JPH07500254A - ヒト白血球12−リポキシゲナーゼ経路の形成または活性の阻害 - Google Patents
ヒト白血球12−リポキシゲナーゼ経路の形成または活性の阻害Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ヒト白血球12−リポキシゲナーゼ経路の形成または活性の阻害本出願は199
2年8月28日に提出された米国出願第07/936.660号の継続出願であ
る。
発明の分野
本発明はヒト副腎、血管平滑筋、内皮細胞及び単核細胞における新規な形の12
−リポキシゲナーゼ(12−LO) RNAおよびタンパク質に関している。本
発明はまたアンジオテンシン■(^■)およびグルコースにより誘導される血管
及び腎の活性をこの12−1刀経路の活性化により媒介(med i a t
e)することに関している。
従来の技術
アテローム硬化性心血管疾患及び腎疾患の昂進は糖尿病(diabitesme
I I i tus)および高血圧症(hypertens 1on)の患者
の罹患および死亡の主要な原因であり続けている。AII活性および上昇したグ
ルコースが、これらの身体的不全状態へ向かう進行傾向において役割を果たすこ
とが知られている。
出願人はAIIがアラキドン酸の12−リポキシゲナーゼ(12−LO)経路の
活性を増加させ得ることを見いだした。12−LO経路は12−ヒドロペルオキ
シエイコサテトラエン酸(12−HPETE)および、より安定な12 ヒドロ
キシエイコサテトラエン酸(12−HETE)を含む活性産物を産生じ得る。さ
らに、12−LO酵素には、また、リノール酸を代謝してヒドロキシオクタデカ
ジエン酸(HODES)と呼ばれるさらなる活性脂質を産生じ得るものもある。
LO産物は血管及び腎疾患の進行に於て重要な役割を果たしている可能性がある
。
12−RETEおよび12−HPETEは、腎臓からのレニンの放出の阻害(1
)、ラット及びヒト副腎細胞からのアルドステロン合成の刺激(2,3)および
ラットにおける血圧の上昇(4)に対する、AIIによって誘導される効果の重
要な媒介であることが示されてきた。さらに、12−HETEおよび12−HP
ETEは10”M程度の低濃度で血管平滑筋細胞遊走を引き起こすことが可能で
(5)、そしてそれら両方の産物は血管保護エイコサノイドプロスタサイクリン
の合成を阻害することが出来る(6゜7)。13および9HODEを含むリノー
ル酸代謝物は、近年、肝臓及び繊維芽細胞を含むある種の細胞タイプにおいて分
裂促進効果を起こすことができ(8,9)、上皮成長因子に誘導される増殖活性
を媒介し得ることが示されてきた。様々な種における最近の研究は、12−LO
には二つの形状が存在していることを示している(10.11)。一つのタイプ
はブタの白血球からクローニングされたもので(10)、ヒト気管15−LO酵
素(12)と配列上85%の相同性を有していた。主にヒト血小板で見いだされ
ているもう一つのタイプの12−LOは、12−LOのブタ白血球型のもの(1
1)と65%の相同性しか示さない。12−LOのこれら二つの型はアミノ酸配
列上で異なるだけでなく、望ましい基質に於いても相違がある。12−LOの血
小板タイプのものは主にアラキドン酸と反応し、12−HETEを形成する。し
かしながら、12−LOのブタ白血球タイプのものは、アラキドン酸と反応して
12−HETEを形成するのと同様に、リノール酸と反応し、9および13−H
ODEを形成する。最近の研究では、12−LO産物が^■で誘導されるウシ副
腎細胞増殖を媒介し得ることもまた見いだされている。
本発明以前には、12−LOの白血球タイプのものもヒト組織で発現しているこ
とは知られていなかった。
発明の概要
本発明は、ヒト副腎、単核、血管平滑筋および内皮細胞において発見された、新
規な形の12−LORN Aおよびタンパク質を含んでいる。この12−LO経
路の活性化は、^■およびグルコースによって誘導される血管及び腎の働きの媒
介において重要な役割を果たしている。この新たに発見された12−LO経路の
産物はプロティンキナーゼCを直接活性化することが可能で、アテローム硬化性
血管疾患の特徴である血管平滑筋細胞成長の増加を導く。
本発明は別の側面において、この新規の形の12−LOの阻害によって、糖尿病
または高血圧症の患者における血管疾患の治療または予防することを想定してい
る。
本発明は従って、この新規に発見されたりポキシゲナーゼ経路を阻害する新規の
薬学的あるいは分子的方法の開発に対する理論的根拠を提供する。
図面の説明
図1は、通常のグルコース中で増殖したブタ平滑筋細胞(SMC)から遊離され
た12−および15−HETEに対する^■の効果を示した棒グラフである。
図2は、通常(5,5mM)または高(25mM)グルコース中で培養したブタ
血管平滑筋細胞(PVSMC)における細胞に連結した12−11ETEレベル
に対する^■の影響を示した棒グラフである。
図3は、ブタ大動脈平滑筋細胞に於ける12−および15−11ETEレベルに
対する高グルコース(25all)の効果を示した棒グラフである。
図4は、通常(5,5mM)または高(25+sM)グルコース中(7)PVS
MC中(7)12−LO72K)発現に対する八U (10−’M)の効果を示
したウェスタンイムノプロットである。
図5は、PVSMC中に於けるブタ白血球12−LOタンパク質の特異的発現を
示したウェスタンイムノプロットである。レーン1、抗原−ブタ12−LO、レ
ーン2および3、pvsmc細胞質。A : 12−LO抗体テl:5QQノ割
合で反応、B:12−LO抗原とともに予め保温した12−LO抗体で反応。
図6は、逆転写P CR(RT−PCR)によるPVSMC中の12−LOmR
NAレベルのサザンプロット解析である。結果は高グルコース中で培養した細胞
中で12−LO発現が顕著に増大していることを示している。GAPDH(マー
カー遺伝子)の発現に対するグルコースの影響は全く見られなかった。
図7は、PVSMCにおけるAllによる12−LOiRN^の制御を示すサザ
ンプロット解析を表わしている。
図8は、通常または高グルコース中でのPVSMC培養物に於けるタンパク質合
成に対するAllの効果を示した棒グラフである。
図9は、12−LO合成の阻害剤であるパイカレイン(baicalein)の
、PVSMCに於ける^■誘導性DNA及びタンパク賀合成に対する効果を示し
た棒グラフである。
図10は通常グルコース中で培養されたPVSMCにおいて12および15−L
OR物を直接添加した後のタンパク質合成を示した棒グラフである。
図11は高グルコース中で培養されたPVSMCにおいて12および15−LO
産物を添加した後のタンパク質合成を示した棒グラフである。
図12は通常および高グルコース中でのPVSMCの増殖曲線を示している。
図13はヒト副腎糸球体細胞に於ける^■による12−LOタンパク質発現の制
御を表わしている。
図14はヒト副腎糸球体およびU937単核球細胞における12−LORN A
の発現を示したサザンプロット解析である。
図15はヒト副腎糸球体に於ける4、 lkbサイズの12−LORNAバンド
の発現を示したノザンプロット解析である。
図16はRT−Pct?によって決定された、^■にょる12−LORNAレベ
ルの制御を表わしたサザンプロット解析である。
図17はヒト大動脈血管平滑筋(HVSMC)における^■による12−LOタ
ンパク質発現制御を示している。
図18はヒト大動脈平滑筋および単核球細胞中での白血球型12−LOの存在を
示しており、また、ヒト血管平滑筋細胞(H3IIC)における^■による12
−LO発現の誘導を示している。
図19はヒト血管平滑筋細胞に於ける^■による12−LO産物12−HETE
の遊離を示している。
図20は通常グルコース(5,5+mM)および高グルコース(25mM)中で
の平滑筋細胞の増殖に対する、12−LO阻害剤であるパイ力レイン(10−’
M)の効果を示している。細胞数は高グルコースの場合のみ、パイ力レインによ
って顕著に減少している。
高グルコース、パイ力レインなし
マ 高グルコース、パイ力レインあり
0 通常グルコース、パイ力レインなし・ 通常グルコース、バイカレインあり
図21はヒト大動脈内皮細胞中でのヒト白血球型12−LOの存在を示している
RT−PCRサザンプロット解析を表わしている。レーン1、cDNA陽性対照
実験。レーン2、DNA分解酵素で処理した、発現した12−LOで、バンドは
夾雑DNA由来ではないことを示している。レーン3、内皮細胞から得られた全
RNAで、333塩基対産物であることを示している。
図22はヒト大動脈内皮細胞は15−LORNAを発現してはいないが白血球型
の12−LORN Aのみを発現していることを示しているRT−PCR,サザ
ンプロット解析を表わしている。陽性対照実験での15−LOc D N Aの
増幅およびヒト大動脈内皮細胞の独立した二つのサンプルに於ける完全な15−
LORNAの欠如が示されている。
図23は白血球12−LOあるいは15−LORNAいずれかの増幅および発現
に対するPCR法の特異性を示している。
発明の詳細な説明
1、LO産物形成のプロフィールと機構LO産物形成:通常グル:I−2(5,
5m11,100mg/di)中で培養されtニーPVSMC1B胞テはAll
は12−および15−RETE両方の培養液中への遊離を増加させる(図1)。
しかしながら、^■は、通常グルコース中では細胞に付随する(associa
te)■ETEレベルは増加させなかった(図2)。対照的に、高グルコース(
25sM、 450■g/di)中で培養した細胞では、細胞に付随する12−
11ETE並びに15−11ETHのレベルが顕著に上昇した(図3) (12
−HETE;1413±174 通常グルコース 対 2600±181 高)
および15−METE: (1530±134 通常 対 3322±225
高 pg/10” 細胞、両方とも p<0.01 高 対 通常グルコース)
。図2はまた、^■は高グルコースで細胞に連結した12−HETE濃度をさら
に増大させたことを示している。
これらの結果はPVSMCにおいて^■が12−および15−LO産物(MET
E)の形成を刺激したことを示唆している。さらに、グルコースの上昇した培地
で培養したPVSMCはより多くのLO産物を産生じ、^■にたいする強い10
反応を示す。
LOタンパク質発現二図4はブタ白血球12−LOに対する抗体を用いたウェス
タンイムノプロットで、45時間目の12−LO酵素(72KD)発現に対する
高グルコース(25麟M)と八n (10−’II)の影響を示している。12
−LO酵素の基礎的な発現が高グルコース中で培養したPVSMCにおいて顕著
に増大していることが明らかに観察される。さらに、^■が通常および高グルコ
ース中での12−LO発現に顕著な刺激を与えていた。抗体阻害実験を用いたこ
れらの結果の特異性もまた確認された。図5は真正なブタ白血球12−LO酵素
で得られたバンド(レーン1)はPVSMC細胞質(レーン2および3)同様に
(A) 、12−LO酵素と予め2時間保温された12−LO抗体で処理した場
合、すべて消失することを示している(B)。
これらの結果はpvsitcが白血球型の12−LOを発現し、ブタ12−LO
酵素発現はAIIおよび高グルコースによって増大することを示唆している。
LOmRNA発現二本発明はまた、^■が高グルコース同様、12−LOs+R
NA発現を上昇制御し得ることの発見を含んでいる。この発見を立証するために
、PVSMC。
ヒト副腎糸球体、ヒト血管平滑筋および単核球に於ける基礎的及び刺激時の12
−および15−LOmRNAレベルを評価するための特異的な逆転写酵素重合連
鎖PCR法が計画された。
プライマーとプローブの配列は既知の遺伝子配列(10,12,13,14)に
基づいて設計され、ブタ12−LOと15−LO配列の間で最も保存されていな
い領域(11)から選択された。
ヒト15−LO(参考文献12)。全ての配列は5’ −3’ である。
配列番号1: プライマー1=5゛^^CTC^^GGTGG^^GTACCG
GAG 3 ’塩基 146から168
配列番号2: プライマー
2:5°ATATAGTTTGGCCCCAGCCATATTC3°塩基453
から477ニ相補的配列番号3: プローブ= 5°AGGCTCAGGACG
CCGTTGCCC3’塩基306から326に相補的
ブタ白血球12−LO(参考文献No、10)。
配列番号4: プ5イマ−1:5°TTCAGTG丁AGACGTGTCGGA
G 3゜塩基145から165゜
配列番号5: プ5 イv −2: 5 ’ ATGTATGCCGGTGCT
GGCTATATTTAG 3 ’塩基451から477に相補的。
配列番号6: プローブ: 5’ TCAGGATGCGGTCGCCCTCC
AC3’塩基301から322に相補的。
ヒト副腎糸球体組織及び培養細胞の両方の全RNAはRNAzol (Cinn
a/BiotecxLaboratories International、
Inc、 、Texas)を用いたグアニジン チオシアネート−フェノール−
クロロホルムで抽出された。ポ1バ^)’RNAはオリゴ(dT)セルロースク
ロマトグラフィーカラム(5プライム→3プライム、Inc、、 1lest
Chester Penn5ylvania)によって精製された。lμgの全
RNAまルはmRN^はPCR/<−/ 7 y −(10+iM Tris−
HCI、 pH8,3,5hll KCl、1.5mM MgC11,0,00
1%[ラ
チン)、4つのデオキシヌクレオチドトリフォスフ二−ト各200gM、 5’
およヒ3゛ プライマー5°TTCAGTGTAGACGTGTCGGAG3
’ (配列番号4)および5゛^−TGTATGCCGGTGCTGGCTAT
ATTT^63° (配列番号5)各25pvaole、 工ヴイアンミエロブ
ラストシスウィルス(Avian Myeloblastosis Virus
)逆転写酵素(20U/μl、Lie 5ciences、 St、 Pete
rsburg、 FL) 2ユニツトおよび2.5−L−1−ットのTaqポリ
メラーゼ(Perkin Elmer Cetus)と、最終体積が50ulと
なるように混合された。いくっがの反応には、β2ミクログロブリンあるいはG
APDFIの5°および3°プライマー各5 pmoleが内部標準として添加
された。サンプルは逆転写酵素反応を行うために37℃で8分間サーマルサイク
ラ−中に放置された。続いてPCHに用いられた条件は、94℃1分の変性ステ
ップ、54℃2分のアニーリング、および72℃2分の伸長を25−30サイク
ルというものである。RTおよびPCHの各ステップを通じて、鋳型RNAなし
、あるいは逆転写酵素なし、のブランク反応が行われた。HEL細胞あるいはI
M−9細胞からのRNAサンプルはPCRおよびノザン解析の両方に於いて対照
実験として用いられた。ヒト15−LOcDNA、ブタ白血球12−LOcDN
Aおよびヒト血小板12−LOcDN^増幅(ま、10mM Tris−HCl
、 pl’18.3.50m1 KCl、 1.5mM IIgclt、 0.
001%ゼラチン、4つのデオキシヌクレオチドトリフオスフ二−ト各200μ
M、5°および3゛プライマー各25pmoleおよび2.5UのTaqポリメ
ラーゼを含む50μm体積中でcDNAを22−5μ混合することによって行わ
れた。
増幅された断片のサイズは12−LOおよび15−LOのいずれの場合も333
bpである。
ブタ白血球12−LOcDNAまたはヒト15−1o cDNAを鋳型として得
られたPCR増幅された333bpの断片゛は、25サイクルの増幅の後に臭化
エチジウム染色されたゲル中に観察可能であった(データは示していない)。し
かじな力(ら、ヒト細胞力1ら得られたRNAサンプルを用いると、333bp
の増幅された産物は35サイクルの増幅の後でさえ臭化エチジウム染色されたゲ
ル中に観察されなかった。産物3まブタ白血球12−LOオリゴヌクレオチドプ
ローブを用いて)1イブリダイゼーシヨンしたプロットのオートラジオグラフィ
ーでのみ検出可能であった。
ブタ白血球12−LOとヒト15−LOのアミノ酸配列は高度に保存されてしす
るため、ブタ白血球12−LOcDNAプローブがブタ白血球12−LOあるい
はヒ目5−Lotこ相当する333bpの増幅産物をすぐに区別することは不可
能であった(デー911示して6srj++))。さらに、ヒト15−LO,t
リボヌクレオチドおよびブタ白血球12−LO第1ノゴヌクレオチドブローブは
、それぞれ増幅の鋳型として12−t、oあるL)1115−LOcDNAを用
L)た12−LOあるいは15−LO増幅産物に交差!!ブリダイズし得る。高
ストIJンジエント条件下、例えばハイブリダイズしたメンブレンを60℃で洗
浄すると、c DNAプローブによってブタ12−LOとヒト15−LOの産物
は区別可能であった。
図23はヒト15−LOのcDNAおよびブタ白血球12−LOのcDNAのP
CRのオートラジオグラムの比較を示している。cDN^サンプルは遺伝子に特
異的なプライマーを用いて25サイクル増幅され(表1)、ラベルされたブタ白
血球12−LO第1ノゴヌクレオチドプローブ(パネルA)またはラベルされた
ヒト15−LO第1ノゴヌクレオチドブローブ(パネルB)でハイブリダイズさ
れた。レーン1(よ豚白血球12−LOのcDNAに対するブタ白血球12−L
Oプライマーである。レーン2はヒト15−LOのcDNAlこ対するヒト15
−LOプライマーである。
PCR産物の直接DNAシークエンシングPCR増幅:RNAは以下のように逆
転写された:反応混合物は最終体積9μl中ニ、フタ白血球12−LO相補フラ
イv −5’ ATGTATGCCGGTGCTGGCTATATTTAG3’
(配列番号5) 、dNTPおよび2μgのRNAを含んでいた。混合物は80
℃で5分間温められ、37℃まで冷やされた。2ユニツトのAMV逆転写酵素が
添加され、3分間37℃で保温された。それからさらに2ユニツトのAIIV逆
転写酵素が添加され、サンプルは変性のため95℃まで熱せられ、上述したよう
にPCRによって40サイクルの増幅を受けた。PCR産物はハイブリダイゼー
ションによって解析された。シーフェンシングのための充分量のPCR産物を得
るため、PCR反応の全産物のうち1μlが、5′および3°プライマー、 [
1937細胞に対するプライマー(145〜165および451−477) ;
ヒト副腎に対するプライマー(177−198および428−450)とともに
、2回目のPCR増幅の鋳型として用いられた。反応条件はサイクル数が30で
あったこと以外は上述の通りである。
シーフェンシングのためのDNAの媒介=22回目PCR産物は非変性8%ポリ
アクリルアミドゲルの電気泳動によって精製された。単離されたDNA断片は直
接シーフェンシングに用いられた。
シークエンシング:シークエンシングには二つの方法が用いられた。
(A) [937細胞の精製されたPCR産物のシーフェンシング反応は0.5
% NP−40界面活性剤および[γ81−p]^TPラベルされたブタ白血球
12−10オリゴヌクレオチド145−165.451−477、および301
−322の存在下で開始された。DNAシークエンシング反応はシークエネース
(United 5tates Biochemicals、 C1evela
nd、 0hio)を用いたグイデオキシヌクレオチド連鎖終止法で、5°プラ
イマーおよび3゛プライマーを用いて両方の方向に向かって行われた。
(B)ヒト副腎糸球体組織およびU937細胞のPCR産物のシーフェンシング
反応はサイクルシークエンスキット(Perkin Elmer Cetus、
Norvalk、CT)を用いた^mpliTaq DNAポリメラーゼのサ
イクルシーフェンシング法によって行われた。15ngのヒト副腎PCR産物と
2p■oleの[γ! !−p]^TPラベルされたブタ白血球12−LOオリ
ゴヌクレオチド(177−198または428−450)が用いられた。サイク
ルプログラムは、95℃1分、および60℃1分で20サイクルであった。
図23で示したように、それらのcDNAの増幅によって白血球型12−LOお
よびヒ)15−LOの特異的な発現の確認がなされた。
ブタ12−LOa+RN^の制御:
本発明の別の側面は、定量的RT−PCRを用いた、通常(5,5+wM、 N
のあるいは高(25mM、RG)グルコース中で培養されたPVSMC中のブタ
白血球型12−LOw+RN^の制御である。図6はPVSMC全RNAからの
RT−PCR(25サイクル)増幅された産物のサザンプロット解析である。ハ
イブリダイゼーションはブタ白血球型の32P−ラベルされた12−LOオリゴ
ヌクレオチドプローブで行われた。高グルコース中で培養された細胞では通常グ
ルコース中で培養されたものに比べて333bp 12−LOPCR増幅産物の
発現がずっと多いことが観察された。GAPDHmRN^増幅が内部標準として
用いられた(280bp)。デンシトメーターによる解析により、高グルコース
中では20倍近くの12−LO発現が起きていることが明らかになった。さらに
、RT−PCRを用いて、^11 (10−’II)による24時間目での12
−LOmRN八発への制御を研究するための実験が行われた。図7は333bp
の12−LO+iRN^発現が高グルコース中でずっと高いことを示している(
通常グルコースでは基礎的発現がほとんどない)。さらに、AIIは通常および
高グルコース中の両方で3−4倍の顕著な発現の上昇を引き起こした。これらの
結果は12−LOmRNAの制御を初めて立証したものであり、グルコース及び
^■が転写レベルで12−LOタンパク質の発現を制御してることを示唆してい
る。転写産物のサイズ(4,0kb)はノザン解析によって確認されている(デ
ータは供給されていない)。
■、肥大(取pertrophy)と過形成(Hyperplasia)に対す
る効果肥大に対する効果ニス8はAn(10−’II)が通常グルコース中で培
養されたPVSMC中の全細胞タンパク質を増大させた(対照実験の126%)
ことを示している。
類似した結果が10−’Mおよび101Mの^■で得られた。しかしながら、全
細胞タンパク質に対する^■の効果は、グルコース濃度の高い条件下で培養され
たPVSMCにおいてさらに顕著であった(対照実験の147%)。これらの結
果はグルコース濃度の上昇が^■の肥大応答を強めることを示唆している。
^■の肥大応答は少なくとも部分的には12−LO経路の活性化によって媒介さ
れている。^■によって誘導された肥大効果に於けるLO経路の役割は、特異的
12−LO阻害剤であるバイカレインによって通常グルコース中でのAII誘導
タンパク質合成が断たれたことを示す図9によって説明される。同様の結果は高
グルコースにおいて得られた。さらに、図10は12−LO産物である12−M
ETEが、通常グルコース中でAnが行ったのと同じ効力でタンパク質合成を直
接増加する事が出来たことを示している。さらに、Anの効果だけではなく 、
12−1’1ETHの効果もグルコース濃度の上昇によって強められた(図1
1)。15−HETEは12−METEよりも効果が低(、グルコース濃度が上
昇している場合にのみ顕著な効果を示した(図10および11)図12に示され
ている。増殖速度は高グルコース中で培養した細胞で約30%速かった。さらに
、図20では特異的12−LO阻害剤であるパイ力レイン(to−’II)が増
殖応答を停止させていることが観察され、増殖応答にはLO産物形成が役割を果
たしている可能性が示唆された。
DNA合成に対する^■のみまたはLO阻害条件での効果は、[”llFチミジ
ンの取り込みによって決定することにより測定された。^■は通常グルコース中
で小さいながらも有意なりNA合成の増加を引き起こした。12−LO阻害剤で
ある)くイカレインは^■誘導性DNA合成を阻害しく図9) 、12−LO経
路の産物が部分的にAn誘導性増殖効果を媒介している可能性が示唆された。^
■誘導性DNA合成はまた、グルコース濃度の上昇(25mM)によっても強め
られた(通常グルコース、146±7% 対 高グルコース 174±8% 対
照実験、 p<0.05) (データは示していない)。
従って上昇したグルコースは基礎的な増殖を促進し、また^■誘導性増殖応答を
促進する。さらに、12−LO経路の阻止によって、グルコース及びAIIの増
殖作用を減少させることが可能である。
m、to産物の作用機構
表1は通常及び高グルコース中で培養したPVSMCにおけるプロティンキナー
ゼC(PKC)活性測定の結果を示している。
PVSMC(通常あるいは高グルコース)におけるPKC活性に対する様々な試
薬の影響処理 通常グルコース 5.5mM 高グルコース 2511M細胞質
膜 細胞質 膜
対照実験 185 63.2 126 94.5TP^ (10μM) 109
181 72.4 242AII (10μM) 159 65.1 97.
3 78^II+9HODE(100n)l) 142 89.8 109 1
21^11+13HODE(100nM) 127 102 120 11?通
常グルコースと比較して、高グルコースでは膜活性が高い一方で細胞質活性が低
いことが観察され、高グルコースではPKC活性が上昇していることが示唆され
ている。細胞は試薬で15分間処理された。An単独ではTP^と比較してPK
Cをほんのわずかしか活性化していない。しかしながら、13−あるいは9−)
10DEと組み合わせることにより、^■は膜画分での活性を上昇させ、該当す
る細胞質画分での活性を減少させた。イムノブロッティング実験によって、PV
SMCはPKCのαおよびεアイソフオームを発現しているがβあるいはγ型は
発現していないことが示されている。
これらの結果は、高グルコース中で培養された細胞ではPKC活性が上昇し、^
■がLO産物との組み合わせによって、更に高いPKC活性を誘導することを示
している。従って、ある種のPKCアイソフオームはグルコース^■およびLO
産物に応答した血管細胞増殖に関する重要な機構で有り得る。
■、ヒト副腎、単核球、血管平滑筋および内皮細胞における研究これまでに発表
された研究は、ラットおよびヒト副腎糸球体細胞における^■誘導性アルドステ
ロン合成は12−LO経路の活性化によって媒介されていることを示している(
2. 3)。本出願はヒト糸球体細胞中のある種の12−LOのアイソフオーム
が”ブタ白血球型”であることの新たな証拠を提出している。図13はウェスタ
ンイムノブロッティングによって評価した正常ヒト副腎糸球体細胞中の12−L
Oタンパク質の発現に対する^II (10−’M)の効果を示している。デン
シトメトリーによる解析によるとA11は12−LOの発現(図13A)を基礎
発現量の約2倍に増加させていた(図13B)。従つて、ブタ白血球12−LO
に対する抗体で観察されたように、培養されたヒト糸球体細胞に於いて12−L
Oタンパク質は存在している。
さらに、12−LOタンパク質の発現は30時間にわたって^■の存在下で培養
した細胞において増加している。 A=はデータのイムノプロットを示し、一方
B:はAのデータのデンシトメーターによる解析を示している。
図14では、ヒト糸球体細胞及び単核球白血球型細胞(0937細胞)における
この形の12−LOに対するRNAの同定が、この形の12−LO特異的な上述
したPCR分析法によって可能であることが観察される。RNAサンプルは配列
番号4および5ブタ0血球12−LOプライマーを用いて30サイクルで増幅さ
れる。メンブレンは内部のブタ白血球12−LOオリゴヌクレオチドプローブ(
配列番号6)でハイブリダイズされる。パネルAル−ン1はRT−PCRを用い
た正常ヒト副腎糸球体から得られた全RNAを示している。レーン2は鋳型なし
のネガティブ対照実験で、レーン3はヒト15−LOcDNAを用いたネガティ
ブ対照実験である。パネルBのサンプルは、ヒト糸球体細胞から得られたmRN
Aあるいは全RNAである。レーン1および5はそれぞれmRNAおよび全RN
Aに対して逆転写酵素を用いなかったネガティブ対照実験である。レーン2はm
RNAの、レーン6は全RNAの本当のRT−PCRである。レーン3はブタ白
血球12−LOcDNAを用いたポジティブ対照実験である。レーン4は鋳型R
N^を用いなかったその他のネガティブ対照実験である。
図15は12−LOプローブ(配列番号6)を用いたノザン解析である。レーン
1および2はヒト副腎糸球体からの20μgo)RNAで、発現しているRNA
のサイズ(約4. 1kb)がブタ白血球12−LORNAサイズと類似してい
ることを示している。
図16はRT−PCHによって決定された^■による12−LOiRN^レベル
の制御を示している。全RNAは、単独でまたは10−’M ^■の存在下で2
4時間保温した培養副腎糸球体細胞から抽出された。RNAサンプルはブタ12
−LOを増幅するプライマーとともに25サイクル増幅された。実験の全ての反
応はまた、ヒトGAPDHを増幅するプライマーも含んでいた。RNAなし、あ
るいは予めRNA分解酵素で処理したRNAを含んだ対照実験も同時に行われた
。特異的な産物の位置は矢印で示されている。284bpおよび333bpはそ
れぞれヒトGAPD)Iおよびブタ白血球12−LOの増幅産物を表わしている
。パネルAはブタ12−LO遺伝子に特異的なオリゴヌクレオチドプローブでハ
イブリダイズされたプロットのオートラジオグラムである。パネルBは同じプロ
ットをGAPDI(に対するオリゴヌクレオチドプローブで続いてハイブリダイ
ズしたもののオートラジオグラムである。レーン1および4は対照実験で保温し
た糸球体細胞である。レーン2および5は10−7M ^■と保温した糸球体細
胞である。レーン4および5のサンプルはRT−PCHに先だってRNase
Aで処理された。レーン3はRNAを含んでいない。これらの結果は12−LO
遺伝子がヒト糸球体および単核球中に存在し、RNAが^■によって正に制御を
受けていることを示している。
ヒト単核球および副腎細胞中の増幅されたPCR産物がブタ12−LOcDNA
の夾雑によるものではないことを確かめるために、増幅された産物は配列決定さ
れた。
表2に示されたように、ヒト細胞に配列はブタの配列と2塩基異なっている。
発表されているブタ白血球cDNA配列(14)の位置199および437の間
の領域におけるブタ白血球12−LO(p12−LO) cDNAとヒト副腎1
2−LO(II^12−LO) cDNAの核酸配列の比較。二つの核酸の相違
は位置255 (T/C)および位置267(C/T)である。
さらに、ヒト白面球核から増幅されたゲノム由来のDNAは増幅された部分の遺
伝子サイズ(1[b)がブタ遺伝子における同じ領域から期待されるサイズより
も実質的に多きことを示している。
図17はヒト大動脈平滑筋細胞において^■が12−LOタンパク賀の発現を増
加させ得るというタンパク質発現に関して先に概説したのと同じ方法を示してい
る。
発現の増加はコンピューターと連結したビデオデンシトメーターシステムを用い
た計測したところによると7倍であった。図18は類似したRT−PCR法を用
いたヒト血管平滑筋細胞中の12−LORNAの発現を示している。レーン5は
ヒト血管平滑筋細胞中の期待される333塩基対の12−LOバンドを示してお
り、レーン3は単核球細胞から得られたサンプル中の同じRNAバンドを示して
いる。刺激されない平滑筋細胞における12−LOの基礎発現はこの実験の検出
限界以下である(レーン7)。しかしながら、^■によって刺激された平滑筋細
胞は顕著な12−LO発現の増加を示す(レーン5)。パネルBはRT−PCR
実験の臭化エチジウム染色を表わしており、これらの実験に対する内部マーカー
RNA (B2 ミクログロブリン)を示している(レーン2. 4. 6)。
図19は、12−FIETEの合成とヒト大動脈平滑筋細胞からの遊離に対する
、10→および101輩のAnの刺激効果を示している。12−HETEは)I
PLC及び特異的な放射性免疫分析法によって分析された。
これらの研究は、既にヒト血小板で見いだされているものとは異なった12−L
Oをコードする新しい遺伝子が、いくつかのヒトの組織中に見いだされたことを
確証している。これらの研究はこの1.2−LO遺伝子およびタンパク質がヒト
副腎、単核球、および大動脈平滑筋細胞中に存在しており、^■がこれらの組織
のうちのいくつかにおいて12−LOのタンパク質とRNAの両方の発現を著し
く上昇制御していることを示唆している(図13.16.17および18)。
ヒト大動脈内皮細胞からのRNAおよび上述したRT−PCR法を用いたさらな
る研究において、白血球12−LOはこれらの細胞内で発現していることが見い
だされた。
図21はRT−PCRサザンプロット解析で、ヒト大動脈内皮細胞においてヒト
白血球型12−LOが存在していることを示している。レーン1、cDNA陽性
対照実験。
レーン2、DNA分解酵素によって処理された内皮細胞からの全RNAで、パン
333塩基対産物であることを示している。これらの結果は12−LOはこの鍵
となる血管壁で発現されていることを示唆している。図22はヒト大動脈内皮細
胞において15−LOが発現していることと対立する証拠を示している。15−
LO特異的プライマーおよびプローブ(それぞれ配列番号1−3)を用いること
によって、鋳型として用いられた15−LOcDNAの特異的な増幅が観察され
た。しかしながら、2回の独立した実験において、内皮細胞から得られたRNA
を用いると15−LORNAのバンドは観察されない。従って、ヒト大動脈内皮
細胞においては白血球型の12−LOのみが発現されている。
ヒト組織における新しい型の12−LO遺伝子の存在が記述されてきた。この1
2−LO遺伝子は、アンジオテンシン■およびグルコース誘導性血管作用及びお
そらく装作用を媒介する活性産物を形成するタンパク質をコードしていると考え
られる。
肥大および糖尿病の血管及び腎疾患の防止のための、この12−LO経路の活性
あるいは形成を阻止するような薬剤はまだ開発されていない。いくつかの化合物
が12−LO活性を阻害するものとしてインビトロでの使用が可能である。しか
しながら、臨床用に用いられるものは開発されていない。
^■および上昇したグルコースがそれぞれ進行した血管及び腎疾患に関わる因子
であることを示唆する証拠が増加してきている。さらに、糖尿病の患者において
アテローム硬化性心血管疾患及び腎疾患が昂進している機構は未知のままである
。ここに記述された本発明はこれらの不全状態に重要な経路を減少させるか阻害
するために計画された明らかに最初の療法である。
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Re5earch貝:2485−2502 (1985)。
配列表
(2)配列番号=1
(i)配列の特性
(A)配列の長さ:23塩基
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数ニ一本部
(D)トポロジー二未知
(vii)直接の起源二合成産物
(x i)配列二 配列番号=1
MCTCAAGGT GGMGTACCG GAG 23(2)配列番号=2
(i)配列の特性
(A)配列の長さ:25塩基
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数ニ一本部
(D)トポロジー二未知
(vii)直接の起源:合成産物
(x i)配列: 配列番号=2
ATATAGTTTG GCCCCAGCCA TATTC25(2)配列番号
:3
(i)配列の特性
(A)配列の長さ:21塩基
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数ニ一本部
(D)トポロジー:未知
(vii)直接の起源二合成産物
(xi)配列: 配列番号:3
AGGCTCAGGA CGCCGTTGCCC21(2)配列番号:4
(i)配列の特性
(A)配列の長さ=21塩基
(B)配列の型:核酸
(C)*の数ニ一本部
(D)トポロジー:未知
(vii)直接の起源二合成産物
(xi)配列: 配列番号:4
TTCAGTGTAG ACGTGTCGGA G 21(2)配列番号:5
(i)配列の特性
(A)配列の長さ:27塩基
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数ニ一本部
(D)トポロジー:未知
(vii)直接の起源二合成産物
(x i)配列: 配列番号:5
ATGTATGCCG GTGCTGGCTA TATrTAG 27(2)配
列番号=6
(i)配列の特性
(A)配列の長さ:22塩基
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数ニ一本部
(D)トポロジー:未知
(vii)直接の起源二合成産物
(x i)配列: 配列番号:5
TCAGGATGCG GTCGCCCTCCAC22(2)配列番号ニア
(i)配列の特性
(A)配列の長さ=239塩基
(B)配列の型二核酸
(C)鎖の数ニ一本部
(D)トポロジー:未知
(v i i)直接の起源:合成産物
(x i)配列: 配列番号ニア
(2)配列番号:8
(i)配列の特性
(A)配列の長さ:239塩基
(B)配列の型:核酸
(C) Illの数ニ一本部
(D)トポロジー:未知
(vii)直接の起源:合成産物
(x i)配列: 配列番号:8
FIG、I
FIG、2
FIG、 5A FIG、 5B
FIG、 6A
・ ・ −333bp
FIG、 6B −280bp
喝−一一一し
FIG、 8
全細胞タンパク質
(コントロール%)
FIG、 IQ
FIG、II
FIG、 13AFIG、 138
FIG、 14AFIG、 148
FIG、15
b
188− −2.4
−1.4
FIG、 16A FIG、 168
FIG、 17
FIG、 18A FIG、 18B
■コントローjtQAIl 10−8 口All to−9FIG、 19
時 間 (時間)
FIG、 20
12置0 1210
FIG、21
FIG、 22
フロントページの続き
(72)発明者 グ、ジアリ
アメリカ合衆国カリフォルニア用91010゜デュアーテ、シンコ・ロブレス
1910
Claims (10)
- 1.ヒト血管平滑筋細胞またはヒト副腎細胞または単核球細胞または内皮細胞で 発現された、単離され精製された12−LOであって、ヒト血小板で見いだされ ているものおよびヒト15−LOとは異なる、単離及び精製された12−LO。
- 2.アンジオテンシンII及びグルコース誘導性血管及び腎作用を媒介する(m ediate)ために請求項1で定義されたヒト12−LOの発現を阻害するこ とを含む、ヒト血管障害を治療するための方法。
- 3.治療が例えばバイカレイン等の12−LO阻害剤の投与を伴う、請求項2に 記載の方法。
- 4.ヒト血管平滑筋細胞またはヒト副腎細胞または単核球細胞または内皮細胞か ら得られた単離され精製されたヒト12−LORNAであって、該単離及び精製 された12−LOは、ヒト血小板で見いだされているものとは異なる、ヒト12 −LORNA。
- 5.ヒト白血球12−LO。
- 6.本質的に配列番号1、2、3、4、5、6、7、あるいは8からなる単離精 製され、あるいは実質的に精製された核酸配列。
- 7.細胞をアンジオテンシンII濃度が制御された培養液中でインビトロで培養 することによって、請求項1で定義されたヒト12−LOのタンパク質及びRN A発現を制御することを含む方法。
- 8.アンジオテンシンIIの濃度を、12−LOタンパク質及びRNA野発現を 上昇制御するように増加させるか、または、12−LOタンパク質及びRNAの 発現を負に制御するように減少させる、請求項7に記載の方法。
- 9.ヒト血管平滑筋あるいは腎あるいは内皮あるいは単核球細胞によって発現さ れている12−LOの発現の活性を制御することによって、アンジオテンシンI Iおよびグルコース誘導性血管及び腎作用を媒介する方法。
- 10.活性化が、細胞を浸している周囲のグルコース濃度のレベルを調節するこ とによって制御される、請求項9に記載の方法。
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