JP4474496B2 - IgA腎症関連DNA - Google Patents

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健志 柴田
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Description

技術分野
本発明は、健常人の白血球と比較してIgA腎症患者の白血球で発現が変動する新規DNA、該DNAの取得方法、該DNAによりコードされる新規蛋白質、該蛋白質を認識する抗体、該蛋白質および該DNAの検出方法、ならびにIgA腎症の診断および治療法に関する。
背景技術
IgA腎症とは、血中由来と考えられるIgA免疫複合体が腎臓の糸球体内に沈着することを特徴とする慢性糸球体腎炎である。日本では原発性腎疾患の30%以上を占め、単一の腎疾患としては最も多く、そのうちの15〜30%は予後不良で腎不全へ移行する。しかしながら、IgA腎症の疾患の原因はまだ不明であるため、根本的な治療法はない。また、IgA腎症の確定診断は、腎臓の一部を生検し、メサンギウムにおけるIgA免疫複合体の沈着を免疫学的染色により確認する方法であるため、患者への負担は大きい。
約50%のIgA腎症の患者において血中IgAの値が高いことが報告されている[ディジージズ・オブ・ザ・キドニー(Diseases of the Kidney)第5版(1993)、ネフロン(Nephron),29,170(1981)]。血液中のIgAの産生はB細胞が、その産生の制御はT細胞が担っているといわれており、また、IgA患者の末梢T細胞において、サイトカインであるインターロイキン4、インターロイキン5、インターロイキン6あるいはTGF−β(transforming growth factor−β)の産生が健常人に比べて高いという報告[クリニカル・アンド・エクスペリメンタル・イムノロジー(Clinical & Experimental Immuonlogy),103,125(1996)、キドニー・インターナショナル(Kidney International),46,862(1994)〕、末梢リンパ球において、インテグリンであるVLA(very late activation)−4およびVLA−5がより強く活性化しているという報告〔ネフロロジー、ダイアリシス、トランスプランテーション(Nephrology,Dialysis,Transplantation),10,1342(1995)〕がなされている。これらのことから、IgA腎症は免疫系の異常によりIgAの産生が過剰となり、血液中のIgA免疫複合体が糸球体に沈着し、それによる補体系の活性化等が糸球体の障害に影響を及ぼしていると考えられているが、IgA腎症の原因についての報告はこれまでのところない。
発明の開示
IgA腎症の疾患原因の解明、治療あるいは患者に負担のかからない診断が望まれている。
IgA腎症に関与する新規DNA、該DNAの取得方法、IgA腎症に関与する新規蛋白質、該蛋白質の製造方法、該蛋白質を認識する抗体、および該蛋白質あるいは上記DNA、蛋白質、抗体を用いた治療薬・診断薬が望まれている。
本発明はこれらの課題に対し有用である。
本発明は、以下(1)〜(21)に関する。
(1)配列番号1〜33および配列番号41〜44で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するIgA腎症関連DNAまたは該DNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
(2)配列番号1〜33で表される塩基配列から選ばれる塩基配列中の連続した5〜60残基と同じ配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA。
(3)配列番号45〜106で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNA。
(4)上記(1)、(2)または(3)のDNAを用いる、IgA腎症関連遺伝子のmRNAを検出する方法。
(5)上記(1)、(2)または(3)のDNAを含む、IgA腎症診断薬。
(6)上記(2)または(3)のDNAを用いる、IgA腎症関連遺伝子の転写またはIgA腎症関連遺伝子のmRNAの翻訳を抑制する方法。
(7)上記(2)または(3)のDNAを含む、IgA腎症治療薬。
(8)ディファレンシャル・ディスプレイ法を用い、IgA腎症患者白血球よりIgA腎症関連DNAを取得する方法。
(9)配列番号34〜40で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質、または該蛋白質の有するアミノ酸配列とは1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加したアミノ酸配列からなり、かつIgA腎症に関連する活性を有する蛋白質。
(10)上記(9)の蛋白質をコードするDNA。
(11)上記(10)のDNAをベクターに組み込んで得られる組換え体DNA。
(12)上記(11)の組換え体DNAを宿主細胞に導入して得られる形質転換体。
(13)上記(12)の形質転換体を培地に培養し、培養物中に上記(9)の蛋白質を生成蓄積させ、該培養物から該蛋白質を採取することを特徴とする蛋白質の製造方法。
(14)上記(9)の蛋白質を認識する抗体。
(15)上記(14)の抗体を用いる、上記(9)の蛋白質の免疫学的検出方法。
(16)上記(14)の抗体を含有する、IgA腎症の診断薬。
(17)上記(14)の抗体を含有する、IgA腎症の治療薬。
(18)上記(1)、(2)または(3)のDNAおよび診断に許容される担体からなる組成物。
(19)上記(1)または(3)のDNAおよび薬理学的に許容される担体からなる組成物。
(20)上記(14)の抗体および診断に許容される担体からなる組成物。
(21)上記(14)の抗体および薬理学的に許容される担体からなる組成物。
本発明のDNAはIgA腎症関連DNAであり、例えば、配列番号1〜33および配列番号41〜44で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNA、および、該DNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAをあげることができる。
配列番号1〜33および配列番号41〜44で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNAと、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとは、配列番号1〜33および配列番号41〜44で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNAをプローブとして、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAを意味し、具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のDNAを固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0Mの塩化ナトリウム存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2倍濃度のSSC溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mM 塩化ナトリウム、15mM クエン酸ナトリウムよりなる)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNAをあげることができる。
ハイブリダイゼーションは、Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Second Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989)(以下、モレキュラー・クローニング 第2版と略す)、Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons(1987−1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)、DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University(1995)等に記載されている方法に準じて行うことができる。ハイブリダイズ可能なDNAとして具体的には、配列番号1〜33および配列番号41〜44で表される塩基配列から選ばれる塩基配列と少なくとも60%以上の相同性を有するDNA、好ましくは80%以上の相同性を有するDNA、更に好ましくは95%以上の相同性を有するDNAをあげることができる。
更に、本発明のDNAとして、IgA腎症関連DNAの一部の配列を有するオリゴヌクレオチドおよびアンチセンス・オリゴヌクレオチドも含まれる。
該オリゴヌクレオチドとして、例えば、配列番号1〜33および配列番号41〜44で表される塩基配列から選ばれる塩基配列中の連続した5〜60残基、好ましくは10〜50残基の塩基配列と同じ配列を有するオリゴヌクレオチドをあげることができ、アンチセンス・オリゴヌクレオチドとして、例えば、該オリゴヌクレオチドのアンチセンス・オリゴヌクレオチドをあげることができる。該オリゴヌクレオチドとして、例えば、配列番号45〜106で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをあげることができる。
本発明の蛋白質として、IgA腎症に関連する活性を有する蛋白質をあげることができ、具体的には、配列番号34〜40で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質、または該蛋白質の有するアミノ酸配列とは1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加したアミノ酸配列からなり、かつIgA腎症に関連する活性を有する蛋白質をあげることができる。
配列番号34〜40で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質のアミノ酸配列とは1以上のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加したアミノ酸配列からなり、かつIgA腎症に関連する活性を有する蛋白質は、モレキュラー・クローニング 第2版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Nucleic Acids Research,10,6487(1982)、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,79,6409(1982)、Gene,34,315(1985)、Nucleic Acids Research,13,4431(1985)、Proc.Natl.Acad.Sci USA,82,488(1985)等に記載の方法に準じて調製することができる。欠失、置換もしくは付加されるアミノ酸の数は特に限定されないが、1個から数十個、特に1個から数個のアミノ酸であることが好ましい。また、本発明のポリペプチドがIgA腎症に関連する活性を有するためには、配列番号34〜40で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質のアミノ酸配列と少なくとも60%以上、通常は80%以上、特に95%以上の相同性を有していることが好ましい。
本発明の抗体は、上述の蛋白質を認識する抗体をあげることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
1.IgA腎症関連DNAの調製
IgA腎症患者および健常人の白血球におけるmRNAの発現量の差異に注目し、ディファレンシャル・ディスプレイ法〔FEBS Letters,351,231(1994)〕を利用し、IgA腎症関連DNAを取得する。即ち、細胞から抽出した全RNAあるいはmRNAと、各種プライマーとを用い、ポリメラーゼ・チェイン・リアクション(PCR)を行い、健常人の白血球に比べIgA腎症患者の白血球で、その発現量が顕著に増加あるいは減少する新規な遺伝子(以降IgA腎症関連遺伝子と呼ぶ)のcDNA増幅断片を取得する。
以下、該方法について述べる。
IgA腎症患者の白血球および健常人の白血球から全RNAあるいはmRNAを調製する。
全RNAを調製する方法としては、チオシアン酸グアニジン−トリフルオロ酢酸セシウム法〔Methods in Enzymol.,154,3(1987)〕等をあげることができる。
全RNAからポリ(A)RNAを調製する方法としては、オリゴ(dT)固定化セルロースカラム法(モレキュラー・クローニング 第2版)等をあげることができる。
更に、ファースト・トラック・mRNA・アイソレーション・キット〔Fast Track mRNA Isolation Kit;インビトロジェン(Invitorgen)社製〕、クイック・プレップ・mRNA・ピュリフィケーション・キット(Quick Prep mRNA Purification Kit;ファルマシア社製)等のキットを用いてmRNAを調製することもできる。
IgA腎症患者の白血球および健常人の白血球から上記方法により抽出したRNAから、アンカープライマーを用いて常法によりcDNAを合成し、該cDNAに対して5’末端を蛍光標識したアンカープライマーと任意のプライマーを用いてPCRを行い、cDNAを増幅する。
アンカープライマーとは、mRNAの3’末端ポリA配列に会合する、オリゴdT配列の3’末端に、チミジンを除くアデニン、グアニンあるいはシトシンのオリゴヌクレオチドを付加したプライマーであり、パーキン・エルマー(Perkin−Elmer)社製のDNA合成機モデル(model)392等を用いて合成することができる。
任意のプライマーとしては、多種類のcDNAの配列に対して増幅し、かつ一度の反応で多数のDNA増幅断片を得ることができるオリゴヌクレオチドのことであり、オペロン・テクノロジーズ(Operon Technologies)社製のOPD−1〜20、OPE−1〜20、OPV−1〜20等をあげることができる。任意プライマーは10塩基程度の長さのものが好ましい。
PCRにより増幅された上記各々のDNAを、ポリアクリルアミドゲルで電気泳動し、それぞれについて、得られたバンドの蛍光量をフルオロイメージャー(モレキュラー・ダイナミックス社製)を用いて測定する。
各々のバンドの蛍光量を比較し、IgA腎症患者および健常人とで蛍光量の変動しているバンドの位置に相当する領域のゲルを切り出し、ゲルに含まれるDNA断片をPCRにより増幅する。
該増幅DNA断片をそのままあるいはDNAポリメラーゼで末端を平滑化後、常法によりベクターに組み込み、通常用いられる塩基配列解析方法、例えばサンガー(Sanger)らのジデオキシ法〔Proc.Natl,Acad.Sci.USA,74,5463(1977)〕あるいは373A・DNAシークエンサー〔Perkin Elmer社製〕等の塩基配列分析装置を用いて分析することにより、該DNAの塩基配列を決定する。
該増幅DNA断片を組み込むベクターとしては、pBluescript KS(+)(Stratagene社製)、pDIRECT〔Nucleic Acids Research,18,6069(1990)〕、pCR−Script AmpSK(+)〔Stratagene社製、Strategies,,6264(1992)〕、pT7Blue〔Novagen社製〕、pCRII〔インビトロジェン社製、Biotechnology,,657(1991)〕、pCR−TRAP〔Genehunter社製〕、pNoTAT7(5’→3’社製)などをあげることができる。
このようにして決定された塩基配列の新規性は、blast等の相同性検索プログラムを用いて、GenBank、EMBLおよびDDBJなどの塩基配列データベースを検索することにより、データベース中の塩基配列と一致すると考えられるような明らかな相同性を示す塩基配列がないことにより確認できる。
このようにして得られた、IgA腎症関連遺伝子のcDNAの部分DNA断片として、例えば、配列番号8〜33および配列番号41〜44で表される塩基配列を有するDNA等をあげることができる。
上述の方法で得られたDNAが、IgA腎症関連mRNAに対応するcDNAの部分DNA断片であった場合には、上述の方法で得られたDNAを用いて、下記(1)または(2)の方法によりcDNA全長を得ることができる。
(1)cDNAライブラリーの利用
上記DNA断片をプローブとして、各種cDNAライブラリーを用いたハイブリダイゼーションによるスクリーニングを行うことにより、cDNA全長を得ることができる。
以下にcDNAライブラリーの作製法について述べる。
cDNAライブラリー作製法としては、モレキュラー・クローニング 第2版やカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University Press(1995)等に記載された方法、あるいは市販のキット、例えばスーパースクリプト・プラスミド・システム・フォー・cDNA・シンセシス・アンド・プラスミド・クローニング〔SuperScript Plasmid System for cDNA Synthesis and Plasmid Cloning;Gibco BRL社製〕やザップーcDNA・シンセシス・キット〔ZAP−cDNA Synthesis Kit、ストラタジーン社製〕を用いる方法などがあげられる。更に、市販のcDNAライブラリー、例えばLife Technologies社製のヒト白血球cDNAライブラリー等を利用することもできる。
cDNAライブラリーを作成するためのクローニングベクターとしては、大腸菌K12株中で自立複製できるものであれば、ファージベクター、プラスミッドベクター等いずれでも使用できる。具体的には、ZAP Express〔Stratagene社製、Strategies,,58(1992)〕、pBluescript II SK(+)〔Nucleic Acids Research,17,9494(1989)]、λ zap II(Stratagene社製)、λgt10、λ gt11〔DNA Cloning,A Practical Approach,,49(1985)〕、λ TriplEx(クローンテック社製)、λ BlueMid(クローンテック社製)、λExCell(ファルマシア社製)、pT7T318U(ファルマシア社製)、pcD2〔Mol.Cell.Biol.,,280(1983)〕、pUC18〔Gene,33,103(1985)〕等をあげることができる。
cDNAを組み込んだベクターを導入する大腸菌としては、大腸菌に属する微生物であればいずれでも用いることができる。具体的には、Escherichia coli XL1−Blue MRF〔Stratagene社製、Strategies,,81(1992)〕、Escherichia coli C600〔Genetics、39,440(1954)〕、Escherichia coli Y1088〔Science,222,778(1983)〕、Escherichia coli Y1090〔Science、 22,778(1983)〕、Escherichia coli NM522〔J.Mol.Biol.,166(1983)〕、Escherichia coli K802〔J.Mol.Biol.,16,118(1966)〕、Escherichia coli JM105〔Gene,38,275(1985)〕等を用いることができる。
cDNAライブラリーからのcDNAクローンの選択としては、アイソトープあるいはジゴキシゲニン(digoxigenin)標識したプローブを用いたコロニー・ハイブリダイゼーション法あるいはプラーク・ハイブリダイゼーション法(モレキュラー・クローニング 第2版)により選択することができる。
選択されたクローンより常法により目的とするDNAを取得することができる。
(2)上述の方法によりmRNAよりcDNAを合成し、該cDNAの両端にアダプターを付加し、このアダプターの塩基配列と増幅断片の塩基配列に基づいたプライマーでPCRを行う5’−RACE(rapid amplification of cDNA ends)および3’−RACE〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,8998(1988)〕により目的とするDNAを取得することができる。
これらの方法により取得されたDNAの塩基配列は、上述の塩基配列の決定法により決定することができる。該配列の新規性に関しても上述の方法により確認することができる。
上記のようにして取得された、新規な塩基配列を有するIgA腎症関連全長DNAとして、例えば、配列番号1〜7で表される塩基配列を有するDNA等をあげることができる。
以上のようにして、一旦IgA腎症関連全長DNAが取得されその塩基配列が決定された後は、塩基配列に基づいたプライマーを調製し、mRNAから合成したcDNAあるいはcDNAライブラリーを鋳型として、PCR法(PCR Protocols,Academic Press(1990)〕により目的とするDNAを取得することができる。また、決定されたDNAの塩基配列に基づいて、DNA合成機で化学合成することにより目的とするDNAを調製することもできる。DNA合成機としては、フォスフォアミダイト法を利用したパーキン・エルマー(Perkin−Elmer)社製のDNA合成機モデル(model)392等をあげることができる。
上述の方法で取得した本発明のDNAおよびDNA断片を用いて、モレキュラー・クローニング第2版等に記載の常法により、あるいは該DNAの塩基配列情報よりDNA合成機により、IgA腎症関連DNAの一部の配列を有するオリゴヌクレオチドおよびアンチセンス・オリゴヌクレオチドを調製することができる。
該オリゴヌクレオチドとしては、上記DNAの有する塩基配列中の連続した5〜60塩基と同じ配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNAをあげることができ、具体的には、配列番号1〜7で表される塩基配列中の連続した5〜60塩基と同じ配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNAをあげることができる。
センスプライマーおよびアンチセンスプライマーとして用いる場合には、両者の融解温度(Tm)および塩基数が極端に変わることのない上記記載のオリゴヌクレオチドが好ましい。具体的には、配列番号45〜106等に示された塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをあげることができる。
更に、これらオリゴヌクレオチドの誘導体(以下、誘導体オリゴヌクレオチドという)も本発明のオリゴヌクレオチドとして利用することができる。
該誘導体オリゴヌクレオチドとしては、オリゴヌクレオチド中のリン酸ジエステル結合がホスフォロチオエート結合に変換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のリン酸ジエステル結合がN3’−P5’ホスフォアミデート結合に変換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のリボースとリン酸ジエステル結合がペプチド核酸結合に変換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のウラシルがC−5プロピニルウラシルで置換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のウラシルがC−5チアゾールウラシルで置換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のシトシンがC−5プロピニルシトシンで置換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のシトシンがフェノキサジン修飾シトシン(phenoxazine−modified cytosine)で置換された誘導体オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチド中のリボースが2’−O−プロピルリボースで置換された誘導体オリゴヌクレオチド、あるいはオリゴヌクレオチド中のリボースが2’−メトキシエトキシリボースで置換された誘導体オリゴヌクレオチド等をあげることができる〔細胞工学,16,1463(1997)〕。
2.IgA腎症に関連する活性を有する蛋白質の製造
1.に記載の方法により取得したIgA腎症関全長DNAは、IgA腎症に関連する活性を有する蛋白質(以下、IgA腎症関連蛋白質と呼ぶ)をコードしている。
本発明のIgA腎症関連蛋白質は、モレキュラー・クローニング第2版やカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載された方法等を用い、例えば以下の方法により、上記IgA腎症関連遺伝子を宿主細胞中で発現させて、製造することができる。
全長cDNAをもとに、必要に応じて、該蛋白質をコードする部分を含む適当な長さのDNA断片(以下、IgA腎症蛋白質コードDNAと呼ぶ)を調製する。
また、必要に応じて、本発明の蛋白質をコードする部分の塩基配列を、宿主細胞の発現に最適なコドンとなるように塩基を置換したDNAを調製する。該DNAは本発明の蛋白質の効率的製造に有用である。
該DNA断片、あるいは全長cDNAを発現ベクター内のプロモーターの下流に挿入することにより、該蛋白質の発現プラスミドを造成する。
宿主細胞としては、細菌、酵母、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞等、目的とする遺伝子を発現できるものであればいずれも用いることができる。
発現ベクターとしては、上記宿主細胞において自立複製可能ないしは染色体中への組込みが可能で、IgA腎症蛋白質コードDNAを転写できる位置にプロモーターを含有しているものが用いられる。
細菌等を宿主細胞として用いる場合は、IgA腎症蛋白質コードDNA発現ベクターは該細菌中で自立複製可能であると同時に、プロモーター、リボソーム結合配列、IgA腎症蛋白質コードDNAおよび転写終結配列より構成された組換えベクターであることが好ましい。プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。
発現ベクターとしては、例えば、pBTrp2、pBTac1、pBTac2(いずれもベーリンガーマンハイム社より市販)、pKK233−2(Pharmacia社製)、pSE280(Invitrogen社製)、pGEMEX−1(Promega社製)、pQE−8(QIAGEN社製)、pKYP10(特開昭58−110600)、pKYP200〔Agric.Biol.Chem.,48,669(1984)〕、pLSAl〔Agric.Biol.Chem.,53,277(1989)〕、pGELl〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82,4306(1985)〕、pBluescript II SK(−)(Stratagene社製)、pTrs30〔Escherichia coli JM109/pTrS30(FERM BP−5407)より調製〕、pTrs32〔Escherichia coli JM109/pTrS32(FERM BP−5408)より調製〕、pGHA2〔Escherichia coli IGHA2(FERM B−400)より調製、特開昭60−221091〕、pGKA2〔Escherichia coli IGKA2(FERM BP−6798)より調製、特開昭60−221091〕、pTerm2(US4686191、US4939094、US5160735)、pSupex、pUB110、pTP5、pC194、pEG400〔J.Bacteriol,,172,2392(1990)〕、pGEX(Pharmacia社製)、pETシステム(Novagen社製)等を例示することができる。
プロモーターとしては、宿主細胞中で機能するものであればいかなるものでもよい。例えば、trpプロモーター(P trp)、lacプロモーター(P lac)、Pプロモーター、Pプロモーター、T7プロモーター等の大腸菌やファージ等に由来するプロモーター、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーター等をあげることができる。またP trpを2つ直列させたプロモーター(P trp x2)、trcプロモーター、letIプロモーター〔Genc,44,29(1986)〕、lacT7プロモーターのように人為的に設計改変されたプロモーター等も用いることができる。
リボソーム結合配列であるシャイン−ダルガノ(Shine−Dalgarno)配列と開始コドンとの間を適当な距離(例えば6〜18塩基)に調節したプラスミドを用いることが好ましい。
本発明のIgA腎症関連遺伝子の発現には転写終結配列は必ずしも必要ではないが、好適には構造遺伝子直下に転写終結配列を配置することが望ましい。
宿主細胞としては、エシェリヒア属、セラチア属、バチルス属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属、ミクロバクテリウム属、シュードモナス属等に属する微生物、例えば、Escherichia coli XL1−Blue、Escherichia coli XL2−Blue、Escherichia coli DH1、Escherichia coli MC1000、Escherichia coli KY3276、Escherichia coli W1485、Escherichia coli JM109、Escherichia coli HB101、Escherichia coli No.49、Escherichia coli W3110、Escherichia coli NY49、Escherichia coli GI698、Escherichia coli TB1、Serratia ficariaSerratia fonticolaSerratia liquefaciensSerratia marcescensBacillus subtilisBacillus amyloliquefacinesBrevibacterium ammoniagenesBrevibactcrium immariophilum ATCC14068、Brevibacterium saccharolyticum ATCC14066、Brevibacterium flavum ATCC14067、Brevibacterium lactofermentum ATCC13869、Corynebacterium glutamicum ATCC13032、Corynebacterium glutamicum ATCC13869、Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870、Microbacterium ammonia philum ATCC15354、Pseudomonas putidaPscudomonas sp.D−0110等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA.69,2110(1972)〕、プロトプラスト法(特開昭63−248394)、またはGene、17,107(1982)やMolecular & General Genetics,168,111(1979)に記載の方法等をあげることができる。
酵母を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、YEp13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)、YCp50(ATCC37419)、pHS19、pHS15等を例示することができる。
プロモーターとしては、酵母中で発現できるものであればいかなるものでもよく、例えば、ヘキソースキナーゼ等の解糖系の遺伝子のプロモーター、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーターgal 1プロモーター、gal 10プロモーター、ヒートショック蛋白質プロモーター、MFα1プロモーター、CUP 1プロモーター等をあげることができる。
宿主細胞としては、Saccharomyces属、Schizosaccharomyces属、Kluyveromyces属、Trichosporon属、Schwanniomyces属、Pichia属、Candida属等に属する微生物、例えば、Saccharomyces cerevisiaeSchizosaccharomyces pombeKluyveromyces lactisTrichosporon pullulansSchwanniomyces alluviusCandidautilis等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、酵母にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法〔Methods.Enzymol.,194,182(1990〕、スフェロプラスト法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)〕、酢酸リチウム法〔J.Bacteriol.,153,163(1983)〕、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)記載の方法等をあげることができる。
動物細胞を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、pcDNAI、pcDM8(フナコシ社製)、pAGE107〔特開平3−22979;Cytotechnology,,133,(1990)〕、pAS3−3(特開平2−227075)、pCDM8〔Nature,329,840,(1987)〕、pcDNAI/Amp(Invitrogen社製)、pREP4(Invitrogen社製)、pAGE103〔J.Biochem.,101,1307(1987)〕、pAGE210等を例示することができる。
プロモーターとしては、動物細胞中で機能するものであればいずれも用いることができ、例えば、サイトメガロウイルス(ヒトCMV)のIE(immediate early)遺伝子のプロモーター、SV40の初期プロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、SRαプロモーター等をあげることができる。また、ヒトCMVのIE遺伝子のエンハンサーをプロモーターと共に用いてもよい。
宿主細胞としては、ヒトの細胞であるナマルバ(Namalwa)細胞、サルの細胞であるCOS細胞、チャイニーズ・ハムスターの細胞であるCHO細胞、HBT5637(特開昭63−299)等をあげることができる。
動物細胞への組換えベクターの導入法としては、動物細胞にDNAを導入できるいかなる方法も用いることができ、例えば、エレクトロポーレーション法〔Cytotechnology,,133(1990)〕、リン酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,7413(1987)〕、Virology,52,456(1973)に記載の方法等を用いることができる。形質転換体の取得および培養は、特開平2−227075号公報あるいは特開平2−257891号公報に記載されている方法に準じて行なうことができる。
昆虫細胞を宿主として用いる場合には、例えばバキュロウイルス・エクスプレッション・ベクターズ,ア・ラボラトリー・マニュアル(Baculovirus Expression Vectors,A Laboratory Manual)、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Bio/Technology,,47(1988)等に記載された方法によって、蛋白質を発現することができる。
即ち、組換え遺伝子導入ベクターおよびバキュロウイルスを昆虫細胞に共導入して昆虫細胞培養上清中に組換えウイルスを得た後、さらに組換えウイルスを昆虫細胞に感染させ、蛋白質を発現させることができる。
該方法において用いられる遺伝子導入ベクターとしては、例えば、pVL1392、pVL1393、pBlueBacIII(ともにインビトロジェン社製)等をあげることができる。
バキュロウイルスとしては、例えば、夜盗蛾科昆虫に感染するウイルスであるアウトグラファ・カリフォルニカ・ヌクレアー・ポリヘドロシス・ウイルス(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus)等を用いることができる。
昆虫細胞としては、Spodoptera frugiperdaの卵巣細胞であるSf9、Sf21〔バキュロウイルス・エクスプレッション・ベクターズ、ア・ラボラトリー・マニュアル(Baculovirus Expression Vectors,A Laboratory Manual)、ダブリュー・エイチ・フリーマン・アンド・カンパニー(W.H.Freeman and Company)、ニューヨーク(New York)、(1992)〕、Trichoplusia niの卵巣細胞であるHigh5(インビトロジェン社製)等を用いることができる。
組換えウイルスを調製するための、昆虫細胞への上記組換え遺伝子導入ベクターと上記バキュロウイルスの共導入方法としては、例えば、リン酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,7413(1987)〕等をあげることができる。
植物細胞を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、Tiプラスミド、タバコモザイクウイルスベクター等をあげることができる。
プロモーターとしては、植物細胞中で発現できるものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモーター、イネアクチン1プロモーター等をあげることができる。
宿主細胞としては、タバコ、ジャガイモ、トマト、ニンジン、ダイズ、アブラナ、アルファルファ、イネ、コムギ、オオムギ等の植物細胞等をあげることができる。
組換えベクターの導入方法としては、植物細胞にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、アグロバクテリウム(Agrobacterium)(特開昭59−140885、特開昭60−70080、WO94/00977)、エレクトロポレーション法(特開昭60−251887)、パーティクルガン(遺伝子銃)を用いる方法(特許第2606856、特許第2517813)等をあげることができる。
遺伝子の発現方法としては、直接発現以外に、モレキュラー・クローニング第2版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合蛋白質発現等を行うことができる。
酵母、動物細胞、昆虫細胞または植物細胞により発現させた場合には、糖あるいは糖鎖が付加された蛋白質を得ることができる。
上記で取得された本発明の形質転換体を培地に培養し、培養物中にIgA腎症関連蛋白質を生成蓄積させ、該培養物より該蛋白質を採取することにより、IgA腎症関連蛋白質を製造することができる。
本発明のIgA腎症関連蛋白質製造用の形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。
本発明の形質転換体が大腸菌等の原核生物、酵母等の真核生物である場合、これら形質転換体を培養する培地は、該形質転換体が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれでもよい。
炭素源としては、該形質転換体が資化し得るものであればよく、グルコース、フラクトース、スクロース、これらを含有する糖蜜、デンプンあるいはデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノールなどのアルコール類等を用いることができる。
窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸若しくは有機酸のアンモニウム塩、その他含窒素化合物、並びに、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕および大豆粕加水分解物、各種発酵菌体およびその消化物等を用いることができる。
無機塩としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム等を用いることができる。
培養は、振盪培養または深部通気攪拌培養などの好気的条件下で行う。培養温度は15〜40℃がよく、培養時間は、通常16時間〜7日間である。培養中pHは、3.0〜9.0に保持する。pHの調整は、無機あるいは有機の酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム、アンモニアなどを用いて行う。
また培養中必要に応じて、アンピシリンやテトラサイクリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、lacプロモーターを用いた組換えベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)等を、trpプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸(IAA)等を培地に添加してもよい。
動物細胞を宿主細胞として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているRPMI1640培地〔The Journal of the American Medical Association,199,519(1967)〕、EagleのMEM培地〔Science,122,501(1952)〕、ダルベッコ改変MEM培地〔Virology,.396(1959)〕、199培地〔Proceeding of the Society for the Biological Medicine.73,1(1950)〕またはこれら培地に牛胎児血清等を添加した培地等を用いることができる。
培養は、通常pH6〜8、30〜40℃、5%CO存在下等の条件下で1〜7日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ペニシリン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
昆虫細胞を宿主細胞として得られた形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているTNM−FH培地〔Pharmingen社製〕、Sf−900II SFM培地(Life Technologies社製)、ExCell400、ExCell405〔いずれもJRH Biosciences社製〕、Grace’s Insect Medium〔Nature,195,788(1962)〕等を用いることができる。
培養は、通常pH6〜7、25〜30℃等の条件下で、1〜5日間行う。
また、培養中必要に応じて、ゲンタマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
植物細胞を宿主として得られた形質転換体は、細胞として、または植物の細胞や器官に分化させて培養することができる。該形質転換体を培養する培地としては、一般に使用されているムラシゲ・アンド・スクーグ(MS)培地、ホワイト(White)培地、またはこれら培地にオーキシン、サイトカイニン等、植物ホルモンを添加した培地等を用いることができる。
培養は、通常pH5〜9、20〜40℃の条件下で3〜60日間行う。
また、培養中必要に応じて、カナマイシン、ハイグロマイシン等の抗生物質を培地に添加してもよい。
上記のとおり、本発明の蛋白質をコードするDNAを組み込んだ組換え体ベクターを保有する微生物、動物細胞、あるいは植物細胞由来の形質転換体を、通常の培養方法に従って培養し、該蛋白質を生成蓄積させ、該培養物より該蛋白質を採取することにより、該蛋白質を製造することができる。
遺伝子の発現方法としては、直接発現以外に、モレキュラー・クローニング第2版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合蛋白質発現等を行うことができる。
本発明の蛋白質の生産方法としては、宿主細胞内に生産させる方法、宿主細胞外に分泌させる方法、あるいは宿主細胞外膜上に生産させる方法があり、使用する宿主細胞や、生産させる蛋白質の構造を変えることにより、該方法を選択することができる。
本発明の蛋白質が宿主細胞内あるいは宿主細胞外膜上に生産される場合、ポールソンらの方法〔J.Biol.Chem,,264,17619(1989)〕、ロウらの方法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA.86,8227(1989)、Genes Develop.,,1288(1990)〕、または特開平05−336963、特開平06−823021等に記載の方法を準用することにより、該蛋白質を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
即ち、遺伝子組換えの手法を用いて、本発明の蛋白質の活性部位を含む蛋白質の手前にシグナルペプチドを付加した形で発現させることにより、本発明の蛋白質を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
また、特開平2−227075に記載されている方法に準じて、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子等を用いた遺伝子増幅系を利用して生産量を上昇させることもできる。
さらに、遺伝子導入した動物または植物の細胞を再分化させることにより、遺伝子が導入された動物個体(トランスジェニック非ヒト動物)または植物個体(トランスジェニック植物)を造成し、これらの個体を用いて本発明の蛋白質を製造することもできる。
形質転換体が動物個体または植物個体の場合は、通常の方法に従って、飼育または栽培し、該蛋白質を生成蓄積させ、該動物個体または植物個体より該蛋白質を採取することにより、該蛋白質を製造することができる。
動物個体を用いて本発明の蛋白質を製造する方法としては、例えば公知の方法〔American Journal of Clinical Nutrition,63,639S(1996)、American Journal of Clinical Nutrition,63,627S(1996)、Bio/Technology..830(1991)〕に準じて遺伝子を導入して造成した動物中に本発明の蛋白質を生産する方法があげられる。
動物個体の場合は、例えば、本発明の蛋白質をコードするDNAを導入したトランスジェニック非ヒト動物を飼育し、該蛋白質を該動物中に生成・蓄積させ、該動物中より該蛋白質を採取することにより、該蛋白質を製造することができる。該動物中の生成・蓄積場所としては、例えば、該動物のミルク(特開昭63−309192)、卵等をあげることができる。この際に用いられるプロモーターとしては、動物で発現できるものであればいずれも用いることができるが、例えば、乳腺細胞特異的なプロモーターであるαカゼインプロモーター、βカゼインプロモーター、βラクトグロブリンプロモーター、ホエー酸性プロテインプロモーター等が好適に用いられる。
植物個体を用いて本発明の蛋白質を製造する方法としては、例えば本発明の蛋白質をコードするDNAを導入したトランスジェニック植物を公知の方法〔組織培養,20(1994)、組織培養,21(1995)、Trends in Biotechnology,15,45(1997)〕に準じて栽培し、該蛋白質を該植物中に生成・蓄積させ、該植物中より該蛋白質を採取することにより、該蛋白質を生産する方法があげられる。
本発明の形質転換体により製造された本発明のIgA腎症に関連する活性を有する蛋白質を単離精製するためには、通常の酵素の単離精製法を用いることができる。
例えば、本発明の蛋白質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、細胞を遠心分離により回収し水系緩衝液にけん濁後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー、ダイノミル等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られた上清から、通常の酵素の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化成社製)等レジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(ファルマシア社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。
また、該蛋白質が細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、細胞を回収後、破砕し、遠心分離することにより、沈殿画分として蛋白質の不溶体を回収する。
回収した該蛋白質の不溶体を蛋白質変性剤で可溶化する。
該可溶化液を、希釈あるいは透析し、該可溶化液中の蛋白質変性剤の濃度を下げることにより、該蛋白質の構造を正常な立体構造に戻す。該操作の後、上記と同様の単離精製法により該蛋白質の精製標品を得ることができる。
本発明の蛋白質あるいはその糖修飾体等の誘導体が細胞外に分泌された場合には、培養上清から、該蛋白質あるいはその糖鎖付加体等の誘導体を回収することができる。即ち、該培養物を上記と同様の遠心分離等の手法により培養上清を回収し、該培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
このようにして取得される蛋白質として、例えば、配列番号34〜40に表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質をあげることができる。
また、上記方法により発現させた蛋白質を、Fmoc法(フルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブチルオキシカルボニル法)等の化学合成法によっても製造することができる。また、桑和貿易(米国Advanced chem Tech社製)、パーキンエルマージャバン(米国Perkin−Elmer社製)、ファルマシアバイオテク(スウューデンPharmacia Biotech社製)、アロカ(米国Protein Technology Instrument社製)、クラボウ(米国Synthecell−Vega社製)、日本パーセプティブ・リミテッド(米国PerSeptive社製)、島津製作所等のペプチド合成機を利用し合成することもできる。
3.本発明の蛋白質を認識する抗体の調製
(1)抗原の調製
上記2.の方法により取得した蛋白質の全長または部分断片精製標品、あるいは本発明の蛋白質の一部のアミノ酸配列を有するペプチドを抗原として用いる。
抗原用部分ペプチドとしては、5〜30残基程度の蛋白質部分配列が選択される。変性していない天然の構造を有している状態の該蛋白質を認識する抗体を取得するためには、立体構造上蛋白質の表面に存在している部分配列を抗原ペプチドとして選択することが好ましい。立体構造上蛋白質表面に存在する部分は、KyteとDoolittleの方法〔ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー(Journal of Molecular Biology),157,105−132(1982)〕などにより、親水性の高い部分配列を予測することで推測することができる。即ち、一般的に親水性の低い部分は立体構造上蛋白質の内部に存在する場合が多く、親水性の高い部分は蛋白質表面に存在する場合が多いためである。また、蛋白質のN末端、C末端は蛋白質表面に存在する場合が多い。しかしながら、このように選択した部分ペプチドが目的通りの抗体を確立する抗原となるとは限らない。
部分ペプチドを抗原として用いる場合には、末端にシステインを付加することにより、他の蛋白質と架橋することができる。蛋白質の内部配列を選択した場合には、必要に応じペプチドのN末端はアセチル化、C末端はアミド化する。
部分ペプチドは一般的な液相、固相ペプチド合成法およびそれらを適宜組み合わせる方法、またはそれらに準じる方法によって合成することができる〔International Journal of Peptide Protein Research.35,161−214(1990)、Methods in Enzymology,289,(1997)、Methods in Molecular Biology,35,(1994)〕。
また、自動ペプチド合成機を用いることもできる。ペプチド合成機によるペプチドの合成は、島津製作所製ペプチド合成機、アドバンスト・ケムテック社 (Advanced ChemTech Inc.,USA、以後ACT社と略称する)製ペプチド合成機等の市販のペプチド合成機上で、適当に側鎖を保護したN−Fmoc−アミノ酸あるいはN−Boc−アミノ酸等を用い、それぞれの合成プログラムに従って実施することができる。原料となる保護アミノ酸および担体樹脂は、ABI社、島津製作所、国産化学(株)、ノバビオケム社(NovaBiochem)、渡辺化学(株)、ACT社、アナスペック社(AnaSpec Inc.)、またはペプチド研究所(株)等から入手することができる。
(2)動物の免疫と抗体の調製
(i)ポリクローナル抗体の作製
上記の方法により取得した抗原を動物に投与することによりポリクローナル抗体を作製することができる。
投与する動物として、ウサギ、ヤギ、ラット、マウス、ハムスター等を用いることができる。
該抗原の投与量は動物1匹当たり50〜100μgが好ましい。
免疫は、動物の皮下あるいは静脈内あるいは腹腔内に、適当なアジュバント〔例えば、フロインドの完全アジュバント(Complete Freund’s Adjuvant)や水酸化アルミニウムゲルと百日咳菌ワクチンなど〕とともに抗原を投与することにより行う。抗原が部分ペプチドである場合には、BSA(ウシ血清アルブミン)やKLH(Keyhole Limpet hemocyanin)などのキャリア蛋白質とコンジュゲートを作製し、これを免疫原として用いる。
抗原の投与は、1回目の投与の後1〜2週間おきに3〜10回行う。各投与後3〜7日目に眼底静脈叢より採血し、その血清が抗原と反応することを酵素免疫測定法〔Antibodies−A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,1988〕等で確認する。
免疫に用いた抗原に対し、その血清が充分な抗体価を示した非ヒト哺乳動物より血清を取得し、該血清を分離、精製することによりポリクローナル抗体を取得することができる。
分離、精製する方法としては、遠心分離、40〜50%飽和硫酸アンモニウムによる塩析、カプリル酸沈殿〔Antibodies,A Laboratory manual,Cold Spring Harbor Laboratory,(1988)〕、またはDEAE−セファロースカラム、陰イオン交換カラム、プロテインAまたはG−カラムあるいはゲル濾過カラム等を用いるクロマトグラフィー等を、単独または組み合わせて処理する方法があげられる。
(ii)モノクローナル抗体の作製
モノクローナル抗体は、該抗体産生細胞と非ヒトほ乳動物由来の骨髄腫細胞とを融合させてハイブリドーマを作製し、該ハイブリドーマを培養するか、動物に投与して該動物を腹水癌化させ、該培養液または腹水を分離、精製することにより調製することができる。
抗体産生細胞としては、脾細胞、リンパ節、末梢血中の抗体産生細胞、特に脾細胞が好適に用いられる。
以下、脾細胞を用いるモノクローナル抗体の作製法について詳述するが、他の抗体産生細胞についても同様の方法で実施することができる。
該抗体価を示したラットに抗原物質を最終投与した後3〜7目目に、脾臓を摘出する。
該脾臓をMEM培地(日水製薬社製)中で細断し、ピンセットでほぐし、1,200rpmで5分間遠心分離した後、上清を捨てる。
得られた沈殿画分の脾細胞をトリス−塩化アンモニウム緩衝液(pH7.65)で1〜2分間処理し赤血球を除去した後、MEM培地で3回洗浄し、得られた脾細胞を抗体産生細胞として用いる。
(b)骨髄腫細胞の調製
骨髄腫細胞としては、マウスまたはラットから取得した株化細胞を使用する。例えば、8−アザグアニン耐性マウス(BALB/c由来)骨髄腫細胞株P3−X63Ag8−U1(以下、P3−U1と略す)〔Curr.Topics.Microbiol.Immunol.,81,1(1978)、Europ.J.Immunol.,,511(1976)〕、SP2/0−Ag14(SP−2)〔Nature,276,269(1978)〕、P3−X63−Ag8653(653)〔J.Immunol.,123,1548(1979)〕、P3−X63−Ag8(X63)〔Nature,256,495(1975)〕等を用いることができる。これらの細胞株は、8−アザグアニン培地〔RPMI−1640培地にグルタミン(1.5mM)、2−メルカプトエタノール(5×10−5M)、ジェンタマイシン(10μg/ml)および牛胎児血清(FCS)(CSL社製、10%)を加えた培地(以下、正常培地という)に、さらに8−アザグアニン(15μg/ml)を加えた培地〕で継代するが、細胞融合の3〜4日前に正常培地で培養し、融合には該細胞を2×10個以上用いる。
(c)ハイブリドーマの作製
(a)で取得した抗体産生細胞と(b)で取得した骨髄腫細胞をMEM培地またはPBS(リン酸二ナトリウム1.83g、リン酸一カリウム0.21g、食塩7.65g、蒸留水1リットル、pH7.2)でよく洗浄し、細胞数が、杭体産生細胞:骨髄腫細胞=5〜10:1になるよう混合し、1,200rpmで5分間遠心分離した後、上清を捨てる。
得られた沈澱画分の細胞群をよくほぐし、該細胞群に、攪拌しながら、37℃で、10抗体産生細胞あたり、ポリエチレングライコール−1000(PEG−1000)2g、MEM2mlおよびジメチルスルホキシド(DMSO)0.7mlを混合した溶液を0.2〜1ml添加し、さらに1〜2分間毎にMEM培地1〜2mlを数回添加する。
添加後、MEM培地を加えて全量が50mlになるように調製する。該調製液を900rpmで5分間遠心分離後、上清を捨てる。得られた沈殿画分の細胞を、ゆるやかにほぐした後、メスピペットによる吸込み、吹出しでゆるやかにHAT培地〔正常培地にヒポキサンチン(10−4M)、チミジン(1.5×10−5M)およびアミノプテリン(4×10−7M)を加えた培地〕100ml中に懸濁する。
該懸濁液を96穴培養用プレートに100μl/穴ずつ分注し、5%COインキュベーター中、37℃で7〜14日間培養する。
培養後、培養上清の一部をとりアンチボディイズ〔Antibodies,A Laboratory manual,Cold Spring Harbor Laboratory,Chapter 14(1988)〕等に述べられている酵素免疫測定法により、本発明の蛋白質の部分断片蛋白質に特異的に反応するハイブリドーマを選択する。
酵素免疫測定法の具体的例として、以下の方法をあげることができる。
免疫の際に用いた抗原を96穴のEIA用プレートに1〜50μg/mlで10〜100μl/穴ずつ分注し、4℃で一晩放置してプレートにコートする。
放置後、1%BSAを含むPBS溶液(以下、BSA−PBSと略す)を100〜200μl/穴分注し、室温1〜2時間または、4℃で1〜2晩放置して、プレート上に残った蛋白質との結合残基をブロック(ブロッキング)する。
ブロッキング後、BSA−PBSを捨て、PBSでプレートをよく洗浄する。
被免疫動物血清、抗血清より精製して得られたポリクローナル抗体、ハイブリドーマ培養上清もしくは後述の(d)で得られる精製抗体を第一抗体として用い、該抗体1〜10μg/mlを該プレートに20〜100μl/穴分注し、室温で2〜3時間または、4℃で一晩放置する。
PBSまたは、PBS−0.05%Tweenで、よく洗浄した後、第二抗体としてビオチン、酵素、化学発光物質あるいは放射線化合物等で標識した抗イムノグロブリン抗体1〜50μg/mlを50〜100μl/穴ずつ分注し、室温1〜2時間反応させる。
PBS−Tweenでよく洗浄した後、第二抗体の標識物質に応じた反応を行なう。
該反応により、本発明の蛋白質に特異的に反応するものを本発明のモノクローナル抗体を生産するハイブリドーマとして選択する。
該ハイブリドーマを用いて、限界希釈法によりクローニングを2回繰り返し〔1回目は、HT培地(HAT培地からアミノブテリンを除いた培地)、2回目は、正常培地を使用する〕、安定して強い抗体価の認められたものを本発明のモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ株として選択する。
(d)モノクローナル抗体の調製
プリスタン処理〔2,6,10,14−テトラメチルペンタデカン(Pristane)0.5mlを腹腔内投与し、2週間飼育する〕した8〜10週令のマウスまたはヌードマウスに、(c)で取得した本発明の蛋白質モノクローナル抗体産生ハイブリドーマ細胞5〜20×10細胞/匹を腹腔内に注射する。10〜21日間でハイブリドーマは腹水癌化する。
該腹水癌化したマウスから腹水を採取し、3,000rpmで5分間遠心分離して固形分を除去する。
得られた上清より、ポリクローナルで用いた方法と同様の方法でモノクローナル抗体を精製、取得することができる。
抗体のサブクラスの決定は、マウスモノクローナル抗体タイピングキットまたはラットモノクローナル抗体タイピングキットを用いて行う。蛋白質量は、ローリー法あるいは280nmでの吸光度より算出する。
4.IgA腎症関連の、DNA、蛋白質または抗体の利用
(1)1.記載のDNAを用い、ノーザン・ハイブリダイゼーション法(モレキュラー・クローニング 第2版)、PCR法〔PCR Protocols、Academic Press(1990)〕、RT(reverse−transcribed)−PCR法等により、本発明のIgA腎症関連遺伝子のmRNAを検出することができる。特にRT−PCR法は簡便であり、IgA腎症の診断に利用することができる。
例えば、検出したいmRNAに対応する1.記載のDNAを一組のオリゴヌクレオチドプライマーとして用い、PCRを行い、増幅断片を検出することによりIgA腎症を診断する方法をあげることができる。この場合、増幅させる塩基配列部分としてはmRNAのいかなる塩基配列領域でもよいが、塩基配列の長さが50bpから2kbpであり、反復配列あるいはGC(グアニン・シトシン)塩基に富む配列を含まない塩基配列領域が好ましい。
(2)1.記載のアンチセンス・オリゴヌクレオチド(RNA/DNA)を用いて〔化学、46,681(1991)、Biotechnology,,358(1992)〕、DNAの転写もしくはmRNAの翻訳を抑制することにより、IgA腎症の治療に利用することができる。
この場合に使用する、1.記載のアンチセンス・オリゴヌクレオチド(RNA/DNA)として、例えば、2.記載の蛋白質をコードするDNAの一部の塩基配列、好ましくは翻訳開始領域にある10〜50塩基配列を有するアンチセンス・オリゴヌクレオチドをあげることができる。
(3)1.記載のDNAを用い、2.記載の方法により本発明のIgA関連蛋白質を取得することができる。
(4)2.記載の蛋白質を抗原として用い、3.記載の方法により抗体を製造することができる。
(5)3.記載の抗体を用いて、IgA腎症関連蛋白質を免疫学的に検出または定量することができる。
免疫学的に検出する方法として、マイクロタイタープレートを用いるELISA法、蛍光抗体法、ウェスタンブロット法、免疫組織染色法等をあげることができる。
免疫学的に定量する方法としては、液相中で本発明の蛋白質と反応する抗体のうちエピトープが異なる2種類のモノクローナル抗体を用いたサンドイッチELISA法、125I等の放射性同位体で標識した本発明の蛋白質と本発明の蛋白質を認識する抗体とを用いるラジオイムノアッセイ法等があげられる。
(6)3.記載の抗体を用いて、健常者および被験者の白血球細胞に存在するIgA腎症関連蛋白質を免疫学的に検出または定量し、その量を健常者と被験者とで比較し、その量的な変動を調べることにより被験者がIgA腎症に罹病しているか否かを診断することができる。具体的に検体としては、健常者および被験者から末梢血液を採取し、その血液から分離した白血球細胞を用いることができる。また、検出するIgA腎症関連蛋白質が白血球細胞外に分泌される蛋白質の場合は健常者および被験者の血漿を検体として、血漿中の該蛋白質の量を免疫学的に検出または定量し、その量を健常者と被験者とで比較し、その量的な変動を調べることにより被験者がIgA腎症に罹病しているか否かを検出・診断することができる。
(7)3.記載の抗体をIgA腎症の治療または予防に利用することができる。
本発明のDNA、蛋白質および抗体を、診断、治療、予防に用いる場合、診断または薬理学的に許容される担体を添加してもよい。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を示す。
実施例1 IgA腎症患者および健常人の白血球のディファレンシャル・ディスプレイ
(1)IgA腎症患者および健常人の白血球からの全RNAの取得
IgA腎症の患者5名および健常人5名より各々20ml採血した。
1000単位/mlヘパリン500μlを添加し、凝固を抑制後、遠心チューブに移し、室温で3,300rpm、15分間遠心後、白血球画分として中間層のバフィーコートを別の遠心チューブに移した。
AGPC法〔実験医学,1937,(1991)〕またはRNA回収用キットRNAeasy(QIAGEN社製)を用い全RNAを取得した。
(2)IgA腎症患者および健常人の白血球全RNAを用いた蛍光ディファレンシャル・ディスプレイ
上記(1)で取得した全RNA2.5μg各々について蒸留水を全体が9μlになるように添加し、5’末端をフルオレセインイソチオシアネート(以下、FITCと称す)で蛍光標識したアンカープライマー〔サワディー・テクノロジー(Sawady Technology)社製、50μM〕1μlを加えて70℃で5分間加熱後、直ちに氷冷した。
5’末端蛍光標識アンカープライマーとして、FAH(塩基配列を配列番号107に示した。)、FGH(塩基配列を配列番号108に示した。)、FCH(塩基配列を配列番号109に示した。)の3種類をそれぞれ用い、Iサンプルの全RNAについて計3組の反応を行った。
5×逆転写酵素反応用緩衝液〔250mM トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris)HCl(pH8.3)、375mM KCl、15mM MgCl〕4μl、100mM ジチオスレイトール(DTT)2μl、10mM dNTP(dATP、dGTP、dTTPおよびdCTP)1μl、蒸留水1μl、逆転写酵素SUPERSCRIPT II RNase H−Reverse Transcriptasc(Life Technologies社製)1μl(200単位)を添加して混合し、室温で10分間静置後、42℃で50分間反応させてcDNAを合成し、90℃で5分間加熱して反応を停止させた。
反応後、該反応液にTE緩衝液〔10mM Tris−HCl(pH8.0)、1mM エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA)(pH8.0)〕40μlを添加した。
上記により合成された各々のcDNA 1μlに、蒸留水14.7μl、10×PCR用緩衝液〔100mM Tris−HCl(pH8.8)、500mM KCl、15mM MgCl、1% Triton X−100〕2μl、2.5mM dNTP 0.8μl、50μM蛍光標識アンカープライマー(FAH、FGH、FGHのうちcDNA合成時に用いたのと同じ種類のもの)0.3μl、10μM任意プライマー(Operon社製)1μl、DNAポリメラーゼGene Taq(ニッポンジーン社製、5単位/μl)0.2μlを添加し、サーマルサイクラーにセットしPCRを行った。
PCRは、94℃で3分間、40℃で5分間、72℃で5分間反応させた後、95℃で15秒間、40℃で2分間、72℃で1分間からなる工程を1サイクルとして27サイクル反応を行い、最後に72℃で5分間反応させる条件で行った。
蛍光標識アンカープライマーとしては前述した3種類のうちから1種類、任意プライマーとしては、オペロン・テクノロジーズ社製のOPD−1〜20、OPE−1〜20およびOPV−1〜20の60種類のうちから1種類を組み合わせた合計180組の反応、および、蛍光標識アンカープライマーFGHと任意プライマーOPB−2(オペロン・テクノロジーズ社製)の反応の合計181組の反応を、1つの全RNAについて行った。
各々のPCR反応液4μlに電気泳動サンプル用溶液(95%ホルムアミド、0.1%キシレンシアノール、0.1%ブロムフェノールブルー)3μlを添加し、95℃で2分間加熱後すぐ氷冷し、6%アクリルアミドゲル、1500V、2.5時間で電気泳動を行った。電気泳動用緩衝液としては89mM Tris、89mM ホウ酸、2mM EDTAを用いた。フルオロイメージャー(モレキュラー・ダイナミックス社製)を用いて電気泳動後のゲルの蛍光を測定することにより、PCRで増幅した断片を検出し、比較した。健常人5例に比較して、IgA腎症患者の白血球5例で共通して顕著に増加あるいは減少したバンドを記録した。
IgA腎症の患者3名および健常人3名について、同様に上記(1)の全RNAの取得、および(2)の蛍光ディファレンシャル・ディスプレイを行った。
健常人と比較して、上記2度のディファレンシャル・ディスプレイでともに増加あるいは減少がみられた197バンドをゲルから切り出した。
切り出したゲルの約1/4に蒸留水38μl、10×PCR用緩衝液5μl、2.5mM dNTP4μl、アンカープライマー(蛍光標識なし:サワディー・テクノロジー社製 34μM)0.6μl、10μM任意プライマー2μl、DNAポリメラーゼGene Taq 0.5μlを添加し、94℃で3分間加熱後、95℃で15秒間、40℃で2分間、72℃で1分間からなる工程を1サイクルとして30サイクル反応を行い、最後に72℃で5分間反応させてPCRを行った。
反応後の液をフェノール−クロロホルム(1:1)抽出し、さらにクロロホルム−イソアミルアルコール(24:1)抽出後、エタノール沈殿を行った。
得られた沈殿(DNA増幅断片)をTE緩衝液に溶解後、1.5%低融点アガロースゲル〔シープラークGTG(SEA PLAQUE GTG:FMC バイオプロダクツ社製)〕電気泳動にかけた。
泳動後、エチジウムブロマイド染色し、増幅断片部分のゲルを切り出した。
該ゲルを65℃で15分間加熱してアガロースを融解後、フェノール−クロロホルム抽出およびクロロホルム−イソアミルアルコール抽出を行った。
得られた抽出液を用い、エタノール沈殿を行った後、得られた沈殿(増幅断片)を10μlのTE緩衝液に溶解させた。
該増幅断片1μlとPCR断片クローニング用ベクターpT7BlueT−Vector(ノバジェン社製)1μlを混合し、DNAライゲーションキット ver.1(宝酒造社製)を用いて、キット添付のマニュアルに従い、プラスミドに増幅断片を組み込んだ。
得られた組換え体プラスミドを用い、公知の方法に従って大腸菌DH5α(ギブコBRL社製)を形質転換し、該形質転換体をアンピシリン50μg/mlを含むLB寒天培地に塗布後、37℃で一晩培養した。
生育してきたアンピシリン耐性の形質転換体を蒸留水20μlに懸濁し、10×PCR用緩衝液 2.5μl、2.5mM dNTP 2μl、34μM アンカープライマー 0.3μl、10μM 任意プライマー1μl、DNAポリメラーゼGene Taq 0.5μlを添加し、増幅断片の上記再増幅と同じ条件でPCRおよび電気泳動を行い、最初のディファレンシャル・ディスプレイ時と同じ長さの断片が増幅することを確認した。
増幅断片の塩基配列はDNAシークエンサー(パーキンエルマー社製)を用いて決定した。塩基配列決定において、パーキンエルマー社のダイプライマーサイクルシークエンンシング(Dye primer cycle sequencing)キットおよびキットに添付のマニュアルの方法を用いた。
決定された塩基配列中に存在する制限酵素部位を切断できる制限酵素を用い、上記ディファレンシャル・ディスプレイ時で得られた反応物を切断後、電気泳動を行い、切り出した増幅断片に相当する電気泳動のバンドの泳動位置が変化することを確認した。
得られた塩基配列を塩基配列データベースGenBankと比較し、一致する塩基配列がデータベース中の既存の塩基配列にはないもの、データベースの塩基配列の中でcxpressed sequence tagとのみ一致するものを66クローン選択した。
実施例2 RT−PCRによるmRNAの発現の特異性の検出
実施例1においてIgA腎症の患者5名および健常人5名より取得した全RNA各々2μgに対して、一本鎖cDNA合成キットSuperscript preamplification system(BRL社製)を用いて、キットに添付のマニュアルの方法に従い、一本鎖cDNAを合成した。
得られた一本鎖cDNAを含む溶液21μlに、420μlになるように蒸留水を添加した。
得られた溶液10μlを用いて、以下の方法でRT−PCRを行い、各増幅断片に対応するmRNAの発現量を検出した。
即ち、白血球一本鎖cDNA 10μlに、蒸留水15.8μl、10×PCR用緩衝液4ul、2.5mM dNTP 3.2μl、DMSO 2μl、10μM 遺伝子特異的5’末端側センスプライマー2μl、10μM 遺伝子特異的3’側アンチセンスプライマー2μl、1単位/μlに希釈したDNAポリメラーゼGene Taq 2μlを添加し、97℃5分間加熱し、氷中で5分間冷却した後、94℃で30秒間、65℃で1分間、72℃で2分間からなる工程を1サイクルとして28サイクルのPCRを行った。
PCR後、2%アガロースゲル電気泳動を行い、0.01%サイバーグリーン(宝酒造社製)で染色し、染色された増幅断片の量をフルオロイメージャーで定量し、mRNAの相対発現量とした。
mRNAの量を校正するために、ハウスキーピング遺伝子であるグリセルアルデヒド3−リン酸デヒドロゲナーゼ(G3PDH)遺伝子について特異的プライマー(配列番号112、配列番号113)を用いて上記と同様の反応を行い、各遺伝子のmRNAの発現量をG3PDH mRNAの発現量に対する比で校正した後、IgA腎症患者5例の平均値と健常者5例の平均値を比較し、その値に差のある遺伝子30クローンについてIgA腎症患者で発現量が変化している遺伝子として選択した。第1−1表および第1−2表に選択された遺伝子についてまとめた。
Figure 0004474496
Figure 0004474496
これらの遺伝子についてのプライマーと、検体白血球のmRNA由来cDNAとを、RT−PCR法により反応させて、遺伝子増幅を観察することで、IgA腎症の診断が可能となる。
実施例3 完全長cDNAのクローン化と各cDNAクローンの解析
(1)完全長cDNAのクローン化
ディファレンシャル・ディスプレイで得られた増幅断片の塩基配列を含むcDNAを、ジーントラッパー法、cDNAライブラリーのプラークハイブリダイゼーション、5’−RACE法を適宜用いることによりクローン化することにした。以下にその方法について記載する。
(A)ジーントラッパー法
ベクターにpCMV−SPORT(Life Technologies社製)を用いたヒト白血球cDNA ライブラリー(Life Technologies社製)から、GENE TRAPPER cDNA Positive Selection Sysytem(Life Technologies社製)を用いて、以下のようにしてcDNAクローンを取得した。
即ち、cDNAライブラリーをGeneII蛋白とエクソヌクレアーゼIIIを用いて、一本鎖DNA(cDNAのアンチセンス鎖側に相当する)にした後、各遺伝子特異的なビオチン化したオリゴヌクレオチド(実施例2でRT−PCRに用いた各遺伝子に特異的な5’側センスプライマーを用いた)をプローブとしてハイブリダイズさせた。
ストレプトアビジンを結合させたマグネティックビーズにビオチン化プローブを結合させることにより、プローブとハイブリダイズしていた上記一本鎖cDNAクローンを単離した。
該一本鎖cDNAクローンをプローブからはずした後、DNAポリメラーゼを用い二本鎖DNAにし、該二本鎖DNAを用いて大腸菌を形質転換することにより、cDNAクローンを含有する形質転換株を取得した。
具体的方法はキットに添付のマニュアルの方法に従った。
得られた形質転換株を蒸留水18μlに懸濁し、10×PCR用緩衝液2.5μl、2.5mM dNTP 2μl、10μM 遺伝子特異的5’側センスプライマー1μl、10μM 遺伝子特異的3’側アンチセンスプライマー1μl、DNAポリメラーゼGene Taq 0.5μlを添加し、RT−PCRと同じ条件でPCRを行った後、電気泳動を行い、プライマーの位置から推定される長さの断片の増幅した形質転換株をcDNAクローンとして単離した。
(B)cDNAライブラリーのスクリーニング
IgA腎症患者白血球のcDNAライブラリー、神経芽細胞腫系セルラインNB−1のcDNAライブラリーを用いて、プラークハイブリダイゼーションによるcDNAクローンのスクリーニングを行った。
なお、各ライブラリーに対してプラークハイブリダイゼーションを行う前に、cDNAライブラリーを鋳型として、実施例2で用いた各遺伝子特異的なRT−PCRのプライマーを用いて実施例2と同様にして、PCRを行い、プライマーの位置から推定される長さの断片が増幅するライブラリーを目的の遺伝子のcDNAクローンを含むライブラリーとして選択した。
該ライブラリーについて、プラークのDNAをナイロンメンブレンHybond N(アマシャム社製)にブロッティングした。
鋳型として実施例1のディファレンシャル・ディスプレイで得られた、各遺伝子の増幅断片を含有するプラスミドを、プライマーとして実施例2のRT−PCRで用いた各遺伝子特異的なプライマーを用い、PCR DIG ラベリング・ミックス(Boheringer Mannheim社製)を添加して、PCRを行い、各遺伝子特異的な断片を、増幅し標識した。
該増幅標識した各遺伝子特異的な断片をプローブとして用い、ベーリンガー・マンハイム社のマニュアルに従ってハイブリダイゼーションおよび、ポジティブプラークの検出を行った。
検出にはDIG 核酸検出キット(ベーリンガー・マンハイム社製)を用いた。
(B−1)IgA腎症患者白血球cDNAライブラリーの作製
IgA腎症患者4名から50mlずつ血液を採取し、それぞれの血液に対し、Polymorphprepを用いて遠心し白血球画分を単離した。具体的な方法はPolymorphprepに添付のマニュアルに従った。
単離した白血球に対し、チオシアン酸グアニジン−トリフルオロ酢酸セシウム法〔Methods in Enzymology,154,3(1987)〕により、全RNAを調製した。計200mlの血液から320.7μgの全RNAを取得した。
得られた全RNA272.6μgをオリゴ dT セルロースカラムに通塔することにより、poly(A)+RNAとしてmRNA 10.7μgを取得した。
同様に、別のIgA腎症患者4名からmRNA 6.9μgを取得した。
取得したmRNA各々10.0μg、6.4μgについて、uniZAP−cDNA合成キット(Stratagene社製)を用いて、cDNA合成、EcoRIアダプターの付加、XhoI切断反応を行い、λ ZapIIのEcoRI/XhoI間にライゲーションすることにより、cDNAの5’端が常にベクターのEcoRIサイト側にあるような方向性で挿入されたcDNAライブラリーを作製した。
以上の具体的な方法はStratagene社のマニュアルに従った方法である。
λファージパッケージングキットGigapack III Gold packaging extract(Stratagene社製)を用いてパッケージング後、大腸菌XLl−Blue MRFに感染させて最終的なcDNAライブラリーとして用いた。パッケージングと感染の具体的な方法は、Stratagene社のマニュアルに従った。
(B−2)ニューロブラストーマ系セルラインNB−1 cDNAライブラリーの作製
10%ウシ胎児血清(Biotech International社製)、2%ペニシリン(5,000units/ml)・ストレプトマイシン(5mg/ml)溶液(Life Technologies社製)および0.19% NaHCO(Sigma社製)、4mM グルタミンを含むRPMI1640培地(日水製薬製)を用い、5%CO、37℃の条件で、ニューロブラストーマ系セルラインNB−1〔The Autonomic Nervous System 10,115(1973)、ヒューマンサイエンス研究資源バンクより入手可能JCRB0621〕の培養および継代を行い、1.25×10個のコンフルエント状態の細胞を回収した。
回収した細胞をPBSで洗浄後、Fast Track mRNA Isolation Kit(Invitrogen社製)を用いてmRNA 10.2μgを精製、取得した。
取得したmRNA 6μgおよびNotI−プライマー−アダプター(Promega社製)1.5μgを入れた容器に蒸留水を添加して7μlとし、70℃で10分間加熱後、氷中に移し急冷した。
急冷した該溶液に、5×逆転写酵素反応用緩衝液(酵素に添付されていたもの)4μl、100mM DTT 2μl、10mM dNTP 1μl、トレーサーとして〔α−32P〕dCTP(110TBq/mmol;Amersham社製)1μlを添加し、37℃で2分間加温後、逆転写酵素SuperScript II RNase H Reverse Transcriptase 5μl(1000単位)を添加して44℃で1時間反応させ、cDNAを合成した。
該反応液に蒸留水82μl、5×反応用緩衝液〔100mM Tris−HCl、500mM KCl、25mM MgCl、50mM(NHSO、10mM DTT、250mg/mlウシ血清アルブミン(BSA)、750mMβ−ニコチンアミドジヌクレオチド〕32μl、10mM dNTP 2.75μ1、〔α−32P〕dCTP 2.75μl、100mM DTT 5.5μl、6単位/μl coli DNAリガーゼ(宝酒造社製)2.5μl、3.5単位/μl coli DNAポリメラーゼ(宝酒造社製)11.5μl、0.6単位/μl coli リボヌクレアーゼH(宝酒造社製)2μlを添加し、16℃で3時間反応させ、mRNAを分解しcDNAを2本鎖にした。
該反応液に、1単位/μl T4 DNAポリメラーゼ(宝酒造社製)4.8μlを添加し、16℃で5分間反応させて、両端を平滑化した。
該反応液に、500mM EDTA(pH8.0)2μlと10%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)2μlを添加して反応を停止し、フェノール−クロロホルム抽出を行った。該抽出で変成した酵素を除き、水層を取得した。
400bp以下の長さのcDNAおよび未反応のNotI−プライマー−アダプターとヌクレオチドを除くため、TE緩衝液で平衡化させたSizeSep−400スパンカラム(Pharmacia社製)に該水層を乗せて400gで2分間遠心分離し、溶出液をエタノール沈殿しcDNAを回収した。
該cDNAにEcoRIアダプター(Promega社製)5μl(50pmol)を添加して溶解させ、ライゲーションキット Ver.1(宝酒造社製)の(A)液40μlを添加後、(B)液5μlを添加して15℃で2時間反応させ、EcoRIアダプターをcDNAの両末端に付与した。
該反応液に、10mM EDTA(pH8.0)40μlを添加し65℃で15分間加熱して反応を停止し、エタノール沈殿によりcDNAを回収した。
該cDNAを蒸留水36μlに溶解させ、10×反応用緩衝液[500mM Tris−HCl(pH7.6)、100mM MgCl〕5μl、100mM DTT 2.5μl、10mM ATP 2.5μl、6単位/μl T4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造社製)4μlを添加し、37℃で30分間反応させ、付与したEcoRIアダプターの5’末端をリン酸化した。
該反応液に、蒸留水7.2μl、5M NaCl 1.8μl、NotI 8単位(1μl)を添加し、37℃で2時間反応させ、NotI−プライマー−アダプター内のNotIサイトを切断した。
該反応液に、500mM EDTA 6μlを添加して反応を停止させ、20μg/μl tRNA 1μlを添加後フェノール−クロロホルム抽出を行った。該抽出で変成した酵素を除き、水層を取得した。
未反応のEcoRIアダプターを除くため、TE緩衝液で平衡化させたSizeSep−400スパンカラムに該水層を乗せて400gで2分間遠心分離し、溶出液を回収した。
5〜20%濃度勾配を有する酢酸カリウム溶液上に、該溶出液を乗せ、50,000rpmで3時間超遠心分離し、底からペリスタポンプを用いて21に分画して分取した。
それぞれの分画をエタノール沈殿してcDNAを回収し、それらの一部をアガロースゲル電気泳動後オートラジオグラフィーをすることにより各分画に含まれるcDNAの長さを測定し、約3kb以上のcDNAを含む画分(H)、1〜3kbのcDNAを含む画分(M)、1kb以下のcDNAを主に含む画分(L)の3画分に分けて集めた。
クローニングベクターZAP II(Stratagene社製)9μg(9μl)に10×H制限酵素緩衝液(宝酒造社製)10μl、蒸留水75μl、EcoRI 90単位(6μl)を添加し、37℃で2時間反応させた。
該反応液に、5M NaCl 1μlとNotI 40単位(5μl)を添加し、さらに37℃で2時間反応させ、さらにNotI 8単位(1μl)を添加して37℃で1時間反応させ、ベクターのEcoRIサイトとNotIサイトを切断した。
該反応液に、2M Tris−HCl(pH8.0)100μlとcol C75由来アルカリフォスファターゼ(宝酒造社製)1単位(2μl)を添加し、60℃で30分間反応させてベクターのEcoRI切断末端とNotI切断末端の5’端を脱リン酸化後、フェノール−クロロホルム抽出を2回繰り返して行い酵素を除いた。
酵素を除去後、クロロホルム抽出をし、水層をエタノール沈殿してベクターDNAを回収し、TE緩衝液に溶解させた。
3画分に分けて集めたcDNAそれぞれにベクターDNA 1μg分を加えてエタノール沈殿を行い、回収したベクターDNAとcDNAをリガーゼ緩衝液〔100mM Tris−HCl(pH7.6)、5mM MgCl、300mM NaCl〕4μlに溶解させ、ライゲーションキット Ver.1の(B)液4μlを添加して26℃で10分間反応させ、ベクターDNAにcDNAを結合させた。
該反応液を4μlずつλ phage packaging kit Giga−Pack Gold II(Stratagene社製)を用いてパッケージングを行った。具体的試薬および方法は、キットに付与されているマニュアルに記載されているものを用いた。
得られたファージを大腸菌XL1−Blue MRF’株に感染させてタイターを測定した。さらに、ファージをプレート上で増殖させた後にSM緩衝液中に回収することによりcDNAライブラリーを1回増幅し、最終的なcDNAライブラリーとした。タイターの測定およびライブラリー増幅の具体的な方法は、λファージパッケージングキットに付与されているマニュアルに従った。本発明のスクリーニングには約3kb以上のcDNAを含む画分(H)由来のライブラリーを用いた。
(C)5’−RACE
(B)で作製したIgA腎症患者cDNAに対して、5’RACE System ver.2(Life Technologies社製)を用いて5’−RACEを行った。具体的な方法は、キットに添付のマニュアルにしたがった。
以上の(A)〜(C)の方法を用いて、第2表に示す7種類の遺伝子について、cDNAをクローン化することができた。
Figure 0004474496
得られたそれぞれのcDNAクローンのcDNA部分の塩基配列は、パーキンエルマー社の377DNAシークエンサーを用いて決定した。塩基配列決定のための具体的試薬および方法はパーキンエルマー社のダイプライマーサイクルシークエンシングFSレディーリアクション(Dyeprimer cycle sequensing FS Ready Reaction)キットを使用し、キットに添付のマニュアルに従った。また、この塩基配列を3フレームでアミノ酸配列に翻訳し100アミノ酸以上からなるオープンリーディングフレーム(ORF)が存在するかどうかを調べた。
(1)INP303A
ジーントラッパー法でcDNAクローンGTINP303A−41aが得られたが、そのcDNAの塩基配列中には100アミノ酸以上からなるORFはなく、非完全長のcDNAクローンと考えられた。
完全長のcDNAクローンを取得するために、GTINP303A−41aのcDNAの5’端に近い部分に対応する特異的プライマー(配列番号110,111に塩基配列を示した)を用いて5’−RACEを行い、cDNAクローンINP303A−R1を取得した。また、GTINP303A−41aのcDNAの塩基配列は一部決定できなかったため、NB−1のcDNAライブラリーからプラークハイブリダイゼージョンにより別のcDNAクローンINP303Aph1−3を取得した。
これら取得されたcDNAクローンの塩基配列を組み合わせることにより、配列番号1に示した4276bpからなるINP303AのcDNAの塩基配列を決定した。
ディファレンシャル・ディスプレイにより得られた断片の塩基配列(配列番号41)は配列番号1の2797〜3101番目に相当する相補鎖の塩基配列と一致した。このことから、アンカープライマーはmRNAの3’末端のpoly A配列ではなく、配列番号1の2782〜2795番目に存在するTが連続する配列の相補鎖にアニーリングしたものと考えられた。
INP303A−R1のcDNAの塩基配列には、230アミノ酸からなるORF(配列番号1の53〜742番目に相当する。アミノ酸配列を配列番号34に示した。)が見出された。
該ORFのアミノ酸配列をアミノ酸配列のデータベースと比較したところ、線虫のゲノム遺伝子クローンC40Hlがコードしていると推定された蛋白質の一つであるC40Hl.1、マウスcytoplasmic polyadenylation elememt binding protein(CPEBP)、ショウジョウバエorb遺伝子と相同性をもつことがわかった。
また、これらの蛋白質がINP303A蛋白質と相同性を示している部分の直後のアミノ酸配列は、配列番号1の3346〜3577番目の塩基配列がコードするアミノ酸配列と相同性を示すことがわかった。このことからINP303Aの塩基配列には、本来はイントロンと考えられる2639bpの塩基配列(配列番号1の713〜3352番目に相当)が残ったままの異常なスプライシングを起こしたcDNAであると推定された。
ディファレンシャル・ディスプレイにより得られた、IgA腎症患者で発現量が上昇していた断片の塩基配列はこの挿入配列中にあり、IgA腎症患者ではこのような異常なスプライシングを起こしたmRNAが上昇していることがわかった。該異常なスプライシングを起こしたmRNAから翻訳された蛋白質は、本来のINP303A遺伝子がコードする蛋白質、即ち相同性から推定したイントロンを除いた塩基配列がコードする蛋白質(295アミノ酸)とは220番目以降のアミノ酸配列が異なっており、本来の機能を発揮していない可能性が高い。
(2)INP377A
ジーントラッパー法cDNAクローンGTINP377A−46CのcDNAの塩基配列を決定し、得られた塩基配列を配列番号2に示した。
INP377AのcDNAの塩基配列を塩基配列データベースと比較したところ、ショウジョウバエのガン抑制遺伝子Sxlと相同性をもつヒトの遺伝子LUCA15(GenBank;accession No.U23946)の1〜552番目の配列が、GTINP377A−46Cの塩基配列の50〜527番目、および1010〜1083番目の塩基配列と一致することがわかった。従ってGTINP377A−46CはLUCA15のイントロンが残った異常なスプライシングを起こしたcDNAクローンであると推定された。
ディファレンシャル・ディスプレイにより得られた断片の塩基配列(配列番号42)は配列番号2の759〜1014番目に相当する相補鎖の塩基配列と一致した。このことから、アンカープライマーはmRNAの3’末端のpoly A配列ではなく、配列番号2の745〜757番目に存在するTが連続する配列の相補鎖にアニーリングしたものと考えられた。該断片の配列はLUCA15のイントロンと考えられる塩基配列中に存在していると考えられるため、IgA腎症患者ではこのような異常なスプライシングを起こしたmRNAが上昇していること考えられた。
GTINP377A−46Cがコードする蛋白質は143アミノ酸であり(配列番号35にアミノ酸配列を示した。)は、本来のLUCA15 cDNAがコードする蛋白質(815アミノ酸)とは137番目以降のアミノ酸配列が異なっており、本来の機能を発揮していない可能性が高い。
(3)INP379A
IgA腎症患者の白血球cDNAライブラリーのプラークハイブリダイゼーションにより、INP379A cDNAクローンPHINP379A−16−2を取得した。
該cDNAの塩基配列を決定したところ、5’末と考えられた側にXhoIサイトおよびpolyT配列があり、cDNAがベクターに逆向きに挿入されたクローンであると考えられた。
従って、本来のcDNAの塩基配列である、得られた塩基配列に相補的な塩基配列を配列番号3に示した。
ディファレンシャル・ディスプレイにより得られた断片の塩基配列(配列番号43)は配列番号3の2706〜2949番目の塩基配列と一致した。この塩基配列中には104アミノ酸からなるORF(アミノ酸配列を配列番号36に示した。)が存在した。
アミノ酸配列データベース中には、このアミノ酸配列と相同性のある配列は見出されず、新規な蛋白質をコードする遺伝子と考えられた。
(4)INP401A
IgA腎症患者の白血球cDNAライブラリーのプラークハイブリダイゼーションによりINP401A cDNAクローンPHINP401A−8−1およびPHINP401A−14−1を取得した。
両者のcDNAの塩基配列を決定したところ、両者は1塩基だけが異なり、1アミノ酸が異なる以外は同一の133アミノ酸からなるORFが存在することがわかった。また両者は、5’非翻訳領域および3’非翻訳領域の塩基配列も異なっており、遺伝子のポリモルフィズムおよびスプライシングの異なったmRNAの存在が推定された。
PHINP401A−8−1の塩基配列を配列番号4に、PHINP401A−14−1の塩基配列を配列番号5に示し、PHINP401A−8−1がコードする蛋白質のアミノ酸配列を配列番号37に、PHINP401A−14−1がコードする蛋白質のアミノ酸配列を配列番号38に示した。
ディファレンシャル・ディスプレイにより得られた断片の塩基配列(配列番号44)は配列番号4の960〜1217番目、および配列番号5の1313〜1570番目に相当する相補鎖の塩基配列と一致した。このことから、アンカープライマーはmRNAの3’末端のpoly A配列ではなく、配列番号4の947〜959番目あるいは配列番号5の1302〜1312番目に存在するTが連続する配列の相補鎖にアニーリングしたたものと考えられた。
ディファレンシャル・ディスプレイで得られたIgA腎症患者で発現量の上昇している断片の塩基配列はPHINP401A−8−1およびPHINP401A−14−1の塩基配列と相補的な塩基配列を有していた。
PHINP401A−8−1およびPHINP401A−14−1がコードする蛋白質の相同性を調べたが、アミノ酸配列データベース中には相同性のある配列は見出されず、新規な蛋白質をコードしていると考えられた。
アミノ酸配列から推定した親水性の解析から、INP401Aのコードする蛋白質は分泌蛋白質である可能性があり、その場合、配列番号37あるいは38の1〜15番目のアミノ酸配列がシグナルペプチドと推定された。
(5)GTINP332A−21
ジーントラッパー法により、INP332AのcDNAクローンの取得を試みたが、得られたcDNAクローンGTINP332A−21の塩基配列中には、INP332Aのディファレンシャル・ディスプレイ増幅断片と一致する塩基配列はなく、別の遺伝子のcDNAクローンと考えられた。
GTINP332A−21については、その塩基配列にもとづいたプライマー(配列番号105および106に塩基配列を示した。)を用いて実施例2に記載の方法で健常人とIgA腎症患者の白血球についてRT−PCRによる遺伝子の発現量を調べたところ、IgA腎症の患者白血球で健常人と比較して4.6倍の発現量の上昇が見られた。
GTINP332A−21のcDNA部分をプローブにして、IgA腎症患者白血球のcDNAライブラリーのプラークハイブリダイゼーションによりcDNAクローンPHGTINP332A−21−28−1を取得した。
該クローンのcDNAの塩基配列を決定したところ128アミノ酸からなるORFが存在することがわかった。配列番号6にPHGTINP332A−21−28−1のcDNAの塩基配列を、配列番号39にORFのコードする蛋白質のアミノ酸配列を示した。
該ORFのアミノ酸配列はリン酸化チロシンと結合する機能を持つ、フォスファチジルイノシトール3,4,5−3リン酸5−フォスファターゼ等のSH2ドメインと相同性を持つことがわかった。
(6)INM063−7
完全長のcDNAクローンを取得するために、NB−1のcDNAライブラリーからプラークハイブリダイゼーションにより3つのcDNAクローン(INM063−7 ph5−1、INM063−7 ph4−1、INM063−7 ph9−1)を取得した。
これら取得されたcDNAクローンの塩基配列を組み合わせることにより、配列番号7に示した4343bpからなるINM063−7のcDNAの塩基配列を決定した。
ディファレンシャル・ディスプレイにより得られた断片の塩基配列(配列番号8)は配列番号7の2809〜2964番目に相当する相補鎖の塩基配列と一致した。このことから、アンカープライマーはmRNAの3’末端のpoly A配列ではなく、配列番号7の2965〜2974番目に存在するTが連続する配列の相補鎖にアニーリングしたものと考えられた。
4343bpからなるINM063−7のcDNAの塩基配列には、343アミノ酸からなるORF(配列番号7の1〜1029番目に相当する。アミノ酸配列を配列番号40に示した。)が見出された。
該ORFのアミノ酸配列をアミノ酸配列のデータベースと比較したところ、iron−regulatory protein2(IRP2)のスプライシングバリアントであることがわかった。
INM063−7の塩基配列には、本来はイントロンと考えられる2808bpの塩基配列(配列番号7の1024〜3832番目に相当)が存在していることから、INM063−7は異常なスプライシングの結果生じたcDNAであると推定された。
ディファレンシャル・ディスプレイにより得られたIgA腎症患者で発現量が上昇していた断片の塩基配列は、上記イントロン由来の配列中にあることから、IgA腎症患者ではこのような異常なスプライシングを起こしたmRNAが上昇していることがわかった。この異常なスプライシングを起こしたmRNAから翻訳される蛋白質は、本来のINP063−7遺伝子がコードする蛋白質(963アミノ酸)とは342番目以降のアミノ酸配列が異なっており、本来の機能を発揮していない可能性が高い。
実施例4 本発明の蛋白質に対するポリクローナル抗体の作製
(1)抗原の調製
各蛋白質のアミノ酸配列を解析し、親水性の高い部分、N末端およびC末端のアミノ酸配列の中からペプチド抗原として適当と考えられる部分を選択して、化合物1から8(配列番号114から121)を合成した。化合物の理化学的性質は次の方法により測定した。
質量分析は、日本電子JMS−HX110Aを用いFAB−MS法により行った。アミノ酸分析は、コーエン(Cohen,S.A.)らの方法〔Analytical Biochemistry,222,19(1994)〕により行った。加水分解は塩酸蒸気中110℃で20時間行い、加水分解物のアミノ酸組成はウォーターズ・アキュ・タグ(Waters AccQ−Tag)アミノ酸分析計(Waters社製)を用い分析した。
(i) 配列番号114に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物1)の合成
配列番号37、38の蛋白質に対する抗体を作製するために、該蛋白質のC末端14アミノ酸残基に相当するアミノ酸配列を有するペプチドを下記の方法で合成した。
α−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−イソロイシン(以下、Fmoc−Ileと略す)25μmolが結合した担体樹脂(Wang 樹脂、ノバビオケム社製)52.1mgを自動合成機(ACT社製)の反応容器に入れ、0.5mlのDMFを加えて3分間攪拌した後溶液を排出し、続いて以下の操作を行った。
(a) N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略す)にピペリジンを25%添加した溶液(以下、25%ピペリジン−DMF溶液と略す)1mlを加えて混合物を2分間攪拌し、該溶液を排出した。再度25%ピペリジン−DMF溶液1mlを加えて混合物を10分間攪拌し、該溶液を排出した。
(b) 担体樹脂に1mlのDMFを加え1分間攪拌し、該溶液を排出した。この操作を6回繰り返した後、0.5mlのDMFで樹脂と反応容器を洗浄した。
こうして、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル(以下、Fmocと略す)基を除去したH−Ileの結合した担体樹脂を得た。
(c) 得られた担体樹脂に対して、500μlのDMF、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−アスパラギン酸−β−t−ブチルエステル〔以下、Fmoc−Asp(OtBu)−OHと略す〕とN−ヒドロキシベンゾトリアゾール(以下、HOBtと略す)・1水和物をそれぞれ0.5Mの濃度で含むN−メチルピロリドン(以下、NMPと略す)溶液250μlおよびN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(以下、DIPCと略す)を0.5Mの濃度で含むNMP溶液125μlを加えて10分間攪拌し、1分間静置した。10分攪拌、1分静置のサイクルを4回繰り返した後、該溶液を排出した。
(d) 担体樹脂に1mlのDMFを加え1分間攪拌し、該溶液を排出した。この操作を2回繰り返した。
(e) 担体樹脂に対して、375μlのDMF、Fmoc−Asp(OtBu)−OHとHOBt・1水和物をそれぞれ0.5Mの濃度で含むNMP溶液250μl、2−(1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウム・ヘキサフルオロホスフェート(以下、HBTUと略す)を0.5Mの濃度で含むDMF溶液250μlおよびジイソプロピルエチルアミン(以下、DIEAと略す)を2Mの濃度で含むDMF溶液125μlを加えて10分間攪拌し、1分間静置した。10分間攪拌、1分間静置のサイクルを3回繰り返した後、該溶液を排出した。
(f) 担体樹脂に1mlのDMFを加え1分間攪拌し、該溶液を排出した。この操作を2回繰り返した後、0.5mlのDMFで樹脂と反応容器を洗浄した。
該操作により、Fmoc−Asp(OtBu)−Ileの結合した担体樹脂を得た。
上記(f)行程終了後、(a)(b)のFmoc基除去工程を行った。Fmoc基除去後、(c)の工程でFmoc−Asp(OtBu)−OHのかわりにNα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−O−t−ブチル−L−スレオニン〔以下、Fmoc−Thr(tBu)−OHと略す〕を用いて縮合反応を行った。縮合反応後、(d)の洗浄工程を経、(e)の工程で再度Fmoc−Asp(OtBu)−OHのかわりにFmoc−Thr(tBu)−OHを用いて縮合反応を行い、(f)の洗浄工程を行うことにより、Fmoc−Thr(tBu)−Asp(OtBu)−Ileを担体上に合成した。
以下、工程(c)(e)において、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−N−2,2,5,7,8−ペンタメチルクロマン−6−スルホニル−L−アルギニン〔以下、Fmoc−Arg(Pmc)−OHと略す〕、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−フェニルアラニン(以下、Fmoc−Phe−OHと略す)、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−グリシン(以下、Fmoc−Gly−OHと略す)、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−グルタミン酸−γ−t−ブチルエステル〔以下、Fmoc−Glu(Ot−Bu)−OHと略す〕、Fmoc−Arg(Pmc)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−Nε−t−ブチルオキシカルボニル−L−リジン〔以下、Fmoc−Lys(Boc)−OHと略す〕、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−ロイシン(以下、Fmoc−Leu−OHと略す)、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−プロリン(以下、Fmoc−Pro−OHと略す)、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−S−トリチル−L−システイン〔以下、Fmoc−Cys(Trt)−OHと略す〕を順次用いて、(a)〜(f)工程を繰り返した後、(a)(b)のFmoc基除去工程を行った。
得られた樹脂をメタノール、ブチルエーテルで順次洗浄し、減圧下12時間乾燥して、側鎖保護ペプチドの結合した担体樹脂を得た。これに、トリフルオロ酢酸(以下、TEAと略す)82.5%、チオアニソール5%、水5%、エチルメチルスルフィド3%、1,2−エタンジチオール2.5%およびチオフェノール2%からなる混合溶液1mlを加えて室温で8時間放置し、側鎖保護基を除去するとともに樹脂よりペプチドを切り出した。樹脂を濾別後、得られた溶液にエーテル約10mlを加え、生成した沈澱を遠心分離およびデカンテーションにより回収し、粗ペプチドとして49.0mgを取得した。この粗生成物を2M酢酸水溶液に溶解後、逆相カラム(資生堂製、CAPCELL PAK C18 30mmI.D.X250mm)を用いたHPLCで精製した。0.1%TEA水溶液に、TEA 0.1%を含む90%アセトニトリル水溶液を加えていく直線濃度勾配法で溶出し、220nmで検出し、化合物1を含む画分を得た。この画分を凍結乾燥して、化合物1を18.0mg得た。
質量分析〔FABMS〕;m/z=1797.4(M+H
アミノ酸分析;Asx 2.1(2),Glx 1.1(1),Gly 1.0(1),Arg 1.8(2),Thr 2.0(2),Pro 0.9(1),Cys 1.3(1),Lys 1.0(1),Ile 1.0(1),Leu 1.0(1),Phe 1.9(2)
(ii) 配列番号115に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物2)の合成
配列番号37、38の蛋白質に対する抗体を作製するために、該蛋白質の73〜87番目の15アミノ酸残基に相当するアミノ酸配列を有するペプチドを下記の方法で合成した。
Fmoc−NH、25μmolが結合した担体樹脂(Rink Amide MBHA樹脂、ノバビオケム社製)45.5mgを出発物質として、(1)‐(i)と同様にして、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Arg(Pmc)−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Arg(Pmc)−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−O−t−ブチル−L−セリン〔以下、Fmoc−Ser(tBu)−OHと略す〕、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−Nγ−トリチル−L−アスパラギン〔以下、Fmoc−Asn(Trt)−OHと略す〕、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−Ser(tBu)、Fmoc−Cys(Trt)−OHを順次縮合した後に、Fmoc基除去、洗浄、乾燥を経て、側鎖保護ペプチドの結合した担体樹脂を得た。(1)‐(i)と同様にして側鎖保護基の切断ならびに樹脂からの切り出しを行い、粗ペプチド、67.1mgを取得し、逆相方ラムを用いたHPLCで精製し、化合物2を30.8mg得た。
質量分析[FABMS〕;m/z=2013.1(M+H
アミノ酸分析;Asx 1.0(1),Ser 1.8(2),Glx 3.2(3),Arg 1.9(2),Cys 1.3(1),Lys 3.0(3),Leu 1.9(2),Phe 2.0(2)
(iii) 配列番号116に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物3)の合成
配列番号37、38の蛋白質に対する抗体を作製するために、該蛋白質の104〜116番目の14アミノ酸残基に相当するアミノ酸配列を有するペプチドを下記の方法で合成した。
Fmoc−NH、25μmolが結合した担体樹脂(Rink Amide MBHA樹脂、ノバビオケム社製)45.5mgを出発物質として、(1)‐(i)と同様にして、Fmoc−Gly−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−バリン(以下、Fmoc−Val−OHと略す)、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−Nind−t−ブチルオキシカルボニル−L−トリプトファン〔以下、Fmoc−Trp(Boc)−OHと略す〕、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Ser(tBu)−OH、Fmoc−Trp(Boc)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−Nim−トリチル−L−ヒスチジン〔Fmoc−His(Trt)−OH〕、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−アラニン(以下、Fmoc−Ala−OHと略す)、Fmoc−Cys(Trt)−OHを順次縮合した後に、Fmoc基除去、洗浄、乾燥を経て、側鎖保護ペプチドの結合した担体樹脂を得た。これに2−メチルインドールを5mg/mlの濃度で含むTFA(90%)、チオアニソール(5%)、1,2−エタンジチオール(5%)からなる混合溶液1mlを加えて室温で2時間放置し側鎖保護基の切断ならびに樹脂からの切り出しを行った。その後は(1)‐(i)と同様にして粗ペプチド、50.6mgを取得し、逆相カラムを用いたHPLCで精製し、化合物3を6.6mg得た。
質量分析〔FABMS〕;m/z=1792.5(M+H
アミノ酸分析;Ser 1.0(1),Glx 3.0(3),Gly 2.2(2),His 0.8(1),Ala 0.8(1),Cys 1.1(1),Val 1.1(1),Lys 2.1(2),Phe 1.1(1),Trpは分析せず
(iv) 配列番号117に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物4)の合成
配列番号34の蛋白質に対する抗体を作製するために、該蛋白質のC末端15アミノ酸残基に相当するアミノ酸配列を有するペプチドを下記の方法で合成した。Fmoc−Phe、25μmolが結合した担体樹脂(Wang樹脂、ノバビオケム社製)49.0mgを出発物質として、(1)‐(i)と同様にして、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−His(Trt)−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Ile−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Ser(tBu)−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Arg(Pmc)−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Ile−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Cys(Trt)−OHを順次縮合した後に、Fmoc基除去、洗浄、乾燥を経て、側鎖保護ペプチドの結合した担体樹脂を得た。(1)‐(i)と同様にして側鎖保護基の切断ならびに樹脂からの切り出しを行い、粗ペプチド、41.2mgを取得し、逆相方ラムを用いたHPLCで精製し、化合物4を14.6mg得た。
質量分析〔FABMS〕;m/z=1905.8(M+H
アミノ酸分析;Asx 1.0(1),Ser 0.9(1),Glx 1.0(1),Gly 1.1(1),His 1.1(1),Arg 0.9(1),Cys 1.3(1),Val 1.0(1),Lys 2.1(2),Ile 1.8(2),Leu 1.9(2),Phe 2.2(2)
(v) 配列番号118に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物5)の合成
配列番号35の蛋白質に対する抗体を作製するために、該蛋白質のC末端14アミノ酸残基に相当するアミノ酸配列を有するペプチドを下記の方法で合成した。
Fmoc−Ser(tBu)、25μmolが結合した担体樹脂(Wang樹脂、ノバビオケム社製)42.4mgを出発物質として、(1)‐(i)と同様にして、Fmoc−Ser(tBu)−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Ser(tBu)−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Arg(Pmc)−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−メチオニン(以下、Fmoc−Met−OHと略す)、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Arg(Pmc)−OH、Fmoc−Cys(Trt)−OHを順次縮合した後に、Fmoc基除去、洗浄、乾燥を経て、側鎖保護ペプチドの結合した担体樹脂を得た。(1)‐(i)と同様にして側鎖保護基の切断ならびに樹脂からの切り出しを行い、粗ペプチド、48.4mgを取得し、逆相カラムを用いたHPLCで精製し、化合物5を19.0mg得た。
質量分析〔FABMS〕;m/z=1708.9(M+H
アミノ酸分析;Ser2.8(3),Glx 1.1(1),Gly 1.1(1),Arg 2.1(2),Thr 1.0(1),Cys 1.3(1),Met 0.4(1),Lys 2.1(2),Leu 3.0(3)
(vi) 配列番号119に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物6)の合成
配列番号40の蛋白質に対する抗体を作製するために、該蛋白質のC末端13アミノ酸残基に相当するアミノ酸配列を有するペプチドを下記の方法で合成した。
Fmoc−Ser(tBu)、25μmolが結合した担体樹脂(Wang樹脂、ノバビオケム社製)42.4mgを出発物質として、(1)‐(i)と同様にして、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Fmoc−Ile−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Ile−OH、Fmoc−Ser(tBu)−OH、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Fmoc−Cys(Trt)−OHを順次縮合した後に、Fmoc基除去、洗浄、乾燥を経て、側鎖保護ペプチドの結合した担体樹脂を得た。これにTFA(90%)、チオアニソール(5%)、1,2−エタンジチオール(5%)からなる混合溶液1mlを加えて室温で2時間放置し、側鎖保護基の切断ならびに樹脂からの切り出しを行った。その後は(1)‐(i)と同様にして粗ペプチド32.8mgを取得し、逆相カラムを用いたHPL2Cで精製し、化合物6を11.0mg得た。
質量分析〔FABMS〕;m/z=1434.7(M+H
アミノ酸分析;Asx 1.1(1),Ser 1.9(2),Gly 1.1(1),Thr 2.0(2),Cys 1.2(1),Val 2.1(3),Lys 1.1 (1),Ile 2.3(2),Leu 1.1(1)
(vii) 配列番号120に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物7)の合成
配列番号39の蛋白質に対する抗体を作製するために、該蛋白質の65〜79番目の15アミノ酸残基に相当するアミノ酸配列を有するペプチドを下記の方法で合成した。
Fmoc−NH、25μmolが結合した担体樹脂(Rink Amide MBHA樹脂、ノバビオケム社製)45.5mgを出発物質として、(1)‐(i)と同様にして、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Arg(Pmc)−OH、Fmoc−Phe−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−O−t−ブチル−L−チロシン〔以下、Fmoc−Tyr(tBu)−OHと略す〕、Fmoc−Arg(Pmc)−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−His(Trt)−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Pro−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−L−アラニン(以下、Fmoc−Ala−OHと略す)、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Ala−OH、Fmoc−Ser(tBu)、Fmoc−Cys(Trt)−OHを順次縮合した後に、Fmoc基除去、洗浄、乾燥を経て、側鎖保護ペプチドの結合した担体樹脂を得た。(1)‐(i)と同様にして側鎖保護基の切断ならびに樹脂からの切り出しを行い、粗ペプチド42.4mgを取得し、逆相カラムを用いたHPLCで精製し、化合物7を12.1mg得た。
質量分析〔FABMS〕;m/z=1849.7(M+H
アミノ酸分析;Ser 0.9(1),Glx 1.0(1),Gly 1.0(1),His 0.7(1),Arg 2.0(2),Thr 0.9(1),Ala 1.9(2),Pro 1.0(1),Cys 1.4(1),Tyr 1.7(1),Val 0.7(1),Lys 2.1(2),Phe 1.1(1)
(viii) 配列番号121に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物8)の合成
配列番号36の蛋白質に対する抗体を作製するために、該蛋白質のC末端15アミノ酸残基に相当するアミノ酸配列を有するペプチドを下記の方法で合成した。
H−Pro、25μmolが結合した担体樹脂(クロロトリチル樹脂、ノバビオケム社製)61.0mgを出発物質として、ジクロロメタン1mlで樹脂を洗浄した後に(1)‐(i)の工程(c)から合成を始める以外は(1)‐(i)と同様にして、Fmoc−Tyr(tBu)−OH、Fmoc−Asn(Trt)−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Asn(Trt)−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Leu−OH、Nα−9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−Nε−トリチル−L−グルタミン〔以下、Fmoc−Gln(Trt)−OHと略す〕、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Thr(Bu)−OH、Fmoc−Ile−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Cys(Trt)−OHを順次縮合した後に、Fmoc基除去、洗浄、乾燥を経て、側鎖保護ペプチドの結合した担体樹脂を得た。I−6と同様にして側鎖保護基の切断ならびに樹脂からの切り出しを行い、(1)‐(i)と同様に粗ペプチド53.1mgを取得し、逆相カラムを用いたHPLCで精製し、化合物8を23.4mg得た。
質量分析〔FABMS〕;m/z=1833.6(M+H
アミノ酸分析;Asx 2.1(2),Glx 2.1(2),Gly 1.1(1),Thr 0.9(1),Pro 1.0(1),Cys 1.4(1),Tyr 1.0(1),Val 0.9(1),Lys 1.9(2),Ile 1.0(1),Leu 2.9(3)
(2)免疫原の調製
免疫原性を高める目的で、上記(1)で得られた化合物1〜8とKLH(カルビオケム社製)とのコンジュゲートを、以下の方法で作製し、免疫原として用いた。
即ち、KLHをPBSに溶解して10mg/mlに調整し、1/10容量の25mg/ml MBS(ナカライテスク社製)を滴下して30分間撹拌反応させた。
予めPBSで平衡化しておいたセファデックスG−25カラムを用い、未反応のMBSを除いた。
得られた2.5mgのKLH−MBを、化合物1〜8各々1mgを溶解した0.1Mりん酸ナトリウムバッファー(PH7.0)に添加、混合し、室温で3時間、攪拌反応させた。
反応後、該反応液をPBS中で透析した。
(3)動物の免疫とポリクローナル抗体の作製
上記(2)で調製した各化合物のKLHコンジュゲート100μgをアルミニウムゲル2mgおよび百日咳ワクチン(千葉県血清研究所製)1×10細胞とともに5週令雌ラット(SD)に投与し、2週間後より100μgのコンジュゲートを1週間に1回、計4回投与した。眼底静脈叢より採血し、その血清抗体価を以下に示す酵素免疫測定法で調べ、十分な抗体価を示したラットから全採血により血清を採取した。
(4)酵素免疫測定法
アッセイ用の抗原には上記(1)で得られた各化合物をサイログロブリン(以下、THYと略す。)とコンジュゲートしたものを用いた。作製方法は上記(2)に記した通りであるが、架橋剤にはMBSの代わりにSMCC(シグマ社製)を用いた。96穴のEIA用プレート(グライナー社製)に、上述のように調製したコンジュゲートを10μg/ml、50μl/穴で分注し、4度で一晩放置して吸着させた。洗浄後、1%BSA−PBSを100μl/穴で加え、室温1時間反応させて残っている活性基をブロックした。1%BSA−PBSを捨て、被免疫ラット抗血清を50μl/穴で分注し2時間反応させた。PBSにTweenを0.05%添加した溶液(以下0.05%Tween−PBSと略す)で洗浄後、ペルオキシダーゼ標識ウサギ抗ラットイムノグロブリン(ダコ社製)を50μl/穴で加えて室温、1時間反応させ、0.05%Tween−PBSで洗浄後ABTS基質液〔2.2−アジノビス(3−エチルベンゾチアゾール−6−スルホン酸)アンモニウム〕を用いて発色させOD415nmの吸光度をプレートリーダー(E−max;和光純薬)で測定した。
結果を第1〜8図に示した。いずれの抗血清も免疫原として用いた化合物に特異的な反応性を示した。
産業上の利用可能性
本発明により得られるDNA、蛋白質および抗体を用いることによりIgA腎症の診断、治療が可能である。
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配列番号113−人工配列の説明:合成DNA
配列番号114−人工配列の説明:合成ペプチド
配列番号115−アミデーション、クルタミン酸アミド
配列番号116−アミデーション、グリシンアミド
配列番号117−人工配列の説明:合成ペプチド
配列番号118−人工配列の説明:合成ペプチド
配列番号119−人工配列の説明:合成ペプチド
配列番号120−アミデーション、リジンアミド
配列番号121−人工配列の説明:合成ペプチド
【配列表】
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【図面の簡単な説明】
第1図は、配列番号114に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物1)とKLH(カルビオケム社製)とのコンジュゲートで免疫し、取得したラット抗血清の該化合物1に対する結合反応性を、酵素免疫測定法により調べた結果を示す図である。左に化合物1に対する結合反応性、右にコントロールペプチドに対する結合反応性の結果を示した。R1〜3は化合物1で免疫した3匹のラットの抗血清を、NRSは正常ラット血清をそれぞれ示す。
第2図は、配列番号115に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物2)とKLHとのコンジュゲートで免疫し、取得したラット抗血清の該化合物2に対する結合反応性を、酵素免疫測定法により調べた結果を示す図である。左に化合物2に対する結合反応性、右にコントロールペプチドに対する結合反応性の結果を示した。R1〜3は化合物2で免疫した3匹のラットの抗血清を、NRSは正常ラット血清をそれぞれ示す。
第3図は、配列番号116に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物3)とKLHとのコンジュゲートで免疫し、取得したラット抗血清の該化合物3に対する結合反応性を、酵素免疫測定法により調べた結果を示す図である。左に化合物3に対する結合反応性、右にコントロールペプチドに対する結合反応性の結果を示した。R1〜3は化合物3で免疫した3匹のラットの抗血清を、NRSは正常ラット血清をそれぞれ示す。
第4図は、配列番号117に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物4)とKLHとのコンジュゲートで免疫し、取得したラット抗血清の該化合物4に対する結合反応性を、酵素免疫測定法により調べた結果を示す図である。左に化合物4に対する結合反応性、右にコントロールペプチドに対する結合反応性の結果を示した。R1〜3は化合物4で免疫した3匹のラットの抗血清を、NRSは正常ラット血清をそれぞれ示す。
第5図は、配列番号118に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物5)とKLHとのコンジュゲートで免疫し、取得したラット抗血清の該化合物5に対する結合反応性を、酵素免疫測定法により調べた結果を示す図である。左に化合物5に対する結合反応性、右にコントロールペプチドに対する結合反応性の結果を示した。R1〜3は化合物5で免疫した3匹のラットの抗血清を、NRSは正常ラット血清をそれぞれ示す。
第6図は、配列番号119に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物6)とKLHとのコンジュゲートで免疫し、取得したラット抗血清の該化合物6に対する結合反応性を、酵素免疫測定法により調べた結果を示す図である。左に化合物6に対する結合反応性、右にコントロールペプチドに対する結合反応性の結果を示した。R1〜3は化合物6で免疫した3匹のラットの抗血清を、NRSは正常ラット血清をそれぞれ示す。
第7図は、配列番号120に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物7)とKLHとのコンジュゲートで免疫し、取得したラット抗血清の該化合物7に対する結合反応性を、酵素免疫測定法により調べた結果を示す図である。左に化合物7に対する結合反応性、右にコントロールペプチドに対する結合反応性の結果を示した。R1〜3は化合物7で免疫した3匹のラットの抗血清を、NRSは正常ラット血清をそれぞれ示す。
第8図は、配列番号121に記載のアミノ酸配列を有するペプチド(化合物8)とKLHとのコンジュゲートで免疫し、取得したラット抗血清の該化合物8に対する結合反応性を、酵素免疫測定法により調べた結果を示す図である。左に化合物8に対する結合反応性、右にコントロールペプチドに対する結合反応性の結果を示した。R1〜3は化合物8で免疫した3匹のラットの抗血清を、NRSは正常ラット血清をそれぞれ示す。

Claims (17)

  1. 配列番号1〜5、7および9〜33ならびに配列番号41〜43で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するIgA腎症関連DNA。
  2. 配列番号3〜5、7および9〜33で表される塩基配列から選ばれる塩基配列中の連続した5〜60塩基と同じ配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA。
  3. DNAが、配列番号47〜106で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNAである、請求項2記載のDNA。
  4. 以下の(a)、(b)または(c)のDNAを用いる、IgA腎症関連遺伝子のmRNAを検出する方法。
    (a)配列番号1〜33および配列番号41〜43で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するIgA腎症関連DNAまたは該DNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA
    (b)配列番号1〜33で表される塩基配列から選ばれる塩基配列中の連続した5〜60塩基と同じ配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA
    (c)配列番号45〜106で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA
  5. 以下の(a)、(b)または(c)のDNAを含む、IgA腎症診断薬。
    (a)配列番号1〜33および配列番号41〜43で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するIgA腎症関連DNAまたは該DNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA
    (b)配列番号1〜33で表される塩基配列から選ばれる塩基配列中の連続した5〜60塩基と同じ配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA
    (c)配列番号45〜106で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA
  6. 以下の(a)または(b)のDNAを用いる、IgA腎症関連遺伝子の転写またはIgA腎症関連遺伝子のmRNAの翻訳を抑制する方法。
    (a)配列番号1〜33で表される塩基配列から選ばれる塩基配列中の連続した5〜60塩基と同じ配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA
    (b)配列番号45〜106で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA
  7. ディファレンシャル・ディスプレイ法を用い、IgA腎症患者白血球より請求項1記載のIgA腎症関連DNAを取得する方法。
  8. 配列番号34〜38および40で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質、または該蛋白質の有するアミノ酸配列とは1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加したアミノ酸配列からなり、かつIgA腎症に関連する活性を有する蛋白質。
  9. 請求項8記載の蛋白質をコードするDNA。
  10. 請求項9記載のDNAをベクターに組み込んで得られる組換え体DNA。
  11. 請求項10記載の組換え体DNAを宿主細胞に導入して得られる形質転換体。
  12. 請求項11記載の形質転換体を培地に培養し、培養液中に請求項8記載の蛋白質を生成蓄積させ、該培養物から該蛋白質を採取することを特徴とする蛋白質の製造方法。
  13. 請求項8記載の蛋白質を認識する抗体。
  14. 配列番号34〜40で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質、または該蛋白質の有するアミノ酸配列とは1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加したアミノ酸配列からなり、かつIgA腎症に関連する活性を有する蛋白質の免疫学的検出方法であって、当該蛋白質を認識する抗体を用いる、前記方法。
  15. 配列番号34〜40で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質、または該蛋白質の有するアミノ酸配列とは1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加したアミノ酸配列からなり、かつIgA腎症に関連する活性を有する蛋白質を認識する抗体を含有する、IgA腎症の診断薬。
  16. 以下の(a)、(b)または(c)のDNAおよび診断に許容される担体からなる組成物。
    (a)配列番号1〜33および配列番号41〜43で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するIgA腎症関連DNAまたは該DNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA
    (b)配列番号1〜33で表される塩基配列から選ばれる塩基配列中の連続した5〜60塩基と同じ配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA
    (c)配列番号45〜106で表される塩基配列から選ばれる塩基配列を有するDNAまたは該DNAと相補的な配列を有するDNA
  17. 配列番号34〜40で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配列を有する蛋白質、または該蛋白質の有するアミノ酸配列とは1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加したアミノ酸配列からなり、かつIgA腎症に関連する活性を有する蛋白質を認識する抗体および診断に許容される担体からなる組成物。
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