JP6890834B2 - アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物及びその使用 - Google Patents

アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物及びその使用 Download PDF

Info

Publication number
JP6890834B2
JP6890834B2 JP2018501805A JP2018501805A JP6890834B2 JP 6890834 B2 JP6890834 B2 JP 6890834B2 JP 2018501805 A JP2018501805 A JP 2018501805A JP 2018501805 A JP2018501805 A JP 2018501805A JP 6890834 B2 JP6890834 B2 JP 6890834B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dock8
atopic dermatitis
cells
gene
protein
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018501805A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017146227A1 (ja
Inventor
宣規 福井
宣規 福井
和彦 山村
和彦 山村
武人 宇留野
武人 宇留野
増隆 古江
増隆 古江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu University NUC
Original Assignee
Kyushu University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyushu University NUC filed Critical Kyushu University NUC
Publication of JPWO2017146227A1 publication Critical patent/JPWO2017146227A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6890834B2 publication Critical patent/JP6890834B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K67/00Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
    • A01K67/027New or modified breeds of vertebrates
    • A01K67/0275Genetically modified vertebrates, e.g. transgenic
    • A01K67/0276Knock-out vertebrates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K67/00Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
    • A01K67/027New or modified breeds of vertebrates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/0004Screening or testing of compounds for diagnosis of disorders, assessment of conditions, e.g. renal clearance, gastric emptying, testing for diabetes, allergy, rheuma, pancreas functions
    • A61K49/0008Screening agents using (non-human) animal models or transgenic animal models or chimeric hosts, e.g. Alzheimer disease animal model, transgenic model for heart failure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/08Antiallergic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/10Cells modified by introduction of foreign genetic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/66Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving luciferase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/5044Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics involving specific cell types
    • G01N33/5047Cells of the immune system
    • G01N33/505Cells of the immune system involving T-cells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2217/00Genetically modified animals
    • A01K2217/05Animals comprising random inserted nucleic acids (transgenic)
    • A01K2217/054Animals comprising random inserted nucleic acids (transgenic) inducing loss of function
    • A01K2217/056Animals comprising random inserted nucleic acids (transgenic) inducing loss of function due to mutation of coding region of the transgene (dominant negative)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2217/00Genetically modified animals
    • A01K2217/07Animals genetically altered by homologous recombination
    • A01K2217/075Animals genetically altered by homologous recombination inducing loss of function, i.e. knock out
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2217/00Genetically modified animals
    • A01K2217/15Animals comprising multiple alterations of the genome, by transgenesis or homologous recombination, e.g. obtained by cross-breeding
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2227/00Animals characterised by species
    • A01K2227/10Mammal
    • A01K2227/105Murine
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2267/00Animals characterised by purpose
    • A01K2267/03Animal model, e.g. for test or diseases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2267/00Animals characterised by purpose
    • A01K2267/03Animal model, e.g. for test or diseases
    • A01K2267/035Animal model for multifactorial diseases
    • A01K2267/0368Animal model for inflammation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2267/00Animals characterised by purpose
    • A01K2267/03Animal model, e.g. for test or diseases
    • A01K2267/035Animal model for multifactorial diseases
    • A01K2267/0387Animal model for diseases of the immune system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/52Assays involving cytokines
    • G01N2333/54Interleukins [IL]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Toxicology (AREA)

Description

本発明は、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物及びその使用に関する。より具体的には、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物、アトピー性皮膚炎治療の創薬標的、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法、アトピー性皮膚炎の治療剤及びアトピー性皮膚炎モデル動物作製用非ヒト動物に関する。本願は、2016年2月25日に、日本に出願された特願2016−034510号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
アトピー性皮膚炎は、慢性の皮膚の炎症性の疾患であり、その患者は世界中で増加している。アトピー性皮膚炎は、主にCD4陽性(CD4)T細胞により構成された炎症性の浸潤を伴う紅斑性で滲出性の病斑の形成を特徴とする。
皮膚の炎症の発症と悪化に、痒み及び掻痒行動が重要な役割を担っているため、起痒物質の同定がアトピー性皮膚炎の効果的な治療戦略に有効である。そして、現在、インターロイキン(IL)−31が主要な起痒物質であると考えられている。
IL−31は、活性化された2型ヘルパー(T2)CD4T細胞から産生される。IL−31を皮内注射したマウス及びIL−31を過剰発現するトランスジェニックマウスは、掻痒行動を増加させ、重篤な皮膚炎を形成する。また、アトピー性皮膚炎患者では、皮膚組織にホーミングする、皮膚リンパ球抗原(CLA)陽性のCD4T細胞がIL−31を産生し、血清中のIL−31濃度が疾患の重度と相関することが知られている。更に、抗IL−31受容体抗体をアトピー性皮膚炎患者に投与すると、痒みが抑制されるという第II相臨床試験の結果が得られている。
したがって、IL−31は、T細胞由来のサイトカインであり、アトピー性皮膚炎の痒みと密接な関連性を有している。
ところで、高IgE症候群は、複合型原発性免疫不全症であり、高い血清中IgE濃度を伴うアトピー性皮膚炎と、細胞外細菌による感染に感受性であることを特徴とする。最近、常染色体劣性遺伝病である高IgE症候群は、主にDedicator of cytokinesis 8(DOCK8)遺伝子の変異に起因していることが報告された(例えば、非特許文献1を参照)。
DOCK8は進化的に保存されたグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)であり、Cdc42を活性化することが知られている。発明者らは、DOCK8ノックアウト(DOCK8−/−)マウスを作製し、DOCK8が間質における樹状細胞の遊走に必須であることを明らかにした(例えば、非特許文献2を参照)。
Zhang Q, et al., Combined Immunodeficiency Associated with DOCK8 Mutations, N. Engl. J. Med., 361 (21), 2046-2055, 2009. Harada Y, et al., DOCK8 is a Cdc42 activator critical for interstitial dendritic cell migration during immune responses, Blood, 119 (19), 4451-4461, 2012.
このように、IL−31がアトピー性皮膚炎における主要な起痒物質であるが、CD4T細胞によるIL−31産生の制御機構は未解明である。そこで、本発明は、IL−31の産生制御機構を明らかにし、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物を提供することを目的とする。
本発明は以下の態様を含む。
[1]CD4T細胞において、Dedicator of cytokinesis 8(DOCK8)タンパク質、Mammalian STE20−like kinase 1(MST1)タンパク質、及びEndothelial PAS domain protein 1(EPAS1)タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異を有する、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物。
[2]前記遺伝子変異が、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子のノックアウト又はノックダウンである、[1]に記載のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物。
[3]再編成したT細胞受容体(TCR)が遺伝子導入されている、[1]又は[2]に記載のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物。
[4]DOCK8−/−TCR Tg又はMST1−/−TCR Tgの遺伝子型を有する、[1]〜[3]のいずれかに記載のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物(ここで、TCR Tgは再編成したTCRが遺伝子導入されていることを表す。)。
[5]前記TCRがANDである、[3]又は[4]に記載のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物。
[6]DOCK8タンパク質、MST1タンパク質、及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異を有する、アトピー性皮膚炎モデル細胞。
[7]前記遺伝子変異が、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子のノックアウト又はノックダウンである、請求項6に記載の細胞。
[8]被験物質の投与下で、[1]〜[5]のいずれかに記載の非ヒト動物の掻痒行動の量を定量する工程と、定量された前記掻痒行動の量が、前記被験物質の非投与下における前記非ヒト動物の掻痒行動の量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[9]被験物質の存在下で、アトピー性皮膚炎の患者由来のCD4T細胞、DOCK8−/−CD4T細胞又はMST1−/−CD4T細胞のTCRを刺激し、前記CD4T細胞によるインターロイキン(IL)−31の発現量を定量する工程と、前記IL−31の発現量が、前記被験物質の非存在下で前記CD4T細胞のTCRを刺激した場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[10]被験物質の存在下で、T細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、IL−31の発現量を定量する工程と、前記発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[11]被験物質の存在下で、IL−31プロモーターの下流にレポーター遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを導入した細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、前記レポーター遺伝子の発現量を定量する工程と、前記レポーター遺伝子の発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合の前記レポーター遺伝子の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[12]被験物質の存在下で、DOCK8−/−T細胞又はMST1−/−T細胞のTCRを刺激し、IL−31の発現量を定量する工程と、前記発現量が、前記被験物質の非存在下で前記細胞のTCRを刺激した場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[13]被験物質の存在下で、IL−31プロモーターの下流にレポーター遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを導入した、DOCK8−/−T細胞又はMST1−/−T細胞のTCRを刺激し、前記レポーター遺伝子の発現量を定量する工程と、前記レポーター遺伝子の発現量が、前記被験物質の非存在下で前記細胞のTCRを刺激した場合の前記レポーター遺伝子の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[14]被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力を測定する工程と、前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[15]被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とMST1タンパク質との結合力を測定する工程と、前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とMST1タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[16]被験物質の存在下で、DOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力を測定する工程と、前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるDOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[17]被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とSP1タンパク質との結合力を測定する工程と、前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とSP1タンパク質との結合力と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[18]被験物質の存在下で、DOCK8−/−細胞又はMST1−/−細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、EPAS1タンパク質の核内存在量を定量する工程と、前記核内存在量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合のEPAS1タンパク質の核内存在量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[19]被験物質の存在下で、細胞中のEPAS1の発現量を定量する工程と、前記発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞中のEPAS1の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
[20]アトピー性皮膚炎の治療剤の創薬標的としてのEPAS1。
[21]EPAS1阻害剤を有効成分として含有するアトピー性皮膚炎の治療剤。
[22]DOCK8+/−TCR Tg、DOCK8+/−、DOCK8−/−、MST1+/−TCR Tg、MST1+/−、MST1−/−又はTCR Tgの遺伝子型を有する、アトピー性皮膚炎モデル動物作製用非ヒト動物(ここで、TCR Tgは再編成したTCRが遺伝子導入されていることを表す。)。
[23]前記TCRがANDである、[22]に記載のアトピー性皮膚炎モデル動物作製用非ヒト動物。
[24]DOCK8+/−TCR Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物を、DOCK8+/−TCR Tg、DOCK8+/−又はDOCK8−/−の遺伝子型を有する非ヒト動物と交配させる工程を備え、子孫の中に出現したDOCK8−/−TCR Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物がアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法(ここで、TCR Tgは再編成したTCRが遺伝子導入されていることを表す。)。
[25]MST1+/−TCR Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物を、MST1+/−TCR Tg、MST1+/−又はMST1−/−の遺伝子型を有する非ヒト動物と交配させる工程を備え、子孫の中に出現したMST1−/−TCR Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物がアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法(ここで、TCR Tgは再編成したTCRが遺伝子導入されていることを表す。)。
[26]前記TCRがANDである、[24]又は[25]に記載のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法。
本発明によれば、IL−31の産生制御機構を明らかにし、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物を提供することができる。
実験例1の結果である。(a)は、18週齢のDOCK8+/−AND Tgマウスの代表的な写真である。(b)は、18週齢のDOCK8−/−AND Tgマウスの代表的な写真である。(c)は、DOCK8−/−AND Tgの遺伝子型を持つオスマウス(n=20)のアトピー性皮膚炎の発症率を示すグラフである。(d)は、DOCK8−/−AND Tgの遺伝子型を持つメスマウス(n=15)のアトピー性皮膚炎の発症率を示すグラフである。 実験例2において、DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの掻痒行動を定量した結果を示すグラフである。 実験例3の結果である。(a)及び(b)は、18週齢のDOCK8+/−AND Tgマウス(a)及び同腹のDOCK8−/−AND Tgマウス(b)の皮膚をヘマトキシリン及びエオジン染色した結果を示す写真である。(c)は、DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの皮膚における0.25mmあたりの炎症性細胞の総数を測定した結果を示すグラフである。 (a)及び(b)は、実験例3において、DOCK8+/−AND Tgマウス(a)及びDOCK8−/−AND Tgマウス(b)の皮膚を抗CD3抗体及び抗CD4抗体で染色した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。(c)及び(d)は、実験例3において、DOCK8+/−AND Tgマウス(c)及びDOCK8−/−AND Tgマウス(d)の皮膚を抗CD3抗体、抗CD8抗体及び抗B220抗体で染色した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。 (a)及び(b)は、実験例4において、DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの血清中のIgE(a)及びIgG2b(b)の濃度を測定した結果を示すグラフである。 実験例5において、DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの血清中のIL−31の濃度を測定した結果を示すグラフである。 実験例6におけるフローサイトメトリー解析の結果を示すグラフである。 実験例6におけるフローサイトメトリー解析の結果を示すグラフである。 実験例7において、CD4T細胞の抗原特異的な増殖を検討した結果を示すグラフである。 実験例8の結果を示す。(a)は、IL−31遺伝子の発現を測定した結果を示すグラフであり、(b)は、IL−4遺伝子の発現を測定した結果を示すグラフであり、(c)は、IL−2遺伝子の発現を測定した結果を示すグラフである。 実験例8において、2次刺激したCD4T細胞のIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。 実験例9において、2次刺激したCD4T細胞のIL−31タンパク質の発現量をELISA法により測定した結果を示すグラフである。 実験例10において、抗IL−4抗体の存在下で1次刺激したCD4T細胞のIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。 実験例11におけるフローサイトメトリー解析の結果を示すグラフである。 実験例12において、CD4T細胞の抗原特異的な増殖を検討した結果を示すグラフである。 実験例13において、2次刺激したCD4T細胞のIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。 実験例14において、2次刺激したCD4T細胞のIL−31タンパク質の発現量をELISA法により測定した結果を示すグラフである。 実験例15において、DOCK8+/−OTII Tgマウス及びDOCK8−/−OTII Tgマウスの血清中のIL−31の濃度を測定した結果を示すグラフである。 (a)及び(b)は、実験例16において、18週齢のDOCK8+/−OTII Tgマウス(a)及び同腹のDOCK8−/−OTII Tgマウス(b)の皮膚をヘマトキシリン及びエオジン染色した結果を示す写真である。(c)は、実験例16において、DOCK8+/−OTII Tgマウス(n=4)及びDOCK8−/−OTII Tgマウス(n=4)の皮膚における0.25mmあたりの炎症性細胞の総数を測定した結果を示すグラフである。 実験例17において、CD4T細胞のIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。 (a)は、実験例18においてIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。(b)は、実験例18におけるRT−PCRの結果を示すグラフである。 実験例19において、IL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。 実験例20における、CD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス及び同腹の対照マウスの代表的な写真である。 実験例20において、CD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス及び同腹の対照マウスの掻痒行動を定量した結果を示すグラフである。 (a)は、実験例20において、CD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス及び同腹の対照マウスの皮膚をヘマトキシリン及びエオジン染色した結果を示す写真である。(b)は、実験例20において、CD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス及び同腹の対照マウスの皮膚における0.25mmあたりの炎症性細胞の総数を測定した結果を示すグラフである。 実験例20において、CD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス及び同腹の対照マウスの血清中のIL−31の濃度を測定した結果を示すグラフである。 (a)は、実験例21で使用したEPAS1の変異体の模式図である。(b)は、実験例21において、EPAS1変異体の存在下でIL−31プロモーターの活性を測定した結果を示すグラフである。 (a)は、実験例22において、IL−31プロモーターの活性を測定した結果を示すグラフである。(b)は、実験例22において、ARNT遺伝子のノックダウンの有効性をウエスタンブロッティング法により検討した結果を示す写真である。(c)は、実験例22において、SP1遺伝子のノックダウンの有効性をウエスタンブロッティング法により検討した結果を示す写真である。 実験例23において、IL−31プロモーターの活性を測定した結果を示すグラフである。 実験例24において、IL−31プロモーターの活性を測定した結果を示すグラフである。 (a)及び(b)は、実験例25におけるEMSAの結果を示す写真である。 実験例26におけるChIPアッセイの結果を示すグラフである。 (a)は、実験例27において、EPAS1−/−のマウス胚性線維芽細胞(MEF)を抗EPAS1抗体で染色した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。(b)は、実験例27において、野生型のMEFを抗EPAS1抗体で免疫蛍光染色した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。 (a)及び(b)は、実験例27における免疫蛍光染色の結果を示す蛍光顕微鏡写真である。(c)は、実験例27において、EPAS1が核に局在した細胞の割合を測定した結果を示すグラフである。 (a)は、実験例28における免疫蛍光染色の結果を示す蛍光顕微鏡写真である。(b)は、実験例28において、EPAS1が核に局在した細胞の割合を測定した結果を示すグラフである。 (a)及び(b)は、実験例29における免疫沈降の結果を示す写真である。 実験例30において、MST1遺伝子のノックダウンの有効性をウエスタンブロッティング法により検討した結果を示す写真である。 (a)〜(c)は、実験例30における免疫蛍光染色の結果を示す蛍光顕微鏡写真である。(d)は、実験例30において、EPAS1が核に局在した細胞の割合を測定した結果を示すグラフである。 (a)は、実験例31においてIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。(b)は、実験例31におけるRT−PCRの結果を示すグラフである。 実験例32におけるウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。 実験例33において、アトピー性皮膚炎患者及び健常人(対照)の血清中のIL−31の濃度を測定した結果を示すグラフである。 (a)は、実験例34において、IL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。(b)は、実験例34において、IL−2遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。 実験例35において、抗EPAS1抗体の有効性をウエスタンブロッティングにより検証した結果を示す写真である。 実験例35において、EPAS1阻害剤の影響をウエスタンブロッティングにより検討した結果を示す写真である。 (a)は、実験例36において、IL−31遺伝子の発現量に対するFM19G11の影響を検討した結果を示すグラフである。(b)は、実験例36において、IL−2遺伝子の発現量に対するFM19G11の影響を検討した結果を示すグラフである。(c)は、実験例36において、IL−31遺伝子の発現量に対するHIFVIIの影響を検討した結果を示すグラフである。 (a)及び(b)は、実験例37における免疫沈降の結果を示す写真である。 実験例38において、DOCK8コンディショナルノックアウトマウス及び対照マウスの皮膚炎を定量化した結果を示すグラフである。 実験例39において、DOCK8+/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞を移植したCAG−OVAマウス、及び、DOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞を移植したCAG−OVAマウスの掻痒行動を定量した結果を示すグラフである。
[アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物]
1実施形態において、本発明は、CD4T細胞において、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異を有する、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物を提供する。
非ヒト動物としては、特に制限されず、例えば、マウス、ラット、ウサギ、ブタ、ウシ、サル等が挙げられる。本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、CD4T細胞において、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異を有している。
本明細書において、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物とは、アトピー性皮膚炎のモデルとなる非ヒト動物を意味する。アトピー性皮膚炎のモデルとは、アトピー性皮膚炎の発症機構又はアトピー性皮膚炎の症状の少なくとも一部を再現できる実験系を意味する。例えば、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物由来のCD4T細胞は、TCR刺激により、IL−31を大量に産生するため、アトピー性皮膚炎のモデルとなる。また、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物由来のCD4T細胞のTCRを刺激した後、他の非ヒト動物に移植すること等により、非ヒト動物にアトピー性皮膚炎を発症させ、アトピー性皮膚炎のモデルとすることもできる。従来、TCR刺激によりCD4T細胞がIL−31を大量に産生する実験系は知られていなかった。したがって、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎の治療剤や治療方法の開発に有効に利用することができる。
本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、再編成したT細胞受容体(TCR)が遺伝子導入されていてもよい。再編成したTCRとしては、特定の抗原を認識するTCRであれば特に制限されず、例えば、AND、OTII等が挙げられる。AND、OTIIについては後述する。上記のTCRは、自己反応性を有するTCRであってもよい。例えば、実施例において後述するように、ANDは自己反応性を有するTCRであると考えられる。
1実施形態において、本発明は、CD4T細胞において、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異を有し且つ自己反応性を有するTCRを発現する、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物を提供する。実施例において後述するように、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎を自然発症する。
従来アトピー性皮膚炎モデルマウスとして用いられてきたNC/Ngaマウスは、ダニの寄生によりアトピー性皮膚炎を発症する。しかしながら、NC/Ngaマウスは、特定病原菌フリー(SPF)環境下ではアトピー性皮膚炎を発症しない。また、NC/Ngaマウスは、皮膚炎が起こっていても掻痒行動を示さない場合がある一方、過剰な皮膚炎を呈する個体が痒み反応を示さない場合がある。このように、NC/Ngaマウスは、ヒトのアトピー性皮膚炎患者とは症状が異なっている点がある。
これに対し、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、SPF環境下においてもアトピー性皮膚炎を自然発症する。また、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、皮膚炎及び痒み反応の症状が安定しており、皮膚炎の症状の進行に伴い痒み反応が強くなる点、血清中IL−31の濃度が増加している点等、ヒトのアトピー性皮膚炎患者と非常に類似した症状を示す。
したがって、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、ヒトのアトピー性皮膚炎の発症メカニズムの解明、治療薬や治療方法の開発等を行う上で非常に有用である。
実施例において後述するように、発明者らはアトピー性皮膚炎の起痒物質であるIL−31の発現制御機構を明らかにした。すなわち、野生型のCD4T細胞では、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成されることにより、EPAS1タンパク質が細胞質内に留まっている。これに対し、上記の複合体を形成することができないと、EPAS1タンパク質が核内に移行し、SP1タンパク質との相互作用によりIL−31の発現を誘導する。EPAS1とSP1との会合はIL−31の転写誘導に必須である。
また、EPAS1は、Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator(ARNT、HIF−1βとも呼ばれる。)と複合体を形成し、例えば低酸素等の環境ストレスに応答して標的遺伝子の転写を活性化することが知られている。そして、ARNTは、神経発生や気管・唾液腺の管腔形成制御に関与することが報告されており、発生に重要な因子であることが知られている。したがって、ARNTの機能に影響を及ぼす薬剤は、重大な副作用を生じる懸念がある。
しかしながら、実施例において後述するように、発明者らは、IL−31の発現誘導機構において、EPAS1がARNTとは独立して機能することを明らかにした。すなわち、EPAS1は、ARNT非依存的に、SP1と協調してIL−31プロモーターを活性化することを明らかにした。
このことは、EPAS1を治療標的とした場合に、重大な副作用を生じる懸念が少ないことを意味する。すなわち、EPAS1は、アトピー性皮膚炎の治療標的として適している。
したがって、1実施形態において、本発明は、アトピー性皮膚炎の治療剤の創薬標的としてのEPAS1を提供する。
なお、ヒトDOCK8タンパク質のRefSeq IDはNP_982272であり、マウスDOCK8タンパク質のRefSeq IDはNP_083061である。また、ヒトMST1タンパク質のRefSeq IDはNP_006273であり、マウスMST1タンパク質のRefSeq IDはNP_067395である。また、ヒトEPAS1タンパク質のRefSeq IDはNP_001421であり、マウスEPAS1タンパク質のRefSeq IDはNP_034267である。
本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物において、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異とは、EPAS1タンパク質を核に局在させる変異であれば特に制限されず、例えば、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子のノックアウトであってもよく、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子のノックダウンであってもよく、DOCK8タンパク質のN末端側を欠失するような遺伝子変異であってもよい。
実施例において後述するように、発明者らは、DOCK8遺伝子のノックアウト、DOCK8タンパク質のN末端側の527アミノ酸を欠失する遺伝子変異、又はMST1遺伝子のノックダウン等により、EPAS1タンパク質が細胞の核に局在し、TCR刺激により誘導されるIL−31の発現を上昇させることを明らかにした。
DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子は全臓器においてノックアウトされていてもよいし、コンディショナルノックアウト等によりCD4T細胞を含む細胞集団のみでノックアウトされていてもよい。
本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、上述した遺伝子変異を有するとともに、CD4T細胞が特定の抗原を認識する(再編成した)TCRトランスジーン(TCR Tg)を発現していてもよい。すなわち、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、DOCK8−/−TCR Tg又はMST1−/−TCR Tgの遺伝子型を有していてもよい。ここで、TCR Tgは再編成したTCRが遺伝子導入されていることを表す。
実施例において後述するように、発明者らは、CD4T細胞において、EPAS1が核移行しやすい状態でTCR刺激を受けることにより、IL−31を大量に発現することを明らかにした。この結果、血清中のIL−31の濃度が上昇し、アトピー性皮膚炎が発症する。
再編成したTCRとしては、例えばANDが挙げられる。ANDは、MHCクラスII I−Eκ分子と複合体を形成した、Moth cytochrome c(MCC)の第88番目〜103番目のアミノ酸からなるペプチド(配列番号1)を認識するTCRであるが、胸腺においてI−A分子を認識して分化・成熟することが知られている(例えば、Kaye J. et al., Selective development of CD4+ T cells in transgenic mice expressing a class II MHC-restricted antigen receptor, Nature 341, 746-749, 1989. を参照。)。
本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物は、DOCK8−/−AND Tg又はMST1−/−AND Tgの遺伝子型を有するものであってもよい。
DOCK8−/−AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物は、DOCK8を欠失しているため、CD4T細胞が、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体を形成することができない。また、このCD4T細胞はIL−31を大量に産生し、この非ヒト動物はアトピー性皮膚炎を自然発症する。
また、MST1−/−AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物は、MST1を欠失しているため、CD4T細胞が、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体を形成することができない。また、このCD4T細胞はIL−31を大量に産生し、この非ヒト動物はアトピー性皮膚炎を自然発症する。
本明細書において、「AND Tg」とは、AND TCRが遺伝子導入されていることを意味し、ANDTg/−であってもよく、ANDTg/Tgであってもよい。しかしながら、ANDTg/Tgの遺伝子型の非ヒト動物では、ゲノム上のAND遺伝子の導入位置により、意図しない遺伝子が欠失してしまう場合があるため、ANDTg/−であることが好ましい。
本実施形態の非ヒト動物は、個体の形態であってもよいし、受精卵又は胚の形態であってもよい。上記の個体は、飼育することによりアトピー性皮膚炎を自然発症する。また、上記の受精卵又は胚は、非ヒト動物の子宮に移植することにより個体に成長させて用いることができる。
[アトピー性皮膚炎モデル細胞]
1実施形態において、本発明は、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異を有する、アトピー性皮膚炎モデル細胞を提供する。
本実施形態の細胞は、上述したアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物から抽出したものであってもよいし、培養細胞において、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子をノックアウト又はノックダウンしたものであってもよい。培養細胞としては、特に制限されず、例えばヒト細胞を用いることができる。細胞は、例えば血球系の細胞であってもよく、例えば繊維芽細胞等の非血球系の細胞であってもよい。
本実施形態の細胞は、例えば、後述するアトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法に用いることができる。
[アトピー性皮膚炎モデル動物作製用非ヒト動物及びアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法]
1実施形態において、本発明は、DOCK8+/−TCR Tg、DOCK8+/−、DOCK8−/−、MST1+/−TCR Tg、MST1+/−、MST1−/−又はTCR Tgの遺伝子型を有する、アトピー性皮膚炎モデル動物作製用非ヒト動物を提供する(ここで、TCR Tgは再編成したTCRが遺伝子導入されていることを表す。)。再編成したTCRとしては、特定の抗原を認識するTCRであれば特に制限されず、例えば、AND、OTII等が挙げられる。
上記のTCRがANDである場合、本実施形態のアトピー性皮膚炎モデル動物作製用非ヒト動物は、DOCK8+/−AND Tg、DOCK8+/−、DOCK8−/−、MST1+/−AND Tg、MST1+/−、MST1−/−又はAND Tgの遺伝子型を有することになる。
DOCK8+/−AND Tg、DOCK8+/−、DOCK8−/−、MST1+/−AND Tg、MST1+/−、MST1−/−又はAND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎を自然発症しない。しかしながら、これらの非ヒト動物を交配させることにより、その子孫の中にアトピー性皮膚炎を自然発症するアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物が出現する。したがって、これらの非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎モデル動物作製用非ヒト動物であるということができる。
例えば、DOCK8+/−AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎を発症しない。しかしながら、この非ヒト動物を、例えば、DOCK8+/−AND Tg、DOCK8+/−、DOCK8−/−等の遺伝子型を有する非ヒト動物と交配させると、その子孫の中にDOCK8−/−AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物が出現する。この非ヒト動物はアトピー性皮膚炎を自然発症するアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である。
同様に、MST1+/−AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎を発症しない。しかしながら、この非ヒト動物を、例えば、MST1+/−AND Tg、MST1+/−、MST1−/−等の遺伝子型を有する非ヒト動物と交配させると、その子孫の中にMST1−/−AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物が出現する。この非ヒト動物はアトピー性皮膚炎を自然発症するアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である。
すなわち、1実施形態において、本発明は、DOCK8+/−TCR Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物を、DOCK8+/−TCR Tg、DOCK8+/−又はDOCK8−/−の遺伝子型を有する非ヒト動物と交配させる工程を備える、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法を提供する。ここで、TCR Tgは再編成したTCRが遺伝子導入されていることを表す。再編成したTCRとしては、特定の抗原を認識するTCRであれば特に制限されず、例えば、AND、OTII等が挙げられる。
本実施形態の製造方法により得られた非ヒト動物の子孫のうち、例えばDOCK8−/−AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎を自然発症するアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である。
また、本実施形態の製造方法により得られた非ヒト動物の子孫のうち、例えば、DOCK8−/−、DOCK8−/−OTII Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎を自然発症することはない。しかしながら、これらの非ヒト動物由来のCD4T細胞は、TCR刺激によりIL−31を大量に産生するため、アトピー性皮膚炎のモデルとなる。また、DOCK8−/−、DOCK8−/−OTII Tg等の遺伝子型を有する非ヒト動物由来のCD4T細胞のTCRを刺激した後、他の非ヒト動物に移植すること等により、非ヒト動物にアトピー性皮膚炎を発症させ、アトピー性皮膚炎のモデルとすることもできる。
また、1実施形態において、本発明は、MST1+/−TCR Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物を、MST1+/−TCR Tg、MST1+/−又はMST1−/−の遺伝子型を有する非ヒト動物と交配させる工程を備える、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法を提供する。ここで、TCR Tgは再編成したTCRが遺伝子導入されていることを表す。再編成したTCRとしては、特定の抗原を認識するTCRであれば特に制限されず、例えば、AND、OTII等が挙げられる。
本実施形態の製造方法により得られた非ヒト動物の子孫のうち、例えばMST1−/−AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物は、アトピー性皮膚炎を自然発症するアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である。
また、本実施形態の製造方法により得られた非ヒト動物の子孫のうち、例えば、MST1−/−、MST1−/−OTII Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物はアトピー性皮膚炎を自然発症することはない。しかしながら、これらの非ヒト動物由来のCD4T細胞は、TCR刺激によりIL−31を大量に産生するため、アトピー性皮膚炎のモデルとなる。また、MST1−/−、MST1−/−OTII Tg等の遺伝子型を有する非ヒト動物由来のCD4T細胞のTCRを刺激した後、他の非ヒト動物に移植すること等により、非ヒト動物にアトピー性皮膚炎を発症させ、アトピー性皮膚炎のモデルとすることもできる。
[アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法]
(第1実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の投与下で、上記のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の掻痒行動の量を定量する工程と、定量された前記掻痒行動の量が、前記被験物質の非投与下における前記非ヒト動物の掻痒行動の量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
掻痒行動は細胞レベルでは評価することができないため、個体レベルで評価する必要がある。上述したように、上記のアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物はヒトのアトピー性皮膚炎と非常に類似した症状を示す。このため、本実施形態のスクリーニング方法は、ヒトのアトピー性皮膚炎に有効な治療剤を効率よくスクリーニングすることができる。
被験物質としては、例えば化合物ライブラリー等を用いることができ、後述するスクリーニング方法においても同様である。また、後述するいずれかのスクリーニング方法により得られたアトピー性皮膚炎の治療剤又はその候補物質を被験物質として用いてもよい。
被験物質の投与方法は特に制限されず、例えば、経口投与してもよいし、注射等により血中に投与してもよいし、皮膚に塗布してもよい。
掻痒行動の量の定量方法は特に制限されない。例えば、掻痒行動の頻度を測定することが挙げられる。掻痒行動の頻度は、例えば、非ヒト動物を所定の時間ビデオ撮影した動画を再生し、掻痒行動の回数を計上すること等により測定することができる。
被験物質を投与することにより掻痒行動の量が低下した場合、当該被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断することができる。このような被験物質の作用としては、IL−31の産生を抑制する、IL−31の受容体の下流のシグナル経路を遮断する等が考えられる。
(第2実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、アトピー性皮膚炎の患者由来のCD4T細胞、DOCK8−/−CD4T細胞又はMST1−/−CD4T細胞のTCRを刺激し、前記CD4T細胞によるIL−31の発現量を定量する工程と、前記IL−31の発現量が、前記被験物質の非存在下で前記CD4T細胞のTCRを刺激した場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
IL−31の発現量は、例えば定量的リアルタイムPCR等により遺伝子レベルで定量してもよいし、例えばELISA法等によりタンパク質レベルで定量してもよい。
実施例において後述するように、アトピー性皮膚炎の患者由来のCD4T細胞、DOCK8−/−CD4T細胞又はMST1−/−CD4T細胞のTCRを刺激すると、IL−31の発現量が上昇した。したがって、このIL−31の発現量の上昇を抑制する物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補である。また、アトピー性皮膚炎の治療剤は、IL−31発現阻害剤といいかえることもできる。
DOCK8−/−CD4T細胞、MST1−/−CD4T細胞は、上述した、IL−31を過剰産生するアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物から抽出したものであってもよいし、樹立されたT細胞株等において、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子をノックアウト又はノックダウンしたものであってもよい。また、DOCK8−/−CD4T細胞、MST1−/−CD4T細胞には、再構成したTCRが遺伝子導入されていてもよい。
また、TCRの刺激は、TCRに特異的な抗原を接触させることによって行ってもよいし、抗TCR抗体を接触させることによって行ってもよい。また、実施例において後述するように、TCRの刺激を2回行うことにより、IL−31の発現量を顕著に上昇させることができる。
(第3実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、T細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、IL−31の発現量を定量する工程と、前記発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、CD4T細胞でEPAS1遺伝子を過剰発現させると、IL−31の発現量が上昇した。したがって、このIL−31の発現量の上昇を抑制する物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補である。また、アトピー性皮膚炎の治療剤は、IL−31発現阻害剤といいかえることもできる。
T細胞は、初代T細胞であってもよいし、樹立されたT細胞株であってもよいし、胸線細胞株であってもよい。
(第4実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、IL−31プロモーターの下流にレポーター遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを導入した細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、前記レポーター遺伝子の発現量を定量する工程と、前記レポーター遺伝子の発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合の前記レポーター遺伝子の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、発明者らは、レポーターアッセイにより、EPAS1の存在下でIL−31プロモーターの活性を測定できることを明らかにした。したがって、IL−31プロモーターの活性化を抑制する物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補である。また、アトピー性皮膚炎の治療剤は、IL−31発現阻害剤といいかえることもできる。
IL−31プロモーターとしては、例えば、配列番号2に示すヒトIL−31のプロモーター、配列番号3に示すマウスIL−31のプロモーター等が挙げられる。レポーター遺伝子としては、例えばルシフェラーゼ遺伝子が挙げられる。EPAS1遺伝子は、例えばヒトEPAS1遺伝子であってもよい。EPAS1遺伝子の発現制御方法は特に制限されず、例えば、EPAS1遺伝子の発現ベクターを細胞に導入して一過性に過剰発現させること等により行ってもよい。あるいは、例えば、テトラサイクリンやドキシサイクリンの添加により、標的遺伝子の発現のON又はOFFを調節できるテトラサイクリン発現誘導システム等を利用してEPAS1遺伝子の発現を調節してもよい。あるいは、内在性に発現するEPAS1遺伝子を利用してもよい。
細胞としては、特に制限されず、例えばヒト細胞を用いることができる。細胞は、例えば血球系の細胞であってもよく、例えば繊維芽細胞等の非血球系の細胞であってもよい。
(第5実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、DOCK8−/−T細胞又はMST1−/−T細胞のTCRを刺激し、IL−31の発現量を定量する工程と、前記発現量が、前記被験物質の非存在下で前記細胞のTCRを刺激した場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、DOCK8−/−CD4T細胞又はMST1−/−CD4T細胞のTCRを刺激すると、IL−31の発現量が上昇した。したがって、このIL−31の発現量の上昇を抑制する物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補である。また、アトピー性皮膚炎の治療剤は、IL−31発現阻害剤といいかえることもできる。
DOCK8−/−T細胞又はMST1−/−T細胞は、上述したアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物から抽出したものであってもよいし、初代T細胞、樹立されたT細胞株、胸線細胞株等において、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子をノックアウト又はノックダウンしたものであってもよい。
また、TCRの刺激は、TCRに特異的な抗原を接触させることによって行ってもよいし、抗TCR抗体を接触させることによって行ってもよい。
(第6実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、IL−31プロモーターの下流にレポーター遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを導入した、DOCK8−/−T細胞又はMST1−/−T細胞のTCRを刺激し、前記レポーター遺伝子の発現量を定量する工程と、前記レポーター遺伝子の発現量が、前記被験物質の非存在下で前記細胞のTCRを刺激した場合の前記レポーター遺伝子の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、DOCK8−/−CD4T細胞又はMST1−/−CD4T細胞のTCRを刺激すると、IL−31の発現量が上昇した。したがって、このIL−31の発現量の上昇を抑制する物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補である。また、アトピー性皮膚炎の治療剤は、IL−31発現阻害剤といいかえることもできる。
IL−31プロモーターとしては、例えば、配列番号2に示すヒトIL−31のプロモーター、配列番号3に示すマウスIL−31のプロモーター等が挙げられる。レポーター遺伝子としては、例えばルシフェラーゼ遺伝子が挙げられる。
DOCK8−/−T細胞又はMST1−/−T細胞は、上述したアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物から抽出したものであってもよいし、初代T細胞、樹立されたT細胞株、胸線細胞株等において、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子をノックアウト又はノックダウンしたものであってもよい。
また、TCRの刺激は、TCRに特異的な抗原を接触させることによって行ってもよいし、抗TCR抗体を接触させることによって行ってもよい。
(第7実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力を測定する工程と、前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、野生型のCD4T細胞では、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成されることにより、EPAS1タンパク質が細胞質内に留まっている。これに対し、上記の複合体を形成することができないと、EPAS1タンパク質が核内に移行し、SP1との相互作用によりIL−31の発現を誘導する。
したがって、EPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力を上昇させる物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補であるということができる。EPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力は、例えば、ELISA法、免疫沈降、ビアコア(登録商標)等で測定することができる。ここで、ELISA法や免疫沈降においては、EPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合量が多いほど両者の結合力が高いということができる。また、ビアコア(登録商標)による測定では、例えば、K値が小さいほど結合力が高いということができる。
EPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力は、被験物質を培地に添加した細胞サンプルを用いて測定してもよい。あるいは、試験管内において、被験物質の存在下で、精製されたEPAS1タンパク質及び精製されたDOCK8タンパク質を用いて測定してもよい。
(第8実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とMST1タンパク質との結合力を測定する工程と、前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とMST1タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、野生型のCD4T細胞では、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成されることにより、EPAS1タンパク質が細胞質内に留まっている。これに対し、上記の複合体を形成することができないと、EPAS1タンパク質が核内に移行し、SP1との相互作用によりIL−31の発現を誘導する。
したがって、EPAS1タンパク質とMST1タンパク質との結合力を上昇させる物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補であるということができる。EPAS1タンパク質とMST1タンパク質との結合力は、上述したEPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力と同様にして測定することができる。
(第9実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、DOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力を測定する工程と、前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるDOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、野生型のCD4T細胞では、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成されることにより、EPAS1タンパク質が細胞質内に留まっている。これに対し、上記の複合体を形成することができないと、EPAS1タンパク質が核内に移行し、SP1との相互作用によりIL−31の発現を誘導する。
したがって、DOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力を上昇させる物質にもEPAS1を細胞質内に留める作用があるということができる。したがって、DOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力を上昇させる物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補であるということができる。DOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力は、上述したEPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力と同様にして測定することができる。
(第10実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とSP1タンパク質との結合力を測定する工程と、前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とSP1タンパク質との結合力と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するようにEPAS1タンパク質が核内に移行すると、SP1との相互作用によりIL−31の発現を誘導する。
したがって、EPAS1タンパク質とSP1タンパク質との結合力を低下させる物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補であるということができる。EPAS1タンパク質とSP1タンパク質との結合力は、上述したEPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力と同様にして測定することができる。
(第11実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、DOCK8−/−細胞又はMST1−/−細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、EPAS1タンパク質の核内存在量を定量する工程と、前記核内存在量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合のEPAS1タンパク質の核内存在量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、発明者らは、正常な細胞では、通常条件下においてEPAS1タンパク質が細胞質内に局在しており、低酸素条下ではEPAS1タンパク質が核内に移行することを明らかにした。また、DOCK8−/−細胞又はMST1−/−細胞では、通常条件下においてもEPAS1遺伝子が核に局在しやすいことを明らかにした。
したがって、通常条件下のDOCK8−/−細胞又はMST1−/−細胞において、EPAS1タンパク質の核内存在量を低下させる物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補である。ここで、通常条件下とは、酸素濃度が通常(約20%(v/v))である条件を意味する。
DOCK8−/−細胞、MST1−/−細胞は、上述したアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物から抽出したものであってもよいし、培養細胞において、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子をノックアウト又はノックダウンしたものであってもよい。培養細胞としては、特に制限されず、例えばヒト細胞を用いることができる。細胞は、例えば血球系の細胞であってもよく、例えば繊維芽細胞等の非血球系の細胞であってもよい。
(第12実施形態)
1実施形態において、本発明は、被験物質の存在下で、細胞中のEPAS1の発現量を定量する工程と、前記発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞中のEPAS1の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法を提供する。
実施例において後述するように、EPAS1タンパク質は、SP1タンパク質と相互作用してIL−31の発現を誘導する。したがって、EPAS1の発現量を低下させる物質はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補である。
EPAS1の発現量は、例えば定量的リアルタイムPCR等により遺伝子レベルで定量してもよいし、例えばウエスタンブロッティング法等によりタンパク質レベルで定量してもよい。
また、細胞は、上述したアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物から抽出したものであってもよいし、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子をノックアウト又はノックダウンした細胞であってもよいし、野生型の遺伝子型を有する細胞であってもよい。細胞は、例えばヒト細胞であってもよい。また、細胞は、例えば血球系の細胞であってもよく、例えば繊維芽細胞等の非血球系の細胞であってもよい。
[アトピー性皮膚炎の治療剤の創薬標的]
1実施形態において、本発明は、アトピー性皮膚炎の治療剤の創薬標的としてのEPAS1を提供する。EPAS1は、EPAS1タンパク質をコードする遺伝子であってもよいし、EPAS1タンパク質であってもよい。
実施例において後述するように、発明者らは、EPAS1が、(1)IL−31の発現を制御する、(2)神経発生や気管・唾液腺の管腔形成制御に関与するARNTとは独立して機能する、という新たな属性を有することを見出した。したがって、EPAS1は、アトピー性皮膚炎の治療剤の創薬標的としての用途に適している。
[アトピー性皮膚炎の治療剤]
1実施形態において、本発明は、EPAS1阻害剤を有効成分として含有するアトピー性皮膚炎の治療剤を提供する。
EPAS1阻害剤とは、EPAS1の機能を阻害する物質を意味する。実施例において後述するように、EPAS1タンパク質は、SP1タンパク質と相互作用してIL−31の発現を誘導する。したがって、EPAS1阻害剤はアトピー性皮膚炎の治療剤の候補である。
EPAS1阻害剤としては、例えば、EPAS1の発現阻害物質、EPAS1タンパク質によるIL−31遺伝子の発現を低下させる物質等が挙げられる。EPAS1タンパク質によるIL−31遺伝子の発現を低下させる物質としては、例えばEPAS1タンパク質に対する特異的結合物質であってEPAS1−SP1相互作用を阻害するもの、SP1タンパク質に対する特異的結合物質であってEPAS1−SP1相互作用を阻害するもの等が挙げられる。
(発現阻害物質)
発現阻害物質としては、例えば、siRNA、shRNA、リボザイム、アンチセンス核酸、低分子化合物等が挙げられる。これらの発現阻害物質を生体に投与することにより、EPAS1タンパク質の発現を阻害することができる。その結果、IL−31の発現を抑制し、アトピー性皮膚炎を治療することができる。上記の低分子化合物としては、例えば実施例において後述するFM19G11(3−[(2,4−ジニトロベンゾイル)アミノ]−安息香酸2−(4−メチルフェニル)−2−オキソエチルエステル,[2−オキソ−2−(p−トリル)エチル]3−[(2,4−ジニトロベンゾイル)アミノ]安息香酸、例えば、Moreno-Manzano V., et al., FM19G11, a new hypoxia-inducible factor (HIF) modulator, affects stem cell differentiation status., J. Biol. Chem., 285 (2), 1333-1342, 2010. を参照。)等が挙げられる。
siRNA(small interfering RNA)は、RNA干渉による遺伝子サイレンシングのために用いられる21〜23塩基対の低分子2本鎖RNAである。細胞内に導入されたsiRNAは、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)と結合する。この複合体はsiRNAと相補的な配列を持つmRNAに結合し切断する。これにより、配列特異的に遺伝子の発現を抑制する。
siRNAは、センス鎖及びアンチセンス鎖オリゴヌクレオチドをDNA/RNA自動合成機でそれぞれ合成し、例えば、適当なアニーリング緩衝液中、90〜95℃で約1分程度変性させた後、30〜70℃で約1〜8時間アニーリングさせることにより調製することができる。
shRNA(short hairpin RNA)は、RNA干渉による遺伝子サイレンシングのために用いられるヘアピン型のRNA配列である。shRNAは、ベクターによって細胞に導入し、U6プロモーター又はH1プロモーターで発現させてもよいし、shRNA配列を有するオリゴヌクレオチドをDNA/RNA自動合成機で合成し、siRNAと同様の方法によりセルフアニーリングさせることによって調製してもよい。細胞内に導入されたshRNAのヘアピン構造は、siRNAへと切断され、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)と結合する。この複合体はsiRNAと相補的な配列を持つmRNAに結合し切断する。これにより、配列特異的に遺伝子の発現を抑制する。
リボザイムは、触媒活性を有するRNAである。リボザイムには種々の活性を有するものがあるが、RNAを切断する酵素としてのリボザイムの研究により、RNAの部位特異的な切断を目的とするリボザイムの設計が可能となっている。リボザイムは、グループIイントロン型、RNasePに含まれるM1RNA等の400ヌクレオチド以上の大きさのものであってもよく、ハンマーヘッド型、ヘアピン型等と呼ばれる40ヌクレオチド程度のものであってもよい。
アンチセンス核酸は、標的配列に相補的な核酸である。アンチセンス核酸は、三重鎖形成による転写開始阻害、RNAポリメラーゼによって局部的に開状ループ構造が形成された部位とのハイブリッド形成による転写抑制、合成の進みつつあるRNAとのハイブリッド形成による転写阻害、イントロンとエクソンとの接合点でのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、スプライソソーム形成部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、mRNAとのハイブリッド形成による核から細胞質への移行抑制、キャッピング部位やポリ(A)付加部位とのハイブリッド形成によるスプライシング抑制、翻訳開始因子結合部位とのハイブリッド形成による翻訳開始抑制、開始コドン近傍のリボソーム結合部位とのハイブリッド形成による翻訳抑制、mRNAの翻訳領域やポリソーム結合部位とのハイブリッド形成によるペプチド鎖の伸長阻止、核酸とタンパク質との相互作用部位とのハイブリッド形成による遺伝子発現抑制等により、標的遺伝子の発現を抑制することができる。
siRNA、shRNA、リボザイム及びアンチセンス核酸は、安定性や活性を向上させるために、種々の化学修飾を含んでいてもよい。例えば、ヌクレアーゼ等の加水分解酵素による分解を防ぐために、リン酸残基を、例えば、ホスホロチオエート(PS)、メチルホスホネート、ホスホロジチオネート等の化学修飾リン酸残基に置換してもよい。また、少なくとも一部をペプチド核酸(PNA)等の核酸類似体により構成してもよい。
(特異的結合物質)
EPAS1タンパク質に対する特異的結合物質は、EPAS1タンパク質に結合し、例えばSP1タンパク質との結合を抑制することができる。その結果、IL−31の発現を抑制し、アトピー性皮膚炎を治療することができる。同様に、SP1タンパク質に対する特異的結合物質は、SP1タンパク質に結合し、EPAS1タンパク質との結合を抑制することができる。その結果、IL−31の発現を抑制し、アトピー性皮膚炎を治療することができる。
特異的結合物質としては、例えば、抗体、抗体断片、アプタマー、低分子化合物等が挙げられる。抗体は、例えば、マウス等の動物に抗原を免疫することにより作製することができる。あるいは、ファージライブラリー等の抗体ライブラリーのスクリーニング等により作製することができる。
抗体断片としては、Fv、Fab、scFv等が挙げられる。上記の抗体又は抗体断片は、ポリクローナルであってもよく、モノクローナルであってもよい。また、上記の抗体又は抗体断片は、例えばポリエチレングリコール等の化合物が結合したものであってもよい。ポリエチレングリコールを結合することにより、例えば血中安定性を高めること等が可能になる。
アプタマーとは、標識物質に対する特異的結合能を有する物質である。アプタマーとしては、核酸アプタマー、ペプチドアプタマー等が挙げられる。EPAS1タンパク質に特異的結合能を有する核酸アプタマーは、例えば、systematic evolution of ligand by exponential enrichment(SELEX)法等により選別することができる。また、EPAS1タンパク質に対する特異的結合能を有するペプチドアプタマーは、例えば酵母を用いたTwo−hybrid法等により選別することができる。
特異的結合物質は、上記の他にも、例えば、対象物質に対する結合性を指標として、化合物ライブラリー等からスクリーニングしたものであってもよい。
(EPAS1タンパク質によるIL−31遺伝子の発現を低下させる物質)
EPAS1タンパク質によるIL−31遺伝子の発現を低下させる物質は、アトピー性皮膚炎の治療剤であるといえる。このような物質は、例えば、上述したいずれかのスクリーニング方法により、化合物ライブラリー等からスクリーニングすることができる。
(剤型及び投与量)
上述したアトピー性皮膚炎の治療剤は、それ自体を生体に投与してもよいし、薬学的に許容される担体と混合した医薬組成物として製剤化したものを生体に投与してもよい。
医薬組成物は、例えば錠剤、カプセル剤、エリキシル剤、マイクロカプセル剤等の経口的に使用される剤型に製剤化されていてもよく、例えば注射剤、軟膏、貼付剤等の非経口的に使用される剤型に製剤化されていてもよい。
薬学的に許容される担体としては、例えば、滅菌水、生理食塩水等の溶媒;ゼラチン、コーンスターチ、トラガントガム、アラビアゴム等の結合剤、結晶性セルロース等の賦形剤;コーンスターチ、ゼラチン、アルギン酸等の膨化剤等が挙げられる。
医薬組成物は添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、ステアリン酸マグネシウム等の潤滑剤;ショ糖、乳糖、サッカリン等の甘味剤;ペパーミント、アカモノ油等の香味剤;ベンジルアルコール、フェノールの安定剤;リン酸塩、酢酸ナトリウム等の緩衝剤;安息香酸ベンジル、ベンジルアルコール等の溶解補助剤;酸化防止剤;防腐剤;界面活性剤;乳化剤等が挙げられる。
医薬組成物は、上記の担体及び添加剤を適宜組み合わせて、一般に認められた製薬実施に要求される単位用量形態で混和することによって製剤化することができる。
医薬組成物が注射剤である場合、注射剤用の溶媒としては、例えば生理食塩水、ブドウ糖、D−ソルビトール、D−マンノース、D−マンニトール、塩化ナトリウム等の補助薬を含む等張液が挙げられる。注射剤用の溶媒は、エタノール等のアルコール;プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のポリアルコール;ポリソルベート80(商標)、HCO−50等の非イオン性界面活性剤等を含有していてもよい。
アトピー性皮膚炎の治療剤の患者への投与は、例えば、動脈内注射、静脈内注射、皮下注射等のほか、鼻腔内的、経気管支的、筋内的、経皮的、または経口的に当業者に公知の方法により行いうる。
アトピー性皮膚炎の治療剤の投与量は、症状により差異はあるが、経口投与の場合、一般的に成人(体重60kgとして)においては、1日あたり、例えば0.1〜100mg、例えば1〜50mg、例えば1〜20mg等が挙げられる。
非経口的に投与する場合は、その1回の投与量は投与対象、対象臓器、症状、投与方法によっても異なるが、例えば注射剤の形では成人(体重60kgとして)においては、1日あたり、例えば0.01〜30mg、例えば0.1〜20mg、例えば0.1〜10mg程度を静脈注射又は局所注射により投与することが挙げられる。
[その他の実施形態]
1実施形態において、本発明は、EPAS1阻害剤の有効量を、治療を必要とする患者又は患畜に投与する工程を備える、アトピー性皮膚炎の治療方法を提供する。
1実施形態において、本発明は、EPAS1阻害剤の有効量を、治療を必要とする患者又は患畜に投与する工程を備える、IL−31の発現抑制方法を提供する。
1実施形態において、本発明は、アトピー性皮膚炎の治療のためのEPAS1阻害剤を提供する。
1実施形態において、本発明は、アトピー性皮膚炎の治療剤を製造するためのEPAS1阻害剤の使用を提供する。
次に実験例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。
[材料及び方法]
(マウス)
DOCK8−/−マウスは以前に作製した(非特許文献2を参照。)。ヘテロマウス(DOCK8+/−)はC57BL/6バックグラウンドに9世代以上戻し交配した。DOCK8+/−マウスはAND TCR Tgマウスと交配し、DOCK8+/−AND Tgマウス又はDOCK8−/−AND Tgマウスを得た。EPAS1lox/loxマウスはジャクソンラボラトリー社から購入し、CD4−Cre Tgマウスと交配してCD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウスを得た。マウスは特定病原菌フリー(SPF)環境下において九州大学動物施設で飼育した。週齢及び性別が一致した同腹仔を対照に用いた。すべての実験は九州大学動物実験倫理委員会のガイドラインにしたがって行った。マウスはランダムに選択し、遺伝子型にしたがって各実験群に割り当てた。実験者はマウスの遺伝子型を知らされずに実験を行った。
(掻痒行動の測定)
マウスは11×14×20cmのアクリル製のかごに入れて少なくとも1時間順化させた後、その行動をビデオ撮影した。ビデオを再生し、2時間の期間における掻痒行動の合計を決定した。
(組織学的解析及び免疫蛍光染色)
皮膚組織は4%(w/v)パラホルムアルデヒドで固定し、パラフィンブロックに包埋した。厚さ3μmの切片をヘマトキシリン及びエオジンで染色し、明視野顕微鏡観察した。免疫蛍光解析においては、組織はOCTコンパウンド(サクラファインテック社)に包埋し、液体窒素で凍結した。厚さ10μmの凍結切片を4%(w/v)パラホルムアルデヒドで30分間固定し、10%ヤギ血清で1時間ブロッキングした。続いて、切片を、フィコエリスリン(PE)標識抗マウスCD3抗体(型式「17A2」、BioLegend社)、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)標識抗マウスCD45R/B220抗体(型式「RA3−6B2」、BDバイオサイエンス社)、FITC標識抗マウスCD8a抗体(型式「53−6.7」、BDバイオサイエンス社)又はビオチン標識抗マウスCD4抗体(型式「H129.19」、BDバイオサイエンス社)及び後に続くアレクサフルオロ488標識ストレプトアビジン(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)で染色した。EPAS1染色は、マウス胚性線維芽細胞(MEF)3×10個/mLをポリ−L−リジンコートされたガラスボトムディッシュ(マツナミ社)上で1%O環境下で30時間培養し、4%(w/v)パラホルムアルデヒドで30分間固定し、0.2%Triton X−100で30分間処理することにより透過処理した。続いて、10%ヤギ血清で1時間室温で処理してブロッキングし、4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール(DAPI、同仁化学研究所社)及びウサギ抗EPAS1抗体(NOVUS Biologicals社)で染色し、続いてアレクサフルオロ488標識ロバ抗ウサギIgG抗体(Fabフラグメント、ジャクソンイムノリサーチ社)で染色した。全ての画像は共焦点レーザー走査型顕微鏡(カールツァイス社)で撮影した。
(ELISA)
血清サンプル中及び細胞培養上清中のIL−31の濃度は、ELISAキット(ヒトサンプルはR&Dシステムズ社、マウスサンプルはUSCN社)を用いて説明書にしたがって測定した。血清中のIgE及びIgG2bの濃度の測定は次のようにして測定した。まず、血清サンプルを段階希釈し、ヤギ抗マウスIgE抗体又はヤギ抗マウスIg(IgM+IgG+IgA,H+L)抗体(Southern Biotech社)でコートした96ウェルプレートに入れた。2時間インキュベート後、ウェルをリン酸緩衝液(PBS)で洗浄し、アルカリフォスファターゼ標識ラット抗マウスIgE抗体又はヤギ抗マウスIgG2b抗体(Southern Biotech社)と共にインキュベートした。
(フローサイトメトリー)
以下の抗体及び試薬を使用した。FITC標識抗マウスCD45R/B220抗体(型式「RA3−6B2」)、FITC標識講マウスCD4抗体(型式「RM4−5」)、ビオチン標識抗マウスCD4抗体(型式「RM4−5」)、PE標識抗マウスCD8a抗体(型式「53−6.7」)、PE標識抗マウスCD44抗体(型式「IM7」)、FITC標識抗マウスCD62L抗体(型式「MEL−14」)、FITC標識抗マウスVα11抗体(型式「RR8−1」)、FITC標識抗マウスVα2抗体(型式「B20.1」)、ビオチン標識抗マウスVβ3(型式「KJ25」)、ビオチン標識抗マウスVβ5(型式「MR9−4」)、アロフィコシアニン(APC)又はPerCP−5.5シアニン標識ストレプトアビジン(以上いずれもBDバイオサイエンス社)、ビオチン標識抗マウスCD90.2/Thy1.2(型式「30−H12」、eBioscience社)。抗体で染色する前に、細胞を抗FcγIII/IIレセプター抗体(型式「2.4G2」、BDバイオサイエンス社)と共に氷上で10分間インキュベートし、Fc受容体をブロックした。フローサイトメトリー解析はFACS Calibur(商品名、BDバイオサイエンス社)を用いて行った。
(細胞の調製及び培養)
マウスCD4T細胞は、脾臓及び抹消リンパ節からダイナビーズマウスCD4を用いた磁気ソーティングにより分離し、DETACHaBEADマウスCD4(ライフテクノロジーズ社)で処理し、10%加熱不活性化処理した仔ウシ胎児血清(FCS)、50μM 2−メルカプトエタノール(ナカライテスク社)、2mM L−グルタミン(ライフテクノロジーズ社)、100U/mLペニシリン、100μg/mLストレプトマイシン、1mMピルビン酸ナトリウム(ライフテクノロジーズ社)及びMEM非必須アミノ酸(ライフテクノロジーズ社)を含有するRPMI1640培地(和光純薬)に懸濁した。抗原刺激は、CD4T細胞(3×10個/ウェル)を、24ウェルプレート中で、T細胞を除去し放射線照射した脾臓細胞(5×10個/ウェル)と共に、MCC88−103ペプチド(配列番号1、3μg/mL)又はOVA323−339ペプチド(配列番号4、1μg/mL)の存在下で培養することにより行った。
2次刺激は、上記の培養物から回収したCD4T細胞を、プレートに結合した抗CD3ε抗体(型式「145−2C11」、eBioscience社、1μg/mL)で、場合により抗CD28抗体(型式「37.51」、BDバイオサイエンス社、1μg/mL)と共に刺激することにより行った。
T細胞増殖アッセイは、CD4T細胞(5×10個/ウェル)を、T細胞を除去し放射線照射した脾臓細胞(1×10個/ウェル)と共に、様々な濃度の所定のペプチドの存在下又は非存在下で66時間培養することにより行った。培養の最後の18時間に[H]チミジン(0.037MBq)を添加し、取り込まれた放射線活性を液体シンチレーションカウンターで測定した。
ヒト末梢血サンプルは、アトピー性皮膚炎患者及び健常人ボランティアから、施設の審査委員会の手順書を順守して採取した。末梢血単核細胞(PBMC)は、パーコール(GEヘルスケア社)を用いた密度勾配遠心により分離した。CD4T細胞は、PBMCから、ダイナビーズヒトCD4及び後に続くDETACHaBEADヒトCD4(ライフテクノロジーズ社)を用いた磁気ソーティングにより分離した。
CD4T細胞(3×10個/ウェル)を完全RPMI1640培地に懸濁した後、抗ヒトCD3ε抗体(型式「Hit3a」、Tonbo Biosciences社)をコートした24ウェルプレート中で6時間刺激した。いくつかの実験においては、CD4T細胞を、EPAS1阻害剤であるFM19G11又はHIFVII(いずれもカルビオケム社)30μMで処理した。
これらの実験は、九州大学病院倫理委員会により承認され、全ての患者及び健常人ボランティアからインフォームドコンセントへの署名された同意を得た。
(RT−PCR及び定量的リアルタイムPCR)
ISOGEN(商品名、ニッポンジーン社)を使用して全RNAを抽出した。RNaseフリーDNaseI(ライフテクノロジーズ社)で処理した後、RNAサンプルをオリゴ(dT)プライマー(ライフテクノロジーズ社)及びSuperScript III逆転写酵素(ライフテクノロジーズ社)を用いて逆転写し、PCR増幅した。
各遺伝子のRT−PCRに用いたプライマーの塩基配列の配列番号を下記表1に示す。なお、本明細書において、GAPDHはグリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼの略である。
Figure 0006890834
リアルタイムPCRは、ABI PRISM 7000 Sequence Detection system(商品名、アプライドバイオシステムズ社)及びSYBR Green PCR Master Mix(アプライドバイオシステムズ社)を用いて行った。
リアルタイムPCRに用いたプライマーの塩基配列の配列番号を下記表2に示す。なお、本明細書において、HPRTはヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼの略である。
Figure 0006890834
ヒト及びマウスの標的遺伝子の発現量は、GAPDH及びHPRTの発現量に基づいて標準化した。リアルタイムPCR装置に付属の配列検出ソフトウエアを解析に用いた。
(マイクロアレイ解析)
ISOGEN(商品名、ニッポンジーン社)を使用して全RNAを抽出した。cRNAの増幅及び標識を、市販のキット(型式「Low Input Quick Amp Labeling Kit」、アジレントテクノロジー社)を用いて行った。
cRNAをマイクロアレイ(型式「44K 60−mer oligomicroarray(Whole Mouse Genome oligo DNA Microarray Kit Ver 2.0)」、アジレントテクノロジー社)にハイブリダイズした。ハイブリダイズ後のマイクロアレイスライドはアジレントテクノロジー社製のスキャナーを用いてスキャンした。相対的ハイブリダイゼーション強度及びバックグラウンドハイブリダイゼーションの値はソフトウエア(型式「Feature Extraction Software version 9.5.1.1」、アジレントテクノロジー社)を用いて計算した。Rawシグナル強度及び各プローブのフラグは、ハイブリダイゼーション強度及びスポット情報に基づいてアジレントテクノロジー社により推奨された手法にしたがって計算した。実験サンプルにおいて発現上昇又は発現低下した遺伝子を同定するために、発明者らは、各プローブの標準化されたシグナル強度に基づいてZ−スコア及び比を計算した(発現上昇した遺伝子はZ−スコア>2.0及び比>1.5倍、発現低下した遺伝子はZ−スコア<−2.0及び比<0.66倍)。
(siRNAによる標的遺伝子のノックダウン)
DOCK8−/−又はDOCK8+/−AND Tg CD4T細胞におけるEPAS1遺伝子又はMST1遺伝子の発現をノックダウンするために、市販のキット(商品名「Accell siRNA SMART pool」、型式「E−040635−00−0005」(EPAS1用)又は「E−059385−00−0005」(MST1用)、Dharmacon社)を使用した。
遺伝子導入は、オリゴヌクレオチド(商品名「Accell Red Non−targeting siRNA」、型式「D−001960−01−05」、Dharmacon社)を対照に用いて、製造業者の説明書にしたがって行った。
簡単には、DOCK8−/−又はDOCK8+/−AND Tg CD4T細胞(3×10個/ウェル)を、2.5%FCSを添加した培地(型式「Accell siRNA Delivery Media」、Dharmacon社)中で、T細胞を除去し放射線照射した脾臓細胞(5×10個/ウェル)及びMCC88−103ペプチド(配列番号1、3μg/mL)と共に培養した。続いて、siRNA又は対照のオリゴヌクレオチドを終濃度1μMで添加した。4日間培養した後、生存したCD4T細胞を回収し、プレートに結合した抗CD3ε抗体(型式「145−2C11」、1μg/mL)及び抗CD28抗体(型式「37.51」、1μg/mL)で3時間刺激した。ノックダウンの有効性をRT−PCRにより確認した。
MEFにおけるSP1遺伝子及びARNT遺伝子の発現をノックダウンする場合には、siRNA(商品名「On−Target plus SMART pool」、型式「L−040633−02−0005」(SP1用)又は「L−040639−01−0005」(ARNT用)、Dharmacon社)及び対照オリゴヌクレオチド(商品名「BLOCK−iT Alexa Fluor Red」、ライフテクノロジー社)を用いた。
遺伝子導入には、まず、血清フリーDMEM培地(和光純薬)中のsiRNA溶液(150nM)400μLを5μLのDharmaFectトランスフェクション試薬と混合し、20分間室温で静置した。この溶液を、10%FCSを含有するDMEM培地1.6mLに懸濁したMEF(3×10個/ウェル)に滴下し、37℃で24時間インキュベートした後に、ルシフェラーゼレポーターアッセイのための一過性遺伝子導入に用いた。ノックダウンの有効性をウエスタンブロット法により確認した。
(プラスミド及び遺伝子導入)
マウスIL−31レポータープラスミド(pGL4.10−IL−31)を作成するために、マウスIL−31遺伝子のプロモーターの−1367〜−1の位置をPCRにより増幅し、pGL4.10[luc2]ベクター(プロメガ社)にサブクローニングした。IL−31プロモーターの欠失及び変異はPCRにより行った。これらのプラスミドは、Lipofectamine2000試薬(ライフテクノロジー社)を用いてMEFに導入し、ルシフェラーゼレポーターアッセイを行った。
FLAGタグを有するヒト及びマウスEPAS1(pcDNA−EPAS1)及びその欠失変異体、HAタグを有するマウスDOCK8(pcDNA−DOCK8)、FLAGタグ又はV5タグを有するマウスMST1(pcDNA−MST1)、並びにHAタグを有するヒトARNT(pcDNA−ARNT)の発現ベクターは、pcDNAベクター(インビトロジェン社)を用いて作製した。
これらの発現コンストラクトは、ポリエチレンイミンを用いてHEK−293T細胞に遺伝子導入し、免疫沈降に用いた。
WT(野生型)DOCK8及びその変異体、DOCK8のN末端の527アミノ酸を欠失した変異体(ΔN)、DOCK8の1535〜2100番目のアミノ酸を欠失した変異体(ΔDHR2)の発現ベクターは、ネオマイシンをコードするpBJベクター(pBJ−neo)を用いて作製した。
レトロウイルスベクターpMXを、pMX−EPAS1−IRES−GFP(green fluorescent protein)プラスミドの作製に使用した。
このプラスミドDNAを、FuGENE6遺伝子導入試薬(プロメガ社)を用いてPlatinum−E packaging cells(コスモバイオ社)に遺伝子導入した。遺伝子導入から48時間後に細胞培養上清を回収し、polybrene(5μg/mL)及びIL−2(5ng/mL)を添加してCD4T細胞に感染させた。
2000rpmで1時間遠心した後、プレートを32℃で8時間及び37℃で16時間インキュベートした。1日間隔で2回の追加のレトロウイルス感染を行い、3回目の遺伝子導入の30時間後にGFP陽性CD4T細胞をFACSAria(BDバイオサイエンス社)でソートし、RNAを抽出した。
レトロウイルスベクターであるpSUPER retro−puro sh MST1を作製するために、MST1の特定の領域に対応するオリゴヌクレオチド(配列番号27及び28)からなる2本鎖DNA断片をpSUPER retro−puroベクター(OligoEngine社)のBglII及びHindIII部位にライゲーションした。
MEFに、レトロウイルスベクターpSUPER retro−puro sh MST1を上述したようにして導入した。
(ルシフェラーゼレポーターアッセイ)
MEFに、pRL−SV40−Renilla luciferaseプラスミド(0.1μg、プロメガ社)、pGL4.10−IL−31(2μg)、及びpcDNA−EPAS1又はその変異体(2μg)を共導入した。
これらのプラスミドDNAを、Lipofectamine2000遺伝子導入試薬(5μL)と共にOpti−DMEM培地(ライフテクノロジー社)500μL中で混合して20分間室温で静置し、1%FCSを含有するDMEM培地1.5mL中で培養したMEF(3×10個/ウェル)に滴下し、遺伝子導入した。遺伝子導入から6時間後に、細胞を10%FCSを含有するDMEM培地に懸濁し、更に24時間インキュベートした。いくつかの実験においては、pGL4.10−IL−31由来の変異体を使用した。
プラスミドDNAの合計量は、対照ベクターにより同等化した。ルシフェラーゼ活性は市販のキット(型式「Dual−Luciferase Reporter Assay System」、プロメガ社)を用いて説明書にしたがって測定した。
(イムノブロッティング及び免疫沈降)
細胞を1%Triton X−100、150mM NaCl、1mM EDTA、1mM EGTA、2.5mMピロリン酸ナトリウム、1mM β−グリセロリン酸、1mM NaVO及びcomplete protease inhibitors(ロシュ社)を含有する20mM Tris−HClバッファー(pH7.5)で溶解した。
遠心後、上清を等容量の2×サンプルバッファー(125mM Tris−HCl、0.01%ブロモフェナシルブロミド、4%SDS、20%グリセロール及び200μMジチオトレイトール)と混合し、5分間煮沸し、イムノブロッティングにより解析した。
以下の抗体を使用した。ウサギ抗EPAS1抗体(NOVUS Biologicals社)、ウサギ抗SP1抗体(ミリポア社)、ウサギ抗ARNT抗体(セルシグナリング社)、ウサギ抗MST1抗体(セルシグナリング社)、ヤギ抗アクチン抗体(型式「I−19」、サンタクルーズ社)ラット抗HA抗体(型式「3F10」、ロシュ社)、抗FLAG抗体(MBL社)及び抗V5抗体(ライフテクノロジー社)。
DOCK8に対するポリクローナル抗体は、ウサギをKLHに結合した、ヒト及びマウスのDOCK8のC末端配列に対応する合成ペプチド(第2081−2100番目、配列番号29)で免疫して作製した。いくつかの実験では、HEK−293T細胞溶解物を適切な抗体で免疫沈降してイムノブロッティングを行った。シグナルはソフトウエア(ソフト名「ImageJ」、http://imagej.nih.gov/ij/)を用いて測定し、β−アクチンに対して標準化した。
(EMSA)
定法により、MEFから核抽出物を調製した。簡単には、細胞をPBSで洗浄し、バッファーA(10mM HEPES−K、pH7.9、10mM KCl、0.1mM EDTA、0.1mM EGTA、0.5mM DTT、1mM PMSF)に懸濁し、氷上で15分間インキュベートした。続いて、NP−40を終濃度0.67%添加することにより細胞を溶解させ、直ちに10秒間ボルテックスした。
溶解物を20000gで30秒間4℃で遠心し、核を沈殿させた。核をバッファーB(20mM HEPES−K、pH7.9、400mM NaCl、1mM EDTA、1mM EGTA、1mM DTT、1mM PMSF)に懸濁し、時々懸濁しながら氷上で15分間インキュベートし、20000gで5分間、4℃で遠心し、核抽出物を調製した。
また、コンセンサスSP1結合配列を含む、マウスIL−31プロモーター領域に対応するDNAプローブ(WT、配列番号30)を、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(プロメガ社)を用いて[γ−32P]ATP(パーキンエルマー社)で標識し、illustra(商標)MicroSpin(商標)G−25カラム(GEヘルスケア社)で精製した。
タンパク質−DNA結合は次のようにして行った。4μgの核抽出物を、非標識の競合DNA(WT(配列番号30)又は変異体(配列番号31))の存在下又は非存在下で、2μgのポリ(dI−dC)(シグマアルドリッチ社)を添加した9μLの結合バッファー(20mM HEPES−K、pH7.9、50mM KCl、3mM MgCl、10%グリセロール、1mM DTT)中で2.5時間氷上でインキュベートした後、1μLの[32P]標識したプローブ(0.035pmol)を添加し、室温で20分間インキュベートした。
タンパク質−DNA複合体は、6%ネイティブポリアクリルアミド/0.5×TBEゲル上で4℃で分離し、80℃で2時間吸引してろ紙上に乾燥させ、BAS2000 BIO Imaging Analyzer(富士フイルム社)を用いて解析した。
スーパーシフトアッセイは、3μgの抗SP1抗体(ミリポア社)又は対照としての6μgの抗GFP抗体(インビトロジェン社)を核抽出物に添加し、氷上で2.5時間インキュベートした後に、放射性標識したプローブを添加して行った。
(クロマチン免疫沈降)
野生型(WT)及びEPAS1−/−のMEFを、2枚の100mm培養ディッシュ中で、10%FCSを含有する10mLのDMEM培地で12時間培養し、続いて1%O環境下で24時間培養した。続いて、細胞を1%ホルムアルデヒドで10分間、室温でクロスリンクした。続いてグリシンを添加して5分間、室温で反応させ中和した。続いて、細胞を、プロテアーゼ阻害剤を含有するPBS中で掻き取って洗浄し、続いて市販のキット(型式「Magna ChIP(商標)HiSens Kit」、ミリポア社)を用いて説明書にしたがって核を抽出した。
抽出した核をソニケーションバッファーに懸濁し、超音波ホモジナイザー(型式「Cell disruptor 200」、ブランソン社)を用いて10パルスを16回、出力を「6」に設定して氷上で超音波破砕し、クロマチンDNAを切断した。続いて、10000gで10分間、4℃で遠心した後、切断したクロマチンDNAを回収し、RNase及びプロテイナーゼKで処理し、DNA含有量を測定した。
免疫沈降は次のようにして行った。まず、3〜7μgのクロマチンDNAを、予め2μgの抗SP1抗体(型式「07−645」、ミリポア社)又は1μgのウサギノーマルIgG(セルシグナリング社)とインキュベートした、プロテインA/G磁性ビーズと混合し、4℃で一晩インキュベートした。
磁性ビーズは、生理的濃度の塩を含有するバッファーで3回洗浄したのち、低塩濃度バッファーで1回洗浄した。続いて、磁性ビーズをプロテイナーゼKで65℃、2時間処理し、95℃で15分間加熱してプロテイナーゼKを失活させ、結合したクロマチンDNAを溶出した。
溶出したDNAを、マウスIL−31プロモーター(−249/−97)を増幅するプライマー(配列番号32及び33)を用いた定量的リアルタイムPCRにより解析した。
(統計解析)
群間の差は、対応のない片側スチューデントt検定(2群の場合)又は一元配置分散分析(多重群の場合)により比較し、続いて事後ボンフェローニテストを行った。また、0.05未満のP値を有意であると見なした。
<I.DOCK8−/−AND Tgマウスにおけるアトピー性皮膚炎>
[実験例1]
ANDは、MHCクラスII I−Eκ分子と複合体を形成した、moth cytochrome c(MCC)の第88番目〜103番目のアミノ酸からなるペプチド(配列番号1)を認識するTCRである。
DOCK8の欠損がCD4T細胞の分化及び機能に与える影響を検討するために、発明者らは、AND TCRトランスジェニック(Tg)マウスをDOCK8−/−マウスと交配した。その結果、発明者らは、DOCK8−/−AND Tgマウスが14〜15週齢までに、自発的に重篤なアトピー性皮膚炎を発症することを明らかにした。
図1(a)は、18週齢のDOCK8+/−AND Tgマウスの代表的な写真である。また、図1(b)は、18週齢のDOCK8−/−AND Tgマウスの代表的な写真である。
また、図1(c)は、DOCK8−/−AND Tgの遺伝子型を持つオスマウス(n=20)のアトピー性皮膚炎の発症率を示すグラフである。図1(d)は、DOCK8−/−AND Tgの遺伝子型を持つメスマウス(n=15)のアトピー性皮膚炎の発症率を示すグラフである。図1(c)及び(d)において、対照として、同数のDOCK8+/−AND Tgの同腹仔を解析した。
図1(c)及び(d)に示すように、オスとメスの間で発症率に有意な差は認められなかった。アトピー性皮膚炎は、7〜8週齢で発症し、週齢が上昇するごとに悪化した。一方、DOCK8−/−マウスと同様に、DOCK8+/−AND Tgマウスではアトピー性皮膚炎は発症しなかった。
[実験例2]
DOCK8−/−AND Tgマウスの掻痒行動を解析した。図2は、6週齢(n=8)、12週齢(n=6)及び18週齢(n=8)のDOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの2時間あたりの掻痒行動を定量した結果を示すグラフである。グラフの値は平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。図2に示すように、DOCK8−/−AND Tgマウスは、12及び18週齢において、激しい掻痒行動を起こした。この結果は、この皮膚炎が非常に痒いことを示す。
[実験例3]
DOCK8−/−AND Tgマウスの皮膚の組織学的及び免疫組織学的解析を行った。図3(a)及び(b)は、18週齢のDOCK8+/−AND Tgマウス(図3(a))及び同腹のDOCK8−/−AND Tgマウス(図3(b))の皮膚をヘマトキシリン及びエオジン染色した結果を示す写真である。スケールバーは50μmを示す。
図3(c)は、DOCK8+/−AND Tgマウス(各週齢においてn=4)及びDOCK8−/−AND Tgマウス(各週齢においてn=4)の皮膚における0.25mmあたりの炎症性細胞の総数を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示し、「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
図4(a)及び(b)は、DOCK8+/−AND Tgマウス(図4(a))及びDOCK8−/−AND Tgマウス(図4(b))の皮膚を抗CD3抗体及び抗CD4抗体で染色した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。スケールバーは50μmを示す。その結果、DOCK8−/−AND Tgマウスの皮膚にはCD4T細胞が浸潤していることが明らかとなった。
続いて、CD8T細胞及びB細胞の浸潤について検討した。図4(c)及び(d)は、DOCK8+/−AND Tgマウス(図4(c))及びDOCK8−/−AND Tgマウス(図4(d))の皮膚を抗CD3抗体、抗CD8抗体及び抗B220抗体で染色した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。スケールバーは50μmを示す。その結果、DOCK8−/−AND Tgマウスの皮膚にはCD8T細胞及びB細胞の浸潤は認められなかった。
以上の結果から、DOCK8−/−AND Tgマウスの皮膚では、アトピー性皮膚炎患者の皮膚で認められるのと同様に、大量のCD4T細胞の浸潤を伴う表皮肥厚症及び過角化症が認められることが明らかとなった。
[実験例4]
DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの血清中のIgE及びIgG2bの濃度を測定した。図5(a)及び(b)は、6週齢(n=13)、12週齢(n=8〜9)及び18週齢(n=4)のDOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの血清中のIgE(図5(a))及びIgG2b(図5(b))の濃度を示すグラフである。グラフ中の線は平均値を示し、「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。
その結果、12週齢及び18週齢のDOCK8−/−AND Tgマウスにおいて、IgEの血清中濃度が上昇したが、IgG2bの血清中濃度は上昇しなかった。
[実験例5]
DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの血清中のIL−31の濃度を測定した。図6は、6週齢(n=6)及び18週齢(n=6)のDOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの血清中のIL−31の濃度を示すグラフである。グラフ中の線は平均値を示し、「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、18週齢のDOCK8−/−AND Tgマウスにおいて、DOCK8+/−AND Tgマウスと比較して、IL−31の血清中濃度が有意に上昇した(147.2±29.3pg/mL対41.5±28.6pg/mL)。
<II.DOCK8は、CD4T細胞におけるIL−31の産生を負に制御している>
[実験例6]
IL−31は、主に活性化されたCD4T細胞から産生される。そこで、発明者らは、DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞の免疫学的な機能を比較した。
図7は、6〜8週齢のDOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの胸腺細胞及び末梢リンパ節細胞をフローサイトメトリー解析した結果を示すグラフである。また、図8は、6〜8週齢のDOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスの脾臓細胞をフローサイトメトリー解析した結果を示すグラフである。
その結果、DOCK8が欠損していても、胸腺におけるT細胞の発達は正常であることが明らかとなった。しかしながら、DOCK8−/−マウスにおいて報告されているのと同様に、末梢リンパ節及び脾臓におけるT細胞の割合は、DOCK8−/−AND Tgマウスにおいて減少していた。また、DOCK8の発現とは関係なく、末梢T細胞は、Vα11Vβ3AND TCRを発現しているCD4T細胞であった。
更に、CD4T細胞における、活性化/メモリーマーカーであるCD44の発現は、6〜8週齢のDOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウスにおいて同様であった。
[実験例7]
DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞の抗原特異的な増殖を検討した。図9は、I−Eκを発現するB10.BRマウスの脾臓細胞の存在下において、MCCペプチド(配列番号1)で刺激した、DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞の増殖を測定した結果を示すグラフである。
その結果、図9に示すように、DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞の抗原特異的な増殖は同程度であることが明らかとなった。
[実験例8]
DOCK8+/−AND Tgマウス及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞をMCCペプチドで1次刺激し、サイトカイン遺伝子の発現を検討した。
図10(a)は、IL−31遺伝子の発現を測定した結果を示すグラフであり、図10(b)は、IL−4遺伝子の発現を測定した結果を示すグラフであり、図10(c)は、IL−2遺伝子の発現を測定した結果を示すグラフである。図10(a)〜(c)において、各遺伝子の発現量は、DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞の結果を1とした相対値で示した。また、グラフは、4つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。
その結果、DOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞では、DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞と比較して、抗原刺激の24時間後において、IL−31の転写物が増加した。一方、IL−2遺伝子の発現は、DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞で同等であった。
図11は、抗CD3ε抗体及び抗CD28抗体で2次刺激した、DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞のIL−31遺伝子の発現を測定した結果を示すグラフである。図中の値は、2次刺激を行わなかったDOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞におけるIL−31遺伝子の発現量を1とした相対値である。グラフは、3つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示し、「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
図11に示すように、DOCK8欠損による上記の効果は、活性化したCD4T細胞を、抗原刺激の96時間後に回収し、抗CD3ε抗体で再度刺激することにより、更に顕著となった。
抗原刺激しなかった対照サンプルと比較して、IL−31の転写物は、DOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞の2次刺激の3時間後に2860倍に達した。この値は、DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞におけるIL−31の転写物の量の27.3倍であった。
[実験例9]
DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞を2次刺激した後のIL−31タンパク質の発現量をELISA法により測定した。
図12は、測定結果を示すグラフである。グラフは、3ウェルずつ測定した3つの独立した実験の代表的な結果における、平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、実験例8の結果と一致して、DOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞は、抗原刺激により、より多くのIL−31を産生することが明らかとなった。
[実験例10]
図10(b)に示したように、活性化したDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞は、IL−4遺伝子の発現を上昇させた。
そこで、発明者らは、DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞の1次刺激において、抗IL−4抗体を反応させ、IL−31遺伝子の発現に対するIL−4の影響を検討した。具体的には、CD4T細胞をMCCペプチドで1次刺激する間、抗IL−4抗体を培地に添加して共にインキュベートした。
図13はIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は、2次刺激を行わなかったDOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞のIL−31遺伝子の発現量を1とした相対値である。グラフは、3つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、抗IL−4抗体処理は、DOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞の双方におけるIL−31遺伝子の発現量を減少させた。しかしながら、対照であるDOCK8+/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞と比較して、DOCK8−/−AND Tgマウス由来のCD4T細胞におけるIL−31遺伝子の発現量は有意に高かった。
以上のことから、DOCK8は、IL−4に媒介されるシグナル伝達と独立して、CD4T細胞によるIL−31の産生を負に制御することが明らかとなった。
[実験例11]
上述した知見が、異なる抗原に対するTCRにまで拡張することが可能か否かを検討するために、発明者らはI−A分子によって提示されるオブアルブミン(OVA)ペプチド(配列番号4)を認識する、OTII TCRを発現するDOCK8−/−マウスを作製して解析した。
図14は、6〜8週齢のDOCK8+/−OTII Tgマウス及びDOCK8−/−OTII Tgマウスの末梢リンパ節細胞をフローサイトメトリー解析した結果を示すグラフである。
その結果、DOCK8−/−AND Tgマウスと同様にDOCK8−/−OTII TgマウスにおいてCD4T細胞は正常に発達することが明らかとなった。
[実験例12]
続いて、DOCK8+/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞の抗原特異的な増殖を検討した。図15は、I−Aを発現するC57BL/6マウスの脾臓細胞の存在下において、OVAペプチド(配列番号4)で刺激した、DOCK8+/−OTII Tgマウス及びDOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞の増殖を測定した結果を示すグラフである。
その結果、図15に示すように、DOCK8+/−OTII Tgマウス及びDOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞の抗原特異的な増殖は同程度であることが明らかとなった。
[実験例13]
続いて、DOCK8+/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞を2次刺激し、IL−31遺伝子の発現量を測定した。図16は、IL−31遺伝子の発現を測定した結果を示すグラフである。IL−31遺伝子の発現量は、DOCK8+/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞の結果を1とした相対値で示した。グラフは、3つの独立した実験の代表的な結果における、平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。
[実験例14]
DOCK8+/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞及びDOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞を2次刺激した後のIL−31タンパク質の発現量をELISA法により測定した。
図17は、測定結果を示すグラフである。グラフは、3ウェルずつ測定した2つの独立した実験の代表的な結果における、平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
図16及び図17に示すように、DOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞は、2次刺激により、より多くのIL−31を産生することが明らかとなった。これらの結果は、DOCK8が、CD4T細胞の抗原特異性には関係なく、一般的に、IL−31誘導の負の制御因子として作用することを示す。
[実験例15]
続いて、18週齢のDOCK8+/−OTII Tgマウス(n=7)及びDOCK8−/−OTII Tgマウス(n=7)の血清中のIL−31の濃度を比較した。
図18は、DOCK8+/−OTII Tgマウス及びDOCK8−/−OTII Tgマウスの血清中のIL−31の濃度を測定した結果を示すグラフである。グラフ中の線は平均値を示す。
その結果、DOCK8−/−AND Tgマウスと異なり、DOCK8−/−OTII Tgマウスは血清中のIL−31濃度の上昇を示さないことが明らかとなった。
[実験例16]
続いて、18週齢のDOCK8+/−OTII Tgマウス(n=4)及び同腹のDOCK8−/−OTII Tgマウス(n=4)の皮膚の組織学的解析を行った。
図19(a)及び(b)は、18週齢のDOCK8+/−OTII Tgマウス(図19(a))及び同腹のDOCK8−/−OTII Tgマウス(図19(b))の皮膚をヘマトキシリン及びエオジン染色した結果を示す写真である。スケールバーは50μmを示す。
図19(c)は、DOCK8+/−OTII Tgマウス(n=4)及びDOCK8−/−OTII Tgマウス(n=4)の皮膚における0.25mmあたりの炎症性細胞の総数を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は、平均値±標準偏差を示す。
その結果、DOCK8−/−AND Tgマウスと異なり、DOCK8−/−OTII Tgマウスはアトピー性皮膚炎を発症しないことが明らかとなった。
以上の結果は、DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞が自己反応性のT細胞であり、I−A分子に提示された、特定されていない自己抗原により、継続的に刺激を受けていることを示す。すなわち、AND TCRは、自己反応性を有するTCRである。
<III.IL−31のマスター制御因子としてのEPAS1の同定>
[実験例17]
DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞によるIL−31の過剰発現の機構を明らかにするために、発明者らはマイクロアレイ解析を行った。その結果、抗原刺激後において、対照であるDOCK8+/−AND TgマウスのCD4T細胞と比較して、856個の遺伝子が、DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞で高発現していることが明らかとなった。
これらの遺伝子は、40個の推定上の転写因子を含んでおり、そのうちの1つがEPAS1であった。そこで、野生型のCD4T細胞にEPAS1を過剰発現させて、IL−31遺伝子の発現を検討した。
まず、C57BL/6マウスのCD4T細胞を、プレートに結合した抗CD3ε抗体及び抗CD28抗体で刺激した。続いて、CD4T細胞に、GFPのみを導入したレトロウイルスベクターであるpMX−IRES−GFP(対照)、及び、EPAS1及びGFPを導入したレトロウイルスベクターであるpMX−EPAS1−IRES−GFPを導入し、IL−31遺伝子の発現を測定した。
図20は、IL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。図中の値は、対照(pMX−IRES−GFP導入群)におけるIL−31遺伝子の発現量を1とした相対値である。グラフは、3つの独立した実験結果の平均値±標準偏差(n=6)を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。
その結果、対照と比較して、EPAS1を過剰発現させたCD4T細胞では、TCR刺激により誘導されるIL−31遺伝子の発現が顕著に増大した。
[実験例18]
DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞におけるEPAS1遺伝子をノックダウンし、IL−31遺伝子の発現に及ぼす影響を検討した。
DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞に、対照siRNA又はEPAS1に対するsiRNAを導入し、抗原刺激を行った後、IL−31遺伝子の発現量を測定した。また、ノックダウンの有効性をRT−PCRにより検討した。
図21(a)は、IL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は、抗原刺激を行わなかった細胞のIL−31遺伝子の発現量を1とした相対値である。グラフは、3つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。図21(b)は、RT−PCRの結果を示すグラフである。
その結果、EPAS1遺伝子をノックダウンすることにより、DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞におけるIL−31遺伝子の発現が顕著に抑制されることが明らかとなった。
[実験例19]
続いて、DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞におけるEPAS1遺伝子の欠失が、IL−31遺伝子の発現に及ぼす影響を検討した。
具体的には、T細胞特異的にEPAS1遺伝子を欠失する、CD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウスを作製し、このマウスのCD4T細胞におけるIL−31遺伝子の発現量を測定した。
図22はIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は、抗原刺激を行わなかった細胞のIL−31遺伝子の発現量を1とした相対値である。3ウェルずつ測定した3つの独立した実験の代表的な結果における、平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、EPAS1遺伝子を欠失させた場合においても、EPAS1遺伝子をノックダウンした場合と同様の結果が得られた。すなわち、EPAS1遺伝子を欠失させることにより、DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞におけるIL−31遺伝子の発現が顕著に抑制されることが明らかとなった。
[実験例20]
CD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウスにおける、アトピー性皮膚炎の発症、掻痒行動及び血清中のIL−31の濃度を検討した。
図23は、14週齢のCD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス及び同腹の対照マウスの代表的な写真である。
図24は、14週齢のCD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス及び同腹の対照マウスの2時間あたりの掻痒行動を定量した結果を示すグラフである(n=4)。グラフの値は、平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
図25(a)は、14週齢のCD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス及び同腹の対照マウスの皮膚をヘマトキシリン及びエオジン染色した結果を示す写真である。スケールバーは50μmを示す。
図25(b)は、14週齢のCD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス(n=4)及び同腹の対照マウス(n=4)の皮膚における0.25mmあたりの炎症性細胞の総数を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は、平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
図26は、14週齢のCD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス(n=4)及び同腹の対照マウス(n=4)の血清中のIL−31の濃度を測定した結果を示すグラフである。グラフ中の線は平均値を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
図23〜図26において、対照マウスとしては、CD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウス又はCD4−CreEPAS1lox/wDOCK8−/−AND Tgマウスを用いた。
以上の結果から、解析した全てのCD4−CreEPAS1lox/loxDOCK8−/−AND Tgマウスにおいて、血清中のIL−31の濃度の上昇が認められず、掻痒行動及びアトピー性皮膚炎の発症も認められなかった。
したがって、EPAS1は、CD4T細胞におけるIL−31誘導のマスター制御因子として機能し、DOCK8−/−AND Tgマウスにおけるアトピー性皮膚炎の発症に必須であることが明らかとなった。
[実験例21]
続いて、EPAS1がどのようにしてIL−31のプロモーターを活性化するのかについて検討した。
発明者らは、IL−31のプロモーター配列(−1367〜−1)の下流にルシフェラーゼ遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを作製した。また、EPAS1の変異体の発現ベクターを作製した。
図27(a)は、本実験例で使用したEPAS1の変異体の模式図である。続いて、レポーターコンストラクト及びEPAS1の変異体をマウス胚性線維芽細胞(MEF)に遺伝子導入し、IL−31プロモーターの活性を測定した。
図27(b)は、各EPAS1変異体の存在下でIL−31プロモーターの活性を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は4つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示し、「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、野生型のEPAS1の存在下ではIL−31プロモーターの活性化が誘導されたが、N末端側の活性化ドメイン(N−TAD)又はC末端側の活性化ドメイン(C−TAD)を欠失したEPAS1の変異体の存在下では、IL−31プロモーターの活性化が誘導されないことが明らかとなった。
[実験例22]
続いて、MEFに、実験例21のレポーターコンストラクト、野生型のEPAS1の発現ベクター、及びAryl hydrocarbon receptor nuclear translocator(ARNT)遺伝子に対するsiRNA又はSpecificity protein 1(SP1)遺伝子に対するsiRNAを導入し、IL−31プロモーターの活性を測定した。
図28(a)は、IL−31プロモーターの活性を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は3つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示し、「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。図28(b)は、ARNT遺伝子のノックダウンの有効性をウエスタンブロッティング法により検討した結果を示す写真である。図28(c)は、SP1遺伝子のノックダウンの有効性をウエスタンブロッティング法により検討した結果を示す写真である。
その結果、ARNT遺伝子をノックダウンしてもEPAS1に媒介されたIL−31プロモーターの活性化には影響しないことが明らかとなった。一方、SP1遺伝子をノックダウンすると、EPAS1に媒介されたIL−31プロモーターの活性が低下することが明らかとなった。
以上の結果は、EPAS1に媒介されたIL−31プロモーターの活性化には、ARNTではなくSP1が必須であることを示す。
[実験例23]
続いて、発明者らは、実験例21のレポーターコンストラクトにおけるIL−31プロモーターを少しずつ短くしたレポーターコンストラクトを作製し、野生型のEPAS1の発現ベクターと共にMEFに導入し、IL−31プロモーターの活性を測定した。
図29は、IL−31プロモーターの活性を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は3つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、発明者らは、EPAS1に媒介されたIL−31プロモーターの活性化に重要な領域を特定した。その領域は、−118〜−115のSP1結合配列である「GCGC」を含んでいた。
[実験例24]
続いて、発明者らは、IL−31プロモーターに部位特異的変異を導入したレポーターコンストラクトを作製し、野生型のEPAS1の発現ベクターと共にMEFに導入し、IL−31プロモーターの活性を測定した。
図30は、IL−31プロモーターの活性を測定した結果を示すグラフである。図中の「#1;CAA」は、図30下に示すIL−31プロモーターの#1領域(−135〜−133)に位置する「TGG」を「CAA」に変異させたことを意味し、以下同様である。グラフの値は3つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、IL−31プロモーターの−118〜−115に位置するSP1結合配列である「GCGC」を「AAGT」に変異させると、EPAS1に媒介されたIL−31プロモーターの活性がほぼ完全に失われることが明らかとなった。この結果は、EPAS1に媒介されたIL−31プロモーターの活性化には、−118〜−115に位置するSP1結合配列が重要であることを示す。
[実験例25]
続いて、Electrophoretic mobility shift assay(EMSA)によりIL−31プロモーターにSP1が結合するか否かについて検討した。
図31(a)及び(b)は、EMSAの結果を示す写真である。図中、「C」はSP1−DNA複合体を示し、「SS」はスーパーシフトを示す。「NE」は各抽出物を意味し、「WT」は野生型配列を意味し、「Mut」は変異型配列を意味する。
その結果、SP1が確かにIL−31プロモーターに結合することが明らかとなった。また、SP1は、IL−31プロモーターの−118〜−115に位置するSP1結合配列である「GCGC」を「AAGT」に変異させたDNA断片には結合しないことが明らかとなった。
[実験例26]
続いて、クロマチン免疫沈降(ChIP)により、IL−31プロモーターへのSP1の結合に与えるEPAS1の影響を検討した。
図32は、ChIPアッセイの結果を示すグラフである。グラフの値は7つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。
その結果、EPAS1の非存在下では、SP1のIL−31プロモーターへの結合が顕著に低下することが明らかとなった。
以上の結果から、EPAS1は、ARNT非依存的に、SP1と協調してIL−31プロモーターを活性化することが明らかとなった。
発明者らはまた、MEFの代わりにCD4T細胞を用いたChIPを行い、IL−31プロモーターへのSP1の結合に与えるEPAS1の影響を検討した。その結果、CD4T細胞を用いた場合においても、MEFを用いた場合と同様の結果が得られた。すなわち、EPAS1の非存在下では、SP1のIL−31プロモーターへの結合が顕著に低下することが明らかとなった。
<IV.DOCK8は、EPAS1の核移行を制御するアダプターとして機能する>
[実験例27]
EPAS1は、細胞質から核に移動し、核内でIL−31プロモーターの活性化を媒介する。そこで、発明者らは、DOCK8がIL−31の誘導を負に制御する機構を解明するために、野生型のMEF及びDOCK8−/−のMEFの間でEPAS1の細胞内局在を検討した。
まず、免疫蛍光染色により、抗EPAS1抗体の検証を行った。図33(a)は、EPAS1−/−のMEFを抗EPAS1抗体で染色した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。核を染色するためにDAPIを使用した。スケールバーは20μmである。図33(b)は、野生型のMEFを抗EPAS1抗体で免疫蛍光染色した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。この結果、抗EPAS1抗体の有効性が確認された。
続いて、野生型(WT)及びDOCK8−/−のMEFの、通常条件下及び低酸素条件下におけるEPAS1の細胞内局在を、免疫蛍光染色により検討した。図34(a)及び(b)は、免疫蛍光染色の結果を示す蛍光顕微鏡写真である。核を染色するためにDAPIを使用した。スケールバーは20μmである。図34(c)は、EPAS1が核に局在した細胞の割合を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は4つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、野生型及びDOCK8−/−のいずれのMEFにおいても、低酸素条件下ではEPAS1が核に移行した。また、DOCK8−/−のMEFにおけるEPAS1の核への局在は、野生型のMEFと比較して、通常条件下においても顕著に増加していた。
[実験例28]
野生型のDOCK8(WT)又はDOCK8の変異体(ΔN及びΔDHR2)をDOCK8−/−MEFで発現させ、EPAS1の細胞内局在を検討した。
図35(a)は、通常条件下及び低酸素条件下におけるEPAS1の細胞内局在を、免疫蛍光染色により検討した結果を示す蛍光顕微鏡写真である。核を染色するためにDAPIを使用した。スケールバーは20μmである。図35(b)はEPAS1が核に局在した細胞の割合を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は4つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示し、「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、DOCK8の欠失によるEPAS1の核への集積は、野生型のDOCK8をDOCK8−/−MEFで発現させることにより消失することが明らかとなった。同様の結果は、Cdc42の活性化に必須であるDOCK homology region(DHR)−2ドメインを欠失したDOCK8の変異体(ΔDHR2)をDOCK8−/−MEFで発現させた場合においても認められた。
しかしながら、DOCK8のN末端の527アミノ酸を欠失したDOCK8の変異体(ΔN)をDOCK8−/−MEFで発現させた場合においては、EPAS1の核への集積を抑制することができなかった。この結果は、EPAS1の細胞内局在の制御に、DOCK8のN末端領域が重要であることを示す。
[実験例29]
ところで、Mammalian STE20−like kinase 1(MST1)は、T細胞の接着、遊走、増殖及びアポトーシスに関与するセリン/スレオニンキナーゼである。DOCK8に結合するタンパク質を探索した結果、発明者らは、DOCK8がそのN末端領域を介してMST1に結合することを明らかにした。
図36(a)はDOCK8とMST1がDOCK8のN末端領域を介して結合することを示す免疫沈降の写真である。
続いて、DOCK8、MST1及びEPAS1をヒト胚性腎臓細胞である293T(HEK−293T)細胞で共発現させ、免疫沈降を行った。図36(b)は、免疫沈降の結果を示す写真である。その結果、EPAS1とMST1は、DOCK8の存在とは関係なく共免疫沈降することが明らかとなった。
この結果は、DOCK8がMST1と結合することにより、EPAS1の細胞内局在を制御している可能性を示した。
[実験例30]
続いて、野生型のMEFにおいて、MST1のノックダウンがEPAS1の核への局在に及ぼす影響を検討した。
野生型のMEFにレトロウイルスベクターであるpSUPER retro−puro sh MST1を用いてMST1のshRNAを導入し、MST1をノックダウンした。図37は、MST1遺伝子のノックダウンの有効性をウエスタンブロッティング法により検討した結果を示す写真である。
続いて、野生型(WT)、DOCK8−/−及びMST1遺伝子をノックダウンした野生型のMEFにおいて、通常条件下及び低酸素条件下でのEPAS1の細胞内局在を、免疫蛍光染色により検討した。
図38(a)〜(c)は、免疫蛍光染色の結果を示す蛍光顕微鏡写真である。図38(a)は野生型のMEFの結果を示し、図38(b)はDOCK8−/−のMEFの結果を示し、図38(c)はMST1遺伝子をノックダウンした野生型のMEFの結果を示す。核を染色するためにDAPIを使用した。スケールバーは20μmである。図38(d)は、EPAS1が核に局在した細胞の割合を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は3つの独立した実験結果の平均値±標準偏差を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、MST1遺伝子をノックダウンすることにより、EPAS1の核への局在が顕著に増加することが明らかとなった。
[実験例31]
DOCK8+/−AND TgマウスのCD4T細胞のMST1遺伝子をノックダウンした場合のIL−31遺伝子の発現を検討した。
DOCK8+/−AND TgマウスのCD4T細胞に、対照siRNA又はMST1に対するsiRNAを導入し、抗原刺激を行った後、IL−31遺伝子の発現量を測定した。また、ノックダウンの有効性をRT−PCRにより検討した。
図39(a)は、IL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は、抗原刺激を行わなかった細胞のIL−31遺伝子の発現量を1とした相対値である。グラフは、2つの独立した実験結果の平均値±標準偏差(n=4)を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。図39(b)は、RT−PCRの結果を示すグラフである。
その結果、MST1遺伝子をノックダウンすることにより、DOCK8+/−AND TgマウスのCD4T細胞におけるIL−31遺伝子の発現が顕著に増加することが明らかとなった。
以上の結果は、DOCK8−MST1系がEPAS1の核移行を阻害することによって、IL−31の誘導を負に制御していることを示す。
<V.アトピー性皮膚炎患者のCD4T細胞におけるEPAS1の役割>
[実験例32]
EPAS1がマウスのCD4T細胞におけるIL−31の誘導に必須であることが明らかになったため、発明者らは、ヒトのCD4T細胞におけるEPAS1の役割を検討した。
抗CD3ε抗体がコートされた又はコートされていない24ウェルプレート中で、アトピー性皮膚炎患者及び健常人由来のCD4T細胞を6時間培養し、ウエスタンブロッティングによりDOCK8の発現を検討した。
図40はウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。その結果、アトピー性皮膚炎患者と健常人(対照)との間でDOCK8の発現に顕著な差は認められなかった。
[実験例33]
続いて、アトピー性皮膚炎患者及び健常人(対照)の血清中のIL−31の濃度を測定して比較した。図41は血清中のIL−31の濃度を測定した結果を示すグラフである(n=6)。グラフ中の線は平均値を示す。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、アトピー性皮膚炎患者の血清中のIL−31の濃度は健常人(対照)と比較して顕著に上昇していることが明らかとなった。
[実験例34]
続いて、TCR刺激により誘導される、CD4T細胞によるサイトカイン遺伝子の発現を検討した。
アトピー性皮膚炎患者及び健常人由来のCD4T細胞を抗CD3ε抗体で刺激し、IL−31遺伝子及びIL−2遺伝子の発現量を測定した。図42(a)はIL−31遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。図42(b)はIL−2遺伝子の発現量を測定した結果を示すグラフである。
グラフの値は、TCR刺激を行わなかった健常人由来のCD4T細胞による各サイトカイン遺伝子の発現量を1とした相対値であり、平均値±標準偏差(n=6)を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。
その結果、DOCK8−/−AND TgマウスのCD4T細胞において見られるのと同様に、TCR刺激により誘導されるIL−31遺伝子の発現量は、アトピー性皮膚炎患者由来のCD4T細胞において、健常人由来のCD4T細胞(対照)と比較して顕著に高かったが、IL−2遺伝子の発現量は同等であった。
[実験例35]
続いて、発明者らは、アトピー性皮膚炎患者由来のCD4T細胞に対するEPAS1阻害剤の影響を検討した。EPAS1阻害剤としては、FM19G11及びHIFVIIを使用した。正確な機構は解明されていないが、FM19G11はEPAS1の発現を阻害することが知られている。
まず、ウエスタンブロッティング法により、抗EPAS1抗体の検証を行った。図43は、FLAGタグを連結したヒトEPAS1の発現ベクターであるpcDNA−EPAS1−FLAGをHEK−293T細胞に導入した後、細胞溶解物を抗FLAG抗体及び抗EPAS1抗体を用いたウエスタンブロッティング法により解析した。図43は、ウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。この結果、抗EPAS1抗体の有効性が確認された。
続いて、EPAS1阻害剤がアトピー性皮膚炎患者及び健常人(対照)由来のCD4T細胞におけるEPAS1の発現に及ぼす影響を検討した。
図44は、ウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。3つの独立した実験の代表的な結果を示す。その結果、FM19G11がヒトCD4T細胞におけるEPAS1タンパク質の発現量を顕著に減少させることが確認された。
[実験例36]
続いて、EPAS1阻害剤であるFM19G11(n=6)及びHIFVII(n=3)が、アトピー性皮膚炎患者由来のCD4T細胞のTCR刺激により誘導されるサイトカイン遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。
図45(a)はIL−31遺伝子の発現量に対するFM19G11の影響を検討した結果を示すグラフである。図45(b)はIL−2遺伝子の発現量に対するFM19G11の影響を検討した結果を示すグラフである。図45(c)はIL−31遺伝子の発現量に対するHIFVIIの影響を検討した結果を示すグラフである。図45(a)〜(c)において、グラフの値は、TCR刺激を行わなかったアトピー性皮膚炎患者由来のCD4T細胞における各サイトカインの発現量を1とした相対値の平均値±標準偏差である。図中の「**」は危険率1%未満で有意差があることを示す。
その結果、アトピー性皮膚炎患者由来のCD4T細胞をFM19G11で処理すると、TCR刺激により誘導されるIL−31遺伝子の発現が顕著に抑制されたが、IL−2遺伝子の発現量は同等であった。一方、アトピー性皮膚炎患者由来のCD4T細胞をHIFVIIで処理した場合においては、FM19G11のようなIL−31遺伝子の発現抑制効果は認められなかった。
[実験例37]
ところで、HIFVIIはEPAS1のPAS−Bドメインに結合し、EPAS1とARNTとの結合を阻害することが知られている。このことを確認するために、ARNT及びEPAS1をHEK−293T細胞で共発現させ、HIFVIIの存在下又は非存在下で免疫沈降を行った。図46(a)及び(b)は、免疫沈降の結果を示す写真である。その結果、HIFVII処理はARNT及びEPAS1の結合を阻害することが確認された。
以上の結果は、アトピー性皮膚炎患者由来のCD4T細胞において、EPAS1が、ARNTとの結合とは無関係にIL−31の誘導を制御していることを示す。
<VI.DOCK8コンディショナルノックアウトマウスにおけるアトピー性皮膚炎>
[実験例38]
AND TCRを有しCD4T細胞特異的にDOCK8を欠失したコンディショナルノックアウトマウスが、アトピー性皮膚炎を発症するか否かを検討した。
まず、DOCK8lox/loxマウスを定法により作製した。続いて、DOCK8lox/loxマウスをAND TCR Tgマウスと交配し、DOCK8lox/loxAND Tgマウスを得た。更に、DOCK8lox/loxAND TgマウスをCD4−Cre Tgマウスと交配してCD4−CreDOCK8lox/loxAND Tgマウスを得た。
CD4−CreDOCK8lox/loxAND TgマウスはCD4T細胞特異的にDOCK8を欠失する。CD4−CreDOCK8lox/loxAND Tgマウスを特定病原菌フリー(SPF)環境下で飼育し、皮膚炎の発症を検討した。週齢及び性別が一致した同腹仔を対照に用いた。
皮膚炎の状態をSeverity Scoring of Atopic Dermatitis(SCORAD)インデックスにしたがって評価した。具体的には、(1)紅斑/出血、(2)落屑/乾燥、(3)浮腫、(4)表皮剥脱/ただれ、の4項目を、0:なし、1:軽度、2:中程度、3:重度、の12点満点で評価した。
図47は、DOCK8コンディショナルノックアウトマウス(KO、n=4)及び対照マウス(ヘテロ、n=4)のSCORADインデックスの推移を測定した結果を示すグラフである。グラフの値は平均値±標準偏差で示した。
その結果、対照マウスが皮膚炎を発症しなかったのに対し、DOCK8コンディショナルノックアウトマウスは、7週齢以降でアトピー性皮膚炎を発症することが明らかとなった。
この結果は、本発明は、CD4T細胞において、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異が、アトピー性皮膚炎を発症させることを更に支持するものである。
<VII.DOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞の検討>
[実験例39]
実験例16において、DOCK8−/−OTII Tgマウスはアトピー性皮膚炎を発症しないことが示された。そこで、DOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞を、OVA抗原を全身に発現するCAG−OVAマウスに移入し、痒みを惹起するか否かを検討した。
具体的には、まず、DOCK8+/−OTII Tgマウス、又は同腹のDOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞を、OVA323−339ペプチド(配列番号4、1μg/mL)の存在下で、T細胞を除去し放射線照射した脾臓細胞(5×10個/ウェル)と共に培養することにより活性化した。続いて、活性化した各CD4T細胞を、5.7×10個/マウスの投与量でCAG−OVAマウスに静脈投与した。続いて、細胞の投与から5時間後に掻痒行動の観察を開始した。
図48は、DOCK8+/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞、又はDOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞を移植したCAG−OVAマウスの2時間あたりの掻痒行動を定量した結果を示すグラフである(各群についてそれぞれn=4)。グラフの値は平均値±標準偏差を示す。図中の「*」は危険率5%未満で有意差があることを示す。
その結果、図48に示すように、DOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞を移植したCAG−OVAマウスは、激しい掻痒行動を起こすことが明らかとなった。この結果は、DOCK8−/−OTII Tgマウス由来のCD4T細胞をCAG−OVAマウスに移入することにより、痒みを惹起することができることを示す。
本発明によれば、IL−31の産生制御機構を明らかにし、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物を提供することができる。

Claims (21)

  1. アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法であって、非ヒト動物に、CD4T細胞において、Dedicator of cytokinesis 8(DOCK8)タンパク質、Mammalian STE20−like kinase 1(MST1)タンパク質及びEndothelial PAS domain protein 1(EPAS1)タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異、及び、AND T細胞受容体(TCR)遺伝子を導入する工程を有し、
    前記遺伝子変異及びAND TCRを有する非ヒト動物がアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である、製造方法
  2. 前記遺伝子変異が、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子のノックアウト又はノックダウンである、請求項1に記載の製造方法
  3. 前記アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物が、DOCK8−/− AND Tg又はMST1−/− AND Tgの遺伝子型を有する、請求項1又は2に記載の製造方法(ここで、AND TgはAND TCRが遺伝子導入されていることを表す。)。
  4. アトピー性皮膚炎モデル細胞の製造方法であって、細胞に、DOCK8タンパク質、MST1タンパク質及びEPAS1タンパク質を含む複合体が形成不能となる遺伝子変異を導入する工程を有し、前記遺伝子変異を有する細胞がアトピー性皮膚炎モデル細胞である、製造方法
  5. 前記遺伝子変異が、DOCK8遺伝子又はMST1遺伝子のノックアウト又はノックダウンである、請求項に記載の製造方法
  6. 被験物質の投与下で、請求項1〜のいずれか一項に記載の製造方法により製造された非ヒト動物の掻痒行動の量を定量する工程と、
    定量された前記掻痒行動の量が、前記被験物質の非投与下における前記非ヒト動物の掻痒行動の量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  7. 被験物質の存在下で、アトピー性皮膚炎の患者由来のCD4T細胞、DOCK8−/−CD4T細胞又はMST1−/−CD4T細胞のTCRを刺激し、前記CD4T細胞によるインターロイキン(IL)−31の発現量を定量する工程と、
    前記IL−31の発現量が、前記被験物質の非存在下で前記CD4T細胞のTCRを刺激した場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  8. 被験物質の存在下で、T細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、IL−31の発現量を定量する工程と、
    前記発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  9. 被験物質の存在下で、IL−31プロモーターの下流にレポーター遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを導入した細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、前記レポーター遺伝子の発現量を定量する工程と、
    前記レポーター遺伝子の発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合の前記レポーター遺伝子の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  10. 被験物質の存在下で、DOCK8−/−T細胞又はMST1−/−T細胞のTCRを刺激し、IL−31の発現量を定量する工程と、
    前記発現量が、前記被験物質の非存在下で前記細胞のTCRを刺激した場合のIL−31の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  11. 被験物質の存在下で、IL−31プロモーターの下流にレポーター遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを導入した、DOCK8−/−T細胞又はMST1−/−T細胞のTCRを刺激し、前記レポーター遺伝子の発現量を定量する工程と、
    前記レポーター遺伝子の発現量が、前記被験物質の非存在下で前記細胞のTCRを刺激した場合の前記レポーター遺伝子の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  12. 被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力を測定する工程と、
    前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とDOCK8タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  13. 被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とMST1タンパク質との結合力を測定する工程と、
    前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とMST1タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  14. 被験物質の存在下で、DOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力を測定する工程と、
    前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるDOCK8タンパク質とMST1タンパク質との結合力と比較して上昇していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  15. 被験物質の存在下で、EPAS1タンパク質とSP1タンパク質との結合力を測定する工程と、
    前記結合力が、前記被験物質の非存在下におけるEPAS1タンパク質とSP1タンパク質との結合力と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  16. 被験物質の存在下で、DOCK8−/−細胞又はMST1−/−細胞にEPAS1遺伝子を発現させ、EPAS1タンパク質の核内存在量を定量する工程と、
    前記核内存在量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞にEPAS1遺伝子を発現させた場合のEPAS1タンパク質の核内存在量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  17. 被験物質の存在下で、細胞中のEPAS1の発現量を定量する工程と、
    前記発現量が、前記被験物質の非存在下の前記細胞中のEPAS1の発現量と比較して低下していた場合に、前記被験物質はアトピー性皮膚炎の治療剤であると判断する工程と、を備える、アトピー性皮膚炎の治療剤のスクリーニング方法。
  18. EPAS1阻害剤を有効成分として含有するアトピー性皮膚炎の治療剤。
  19. アトピー性皮膚炎モデル動物作製用非ヒト動物の製造方法であって、非ヒト動物の遺伝子型を、DOCK8+/− AND Tg、MST1+/− ANDg又AND Tgにする工程を有し、前記遺伝子型を有する非ヒト動物がアトピー性皮炎モデル動物作製用非ヒト動物である、製造方法(ここで、AND TgはAND TCRが遺伝子導入されていることを表す。)。
  20. DOCK8+/− AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物を、DOCK8+/− AND Tg、DOCK8+/−又はDOCK8−/−の遺伝子型を有する非ヒト動物と交配させる工程を備え、子孫の中に出現したDOCK8−/− AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物がアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法(ここで、AND Tgは再編成したAND TCRが遺伝子導入されていることを表す。)。
  21. MST1+/− AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物を、MST1+/− AND Tg、MST1+/−又はMST1−/−の遺伝子型を有する非ヒト動物と交配させる工程を備え、子孫の中に出現したMST1−/− AND Tgの遺伝子型を有する非ヒト動物がアトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物である、アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物の製造方法(ここで、AND Tgは再編成したAND TCRが遺伝子導入されていることを表す。)。
JP2018501805A 2016-02-25 2017-02-24 アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物及びその使用 Active JP6890834B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016034510 2016-02-25
JP2016034510 2016-02-25
PCT/JP2017/007198 WO2017146227A1 (ja) 2016-02-25 2017-02-24 アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物及びその使用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017146227A1 JPWO2017146227A1 (ja) 2018-12-20
JP6890834B2 true JP6890834B2 (ja) 2021-06-18

Family

ID=59685315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018501805A Active JP6890834B2 (ja) 2016-02-25 2017-02-24 アトピー性皮膚炎モデル非ヒト動物及びその使用

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11213020B2 (ja)
EP (1) EP3420812A4 (ja)
JP (1) JP6890834B2 (ja)
WO (1) WO2017146227A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102072504B1 (ko) * 2018-05-23 2020-02-03 중앙대학교 산학협력단 Dock8 유전자 단일염기다형성을 이용한 아토피 피부염 진단용 조성물과 검출 방법
KR20230035773A (ko) * 2021-09-06 2023-03-14 연세대학교 산학협력단 Akt 신호경로 억제제를 유효성분으로 포함하는 아토피피부염의 예방 또는 치료용 조성물

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100127880A (ko) 2008-04-04 2010-12-06 카란도 파마슈티칼즈, 인코포레이티드 Epas1 억제제의 조성물 및 용도
EP2942356B1 (en) * 2014-05-05 2017-08-23 Medizinische Hochschule Hannover Mutation for type 1 diabetes mellitus and animal model

Also Published As

Publication number Publication date
US20190191675A1 (en) 2019-06-27
EP3420812A1 (en) 2019-01-02
WO2017146227A1 (ja) 2017-08-31
US20210337777A1 (en) 2021-11-04
JPWO2017146227A1 (ja) 2018-12-20
EP3420812A4 (en) 2020-03-18
US11213020B2 (en) 2022-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Friščić et al. The complement system drives local inflammatory tissue priming by metabolic reprogramming of synovial fibroblasts
Wang et al. Targeting p21Cip1 highly expressing cells in adipose tissue alleviates insulin resistance in obesity
Guay et al. Lymphocyte-derived exosomal microRNAs promote pancreatic β cell death and may contribute to type 1 diabetes development
Yamamura et al. The transcription factor EPAS1 links DOCK8 deficiency to atopic skin inflammation via IL-31 induction
Long et al. Selective enhancement of endothelial BMPR-II with BMP9 reverses pulmonary arterial hypertension
Chen et al. Immune dysregulation in patients with PTEN hamartoma tumor syndrome: analysis of FOXP3 regulatory T cells
Tai et al. TLR9 deficiency promotes CD73 expression in T cells and diabetes protection in nonobese diabetic mice
Kefaloyianni et al. Proximal Tubule–Derived Amphiregulin Amplifies and Integrates Profibrotic EGF Receptor Signals in Kidney Fibrosis
JP7053559B2 (ja) 血管新生障害の処置
US20240141004A1 (en) Treatment of smc mediated disease
US20210337777A1 (en) Atopic dermatitis model non-human animal and use thereof
Wei et al. SHROOM3-FYN interaction regulates nephrin phosphorylation and affects albuminuria in allografts
Morioka et al. Chimeric efferocytic receptors improve apoptotic cell clearance and alleviate inflammation
Wan et al. Splicing factor SRSF1 promotes pancreatitis and KRASG12D-mediated pancreatic cancer
Sachs et al. ADAM10-mediated ectodomain shedding is an essential driver of podocyte damage
Zhou et al. A novel role of TGFBI in macrophage polarization and macrophage-induced pancreatic cancer growth and therapeutic resistance
JP2016533388A (ja) がん転移の阻害
Cook et al. AP-1 transcription factor JunD confers protection from accelerated nephrotoxic nephritis and control podocyte-specific Vegfa expression
Pérez-Cruz et al. Immunoregulatory effects of RGMb in gut inflammation
JP2021534407A (ja) 自己免疫疾患及びIL−17A関連疾患のためのバイオマーカー及び治療標的としてのAhR−ROR−γt複合体
Lin et al. Expression of human carcinoembryonic antigen‐related cell adhesion molecule 6 and alveolar progenitor cells in normal and injured lungs of transgenic mice
KR20220041896A (ko) Klf 유도 심근생성
Zhou et al. Mutant KRAS-activated circATXN7 fosters tumor immunoescape by sensitizing tumor-specific T cells to activation-induced cell death
US11584792B2 (en) Antibody therapies and methods for treating coronavirus infection
JP6846808B2 (ja) Card14を用いた治療、診断およびスクリーニング

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210427

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210519

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6890834

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250