JPH07322892A - 免疫抑制物質のスクリーニング方法 - Google Patents

免疫抑制物質のスクリーニング方法

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JPH07322892A
JPH07322892A JP11673194A JP11673194A JPH07322892A JP H07322892 A JPH07322892 A JP H07322892A JP 11673194 A JP11673194 A JP 11673194A JP 11673194 A JP11673194 A JP 11673194A JP H07322892 A JPH07322892 A JP H07322892A
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JP
Japan
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yeast
added
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calcium
mutant
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JP11673194A
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English (en)
Inventor
Mochimasa Tanida
以誠 谷田
Akira Hasegawa
明 長谷川
Teiichi Oya
禎一 大矢
Yasuhiro Anraku
泰宏 安楽
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.)
Tonen General Sekiyu KK
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Tonen Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 免疫抑制物質のスクリーニングのための簡単
で迅速な方法の提供。 【構成】 液胞膜プロトンATPase活性欠損酵母変
異株を、被験サンプルを添加した、又は添加しない、種
々のカルシウム濃度の培地で培養し、被験サンプルを添
加した培地において増殖限界カルシウム濃度が低下すれ
ば、該被験サンプル中に免疫抑制物質が含まれていると
推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酵母を用いる簡便な免
疫抑制物質のスクリーニング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】免疫抑制剤は、臓器移植における拒絶反
応の抑制、自己免疫疾患や他の免疫学的機序が関与する
様々な疾患の予防や治療のために重要な物質であり、多
くの免疫抑制剤が知られている。特に、サイクロスポリ
ンA(CsA)及びFK506は免疫系細胞に特異的に
作用し、免疫応答の要であるT細胞の活性化の初期段階
で効果をあらわし、すでに確立された抗体産生などには
影響を与えないものとして重要である。
【0003】CsA及びFK506が免疫抑制効果を現
わす機序としては、CsA又はFK506は、それらの
細胞内受容体であるそれぞれサイクロフィリン(Cy
p)又はFK506結合蛋白質(FKBP)と結合し
て、それぞれCsA−Cyp複合体又はFK506−F
KBP複合体を形成し、これらの複合体が共通に結合す
る物質である蛋白質セリン/スレオニン脱リン酸化酵素
カルシニューリンと結合し、これによってカルシニュー
リンの活性を阻害することにより免疫抑制効果が現われ
ると推定されている。
【0004】酵母細胞においても、FK506やCsA
に対する結合蛋白質をコードする遺伝子の同族体(それ
ぞれ、FKB1及びCYP1と称する)が単離されてお
り、これらの遺伝子が破壊された細胞についても解析が
行われているが、この遺伝子破壊が酵母の細胞増殖に本
質的な欠陥を与えることは観察されていない。
【0005】また、カルシニューリンについては、それ
をコードする遺伝子としてCNB1(調節サブユニット
をコードする)、CNA1(触媒サブユニット1をコー
ドする)及びCNA2(触媒サブユニット2をコードす
る)が単離されており、これらを用いて作製したカルシ
ニューリン活性欠損株においては、αファクターによる
G1期停止からの回復に欠損があること(Cyert,M.S.
ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,Vol 88,7376-7380(1992)
;Cyert,M.S.ら、Mol.Cell.Biol.Vol.12,3460-3469(19
92 );Foor.F. ら、Nature,Vol.360,682-684(1992))
、及び1.2M NaClに感受性であること(Nakam
ura T. ら、EMBO J.Vol.12,4063-4071(1993))が報告さ
れている。
【0006】しかしながら、酵母におけるカルシウムと
カルシニューリンとの関係については報告されていな
い。本発明者らは、培地中のカルシウム濃度と酵母の増
殖との関係を研究する過程で、カルシニューリン活性を
有する酵母(カルシニューリン遺伝子が欠損していない
酵母) が増殖し得ない高濃度のカルシウムを含有する培
地においても、それに免疫抑制物質であるCsA又はF
K506を添加した場合にはその培地中で酵母が増殖し
得るという全く新しい知見を得、さらにこの現象におい
て、免疫抑制物質がその効果を発揮する過程に介在する
カルシニューリンが関与していることを見出している。
【0007】酵母菌において、培地中にFK506を5
0μg/ml程度加えると細胞の約50%が死ぬ。また、
CsAについても、FK506の100倍程度で細胞増
殖阻害効果が生ずることが報告されている。しかしなが
ら、これら免疫抑制物質が生体内でその効果を示す濃度
に比べて、約100倍程度高濃度である。その原因とし
て、酵母の細胞壁の透過性及び、細胞内酸性化小器官で
ある液胞の解毒作用が考えられる。
【0008】本発明者らは、特に液胞機能の原動力とな
る液胞膜プロトンATPaseの生化学的解析及び分子
生物学的解析を行ってきた(例えばOhyaら、J.Biol.Che
m.vol.266,13971-13977,1991、等) 。液胞膜プロトンA
TPaseの機能発現に関与する変異株(以下、ac
uolar embrane H+ TPaseの
頭文字でvma変異株と略す。)は、液胞内の酸性化が
進まないだけでなく、カルシウム感受性、非発酵性の炭
素源で増殖できない等の多面的な表現系を示す。
【0009】本発明者らは、これらの研究の過程で、酵
母のvma変異株においては、免疫抑制物質であるFK
506等の添加により、これに対する結合蛋白質との複
合体形成を介してカルシウムに対する感受性が上昇する
という、カルシニューリン活性酵母株の場合とは反対の
現象が生ずることを見出した。
【0010】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】従って、本発明は、前記の新規な知見に基づい
て、免疫抑制物質の簡便なスクリーニング方法を提供し
ようとするものである。すなわち、本発明は、カルシウ
ム濃度を異にする複数の酵母用培地を二組用意し、一組
の培地には被験サンプルを添加し、他方の組の培地には
被験サンプルを添加せず、これらの培地に液胞膜プロト
ンATPaseの活性が欠損した酵母変異株を接種して
培養し、被験サンプルを添加した場合に該変異株の増殖
を許容するカルシウム濃度が、被験サンプルを添加しな
かった場合に該変異株の増殖を許容するカルシウム濃度
よりも低い場合に、該被験サンプルが免疫抑制物質を含
有すると推定することを特徴とする免疫抑制物質のスク
リーニング方法を提供する。
【0011】
【具体的な説明】本発明において、液胞膜プロトンAT
Paseの活性を欠損した変異株を「vma変異株」又
は単に「変異株」と称し、この様な変異を有しない酵母
株を便宜上「野性株」と称する。vma変異株は野性株
から変異により得られる。この意味において、多くの酵
母、例えばサッカロミセス(Saccharomyces 属に属する
多くの酵母、例えば多くのサッカロミセス・セレビシエ
ー(Saccharomyces cerevisiae)種に属する株が野性株
である。
【0012】従って、本発明におけるカルシニューリン
活性を有する酵母株、すなわち野性株は、一般の実験室
や研究室において常用されている酵母株の中から任意に
選択することができ、また種々の微生物寄託機関に保管
されており、特に制限なく分譲され得る酵母株から選択
して用いることができる。従って、本発明においては、
Yeast Genetic Stock Centerに保管されており、自由に
分譲され得るサッカロミセス・セレビシエーS288C
株に由来するYPH499株(Sikorski and Hieter,Ge
netics,Vol.122,19-27,(1989))を例として用いるが,こ
れに限定されるものではない。
【0013】野性株からvma変異株を得るには、YP
D+100mM CaCl2 培地(1%酵母エキス、2%
ペプトン、2%グルコース、100mM CaCl2 )に
感受性でなおかつ、非醗酵性の炭素源で増殖できないと
いう表現系(例えば、Ohyaら;J.Biol.Chem.Vol.266,13
971-13977,(1991)) を利用するか、中性のpHに感受性と
いう表現系(例えば、Preston ら;Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA.Vol.86,7027-7031,(1989))を利用して得るか、
あるいは、既知の塩基配列(例えば、VMA1;Hirata
ら;J.Biol.Chem.Vol.265,6726-6733,(1990), VMA2
/VAT2;Nelsonら;J.Biol.Chem.Vol.264,1775-177
8(1989),VMA3;Umemoto ら;J.Biol.Chem.Vol.265,
18447-18453,(1990), VMA5/VATc;Beltran
ら;J.Biol.Chem.Vol.267,774-779,(1992)) などを用い
て常法にしたがって遺伝子の破壊を行う等がある。
【0014】なお、これら変異株で液胞膜プロトンAT
Paseの活性が欠損していることは、大矢らの方法
(J.Biol.Chem.vol.266,13971-13977, 1991)に従って確
認できる。本発明において使用できるvma変異株の一
例として、サッカロミセス・セレビシエー(Saccharomy
ces cerevisiae) DV3TL−B2を挙げることができ
る。
【0015】本発明に従って免疫抑制物質のスクリーニ
ングを行うには、まず基礎培地におよそ1〜100mMの
範囲で異るカルシウム濃度を有する一連の培地を二組用
意する。基礎培地としては、酵母の培養に用いる通常の
培地、例えば酵母エキス1%、ペプトン2%及びグルコ
ース2%を含有する培地を用いることができる。この培
地のpHは、カルシウム濃度による酵母の増殖限界を容易
に決定することができるように選択し、通常はpH5〜6
が好ましい。
【0016】次に、これらの培地の内一組に同量の被験
サンプルを添加し、他の一組には被験試料を添加しな
い。次にこれらの培地にvma変異株を接種し、23〜
30℃において1〜4日間培養する。この結果、被験サ
ンプルを添加した場合に、変異株が増殖し得る最高カル
シウム濃度と、被験サンプルを添加しなかった場合に変
異株が増殖し得る最高カルシウム濃度を決定する。そし
て前者のカルシウム濃度が後者のカルシウム濃度より低
い場合に、前記被験試料が免疫抑制物質を含んでいるも
のと推定する。上記の試験は、固体培地又は液体培地の
いずれを用いても行うことができる。
【0017】また、前記の方法の変法、又は便法とし
て、既知の免疫抑制物質を添加した場合に変異株が増殖
し得る最高カルシウム濃度と、既知免疫抑制物質を添加
しなかった場合に変異菌が増殖し得る最高カルシウム濃
度との間の濃度でカルシウムを含有する培地を用意し、
これに被験サンプルを添加し、変異株を接種して培養
し、変異株が増殖しなかった場合、又は増殖が抑制され
た場合に、該試サンプル中に免疫抑制物質が含有されて
いると推定することができる。簡便には次の方法により
スクリーニングを行うことができる。
【0018】培地 6mM CaCl2 2% 酵母エキス 4% バクトペプトン 4% デキストロース(グルコース) 100mM コハク酸−水酸化ナトリウム緩衝液(pH
5.0)
【0019】細胞培養液 YPD培地で30℃にて一昼夜培養したvma変異株
(1〜3×108 細胞/ml)の細胞培養液(又はその凍
結乾燥物)方法 (1)96穴平底タイタープレートの1穴に50μlの
培地1を加え、1μlの細胞培養液を添加する。 (2)検定したいサンプルを滅菌水に懸濁後、50μl
を穴に加える。陽性コントロールとして、最終濃度1μ
g/mlとなるようにFK506を添加し、陰性コントロ
ールとして滅菌水を添加する。 (3)30℃で24時間、緩やかに攪拌しながら保温す
る。 (4)OD600 の測定。OD600 が0.15以下であれ
ば、免疫抑制効果のある物質の可能性が高い。 前記培地(液体培地又は水を未添加の培地配合物)、及
び細胞培養液(又はその凍結乾燥物)を組合わせてスク
リーニング用キットにすることもできる。
【0020】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。実施例 YPD培地(酵母エキス(DIFCO)1%、バクトペ
プトン(DIFCO)2%及びグルコース2%を含有す
る基礎培地)にCaCl2 を0mM、1.6mM、3.1m
M、6.3mM、13mM、25mM、50mM又は100mM添
加し、さらにコハク酸/NaOH緩衝液によりpH5.0
に調製した固体培地を三組用意した。
【0021】この内の一組にはFK506を添加せず、
一組にはFK506を最終濃度が0.1μg/mlとなる
ように添加し、他の一組にはFK506を最終濃度が1
μg/mlとなるように添加した。次に、これらの培地に
YIT500株(野性株)、DV3TL−B2株(vm
a3変異株)、DV3F1−8A株(vma変異と結合
蛋白質(FKB1)欠損変異(fkb1変異)との二重
変異株)、又はDF1−9D株(fkb1変異株)を接
種し、30℃にて2日間培養した。結果は次の表の通り
であった。
【0022】
【表1】
【0023】上記の表から明らかな通り、vma変異株
の1つであるDV3TL−B2株は、免疫抑制物質であ
るFK506の存在によりCa++に対する感受性が高く
なり、増殖限界は、FK506非存在下においてCa濃
度50mMであるのに対して、FK506が0.1μg/
ml存在する場合には増殖限界はCa濃度13mMであり、
FK506が1μg/ml存在する場合には増殖限界はC
a濃度1.6mMであった。従って、Caの増殖限界濃度
の低下により免疫抑制物質の存在を推定することができ
る。
【0024】また、VMA3とFKB1の二重欠損変異
株(DV3F1−8A)及びFKB1欠損変異株におい
ては上記の効果が認められなかったことから、FK50
6の効果はvma3変異株のカルシウム透過性を高めて
いるのではなく、FK506−FKBP−12の複合体
でおそらくはカルシニューリンを通してvma3変異株
におけるカルシウム感受性を上昇させていると考えられ
る。
【0025】この現象は、液胞膜プロトンATPase
の他のサブユニットあるいはアセンブルファクターをコ
ードしている遺伝子群(VMA1,VMA2,VMA
4,VMA5,VMA6,VMA11,VMA12,V
MA13)の破壊株においても認められた。また中性の
pHで増殖できない株vph1でも同様の現象が認められ
た。
【0026】
【発明の効果】本発明の方法によれば、極めて簡便に、
且つ迅速に免疫抑制物質をスクリーニングすることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安楽 泰宏 東京都杉並区上荻2−21−9

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カルシウム濃度を異にする複数の酵母用
    培地を二組用意し、一組の培地には被験サンプルを添加
    し、他方の組の培地には被験サンプルを添加せず、これ
    らの培地に液胞膜プロトンATPaseの活性が欠損し
    ている酵母変異株を接種して培養し、被験サンプルを添
    加した場合に該変異株の増殖を許容するカルシウム濃度
    が、被験サンプルを添加しなかった場合に該変異株の増
    殖を許容するカルシウム濃度よりも低い場合に、該被験
    サンプルが免疫抑制物質を含有すると推定することを特
    徴とする免疫抑制物質のスクリーニング方法。
JP11673194A 1994-05-30 1994-05-30 免疫抑制物質のスクリーニング方法 Pending JPH07322892A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6909030B2 (en) 2001-10-15 2005-06-21 Cedars-Sinai Medical Center PTTG knockout rodent as a model to study mechanisms for various physiological phenomena, including diabetes
US6913926B2 (en) 1996-11-21 2005-07-05 Cedars-Sinai Medical Center Method of regulating biological activity of pituitary tumor transforming gene (PTTG)1 using PTTG2
US7097829B2 (en) 1996-11-21 2006-08-29 Cedars-Sinai Medical Center Transgenic cells transfected with pituitary tumor transforming gene (PTTG)) expression vectors and uses therefor

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US7097829B2 (en) 1996-11-21 2006-08-29 Cedars-Sinai Medical Center Transgenic cells transfected with pituitary tumor transforming gene (PTTG)) expression vectors and uses therefor
US6909030B2 (en) 2001-10-15 2005-06-21 Cedars-Sinai Medical Center PTTG knockout rodent as a model to study mechanisms for various physiological phenomena, including diabetes

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