JP4509656B2 - Method for screening compound that inhibits formation of STAT3, NF-κBp65, and p300 complex - Google Patents

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Description

本発明は、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成を阻害する化合物、特にSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成を阻害することにより抗炎症効果を有する化合物のスクリーニング方法に関するものである。   The present invention relates to a method for screening a compound that inhibits the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex, particularly a compound that has an anti-inflammatory effect by inhibiting the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex. It is about.

IL-6は、炎症性サイトカインとよばれ、炎症反応において、IL-1、TNFαと並んで多彩な生理活性作用を示すことが知られている。審良は、IL-6が活性化する転写因子であるNF-IL6とSTAT3の働き、構造について概説し、炎症に関与するタンパク質(IL-6、IL-8、ICAM-1など)の遺伝子のプロモーター上に、NF-IL6(現在はC/EBPβと呼ばれる)結合領域とNF-κB結合領域という並びが普遍的に見られることを述べている(非特許文献1参照)。   IL-6 is called an inflammatory cytokine, and is known to exhibit various physiologically active actions in the inflammatory reaction along with IL-1 and TNFα. Akira outlined the functions and structures of NF-IL6 and STAT3, transcription factors that activate IL-6, and the promoters of genes involved in inflammation (IL-6, IL-8, ICAM-1, etc.) Above, it is described that the arrangement of the NF-IL6 (now called C / EBPβ) binding region and the NF-κB binding region is universally seen (see Non-Patent Document 1).

血清アミロイドAタンパク質(SAA)は、急性炎症タンパクのひとつで、炎症反応のマーカーとして知られており、炎症状態の定量化や、肺炎などに対する抗生物質による治療効果の判定などに有用である。ヒトSAA1遺伝子のプロモーター上にも、C/EBPβ結合領域とNF-κB結合領域という並びが認められる。IL-6とIL-1によるSAAの相乗効果的発現は、IL-6によりC/EBPβの活性化が、IL-1によりNF-κBの活性化が生じることによるとBettsらは報告している(非特許文献2参照)。   Serum amyloid A protein (SAA) is one of the acute inflammatory proteins and is known as a marker of inflammatory reaction, and is useful for quantifying the inflammatory state and determining the therapeutic effect of antibiotics against pneumonia. An arrangement of C / EBPβ binding region and NF-κB binding region is also found on the promoter of human SAA1 gene. Betts and colleagues report that the synergistic expression of SAA by IL-6 and IL-1 is due to the activation of C / EBPβ by IL-6 and the activation of NF-κB by IL-1. (See Non-Patent Document 2).

ヒトSAA1遺伝子のプロモーター及びエクソンDNAの配列はすでに知られており、該プロモーター領域は該SAA1遺伝子配列の-796位〜+24位に存在する(図1、配列番号1)(例えば、非特許文献2参照)(ここで、+1位はSAA1遺伝子の構造遺伝子配列の出発点を表し、配列番号1の1番目は該SAA1遺伝子配列の-796位に対応する)。   The promoter and exon DNA sequences of the human SAA1 gene are already known, and the promoter region is located at positions −796 to +24 of the SAA1 gene sequence (FIG. 1, SEQ ID NO: 1) (for example, non-patent literature) (See 2) (Here, position +1 represents the starting point of the structural gene sequence of the SAA1 gene, and the first of SEQ ID NO: 1 corresponds to position -796 of the SAA1 gene sequence).

最近、関節リウマチ患者に対し、抗サイトカイン療法が臨床応用され効果をあげている。IL-6阻害治療により、急性炎症タンパクのCRPの正常化がみられる。Zhangらは、ヒトCRPのプロモーターにみられるSTAT3の既知の結合領域として報告されているGAS様配列(TTCCCGAA)にSTAT3が結合することを検討し、ゲルシフトアッセイの実験において、抗STAT3(C-20)抗体によりシフトバンドが確認され、STAT3が直接結合していることを確認している(非特許文献3参照)。   Recently, anti-cytokine therapy has been clinically applied to patients with rheumatoid arthritis. IL-6 inhibition treatment normalizes CRP, an acute inflammatory protein. Zhang et al. Examined the binding of STAT3 to a GAS-like sequence (TTCCCGAA) reported as a known binding region of STAT3 found in the promoter of human CRP. In gel shift assay experiments, anti-STAT3 (C-20 ) The shift band was confirmed by the antibody, and it was confirmed that STAT3 was directly bound (see Non-Patent Document 3).

ところが、IL-6阻害治療により血中のSAAの正常化も認められる。CRPの場合と異なり、SAAにはSTAT3の既知の結合領域がみられないことから、この現象は、従来の説明では不十分であった。   However, normalization of SAA in blood is also observed by IL-6 inhibition treatment. Unlike the case of CRP, SAA does not have a known binding region of STAT3, so this phenomenon was insufficient with conventional explanations.

萩原らはSAA正常化のメカニズムについてヒト肝癌由来の3種類の肝細胞株を用いて検討し、サイトカインの組み合わせによるSAAの相乗効果発現において、IL-6が必須であることを確認し、さらに、従来、関与が言われていなかったSTAT3がSAAの発現に関与することを示した(非特許文献4参照)。しかし、前述のように、ヒトSAA1遺伝子のプロモーター上に、従来報告されているSTAT3の結合領域はみられない。   Sakakibara et al. Examined the mechanism of SAA normalization using three types of hepatoma cells derived from human liver cancer, confirmed that IL-6 is essential for the expression of SAA synergistic effects by combining cytokines, It has been shown that STAT3, which has not been said to be involved in the past, is involved in SAA expression (see Non-Patent Document 4). However, as described above, the conventionally reported binding region of STAT3 is not found on the promoter of the human SAA1 gene.

STAT3が転写活性を調節する上で、重要なリン酸化部位は二つあり、ひとつは705番目のチロシン、もう一つは727番目のセリンである(例えば非特許文献1参照)。チロシンリン酸化により、STAT3は二量体を形成し核へ移行することが知られている。Wenらは、STAT3による転写活性化において、727番目のセリンのリン酸化がなければ転写活性化は最大にならないが、転写因子のDNAとの結合には影響しないことを示した(非特許文献5参照)。しかし、セリンの役割はいまだ十分に分かっておらず、SAAの転写調節機序に置いても、STAT3のセリンのリン酸化の役割はまったく不明である。   When STAT3 regulates transcriptional activity, there are two important phosphorylation sites, one is the 705th tyrosine and the other is the 727th serine (see, for example, Non-Patent Document 1). STAT3 is known to dimerize and translocate to the nucleus by tyrosine phosphorylation. Wen et al. Showed that transcriptional activation by STAT3 does not maximize transcriptional activation without phosphorylation of the 727th serine, but does not affect the binding of transcription factors to DNA (Non-patent Document 5). reference). However, the role of serine is still not fully understood, and the role of serine phosphorylation of STAT3 is completely unknown even if it is placed in the transcriptional regulatory mechanism of SAA.

最近、転写共役因子であるp300/CBPの働きと重要性が注目されている(例えば非特許文献6参照)。転写共役因子は、様々な転写因子と結合し、複合体を形成し、ヒストンのアセチル化作用により、転写を促進することが知られている。STAT3がp300と結合することが報告されているが(例えば非特許文献7参照)、SAAの発現における、STAT3とp300/CBPの関わりも不明である。   Recently, attention has been paid to the function and importance of p300 / CBP, which is a transcription coupling factor (see, for example, Non-Patent Document 6). It is known that a transcription coupling factor binds to various transcription factors to form a complex, and promotes transcription by histone acetylation. Although STAT3 has been reported to bind to p300 (see, for example, Non-Patent Document 7), the relationship between STAT3 and p300 / CBP in SAA expression is also unclear.

つまり、現在不明であるSAA発現におけるSTAT3の転写調節機序を解析することは、生体での炎症発生機序を解析することにつながり、その働きを阻害することができれば、広く炎症反応全般に応用することが可能であると予想される。   In other words, analyzing the transcriptional regulatory mechanism of STAT3 in SAA expression that is currently unknown leads to analysis of the mechanism of inflammation in vivo, and if it can inhibit its function, it can be widely applied to inflammatory reactions in general. It is expected to be possible.

炎症の発生メカニズムを阻害する治療薬としてNF-κBデコイがある(例えば特許文献8参照)。これは、炎症発生メカニズムの起点となるNF-κBのSAA1遺伝子のプロモーター領域への結合を直接阻害し、炎症を抑制することを目指したものである。   NF-κB decoy is a therapeutic agent that inhibits the mechanism of inflammation (see, for example, Patent Document 8). This aims to suppress inflammation by directly inhibiting the binding of NF-κB, which is the origin of the mechanism of inflammation, to the promoter region of the SAA1 gene.

従来言われているタンパク質の転写調節メカニズムは、モデル生物である酵母菌を用いた実験結果を参考にしている。つまり、ある刺激により活性化された一つの転写因子が、特異的な配列であるDNAに直接結合し、転写が増強し、タンパク質発現が起こるというモデルである。このモデルを参考に開発された薬剤が、上記のNF-κBデコイである。しかし、このモデルをもとに開発された薬剤では、生体内で必要なレベルの防御反応も完全に抑えてしまうために、様々な強い副作用が予想される。実際、NF-κBデコイは臨床応用において、全身投与では肝障害などの毒性が強く、関節内注入のみに用途が限られるという欠点があった。   The transcriptional regulation mechanism of the protein said so far refers to the experimental results using the yeast model organism. In other words, it is a model in which one transcription factor activated by a certain stimulus directly binds to DNA, which is a specific sequence, enhances transcription, and causes protein expression. The drug developed with reference to this model is the NF-κB decoy described above. However, a drug developed based on this model completely suppresses a necessary level of defense reaction in vivo, and various strong side effects are expected. In fact, NF-κB decoy has a drawback in that it is highly toxic such as liver damage when administered systemically, and its use is limited only to intraarticular injection.

一方、哺乳動物の細胞においては、さらに複雑な転写調節メカニズムが予想されるが、いまだ十分には検索されていない。   On the other hand, in mammalian cells, a more complicated transcriptional regulatory mechanism is expected, but it has not been fully searched.

審良静男、サイトカインシグナル伝達にかかわる転写因子NF-IL6とSTAT3 蛋白質 核酸 酵素 41(8) 1237-1248(1996)Shizuo Akira, transcription factor NF-IL6 and STAT3 protein involved in cytokine signal transduction Nucleic acid Enzyme 41 (8) 1237-1248 (1996) Betts,J.C., Edbrooke,M.R., Thakker,R.V. and Woo,P.The human acute-phase serum amyloid A gene family: structure,evolution and expression in hepatoma cells.Scand. J. Immunol. 34 (4), 471-482 (1991)Betts, JC, Edbrooke, MR, Thakker, RV and Woo, P. The human acute-phase serum amyloid A gene family: structure, evolution and expression in hepatoma cells.Scand. J. Immunol. 34 (4), 471-482 (1991) D. Zhang, M. Sun, D. Samols, I. Kushner, STAT3 participates in transcriptional activation of the C-reactive protein gene by Interleukin-6. J Biol Chem 271,9503-9509 (1996)D. Zhang, M. Sun, D. Samols, I. Kushner, STAT3 participates in transcriptional activation of the C-reactive protein gene by Interleukin-6. J Biol Chem 271,9503-9509 (1996) Hagihara K,Nishikawa T, Isobe T, Song J, Sugamata Y, Yoshizaki K IL-6 plays a critical role in the synergistic induction of human serum amyloid A (SAA) gene when stimulated with proinflammatory cytokines as analyzed with an SAA isoform real-time quantitative RT-PCR assay system. Biochem. Biophys. Res. Commun. 314, 363-369 (2004)Hagihara K, Nishikawa T, Isobe T, Song J, Sugamata Y, Yoshizaki K IL-6 plays a critical role in the synergistic induction of human serum amyloid A (SAA) gene when stimulated with proinflammatory cytokines as analyzed with an SAA isoform real- time quantitative RT-PCR assay system. Biochem. Biophys. Res. Commun. 314, 363-369 (2004) Wen, Z. and Darnell, J. E. Jr. Mapping of STAT3 serine phosphorylation to a single residue (727) and evidence that serine phosphorylation has no influence on DNA binding of STAT1 and STAT3. Nucleic Acids Res. 25, 2062-2067 (1997)Wen, Z. and Darnell, J. E. Jr. Mapping of STAT3 serine phosphorylation to a single residue (727) and evidence that serine phosphorylation has no influence on DNA binding of STAT1 and STAT3.Nucleic Acids Res. 25, 2062-2067 (1997) 川崎広明および横山和尚、転写の司令塔p300/CBPのコアクチベーター機能、実験医学 17(3)219-228 (1999)Hiroaki Kawasaki and Kazutaka Yokoyama, Coactivator function of the transcriptional control tower p300 / CBP, experimental medicine 17 (3) 219-228 (1999) Nakashima, K. et al. Synergistic signaling in fetal brain by STAT3-Smad1 complex bridged by p300. Science 284, 479-482 (1999)Nakashima, K. et al. Synergistic signaling in fetal brain by STAT3-Smad1 complex bridged by p300. Science 284, 479-482 (1999) Tomita T et al. (1999) Suppressed severity of collagen-induced arthritis by in vivo transfection of nuclear factor kappaB decoy oligodeoxynucleotides as a gene therapy. Arthritis Rheum 42, 2532-2542Tomita T et al. (1999) Suppressed severity of collagen-induced arthritis by in vivo transfection of nuclear factor kappaB decoy oligodeoxynucleotides as a gene therapy.Arthritis Rheum 42, 2532-2542

今回、我々は、転写因子であるSTAT3、NF-κB p65、および転写共役因子であるp300の複合体が形成されることが炎症発生機序において重要であることを発見した。さらに、この複合体形成を阻害すれば、炎症を抑制することが可能であることも発見した。この複合体形成を阻害するというアプローチの利点は、生体に必要な防御反応は残しながら、炎症反応を調節することが可能であるという点である。   Here, we have found that the formation of a complex of transcription factors STAT3, NF-κB p65, and transcription coupling factor p300 is important in the mechanism of inflammation. Furthermore, it has also been found that if this complex formation is inhibited, inflammation can be suppressed. The advantage of this approach of inhibiting complex formation is that it is possible to regulate the inflammatory response while leaving the defense response necessary for the body.

本発明は、上記発見に基づき、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成を阻害する化合物のスクリーニング方法を提供することを目的とするものである。   The object of the present invention is to provide a screening method for compounds that inhibit the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes based on the above findings.

より詳細には、本発明は、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成を阻害する化合物のスクリーニング方法であって、
(a)溶液中のSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体解離調製物を被験化合物と接触させ、
(b)溶液の塩濃度をSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体が形成される塩濃度に下げ、
(c)STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体検出用オリゴヌクレオチドプローブを用いて該複合体の形成の有無を検出する工程を含むスクリーニング方法に関するものである。
More particularly, the present invention is a method of screening for compounds that inhibit the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes comprising:
(A) contacting a STAT3, NF-κB p65, and p300 complex dissociation preparation in solution with a test compound;
(B) reducing the salt concentration of the solution to a salt concentration at which STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes are formed,
(C) The present invention relates to a screening method comprising a step of detecting the presence or absence of formation of the complex using an oligonucleotide probe for detecting STAT3, NF-κB p65, and p300 complex.

さらに、本発明は、該化合物が抗炎症作用を有する上記スクリーニング方法に関するものである。   Furthermore, the present invention relates to the above screening method wherein the compound has an anti-inflammatory action.

本明細書において「STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体」とは、IL-6およびIL-1β刺激後の哺乳動物細胞、好ましくはヒト肝癌由来細胞株、もっとも好ましくはHepG2細胞から得られる核抽出物中に含まれるSTAT3、NF-κB p65、およびp300の複合体をいう。この複合体は、当業者に知られた常套的方法により精製し、単離することができる。   As used herein, “STAT3, NF-κB p65, and p300 complex” is obtained from a mammalian cell after stimulation with IL-6 and IL-1β, preferably a human liver cancer-derived cell line, most preferably a HepG2 cell. Refers to the complex of STAT3, NF-κB p65, and p300 contained in the nuclear extract. This complex can be purified and isolated by conventional methods known to those skilled in the art.

本明細書において「STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体解離調製物」とは、上記STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体を含む適切な塩濃度の溶液の塩濃度を上げることにより得られる、該複合体が解離した状態で存在する調製物をいう。この調製物に被験化合物を混合し、次いで塩濃度を下げることにより被験化合物が該複合体の形成を阻害するか否かを試験することができる。STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体が複合体を形成する適切な塩濃度は、40〜150mM、好ましくは50〜100mM、もっとも好ましくは60mMである。該複合体を解離させる適切な塩濃度は300〜1000mM、好ましくは300〜500mM、もっとも好ましくは400mMである。適切な塩濃度を得るにはあらゆる常套的塩が利用できるがKClが好ましい。なお、塩濃度を変化させるには透析などの常套的方法を用いることができる。   As used herein, “STAT3, NF-κB p65, and p300 complex dissociation preparation” refers to an increase in the salt concentration of an appropriate salt concentration solution containing the STAT3, NF-κB p65, and p300 complex. It refers to the resulting preparation that exists in a dissociated state of the complex. It is possible to test whether the test compound inhibits the formation of the complex by mixing the test compound with this preparation and then reducing the salt concentration. A suitable salt concentration at which the STAT3, NF-κB p65, and p300 complex forms a complex is 40-150 mM, preferably 50-100 mM, most preferably 60 mM. A suitable salt concentration for dissociating the complex is 300-1000 mM, preferably 300-500 mM, most preferably 400 mM. Any conventional salt can be used to obtain an appropriate salt concentration, with KCl being preferred. In order to change the salt concentration, a conventional method such as dialysis can be used.

これらSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体、およびSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体解離調製物は、常套的方法、例えば-80℃冷凍保存により保存することができ、また、保存料を加えて冷蔵保存することもでき、さらに、該調製物をバイアルなどに小分けすることによりスクリーニングキットの一部とすることも可能である。   These STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes, and STAT3, NF-κB p65, and p300 complex dissociation preparations can be stored by conventional methods, such as -80 ° C. freezing storage. It can also be stored refrigerated by adding ingredients, and can be made part of a screening kit by subdividing the preparation into vials or the like.

本明細書において「STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体検出用オリゴヌクレオチドプローブ」とは、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体と結合することができるNF-κB結合領域を含むSAA1プロモーターのオリゴヌクレオチド断片をいう。このオリゴヌクレオチド断片はオリゴヌクレオチド断片SAA1(-196〜-73)を含むものが好ましく、オリゴヌクレオチド断片SAA1(-196〜-73)が最も好ましい。また、該プローブには、必要に応じて、検出を容易にするための常套的方法による処理、例えばビオチン化などを施してよい。   In the present specification, “an oligonucleotide probe for detecting STAT3, NF-κB p65, and p300 complex” means SAA1 containing an NF-κB binding region capable of binding to STAT3, NF-κB p65, and p300 complex. An oligonucleotide fragment of a promoter. This oligonucleotide fragment preferably contains the oligonucleotide fragment SAA1 (-196 to -73), and most preferably the oligonucleotide fragment SAA1 (-196 to -73). In addition, the probe may be subjected to treatment by a conventional method for facilitating detection, such as biotinylation, as necessary.

本明細書において「IL-6およびIL-1β刺激」とは、適切な濃度のIL-6およびIL-1βを含む培養液中で細胞をインキュベーションすることをいう。IL-6の濃度は1〜100ng/ml、好ましくは10ng/mlであり、IL-1βの濃度は0.05〜10ng/ml、好ましくは0.1ng/mlである。
(発明の効果)
As used herein, “IL-6 and IL-1β stimulation” refers to incubation of cells in a culture medium containing appropriate concentrations of IL-6 and IL-1β. The concentration of IL-6 is 1 to 100 ng / ml, preferably 10 ng / ml, and the concentration of IL-1β is 0.05 to 10 ng / ml, preferably 0.1 ng / ml.
(The invention's effect)

本発明のスクリーニング方法によれば、毒性が低く、STAT3、NF-κB p65、およびp300の複合体の形成を阻害することにより種々の炎症性疾患の治療に有効な化合物を得ることができる。   According to the screening method of the present invention, a compound having low toxicity and effective in treating various inflammatory diseases can be obtained by inhibiting the formation of a complex of STAT3, NF-κB p65, and p300.

以下の実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、これらは本発明の好ましい態様を示すものであり、本発明の範囲を限定するものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but these show preferred embodiments of the present invention and do not limit the scope of the present invention.

(実施例1)
1)IL-6+IL-1刺激による炎症反応の発生メカニズムにおけるSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成の重要性:急性炎症タンパクの一つであるSAA1のプロモーター領域を用いた実験。
(Example 1)
1) Importance of the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex in the mechanism of inflammatory response induced by IL-6 + IL-1: Experiment using SAA1 promoter region, which is one of acute inflammatory proteins.

SAA1プロモーター領域−796〜+24(図1、配列番号1)をpGL3ベーシックベクターにMlul、Xholサイトで組み込み、SAA1プロモーター・ルシフェラーゼベクターを作成した。これを24時間培養したHepG2細胞(2×105個)に細胞移入し、72時間培養後IL-6及びIL-1β刺激(IL-6 10ng/ml、IL-1β 0.1ng/mlを細胞培養液に注入)を行った。IL-6+IL-1β刺激によるSAA1の転写活性の相乗的増強効果は、3時間後をピークとする上昇がみられたので、以後の実験ではサイトカイン刺激3時間後に測定することとした。 SAA1 promoter region -796 to +24 (FIG. 1, SEQ ID NO: 1) was incorporated into pGL3 basic vector at Mlul and Xhol sites to prepare SAA1 promoter luciferase vector. The cells were transferred to HepG2 cells (2 × 10 5 cells) cultured for 24 hours, and after 72 hours culture, IL-6 and IL-1β stimulation (IL-6 10 ng / ml, IL-1β 0.1 ng / ml was cultured in cells. Injection). Since the synergistic enhancement effect of SAA1 transcriptional activity by IL-6 + IL-1β stimulation was observed to increase after 3 hours, it was decided to measure 3 hours after cytokine stimulation in the subsequent experiments.

図2に示すように、SAA1の転写活性を表すルシフェラーゼ活性は、それぞれのサイトカイン単独ではわずかであるが、IL-6+IL-1β刺激では10〜12倍前後の相乗的な活性増強がみられた。STAT3の活性化において705番目のチロシンリン酸化が重要な役割を果たすことが知られている。STAT3蛋白の705番目のチロシンがリン酸化されることにより、STAT3は二量体を形成し、核内へ移行し、標的遺伝子の転写を活性化する。つまり、705番目のチロシンをフェニルアラニンに置換することにより、リン酸化によるSTAT3の活性化が抑えられる。そこで、野生型のSTAT3遺伝子がコードする705番目のチロシンをフェニルアラニンに変えたpEF-BOSドミナントネガティブSTAT3または、pEF-BOS野生型STAT3をHepG2細胞に同時に導入した。野生型のSTAT3を過剰発現させたところ、30-40倍以上のルシフェラーゼ活性の増強がみられたが、ドミナントネガティブSTAT3を過剰発現させるとルシフェラーゼ活性が完全に消失した。   As shown in FIG. 2, the luciferase activity representing the transcriptional activity of SAA1 was slight with each cytokine alone, but IL-6 + IL-1β stimulation showed a synergistic increase in activity of about 10 to 12 times. It is known that tyrosine phosphorylation at position 705 plays an important role in the activation of STAT3. By phosphorylating the 705th tyrosine of the STAT3 protein, STAT3 forms a dimer, moves into the nucleus, and activates transcription of the target gene. In other words, substitution of 705th tyrosine with phenylalanine suppresses activation of STAT3 by phosphorylation. Therefore, pEF-BOS dominant negative STAT3 in which the 705th tyrosine encoded by the wild-type STAT3 gene was changed to phenylalanine or pEF-BOS wild-type STAT3 was simultaneously introduced into HepG2 cells. When wild-type STAT3 was overexpressed, luciferase activity was enhanced by 30-40 times or more, but when dominant-negative STAT3 was overexpressed, luciferase activity was completely lost.

以上のことから、SAAプロモーター領域における転写活性化にSTAT3は必須であると考えられた。   Based on the above, it was considered that STAT3 is essential for transcriptional activation in the SAA promoter region.

次に、pGL3-SAA1(-796〜+24)におけるNF-κB結合領域(-95〜-85)をQuick Change Site-Directed Mutagenesis Kit(STRATAGENE)を用いて欠失させたものについて、ルシフェラーゼ活性を測定したところ、完全に活性は消失した。同時に、野生型のSTAT3を過剰発現させて検討したところ、STAT3による増強作用はまったく認められず、活性は消失したままであった(図3)。   Next, the luciferase activity of pGL3-SAA1 (-796 to +24) with the NF-κB binding region (-95 to -85) deleted using the Quick Change Site-Directed Mutagenesis Kit (STRATAGENE) When measured, the activity completely disappeared. At the same time, when wild-type STAT3 was overexpressed and examined, no potentiating effect by STAT3 was observed, and the activity remained lost (FIG. 3).

ラットγ-フィブリノーゲンのプロモーターでの検討では、NF-κB結合領域において、TCCという配列がNF-κB p65の結合に必要であることが示されている(非特許文献2参照)。その結果をもとに、SAA1のNF-κB結合領域(GGGACTTTCCC)に対して(GGGACTTGTAC)(配列番号2)という変異体を作成した。変異体において活性は消失し、STAT3による増強作用も認められなかった(図3)。   Studies with a rat γ-fibrinogen promoter indicate that a sequence called TCC is required for NF-κB p65 binding in the NF-κB binding region (see Non-Patent Document 2). Based on the results, a variant called (GGGACTTGTAC) (SEQ ID NO: 2) was created for the NF-κB binding region (GGGACTTTCCC) of SAA1. The activity disappeared in the mutant, and no potentiation by STAT3 was observed (FIG. 3).

このことから、STAT3はNF-κB結合領域を介し、SAA1の転写活性を増強するが、そのためには、NF-κB結合領域にNF-κB p65の結合が必要であることが示された。   This indicates that STAT3 enhances the transcriptional activity of SAA1 via the NF-κB binding region, but that requires the binding of NF-κB p65 to the NF-κB binding region.

最近、転写共役因子が、標的遺伝子に結合している転写因子と会合し、ヒストンアセチル基転移酵素活性によりオリゴヌクレオチドのクロマチン構造を変化させ、転写調節がおこなわれることが報告されている。その転写共役因子のひとつであるp300の重要性が報告されているが(例えば非特許文献3参照)、ルシフェラーゼ活性の発現を指標とした実験結果では、野生型のp300を過剰発現させただけでは、SAA1の転写活性は増強されなかった。しかし、野生型のp300に加えて野生型のSTAT3を過剰発現させると、STAT3の転写活性増強作用がさらに増強された。興味深いことに、p300はSTAT3の発現量依存性にSAA1の転写活性をさらに増強させた(図4)。p300には3つの重要な領域が知られ、そのうちC/H1、C/H3領域において、さまざまな転写因子との結合がみられる。C/H3領域を欠失させたp300(ΔC/H3)変異体では、STAT3のさらなる増強作用を誘導できず(図4)、このことから、STAT3とp300は、p300のC/H3領域を介して結合していることが示された。   Recently, it has been reported that a transcription coupling factor associates with a transcription factor bound to a target gene, changes the chromatin structure of the oligonucleotide by histone acetyltransferase activity, and regulates transcription. The importance of p300, one of its transcriptional coupling factors, has been reported (see Non-Patent Document 3, for example). However, in the experimental results using the expression of luciferase activity as an index, only overexpression of wild-type p300 has been reported. The transcriptional activity of SAA1 was not enhanced. However, overexpression of wild-type STAT3 in addition to wild-type p300 further enhanced the activity of STAT3 to enhance transcriptional activity. Interestingly, p300 further enhanced the transcriptional activity of SAA1 depending on the expression level of STAT3 (FIG. 4). There are three important regions of p300, of which C / H1 and C / H3 regions bind to various transcription factors. The p300 (ΔC / H3) mutant lacking the C / H3 region was unable to induce further enhancement of STAT3 (Fig. 4), indicating that STAT3 and p300 are mediated through the C / H3 region of p300. It was shown that they are combined.

以上の結果から、サイトカインによる急性炎症タンパクの一つであるSAA1の発現増強において、IL-6+IL-1刺激によるSTAT3、NF-κB p65、およびp300の複合体の形成が重要であることが示された。   These results indicate that the formation of a complex of STAT3, NF-κB p65, and p300 by IL-6 + IL-1 stimulation is important in enhancing the expression of SAA1, an acute inflammatory protein by cytokines. It was.

2)STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成は、IL-6+IL-1刺激による炎症の発現メカニズムにおいて共通してみられる過程である。   2) Formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex is a common process in the mechanism of inflammation induced by IL-6 + IL-1 stimulation.

上記1)の結果では、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成がSAA1遺伝子特異的に起こっている可能性が考えられる。そこで、一般に蛋白同士の結合を示す方法としてよく行われる免疫沈降法を用いて、核内で該複合体が形成されていることを確認した。   From the result of the above 1), it is possible that the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex occurs specifically in the SAA1 gene. Therefore, it was confirmed that the complex was formed in the nucleus by using an immunoprecipitation method that is generally used as a method for showing protein binding.

サイトカイン刺激後30分のHepG2細胞の核抽出物200-300μgに、抗STAT3(C-20)抗体を加え4°Cで一晩混ぜ合わせた。次に、抗体と核抽出物の複合体を、Protein-A Sepharose beads(プロテインAセファロースビーズ)(Amersham)を加えて吸着させ、軽い遠心により沈殿させた。その上清を捨て、沈殿物に反応液を加え、遠心により沈殿させるという作業を4回繰り返し洗浄した。最後に、その沈殿物に分離用の反応液を加え、抗体と核抽出物をProtein-A Sepharose beadより分離し、その蛋白を電気泳動にかけた。電気泳動は、6-7.5%ポリアクリルアミドゲルを用いるSDS-PAGE(SDS-ポリアクリルアミド電気泳動)で行った。これを各抗体で処理しウエスタンブロットによる解析を行った。抗体には、抗NF-κB p65抗体(Upstate biothechnology)、抗NF-κB p50抗体(Santa Cruz)、又は抗STAT3(C-20)抗体(Santa Cruz)、抗phospho-STAT3 Y705 抗体(Cell Signaling Technology)、抗p300抗体(Upstate biothechnology)を用いた。   Anti-STAT3 (C-20) antibody was added to 200-300 μg of HepG2 cell nuclear extract 30 minutes after cytokine stimulation, and mixed overnight at 4 ° C. Next, the complex of the antibody and the nuclear extract was adsorbed by adding Protein-A Sepharose beads (Amersham) and precipitated by light centrifugation. The operation of discarding the supernatant, adding the reaction solution to the precipitate, and precipitating by centrifugation was repeated 4 times. Finally, a reaction solution for separation was added to the precipitate, the antibody and the nuclear extract were separated from Protein-A Sepharose bead, and the protein was subjected to electrophoresis. Electrophoresis was performed by SDS-PAGE (SDS-polyacrylamide electrophoresis) using 6-7.5% polyacrylamide gel. This was treated with each antibody and analyzed by Western blot. Anti-NF-κB p65 antibody (Upstate biothechnology), anti-NF-κB p50 antibody (Santa Cruz), or anti-STAT3 (C-20) antibody (Santa Cruz), anti-phospho-STAT3 Y705 antibody (Cell Signaling Technology ), Anti-p300 antibody (Upstate biothechnology) was used.

IL-6またはIL-1単独刺激では、抗STAT3(C-20)抗体で共沈させた蛋白にNF-κB p65のバンドは検出されなかった。IL-6+IL-1β刺激を行った場合のみ、NF-κB p65のバンドが明らかに検出された(図5)。一方、NF-κB p50のバンドは、検出できなかった(データ示さず)。   With IL-6 or IL-1 stimulation alone, no NF-κB p65 band was detected in the protein co-precipitated with anti-STAT3 (C-20) antibody. Only when IL-6 + IL-1β stimulation was performed, a band of NF-κB p65 was clearly detected (FIG. 5). On the other hand, the band of NF-κB p50 could not be detected (data not shown).

p300の場合は、無刺激と比べ、IL-6+IL-1β刺激において、抗STAT3(C-20)抗体で沈殿した蛋白でのp300のバンドが明らかに増強した(図6)。図5と同一の核抽出物からSTAT3とp300の結合が示されたことから、STAT3、NF-κB p65、p300の複合体が形成されていることが示された。   In the case of p300, the band of p300 in the protein precipitated with the anti-STAT3 (C-20) antibody was clearly enhanced in IL-6 + IL-1β stimulation as compared with no stimulation (FIG. 6). Since the binding of STAT3 and p300 was shown from the same nuclear extract as in FIG. 5, it was shown that a complex of STAT3, NF-κB p65, and p300 was formed.

以上の結果から、IL-6+IL-1β刺激によりSTAT3とNF-κB p65ならびにp300が結合して複合体が形成され、さらに、その複合体が標的遺伝子であるSAA1プロモーターと結合することによりSAA1の相乗発現効果が生じることがわかった。   From the above results, IL-6 + IL-1β stimulation stimulates STAT3 and NF-κB p65 and p300 to form a complex, and further, the complex binds to the target gene SAA1 promoter. It was found that a synergistic expression effect was produced.

(実施例2)
STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体形成阻害化合物のスクリーニング方法。
1)STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体解離調製物の調製
(Example 2)
A screening method for compounds that inhibit STAT3, NF-κB p65, and p300 complex formation.
1) Preparation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex dissociation preparations

実施例1に記載の方法に従って、IL-6およびIL-1β刺激後のHepG2細胞からSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体を含む核抽出物を取り出した。次に、得られた核抽出物をSlide-A-Lyzer 3.5kMW (Pierce)に注入し、透析液(20mM Hepes (pH7.8)、50mM KCl、12.5mM MgCl2、1mM EDTA、1mMジチオスレイトール、0.1% NP-40、20%グリセロール)を満たしたビーカーに浮かべ、4℃で1時間透析した。核抽出物は精製の際400mMのKClを含む反応液を用いるため、核抽出物中に含まれるSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体は一度解離され、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体解離調製物を得ることになる(以下、本明細書では単に「複合体解離調製物」という)。 According to the method described in Example 1, nuclear extracts containing STAT3, NF-κB p65, and p300 complex were removed from HepG2 cells after IL-6 and IL-1β stimulation. Next, the obtained nuclear extract was injected into Slide-A-Lyzer 3.5kMW (Pierce) and dialysate (20 mM Hepes (pH7.8), 50 mM KCl, 12.5 mM MgCl 2 , 1 mM EDTA, 1 mM dithiothreitol). , 0.1% NP-40, 20% glycerol) and dialyzed at 4 ° C. for 1 hour. Since the nuclear extract uses a reaction solution containing 400 mM KCl for purification, the STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes contained in the nuclear extract are once dissociated, and the STAT3, NF-κB p65, and p300 are dissociated. A complex dissociation preparation will be obtained (hereinafter simply referred to as “complex dissociation preparation” herein).

得られた複合体解離調製物は、塩濃度をKCl 50mMまで下げることにより再びSTAT3、NF-κB p65、およびp300による複合体を形成することになる。   The resulting complex dissociation preparation will again form a complex with STAT3, NF-κB p65, and p300 by reducing the salt concentration to 50 mM KCl.

なお、上記透析時に10kDa以上の透析膜を用いると、塩濃度を下げても複合体は形成されないことから、透析膜のカットオフ値を3.5kDa以下とする必要があることがわかった。
2)STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体検出用オリゴヌクレオチドプローブの作製
2−1)STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体と結合するオリゴヌクレオチドの検討
When a dialysis membrane of 10 kDa or more was used during dialysis, a complex was not formed even when the salt concentration was lowered. Therefore, it was found that the dialysis membrane had to have a cutoff value of 3.5 kDa or less.
2) Preparation of oligonucleotide probes for detecting STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes 2-1) Examination of oligonucleotides that bind to STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes

STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の検出に用いることができるオリゴヌクレオチドを決定するため、DNAアフィニティクロマトグラフィー法による検討を行った。
簡単には、実施例2、1)で得られたHepG2細胞からの核抽出物200μgに、反応液(10mM Tris-Cl (pH7.5)、1mM EDTA、4%グリセロール、5mMジチオスレイトール、60mM NaCl、100ng/μlウシ血清アルブミン、600ng/μl ポリ(dI-dC))、及び1μgの5’末端をビオチンラベルしたオリゴヌクレオチドを加え、最終的に500μlの量に調整し、25℃、30分間反応させた。反応させたサンプルにstreptavidin-Dynabeads (Dynal) 50μlを加え4℃、30分間反応させた。次にオリゴヌクレオチドと反応させたDynabeadsをマグネットで回収し、反応液で洗浄し、蛋白を抽出し、それぞれの特異抗体を用いウエスタンブロッティングで解析した。
To determine the oligonucleotides that can be used to detect STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes, DNA affinity chromatography studies were performed.
Briefly, the reaction mixture (10 mM Tris-Cl (pH 7.5), 1 mM EDTA, 4% glycerol, 5 mM dithiothreitol, 60 mM) was added to 200 μg of the nuclear extract from HepG2 cells obtained in Example 2, 1). NaCl, 100 ng / μl bovine serum albumin, 600 ng / μl poly (dI-dC)), and 1 μg of 5′-end oligonucleotide labeled with biotin, finally adjusted to a volume of 500 μl, 25 ° C., 30 minutes Reacted. 50 μl of streptavidin-Dynabeads (Dynal) was added to the reacted sample and reacted at 4 ° C. for 30 minutes. Next, Dynabeads reacted with oligonucleotides were collected with a magnet, washed with a reaction solution, proteins were extracted, and analyzed by Western blotting using each specific antibody.

まず、STAT3を検出できるオリゴヌクレオチドの陽性コントロールとして、STAT3が直接結合することが確認されている長さ15塩基のGAS配列(CATTTCCCGTAAATC)を用いたところ、STAT3のバンドが明らかに検出された。そこで、まず長さ30塩基のNF-κB結合領域を含むSAA1(-105〜-75)を用いて検討したところ、NF-κB p65のバンドは明らかに検出されたが、STAT3のバンドは明らかではなかった。
複合体を形成しているタンパク質は巨大であることが予想されたので、DNAとの結合には十分な長さのオリゴヌクレオチドが必要と考えさらに検討を行ったところ、124塩基の長さのオリゴヌクレオチド断片SAA1(-196〜-73)を用いたとき、STAT3、NF-κB p65のバンドが明らかに検出された(図7)。つまり、STAT3が、単独で直接的にDNAに結合する場合と異なり、他の転写因子と複合体を形成することによりDNAに結合する場合は、結合様式が異なることが示された。
First, as a positive control for an oligonucleotide capable of detecting STAT3, a 15-base GAS sequence (CATTTCCCGTAAATC), which was confirmed to bind directly to STAT3, was used, and a STAT3 band was clearly detected. Therefore, when SAA1 (-105 to -75) containing a 30-base NF-κB binding region was first examined, the NF-κB p65 band was clearly detected, but the STAT3 band was not clear. There wasn't.
Since the protein forming the complex was expected to be enormous, further investigation was performed considering that a sufficiently long oligonucleotide was required for binding to DNA. When the nucleotide fragment SAA1 (-196 to -73) was used, bands of STAT3 and NF-κB p65 were clearly detected (FIG. 7). In other words, it was shown that STAT3 binds to DNA by forming a complex with other transcription factors, unlike when STAT3 binds directly to DNA alone.

以上の結果から、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体検出用オリゴヌクレオチドプローブとしてはオリゴヌクレオチド124塩基SAA1(-196〜-73)を含むことが重要と考えられた。したがって、以下の実験ではオリゴヌクレオチド124塩基SAA1(-196〜-73)を用いることとした。   From the above results, it was considered important to include oligonucleotide 124 base SAA1 (-196 to -73) as an oligonucleotide probe for detecting STAT3, NF-κB p65, and p300 complex. Therefore, in the following experiment, oligonucleotide 124 base SAA1 (-196 to -73) was used.

2−2)上記2−1)で決定したオリゴヌクレオチド124塩基SAA1(-196/-73)を用いて、以下のごとく核抽出物と反応させた。   2-2) Using the oligonucleotide 124 base SAA1 (-196 / -73) determined in the above 2-1), it was reacted with the nuclear extract as follows.

次に、実施例1に記載の方法に従って得られた核抽出物10μgを、反応液(10mM Tris-Cl (pH7.5)、1mM EDTA、4%グリセロール、5mMジチオスレイトール、60mM NaCl 100ng/μlウシ血清アルブミン、600ng/μl ポリ(dI-dC))および合成した5fmolのビオチン化オリゴヌクレオチドSAA1(-196〜-73)の混合物を混合し、反応液で終量を20μlに調整し、次いで25°Cで30分間反応させた。次いで、反応物をポリアクリルアミド電気泳動にかけ、ビオチンアビジンシステム(LightShift(登録商標) Chemiluminescent EMSA kit (Pierce))を使用説明書にしたがって用い発色させた。   Next, 10 μg of the nuclear extract obtained according to the method described in Example 1 was added to the reaction solution (10 mM Tris-Cl (pH 7.5), 1 mM EDTA, 4% glycerol, 5 mM dithiothreitol, 60 mM NaCl 100 ng / μl). Bovine serum albumin, 600 ng / μl poly (dI-dC)) and the synthesized 5 fmol biotinylated oligonucleotide SAA1 (−196 to −73) were mixed, adjusted to a final volume of 20 μl in the reaction, then 25 The reaction was performed at ° C for 30 minutes. Subsequently, the reaction product was subjected to polyacrylamide electrophoresis, and color was developed using a biotin avidin system (LightShift (registered trademark) Chemiluminescent EMSA kit (Pierce)) according to the instruction manual.

その結果、上記ビオチン化オリゴヌクレオチドによりSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体を検出できることが確認された(図8)。このビオチン化オリゴヌクレオチドSAA1(-196〜-73)をSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の検出用オリゴヌクレオチドプローブとして用いた。
3)ビオチン化オリゴヌクレオチドSAA1(-196〜-73)によるSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体阻害物質のスクリーニング
3−1)スクリーニングの手順
As a result, it was confirmed that the biotinylated oligonucleotide can detect STAT3, NF-κB p65, and p300 complex (FIG. 8). This biotinylated oligonucleotide SAA1 (-196 to -73) was used as an oligonucleotide probe for detection of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex.
3) Screening of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex inhibitors with biotinylated oligonucleotide SAA1 (-196 to -73) 3-1) Screening procedure

実施例2、1)で得られたSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体解離調製物(20mM Hepes (pH7.8)、50mM KCl、12.5mM MgCl2、1mM EDTA、1mMジチオスレイトール、0.1% NP-40、20%グリセロール)3μlを被験化合物1-10μlと混合する。この混合物の塩濃度を透析により50mM KClとし、37℃で60分間反応させる。次に、反応物4-13μlを、実施例1の反応液(10mM Tris-HCl (pH7.5)、1mM EDTA、4%グリセロール、5mMジチオスレイトール、60mM NaCl 100ng/μlウシ血清アルブミン、600ng/μl ポリ(dI-dC))および5fmolのビオチン化オリゴヌクレオチドSAA1(-196〜-73)の混合物と混合し、反応液で終量を20μlに調整し、次いで25℃で30分間反応させる。反応物をポリアクリルアミド電気泳動にかけ、ビオチンアビジンシステム(LightShift(登録商標) Chemiluminescent EMSA kit (Pierce))を用いて発色の有無を試験する。発色がみられないとき、被験化合物がSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成を阻害したことを示す。
3−2)本発明のスクリーニング法の対象となる化合物
STAT3, NF-κB p65, and p300 complex dissociation preparation obtained in Example 2, 1) (20 mM Hepes (pH 7.8), 50 mM KCl, 12.5 mM MgCl 2 , 1 mM EDTA, 1 mM dithiothreitol, 0.1 3 μl of (% NP-40, 20% glycerol) is mixed with 1-10 μl of the test compound. The salt concentration of the mixture is dialyzed to 50 mM KCl and reacted at 37 ° C. for 60 minutes. Next, 4-13 μl of the reaction product was added to the reaction solution of Example 1 (10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM EDTA, 4% glycerol, 5 mM dithiothreitol, 60 mM NaCl 100 ng / μl bovine serum albumin, 600 ng / μl poly (dI-dC)) and 5 fmol biotinylated oligonucleotide SAA1 (−196 to −73), adjust the final volume to 20 μl with the reaction, and then react at 25 ° C. for 30 minutes. The reaction is subjected to polyacrylamide electrophoresis and tested for color development using a biotin avidin system (LightShift® Chemiluminescent EMSA kit (Pierce)). When no color development is observed, it indicates that the test compound inhibited the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex.
3-2) Compounds subject to the screening method of the present invention

被験化合物として、NF-κB p65に対する特異抗体を用いて(反応条件:37℃で1時間)上記3−1)のスクリーニング法を実施し、同様に複合体の検出を行ったところ、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体にNF-κB p65に対する特異抗体が結合したことを示すシフトバンドが確認された。シフトバンドは、DNAに直接結合するNF-κB p65に対して特異抗体が結合することにより、その複合体の電気泳動度が遅くなったことを示す。このことは、NF-κB p65は直接 SAA1のプロモーター上のDNAに結合すると考えられるが、NF-κB p65に対する特異抗体は、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成は阻害しないことを示している。ビオチン化オリゴヌクレオチドSAA1(-196〜-73)上に結合領域を持つ、NF-κB p50、C/EBPβに対する特異抗体においても、同様に複合体のシフトバンドが確認された。   Using the specific antibody against NF-κB p65 as a test compound (reaction conditions: 1 hour at 37 ° C.), the screening method of 3-1) above was performed, and the complex was detected in the same manner. As a result, STAT3, NF A shift band indicating that a specific antibody against NF-κB p65 was bound to -κB p65 and p300 complex was confirmed. The shift band indicates that the electrophoretic mobility of the complex was slowed by binding of the specific antibody to NF-κB p65 that directly binds to DNA. This suggests that NF-κB p65 binds directly to DNA on the SAA1 promoter, but specific antibodies to NF-κB p65 do not inhibit the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes. Show. A shift band of the complex was also confirmed in the specific antibodies against NF-κB p50 and C / EBPβ having a binding region on biotinylated oligonucleotide SAA1 (-196 to -73).

一方、被験化合物としてSTAT3 Ser727のリン酸化抗体を用い、同様にスクリーニングを行うと、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成が阻害されることが確認された(図9)。STAT3の727番目のセリンは、従来転写調節を最大限にするためには必要であるが、STAT3のDNAに対する結合には必要ないことが報告されていた(例えば非特許文献4参照)。STAT3 Ser727のリン酸化抗体は、リン酸化した727番目のセリンに対する抗体であるから、このことは、STAT3の727番目のセリンがSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体形成に重要であることを示唆している。   On the other hand, when STAT3 Ser727 phosphorylated antibody was used as a test compound and screening was carried out in the same manner, it was confirmed that formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complex was inhibited (FIG. 9). It has been reported that the 727th serine of STAT3 is conventionally necessary for maximizing transcriptional regulation, but is not necessary for binding of STAT3 to DNA (see, for example, Non-Patent Document 4). Since the STAT3 Ser727 phosphorylated antibody is directed against the phosphorylated 727th serine, this indicates that the STAT3 727th serine is important for STAT3, NF-κB p65, and p300 complex formation. Suggests.

以上のことは、本発明のスクリーニング法が、STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体形成の要となるSTAT3の機能を阻害することによりSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体形成を阻害する化合物のスクリーニングに特に好適であることを示している。   The above indicates that the screening method of the present invention inhibits STAT3, NF-κB p65, and p300 complex formation by inhibiting STAT3 function, which is the key to STAT3, NF-κB p65, and p300 complex formation. It is shown that it is particularly suitable for screening of the compound.

従来、STAT3の既知の直接的な結合領域GAS様配列(TTCC(C/G)GGAA)では、STAT3のC末端に対する抗体であるSTAT3(C20)抗体により、STAT3とDNAの複合体のシフトバンドが認められることが報告されている(例えば非特許文献5参照)。シフトバンドは、DNAに直接結合するSTAT3に対して特異抗体が結合することにより、STAT3とDNA複合体の電気泳動度が遅くなったことを示す。しかし、このスクリーニング法においては、STAT3(C20)抗体で、このSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成の阻害はみられない(図10)。このことは、本現象において、複合体形成によりSTAT3(C20)抗体の標的部位が、他のタンパク質により覆われている可能性が考えられる。さらに、STAT3が、従来知られているような、直接的にSAA1のプロモーター上のDNAに直接結合するのではないことを示す。このことから、本発明のスクリーニング法は、STAT3、NF-κB p65、およびp300が複合体形成によりNF-κB 結合領域近傍のDNAに結合する場合の検討に適していることが明らかである。   Conventionally, in the known direct binding region GAS-like sequence of STAT3 (TTCC (C / G) GGAA), the STAT3 (C20) antibody, which is an antibody against the C-terminus of STAT3, causes a shift band of the STAT3 / DNA complex. It is reported that it is recognized (for example, refer nonpatent literature 5). The shift band indicates that the electrophoretic mobility of STAT3 and the DNA complex is slowed by binding of the specific antibody to STAT3 that directly binds to DNA. However, in this screening method, STAT3 (C20) antibody does not inhibit the formation of this STAT3, NF-κB p65, and p300 complex (FIG. 10). This suggests that in this phenomenon, the target site of the STAT3 (C20) antibody may be covered with another protein due to complex formation. Furthermore, we show that STAT3 does not directly bind to DNA on the SAA1 promoter as is known in the art. From this, it is clear that the screening method of the present invention is suitable for examination when STAT3, NF-κB p65, and p300 bind to DNA in the vicinity of the NF-κB binding region by complex formation.

この結果が、非特異的な反応により偶然起こったものでないことを確認するために、STAT3のセリンリン酸化の機能を確認した。pGL3-SAA1(-796〜+24)に、STAT3のセリン727をアラニンに置き換えたpEF-BOS STAT3 S727Aの発現ベクターを強制発現させた。方法は、図2と同様である。陽性対照として野生型のSTAT3を強制発現した。   In order to confirm that this result was not caused by a nonspecific reaction, the function of serine phosphorylation of STAT3 was confirmed. pGL3-SAA1 (-796 to +24) was forced to express an expression vector of pEF-BOS STAT3 S727A in which serine 727 of STAT3 was replaced with alanine. The method is the same as in FIG. As a positive control, wild type STAT3 was forcibly expressed.

図11に示すように、野生型STAT3を過剰発現させた場合、IL-6+IL-1β刺激によるルシフェラーゼ活性の相乗発現効果がみられたが、セリンをアラニンに代えたSTAT3を過剰発現させると、野生型STAT3でみられた増強効果が消失し、さらに約25%活性が抑制された。つまり、セリンのリン酸化が機能上においても、重要であることが確認された。
つまり、このスクリーニング法で、従来、DNA結合に関与せず、役割が不明であったSTAT3のセリンのリン酸化の働きの一つが複合体の形成に必要であることが示されただけでなく、複合体の形成を阻害する上での標的になることが示された。
以上のことから、本スクリーニング法により、複合体の形成を阻害する化合物を簡便に検索することができると思われる。
As shown in FIG. 11, when wild-type STAT3 was overexpressed, a synergistic expression effect of luciferase activity by IL-6 + IL-1β stimulation was observed, but when STAT3 in which serine was replaced with alanine was overexpressed The enhancement effect observed with wild-type STAT3 disappeared, and the activity was further suppressed by about 25%. That is, it was confirmed that phosphorylation of serine is important in terms of function.
In other words, this screening method not only showed that one of the functions of serine phosphorylation of STAT3, which was not involved in DNA binding and whose role was unknown, is necessary for complex formation. It has been shown to be a target in inhibiting the formation of complexes.
From the above, it seems that this screening method can easily search for compounds that inhibit the formation of the complex.

炎症反応では、様々な炎症惹起物質が産生され、NF-κB、C/EBPβなどの転写因子が活性化されるが、複数の刺激が加わった場合でも、最終的にSAA1をコードするDNAのプロモーター上でSTAT3、NF-κB p65、およびp300の複合体の形成がおきなければSAAの発現は生じない。オリゴヌクレオチドSAA1(-196〜-73)にみられるC/EBPβ結合領域(-188〜-175)の下流にNF-κB結合領域(-95〜-85)という並びは、炎症反応に関わるタンパク質(IL-6、IL-8、ICAM-1など)のプロモーター領域に見られる配列である(例えば、非特許文献6参照)。つまり、このオリゴヌクレオチドを使ったスクリーニング法で得られる阻害物質は、単にSAAの発現を抑えるだけではなく、広く抗炎症作用を示す種々の化合物のスクリーニングに広く応用可能である。   In the inflammatory response, various inflammation-inducing substances are produced and transcription factors such as NF-κB and C / EBPβ are activated. However, even when multiple stimuli are added, the promoter of DNA that ultimately encodes SAA1 SAA expression does not occur unless a complex of STAT3, NF-κB p65, and p300 is formed. The sequence of NF-κB binding region (-95 to -85) downstream of the C / EBPβ binding region (-188 to -175) found in oligonucleotide SAA1 (-196 to -73) is a protein ( IL-6, IL-8, ICAM-1, etc.) (see non-patent document 6, for example). That is, the inhibitory substance obtained by the screening method using this oligonucleotide can be widely applied not only to suppress the expression of SAA but also to the screening of various compounds having a broad anti-inflammatory action.

SAA1のプロモーター領域のヌクレオチド配列を示す図である。It is a figure which shows the nucleotide sequence of the promoter region of SAA1. SAA1、SAA2の転写活性にSTAT3が必要であることを示す図である。It is a figure which shows that STAT3 is required for the transcriptional activity of SAA1 and SAA2. SAA1の転写活性にNF-κB結合領域が必要であることを示す図である。It is a figure which shows that NF-κB binding region is required for transcriptional activity of SAA1. p300がSTAT3の発現量依存性に、SAA1の転写活性を増強することを示す図である。FIG. 3 shows that p300 enhances the transcriptional activity of SAA1 depending on the expression level of STAT3. STAT3とNF-κB p65が複合体を形成することを示す図である。It is a figure which shows that STAT3 and NF-κB p65 form a complex. STAT3とp300が複合体を形成することを示す図である。It is a figure which shows that STAT3 and p300 form a complex. オリゴヌクレオチド断片SAA1(-196/-73)により、STAT3とNF-κB p65が検出されることを示す図である。It is a figure which shows that STAT3 and NF-κB p65 are detected by oligonucleotide fragment SAA1 (−196 / −73). オリゴヌクレオチド124塩基SAA1(-196/-73)により、複合体のバンドが検出されることを示す図である。It is a figure which shows that the band of a complex is detected by oligonucleotide 124 base SAA1 (-196 / -73). STAT3の727番目のセリンのリン酸化抗体が、複合体形成を阻害することを示す図である。It is a figure which shows that the phosphorylated antibody of the 727th serine of STAT3 inhibits complex formation. STAT3(C20)抗体では、複合体形成が阻害されないことを示す図である。It is a figure which shows that complex formation is not inhibited in STAT3 (C20) antibody. STAT3の727番目のセリンのリン酸化が、転写活性に必要であることを示す図である。It is a figure which shows that phosphorylation of the 727th serine of STAT3 is required for transcriptional activity.

Claims (2)

STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体の形成を阻害する化合物のスクリーニング方法であって、
(a)溶液中のSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体解離調製物を被験化合物と接触させ、
(b)溶液の塩濃度をSTAT3、NF-κB p65、およびp300複合体が形成される塩濃度に下げ、
(c)STAT3、NF-κB p65、およびp300複合体検出用オリゴヌクレオチドプローブを用いて該複合体の形成の有無を検出する工程を含むスクリーニング方法。
A method of screening for compounds that inhibit the formation of STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes, comprising:
(A) contacting a STAT3, NF-κB p65, and p300 complex dissociation preparation in solution with a test compound;
(B) reducing the salt concentration of the solution to a salt concentration at which STAT3, NF-κB p65, and p300 complexes are formed,
(C) A screening method comprising a step of detecting the presence or absence of formation of the complex using an oligonucleotide probe for detecting STAT3, NF-κB p65, and p300 complex.
該化合物が抗炎症作用を有する請求項1記載のスクリーニング方法。   The screening method according to claim 1, wherein the compound has an anti-inflammatory action.
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