDNA. Although these techniques are only briefly described herein, this complete and detailed method is in the section describing the techniques preceding this section, which can be used for other cell types Ca 2 + -. Additional forms of the receptor can be used to clone. Poly (A + ) -rich RNA was first prepared from bovine epithelial bodies by extraction with guanidinium thiocyanate, centrifugation through CsCl, and oligo (dT) cellulose chromatography. Injection of the resulting poly (A + ) -rich RNA into the oocyte (25-50 ng / oocyte) was performed using Ca 2+ and trivalent cations (1-100 μM) as described herein. It provides sensitivity to increased extracellular concentrations of Gd 3+ , and two cations induce a calcium activated chlorine current. Such currents were not induced in control eggs injected with water. Xenopus laevis is the collected oocyte: (i) high level of maturation (ie, stages V, VI); (ii) high activity of Cl currents activated by Ca 2+ ionophores such as A23187; iii) Basically, when injected with 25 ng / oocyte of total poly (A) + RNA isolated from bovine parathyroid bodies, it shows a high level of functional expression of Gd 3+ -induced Cl current To select. The mRNA is then size-fractionated using preliminary continuous flow agarose gel electrophoresis (Hediger M.A., Analytical Biochemistry, 159: 280-286 (1986)), and the Ca 2+ -receptor A fraction further enriched in poly (A + ) -RNA is obtained in the transcript encoding Peaks of activity, such as oocytes injected with mRNA from these fractions, show enhanced expression of Gd 3+ -activated Cl currents obtained from a size range of 4-5.5 kb. This RNA was used to produce a size-selected, directed cDNA library in plasmid pSPORT1, which is abundant in full length transcripts. Sense complementary RNA (cRNA) is then synthesized from DNA inserts collected from separate 350-500 clones from this library and injected into oocytes. Gd 3+ - activated Cl - currents were observed after injection of a single filter derived from RNA containing 350 colonies. Production and injection of CRNA from a serially reduced pool of clones is a single with a 5.3 kb cDNA insert that exhibits highly enhanced Ca 2+ -receptor activity after injection of cRNA into oocytes. A clone (BoPCaR 1) was isolated. A plasmid containing the BoPCaR 1cRNA (plasmid, FIG. 72; restriction map, FIG. 73; and partial nucleotide sequence, see FIG. 74) has been deposited with ATCC under accession number ATCC75416.

BoPCaR 1cDNAはアフリカツメガエル卵母細胞におけるネオマイシン誘発Cl-チャンネル活性を示すことが知られているサイズ−分画されたRNAのサイズの範囲からはずれている。これは異なったイソ形態または多重遺伝子が他の多くのCa2+受容体遺伝子群を隠している可能性と矛盾しない。 BoPCaR 1 cDNA is neomycin-induced Cl in Xenopus oocytes - is out of the range of sizes of the fractionated RNA - size are known to exhibit a channel activity. This is consistent with the possibility that different isoforms or multiple genes mask many other Ca 2+ receptor genes.

いくつかの薬理学的および生化学的基準が、真正なウシ上皮小体Ca2+−受容体をコード化しているクローンの同定に使用された。水−注入卵母細胞ではない、このクローン化受容体を発現する卵母細胞は細胞外Ca2+(1.5−5mM)またはGd3+(20−600μM)の増加に、ポリ(A+)−注入卵母細胞で観察されるものの数倍大きいCl-の増加(少なくとも1.8ミクロアンペア)を伴って反応した。これらの反応は、BoPCaR 1cDNAから調製したcRNAを卵に注射した後一(1)から四(4)日にわたって著しく増加する。更に、この反応を誘発する2種のカチオンの濃度の範囲は、上皮小体細胞上におけるCa2+の効果が非常に似ていることが知られており、Ca2+およびGd3+によって生じさせられるCl-電流の変化と実質的に同一の卵母細胞におけるCl-電流の変化を生じさせ、これらはこの抗生物質がインビトロ上皮小体機能を調節するのと同じ濃度範囲にわたって生じる、ネオマイシンの、ウシ上皮小体細胞インビトロ上に作用することがすでに示されている濃度の範囲(20−100μM)と非常に似ている。最後に、クローンから製造されたイン・ビトロのRNAの翻訳物はポリアクリルアミドゲル上では分子量約100kdの単一タンパク質となり、この合成はイヌ膵臓ミクロソームの添加により、見かけ上の分子量の10−15%の増加を付随して促進された。後者は、クローン化受容体は必須の膜タンパク質受容体と予期される膜と強力に相互作用し、天然の形においてグリコシル化されていることを示す。レクチンコンカナバリンAの研究は、Ca2+受容体が糖タンパク質に似ていることを示す。従って、卵母細胞に高レベルで発現されるクローン化受容体の薬理学的特性および今日まで行われている生化学的研究は、そのウシ上皮小体Ca2+動態(卵母細胞中のCa2+活性化Cl-電流の変化により例示してあるような)の本質と全く矛盾しない。 Several pharmacological and biochemical criteria were used to identify clones encoding authentic bovine parathyroid Ca2 + -receptors. Oocytes expressing this cloned receptor, not water-injected oocytes, increased poly (A + ) with an increase in extracellular Ca 2+ (1.5-5 mM) or Gd 3+ (20-600 μM). ) —Reacted with an increase in Cl (at least 1.8 microamperes) several times greater than that observed in injected oocytes. These responses increase markedly over one (1) to four (4) days after injection of cRNA prepared from BoPCaR 1 cDNA into eggs. Furthermore, the range of concentrations of the two cations that elicit this response is known to be very similar to the effect of Ca 2+ on parathyroid cells and is caused by Ca 2+ and Gd 3+ . provoking Cl - Cl in current changes substantially the same oocyte - causes a change in current, which occurs over the same concentration range as the antibiotic modulates vitro parathyroid function, neomycin It is very similar to the concentration range (20-100 μM) already shown to act on bovine parathyroid cells in vitro. Finally, the in vitro RNA translation made from the clone is a single protein with a molecular weight of about 100 kd on a polyacrylamide gel, and this synthesis is 10-15% of the apparent molecular weight with the addition of canine pancreatic microsomes. The increase was accompanied by an increase. The latter indicates that the cloned receptor interacts strongly with the required membrane protein receptor and the expected membrane and is glycosylated in its native form. Studies of lectin concanavalin A show that the Ca 2+ receptor resembles glycoproteins. Thus, the pharmacological properties of the cloned receptor expressed at high levels in oocytes and the biochemical studies performed to date have shown that its bovine parathyroid Ca 2+ kinetics (Ca in oocytes). 2+ activated Cl - not at all consistent with the nature of such) as is illustrated by the change in current.

診断における使用
NPS R−568または他のカルシウム受容体で活性な化合物は診断用の手段として使用できる。特にこのような化合物の薬理学的製剤は診断用の手段として有用である。一つの例として、NPS R−568のような上皮小体カルシウム様化合物を含む薬理学的製剤は精神的抑欝の症状を示す高カルシウム血症の患者に経口または他の投与経路で投与できる。もしこれらの症状が、上皮小体亢進症などの潜在的高上皮小体状態から生じた場合、NPS R−568または同様に働く化合物の投与はこれらの症状の緩和をするであろう。もし症状が緩和されない場合、精神抑制は上皮小体亢進症以外のある病理学的状態によるものである。従って、上皮小体細胞カルシウム様化合物は精神的抑欝の区別化診断に使用できる。
Use in diagnosis NPS R-568 or other calcium receptor active compounds can be used as a diagnostic tool. In particular, pharmacological preparations of such compounds are useful as diagnostic tools. As one example, a pharmacological formulation comprising a parathyroid calcium-like compound such as NPS R-568 can be administered orally or by other routes of administration to hypercalcemic patients who exhibit symptoms of psychological depression. If these symptoms arise from a potential hyperparathyroidism such as hyperparathyroidism, administration of NPS R-568 or a similarly acting compound will alleviate these symptoms. If symptoms are not relieved, psychosuppression is due to some pathological condition other than hyperparathyroidism. Thus, parathyroid cell calcium-like compounds can be used for differential diagnosis of mental depression.

上皮小体亢進症および他の疾病に一般的な症状および兆候はまた上記の方法を使用して区別的に診断ができる。このような共通の兆候および症状は、高血圧、筋肉虚弱および一般的な不快感を含むが、これに限定されない。上皮小体細胞Ca2+受容体カルシウム様化合物での処置後のこれらの症状の緩和は、問題が潜在的上皮小体亢進症からもたらされることを示すものである。 Symptoms and signs common to hyperparathyroidism and other diseases can also be differentially diagnosed using the methods described above. Such common signs and symptoms include, but are not limited to, high blood pressure, muscle weakness and general discomfort. Alleviation of these symptoms after treatment with parathyroid cell Ca 2+ receptor calcium-like compound indicates that the problem arises from potential hyperparathyroidism.

他の例として、C−細胞Ca2+受容体においてアンタゴニスト(カルシウム拮抗抗的)として働く化合物は、骨髄の甲状腺癌の診断に上記と同様に投与できる。この場合、C−細胞Ca2+受容体カルシウム拮抗化合物の投与は、放射免疫測定により容易に測定できるカルシトニンの血清レベルを低下させるであろう。骨髄の甲状腺癌に関連する下痢のようなある症状は、それらがカルシウム拮抗化合物の投与後、緩和または減少するか否かを観察し診断し得る。 As another example, compounds that act as antagonists (calcium antagonists) at the C-cell Ca 2+ receptor can be administered as described above for the diagnosis of thyroid cancer of the bone marrow. In this case, administration of the C-cell Ca 2+ receptor calcium antagonist compound will reduce serum levels of calcitonin that can be readily measured by radioimmunoassay. Certain symptoms, such as diarrhea associated with bone marrow thyroid cancer, can be observed and diagnosed as to whether they alleviate or decrease after administration of calcium antagonist compounds.

3番目の例として、糸球体近接細胞Ca2+受容体においてカルシウム拮抗的に働く化合物は高血圧の相違診断に使用できる。この場合、糸球体近接細胞Ca2+受容体カルシウム様化合物の投与は上記のように投与される。もし高血圧が別の病理学的状態よりむしろ大部分または完全にレニンのレベルの増加によるものである場合、正常レベルまでの血圧の低下が起こる。 As a third example, a compound that acts as a calcium antagonist in the glomerular adjacent cell Ca 2+ receptor can be used for differential diagnosis of hypertension. In this case, administration of the glomerular adjacent cell Ca 2+ receptor calcium-like compound is administered as described above. If hypertension is largely or completely due to increased levels of renin rather than another pathological condition, a decrease in blood pressure to normal levels occurs.

他の例として、破骨細胞Ca2+受容体に特異的にカルシウム様に働く化合物は骨粗鬆症を形成する高−または低−レベルのターンオーバーの区別化診断に使用できる。この場合、このような化合物は好適な薬理学的調合剤で投与でき、血清アルカリホスファターゼ、オステオカルシン(osteocalcin)、ピリジノリンおよび/またはデオキシピリジノリン架橋および/または骨吸収および/または形成の他の予報的マーカーのレベルを当分野で既知の方法により測定する。これらの一つまたはそれ以上のパラメーターの非常な減少は高ターンオーバー骨粗鬆症を予言し、一方僅かな減少または減少がないことは低−ターンオーバー骨粗鬆症を予言する。このような情報は好適な処置に必要である。抗吸収剤は低−ターンオーバー骨粗鬆症には好適な単独治療ではない。 As another example, compounds that act calcium-like specifically at the osteoclast Ca 2+ receptor can be used for differential diagnosis of high- or low-level turnovers that form osteoporosis. In this case, such compounds can be administered in suitable pharmacological preparations, serum alkaline phosphatase, osteocalcin, pyridinoline and / or deoxypyridinoline crosslinks and / or other predictions of bone resorption and / or formation The level of the target marker is measured by methods known in the art. A significant decrease in one or more of these parameters is predictive of high turnover osteoporosis, while a slight decrease or no decrease is predictive of low-turnover osteoporosis. Such information is necessary for a suitable procedure. Anti-resorptive agents are not the preferred monotherapy for low-turnover osteoporosis.

これらの例は完全ではないが、特異的Ca2+受容体が薬理学的製剤を対象とし、身体的機能および/または化学的成分についてのこのような製剤の観察された効果は診断に用い得ることの説明として役立つ。一般に、上記の種々の細胞のCa2+受容体で働くカルシウム様およびカルシウム拮抗化合物は個々の細胞型に関連する種々の疾病の診断に使用できる。これらの疾病は骨および鉱物関連疾患(コエら、ディスオーダーズ・オブ・ボーン・アンド・ミネラル・メタボリズム、ラベン出版、1990に記載)、腎臓病、内分泌疾患、癌、心臓血管系疾患および妊娠に関連する疾患を含むが、これに限定されない。このような分子が治療的に有効なひとの疾病または疾患は下記の通りである:(1)カルシウム様物質は異常皮膚細胞増殖を減少させることにより乾癬を改善することが予期される。(2)Ca2+がMTALおよび皮質回収細胞上のバソプレシッシン効果を阻害するため、カルシウム様物質は、不適当なバソプレッシン(ADH)分泌症候群のようなバソプレッシン過剰状態における水分保持を減少する事が予期される。逆に、ADH欠乏状態において使用されるカルシウム受容体アンタゴニストは、部分的中央糖尿病インシピディス内のように存在する任意のADHの活性を強化することが予期される。(3)カルシウム様物質は(a)レニン分泌を抑制する、(b)PTHrP(PTH−関連ペプチド)のような血管平滑筋に対する血管拡張薬の製造を刺激することにより、高血圧の処置に使用し得る。(4)カルシウム様物質は血小板凝集能を増加することが予期され、それは血小板数が少ない場合、有用である。逆に、カルシウム拮抗物質は、それらが高凝集能である場合血小板機能を阻害する。(5)カルシウムは結腸および乳房細胞の分化を促進する。カルシウム様物質は結腸または乳癌の危険性を減少する。(6)カルシウムはMTALにおいて尿カルシウム排泄を促進する。カルシウム様物質は高カルシウム血症疾患の治療において有用な低カルシウム活性をもつことが予期される。カルシウム様物質の破骨細胞における阻害効果および低カルシウムペプチドカルシトニン分泌の刺激により高カルシウム血症およびその症状の治療に有用であることが予期される。カルシウム様物質はまたカルシウム受容体を活性化することにより低カルシウム症状を改善する。逆に、カルシウム拮抗物質は尿カルシウム排泄を減少させることが予期され、腎臓結石の処置に有用である。加えて、カルシウムは近位尿細管における1,25−ジヒドロキシビタミンDの合成を抑制し、このビタミンD代謝物はしばしば腎臓結石患者で過剰蓄積され、高カルシウム尿症の一因となる。1,25−ジヒドロキシビタミンD形成のカルシウム様物質による抑制は腎臓カルシウム結石疾患の処置に有用であることが予期される。(7)内因性アミン類はカルシウム様または細胞溶解性活性により尿毒症患者の症状を再現することができる。カルシウム様および/またはカルシウム拮抗剤はこれらの症状を改善することが予期される。(8)アミノグリコシド系抗生物質のある腎臓毒性はこれらの薬と腎臓カルシウム受容体の相互作用が媒介し得る。カルシウム受容体をもって、クラスの薬を設計した場合の最小の腎臓毒性のスクリーニングを容易に行うことが可能となることが予期される。加えて、腎臓カルシウム受容体アンタゴニストは、この機構に関連する場合、この腎臓毒性の予防または処置となる。(9)カルシウム関連疾患の遺伝的因子のいくつか、例えば骨粗鬆症、腎臓結石および高血圧は、受容体の一定の形の遺伝的問題に関係があることが予期されている。これらは現在研究されており、受容体に基づく試薬を用いた遺伝子スクリーニング/試験が行われ得る。ひと疾患、家族特有の低カルシウム尿症様高カルシウム血症はカルシウム受容体欠陥のせいであり得る。最終的な原発性上皮小体亢進症との診断的分離は受容体に基づく技術を使用して行うことができる。(10)カルシウム受容体は胎盤に存在し、胎盤機能の疾患に影響を与え、成長している胎児に栄養を輸送していることが予想される。 Although these examples are not complete, specific Ca 2+ receptors are directed to pharmacological formulations, and the observed effects of such formulations on physical function and / or chemical composition can be used in diagnosis Useful as an explanation. In general, the calcium-like and calcium antagonist compounds acting at the Ca 2+ receptors of various cells described above can be used for diagnosis of various diseases associated with individual cell types. These diseases include bone and mineral-related diseases (as described in Koe et al., Disorders of Bone and Mineral Metabolism, Raven Publishing, 1990), kidney disease, endocrine disease, cancer, cardiovascular disease and pregnancy. Including but not limited to related diseases. Human diseases or disorders for which such molecules are therapeutically effective are as follows: (1) Calcium-like substances are expected to ameliorate psoriasis by reducing abnormal skin cell proliferation. (2) Since Ca 2+ inhibits the vasopressin effect on MTAL and cortex-recovered cells, calcium-like substances are expected to reduce water retention in vasopressin-excess conditions such as inappropriate vasopressin (ADH) secretion syndrome. Is done. Conversely, calcium receptor antagonists used in the ADH deficient state are expected to enhance the activity of any ADH present as in partially central diabetic insipidis. (3) Calcium-like substances are used to treat hypertension by (a) suppressing renin secretion, (b) stimulating the production of vasodilators for vascular smooth muscle such as PTHrP (PTH-related peptide). obtain. (4) Calcium-like substances are expected to increase platelet aggregation ability, which is useful when the platelet count is low. Conversely, calcium antagonists inhibit platelet function when they are highly aggregating. (5) Calcium promotes colon and breast cell differentiation. Calcium-like substances reduce the risk of colon or breast cancer. (6) Calcium promotes urinary calcium excretion in MTAL. Calcium-like substances are expected to have low calcium activity useful in the treatment of hypercalcemia diseases. The inhibitory effect of calcium-like substances in osteoclasts and the stimulation of low calcium peptide calcitonin secretion are expected to be useful in the treatment of hypercalcemia and its symptoms. Calcium-like substances also ameliorate low calcium symptoms by activating calcium receptors. Conversely, calcium antagonists are expected to reduce urinary calcium excretion and are useful in the treatment of kidney stones. In addition, calcium inhibits the synthesis of 1,25-dihydroxyvitamin D in the proximal tubules, and this vitamin D metabolite is often over-accumulated in kidney stone patients and contributes to hypercalciuria. Inhibition of 1,25-dihydroxyvitamin D formation by calcium-like substances is expected to be useful in the treatment of renal calcium stone disease. (7) Endogenous amines can reproduce the symptoms of uremic patients by calcium-like or cytolytic activity. Calcium-like and / or calcium antagonists are expected to ameliorate these symptoms. (8) Certain nephrotoxicities of aminoglycoside antibiotics can be mediated by the interaction of these drugs with renal calcium receptors. With calcium receptors, it is expected that it will be possible to easily screen for minimal nephrotoxicity when designing a class of drugs. In addition, renal calcium receptor antagonists, when associated with this mechanism, prevent or treat this nephrotoxicity. (9) Some of the genetic factors of calcium-related diseases, such as osteoporosis, kidney stones and hypertension, are expected to be related to certain forms of genetic problems in the receptor. These are currently being studied, and genetic screening / testing using receptor-based reagents can be performed. Human disease, family-specific hypocalciuria-like hypercalcemia may be due to calcium receptor defects. Diagnostic separation from eventual primary hyperparathyroidism can be performed using receptor-based techniques. (10) It is expected that calcium receptors are present in the placenta, affect placental function diseases, and transport nutrients to the growing fetus.

他の具体例は以下の請求の範囲に含まれる。   Other embodiments are within the scope of the following claims.

図1は本発明において有用な代表分子を描く。FIG. 1 depicts representative molecules useful in the present invention. 図2は本発明において有用な代表分子を描く。FIG. 2 depicts representative molecules useful in the present invention. 図3は本発明において有用な代表分子を描く。FIG. 3 depicts representative molecules useful in the present invention. 図4は本発明において有用な代表分子を描く。FIG. 4 depicts representative molecules useful in the present invention. 図5は本発明において有用な代表分子を描く。FIG. 5 depicts representative molecules useful in the present invention. 図6は本発明において有用な代表分子を描く。FIG. 6 depicts representative molecules useful in the present invention. 図7は、キン−2−又はフラ−2−を与えたウシ上皮小体細胞の細胞外Ca2+により誘導される[Ca2+iの増加を示すグラフ表現である。開始[Ca2+]は0.5mM(CaCl2使用)で、矢印の各々で0.5mM増加で増加した。FIG. 7 is a graphical representation showing the increase in [Ca 2+ ] i induced by extracellular Ca 2+ in bovine parathyroid cells given kin-2- or fura-2-. The starting [Ca 2+ ] was 0.5 mM (using CaCl 2 ) and increased with an increase of 0.5 mM in each of the arrows. 図8は、ウシ上皮体細胞での[Ca2+iの移動を示すグラフ表現である。開始[Ca2+]は0.5mMで、示されるようにEGTAの添加により<1μMまで減少した。(a)細胞外Mg2+(8mM、最終)は細胞外Ca2+の不存在で[Ca2+iの増加を惹起する。(b)イノマイシン(1μM)による前処理はMg2+への反応をブロックする。(c)5μM分子1799(ミトコンドリア脱共役剤)による前処理は、Mg2+への反応に効果がない。FIG. 8 is a graphical representation showing the migration of [Ca 2+ ] i in bovine epithelial somatic cells. The starting [Ca 2+ ] was 0.5 mM and was reduced to <1 μM by the addition of EGTA as indicated. (A) Extracellular Mg 2+ (8 mM, final) causes an increase in [Ca 2+ ] i in the absence of extracellular Ca 2+ . (B) Pretreatment with inomycin (1 μM) blocks reaction to Mg 2+ . (C) Pretreatment with 5 μM molecule 1799 (mitochondrial uncoupler) has no effect on the reaction to Mg 2+ . 図9は、[Ca2+iの定常状態増加への低濃度のGd3+の選択的阻止効果、及び高温度のGd3+が[Ca2+iの一時的増加を惹起することを示すグラフ表現である。上部パネル:コントロール。細胞外Ca2+の開始濃度は0.5mMで、矢じり形の各々で0.5mM増加した。中央パネル:Gd3+(5μM)は定常状態でブロックするが、細胞外Ca2+により惹起される[Ca2+iの一時間増加をブロックしない。下部パネル:Gd3+(50μM)は[Ca2+iの一時的増加を惹起し、細胞外Ca2+への一時的及び持続反応を終わらせる。中央及び下部パネルにおいて、ちょうど十分なEGTAを加えて選択的にGd3+をキレートした。Ca2+流入のブロックを除き[Ca2+iは急速に上昇する。FIG. 9 shows the selective blocking effect of low concentrations of Gd 3+ on the steady state increase of [Ca 2+ ] i , and that high temperature Gd 3+ causes a temporary increase of [Ca 2+ ] i. It is a graph expression which shows. Upper panel: control. The starting concentration of extracellular Ca 2+ was 0.5 mM, increasing 0.5 mM for each arrowhead. Middle panel: Gd 3+ (5 μM) blocks in steady state but does not block the one hour increase in [Ca 2+ ] i caused by extracellular Ca 2+ . Lower panel: Gd 3+ (50 μM) elicits a transient increase in [Ca 2+ ] i , ending the transient and sustained response to extracellular Ca 2+ . In the middle and lower panels, just enough EGTA was added to selectively chelate Gd 3+ . Except for the block of Ca 2+ influx, [Ca 2+ ] i rises rapidly. 図10は、[Ca2+i、IP3形成及びPTH分泌へのPMAの効果は細胞外Ca2+の濃度を増すことにより阻止されることを示すグラフ表現である。各変数について、細胞外Ca2+についての濃度−反応曲線で右へのシフトがある。又、濃度−反応曲線が[Ca2+]が直線状に増加するとS字状に変化することにも注意されたい。FIG. 10 is a graphical representation showing that the effect of PMA on [Ca 2+ ] i , IP 3 formation and PTH secretion is blocked by increasing the concentration of extracellular Ca 2+ . For each variable, there is a shift to the right in the concentration-response curve for extracellular Ca 2+ . It should also be noted that the concentration-response curve changes to an S shape as [Ca 2+ ] increases linearly. 図11は、ウシ上皮小体細胞においてスペルミンにより惹起される[Ca2+iの増加が[Ca2+]を増すことにより徐々に弱まることを示すグラフ表現である。スペルミン(200μM)は矢じり形で示される時間に添加した。本及び以下の図面において、図形に付されている数字は、nMでの[Ca2+iである。FIG. 11 is a graphical representation showing that the increase in [Ca 2+ ] i induced by spermine in bovine parathyroid cells is gradually attenuated by increasing [Ca 2+ ]. Spermine (200 μM) was added at the time indicated by the arrowhead shape. In this and the following drawings, the number attached to the figure is [Ca 2+ ] i in nM. 図12は、スペルミンがウシ上皮小体細胞の細胞内Ca2+を移動することを示すグラフ表現である。示されるように(左図形)、スペルミン(200μM)の添加前にEGTAを加えて[Ca2+]を<1μMに減じた。イオノマイシン(1μM)による前処理はスペルミンへの反応をブロックする(右図形)。FIG. 12 is a graphical representation showing that spermine migrates intracellular Ca 2+ in bovine parathyroid cells. As shown (left graphic), [Ca 2+ ] was reduced to <1 μM by adding EGTA prior to the addition of spermine (200 μM). Pretreatment with ionomycin (1 μM) blocks the reaction to spermine (right figure). 図13は、スペルミンが細胞外Ca2+と同様に[Ca2+iを増加しウシ上皮小体細胞でのPTH分泌を阻害することを示すグラフ表現である。スペルミン用量−濃度反応曲線についてのデータ点は2つの実験の平均である。FIG. 13 is a graphical representation showing that spermine increases [Ca 2+ ] i and inhibits PTH secretion in bovine parathyroid cells, similar to extracellular Ca 2+ . The data point for the spermine dose-concentration response curve is the average of two experiments. 図14は、スペルミンが細胞外Ca2+と同様に[Ca2+iを増加しウシ上皮小体細胞でのPTH分泌を阻害することを示すグラフ表現である。スペルミン用量−濃度反応曲線についてのデータ点は2つの実験の平均である。FIG. 14 is a graphical representation showing that spermine increases [Ca 2+ ] i as well as extracellular Ca 2+ and inhibits PTH secretion in bovine parathyroid cells. The data point for the spermine dose-concentration response curve is the average of two experiments. 図15は、細胞外Ca2+への反応に対する、及び上皮小細胞のATPγSへの反応に対するPMAの対照的に示す効果を示すグラフ表現である。左パネル:サイクリックAMP形成の細胞外Ca2+−誘発阻止についての濃度−反応曲線はPMA(100nM)により右にシフトする。中央パネル:PMAは、ATPγSの[Ca2+iを増加する能力に影響を及ぼさない。ATPγSに対する濃度−反応曲線が、対数濃度の関数として、細胞外二価カチオンと対照的に古典的S字状動きを示すことにも注意されたい。FIG. 15 is a graphical representation showing the contrasting effect of PMA on the response to extracellular Ca 2+ and on the response of small epithelial cells to ATPγS. Left panel: The concentration-response curve for extracellular Ca 2+ -induced inhibition of cyclic AMP formation is shifted to the right by PMA (100 nM). Middle panel: PMA does not affect the ability of ATPγS to increase [Ca 2+ ] i . Note also that the concentration-response curve for ATPγS shows a classical sigmoidal behavior as a function of log concentration, in contrast to extracellular divalent cations. 図16は、細胞外Mg2+により引き出されるヒト上皮小体細胞の細胞内Ca2+の移動を示すグラフ表現である。細胞はアデノーマから得て、0.5mM細胞外Ca2+を含む緩衝液中に入れた。(a)細胞外Mg2+(10mM、最終)により惹起される[Ca2+iの一時的及び維持続増加は、持続増加がニモジピン(1μM)により影響されないがLa3+(1μM)により減少し、La3+を低濃度のEGTAにより選択的にキレート化すると速やかに元にもどることを示す。(b)La3+(1μM)は、維持続増加をブロックするが細胞外Mg2+により惹起される[Ca2+iの一時的増加をブロックしない。(c)細胞外Mg2+により惹起されるサイトゾルCa2+一過性は細胞外Ca2+の不存在で持続する。FIG. 16 is a graphical representation showing the movement of intracellular Ca 2+ in human parathyroid cells drawn by extracellular Mg 2+ . Cells were obtained from adenomas and placed in a buffer containing 0.5 mM extracellular Ca 2+ . (A) Temporary and sustained increase in [Ca 2+ ] i induced by extracellular Mg 2+ (10 mM, final) is not affected by nimodipine (1 μM), but La 3+ (1 μM) Decreased, indicating that La 3+ can be rapidly restored by selective chelation with low concentrations of EGTA. (B) La 3+ (1 μM) blocks the sustained increase but does not block the temporary increase in [Ca 2+ ] i caused by extracellular Mg 2+ . (C) Cytosolic Ca 2+ transients induced by extracellular Mg 2+ persist in the absence of extracellular Ca 2+ . 図17は、ウシ上皮小体細胞中、ネオマイシン又はプロタミンにより引き出される細胞内Ca2+の移動を示すグラフ表現である。全ての図形で、開始[Ca2+]及び[Mg2+]はそれぞれ0.5及び1mMであった。図形(a)及び(b)において、Ca2+及びMg2+濃度は、それぞれ0.5及び1mMから2及び8mMに増加した。他の図形において、(c)ないし(i)は、ネオマイシンB(30μM)又はプロタミン(1ug/ml)を示すように加えた。La3+(1μM)、EGTA(1mM)又はイオマイシン(100nM)を示すように加えた。各図形は、少なくとも3つの異なる細胞調製品を用いる5又はそれ以上の試験で見られるパターンの代表である。バー=1分。FIG. 17 is a graphical representation showing the movement of intracellular Ca 2+ drawn by neomycin or protamine in bovine parathyroid cells. In all figures, the starting [Ca 2+ ] and [Mg 2+ ] were 0.5 and 1 mM, respectively. In diagrams (a) and (b), the Ca 2+ and Mg 2+ concentrations increased from 0.5 and 1 mM to 2 and 8 mM, respectively. In other figures, (c) through (i) were added to indicate neomycin B (30 μM) or protamine (1 ug / ml). La 3+ (1 μM), EGTA (1 mM) or iomycin (100 nM) was added as indicated. Each graphic is representative of the pattern seen in 5 or more tests using at least 3 different cell preparations. Bar = 1 minute. 図18は、ウシ上皮小体細胞においてネオマイシンBが一過性をブロックするが細胞外Ca2+により惹起される[Ca2+iの定常状態増加をブロックしないことを示すグラフ表現である。左コントロール:[Ca2+]は開始が0.5mMでネオマイシンB(30μM)の添加前に各用いた矢じり形で0.5mM増加にて増した。右:ネオマイシンB(30μM)を[Ca2+]前に加えた。バー=1分。FIG. 18 is a graphical representation showing that neomycin B blocks transiently in bovine parathyroid cells but does not block the steady state increase of [Ca 2+ ] i caused by extracellular Ca 2+ . Left control: [Ca 2+ ] started at 0.5 mM and increased in 0.5 mM increments with each arrowhead used before addition of neomycin B (30 μM). Right: Neomycin B (30 μM) was added before [Ca 2+ ]. Bar = 1 minute. 図19は、ネオマイシンB又はプロタミンが[Ca2+iの増加を誘引する濃度でPTH分泌を阻害することを示すグラフ表現である。細胞は示される濃度の有機ポリカチオンと30分間インキュベートした。中空の印:コントロールは0.5(円)又は2mM(ひし形)の細胞外Ca2+の存在でPTH分泌に反応する。[Ca2+iの値はひし形印である。ウシ細胞をプロタミンによる実験に用い、ヒト(アデノーマ)上皮小体細胞をネオマイシンBによる実験に用いた。各点は3回の実験の平均±SEMである。FIG. 19 is a graphical representation showing that neomycin B or protamine inhibits PTH secretion at concentrations that induce an increase in [Ca 2+ ] i . Cells were incubated for 30 minutes with the indicated concentrations of organic polycations. Hollow mark: the control responds to PTH secretion in the presence of 0.5 (circle) or 2 mM (diamond) extracellular Ca 2+ . The value of [Ca 2+ ] i is a diamond mark. Bovine cells were used for experiments with protamine, and human (adenoma) parathyroid cells were used for experiments with neomycin B. Each point is the mean ± SEM of 3 experiments. 図20は、ウシ上皮小体細胞においてスペルミンにより惹起されるサイトゾルCa2+一過性へのPMAの選択的阻害効果を示すグラフ表現である。開始[Ca2+]は0.5mMであった:スペルミン(200μM)又はATP(50μM)は示されるように加えた。バー=1分。FIG. 20 is a graphical representation showing the selective inhibitory effect of PMA on cytosolic Ca 2+ transients induced by spermine in bovine parathyroid cells. The starting [Ca 2+ ] was 0.5 mM: Spermine (200 μM) or ATP (50 μM) was added as indicated. Bar = 1 minute. 図21は、ウシ上皮小体細胞においてPMAが[Ca2+iの細胞外Ca2+−及びネオマイシンB−誘発増加についての濃度−反応曲線を右にシフトすることを示すグラフ表現である。細胞は、[Ca2+]増加前、又は示されるようにネオマイシンBを添加する前に1分間PMAで前処理した。各点は3ないし5回実験の平均±SEMである。FIG. 21 is a graphical representation showing that PMA shifts the concentration-response curve to the right for extracellular Ca 2 + -and neomycin B-induced increases in [Ca 2+ ] i in bovine parathyroid cells. Cells were pretreated with PMA for 1 min before [Ca 2+ ] increase or before adding neomycin B as indicated. Each point is the mean ± SEM of 3-5 experiments. 図22は、PMAがPTH分泌の細胞外Ca2+−及びスペルミン−誘発阻害についての濃度−反応曲線を右にシフトすることを示すグラフ表現である。細胞は、100nM PMAの存在下(黒ぬり円)又は不存在下(中空円)に30分間示された[Ca2+]及びスペルミンとインキュベートした。各点は、3回の実験の平均±SEMである。FIG. 22 is a graphical representation showing that PMA shifts the concentration-response curve to the right for extracellular Ca 2 + -and spermine-induced inhibition of PTH secretion. Cells were incubated with [Ca 2+ ] and spermine indicated for 30 minutes in the presence (black circles) or absence (hollow circles) in the presence of 100 nM PMA. Each point is the mean ± SEM of 3 experiments. 図23は、プロタミンがイノシトールリン酸エステルの形成を増幅することを示すグラフ表現である。上皮小体細胞は4uCi/ml 3H−myo−イノシトールを含む培養培地中、一夜インキュベートし、洗浄し、示される濃度のプロタミンと37℃でインキュベートした。30秒後、CHCl3:MeOH:HClの添加により反応を停止させ、IP1(円)及びIP3(三角形)をアニオン交換クロマトグラフィにより分離した。FIG. 23 is a graphical representation showing that protamine amplifies the formation of inositol phosphates. Parathyroid cells were incubated overnight in culture medium containing 4 uCi / ml 3 H-myo-inositol, washed and incubated at 37 ° C. with the indicated concentration of protamine. After 30 seconds, the reaction was stopped by the addition of CHCl 3 : MeOH: HCl and IP 1 (circle) and IP 3 (triangle) were separated by anion exchange chromatography. 図24は、ウシ上皮小体細胞においてPMAが細胞外Ca2+又はスペルミンにより引き出されるIP1の形成を減ずることを示すグラフ表現である。 3H−myo−イノシトール−標識細胞は、反応を停止し、アニオン交換クロマトグラフィによりIP1を分離する前に、30秒間示された[Ca2+]又はスペルミンに暴露した。ハッチ(hatched)カラム:細胞は[Ca2+]増加又はスペルミン添加前、5分間PMA(100nM)で前処理した。各値は、それぞれ3回実施した2つの実験の平均である。FIG. 24 is a graphical representation showing that PMA reduces the formation of IP 1 drawn by extracellular Ca 2+ or spermine in bovine parathyroid cells. 3 H-myo-inositol-labeled cells were exposed to [Ca 2+ ] or spermine as indicated for 30 seconds before stopping the reaction and separating IP 1 by anion exchange chromatography. Hatched column: Cells were pretreated with PMA (100 nM) for 5 min before [Ca 2+ ] increase or spermine addition. Each value is the average of two experiments performed in triplicate. 図25は、ヒト(アデノーマ)上皮小体細胞でのネオマイシンBにより惹起される[Ca2+iの一時的及び持続増加を示すグラフ表現である。[Ca2+]は0.5mMであった。(a)ネオマイシンB(10μM)により惹起される[Ca2+iの持続増加はLa3+により減じた。(b)ネオマイシンBにより引き出される[Ca2+iの一時的増加はLa3+により影響されなかった。(c)[Ca2+iの一時的増加は細胞外Ca2+の不存在で持続した。FIG. 25 is a graphical representation showing the transient and sustained increase in [Ca 2+ ] i induced by neomycin B in human (adenoma) parathyroid cells. [Ca 2+ ] was 0.5 mM. (A) The sustained increase in [Ca 2+ ] i induced by neomycin B (10 μM) was reduced by La 3+ . (B) The temporary increase in [Ca 2+ ] i elicited by neomycin B was not affected by La 3+ . (C) The temporary increase in [Ca 2+ ] i persisted in the absence of extracellular Ca 2+ . 図26は、ネオマイシンBがCa2+レセプターを発現するアフリカツメガエル細胞で振動増幅Cl-電流を誘引することを示すグラフ表現である。卵母細胞から上部図形、ヒト(増殖性)上皮小体細胞ポリ(A)+ −mRNA注射後3日。卵母細胞から下部図形、水注射。ネオマイシンBは5つの水注射卵母細胞で反応を惹起せず、カルバコールは示されるように反応を惹起した。両図形で、保有電位は−76mVであった。FIG. 26 is a graphical representation showing that neomycin B induces vibrationally amplified Cl currents in Xenopus cells expressing the Ca 2+ receptor. Top view from oocyte, 3 days after injection of human (proliferative) parathyroid cell poly (A) + -mRNA. Bottom shape from oocyte, water injection. Neomycin B did not elicit responses in 5 water-injected oocytes, and carbachol elicited responses as indicated. In both figures, the holding potential was -76 mV. 図27は、ネオマイシンBがC−細胞で基本又は誘引増加に影響しないことを示すグラフ表現である。コントロール、左図形:フラー2−を与えたrMTC6−23細胞は、[Ca2+]を3mMに増加する前に、1mMCa2+を含む緩衝液にまず浸漬した。右図形:5mMネオマイシンBによる前処理。FIG. 27 is a graphical representation showing that neomycin B does not affect basal or attraction increase in C-cells. Control, left figure: Fuller rMTC6-23 cells gave 2-, before increasing to 3mM the [Ca 2+], were first immersed in buffer containing 1mMCa 2+. Right figure: Pretreatment with 5 mM neomycin B. 図28は、細胞外Ca2+がラット破骨細胞で[Ca2+iの増加を誘引することを示すグラフ表現である。インド−1を与え、示された[Ca2+]を含む緩衝液で示された時間(バー)過融解した単一ラット破骨細胞でのミクロ蛍光定量。正常緩衝液は、バーの間で過融解し、1mM Ca2+を含有した。FIG. 28 is a graphical representation showing that extracellular Ca 2+ induces an increase in [Ca 2+ ] i in rat osteoclasts. Microfluorescence quantification in single rat osteoclasts given India-1 and overmelted for the indicated time (bar) with the indicated buffer containing [Ca 2+ ]. Normal buffer overmelted between the bars and contained 1 mM Ca 2+ . 図29は、スペルミン又はネオマイシンBがラット破骨細胞で[Ca2+iの増加を誘引しないことを示すグラフ表現である。インド−1−を与えた破骨細胞は示された濃度のスペルミン又はネオマイシンB(中空バー)のみで又は20mM Ca2+と共に(黒ぬりバー)過融解した。FIG. 29 is a graphical representation showing that spermine or neomycin B does not induce an increase in [Ca 2+ ] i in rat osteoclasts. Osteoclasts given India-1- were overmelted with the indicated concentrations of spermine or neomycin B (hollow bars) alone or with 20 mM Ca 2+ (black bars). 図30は、ウシ上皮小体細胞での[Ca2+iへのアルギオトキシン(図でアルギオピンとして示す、構造も図1−6に示す)659及びアルギオトキシン636の特異的効果を示すグラフ表現である。開始[Ca2+]は0.5mMで、示されたところで(右図形)1.5mMに増加した。示されたところでアルギオトキシン659(3μM)又はアルギオトキシン636(400μM)を加えた。FIG. 30 shows the specific effects of argiotoxin (shown as algiopine in the figure, the structure is also shown in FIG. 1-6) 659 and argiotoxin 636 on [Ca 2+ ] i in bovine parathyroid cells. It is a graph representation. The starting [Ca 2+ ] was 0.5 mM and increased to 1.5 mM where indicated (right graphic). Where indicated, Argiotoxin 659 (3 μM) or Argiotoxin 636 (400 μM) was added. 図31は、細胞外Mg2+又はGd3+がウシ上皮小体細胞ポリ(A)+ −mRNAを注射したアフリカツメガエル卵母細胞でのCl-電流を振動増幅することを示すグラフ表現である。図形(a)において、細胞外Ca2+の濃度は<1μMで、図形(b)では0.7mMであった。図形(c)は、物質Kとの過融解は反応を誘引するけれども、細胞外Mg2+は、物質Kレセプターに対し、mRNAだけを注射した卵母細胞で反応を惹起しないことを示す。保有電位は−70ないし−80mVであった。FIG. 31 is a graphical representation showing that extracellular Mg 2+ or Gd 3+ vibrationally amplifies Cl current in Xenopus oocytes injected with bovine parathyroid poly (A) + -mRNA. . In figure (a), the concentration of extracellular Ca 2+ was <1 μM and in figure (b) it was 0.7 mM. Figure (c) shows that extracellular Mg 2+ does not elicit a response to substance K receptors in oocytes injected only with mRNA, although overmelting with substance K induces the reaction. The holding potential was -70 to -80 mV. 図32は、細胞外Ca2+が、ヒト(増殖性)上皮小体細胞ポリ(A)+ −mRNAを注射したアフリカツメガエル卵母細胞でのCl- コンダクタンスの振動増幅を惹起することを示すグラフ表現である。卵母細胞は、50ngポリ(A)+ −mRNAの注射後3日に細胞外Ca2+に対する反応性を試験した。保有電位は−80mVであった。FIG. 32 is a graph showing that extracellular Ca 2+ causes vibrational amplification of Cl conductance in Xenopus oocytes injected with human (proliferating) parathyroid poly (A) + -mRNA. Is an expression. Oocytes were tested for reactivity to extracellular Ca 2+ 3 days after injection of 50 ng poly (A) + -mRNA. The holding potential was −80 mV. 図33は、ブドムンキアミンにより惹起されたウシ上皮小体細胞での細胞内Ca2+の移動を示すグラフ表現である。ブドムンキアミン(300μM、構造も示す)を示したところに加えた。FIG. 33 is a graphical representation showing the movement of intracellular Ca 2+ in bovine parathyroid cells induced by budomunkyamine. Budmunkyamine (300 μM, also showing structure) was added where indicated. 図34は、上皮小体細胞の細胞内Ca2+を移動する能力が立体特異性であることを示すグラフ表現である。フラ−2を与えたウシ上皮小体細胞は、示された濃度の各分子の添加前に、0.5mM細胞外Ca2+を含む緩衝液にまず懸濁させた。FIG. 34 is a graphical representation showing that the ability of parathyroid cells to migrate intracellular Ca 2+ is stereospecific. Bovine parathyroid cells fed with hula-2 were first suspended in a buffer containing 0.5 mM extracellular Ca 2+ prior to the addition of the indicated concentrations of each molecule. 図35は、破骨細胞の[Ca2+iへのLa3+の影響を示すグラフ表現である。インド−1を与えた単一ラット破骨細胞からの代表図形を示す。低濃度で、La3+は、細胞外Ca2+により惹起された[Ca2+iの増加を部分的にブロックする。FIG. 35 is a graphical representation showing the effect of La 3+ on [Ca 2+ ] i of osteoclasts. A representative figure from a single rat osteoclast fed with India-1 is shown. At low concentrations, La 3+ partially blocks the increase in [Ca 2+ ] i caused by extracellular Ca 2+ . 図36は、ラット破骨細胞での細胞外Mn2+により惹起された細胞内Ca2+の移動を示すグラフ表現である。細胞外Mn2+は、細胞外Ca2+の不存在で持続する(図37)[Ca2+iの濃度依存増加を誘引する(図36)。FIG. 36 is a graphical representation showing the movement of intracellular Ca 2+ induced by extracellular Mn 2+ in rat osteoclasts. Extracellular Mn 2+ persists in the absence of extracellular Ca 2+ (FIG. 37) and induces a concentration-dependent increase in [Ca 2+ ] i (FIG. 36). 図37は、ラット破骨細胞での細胞外Mn2+により惹起された細胞内Ca2+の移動を示すグラフ表現である。細胞外Mn2+は、細胞外Ca2+の不存在で持続する(図37)[Ca2+iの濃度依存増加を誘引する(図36)。FIG. 37 is a graphical representation showing the movement of intracellular Ca 2+ induced by extracellular Mn 2+ in rat osteoclasts. Extracellular Mn 2+ persists in the absence of extracellular Ca 2+ (FIG. 37) and induces a concentration-dependent increase in [Ca 2+ ] i (FIG. 36). 図38は、NPS449(図65参照)と名付けられた分子により惹起されたラット破骨細胞での[Ca2+iの移動を示すグラフ表現である。インド−1を与えた分離ラット破骨細胞は、1mM細胞外CaCl2の存在(図38)又は不存在(図39)で、示された濃度のNPS449と過融解した。FIG. 38 is a graphical representation showing the movement of [Ca 2+ ] i in rat osteoclasts induced by a molecule named NPS449 (see FIG. 65). Isolated rat osteoclasts fed with Indo-1 overmelted with the indicated concentrations of NPS449 in the presence (FIG. 38) or absence (FIG. 39) of 1 mM extracellular CaCl 2 . 図39は、NPS449(図65参照)と名付けられた分子により惹起されたラット破骨細胞での[Ca2+iの移動を示すグラフ表現である。インド−1を与えた分離ラット破骨細胞は、1mM細胞外CaCl2の存在(図38)又は不存在(図39)で、示された濃度のNPS449と過融解した。FIG. 39 is a graphical representation showing the movement of [Ca 2+ ] i in rat osteoclasts induced by a molecule named NPS449 (see FIG. 65). Isolated rat osteoclasts fed with Indo-1 overmelted with the indicated concentrations of NPS449 in the presence (FIG. 38) or absence (FIG. 39) of 1 mM extracellular CaCl 2 . 図40は、NPS019(図1−6参照)により誘引されたC−細胞での細胞内Ca2+の移動を示すグラフ表現である。rMTC6−23細胞はフラ−2を与え、0.5mM[Ca2+]を含む緩衝液に浸漬した。示されたところで、NPS019を10μMの最終濃度まで加えた。代表的図形は、NPS019により惹起された[Ca2+iの一時的増加がLa3+による阻害に抵抗性であり(中央図形)、細胞外Ca2+の不存在で持続する(右図形)ことを示す。FIG. 40 is a graphical representation showing the movement of intracellular Ca 2+ in C-cells attracted by NPS019 (see FIGS. 1-6). rMTC6-23 cells were given fura-2 and soaked in a buffer containing 0.5 mM [Ca 2+ ]. Where indicated, NPS019 was added to a final concentration of 10 μM. The representative figure shows that the temporary increase of [Ca 2+ ] i induced by NPS019 is resistant to inhibition by La 3+ (center figure) and persists in the absence of extracellular Ca 2+ (right figure). ) 図41は、NPS456(図44−63)がウシ上皮小体細胞ポリ(A)+ −mRNAを注射していたアフリカツメガエル卵母細胞でのCl- 流の振動増幅を誘引することを示すグラフ表現である。FIG. 41 is a graphical representation showing that NPS456 (FIGS. 44-63) induces vibrational amplification of Cl currents in Xenopus oocytes that had been injected with bovine parathyroid poly (A) + -mRNA. It is. 図42は、細胞外Ca2+が、ヒト破骨細胞mRNAを注射していたアフリカツメガエル卵母細胞でのCl- 流の振動増幅を誘引することを示すグラフ表現である。卵母細胞は、50ngの全ポリ(A)+ mRNAの注射後、3日に細胞外Ca2+の反応性を試験した。FIG. 42 is a graphical representation showing that extracellular Ca 2+ induces vibrational amplification of Cl flow in Xenopus oocytes that had been injected with human osteoclast mRNA. The oocytes were tested for extracellular Ca 2+ reactivity 3 days after injection of 50 ng of total poly (A) + mRNA. 図43は、上皮小体細胞Ca2+レセプターが2.5−3.5kbの大きさの範囲でmRNAにより暗号化されることを示すグラフ表現である。ウシ上皮小体細胞ポリ(A)+ −mRNAは変性グリセロール勾配でサイズ分画し、10分画にプールした。各分画を別々にアフリカツメガエル卵母細胞に注射した(50ng/分画)。3日後、卵母細胞は、Cl-電流の振動増幅による細胞外Ca2+への応答能力について試験した。FIG. 43 is a graphical representation showing that the parathyroid cell Ca 2+ receptor is encoded by mRNA in the 2.5-3.5 kb size range. Bovine parathyroid poly (A) + -mRNA was size fractionated with a denatured glycerol gradient and pooled into 10 fractions. Each fraction was injected separately into Xenopus oocytes (50 ng / fraction). After 3 days, the oocytes, Cl - were tested for ability to respond to extracellular Ca 2+ by vibration amplifying current. 図44は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 44 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing the family of molecules that were produced and screened to find useful molecules of the invention. 図45は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 45 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing the family of molecules that were produced and screened to find useful molecules of the invention. 図46は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 46 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing the family of molecules produced and screened to find useful molecules of the invention. 図47は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 47 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図48は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 48 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図49は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 49 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that were produced and screened to find useful molecules of the invention. 図50は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 50 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine, showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図51は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 51 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図52は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 52 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図53は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 53 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図54は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 54 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図55は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 55 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing the family of molecules that were produced and screened to find useful molecules of the invention. 図56は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 56 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図57は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 57 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図58は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 58 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図59は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 59 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図60は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 60 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図61は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 61 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that have been produced and screened to find useful molecules of the invention. 図62は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 62 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing the family of molecules that were produced and screened to find useful molecules of the invention. 図63は、本発明の有用な分子を見出すために製造されスクリーンされた分子の族を示す、ジフェニルプロピル−α−フェネチルアミンから誘導された分子の化学構造を示す。FIG. 63 shows the chemical structure of a molecule derived from diphenylpropyl-α-phenethylamine showing a family of molecules that were produced and screened to find useful molecules of the invention. 図64は、NPS021がウシ上皮小体細胞での[Ca2+iへの細胞外Ca2+の効果をブロックするカルシウム拮抗化合物であることを示すグラフ表現である。細胞は、0.5mM CaCl2を含む緩衝液に浸漬し、示されるところで[Ca2+]を最終2mMまで増加した(左図形)。NPS021(200μM)の添加は[Ca2+]に変化を起こさなかったが、細胞外Ca2+により惹起された[Ca2+iの増加を阻止した(右図形)。FIG. 64 is a graphical representation showing that NPS021 is a calcium antagonist compound that blocks the effect of extracellular Ca 2+ on [Ca 2+ ] i in bovine parathyroid cells. Cells were immersed in a buffer containing 0.5 mM CaCl 2 and [Ca 2+ ] was increased to a final 2 mM where indicated (left graphic). Addition of NPS021 (200 μM) did not change [Ca 2+ ], but prevented the increase of [Ca 2+ ] i induced by extracellular Ca 2+ (right figure). 図65は、NPS [R,S]−467に対するインビボCa2+反応を示すグラフである。FIG. 65 is a graph showing the in vivo Ca 2+ response to NPS [R, S] -467. 図66は、NPS [R,S]−467に対するインビボPTH反応を示すグラフである。FIG. 66 is a graph showing the in vivo PTH response to NPS [R, S] -467. 図67は、25mg/kgNPS [R,S]−467に対するインビボCa2+反応を示すグラフである。FIG. 67 is a graph showing the in vivo Ca 2+ response to 25 mg / kg NPS [R, S] -467. 図68はNPS467の異なる鏡像体に対する牡牛上皮小体細胞における[Ca2+iのインビボ反応を示すグラフである。FIG. 68 is a graph showing the in vivo response of [Ca 2+ ] i in bull parathyroid cells to different enantiomers of NPS467. 図69はNPS467の異なる鏡像体に対するラットにおける血清Ca2+のインビボ反応を示すグラフである。FIG. 69 is a graph showing the in vivo response of serum Ca 2+ in rats to different enantiomers of NPS467. 図70は、図44−63に記載されたフェンジリン又はフェンジリン類似体又は誘導体の製造のための反応式およびNPS467の合成のための反応式を描く。FIG. 70 depicts a reaction scheme for the preparation of fendiline or fendiline analogs or derivatives described in FIGS. 44-63 and for the synthesis of NPS467. 図71は、NPS467が、経口投与すると、血清イオン化カルシウムを低下することを示す用量反応曲線を描く。FIG. 71 depicts a dose response curve showing that NPS467 reduces serum ionized calcium when administered orally. 図72は、受託番号ATCC75416としてATCCに寄託されたBoPCaR 1を含有するプラスミドの制限地図である。FIG. 72 is a restriction map of a plasmid containing BoPCaR 1 deposited with ATCC under accession number ATCC75416. 図73は、BoPCaR 1の制限地図である。FIG. 73 is a restriction map of BoPCaR 1. 図74は、配列されたBoPCaR 1の2.2Kbフラグメントに対応する(約90%の正確度)ヌクレオチド配列である。FIG. 74 is a nucleotide sequence corresponding to an aligned BoPCaR 1 2.2 Kb fragment (approximately 90% accuracy).

Claims (5)

ウシ上皮小体に由来し、アフリカツメガエル卵母細胞上で発現させたときにカルシウムレセプターとして機能することができる蛋白質をコードし、かつ以下の制限地図:

を有するcDNAの相補物に高い厳密度条件下でハイブリダイズする核酸分子。
The following restriction map, which encodes a protein derived from bovine parathyroid bodies and capable of functioning as a calcium receptor when expressed on Xenopus oocytes:

A nucleic acid molecule that hybridizes under high stringency conditions to a cDNA complement having
ウシ上皮小体に由来するcDNAは、受託番号ATCC75416として寄託されているプラスミドpSPORT1に含まれるcDNA挿入物の核酸配列を有する、請求項1記載の核酸分子。   The nucleic acid molecule according to claim 1, wherein the cDNA derived from bovine epithelium has the nucleic acid sequence of the cDNA insert contained in plasmid pSPORT1 deposited under accession number ATCC75416. 組換え核酸分子である、請求項1または2に記載の核酸分子。   The nucleic acid molecule according to claim 1 or 2, which is a recombinant nucleic acid molecule. ゲノムDNAである、請求項1または2に記載の核酸分子。   The nucleic acid molecule according to claim 1 or 2, which is genomic DNA. cDNAである、請求項1または2に記載の核酸分子。   The nucleic acid molecule according to claim 1 or 2, which is cDNA.
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