JPH09511908A - サイトカインに応答性のdna調節要素 - Google Patents

サイトカインに応答性のdna調節要素

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JPH09511908A JP7527067A JP52706795A JPH09511908A JP H09511908 A JPH09511908 A JP H09511908A JP 7527067 A JP7527067 A JP 7527067A JP 52706795 A JP52706795 A JP 52706795A JP H09511908 A JPH09511908 A JP H09511908A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、サイトカインなどのシグナル伝達分子に応答して活性化された転写調節タンパク質に結合する、Ly6E GAS要素の点突然変異を含むDNA調節要素を含むオリゴヌクレオチド配列を提供する。さらに、本発明はまた、該オリゴヌクレオチド配列を含むDNA構築物、該DNA構築物でトランスフェクションした細胞、および構造遺伝子の制御された発現、転写調節タンパク質の検出および回収、および遺伝子転写のアゴニストおよびアンタゴニストとして作用する化合物の能力を測定するための、該DNA構築物およびトランスフェクションした細胞の使用方法をも提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 サイトカインに応答性のDNA調節要素 発明の技術分野 本発明は、サイトカインなどの種々の分子に応答して転写に影響を及ぼす調節 タンパク質に結合するオリゴヌクレオチド配列、該オリゴヌクレオチド配列を含 むDNA構築物、該DNA構築物でトランスフェクションした細胞、および異種 遺伝子の制御された発現、新たな調節タンパク質の検出および回収、および遺伝 子転写のアゴニストおよびアンタゴニストとして作用する化合物の能力の測定の ためのその使用方法に関する。 発明の背景 多くの細胞系において、ポリペプチドリガンドなどの細胞外シグナル伝達分子 は、細胞表面にあるレセプターに結合することにより、細胞内での遺伝子転写を 最終的に調節することになる細胞内シグナル伝達経路を誘発する。例えば、哺乳 動物細胞の成長、分化および機能を制御する可溶性ポリペプチドの大きく多様な ファミリーを構成するサイトカインおよび成長因子は、特異的な細胞表面レセプ ターに結合することにより、特異的な表現型応答を引き起こすシグナルをある種 の形で伝達する。ミヤジャマ(A.Miyajama)ら、10Annu.Rev.Immunol.、 295(1992);アグエット(M.Aguet)ら、55Cell、273(198 8);キシモト(T.Kishimoto)ら、258Science、593(1992)お よびウルリッヒ(A.Ullrich)およびシュレシンガー(J.Schlessinger)、 61Cell、203(1990)。多数の証拠は、特定の遺伝子における転写速 度の変化が該応答の重要な要素であることを示している。これは、特定のDNA 結合タンパク質の量または活性の変化の結果であると考えられている。 幾つかの場合において、細胞表面におけるレセプター−リガンド相互作用から かかるDNA結合タンパク質または他の核タンパク質の活性の変化へと導く経路 を規定するうえで進歩がなされてきている。ウルリッヒ、61Cell、203。 この観点において、表面レセプターシグナル伝達経路における共通の応答にはR asの活性化が含まれる。マルカヒー(L.S.Mulcahy)ら、313Nature、 241(1985)。活性化されたRasは、ついでMAPキナーゼを介してセ リン/トレオニンリン酸化のカスケードを開始させてDNA結合タンパク質のリ ン酸化に導き、それによってその転写制御活性を変化させる。ムーディー(S. A.Moodie)ら、260Science、1658(1993);ラング−カーター( C.A.Lange−Carter)ら、260Science、315(1993);ヒル(C. S.Hill)ら、73Cell、395(1993);ジル(H.Gille)ら、358Nature 、414(1992)およびチェン(R.H.Chen)ら、12Mol.Cell .Biol .、915(1992)。 これら進歩にも拘わらず、遺伝子発現を変化させるために多くの成長因子およ びサイトカインによって利用されているシグナル伝達経路はいまだ解明されてい ない。それゆえ、知られた第二メッセンジャーがこれら因子の幾つかに対して応 答してシグナル伝達に関与していると考えられているけれども、遺伝子発現を制 御するうえでのその役割はいまだ解明されていない。ミヤジャマら、10Annu. Rev.Immunol .、295およびレビー(D.E.Levy)およびダーネル(J.E. Darnell)、2New Biol.、923(1990)。このことが今度は、そのよ うな細胞系においてリガンド特異的応答がいかにして引き起こされるのかという 疑問を提起する。ウルリッヒ、61Cell、203;チャオ(M.V.Chao)、6 8Cell、995(1992)およびレビー、2New Biol.、923。 これら問題を解決するうえでの進歩が、最近、インターフェロン(IFN)系 でなされている。IFNαおよびβ(タイプI)は、ウイルス感染に対する主要 な非特異的防御として働く。ペツカ(S.Petska)およびランガー(J.A.Lan ger)、56Annu.Rev.Biochem.、727(1987)。IFNγ(タイプII )は抗ウイルス特性を有するが、免疫応答の制御においても主要な役割を果たし ている。上記文献。タイプIおよびタイプIIのIFNは異なる細胞表面レセプタ ーに結合し、遺伝子発現を速やかに変化させる。アグエット、55Cell、27 3;ウゼ(Uze)、60Cell、225;およびセン(G.C.Sen)およびレン ギエル(P.Lengyel)、267J.Biol.Chem.、5017(1992)。イン ターフェロンα刺激応答要素(interferon−α stimulated response elements ) (ISREs)と呼ばれるIFNαに応答する特定の配列要素が遺伝子のプロモ ーター中で同定されており、これはIFNαによる制御に必要かつ充分なもので ある。セン、267、J.Biol.Chem.5017。詳しくは、IFNαレセプタ ーの活性化は、DNA結合タンパク質として、従ってISREを介した転写調節 要素として働くタンパク質ファミリーのチロシンリン酸化を剌激する。シンドラ ー(C.Schindler)ら、257Science、809(1992);シュアイ(K. Shuai)ら、258Science、1808(1992)およびグッチ(M.J.Gut ch)ら、89Proc.Natl.Acad.Sci.USA、11411(1992)。これ らDNA結合タンパク質は一般に「転写のシグナルトランスデューサーおよびア クチベーター(signal transducers and activators of transcription)(ST ATs)」と呼ばれ、多量体複合体に会合し、核に位置を移し、適当な調節領域 中のシス作動性エンハンサー要素(cis−acting enhancer elements)に結合す る。レビーら、3Genes Dev.、1362(1989);およびケスラー(D. S.Kessler)ら、4Genes Dev.、1753(1990)およびゾン(Z.Zho ng)ら、264Science、95(1994)。 IFNαにより誘発されたISRE結合タンパク質複合体の一つの例はISG F3である。デイル(T.C.Dale)ら、86Proc.Natl.Acad.Sci.、120 3(1989)およびフー(X−Y.Fu)ら、87Proc.Natl.Acad.Sci.、 8555(1990)。ISGF3は、p48、p84(STAT1β)、p9 1(STAT1α)およびp113(STAT2)と呼ばれる4つの結合タンパ ク質の複合体である。最近、ISGF3を構成するタンパク質をコードするcD NAが単離され特徴付けられた。フーら、89Proc.Natl.Acad.Sci.、78 40(1992);シンドラーら、89Proc.Natl.Acad.Sci.、7836( 1992)およびビールズ(S.A.Veals)ら、12Mol.Cell.Biol.、33 15(1992)。p48はISGF3のDNA結合成分であり、mybと相同 である。ビールズ、12Mol.Cell.Biol.、3315。p84およびp91は おそらく同じ遺伝子が別の仕方でスプライスされた産物であり、p113と関連 している。フー、89Proc.Natl.Acad.Sci.、7840およびシンドラー、 8 9Proc.Natl.Acad.Sci.、7836。p84、p91およびp113はSH 2ドメインおよびSH3ドメインを含有する新規なタンパク質であり、未処理の 細胞の細胞質中に認められる。シンドラー、257Science、809およびフー 、70Cell、323〜335(1992)。それゆえ、細胞をIFNαで処理 するとp84、p91およびp113が速やかにチロシンリン酸化される結果と なり、これらを会合させp48とヘテロマーな複合体を形成してISGF3を形 成し、これが核に位置を移してISREに結合し、転写を刺激する。上記文献; デイル、86Proc.Natl.Acad.Sci.、1203およびケスラー、4Genes D ev .、1753。 IFNγに応答した調節は、ISREとは異なる配列、すなわちガンマ活性化 配列(gamma activated sequence)(GAS)により与えられる。デッカー(T .Decker)ら、10EMBO J.、927(1991);カン(K.D.Khan) ら、90Proc.Natl.Acad.Sci.、6806(1993)およびルー(D.J. Lew)ら、11Mol.Cell.Biol.、182(1991)。GAS要素を含むD NAセグメントは、多量体を形成したときに異種プロモーターにIFNγ応答を 付与しうる。デッカーら、11Mol.Cell.Biol.、5147−5153(19 91)およびカンノ(Kannno)ら、13Mol.Cell.Biol.、3951−396 3(1993)。細胞をIFNγで処理するとp91(STAT1α)のチロシ ンがリン酸化され、ついでこれがダイマーを形成し、核に位置を移しGAS要素 に結合する。デッカー、10EMBO J.、927;シュアイら、258Scien ce 、1808(1992)およひシュアイら、76Cell、821−828(1 994)。それゆえ、IFNαかまたはIFNγのそれそれのレセプターへの結 合の特異性は、潜在的転写因子(latent transcription factors)(すなわち、 DNA結合タンパク質)の関連ファミリー内での特定のリン酸化パターンに翻訳 される。このリン酸化パターンがタンパク質の会合状態を指示し、このことがI SREまたはGASのいずれかへの結合の特異性およびその後の転写応答を決定 する。 さらに他のサイトカインであるインターロイキン−6(IL−6)は、肝細胞 において急性期応答の誘発に主要な役割を果たしている。急性期応答は、急性期 応答遺伝子と呼ばれる独特のセットの遺伝子の劇的な転写の上方調節(upregula tion)を特徴とする。ハインリッヒ(P.C.Heinrich)ら、265Biochem.J .、621−636(1990)。これら遺伝子のプロモーター領域を調べたと ころ、IL−6によって急性期応答遺伝子が誘発されるのに必要な特定のDNA 配列が同定された。クンツ(D.R.Kunz)ら、17Nuc.Acids Res.、11 21−1138(1989);ハットリ(M.Hattori)ら、87Proc.Natl. Acad.Sci.USA 、2364−2368(1990);ウォン(K.A.Won) およびバウマン(H.Baumann)、10Mol.Cell.Biol.、3965〜3978 (1990)およびウィルソン(D.R.Wilson)ら、10Mol.Cell.Biol.、 6181−6191(1990)。これら配列は、急性期応答要素(acute phas e response elements)(APREs)と呼ばれる。APREの一つのタイプは 、IFNγによる誘発を与えるGAS要素と多くの類似点を示す。幾つかの天然 のGAS要素はIFNγおよびエL−6の両方により転写誘発を媒体する。ユア ン(Yuan)ら、14Mol.Cell.Biol.、1657−1668(1994);ハ ロッチ(Harroch)ら、13EMBO J.、1942−1949(1994)お よびハロッチら、269J.Biol.Chem.、26191−26195(1994 )。このAPREのクラスに結合するタンパク質は特徴付けられ精製されている 。ウェジェンカ(U.M.Wegenka)ら、14Mol.Cell.Biol.、3186−3 196(1994);ウェジェンカら、13Mol.Cell.Biol.、276−28 8(1993);イトー(T.Ito)ら、17Nuc.Acids Res.,9425−9 435(1989)およびハットリ、87Proc.Natl.Acad.Sci.USA、2 364〜2368。IL−6によって誘発されるAPRE結合タンパク質のcD NAクローンは単離されており(ゾン、264Science、95;アキラ(Akira )ら、77Cell、63−71(1994):ゾンら、91Proc.Natl.Acad. Sci. 、4806−4810(1994);ラズ(Raz)ら、269J.Biol.C hem .、24391−24395(1994))、p91(STAT1α)に対し てかなりの相同性を示すタンパク質をコードすることがわかった。この理由から 、該タンパク質はSTAT3と呼ばれている。STAT1αと同様、 STAT3は活性化されて速やかなチロシンリン酸化によりDNAに結合する潜 在的転写因子である。幾つかの細胞においては、IL−6はまた、STAT1α を活性化する。これらの細胞においては、STAT1αのホモダイマーおよびS TAT3のホモダイマーに加えてSTAT1αとSTAT3のヘテロダイマーも 生成する。サドウスキ(Sadowski)ら、261Science、1739−1744 (1993);ラズら、269J.Biol.Chem.、24391−24395(1 994)およびゾンら、264Science、95−98(1994)。 IFNγおよびIL−6は類似の配列(GAS/APRE)に結合しうるST ATタンパク質を活性化するけれども、これらサイトカインは別々の遺伝子のセ ットを調節している。このことは、これら遺伝子がこれらサイトカインの一つに のみ応答するように、これら遺伝子の幾つかにおける応答要素に関して特異性が 存在することを示唆している。さらに、IFNγおよびIL−6以外の多くのサ イトカインはGAS−結合タンパク質複合体の速やかな活性化を引き起こす。シ ルベニオネン(Silvennionen)ら、261Science、1736(1993); サドウスキら、261Science、1739(1993);ラーナー(A.C.La rner)ら、261Science、1730(1993);フィンブルーム(D.Finb loom)ら、14Mol.Cell.Biol.、2113−2118(1994);メイヤ ー(D.Meyer)ら、269J.Biol.Chem.、4701−4704(1994) ;ラム(Lamb)ら、83Blood2063−2071(1994);およびチア ン(Tian)ら、84Blood1760−1764(1994)参照。これらの複 合体のうちの幾つかはSTAT1αおよび/またはSTAT3を含み、また幾つ かはある種の特徴付けられていないタンパク質を含む。これらのサイトカインは また、互いにおよびIFNγおよびIL−6によって調節されているものと別個 の遺伝子のセットを調節している。それゆえ、種々のサイトカインへ応答する能 力において選択性を有する別個のクラスのGAS様配列が存在することがありう る。従って、STATタンパク質を含むサイトカイン活性化タンパク質への結合 能に関して選択性を示す特異的なDNA配列は、種々のサイトカインにより活性 化されたDNA結合タンパク質により媒体される応答を選択的にアッセイするこ とを 可能にする有用な手段となるであろう。 上記で引用された文献の開示は、参照のためその全体が本明細書中に引用され る。 発明の要約 本発明は、インターフェロンガンマ(IFNγ)、インターロイキン4(IL −4)、インターロイキン6(IL−6)、および顆粒球−マクロファージコロ ニー刺激因子(GM−CSF)などのサイトカインを含むシグナル伝達分子に応 答して、活性化された転写調節タンパク質、好ましくはSTATタンパク質へ直 接的または間接的に結合するDNA調節要素を含むオリゴヌクレオチド配列に関 する。驚くべきことに、Ly6EGAS調節要素における個々の点突然変異によ り、種々の活性化された転写調節タンパク質に結合するかおよび/または活性化 された転写調節タンパク質の単一のタイプまたはクラスにのみ特異的に結合する 別個の調節要素が得られる。従って、本発明の調節要素は、IFNγなどのシグ ナル伝達分子およびその同族の転写調節タンパク質、STAT1αのアゴニスト またはアンタゴニストを検出するための転写アッセイにおいて用いることができ る。 とりわけ、本発明は、ヌクレオチド配列TATTCCTGGAAGT(配列番 号:1)、TATTCCGGTAAGT(配列番号:2)、TCTTCCTGT AAGT(配列番号:3)、TATTCTTGTAAGT(配列番号:4)、T ATTCCTGTTAGT(配列番号:5)、TATTCCCGTAAGT(配 列番号:6)、TATTCCTATAAGT(配列番号:7)、TATTCCT GTCAGT(配列番号:8)、TATACCTGTAAGT(配列番号:9) 、TATGCCTGTAAGT(配列番号:10)、TATTCCTTTAAG T(配列番号:11)、TATTCCTCTAAGT(配列番号:12)、TA TTCCTGCAAGT(配列番号:13)、またはTATTCCTGTACG T(配列番号:14)の調節要素を含むオリゴヌクレオチド配列を提示する。こ れらオリゴヌクレオチド配列は、相補鎖を含む二本鎖であってよい。 本発明はまた、プロモーターに機能的に連結した上記オリゴヌクレオチド配列 の調節要素を含むDNA構築物を提供するものであり、該プロモーターは異種遺 伝子に機能的に連結しており、その際、該DNA構築物は該異種遺伝子が該オリ ゴヌクレオチド配列およびプロモーターの転写制御下にあるような仕方で連結し ている。また、このDNA構築物でトランスフェクションした宿主細胞も提供す る。 本発明はまた、適当な転写調節タンパク質を含有するトランスフェクションし た宿主細胞をシグナル伝達分子の存在下で培養することを特徴とする、異種遺伝 子の制御された発現方法をも提供する。好ましくは、該方法におけるシグナル伝 達分子はサイトカインであり、該転写調節タンパク質はSTATタンパク質であ る。 本発明はさらに、サンプル中の活性化された転写調節タンパク質(新規なST ATタンパク質など)の存在を検出する方法であって、該サンプルを上記オリゴ ヌクレオチド配列と、該転写調節タンパク質が活性化され該オリゴヌクレオチド 配列と結合して複合体を形成するような条件下で接触させ、ついで該サンプル中 の該複合体の存在を検出することを特徴とする方法を提供する。その後、該複合 体を該サンプルから分離し、転写調節タンパク質を調節要素から単離することが できる。 さらに、本発明は、遺伝子転写のアゴニストとして働きうる化合物の能力の測 定方法であって、(a)該化合物を上記トランスフェクションした宿主細胞と、 該化合物に応答して異種遺伝子が発現されうるような条件下で接触させ、ついで (b)工程(a)での遺伝子発現レベルを該化合物の不在下での該宿主細胞から の遺伝子発現レベルと比較することを特徴とする方法を提供する。別の態様にお いて、本発明はまた、遺伝子転写のアンタゴニストとして働きうる化合物の能力 の測定方法であって、(a)該化合物を前以て決定した量のシグナル伝達分子の 存在下、該シグナル伝達分子に応答して異種遺伝子が発現されるような条件下で 上記トランスフェクションした宿主細胞と接触させ、ついで(b)工程(a)で の遺伝子発現レベルを、シグナル伝達分子の存在下だが、該化合物の不在下での 該宿主細胞からの遺伝子発現レベルと比較することを特徴とする方法を提供する 。 これら両方法において、異種遺伝子は、ルシフェラーゼ、クロラムフェニコール アセチルトランスフェラーゼ、緑色蛍光タンパク質(green fluorescent protei n)またはβ−ガラクトシダーゼの遺伝子などのいかなる適当なリポーター遺伝 子であってもよい。 本発明はさらにまた、STATヘテロダイマーの誘発をアゴナイズ(agonize )またはアンタゴナイズ(antagonize)する化合物の能力の選択的な測定方法で あって、(a)該化合物に応答して異種遺伝子が発現され得るような条件下で、 該化合物を請求項19の宿主細胞と接触させ、その際、該宿主細胞は活性化され たSTATヘテロダイマーに選択的に結合することができる調節要素を含むオリ ゴヌクレオチド配列の単一コピーを含むDNA構築物でトランスフェクションさ れており、ついで(b)工程(a)での遺伝子発現レベルを、該化合物の不在化 での該宿主細胞からの遺伝子発現レベルと比較することを特徴とする方法を提供 する。 本発明を特徴付けるこれらのおよび他の様々な利点および新規性の特徴は添付 の請求項において特に示されており、その一部を形成している。しかしながら、 本発明、その利点およびその使用によって得られた物質を更によく理解するため に、付随の図面および記載内容(本発明の好ましい態様を例示し記載している) が参照されるべきである。 定義 本発明の目的に関して: 「オリゴヌクレオチド」または「DNA」分子または配列とは、一本鎖の形態 かまたは二本鎖ヘリックスの形態でデオキシリボヌクレオチドアデニン(A)、 グアニン(G)、チミン(T)および/またはシトシン(C)からなる分子であ って、本明細書において定義する本発明による「調節要素」を包含する。正確な サイズ、鎖の数および方向(すなわち、3'→5'または5'→3')は多くの因子 に依存するであろうし、これら因子はまた本発明のオリゴヌクレオチドの最終的 な機能および用途に依存するであろう。それゆえ、「オリゴヌクレオチド」また は「DNA」なる語は、線状DNA分子または断片、ウイルス、プラスミド、ベ クター、染色体または合成由来のDNAに認められる二本鎖DNAを包含する。 本 明細書において、特定の二本鎖DNA配列は、5'から3'方向の配列のみを記載 する通常の慣習に従って記載するものとする。 「調節要素」とは、オリゴヌクレオチド配列の全体またはその一部であって、 該オリゴヌクレオチド配列に活性化された転写調節タンパク質または1または2 以上の活性化された転写調節タンパク質を含む複合体が結合した場合に、関連す る1または2以上の遺伝子(異種遺伝子を含む)の発現が転写レベルで制御され るものをいう。 「シグナル伝達分子」とは、細胞の表面またはその近傍にあるレセプターと相 互作用する、遊離または結合のいずれかの形態の細胞外ポリペプチド、オリゴ糖 または他の非ペプチド性分子をいう。この相互作用が今度は、調節要素に結合す る1または2以上の転写調節タンパク質の活性化を含む細胞内経路を引き起こさ せ、それにより関連する1または2以上の遺伝子の発現を転写レベルで制御する 。本明細書において「シグナル伝達分子」は、サイトカイン、ペプチド性および 非ペプチド性ホルモン、抗体、細胞表面抗原などの天然に存在する分子、または これらシグナル伝達分子のいずれかの合成模倣物、またはこれらシグナル伝達分 子の作用を模倣した化合物を包含する。 「サイトカイン」とは、生物において最終的に表現型応答を引き起こすような 仕方で細胞の増殖、分化および機能を制御する可溶性ポリペプチド(成長因子お よびホルモンを含む)の多様な群をいう。本発明の調節要素および関連方法に有 用な好ましいサイトカインとしては、IFNγ、IL−2、IL−3、IL−4 、IL−5、IL−6、IL−7、IL−9、IL−10、IL−11、IL− 12、IL−13、IL−14、IL−15、Epo、Tpo、GM−CSF、 オンコスタチンM、成長ホルモン、G−CSF、LIF、EGF、CNTFおよ びPDGFが挙げられる。 「転写調節タンパク質」とは、活性化されたときに本発明の調節要素/オリゴ ヌクレオチド配列に直接、または転写調節タンパク質の複合体または他のアダプ タータンパク質を介して間接的に結合して、関連する1または2以上の遺伝子の 活性を転写レベルで制御する細胞質または核のタンパク質をいう。それゆえ、転 写調節タンパク質は本発明のDNA調節要素に直接結合することができるし、ま たは他のタンパク質に結合することによって調節要素に間接的に結合し、該他の タンパク質が今度は本発明のDNA調節要素に結合するかまたは結合しているよ うにすることができる。例えば、ビールズら、13Mol.Cell.Biol.、196 −206(1993)参照。本明細書において転写調節タンパク質としては、S TATタンパク質(ゾンら、264Science、95)、STFタンパク質(シン ドラーら、13EMBO J.、1350(1994))、乳腺特異的核因子(M ammary Gland−Specific Nuclear Factor)(シュミット−ネイ(M.Schmi dt−Ney)ら、6Mol.Endochronol.、1988(1992);ワカオ(Wakao )ら、13EMBO J.、2182−2191(1994);およびワカオら、 267J.Biol.Chem.、16365(1992))、APRF(ウェジェンカ 、13Mol.Cell.Biol.、276)、GHIF(メイヤー、269J.Biol.C hem .、4701);IL−4 STAT(ホウ(Hou)ら、265Science17 01−1706(1994))、GHSFおよびEPOSF(フィンブルーム、 14Mol.Cell.Bio.、2113)として当該技術分野で呼ばれているタンパク 質、並びにすべての実質的に相同な類似体および対立遺伝子変異体が挙げられる が、これらに限られるものではない。 「関連する1または2以上の遺伝子の発現を転写レベルで制御する」とは、か かる1または2以上の遺伝子の転写速度を変化させることを意味する。 「STATタンパク質」とは、ロックフェラー大学のダーネル博士によって「 転写のシグナルトランスデューサーおよびアクチベーター」(STAT)として 示された転写調節タンパク質をいう。ゾンら、264Science 95参照。本明 細書においてSTATタンパク質は、p91(STAT1α)タンパク質、p8 4(STAT1β)タンパク質、p113(STAT2)タンパク質およびST AT関連p48ファミリーのタンパク質を包含する。ビールズら、12Mol.Ce ll.Biol .、3315(1992)。さらに、STATタンパク質はまた、ST AT3と呼ばれる結合タンパク質(ゾンら、91Proc.Natl.Acad.Sci.、4 806−4810(1994);ゾン、264Science 95)、およびSTA T4 と呼ばれる結合タンパク質(上記文献)をも包含する。加えて、MGFは現在、 STAT5と呼ばれており(グイヨー(Gouilleux)ら、13EMBO J.、4 361−4369(1994))、IL−4−STATは研究者によりSTAT 6と呼ばれている(イールら、11Trends in Genetics、69(1995)) 。以上のSTATタンパク質のすべての実質的に相同な類似体および対立遺伝子 変異体もまた包含される。 「活性化する」、「活性化された」、「活性化」その他類似の表現は、細胞内 の1または2以上の転写調節タンパク質が配列特異的な仕方で本発明のDNA調 節要素/オリゴヌクレオチド配列に直接または間接的に結合することができるよ うに、該転写調節タンパク質が翻訳後に修飾されるか、または構成的に活性であ ることを意味する。この修飾には、一般に、種々のプロテインキナーゼによる活 性化を含む(これに限られるものではない)種々の機構による転写調節タンパク 質のリン酸化が含まれる[例えば、シュアイ、258Science、1808および コーエン(P.Cohen)、17TIBS、408(1992)参照]。 「DNA構築物」とは、本発明のオリゴヌクレオチド配列を導入させたプラス ミド、ベクター、染色体およびウイルスを含む(これらに限られるものではない )あらゆる遺伝子要素をいう。例えば、DNA構築物は、プロモーターが本発明 のオリゴヌクレオチド配列に機能的に連結しており、該配列が今度はルシフェラ ーゼリポーター分子の遺伝子などの異種遺伝子に機能的に連結したベクターであ ってよい。 「プロモーター」とは、細胞内でRNAポリメラーゼに直接または間接的に結 合することができ、下流域(3'方向)のコード配列の転写を開始することがで きるDNA調節領域をいう。本発明の目的のためには、プロモーターはその3' 末端が転写開始部位と結合しており、バックグラウンドを越えるレベルの転写を 開始するのに必要な最小限の数の塩基または要素を含むように上流(5'方向) に延びている。プロモーター内には、転写開始部位(S1ヌクレアーゼを用いた マッピングにより都合よく定められる)、ならびにRNAポリメラーゼの結合に 関与するタンパク質結合ドメイン(共通配列)が認められるであろう。真核細胞 のプロモーターには、しばしば(常にではないが)、「TATA」ボックスおよ び「CCAT」ボックスが含まれるであろう。原核細胞のプロモーターには、− 10共通配列および−35共通配列に加えてシャイン−ダルガノ配列が含まれる であろう。 「遺伝子」とは、核酸分子であって、その配列に特定のタンパク質の正常な制 御された産生に必要なすべての情報を含むものをいう。DNA構築物の「異種」 領域(すなわち、異種遺伝子)とは、天然では構築物中の他の遺伝子成分と関連 して認められることがない一層大きなDNA構築物内の同定しうるDNAセグメ ントをいう。それゆえ、異種遺伝子が哺乳動物の遺伝子をコードする場合には、 該遺伝子は通常、その採取源の生物のゲノム中では構造ゲノムDNAにフランキ ングしないプロモーターによってフランキングされるであろう。 DNA構築物(本発明のオリゴヌクレオチド配列を含む)のプロモーターは、 該プロモーターの存在が異種遺伝子(ルシフェラーゼ、クロラムフェニコールア セチルトランスフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼおよび分泌型胎盤アルカリホ スファターゼなどのリポーター配列の遺伝子を含む)からの転写に影響を及ぼす 場合には該プロモーターは該異種遺伝子に「機能的に連結している」。機能的に 連結した配列はまた、同じRNA転写物に転写される2つのセグメントを含む。 それゆえ、プロモーターと「リポーター配列」などの2つの配列は、該プロモー ターで開始される転写によって該リポーター配列のRNA転写物が産生される場 合には機能的に連結している。「機能的に連結している」ためには、2つの配列 が相互に直ちに隣接している必要はない。 宿主細胞は、該細胞中に外来DNAまたは異種DNA(例えば、DNA構築物 )が導入された場合には、そのようなDNAで「トランスフェクションされた」 という。トランスフェクションするDNAは、該細胞のゲノムを構成するように 染色体DNA中に組み込まれても(共有結合により連結しても)よいし組み込ま れなくてもよい。例えば原核細胞、酵母および哺乳動物細胞では、トランスフェ クションするDNAはプラスミドなどのエピソーム要素上に保持されてよい。真 核生物の細胞に関しては、安定にトランスフェクションされた細胞とは、染色体 の 複製によって娘細胞により遺伝されるようにトランスフェクションするDNAが 染色体中に組み込まれたものをいう。この安定性は、該真核生物細胞がトランス フェクションしたDNAを含有する娘細胞の集団から構成される樹立細胞系また はクローンを確立する能力によって示される。 「宿主細胞」とは、正常にまたは必要なcDNAでトランスフェクションした 後に、所定のシグナル伝達分子、シグナル伝達(例えば、キナーゼ)タンパク質 、転写調節タンパク質および付属因子に対する関連するレセプター成員を発現す ることにより、該シグナル伝達分子が細胞表面に結合したときに転写調節要素タ ンパク質によって媒体された遺伝子転写が行われるようにする細胞株をいう。宿 主細胞株は、正常にまたは必要なcDNAでトランスフェクションした後に、関 連するサイトカインレセプター成員、JAKタンパク質、STATタンパク質お よび付属因子を発現することにより、サイトカインが細胞表面に結合したときに STATによって媒体された遺伝子転写が行われるように、サイトカイン応答性 であるのが好ましい。 図面の簡単な記載 本発明を添付の図面に基づいてさらに詳しく説明する。 図1は、IFNγ、IL−6、GM−CSFおよびIL−4によって活性化さ れた転写調節タンパク質を含む複合体のオリゴヌクレオチド競合データの要約で ある。各オリゴヌクレオチドの名称(その配列が後に続く)を左側に示す。突然 変異したヌクレオチドは下線を付し太字にて示してある。IFNγ、IL−6、 GM−CSFまたはIL−4によって活性化されている転写調節タンパク質に結 合することに関するLy6E GAS要素(「野性型、WT」配列と示されてい る)と競合する各配列の能力は、適当な欄に数字によって示す。 図2は、オリゴヌクレオチドの競合実験の例である。IFN−γ、IL−6、 IL−4またはGM−CSFで処理した細胞からの核抽出物を放射標識したLy 6E GAS要素ブローブを添加する前にオリゴヌクレオチド8T(配列番号: 11)の指示された量とともにインキュベートした。ついで、複合体を非変性ポ リアクリルアミドゲル上にて分離し、ついでこれをX線フィルムにさらした。得 られたオートラジオグラムの複写を示す。AおよびBは、それぞれSTAT1α およびSTAT3に対応する転写調節タンパク質の複合体の位置を示す。 図3は、サイトカインに応答して単一のLy6E GAS要素および選択され た調節要素を含む本発明のオリゴヌクレオチド配列によって媒体される転写誘発 を示しているグラフである。細胞を本発明の調節要素の単一のコピーまたは野性 型Ly6EGAS要素を含むリポータープラスミド(ルシフェラーゼを発現させ る)でトランスフェクションさせた。細胞を示されているようにIFN−γ、I L−6、LIFまたはOSMで処理し、未処理細胞で割るところの転写の誘発を 実施例に記載されているように決定した。TK lucコントロールリポーターは調 節要素を欠如している。 図4は、サイトカインに応答して複数の調節要素によって媒体される転写誘発 を示しているグラフである。細胞をLy6E GAS要素または本発明の調節要 素を含む7Cまたは8Aオリゴヌクレオチドの4つのコピーを含むリポータープ ラスミドでトランスフェクションし、示されたサイトカインで処理し、ついで実 施例にて記載されているように誘発倍数(fold induction)を計算した。 図5は、STAT1αに対するLy6E GAS要素および本発明の調節要素 を含む7C、8A、4Gおよび8Tオリゴヌクレオチドのイン・ビトロでの結合 アフィニティーと、同要素の4つのコピーを含む構築物からのIFN−γに応答 する転写誘発との比較である。最初の欄には、調査された調節要素を挙げている 。次の欄は、イン・ビトロでのSTAT1αに結合する各要素の能力を示す(デ ータは図1から採用)。最後の欄は、列挙された調節要素の4つのコピーを含む リポータープラスミドでトランスフェクションした細胞におけるIFN−γに応 答するルシフェラーゼ活性の誘発倍数を示す。 図6は、サイトカインに応答するSTAT1αおよびSTAT3のチロシンリ ン酸化を示す一連のゲルパネルである。細胞を表示した時間、IFN−γ、LI F、IL−6またはOSMで処理し、ついで溶解液を調製した。溶解液をSTA T1抗血清(上段のパネル)またはSTAT3抗血清(下段のパネル)で免疫沈 降した。SDS−ポリアクリルアミドゲル上での分離およびブロッティングの後 、 タンパク質を図6の左側に示すようにホスホチロシン、STAT1またはSTA T3に直接的に向けられた抗血清で検出した。 発明の態様の詳細な記載 本発明者らは、一連のDNA調節要素(すなわち、応答要素)が、種々のシグ ナル伝達分子に応答して、活性化された転写調節タンパク質に直接かまたは間接 的に結合し、それによってかかる調節要素に機能的に連結した1または2以上の 遺伝子の発現を転写レベルで制御することを見いだした。この点に関し、本発明 者らは、驚くべきことに、該Ly6E GAS応答要素における選択された点変 異が、サイトカインによって誘発され活性化された種々の転写調節タンパク質に 結合するものからサイトカインによって誘発され活性化された転写調節タンパク 質の唯一のタイプまたはクラスにのみに選択的に結合するものへ該要素を変換さ せうることを見いだした。例えば、配列TATACCTGTAAGT(配列番号 9)はSTAT1α転写調節タンパク質に選択的である調節要素を産生するが、 一方、配列TATTCCCGTAAGT(配列番号:6)はSTAT1αおよび STAT3転写調節タンパク質に選択的である調節要素を産生する。他方、TA TTCCTGGAAGT(配列番号:1)などのヌクレオチド配列は、STAT 1αおよびSTAT3タンパク質を含む種々の異なるサイトカイン誘発転写調節 タンパク質、ならびにIL−4、IL−13およびGM−CSFサイトカインに より活性化される転写調節タンパク質に応答して、転写の誘発を媒体することが できる調節要素を産生する。 本発明による調節要素は、ヌクレオチド配列 から選択される。この点において、配列番号:9〜14はSTAT1αタンパク 質に選択的な調節要素を含み、配列番号:1〜5は種々の転写調節タンパク質を 結合する調節要素を含み、配列番号:6〜8はSTAT1αおよびSTAT3転 写調節タンパク質を選択的に結合する調節要素を含む。さらに、これらの調節要 素は単独またはさらなるフランキングヌクレオチド配列を伴って、本発明による 様々なオリゴヌクレオチド配列を形成する。この点において、このようなヌクレ オチド配列は、本発明の調節要素を含む13から200の間のヌクレオチドを含 むのが好ましい。しかしながら、活性化された転写調節要素を結合することがで き、1つまたはそれ以上の遺伝子の発現を転写レベルで制御することができる、 本発明の調節要素を含む200ヌクレオチドを越える配列は、本発明の範囲に含 まれる。 本発明のオリゴヌクレオチド配列はまた、基本的な調節要素の2またはそれ以 上の「ユニット」の多量体を含んでいてよい。この点において、そのような多量 体オリゴヌクレオチド配列は、実際問題として本発明による同じまたは異なる調 節要素を約2〜15ユニット含んでいてよい。しかしながら、理論的には、その ような多量体オリゴヌクレオチド配列中の調節要素の数には限度はない。そのよ うな多量体オリゴヌクレオチド配列は、転写調節タンパク質の検出、単離および /または精製のためのプローブとして有用である。さらに、本発明に従ってプロ モーターおよび異種遺伝子を含むDNA構築物中に用いた場合には、調節要素の 多量体は、種々のサイトカインまたは他のシグナル伝達分子に応答した該DNA 構築物からの該遺伝子の発現を増幅することができる。 種々のシグナル伝達分子が、本発明の調節要素/オリゴヌクレオチド配列に直 接または間接的に結合する転写調節タンパク質を活性化させる。そのようなシグ ナル伝達分子の例としては、遊離または結合の両形態での、サイトカインや抗体 などのポリペプチド、および細胞表面抗原、細胞の表面またはその近傍に一般に 認められるオリゴ糖、TUBag4(コンスタント(P.Constant)ら、264Science 、267(1994))などの非ペプチド性分子およびこれら分子の合 成模倣物が挙げられるが、これらに限られるものではない。それゆえ、本発明は 、細胞または他の基体の表面またはその近傍に結合したシグナル伝達分子による 細胞−細胞または細胞−基体の転写調節タンパク質活性化を包含する。 好ましくは、本発明によるシグナル伝達分子は、本発明の調節要素/オリゴヌ クレオチド配列に結合する転写調節タンパク質を活性化するサイトカインを含む 。そのようなサイトカインの例としては、インターロイキン2、3、4、5、6 、7、9、10、11、12、13および15(IL−2、IL−3、IL−4 、IL−5、IL−6、IL−7、IL−9、IL−10、IL−11、IL− 12、IL−13およびIL−15)、顆粒球−マクロファージコロニー刺激因 子(GM−CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、コロニー刺激因 子1(CSF−1)、インターフェロンアルファ、ベータおよびガンマ(IFN α、IFNβ、IFNγ)、上皮増殖因子(EGF)、血小板由来成長因子(P DGF)、白血病阻害因子(LIF)、オンコスタチンM、神経成長因子(NG F)、毛様体神経栄養因子(CNTF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、エ リスロポエチン(Epo)、トロンボポエチン(Tpo)、成長ホルモンおよび プロラクチンが挙げられるが、これらに限られるものではない。本発明に従って 特に好ましいサイトカインとしては、IFNγ、IL−4、IL−6、GM−C SF、オンコスタチンM、G−CSF、LIF、EGF、PDGF、Epo、T poおよびCNTFが挙げられるが、これらに限られるものではない。 本発明の調節要素および/またはオリゴヌクレオチド配列はまた、本発明の調 節要素/オリゴヌクレオチド配列に対する結合特異性を示す新たな転写調節タン パク質を検出、単離および精製するうえで特に有用であることがわかるであろう 。 さらに、これら調節要素/オリゴヌクレオチド配列は、新たなSTATタンパク 質またはSTAT関連転写調節タンパク質を見いだすうえで有用であることもわ かるであろう。この点において、そのような新たな転写調節タンパク質の検出は 以下の技術を用いて行うことができる。HepG2細胞などの細胞を適当なサイ トカイン、例えばIFNγで15分間処理して1または2以上の転写調節タンパ ク質の活性化を誘発する。ついで、これら細胞の核および細胞質の抽出物を常法 に従って調製し、レビー、3Genes Dev.、1362およびケスラー、4Genes Dev .、1753に記載されているように(その開示を参照のため本明細書中に 引用する)、特異的な結合をほとんどまたは全く示さないであろう未処理細胞と 比較して、調節要素/オリゴヌクレオチド配列への結合を電気泳動モービリティ ーシフトアッセイにより試験する。さらに、DNA調節要素結合活性はまた、細 胞膜を添加した細胞質抽出物をサイトカインなどのシグナル伝達分子で処理する ことによりイン・ビトロで刺激することもできる。 転写調節要素に特異的な抗体が利用できる場合には、活性化された転写調節タ ンパク質への本発明の調節要素の結合を特異的に妨害し、それによって転写調節 タンパク質の同定を補助するために該抗体を用いることができる。さらに、本発 明の調節要素/オリゴヌクレオチドを用いて同定または精製された未知の転写調 節タンパク質は、当該技術分野でよく知られた方法を用い、該転写調節タンパク 質に特異的な抗体を調製するために動物を免疫するのに用いることができる。例 えば、ハーロウ(E.Harlow)ら、アンチボディーズ:ア・ラボラトリー・マニ ュアル(Antibodies:A Laboratory Manual)、コールドスプリングハーバ ーラボラトリープレス、コールドスプリングハーバー、ニューヨーク(1988 )(その開示を参照のため本明細書中に引用する)を参照。 それゆえ、本発明の調節要素/ヌクレオチド配列は、当該技術分野でよく知ら れた種々の核酸検出系に使用するものと同様に「プローブ」として用いることが できるが、本発明のプローブでは核酸配列ではなく、本発明の調節要素/オリゴ ヌクレオチド配列に特異的に結合するタンパク質を検出するのに用いる点が異な る。 そのような核酸検出アッセイの感度は、観察者によってシグナルが検出される 方法を変えることによって増大させることができる。例えば、アッセイ感度は、 酵素標識、放射性同位体標識、蛍光標識および修飾塩基を含む(これらに限られ るものではない)広範囲の種々の検出可能な標識を用いた標識オリゴヌクレオチ ド配列を用いることによって増大させることができる。例えば、米国特許第4, 581,333号、同第4,358,535号、同第4,446,237号、同第4, 582,789号、および同第4,563,417号、ならびにヨーロッパ特許出 願第EP144914号およびEP119448号(その開示を参照のため本明 細書中に引用する)を参照。それゆえ、本発明によるDNAプローブは、放射性 同位体、酵素、蛍光標識、化学標識または修飾塩基などの検出可能な標識で標識 した、調節要素を単独でまたは本発明の一層長いオリゴヌクレオチド配列の一部 として含むのが好ましい。 それゆえ、本発明は、サンプル中の新たな転写調節タンパク質の存在を検出す る方法を提供する。そのようなサンプルは、細胞、細胞培養上清、細胞または組 織抽出物、またはその特定のフラクション、および血液、血清、尿、唾液などの 他の生物液体を含む(これらに限られるものではない)生物学的サンプルが好ま しい。本発明の調節要素/オリゴヌクレオチド配列のサンプル中の転写調節タン パク質への結合は、当該技術分野で知られた任意の適当な手段により検出するこ とができる。例えば、直接または間接、または競合結合アッセイを用いることが できる。そのようなアッセイにおいて、ついで該標識プローブとサンプル中のタ ンパク質性物質との会合を検出する。好ましい態様において、放射性標識したヌ クレオチドを導入することによりオリゴヌクレオチド配列を修飾する。 検出されたら、当該新規転写調節タンパク質を当業者によく知られた種々の技 術によりプローブ−タンパク質複合体から分離、精製することができる。例えば 、そのような単離および精製は、精製しようとするタンパク質と固定化リガンド との相互作用を利用したアフィニティークロマトグラフィーに基づいて行うこと ができる。本発明において、支持体上に固定化した本発明の調節要素および/ま たはオリゴヌクレオチド配列は固定化リガンドとして働き、これを用いて新たな 転 写調節タンパク質をサンプルから単離および精製することができる。 好ましい態様において、本発明の調節要素/オリゴヌクレオチド配列を固相支 持体または担体上に固定化させる。本明細書において「固相担体または支持体」 とは、本発明のオリゴヌクレオチド配列/DNA調節要素の結合を可能とするあ らゆる支持体をいう。よく知られた支持体または担体としては、ガラス、ポリス チレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、デキストラン、ナイロン、アミロース 、天然または修飾したセルロース、ポリアクリルアミド、アガロースおよびマグ ネタイトが挙げられる。核酸を固相に結合させる方法、これら方法に有用な固相 物質、および結合リガンドからタンパク質を溶出する手段は当業者によく知られ ている。 上記特定の方法に加え、アフィニティー分離するに先立って行う精製工程とし て、硫酸アンモニウム沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー(ゲル濾過)、イオ ン交換クロマトグラフィー、分別沈殿などの1または2以上の追加の方法が挙げ られ、これらはすべて当該技術分離でよく知られている。疎水性相互作用クロマ トグラフィー(HIC)として知られる方法もまた有用であり、これは溶質と疎 水性であるゲルとの相互作用に基づくものである。疎水性相互作用は高イオン強 度において最も強いため、この形態の分離法は塩沈殿またはイオン交換法の後に 行うのが都合がよい。HIC支持体からの溶出は、溶媒、pH、イオン強度を変 えることによって、またはカオトロープ剤またはエチレングリコールなどの有機 修飾剤を加えることによって行うことができる。HICの一般原理は、米国特許 第3,917,527号および同第4,000,098号に記載されている。HIC を用いた特定のタンパク質の精製は、米国特許第4,332,717号、同第4, 771,128号、同第4,743,680号、同第4,894,439号、同第4, 908,434号および同第4,920,196号(その開示を参照のため本明細 書中に引用する)に記載されている。 本発明の調節要素/オリゴヌクレオチド配列は、プロモーターおよび異種遺伝 子に機能的に連結した調節要素/オリゴヌクレオチド配列を含む組換えDNA構 築物中に含まれていてよい。一般に、異種遺伝子には、ルシフェラーゼの遺伝子 などのリポーター遺伝子が含まれる。この点において、本発明のリポータープラ スミドなどの組換えDNA構築物は、当業者によく知られた通常の分子生物学、 微生物学、および組換えDNA法を用いて構築することができる。そのような方 法は、マニアチス(Maniatis)、フリッチュ(Fritsch)&サンブルック(Sa mbrook)、「Molecular Cloning:A Laboratory Manual」(1982); 「DNA Cloning:A Practical Approach」Volumes IおよびII(グロバ ー(D.N.Glover)編、1985);「Oligonucleotide Synthesis」(ゲイ ト(M.J.Gait)編、1984);「Nucleic Acid Hybridization」[ヘイ ムズ(B.D.Hames)&ヒギンズ(S.J.Higgins)編、(1984)];「A nimal Cell Culture」[フレッシュネイ(R.J.Freshney)編、(1986 )];「Immobilized Cells and Enzymes」[IRLプレス(1986)]お よびパーバル(B.Perbal)、「A Practical Guide to Molecular Clonin g」(1984)(その開示を参照のため本明細書中に引用する)を含む文献に 詳細に説明されている。 本発明によるDNA構築物において有用なプロモーターとしては、適当な宿主 細胞中にトランスフェクションされた場合に、本発明の調節要素と一緒になって 所望の異種遺伝子の転写を駆動させうるすべての原核細胞、真核細胞またはウイ ルスプロモーターが挙げられる。適当な原核細胞プロモーターとしては、T4、 T3、Sp6およびT7ポリメラーゼによって認識されるプロモーター、バクテ リオファージλのPRおよびPLプロモーター、大腸菌の転写調節タンパク質、r ecA、熱ショック、およびlacZプロモーター、バシラス・サチリスのα− アミラーゼおよびσ−28−特異的プロモーター、バシラス属のバクテリオファ ージのプロモーター、ストレプトマイセスプロモーター、バクテリオファージλ のintプロモーター、pBR322のβ−ラクタマーゼ遺伝子のblaプロモ ーターおよびpPR325のクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ 遺伝子のCATプロモーターが挙げられるが、これらに限られるものではない。 例えば、グリック(B.R.Glick)、J.Ind.Microbiol.、277−282( 1987);セナチエンポ(Y.Cenatiempo)、68Biochimie、505−51 6 (1986);ワトソン(J.D.Watson)ら、Molecular Biology of the G ene 、第4版、ベンジャミンカミンズ、メンロパーク、カリフォルニア(198 7)およびゴッテスマン(S.Gottesman)、18Ann.Rev.Genet.、415− 442(1984)(その開示を参照のため本明細書中に引用する)を参照。好 ましい真核細胞プロモーターとしては、酵母cyc−1プロモーター、マウスメ タロチオネインI遺伝子のプロモーター、単純ヘルペスウイルスのチミジンキナ ーゼプロモーター、SV40初期プロモーター、および酵母gal−4遺伝子プ ロモーターが挙げられるが、これらに限られるものではない。グアランテ(Gua rante)ら、78Proc.Natl.Acad.Sci. USA、2199−2203(19 81)、ハマー(D.Hamer)ら、1J.Mol.Appl.Gen.273−288(1 982)、マックナイト、31Cell、355−365(1982)、ベノイス ト(C.Benoist)ら、290Nature(ロンドン)、304−310(1981 )、ジョンストン(S.A.Johnston)ら、79Proc.Natl.Acad.Sci.(U SA)、6971−6975(1982)およびシルバー(P.A.Silver)ら 、81Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)、5951〜5955(1984) (その開示を参照のため本明細書中に引用する)を参照。本発明によるDNA構 築物では、単純ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼプロモーターを用いるのが 好ましい。 本発明の組換えDNAまたは構築物分子の第三の成員は、配列の如何にかかわ らずヌクレオチドのセットからなる「異種遺伝子」である。そのような異種遺伝 子の例としては、ルシフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコー ルアセチルトランスフェラーゼ、分泌型胎盤のアルカリホスファターゼ、ヒト成 長ホルモン、tPAおよびインターフェロンの構造遺伝子が挙げられるが、これ らに限られるものではない。本発明の構築物および方法に使用可能な異種遺伝子 の一層広範なリストを知りたければ、ボーデ(Beaudet)、37Am.J.Hum.G en .、386−406(1985)を参照。 異種遺伝子は、その生成物をプロモーターおよび本発明の調節要素/オリゴヌ クレオチド配列による転写の調節を評価するのに用いるリポーター遺伝子を含む のが好ましい。この「リポーター配列」の発現は、容易に検出可能なリポーター 産物(例えば、タンパク質)の生成となる。リポーター配列は、当該技術分野で 知られた手段による同定または検出を可能とするかまたは容易とする物理的およ び化学的特性を該リポーター分子が有するように選択するのが好ましいであろう 。一つの態様において、リポーター分子の存在は、該リポーター分子に特異的に 結合しうる抗体または抗体断片を用いて検出されるであろう。他の態様において 、β−ガラクトシダーゼやルシフェラーゼなどのリポーターを酵素的または免疫 学的にアッセイすることができる。 好ましいリポーター分子はLUCであり、当該技術分野でよく知られている。 例えば、ドゥーウエット(J.R.De−Wet)ら、7Mol.Cell Biol.、725 (1987)参照。このものは昆虫の遺伝子であるため哺乳動物細胞には存在せ ず、該酵素産物を細胞抽出物中で直接アッセイすることができる。酵素活性のレ ベルは生成した酵素の量に対応し、これが今度は発現レベルを明らかにする。加 えて、LUCmRNAはまた直接測定することもできる。 一般に、LUC遺伝子を含む本発明の組換えDNA分子を含有するプラスミド を哺乳動物細胞中に導入し、ついで該細胞を集密的となるかまたは集密的に近く なるまで増殖させる。この点において、適当なシグナル伝達分子に応答して1ま たは2以上の転写調節タンパク質を活性化しうるあらゆる宿主細胞を、本発明の DNA構築物でトランスフェクションすることができる。そのような宿主細胞と しては、HepG2細胞およびU937細胞(ATCC、ロックビル(Rockvil le)、メリーランドから利用可能である)などの哺乳動物細胞が好ましい。 リポーター細胞を、転写調節タンパク質を誘発もしくは活性化しうるシグナル 伝達分子を含有していると思われる化合物またはサンプル、例えばサイトカイン などのシグナル伝達分子を産生すると思われる細胞と接触させ培地で処理する。 LUC−産生リポーター細胞を抽出し、得られた可溶性抽出物にルシフェリンお よびATPを加える。これら化合物の存在下でルシフェラーゼの作用が発光を生 じ、これをルミノメーターで検出する。発光量は、細胞抽出物中に存在するルシ フェラーゼの量に正比例する。 宿主細胞中にトランスフェクションした適当なDNA構築物を用いることによ り、本発明は所望の遺伝子の制御された発現方法を提供する。それゆえ、トラン スフェクションした宿主細胞にサイトカインなどのシグナル伝達分子を適用する ことにより、当業者によく知られた種々の細胞培養法および発酵法によって異種 遺伝子の発現を駆動させ、ヒト成長ホルモンなどの所望の生成物を定められた量 で産生させることができる。 別法として、DNA構築物にルシフェラーゼ遺伝子などのリポーター遺伝子が 含まれている場合には、宿主細胞中への該DNA構築物のトランスフェクション により、シグナル伝達分子、例えばサイトカインや、サイトカインなどのシグナ ル伝達分子を産生すると思われる細胞と接触させた培地に応答して、リポーター 産物の転写活性を測定する都合のよい手段が得られる。 重要なことに、アッセイした転写調節タンパク質によってLUCの転写が活性 化される場合には、転写調節タンパク質を欠くコントロールに比べてLUCの合 成が増大する。それゆえ、生成したLUC酵素の量は、本発明の調節要素/オリ ゴヌクレオチド配列(LUC遺伝子に機能的に連結している)に結合した活性化 された転写調節タンパク質によって誘発された転写の間接的な測定手段である。 HepG2細胞などの好ましい宿主細胞を本発明によるリポーターDNA構築 物でトランスフェクションした場合、これを、活性化された転写調節タンパク質 により遺伝子転写を誘発するシグナル伝達分子のアゴニストまたはアンタゴニス トを検出するためのアッセイにおいて利用することができる。本明細書において 遺伝子転写のアゴニストまたはアンタゴニストとしては、シグナル伝達経路のい ずれかの点において、1または2以上の転写調節タンパク質の活性化および該活 性化タンパク質のDNA調節要素への結合によるシグナル伝達分子と細胞表面レ セプターとの相互作用に介在する化合物が含まれる(その最終結果は遺伝子転写 の制御である)。さらに、本明細書において遺伝子転写のアゴニストまたはアン タゴニストにはまた、そのようなアゴニストまたはアンタゴニスト特性を有する 公知化合物の増強剤も含まれる。アゴニストの検出は、トランスフェクションし た宿主細胞を化合物または化合物の混合物と接触させ、所定の期間の後、処理細 胞内での遺伝子発現のレベル(例えば、生成したルシフェラーゼのレベル)を測 定することにより行うことができる。ついで、この発現レベルを、該化合物また は該化合物の混合物の不在下での該リポーター遺伝子の発現レベルと比較する。 これら遺伝子発現のレベルに差異が存在するなら、それは、該化合物または該化 合物の混合物が細胞内転写調節タンパク質の活性化をサイトカインなどの公知の アゴニストシグナル伝達分子と同様の仕方でアゴナイズするかどうかを示すもの である。さらに、処理細胞および未処理細胞で発現されたリポーター産物のレベ ル間の大きさは、転写調節タンパク質経路による遺伝子転写のアゴニストとして の化合物または化合物の混合物の強度の相対的指標を提供する。 別法として、そのようなトランスフェクションした宿主細胞は、本発明のDN A構築物でトランスフェクションした宿主細胞を利用した遺伝子転写の公知のア ゴニスト(例えば、IFNγなどのサイトカイン)に対するアンタゴニストを見 いだすために用いることができる。そのようなアッセイにおいて、所望の化合物 または化合物の混合物を、所定の濃度に保持した1または2以上の公知のアゴニ スト(例えば、サイトカイン)とともに宿主細胞と接触させる。該化合物または 該化合物の混合物が宿主細胞中での遺伝子発現のレベルを、該化合物の不在下だ が該公知アゴニストの存在下で宿主細胞から得られた遺伝子発現のレベルよりも 低いレベルに抑制する程度は、そのような化合物または化合物の混合物のアンタ ゴニスト特性の相対的強度の指標を与える。 それゆえ、本発明は、適当なDNA構築物およびトランスフェクションした宿 主細胞において本発明の調節要素/オリゴヌクレオチドを利用した、遺伝子転写 のアゴニストおよびアンタゴニストのアッセイ法を提供する。また、本発明はS TAT1α/STAT3ヘテロダイマー経路を含むSTATヘテロダイマー経路 のアゴニストおよびアンタゴニストの独特の選択的なアッセイを提供する。さら に、これら方法を利用して見いだされたアゴニストおよびアンタゴニスト化合物 は、種々のサイトカインによって誘発された疾患状態および条件に介入するため 、またはサイトカインの不足によって引き起こされる疾患状態、例えば炎症、感 染、貧血、血球減少症および癌性または前癌性状態を改善するための医薬として 用い ることができる。 つぎに、本発明を下記実施例に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明はこ れらに限られるものではない。 実施例 1 異なるサイトカイン活性化DNA結合タンパク質に対する本発明の調節要素の 相対的なアフィニティーを決定するために以下の実験を行った。インターフェロ ン−γ(IFN−γ)、IL−6、IL−4またはGM−CSFで処理した細胞 からの核抽出物を、該Ly6EGAS要素からなる放射性標識したDNAを添加 する前に、標識していない様々な濃度の競合的DNA(すなわち、本発明の潜在 的な調節要素/オリゴヌクレオチド配列:「試験」配列)とともにインキュベー トした。ついで、サイトカイン誘発GAS結合複合体を非変性ポリアルリルアミ ドゲル上で分離し、ついでこれをオートラジオグラフィーにかけた。特定のサイ トカイン誘発複合体の結合に対して「試験」配列が標識Ly6E GAS要素と 競合する能力を、該サイトカイン誘発複合体を示すオートラジオグラフにおいて バンドの強さの減少によって評価した。例えば、図2参照。これらの実験詳細を 以下に記す。 HepG2細胞(アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(America n Type Culture Collection)、ロックビル、メリーランドから得た)を、2 mMのグルタミン、10%のウシ胎仔血清および100U/mlのペニシリンお よびストレプトマイシンを含むダルベッコ(Dulbecco)改良イーグル培地(バ イオ・ウィッタカー(Bio Whittaker)、ウォーカーズビル、メリーランド) 中、90mmの組織培養皿で生育した。細胞が70%の集密性(confluency)に 達したとき、細胞を5ng/mlのヒトインターフェロン−γ(ダーネル(J. Darnell)、ロックフェラー大学、ニューヨーク、ニューヨーク:ジェンザイム (Genzyme)、ケンブリッジ、マサチューセッツから市販されている)または2 0ng/mlのヒトIL−6(R&Dシステムズ(R&D Systems)、ミネア ポリス、ミネソタ)で15分間処理した。U937細胞(ダーネル、ロックフェ ラー大学、ニューヨーク、ニューヨーク:ATCCから市販されている)を、2 mMのグルタミン、10%のウシ胎仔血清および100U/mlのペニシリンお よびストレプトマイシンを含むRPMI培地(バイオ・ウィッタカー)中、75 cm2組織培養フラスコで生育した。細胞が2〜5×105細胞/mlの密度にな ったとき、細胞を20ng/mlのヒトIL−4または10ng/mlヒトGM −CSF(両者ともR&Dシステムズ、ミネアポリス、ミネソタから得た)で3 0分間処理した。 核抽出物を、サドウスキおよびギルマン(M.Z.Gilman)、362Nature、 79(1993)(その開示物を参照のため本明細書に引用する)に記載されて いるようにNP40溶菌によって調製した。タンパク質濃度をブラッドフォード (Bradford)ダイ結合アッセイ(バイオ・ラド・ラボラトリーズ、ヘルクルス (Hercules)、カリフォルニア)を使用して測定した。該Ly6E遺伝子プロ モーターにおけるIFN−γ応答要素に基づいたGASオリゴヌクレオチド(カ ンら、90Proc.Natl.Acad.Sci.6806、(1993))を以下の配列を 有するオリゴヌクレオチドのアニーリングにより形成した: さらに、電気泳動モービリティーシフトアッセイ(EMSAs)にて使用される 本発明の調節要素を組み入れた二本鎖プローブオリゴヌクレオチドを以下の配列 を有するオリゴヌクレオチドのアニーリングにより形成した: ここで、太字で示されるヌクレオチド配列は、本発明の調節要素としての活性を 試験されるヌクレオチド配列(その二本鎖相補鎖を含む)に対応する。 該アニーリングしたオリゴヌクレオチドを[α32P]−dGTPまたはdAT P(アマーシャム・コーポレーション(Amersham Corporation)、アーリント ンハイツ(Arlington Heights)、イリノイ)の存在下、突出端においてクレ ノウフラグメント(ベーリンガー・マンハイム(Boehringer Mannheim)で充 填することにより標識した。オリゴヌクレオチドはナショナル・バイオサイエン スィズ(National Biosciences)(プリマス(Plymouth)、ミネソタ)またはイ ンテグレーテッド・DNA・テクノロジーズ(Integrated DNA Technologi es)、(コラルビル(Coralville)、アイオワ)から購入した。EMSAsは 13mMのHEPESバッファー(シグマ・ケミカル(Sigma Chemical)、セ ント・ ルイス、ミズーリ)(pH7.6)、80mMの塩化ナトリウム、3mMのフッ 化ナトリウム、3mMのモリブデン酸ナトリウム、1mMDTT、0.15mM EDTA、0.15mM EGTAおよび8%のグリセロール(核抽出物からの寄 与物も含む)において行い、75μg/mlのポリd(I−C)ポリd(I−C )、約0.2ngの放射性標識したLy6E GAS要素、0.5、5.0または5 0.0ngの競合配列および10−15μgのタンパク質を含んでいた。放射性 標識したLy6E GAS要素を除いた全ての化合物を含む反応液を、10分間 氷上にてインキュベートし、ついで放射性標識したLy6E GAS要素を添加 した後、さらに20分間室温でインキュベートした。ついで、反応液を0.25 ×TBE(1×TBEは89mMのトリスホウ酸塩、1mMのEDTA[pH8 .0])および5%グリセロールを含む5%ポリアクリルアミドゲル上で分離し た。ゲルを4℃で0.25×TBEにて20V/cmで流し、ついで、乾燥させ オートラジオグラフィーにかけた。 各「試験」オリゴヌクレオチド(配列番号:15〜74)がIFN−γ、IL −6、IL−4およびGM−CSFによって誘発されるDNA転写調節タンパク 質結合複合体へのLy6E GAS要素の結合と競合する能力を視覚評価し、以 下のスケールに従って評価した: 0 競合の証拠なし。 1 50ngの競合剤で特異的な複合体に対応するバンドの強度の50%未 満の減少が認められる。 2 50ngの競合剤で特異的な複合体に対応するバンドの強度の50%を 越える減少が認められる。 3 5ngの競合剤で特異的な複合体に対応するバンドの強度の50%未満 の減少が認められる。 4 5ngの競合剤で特異的な複合体に対応するバンドの強度の50%を越 える減少が認められる。 5 0.5ngの競合剤で特異的な複合体に対応するバンドの強度の50% 未満の減少が認められる。 6 0.5ngの競合剤で特異的な複合体に対応するバンドの強度の50% を越える減少が認められる。 従って、より高い数値は転写調節タンパク質を含む特定の複合体と競合する能 力が高いことを示す。2人の別々の科学者によるオートラジオグラムの視覚調査 によって数字を割り当て、評価における相違は合意により解決した。所望なら、 蛍リン光体イメージャー(phosphoimager)またはデンシトメーター(例えば、 バイオーラド研究所から市販されている)の使用により、本明細書で記載する相 違を定量的に評価するための方法を提供することができる。オリゴヌクレオチド 配列番号15〜74の調節要素に関する結合アフィニティーの具体的視覚評価を 図1に示す。この点において、図1に示される結果を解釈するときには、該デー タを特定の数値の値としてではなく傾向として分析すべきである。これはEMS Aアッセイは本来、良好な感度が欠如しているためである。このような変動が生 じるのは少なくとも一部は、使用した核抽出物の品質の相違、細胞株の相違、お よびタンパク質濃度決定における変動のためである。 図1におけるデータを生み出すのに使用したEMSAのオートラジオグラフの 例を図2に示す。とりわけ、図2は、オリゴヌクレオチド配列8T(配列番号: 53−54)が特定のサイトカインにより活性化された転写調節タンパク質複合 体に競合する能力を示す。これらの図の評価において、IL−6が3つの特異的 DNA結合複合体をHepG2細胞にて誘発することを承知していなければなら ない(ラム(P.Lamb)ら、83Blood2063(1994))。従って、IL −6と記された欄については、評価される該複合体は、最もゆっくり移動するI L−6誘発複合体であり、その位置は図2の「B」によって示され、STAT3 のホモダイマーからなり(ゾンら、264Science、95(1994);ラズ( Raz)ら269J.Biol.Chem.24391−24391(1994))、従っ て、IFNγ複合体において評価されているSTAT1α(p91)を含む複合 体を反映しているものではない。 図1におけるデータの分析は、Ly6E GAS要素内の種々の位置における 点変異が、その結果得られる配列のサイトカインにより活性化された転写調節タ ン パク質への結合能力に深く影響を及ぼすことを示している。該変異の幾つかは、 IFN−γ、IL−6、GM−CSFおよびIL−4によって活性化された転写 調節タンパク質に対する結合を排斥するかまたは劇的に弱くする。他の変異は、 例えば配列9G(配列番号:59〜60)のように、天然のLy6E GAS( 例えば、WT)配列よりこれらのタンパク質に一層堅固に結合する配列という結 果となる。驚くべきことに、幾つかの変異はその結果得られる配列のサイトカイ ンにより活性化された転写調節タンパク質への結合能力を選択的に変える。これ らの配列は、2つのクラスになる;IFN−γにより活性化されたタンパク質S TAT1αには結合するがIL−6、GM−CSFまたはIL−4によって活性 化されたタンパク質には結合しないもの、およびIFN−γにより活性化された タンパク質STAT1αおよびIL−6により活性化されたタンパク質STAT 3には結合するが、GM−CSFおよびIL−4によって活性化されたタンパク 質には結合しないものである。前者のクラスの配列の例は配列8T(配列番号: 53〜54)であり、後者のクラスの例は配列7C(配列番号:49〜50)で ある。 配列8Tの顕著な選択性は図で証明されている。この配列は、IFN−γによ って誘発されたSTAT1α複合体への結合に対して競合するが(図2で「A」 により示されている)、それは反応液に添加する8Tの量を増加させたときに、 このバンドの強度の減少によって証明されている。しかしながら、IL−6によ って誘発された複合体STAT3(図2の「B」表示)およびGM−CSFおよ びIL−4によって誘発された複合体は、この配列の存在によって影響されない 。IL−6はHepG2細胞において少量のSTAT1αを誘発し(ラムら、8 3Blood2063)、この複合体もまた配列8Tの添加によって強度が減少する ことに注意。 該IFN−γにより活性化されたタンパク質(STAT1α)にのみ結合する 配列またはIFN−γおよびIL−6両方により活性化されたタンパク質(ST AT1αおよびSTAT3)に結合する配列によって示された選択性は、成長ホ ルモン、G−CSF、LIF、オンコスタチンM、CNTF、EGF、PDGF 、 IL−11およびIL−10などのSTAT1および/またはSTAT3を活性 化する他のシグナル伝達分子についてもあてはまるであろう。 実施例2 Ly6E GAS要素および本発明の調節要素が被験サイトカインに応答して 転写誘発を媒体する能力を決定するために、リポータープラスミドをシュアイら 、261Science、1744−1746(1993)(その開示を参照のため本 明細書に引用する)に記載のように−35〜+10までのHSV TKプロモー ターを含む修飾したpZLUCプラスミドへ調節要素をクローニングすることに より構築した。HepG2細胞をリン酸カルシウム共沈によってトランスフェク ションした。細胞をトランスフェクションの前日に2×105/mlの割合で播 いた。細胞を、15μg/mlの上述のリポーターおよび5μg/mlのβ−ガ ラクトシダーゼ発現プラスミドpCH110を含むリン酸カルシウム沈澱に5時 間かけた。含む場合には、STAT1α(シュアイら、1993)、STAT3 (ゾンら、1994)または空発現ベクターを10μg/mlにて存在させた。 ついで、培地を変え、該細胞を16時間再増殖させた。ついで組換えサイトカイ ンを該培地に直接添加し(IFN−γ、5ng/ml;IL−6、10ng/m l;LIF 10ng/mlおよびOSM 10ng/ml)、該細胞を5時間後 に回収した。細胞を溶解し、ルシフェラーゼおよびβ−ガラクトシダーゼ活性を 常套技術により決定した。ルシフェラーゼアッセイから得られた相対的な発光ユ ニットを、発色基質を用いて測定した同じ溶解度でのβ−ガラクトシダーゼ活性 で除することにより、標準化応答を決定した。各ポイントは3つの実験からの平 均的な標準化された応答を表している。 上記のように構築し、Ly6E GAS要素または本発明の4G(配列番号: 29、30)、8T(配列番号:53、54)、6T(配列番号:41、42) 、2C(配列番号:19、20)、9G(配列番号:59、60)および7C( 配列番号:49、50)調節要素含有オリゴヌクレオチド配列の単一のコピーを 含有するリポータープラスミドをHepG2細胞に導入し、IFN−γ、IL− 6、LIFまたはOSMのいずれかに応答してルシフェラーゼ活性を誘発する能 力を 試験した。コントロールプラスミドであるTK luc(調節要素を欠如してい る)も試験した。その結果を図3に示す。 全ての場合において、トランスフェクションした細胞のIFN−γまたはLI F処理はルシフェラーゼ活性を全く誘発しなかった。驚くべきことに、IL−6 およびOSMの両処理は、リポーター構築物の幾つかについてバックグランドを 越えるルシフェラーゼ活性を誘発する結果となった。IL−6またはOSMによ る誘発の程度は、選択されたオリゴヌクレオチドの調節要素がSTATタンパク 質に結合する能力と相関があった。オリゴヌクレオチド7C(STAT1αおよ び3によく結合する)を含む構築物は最大の誘発をもたらし、一方、オリゴヌク レオチド2Cおよび6TのようなSTATへの結合の良くない調節要素を含む構 築物は誘発が低かった。これらの実験から本発明者らは、IFN−γまたはLI FではなくIL−6およびOSMがこれらの細胞において本発明の単一の調節要 素からの転写を効果的に活性化することができると結論する。従って、本発明に よる単一の調節要素を含むリポータプラスミドはサイトカイン応答性において驚 くほどの選択性を示している。 本発明者らは次に、選択された調節要素の多量体を形成することによる効果を 試験した。調節要素4G、7C、8Tおよび8Aの4コピーを含むリポーター構 築物ならびにLy6E GAS要素の4コピーを含むリポータ構築物を4つの試 験サイトカインに対する応答性に関してアッセイした(図4)。4×4Gおよび 4×8Tを除く全ての構築物はIL−6およびOSMに応答性を有し、対応する 単一の要素を有する構築物よりはるかに大きな誘発を有した。しかしながら、誘 発の程度はイン・ビトロにおいてSTATに結合する該要素の能力に常関係があ るわけではなかった。従って、イン・ビトロにおいてSTAT1αおよびSTA T3に一層よく結合するにもかかわらず、4×7Cリポーターは野性型の4×L y6Eリポーターより低い誘発しか与えない。これは、サイトカインの不在下で の転写レベルの上昇がサイトカインの存在下での転写レベルの上昇より大きいと いうことによるもので、その結果、誘発倍数はより低くなる。単一の要素での結 果とは対照的に、4×Ly6E、4×7Cおよび4×8A構築物はまたIFN− γに応答して相当な量の誘発を生じた。本発明者らはまた、IL−6またはOS Mの誘発に対するIFN−γ誘発の割合に関して、4×8A構築物と他の構築物 の間の相違を観察した。該4×8A構築物は、他の試験した構築物とは対照的に 、IL−6またはOSMに対する応答よりIFN−γに対する応答において再現 可能に一層大きな誘発を与えた。これはおそらく、該8A変異体がSTAT3含 有複合体よりもSTAT1α含有複合体に優先的に結合することを反映しており 、サイトカインに対する応答を決定するうえでの調節要素の正確な配列の重要性 を証明している。 4Gおよび8T調節要素含有オリゴヌクレオチド配列の4つのコピーを含む構 築物は、試験したいずれのサイトカインに対しても応答を示さなかった。これら の両オリゴヌクレオチドは、野性型Ly6E GAS要素または7Cもしくは8 A調節要素含有オリゴヌクレオチド配列に比べて結合は弱かったものの(図1の 4また5に対して3のレベル)、イン・ビトロ結合アッセイにおいてSTAT1 αに優先的に結合する調節要素を含む。4×7C、4×8Aおよび4×Ly6E 構築物による結果を総合すると、これらのデータは、本発明者らのスケールでS TAT1αに対して4またはそれより大きいイン・ビトロ結合アフィニティーを 有している調節要素のみが、IFN−γのようなSTAT1αを活性化するサイ トカインに応答して転写誘発を媒介するであろうという予測に導く(図5)。 調節要素含有プロモーターからの転写を活性化する能力がIFN−γ、IL− 6、OSMおよびLIFにおいて異なることは、本発明者らにHepG2細胞に おいてこれらのサイトカインによって誘発されたSTATを特徴付けることを促 した。細胞をIFN−γ、IL−6、OSMまたはLIFのいずれかて処理し、 溶解液を抗STAT1または抗STAT3抗血清(アップステイト・バイオテク ノロジー(Upstate Biotechnology,Inc.)、ニューヨークより入手可能)で 免疫沈降した。免疫沈降物をSDS−ポリアクリルアミドゲル上で分画し、ブロ ットし、ホスホチロシン抗体を使用してタンパク質を検出した。コントロールと して、同免疫沈降物のアリコートをブロットし、抗STAT1または抗STAT 3抗血清のいずれかで検出した。その結果を図6に示す。 IFN−γはSTAT1αの速やかなチロシンリン酸化を誘発するが、STA T3のリン酸化は検出できない。対照的に、LIFは主にSTAT3のチロシン リン酸化を誘発するが、リン酸化されたSTAT1αの量は非常に少ない。IL −6およびOSMはSTAT1αおよびSTAT3の両方のチロシンリン酸化を 誘発し、OSMはIL−6よりも両方のSTATのリン酸化を僅かに多くリン酸 化する。これらのSTAT活性化のパターンは、ゲル遅延および抗体スーパーシ フト実験によって確証されている(データ示さず)。以前のデータ(サドウスキ ら(1993);ラズら(1994)およびゾンら(1994))と一致して、 本発明者らはこれらの結果を、IFN−γはSTAT1αのホモダイマーを活性 化し、LIFは主にSTAT3のホモダイマーを誘発し、IL−6およびOSM はSTAT1αおよびSTAT3のホモダイマーならびにSTAT1αとSTA T3のヘテロダイマーを誘発することを示していると解釈している。それゆえ、 IFN−γ、IL−6、OSMおよびLIFが調節要素含有リポーターからの転 写を活性化する能力の差は、STAT1α、STAT3または両者を活性化する 能力の差異に伴うものである。 これらのデータはオリゴヌクレオチド7C、9Gおよび2Cなどの単一の調節 要素を含むリポータープラスミドが、ヘテロダイマーを形成するように2つのS TAT(この場合、STAT1αおよびSTAT3)を活性化するサイトカイン に応答性であるという新たな知見の証拠を提供する。該ヘテロダイマーは単一の 調節要素からの転写を活性化することができるのに対し、STAT1αまたはS TAT3のホモダイマーはできない。それゆえ、単一の調節要素(本発明の要素 を含む)を含むリポーターは、IL−6などのサイトカインがSTAT1αとS TAT3の両方を活性化し、ヘテロダイマーの形成を可能にする能力を模倣する アゴニストの選択的な検出に有用である。さらに、該DNA構築物はまた、これ らのサイトカインのアンタゴニストの検出にも有用である。 該データはまた、本発明による7Cおよび8Aなどの調節要素の多量体を含む DNAリポーター構築物が、STAT1αホモダイマーまたはSTAT1α/S TAT3ヘテロダイマーを活性化するがSTAT3ホモダイマーは活性化しない サイトカインに応答性であるという新たな知見の証拠を提供する。それゆえ、こ れらのDNA構築物は、IFN−γまたはIL−6などのサイトカインがSTA T1αホモダイマーまたはSTAT1α/STAT3ヘテロダイマーを活性化す る能力を模倣するアゴニストの選択的な検出に有用である。さらに、該DNA構 築物はまたこれらのサイトカインのアンタゴニストを検出するのに有用である。 特許法に従うために、好ましい重量範囲および製造条件の記載を提供したが、 本発明の範囲はそれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の範 囲および本質から離れることなく、本発明に関する各種の修飾および変更をなし えるであろう。 従って、本発明の範囲を理解するためには以下の請求の範囲が参照される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI G01N 33/53 0276−2J G01N 33/566 33/566 9282−4B C12N 5/00 B (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SI,SK,TJ,TT,UA,UZ,VN (72)発明者 セイデル,エイチ・マーティン アメリカ合衆国92122カリフォルニア州 サン・ディエゴ、トスカナ・ウェイ5370番 アパートメント・エイチ317

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ヌクレオチド配列: を有し、シグナル伝達分子の存在下で活性化された転写調節タンパク質に結合す る調節要素を含むオリゴヌクレオチド配列。 2.シグナル伝達分子が、ポリペプチド、オリゴ糖、非ペプチド分子およびそ の合成模倣物よりなる群から選択される、請求項1のオリゴヌクレオチド配列。 3.ポリペプチドが、サイトカイン、ホルモン、抗体、細胞表面抗原およびそ の合成模倣物よりなる群から選択される、請求項2のオリゴヌクレオチド配列。 4.転写調節タンパク質がSTATタンパク質を含む、請求項1のオリゴヌク レオチド配列。 5.STATタンパク質が、STAT1αタンパク質、STAT1βタンパク 質、STAT2タンパク質、STAT3タンパク質、STAT4タンパク質、S TAT5タンパク質およびSTAT6タンパク質よりなる群から選択される、請 求項4のオリゴヌクレオチド配列。 6.調節要素が、STAT1αタンパク質を活性化するサイトカインに応答し てSTAT1αタンパク質を含む活性化された転写調節タンパク質に選択的に結 合する、請求項1のオリゴヌクレオチド配列。 7.ヌクレオチド配列: を有する請求項6のオリゴヌクレオチド配列。 8.調節要素が、STAT1αタンパク質および/またはSTAT3タンパク 質を活性化するサイトカインに応答してSTAT1αタンパク質および/または STAT3タンパク質を含む活性化された転写調節タンパク質に選択的に結合す る、請求項1のオリゴヌクレオチド配列。 9.ヌクレオチド配列: を有する請求項8のオリゴヌクレオチド配列。 10.調節要素が、STAT1αタンパク質、STAT3タンパク質、STA T5タンパク質および/またはSTAT6タンパク質を活性化するサイトカイン に応答してSTAT1αタンパク質、STAT3タンパク質、STAT5タンパ ク質およびSTAT6タンパク質を含む活性化された転写調節タンパク質に結合 する、請求項1のオリゴヌクレオチド配列。 11.ヌクレオチド配列: を有する請求項10のオリゴヌクレオチド配列。 12.サイトカインがIFNγ、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、 IL−6、IL−7、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、IL− 13、IL−14、IL−15、GM−CSF、オンコスタチンM、成長ホルモ ン、G−CSF、Epo、Tpo、EGF、PDGF、CNTF、およびLIF よりなる群から選択される、請求項3のオリゴヌクレオチド配列。 13.二本鎖である、請求項1のオリゴヌクレオチド配列。 14.プロモーターに機能的に連結した請求項1のオリゴヌクレオチド配列を 含み、該プロモーターが異種遺伝子に機能的に連結したDNA構築物であって、 該遺伝子が該オリゴヌクレオチド配列およびプロモーターの転写制御下にあるよ うな仕方で連結されているDNA構築物。 15.プロモーターが、単純ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼ、アデノウ イルスのE1bおよび酵母菌アルコールデヒドロゲナーゼの遺伝子プロモーター よりなる群から選択される請求項14のDNA構築物。 16.異種遺伝子が、ルシフェラーゼ、クロラムフェニコールアセチルトラン スフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼ、分泌型胎盤アルカリホスファターゼ、ヒ ト成長ホルモン、t−PA、緑色蛍光タンパク質またはインターフェロンの構造 遺伝子を含む、請求項14のDNA構築物。 17.オリゴヌクレオチド配列が請求項1の調節要素の少なくとも1つの多量 体を含む請求項14のDNA構築物。 18.プロモーターが、単純ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼの遺伝子プ ロモーターを含み異種遺伝子がルシフェラーゼの遺伝子を含む、請求項14のD NA構築物。 19.請求項14のDNA構築物でトランスフェクションした宿主細胞。 20.HepG2細胞またはU937細胞を含む、請求項19の宿主細胞。 21.シグナル伝達分子および転写調節タンパク質の存在下で、請求項19の 宿主細胞を培養することを特徴とする、異種遺伝子の制御発現方法。 22.シグナル伝達分子がサイトカインを含み、転写調節タンパク質がSTA Tタンパク質を含む、請求項21の制御発現方法。 23.試料中の転写調節タンパク質の検出方法であって、該試料と請求項1の オリゴヌクレオチド配列を、転写調節タンパク質が活性化され該オリゴヌクレオ チド配列と結合して複合体を形成するような条件下で接触させ、ついで試料中の 該複合体の存在を検出することを特徴とする検出方法。 24.転写調節タンパク質を得るために試料から複合体を分離し、複合体から オリゴヌクレオチド配列を分離することをさらに含む、請求項23の方法。 25.化合物が遺伝子転写のアゴニストとして作用する能力の測定方法であっ て、 (a)該化合物を請求項19の宿主細胞と、異種遺伝子が該化合物に応答して発現 することができる条件下に接触させ、ついで (b)工程(a)の遺伝子発現のレベルを、該化合物の不在下での宿主細胞からの遺 伝子発現のレベルと比較することを特徴とする方法。 26.異種遺伝子が、ルシフェラーゼ、クロラムフェニコールアセチルトラン スフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼ、緑色蛍光タンパク質、または分泌型胎盤 アルカリホスファターゼの構造遺伝子を含む、請求項25の方法。 27.化合物が遺伝子転写のアンタゴニストとして作用する能力の測定方法で あって、 (a)該化合物を請求項19の宿主細胞と、異種遺伝子がシグナル伝達分子に応答 して発現する条件下に、予め定めた量のシグナル伝達分子の存在下で接触させ、 ついで (b)工程(a)の遺伝子発現のレベルを、サイトカインは存在するが該化合物の不 在下での宿主細胞からの遺伝子発現のレベルと比較することを特徴とする方法。 28.異種遺伝子が、ルシフェラーゼ、クロラムフェニコールアセチルトラン スフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼ、緑色蛍光タンパク質または分泌型胎盤ア ルカリホスファターゼの構造遺伝子を含む、請求項27の方法。 29.ヌクレオチド配列: またはその相補鎖を有する調節要素を含むオリゴヌクレオチド配列。 30.請求項29の調節要素の少なくとも1つの多量体を含む請求項29のオ リゴヌクレオチド配列。 31.化合物がSTATヘテロダイマーの誘発をアゴナイズまたはアンタゴナ イズする能力の測定方法であって、 (a)該化合物を請求項19の宿主細胞と、異種遺伝子が該化合物に応答して発現 することができる条件下に接触させ、その際、該宿主細胞は、活性化されたST ATヘテロダイマーに選択的に結合することができる調節要素を含むオリゴヌク レオチド配列の単一コピーを含むDNA構築物でトランスフェクションされてお り、ついで (b)工程(a)の遺伝子発現のレベルを、該化合物の不存在での宿主細胞からの遺 伝子発現のレベルと比較することを特徴とする方法。 32.STATヘテロダイマーがSTAT1α/STAT3ヘテロダイマーを 含む、請求項31の方法。
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