JP5284313B2 - Gタンパク質共役レセプターリガンドおよび方法 - Google Patents
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Description
本発明は、Gタンパク質共役レセプターおよびこのレセプターに結合するリガンドの同定に関する。より詳細には、本発明は、このレセプターのアゴニストおよびアンタゴニストを同定するためのスクリーニングシステムにおいて、このレセプターを用いる方法に関する。本発明はまた、このレセプターの新規なペプチドリガンド、このペプチドリガンドをコードする核酸、ならびにこのペプチドリガンドを作製および用いる方法に関する。
Gタンパク質共役レセプター(GPCR)は、ホルモン、神経伝達物質、および局所メディエイタを含む、それらの機能におけるように構造が変動する非常に多様なシグナル伝達分子(このリストは、タンパク質および小ペプチド、ならびにアミノ酸および脂肪酸誘導体を含む)に対する細胞応答を媒介する。
本発明者らは、オーファンGPCR SP9155に対するリガンドを同定することによって先行するニーズを指向し、これは、このレセプターに対するアゴニストおよびアンタゴニストをスクリーニングするための方法を可能にする。さらに、本発明者らはまた、SP9155に対する新規なペプチドリガンド、およびこのSP9155リガンドをコードするcDNAを同定した。
本発明はさらに、以下の項目を提供する。
(項目1)
SP9155レセプターのアゴニストまたはアンタゴニストを同定する方法であって:
(a)標識した既知量のSP9155レセプターリガンドの存在下で、該アゴニストまたはアンタゴニストの存在について試験するサンプルと、SP9155レセプターまたはその機能的フラグメントとを接触する工程;および
(b)該レセプターに特異的に結合した該リガンドの量を測定する工程、
を包含し、該サンプルは、該レセプターへの該標識リガンドの結合の、該サンプルの非存在下で測定される結合と比較しての実質的な減少を測定することによりアンタゴニストまたはアゴニストを含むことが同定される、方法。
(項目2)
前記標識リガンドが、配列番号4〜11および13〜18から選択されるアミノ酸配列を含むカルボキシ末端アミド化ポリペプチドである、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記レセプターが、配列番号2または配列番号20のアミノ酸配列を含む、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記レセプターの供給源が、該レセプターを含む哺乳動物細胞から単離された膜を含む、項目1に記載の方法。
(項目5)
SP9155レセプターのアゴニストまたはアンタゴニストを同定する方法であって:
(a)既知量のSP9155レセプターリガンドの存在下で、該アゴニストまたはアンタゴニストの存在について試験するサンプルと、SP9155レセプターまたはその機能的フラグメントを発現する細胞とを接触する工程;および
(b)該細胞によるカルシウム移動を測定する工程、
を包含し、該サンプルは、該サンプルの非存在下で測定される移動と比較しての実質的なカルシウム移動の減少を測定することによりアンタゴニストを含むことが同定され、そして該サンプルの非存在下で測定される移動と比較しての実質的なカルシウム移動の増加を測定することによりアゴニストを含むことが同定される、方法。
(項目6)
前記標識リガンドが、配列番号4〜11および13〜18から選択されるアミノ酸配列を含むカルボキシ末端アミド化ポリペプチドである、項目5に記載の方法。
(項目7)
前記レセプターが、配列番号2または配列番号20のアミノ酸配列を含む、項目5に記載の方法。
(項目8)
前記カルシウム移動が、カルシウムとカルシウム指示薬を接触させ、次いで、該指示薬の蛍光を測定することにより測定される、項目5に記載の方法。
(項目9)
前記カルシウム指示薬が、1−[2−アミノ−5−(2,7−ジクロロ−6−ヒドロキシ−3−オキシ−9−キサンテニル)フェノキシ]−2−(2’−アミノ−5’−メチルフェノキシ)エタン−N,N,N’,N’−四酢酸、ペンタアセトキシメチルエステルである、項目8に記載の方法。
(項目10)
ポリペプチドを生成する方法であって、配列番号4または配列番号13由来の7以上の連続するアミノ酸を含む抗原性ポリペプチドをコードする核酸を含む組み換えベクターを含む宿主細胞を、該核酸が発現される条件下で培養する工程を包含する、方法。
(項目11)
前記ポリペプチドが、前記培養物から単離される、項目10に記載の方法。
(項目12)
配列番号4および配列番号13から選択されるアミノ酸の7以上の連続する残基を含む抗原性ペプチドと、該ペプチドに特異的に結合する抗体分子との間の複合体を形成する方法であって、該ペプチドと該抗体分子を接触させる工程を包含する、方法。
(項目13)
被験体におけるSP9155レセプターにより媒介される医学的状態を処置または予防するための方法であって、薬学的組成物を該被験体に投与する工程を包含し、該薬学的組成物は、配列番号4または配列番号13由来の7以上の連続するアミノ酸を含むポリペプチドに特異的に結合する抗体またはその抗原結合フラグメント、および薬学的に受容可能なキャリアを含む、方法。
(項目14)
前記医学的状態が、疼痛および肥満から選択される、項目13に記載の方法。
(項目15)
配列番号4および配列番号13から選択されるアミノ酸配列のうちの7以上の連続する残基を含む、単離された抗原性ポリペプチド。
(項目16)
配列番号4〜11および13〜18から選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチド。
(項目17)
カルボキシ末端がアミド化された、項目15に記載の単離された抗原性ポリペプチド。
(項目18)
項目15に記載のポリペプチドに特異的に結合する抗体またはその機能的フラグメント。
(項目19)
項目15に記載のポリペプチドをコードする単離された核酸。
(項目20)
配列番号4〜11および13〜18から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、項目19に記載の核酸。
(項目21)
配列番号3および12から選択されるヌクレオチド配列を含む、項目20に記載の核酸。
(項目22)
項目19に記載の核酸を含む、組み換えベクター。
(項目23)
項目22に記載のベクターを含む、宿主細胞。
(項目24)
項目15に記載のポリペプチドおよび薬学的に受容可能なキャリアを含む、薬学的組成物。
(項目25)
項目18に記載の抗体分子および薬学的に受容可能なキャリアを含む、薬学的組成物。
(アッセイ)
本発明は、SP9155レセプターのそのリガンドへの結合によって媒介される、代謝障害(例えば、糖尿病)またはCNS状態(例えば、痛み)のような種々の医療状態の処置および管理において有用であり得る、SP9155レセプターまたはその機能的フラグメントのアゴニストおよびアンタゴニスト発見のためのアッセイを含む。
本発明のポリペプチドおよび核酸のアミノ酸配列およびヌクレオチド配列は、以下の表1に要約されるような配列表に見られる。
ポリペプチド配列比較のための好ましいパラメータ以下を含む:
1)アルゴリズム:Needlemanら、(1970)、J.Mol.Biol.48:443〜453
比較マトリックス:Hentikoffら、(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.USA89:10915〜10919からのBLOSSUM62
ギャップペナルティー:12
ギャップ長さペナルティー:4
これらのパラメータを用いる有用なプログラムは、「ギャップ」プログラムとして、Madison、WIに位置するGenetics Computer Groupから、公に入手可能である。前記のパラメータは、ペプチド比較のためのデフォールトパラメーターである(エンドギャップについてペナルティーなし)。
ギャッププログラムを用いる、ポリヌクレオチド比較のための好ましいパラメータは以下を含む:
1)アルゴリズム:Needlemanら、(1970)、J.Mol.Biol.48:443〜453
比較マトリックス:マッチ=+10、ミスマッチ=0
ギャップペナルティー:50
ギャップ長さペナルティー:3
本発明は、表1に記載されるポリペプチド(例えば、配列番号4〜11および13〜18)をコードする核酸(例えば、配列番号3および12)およびそれにハイブリダイズする核酸を含む。好ましくは、これら核酸は、低ストリンジェンシー条件下、より好ましくは中程度のストリンジェンシー条件で、そして最も好ましくは高ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズする。核酸分子は、核酸分子の一本鎖形態が温度および溶液イオン強度の適切な条件下でその他の核酸分子にアニールし得るとき、cDNA、ゲノムDNA、またはRNAのような別の核酸分子に「ハイブリダイズ可能」である(Sambrookら、前述を参照のこと)。温度およびイオン強度の条件は、ハイブリダイゼーションの「ストリンジェンシー」を決定する。代表的には、低ストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件は、55℃、5×SSC、0.1%SDS、0.25%ミルク、およびホルムアルデヒドなし;または30%ホルムアミド、5×SSC、0.5%SDSであり得る。代表的な、中程度のストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件は、ハイブリダイゼーションが、5×または6×SSCで40%ホルムアミド中で実施されるのを除き、低ストリンジェンシー条件に類似している。高ストリンジェンシー条件は、ハイブリダイゼーションが、5×または6×SSCで50%ホルムアミド中で実施され得、そして、必要に応じて、より高い温度(例えば、57℃、59℃、60℃、62℃、63℃、65℃または68℃)で実施され得るのを除き、低ストリンジェンシー条件に類似している。代表的には、SSCは0.15M NaClおよび0.015Mクエン酸ナトリウムである。ハイブリダイゼーションは、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに依存して、塩基間のミスマッチが可能であるが、2つの核酸が相補的配列を含むことを必要とする。ハイブリダイズする核酸の適切なストリンジェンシーは、当該技術分野で周知の変数である、核酸の長さ、および相補性の程度に依存する。2つのヌクレオチド配列間の類似性または相同性の程度が大きい程、核酸がハイブリダイズし得るストリンジェンシーは高くなる。代表的な、選択的ハイブリダイゼーション条件は、少なくとも約30のヌクレオチドのストレッチに亘り少なくとも約55%、好ましくは少なくとも約25ヌクレオチドに亘り少なくとも約65%、より好ましくは約20ヌクレオチドまたはそれ以上に亘り約75%〜約95%またはそれ以上の同一性が存在するときに起こる。長さが100ヌクレオチドより長いハイブリッドには、融点温度を算出するための等式が誘導されている(Sambrookら、前述、9.50〜9.51を参照のこと)。より短い核酸、すなわちオリゴヌクレオチドでのハイブリダイゼーションには、ミスマッチの位置がより重要になり、そしてこのオリゴヌクレオチドの長さが、その特異性を決定する(Sambrookら、前述、11.7〜11.8を参照のこと)。
代表的に、本発明のペプチドは、培養物中(例えば、培養ブロスのような液体培養物)で増殖される宿主細胞中でポリペプチドをコードする核酸を発現させることにより生成され得る。例えば、核酸は、宿主細胞中に存在するベクター(例えば、プラスミド)の一部であり得る。発現後、本発明のペプチドは、培養細胞から単離され得る。本発明のペプチドは、標準的な方法(塩またはアルコール沈殿、アフィニティクロマトグラフィー(例えば、上記のような精製タグペプチドと合わせて使用される)、調製ディスクゲル電気泳動、等電点電気泳動、高圧クロマトグラフィー(HPLC)、逆相HPLC、ゲル濾過、カチオンおよびアニオン交換ならびに分画クロマトグラフィー、ならびに逆流分布を含むがこれらに限定されない)によって精製され得る。このような精製方法は当該分野で周知であり、例えば、「Guide to Protein Purification」,Methods in Enzymolozy,Vol.182,M.Deutscher編,1990,Academic Press,New York,NYに開示されている。
本発明のRFアミドペプチドの抗原性(すなわち、免疫原性)フラグメントは、本発明の範囲内である(SP9155またはその機能的フラグメントに結合するものもしないものも)。抗原性ペプチドは、RFアミドペプチド前駆体またはその任意のフラグメントを認識する抗体分子を調製するのに有用であり得る。
本発明のRFアミドペプチドおよび抗体分子は、被験体に、好ましくは薬学的組成物中で、好ましくは治療目的で投与され得る。好ましくは、薬学的組成物は、薬学的に受容可能なキャリアを含む。RFアミドペプチドおよび抗体分子は、SP9155レセプターの活性を刺激またはブロックし、それによって、このレセプターにより引き起こされるかまたは媒介される任意の医学的状態を処置するために、治療的に(例えば、薬学的組成物中で)使用され得る。本発明のRFアミドペプチドの、SP9155レセプターへの結合をブロックすることにより、このペプチドが有するレセプターに対する効果がブロックされ得る。上記のように、SP9155レセプターは、代謝障害(例えば、肥満)および機構(例えば、疼痛および鎮痛)に関連する。
本発明はまた、核酸の発現を防止するための、本発明のRFアミドペプチド(好ましくは、配列番号4〜11または13〜18のいずれかにより定義されるアミノ酸配列またはその部分配列を有する)をコードする核酸(例えば、ゲノム核酸またはmRNA)に特異的にハイブリダイズし得るアンチセンスオリゴヌクレオチドを包含する。
以下の実施例は、本発明の例示のみを意図し、いかなる方法によっても本発明の範囲を限定するよう解釈されるべきではない。
GenScan:遺伝子予測アルゴリズム(Burgeら,(1997)J.Mol.Biol.268(1):78−94)。
RFアミドペプチドは、周知の神経ペプチドファミリーのメンバーであり、カルボキシ末端「RFG(K/R)」モチーフを有するプロペプチドから得られる。一般的に、「G(K/R)」は、プロテイナーゼ消化およびアミド化シグナルである。タンパク質消化およびアミド化は、プロペプチドがRFアミドカルボキシ末端を有する成熟ペプチドにプロセシングされる場合に起こる工程である。
ヒトRFアミドペプチド前駆体遺伝子のマウスホモログを、公的な発現配列タグ(EST)データベースをBLASTにより検索して同定した(クエリーとしてヒトRFアミドペプチド前駆体遺伝子を用いた)。この検索において、マウスEST BF167714を、ヒトRFアミドペプチド前駆体に対して相同であると同定した。さらに、公的なマウスゲノムDNAデータベースを、クエリーとしてヒトRFアミドペプチド前駆体遺伝子を用いて検索した。第2検索においても、マウスホモログを同定し、これは、配列アラインメントによって、第1検索において同定したマウスホモログと同一であることを決定した。全長RFアミドペプチド前駆体遺伝子を、同定したクローンから推定した。
本発明者らは、RFG(K/R)がカルボキシ末端にあるとの仮定に基づき、以下の可能性のある機能的RFアミドペプチドを推定した。
Human P51:EHAGCRFRF−アミド(配列番号5)
Human P242:GLQTSGREHAGCRFRF−アミド(配列番号6)
Human P552:ASQPQALLVIARGLQTSGREHAGCRFRF−アミド(配列番号7)
Human P52:GGFSFRF−アミド(配列番号8)
Human P513:KGGFSFRF−アミド(配列番号9)
Human P517:KKGGFSFRF−アミド(配列番号10)
Human P518:TSGPLGNLAEELNGYSRKKGGFSFRF−アミド(配列番号11)。
マウスP51:EHTGFRL−アミド(配列番号14)
マウスP52:GGFSFRF−アミド(配列番号15)
マウスP513:KGGFSFRF−アミド(配列番号16)
マウスP517:RKGGFSFRF−アミド(配列番号17)
マウスP518:ASGPLGTLAEELSSYSRRKGGFSFRF−アミド(配列番号18)。
(a.細胞内Ca2+濃度の測定)
以下の実験において、蛍光イメージングプレートリーダー(FLIPR)アッセイを用いて、ヒトP518、P517、P52、P513、およびP51がヒトSP9155レセプターに対するリガンドであることを決定した。以下に議論されるように、サンプルがこのレセプターに対するアゴニストであるかアンタゴニストであるかを決定することについて、このアッセイを適合させ得る。
(b.放射リガンド結合アッセイ)
この実施例において、放射リガンド結合アッセイを用いて、ヒトP518がヒトSP9155についてのリガンドであることを決定する。以下で議論されるように、サンプルがこのレセプターに対するアゴニストであるかアンタゴニストであるかを決定することについて、このアッセイを適合させ得る。
Claims (13)
- 配列番号4に示されるアミノ酸配列の11以上の連続残基を含むポリペプチドに特異的に結合する単離された抗体であって、該ポリペプチドは、該ペプチドのカルボキシ末端に、−アルギニン−フェニルアラニン−アミドモチーフを含み、該−アルギニン−フェニルアラニン−アミドモチーフは、配列番号4に示されるアミノ酸配列を含むポリペプチドのRFG( K / R )モチーフにおけるタンパク質分解切断から得られる、抗体。
- 配列番号13に示されるアミノ酸配列の11以上の連続残基を含む単離されたポリペプチドに特異的に結合する、単離された抗体であって、該ポリペプチドは、該ペプチドのカルボキシ末端に、−アルギニン−フェニルアラニン−アミドモチーフを含み、該−アルギニン−フェニルアラニン−アミドモチーフは、配列番号13に示されるアミノ酸配列を含むポリペプチドのRFG( K / R )モチーフにおけるタンパク質分解切断から得られる、抗体。
- モノクローナル抗体である、請求項1に記載の抗体。
- モノクローナル抗体である、請求項2に記載の抗体。
- 組み換え抗体である、請求項1に記載の抗体。
- 組み換え抗体である、請求項2に記載の抗体。
- ヒト化抗体である、請求項1に記載の抗体。
- ヒト化抗体である、請求項2に記載の抗体。
- 完全ヒト抗体である、請求項1に記載の抗体。
- 完全ヒト抗体である、請求項2に記載の抗体。
- ヒト/マウスキメラ抗体である、請求項1に記載の抗体。
- ヒト/マウスキメラ抗体である、請求項2に記載の抗体。
- 以下:
(a)配列番号13に示されるアミノ酸配列の11以上の連続残基を含む単離されたポリペプチドであって、該ポリペプチドは、該ペプチドのカルボキシ末端に、−アルギニン−フェニルアラニン−アミドモチーフを含み、該−アルギニン−フェニルアラニン−アミドモチーフは、配列番号13に示されるアミノ酸配列を含むポリペプチドのRFG(K/R)モチーフにおけるタンパク質分解切断から得られる、ポリペプチド;および
(b)配列番号15〜18から選択されるアミノ酸配列を含むか、または、配列番号5〜11から選択されるメンバーに示されるアミノ酸配列からなる単離されたポリペプチドであって、該ポリペプチドは、該ペプチドのカルボキシ末端に−アルギニン−フェニルアラニン−アミドモチーフを含む、ポリペプチド
からなる群より選択される単離されたポリペプチドに特異的に結合する、単離された抗体またはその抗原結合フラグメント。
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