JPH10260184A - 7回膜貫通型オーファン受容体のリガンドの検出法 - Google Patents
7回膜貫通型オーファン受容体のリガンドの検出法Info
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- JPH10260184A JPH10260184A JP9066663A JP6666397A JPH10260184A JP H10260184 A JPH10260184 A JP H10260184A JP 9066663 A JP9066663 A JP 9066663A JP 6666397 A JP6666397 A JP 6666397A JP H10260184 A JPH10260184 A JP H10260184A
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Abstract
のリガンドを同定する。 【解決手段】 組換え遺伝子工学技術により、昆虫細胞
膜上に多量に発現させた7回膜貫通型受容体を細胞膜上
にもつバキュロウイルス感染昆虫細胞において、Gタン
パク質関連シグナル伝達系を通じて、受容体と候補リガ
ンドが結合する際に生じる細胞内Ca2+の増加を、蛍光
発光試薬を用いて測定する高感度リガンド検出法を開発
する。
Description
リガンドが結合することに伴って増加する多量の細胞内
Ca2+量を、蛍光試薬を用いて測定することにより、新
規リガンドを探索するリガンドの検出法に関する。
伝達するための構造を持つ受容体に結合するリガンドの
存在が知られている。たとえばエンドセリン(ET)は
ET受容体の、アセチルコリンは神経伝達物質受容体の
リガンドに相当する。しかしながら、生理的に重要な受
容体の生体内における真のリガンドはきわめて微量であ
るため、真のリガンドを同定することは困難である。一
方、最近の遺伝子工学の進歩により、正体が不明ではあ
るが、明らかに受容体をコードすると予想される遺伝子
がヒトゲノム解析計画を始めとする大規模なゲノム解析
の結果、多々見つかっている。殊に、7回膜貫通型受容
体遺伝子は、細胞膜を7回貫通する特徴的な塩基配列を
有するため、またパルミチン酸やミリスチン酸のような
脂肪酸を結合するシステインに富む領域があること、お
よび糖鎖添加やリン酸化に関する特定の塩基配列(また
はアミノ酸配列)があることなどにより、遺伝子塩基配
列の解析が終了した時点で、当該DNAが7回膜貫通型
受容体をコードしていることを判別することは、比較的
容易である。たとえば、Ruiz-Avila L. らは苦味感知に
係わると思われる7回膜貫通型受容体をコードする遺伝
子を、脊椎動物の味覚細胞からクローニングしているが
(Nature 376, 80-85, 1995)、それらが嗅覚能力に関与
することは察知できるものの、これらの受容体に結合す
るリガンドを探索、検出するには至っていない。これ
は、ひとえに高感度に微量に存在する天然のリガンドを
検出する技術が、現代科学の最先端においても欠けてい
るからである。
る検出法が考案されたならば、真のリガンドを同定する
ことが可能であると思われる。鋭敏なリガンドの検出法
が確立され、真のリガンドを検出し同定できれば、当該
受容体の機能を調節する化合物を薬化学の技術により合
成したり、リガンドがタンパク質である場合は、遺伝子
工学技術により大量に製造することができ、これを基に
して医薬品の開発が可能となる。たとえばアルツハイマ
ー受容体に対する未知のリガンドを見つけ出すことがで
きれば、機能分子を修飾する創薬研究へと繋がることが
期待される。一方、向精神薬に強い親和性を示すセロト
ニン受容体などに対する阻害剤の検索も可能と思われ
る。
り、昆虫細胞膜上に多量に発現させたヒト7回膜貫通型
受容体とリガンドの結合反応に伴って生じる昆虫細胞内
Ca2+の増加を、蛍光試薬を用いて測定する高感度リガ
ンド検出法を開発することにより、哺乳動物オーファン
受容体に対する不明の真のリガンドを同定することを目
的とする。
ルス感染昆虫細胞で発現される7回膜貫通型受容体を、
該受容体リガンドと結合させ、細胞内Ca2+の増加を測
定することを特徴とするリガンドの検出法である。
容体のような7回膜貫通型受容体(蛋白質 核酸 酵素
36, 2381-2388, 1991)と該受容体リガンドが結合する
際に生じる昆虫細胞内Ca2+の増加を応用して、高感度
に新規リガンドを検出する方法に関する。 2)昆虫細胞が当該ヒト7回膜貫通型受容体を含まない
場合、哺乳動物オーファン受容体と候補リガンドの結合
反応のバックグランドは、昆虫細胞に由来するバックグ
ランドに左右されることはなく、優れた検出法となる。 3)遺伝子工学で増幅した受容体が膜表面に多量に形成
されるので、リガンドに対する結合反応がより鋭敏とな
る受容体高発現系を用いた検出法に関する。 4)受容体が哺乳動物オーファン受容体である検出法に
関する。 5)潜在的リガンドを探索するための検出法に関する。 6)リガンドが不明であり、受容体がオーファン受容体
として規定される検出法に関する。 7)受容体が7回膜貫通型であり、かつGタンパク質関
連受容体ファミリーである検出法に関する。 8)検出試薬が蛍光発光試薬である検出法に関する。
ウイルスの構築。 哺乳動物オーファン受容体の遺伝子を含む組換えバキュ
ロウイルスを構築する方法は公知である(Mol. Cell. B
iol., 5, 2860-2865, 1985、蛋白質 核酸 酵素 35, 2
598-2612, 1990)。哺乳動物オーファン受容体cDNA
遺伝子をポリヘドリンプロモーターの下流に繋ぐことに
より、組換えバキュロウイルスを構築することができ
る。
USA)を含むフラスコへ、Sf9昆虫細胞(ハスモンヨト
ウの近縁種であるSpodoptera frugiperda の細胞、Phar
Mingen, San Diego, USA)を接種し、撹拌または静置に
より細胞を増殖させる。培養は20〜35℃で行うこと
ができるが、好ましくは27℃であり、2×106 細胞
/mlのレベルまで増殖させる。
ルスの感染。 2×106 細胞/mlの細胞を組換えバキュロウイルス
(m.o.i.=7)で感染させる。
現と細胞の生存。 バキュロウイルスの感染により、少なくとも感染後4日
間はSf9細胞の50%以上が生存している。一方、哺
乳動物オーファン受容体は、感染後2日目に40%近く
が生成し、発現は4日目まで続く。受容体とリガンドの
結合反応に伴って生じる細胞内Ca2+(〔Ca2+〕i)
の増加を測定するために、感染後2〜4日目の感染細胞
を回収し、140mMNaCl、4mMKCl、1mMMgC
l2 、4mMNa2 HPO4 、11mMグルコース、5mMHe
pes(pH7.4)および2mg/ml ウシ血清アルブミンを含
有するHepes 緩衝液に懸濁する。感染細胞懸濁液は、不
凍液の20%グリセロールを含有する培地中、−20℃
において、少なくとも2日間、〔Ca2+〕i応答活性を
消失せずに貯蔵することができた。しかし、細胞をペレ
ット化して−80℃において一晩凍結させた場合には、
〔Ca2+〕iを仲介する能力は完全に消失した。
高感度検出法。 組換えバキュロウイルスを感染させた2〜4日目の昆虫
細胞を、上記のHepes緩衝液で洗浄し、Ca2+に対する
蛍光発光試薬(たとえば、Fura−2(1−〔2−5″−
カルボキシオザゾリル−2′)−6−アミノベンゾフラ
ン−5−オキシ〕−2−(2′−アミノ−5′メチルフ
ェノキシ)−エタン−N,N,N′N′−テトラ酢酸ペ
ンタカリウム塩。同仁化学)を細胞に取り込ませた。取
り込まれなかった蛍光発光試薬を遠心分離により除去し
た後、上記のHepes 緩衝液に懸濁した細胞をキュベット
へ移す。そこへ候補リガンドを最終濃度1×10-9〜1
×10-12Mとなるように添加し、20℃もしくは室温で
インキュベートする。受容体とリガンドの結合反応に伴
って生じる〔Ca2+〕iの増加に対応する蛍光の放出量
をCell-Ion Analyzer により測定する。
の応答活性は、組換えバキュロウイルスの感染時間に依
存する。すなわち、感染2日目の昆虫細胞で応答活性が
開始され、3日間の感染細胞で応答活性は最高に到達
し、そして4日目以降の細胞では減少していく。その
後、6日目までは、応答曲線は細胞の生存率速度論に従
う。このように、哺乳動物オーファン受容体を発現し、
かつ生存し得る細胞のみが、候補リガンドに応答して高
感度に〔Ca2+〕iを誘導することができる。
るSf9細胞はリガンドの濃度に応答して、きわめて鋭
敏な様相で〔Ca2+〕iを誘導する。濃度1×10-9〜
1×10-12Mの範囲で検出が可能であるが、好ましくは
1×10-9M がよい。これとは対照的に、非感染Sf9
細胞または野性型ウイルスで感染させた細胞では、候補
リガンドの検出はできない。
伝達系の異種組合せにより生じるCa2+増加は、Ca2+
の流入(Ca2+チャンネルによって仲介される持続性C
a2+の増加)と一過性Ca2+の増加(細胞内貯蔵分から
のCa2+の放出)を含む。すなわち、Ca2+の増加は2
相性を示し、初期の鋭いピークである一過性Ca2+放出
と、それに続く持続性Ca2+増加で構成される。
コへSf9昆虫細胞を接種し、2×106 細胞/mlのレ
ベルまで増殖させた。このSf9細胞を、ヒトETB 受
容体cDNA遺伝子をもつ組換えバキュロウイルスで感
染させ(m.o.i.=7)、感染後2日目に800×gで1
0分間遠心分離してSf9細胞を回収した。140mMN
aCl、4mMKCl、1mMMgCl2 、4mMNa2 HP
O4 、11mMグルコース、5mMHepes(pH7.4)および
2mg/ml ウシ血清アルブミンを含有するHepes緩衝液5m
l中に、1〜2×106 細胞になるように感染細胞を懸
濁させた。遠心分離によって細胞を沈殿させて、同一の
Hepes 緩衝液5mlに再懸濁させた。この懸濁液に蛍光発
光試薬Fura−2を最終濃度10μM になるように添加
し、混合物を20℃でインキュベートして、細胞にFura
−2を取り込ませた。1時間後、Hepes 緩衝液を換えて
遠心分離を繰り返すことによって、取り込まれなかった
Fura−2を細胞から除去し、最終的に細胞をHepes 緩衝
液4.5mlに再懸濁させた。このFura−2を与えた細胞
をHepes 緩衝液で2〜4×106 細胞/mlになるように
希釈し、細胞懸濁液(0.5ml)を蛍光定量分析用に設
計された1mlキュベットに入れた。この細胞懸濁液に、
最終濃度1×10-9M となるようにET−1溶液10μ
l をマイクロシリンジにより撹拌下で添加し、340nm
の紫外線で励起された蛍光の放出量(波長380および
500nm)をCell-Ion Analyzer (Nippon Bunko, Toky
o, Japan)によってモニターし、、380nm/340nm
の比を放出指標としてプロットした。
f9細胞はET−1リガンドに応答して、きわめて鋭敏
な様相で〔Ca2+〕iを誘導した(図1)。これとは対
照的に、非感染Sf9細胞または野性型ウイルスで感染
させた細胞は、この活性を示さなかった。
TA を受容体とする結合反応においても、実質的に実施
例1と同様の結果が得られた。
つの受容体へのET−2およびET−3の結合様相にお
いても、実施例1と同様の誘導が示された。
利用して、哺乳動物オーファン受容体に特異的なアンタ
ゴニストを探索することもできる。たとえば、ET類似
体の環状ペンタペプチドである、BQ123(Life Sc
i., 50, 247-255, 1992)は、濃度1μM において、E
T−1とETA 受容体の結合反応を阻害する。BQ12
3がETA 受容体に結合してこの受容体を休眠状態と
し、ET−1の結合をも妨害して、それによるシグナル
伝達を妨害することが示唆される。また、哺乳類の電圧
依存性L型Ca2+チャンネルの周知の阻害剤であるニフ
ェジピン(nifedipine)は、濃度50μM において、5
×10-10MET−1とETA 受容体の結合を50%阻害
する。こうした応答活性に対するアンタゴニストの発見
は、医薬開発への道具として利用できる。
とリガンドの結合反応に伴って生じる細胞内Ca2+の増
加を、蛍光発光試薬を用いて測定する高感度リガンド検
出法を開発することにより、哺乳動物オーファン受容体
に対する不明の真のリガンドが同定できる。
B 受容体とET−1リガンドの結合反応によって生じる
Ca2+の増加を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 バキュロウイルス感染昆虫細胞で発現さ
れる7回膜貫通型受容体を、該受容体リガンドと結合さ
せ、細胞内Ca2+の増加を測定することを特徴とするリ
ガンドの検出法。 - 【請求項2】 受容体が、哺乳動物オーファン受容体で
ある、請求項1記載の検出法。 - 【請求項3】 潜在的リガンドを検索するための、請求
項1記載の検出法。 - 【請求項4】 受容体が7回膜貫通型であり、かつGタ
ンパク質関連受容体ファミリーである、請求項1記載の
検出法。 - 【請求項5】 検出試薬が蛍光発光試薬である、請求項
1記載の検出法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9066663A JPH10260184A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 7回膜貫通型オーファン受容体のリガンドの検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9066663A JPH10260184A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 7回膜貫通型オーファン受容体のリガンドの検出法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10260184A true JPH10260184A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13322375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9066663A Pending JPH10260184A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 7回膜貫通型オーファン受容体のリガンドの検出法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10260184A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004022786A1 (ja) * | 2002-09-04 | 2004-03-18 | Toudai Tlo, Ltd. | 蛍光共鳴エネルギー転移を用いた蛋白質の分析方法 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9066663A patent/JPH10260184A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004022786A1 (ja) * | 2002-09-04 | 2004-03-18 | Toudai Tlo, Ltd. | 蛍光共鳴エネルギー転移を用いた蛋白質の分析方法 |
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A521 | Written amendment |
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