JP4845486B2 - Diabetes nephropathy susceptibility gene and method for screening active ingredient of preventive or therapeutic agent for diabetic nephropathy - Google Patents
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Description
本発明は、糖尿病性腎症の罹患およびその進行に関連する遺伝子に関する新たな知見を提供するものである。この新たな知見に基づいて、本発明は、具体的には糖尿病性腎症の発症やその進行を予防ないしは治療するために有用な成分をスクリーニングする方法に関する。さらに本発明は、被検者について、糖尿病性腎症を発症する蓋然性が高いか否かを判断し、糖尿病性腎症を発症する潜在的危険性の高い患者を選択する方法、ならびに当該方法に有効に利用することのできる試薬キットに関する。 The present invention provides new knowledge regarding genes associated with the onset and progression of diabetic nephropathy. Based on this new knowledge, the present invention specifically relates to a method of screening for components useful for preventing or treating the onset and progression of diabetic nephropathy. Further, the present invention relates to a method for determining whether or not a subject has a high probability of developing diabetic nephropathy, and selecting a patient having a high risk of developing diabetic nephropathy, as well as the method. The present invention relates to a reagent kit that can be used effectively.
糖尿病性腎症は、世界的に末期腎不全の主原因である。わが国でも1998年以降、糖尿病性腎症が慢性糸球体腎炎を抜いて新規透析導入の原因疾患の第1位となり、2003年には透析導入患者の4割を超えるほどに増加している。The United Kingdom Prospective Diabetes Study(UKPDS)の結果によると、糖尿病性腎症患者では1年間に2〜3%の割合で次の病期へ進行し、また腎不全期以降の年間死亡率は約20%にも達し、その予後は極めて不良である。従って、早期からの適切な治療介入により腎症の進展と透析導入を抑制することは、患者の予後と医療経済の両面から非常に重要である(非特許文献1参照)。 近年の糖尿病性腎症に関する疫学的研究・家系調査の結果から、腎症の発症が一部の糖尿病患者に限定されていること、および腎症患者に家族内集積が認められることから、腎症の発症・進展に何らかの遺伝因子の存在が示唆され、これまでに多くの遺伝子が糖尿病性腎症感受性候補遺伝子として検討されてきた。こうした糖尿病性腎症の遺伝因子解明により個々の症例に対する治療法をあらかじめ予測、選択する事、いわゆるオーダーメイド医療の実現が可能となる。しかしながら、未だ明確に糖尿病性腎症感受性候補遺伝子としてのコンセンサスが得られる遺伝子の同定には至っていない。 Diabetic nephropathy is the leading cause of end stage renal failure worldwide. Even in Japan, since 1998, diabetic nephropathy has overtaken chronic glomerulonephritis and has become the leading cause of new dialysis introduction, and in 2003 it has increased to over 40% of dialysis introduction patients. According to the results of the United Kingdom Prospective Diabetes Study (UKPDS), diabetic nephropathy patients progress to the next stage at a rate of 2-3% per year, and the annual mortality rate after the renal failure stage is about 20 %, And the prognosis is extremely poor. Therefore, it is very important from the viewpoint of both patient prognosis and medical economy to suppress the development of nephropathy and the introduction of dialysis by appropriate therapeutic intervention from the early stage (see Non-Patent Document 1). Based on the results of recent epidemiological studies and family surveys on diabetic nephropathy, nephropathy is restricted to some diabetic patients, and nephropathy is found in families with nephropathy. The existence of some genetic factor is suggested for the onset and progress of the disease, and many genes have been examined as a candidate gene for susceptibility to diabetic nephropathy. By elucidating the genetic factors of diabetic nephropathy, it is possible to predict and select treatment methods for individual cases in advance, so-called customized medicine can be realized. However, it has not yet been clearly identified as a gene from which a consensus as a candidate gene for susceptibility to diabetic nephropathy can be obtained.
候補遺伝子として最もよく解析されている遺伝子は、アンジオテンシン変換酵素(ACE)遺伝子の第16イントロンに存在する287塩基対の挿入(I)/欠失(D)遺伝子多型である。通常のケース・コントロールスタディでは、D対立遺伝子と腎症との相関を示した成績が多く、また18のケース・コントロールスタディのメタアナリシスおよび1型糖尿病症例の前向き追跡研究から、D対立遺伝子は腎症のリスク遺伝子と考えられるものの、いわゆるmajor geneとは考えにくいとされている(非特許文献2参照)。
The most well analyzed gene as a candidate gene is the 287 base pair insertion (I) / deletion (D) gene polymorphism present in the 16th intron of the angiotensin converting enzyme (ACE) gene. In normal case-control studies, there were many results showing a correlation between the D allele and nephropathy, and a meta-analysis of 18 case-control studies and a prospective follow-up study of
ところで、ヒト・ニューロカルシンデルタ遺伝子(human neurocalcin delta gene)(NCALD遺伝子)は2001年にWangらによってヒト胎児の脳からクローニングされた遺伝子である(非特許文献3参照)。このNCALD遺伝子の発現産物であるNCALDは神経カルシウムセンサー(NCS)ファミリーに属するタンパク質であり、主として網膜の光受容器や神経内に発現していることが知られている(非特許文献3〜6参照)。また、NCALDは、N末端領域に2対のEF−ハンド・カルシウム結合ループ配列とミリストイル化されたシグナル部位を有する構造をしていることが知られている(非特許文献3、7〜10)。しかしながら、その明確な機能は分かっていないのが現状である。 By the way, the human neurocalcin delta gene (NCALD gene) was cloned from the human fetal brain in 2001 by Wang et al. (See Non-Patent Document 3). NCALD, which is an expression product of this NCALD gene, is a protein belonging to the nerve calcium sensor (NCS) family, and is known to be expressed mainly in the photoreceptors and nerves of the retina (Non-Patent Documents 3 to 6). reference). NCALD is known to have a structure having two pairs of EF-hand calcium binding loop sequences and myristoylated signal sites in the N-terminal region (Non-patent Documents 3, 7 to 10). . However, the clear function is unknown at present.
その後の研究で、NCALD遺伝子と乳がんとの関連性(特許文献1参照)、乾癬治療効果との関連性(特許文献2参照)、およびヒトβ―アミロイドの前駆体との関連性(特許文献3参照)などが報告されているが、糖尿病性腎症との関連については報告されていない。
前述するように、糖尿病性腎症の遺伝因子を解明し、糖尿病性腎症の発症やその進行との関連を明確にすることは、個々の症例に最も適した治療法の選択(オーダーメード医療の実現)に繋がると同時に、糖尿病性腎症発症やその進行に対する予防剤や治療剤の有効成分を探索する手段を提供し、さらには特異的かつ安全性の高い医薬品を開発することを可能にするものと考えられる。 As mentioned above, elucidating the genetic factors of diabetic nephropathy and clarifying the relationship between the onset of diabetic nephropathy and its progression is to select the most appropriate treatment for each individual case (customized medicine) At the same time as providing a means to search for active ingredients in prophylactic and therapeutic agents against the onset and progression of diabetic nephropathy, and to enable the development of specific and highly safe pharmaceuticals It is thought to do.
本発明の目的は、糖尿病性腎症の発症やその進行に関連する遺伝子(以下、本明細書では「糖尿病性腎症感受性遺伝子」ともいう)を提供するとともに、当該遺伝子と糖尿病性腎症の発症やその進行との関係を明確にすることを目的とする。また本発明の目的は、糖尿病性腎症の発症や進行を予防しまたは治療するための有効成分となりえる物質を探索する方法(スクリーニング方法)を提供することである。 An object of the present invention is to provide a gene related to the onset and progression of diabetic nephropathy (hereinafter also referred to as “diabetic nephropathy susceptibility gene”), and the gene and diabetic nephropathy The purpose is to clarify the relationship between the onset and its progression. Another object of the present invention is to provide a method (screening method) for searching for a substance that can be an active ingredient for preventing or treating the onset and progression of diabetic nephropathy.
さらに本発明は、被検者について、糖尿病性腎症を発症する蓋然性が高いか否かを判断し、糖尿病性腎症を発症する潜在的危険性の高い患者を選択する方法、ならびに当該方法に有効に利用することのできる試薬キットを提供することを目的とする。 Further, the present invention relates to a method for determining whether or not a subject has a high probability of developing diabetic nephropathy, and selecting a patient having a high risk of developing diabetic nephropathy, as well as the method. It is an object to provide a reagent kit that can be used effectively.
本発明者らは、上記目的を達成すべく、糖尿病性腎症とゲノムの大規模な相関解析を行ったところ、糖尿病性腎症と強い関連を認めるSNP(一塩基多型)が、ヒト・ニューロカルシンデルタ遺伝子(human neurocalcin delta gene)(以下、「NCALD遺伝子」という)のエクソン4領域内に3箇所〔+999位 A/T(SNP999), +1307位 T/C(SNP1307), +1340位 G/A(SNP1340)〕存在し、当該SNPs部位(SNP999, SNP1307, SNP1340)にそれぞれ チミン(T)、シトシン(C)およびアデニン(A)を有するNCALD遺伝子のハプロタイプによれば、NCALD mRNAの発現量が有意に低下することを見出した。このことは、これらのSNPsに起因するNCALD遺伝子の発現の低下が糖尿病性腎症の発症やその進行に関係していることを示唆するものである。
In order to achieve the above object, the present inventors have conducted a large-scale correlation analysis of diabetic nephropathy and genome. As a result, SNP (single nucleotide polymorphism) that is strongly associated with diabetic nephropathy is 3 locations within
また、本発明者らは、siRNAの手法を用いて近位尿細管上皮細胞内におけるNCALD遺伝子の発現を抑制したところ、当該上皮細胞において細胞接着因子であるE−カドヘリンの発現が抑制され、また当該上皮細胞においてα平滑筋アクチン(a smooth muscle actin: α-SMA)の発現が誘導されていること、さらに細胞遊走能が亢進していることが認められた。これらの現象は、尿細管上皮細胞が間葉細胞に転換する過程〔尿細管上皮細胞・間葉系細胞転換(Tubular Epithelial-Mesencymal Transition, TEMT)〕で認められる現象であること(Liu Y, et al., J Am Soc Nephrol 15:1-12, 2004; Savagner P, et al., Bio Essays 23:912-923, 2001; Okada H, et al.,Am J Physiol 273:F563-F574, 1997; Kalluri R, et al., J Clin Invest 112:1776-1784, 2003; Li Y, et al., J Clin Invest 112:503-516, 2003)、また最近、閉塞性腎疾患のモデルマウスやヒトの慢性腎疾患において、TEMTが病態の進行に深く関わっているとの報告があることなどから(Iwano M, et al., J Clin Invest 110:341-350, 2002; Oldfield MD, et al., J Clin Invest 108:1853-1863, 2001; Li JH, et al., Am J pathol 164:1384-1397, 2004; Ina K, et al., J Med Election Microsc 35:87-95, 2002)、NCALD遺伝子の発現の低下によってTEMTが誘導され、これによって腎臓間質の線維化がもたらされ、糖尿病性腎症の進展にいたるものと考えられた。また、従来よりTEMTはTGF−βによって誘導されることも知られているが(Okada H, et al.,Am J Physiol 273:F563-F574, 1997; Bottinger EP, et al., J Am Soc Nephrol 13:2600-2610, 2002)、本発明者らの研究により、尿細管上皮細胞をTGF−βで処理することによって用量依存的にNCALDの発現が低下することが確認された。このことからNCALD遺伝子がTGF−βによるTEMTの誘導にも深く関わっていることが示唆された。 Moreover, when the present inventors suppressed the expression of the NCALD gene in the proximal tubule epithelial cell using the siRNA technique, the expression of E-cadherin, which is a cell adhesion factor, was suppressed in the epithelial cell. It was confirmed that the expression of a smooth muscle actin (α-SMA) was induced in the epithelial cells and that the cell migration ability was enhanced. These phenomena are observed in the process of conversion of tubular epithelial cells to mesenchymal cells (Tubular Epithelial-Mesencymal Transition, TEMT) (Liu Y, et al., J Am Soc Nephrol 15: 1-12, 2004; Savagner P, et al., Bio Essays 23: 912-923, 2001; Okada H, et al., Am J Physiol 273: F563-F574, 1997; Kalluri R, et al., J Clin Invest 112: 1776-1784, 2003; Li Y, et al., J Clin Invest 112: 503-516, 2003), and recently model mice and humans with obstructive kidney disease In chronic kidney disease, TEMT has been reported to be deeply involved in the progression of the disease (Iwano M, et al., J Clin Invest 110: 341-350, 2002; Oldfield MD, et al., J Clin Invest 108: 1853-1863, 2001; Li JH, et al., Am J pathol 164: 1384-1397, 2004; Ina K, et al., J Med Election Microsc 35: 87-95, 2002), NCALD gene Decreased expression of TEMT, which leads to renal interstitial lines It was thought that it was brought to the development of diabetic nephropathy. Moreover, it has been conventionally known that TEMT is induced by TGF-β (Okada H, et al., Am J Physiol 273: F563-F574, 1997; Bottinger EP, et al., J Am Soc Nephrol 13: 2600-2610, 2002), the study by the present inventors has confirmed that the treatment of tubular epithelial cells with TGF-β reduces the expression of NCALD in a dose-dependent manner. This suggested that the NCALD gene is deeply involved in the induction of TEMT by TGF-β.
これらの知見から総合して、本発明者らは、NCALD遺伝子が糖尿病性腎症の発症やその進行に深く関わる糖尿病性腎症感受性遺伝子であり、糖尿病性腎症の発症や進行を予防しまたは治療するための方法を開発するための有用なターゲット遺伝子となることを確信した。さらに、本発明者らは、NCALD遺伝子内に位置する糖尿病性腎症と有意な関連性を有する3SNPs(SNP999, SNP1307, SNP1340)と糖尿病性腎症の潜在的発症リスクとの関係を見出し、これから被検者について当該3SNPsの塩基を測定することによって、当該被検者の糖尿病性腎症の潜在的発症リスクを評価することができることを確信した。 Based on these findings, the inventors of the present invention have disclosed that the NCALD gene is a diabetic nephropathy susceptibility gene that is closely related to the onset and progression of diabetic nephropathy, and prevents the onset and progression of diabetic nephropathy or We were convinced that it would be a useful target gene for developing methods to treat. Furthermore, the present inventors have found a relationship between 3SNPs (SNP999, SNP1307, SNP1340) having a significant association with diabetic nephropathy located within the NCALD gene and the potential risk of developing diabetic nephropathy, It was convinced that the potential risk of developing diabetic nephropathy in the subject can be evaluated by measuring the base of the 3SNPs for the subject.
本発明はかかる知見に基づいて完成したものであり、下記の具体的態様を有するものである。 The present invention has been completed based on such findings, and has the following specific embodiments.
I.糖尿病性腎症の予防または治療に有効な成分をスクリーニングする方法
項1.下記の工程を有する、NCALD遺伝子の発現を亢進する物質のスクリーニング方法:
(1)被験物質とNCALD遺伝子を発現可能な細胞とを接触させる工程、
(2)被験物質を接触させた細胞のNCALD遺伝子の発現量を測定する工程、及び
(3)上記の測定量が、被験物質を接触させない対照細胞のNCALD遺伝子の発現量よりも大きい被験物質を選択する工程。
項2.下記の工程を有する、NCALDの産生量を増加させる物質のスクリーニング方法:
(1’)被験物質とNCALDを産生可能な細胞またはこの細胞から調製した細胞画分とを接触させる工程、
(2’)被験物質を接触させた細胞またはその細胞画分のNCALDの産生量を測定する工程、及び
(3’)上記の測定量が、被験物質を接触させない対照細胞もしくはその細胞画分のNCALDの産生量よりも大きい被験物質を選択する工程。
I.
(1) A step of contacting a test substance with a cell capable of expressing the NCALD gene,
(2) a step of measuring the expression level of the NCALD gene in the cell contacted with the test substance, and (3) a test substance in which the measurement amount is larger than the expression level of the NCALD gene in the control cell not contacted with the test substance Process to select.
(1 ′) contacting a test substance with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction prepared from the cell;
(2 ′) a step of measuring the amount of NCALD produced in the cell contacted with the test substance or the cell fraction thereof, and (3 ′) the above measured amount being a control cell or a fraction of the cell that is not contacted with the test substance A step of selecting a test substance larger than the production amount of NCALD.
項3.NCALDの機能を亢進する物質のスクリーニング方法:
(1”)被験物質とNCALDを産生可能な細胞またはこの細胞から調製した細胞画分を接触させる工程、
(2”)被験物質を接触させた細胞またはその細胞画分のNCALDの機能を検出する工程、及び
(3”)上記の検出した機能が、被験物質を接触させない対照細胞またはその細胞画分のNCALDの機能よりも大きい被験物質を選択する工程。
項4.NCALDの機能が細胞の間葉化の阻害である項3記載のスクリーニング方法。
項5.NCALDの機能が接着分子の発現誘導である項3記載のスクリーニング方法。
項6.前記接着分子がE−カドヘリンである項5記載のスクリーニング方法。
項7.NCALDの機能がアクチンの発現抑制である項3記載のスクリーニング方法。
項8.前記アクチンがα−平滑筋アクチンである項7記載のスクリーニング方法。
項9.NCALDの機能が細胞外基質の産生抑制である項3記載のスクリーニング方法。
項10.NCALDの機能が細胞の遊走能もしくは浸潤の抑制である項3記載のスクリーニング方法。
Item 3. Screening method for substances that enhance NCALD function:
(1 ") a step of contacting a test substance with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction prepared from this cell,
(2 ″) a step of detecting the NCALD function of the cell contacted with the test substance or a fraction of the cell, and (3 ″) a control cell or a fraction of the cell in which the detected function is not contacted with the test substance. A step of selecting a test substance having a function larger than that of NCALD.
Item 6. Item 6. The screening method according to
Item 7.
Item 8. Item 8. The screening method according to Item 7, wherein the actin is α-smooth muscle actin.
Item 9.
項11.さらにNCALD遺伝子を発現可能な細胞またはNCALDを産生可能な細胞にTGF−βを接触させる工程を含む、項1〜10のいずれかに記載のスクリーニング方法。
項12.NCALD遺伝子を発現可能な細胞またはNCALDを産生可能な細胞が、近位尿細管上皮細胞である項1〜11のいずれかに記載のスクリーニング方法。
項13.糖尿病性腎症の予防または治療剤の有効成分を探索する方法である項1〜12のいずれかに記載のスクリーニング方法。
Item 11. Item 11. The screening method according to any one of
Item 12. Item 12. The screening method according to any one of
Item 13. Item 13. The screening method according to any one of
II.糖尿病性腎症の罹患リスクが高い被検者の選別方法
項14.被検者由来の被検試料におけるNCALD遺伝子のmRNA発現量を測定する工程を含み、ここで、被検試料における当該発現量が、正常人由来の対照試料におけるNCALD遺伝子のmRNA発現量よりも小さいことを、前記被検者が糖尿病性腎症に罹患する可能性が高いとの指標とする、糖尿病性腎症に罹患する可能性が高い被検者の選別方法。
項15.被検者由来の被検試料におけるNCALDの産生量を測定する工程を含み、ここで、被検試料における当該産生量が、正常人由来の対照試料におけるNCALDの産生量よりも小さいことを、前記被検者が糖尿病性腎症に罹患する可能性が高いことの指標とする、糖尿病性腎症に罹患する可能性が高い被検者の選別方法。
項16.被検者由来の被検試料におけるNCALD遺伝子の第4エクソンに存在する999番目における塩基、同1307番目における塩基、及び同1340番目における塩基の少なくともいずれか一つの塩基を検出する工程を含み、これらの塩基の少なくとも1つが下記の条件:
999番目における塩基:チミン
1307番目における塩基:シトシン
1340番目における塩基:アデニン
を満たすことを、前記被検者が糖尿病性腎症に罹患する可能性が高いことの指標とする、糖尿病性腎症に罹患する可能性が高い被検者の選別方法。
II. Item 14. Selection Method for Subjects with High Risk of Diabetic Nephropathy A step of measuring the mRNA expression level of the NCALD gene in a test sample derived from a subject, wherein the expression level in the test sample is smaller than the mRNA expression level of the NCALD gene in a control sample derived from a normal person This is an indicator that the subject is highly likely to suffer from diabetic nephropathy, and a method for selecting subjects who are likely to suffer from diabetic nephropathy.
Item 15. Measuring the production amount of NCALD in a test sample derived from a subject, wherein the production amount in the test sample is smaller than the production amount of NCALD in a control sample derived from a normal person, A method for selecting a subject who is highly likely to suffer from diabetic nephropathy, which is an indicator that the subject is likely to suffer from diabetic nephropathy.
Item 16. A step of detecting at least one of the base at 999, the base at 1307, and the base at 1340 in the fourth exon of the NCALD gene in a test sample derived from a subject, At least one of the bases of the following conditions:
999th base: thymine 1307th base: cytosine 1340th base: satisfying adenine is an indicator that the subject is likely to suffer from diabetic nephropathy. A method for selecting subjects who are likely to be affected.
III.糖尿病性腎症の罹患リスク診断キット
項17.NCALD遺伝子の第4エクソンに存在する999番目における塩基、同1307番目における塩基、及び同1340番目における塩基の少なくともいずれか一つの塩基を検出するための試薬を含む、糖尿病性腎症の罹患性診断キット。
III. Diagnosis risk diagnosis kit for diabetic nephropathy Item 17. Diabetes nephropathy susceptibility diagnosis comprising a reagent for detecting at least one of the base at 999, the base at 1307, and the base at 1340 present in the fourth exon of the NCALD gene kit.
本発明のスクリーニング方法によれば、糖尿病性腎症の発症や進行を予防または治療するのに有効な成分を取得することが可能になる。また当該方法は、糖尿病性腎症の予防または治療に有効な新規薬剤の開発に有効に利用することができる。 According to the screening method of the present invention, it is possible to obtain an effective component for preventing or treating the onset and progression of diabetic nephropathy. In addition, this method can be effectively used for the development of new drugs effective for the prevention or treatment of diabetic nephropathy.
さらに本発明が提供した糖尿病性腎症感受性遺伝子ならびに糖尿病性腎症感受性SNPsによれば、被検者(特に糖尿病患者)について腎症を発症する相対的な危険度を簡便に検出することができる。本発明の検出方法は、in vitroでしかも医師等の専門的な知識を要することなく簡単に実施することができる方法である。本発明の方法によって腎症を発症する潜在的な危険度が相対的に高いことが判明した被検者(糖尿病患者)に対しては、その旨を告知し、予め腎症の発症を防ぐか、または少しでも遅延させるための的確な対策を講じることができる。従って、本発明は、糖尿病性腎症の発症を予防するための、または糖尿病性腎症の発症を遅延させるための検査方法として極めて有用である。さらに本発明は上記方法において使用される試薬を提供するものであり、これにより上記方法を簡便に実施することが可能となる。 Furthermore, according to the diabetic nephropathy susceptibility gene and the diabetic nephropathy susceptibility SNPs provided by the present invention, it is possible to easily detect the relative risk of developing nephropathy in a subject (particularly a diabetic patient). . The detection method of the present invention is a method that can be easily carried out in vitro and without requiring specialized knowledge of a doctor or the like. For subjects (diabetic patients) whose potential risk of developing nephropathy has been found to be relatively high by the method of the present invention, is this notified and whether to prevent the onset of nephropathy in advance? Or, you can take appropriate measures to delay even a little. Therefore, the present invention is extremely useful as a test method for preventing the onset of diabetic nephropathy or for delaying the onset of diabetic nephropathy. Furthermore, this invention provides the reagent used in the said method, and it becomes possible to implement the said method simply by this.
1.本発明で使用する用語の定義
本明細書における塩基配列(ヌクレオチド配列)、核酸などの略号による表示は、IUPAC−IUBの規定〔IUPAc-IUB communication on Biological Nomenclature, Eur. J. Biochem., 138; 9 (1984)〕、「塩基配列又はアミノ酸配列を含む明細書等の作製のためのガイドライン」(特許庁編)及び当該分野における慣用記号に従うものとする。
1. Definition of terms used in the present invention Indications by abbreviations such as nucleotide sequences (nucleotide sequences) and nucleic acids in the present specification are defined by IUPAC-IUB [IUPAc-IUB communication on Biological Nomenclature, Eur. J. Biochem., 138; 9 (1984)], “Guidelines for the preparation of specifications including base sequences or amino acid sequences” (edited by the Patent Office) and conventional symbols in the field.
本明細書中において「遺伝子」は、特に言及しない限り、ヒトゲノムDNAを含む2本鎖DNA、及び1本鎖DNA(センス鎖)、並びに当該センス鎖と相補的な配列を有する1本鎖DNA(アンチセンス鎖)、及びそれらの断片のいずれもが含まれる、また、本明細書で「遺伝子」とは、特に言及しない限り、調節領域、コード領域、エクソン、及びイントロンを区別することなく示すものとする。 In the present specification, unless otherwise specified, “gene” refers to double-stranded DNA including human genomic DNA, single-stranded DNA (sense strand), and single-stranded DNA having a sequence complementary to the sense strand ( Antisense strands) and fragments thereof are included, and the term “gene” in the present specification indicates the regulatory region, coding region, exon, and intron without distinction unless otherwise specified. And
また、本明細書中において、「ヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」及び「ポリヌクレオチド」は、核酸と同義であって、DNAおよびRNAの両方を含むものとする。また、これらは2本鎖であっても1本鎖であってもよく、ある配列を有する「ヌクレオチド」(または「オリゴヌクレオチド」、「ポリヌクレオチド」)といった場合、特に言及しない限り、これに相補的な配列を有する「ヌクレオチド」(または「オリゴヌクレオチド」及び「ポリヌクレオチド」)も包括的に意味するものとする。さらに、「ヌクレオチド」(または「オリゴヌクレオチド」及び「ポリヌクレオチド」)がRNAである場合、配列表に示される塩基記号「T」は「U」と読み替えられるものとする。 Further, in this specification, “nucleotide”, “oligonucleotide” and “polynucleotide” are synonymous with nucleic acid and include both DNA and RNA. These may be double-stranded or single-stranded, and in the case of “nucleotide” having a certain sequence (or “oligonucleotide”, “polynucleotide”), it is complementary to this unless otherwise specified. “Nucleotide” (or “oligonucleotide” and “polynucleotide”) having a typical sequence is also intended to be inclusive. Furthermore, when the “nucleotide” (or “oligonucleotide” and “polynucleotide”) is RNA, the base symbol “T” shown in the sequence listing shall be read as “U”.
本明細書において「遺伝子多型」とは、2つ以上の遺伝的に決定された対立遺伝子がある場合にそれらの対立遺伝子を指す。具体的には、ヒトの集団において、ある一個体のゲノム配列を基準として、他の1または複数の個体ゲノム中の特定部位に、1又は複数のヌクレオチドの置換、欠失、挿入、転移、逆位などの変異が存在するとき、その変異が当該1または複数の個体に生じた突然変異でないことが統計学的に確実か、または当該個体内特異変異でなく、1%以上の頻度で集団内に存在することが家系的に証明される場合、その変異を「遺伝子多型」とする。本明細書で用いる「遺伝子多型」の意味には、単一のヌクレオチドの変化によって引き起こされる多型であるいわゆる1塩基多型〔Single Nucleotide Polymorphism:SNP(又はSNPs)〕と連続した複数ヌクレオチドにわたる多型の両方が含まれる。「一塩基多型」とは、単一の核酸の変化によって引き起こされる多型である。多型は選択された集団の1%より大きな頻度、好ましくは10%以上の頻度で存在する。また「ハプロタイプ」とは、一つのアレル(ハプロイド)に存在する遺伝子変異の組み合わせをいう。 As used herein, “gene polymorphism” refers to alleles when there are two or more genetically determined alleles. Specifically, in a human population, one or more nucleotide substitutions, deletions, insertions, translocations, reverses at specific sites in one or more other individual genomes based on the genome sequence of one individual. When there is a mutation such as a position, it is statistically certain that the mutation is not a mutation that has occurred in the individual or individuals, or within the population at a frequency of 1% or more, not a specific mutation within the individual. If it is pedigree that it is present in the family, the mutation is referred to as “gene polymorphism”. As used herein, the term “gene polymorphism” refers to a single nucleotide polymorphism (SNP (or SNPs)), which is a polymorphism caused by a single nucleotide change, and extends over a plurality of nucleotides continuous. Both polymorphisms are included. A “single nucleotide polymorphism” is a polymorphism caused by a single nucleic acid change. Polymorphisms are present at a frequency greater than 1%, preferably greater than 10% of the selected population. The “haplotype” refers to a combination of gene mutations existing in one allele (haploid).
本明細書において「糖尿病性腎症感受性遺伝子」とは、糖尿病患者のうち腎症を発症しやすい体質または腎症に進行しやすい体質を決める遺伝子のことをいう。 As used herein, “diabetic nephropathy susceptibility gene” refers to a gene that determines a predisposition to develop nephropathy or a predisposition to progress to nephropathy among diabetic patients.
本明細書において「糖尿病性腎症」とは、糖尿病が進行して腎臓にも影響が及び、タンパク尿を伴う腎障害が起こる状態を言う。糖尿病性腎症の患者は高血糖による腎機能の障害から、原尿を作る能力が損なわれ、最終的には腎不全となる。統計によれば、糖尿病性腎症による末期腎不全で透析治療を始める患者数はどんどん年々増加しており、現在、透析導入患者の原因疾患として糖尿病性腎症は第1位になっている。より具体的には、本発明が対象とする「糖尿病性腎症」には、糖尿病網膜症を発症し、かつ尿中アルブミン排泄率が200μg/分を超えるかまたは尿中アルブミン/クレアチニン比が300mg/gCrを超える症例、ならびに糖尿病網膜症を発症し、且つ人工透析療法を受けている症例が含まれる。 As used herein, “diabetic nephropathy” refers to a condition in which diabetes progresses and affects the kidneys, resulting in renal damage accompanied by proteinuria. Patients with diabetic nephropathy suffer from impaired renal function due to hyperglycemia, which impairs the ability to make raw urine, eventually resulting in renal failure. According to statistics, the number of patients starting dialysis treatment due to end stage renal failure due to diabetic nephropathy is increasing year by year, and at present, diabetic nephropathy is No. 1 as the causative disease of dialysis patients. More specifically, the “diabetic nephropathy” targeted by the present invention includes diabetic retinopathy and the urinary albumin excretion rate exceeds 200 μg / min or the urinary albumin / creatinine ratio is 300 mg. Cases exceeding / gCr, as well as cases that develop diabetic retinopathy and are undergoing artificial dialysis therapy are included.
本明細書に記載する各塩基番号は、The National Center for Biotechnology Information data baseの位置情報に基づくものである。また、本明細書において各SNPの位置番号である999位、1307位および1340位は、NCALD遺伝子の第4エクソンの1番目の塩基を1としたときの位置情報を意味する。
Each base number described in this specification is based on positional information of The National Center for Biotechnology Information data base. In the present specification, the
2.糖尿病性腎症感受性遺伝子および糖尿病性腎症感受性SNP
本発明者らは、糖尿病性腎症感受性遺伝子を探索するために、多くの日本人2型糖尿病患者を対象として、gene-based SNPsを用いたケースコントロール関連解析ならびに連鎖不平衡(LD)マッピングを行うことにより、第8番染色体q22-23(8q22-23)領域に存在するヒト・ニューロカルシンデルタ遺伝子(human neurocalcin delta gene)(NCALD遺伝子)の第4エクソンの塩基配列上に連鎖不平衡状態で存在する3つのSNPs(SNP999、SNP1307、SNP1340)を見出し、これらのSNPsが糖尿病性腎症の発症やその進行に有意に関係していることを見出した(糖尿病性腎症感受性SNPs)。さらに本発明者らは、当該SNPsの特定のハプロタイプを有するNCALD遺伝子に由来するmRNAはその安定性が有意に減少していること、ニューロカルシンデルタがE−カドヘリンやα-SMAの発現量、および細胞の遊走能に影響を与えていることを見出し、NCALD遺伝子が糖尿病性腎症の発症やその進行に深く関わる糖尿病性腎症感受性遺伝子であるとの結論に至った。
2. Diabetic nephropathy susceptibility gene and diabetic nephropathy susceptibility SNP
In order to search for diabetic nephropathy susceptibility genes, the present inventors conducted case-control-related analysis and linkage disequilibrium (LD) mapping using gene-based SNPs in many Japanese patients with
当該ヒトNCALD遺伝子は、ヒト第8染色体のゲノム配列(Genbank Sequence Accession IDs: NC 000008)中、塩基番号102767947番〜103205665番に位置する43772bpの遺伝子である(Gene Name: human neurocalcin delta gene)。 The human NCALD gene is a 43972 bp gene (Gene Name: human neurocalcin delta gene) located at base numbers 102767947 to 103205665 in the genome sequence of human chromosome 8 (Genbank Sequence Accession IDs: NC 000008).
NCALD遺伝子と疾患との関連性については、従来より、乳がんとの関連性(特許文献1参照)、乾癬治療効果との関連性(特許文献2参照)、およびヒトβ―アミロイドの前駆体との関連性(特許文献3参照)などが報告されているが、糖尿病性腎症との関連については報告されていない。 Regarding the relationship between the NCALD gene and the disease, the relationship with breast cancer (see Patent Document 1), the relationship with the therapeutic effect of psoriasis (see Patent Document 2), and the precursor of human β-amyloid Although relatedness (refer patent document 3) etc. are reported, the relationship with diabetic nephropathy has not been reported.
上記ならびに実施例で詳細に説明するように、siRNAの手法を用いて近位尿細管上皮細胞内におけるNCALD遺伝子の発現を抑制したところ、当該上皮細胞において、細胞接着因子であるE−カドヘリンの発現抑制、α-SMAの発現誘導、ならびに細胞遊走能の亢進が認められた。ここでE−カドヘリンは、上皮細胞に多く含まれているタンパク質であり、細胞を相互に接着させ、また細胞を組織膜上に固定する役割を担っている。なお、間葉系細胞はE−カドヘリンを発現しないため、細胞は自由に動けることになる。一方、α-SMAは間葉系細胞に特異的に認められるタンパク質である(間葉系細胞蛋白)。一般に、尿細管上皮細胞・間質系細胞転換(TEMT)が生じると、E−カドヘリンの発現が抑制されて、間葉系細胞蛋白の発現が始まり、その結果、細胞間結合が崩壊し(基底膜の破綻)、細胞形態が変化し、細胞は高い運動能を獲得することが知られている(細胞の遊走、浸潤)。その結果、細胞外マトリックスが産生されて、腎臓の間質の線維化が生じ、腎症の進展に繋がる(Liu Y, et al., J Am Soc Nephrol 15:1-12, 2004; Savagner P, et al., Bio Essays 23:912-923, 2001; Okada H, et al.,Am J Physiol 273:F563-F574, 1997; Kalluri R, et al., J Clin Invest 112:1776-1784, 2003; Li Y, et al., J Clin Invest 112:503-516, 2003; Iwano M, et al., J Clin Invest 110:341-350, 2002; Oldfield MD, et al., J Clin Invest 108:1853-1863, 2001; Li JH, et al., Am J pathol 164:1384-1397, 2004; Ina K, et al., J Med Election Microsc 35:87-95, 2002)。 As described in detail above and in the Examples, when the expression of the NCALD gene in the proximal tubular epithelial cells was suppressed using the siRNA technique, expression of E-cadherin, which is a cell adhesion factor, in the epithelial cells. Suppression, induction of α-SMA expression, and enhancement of cell migration were observed. Here, E-cadherin is a protein abundantly contained in epithelial cells, and plays a role of adhering cells to each other and fixing the cells on the tissue membrane. Since mesenchymal cells do not express E-cadherin, the cells can move freely. On the other hand, α-SMA is a protein specifically found in mesenchymal cells (mesenchymal cell protein). In general, when tubular epithelial cell-stromal cell transformation (TEMT) occurs, the expression of E-cadherin is suppressed and the expression of mesenchymal cell proteins begins, resulting in disruption of intercellular junctions (basal It is known that cell morphology changes and cells acquire high motility (cell migration, invasion). As a result, extracellular matrix is produced, resulting in fibrosis of the kidney stroma leading to the development of nephropathy (Liu Y, et al., J Am Soc Nephrol 15: 1-12, 2004; Savagner P, et al., Bio Essays 23: 912-923, 2001; Okada H, et al., Am J Physiol 273: F563-F574, 1997; Kalluri R, et al., J Clin Invest 112: 1776-1784, 2003; Li Y, et al., J Clin Invest 112: 503-516, 2003; Iwano M, et al., J Clin Invest 110: 341-350, 2002; Oldfield MD, et al., J Clin Invest 108: 1853- 1863, 2001; Li JH, et al., Am J pathol 164: 1384-1397, 2004; Ina K, et al., J Med Election Microsc 35: 87-95, 2002).
以上より、NCALD遺伝子の発現を抑制することから認められた上記の現象は、糖尿病患者について、NCALD遺伝子の発現が低下することによって近位尿細管上皮細胞の間葉化メカニズムが進行し、腎臓の間質が線維化していくこと、すなわち腎症が発症ないしは進行することを示すものである。 From the above, the above-mentioned phenomenon observed from suppressing the expression of the NCALD gene is that the mesenchymal mechanism of the proximal tubular epithelial cells proceeds due to the decrease in the expression of the NCALD gene in diabetic patients, and the renal It shows that the stroma becomes fibrotic, that is, nephropathy develops or progresses.
ところで、NCALD遺伝子の発現低下に関連する因子として、上記3つの糖尿病性腎症感受性SNPsを挙げることができる。これらのSNPsは、いずれもNCALD遺伝子の第4エクソンに存在する。一つは、NCALD遺伝子の第4エクソンの999位(A/T)(SNP999)に、もう一つはNCALD遺伝子の第4エクソンの1307位(T/C)(SNP1307)に、残りの一つはNCALD遺伝子の第4エクソンの1340位(G/A)(SN1340)に位置する。 By the way, the above-mentioned three diabetic nephropathy susceptibility SNPs can be mentioned as factors related to the decrease in expression of the NCALD gene. These SNPs are all present in the fourth exon of the NCALD gene. One is at position 999 (A / T) (SNP999) of the fourth exon of the NCALD gene, and the other is position 1307 (T / C) (SNP1307) at the fourth exon of the NCALD gene. Is located at position 1340 (G / A) (SN1340) of the fourth exon of the NCALD gene.
実施例で示すように、SNP999がチミン(T)、SNP1307がシトシン(C)およびSNP1340がアデニン(A)のハプロタイプを有する2型糖尿病患者は、NCALD遺伝子の発現が低下しており、腎症を発症しやすい傾向にあった。従って、これらの糖尿病性腎症感受性SNPsは、糖尿病性腎症の発症または進行のしやすさを規定する糖尿病性腎症の遺伝的素因マーカーであり、ヒト被検者について糖尿病性腎症の易発症性・易進行性を判断する指標となる。
As shown in the Examples, patients with
すなわち、これらの糖尿病性腎症感受性SNPsの塩基のいずれか少なくとも一つ、好ましくは2つ、より好ましくは全てが下記の条件:
SNP999の塩基 :チミン(T)
SNP1307の塩基:シトシン(C)
SNP1340の塩基:アデニン(A)
に当てはまる場合、当該SNPsを有する被検者は、遺伝的に糖尿病性腎症を発症しやすいか、または糖尿病から腎症に発展進行しやすい体質を備えている(糖尿病性腎症に感受性)と判断することができる。
That is, at least one, preferably two, and more preferably all of these diabetic nephropathy-susceptible SNPs have the following conditions:
If the condition is true, the subject having the SNPs is genetically susceptible to developing diabetic nephropathy or having a constitution that is likely to develop and progress from diabetes to nephropathy (sensitive to diabetic nephropathy). Judgment can be made.
これらのSNPsが、糖尿病性腎症の感受性に関わるメカニズムとしては、拘束はされないが、実施例1の結果からNCALD の発現したmRNAを不安定化することによって、NCALDの産生を低下させているものと考えられる。 Although these SNPs are not restricted as a mechanism related to the susceptibility of diabetic nephropathy, the production of NCALD is reduced by destabilizing the mRNA expressed by NCALD from the results of Example 1. it is conceivable that.
3.糖尿病性腎症の予防または治療に有効な成分をスクリーニングする方法
前述するように、本発明者らは、NCALD遺伝子の発現の低下が、糖尿病性腎症の発症やその進行に深く関わっていることを見出した。このことから、NCALDが糖尿病性腎症の発症抑制またはその進行抑制に関わっており、NCALD遺伝子の発現(mRNA発現)を亢進させて、NCALDの産生量を増大する作用を有する物質、またはNCALDの機能を亢進する作用を有する物質は、糖尿病性腎症の予防または治療に有効な成分として有用であると考えられる。
3. Method for Screening Effective Components for Prevention or Treatment of Diabetic Nephropathy As described above, the present inventors show that the decrease in the expression of NCALD gene is deeply related to the onset and progression of diabetic nephropathy. I found. From this fact, NCALD is involved in the suppression of the onset or progression of diabetic nephropathy, and enhances the expression of NCALD gene (mRNA expression) to increase the amount of NCALD produced, or NCALD A substance having an action of enhancing the function is considered to be useful as an effective component for the prevention or treatment of diabetic nephropathy.
下記に説明する本発明のスクリーニング方法は、被験物質の中から、(3-1)NCALD遺伝子の発現(mRNA発現)を亢進する作用を有する物質、(3-2)NCALDの産生量を増大する作用を有する物質、または(3-3)NCALDの機能を亢進する作用を有する物質、を探索することによって、糖尿病性腎症の予防剤または治療剤(以下、これらを総称して「抗糖尿病性腎症剤」ともいう)の有効成分を取得しようとするものである。 The screening method of the present invention described below includes (3-1) a substance having an action of enhancing NCALD gene expression (mRNA expression) among test substances, and (3-2) increasing the production amount of NCALD. By searching for a substance having an action, or (3-3) a substance having an action of enhancing the function of NCALD, a prophylactic or therapeutic agent for diabetic nephropathy (hereinafter collectively referred to as “antidiabetic” The active ingredient of “nephropathy agent”).
なお、抗糖尿病性腎症剤の有効成分となりえる候補物質としては、核酸、ペプチド、タンパク質、有機化合物(低分子化合物、高分子化合物を含む)、無機化合物などを挙げることができる。本発明のスクリーニング方法は、これらの候補物質を含む試料を対象として実施することができる(これらを総称して「被験物質」という)。ここで、候補物質を含む試料には、細胞抽出物、遺伝子ライブラリーの発現産物、微生物培養上清、および菌体成分などが含まれる。 Examples of candidate substances that can be active ingredients of antidiabetic nephropathy agents include nucleic acids, peptides, proteins, organic compounds (including low molecular compounds and high molecular compounds), inorganic compounds, and the like. The screening method of the present invention can be carried out on samples containing these candidate substances (collectively referred to as “test substances”). Here, the sample containing the candidate substance includes a cell extract, an expression product of a gene library, a microorganism culture supernatant, a cell component, and the like.
(3-1)NCALD遺伝子の発現を亢進する作用を有する物質のスクリーニング方法
当該スクリーニングは、被験物質の中から、NCALD遺伝子の発現を亢進する作用を有する物質を、NCALD mRNAの発現量を指標として探索し、抗糖尿病性腎症剤の有効成分として取得する方法である。
(3-1) Screening method for substances having the action of enhancing the expression of NCALD gene The screening is performed by selecting substances having the action of enhancing the expression of NCALD gene from the test substances using the expression level of NCALD mRNA as an index. It is a method of searching and obtaining as an active ingredient of an antidiabetic nephropathy agent.
当該方法は、具体的には下記の工程(1)〜(3)を行うことによって実施することができる。
(1)被験物質とNCALD遺伝子を発現可能な細胞とを接触させる工程、
(2)被験物質を接触させた細胞のNCALD遺伝子の発現量を測定する工程、及び
(3)上記の測定量が、被験物質を接触させない対照細胞のNCALD遺伝子の発現量よりも大きい被験物質を選択する工程。
Specifically, the method can be carried out by performing the following steps (1) to (3).
(1) A step of contacting a test substance with a cell capable of expressing the NCALD gene,
(2) a step of measuring the expression level of the NCALD gene in the cell contacted with the test substance, and (3) a test substance in which the measurement amount is larger than the expression level of the NCALD gene in the control cell not contacted with the test substance Process to select.
かかるスクリーニングに用いられる細胞としては、天然または組み換え体の別を問わず、NCALD遺伝子を発現し得る細胞であればよい。なおNCALD遺伝子の由来も特に制限されず、ヒト由来であっても、またヒト以外のマウスなどの哺乳類やその他の生物種に由来するものであってもよいが、好ましくはヒト由来のNCALD遺伝子である。かかる細胞として、具体的には、NCALD遺伝子を有する近位尿細管上皮細胞(ヒトおよびその他の生物種由来のものを含む)、および単離調製された近位尿細管上皮細胞の初代培養細胞を挙げることができる。 The cells used for such screening may be cells that can express the NCALD gene, regardless of whether they are natural or recombinant. The origin of the NCALD gene is not particularly limited, and may be derived from a human, or from a mammal other than a human, such as a mouse, or other biological species, but preferably a human-derived NCALD gene. is there. Specific examples of such cells include proximal tubular epithelial cells having NCALD gene (including those derived from humans and other species), and primary cultured cells of isolated proximal tubular epithelial cells. Can be mentioned.
また、定法に従って、NCALD遺伝子のcDNAを有する発現ベクターを導入してNCALD mRNAを発現可能な状態に調製された形質転換細胞を使用することもできる。なお、スクリーニングに用いられる細胞の範疇には、細胞の集合体である組織も含まれる。 In addition, a transformed cell prepared by introducing an expression vector having the cDNA of the NCALD gene and expressing NCALD mRNA in accordance with a conventional method can also be used. The category of cells used for screening includes tissues that are aggregates of cells.
本発明のスクリーニング方法(3-1)の工程(1)において、被験物質とNCALD遺伝子発現可能細胞とを接触させる条件は、特に制限されないが、当該細胞が死滅せず、且つNCALD遺伝子が発現し得る培養条件(温度、pH、培地組成など)を選択することが好ましい。 In the step (1) of the screening method (3-1) of the present invention, the condition for bringing the test substance into contact with the NCALD gene-expressable cell is not particularly limited, but the cell does not die and the NCALD gene is expressed. It is preferable to select the culture conditions (temperature, pH, medium composition, etc.) to be obtained.
候補物質の選別は、例えば上記条件で被験物質とNCALD遺伝子発現可能細胞とを接触させて、NCALD遺伝子の発現を亢進させてそのmRNAの発現量を増大させる物質を探索することによって行うことができる。具体的には、被験物質存在下でNCALD遺伝子発現可能細胞を培養した場合のNCALD mRNAの発現量が、被験物質非存在下で上記に対応するNCALD遺伝子発現可能細胞を培養した場合に得られるNCALD mRNAの発現量(対照発現量)よりも大きいことを指標として、細胞と接触させた当該被験物質を候補物質として選別することができる。 Selection of candidate substances can be performed, for example, by contacting a test substance with a cell capable of expressing the NCALD gene under the above conditions, and searching for a substance that enhances the expression of the NCALD gene and increases its mRNA expression level. . Specifically, the expression level of NCALD mRNA when cells capable of expressing NCALD gene are cultured in the presence of a test substance is NCALD obtained when cells corresponding to NCALD gene are cultured in the absence of the test substance. The test substance that has been brought into contact with the cell can be selected as a candidate substance using as an index an expression level greater than the expression level of mRNA (control expression level).
NCALD mRNAの発現量の測定(検出、定量)は、NCALD遺伝子発現可能細胞のNCALD mRNAの発現量を、当該NCALD mRNAの塩基配列と相補的な配列を有するオリゴヌクレオチドなどを利用したノーザンブロット法やRT−PCR法、リアルタイム定量PCR法などの公知の方法、またはDNAアレイを利用した測定方法を実施することなどにより行うことができる。 The measurement (detection and quantification) of the expression level of NCALD mRNA is carried out using the Northern blot method using an NCALD mRNA expression level of a cell capable of expressing NCALD gene using an oligonucleotide having a sequence complementary to the nucleotide sequence of the NCALD mRNA. It can be carried out by carrying out a known method such as RT-PCR method or real-time quantitative PCR method or a measuring method using a DNA array.
なお、TGF−βは、組織線維化に中心的な役割を果たすサイトカインとして知られており、生体内で上皮−間葉転換(EMT)を誘導することが知られている。よって、かかる物質を上記のスクリーニング系に共存させておくことにより(例えば培地中に添加)、生体内環境を反映したスクリーニングが可能になる。従って、上記のスクリーニング方法の工程(1)またはその前段階において、NCALD遺伝子発現可能細胞を、TGF−βと接触させてもよい。また、こうすることで、腎症において生体内で誘導されてくるような因子群を、in vitroで同様に誘導することによって、NCALDの変動をより捉えやすくなる可能性がある。 TGF-β is known as a cytokine that plays a central role in tissue fibrosis and is known to induce epithelial-mesenchymal transition (EMT) in vivo. Therefore, when such a substance is allowed to coexist in the above screening system (for example, added to the medium), screening that reflects the in vivo environment becomes possible. Therefore, the NCALD gene-expressable cell may be contacted with TGF-β in the step (1) of the screening method or in the previous step. In addition, by doing this, it may be easier to catch the fluctuations in NCALD by inducing in vitro the factor groups that are induced in vivo in nephropathy.
(3-2)NCALDの産生を増加させる作用を有する物質のスクリーニング方法
当該スクリーニングは、被験物質の中から、NCALDの産生を増加させる作用を有する物質を、NCALDの産生量を指標として探索し、抗糖尿病性腎症剤の有効成分として取得する方法である。
(3-2) Method for screening a substance having an action to increase NCALD production The screening searches for a substance having an action to increase NCALD production from test substances using the production amount of NCALD as an index, It is a method of obtaining as an active ingredient of an antidiabetic nephropathy agent.
当該方法は、具体的には下記の工程(1’)〜(3’)を行うことによって実施することができる。
(1’)被験物質とNCALDを産生可能な細胞またはこの細胞から調製した細胞画分とを接触させる工程、
(2’)被験物質を接触させた細胞または細胞画分のNCALDの産生量を測定する工程、及び
(3’)上記の測定量が、被験物質を接触させない対照細胞(NCALDを産生可能な細胞)または被験物質を接触させない細胞画分(NCALDを産生可能な細胞から調製)のNCALDの産生量よりも大きい被験物質を選択する工程。
The said method can be specifically implemented by performing the following process (1 ')-(3').
(1 ′) contacting a test substance with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction prepared from the cell,
(2 ′) a step of measuring the amount of NCALD produced in the cell or cell fraction contacted with the test substance, and (3 ′) a control cell in which the above test amount is not contacted with the test substance (cells capable of producing NCALD) Or a step of selecting a test substance larger than the amount of NCALD produced in a cell fraction (prepared from a cell capable of producing NCALD) which is not contacted with the test substance.
かかるスクリーニングに用いられる細胞(対照細胞を含む)としては、天然または組み換え体の別を問わず、NCALD遺伝子が発現してNCALDを産生し得る細胞であればよい。なおNCALD遺伝子の由来も特に制限されず、ヒト由来であっても、またヒト以外のマウスなどの哺乳類やその他の生物種に由来するものであってもよいが、好ましくはヒト由来のNCALD遺伝子である。かかる細胞として、具体的には、NCALD遺伝子を有する近位尿細管上皮細胞(ヒトおよびその他の生物種由来のものを含む)、および単離調製された近位尿細管上皮細胞の初代培養細胞を挙げることができる。 The cells (including control cells) used for such screening may be any cells that can produce NCALD by expressing the NCALD gene, regardless of whether the cells are natural or recombinant. The origin of the NCALD gene is not particularly limited, and may be derived from a human, or from a mammal other than a human, such as a mouse, or other biological species, but preferably a human-derived NCALD gene. is there. Specific examples of such cells include proximal tubular epithelial cells having NCALD gene (including those derived from humans and other species), and primary cultured cells of isolated proximal tubular epithelial cells. Can be mentioned.
また、定法に従って、NCALD遺伝子のcDNAを有する発現ベクターを導入してNCALDを産生可能な状態に調製された形質転換細胞を使用することもできる。なお、スクリーニングに用いられる細胞の範疇には、細胞の集合体である組織も含まれる。 In addition, a transformed cell prepared in a state capable of producing NCALD by introducing an expression vector having the cDNA of the NCALD gene according to a conventional method can also be used. The category of cells used for screening includes tissues that are aggregates of cells.
本発明のスクリーニング方法(3-2)の工程(1’)において、被験物質とNCALD産生可能細胞とを接触させる条件は、特に制限されないが、当該細胞が死滅せず、且つNCALD遺伝子が発現し且つNCALDが産生し得る培養条件(温度、pH、培地組成など)を選択することが好ましい。 In the step (1 ′) of the screening method (3-2) of the present invention, the condition for bringing the test substance into contact with a cell capable of producing NCALD is not particularly limited, but the cell does not die and the NCALD gene is expressed. In addition, it is preferable to select culture conditions (temperature, pH, medium composition, etc.) that NCALD can produce.
候補物質の選別は、例えば上記条件で被験物質とNCALD産生可能細胞またはその細胞画分とを接触させて、NCALDの産生量を増大させる物質を探索することによって行うことができる。具体的には、被験物質存在下でNCALD産生可能細胞またはその細胞画分を培養した場合のNCALD産生量が、被験物質非存在下で上記に対応するNCALD産生可能細胞またはその細胞画分を培養した場合に得られるNCALDの産生量(対照産生量)よりも大きいことを指標として、細胞または細胞画分と接触させた当該被験物質を候補物質として選別することができる。 Selection of candidate substances can be performed, for example, by contacting a test substance with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction thereof under the above conditions to search for a substance that increases the production amount of NCALD. Specifically, the amount of NCALD produced when culturing NCALD-producing cells or cell fractions thereof in the presence of a test substance is the same as the above-described NCALD-producing cells or cell fractions in the absence of the test substance. The test substance brought into contact with the cell or the cell fraction can be selected as a candidate substance, using as an index the production amount of NCALD (control production amount) obtained in this case.
NCALD産生量の測定(検出、定量)は、NCALD産生可能細胞またはその細胞画分から得られるNCALDの量を、当該NCALDに対する抗体(抗NCALD抗体)を利用してウエスタンブロット法や免疫沈降法、ELISA等の公知の方法を行うことによって実施することができる。 The measurement (detection and quantification) of the NCALD production amount is carried out by measuring the amount of NCALD obtained from NCALD-producing cells or cell fractions thereof by Western blotting, immunoprecipitation, ELISA using an antibody against the NCALD (anti-NCALD antibody). It can implement by performing well-known methods, such as.
なお、前述と同様の理由から、当該スクリーニング方法の工程(1’)中またはその前段階に、NCALDを産生可能な細胞またはその細胞画分を、TGF−βと接触させてもよい。 For the same reason as described above, a cell capable of producing NCALD or a cell fraction thereof may be contacted with TGF-β during the step (1 ′) of the screening method or in the previous step.
(3-3)NCALDの機能を亢進する作用を有する物質のスクリーニング方法
当該スクリーニングは、被験物質の中から、NCALDの機能を亢進する作用を有する物質を、NCALDの機能を指標として探索し、抗糖尿病性腎症剤の有効成分として取得する方法である。
(3-3) Method of screening for substance having action of enhancing NCALD function The screening is carried out by searching for a substance having an action of enhancing the function of NCALD from test substances using the function of NCALD as an index. It is a method of acquiring as an active ingredient of a diabetic nephropathy agent.
当該方法は、具体的には下記の工程(1”)〜(3”)を行うことによって実施することができる。
(1”)被験物質とNCALDを産生可能な細胞またはこの細胞から調製した細胞画分を接触させる工程、
(2”)被験物質を接触させた細胞または細胞画分のNCALDの機能を検出する工程、及び
(3”)上記の検出した機能が、被験物質を接触させない対照細胞(NCALDを産生可能な細胞)または細胞画分(NCALDを産生可能な細胞から調製)のNCALDの機能よりも大きい被験物質を選択する工程。
Specifically, this method can be carried out by performing the following steps (1 ″) to (3 ″).
(1 ") a step of contacting a test substance with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction prepared from this cell,
(2 ″) a step of detecting the NCALD function of the cell or cell fraction contacted with the test substance, and (3 ″) a control cell (cell capable of producing NCALD) in which the detected function is not contacted with the test substance. Or a test substance having a function larger than the NCALD function of the cell fraction (prepared from a cell capable of producing NCALD).
当該スクリーニングで用いられる細胞、並びに工程(2”)において被験物質と接触させる方法や条件は、前述する(3-2)のスクリーニング方法にて記載したものを同様に使用することができる。 As the cells used in the screening, and the method and conditions for contacting with the test substance in the step (2 ″), those described in the screening method of (3-2) described above can be used similarly.
候補物質の選別は、上記条件で被験物質とNCALD産生可能細胞またはその細胞画分とを接触させて、NCALDの機能を増大させる物質を探索することによって行うことができる。具体的には、被験物質存在下でNCALD産生可能細胞またはその細胞画分を培養した場合に生じるNCALDの機能が、被験物質非存在下で上記に対応するNCALD産生可能細胞または細胞画分を培養した場合に得られるNCALDの機能(対照機能)よりも大きいことを指標として、当該被験物質を候補物質として選別することができる。 Selection of candidate substances can be performed by contacting a test substance with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction thereof under the above conditions to search for a substance that increases the function of NCALD. Specifically, the NCALD-producing cell or cell fraction corresponding to the above in the absence of the test substance is cultured when the NCALD-producing cell or cell fraction thereof is cultured in the presence of the test substance. The test substance can be selected as a candidate substance using as an index the function larger than the NCALD function (control function) obtained in this case.
ここで、NCALDの機能として、上皮細胞から間葉細胞への転換を阻害する機能(細胞間葉化の阻害機能)を挙げることができる。具体的には、(i)接着分子の発現を誘導する機能(接着分子発現誘導機能)、(ii)間葉細胞特定的蛋白の発現を抑制する機能(間葉細胞特定的蛋白の発現抑制機能)、(iii)細胞外基質の産生を抑制する機能(細胞外基質の産生抑制機能)、および(iv)細胞の遊走能または浸潤を抑制する機能(細胞遊走能・浸潤の抑制機能)を挙げることができる。 Here, as a function of NCALD, a function of inhibiting the conversion from epithelial cells to mesenchymal cells (function of inhibiting cell mesenchyme) can be mentioned. Specifically, (i) function to induce adhesion molecule expression (adhesion molecule expression induction function), (ii) function to suppress expression of mesenchymal cell specific protein (function to suppress expression of mesenchymal cell specific protein) ), (Iii) functions to suppress extracellular matrix production (extracellular matrix production suppression function), and (iv) functions to suppress cell migration or invasion (cell migration ability / invasion suppression function). be able to.
後述する実施例に示すように、近位尿細管上皮細胞においてNCALD遺伝子の発現を低下させることによって (i)接着分子であるE−カドヘリンの発現が抑制され、また(ii)アクチン(α-smooth muscle actin; α-SMA)の発現が誘導された。また、近位尿細管上皮細胞においてNCALD遺伝子の発現を低下させることによって、(iv)細胞の遊走能が亢進することも認められた。これらのことから、NCALDは、近位尿細管上皮細胞における、間葉細胞への転換(間葉化)に関与しているものと考えられる。つまり、NCALD遺伝子の発現の低下によって、近位尿細管上皮細胞において、接着分子の損失→間葉細胞特定的蛋白の発現→基底膜の破綻→細胞遊走・湿潤→細胞外マトリックス産生→組織線維化→腎症といった、細胞間葉化による腎症への進展が生じているものと考えられる。従って、NCALDは、直接的または間接的に、細胞間葉化の阻害機能、具体的には(i)接着分子発現誘導機能、(ii)間葉細胞特定的蛋白の発現抑制機能、(iii)細胞外基質の産生抑制機能、および(iv)細胞遊走能・浸潤の抑制機能を発揮するものと考えられる。なお、ここで接着分子としては具体的にはE−カドヘリンを、間葉細胞特定的蛋白としては具体的にアクチン、好ましくはα−平滑筋アクチン(α−SMA)を、細胞外基質として具体的にはフィブロネクチン、I型コラーゲン、III型コラーゲン、ラミニンなどを、それぞれ挙げることができる。 As shown in Examples described later, by reducing the expression of the NCALD gene in the proximal tubular epithelial cells, (i) the expression of E-cadherin, an adhesion molecule, is suppressed, and (ii) actin (α-smooth expression of muscle actin; α-SMA) was induced. It was also observed that (iv) cell migration was enhanced by reducing the expression of the NCALD gene in proximal tubular epithelial cells. From these, it is considered that NCALD is involved in the conversion (mesenchymalization) into mesenchymal cells in the proximal tubular epithelial cells. In other words, due to the decrease in NCALD gene expression, loss of adhesion molecules → mesenchymal cell specific protein expression → basement membrane breakdown → cell migration / wetting → extracellular matrix production → tissue fibrosis → It is thought that nephropathy, such as nephropathy, has progressed to nephropathy. Therefore, NCALD directly or indirectly inhibits cell mesenchyme, specifically (i) adhesion molecule expression inducing function, (ii) mesenchymal cell specific protein expression suppressing function, (iii) It is considered to exert a function of suppressing production of extracellular matrix and (iv) a function of suppressing cell migration and invasion. Here, specifically, E-cadherin is specifically used as an adhesion molecule, and actin, preferably α-smooth muscle actin (α-SMA), is specifically used as an extracellular matrix. Can include fibronectin, type I collagen, type III collagen, laminin, and the like.
なお、これらのNCALDの機能は、例えば接着分子(例えば、E−カドヘリン)、間葉細胞特定的蛋白(例えば、α−SMA)、または細胞外基質(例えば、フィブロネクチン、I型コラーゲン、III型コラーゲン、ラミニン)の発現量を、RT−PCRやELISA法など公知の方法で測定・比較することにより測定することができる。また、NCALDの機能は、電子顕微鏡を用いた観察により、上皮細胞の繊維芽細胞様変化や組織湿潤能を測定・比較することによっても測定することができる。 These NCALD functions include, for example, adhesion molecules (eg, E-cadherin), mesenchymal cell specific proteins (eg, α-SMA), or extracellular matrix (eg, fibronectin, type I collagen, type III collagen). , Laminin) can be measured by measuring and comparing by a known method such as RT-PCR or ELISA. The function of NCALD can also be measured by measuring and comparing fibroblast-like changes in epithelial cells and tissue wettability by observation using an electron microscope.
また、前記と同じ理由により、上記スクリーニング方法の工程(1”)またはその前段階において、NCALDを産生可能な細胞またはその細胞画分を、TGF−βと接触させてもよい。 In addition, for the same reason as described above, a cell capable of producing NCALD or a cell fraction thereof may be contacted with TGF-β in the step (1 ″) of the above screening method or a previous stage thereof.
上記(3-1)〜(3-3)のスクリーニング方法で選別された物質は、近位尿細管上皮細胞においてNCALD遺伝子の発現を亢進させてNCALDの産生を増大させるか、またはNCALDの機能を亢進する作用を有するものであり、糖尿病性腎症の発症やその進行を予防する組成物または糖尿病性腎症を改善する組成物の有効成分として使用することが可能である
上記のスクリーニング方法によって選別された候補物質は、さらに糖尿病性腎症を有する病態非ヒト動物を用いてスクリーニングにかけることもできる。かくして選別される候補物質は、さらに糖尿病性腎症を有する病態非ヒト動物を用いた薬効試験、安全性試験、さらに糖尿病性腎症を有する患者(ヒト)もしくはその前状態にある患者(ヒト)への臨床試験に供してもよく、これらの試験を実施することによって、より実用的な糖尿病性腎症の予防または治療用組成物の有効成分を選別取得することができる。
The substance selected by the screening method of (3-1) to (3-3) increases the expression of NCALD gene in the proximal tubular epithelial cell to increase the production of NCALD, or has a function of NCALD. It has an enhancing action, and can be used as an active ingredient in a composition for preventing the onset or progression of diabetic nephropathy or a composition for improving diabetic nephropathy. The candidate substance thus obtained can be further screened using a non-human animal having a diabetic nephropathy. The candidate substance thus selected is a drug efficacy test using a non-human animal having a diabetic nephropathy, a safety test, a patient having a diabetic nephropathy (human), or a patient in a previous state (human) The clinical components may be subjected to clinical trials, and by carrying out these tests, it is possible to select and obtain active ingredients of a more practical composition for preventing or treating diabetic nephropathy.
このようにして選別された物質は、必要に応じて構造解析を行った後、その物質の種類に応じて、化学的合成、生物学的合成(発酵を含む)または遺伝子学的操作によって、工業的に製造することができ、糖尿病性腎症予防・治療用組成物の調製に使用することができる。 The material selected in this way is subjected to structural analysis as necessary, and then, depending on the type of the material, chemical synthesis, biological synthesis (including fermentation), or genetic engineering, And can be used to prepare a composition for the prevention and treatment of diabetic nephropathy.
4.糖尿病性腎症の罹患リスクが高い被検者(糖尿病性腎症易罹患者)の選別方法
本発明は、また被検者の中から糖尿病性腎症の罹患・進行リスク(糖尿病性腎症を発症し易くまた進行易いか/発症し難くまた進行し難いかの別)を測定し、当該リスクの高い被検者を選別する方法を提供する。なお、本発明では、これらのリスクが高い被検者を「糖尿病性腎症易罹患者」と称する。
4). Method for selecting a subject who has a high risk of suffering from diabetic nephropathy (a person who is susceptible to diabetic nephropathy) The present invention also relates to the risk of suffering from or progression of diabetic nephropathy (from diabetic nephropathy). The present invention provides a method for selecting a subject having a high risk by measuring whether it is easy to develop and easy to progress / whether it is difficult to develop and difficult to progress. In the present invention, these high-risk subjects are referred to as “diabetic nephropathy susceptible persons”.
その選別方法としては、被検者の被検試料について、(4-1)NCALD遺伝子の発現量(mRNA発現量)を指標とする方法、(4-2)NCALDの産生量を指標とする方法、および(4-3) NCALD遺伝子の糖尿病性腎症感受性SNPsを指標とする方法、を挙げることができる。 As a screening method, (4-1) a method using the expression level of the NCALD gene (mRNA expression level) as an index, and (4-2) a method using the NCALD production level as an index for the test sample of the subject And (4-3) a method using NCALD gene-sensitive diabetic nephropathy-sensitive SNPs as an index.
(4-1) NCALD遺伝子の発現量(mRNA発現量)を指標とする糖尿病性腎症易罹患者の選別方法
当該方法は、被検者由来の被検試料におけるNCALD遺伝子の発現量、すなわちNCALD mRNA発現量を測定することによって行うことができる。ここで被検試料としては、NCALD遺伝子を発現し得る細胞を含む生体試料であればよいが、具体的には、血液を挙げることができる。
(4-1) Method for selecting a patient susceptible to diabetic nephropathy using the expression level of NCALD gene (mRNA expression level) as an index The method is based on the expression level of NCALD gene in a test sample derived from a subject, ie, NCALD This can be done by measuring the mRNA expression level. Here, the test sample may be a biological sample containing cells capable of expressing the NCALD gene, and specific examples thereof include blood.
NCALD mRNA発現量の測定方法は、上記(3-1)の方法で説明するように、定法に従って行うことができる。 The method for measuring the expression level of NCALD mRNA can be performed according to a conventional method as described in the method (3-1) above.
かかる測定の結果、被検者の被検試料におけるNCALD mRNAの発現量が、正常人由来の対照試料におけるNCALD mRNAの発現量(対照発現量)よりも小さい場合に、前記被検者は糖尿病性腎症に罹患する可能性が高い(糖尿病性腎症易罹患性)と判断することができる。なお、ここで「NCALD mRNAの発現量が小さい」とは、対照発現量と対比するまでもなく、NCALD mRNAが全く発現しない場合、すなわちNCALD mRNAの発現量が実質的にゼロである場合も含まれる。 As a result of the measurement, when the expression level of NCALD mRNA in the test sample of the subject is smaller than the expression level (control expression level) of NCALD mRNA in the control sample derived from a normal person, the subject is diabetic. It can be judged that there is a high possibility of suffering from nephropathy (susceptibility to diabetic nephropathy). Here, “the expression level of NCALD mRNA is small” does not need to be compared with the control expression level, and includes the case where NCALD mRNA is not expressed at all, that is, the expression level of NCALD mRNA is substantially zero. It is.
ここで「正常」とは、少なくとも腎症を発症していないか、または腎症を発症する前段階でもないという意味で用いられる。具体的には尿中アルブミン排泄率が20μg/分未満または尿中アルブミン/クレアチニン比が30mg/gCr未満である場合に、腎症に関して「正常」と判断することができる。 Here, “normal” is used in the sense that at least nephropathy has not occurred or is not a pre-stage of nephropathy. Specifically, when the urinary albumin excretion rate is less than 20 μg / min or the urinary albumin / creatinine ratio is less than 30 mg / gCr, it can be determined as “normal” with respect to nephropathy.
(4-2) NCALDの産生量を指標とする糖尿病性腎症易罹患者の選別方法
当該方法は、被検者由来の被検試料におけるNCALDの産生量を測定することによって行うことができる。ここで被検試料としては、NCALD遺伝子を発現し、NCALDを産生し得る細胞を含む生体試料であればよいが、具体的には血液を挙げることができる。
(4-2) Method for selecting diabetic nephropathy susceptible person using NCALD production as an index This method can be performed by measuring the production of NCALD in a test sample derived from a subject. Here, the test sample may be a biological sample containing cells that express the NCALD gene and can produce NCALD, and specific examples thereof include blood.
NCALD産生量の測定方法は、上記(3-2)の方法で説明するように、定法に従って行うことができる。 The method for measuring the amount of NCALD production can be performed according to a conventional method as described in the method (3-2) above.
かかる測定の結果、被検者の被検試料におけるNCALDの産生量が、正常人由来の対照試料におけるNCALDの産生量(対照産生量)よりも小さい場合に、前記被検者は糖尿病性腎症に罹患する可能性が高い(糖尿病性腎症易罹患性)と判断することができる。なお、ここで「NCALDの産生量が小さい」とは、対照産生量と対比するまでもなく、NCALDを全く産生しない場合、すなわちNCALDの産生量が実質的にゼロである場合も含まれる。 As a result of such measurement, when the NCALD production amount in the subject test sample is smaller than the NCALD production amount (control production amount) in the control sample derived from a normal person, the subject is diabetic nephropathy. It is possible to determine that there is a high possibility of suffering from diabetes (susceptibility to diabetic nephropathy). Here, “the production amount of NCALD is small” does not need to be compared with the control production amount, and includes the case where NCALD is not produced at all, that is, the production amount of NCALD is substantially zero.
(4-3) NCALD遺伝子の糖尿病性腎症感受性SNPsを指標とする糖尿病性腎症易罹患者の選別方法
当該方法は、被検者から得られるゲノムDNAを対象として、下記3つSNPsの中の少なくとも1つのSNPsについて塩基を検出し同定する工程を有するものである:
(1) ヒトNCALD遺伝子の第4エクソンの999位(SNP999)の塩基
(2) ヒトNCALD遺伝子の第4エクソンの1307位(SNP1307)の塩基
(3) ヒトNCALD遺伝子の第4エクソンの1340位(SNP1340)の塩基。
(4-3) Selection method for diabetic nephropathy susceptible patients using NCALD gene-sensitive diabetic nephropathy susceptibility SNPs as an index This method is based on the following three SNPs for genomic DNA obtained from a subject. Detecting and identifying a base for at least one of the SNPs:
(1) Base 999 (SNP999) of the fourth exon of human NCALD gene
(2) Base at position 1307 (SNP1307) of
(3) Base at position 1340 (SNP1340) of the fourth exon of the human NCALD gene.
好ましくは、これらSNPs中の2以上のSNPsについて塩基を検出し同定する工程を有する方法であり、より好ましくはこれらSNPs中の3つ全てのSNPsについて塩基を検出し同定する工程を有する方法である。 Preferably, it is a method having a step of detecting and identifying a base for two or more SNPs in these SNPs, and more preferably a method having a step of detecting and identifying a base for all three SNPs in these SNPs. .
本発明の検出方法として好ましくは、ヒト被験者から得られるゲノムDNAを対象として、上記SNPsから選択される1つ、好ましくは少なくとも2つ、より好ましくは3つの塩基を検出し同定する工程を有し、さらに、検出し同定した少なくとも塩基が、下記の条件:
(1) ヒトNCALD遺伝子の第4エクソンの999位(SNP999)の塩基:チミン
(2) ヒトNCALD遺伝子の第4エクソンの1307位(SNP1307)の塩基:シトシン
(3) ヒトNCALD遺伝子の第4エクソンの1340位(SNP1340)の塩基:アデニン
を満たしている場合に、当該被検者を、糖尿病性腎症に罹りやすい者(糖尿病性腎症易罹患者)として判定し、選択する工程を有することができる。
Preferably, the detection method of the present invention comprises a step of detecting and identifying one, preferably at least two, more preferably three bases selected from the above SNPs for genomic DNA obtained from a human subject. Furthermore, at least the base detected and identified has the following conditions:
(1) Base at position 999 (SNP999) of the fourth exon of human NCALD gene: thymine
(2) Base at position 1307 (SNP1307) of
(3) Base of position 1340 (SNP1340) of the 4th exon of human NCALD gene: When the adenine is satisfied, the subject is susceptible to diabetic nephropathy (susceptible to diabetic nephropathy) Can be determined and selected.
当該方法によれば、糖尿病性腎症易罹患性及び糖尿病性腎症難罹患性の別、すなわち糖尿病性腎症罹患リスクを判定し診断することができる。当該糖尿病性腎症罹患リスクの判定(診断)は、上記SNPsの塩基の別を判断基準(判断指標)として医師等の専門知識を有する者の判断を要することなく、機械的に行なうことができる。このため、本発明の方法は、糖尿病性腎症の罹患危険度の検出方法と言うことができる。 According to this method, it is possible to determine and diagnose the risk of diabetic nephropathy susceptibility and diabetic nephropathy susceptibility, that is, the risk of developing diabetic nephropathy. The determination (diagnosis) of the risk of suffering from diabetic nephropathy can be performed mechanically without requiring the judgment of a person having specialized knowledge such as a doctor using the bases of the SNPs as judgment criteria (judgment indicators). . For this reason, it can be said that the method of the present invention is a method for detecting the risk of suffering from diabetic nephropathy.
なお、上記ゲノムDNAの抽出および目的塩基の検出は、公知の方法〔例えば、Bruce, et al., Geneme Analysis/A laboratory Manual (vol.4), Cold Spring Harbor Laboratory, NY., (1999)〕を用いて行うことができる。 The genomic DNA is extracted and the target base is detected by a known method [for example, Bruce, et al., Geneme Analysis / A laboratory Manual (vol.4), Cold Spring Harbor Laboratory, NY., (1999)]. Can be used.
ゲノムDNAの抽出を行う検体は、被検者および臨床検体等から単離されたあらゆる細胞(培養細胞を含む。但し生殖細胞は除く)、組織(培養組織を含む)、臓器、または体液(例えば、唾液、リンパ液、気道粘膜、精液、汗、尿等)などを材料とすることができる。該材料としては末梢血から分離した白血球または単核球が好ましく、特に白血球が最も好適である。これらの材料は、臨床検査において通常用いられる方法に従って単離することができる。 The specimen from which genomic DNA is extracted is any cell (including cultured cells, excluding germ cells), tissue (including cultured tissue), organ, or body fluid (for example, isolated from subjects and clinical specimens). , Saliva, lymph, airway mucosa, semen, sweat, urine, etc.). As the material, leukocytes or mononuclear cells separated from peripheral blood are preferable, and leukocytes are particularly preferable. These materials can be isolated according to methods commonly used in clinical laboratory tests.
例えば白血球を材料とする場合、まず被験者より単離した末梢血から常法に従って白血球を分離する。次いで、得られた白血球にプロティナーゼKとドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を加えてタンパク質を分解、変性させた後、フェノール/クロロホルム抽出を行うことによりゲノムDNA(RNAを含む)を得る。RNAは、必要に応じてRNaseにより除去することができる。なお、ゲノムDNAの抽出は、上記の方法に限定されず、当該技術分野で周知の方法(例えば、Sambrook J. et. al., “Molecular Cloning: A Laboratry Manual (2nd Ed.)”Cold Spring Harbor Laboratory, NY)や、市販のDNA抽出キット等を利用して行なうことができる。さらに必要に応じて、ヒト第8染色体(8q22-23)上のNCALD遺伝子またはその第4エクソンを含むDNAを単離してもよい。当該DNAの単離は、NCALD遺伝子またはその第4エクソンにハイブリダイズするプライマーを用いて、ゲノムDNAを鋳型としたPCR等によって行うことができる。 For example, when leukocytes are used as a material, leukocytes are first separated from peripheral blood isolated from a subject according to a conventional method. Subsequently, proteinase K and sodium dodecyl sulfate (SDS) are added to the obtained leukocytes to degrade and denature proteins, and then phenol / chloroform extraction is performed to obtain genomic DNA (including RNA). RNA can be removed by RNase as necessary. Incidentally, extraction of the genomic DNA is not limited to the above method, methods well known in the art (e.g., Sambrook J. et al,.. "Molecular Cloning:. A Laboratry Manual (2 nd Ed)" Cold Spring Harbor Laboratory, NY) and commercially available DNA extraction kits can be used. Furthermore, if necessary, DNA containing the NCALD gene on human chromosome 8 (8q22-23) or its fourth exon may be isolated. The DNA can be isolated by PCR or the like using genomic DNA as a template, using a primer that hybridizes to the NCALD gene or its fourth exon.
目的塩基を検出する工程において、上記のようにして得られたヒトゲノムDNAを含む抽出物から、糖尿病性腎症に極めて関連性の深い糖尿病性腎症感受性SNPsを検出する。なお、当該塩基の検出は、ヒトゲノムDNAを含む試料からさらに単離したヒト第8染色体上のNCALD遺伝子、好ましくはその第4エクソンを含むLDブロック中の塩基配列を直接決定し、各ブロック内に位置する各種SNPの塩基の変異を調べる方法によってもよい。 In the step of detecting the target base, diabetic nephropathy-sensitive SNPs that are highly related to diabetic nephropathy are detected from the extract containing human genomic DNA obtained as described above. The base is detected by directly determining the base sequence in the NCALD gene on human chromosome 8, preferably the LD block containing the fourth exon, further isolated from a sample containing human genomic DNA, A method for examining the mutation of the bases of various SNPs located may be used.
例えば目的の塩基を検出する方法としては、上記のように該当領域の遺伝子配列を直接決定する方法の他に、多型配列が制限酵素認識部位である場合は、制限酵素切断パターンの相違を利用して、遺伝子型を決定する方法(以下、RFLPという)、多型特異的なプローブを用いハイブリダイゼーションを基本とする方法(例えば、チップやガラススライド、ナイロン膜上に特定なプローブを張り付け、それらのプローブに対するハイブリダイゼーション強度の差を検出することによって、多型の種類を決定する、または、特異的なプローブのハイブリダイゼーションの効率を、鋳型2本鎖増幅時にポリメレースが分解するプローブの量を検出することにより遺伝子型を特定する方法、ある種の2本鎖特異的な蛍光色素が発する蛍光を温度変化を追うことにより2本鎖融解の温度差を検出し、これにより多型を特定する方法、多型部位特異的なオリゴプローブの両端に相補的な配列を付け、温度によって該当プローブが自己分子内で2次構造をつくるか、ターゲット領域にハイブリダイズするかの差を利用して遺伝子型を特定する方法など)がある。また、さらに鋳型特異的なプライマーからポリメレースによって塩基伸長反応を行わせ、その際に多型部位に取り込まれる塩基を特定する方法(ダイデオキシヌクレオタイドを用い、それぞれを蛍光標識し、それぞれの蛍光を検出する方法、取り込まれたダイデオキシヌクレオタイドをマススペクトロメトリーにより検出する方法)、さらに鋳型特異的なプライマーに続いて変異部位に相補的な塩基対または非相補的な塩基対の有無を酵素によって認識させる方法などがある。 For example, as a method for detecting the target base, in addition to the method for directly determining the gene sequence of the corresponding region as described above, when the polymorphic sequence is a restriction enzyme recognition site, the difference in restriction enzyme cleavage pattern is used. Genotype determination method (hereinafter referred to as RFLP), polymorphism-specific probe-based hybridization method (for example, sticking a specific probe on a chip, glass slide, nylon membrane, etc. Determine the type of polymorphism by detecting the difference in hybridization intensity for different probes, or the efficiency of specific probe hybridization, and the amount of probe that polymerase degrades during template duplex amplification To identify the genotype, and to change the fluorescence emitted by certain double-strand-specific fluorescent dyes By detecting the temperature difference of double-stranded melting, a method for identifying the polymorphism by this, a complementary sequence is attached to both ends of the polymorphic site-specific oligo probe, and the probe in the self molecule depends on the temperature. And a method for specifying a genotype by using a difference between whether a secondary structure is formed or hybridized to a target region. In addition, a method in which a base-extension reaction is performed by polymerase from a template-specific primer and a base incorporated into a polymorphic site at that time is identified (by using dideoxynucleotide, each is fluorescently labeled, and each fluorescence is Detection method, method of detecting incorporated dideoxynucleotide by mass spectrometry), and further using template-specific primers followed by the presence or absence of base pairs complementary to the mutation site or non-complementary base pairs. There is a method to make it recognize.
以下、従来公知の代表的な遺伝子多型の検出方法を列記するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。 Hereinafter, conventionally known representative methods for detecting gene polymorphisms are listed, but the present invention is not limited to these.
(a)RFLP(制限酵素切断断片長多型)法、(b)PCR−SSCP法(一本鎖DNA高次構造多型解析)〔Biotechniques, 16, 296-297 (1994)、及びBiotechniques, 21, 510-514 (1996)〕、(c)ASO(Allele Specific Oligonucleotide)ハイブリダイゼーション法〔Clin. Chim. Acta, 189, 153-157 (1990)〕、(d)ダイレクトシークエンス法〔Biotechniques, 11, 246-249 (1991)〕、(e)ARMS(Amplification Refracting Mutation System)法〔Nuc. Acids. Res., 19, 3561-3567 (1991);Nuc. Acids. Res., 20, 4831-4837 (1992)〕、(f)変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis;DGGE)法〔Biotechniques, 27, 1016-1018 (1999)〕、(g)RNaseA切断法〔DNA Cell. Biol., 14, 87-94 (1995)〕、(h)化学切断法〔Biotechniques, 21, 216-218 (1996)〕、(i)DOL(Dye-labeled Oligonucleotide Ligation)法〔Genome Res., 8, 549-556 (1998)〕、(j)TaqMan−PCR法〔Genet. Anal., 14, 143-149 (1999);J. Clin. Microbiol., 34, 2933-2936 (1996)〕、(k)インベーダー法〔Science, 5109, 778-783 (1993);J.Biol.Chem., 30,21387-21394 (1999);Nat. Biotechnol., 17, 292-296 (1999)〕、(l)MALDI−TOF/MS法(Matrix Assisted Laser Desorption-time of Flight/Mass Spectrometry)法〔Genome Res., 7, 378-388 (1997);Eur.J.Clin.Chem.Clin.Biochem., 35, 545-548 (1997)〕、(m)TDI(Template-directed Dye-terminator Incorporation)法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 10756-10761 (1997)〕、(n)モレキュラー・ビーコン(Molecular Beacons)法〔Nat. Biotechnol., 1, p49-53 (1998);遺伝子医学、4, p46-48 (2000)〕、(o)ダイナミック・アレル−スペシフィック・ハイブリダイゼーション(Dynamic Allele-Specific Hybridization;DASH)法〔Nat.Biotechnol.,1.p.87-88 (1999);遺伝子医学,4, 47-48 (2000)〕、(p)パドロック・プローブ(Padlock Probe)法〔Nat. Genet.,3,p225-232 (1998) ;遺伝子医学,4, p50-51 (2000)〕、(q)UCAN法〔タカラ酒造株式会社ホームぺージ(http://www.takara.co.jp )参照〕、(r)DNAチップまたはDNAマイクロアレイ(「SNP遺伝子多型の戦略」松原謙一・榊佳之、中山書店、p128-135)、(s)ECA法〔Anal. Chem., 72, 1334-1341, (2000)〕。 (a) RFLP (restriction fragment length polymorphism) method, (b) PCR-SSCP method (single-stranded DNA higher-order structure polymorphism analysis) [Biotechniques, 16, 296-297 (1994), and Biotechniques, 21 , 510-514 (1996)], (c) ASO (Allele Specific Oligonucleotide) hybridization method [Clin. Chim. Acta, 189, 153-157 (1990)], (d) Direct sequencing method [Biotechniques, 11, 246 -249 (1991)], (e) ARMS (Amplification Refracting Mutation System) method (Nuc. Acids. Res., 19, 3561-3567 (1991); Nuc. Acids. Res., 20, 4831-4837 (1992) (F) Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) method [Biotechniques, 27, 1016-1018 (1999)], (g) RNase A cleavage method [DNA Cell. Biol., 14, 87 -94 (1995)], (h) chemical cleavage method [Biotechniques, 21, 216-218 (1996)], (i) DOL (Dye-labeled Oligonucleotide Ligation) method [Genome Res., 8, 549-556 (1998) )], (J) T qMan-PCR method [Genet. Anal., 14, 143-149 (1999); J. Clin. Microbiol., 34, 2933-2936 (1996)], (k) Invader method [Science, 5109, 778-783 ( 1993); J. Biol. Chem., 30, 21387-21394 (1999); Nat. Biotechnol., 17, 292-296 (1999)], (l) MALDI-TOF / MS method (Matrix Assisted Laser Desorption-time of Flight / Mass Spectrometry) [Genome Res., 7, 378-388 (1997); Eur. J. Clin. Chem. Clin. Biochem., 35, 545-548 (1997)], (m) TDI (Template -directed Dye-terminator Incorporation method [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 10756-10761 (1997)], (n) Molecular Beacons method [Nat. Biotechnol., 1, p49- 53 (1998); gene medicine, 4, p46-48 (2000)], (o) Dynamic Allele-Specific Hybridization (DASH) method [Nat. Biotechnol., 1.p.87 -88 (1999); gene medicine, 4, 47-48 (2000)], (p) padlock Probe (Padlock Probe) method [Nat. Genet., 3, p225-232 (1998); Gene medicine, 4, p50-51 (2000)], (q) UCAN method [Takara Shuzo Co., Ltd. home page (http: http://www.takara.co.jp)], (r) DNA chip or DNA microarray ("SNP gene polymorphism strategy" Kenichi Matsubara, Yoshiyuki Tsuji, Nakayama Shoten, p128-135), (s) ECA method [ Anal. Chem., 72, 1334-1341, (2000)].
以上は代表的な遺伝子多型検出方法であるが、本発明の糖尿病性腎症罹患リスクの判定には、これらに限定されず、他の公知または将来開発される遺伝子多型検出方法を広く用いることができる。また、本発明の遺伝子多型検出に際して、これらの遺伝子多型検出方法を単独で使用してもよいし、また2以上を組み合わせて使用することもできる。 The above are typical gene polymorphism detection methods. However, the present invention is not limited to the determination of the risk of developing diabetic nephropathy, and other known or future developed gene polymorphism detection methods are widely used. be able to. Moreover, when detecting the gene polymorphism of the present invention, these gene polymorphism detection methods may be used singly or in combination of two or more.
以上、本発明の方法((4-1)〜(4-3))によって、糖尿病性腎症を発症するかまたはそれが進行する潜在的な危険度が相対的に高いことが判明した被検者に対しては、その旨を告知し、予め糖尿病性腎症の発症または進行を防ぐための的確な対策を講じることができる。従って、本発明は、糖尿病性腎症の発症や進行を予防するための検査方法として、さらには糖尿病性腎症に伴って生じる他の疾患や症状発生の予防のための検査方法として極めて有用である。 As described above, the test of the present invention ((4-1) to (4-3)) has been found to have a relatively high potential risk of developing or progressing to diabetic nephropathy The person can be informed of this, and appropriate measures can be taken in advance to prevent the onset or progression of diabetic nephropathy. Therefore, the present invention is extremely useful as a test method for preventing the onset and progression of diabetic nephropathy, and further as a test method for preventing the occurrence of other diseases and symptoms associated with diabetic nephropathy. is there.
5.糖尿病性腎症の罹患リスク診断キット
本発明はまた、糖尿病性腎症の罹患リスクを診断するための試薬キット(診断キット)を提供する。特に、上記(4-3)で説明する糖尿病性腎症易罹患者の選別方法に使用される診断キットを提供する。
5. Diabetes nephropathy morbidity risk diagnostic kit The present invention also provides a reagent kit (diagnostic kit) for diagnosing the morbidity risk of diabetic nephropathy. In particular, the present invention provides a diagnostic kit used in the method for selecting a person susceptible to diabetic nephropathy described in (4-3) above.
(5-1)プローブ
上記(4-3)にて説明する糖尿病性腎症感受性SNPs並びに当該塩基を含むヌクレオチドの検出には、ヒト第8染色体(8q22-23)のNCALD遺伝子上の糖尿病性腎症感受性SNPsを含むオリゴまたはポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズし、当該SNPsを検出することができるオリゴまたはポリヌクレオチドが用いられる。かかるオリゴまたはポリヌクレオチドは、上記NCALD遺伝子上において個々のSNPs(SNP999、SNP1307、SNP1340)を各々含む16〜500塩基長、好ましくは20〜200塩基長、より好ましくは20〜50塩基長の連続した遺伝子領域と特異的にハイブリダイズするように、上記塩基長を有するオリゴまたはポリヌクレオチドとして設計される。
(5-1) Probes Diabetic nephropathy-sensitive SNPs described in (4-3) above and nucleotides containing the base are detected by detecting diabetic kidneys on the NCALD gene of human chromosome 8 (8q22-23). Oligos or polynucleotides that can specifically hybridize to oligos or polynucleotides containing disease-susceptible SNPs and detect the SNPs are used. Such oligos or polynucleotides are 16 to 500 bases long, preferably 20 to 200 bases long, more preferably 20 to 50 bases long each containing individual SNPs (SNP999, SNP1307, SNP1340) on the NCALD gene. It is designed as an oligo or polynucleotide having the above base length so as to specifically hybridize with the gene region.
ここで「特異的にハイブリダイズする」とは、通常のハイブリダイゼーション条件下、好ましくはストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下(例えば、サムブルックら、Molecular Cloning, Cold Spring Harbour Laboratory Press, New York, USA, 第2版、1989に記載の条件)において、他のDNAとクロスハイブリダイゼーションを有意に生じないことを意味する。好適には当該オリゴまたはポリヌクレオチドは、上記検出するSNPを含む遺伝子領域の塩基配列に対して相補的な塩基配列を有することが望ましいが、かかる特異的なハイブリダイゼーションが可能であれば、完全に相補的である必要はない。 Here, “specifically hybridize” means normal hybridization conditions, preferably stringent hybridization conditions (for example, Sambrook et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, USA, In the second edition, conditions described in 1989), it means that cross-hybridization with other DNA does not occur significantly. Preferably, the oligo or polynucleotide preferably has a base sequence complementary to the base sequence of the gene region containing the SNP to be detected, but if such specific hybridization is possible, the oligo or polynucleotide is completely There is no need to be complementary.
かかるオリゴまたはポリヌクレオチドとしては、下記(a)〜(c)からなる群から選択される少なくとも一つのオリゴまたはポリヌクレオチド(但し、当該オリゴ若しくはポリヌクレオチドがRNAである場合、配列表中の塩基記号「t」は「u」に読み替えるものとする)にハイブリダイズする16〜500塩基長の連続したオリゴまたはポリヌクレオチドを挙げることができる。 Such an oligo or polynucleotide is at least one oligo or polynucleotide selected from the group consisting of the following (a) to (c) (provided that when the oligo or polynucleotide is RNA, the base symbol in the sequence listing) “T” shall be read as “u”), and may be a continuous oligo or polynucleotide having a length of 16 to 500 bases.
(a) ヒトNCALD遺伝子の塩基配列において、第4エクソンの999位(SNP999)に位置するヌクレオチドを含む16〜500塩基長の連続したオリゴまたはポリヌクレオチド、
(b) ヒトNCALD遺伝子の塩基配列において、第4エクソンの1307位(SNP1307)に位置するヌクレオチドを含む16〜500塩基長の連続したオリゴまたはポリヌクレオチド、
(c) ヒトNCALD遺伝子の塩基配列において、第4エクソンの1340位(SNP1340)に位置するヌクレオチドを含む16〜500塩基長の連続したオリゴまたはポリヌクレオチド。
(a) In the nucleotide sequence of the human NCALD gene, a continuous oligo or polynucleotide having a length of 16 to 500 bases comprising a nucleotide located at position 999 (SNP999) of the fourth exon,
(b) in the base sequence of the human NCALD gene, a continuous oligo or polynucleotide having a length of 16 to 500 bases containing a nucleotide located at position 1307 (SNP1307) of the fourth exon;
(c) A continuous oligo or polynucleotide having a length of 16 to 500 bases comprising a nucleotide located at position 1340 (SNP1340) of the fourth exon in the base sequence of human NCALD gene.
当該オリゴまたはポリヌクレオチドは、被検者について糖尿病性腎症に対する罹患性やその進行性を判定するために、ヒト第8染色体上のNCALD遺伝子上に位置する糖尿病性腎症感受性SNPs(SNP999、SNP1307、またはSNP1340)を含むオリゴまたはポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズするオリゴまたはポリヌクレオチド「プローブ」として設計される。なお、これらのオリゴまたはポリヌクレオチドは、NCALD遺伝子の塩基配列に基づいて、例えば市販のヌクレオチド合成機によって常法に従って作成することができる。 In order to determine the susceptibility to or progression of diabetic nephropathy in a subject, the oligo or polynucleotide is a diabetic nephropathy sensitive SNPs (SNP999, SNP1307) located on the NCALD gene on human chromosome 8. Or an oligo or polynucleotide “probe” that specifically hybridizes to an oligo or polynucleotide comprising SNP1340). In addition, these oligos or polynucleotides can be prepared based on the nucleotide sequence of the NCALD gene, for example, using a commercially available nucleotide synthesizer according to a conventional method.
さらに好ましくは、当該プローブは、上記各SNPsを含むオリゴヌクレオチドが検出できるように、放射性物質、蛍光物質、化学発光物質、または酵素等で標識される(後述)。 More preferably, the probe is labeled with a radioactive substance, a fluorescent substance, a chemiluminescent substance, an enzyme or the like (described later) so that the oligonucleotide containing each of the SNPs can be detected.
上記プローブ(オリゴまたはポリヌクレオチド)は任意の固相に固定化して用いることもできる。このため本発明はまた、上記プローブ(オリゴまたはポリヌクレオチド)を固定化プローブ(例えばプローブを固定化した遺伝子チップ、cDNAマイクロアレイ、オリゴDNAアレイ、メンブレンフィルター等)として提供するものである。当該プローブは、好適には糖尿病性腎症感受性遺伝子検出用のDNAチップとして利用することができる。 The probe (oligo or polynucleotide) can be used by immobilizing on an arbitrary solid phase. Therefore, the present invention also provides the probe (oligo or polynucleotide) as an immobilized probe (for example, a gene chip, a cDNA microarray, an oligo DNA array, a membrane filter, etc. on which the probe is immobilized). The probe can be preferably used as a DNA chip for detecting a diabetic nephropathy susceptibility gene.
固定化に使用される固相は、オリゴまたはポリヌクレオチドを固定化できるものであれば特に制限されることなく、例えばガラス板、ナイロンメンブレン、マイクロビーズ、シリコンチップ、キャピラリーまたはその他の基板等を挙げることができる。固相へのオリゴまたはポリヌクレオチドの固定は、予め合成したオリゴまたはポリヌクレオチドを固相上に載せる方法であっても、また目的とするオリゴまたはポリヌクレオチドを固相上で合成する方法であってもよい。固定方法は、例えばDNAマイクロアレイであれば、市販のスポッター(Amersham社製など)を利用するなど、固定化プローブの種類に応じて当該技術分野で周知である〔例えば、photolithographic技術(Affymetrix社)、インクジェット技術(Rosetta Inpharmatics社)によるオリゴヌクレオチドのin situ合成等〕。 The solid phase used for immobilization is not particularly limited as long as it can immobilize oligos or polynucleotides. Examples thereof include glass plates, nylon membranes, microbeads, silicon chips, capillaries or other substrates. be able to. The immobilization of the oligo or polynucleotide to the solid phase is a method of placing a pre-synthesized oligo or polynucleotide on the solid phase, or a method of synthesizing the target oligo or polynucleotide on the solid phase. Also good. The immobilization method is well known in the art depending on the type of immobilization probe, for example, using a commercially available spotter (such as Amersham) in the case of a DNA microarray [for example, photolithographic technique (Affymetrix) In situ synthesis of oligonucleotides by inkjet technology (Rosetta Inpharmatics).
例えば、ASO法の一例であるTaqMan PCR法〔Livak KJ. Gene Anal 14, 143 (1999), Morris T et al., J Clin Microbiol 34, 2933 (1996)〕の場合、各種の糖尿病性腎症感受性SNPsを含む領域に相補的な20塩基長程度のオリゴヌクレオチドがプローブとして設計される。当該プローブは、5’末端を蛍光色素、3’末端を消光物質により標識され、検体DNAと特異的にハイブリダイズするが、そのままでは発光せず、別に加えられたPCRプライマーの上流からの伸長反応により5’側の蛍光色素結合が切断され、遊離した蛍光色素により検出される。 For example, in the case of the TaqMan PCR method (Livak KJ. Gene Anal 14, 143 (1999), Morris T et al., J Clin Microbiol 34, 2933 (1996)), which is an example of the ASO method, is susceptible to various types of diabetic nephropathy. An oligonucleotide having a length of about 20 bases complementary to the region containing SNPs is designed as a probe. The probe is labeled with a fluorescent dye at the 5 'end and a quenching substance at the 3' end and specifically hybridizes with the sample DNA, but does not emit light as it is, but is an extension reaction from the upstream of a separately added PCR primer. By this, the 5 'fluorescent dye bond is cleaved and detected by the released fluorescent dye.
ASO法の別の1例であるInvade法〔Lyamichev V. et al., Nat Biotechnol 17, 292 (1999)〕では、多型部位に隣接する配列(3’側と5’側の2種)に相補的なオリゴヌクレオチドがプローブとして設計される。検出は、これら2種のプローブと検体とは無関係な第3のプローブによって達成される。 In the Invade method [Lyamichev V. et al., Nat Biotechnol 17, 292 (1999)], which is another example of the ASO method, the sequences adjacent to the polymorphic site (2 'on the 3' side and 2 'on the 5' side) Complementary oligonucleotides are designed as probes. Detection is achieved by these two probes and a third probe that is independent of the analyte.
(5-2)プライマー
本発明は、またヒト第8染色体のNCALD遺伝子上の糖尿病性腎症感受性SNPsを含む配列領域を特異的に増幅するためのプライマーとして用いられるオリゴヌクレオチドを提供する。
(5-2) Primer The present invention also provides an oligonucleotide used as a primer for specifically amplifying a sequence region containing diabetic nephropathy-susceptible SNPs on the NCALD gene of human chromosome 8.
かかるオリゴまたはポリヌクレオチドとしては、下記(a)〜(c)からなる群から選択される少なくとも一つのオリゴまたはポリヌクレオチド(但し、当該オリゴ若しくはポリヌクレオチドがRNAである場合、配列表中の塩基記号「t」は「u」に読み替えるものとする)にハイブリダイズする15〜30塩基長のオリゴまたはポリヌクレオチドを挙げることができる。 Such an oligo or polynucleotide includes at least one oligo or polynucleotide selected from the group consisting of the following (a) to (c) (provided that when the oligo or polynucleotide is RNA, a base symbol in the sequence listing) “T” can be read as “u”), and can be exemplified by oligos or polynucleotides having a length of 15 to 30 bases.
(a) ヒトNCALD遺伝子の塩基配列において、第4エクソンの999位(SNP999)に位置するヌクレオチドを含む16塩基長以上の連続したオリゴまたはポリヌクレオチド、
(b) ヒトNCALD遺伝子の塩基配列において、第4エクソンの1307位(SNP1307)に位置するヌクレオチドを含む16塩基長以上の連続したオリゴまたはポリヌクレオチド、
(c) ヒトNCALD遺伝子の塩基配列において、第4エクソンの1340位(SNP1340)に位置するヌクレオチドを含む16塩基長以上の連続したオリゴまたはポリヌクレオチド。
(a) a continuous oligo or polynucleotide having a length of 16 bases or more, comprising a nucleotide located at position 999 (SNP999) of the fourth exon in the base sequence of the human NCALD gene;
(b) In the nucleotide sequence of the human NCALD gene, a continuous oligo or polynucleotide having a length of 16 bases or more including a nucleotide located at position 1307 (SNP1307) of the fourth exon,
(c) In the nucleotide sequence of the human NCALD gene, a continuous oligo or polynucleotide having a length of 16 bases or more, comprising a nucleotide located at position 1340 (SNP1340) of the fourth exon.
このようなオリゴヌクレオチドは、NCALD遺伝子において、糖尿病性腎症感受性SNPsの塩基(ヌクレオチド)を含む連続したオリゴまたはポリヌクレオチドの1部に特異的にハイブリダイズし、当該オリゴまたはポリヌクレオチドを特異的に増幅するための15〜30塩基長、好ましくは18〜25塩基長程度のオリゴヌクレオチドとして設計される。増幅するオリゴまたはポリヌクレオチドの長さは、用いられる検出方法に応じて適宜設定されるが、一般的には15〜1000塩基長、好ましくは20〜500塩基長、より好ましくは20〜200塩基長である。 Such an oligonucleotide specifically hybridizes to a part of a continuous oligo or polynucleotide containing a base (nucleotide) of diabetic nephropathy-susceptible SNPs in the NCALD gene, and the oligo or polynucleotide specifically It is designed as an oligonucleotide having a length of 15 to 30 bases, preferably about 18 to 25 bases for amplification. The length of the oligo or polynucleotide to be amplified is appropriately set depending on the detection method used, but is generally 15 to 1000 bases, preferably 20 to 500 bases, more preferably 20 to 200 bases. It is.
ヒト第8染色体のNCALD遺伝子上の、各種糖尿病性腎症感受性SNPs(SNP999、SNP1307、SNP1340)近傍の15塩基以上連続した塩基配列に特異的にハイブリダイズする塩基配列を有する上記の各種オリゴヌクレオチドは、本発明においてプライマーとして利用することができる。なお、これらのオリゴヌクレオチドは、ヒトNCALD遺伝子の塩基配列に基づいて、例えば市販のヌクレオチド合成機によって常法に従って作成することができる。 The above-mentioned various oligonucleotides having a base sequence that specifically hybridizes to a base sequence of 15 or more bases in the vicinity of various diabetic nephropathy-susceptible SNPs (SNP999, SNP1307, SNP1340) on the NCALD gene of human chromosome 8. In the present invention, it can be used as a primer. In addition, these oligonucleotides can be prepared according to a conventional method using, for example, a commercially available nucleotide synthesizer based on the base sequence of the human NCALD gene.
Mass Array法にMALDI-TOF/MS(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time-Of-Flight Mass Spectrometry)を応用した方法〔Haff LA et al. Genome Res 7, 378 (1997), Little DP et al., Nature Medicine vol.3, No.12, 1413-1416, (1997)〕を例にとって、プライマーの具体的な利用方法を説明する。この場合、シリコンチップ上に固定した検体DNAに前記プライマーをハイブリダイズさせ、ddNTPを添加して一塩基だけを伸長させる。次いで、一塩基伸長産物を分離し、質量分析法により多型を検出する。この方法では、プライマーは通常15塩基長以上で可能な限り短く設計することが望ましい。 A method in which MALDI-TOF / MS (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time-Of-Flight Mass Spectrometry) is applied to the Mass Array method [Haff LA et al. Genome Res 7, 378 (1997), Little DP et al., Nature Medicine vol.3, No.12, 1413-1416, (1997)] will be used as an example to explain the specific usage of primers. In this case, the primer is hybridized to the sample DNA fixed on the silicon chip, and ddNTP is added to extend only one base. The single base extension product is then separated and the polymorphism is detected by mass spectrometry. In this method, it is desirable that the primer is designed to be as short as possible, usually 15 bases or more in length.
(5-3)標識物
上記本発明のプローブまたはプライマーには、遺伝子多型検出のための適当な標識物、例えば蛍光色素、酵素、タンパク質、放射性同位体、化学発光物質、ビオチン等が付加されたものが含まれる。
(5-3) Labeled substance The probe or primer of the present invention is added with an appropriate labeling substance for detecting a gene polymorphism such as a fluorescent dye, an enzyme, a protein, a radioisotope, a chemiluminescent substance, biotin and the like. Is included.
なお、本発明において用いられる蛍光色素としては、一般にヌクレオチドを標識して、核酸の検出や定量に用いられるものが好適に使用でき、例えば、HEX(4,7,2’,4’,5’,7’-hexachloro-6-carboxylfluorescein、緑色蛍光色素)、フルオレセイン(fluorescein)、NED(商品名、アプライドバイオシステムズ社製、黄色蛍光色素)、あるいは、6−FAM(商品名、アプライドバイオシステムズ社製、黄緑色蛍光色素)、ローダミン(rhodamin)またはその誘導体〔例えば、テトラメチルローダミン(TMR)〕を挙げることができるが、これらに限定されない。蛍光色素でヌクレオチドを標識する方法は、公知の標識法のうち適当なものを使用することができる〔Nature Biotechnology, 14, 303-308 (1996)参照〕。また、市販の蛍光標識キットを使用することもできる(例えば、アマシャム・ファルマシア社製、オリゴヌクレオチドECL 3’−オリゴラベリングシステム等)。 As the fluorescent dye used in the present invention, those generally labeled with nucleotides and used for detection and quantification of nucleic acids can be suitably used. For example, HEX (4, 7, 2 ′, 4 ′, 5 ′ , 7'-hexachloro-6-carboxylfluorescein, green fluorescent dye, fluorescein, NED (trade name, Applied Biosystems, yellow fluorescent dye), or 6-FAM (trade name, Applied Biosystems) , Yellow-green fluorescent dye), rhodamine or a derivative thereof [eg, tetramethylrhodamine (TMR)], but is not limited thereto. As a method for labeling nucleotides with a fluorescent dye, an appropriate one of known labeling methods can be used [see Nature Biotechnology, 14, 303-308 (1996)]. Commercially available fluorescent labeling kits can also be used (for example, Amersham Pharmacia, oligonucleotide ECL 3'-oligo labeling system, etc.).
また、本発明のプライマーには、その末端に多型検出のためのリンカー配列が付加されたものも含まれる。このようなリンカー配列としては、例えば、前述したインベーダー法で用いられるオリゴヌクレオチド5’末端に付加される、フラップ(多型近傍の配列とは全く無関係な配列)等が挙げられる。 In addition, the primer of the present invention includes those to which a linker sequence for detecting a polymorphism is added at the end. Examples of such a linker sequence include a flap (a sequence completely unrelated to the sequence near the polymorphism) added to the 5 ′ end of the oligonucleotide used in the above-described invader method.
以上の、プローブまたはプライマー(標識されていてもよい)は、糖尿病性腎症罹患リスクの診断用試薬として利用することができる。 The above probes or primers (which may be labeled) can be used as a diagnostic reagent for the risk of developing diabetic nephropathy.
(5-4)糖尿病性腎症罹患リスク診断用試薬キット(診断キット)
本発明の診断キットは、糖尿病性腎症罹患リスクの診断に使用する試薬として、上記プローブまたはプライマーとして用いられるオリゴまたはポリヌクレオチド(なお、これらは標識されていても、また固相に固定化されていてもよい)を少なくとも1つ含むものである。本発明の診断キットは上記プローブまたはプライマーの他、必要に応じてハイブリダイゼーション用の試薬、プローブの標識、ラベル体の検出剤、緩衝液など、本発明の方法の実施に必要な他の試薬、器具などを適宜含んでいてもよい。
(5-4) Diabetes nephropathy risk diagnostic reagent kit (diagnostic kit)
The diagnostic kit of the present invention is an oligo or polynucleotide used as a probe or primer as a reagent for diagnosing the risk of developing diabetic nephropathy (note that these may be labeled or immobilized on a solid phase). At least one). In addition to the probe or primer, the diagnostic kit of the present invention may include other reagents necessary for carrying out the method of the present invention, such as a hybridization reagent, a probe label, a label detection agent, and a buffer as necessary. Instruments and the like may be included as appropriate.
本発明を、下記実施例等により説明するが、本発明は、かかる実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例において、遺伝子操作、細胞培養等には、特に断りのない限り、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition(1989)(Cold Spring Harbor Laboratory Press)、Current Protocols in Molecular Biology (Greene Publishing Associates and Wiley−Interscience)等に記載された方法を用いた。 The present invention will be described with reference to the following examples, but the present invention is not limited to such examples. Further, in the following examples, unless otherwise specified, genetic manipulation, cell culture, etc., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition (1989) (Cold Spring Harbor Laboratory Press), Current Protocol Genetics (Current Protocol) The method described in Publishing Associates and Wiley-Interscience) was used.
実施例1
インフォームドコンセントの下、滋賀医科大学、東京女子医科大学、順天堂大学、川崎医科大学、岩手医科大学、取手協同病院、川井クリニック、大阪市立総合医療センター、千葉徳洲会病院、または大阪労災病院に定期的に来診する2型糖尿病患者を対象として実験を行なった。
Example 1
Under informed consent, Shiga Medical University, Tokyo Women's Medical University, Juntendo University, Kawasaki Medical University, Iwate Medical University, Toride Kyodo Hospital, Kawai Clinic, Osaka City General Medical Center, Chiba Tokushukai Hospital, or Osaka Labor Hospital An experiment was conducted on
なお、対象とした2型糖尿病患者は、下記診断基準に従って2つのグループに分類した:
1)糖尿病性腎症症例:糖尿病網膜症と、明らかな糖尿病性腎症(200μg/分を超える尿中アルブミン排泄率若しくは300mg/gCrを超える尿中アルブミン/クレアチニン比)とを伴う患者、又は慢性透析療法を受けている患者、
2)対照群:腎機能障害の兆候を示していないが糖尿病網膜症を伴う患者〔20μg/分未満の尿中アルブミン排泄率若しくは30mg/gCr未満の尿中アルブミン/クレアチニン比〕。
The
1) Diabetic nephropathy cases: patients with diabetic retinopathy and obvious diabetic nephropathy (urinary albumin excretion rate exceeding 200 μg / min or urinary albumin / creatinine ratio exceeding 300 mg / g Cr) or chronic Patients undergoing dialysis therapy,
2) Control group: patients with no signs of renal dysfunction but with diabetic retinopathy [urinary albumin excretion rate less than 20 μg / min or urinary albumin / creatinine ratio less than 30 mg / g Cr].
前記2型糖尿病患者の末梢血液を採血し、得られた末梢血液7mlを3000回転で10分間遠心分離して、血漿を除去した。ついで、得られた産物に、赤血球溶解液を添加して、室温で20分間インキュベートした。その後、インキュベーション後の混合物を、3000回転で5分間遠心分離して、上清を除去した。得られた沈殿に、プロティナーゼKを添加し、37℃で4時間以上インキュベートした。得られた産物を、フェノール−クロロホルムで処理し、得られた上層(水層)に、イソプロパノールを添加して、DNAの沈殿を生じさせた。ついで、遠心分離(12000回転、10分)を行ない、DNAを回収し、1ml 70% エタノールを添加し、得られたDNAのペレットをTE緩衝液〔組成:10mM Tris−HCl、1mM EDTA(pH8.0)〕に溶解し、DNA試料を得た。
The peripheral blood of the
前記DNA試料を用いて、インベーダー法により遺伝子型の判定を行った。解析するSNPは、Japanese SNPデータベース(IMS−JST SNPs データベース:http://snp.ims.u-tokyo.ac.jp)から無作為に選択した。各SNP遺伝子座の遺伝子型を、Multiplex PCRと組み合わせたインベーダー法〔例えば、オオニシ(OhnishiY.)ら,J.Human.Genet.,46,471−477,2001等を参照のこと〕により解析した。 Using the DNA sample, genotype was determined by the invader method. SNPs to be analyzed were randomly selected from the Japanese SNP database (IMS-JST SNPs database: http://snp.ims.u-tokyo.ac.jp). The genotype of each SNP locus was determined using an invader method combined with Multiplex PCR [see, for example, Ohnishi et al. Human. Genet. , 46, 471-477, 2001, etc.].
より詳細に遺伝子多型の検索をダイレクトシーケンス法にて行った。NCALDを含むゲノム配列に関連するジーンバンク(GenBank)の情報〔アクセッション番号:NM_032041〕を基にデザインしたPCRプライマーを用いて、標的部位を増幅した。また、PCRプライマーのデザインに際して、ベッデル(Bedell)ら、〔Bioinformatics、16、1040−1041、2000〕に記載されたように、商品名:REPEAT MASKERプログラム〔ワシントン大学より供給、ウェブページアドレス:http://repeatmasker.genome.washington.eduにて利用可能〕により、検索対象から反復エレメントを排除した。 The gene polymorphism was searched in more detail by the direct sequence method. The target site was amplified using PCR primers designed based on GenBank information [accession number: NM_032041] related to the genome sequence containing NCALD. In designing PCR primers, as described in Bedell et al. [Bioinformatics, 16, 1040-1041, 2000], the trade name: REPEAT MASKER program [supplied by the University of Washington, web page address: http: // Available at repeatmasker.genome.washington.edu] to eliminate repeated elements from the search.
Multiplex PCRにおける反応条件は、反応溶液〔組成:16.6mM (NH4)2SO4、67mM Tris(pH8.8)、6.7mM MgCl2、10mM 2−メルカプトエタノール、6.7μM EDTA、1.5mM dNTP、10xTaqミックス(2.5U/μl Taq DNAポリメラーゼ、31.25U/μl Taq Antibody)、0又は10% DMSO、各0.25μM プライマー〕、95℃、5分の反応後、95℃で15秒と60℃で45秒と72℃で3分とを1サイクルとする40サイクルの反応を行なった。 The reaction conditions in Multiplex PCR are as follows: reaction solution [composition: 16.6 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 67 mM Tris (pH 8.8), 6.7 mM MgCl 2 , 10 mM 2-mercaptoethanol, 6.7 μM EDTA, 1. 5 mM dNTP, 10 × Taq mix (2.5 U / μl Taq DNA polymerase, 31.25 U / μl Taq Antibody), 0 or 10% DMSO, each 0.25 μM primer], reaction at 95 ° C. for 5 minutes, then 95 ° C. for 15 minutes Forty cycles of reaction were carried out, with one second consisting of 45 seconds at 60 ° C. and 3 minutes at 72 ° C.
増幅された産物をdH2Oで、1:11に希釈し、384プレートの各ウェルに分注した。ついで、プレートを風乾させ、プレート上の各ウェルに、3μl インベーダー反応液(組成:10×緩衝液、10×FRETプローブ、10×clevase、アレルプローブ)を添加した。その後、63℃で20分間インキュベートし、ついで、プレートの各ウェルについて、蛍光(520nm、546nm)を測定した。 The amplified product was diluted 1:11 with dH 2 O and dispensed into each well of a 384 plate. Next, the plate was air-dried, and 3 μl of invader reaction solution (composition: 10 × buffer, 10 × FRET probe, 10 × clevase, allele probe) was added to each well on the plate. The plate was then incubated at 63 ° C. for 20 minutes, and then fluorescence (520 nm, 546 nm) was measured for each well of the plate.
糖尿病性腎症症例の94患者及び対照群の94個体のそれぞれに対し、81315個のSNP座について遺伝子タイピングを行なった。ついで、2×3又は2×2分割表を用いた統計学的データを評価することにより、糖尿病性腎症症例の患者と対照群個体との間の遺伝子型又は対立遺伝子頻度に有意な差異を示したSNPを選択した。 For 94 patients with diabetic nephropathy and 94 individuals in the control group, 81315 SNP loci were genotyped. Then, by evaluating statistical data using a 2 × 3 or 2 × 2 contingency table, a significant difference in genotype or allelic frequency between patients with diabetic nephropathy and control individuals The indicated SNP was selected.
なお、相関解析、ハプロタイプ頻度及びHardy−Weinberg平衡の統計解析並びに連鎖不均衡係数(D’)の算出は、デブリン(Devlin B.)ら〔Genomics,29,311−322,1995〕及びニールセン(Nielsen DM.)ら〔Am.J.Hum.Genet.,63,1531−1540,1998〕のように行なった。 It should be noted that correlation analysis, statistical analysis of haplotype frequency and Hardy-Weinberg equilibrium and calculation of linkage disequilibrium coefficient (D ′) were performed by Devlin B. et al. [Genomics, 29, 311-322, 1995] and Nielsen. DM.) Et al. [Am. J. et al. Hum. Genet. , 63, 1531-1540, 1998].
以上のスクリーニングにおいて、腎症症例の患者と対照群の個体との間で0.01未満のp値を示したSNP座を、さらに多数の患者について、解析した。 In the above screening, SNP loci that showed a p value of less than 0.01 between patients with nephropathy cases and individuals in the control group were analyzed for a larger number of patients.
その結果、表1に示すように、NCALD遺伝子の第4エクソンにおける1つのSNP座(1340 G/A、以下「SNP1340」ともいう)の遺伝子型の分布が、糖尿病性腎症との強い関連性を示した〔A対G,χ2=16.9、p=0.00004、オッズ率1.59、95%CI 1.27〜1.98〕。なお、表中「HWE Test」は、Hardy-Weinberg equilibrium testを意味する。 As a result, as shown in Table 1, the genotype distribution of one SNP locus (1340 G / A, hereinafter also referred to as “SNP1340”) in the fourth exon of the NCALD gene is strongly related to diabetic nephropathy. [A vs. G, χ2 = 16.9, p = 0.004, odds ratio 1.59, 95% CI 1.27 to 1.98]. In the table, “HWE Test” means Hardy-Weinberg equilibrium test.
このことから、糖尿病性腎症の罹病性に重要な領域は、恐らく、この50kbの高連鎖不均衡ブロック内に存在すると考えられた。この連鎖不均衡ブロック内には、NCALD遺伝子とTFCP2L3遺伝子の2つの遺伝子が存在する。しかしながら、定量PCR法、およびインサイチュハイブリダイゼーション法の双方においてTFCP2L3遺伝子は腎臓にその発現が認められなかったことから、NCALD遺伝子が糖尿病性腎症の罹病性に関する候補であると考えられた。 This suggests that a region important for susceptibility to diabetic nephropathy probably exists within this 50 kb high linkage disequilibrium block. Within this linkage disequilibrium block, there are two genes, the NCALD gene and the TFCP2L3 gene. However, since the expression of the TFCP2L3 gene was not observed in the kidney in both the quantitative PCR method and the in situ hybridization method, the NCALD gene was considered to be a candidate for susceptibility to diabetic nephropathy.
そこで、次いでNCALD遺伝子における他の多型を調べた。 Therefore, other polymorphisms in the NCALD gene were then examined.
その結果、NCALD遺伝子上にSNP1340とは別に115多型、具体的には108SNPs、7挿入/欠失多型が同定された。このうち、機能的変異を伴うと推測される16SNPsの多型(図2参照)について連鎖不均衡マッピング(LDマッピング)を行ったところ、エクソン4の2つのSNPs(+999 A/T(以下、「SNP999」ともいう)、+1307 T/C(以下、「SNP1307」ともいう))で連鎖不平衡が認められた。なお、図中に示すSNPの位置番号は、それぞれが位置するエクソンまたはイントロンの最初の塩基を1とした場合の番号である。 As a result, 115 polymorphisms, specifically 108 SNPs and 7 insertion / deletion polymorphisms were identified on the NCALD gene separately from SNP1340. Of these, when linkage disequilibrium mapping (LD mapping) was performed on a polymorphism of 16 SNPs (see FIG. 2) presumed to be accompanied by a functional mutation, two SNPs of exon 4 (+999 A / T (hereinafter, referred to as “the SNPs”) Linkage disequilibrium was observed at +1307 T / C (hereinafter also referred to as “SNP1307”)). In addition, the position number of SNP shown in a figure is a number when the first base of the exon or intron which each positions is set to 1.
実施例2
実施例1で同定された3つのSNPs(SNP999、SNP1307、SNP1340)によるNCALD遺伝子の影響を調べるため、それぞれのSNPsを導入したNCALD遺伝子の発現産物mRNAの安定性を調べた。
Example 2
In order to examine the influence of the NCALD gene by the three SNPs (SNP999, SNP1307, SNP1340) identified in Example 1, the stability of the expression product mRNA of the NCALD gene into which each SNP was introduced was examined.
まず、NCALD遺伝子の全長cDNAをPCRクローニングし、pCRII−TOPOベクター(インビトロジェン社製)に挿入した。その後、ミュータジェネシスキット(ストラタジーン社製)により、エクソン4の3つのSNPs部位(SNP999、SNP1307、SNP1340)に、各々チミン(T)、シトシン(C)、およびアデニン(A)を導入した。得られたベクターより、リボマックスラージスケールRNAプロダクションシステム-T7(プロメガ社製)を用い、RNAを合成、および精製した。
First, the full length cDNA of the NCALD gene was PCR cloned and inserted into a pCRII-TOPO vector (Invitrogen). Thereafter, thymine (T), cytosine (C), and adenine (A) were introduced into each of the three SNP sites (SNP999, SNP1307, SNP1340) of
一方、正常ヒト近位尿細管上皮細胞(三光純薬社製)をPBSで洗浄後、溶出バッファー(0.5% Nonidet P-40; 20mM HEPES buffer, pH8.0; 20% glycerol (v/v); 400mM NaCl, 0.5mM dithiothreitol; 0.2mM EDTA, 0.1% protease inhibitor cocktail (ナカライ社製))で懸濁し、氷上に30分間放置した。その後、15,000Gで30分間遠心し、上清を回収して、これを細胞抽出液とした。 On the other hand, normal human proximal tubule epithelial cells (manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.) were washed with PBS, and then eluted buffer (0.5% Nonidet P-40; 20 mM HEPES buffer, pH 8.0; 20% glycerol (v / v); The suspension was suspended in 400 mM NaCl, 0.5 mM dithiothreitol; 0.2 mM EDTA, 0.1% protease inhibitor cocktail (manufactured by Nacalai) and left on ice for 30 minutes. Thereafter, the mixture was centrifuged at 15,000 G for 30 minutes, and the supernatant was collected and used as a cell extract.
上述のRNA 25μgと1000倍に希釈した上記細胞抽出液とを混合し、室温で0〜15分間放置した。この反応液を65℃で15分間インキュベートし、ホルムアミドアガロースゲルで電気泳動した(Susceptible)。対照として、NCALD遺伝子のエクソン4の3つのSNPs(SNP999、SNP1307、SNP1340)が、それぞれアデニン(A)、チミン(T)、およびグアニン(G)となるように調製したベクターから作成したRNAを用いて、同様に上記細胞抽出液と反応させて、電気泳動にかけた(Non−susceptible)。
25 μg of the above RNA and the above cell extract diluted 1000 times were mixed and allowed to stand at room temperature for 0 to 15 minutes. This reaction solution was incubated at 65 ° C. for 15 minutes and electrophoresed on a formamide agarose gel (Susceptible). As a control, RNA prepared from a vector prepared so that the three SNPs (SNP999, SNP1307, SNP1340) of
泳動後、エチジウムブロマイドで染色し、LAS-3000(富士フィルム社製)でスキャンし、NCALDのmRNAに相当する各バンドの蛍光強度を測定し定量化した。 After electrophoresis, it was stained with ethidium bromide, scanned with LAS-3000 (Fuji Film), and the fluorescence intensity of each band corresponding to NCALD mRNA was measured and quantified.
図3に、エクソン4の3つのSNPs(SNP999、SNP1307、SNP1340)が、それぞれアデニン(A)、チミン(T)、およびグアニン(G)であるハプロタイプ(Non−susceptible)のNCALD mRNAの蛍光強度、およびSNP999、SNP1307およびSNP1340が、それぞれチミン(T)、シトシン(C)、およびアデニン(A)であるハプロタイプ(Susceptible)のNCALD mRNAの蛍光強度の経時的変化を示す。 FIG. 3 shows the fluorescence intensity of NCALD mRNA of haplotype (Non-susceptible) in which the three SNPs of exon 4 (SNP999, SNP1307, SNP1340) are adenine (A), thymine (T), and guanine (G), respectively. And SNP999, SNP1307 and SNP1340 show changes over time in the fluorescence intensity of the haplotype (Susceptible) NCALD mRNA, which are thymine (T), cytosine (C), and adenine (A), respectively.
この結果からわかるように、エクソン4の3つのSNPs(SNP999、SNP1307、SNP1340)がA、T、およびGであるメジャーなハプロタイプ(Non-susceptible)のNCALD mRNAの蛍光強度半減期は10分であったのに対し、これらのSNPs位にそれぞれT、C、およびAが導入されたハプロタイプ(susceptible)のNCALD mRNAの蛍光強度半減期は6.7分と短く、明らかに安定性が低下していることが認められた。 As can be seen from the results, the fluorescence intensity half-life of NCALD mRNA of major haplotypes (Non-susceptible) whose three SNPs of exon 4 (SNP999, SNP1307, SNP1340) are A, T, and G was 10 minutes. On the other hand, the fluorescence intensity half-life of NCALD mRNA of haplotype (susceptible) in which T, C, and A are respectively introduced into these SNPs positions is as short as 6.7 minutes, and the stability is clearly lowered. It was recognized that
実施例3
siRNAを用いてNCALDの遺伝子発現を抑制し、糖尿病性腎症関連因子への影響を検討した。
Example 3
The siRNA was used to suppress NCALD gene expression, and the effect on diabetic nephropathy-related factors was examined.
NCALD遺伝子に特異的なsiRNA配列として、NCALD遺伝子の塩基配列373-391位に特異的な配列を有するsiRNA(siRNA #1)および597-615位に特異的な配列を有するsiRNA(siRNA #2)を選択した:
siRNA #1 (nt373-391):5’-TTC ATC ATC GCC TTG AGT GdTdT-3’(配列番号:1)
siRNA#2 (nt597-615):5’-TAG AGA CGG AAA ACT CTC CdTdT-3’ (配列番号:2)。
As siRNA sequences specific to the NCALD gene, siRNA having a sequence specific to the nucleotide sequence 373-391 of the NCALD gene (siRNA # 1) and siRNA having a sequence specific to the 597-615 position (siRNA # 2) Selected:
siRNA # 1 (nt373-391): 5'-TTC ATC ATC GCC TTG AGT GdTdT-3 '(SEQ ID NO: 1)
siRNA # 2 (nt597-615): 5'-TAG AGA CGG AAA ACT CTC CdTdT-3 '(SEQ ID NO: 2).
これらのsiRNA(siRNA #1、siRNA #2)の2本鎖を調製し、正常ヒト近位尿細管上皮細胞へ、コントロールsiRNA(5’-AATTCTCCGAACGTGTCACGT-3(配列番号:3)、キアゲン社製)とともにトランスフェクトした。なお、トランスフェクション試薬には、ジーンサイレンサーsiRNAトランスフェクションリージェント(ジーンセラピーシステム社製)を使用した。48時間経過後、細胞を溶解し定量PCRとウェスタンブロッティングを行った。
Double strands of these siRNAs (
得られた細胞より、ヌクレオスピンカラム(マケレイナジェル社製)によりRNAを採取し、スーパースクリプトIIIファーストストランドシステム(インビトロジェン社)によりcDNAを合成した。このcDNAを用いてE−カドヘリン遺伝子とα―SMA遺伝子の発現量(mRNA量)を定量PCR法により測定した。 From the obtained cells, RNA was collected using a nucleospin column (manufactured by Makerei Nagel), and cDNA was synthesized using the Superscript III first strand system (Invitrogen). Using this cDNA, the expression level (mRNA level) of E-cadherin gene and α-SMA gene was measured by quantitative PCR.
なお、前記定量PCR(サーマルプロファイル)は、50℃2分間と95℃10分間のインキュベーションの後、95℃30秒と63℃30秒と72℃30秒とを1サイクルとする反応を40サイクル行うことによって実施した。また、定量PCRには、1×TaKaRa Ex TaqTM緩衝液(タカラバイオ社製)、200nM dNTP混合物、1/20000 SYBR Green、各800nMのプライマー、0.05U Ex TaqTM DNAポリメラーゼ(タカラバイオ社製)、2.75ng TaqStart Antibody(商品名)(クローンテック社製)及び5ng 鋳型を有する反応溶液を用いた。 In the quantitative PCR (thermal profile), after incubation at 50 ° C. for 2 minutes and 95 ° C. for 10 minutes, 40 cycles of reactions with 95 ° C. for 30 seconds, 63 ° C. for 30 seconds and 72 ° C. for 30 seconds are performed. Was carried out. For quantitative PCR, 1 × TaKaRa Ex Taq ™ buffer (Takara Bio), 200 nM dNTP mixture, 1/20000 SYBR Green, each 800 nM primer, 0.05 U Ex Taq ™ DNA polymerase (Takara Bio) A reaction solution having 2.75 ng TaqStart Antibody (trade name) (manufactured by Clontech) and 5 ng template was used.
また定量PCRは、下記プライマーを用いて行った:
NCALD遺伝子(cDNA)について、
センスプライマー:5’-AGC ATG TAC GAC CTG GAC GG-3’(配列番号:4)、
アンチセンスプライマー:5-TTT GGC TCC TCG GAT GAA CT-3’(配列番号:5)、
E−カドヘリン遺伝子(cDNA)について、
センスプライマー:5’-GCC CAT TTC CTA AAA ACC TGG-3’(配列番号:6)、
アンチセンスプライマー:5’-TTG GAT GAC ACA GCG TGA GAG-3’(配列番号:7)、
GAPDH遺伝子(cDNA)について、
センスプライマー:5’-AGG TGA AGG TCG GAG TCA ACG-3’(配列番号:8)、
アンチセンスプライマー:5’-GCT CCT GGA AGA TGG TGA TGG-3’(配列番号:9)、
36B4遺伝子(cDNA)について、
センスプライマー:5’-AAG AAC ACC ATG ATG CGC AAG-3’(配列番号:10)、
アンチセンスプライマー:5’-CCT TAT TGG CCA GCA ACA TGT C-3’(配列番号:11)。
Quantitative PCR was also performed using the following primers:
About NCALD gene (cDNA)
Sense primer: 5'-AGC ATG TAC GAC CTG GAC GG-3 '(SEQ ID NO: 4),
Antisense primer: 5-TTT GGC TCC TCG GAT GAA CT-3 ′ (SEQ ID NO: 5),
About the E-cadherin gene (cDNA)
Sense primer: 5'-GCC CAT TTC CTA AAA ACC TGG-3 '(SEQ ID NO: 6),
Antisense primer: 5'-TTG GAT GAC ACA GCG TGA GAG-3 '(SEQ ID NO: 7),
About GAPDH gene (cDNA)
Sense primer: 5′-AGG TGA AGG TCG GAG TCA ACG-3 ′ (SEQ ID NO: 8),
Antisense primer: 5′-GCT CCT GGA AGA TGG TGA TGG-3 ′ (SEQ ID NO: 9),
About 36B4 gene (cDNA)
Sense primer: 5'-AAG AAC ACC ATG ATG CGC AAG-3 '(SEQ ID NO: 10),
Antisense primer: 5′-CCT TAT TGG CCA GCA ACA TGT C-3 ′ (SEQ ID NO: 11).
なお、GAPDH遺伝子及び36B4遺伝子はコントロール(内部標準遺伝子)として用いた。 The GAPDH gene and 36B4 gene were used as controls (internal standard genes).
結果を図4のパネルa)及びc)に示す。パネルa)はE−カドヘリン遺伝子の発現量(mRNA量)を定量PCRにより測定した結果、およびパネルc)はα−SMA遺伝子の発現量(mRNA量)を定量PCRにより測定した結果を示す。なお、いずれも内部標準遺伝子である36E4遺伝子の発現量に対する割合で示している。 The results are shown in panels a) and c) of FIG. Panel a) shows the result of measuring the expression level (mRNA amount) of the E-cadherin gene by quantitative PCR, and panel c) shows the result of measuring the expression level (mRNA amount) of the α-SMA gene by quantitative PCR. In addition, all have shown with the ratio with respect to the expression level of 36E4 gene which is an internal standard gene.
図4に示すように、NCALD遺伝子に対するsiRNA(siRNA #1またはsiRNA #2)により、E−カドヘリン遺伝子の発現量(mRNA量)は減少し、一方、α―SMA遺伝子の発現量(mRNA)は増加した。
As shown in FIG. 4, the siRNA (
siRNA(siRNA #1またはsiRNA #2)をトランスフェクトした正常ヒト近位尿細管上皮細胞を1%NP40、1%トライトンX−100、0.35mg/ml PMSF、9.5μg/mlロイペプチン、13.75μg/mlペプスタチンAを含むPBS溶液で溶解した。次いで14,000Gで遠心して上清を回収し、これを細胞抽出液とした。なお、細胞抽出液のタンパク質量は、ブラッドフォードプロテインアッセイ試薬(バイオラッド社製)により定量した。
Normal human proximal tubular epithelial cells transfected with siRNA (
かくして得られた細胞抽出液をSDS−PAGEにより電気泳動し、ニトロセルロースメンブランに転写した。メンブランはブロッキング後、抗E−カドヘリン抗体と終夜で反応させた。洗浄後、HRP標識抗マウス抗体と反応させ、ECLプラスウェスタンブロッティングディテクションシステム(アマシャム社製)で検出した。その結果を図4のパネルb)に示す。 The cell extract thus obtained was electrophoresed by SDS-PAGE and transferred to a nitrocellulose membrane. The membrane was reacted with anti-E-cadherin antibody overnight after blocking. After washing, it was reacted with an HRP-labeled anti-mouse antibody and detected with an ECL plus western blotting detection system (Amersham). The result is shown in panel b) of FIG.
これからわかるように、NCALD遺伝子に対するsiRNA(siRNA #1またはsiRNA #2)により、E−カドヘリンのタンパク量が減少した。
As can be seen, siRNA (
実施例4
改良型ボイデンチャンバーを使用し、NCALD遺伝子の細胞遊走能に対する影響を調べた。
Example 4
Using an improved Boyden chamber, the influence of the NCALD gene on cell migration ability was examined.
24ウェルのボイデンチャンバー(コースター社製)の上方に、上述のsiRNA(siRNA #1またはsiRNA #2)をトランスフェクトした正常ヒト近位尿細管上皮細胞を播種し、24時間培養した。その後フィルターを取り出し、エタノールで固定後、ボイデンチャンバーの上方に残った細胞を綿で取り除いた。フィルターの下側に移動した細胞のみを0.2%クリスタルバイオレットで染色し、同一の面積に存在する細胞数を測定した。この結果を図5に示す。パネルa)は顕微鏡画像、b)は測定した細胞数を示す。
Normal human proximal tubular epithelial cells transfected with the aforementioned siRNA (
図5に示すように、NCALD遺伝子に対するsiRNA(siRNA #1またはsiRNA #2)をトランスフェクトした正常ヒト近位尿細管上皮細胞では、コントロールと比較して遊走能が増大した。
As shown in FIG. 5, migration ability was increased in normal human proximal tubular epithelial cells transfected with siRNA (
以上のことから、NCALD遺伝子に、糖尿病性腎症感受性の3つのSNPsを導入することによりNCALD mRNAの安定性が低下した。またNCALD遺伝子の発現が抑制されてNCALDの産生量が減少することにより接着因子であるE−カドヘリン発現量の低下、α−SMA発現量の増加、および細胞遊走能の増大が生じた。これらのことから、NCALD遺伝子の発現抑制並びにNCALDの産生抑制が、おそらく、糖尿病性腎症の発症やその進行に関与しているものと考えられる。 From the above, the stability of NCALD mRNA was reduced by introducing three SNPs susceptible to diabetic nephropathy into the NCALD gene. Moreover, the expression of NCALD gene was suppressed and the production amount of NCALD was reduced, resulting in a decrease in the expression level of E-cadherin, an increase in α-SMA expression, and an increase in cell migration ability. From these facts, it is considered that suppression of NCALD gene expression and suppression of NCALD production are probably involved in the onset and progression of diabetic nephropathy.
Claims (11)
(1)被験物質とNCALD遺伝子を発現可能な細胞とを接触させる工程、
(2)被験物質を接触させた細胞のNCALD遺伝子の発現量を測定する工程、及び
(3)上記の測定量が、被験物質を接触させない対照細胞のNCALD遺伝子の発現量よりも大きい被験物質を選択する工程、
さらに、工程(1)またはその前段階において、NCALD遺伝子を発現可能な細胞にTGF−βを接触させる工程を含む、上記スクリーニング方法。 A method for screening a substance that enhances the expression of an NCALD gene, comprising the following steps:
(1) A step of contacting a test substance with a cell capable of expressing the NCALD gene,
(2) a step of measuring the expression level of the NCALD gene in the cell contacted with the test substance, and (3) a test substance in which the measurement amount is larger than the expression level of the NCALD gene in the control cell not contacted with the test substance Process to select,
Furthermore, the said screening method including the process which makes TGF- (beta) contact the cell which can express a NCALD gene in a process (1) or its previous step.
(1’)被験物質とNCALDを産生可能な細胞またはこの細胞から調製した細胞画分とを接触させる工程、
(2’)被験物質を接触させた細胞またはその細胞画分のNCALDの産生量を測定する工程、及び
(3’)上記の測定量が、被験物質を接触させない対照細胞もしくはその細胞画分のNCALDの産生量よりも大きい被験物質を選択する工程、
さらに、工程(1’)またはその前段階において、NCALDを産生可能な細胞またはこの細胞から調製した細胞画分にTGF−βを接触させる工程を含む、上記スクリーニング方法。 A method for screening for a substance that increases the amount of NCALD produced, comprising the following steps:
(1 ′) contacting a test substance with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction prepared from the cell;
(2 ′) a step of measuring the amount of NCALD produced in the cell contacted with the test substance or the cell fraction thereof, and (3 ′) the above measured amount being a control cell or a fraction of the cell that is not contacted with the test substance Selecting a test substance larger than the amount of NCALD produced,
Furthermore, in the step (1 ′) or a previous step thereof, the screening method comprising a step of contacting TGF-β with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction prepared from the cell.
(1”)被験物質とNCALDを産生可能な細胞またはこの細胞から調製した細胞画分を接触させる工程、
(2”)被験物質を接触させた細胞またはその細胞画分のNCALDの機能を検出する工程、及び
(3”)上記の検出した機能が、被験物質を接触させない対照細胞またはその細胞画分のNCALDの機能よりも大きい被験物質を選択する工程、
さらに、工程(1”)またはその前段階において、NCALDを産生可能な細胞またはこの細胞から調製した細胞画分にTGF−βを接触させる工程を含む、上記スクリーニング方法。 A method for screening for a substance that enhances the function of NCALD, comprising:
(1 ") a step of contacting a test substance with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction prepared from this cell,
(2 ″) a step of detecting the NCALD function of the cell contacted with the test substance or a fraction of the cell, and (3 ″) a control cell or a fraction of the cell in which the detected function is not contacted with the test substance. Selecting a test substance larger than the function of NCALD,
Furthermore, in the step (1 ″) or a previous step thereof, the screening method comprising a step of contacting TGF-β with a cell capable of producing NCALD or a cell fraction prepared from the cell.
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