JP6366415B2 - Cell activator comprising Orai3 gene expression inhibitor or ORAI3 protein function inhibitor - Google Patents
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Description
本発明は、Orai3遺伝子発現抑制剤又はORAI3タンパク質の機能抑制剤を含む、皮膚細胞賦活剤に関する。さらに別の態様では、Orai3遺伝子発現を指標とした皮膚細胞賦活剤のスクリーニング方法にも関する。 The present invention relates to a skin cell activator comprising an Orai3 gene expression inhibitor or an ORAI3 protein function inhibitor. In yet another aspect, the present invention also relates to a screening method for a skin cell activator using Orai3 gene expression as an index.
皮膚は、加齢、日光(紫外線)暴露、食習慣、ストレス等の影響を受けて、種々の老化現象が引き起こされる。皮膚の老化現象としては、例えば、シミ、そばかす、肝斑等の色素沈着をはじめ、くすみ、乾燥、シワ等が挙げられる。皮膚老化現象は、皮膚の表皮、真皮、及び皮下組織の各組織において、別々に又は連関して生じるが、最外層に存在する表皮や、シワや色素沈着に関与する真皮の老化現象が特に問題とされる。表皮では、老化現象として角層の層数が増加する一方で、皮膚のバリア機能が低下することが知られており、それにより乾燥状態を呈するようになる(非特許文献1及び2)。それにより、肌荒れや乾燥肌などの肌のトラブルが生じるようになり、また肌理や柔軟性が失われることにより美容の点でも問題となる。真皮では、加齢などの内的因子や、紫外線、活性酸素などの外的因子によって、結合組織や弾性繊維が減少又は変性して皮膚が本来維持している収縮性、柔軟性、保湿性などの機能が衰え、シワやたるみの発生、張りや弾力性の低下等さまざまな肌のトラブルが生じる。 Skin undergoes various aging phenomena under the influence of aging, exposure to sunlight (ultraviolet rays), eating habits, stress, and the like. Examples of the skin aging phenomenon include pigmentation such as spots, freckles, and liver spots, dullness, dryness, wrinkles and the like. Skin aging occurs separately or in conjunction with the skin epidermis, dermis, and subcutaneous tissue, but the epidermis present in the outermost layer and the dermatological aging involved in wrinkles and pigmentation are particularly problematic. It is said. In the epidermis, it is known that while the number of stratum corneum increases as an aging phenomenon, the barrier function of the skin decreases, and thereby, a dry state is exhibited (Non-patent Documents 1 and 2). As a result, skin troubles such as rough skin and dry skin occur, and the problem of beauty is caused by the loss of texture and flexibility. In the dermis, the shrinkage, flexibility, moisture retention, etc. that the skin originally maintains by reducing or degenerating connective tissue and elastic fibers due to internal factors such as aging and external factors such as ultraviolet rays and active oxygen The function of the skin declines, causing various skin problems such as wrinkles and sagging, tension and elasticity.
皮膚の老化現象の進行を遅延させ、可能であれば逆行させるための研究がなされており、例えば、抗酸化物質を除去する物質や弾性繊維の産生を促進する物質の探索が行われている(特許文献1及び2)。美容製品の開発のために、このようなマクロレベルでの研究が行われているが、細胞レベルでの老化現象については未だに十分に解明されていない。 Research has been made to delay the progression of the skin aging phenomenon and reverse it if possible, for example, searching for substances that remove antioxidants and substances that promote the production of elastic fibers ( Patent Documents 1 and 2). For the development of beauty products, research at such a macro level has been conducted, but the aging phenomenon at the cellular level has not yet been fully elucidated.
一方で、カルシウムチャネルの一種としてOraiファミリーが知られている。Oraiファミリーのカルシウムチャネルは、他のカルシウムチャネルとは異なり、4回膜貫通型の膜タンパク質である。Orai1は、小胞体のCa2+貯蔵が枯渇した際に活性化するCa2+放出活性型Ca2+(CRAC)チャネルの構成分子として、小胞体内のCa2+枯渇を感知するタンパク質として同定されたSTIM1に続き、RNAi技術を用いた研究により特定された。Orai1は、細胞膜に存在することが示されている。Orai1の発見後すぐにヒトのホモログ遺伝子としてOrai2及びOrai3が発見され、進化学的にOrai3は、哺乳動物への分化の際に出現した最も新しいホモログ遺伝子であることが明らかにされた。したがって、Orai3は哺乳動物の環境適応に応じた新たな生物学的機能を有することを予測されているが、その機能についてはいまだ不明なままであった(非特許文献3)。 On the other hand, the Orai family is known as a kind of calcium channel. Unlike other calcium channels, the Orai family of calcium channels is a four-transmembrane membrane protein. Orai1 is identified as a protein that senses Ca 2+ depletion in the endoplasmic reticulum as a constituent molecule of the Ca 2+ release activated Ca 2+ (CRAC) channel that is activated when the Ca 2+ store in the endoplasmic reticulum is depleted. Identified by studies using RNAi technology following STIM1. Orai1 has been shown to be present in the cell membrane. Immediately after the discovery of Orai1, Orai2 and Orai3 were discovered as human homologous genes, and evolutionarily, Orai3 was revealed to be the newest homologous gene that emerged during differentiation into mammals. Therefore, although Orai3 is predicted to have a new biological function according to the environmental adaptation of mammals, its function still remains unknown (Non-patent Document 3).
本発明は、皮膚における細胞レベルでの老化に関わる機構を特定すると共に、皮膚細胞を賦活化できる薬剤を開発することを目的とする。さらに、細胞における老化に関わる機構を特定し、それにより細胞老化の進行を遅らせるか、又は逆行させることができる物質のスクリーニング方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to develop the chemical | medical agent which can activate a skin cell while specifying the mechanism in connection with aging at the cell level in skin. Furthermore, it aims at providing the screening method of the substance which can specify the mechanism in connection with aging in a cell, and can thereby delay or reverse the progress of cell aging.
本発明者らが、上記課題を解決すべく鋭意研究を行ったところ、老化にともない、外部刺激に対する表皮細胞内におけるCa2+応答からの回復が遅くなるとの知見を初めて得た。この知見に基づき、Ca2+応答からの回復を遅くする原因の追究を行ったところ、Ca2+チャネルの一種であるOrai3をノックダウンすることにより、Ca2+応答からの回復が早くなったことを見出した。Ca2+応答からの回復の早さが、細胞の若返りに関与するとの予測の元、創傷治癒モデルであるスクラッチアッセイにOrai3ノックダウン細胞を供したところ、驚くべきことに細胞増殖速度が速まり、創傷治癒能力が高まることを発見し、本発明に至った。 As a result of intensive research aimed at solving the above-mentioned problems, the present inventors have obtained for the first time the finding that recovery from Ca 2+ responses in epidermal cells to external stimuli is delayed with aging. Based on this finding, the cause of slowing recovery from the Ca 2+ response was investigated. By knocking down Orai3, a type of Ca 2+ channel, the recovery from the Ca 2+ response was accelerated. I found out. Surprisingly, when Orai3 knockdown cells were subjected to scratch assay, a wound healing model, with the expectation that rapid recovery from the Ca 2+ response was involved in cell rejuvenation, the cell proliferation rate was surprisingly increased. The present inventors have discovered that the ability to heal wounds is increased and have arrived at the present invention.
したがって、本発明は以下のものに関する:
[1] 皮膚においてORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤を含む、皮膚細胞賦活剤。
[2] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤が、ORAI3特異的抗体、並びにOrai3の発現を特異的に阻害するRNAi誘導性核酸、アンチセンス核酸、リボザイム、及びそれらの発現ベクターからなる群から選択される1種以上である、項目1に記載の皮膚細胞賦活剤。
[3] 前記皮膚細胞賦活剤が、皮膚バリア機能亢進剤又は創傷治癒促進剤である、項目1又は2に記載の皮膚細胞賦活剤。
[4] 培養細胞に候補薬剤を添加する工程、
候補薬剤添加後の培養細胞のOrai3の遺伝子発現を直接的又は間接的に測定する工程、及び
候補薬剤添加前の培養細胞における遺伝子発現と比較する工程
を含む、細胞賦活剤のスクリーニング方法。
[5] 前記Orai3の遺伝子発現を直接的に測定する工程が、Orai3のmRNA量又はORAI3のタンパク質量を測定する方法である、項目4に記載の細胞賦活剤のスクリーニング方法。
[6] 前記Orai3の遺伝子発現を間接的に測定する工程が、以下の:
培養細胞に圧力刺激適用前後の細胞内Ca2+濃度を計測する工程、及び
細胞内Ca2+濃度がピーク値と定常値との中間値を超えてから該中間値に戻るまでの時間(半値幅)、又は所定時間経過後の細胞内Ca2+濃度の値をOrai3の遺伝子発現と関連づける工程
を含む、項目4に記載の方法細胞賦活剤のスクリーニング方法。
[7] 前記皮細胞賦活剤が、皮膚バリア機能亢進剤又は創傷治癒促進剤である、項目4〜6のいずれか一項に記載の皮膚細胞賦活剤のスクリーニング方法。
[8] 皮膚培養細胞又は3次元皮膚培養シートに、Orai3遺伝子発現抑制剤又はOrai3タンパク質の機能抑制剤を添加する工程を含む、培養皮膚シートの製造方法。
[9] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤が、ORAI3特異的抗体、並びにOrai3の発現を特異的に阻害するRNAi誘導性核酸、アンチセンス核酸、リボザイム、及びそれらの発現ベクターからなる群から選択される1種以上である、項目8に記載の培養皮膚シートの製造方法。
[10] 培養細胞に、Orai3遺伝子発現抑制剤又はOrai3タンパク質の機能抑制剤を添加する工程を含む、培養細胞の増殖方法。
[11] 培養細胞に刺激を与える工程をさらに含む項目10に記載の培養細胞の増殖方法。
[12] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤を投与することを含む、皮膚細胞賦活方法。
[13] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤が、ORAI3特異的抗体、並びにOrai3の発現を特異的に阻害するRNAi誘導性核酸、アンチセンス核酸、リボザイム、及びそれらの発現ベクターからなる群から選択される1種以上である、項目12に記載の皮膚細胞賦活方法。
[14] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤を投与することを含む、美容方法。
[15] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤が、ORAI3特異的抗体、並びにOrai3の発現を特異的に阻害するRNAi誘導性核酸、アンチセンス核酸、リボザイム、及びそれらの発現ベクターからなる群から選択される1種以上である、項目14に記載の美容方法。
[16] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤を投与することを含む、創傷治療方法。
[17] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤が、ORAI3特異的抗体、並びにOrai3の発現を特異的に阻害するRNAi誘導性核酸、アンチセンス核酸、リボザイム、及びそれらの発現ベクターからなる群から選択される1種以上である、項目16に記載の創傷治療方法。
[18] 皮膚抗老化のための医薬又は化粧品の製造のための、ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤の使用。
[19] ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤が、ORAI3特異的抗体、並びにOrai3の発現を特異的に阻害するRNAi誘導性核酸、アンチセンス核酸、リボザイム、及びそれらの発現ベクターからなる群から選択される1種以上である、項目18に記載の使用。
The invention therefore relates to:
[1] A skin cell activator comprising an ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor in skin.
[2] The ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor is selected from the group consisting of an ORAI3-specific antibody and an RNAi-inducible nucleic acid, antisense nucleic acid, ribozyme, and their expression vectors that specifically inhibit the expression of Orai3 The skin cell activator according to item 1, which is one or more of the above.
[3] The skin cell activator according to item 1 or 2, wherein the skin cell activator is a skin barrier function enhancer or a wound healing promoter.
[4] A step of adding a candidate drug to cultured cells,
A method for screening a cell activator comprising a step of directly or indirectly measuring Orai3 gene expression in cultured cells after addition of a candidate drug, and a step of comparing with gene expression in cultured cells before addition of the candidate drug.
[5] The method for screening a cell activator according to Item 4, wherein the step of directly measuring the gene expression of Orai3 is a method of measuring the amount of Orai3 mRNA or the amount of ORAI3 protein.
[6] The step of indirectly measuring the gene expression of Orai3 includes the following:
Step of measuring an intracellular Ca 2+ concentration before and after the pressure stimulation applied to cultured cells, and the intracellular Ca 2+ concentration time from beyond the intermediate value between the peak value and the steady-state value before returning to the intermediate value (half The method according to item 4, comprising a step of associating a value range) or a value of intracellular Ca 2+ concentration after a lapse of a predetermined time with the gene expression of Orai3.
[7] The screening method for a skin cell activator according to any one of items 4 to 6, wherein the skin cell activator is a skin barrier function enhancer or a wound healing promoter.
[8] A method for producing a cultured skin sheet, comprising a step of adding an Orai3 gene expression inhibitor or an Orai3 protein function inhibitor to skin cultured cells or a three-dimensional skin culture sheet.
[9] The function inhibitor of the ORAI3 protein or Orai3 gene is selected from the group consisting of an ORAI3-specific antibody, and an RNAi-inducible nucleic acid, antisense nucleic acid, ribozyme, and their expression vectors that specifically inhibit the expression of Orai3 The manufacturing method of the cultured skin sheet of item 8 which is 1 or more types.
[10] A method for growing cultured cells, comprising a step of adding an Orai3 gene expression inhibitor or an Orai3 protein function inhibitor to cultured cells.
[11] The method for proliferating cultured cells according to Item 10, further comprising a step of stimulating the cultured cells.
[12] A method for activating skin cells, comprising administering an ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor.
[13] The function inhibitor of the ORAI3 protein or Orai3 gene is selected from the group consisting of an ORAI3-specific antibody, and an RNAi-inducible nucleic acid, antisense nucleic acid, ribozyme, and their expression vectors that specifically inhibit the expression of Orai3 Item 13. The skin cell activation method according to Item 12, which is one or more types.
[14] A cosmetic method comprising administering an ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor.
[15] The function inhibitor of the ORAI3 protein or Orai3 gene is selected from the group consisting of an ORAI3-specific antibody and an RNAi-inducible nucleic acid, antisense nucleic acid, ribozyme, and their expression vector that specifically inhibits the expression of Orai3 Item 15. The cosmetic method according to Item 14, wherein the cosmetic method is one or more types.
[16] A method for treating a wound, comprising administering an ORAI3 protein or an Orai3 gene function inhibitor.
[17] The function inhibitor of the ORAI3 protein or Orai3 gene is selected from the group consisting of an ORAI3-specific antibody and an RNAi-inducible nucleic acid, antisense nucleic acid, ribozyme, and their expression vector that specifically inhibits the expression of Orai3 Item 17. The wound treatment method according to Item 16, wherein the wound treatment method is one or more types.
[18] Use of an ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor for the manufacture of a medicament or cosmetic for skin anti-aging.
[19] The ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor is selected from the group consisting of ORAI3-specific antibodies and RNAi-inducible nucleic acids, antisense nucleic acids, ribozymes, and their expression vectors that specifically inhibit Orai3 expression. 19. Use according to item 18, wherein the use is one or more.
Orai3遺伝子発現や、Orai3タンパク質の機能を抑制することにより、皮膚バリア機能の亢進又は創傷治癒能力の促進を含む細胞賦活効果を発揮することができる。 By suppressing the expression of Orai3 gene and the function of Orai3 protein, cell activation effects including enhancement of skin barrier function or promotion of wound healing ability can be exhibited.
本発明は、ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤を含む皮膚細胞賦活剤に関する。本発明では、ORAI3のアミノ酸配列は、例えば配列番号1として公知である。Orai3遺伝子のヌクレオチド配列は、オープンリーディングフレーム (ORF)として配列番号2が知られ、また転写されるmRNAの配列として配列番号3が知られ、ゲノム配列も公知である(ENSG00000175938)。ORAI3のアミノ酸及びヌクレオチド配列はともに、GenBankにAccession number Nm_152288として登録されている。本発明においては、ORAI3又はOrai3遺伝子として、ORAI3又はOrai3遺伝子の変異体、例えば、突然変異、多型、選択的スプライシング、縮重などに基づいた変異体も含まれるものとする。具体的には、本発明におけるORAI3は、配列番号1に示されるアミノ酸配列、或いは該アミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸の欠失、置換又は付加を含むアミノ酸配列、を含むタンパク質であってもよい。或いは、本発明におけるORAI3は、配列番号1に示されるアミノ酸配列と90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、かつORAI3と同等のin vivo機能を有する変異体も包含する。また、本発明におけるOrai3遺伝子は、配列番号1のアミノ酸配列によってコードされるヌクレオチド配列、より具体的には配列番号2に示されるヌクレオチド配列と90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上の同一性を有するヌクレオチド配列を含み、かつ翻訳後にORAI3と同等のin vivo機能を有する変異体も包含する。 The present invention relates to a skin cell activator comprising an ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor. In the present invention, the amino acid sequence of ORAI3 is known as SEQ ID NO: 1, for example. As for the nucleotide sequence of the Orai3 gene, SEQ ID NO: 2 is known as an open reading frame (ORF), SEQ ID NO: 3 is known as the sequence of mRNA to be transcribed, and the genome sequence is also known (ENSG00000175938). Both the amino acid and nucleotide sequences of ORAI3 are registered in GenBank as Accession number Nm — 152288. In the present invention, the ORAI3 or Orai3 gene includes a mutant of the ORAI3 or Orai3 gene, for example, a mutant based on mutation, polymorphism, alternative splicing, degeneracy and the like. Specifically, ORAI3 in the present invention may be a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, or an amino acid sequence containing a deletion, substitution or addition of one or several amino acids in the amino acid sequence. Good. Alternatively, ORAI3 in the present invention is 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 97% or more, still more preferably 98% or more, and most preferably 99% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. And a variant having an in vivo function equivalent to that of ORAI3. The Orai3 gene in the present invention is 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 97% of the nucleotide sequence encoded by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, more specifically the nucleotide sequence shown by SEQ ID NO: 2. %, More preferably 98% or more, and most preferably 99% or more of the nucleotide sequence having the same in vivo function as that of ORAI3 after translation.
ORAI3はカルシウムチャネルであるが、驚くべきことに、ORAI3をノックダウンすることにより、刺激を受けた表皮ケラチノサイトのCa2+応答からの回復が早くなったこと、さらには皮膚創傷治癒能力が向上することが本発明者らにより見出された。刺激を受けたケラチノサイトのCa2+応答からの回復にかかる時間は、加齢とともに長くなることも、本発明者らにより見出されている。また創傷治癒能力についても加齢とともに減少することが知られている(非特許文献4)。したがって、ノックダウンによりOrai3の遺伝子発現を抑制するか、又はORAI3の機能を抑制することにより、細胞賦活化を可能にし、さらには老化した細胞の若返りを可能にすると考えられる。したがって、ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能を抑制できる物質は、細胞、好ましくは皮膚細胞、特に表皮細胞の細胞賦活剤として使用することができる。また本発明の細胞賦活剤は、皮膚に対する抗老化剤、老化逆行剤、又は若返り剤として使用することができる。このような物質は、in vivo だけでなく、ex vivo やin vitroで用いられてもよい。また、ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能を抑制する物質は、創傷治癒能力を向上することから、創傷治癒促進剤とすることができる。 ORAI3 is a calcium channel, but surprisingly, knocking down ORAI3 speeds up the recovery of the stimulated epidermal keratinocytes from the Ca 2+ response and further improves the ability of skin wounds to heal It has been found by the present inventors. It has also been found by the inventors that the time taken to recover from stimulated keratinocytes from the Ca 2+ response increases with age. It is also known that the wound healing ability decreases with aging (Non-Patent Document 4). Therefore, it is considered that cell activation is possible by suppressing the gene expression of Orai3 by knockdown or the function of ORAI3, and further, rejuvenation of aged cells is enabled. Therefore, a substance capable of suppressing the function of the ORAI3 protein or the Orai3 gene can be used as a cell activator for cells, preferably skin cells, particularly epidermal cells. The cell activator of the present invention can be used as an anti-aging agent, aging retrograde agent, or rejuvenating agent for the skin. Such a substance may be used not only in vivo but also ex vivo or in vitro. Moreover, since the substance which suppresses the function of ORAI3 protein or Orai3 gene improves wound healing ability, it can be used as a wound healing promoter.
また、表皮内のCa2+濃度勾配が、加齢に伴い減少することが示されており(非特許文献5)、表皮内Ca2+濃度勾配が、表皮の角層への分化形成を調節していると報告されている(非特許文献6)。また加齢に伴い、角層の層数が増加するものの、皮膚バリア機能が弱まり、乾燥状態を呈することが知られている(非特許文献2)。これらの従来技術と、本発明者らにより明らかにされた知見とを組み合わせると、加齢に伴い減少する表皮におけるCa2+濃度勾配は、皮膚老化に関与するOrai3遺伝子の働きによって生じるものと考えられる。したがって、ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能を抑制する物質は、表皮内Ca2+濃度勾配に影響を与え、それにより角層形成を適切に保つことができるようになると考えられる。これにより、ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能を抑制する物質は、皮膚バリア機能の向上に関わることができ、皮膚バリア機能亢進剤として使用することが可能となる。 Moreover, regulatory Ca 2+ concentration gradient in the epidermis, has been shown to decrease with age (non-patent document 5), epidermal Ca 2+ concentration gradient, a differentiation formation of the epidermis of the stratum corneum (Non-patent document 6). Further, it is known that the number of stratum corneum increases with aging, but the skin barrier function is weakened and a dry state is exhibited (Non-patent Document 2). Combining these conventional techniques with the findings revealed by the present inventors, it is considered that the Ca 2+ concentration gradient in the epidermis that decreases with aging is caused by the action of the Orai3 gene involved in skin aging. It is done. Therefore, it is considered that a substance that suppresses the function of the ORAI3 protein or the Orai3 gene affects the intraepidermal Ca 2+ concentration gradient, thereby appropriately maintaining the stratum corneum formation. Thereby, the substance that suppresses the function of the ORAI3 protein or the Orai3 gene can be involved in the improvement of the skin barrier function, and can be used as a skin barrier function enhancer.
本発明におけるORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤を含む細胞賦活とは、皮膚、特に表皮細胞における細胞の活性を高めることをいい、抗老化や若返りの効果を含んでいてもよい。賦活効果の例として、細胞の増殖性、刺激応答性、温度変化や化学物質によるストレスへの耐性等の向上が挙げられる。本発明の細胞賦活剤は、特に創傷や火傷などの外部刺激に応答して、細胞増殖性を高めることができることから、細胞賦活には、創傷又は火傷治癒の向上が含まれる。また、細胞を賦活することにより、皮膚バリア機能の亢進や、肌理やシワといった皮膚状態の改善、表皮ターンオーバーの促進による美白やくすみの改善(具体的には、メラニン色素を取り込んだ表皮細胞の排出促進)などの効果が発揮されうる。 In the present invention, cell activation including an ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor refers to enhancing cell activity in skin, particularly epidermal cells, and may include anti-aging and rejuvenation effects. Examples of the activation effect include improvement of cell proliferation, stimulus responsiveness, temperature change and resistance to stress by chemical substances. Since the cell activator of the present invention can enhance cell proliferation, particularly in response to external stimuli such as wounds and burns, the cell activation includes improvement of wound or burn healing. In addition, by activating cells, skin barrier functions are enhanced, skin conditions such as skin texture and wrinkles are improved, and whitening and dullness are improved by promoting epidermal turnover (specifically, epidermal cells incorporating melanin pigments) Effects such as emission promotion).
Orai3遺伝子の機能抑制剤とは、Orai3の遺伝子発現を抑制できる物質であれば任意の物質であってよく、Orai3遺伝子発現抑制剤と呼ばれてもよい。Orai3遺伝子発現抑制剤の例として、Orai3の遺伝子発現を特異的に阻害するRNAi誘導性核酸、アンチセンス核酸、リボザイム、及びそれらの発現ベクターが挙げられる。Orai3遺伝子の機能抑制は、mRNA量又はタンパク質量として表され、対照と比較して統計学的に低値を示せば、Orai3遺伝子の機能が抑制されたということができる。機能抑制を示す場合、これらの発現量は、好ましくは対照に対して80%以下、さらに好ましくは50%以下、特に好ましくは20%以下の発現量である。 The Orai3 gene function inhibitor may be any substance as long as it can suppress the expression of Orai3 gene, and may be referred to as an Orai3 gene expression inhibitor. Examples of the Orai3 gene expression inhibitor include RNAi-inducible nucleic acids, antisense nucleic acids, ribozymes, and their expression vectors that specifically inhibit Orai3 gene expression. Suppression of the function of the Orai3 gene is expressed as the amount of mRNA or protein, and if it shows a statistically lower value compared to the control, it can be said that the function of the Orai3 gene was suppressed. When function suppression is shown, these expression levels are preferably 80% or less, more preferably 50% or less, and particularly preferably 20% or less with respect to the control.
ORAI3タンパク質の機能抑制剤としては、ORAI3のタンパク質、好ましくは複数のORAI3により形成されるCa2+チャネルの機能を抑制可能な物質であれば任意の物質であってよく、例えばORAI3の抗体、特に機能中和抗体が挙げられる。ORAI3タンパク質は、Ca2+チャネルとしての機能することから、ORAI3タンパク質の機能抑制は、Ca2+の挙動により測定することができる。特にORAI3は、皮膚細胞において、刺激によるCa2+応答を持続させるように働くことから、Ca2+の量を経時的に計測し、Ca2+応答後の細胞内Ca2+濃度がピーク値と定常値との中間値を超えてから該中間値に戻るまでの時間(半値幅)、又は所定時間、例えば(1分、2分、又は3分)経過後の細胞内Ca2+濃度の値を測定し、このような値が対照と比較して、統計学的に低値を示せば、ORAI3タンパク質の機能が抑制されたということができる。機能抑制を示す場合、これらの値は、好ましくは対照に対して80%以下、さらに好ましくは60%以下、特に好ましくは40%以下である。 The function inhibitor of the ORAI3 protein may be any substance as long as it is a substance capable of suppressing the function of the Ca2 + channel formed by the ORAI3 protein, preferably a plurality of ORAI3. Examples include functional neutralizing antibodies. Since the ORAI3 protein functions as a Ca 2+ channel, the suppression of the function of the ORAI3 protein can be measured by the behavior of Ca 2+ . In particular, ORAI3 works to sustain the Ca 2+ response by stimulation in skin cells, so the amount of Ca 2+ is measured over time, and the intracellular Ca 2+ concentration after Ca 2+ response is the peak value. The value of intracellular Ca 2+ concentration after elapse of a predetermined time, for example (1 minute, 2 minutes, or 3 minutes), from the time when the intermediate value with the steady value is exceeded to the time when the intermediate value is returned (half width). If such a value is statistically lower than that of the control, it can be said that the function of the ORAI3 protein is suppressed. When showing functional inhibition, these values are preferably 80% or less, more preferably 60% or less, particularly preferably 40% or less, relative to the control.
本発明で用いられるRNAi誘導性核酸は、細胞内に導入されることにより、RNA干渉を誘導し得るポリヌクレオチドをいい、通常、19〜30ヌクレオチド、好ましくは19〜25ヌクレオチド、より好ましくは19〜23ヌクレオチドを含むRNA、DNA、又はRNAとDNAのキメラ分子であってよく、任意の修飾が施されていてもよい。RNAi干渉は、mRNAに対して生じてもよいし、プロセッシング前の転写直後のRNA、すなわちエキソン、イントロン、3’非翻訳領域、及び5’非翻訳領域を含むヌクレオチド配列のRNAであってもよい。本発明で使用可能なRNAi法は、(1)短い二重鎖RNA(siRNA)を細胞内に直接導入するか、(2)short−hairpin型 RNA(shRNA)を各種発現ベクターに組み込み、そのベクターを細胞内に導入するか、或いは(3)対立方向に並ぶ2個のプロモーターを持つベクターに、siRNAに対応する短い二重鎖DNAをプロモーター間に挿入してsiRNAを発現させるベクターを作製し、細胞内に導入する、などの手法によりRNAiを誘導させてもよい。RNAi核酸は、ORAI3のRNAの切断又はその機能抑制を可能にするsiRNA、shRNA又はmiRNAを含んでもよく、これらのRNAi核酸は、リポソームなどを用いて直接導入されてもよいし、これらのRNAi核酸を誘導する発現ベクターを用いて導入されてもよい。 The RNAi-inducible nucleic acid used in the present invention refers to a polynucleotide capable of inducing RNA interference by being introduced into a cell, and is usually 19 to 30 nucleotides, preferably 19 to 25 nucleotides, more preferably 19 to 19 nucleotides. It may be RNA, DNA comprising 23 nucleotides, or a chimeric molecule of RNA and DNA, and any modification may be applied. RNAi interference may occur for mRNA or RNA immediately after transcription prior to processing, that is, RNA of a nucleotide sequence including exons, introns, 3 ′ untranslated regions, and 5 ′ untranslated regions. . The RNAi method that can be used in the present invention includes (1) directly introducing a short double-stranded RNA (siRNA) into a cell, or (2) incorporating short-hairpin type RNA (shRNA) into various expression vectors. Or (3) creating a vector for expressing siRNA by inserting a short double-stranded DNA corresponding to siRNA between the promoters into a vector having two promoters arranged in opposite directions, RNAi may be induced by a technique such as introduction into cells. The RNAi nucleic acid may include siRNA, shRNA, or miRNA that enables cleavage of ORAI3 RNA or suppression of its function, and these RNAi nucleic acids may be directly introduced using liposomes or the like, or these RNAi nucleic acids May be introduced using an expression vector that induces.
本発明で用いられるOrai3に対するsiRNAは、siRNAの標的となるOrai3配列に基づいて、周知の化学合成技術を用いて合成することができる。例えば、固相ホスホアミダイト法などのDNA合成技術を利用したDNA(/RNA)自動合成装置を使用して化学的に合成するか、或いは、siRNA関連の受託合成会社(例えばLife Technologies社など)に委託して合成することも可能である。本発明の実施形態によれば、本発明のsiRNAは、その前駆体であるshort−hairpin型二本鎖RNA(shRNA)から、細胞内RNaseであるダイサー(Dicer)によるプロセシングを介して誘導されてもよい。本発明において、使用されるsiRNAは、配列番号2又はその相補配列に由来の連続する19〜30ヌクレオチド、好ましくは19〜25ヌクレオチド、より好ましくは19〜23ヌクレオチドを含むDNAに対応するRNAである。このようなRNAは、5’又は3’末端に1又は数個、例えば2の付加配列(ttやuu)などが追加されてもよく、それにより細胞内で分解を妨げ、安定性を高めることができる。例えば、以下の配列をOrai3のsiRNAとして使用することができるが以下のものに限定されることを意図するものではなく、下記の配列に相補する配列を用いてもよい:
5’−GCUACAAGCAGGAACUAGA−3’ (配列番号4)
5’−GCACCUCUUUGCACUCAUG−3’ (配列番号5)
5’−GAAGUUGUCCUGGUUGGUU−3’ (配列番号6)
5’−GUGGCUACCUCCCUUAGUC−3’ (配列番号7)
5’−CAUCCACAACCUCAACUCUtt−3’ (配列番号8)
5’−GCUACAAGCAGGAACUAGAtt−3’ (配列番号9)
5’−GGUUGGUUGGGUCAAGUUUtt−3’ (配列番号10)
5’−GCUGUGAGCAACAUCCACAtt−3’ (配列番号11)
5’−UUGAAGCUGUGAGCAACAU−3’ (配列番号12)
5’−GGGUCAAGUUUGUGCCCAU−3’ (配列番号13)
5’−GCUACAAGCAGGAACUAGA−3’ (配列番号14)
5’−GCACCUCUUUGCACUCAUG−3’ (配列番号15)
5’−GAAGUUGUCCUGGUUGGUU−3’ (配列番号16)
5’−GUGGCUACCUCCCUUAGUC−3’ (配列番号17)
5’−UUGAAGCUGUGAGCAACAUtt−3’ (配列番号18)
5’−CACCAGUGGCUACCUCCCUUAtt−3’ (配列番号19)
5’−TCCUUAGCCCUUGAAAUACAAtt−3’ (配列番号20)
5’−CUGCCCUGGGCACCUUUCU−3’ (配列番号21)
5’−GCAACAUCCACAACCUCAA−3’ (配列番号22)
このうち、ORAI3のsiRNAとして、Orai3の遺伝子抑制が確認された観点から、配列番号4〜10からなる群から選ばれる1以上が用いることが好ましく、特に配列番号4及び/又は9のものが好ましい。
The siRNA for Orai3 used in the present invention can be synthesized using a well-known chemical synthesis technique based on the Orai3 sequence that is the target of siRNA. For example, chemically synthesized using an automatic DNA (/ RNA) synthesizer utilizing a DNA synthesis technique such as a solid phase phosphoramidite method, or a contract synthesis company related to siRNA (for example, Life Technologies) It is also possible to synthesize by consigning. According to the embodiment of the present invention, the siRNA of the present invention is induced from its precursor short-hairpin type double-stranded RNA (shRNA) through processing by an intracellular RNase, Dicer. Also good. In the present invention, the siRNA used is RNA corresponding to DNA comprising 19 to 30 nucleotides, preferably 19 to 25 nucleotides, more preferably 19 to 23 nucleotides derived from SEQ ID NO: 2 or its complementary sequence. . One or several such RNAs may be added to the 5 ′ or 3 ′ end, such as 2 additional sequences (tt or uu), thereby preventing degradation in the cell and increasing stability. Can do. For example, the following sequences can be used as Orai3 siRNAs, but are not intended to be limited to the following, and sequences complementary to the following sequences may be used:
5′-GCUACAAGCAGGAACUAGA-3 ′ (SEQ ID NO: 4)
5′-GCACCUCUUUGCACUCAUG-3 ′ (SEQ ID NO: 5)
5′-GAAGUUGUCCUGGUUGGUU-3 ′ (SEQ ID NO: 6)
5′-GUGGCUACCUCCCUUAGUC-3 ′ (SEQ ID NO: 7)
5′-CAUCCACAACCUCAACUCUtt-3 ′ (SEQ ID NO: 8)
5′-GCUACAAGCAGGAACUAGAtt-3 ′ (SEQ ID NO: 9)
5′-GGUUGGUUGGGUCAAGUUUtt-3 ′ (SEQ ID NO: 10)
5′-GCUGUGAGCAACAUCCACAtt-3 ′ (SEQ ID NO: 11)
5′-UUGAAGCUGUGAGCAACAU-3 ′ (SEQ ID NO: 12)
5′-GGGUCAAGUUUGUGCCCCAU-3 ′ (SEQ ID NO: 13)
5′-GCUACAAGCAGGAACUAGA-3 ′ (SEQ ID NO: 14)
5′-GCACCUCUUUGCACUCAUG-3 ′ (SEQ ID NO: 15)
5′-GAAGUUGUCCUGGUUGGUU-3 ′ (SEQ ID NO: 16)
5′-GUGGCUACCUCCCUUAGUC-3 ′ (SEQ ID NO: 17)
5′-UUGAAGCUGUGAGCAACAUtt-3 ′ (SEQ ID NO: 18)
5′-CACCAGUGGCUACCUCCCUUAtt-3 ′ (SEQ ID NO: 19)
5′-TCCUUAGCCCUUGAAAUACAAtt-3 ′ (SEQ ID NO: 20)
5′-CUGCCCUGGGCACCUUUCU-3 ′ (SEQ ID NO: 21)
5′-GCAACAUCCACAACCUCAA-3 ′ (SEQ ID NO: 22)
Among these, from the viewpoint of confirmation of Orai3 gene suppression, one or more selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 4 to 10 is preferably used as the ORAI3 siRNA, and those of SEQ ID NOs: 4 and / or 9 are particularly preferable. .
本発明の組成物の有効成分として、アンチセンス核酸が使用されてもよい。このアンチセンス核酸は、配列番号2のヌクレオチド配列を含むOrai3遺伝子に対応するmRNAの配列、又はその部分配列に相補的な配列を含むRNAか又はDNAのいずれかである。前記部分配列は、Orai3遺伝子又はmRNAの配列において連続する約30以上、50以上、70以上、100以上、150以上、200以上又は250以上から全長以下、例えば50〜150のヌクレオチドからなる配列を含むことができる。この配列は、アンチセンス核酸としての機能が妨げられない範囲で、1又は複数のヌクレオチドの置換、付加、又は欠失が含まれても良いし、ヌクレオチドアナログが用いられてもよい。アンチセンス核酸のヌクレオチドは、天然のヌクレオチドに加えて、ハロゲン(フッ素、塩素、臭素又はヨウ素)、メチル、カルボキシメチル又はチオ基などの基を有する修飾ヌクレオチドを含むことができる。アンチセンス核酸は、周知のDNA/RNA合成技術又はDNA組換え技術を用いて合成することができる。DNA組換え技術によって合成する場合、配列番号2の配列を含むベクターDNAを鋳型にして、増幅しようとする配列を挟み込むプライマーを用いてポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行って標的配列を増幅し、必要に応じてベクター中にクローニングして、アンチセンスDNAを生成することができる。或いは、このようにして得られた増幅標的配列を有するDNAをベクターに挿入し、該ベクターを真核又は原核細胞に導入し、その転写系を利用してアンチセンスRNAを得ることができる。ベクターは、上に記載のウイルスベクター、プラスミドベクターを使用することができる。 An antisense nucleic acid may be used as an active ingredient of the composition of the present invention. This antisense nucleic acid is either RNA or DNA containing a sequence of mRNA corresponding to the Orai3 gene containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, or a sequence complementary to a partial sequence thereof. The partial sequence includes a sequence consisting of about 30 or more, 50 or more, 70 or more, 100 or more, 150 or more, 200 or more, or 250 or more and less than the full length, for example, 50 to 150 nucleotides in the sequence of the Orai3 gene or mRNA. be able to. This sequence may include substitution, addition, or deletion of one or a plurality of nucleotides as long as the function as an antisense nucleic acid is not hindered, or a nucleotide analog may be used. The nucleotides of antisense nucleic acids can include modified nucleotides having groups such as halogen (fluorine, chlorine, bromine or iodine), methyl, carboxymethyl or thio groups in addition to natural nucleotides. Antisense nucleic acids can be synthesized using well-known DNA / RNA synthesis techniques or DNA recombination techniques. When synthesizing by DNA recombination technology, it is necessary to amplify the target sequence by performing polymerase chain reaction (PCR) using a vector DNA containing the sequence of SEQ ID NO: 2 as a template and a primer sandwiching the sequence to be amplified. And can be cloned into a vector to produce antisense DNA. Alternatively, the thus obtained DNA having an amplified target sequence can be inserted into a vector, the vector is introduced into a eukaryotic or prokaryotic cell, and antisense RNA can be obtained using the transcription system. As the vector, the virus vectors and plasmid vectors described above can be used.
本発明のOrai3遺伝子の機能抑制剤として、リボザイムも使用することができる。リボザイムとは、核酸を切断する酵素活性を有するRNAのことを指し、酵素活性を有する配列の両側に、切断したい配列に相補的な配列を配置することにより、所望の位置でRNAを切断することができる。一方で、近年の研究により、当該酵素活性部位の塩基配列を有するオリゴDNAも同様に核酸切断活性を有することが明らかになっているので、本明細書では配列特異的な核酸切断活性を有する限りDNAをも包含する概念として用いる。具体的には、リボザイムは、Orai3遺伝子をコードするmRNAまたは初期転写産物中の配列を特異的に切断することができる。リボザイムとして最も汎用性の高いものとしては、ウイロイドやウイルソイド等の感染性RNAに見られるセルフスプライシングRNAがあり、ハンマーヘッド型やヘアピン型等が知られている。ハンマーヘッド型は約40塩基程度で酵素活性を発揮し、ハンマーヘッド構造をとる部分に隣接する両端の数塩基ずつ(合わせて約10塩基程度)を、mRNAの所望の切断部位の前後の配列と相補的な配列にすることにより、標的mRNAのみを特異的に切断することが可能である。さらに、リボザイムを、それをコードするDNAを含む発現ベクターの形態で使用する場合には、転写産物の細胞質への移行を促進するために、tRNAを改変した配列をさらに連結したハイブリッドリボザイムとすることもできる(Nucleic Acids Res., 29(13): 2780-2788 (2001))。 Ribozymes can also be used as the function inhibitor of the Orai3 gene of the present invention. Ribozyme refers to RNA having an enzymatic activity that cleaves nucleic acids, and cleaves RNA at a desired position by placing sequences complementary to the sequence to be cleaved on both sides of the sequence having enzymatic activity. Can do. On the other hand, recent studies have revealed that oligo DNA having the base sequence of the enzyme active site also has nucleic acid cleavage activity, so in this specification, as long as it has sequence-specific nucleic acid cleavage activity. It is used as a concept including DNA. Specifically, the ribozyme can specifically cleave mRNA encoding the Orai3 gene or a sequence in the initial transcript. The most versatile ribozyme is self-splicing RNA found in infectious RNA such as viroid and virusoid, and the hammerhead type and hairpin type are known. The hammerhead type exhibits enzyme activity at about 40 bases, and several bases at both ends adjacent to the portion having the hammerhead structure (about 10 bases in total) are combined with the sequences before and after the desired cleavage site of mRNA. By using complementary sequences, it is possible to specifically cleave only the target mRNA. Furthermore, when the ribozyme is used in the form of an expression vector containing the DNA encoding the ribozyme, in order to promote the transfer of the transcription product to the cytoplasm, the ribozyme should be a hybrid ribozyme further linked with a tRNA-modified sequence. (Nucleic Acids Res., 29 (13): 2780-2788 (2001)).
Orai3遺伝子の機能抑制剤は、細胞内で発現可能なベクターの形態で使用することができる。使用される発現ベクターは、Orai3遺伝子のsiRNA、アンチセンス核酸、リボザイムをコードするポリヌクレオチド、および当該ポリヌクレオチドに機能可能に連結されたプロモーターを含む。前記プロモーターは、細胞内で、制御下にある発現対象の転写を可能にするものであれば任意のものを使用することができ、例えば、polIIIプロモーター(例、tRNAプロモーター、U6プロモーター、H1プロモーター)、哺乳動物用プロモーター(例、CMVプロモーター、CAGプロモーター、SV40プロモーター)などが用いられる。本発明の発現ベクターはさらに、選択マーカー遺伝子(テトラサイクリン、アンピシリン、カナマイシン、ハイグロマイシン、ホスフィノスリシン等の薬剤に対する抵抗性を付与する遺伝子、栄養要求性変異を相補する遺伝子等)をさらに含んでいてもよい。 The function inhibitor of the Orai3 gene can be used in the form of a vector that can be expressed in cells. The expression vector used includes an Orai3 gene siRNA, an antisense nucleic acid, a polynucleotide encoding a ribozyme, and a promoter operably linked to the polynucleotide. As the promoter, any promoter can be used as long as it enables transcription of an expression target under control in the cell. For example, a polIII promoter (eg, tRNA promoter, U6 promoter, H1 promoter) Mammalian promoters (eg, CMV promoter, CAG promoter, SV40 promoter) and the like are used. The expression vector of the present invention further includes a selection marker gene (a gene that confers resistance to drugs such as tetracycline, ampicillin, kanamycin, hygromycin, phosphinothricin, a gene that complements an auxotrophic mutation, etc.). May be.
本発明の発現ベクターのバックボーン(backbone)としては、ヒト等の哺乳動物細胞中
で制御下の発現対象を転写可能であれば特に制限されないが、例えば、プラスミドベクター、ウイルスベクターが挙げられる。哺乳動物への投与に好適なベクターとしては、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス、ポリオウイルス、シンドビスウイルス、センダイウイルス等のウイルスベクターが挙げられる。なかでも、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ワクシニアウイルス由来のウイルスベクターが好ましい。
The backbone of the expression vector of the present invention is not particularly limited as long as it can transcribe a controlled expression target in mammalian cells such as humans, and examples thereof include plasmid vectors and virus vectors. Suitable vectors for administration to mammals include viral vectors such as retrovirus, adenovirus, adeno-associated virus, herpes virus, vaccinia virus, pox virus, poliovirus, Sindbis virus, Sendai virus and the like. Of these, virus vectors derived from retroviruses, adenoviruses, adeno-associated viruses, and vaccinia viruses are preferred.
ORAI3タンパク質の機能抑制剤としては、ORAI3タンパク質の機能を抑制できれば任意の物質であってもよい。例えば、ORAI3タンパク質に対する抗体又はそのフラグメントであってもよい。本発明の抗体は、例えばORAI3の膜外領域の配列をエピトープとして用いて、スクリーニングすることにより取得することができる。本発明において抗体という語は、最も広い意味で使用するものとし、所望の特異的結合性が示される限り、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、抗体変異体、人工抗体が含まれるものとする。本発明における抗体は、マウス抗体、ヒト抗体、ラット抗体、ウサギ抗体、ヤギ抗体、ラクダ抗体など、任意の動物由来の抗体であってもよい。また、本発明における抗体は、抗体変異体のように、例えば、アミノ酸配列の一部を置換した改変抗体、各種分子を結合させた抗体修飾物、抗体フラグメント、低分子抗体などいかなる抗体であってもよい。さらにこれらの抗体に対してアフィニティマチュレーションを行った抗体も挙げられる。これらの抗体は全て公知の方法を用いれば製造することができる。 The ORAI3 protein function inhibitor may be any substance as long as the function of the ORAI3 protein can be suppressed. For example, it may be an antibody against the ORAI3 protein or a fragment thereof. The antibody of the present invention can be obtained, for example, by screening using the sequence of the extra-membrane region of ORAI3 as an epitope. In the present invention, the term antibody is used in the broadest sense, and includes a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, an antibody variant, and an artificial antibody as long as a desired specific binding property is shown. The antibody in the present invention may be an antibody derived from any animal such as a mouse antibody, a human antibody, a rat antibody, a rabbit antibody, a goat antibody, or a camel antibody. In addition, the antibody in the present invention is any antibody such as a modified antibody in which a part of the amino acid sequence is substituted, a modified antibody in which various molecules are bound, an antibody fragment, a low molecular antibody, etc. Also good. Furthermore, the antibody which performed affinity maturation with respect to these antibodies is also mentioned. All of these antibodies can be produced using known methods.
ポリクローナル抗体は、本発明にかかるエピトープを用いて、哺乳動物、例えばウサギ、ニワトリ、マウス、ラット、ヒツジなどに定法に従い免疫することにより生成することができる。ORAI3に対するポリクローナル抗体の生成は、例えばCurrent Protocols in Immunology, Wiley and Sons Inc.のChapter 9の記載に従うことで生成することができる。また、別の態様では、ORAI3を用いて哺乳動物を免疫し、生成した抗体群に対して、ORAI3又はそのエピトープペプチドを用いてスクリーニングすることにより、本発明のORAI3に結合するポリクローナル抗体を生成することができる。 Polyclonal antibodies can be generated by immunizing mammals such as rabbits, chickens, mice, rats, sheep and the like according to a standard method using the epitope according to the present invention. Polyclonal antibodies against ORAI3 can be produced, for example, according to the description of Chapter 9 of Current Protocols in Immunology, Wiley and Sons Inc. In another embodiment, a polyclonal antibody that binds to ORAI3 of the present invention is generated by immunizing a mammal with ORAI3 and screening the generated antibody group using ORAI3 or an epitope peptide thereof. be able to.
本発明の抗体のうちモノクローナル抗体は、単一クローンの抗体集団の抗体のことをいう。モノクローナル抗体には、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、バイスペシフィック抗体、抗体のペプチド模倣体、改変抗体、人工抗体並びにそれらのコンジュゲート抗体及びフラグメントが含まれるものとする。ORAI3に対するモノクローナル抗体は、マウス抗体、ヒト抗体、ラット抗体、ウサギ抗体、ヤギ抗体、ラクダ抗体など、任意の動物由来の抗体であってもよい。また、本発明におけるORAI3に対するモノクローナル抗体は、抗体変異体のように、例えば、アミノ酸配列等の一部を改変した改変抗体、各種分子を結合させた抗体修飾物、抗体フラグメント、低分子抗体などいかなる抗体であってもよい。本発明のモノクローナル抗体はハイブリドーマ法、ファージディスプレイ法、及び遺伝子工学的手法など、任意の公知の手法を用いて生成することができる。 A monoclonal antibody among the antibodies of the present invention refers to an antibody of a single clone antibody population. Monoclonal antibodies include chimeric antibodies, humanized antibodies, human antibodies, bispecific antibodies, peptidomimetics of antibodies, modified antibodies, artificial antibodies and conjugated antibodies and fragments thereof. The monoclonal antibody against ORAI3 may be an antibody derived from any animal such as a mouse antibody, a human antibody, a rat antibody, a rabbit antibody, a goat antibody, or a camel antibody. In addition, the monoclonal antibody against ORAI3 in the present invention can be any antibody such as a modified antibody in which a part of the amino acid sequence is modified, an antibody modified product in which various molecules are bound, an antibody fragment, a low molecular antibody, etc. It may be an antibody. The monoclonal antibody of the present invention can be produced using any known method such as a hybridoma method, a phage display method, and a genetic engineering method.
本発明では、ヒトに対する異種抗原性を低下させること等を目的として、例えば、キメラ抗体、ヒト化抗体、バイスペシフィック抗体、抗体をペプチド模倣物により置換した抗体のペプチド模倣体、改変抗体、人工抗体、及びこれらの抗体とのコンジュゲート抗体も使用することができるし、これらの抗体は、既知の方法を用いて製造することができる。 In the present invention, for the purpose of reducing the heterologous antigenicity to humans, for example, chimeric antibodies, humanized antibodies, bispecific antibodies, peptide mimetics of antibodies substituted with peptide mimetics, modified antibodies, artificial antibodies , And conjugate antibodies with these antibodies can also be used, and these antibodies can be produced using known methods.
本発明に使用する抗体は、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)等の非ペプチド性ポリマー、放射性物質、トキシン等の各種分子と結合したコンジュゲート抗体でもよい。このようなコンジュゲート抗体は、得られた抗体に化学的な修飾を施すことによって得ることができる。なお、化学的修飾方法はこの分野においてすでに確立されている。本発明における抗体にはこれらのコンジュゲート抗体も包含される(D.J.King., Applications and Engineering of Monoclonal antibodies., 1998 T.J. International Ltd, Monoclonal Antibody-Based Therapy of Cancer., 1998 Marcel Dekker Inc; Chari et al., Cancer Res., 1992 Vol152:127; Liu et al., Proc Natl Acad Sci USA., 1996 Vol 93:8681)。 The antibody used in the present invention may be, for example, a conjugated antibody bound to various molecules such as non-peptidic polymers such as polyethylene glycol (PEG), radioactive substances, and toxins. Such a conjugated antibody can be obtained by chemically modifying the obtained antibody. Chemical modification methods have already been established in this field. The antibodies in the present invention also include these conjugated antibodies (DJKing., Applications and Engineering of Monoclonal antibodies., 1998 TJ International Ltd, Monoclonal Antibody-Based Therapy of Cancer., 1998 Marcel Dekker Inc; Chari et al , Cancer Res., 1992 Vol152: 127; Liu et al., Proc Natl Acad Sci USA., 1996 Vol 93: 8681).
本発明では、上記のような全抗体とは別に、ORAI3のエピトープ結合性を有し、Ca2+活性を発揮する限り、抗体のフラグメントやその修飾物であってよい。例えば、抗体のフラグメントとしては、Fabフラグメント、Fvフラグメント、F(ab’)2フラグメント、Fab’フラグメント、又はH鎖とL鎖のFvを適当なリンカーで連結させたシングルチェインFv(scFv)が挙げられる。 In the present invention, apart from the whole antibody as described above, it may be an antibody fragment or a modified product thereof as long as it has an ORAI3 epitope binding property and exhibits Ca 2+ activity. For example, antibody fragments include Fab fragments, Fv fragments, F (ab ′) 2 fragments, Fab ′ fragments, or single chain Fv (scFv) in which Hv and L chain Fvs are linked by an appropriate linker. It is done.
抗体製造のための産生系は、in vitro又はin vivoの産生系のいずれかを利用することができる。in vitroの産生系としては、真核細胞、例えば動物細胞、植物細胞、又は真菌細胞を使用する産生系や原核細胞、例えば大腸菌、枯草菌などの細菌細胞を使用する産生系が挙げられる。使用される動物細胞としては、哺乳動物細胞、例えばCHO、COS、ミエローマ、BHK、HeLa、Veroといった一般に使用される細胞、昆虫細胞、植物細胞などが用いられてもよい。in vivoの産生系としては、動物を使用する産生系や植物を使用する産生系が挙げられる。動物を使用する場合、例えば哺乳類動物、昆虫を用いる産生系などがある。哺乳類動物としては、例えばヤギ、ブタ、ヒツジ、マウス、ウシなどを用いることができる(Vicki Glaser, SPECTRUM Biotechnology Applications, 1993)。また、昆虫としては、例えばカイコを用いることができる。植物を使用する場合、例えばタバコを用いることができる。 As the production system for antibody production, either an in vitro or in vivo production system can be used. Examples of in vitro production systems include production systems that use eukaryotic cells such as animal cells, plant cells, or fungal cells, and production systems that use prokaryotic cells such as bacterial cells such as Escherichia coli and Bacillus subtilis. As animal cells to be used, mammalian cells such as CHO, COS, myeloma, BHK, HeLa, Vero, and commonly used cells, insect cells, plant cells and the like may be used. Examples of in vivo production systems include production systems using animals and production systems using plants. When animals are used, for example, there are production systems using mammals and insects. Examples of mammals that can be used include goats, pigs, sheep, mice, and cows (Vicki Glaser, SPECTRUM Biotechnology Applications, 1993). Moreover, as an insect, a silkworm can be used, for example. When using a plant, for example, tobacco can be used.
得られた抗体は、均一になるまで精製することができる。抗体の分離、精製は通常のタンパク質で使用されている分離、精製方法を使用すればよい。例えばアフィニティークロマトグラフィー等のクロマトグラフィーカラム、フィルター、限外濾過、塩析、透析、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動等を適宜選択、組み合わせれば、抗体を分離、精製することができる(Antibodies: A Laboratory Manual. Ed Harlow and David Lane, Cold Spring Harbor Laboratory, 1988)が、これらに限定されるものではない。アフィニティークロマトグラフィーに用いるカラムとしては、プロテインAカラム、プロテインGカラムが挙げられる。プロテインAを結合させる担体resinとして、例えばHyper D(Pall Corporation), POROS(Life Technologies), Sepharose F. F.(GE Healthcare)等が挙げられる。 The resulting antibody can be purified to homogeneity. For separation and purification of antibodies, separation and purification methods used for ordinary proteins may be used. For example, antibodies can be separated and purified by appropriately selecting and combining chromatography columns such as affinity chromatography, filters, ultrafiltration, salting out, dialysis, SDS polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing etc. (Antibodies: A Laboratory Manual. Ed Harlow and David Lane, Cold Spring Harbor Laboratory, 1988), but is not limited thereto. Examples of columns used for affinity chromatography include a protein A column and a protein G column. Examples of the carrier resin to which protein A is bound include Hyper D (Pall Corporation), POROS (Life Technologies), Sepharose FF (GE Healthcare) and the like.
本発明の皮膚細胞賦活剤、皮膚バリア機能亢進剤又は皮膚創傷治癒促進剤は、医薬品、医薬部外品、又は化粧品に配合することができる。配合される化粧品としては、皮膚に適用できるものであれば任意の製品であってよく、例えば、化粧水、美容液、乳液、クリーム、パックなどが挙げられる。一方、医薬品、医薬部外品に配合される場合、皮膚細胞賦活剤、皮膚バリア機能亢進剤又は皮膚創傷治癒促進剤は、任意の剤型で調製されてもよいが、いずれも皮膚、特に表皮に存在する細胞に作用させることから、皮膚外用剤として調製されることが好ましい。このような医薬組成物には、さらに賦形剤、pH調整剤、基剤、保存剤など、公知の補助剤が含まれてもよい。医薬組成物や、化粧用組成物に配合される場合、配合される活性成分の用量は、実験を通じて適宜決定することができる。 The skin cell activator, skin barrier function enhancer or skin wound healing promoter of the present invention can be blended in pharmaceuticals, quasi drugs, or cosmetics. The cosmetics to be blended may be any products as long as they can be applied to the skin, and examples thereof include lotions, cosmetic liquids, emulsions, creams, packs and the like. On the other hand, when blended in a pharmaceutical product or quasi-drug, the skin cell activator, skin barrier function enhancer or skin wound healing promoter may be prepared in any dosage form. It is preferably prepared as a skin external preparation because it acts on cells present in the skin. Such a pharmaceutical composition may further contain known adjuvants such as excipients, pH adjusters, bases, and preservatives. When blended in a pharmaceutical composition or a cosmetic composition, the dose of the active ingredient to be blended can be appropriately determined through experiments.
さらに別の態様では、本発明は、ORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤を投与することを含む美容方法に関する。皮膚においてORAI3タンパク質又はOrai3遺伝子の機能抑制剤は、皮膚に直接適用することにより経皮的に投与することができる。 In yet another aspect, the present invention relates to a cosmetic method comprising administering an ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor. In the skin, an ORAI3 protein or Orai3 gene function inhibitor can be administered transdermally by applying it directly to the skin.
本発明で実施されるスクラッチアッセイは、皮膚細胞が有する創傷治癒能力を調べることができる(非特許文献7)。具体的に、スクラッチアッセイは、培養された皮膚細胞に対し、針やピペットなどで、スクラッチを形成させ、スクラッチを修復する速度を測定する方法である。理論に束縛されることを意図するものではないが、培養状態の細胞にスクラッチを形成させると、スクラッチの境界に存在する細胞は、スクラッチの刺激によりCa2+流入が生じ、スクラッチを修復するためのシグナル伝達が生じると考えられる。老化した細胞では、ORAI3の働きにより、かかるシグナルが上手く伝わらない結果、スクラッチの修復に時間がかかると考えられる。 The scratch assay performed in the present invention can examine the wound healing ability of skin cells (Non-patent Document 7). Specifically, the scratch assay is a method for measuring the rate at which scratches are formed on cultured skin cells with a needle or pipette, and the scratches are repaired. Although not intended to be bound by theory, when cells in a cultured state are scratched, cells existing at the boundary of the scratch cause Ca 2+ influx by the stimulation of the scratch and repair the scratch. It is thought that signal transduction occurs. In aging cells, it is considered that it takes time to repair scratches as a result of the failure of such signals to be transmitted well due to the action of ORAI3.
本発明の別の態様では、本発明は、Orai3の遺伝子発現を指標とした細胞賦活剤のスクリーニング方法に関する。Orai3の遺伝子発現は、皮膚老化の指標となることから、皮膚培養細胞、特に表皮培養細胞において、Orai3の遺伝子発現を低減させる物質は、皮膚老化を抑制又は逆行できる細胞賦活効果を有する薬剤として選択することができる。したがって、このような細胞賦活剤のスクリーニング方法は、例えば以下の工程:
培養細胞に候補薬剤を添加する工程、
候補薬剤添加後の培養細胞のOrai3の遺伝子発現を直接又は間接的に測定する工程、及び
候補薬剤添加前の培養細胞における遺伝子発現と比較する工程
を含むことができる。候補薬剤を添加する工程の後に、所定期間培養する工程が含まれてもよい。こうして細胞賦活剤として選択された薬剤は、皮膚バリア機能亢進剤又は創傷治癒促進剤でもあり、また皮膚細胞の老化抑制若しくは逆行剤、若返り剤ということもできる。候補薬物添加前の培養細胞における遺伝子発現は、候補薬剤の添加工程前に取得された培養細胞サンプルから計測する工程により測定されてもよいし、使用する培養細胞系で予め遺伝子発現を計測しておいてもよい。遺伝子発現の直接的測定は、ノーザンブロットや、リアルタイムPCRの手法により、転写されたmRNAを測定することにより行われてもよいし、ウエスタンブロットや、蛍光免疫化学的の手法により、翻訳されたタンパク質量を測定することにより行われてもよい。一方でOrai3遺伝子は、刺激により生じた細胞のCa2+応答を持続させるように機能することから、Ca2+応答の持続性を表す指標を用いることにより、遺伝子発現を間接的に測定することが可能となる。Ca2+応答の持続性を表す指標としては、Ca2+応答後の細胞内Ca2+濃度が、ピーク値と定常値との中間値を超えてから該中間値に戻るまでの時間(半値幅)、又は所定時間経過後の細胞内Ca2+濃度の値を使用することができる。したがって、遺伝子発現の間接的な測定を用いたスクリーニング方法として、
培養細胞に候補薬剤を添加する工程、
候補薬剤添加後の培養細胞において、刺激の適用前後の細胞内Ca2+濃度を計測する工程、及び
細胞内Ca2+濃度がピーク値と定常値との中間値を超えてから該中間値に戻るまでの時間(半値幅)、又は所定時間経過後の細胞内Ca2+濃度の値を指標とし、候補薬剤添加前の培養細胞における当該値と比較する工程
を含む方法が挙げられる。
これらのスクリーニングにおいて使用される候補薬剤は、任意の化粧品素材ライブラリーや、医薬品化合物ライブラリーなどの物質であってよい。細胞に適用する刺激は、Ca2+応答を惹起できれば任意の刺激であってよく、機械刺激、圧力刺激、例えば水圧刺激、薬剤刺激、電気刺激であってもよい。
In another aspect of the present invention, the present invention relates to a cell activator screening method using Orai3 gene expression as an index. Since Orai3 gene expression is an index of skin aging, substances that reduce Orai3 gene expression in cultured skin cells, especially epidermal cultured cells, are selected as drugs that have a cell activation effect that can suppress or reverse skin aging can do. Therefore, such a cell activator screening method includes, for example, the following steps:
Adding a candidate drug to the cultured cells;
A step of directly or indirectly measuring Orai3 gene expression in cultured cells after addition of the candidate drug, and a step of comparing with gene expression in cultured cells before addition of the candidate drug. The step of culturing for a predetermined period may be included after the step of adding the candidate drug. The drug thus selected as a cell activator is also a skin barrier function enhancer or a wound healing promoter, and can also be referred to as a skin cell aging inhibitor or retrograde agent or rejuvenation agent. Gene expression in cultured cells before addition of a candidate drug may be measured by a step of measuring from a cultured cell sample obtained before the candidate drug addition step, or gene expression is measured in advance in a cultured cell system to be used. It may be left. Direct measurement of gene expression may be performed by measuring the transcribed mRNA by Northern blot or real-time PCR technique, or by translated protein by Western blot or fluorescent immunochemical technique. It may be done by measuring the amount. On the other hand, since the Orai3 gene functions to sustain the Ca 2+ response of cells generated by stimulation, the gene expression is indirectly measured by using an index representing the persistence of the Ca 2+ response. Is possible. As an index representing the persistence of the Ca 2+ response, the time (half-time) from when the intracellular Ca 2+ concentration after the Ca 2+ response exceeds the intermediate value between the peak value and the steady value to the intermediate value is returned. Value range), or the value of intracellular Ca 2+ concentration after a predetermined period of time can be used. Therefore, as a screening method using indirect measurement of gene expression,
Adding a candidate drug to the cultured cells;
In cell culture after a candidate drug addition, a step of measuring an intracellular Ca 2+ concentration before and after application of the stimulus, and the intermediate value after exceeding the intermediate value of the intracellular Ca 2+ concentration peak and steady-state value There is a method including a step of comparing the time until returning (half width) or the value of intracellular Ca 2+ concentration after elapse of a predetermined time with the value in cultured cells before addition of a candidate drug.
Candidate drugs used in these screenings may be substances such as any cosmetic material library or pharmaceutical compound library. The stimulus applied to the cell may be any stimulus as long as it can elicit a Ca 2+ response, and may be a mechanical stimulus, a pressure stimulus such as a hydraulic stimulus, a drug stimulus, or an electrical stimulus.
本発明の皮膚細胞賦活剤は、皮膚細胞の若返り効果を与えることができる。したがって、皮膚に対し直接適用することもできるし、またin vitroやex vivoの実験において、皮膚培養細胞の培養時に添加することにより、細胞増殖を高めることができる。さらに別の態様では、成人の皮膚から取得した皮膚サンプルから取得された細胞を培養して、自家移植用の培養皮膚シートを製造する際に、かかる本発明の皮膚細胞賦活剤を用いることができる。 The skin cell activator of the present invention can provide a skin cell rejuvenation effect. Therefore, it can be directly applied to the skin, and in in vitro and ex vivo experiments, cell proliferation can be enhanced by adding at the time of culturing skin cultured cells. In yet another aspect, the skin cell activator of the present invention can be used when culturing cells obtained from a skin sample obtained from adult skin to produce a cultured skin sheet for autologous transplantation. .
実施例1:細胞培養
細胞は、様々な年齢の健常ドナー(女性14人)の皮膚から調製された表皮由来ケラチノサイトを用い、Epilife−KG2培地(クラボウ製)で培養した。これをコラーゲンコートしたガラス底付きの直径35mmディッシュに播種してカルシウムイメージング実験に用いた。
Example 1: Cell Culture Cells were cultured in Epilife-KG2 medium (Kurabo) using epidermis-derived keratinocytes prepared from the skin of healthy donors (14 women) of various ages. This was seeded in a 35 mm diameter dish with a glass bottom coated with collagen and used for a calcium imaging experiment.
実施例2:水圧負荷とカルシウムイメージング
ヒト表皮由来ケラチノサイトを5μM fura−2AM(カルシウム指示薬)を含む培地中で37℃45分間培養後、緩衝液で洗浄し、蛍光倒立顕微鏡にセットした。先端を細くしたガラスキャピラリー内に緩衝液を入れ、マイクロインジェクター(Femtojet, Eppendorf社製)に接続し、キャピラリーの先端(外径30ミクロン)を単一細胞の真上に斜め約45度の角度に水流が噴出されるようセットし、100ヘクトパスカルの圧力を1秒間吹きかけることにより水圧を1つの細胞に適用した。水圧の適用前後の細胞において、Fura2蛍光画像(F340, F380)を2秒おきにORCA−R2 CCDカメラ(浜松ホトニクス製)で撮影した。蛍光画像の代表例を図1Aに示した。画像解析ソフト(アクアコスモス、浜松ホトニクス製)を用いて、水圧を受けた1個の細胞の細胞質部分のFura2の蛍光強度比(F340/F380)を計算し、代表例として、B:24歳、C:63歳から取得した細胞における水圧負荷後のCa2+濃度の変化をグラフにあらわした(図1BおよびC)。水圧刺激により誘導されたCa2+応答のグラフから、細胞内Ca2+濃度がピーク値と定常値との中間値を超えてから該中間値に戻るまでの時間(半値幅)、及び2分経過後の細胞内Ca2+濃度の値を算出した。図1Dは、半値幅とドナー年齢との相関を示すグラフであり(N=11、P<0.05、ピアソンの積率相関係数(R)=0.854)、加齢により半値幅が増加することが示された。これにより、老化にともない刺激後のCa2+応答において、Ca2+流入後の戻りが遅くなることが示された。
Example 2: Hydraulic load and calcium imaging After culturing human epidermis-derived keratinocytes in a medium containing 5 μM fura-2AM (calcium indicator) at 37 ° C. for 45 minutes, the cells were washed with a buffer solution and set on an inverted fluorescence microscope. A buffer solution is placed in a glass capillary with a thin tip, connected to a microinjector (Femtojet, manufactured by Eppendorf), and the tip of the capillary (outer diameter of 30 microns) is obliquely above the single cell at an angle of about 45 degrees. The water pressure was applied to one cell by setting the water flow to be ejected and blowing 100 hectopascal pressure for 1 second. In the cells before and after application of water pressure, Fura2 fluorescence images (F340, F380) were taken with an ORCA-R2 CCD camera (Hamamatsu Photonics) every 2 seconds. A representative example of the fluorescence image is shown in FIG. 1A. Using image analysis software (Aqua Cosmos, manufactured by Hamamatsu Photonics), the Fura2 fluorescence intensity ratio (F340 / F380) of the cytoplasmic part of one cell subjected to water pressure was calculated. C: Changes in Ca 2+ concentration after water pressure loading in cells obtained from the age of 63 are shown in graphs (FIGS. 1B and C). From the graph of the Ca 2+ response induced by water pressure stimulation, the time from when the intracellular Ca 2+ concentration exceeds the intermediate value between the peak value and the steady value until it returns to the intermediate value (half-value width), and 2 minutes The value of intracellular Ca 2+ concentration after the lapse was calculated. FIG. 1D is a graph showing the correlation between the half-width and donor age (N = 11, P <0.05, Pearson's product moment correlation coefficient (R) = 0.854), and the half-width increases with aging. It was shown that. Thus, it was shown that the return after Ca 2+ inflow is delayed in the Ca 2+ response after stimulation with aging.
実施例3:RT−PCR
EZ1 RNA cell mini kit (Qiagen製)を用いて細胞からトータルRNAを抽出し、逆転写酵素を用いてRNAからcDNAを合成した。mRNAの定量は、LightCycler 480とユニバーサルプローブ(ロシュ・ダイアグノスティクス製)を用いたリアルタイム定量PCRにより行った。以下の表に記載のプライマーとユニバーサルプローブを使用した。
Total RNA was extracted from the cells using EZ1 RNA cell mini kit (manufactured by Qiagen), and cDNA was synthesized from the RNA using reverse transcriptase. mRNA was quantified by real-time quantitative PCR using a LightCycler 480 and a universal probe (Roche Diagnostics). The primers and universal probes listed in the table below were used.
使用した細胞の提供者の年齢と、Orai3のmRNAレベルとをグラフにプロットして示した(図2A)。さらに、実施例2で測定した各細胞における水圧適用刺激後の半値幅と、Orai3のmRNAレベルとをグラフにプロットして示した(図2B)。加齢に伴い、Orai3の発現が増えることが相関性をもって示された(N=14、P<0.05)。さらに水圧刺激により誘導されたCa2+応答後に細胞内Ca2+濃度がピーク値と定常値との中間値を超えてから該中間値に戻るまでの時間(半値幅)が、Orai3の遺伝子発現と相関することが示された(N=14、P<0.05)。 The age of the donors of the cells used and the Orai3 mRNA levels were plotted on a graph (FIG. 2A). Furthermore, the half-width after stimulation with water pressure in each cell measured in Example 2 and the mRNA level of Orai3 were plotted in a graph (FIG. 2B). It was shown that Orai3 expression increases with age (N = 14, P <0.05). Furthermore, after the Ca 2+ response induced by water pressure stimulation, the time (half width) from when the intracellular Ca 2+ concentration exceeds the intermediate value between the peak value and the steady value to return to the intermediate value is the expression of the Orai3 gene. (N = 14, P <0.05).
実施例4:siRNAによるOari3遺伝子のノックダウンによる細胞賦活効果の確認
siRNAによるOrai3遺伝子のノックダウン
siRNAによるノックダウン実験には、増殖期(50−80%コンフルエント)の細胞にsiRNAをトランスフェクション試薬(Lipofectamine RNAiMAX、Life Technologies社製)と混合して培地中に添加し、終濃度が5nMになるようにして12−24時間培養した。用いたOrai3−siRNAの配列は、以下の表1に示す。配列番号4〜7のsiRNAは、Dhermacon社製であり、配列番号8〜10のsiRNAは、Ambion社(現在はLife Technologies社)製である。siRNAのコントロール実験には、非特異的配列のsiRNA(negative control siRNA、Dhermacon製(カタログ番号:D-001810-10-05)またはAmbion製(カタログ番号4390843))を用いた。
For siRNA knockdown experiments, siRNA is mixed with transfection reagent (Lipofectamine RNAiMAX, manufactured by Life Technologies) in the growth phase (50-80% confluent) cells and added to the medium. The cells were cultured for 12 to 24 hours at a final concentration of 5 nM. The sequence of Orai3-siRNA used is shown in Table 1 below. The siRNAs of SEQ ID NOs: 4-7 are from Dhermacon, and the siRNAs of SEQ ID NOs: 8-10 are from Ambion (now Life Technologies). For siRNA control experiments, non-specific sequence siRNA (negative control siRNA, manufactured by Dhermacon (catalog number: D-001810-10-05) or Ambion (catalog number 4390843)) was used.
Orai3のsiRNAを導入し、24時間後にRNA抽出し、実施例3のRT−PCRの手法により、Orai3のmRNA量を定量した。Orai3−siRNAにより、陰性対照−siRNAに比べてOrai3のmRNA量が約10%にまで減少した(図3A)。 Orai3 siRNA was introduced, RNA was extracted 24 hours later, and the amount of Orai3 mRNA was quantified by the RT-PCR method of Example 3. Orai3-siRNA reduced the amount of Orai3 mRNA to about 10% compared to negative control-siRNA (FIG. 3A).
免疫沈降とウエスタンブロット
siRNAを導入して2日後に、下記の手法により、細胞からタンパク質を抽出し、Orai3抗体で免疫沈降後、ウエスタンブロットを行った。siRNAを導入して2日後に細胞を抽出溶液(150mM NaCl,50mM Tris−HCl,pH7.5, 1%Nonidet P−40,0.3mM PMSF,1μg/ml pepstatin A,10μg/ml leupeptin)中で破砕し、その遠心上清を回収してタンパク定量し、300μg分の総タンパク質を1回の反応に用いた。これをOrai3抗体(SAB3500121, Sigma−Aldrich製)およびプロテインGビーズと反応させ、免疫沈降したタンパク質(ビーズに結合したタンパク質)をSDS−PAGE(10%ゲル)で分離し、PVDF膜に転写した。これを別のOrai3抗体(HPA015022, Sigma−Aldrich製)と反応させ、発光法により、バンドをX線フィルムで検出した。これにより31kdのOrai3のバンドを検出した。Orai3−siRNAにより、陰性対照に比べてOrai3タンパク質量が約50%にまで減少したことが示された(図3B)。
Immunoprecipitation and Western Blot Two days after the introduction of siRNA, proteins were extracted from the cells by the following method, immunoprecipitated with Orai3 antibody, and then Western blotted. Two days after siRNA introduction, cells were extracted in an extraction solution (150 mM NaCl, 50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1% Nonidet P-40, 0.3 mM PMSF, 1 μg / ml pepstatin A, 10 μg / ml leupeptin). After crushing, the supernatant was collected and the protein was quantified, and 300 μg of total protein was used for one reaction. This was reacted with Orai3 antibody (SAB3500121, Sigma-Aldrich) and protein G beads, and the immunoprecipitated protein (protein bound to the beads) was separated by SDS-PAGE (10% gel) and transferred to a PVDF membrane. This was reacted with another Orai3 antibody (HPA015502, manufactured by Sigma-Aldrich), and the band was detected with an X-ray film by a luminescence method. This detected a 31 kd Orai3 band. Orai3-siRNA showed that the amount of Orai3 protein was reduced to about 50% compared to the negative control (FIG. 3B).
水圧負荷とカルシウムイメージング
高齢者(63歳)から取得したケラチノサイトに、上記のOrai3のsiRNA又は対照siRNAを導入した細胞において、実施例2の水圧適用とカルシウムイメージングを行い、水圧刺激により誘導されたCa2+応答のグラフを取得した(図4A)。細胞内Ca2+濃度がピーク値と定常値との中間値を超えてから該中間値に戻るまでの時間(半値幅)を、6回の平均で示した(図4B)。Orai3の遺伝子ノックダウンにより、Ca2+応答の戻りが早くなり、若い被験者から取得した細胞におけるCa2+応答のグラフに類似した(図1B)。また、図1Dにより、加齢と相関することが示された半値幅も低下することが示された。これにより、Orai3の機能を抑制することにより、細胞の若返りの効果がみられた。
Water Load and Calcium Imaging In cells in which the above Orai3 siRNA or control siRNA was introduced into keratinocytes obtained from an elderly person (63 years old), the water pressure application and calcium imaging of Example 2 were performed, and Ca induced by water pressure stimulation. A graph of 2+ response was acquired (FIG. 4A). The time (half value width) from when the intracellular Ca 2+ concentration exceeded the intermediate value between the peak value and the steady value to the return to the intermediate value was shown as an average of 6 times (FIG. 4B). Gene knockdown Orai3, return of Ca 2+ response faster, similar to the graph of Ca 2+ responses in cells obtained from young subjects (Fig. 1B). In addition, FIG. 1D shows that the half-value width shown to correlate with aging also decreases. Thereby, the effect of cell rejuvenation was observed by suppressing the function of Orai3.
実施例5:Orai3の皮膚における局在と、分化誘導によるOrai3の増加の確認
免疫組織染色
健常ヒト皮膚の凍結切片を作成し、100%メタノールで固定後、Orai3抗体(ACC−065, Alomone Labs社製)と反応させ、さらにAlexa594−二次抗体と反応させたのち、蛍光顕微鏡とCCDカメラで画像撮影をした(図5)。図5Aは、Orai3抗体を使用し、図5BはOrai3抗体を添加していない陰性対照である。Orai3が、表皮に局在し、特に分化が進むにつれて発現が増加することが示された。
Example 5: Localization of Orai3 in skin and confirmation of increase in Orai3 by differentiation induction
Immunohistochemical staining Frozen sections of healthy human skin were prepared, fixed with 100% methanol, reacted with Orai3 antibody (ACC-065, manufactured by Alomone Labs), further reacted with Alexa594-secondary antibody, and then fluorescence microscope And I took a picture with a CCD camera (Fig. 5). FIG. 5A is a negative control using Orai3 antibody and FIG. 5B is a negative control with no added Orai3 antibody. It has been shown that Orai3 is localized in the epidermis and its expression increases especially as differentiation progresses.
培養細胞の分化誘導
培養ケラチノサイトの密度が100%コンフルエントになったときに、培地中のカルシウム濃度を1.8mM にすることによって分化を誘導し、40−48時間培養した。次に、6ウエルプレートに細胞を播種し、細胞の増殖期または分化期(分化誘導から2日後)に細胞を回収し、実施例3の手法と同様にしてOrai3の発現量を調べた(図6)。表皮細胞の分化に伴いOrai3の発現が増加することが示された。
Differentiation induction of cultured cells When the density of cultured keratinocytes became 100% confluent, differentiation was induced by setting the calcium concentration in the medium to 1.8 mM, and the cells were cultured for 40 to 48 hours. Next, the cells were seeded in a 6-well plate, and the cells were collected in the cell growth phase or differentiation phase (2 days after differentiation induction), and the expression level of Orai3 was examined in the same manner as in Example 3 (FIG. 6). It was shown that Orai3 expression increases with epidermal cell differentiation.
実施例6:スクラッチアッセイ
培養ケラチノサイトを6ウエルプレートに播種し、実施例4にしたがって、Orai3のsiRNA又は対照siRNAをトランスフェクションし、Orai3の遺伝子をノックダウンした。ノックダウンされた細胞をさらに培養を続け100%コンフルエントになったらピペットチップ(P1000)で各ウエルの中央を直線状にひっかいて細胞をはがし、1本のスクラッチ(傷)をつくった。培地を交換して培養を続け、数時間おきにスクラッチ部分の細胞の位相差像の撮影を行った。スクラッチ直後と、7時間後の写真を図7Aに示した。この画像からスクラッチした部分に細胞が移動・増殖して傷を修復した面積をImageJ画像解析ソフトにより定量し、図7Bに示した。Orai3の機能を抑制することにより、スクラッチアッセイにおいて細胞増殖が促進された。このことは、Orai3の機能抑制が、創傷治癒効果又は細胞賦活効果を有することを示す。
Example 6: Scratch assay Cultured keratinocytes were seeded in 6-well plates and transfected with Orai3 siRNA or control siRNA according to Example 4 to knockdown the Orai3 gene. The knocked-down cells were further cultured, and when they became 100% confluent, the center of each well was pulled linearly with a pipette tip (P1000), and the cells were peeled off to create one scratch (scratch). The culture was continued with the medium changed, and a phase contrast image of the cells in the scratch portion was taken every few hours. The photographs immediately after scratching and after 7 hours are shown in FIG. 7A. The area in which the cells migrated and proliferated to the scratched portion from this image to repair the wound was quantified by ImageJ image analysis software, and is shown in FIG. 7B. By suppressing the function of Orai3, cell proliferation was promoted in the scratch assay. This indicates that the inhibition of the function of Orai3 has a wound healing effect or a cell activation effect.
Claims (6)
候補薬剤添加後の皮膚培養細胞のOrai3の遺伝子発現を直接的又は間接的に測定する工程、及び
候補薬剤添加前の皮膚培養細胞における遺伝子発現と比較する工程
を含む、皮膚細胞賦活剤のスクリーニング方法。 Adding a candidate drug to cultured skin cells;
A method for screening a skin cell activator, comprising directly or indirectly measuring Orai3 gene expression in cultured skin cells after addition of a candidate drug, and comparing with gene expression in cultured skin cells before addition of the candidate drug .
皮膚培養細胞に刺激適用前後の細胞内Ca2+濃度を計測する工程、及び
細胞内Ca2+濃度がピーク値と定常値との中間値を超えてから該中間値に戻るまでの時間、又は所定時間経過後の細胞内Ca2+濃度の値をOrai3の遺伝子発現と関連づける工程
を含む、請求項3に記載の皮膚細胞賦活剤のスクリーニング方法。 The step of indirectly measuring the gene expression of Orai3 includes the following:
A step of measuring intracellular Ca 2+ concentration before and after application of stimulation to cultured skin cells, and a time from when the intracellular Ca 2+ concentration exceeds an intermediate value between a peak value and a steady value to return to the intermediate value, or The method for screening a skin cell activator according to claim 3 , comprising a step of associating the value of intracellular Ca 2+ concentration after a predetermined time with the expression of Orai3 gene.
Priority Applications (1)
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